发布时间 : 星期日 文章钢筋下料机设计更新完毕开始阅读aab412c7bdeb19e8b8f67c1cfad6195f312be8f2
3 钢筋下料机中主要零件的三维建模
3.1偏心轴强度的校核计算
偏心轴是组成机械的重要零件之一，它是安装各种传动零件，使之绕其轴线转动传动转矩或回转运动，并通过轴承与机座相联接。轴与其上的零件组成一个组合体—轴系部件，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。
由于控制风门开合所用的轴即传递扭矩又承受弯矩，所以我所设计的阶梯轴为转轴，轴的初步设计是根据扭转强度，校核弯曲强度，由于轴的材料很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度、和其他机械性能等的要求，采用热处理方式，同时考虑制造加工工艺并力求经济合理，通过设计计算来选择轴的材料，选用最常见的Q235A钢作为轴的材料,且其需用切应力为40MPa。
轴与其上的零件组合成一个组合体，在轴的设计中不能只考虑轴本身，必须和轴系零部件的整个结构密切联系起来。轴的结构设计是在初算轴径的基础上进行的。为满足轴上零件的定位、紧固要求和便于轴的加工和轴上零件的装拆，通常将轴设计成阶梯轴。轴的结构设计的任务是合理确定阶梯轴的形状和全部结构尺寸。轴的材料选用Q235A钢，为保证其力学性能，进行调质或正火处理。
轴的计算内容：（以下设计内容参照《机械设计课程设计》P24-30及《机械设计》P310-319） 1、初步计算轴的直径
按照扭转强度估算轴的最小直径，写成设计公式，轴的最小直径
dmin9.55?106Pp?3?c30.2???nnmm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入设计公式得
dmin=35.26mm。考虑到轴上有键槽以及其他因素的影响，应适当增加轴径以补偿键槽对轴强度的削弱。取轴的直径d为40mm，即最右端装带轮处的直径为40mm。装有密封元件和滚动轴承处的直径，应与密封元件和轴承的内孔径尺寸保持一致。轴上两个支点的轴承，应尽量采用相同的型号，便于轴承座孔的加工。相临轴段的直径不同形成轴肩。当轴肩用于轴上零件定位和承受轴向力时，应具有一定的高度，轴肩处的直径差一般取5—10mm，这里轴肩出的直径差选择5mm，然后协调各段轴的长度，考虑到要装轴承座和机构的合理性，还有螺钉等的长度及其他各方面的因素，初步确定轴的各段长度。
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3.2齿轮强度的校核计算
1）验算接触强度
（１）齿数和精度等级：z1=19，z2=23,z3=83, 圆周速度v=5 m/min，8极精度 （２）使用系数 KA=1
（３）动载系数 KV1=1.0，KV2=1.02
（４）齿向载荷分配系数 K?1=1.21，K?2=1.13 （５）齿宽系数
?d1
=0.78，
?d2=0.51
以上2—5数据均查自[1]P193-205
（６）载荷系数K：K1=KA.KV1.K?1.K?1=1×1×1.1×1.21=1.33 K2=KA.KV2.K?2.K?2=1×1.02×1.15×1.13=1.325
（７）总工作时间 设计每日工作8个小时，一年300天，使用寿命8年，使用期限内工作时间占20%
th=8×300×8×0.2=3840h
（８）工作应力循环次数 小齿轮为主动轮，每转一周，小齿轮同侧啮合一次；中间轮同一侧齿面也啮合一次。因此，接触应力按脉动循环变化 N1=60rn1th=60×1×16.98×3840=3.9×10 N2=N1/i2=3.9×10/1.2=3.26×10 N3=N2/i3=3.26×10/3.6=0.9×10 （９）弹性系数 ZE1=189.8
66666MPa，ZE2=188.9
MPa
（10）节点区域系数 ZH1=2.22，ZH2=2.5
（11）接触疲劳极限 ?Hlim1=1280 MPa，?Hlim2=1370 MPa，（12）接触安全系数 SH1=SH2=1
（13）接触寿命系数 KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3
?Hlim3=950 MPa
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以上9—13数据均查自[1]P201—210
?Hlim1?ZN（14）许用接触应力 [?]H1=
SH11280?1.151==1472MPa
2?Hlim2?ZN [?]H2=
SH1370?1.251==1713MPa 950?1.31==1235MPa
?Hlim3?ZN [?]H3=（15）齿宽 b1=b2=b3=60mm
（16）验算
SH3?H1=ZE1.ZH12K1T1U2?1·3?d1d1U2=189.8?2.5?
2?1.33?7553.391.2?1?0.78?15231.2 =1453MPa<[?]H1=1472MPa
?H=ZE2.ZH222K2T2U3?1·?d2d3U32
=188.9?2.5?2?1.325?8881.843.6?1?0.51?18433.6
=1224MPa<[?]H3=1235MPa
经计算知，大小齿轮均满足接触强度要求。
2）验算弯曲强度
（1）齿形系数YFa YFa1=2.85，YFa2=2.69，YFa3=2.21 （2）应力修正系数YSa YSa1=1.54，YSa2=1.575，YSa3=1.775 （3）弯曲疲劳极限
?Flim
?Flim1＝600MPa，
?Flim2＝650MPa，
?Flim3＝450MPa
（4）弯曲安全系数SF SF=1.0
（5）应力循环次数N 小齿轮为主动轮。每转一周，小齿轮同一侧啮合一次，弯曲应力按脉动循环变化；中间同一侧齿面口啮合一次，弯曲应力按对称循环变化。 N1=60rn1th=60×1×16.98×3840=3.9×10
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6
N2=N1/i2=3.9×10/1.2=3.26×10 N3=N2/i3=3.26×10/3.6=0.9×10
（6）弯曲寿命系数KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 （7）许用弯曲应力[?]F
6666?Flim1KFN1600?0.9 [?]F1= [?]F2=
[?]F3=(8)验算：
SF=
1=540MPa =650MPa =518MPa
?Flim2KFN2650?1.0SFSF=
11?Flim3KFN3450?1.15=
?F1?2K1T1YFa1YSa12?1.33?5289?2.85?1.54??4283232?dmZ10.78?8?19MPa<[?]F1
YFa2?YSa22.69?1.575?428??413YFa1?YSa12.85?1.54MPa<[?]F2
?F2左??F1?F2右?2K2T2YFa2YSa22?1.325?6338?2.69?1.575??4832bd2M100?8?23MPa
<[?]F2
?F3??F2右
YFa3?YSa32.21?1.775?483??447YFa2?YSa22.69?1.575MPa<[?]F3
经计算知：大小齿轮均满足弯曲强度要求，且具有高的可靠性
3.3轴承强度的校核计算
（1）滚动轴承的选择
滚动轴承为双列圆锥滚子轴承6206，由文献[2]表39.2?24得Cr?862KN，
Cor?1490KN，e?0.83，Y1?0.8。 （2）寿命验算 轴承所受支反力合力
22RB?RBY?RBZ?629.132?1368.022?1505.74N （4.1）
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