畢業(yè)設(shè)計說明書題目名稱： 絲錐鏟梢機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書 院系名稱： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2015年5月摘 要本課題來源于當(dāng)今社會機(jī)械工業(yè)絲錐鏟梢設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計出絲錐鏟梢機(jī)，從而來滿足當(dāng)今社會絲錐鏟梢機(jī)設(shè)備不足的缺陷。 國內(nèi)絲錐鏟梢設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、鏟稍質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對機(jī)械行業(yè)中絲錐鏟梢機(jī)的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在機(jī)械行業(yè)中，絲錐的使用非常普遍。自然而然在機(jī)械中它們的加工也非常重要。傳動的絲錐在沒有鏟稍設(shè)備而需要人工磨削的情況下，工作效率低下，勞動強(qiáng)度大，所以設(shè)計一個專用的絲錐鏟梢機(jī)勢在必行。本文運用大學(xué)所學(xué)的知識，提出了絲錐鏟梢機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強(qiáng)度校驗，構(gòu)建了絲錐鏟梢機(jī)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該絲錐鏟梢機(jī)的優(yōu)點是高效，經(jīng)濟(jì)，并且鏟稍質(zhì)量高，運行平穩(wěn)的結(jié)論。關(guān)鍵字：絲錐鏟梢機(jī)，設(shè)計，設(shè)備，高效全套圖紙，加153893706AbstractWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear,  strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a control design to double inverted pendulum on the mathematical model, and determine the system performance index weightmatrix ,  by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the simulation of the system is made by . Key word: pneumatic manipulator cylinder pneumatic loop Fout degrees of freedom.目 錄摘要IAbstractII1 引言1 1.1 課題的來源與研究的目的和意義1 1.2 絲錐鏟梢機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀22 絲錐鏟梢機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計12 2.1 絲錐鏟梢機(jī)的總體方案圖12 2.2 絲錐鏟梢機(jī)的工作原理15 2.3 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算17 2.3.1伺服電機(jī)的選型計算18 2.3.2轉(zhuǎn)動軸的設(shè)計計算19 2.3.3直線導(dǎo)桿的選型計算19 2.3.4液壓缸的設(shè)計計算20 2.3.5齒輪傳動的設(shè)計計算203 各主要零部件強(qiáng)度的校核21 3.1轉(zhuǎn)動軸強(qiáng)度的校核與計算22 3.2軸承強(qiáng)度的校核計算23 3.3齒輪強(qiáng)度的校核334 機(jī)架的設(shè)計375 設(shè)計總結(jié)38結(jié)論38致謝39參考文獻(xiàn)401 引言1.1課題的來源與研究的目的和意義 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。  不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。  機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機(jī)械、物料搬運機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動力機(jī)械、核動力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。19世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好。現(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實踐反過來又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個進(jìn)化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來。過去，各種機(jī)械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。19世紀(jì)時，機(jī)械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機(jī)械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細(xì)的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認(rèn)識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。1.2 絲錐鏟梢機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 機(jī)械工程通過不斷擴(kuò)大的實踐，從分散性的、主要依賴匠師們個人才智和手藝的一種技藝，逐漸發(fā)展成為一門有理論指導(dǎo)的、系統(tǒng)的和獨立的工程技術(shù)。機(jī)械工程是促成1819世紀(jì)的工業(yè)革命，以及資本主義機(jī)械大生產(chǎn)的主要技術(shù)因素。動力是發(fā)展生產(chǎn)的重要因素。17世紀(jì)后期，隨著各種機(jī)械的改進(jìn)和發(fā)展，隨著煤和金屬礦石的需要量的逐年增加，人們感到依靠人力和畜力不能將生產(chǎn)提高到一個新的階段。 在英國，紡織、磨粉等產(chǎn)業(yè)越來越多地將工場設(shè)在河邊，利用水輪來驅(qū)動工作機(jī)械。但當(dāng)時的煤礦、錫礦、銅礦等礦井中的地下水，仍只能用大量畜力來提升和排除。在這樣的生產(chǎn)需要下，18世紀(jì)初出現(xiàn)了紐科門的大氣式蒸汽機(jī)，用以驅(qū)動礦井排水泵。但是這種蒸汽機(jī)的燃料消耗率很高，基本上只應(yīng)用于煤礦。1765年，瓦特發(fā)明了有分開的冷凝器的蒸汽機(jī)，降低了燃料消耗率。1781年瓦特又創(chuàng)制出提供回轉(zhuǎn)動力的蒸汽機(jī)，擴(kuò)大了蒸汽機(jī)的應(yīng)用范圍。蒸汽機(jī)的發(fā)明和發(fā)展，使礦業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)、鐵路和航運都得以機(jī)械動力化。蒸汽機(jī)幾乎是19世紀(jì)唯一的動力源，但蒸汽機(jī)及其鍋爐、凝汽器、冷卻水系統(tǒng)等體積龐大、笨重，應(yīng)用很不方便。 19世紀(jì)末，電力供應(yīng)系統(tǒng)和電動機(jī)開始發(fā)展和推廣。20世紀(jì)初，電動機(jī)已在工業(yè)生產(chǎn)中取代了蒸汽機(jī)，成為驅(qū)動各種工作機(jī)械的基本動力。生產(chǎn)的機(jī)械化已離不開電氣化，而電氣化則通過機(jī)械化才對生產(chǎn)發(fā)揮作用。發(fā)電站初期應(yīng)用蒸汽機(jī)為原動力。20世紀(jì)初期，出現(xiàn)了高效率、高轉(zhuǎn)速、大功率的汽輪機(jī)，也出現(xiàn)了適應(yīng)各種水利資源的水輪機(jī)，促進(jìn)了電力供應(yīng)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。 19世紀(jì)后期發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過逐年改進(jìn)，成為輕而小、效率高、易于操縱、并可隨時啟動的原動機(jī)。它先被用以驅(qū)動沒有電力供應(yīng)的陸上工作機(jī)械，以后又用于汽車、移動機(jī)械和輪船，到20世紀(jì)中期開始用于鐵路機(jī)車。蒸汽機(jī)在汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的排擠下，已不再是重要的動力機(jī)械。內(nèi)燃機(jī)和以后發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)的發(fā)展，是飛機(jī)、航天器等成功發(fā)展的基礎(chǔ)技術(shù)因素之一。工業(yè)革命以前，機(jī)械大都是木結(jié)構(gòu)的，由木工用手工制成。金屬(主要是銅、鐵)僅用以制造儀器、鎖、鐘表、泵和木結(jié)構(gòu)機(jī)械上的小型零件。金屬加工主要靠機(jī)匠的精工細(xì)作，以達(dá)到需要的精度。蒸汽機(jī)動力裝置的推廣，以及隨之出現(xiàn)的礦山、冶金、輪船、機(jī)車等大型機(jī)械的發(fā)展，需要成形加工和切削加工的金屬零件越來越多，越來越大，要求的精度也越來越高。應(yīng)用的金屬材料從銅、鐵發(fā)展到以鋼為主。 機(jī)械加工包括鍛造、鍛壓、鈑金工、焊接、熱處理等技術(shù)及其裝備，以及切削加工技術(shù)和機(jī)床、刀具、量具等，得到迅速發(fā)展，保證了各產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)所需的機(jī)械裝備的供應(yīng)。 社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對機(jī)械產(chǎn)品的需求猛增。生產(chǎn)批量的增大和精密加工技術(shù)的進(jìn)展，促進(jìn)了大量生產(chǎn)方法的形成，如零件互換性生產(chǎn)、專業(yè)分工和協(xié)作、流水加工線和流水裝配線等。 簡單的互換性零件和專業(yè)分工協(xié)作生產(chǎn)，在古代就已出現(xiàn)。在機(jī)械工程中，互換性最早體現(xiàn)在莫茨利于1797年利用其創(chuàng)制的螺紋車床所生產(chǎn)的螺栓和螺帽。同時期，美國工程師惠特尼用互換性生產(chǎn)方法生產(chǎn)火槍，顯示了互換性的可行性和優(yōu)越性。這種生產(chǎn)方法在美國逐漸推廣，形成了所謂“美國生產(chǎn)方法”。20世紀(jì)初期，福特在汽車制造上又創(chuàng)造了流水裝配線。大量生產(chǎn)技術(shù)加上泰勒在19世紀(jì)末創(chuàng)立的科學(xué)管理方法，使汽車和其他大批量生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率很快達(dá)到了過去無法想象的高度。 20世紀(jì)中、后期，機(jī)械加工的主要特點是：不斷提高機(jī)床的加工速度和精度，減少對手工技藝的依賴；提高成形加工、切削加工和裝配的機(jī)械化和自動化程度；利用數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)等，發(fā)展柔性加工系統(tǒng)，使中小批量、多品種生產(chǎn)的生產(chǎn)效率提高到近于大量生產(chǎn)的水平；研究和改進(jìn)難加工的新型金屬和非金屬材料的成形和切削加工技術(shù)。 18世紀(jì)以前，機(jī)械匠師全憑經(jīng)驗、直覺和手藝進(jìn)行機(jī)械制作，與科學(xué)幾乎不發(fā)生聯(lián)系。到1819世紀(jì)，在新興的資本主義經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)下，掌握科學(xué)知識的人士開始注意生產(chǎn)，而直接進(jìn)行生產(chǎn)的匠師則開始學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，他們之間的交流和互相啟發(fā)取得很大的成果。在這個過程中，逐漸形成一整套圍繞機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論。 動力機(jī)械最先與當(dāng)時的先進(jìn)科學(xué)相結(jié)合。蒸汽機(jī)的發(fā)明人薩弗里、瓦特，應(yīng)用了物理學(xué)家帕潘和布萊克的理論；在蒸汽機(jī)實踐的基礎(chǔ)上，物理學(xué)家卡諾、蘭金和開爾文建立起一門新的科學(xué)熱力學(xué)。內(nèi)燃機(jī)的理論基礎(chǔ)是法國的羅沙在1862年創(chuàng)立的；1876年奧托應(yīng)用羅沙的理論，徹底改進(jìn)了他原來創(chuàng)造的粗陋笨重、噪聲大、熱效率低的內(nèi)燃機(jī)而奠定了內(nèi)燃機(jī)的地位。其他如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)等都在理論指導(dǎo)下得到發(fā)展，而理論也在實踐中得到改進(jìn)和提高。早在公元前，中國已在指南車上應(yīng)用復(fù)雜的齒輪系統(tǒng)，在被中香爐中應(yīng)用了能永保水平位置的十字轉(zhuǎn)架等機(jī)件。古希臘已有圓柱齒輪、圓錐齒輪和蝸桿傳動的記載。但是，關(guān)于齒輪傳動瞬時速比與齒形的關(guān)系和齒形曲線的選擇，直到17世紀(jì)之后方有理論闡述。 手搖把和踏板機(jī)構(gòu)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的先驅(qū)，在各文明古國都有悠久歷史，但是曲柄連桿機(jī)構(gòu)的形式、運動和動力的確切分析和綜合，則是近代機(jī)構(gòu)學(xué)的成就。機(jī)構(gòu)學(xué)作為一個專門學(xué)科，遲至19世紀(jì)初才首次列入高等工程學(xué)院(巴黎的工藝學(xué)院)的課程。通過理論研究，人們方能精確地分析各種機(jī)構(gòu)，包括復(fù)雜的空間連桿機(jī)構(gòu)的運動，并進(jìn)而能按需要綜合出新的機(jī)構(gòu)。機(jī)械工程的工作對象是動態(tài)的機(jī)械，它的工作情況會發(fā)生很大的變化。這種變化有時是隨機(jī)而不可預(yù)見；實際應(yīng)用的材料也不完全均勻，可能存有各種缺陷；加工精度有一定的偏差，等等。 與以靜態(tài)結(jié)構(gòu)為工作對象的土木工程相比，機(jī)械工程中各種問題更難以用理論精確解決。因此，早期的機(jī)械工程只運用簡單的理論概念，結(jié)合實踐經(jīng)驗進(jìn)行工作。設(shè)計計算多依靠經(jīng)驗公式；為保證安全，都偏于保守，結(jié)果制成的機(jī)械笨重而龐大，成本高，生產(chǎn)率低，能量消耗很大。從18世紀(jì)起，新理論的不斷誕生，以及數(shù)學(xué)方法的發(fā)展，使設(shè)計計算的精確度不斷的提高。進(jìn)入20世紀(jì)，出現(xiàn)各種實驗應(yīng)力分析方法，人們已能用實驗方法測出模型和實物上各部位的應(yīng)力。20世紀(jì)后半葉，有限元法和電子計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使得對復(fù)雜的機(jī)械及其零。構(gòu)件進(jìn)行力、力矩、應(yīng)力等的分析和計算成為可能。對于掌握有充分的實踐或?qū)嶒炠Y料的機(jī)械或其元件，已經(jīng)可以運用統(tǒng)計技術(shù)，按照要求的可靠度，科學(xué)地進(jìn)行機(jī)械設(shè)計。 當(dāng)今社會，隨著機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的機(jī)械設(shè)備也在不斷地更新，不斷地完善，絲錐鏟梢機(jī)同樣在發(fā)展著，傳統(tǒng)的絲錐鏟梢機(jī)是采用臨時的人工磨削設(shè)備，勞動效率低，加工精度低下，不適合批量生產(chǎn)的場合?，F(xiàn)代絲錐鏟梢機(jī)是用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的多樣的鏟稍設(shè)備的一種對絲錐進(jìn)行優(yōu)化加工的專用機(jī)。隨著機(jī)械行業(yè)的大發(fā)展，絲錐的使用也越來越廣泛，根據(jù)不同的工況，所需鏟梢的絲錐的大小規(guī)格也有區(qū)別。如果使用傳動的臨時的鏟梢設(shè)備的話，不但勞動強(qiáng)度大、效率低、定位精度低，而且滿足不了大批量生產(chǎn)要求。所以使用一個專用的絲錐鏟梢機(jī)已成為發(fā)展趨勢。2 絲錐鏟梢機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計2.1 絲錐鏟梢機(jī)的總體方案圖本次設(shè)計的絲錐鏟梢機(jī)采取的方案是：由位于機(jī)架底部的電機(jī)通過傘齒輪傳動帶動連接套轉(zhuǎn)動，從而帶動上面的工作臺來回擺動。而上面的工作臺裝有尾頂尖組件和工件主軸裝置，通過兩個裝置對絲錐進(jìn)行定位，砂輪固定，然后整個工作臺來回反復(fù)擺動，實現(xiàn)絲錐的鏟梢，其具體方案布局圖如下： 2.2 絲錐鏟梢機(jī)的加工原理 本次設(shè)計的題目是絲錐鏟梢機(jī)的設(shè)計，其工作原理為：電機(jī)通過傘齒輪傳動帶動連接套轉(zhuǎn)動，從而帶動上面的工作臺來回擺動。而上面的工作臺裝有尾頂尖組件和工件主軸裝置，通過兩個裝置對絲錐進(jìn)行定位，砂輪固定，然后整個工作臺來回反復(fù)擺動，實現(xiàn)絲錐的鏟梢。2.3 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算2.3.1伺服電機(jī)的選型計算 已知整個設(shè)備上工件與零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?50Kg，工件主軸轉(zhuǎn)動速度為12r/min。即：具體的電機(jī)設(shè)計計算如下:1、確定運行時間本次設(shè)計加速時間 負(fù)載速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載慣量左右水平運動電機(jī)慣量總慣量4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩必須轉(zhuǎn)矩S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用直流無刷電機(jī)型號為92BL-A，此無刷直流步進(jìn)電機(jī)廠家為南京森宇機(jī)電的產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用直流無刷電機(jī)型號為92BL-4030H1-LK-B，電機(jī)額定功率為0.37KW，額定轉(zhuǎn)矩為75N.m，最大轉(zhuǎn)矩為80N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。2.3.2轉(zhuǎn)動軸的設(shè)計計算 軸是組成精密機(jī)械的重要零件之一。一切作為回轉(zhuǎn)運動的零件，都必須在軸上才能傳遞運動和動力。在本課題所使用的軸，承受的負(fù)荷比較小，尺寸也比較小，制造精度高，要求材料具有足夠高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的加工性能。因此，選用材料45#，熱處理為對軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。軸是組成機(jī)械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動傳動轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動，并通過軸承與機(jī)座相聯(lián)接。軸與其上的零件組成一個組合體軸系部件，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零、不見的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。 由于振動輸送所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設(shè)計的階梯軸為轉(zhuǎn)軸，由于小帶輪已經(jīng)設(shè)計好，大帶輪的尺寸也就定了，只剩下軸徑的確定，軸的初步設(shè)計是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，校核彎曲強(qiáng)度，由于軸的材料很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強(qiáng)度、剛度、和其他機(jī)械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經(jīng)濟(jì)合理，通過設(shè)計計算來選擇軸的材料，選用最常見的45#鋼作為軸的材料,且其需用切應(yīng)力為40MPa軸與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設(shè)計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設(shè)計成階梯軸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的任務(wù)是合理確定階梯軸的形狀和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的材料選用45號鋼，為保證其力學(xué)性能，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。1、初步計算軸的直徑 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑，寫成設(shè)計公式，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設(shè)計公式得=32.26mm?？紤]到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應(yīng)適當(dāng)增加軸徑以補償鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱，考慮到要裝軸承座和機(jī)構(gòu)的合理性，還有螺釘?shù)鹊拈L度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。2.3.3直線導(dǎo)桿的選型計算1直線軸承的選擇 POM工程式塑料保持器適用于工作測試；鋼保持器適用于為工作溫度；不銹鋼軸承適合于水、蒸氣、硝酸等腐蝕介質(zhì)及真空工作場合，軸承型號按下述計算公式確定。 硬度系數(shù)FH：硬度HRC58以上，F(xiàn)H=1.0；硬度HRC52-58，F(xiàn)H=0.6-1.0。 溫度系數(shù)FT：工作溫度小于100oC，F(xiàn)T=1.0，工作溫度100oC-125oC，F(xiàn)T=1.0-0.95。接觸系數(shù)FC：每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66載荷系數(shù)FW：運行速度小于15米/分鐘，無沖擊、無振動，F(xiàn)W=1.0-1.5；運行速度小于60米/分鐘，微小沖或振動，F(xiàn)W=1.5-2.0；運行速度大于60米/分鐘，或有較大沖擊、振動，F(xiàn)W=2.0-5.0。時間壽命Lh=(10000*L) /2 *L(S*n1*60) (位單：h小時)L：長度壽命 (萬米)，LS：工作行程 (米)，N1：每分鐘往復(fù)次數(shù) 已知行程L=0.1米，工作溫度60oC，每分鐘往復(fù)次數(shù)n1=20，微小沖擊，軸承工作載荷PC=200Kg，硬度大于HRC60，期望壽命Lh=5000小時，試選擇軸承型號。按以上工作條件： 根據(jù)本次載荷重量為2000N，我們選用兩個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動軸承的所受負(fù)載就平均分配，上下六個滑動軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個為可以隨著絲桿螺母上下滑動。六個導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個導(dǎo)向光桿的滑動軸承處的所受負(fù)載為166N。本次設(shè)計中所選擇的滑動軸承為帶法蘭形狀的。根據(jù)每個滑動軸承的負(fù)載承受166N，我們選用滑動軸承為LMF20，軸承中間孔徑為20mm，這樣導(dǎo)向光桿的直徑也為20mm。 2.直線軸承安裝： 軸承座孔公差推薦采用H7、J7級，直線軸公差推薦采用g6、h6級，軸承安裝必須用臺階芯軸壓入；直線軸安裝必須對準(zhǔn)軸承孔插入，動作輕緩，軸傾斜插入會導(dǎo)至保持器變型 和鋼球脫落，軸承安裝方向應(yīng)按照表1所示，可以提高軸承承載能力，延長壽命。 軸承座孔有可能壓縮軸承，引志游隙變小，此時用手轉(zhuǎn)動直線軸，如果軸能接觸鋼球且能輕松轉(zhuǎn)動， 配合游隙為 0+0.01mm；如果稍加力才能轉(zhuǎn)動， 配合游隙為-0.010mm（已過盈）；如果加力也不能轉(zhuǎn)動，配合游隙已多于0.01mm，這種情況鋼球滾動時可能同時作滑動，會降低軸承和軸的作用壽命，只有在輕載、低速且定心要求高的情況下才可采用。調(diào)整型、開口型軸承內(nèi)、外徑在割口前測量，割口后會有一些彈性變形，配合游隙應(yīng)裝入軸承座內(nèi)測量（鋼保持器軸承、KH軸承情況類似）。游隙可調(diào)節(jié)的軸承座調(diào)節(jié)方向應(yīng)和軸承割口方向垂直以保證游隙均勻，直線軸承結(jié)構(gòu)特點不能作旋轉(zhuǎn)運動，同時要求有良好的導(dǎo)向性，所以直線 軸承一般以二根軸+四套軸承或二根軸+二套加長型軸承為一個組合使用，二根軸安裝要平直，整個組合裝配后，用手推拉必須靈活無阻滯才可安裝傳動機(jī)構(gòu)，傳動動力要足夠克服軸承磨擦阻力，直線軸承磨擦阻力近似為千分之一工作載荷 。 3.直線軸承潤滑和防塵：軸承出廠涂有防銹油，使用時需加潤滑劑。油脂潤滑噪音較低，常用的有2號鋰基脂和低噪音軸承潤滑脂， 填脂量為保持器空隙的三分之一。油潤滑不需清除防銹油， 根據(jù)工作測試采用15#100#潤滑油， 工作溫度低采用低粘度油， 工作測試高采用高粘度油，常用的有透平油，機(jī)械油和錠子油，無密封軸承把油滴在軸上即可，帶密封軸承需把油加到軸承內(nèi)，本公司為用戶準(zhǔn)備了帶油孔的軸承和軸承座。對于一些不允許有油（脂）的工作場所，先清除防銹油，干燥后在每列鋼球上噴一些市售的二硫化鉬噴劑，再次干燥后即可使用，帶密封軸承應(yīng)避免密封圈和軸干磨擦引起密封唇口擠入軸承內(nèi)，造成軸承的非預(yù)期損壞。鐵屑會極大地降低軸承壽命，粉塵和臟物會阻塞保持器球道，使鋼球不能回轉(zhuǎn)，引起保持器損壞、鋼球擠膠。帶密封軸承可用于一般帶粉塵工場所，像木工機(jī)械、鑄造機(jī)械等多粉塵場合，請在軸承兩端另加密封，防止粉塵進(jìn)入并可減少油脂損耗。 4.軸承的載荷和壽命：軸承運動和換向時承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時，由于機(jī)器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振動會進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。軸承使用時，沖擊力很難測定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動和沖擊場合FS取1.0 1.5，受振動和沖擊工作場合FS取2.07.0。 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。2.3.4液壓缸的設(shè)計計算 1)液壓缸的類型及結(jié)構(gòu)形式 液壓缸有多種類型。按作用方式可分為單作用式和雙作用式兩種；按結(jié)構(gòu)形式可分為活塞式、柱塞式、組合式和擺動式四大類。 其中，單作用液壓缸分為：單活塞桿液壓缸、雙活塞桿液壓缸、柱塞式液壓缸、差動液壓缸和伸縮液壓缸。但是，差動式液壓缸和柱塞式液壓缸只能單作用而不能雙作用。組合液壓缸包括：彈簧復(fù)位式、齒條式、串聯(lián)式和增壓式四種。擺動液壓缸又分為：單葉片式和雙葉片式兩種。下面以一種典型液壓缸為例，說明液壓缸的基本組成?？招幕钊揭簤焊兹缟蠄D所示。它由缸筒10，活塞8，活塞桿1、15，缸蓋18、24，密封圈4、7、17，導(dǎo)向套6、19，壓板11、20等主要零件成。這種液壓缸活塞桿固定，缸筒帶動工作臺作往復(fù)運動?；钊缅F銷9、22與空心活塞桿連接，并用堵頭2堵死活塞桿的一頭。缸筒兩端外圓上套有鋼絲環(huán)12、21，用于阻止壓板11、20向外移動，從而通過螺栓將缸蓋18、24與壓板相連（圖中沒有畫出），并把缸蓋壓緊在缸筒的兩端。為了減少泄漏，在液壓缸中可能發(fā)生泄漏的結(jié)合面安放了密封圈和紙墊?？招幕钊麠U和其上的油口a、c提供了液壓缸的進(jìn)、出油口。當(dāng)缸筒移動到左、右終端時，油口a、c的開度逐漸減小，造成回油阻力逐漸增大，對運動部件起到制動緩沖作用。在缸蓋上設(shè)有與排氣閥（圖中沒有畫出）相連的排氣孔5、14，可以排出液壓缸中的空氣，使運動更加平穩(wěn)。表2-1液壓缸的類型和特點類型速度作用力特點單作用液壓缸雙活塞桿液壓缸U=q/A3F=p1A1活塞的兩側(cè)都裝有活塞桿，只能向活塞一側(cè)供給壓力油，由外力使活塞反向運動單活塞桿液壓缸U=q/A3F1=p1A1活塞僅單向運動，返回行程利用自重或負(fù)荷將活塞推回柱塞式液壓缸U=q/A3F1=p1A1柱塞僅單向運動，由外力使柱塞反向運動差動液壓缸U3=q/A3F3=p1A1可使速度加快，但作用力相應(yīng)減小伸縮液壓缸-以短缸獲得長行程；缸由大到小逐節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回雙作用液壓缸雙活塞桿液壓缸U1=q/A3U2=q/A2F1=（p1-p2）A1F2=（p2-p1）A2雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動，雙向推力和速度均相等單活塞桿液壓缸U1=q/A3U2=q/A2F1=（p1-p2）A1F2=（p2-p1）A2單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動，u1V U2，F(xiàn)1F2伸縮液壓缸-雙向液壓驅(qū)動，由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回組合液壓缸彈簧復(fù)位液壓缸-單向由液壓驅(qū)動，回程彈簧復(fù)位串聯(lián)液壓缸U1=q/（A1+A2）U2=q2A2F1=p1（A1-A2）-2qA2F1=2p2A2-A2-q1（A1+A2）用于缸的直徑受限制，而長度不受限制處，可獲得在的推力增 壓 缸-由活塞缸和柱塞缸組合而成，低壓油送入A腔，B腔輸出高壓油齒條液壓缸-活塞的移動通過傳動機(jī)構(gòu)變成齒輪的往復(fù)回轉(zhuǎn)運動擺動液壓缸單葉片液壓缸W=8q/（b（D2-d2）T=p（D2-d2）b/8把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動角 < 300度雙葉片液壓缸W=4q/（b（D2-d2）T=p（D2-d2）b/4把液壓能變?yōu)榛剞D(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出軸擺動角 < 150度注：b葉片寬度；D葉片的底端 、頂端直徑；w葉片軸的角速度；T- 理論轉(zhuǎn)矩 2)液壓缸的工作壓力 根據(jù)負(fù)載并查表，初選工作壓力P1=3MPa3)計算液壓缸尺寸 鑒于砂輪要求快進(jìn)、快退速度相等，可選用單桿式輕負(fù)載型液壓缸。無桿腔工作面積A1，有桿腔工作面積A2，且A1=2A2，即活塞桿直徑d與缸筒直徑D呈d=0.707D的關(guān)系?；赜吐飞媳硥篜2取0.8MPa油路壓力損失P取0.5MPaA1=F/(P1-P2/2)=4182×10-6/(3-0.8/2)m2=0.0016m2D=45.13mmd=0.707D=31.91mm按GB/T2348-2001將直徑元整成就進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)值D=50mm d=35mm;液壓缸兩腔的實際有效面積為：A1=D2/4=19.63×10-4m2A2=(D2-d2)/4=10.01×10-4m2 根據(jù)上述D與d的值，可估算液壓缸在各個工作階段中的壓力4)液壓缸各工作階段的壓力、流量和功率計算工況推力F/N回油腔壓力P2/MPa進(jìn)油腔壓力P1/MPa輸入流量輸入功率計算公式快進(jìn)啟動128901.86-加速1193P=0.51.76-恒速6451.294.810.10工進(jìn)41820.82.541.570.0980.07快退啟動128901.29-加速11930.52.17-恒速6451.625.010.1353.5液壓缸工況圖5)液壓缸推力的計算根據(jù)系統(tǒng)工況，可知油壓范圍介于14MPa之間，故根據(jù)液壓缸推力計算公式可知：F=PXS=14X3.14X20X20=1758.4N.2.3.5齒輪傳動的設(shè)計計算1初步計算（1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴(yán)格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度241HB286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度229HB286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級。（2）節(jié)錐角的計算 （3.11） （3.12） （3.13）由文獻(xiàn)2表可知， （3.14）式中，齒頂高系數(shù)，。取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。（3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16）（4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18）（5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑由文獻(xiàn)3表可知，齒頂高mm （3.20）齒頂圓直徑mm （3.21）mm （3.22）齒根高mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25）（7）齒寬由文獻(xiàn)2表可知， mm （3.26）（8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27）3.1轉(zhuǎn)動軸強(qiáng)度的校核與計算1、軸的特點:  軸是組成機(jī)械的主要零件之二。一切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件，都必須裝在軸上刁能進(jìn)行運動及.力的傳遞，同時它又通過軸承和機(jī)架聯(lián)接，由此形成·個以軸為基準(zhǔn)的組合體一軸系部件。 2、軸的種類1、根據(jù)承受載荷的不同分為:  1)轉(zhuǎn)軸:定義既能承受彎矩又承受扭矩的軸2)心軸:定義:只承受彎矩而不承受扭矩的軸3)傳送軸:定義:只承受扭矩而不承受彎矩的軸z、根據(jù)軸的外形，可以將直軸分為光軸和階梯軸3、根據(jù)軸內(nèi)部狀況，又可以將直軸分為實心軸和空。4、軸的設(shè)計重點1、軸的設(shè)計W軸的工作能力設(shè)計。主要進(jìn)行軸的強(qiáng)度設(shè)計、剛度設(shè)計，對于轉(zhuǎn)速較高的軸還要進(jìn)行振動穩(wěn)定性的計算。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)軸的功能，軸必須保證軸上零件的安裝固定和保證軸系在機(jī)器中的支撐要求，同時應(yīng)具有良好的工藝性。一般的設(shè)計步驟為: 選擇材料，初估軸徑，結(jié)構(gòu)設(shè)計，強(qiáng)度校核，必要時要進(jìn)行剛度校核和穩(wěn)定性計算。2、軸的材料 軸是主要的支承件，常采用機(jī)械性能較好的材料。常用材料包括: 碳素鋼:該類材料對應(yīng)力集中的敏感性較小，價格較低，是軸類零件最常用的材料常用牌號有:30、35、40、45、50。采用優(yōu)質(zhì)碳鋼時，一般應(yīng)進(jìn)行熱處理以改善其性能。.力較小或不重要的軸，也可以選用X235,Q255 等普通碳鋼。合金鋼:對于要求重載、高溫、結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕等使用場合的軸，可以選用合金綱合金鋼具有史好的機(jī)械性能和熱處理性能，但對應(yīng)力集中較敏感，價格也較高。設(shè)計中尤其要汁意從結(jié)構(gòu)上減小應(yīng)力集中，并提高其表面質(zhì)量。鑄鐵:對于形狀比較復(fù)雜的軸，可以選用球鑄鐵和高強(qiáng)度。鑄鐵。它們具有較好的加工性和吸振性，經(jīng)濟(jì)性好且.力集中不敏感，但鑄造質(zhì)量不易保證。3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸在工作中的作用，軸的結(jié)構(gòu)取決于:軸在機(jī)器中的安裝位置和形式，軸上零件的類型和尺寸，載荷的性質(zhì)、大小、方向和分布狀況，軸的加工工藝等多個因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足:軸上零件布置合理，從而軸受力合理有利于提高強(qiáng)度和剛度;軸和軸上零件必須有準(zhǔn)確的工作位置;軸上零件裝拆調(diào)整方便;軸具有良好的加工工。藝性;節(jié)省材料等。1).軸的組成 軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用鑄造毛坯。軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸;  支承軸上零件，安裝輪毅的部分稱為軸頭;聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾動軸承時，直徑尺寸必須按滾動軸承的國標(biāo)尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按規(guī)定選擇;軸頭的尺寸要參考輪毅的尺寸進(jìn)行選擇，軸身尺寸確定時應(yīng)盡量使軸頸與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時具有較好的工藝性。2) .結(jié)構(gòu)一設(shè)計步驟設(shè)計中常采用以下的設(shè)計步驟:  1、分析所設(shè)計軸的工作狀況，擬定軸上零件的裝配方案和軸在機(jī)器中的安裝情況。2、根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗確定軸的某徑向尺寸。3、根據(jù)軸上零件受力情況、安裝、固定及裝配時對軸的表面要求等確定軸的徑向(直徑)尺寸。4、根據(jù)軸上零件的位置、配合長度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。5、考慮加工和裝配的工藝性，使軸的結(jié)構(gòu)更合理。3)零件在軸上的安保證軸上零件可靠工作，需要在工作過程中有準(zhǔn)確的位置，即零件在軸上必須有準(zhǔn)確的定位和固定。零件在軸上的準(zhǔn)確位置包括軸向和周向兩個方面W零件在軸上的軸向定位和固定常見的軸向定位和固定的方法采用軸肩、各種擋圈、套筒、圓螺母、錐端軸頭等的多種組合結(jié)構(gòu)。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩兩種。利用軸肩定位結(jié)構(gòu)簡單、可靠，但軸的直徑加大，軸肩處出現(xiàn)應(yīng)力集中;軸肩過多也不利于加工。因此，定位軸肩多在不致過多地增加軸的階梯數(shù)和軸向力較大的清況下使用，定位軸肩的高度一般取3-6mm,滾動軸承定位軸肩的高度需按照滾動軸承的安裝尺寸確定。非定位軸肩多是為了裝配合理方便和徑向尺寸過度時采用，軸肩高度無嚴(yán)格限制，一般取為1-2r 套筒定位可以避免軸肩定位引起的軸徑增大和應(yīng)力集中，但受到套筒長度和與軸的配合因素的影響，不宜用在使套筒過長和高速旋轉(zhuǎn)的場合。擋圈的種類較多，且多為標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計中需按照各種擋圈的用途和l國標(biāo)來選用。4.軸的結(jié)構(gòu)工藝性(1)從裝配來考慮:應(yīng)合理的設(shè)計非定位軸肩，使軸上不同零件在安裝過程中盡量減少不必要的配合;為了裝配方便，軸端應(yīng)設(shè)計45。的倒角;在裝鍵的軸段，應(yīng)使鍵槽靠近軸與輪毅先接觸的直徑變化處，便于在安裝時零件上的鍵槽與軸上的鍵容易對準(zhǔn)采用過盈配合時，為了便于裝配，直徑變化可用錐面過渡等。(2)從加工來考慮:當(dāng)軸的某段須磨削加工或有螺紋時，須設(shè)計砂輪越程槽或退刀槽根據(jù)表面安裝零件的配合需要，合理確定表面粗糙度和加工方法為改善軸的抗疲勞強(qiáng)度，減小軸徑變化處的應(yīng)力集中，應(yīng)適當(dāng)增大其過渡圓角徑，但同時要保證零件的可靠定位，過渡圓角半徑又必須小于與之相配的零件的圓角半徑或倒角尺寸。 軸的設(shè)計時應(yīng)考慮多方面因素和要求，其中主要問題是軸的選材、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和剛度。其中對于軸的強(qiáng)度校核尤為重要，通過校核來確定軸的設(shè)計是否能達(dá)到使用要求，最終實現(xiàn)產(chǎn)品的完整設(shè)計。由此看來合理的進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核成為軸設(shè)計的主要內(nèi)容，同時也是評定軸的設(shè)計成敗得先決條件。校核結(jié)果如不滿足承載要求時，強(qiáng)度校核是對材料或設(shè)備的力學(xué)性能進(jìn)行檢測并調(diào)節(jié)的一種方式，并且這種方式以不破壞材料或設(shè)備性能為一前提。 軸的強(qiáng)度計算一般可分為三種：1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計算；2）按彎扭合成強(qiáng)度計算；3）精確強(qiáng)度校核計算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。由于本設(shè)計所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。左端的作用力包括篩自身的重力、物料的重力、物料旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。所以考慮圓錐篩對軸產(chǎn)生作用力時，僅是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在這里，假設(shè)圓錐篩為實心，對軸的作用力取其重力的。 篩的材料為不銹鋼，密度是=7.38/,錐篩大端直徑為D=，小端直徑是d=360，H=1140，h=510，所以錐篩的體積即0.2;所以,篩的重力約為 故取G=3846.5N。軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不超過許用彎曲應(yīng)力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，??；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，?。粚τ趯ΨQ循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。是材料在對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；是材料在脈動循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力；在錐篩的設(shè)計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，；應(yīng)滿足 下列條件： 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)；軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。具體受力情況如下圖：由材料力學(xué)的相關(guān)知識可得： 解得： 由 得：