快速硬幣分揀裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-分選機(jī)【三維PROE】【8張CAD圖紙】

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整體方案設(shè)計(jì)22.1設(shè)計(jì)思路22.2方案設(shè)計(jì)2第3章 傳動(dòng)方案的選擇3第4章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算64.1電動(dòng)機(jī)選擇步驟64.1.1型號(hào)的選擇64.1.2功率的選擇74.1.3 轉(zhuǎn)速的選擇74.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定7第5章 軸的設(shè)計(jì)95.1 軸的分類95.2軸的材料105.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)105.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算125.4.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算125.4.2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算135.4.3 軸的剛度計(jì)算概念145.4.4 軸的設(shè)計(jì)步驟145.5各軸的計(jì)算145.5.1高速軸計(jì)算145.5.2中間軸設(shè)計(jì)175.5.3低速軸設(shè)計(jì)205.6軸的設(shè)計(jì)與校核235.6.1高速軸設(shè)計(jì)235.6.2中間軸設(shè)計(jì)245.6.3 低速軸設(shè)計(jì)245.6.4高速軸的校核24第6章 聯(lián)軸器的選擇256.1聯(lián)軸器的功用256.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)256.3 聯(lián)軸器的選用266.4 聯(lián)軸器材料26第7章 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)287.1 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類287.2 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求287.2.1主要參數(shù)297.2.2 精度等級(jí)的選擇307.2.3 齒輪傳動(dòng)的失效形式307.3齒輪參數(shù)計(jì)算30第8章 軸承的設(shè)計(jì)及校核388.1軸承種類的選擇388.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)388.3軸承計(jì)算40第9章 箱體設(shè)計(jì)41第10章 硬件電路設(shè)計(jì)4310.1硬件電路設(shè)計(jì)4310.1.1 數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)4310.1.2 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的功能4310.2關(guān)于各線路元件之間線路連接4410.3關(guān)于電路原理圖的一些說(shuō)明45參考文獻(xiàn)48總 結(jié)49致 謝50第1章 緒論1.1設(shè)計(jì)背景大面值貨幣的電子化，小面值貨幣的硬幣化是各國(guó)貨幣發(fā)行的趨勢(shì)。隨著硬幣在公交車、自動(dòng)售貨機(jī)等場(chǎng)合的使用，對(duì)硬幣的高效率自動(dòng)化處理提出了要求，硬幣計(jì)數(shù)機(jī)、硬幣計(jì)數(shù)包卷機(jī)由此而得到發(fā)展。硬幣計(jì)數(shù)、包卷的前提必須使硬幣隊(duì)列化排列，以方便電子設(shè)備對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此硬幣隊(duì)列化輸送裝置是以上兩種設(shè)備的關(guān)鍵部件。硬幣隊(duì)列化裝置的功能首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)硬幣的隊(duì)列化排列；隊(duì)列化排列后的硬幣在輸送的驅(qū)動(dòng)下沿輸幣道輸出，通過(guò)輸幣道上的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)硬幣的計(jì)數(shù)。為實(shí)現(xiàn)多種硬幣的計(jì)數(shù)，輸幣道的寬度根據(jù)硬幣的尺寸應(yīng)有級(jí)可調(diào)，同時(shí)不同厚度的硬幣能在壓幣壓緊產(chǎn)生的摩擦力下可靠輸出。1.2 硬幣隊(duì)列化輸送裝置的原理圖其工作過(guò)程為：輸送將儲(chǔ)幣斗中的硬幣輸送到幣盤上，幣盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由于離心力的作用，將硬幣加速并使其連續(xù)排列在幣盤邊緣，與圍擋緊貼，圍擋缺口與幣道入口之間有一段連接過(guò)渡部分，由引導(dǎo)弧板和連接底板組成，引導(dǎo)弧板對(duì)硬幣的運(yùn)動(dòng)起引導(dǎo)作用，幣盤中的硬幣在引導(dǎo)弧處滑出幣盤，進(jìn)入輸幣道，硬幣在幣道壓幣的動(dòng)下在幣道中滑行并輸出。第2章 整體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)思路本文著重對(duì)硬幣隊(duì)列化輸送裝置的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，將硬幣隊(duì)列化輸送裝置的機(jī)械部分設(shè)計(jì)成三部分，其中送退機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)送與退，以及通過(guò)退將物捆緊待加熱，粘貼。夾壓剪切機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)的頂緊固定，并在包裝通過(guò)熱熔搭接器加熱融化后實(shí)現(xiàn)對(duì)的夾壓，以便使迅速粘結(jié)。在送退機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行退時(shí)，為避免退回的在機(jī)箱內(nèi)纏繞齒輪及其它部件，本文將設(shè)計(jì)一個(gè)儲(chǔ)箱放在機(jī)箱內(nèi)，存放多余的包裝，既增加了安全性，又使下次有足夠的緩沖時(shí)間。根據(jù)行業(yè)包裝機(jī)械的參數(shù)要求,為保證硬幣隊(duì)列化輸送裝置能夠高效正常運(yùn)轉(zhuǎn)，特對(duì)本機(jī)的設(shè)計(jì)提出如下要求：a.工作臺(tái)面平整、光亮，不應(yīng)有銹點(diǎn)、凹陷等缺陷;b. 表面涂漆或噴塑牢固、光滑、色澤均勻.不應(yīng)有劃痕、磕碰等有損美觀的缺陷。2.2方案設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)分為：機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)分為：送、退張緊機(jī)構(gòu)，封接機(jī)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)分為：步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)，氣動(dòng)控制系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)分為：送、退張緊機(jī)構(gòu)，封接機(jī)構(gòu)。機(jī)原理圖如圖2.1所示送、退張緊機(jī)構(gòu)主要完成送入和退出，由電機(jī)、摩擦輪、齒輪、同步輪、小軌道等部件組成。送退機(jī)構(gòu)原理示意圖如圖2.2所示，在機(jī)器進(jìn)入工作準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí)，通過(guò)摩擦輪正轉(zhuǎn)，依靠摩擦力使從儲(chǔ)箱中拉出送入軌道；當(dāng)碰到觸動(dòng)開關(guān)后，壓緊機(jī)構(gòu)的第一壓頭將端壓緊，同時(shí)電機(jī)動(dòng)摩擦輪開始反轉(zhuǎn)，將多余的從軌道中拉出退入儲(chǔ)箱中，已達(dá)到使紙箱捆緊的目的。圖2.2 送退機(jī)構(gòu)原理示意圖封接機(jī)構(gòu)封接機(jī)構(gòu)原理示意圖如圖2.3所示。在進(jìn)行時(shí)，其頭和尾都需要用夾壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，以便完成熱熔搭接工作。夾壓機(jī)構(gòu)共有三個(gè)壓頭，由安裝在同一軸上的三個(gè)凸輪分別控制，其中的第一壓頭夾壓頭，第二壓頭夾壓尾，兩層中間先由隔離器隔開，然后再由隔離器引導(dǎo)熨頭進(jìn)入兩層子中間，以待熱熔搭接。收緊捆繞在包裝件上后，為了使它在流通過(guò)程中不松散，就必須將的兩端構(gòu)成牢固的連接，才能保證的可靠與安全。在封接壓頭，即第三壓頭的作用下，由電熱板對(duì)其加熱使表面熔融，然后經(jīng)過(guò)加壓冷卻而得到熔接連接。 第3章 傳動(dòng)方案的選擇傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方案:變頻電機(jī)通過(guò)帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多功能測(cè)試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對(duì)整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸;兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、 傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為840，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。展開式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，常用于較大功率、變載荷場(chǎng)合。同軸式減速器，長(zhǎng)度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。兩級(jí)大齒輪直徑接近有利于浸油潤(rùn)滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：圖中展開式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，a方案優(yōu)先于b方案， 最終選a由裝配圖查得，。由裝配圖查得，綜上所述：可得y1y2 。 選a方案。第4章 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。4.1電動(dòng)機(jī)選擇步驟電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟：4.1.1型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多，通常選用異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型異步電動(dòng)機(jī)和JS、JSQ系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有JR、JR O2系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和JRQ系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。 從電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種： 1防護(hù)式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成45以內(nèi)掉進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好，價(jià)格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用?！癑”系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。 2封閉式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很嚴(yán)密，所以還不能在水中工作，“JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、水花四濺的地方（如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵）廣泛地使用這種電動(dòng)機(jī)。 3密封式。這種電動(dòng)機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來(lái)，可以浸沒(méi)在水里工作，農(nóng)村的電動(dòng)潛水泵就需要這種電動(dòng)機(jī)。 實(shí)際上，農(nóng)村用來(lái)帶動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動(dòng)機(jī)大多選用JO、JO2系列電動(dòng)機(jī)。 在特殊場(chǎng)合可選用一些特殊用途的電動(dòng)機(jī)。如JBS系列小型三相防爆異步電動(dòng)機(jī)，JQS系列井用潛水泵三相異步電動(dòng)機(jī)以及DM2系列深井泵用三相異步電動(dòng)機(jī)。4.1.2功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大10%即可（指直接傳動(dòng)）。一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測(cè)得的電功率來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)功率。 電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過(guò)小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。 選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來(lái)說(shuō)，直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，功率不宜超過(guò)變壓器容量的1/3。 4.1.3 轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速，但其傳動(dòng)比不宜大于3。 異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低2%5%，在功率相同的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用1500r/min的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。4.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定本減速器所選擇的參數(shù)如下：取速度：1000r/min6級(jí)電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M1-6額定功率： 4kw滿載功率： 960r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距：2.0最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距：2.0工作轉(zhuǎn)速n: 33.33r/minI總=nm/n=960/33.33=28.8效率的選擇：彈性套柱銷聯(lián)軸器：1=0.996級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：2=0.977級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：3=0.983級(jí)滾子軸承：4=0.938滾子鏈傳動(dòng)：5=0.96 總=12345=0.8503 pd=p/總=3.14kw取錐齒輪傳動(dòng)比(低速級(jí))i1=2.5;i2=i/i1=4 圓柱斜齒輪傳動(dòng)比(高速級(jí))i2=4 鏈輪傳動(dòng)比i0=2.881、擬定傳動(dòng)方案選擇電動(dòng)機(jī)（1）傳動(dòng)方案（一）：運(yùn)輸帶F=1500N，v =1.2m/s，卷筒D=200mm。（2）電動(dòng)機(jī)的選擇 由公式 P1=Fv=15001.2=1.8 kw n1=191. r/min 求電機(jī)功率P5 P= P電 =ab齒2z3 P= Fv 查閱資料可得：選取1=0.99 彈性柱銷聯(lián)軸器 2=0.97 6級(jí)精度齒輪的效率3=0.98 7級(jí)精度齒輪的效率 4=0.938 滾動(dòng)滾子軸承的效率5=0.96滾子鏈傳動(dòng)則總=12345=0.8503 P5=2.127 kw查閱資料可得：取 i=860則 n5=n1i=191(860)=152811460 (r/min)電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500、3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇3000 r/min的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率滿載轉(zhuǎn)速極數(shù)(額定轉(zhuǎn)矩)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y100L142.2 kw1420 r/min42.2 kw2.2 kw第5章 軸的設(shè)計(jì)機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來(lái)支承，才能正常工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。5.1 軸的分類按軸受的載荷和功用可分為：1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車輛軸和滑輪軸。2.傳動(dòng)軸：只承受扭矩不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸,主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩。如汽車的傳動(dòng)軸。3.轉(zhuǎn)軸：同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，既支承零件又傳遞轉(zhuǎn)矩。如減速器軸。5.2軸的材料主要承受彎矩和扭矩。軸的失效形式是疲勞斷裂，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。軸的材料從以下中選取：1. 碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼具有較好的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。例如：35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素鋼。一般軸采用45鋼，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)或正火處理；有耐磨性要求的軸段，應(yīng)進(jìn)行表面淬火及低溫回火處理 。輕載或不重要的軸，使用普通碳素鋼Q235、Q275等。2. 合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械性能，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，淬火性較好，熱處理變形小，價(jià)格較貴。多使用于要求重量輕和軸頸耐磨性的軸。例如：汽輪發(fā)電機(jī)軸要求，在高速、高溫重載下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等?；瑒?dòng)軸承的高速軸，采用20Cr、20CrMnTi等。3. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中敏感低，價(jià)格低廉，使用鑄造制成外形復(fù)雜的軸。例如：內(nèi)燃機(jī)中的曲軸。5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：（1）、便于軸上零件的裝配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2）、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1）軸向定位的固定 軸肩或軸環(huán)：如教材圖10-7所示。軸肩定位是最方便可靠的定位方法，但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度h=(0.070.1)d，d為與零件相配處的軸徑尺寸。要求r軸R孔或r軸ca所以軸安全。第6章 聯(lián)軸器的選擇6.1聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來(lái)并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過(guò)載安全保護(hù)作用。6.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器 在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器 除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合。安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過(guò)事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。 起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過(guò)載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。6.3 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩T： T，選剛性聯(lián)軸器、無(wú)彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速n：n，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器；6.4 聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子和套筒受力，銷軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷軸與外鏈板之間的過(guò)盈配合容易松動(dòng)。在高速輕載場(chǎng)合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力?。辉诘退僦剌d場(chǎng)合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為1222。為避免過(guò)渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。本機(jī)構(gòu)查GB4323-84，選用TL4型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其尺寸參數(shù)如表所示，型號(hào)公稱轉(zhuǎn)矩N.m軸孔直徑軸孔長(zhǎng)度L、L1DSAD0B質(zhì)量Y,J,J1,ZKgd1，d2，dzL、L1TlTLLTL1-6.39-1414-3271318-1.16-TL2-1612-1920-4280318-1.64-TL3-31.516-2230-5295435-2.2-TL4-6320-2838-62106435-3.2-TL5TLL112525-3544-82130545200858.368.3TL6TLL225032-4260-11216054525010510.3615.3TL7TLL350040-4884-11219054531513215.730.0TL8TLL471045-6384-14222466531513225.439.6TL9TLL5100050-7184-1422506653151683147.0TL10TLL6200060-95107-17231588040016865.992.6TL11TLL7400080-110132-21240010100500210122.6172.3TL12TLL88000100-130167-25247512130500/630210/265218.4304.3TL13TLL916000120-170167-30260014180710298425.8576.8T=T0=31.236N.M取KA=1.7則TCA=KA*T=1.7*31.236N*M=53.1N*M許用轉(zhuǎn)距：63N*M許用最大轉(zhuǎn)速：5700r/min軸徑：20-80mm第7章 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá)150ms(最高300ms)，直徑能做到10m以上，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)8或更大，因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。7.1 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類 和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。按軸的布置方式分： 平行軸傳動(dòng)，交叉軸傳動(dòng)，交錯(cuò)軸傳動(dòng)按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動(dòng)工作條件分： 閉式傳動(dòng)，形式傳動(dòng)，半形式傳動(dòng)按齒廓曲線分： 漸開線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分： 軟齒面(350佃)，硬齒面(350佃) 7.2 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求 齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足兩項(xiàng)基本要求:1)傳動(dòng)平穩(wěn);2)承載能力高。 在齒輪設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強(qiáng)度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個(gè)基本要求進(jìn)行的。7.2.1主要參數(shù)基本齒廓。漸開線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見表122或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。模數(shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見表123或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。中心距。薦用的中心距系列見表12，4或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。傳動(dòng)比i、齒數(shù)比u。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速nl與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2之比稱為傳動(dòng)比i。大齒輪的齒數(shù)z2與小齒輪齒數(shù)z1之比稱為齒數(shù)比u。減速傳動(dòng)時(shí)，u=i；增速傳動(dòng)u=1/i 。標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m： 斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。變位系數(shù)。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用xm表示，x稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動(dòng)，x為負(fù)值，反之為正值。隨著x的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。 ， 由變位齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)，若兩輪變位系數(shù)的絕對(duì)值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即x1=-x2稱為“高度變位”，此時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若x1=-x2；x1+x20，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。7.2.2 精度等級(jí)的選擇 在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GBl0095-88和GBll36589)中，規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，按精度高低依次為112級(jí)，根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第工公差組、第公差組和第公差組。7.2.3 齒輪傳動(dòng)的失效形式 齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點(diǎn)蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動(dòng)等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動(dòng)形式一般有：1） 開式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算，也無(wú)需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開式齒輪傳動(dòng)，將計(jì)算所得模數(shù)加大10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于1.5-2mm（以防意外斷齒）。2） 閉式齒輪傳動(dòng)：方法一軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)，接觸疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑d1和接觸齒寬b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)計(jì)算時(shí)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m和接觸齒寬b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二 不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù)m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪分度圓直徑d1，再按d1=mZ1調(diào)整齒數(shù)Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。7.3齒輪參數(shù)計(jì)算材料選擇：小齒輪40C r（調(diào)質(zhì)）硬度280HBs 大齒輪45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度240HBs；（硬度差40HBs）材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用6級(jí)和7級(jí)精度（GB10095-88）選擇初選螺旋角=14度，取Z1=21，Z2=4*21=84高速級(jí)斜齒輪、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240HBS；減速器一般選用7級(jí)精度（GB10095-88）選擇z1=20，由z2= i高z1=53.45，圓整z2=54則 i高= z2/z1=54/20=2.7 i=%=1%2.5%，u=2.7 i高= i高=2.7選取螺旋角，初選螺旋角=14（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（以下公式、表、圖均出自機(jī)械設(shè)計(jì)）d1t 試選載荷系數(shù)kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得，=0.78, =0.87, 則：=+=0.78+0.87=1.65 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=531Mpa 查閱資料可得，選取持寬系數(shù)=1 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù)zE=200Mpa 查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60nJLh=6014201(1830010)=2.0451010N2=N1/=2.0451010/2.7=7.574109 查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù)kHN1=1，kHN2=1.11 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1，安全系數(shù)s=1（簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)）=1560560 Mpa=1.11531589.4 Mpa（3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑dt =(+)/2=(560+589.4)/2=574.7 Mpa d1t=29mm 計(jì)算圓周速度v=2.1 m/s 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mntb=dd1t=129=29mm mnt= h=2.25mnt=2.251.34=3.28mm b/h=29/3.28=8.84 計(jì)算縱向重合度 =0.318121=1.665 計(jì)算載荷系數(shù)k 查閱資料可得，kA=1根據(jù)v=3 m/s，7級(jí)精度，查閱資料可得，kv=1.15查閱資料可得，kH的計(jì)算公式kH=1.15+0.18(1+0.6d2)d2+0.31103b=1.15+0.18(1+0.6) +0.3110329=1.447查閱資料可得，kF=1.31查閱資料可得，kH= kF=1.4 載荷系數(shù)k=kAkv kHkH=11.41.4471.4=2.31 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，d1=d1t=29=32.77mm 計(jì)算模數(shù)mnmn=（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) mn確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) k=kAkv kFkF=11.141.41.31=2.09 根據(jù)縱向重合度1.665，查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù)Y=0.90 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) zr1=22.5 zr2=86.59 查取齒形系數(shù)，由資料可得，YFa1=2.724，YFa2=2.284 查取應(yīng)力校正系數(shù)，Ysa1=1.568，Ysa2=1.727 查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度=560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極限=531Mpa 查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)，KFN1=0.83，KFN2=0.87 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4，=332 Mpa=330Mpa 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 =0.01286 =0.01195 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計(jì)計(jì)算 mn=1.1mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，mn2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=29z1=20取z1=20，則z2=uz1=2.927=78.3，圓整取z2=79。（4）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心矩a=102.3mm圓整中心矩 a=120mm 按圓整中心矩修正螺旋角=arccos= arccos=14.36因值改變不多，故參數(shù)、zH等不必修正。 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1=45.42mmd2=162.89mm 計(jì)算齒輪寬度b=129=29mm圓整后取 B2=36mm，B1=45mm低速級(jí)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 材料及熱處理仍按高速級(jí)的選取 精度選7級(jí)精度 選小齒輪齒數(shù)z1=18，由i低=3.842，則z2= z1i低3.84218=69.158，圓整為z2=70i低=70/18=3.89，i=100%=2.5%，=3.742i高=3.84 選取螺旋角，初選螺旋角14（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（a） d1t 試選載荷系數(shù)：kt=1.6 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù)zH=2.433 查閱資料可得： 則 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：。 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù)KHN10.93，KHN20.96 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為1，安全系數(shù)S=L（簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)） 計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t 計(jì)算圓周速度 計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnth2.25 mnt2.252.0484.608mm 計(jì)算縱向重合度 計(jì)算載荷系數(shù)k查閱資料可得KA1根據(jù)級(jí)精度，查閱資料可得動(dòng)載系數(shù)Kv1.05，查閱資料可得的計(jì)算公式：1.15+0.18（1+0.6）+0.3110-3381.43查閱資料可得 =1.32查閱資料可得 載荷系數(shù)： 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 計(jì)算模數(shù)mn（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 確定計(jì)算參數(shù) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)縱向重合度1.506，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù)0.88。 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 直取齒形系數(shù)（插值法）查閱資料可得 2.768；2.225 查取校正系數(shù)查閱資料可得 1.558；1.765 查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)：0.91；0.94 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.4， 計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大（3）設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d140mm，則由： 圓整Z323 圓整Z487（4）幾何尺寸計(jì)算 計(jì)算中心距圓整中心矩a122mm 按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 計(jì)算齒輪寬度圓整后?。築4=45mm；B350mm高速級(jí)齒輪傳動(dòng)； ； ； Xn0； 低速轉(zhuǎn)齒輪傳動(dòng)； ； ； ； 第8章 軸承的設(shè)計(jì)及校核8.1軸承種類的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 吳宗澤 羅圣國(guó) 主編 高等教育出版社出版P62 滾動(dòng)軸承由于采用兩端固定，采用深溝球軸承。型號(hào)為6303和6300。8.2深溝球軸承結(jié)構(gòu)深溝球軸承一般由一對(duì)套圈，一組保持架，一組鋼球組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)最普遍，應(yīng)用最廣泛的一類軸承。該類軸承主要用來(lái)承受徑向負(fù)荷，但也可承受一定量的任一方向的軸向負(fù)荷。當(dāng)在一定范圍內(nèi)，加大軸承的徑向游隙，此種軸承具有角接觸軸承的性質(zhì)，還可以承受較大的軸向負(fù)荷。深溝球軸承裝在軸上以后，可使軸或外殼的軸向位移限制在軸承的徑向游隙范圍內(nèi)。同時(shí)，當(dāng)外殼孔和軸（或外圈對(duì)內(nèi)圈）相對(duì)有傾斜時(shí)，（不超過(guò)816根據(jù)游隙確定）仍然可以正常地工作，然而，既有傾斜存在，就必然要降低軸承的使用壽命。深溝球軸承與其它類型相同尺寸的軸承相比，摩擦損失最小，極限轉(zhuǎn)速較高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下，可用此類軸承承受純軸向負(fù)荷。如若提高其制造精度，并采用膠木、青銅、硬鋁等材質(zhì)的實(shí)體保持架，其轉(zhuǎn)速還可提高。型號(hào)內(nèi)徑d外徑D寬度B倒角r額定負(fù)荷kN鋼球極限轉(zhuǎn)速rpm重 量kgmminchmminchmminchmminch動(dòng)態(tài)靜態(tài)數(shù)量大小油脂油6355.196919.78406.23620.3.0122.340.88592.38134000400000.008630010.3937351.378011.43310.6.0248.203.5076.35015000210000.0536301