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機(jī)械式低頻振動鉆削裝置設(shè)計(jì) 摘 要 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是機(jī)械式低頻振動鉆削裝置設(shè)計(jì)。通過該裝置使工作臺產(chǎn)生振動頻率為100Hz，200HZ，300Hz，固定振幅為0.05mm的振動。 電動機(jī)經(jīng)一級皮帶傳動，使輸入軸產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)速，輸入軸通過齒輪嚙合使中間軸產(chǎn)生更高的轉(zhuǎn)速。在中間軸上有三個不同的齒輪，三聯(lián)滑移齒輪通過導(dǎo)向花鍵連接在輸出軸上，這個三聯(lián)滑移齒輪可移換左、中、右三個位置，使傳動比不同的三對齒輪嚙合，因而中間軸轉(zhuǎn)速不變，輸出軸可以得到三級不同轉(zhuǎn)速。偏心輪安裝在輸出軸上，推動推桿上下往復(fù)運(yùn)動，推桿另一端頂著工作臺，通過調(diào)整偏心輪的偏心距，使得推桿產(chǎn)生0.05mm的振幅，即工作臺產(chǎn)生0.05mm的振幅。 關(guān)鍵詞：低頻振動鉆削 齒輪 三聯(lián)滑移齒輪 偏心輪 Abstract The title of my graduation design is mechanical low frequency vibration drilling device design. The device makes the working table vibration frequency of 100Hz,200HZ,300Hz,0.05mm fixed amplitude vibration. The motor through a belt transmission, the input shaft to produce a certain speed, the input shaft through the gear of the intermediate shaft to generate higher speed. On the intermediate shaft with three different gear, a triple slide gear through a guide connected through splines on the output shaft, the triple gear shift left, right, in three position, The transmission ratio of gear meshing with three different, so the intermediate shaft rotating speed, the output shaft can be three at different speed. Eccentric wheel mounted on the output shaft, push up and down reciprocating motion, rod against the table, by adjusting the eccentric distance of the eccentric wheel handspike, makes the 0.05mm amplitude, i.e. table have 0.05mm amplitude. Key words: Low frequency vibration drilling Gear Triple slide gear Eccentric wheel 目 錄 前 言 1 1緒 論 2 1.1 鉆削的簡介 2 1.2 鉆床的分類 2 1.3 鉆削的應(yīng)用 3 1.4 振動鉆削的介紹 4 1.5 振動鉆削分類 5 1.6 振動鉆削的應(yīng)用前景 6 2 選擇電動機(jī)及分配傳動比 9 2.1 基本原理簡述 9 2.2 選擇電動機(jī) 9 2.3 分配傳動比 9 2.4 計(jì)算運(yùn)動參數(shù) 10 3 振動鉆削裝置的設(shè)計(jì) 12 3.1 V帶的設(shè)計(jì) 12 3.2 齒輪傳動設(shè)計(jì) 16 3.2.1 11’組嚙合齒輪 16 3.2.2 22’組嚙合齒輪 23 3.2.3 33’組嚙合齒輪 29 3.2.4 44’組嚙合齒輪 31 3.3 三聯(lián)滑移齒輪設(shè)計(jì) 37 3.4 軸的設(shè)計(jì) 38 3.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 38 3.4.2 中間軸的設(shè)計(jì) 40 3.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 43 3.5 鍵的校核 45 3.5.1 輸入軸上鍵的校核 46 3.5.2 中間軸上鍵的校核 47 3.5.3 輸出軸上鍵的校核 49 3.6 軸承的校核 51 3.6.1 輸入軸上的軸承 51 3.6.2 中間軸上的軸承 51 3.6.3 輸出軸上的軸承 52 3.7 偏心輪及推桿的設(shè)計(jì) 52 3.8 撥叉的設(shè)計(jì) 54 4 箱體的總體設(shè)計(jì) 56 4.1 箱體的設(shè)計(jì) 56 4.1.1 箱座的設(shè)計(jì) 56 4.1.2 箱蓋的設(shè)計(jì) 57 4.2 軸蓋的設(shè)計(jì) 57 4.2.1 輸入軸的軸蓋 57 4.2.2 中間軸的軸蓋 58 4.2.3 輸出軸的軸蓋 59 4.3 潤滑及密封 60 4.3.1 潤滑 60 4.3.2 密封 61 致 謝 62 參考文獻(xiàn) 63 ii 前 言 孔加工是金屬切削加工中最常用的加工工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，孔加工的金屬切除量約占切削加工總金屬切除量的1/3，鉆頭的產(chǎn)量約占刀具總產(chǎn)量的60%。目前用于加工微小孔的工藝方法雖然較多，但應(yīng)用最廣泛、生產(chǎn)實(shí)用性最強(qiáng)的仍是采用麻花鉆鉆削加工。隨著對孔加工質(zhì)量和效率的要求不斷提高，傳統(tǒng)的鉆削工藝已顯示出極大的局限性，而近年來迅速發(fā)展的振動鉆削工藝則日益顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢及廣闊的應(yīng)用前景。 應(yīng)用振動鉆削技術(shù)，在小直徑深孔加工能有效的排屑，有利于深孔加工中排屑問題的解決。由于振動鉆削所具有的特點(diǎn)，國內(nèi)外已在許多難加工材料的鉆削中采用了振動鉆削。 實(shí)現(xiàn)振動鉆削的關(guān)鍵之一是振動鉆削裝置。該裝置有機(jī)械、電磁、電氣、氣動和液壓等形式。其中機(jī)械式振動裝置結(jié)構(gòu)簡單，造價低，使用和維護(hù)方便，鉆削過程中振動參數(shù)受負(fù)載影響較小，已廣泛使用于實(shí)際生產(chǎn)之中。 1緒 論 1.1 鉆削的簡介 鉆削是孔加工的一種基本方法，鉆孔經(jīng)常在鉆床和車床上進(jìn)行，也可以在鏜床或銑床上進(jìn)行。常用的鉆床有臺式鉆床、立式鉆床和搖臂鉆床。 鉆削運(yùn)動構(gòu)成：鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動為主切削運(yùn)動，加工精度較低。 1.2 鉆床的分類 鉆床系指主要用鉆頭在工件上加工孔的機(jī)床。通常鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鉆頭軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動。鉆床結(jié)構(gòu)簡單，加工精度相對較低，可鉆通孔、盲孔，更換特殊刀具，可擴(kuò)、锪孔，鉸孔或進(jìn)行攻絲等加工。 1850年前后，德國人馬蒂格諾尼最早制成了用于金屬打孔的麻花鉆；1862年在英國倫敦召開的國際博覽會上，英國人惠特沃斯展出了由動力驅(qū)動的鑄鐵柜架的鉆床，這便成了近代鉆床的雛形。 以后，各種鉆床接連出現(xiàn)，有搖臂鉆床、備有自動進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的鉆床、能一次同時打多個孔的多軸鉆床等。由于工具材料和鉆頭的改進(jìn)，加上采用了電動機(jī)，大型的高性能的鉆床終于制造出來了。 (1) 臺式鉆床 可安放在作業(yè)臺上，主軸垂直布置的小型鉆床。主要適用于一般機(jī)械制造業(yè)，在單件、成批生產(chǎn)中或維修工作中對小型零件進(jìn)行纂孔加工。 (2) 立式鉆床 主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置的鉆床。主要適用于機(jī)械制造和維修部門中的單件、小批生產(chǎn)，對中小型零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工。 (3) 搖臂鉆床 搖臂可繞立柱回轉(zhuǎn)、升降，通常主軸箱可在搖臂上作水平移動的鉆床。它適用于大件和不同方位孔的加工。適用于各種零件的鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪孔及攻螺紋等加工，在配備工藝裝備的條件下也可鏜孔。 (4) 銑鉆床 工作臺可縱橫向移動，鉆軸垂直布置，能進(jìn)行銑削的鉆床。適用于單件、小批生產(chǎn)中對中小型零件進(jìn)行鉆削和銑削?！　? (5) 深孔鉆床 使用特制深孔鉆頭，工件旋轉(zhuǎn)，鉆削深孔的鉆床。帶深孔零件的深孔加工，深孔長徑比一般為5~10，特深孔長徑比大雨20，個別卡達(dá)200。　 (6) 平端面中心孔鉆床 切削軸類端面和用中心鉆加工的中心孔鉆床。切削軸類端面并用中心鉆加工中心孔。通于大批大量生產(chǎn)中軸類零件端部準(zhǔn)備工。 (7) 臥式鉆床 主軸水平布置，主軸箱可垂直移動的鉆床。用于加工箱體類零件。 1.3 鉆削的應(yīng)用 在各類機(jī)器零件上經(jīng)常需要進(jìn)行鉆孔，因此鉆削的應(yīng)用還是很廣泛的，但是，由于鉆削的精度較低，表面較粗糙，一般加工精度在IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5μm ，生產(chǎn)效率也比較低。因此，鉆孔主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺釘孔、油孔和螺紋底孔等。但精度和粗糙度要求較高的孔，也要以鉆孔作為預(yù)加工工序。 單件、小批生產(chǎn)中，中小型工件上的小孔(一般D 13 mm)常用臺式鉆床加工，中小型工件上直徑較大的孔(一般D<50mm)常用立式鉆床加工，大中型工件上的孔應(yīng)采用搖臂鉆床加工，回轉(zhuǎn)體工件上的孔多在車床上加工。 在成批和大量生產(chǎn)中，為了保證加工精度，提高生產(chǎn)效率和降低加工成本，廣泛使用鉆模、多軸鉆的或組合機(jī)床進(jìn)行孔的加工。 1.4 振動鉆削的介紹 孔加工是金屬切削加工中最常用的加工工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì)，孔加工的金屬切除量約占切削加工總金屬切除量的1/3，鉆頭的產(chǎn)量約占刀具總產(chǎn)量的60%。目前用于加工微小孔的工藝方法雖然較多，但應(yīng)用最廣泛、生產(chǎn)實(shí)用性最強(qiáng)的仍是采用麻花鉆鉆削加工。隨著對孔加工質(zhì)量和效率的要求不斷提高，傳統(tǒng)的鉆削工藝已顯示出極大的局限性，而近年來迅速發(fā)展的振動鉆削工藝則日益顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢及廣闊的應(yīng)用前景。 振動鉆削是振動切削的一個分支，它與普通鉆削的區(qū)別在于鉆孔過程中通過振動裝置使鉆頭與工件之間產(chǎn)生可控的相對運(yùn)動。振動方式主要有三種，即軸向振動(振動方向與鉆頭軸線方向相同)、扭轉(zhuǎn)振動(振動方向與鉆頭旋轉(zhuǎn)方向相同)和復(fù)合振動(軸向振動與扭轉(zhuǎn)振動迭加)。其中，軸向振動易于實(shí)現(xiàn)，工藝效果良好，在振動鉆削中占主導(dǎo)地位。振動的激勵方式主要有超聲波振動、機(jī)械振動、液壓振動和電磁振動。其中，超聲波振動的頻率通常在16kHz以上，所以也稱為高頻振動鉆削；其它三種振動方式的頻率一般為幾百赫茲，故稱為低頻振動鉆削。振動鉆削改變了傳統(tǒng)鉆削的切削機(jī)理。在振動鉆削過程中，當(dāng)主切削刃與工件不分離時，切削速度、切削方向等參數(shù)產(chǎn)生周期性變化；當(dāng)主切削刃與工件時切時離時，切削過程變成脈沖式的斷續(xù)切削。當(dāng)振動參數(shù)(振動頻率和振幅)、進(jìn)給量、主軸轉(zhuǎn)速等選擇合理時，可明顯提高鉆入定位精度及孔的尺寸精度、圓度和表面質(zhì)量，減小出口毛刺，降低切削力和切削溫度，延長鉆頭壽命。振動鉆削良好的工藝效果已引起國內(nèi)外研究者的普遍關(guān)注，自1954年日本宇都宮大學(xué)的隈部淳一郎教授提出振動鉆削理論以來，各國學(xué)者對振動鉆削進(jìn)行了大量理論研究及實(shí)驗(yàn)分析，取得了許多有價值的研究成果，其中一些成果已逐步應(yīng)用于加工領(lǐng)域。 1.5 振動鉆削分類 (1)按振動性質(zhì)分為自激振動鉆削和強(qiáng)迫振動鉆削 自激振動鉆削是利用切削過程中產(chǎn)生的振動進(jìn)行的，強(qiáng)迫振動鉆削是利用專門的振動裝置，使鉆頭(或工件)產(chǎn)生有規(guī)律的可控的振動進(jìn)行切削。 (2)按振動頻率分為高頻振動鉆削和低頻振動鉆削 鉆頭(或工件)的振動頻率在16kHz以上的稱高頻振動鉆削或超聲波振動鉆削，其高頻振動是利用超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿來實(shí)現(xiàn)的。這種振動鉆削方式以改善加工精度和表面粗糙度、提高切削效率和效能、擴(kuò)大切削加工適應(yīng)范圍為主要目的；鉆頭(或工件)的振動頻率最高僅為幾百赫茲的稱低頻振動鉆削，低頻振動主要依靠機(jī)械或電液等激振裝置來實(shí)現(xiàn)，這種振動鉆削方式以斷屑為主要目的，同時也可以有效地提高孔的加工精度。 (3)按刀具振動的方向分為軸向振動鉆削、扭轉(zhuǎn)振動鉆削和同時具有軸向和扭轉(zhuǎn)兩種振動的復(fù)合振動鉆削 軸向振動鉆削是鉆頭的振動方向與鉆頭的軸線方向相同；扭轉(zhuǎn)振動是鉆頭的振動方向與鉆頭的旋轉(zhuǎn)方向相同；復(fù)合振動是上述兩種振動的迭加。其中軸向振動鉆削易于實(shí)現(xiàn)、 結(jié)構(gòu)簡單，工藝效果明顯，是振動鉆削中占主要地位的振動方式。 (4)按振動對象分為振動主軸和振動工作臺 振動工作臺時工件和夾具組成振源的慣性負(fù)載，其結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的變化直接影響振幅出。振動主軸時，振源的慣性負(fù)載不因工件而發(fā)生變化，適應(yīng)性強(qiáng)，一般都采用振動主軸的方式。 1.6 振動鉆削的應(yīng)用前景 近年來，由于材料科學(xué)的飛速發(fā)展，具有優(yōu)良機(jī)械和物理性能的新型材料不斷涌現(xiàn)，并逐漸在各個領(lǐng)域得到應(yīng)用。高強(qiáng)度、高硬度金屬材料、正交纖維束增強(qiáng)復(fù)合材料及涂層材料等的應(yīng)用日益廣泛，尤其是正交纖維束增強(qiáng)復(fù)合材料以其優(yōu)良的比強(qiáng)度、比剛度和加工性能被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)中，然而其主要弱點(diǎn)之一是層間剪切強(qiáng)度低，采用普通鉆削加工時因軸向力較大，使層間容易產(chǎn)生脫層現(xiàn)象，尤其鉆出時脫層更為嚴(yán)重。針對這一問題，采用振動鉆削工藝，并在鉆入和鉆出時采用不同的加工參數(shù)(振幅A、振動頻率F、進(jìn)給量f、主軸轉(zhuǎn)速n等)以減小軸向力，無疑可顯著提高孔的加工質(zhì)量。 由多種材料(如鈦合金、鋁合金及復(fù)合材料)組合構(gòu)成的疊層材料已逐漸應(yīng)用于新型飛機(jī)的制造中，其應(yīng)用前景十分廣闊，但由于其切削性能很差，成為推廣應(yīng)用的主要障礙，因此亟需解決其切削加工難的問題。對于這種材料采用定參數(shù)振動鉆削的加工方法難以奏效，必須在鉆削不同材料層時相應(yīng)改變加工參數(shù)，才能在性能差別懸殊的不同材料層上鉆出高質(zhì)量的孔。 極有發(fā)展前途的金屬基(主要是鋁基)非連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料以及最近出現(xiàn)的一些具有晶須、短纖維和陶瓷顆粒結(jié)構(gòu)的材料，不僅性能優(yōu)異，而且價格也可與傳統(tǒng)金屬材料競爭，國外已在導(dǎo)航系統(tǒng)、航空發(fā)動機(jī)、汽車連桿、活塞、汽缸體、工業(yè)機(jī)器人傳動齒輪上投入應(yīng)用。但是這類材料中的增強(qiáng)相(纖維、晶須或顆粒)硬度很高，且在材料中隨機(jī)分布，故鉆削加工中刀具磨損嚴(yán)重，加工表面質(zhì)量差，且隨鉆削深度的增加而加劇。所以，必須采用變參數(shù)振動鉆削工藝才能較好解決其加工問題。 上述新型材料有可能在下世紀(jì)初被大量廣泛應(yīng)用，而其加工難題還遠(yuǎn)未很好解決，目前僅在車削加工領(lǐng)域有極少的研究和報道。 針對上述材料的加工難題，振動鉆削應(yīng)根據(jù)加工孔的材料組合特性、孔的長徑比和技術(shù)要求等靈活選擇參數(shù)變量(A，F(xiàn)，f，n)，并將參數(shù)變量作為鉆削深度的函數(shù)，即A(l)，F(xiàn)(l)，f(l)，n(l)，最終目的是使整個鉆削過程處于優(yōu)化狀態(tài)，全面提高孔的加工質(zhì)量。因此，對振動鉆削的研究主要應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行： 在充分考慮各種復(fù)雜因素尤其是非線性因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)造能夠真實(shí)反映鉆削過程機(jī)理的動力學(xué)模型，深入進(jìn)行振動鉆削動力學(xué)特性的研究：①由于振動鉆削系統(tǒng)是一個包含非線性因素的復(fù)雜動力學(xué)系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)諸如分叉、混沌等方面的動力學(xué)特性，這方面內(nèi)容在以往的振動鉆削研究中很少涉及；②鉆頭的結(jié)構(gòu)和幾何參數(shù)比較復(fù)雜，以往國內(nèi)外對振動鉆削進(jìn)行理論研究時都是把鉆頭近似看作具有兩自由度且自由端具有集中質(zhì)量(或均勻分布質(zhì)量)的懸臂梁來建立動力學(xué)模型，根據(jù)這種模型進(jìn)行理論分析，求出的解只能是近似解，不能完全、真實(shí)地反映鉆頭結(jié)構(gòu)及切削過程的動力學(xué)特性，因此需要從振動理論上進(jìn)一步深入分析振動鉆削的動力學(xué)特性，尋找更為有效的求解方法，為振動鉆削技術(shù)在現(xiàn)代加工條件下的完善和發(fā)展提供更充分、更精確的理論依據(jù)。 從切削力學(xué)角度看，振動鉆削的實(shí)質(zhì)是變厚切削、變角切削、變速切削和沖擊切削，要搞清各參數(shù)變量對切削過程的多維影響關(guān)系、分離型與不分離型振動鉆削的分界、零相位差振動斷屑機(jī)理、尤其是在廣域內(nèi)確定鉆頭橫刃和主切削刃的負(fù)后角禁區(qū)及切削厚度的變化對動態(tài)切削力的影響，必須對動態(tài)切削過程進(jìn)行深入研究，從而為今后的實(shí)驗(yàn)研究奠定基礎(chǔ)。 開發(fā)先進(jìn)的振動鉆削設(shè)備。振動鉆削是一種先進(jìn)的加工工藝，振動參數(shù)對孔加工質(zhì)量的影響非常大，而且需要根據(jù)不同的加工對象和鉆削區(qū)段作相應(yīng)變化。因此，依靠傳統(tǒng)的鉆削設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須配置能進(jìn)行變參數(shù)振動鉆削的自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)振動鉆削的自動化和智能化。 開拓新的分析方法。振動鉆削研究的最終目的是適應(yīng)新型材料的加工要求，優(yōu)化切削過程，全面提高孔加工質(zhì)量。但受實(shí)驗(yàn)設(shè)備等客觀條件的限制，不可能在實(shí)驗(yàn)中大幅度地任意改變參數(shù)，因此采用計(jì)算機(jī)仿真對切削過程進(jìn)行全方位的分析和優(yōu)化是必不可少的，這就要求在系統(tǒng)辨識的基礎(chǔ)上根據(jù)振動理論、切削理論、控制理論等對系統(tǒng)進(jìn)行形象的描述并構(gòu)造振動鉆削的仿真模型，實(shí)現(xiàn)對振動鉆削的動態(tài)仿真。 2 選擇電動機(jī)及分配傳動比 2.1 基本原理簡述 電動機(jī)經(jīng)一級皮帶傳動，使輸入軸產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)速，輸入軸通過齒輪嚙合使中間軸產(chǎn)生更高的轉(zhuǎn)速。在中間軸上有三個不同的齒輪，三聯(lián)滑移齒輪通過導(dǎo)向花鍵連接在輸出軸上，這個三聯(lián)滑移齒輪可移換左、中、右三個位置，使傳動比不同的三對齒輪嚙合，因而中間軸轉(zhuǎn)速不變，輸出軸可以得到三級不同轉(zhuǎn)速。偏心輪安裝在輸出軸上，推動推桿上下往復(fù)運(yùn)動，推桿另一端頂著工作臺，通過調(diào)整偏心輪的偏心距，使得推桿產(chǎn)生0.05mm的振幅，即工作臺產(chǎn)生0.05mm的振幅。 2.2 選擇電動機(jī) 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求，我選擇Y802-2型封閉式三相異步電動機(jī)，其技術(shù)參數(shù)如表2-1。 表2-1 電動機(jī)參數(shù) 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 2.3 分配傳動比 由前工作原理可知，的電動機(jī)轉(zhuǎn)速需經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)在輸出軸上達(dá)到、、三個轉(zhuǎn)速，故需三聯(lián)滑移齒輪變速。 故該裝置總傳動比為 在18000時 帶傳動推薦傳動比是，在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)橹鲃虞喪谴髱л?，從動輪是小帶輪，故傳動比可取，取。齒輪變速器傳動比，取，則。變速器是靠改變來進(jìn)行變速，故各軸轉(zhuǎn)速： 輸入軸： 中間軸： 于是， 時， 時， 2.4 計(jì)算運(yùn)動參數(shù) (1) 各軸的功率 已知各參數(shù)：帶傳動效率，軸承傳動效率，齒輪傳動效率。 輸入軸： 中間軸： 輸出軸： (2) 各軸的轉(zhuǎn)矩 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 輸入軸： 中間軸： 輸出軸上轉(zhuǎn)矩不同，在后面的設(shè)計(jì)中進(jìn)行計(jì)算。 3 振動鉆削裝置的設(shè)計(jì) 3.1 V帶的設(shè)計(jì) 1. 計(jì)算功率 已知工作條件：載荷變動小，每天工作8小時，查[參考文獻(xiàn)1]表8-7，取=1.1 ==1.11.1=1.21 2. 選擇帶型 由= 1.21 =5660 查[參考文獻(xiàn)1]圖8-1，選擇Z型帶 3. 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速 (1)初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 由[參考文獻(xiàn)1]表8-8,和表8-9取=75mm; (2)驗(yàn)算帶速v ===22.21 5<<25，故帶速合適。 (3)計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 =/=75/0.5=150 查[參考文獻(xiàn)1]表8-8，取=150 4. 確定V帶中心距和基準(zhǔn)長度 (1)初定中心距 由公式 0.7（+） 得 157.5 初定中心距 =300 (2)確定帶基準(zhǔn)長度 由公式 代入數(shù)據(jù)得：958 由[參考文獻(xiàn)1]表8-3，選取基準(zhǔn)長度 (3)計(jì)算實(shí)際中心距 有公式 安裝時所需最小中心距 張緊或補(bǔ)償伸長所需最大中心距 故中心距變化范圍為257.5-298 5. 驗(yàn)算小帶輪上的包角 6. 計(jì)算帶的根數(shù) (1)計(jì)算單根V帶的額定功率 由 ， 查[參考文獻(xiàn)1]圖8-4b得 根據(jù)，，查得 查[參考文獻(xiàn)1]表8-11得 查[參考文獻(xiàn)1]表8-3得 (2)計(jì)算V帶的根數(shù) 取3根 7. 計(jì)算單根V帶初拉力最小值 由[參考文獻(xiàn)1]表8-2，Z型帶單位帶長質(zhì)量 所以 代入數(shù)據(jù)，得 應(yīng)使帶實(shí)際初拉力 8. 計(jì)算壓軸力 壓軸力最小值為 == 9. 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)大帶輪結(jié)構(gòu) 因?yàn)閹?，帶輪材料采用鑄鐵。 已知大帶輪基準(zhǔn)直徑,型三相異步電動機(jī)軸徑為，由[參考文獻(xiàn)1]表8-12查得，大帶輪輪輻結(jié)構(gòu)部分為輻板式型。輻板寬度，槽數(shù)取，輪輻數(shù)。 則 取 取 再由[參考文獻(xiàn)1]表8-13查得 槽間距 最小輪緣厚度 帶輪寬 并得知 (2)小帶輪結(jié)構(gòu) 因?yàn)閹伲瑤л啿牧喜捎描T鐵。 已知大帶輪基準(zhǔn)直徑，由[參考文獻(xiàn)1]表8-12查得，小帶輪輪輻結(jié)構(gòu)為實(shí)心式型。取小帶輪孔徑為，槽數(shù)取 取 再由[參考文獻(xiàn)1]表8-13查得 槽間距 最小輪緣厚度 帶輪寬 并得知 3.2 齒輪傳動設(shè)計(jì) 3.2.1 11’組嚙合齒輪 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) (1)按照所設(shè)計(jì)的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 (2)該裝置為一般工作機(jī)器，故選用7級精度。 (3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260 HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230 HBS，二者材料硬度差30 HBS。 (4)初選小齒輪齒數(shù)Z=17，大齒輪齒數(shù)Z=17/0.47=36.17，取整數(shù)Z=37。 2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式 (1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值。 a.試選載荷系數(shù)。 b.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由之前計(jì)算可知，。 c. 由[參考文獻(xiàn)2]表10-7 選取齒寬系數(shù)。 d. 由[參考文獻(xiàn)1]表10-18 查的材料彈性影響系數(shù) 。 e. 由[參考文獻(xiàn)2]圖10-21d 按齒面硬度查的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。 f. 由計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 = g.由[參考文獻(xiàn)2]圖10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效效率1%，安全系數(shù)，可知， (2)計(jì)算。 a. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值。 b. 計(jì)算圓周速度。 c. 計(jì)算齒寬。 d. 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 所以 e. 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級精度，由[參考文獻(xiàn)2]圖10-18查得， 直齒輪 。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-2 查得 。 由[參考文獻(xiàn)1]表10-13、10-15、10-16用插值法取小齒輪相對支承非對稱位置布置 。 由，查[參考文獻(xiàn)2]圖10-13 取。 故載荷系數(shù) f. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑。 g. 計(jì)算模數(shù)。 3. 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式為 (1)確定公式內(nèi)各值。 a.由[參考文獻(xiàn)2]圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。 b.由[參考文獻(xiàn)2]可以查得圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。 c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞許用應(yīng)力系數(shù) 。 d.計(jì)算載荷系數(shù)。 e.查齒形系數(shù)。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 。 f.查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 。 g.計(jì)算大、小齒輪并比較。 大齒輪的數(shù)值大。 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒數(shù)模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.613圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1，于是可算出小齒輪齒數(shù) 取。 但考慮到齒輪所受到的載荷，軸上零件的裝配以及在實(shí)際工作中的需要，這里模數(shù)取m=2。 大齒輪齒數(shù) 取。 4. 幾何尺寸計(jì)算 (1)分度圓直徑 (2)中心距 (3)齒寬 取 (4)其余幾何參數(shù) 其余幾何參數(shù)的計(jì)算見表3-1 表3-1 11’組嚙合齒輪其余幾何參數(shù) 名 稱 齒輪1 齒輪1’ 齒形角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 基圓 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 基節(jié) 齒輪1 見圖3-1 圖3-1 齒輪1 3.2.2 22’組嚙合齒輪 1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) (1)按照所設(shè)計(jì)的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 (2)該裝置為一般工作機(jī)器，故選用7級精度。 (3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260 HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230 HBS，二者材料硬度差30 HBS。 (4)初選小齒輪齒數(shù)Z=17，大齒輪齒數(shù)Z=。 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式 (1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值。 a.試選載荷系數(shù)。 b.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由之前計(jì)算可知，。 c. 由[參考文獻(xiàn)2]表10-7 選取齒寬系數(shù)。 d. 由[參考文獻(xiàn)1]表10-18 查的材料彈性影響系數(shù) 。 e. 由[參考文獻(xiàn)2]圖10-21d 按齒面硬度查的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。 f. 由計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 = g.由[參考文獻(xiàn)2]可以查得 圖10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效效率1%，安全系數(shù)，可知 (2)計(jì)算。 a. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值。 b. 計(jì)算圓周速度。 c. 計(jì)算齒寬。 d. 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 所以 e. 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得， 直齒輪 。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-2 查的 。 由[參考文獻(xiàn)1]表10-13、10-15、10-16用插值法取小齒輪相對支承非對稱位置布置 。 由，查[參考文獻(xiàn)2]圖10-13 取。 故載荷系數(shù) f. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑。 g. 計(jì)算模數(shù)。 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式為 (1)確定公式內(nèi)各值。 a.由[參考文獻(xiàn)2]圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。 b.由[參考文獻(xiàn)2]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)為，。 c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞許用應(yīng)力系數(shù) 。 d.計(jì)算載荷系數(shù)。 e.查齒形系數(shù)。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 。 f.查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 。 g.計(jì)算大、小齒輪并比較。 大齒輪的數(shù)值大。 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒數(shù)模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.613圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1，于是可算出小齒輪齒數(shù)。 取 大齒輪齒數(shù) 取 但考慮到齒輪所受到的載荷，軸上零件的裝配以及在實(shí)際工作中的需要，這里模數(shù)取m=2。 4.幾何尺寸計(jì)算 (1)分度圓直徑 (2)中心距 (3)齒寬 取 (4)其余幾何參數(shù) 其余幾何參數(shù)見表3-2 表3-2 22’組齒輪幾何參數(shù) 名 稱 齒輪2 齒輪2’ 齒形角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 基圓 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 基節(jié) 齒輪2’見圖3-2 圖3-2 齒輪2’ 3.2.3 33’組嚙合齒輪 該組齒輪傳動比是1,即等速傳動,該組齒輪可與齒輪1’相同。 但考慮到齒輪所受到的載荷，軸上零件的裝配以及在實(shí)際工作中的需要，這里模數(shù)取。 因?yàn)?’齒輪屬于三聯(lián)滑移齒輪中一部分，在工作過程中，要相互嚙合，所以中心距離應(yīng)為60。在保持模數(shù)，傳動比不變的情況下應(yīng)改變齒數(shù)。 故。 分度圓直徑 齒寬 取 其余幾何參數(shù)如表3-3 表3-3 33’組嚙合齒輪幾何參數(shù) 名 稱 齒輪3 齒輪3’ 齒形角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 基圓 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 基節(jié) 3.2.4 44’組嚙合齒輪 1.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) (1)按照所設(shè)計(jì)的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 (2)該裝置為一般工作機(jī)器，故選用7級精度。 (3)材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為260 HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為230 HBS，二者材料硬度差30 HBS。 (4)初選小齒輪齒數(shù)Z=17，大齒輪齒數(shù)Z=17/0.67=25.37，取整數(shù)Z=26。 2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式 (1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值。 a.試選載荷系數(shù)。 b.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由之前計(jì)算可知， c. 由[參考文獻(xiàn)2]表10-7 選取齒寬系數(shù)。 d. 由[參考文獻(xiàn)1]表10-18 查的材料彈性影響系數(shù)。 e. 由[參考文獻(xiàn)2]圖10-21d 按齒面硬度查的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。 f. 由計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 = g.由[參考文獻(xiàn)2]可以查得 圖10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效效率1%，安全系數(shù)，可知 (2)計(jì)算。 a. 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小值。 b. 計(jì)算圓周速度。 c. 計(jì)算齒寬。 d. 計(jì)算齒寬與齒高之比。 模數(shù) 齒高 所以 e. 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得， 直齒輪 。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-2 查得。 由[參考文獻(xiàn)1]表10-13、10-15、10-16用插值法取小齒輪相對支承非對稱位置布置 。 由，查[參考文獻(xiàn)2]圖10-13 取。 故載荷系數(shù) f. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑。 g. 計(jì)算模數(shù)。 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式為 (1)確定公式內(nèi)各值。 a.由[參考文獻(xiàn)2]圖10-20c查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。 b.由[參考文獻(xiàn)2]可以查得 圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，。 c.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞許用應(yīng)力系數(shù) 。 d.計(jì)算載荷系數(shù)。 e.查齒形系數(shù)。 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 ，。 f.查取應(yīng)力校正系數(shù) 由[參考文獻(xiàn)2]表10-5查得 ，。 g.計(jì)算大、小齒輪并比較。 大齒輪的數(shù)值大。 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于有齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒數(shù)模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.613圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1，于是可算出小齒輪齒數(shù)。 取 大齒輪齒數(shù) 取 但考慮到齒輪所受到的載荷，軸上零件的裝配以及在實(shí)際工作中的需要，這里模數(shù)取m=2。 因?yàn)?’齒輪屬于三聯(lián)滑移齒輪中一部分，在工作過程中，要相互嚙合，所以中心距離應(yīng)為60。在保持模數(shù)，傳動比不變的情況下應(yīng)改變齒數(shù)。 取，，取 3.幾何尺寸計(jì)算 (1)分度圓直徑 (2)齒寬 取 4.其余幾何參數(shù) 其余幾何參數(shù)如表3-4 表3-4 44’組嚙合齒輪幾何參數(shù) 名 稱 齒輪4 齒輪4’ 齒形角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 基圓 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒距 基節(jié) 3.3 三聯(lián)滑移齒輪設(shè)計(jì) 花鍵軸上需要安裝一個三聯(lián)滑移齒輪變速器來對該軸進(jìn)行變速。三聯(lián)齒輪通過導(dǎo)向花鍵連接在軸上，這個三聯(lián)齒輪可移換左、中、右三個位置，使傳動比不同的三對齒輪嚙合，因而中間軸轉(zhuǎn)速不變，花鍵軸可以得到三級不同轉(zhuǎn)速。 所以需要加工一個三聯(lián)齒輪，齒輪2’、齒輪3’、齒輪4’是該滑移齒輪上的三個部分，每個齒輪之間距離=15。直徑=30。則三聯(lián)齒輪寬度為165。 三聯(lián)滑移齒輪如圖3.3所示。 圖3.3 三聯(lián)滑移齒輪 3.4 軸的設(shè)計(jì) 3.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 該軸上裝有小帶輪和齒輪1。由前面計(jì)算可知，在該軸上，功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩。 (1)求作用在齒輪上的力 圓周力 徑向力 (2)初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，由[參考文獻(xiàn)2]表15-3，取，于是得 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各直徑和長度，如圖3.4所示。 圖3.4 輸入軸 在軸的左端安裝小帶輪，已知小帶輪的孔徑為20，即，取小帶輪到軸承之間的距離為30，帶輪寬度為30，則。 因軸受徑向力，可用深溝球軸承，左端軸承安裝在箱體位置，另外一個軸承在軸的右端由一支架固定，由[參考文獻(xiàn)1]表15-19，選深溝球軸承型號為6204，其參數(shù)為，故。所以。 取安裝齒輪1處軸段軸徑，齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，又由于齒輪1和齒輪1’的嚙合關(guān)系，該套筒長度應(yīng)為16，故。齒輪1輪轂寬度為，取，齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度，取。故，軸環(huán)寬度，取。段軸徑應(yīng)略小與，取。取。 于是軸長 軸上零件周向定位 帶輪上軸的周向定位采用平鍵連接。由[參考文獻(xiàn)1]表7-2，上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。齒輪上軸的周向定位采用平鍵連接，由[參考文獻(xiàn)1]表7-2，上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸配合為。滾動軸承與軸的周向定位由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 3.4.2 中間軸的設(shè)計(jì) 該軸上裝有齒輪1’，齒輪2，齒輪3，齒輪4。由前面計(jì)算可知，在該軸上，功率， 轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩 (1)求作用在齒輪上的力 圓周力 徑向力 齒輪均為直齒圓柱齒輪，故不受軸向力。 (2)初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為Q235鋼，由[參考文獻(xiàn)2]表15-3，取，于是得 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各直徑和長度，如圖3.5所示。 圖3.5中間軸 軸左端在箱體軸蓋處固定，則在最小軸徑處應(yīng)安裝軸承，另外一個軸承在軸的右端由一支架固定，因?yàn)檩S僅受徑向力的作用，故選用深溝球軸承。由[參考文獻(xiàn)1]表15-19，選取深溝球軸承型號為6201，其參數(shù)為。軸承在箱體內(nèi)用支架進(jìn)行支撐定位，故，而。 取安裝齒輪1’處的軸段直徑，齒輪左端與左軸承之間采用軸肩擋圈定位，因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)件，該軸肩擋圈需制作，取擋圈，,，則15。齒輪1’的輪轂寬度為53，齒輪1’右端需安裝套筒b，取套筒長度為17，則。 取安裝齒輪3處軸段軸徑，齒輪3右端需安裝一個套筒c，由于要與Ⅲ軸三聯(lián)齒輪的嚙合關(guān)系，該套筒必須大于齒輪3輪轂寬度以及連接件寬度63，取套筒長度為67，。 取安裝齒輪2軸端處軸徑，該齒輪輪轂寬度為45，齒輪2右端安裝一套筒d，由于要與Ⅲ軸三聯(lián)齒輪的嚙合關(guān)系，該套筒必須大于齒輪4輪轂寬度以及連接件寬度55，取其長度為，。 取安裝齒輪4處軸段軸徑，該齒輪輪轂為42，則，齒輪4右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取，則軸環(huán)處直徑，軸環(huán)寬度，取。 取齒輪4右端。該軸段軸徑應(yīng)小于軸環(huán)處，取 軸總長 軸上零件周向定位 齒輪上軸的周向定位采用平鍵連接，由[參考文獻(xiàn)1]表7-2，上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，選擇齒輪輪轂與軸配合為。滾動軸承與軸的周向定位由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 3.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 該軸上裝有三聯(lián)滑移齒輪。由前面計(jì)算可知，在該軸上，功率， 轉(zhuǎn)速：、、 (1)求作用在齒輪上的力 轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 齒輪均為直齒圓柱齒輪，故不受軸向力。 (2)初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為Q235鋼，由[參考文獻(xiàn)2]表15-3，取，于是得 (3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各直徑和長度，如圖3.6所示。 圖3.6 輸出軸 因軸受徑向力，可用深溝球軸承。軸承安裝在軸兩端，選取6202型深溝球軸承，其尺寸。取1-2段軸徑。軸左端軸承的右端應(yīng)安裝一套筒，取套筒長度29，故。軸右端軸承左端也應(yīng)安裝一套筒，取套筒長度19，故。 因?yàn)槿?lián)滑移齒輪與Ⅱ軸上的嚙合關(guān)系，取軸2-3段軸徑，。 軸上需安裝三聯(lián)滑移齒輪，三聯(lián)齒輪與軸花鍵連接，取3-4段軸內(nèi)徑，外徑，三聯(lián)滑移齒輪長度為165，則外花鍵長度。故取。 因?yàn)槠妮喌幕鶊A直徑，寬度，取5-6處軸徑，軸長。 軸4-5處，取。 軸長： 軸上零件周向定位 三聯(lián)滑移齒輪周向定位采用矩形花鍵連接，查[參考文獻(xiàn)3]表10-17，花鍵尺寸，偏心輪上軸的周向定位采用平鍵連接。由[參考文獻(xiàn)1]表7-2，上平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。 3.5 鍵的校核 3.5.1 輸入軸上鍵的校核 小帶輪上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 齒輪1上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 3.5.2 中間軸上鍵的校核 齒輪1’上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 齒輪2上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 齒輪3上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 齒輪4上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 3.5.3 輸出軸上鍵的校核 三聯(lián)齒輪的花鍵 該軸上有三個不同轉(zhuǎn)速可以變換，當(dāng)轉(zhuǎn)速為最低轉(zhuǎn)速時，該軸轉(zhuǎn)矩最大。即轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩。 花鍵連接的強(qiáng)度條件 由[參考文獻(xiàn)2]表6-3查得 ，載荷分配不均勻系數(shù)，鍵數(shù)。 當(dāng)33’號齒輪嚙合時，鍵齒的工作長度最長，即。 于是 故該花鍵滿足強(qiáng)度要求 偏心輪上的平鍵 由公式 鍵的材料為鑄鐵，工作過程中受到輕微沖擊，由[參考文獻(xiàn)2]表6-2查得，。 確定公式內(nèi)各參數(shù) 故 該鍵滿足強(qiáng)度要求。 3.6 軸承的校核 3.6.1 輸入軸上的軸承 該軸上安裝的是6204型深溝球軸承，因?yàn)樵撦S僅受徑向力，故。徑向載荷，要求壽命。 查[參考文獻(xiàn)1]表15-19得 （油潤滑） 由公式 對于球軸承 故6204型深溝球軸承能滿足要求。 3.6.2 中間軸上的軸承 該軸上安裝6201型深溝球軸承，因?yàn)樵撦S僅受徑向力，故。徑向載荷，要求壽命。 查[參考文獻(xiàn)1]表15-19得 （油潤滑） 由公式 對于球軸承 故6201型深溝球軸承能滿足要求。 3.6.3 輸出軸上的軸承 該軸上安裝6202型深溝球軸承，因?yàn)樵撦S僅受徑向力，故。徑向載荷，要求壽命。 查[參考文獻(xiàn)1]表15-19得 （油潤滑） 由公式 對于球軸承 故6202型深溝球軸承能滿足要求。 3.7 偏心輪及推桿的設(shè)計(jì) 為了使工作臺發(fā)生低頻振動，就需要設(shè)計(jì)一個偏心輪。偏心輪通過鍵連接在輸出軸上，當(dāng)軸有轉(zhuǎn)速時，偏心輪推動推桿作上下往復(fù)運(yùn)動，推桿頂著工作臺，使工作臺發(fā)生低頻振動。改變振幅的方法就是改變偏心輪的偏心距。偏心輪簡圖如圖3.7所示。 圖3.7 偏心輪簡圖 該振動裝置的振幅為0.05mm，即推桿的行程，推桿的行程即是偏心輪的行程。 由公式 于是 偏心輪的偏心距為0.025mm。 偏心輪的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230 HBS。取偏心輪基圓直徑60mm，寬度30mm。 推桿選用平底推桿，這種推桿優(yōu)點(diǎn)是偏心輪與平底的接觸面易形成油膜，潤滑較好。 取推桿材料為45鋼，直徑20mm，高135mm。 3.8 撥叉的設(shè)計(jì) 要使三聯(lián)滑移齒輪在輸出軸上進(jìn)行左右滑移，必須設(shè)計(jì)一個撥叉來撥動三聯(lián)滑移齒輪滑移，撥叉由連桿機(jī)構(gòu)帶動，實(shí)現(xiàn)可定位的水平移動。 其工作原理如圖3.8所示. 圖3.8 撥叉工作原理 撥叉材料為35鋼，其設(shè)計(jì)尺寸如圖3.9。 圖3.9 撥叉 4 箱體的總體設(shè)計(jì) 4.1 箱體的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的傳動部分和振動部分在一個箱體內(nèi)，故需要先對箱體進(jìn)行一個總體設(shè)計(jì)。 該箱體為鑄造而成，材料為HT200。鑄造的箱體箱壁厚度應(yīng)大于8mm，且箱體處需要支撐軸，故該處箱壁厚度為25mm。其余兩處箱壁厚度為10mm,但在上下箱體連接處翻邊，其厚度為25mm. 中間軸和輸出軸整根軸都在箱體內(nèi)，軸兩端安裝軸承，軸承在箱壁上固定，所以箱體長度應(yīng)為490mm。 箱體內(nèi)最大齒輪為齒輪1，其齒頂圓直徑為108mm，推桿長度135mm，在箱體內(nèi)長度為95mm。箱體內(nèi)部空間高度不得低于169mm，取箱體高度為215mm。 齒輪1距箱體的距離應(yīng)大于54mm，輸入軸與中間軸距離為相嚙合齒輪的中心距，即76mm；中間軸與輸出軸之間距離為60mm。輸出軸距箱體內(nèi)壁距離為175mm。故整個箱體寬度取440mm。 這樣設(shè)計(jì)出來的箱體結(jié)構(gòu)緊湊。 4.1.1 箱座的設(shè)計(jì) 箱座的長度和寬度都已確定，箱蓋和箱座在安裝軸處分開，取箱座的高度為95mm。箱座上要加工安裝軸蓋的部位。透蓋中心距離箱壁距離為105mm，透蓋中心距離悶蓋1中心的距離為76mm，悶蓋1中心距悶蓋2中心的距離為60mm。安裝軸蓋處周圍需加工出螺紋孔，以方便安裝軸蓋。箱座四周加工螺紋孔和銷孔，通過螺紋和銷與箱蓋進(jìn)行連接。在箱體右下部需加工出一螺紋孔，要安裝螺塞，方便排油。 在距離箱體右端95mm處應(yīng)加工兩個三個槽，槽寬度為16mm，每兩個槽之間距離20mm。槽的作用是把手在移動撥叉時，在工作位置需要將把手按進(jìn)槽里進(jìn)行定位。 4.1.2 箱蓋的設(shè)計(jì) 箱蓋大體形狀與箱座相似，高度為120mm。箱蓋上要加工安裝軸蓋的部位。透蓋中心距離箱壁距離為105mm，透蓋中心距離悶蓋1中心的距離為76mm，悶蓋1中心距悶蓋2中心的距離為60mm。安裝軸蓋處周圍需加工出螺紋孔，以方便安裝軸蓋。箱蓋四周加工螺紋孔和銷孔，通過螺紋和銷與箱座進(jìn)行連接。 在距離箱體右端95mm處應(yīng)加工滑槽，滑槽寬度5mm，長度85mm，該滑槽與箱座槽相配合，實(shí)現(xiàn)把手的移動。 在距離右箱壁60mm處，加工兩個圓柱導(dǎo)軌，內(nèi)徑為20mm，外徑30mm，高為35mm，該導(dǎo)軌其固定推桿的作用，使推桿在上下往復(fù)運(yùn)動中，不發(fā)生作用搖擺。 4.2 軸蓋的設(shè)計(jì) 該箱體需要裝三根軸，需要六個軸蓋。軸蓋的作用是固定軸承、承受軸向載荷、密封軸承座孔、調(diào)整軸系位置和軸承間隙等。 軸蓋有凸緣式和嵌入式兩種，本設(shè)計(jì)選擇凸緣式軸蓋，該軸蓋用螺釘固定在箱體上，調(diào)整軸承間隙是不需要開箱蓋，比較方便，密封性能也好。 4.2.1 輸入軸的軸蓋 該軸需要兩個軸蓋，其中左端的是透蓋，右端是悶蓋。 透蓋用HT200鑄造而成，該透蓋要固定6204型深溝球軸承，該軸承參數(shù)為。故，取38。軸蓋外圓直徑68，軸蓋總長，凸緣長度。在中心處要加工個直徑為18的軸孔，以圓心直徑57圓上加工六個M4螺紋孔，透蓋整體尺寸如圖4.1所示。 圖4.1 透蓋 右端的軸蓋與透蓋尺寸一致，只是不加工軸孔。 4.2.2 中間軸的軸蓋 該軸上兩個軸蓋均為悶蓋。 透蓋用HT200鑄造而成，該透蓋要固定6201型深溝球軸承，該軸承參數(shù)為。故，取26。軸蓋外圓直徑52，軸蓋總長，凸緣長度。，以圓心直徑42圓上加工六個M4螺紋孔，透蓋整體尺寸如圖4.2所示。 圖4.2 悶蓋1 4.2.3 輸出軸的軸蓋 該軸上兩個軸蓋均為悶蓋。 透蓋用HT200鑄造而成，該透蓋要固定6202型深溝球軸承，該軸承參數(shù)為。故，取29。軸蓋外圓直徑55，軸蓋總長，凸緣長度。，以圓心直徑45圓上加工六個M4螺紋孔，透蓋整體尺寸如圖4.3所示。 圖4.3 悶蓋2 4.3 潤滑及密封 4.3.1 潤滑 由[參考文獻(xiàn)1]表18-7，該變速裝置采用飛濺潤滑方式。 潤滑原理：依靠浸入油池中的轉(zhuǎn)動件，將油濺散到摩擦部件或甩至容器壁上的軸承及其他零件。 特點(diǎn)：潤滑可靠，耗油少，給油充分，維護(hù)容易。要保持規(guī)定的油位，需定期清洗更換潤滑油。 由于軸速最大達(dá)到18000r/min，故由　由[參考文獻(xiàn)1]表18-2，選擇L-AN5型全損耗系統(tǒng)用油（GB443-89）。 4.3.2 密封 防止外界的灰塵,水分等侵入軸承,并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?各軸密封圈為氈圈密封。箱蓋與箱座接合面的密封采用密封膠進(jìn)行密封。 致 謝 經(jīng)過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。 在這里我要感謝我的導(dǎo)師鄭建新老師。鄭老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是鄭老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩鄭老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿僧厴I(yè)設(shè)計(jì)。我要感謝我的母?！幽侠砉ご髮W(xué)萬方科技學(xué)院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我再說一次謝謝！謝謝大家！ 另外由于本人水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請各位老師批評指正。 參考文獻(xiàn) [1] 唐金松. 《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.2000.10 [2] 濮良貴、紀(jì)名剛. 《機(jī)械設(shè)計(jì)》.高等教育出版社.2007.9 [3] 梁德本、葉玉駒.《機(jī)械制圖手冊》.中國經(jīng)濟(jì)出版社.2000.6 [4] 陳立德.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》.高等教育出版社.2008.3 [5] 孫桓、陳作模、葛文杰.《機(jī)械原理》.高等教育出版社.2010.1 63