沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)【適合用于J23－100T沖床】【電機(jī)帶動(dòng)減速器】【帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)】【說(shuō)明書(shū)+CAD】,適合用于J23－100T沖床,電機(jī)帶動(dòng)減速器,帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng),說(shuō)明書(shū)+CAD,沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)【適合用于J23－100T沖床】【電機(jī)帶動(dòng)減速器】【帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)】【說(shuō)明書(shū)+CAD】,沖床 附表4： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 所在學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 題 目 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容與基本要求：（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計(jì)技術(shù)要求、注意事項(xiàng)等） （一）、畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容和目標(biāo)：此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是收集整理沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，完成沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的總體和主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，并上交沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明論文。其中有根據(jù)廣泛收集整理的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料擬稿文獻(xiàn)綜述；擬定本畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告；完成沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)裝配圖繪制；沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和對(duì)應(yīng)零件圖繪制；沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)中的元器件型號(hào)規(guī)格的確定；編寫(xiě)沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算論文。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)初步掌握機(jī)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和典型機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法，工作程序和設(shè)計(jì)步驟，能綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題，具備一定的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的能力。 （二）、原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：設(shè)計(jì)的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置適合用于J23－100T沖床使用，J23－100T沖床的詳細(xì)資料和參數(shù)請(qǐng)自行查閱其相關(guān)材料獲得；設(shè)計(jì)的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置能方便地安裝普通沖壓機(jī)床上與之配套；所設(shè)計(jì)的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化，并運(yùn)行靈活方便。 （三）、參考資料（文獻(xiàn)）： 1、鍛壓設(shè)備結(jié)構(gòu)組成方面書(shū)籍和文獻(xiàn)。 2、沖壓自動(dòng)送料機(jī)械方面的書(shū)籍和文獻(xiàn)。 3、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 4、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)手冊(cè)。 5、自動(dòng)控制與電氣控制方面書(shū)籍與文獻(xiàn)。 6、機(jī)械設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍與文獻(xiàn)。 二、畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃：1、收集畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，并篡寫(xiě)文獻(xiàn)綜述； 2、英文資料翻譯； 3、擬寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告； 4、設(shè)計(jì)沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置方案，并繪制方案草圖； 5、對(duì)沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的方案進(jìn)行方案論證； 6、進(jìn)行沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置的總體設(shè)計(jì)，并繪制總裝配圖； 7、進(jìn)行沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算； 8、沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置控制電路設(shè)計(jì)； 9、編寫(xiě)沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置畢業(yè)論文 8、準(zhǔn)備答辨，并制作答辯用PPT。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間： 年 月 日至 年 月 日 計(jì) 劃 答 辯 時(shí) 間： 年 月 日 三、專(zhuān)業(yè)（教研室）審批意見(jiàn)： 審批人（簽字）： 工作任務(wù)與工作量要求：原則上查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇；文獻(xiàn)綜述不少于3000字；文獻(xiàn)翻譯不少于3000字；畢業(yè)論文1篇不少于10000字，（同時(shí)提交有關(guān)圖紙和附件），提交相關(guān)圖紙、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、調(diào)研報(bào)告、譯文等其它形式的成果。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范及有關(guān)要求，冊(cè)》。 備注：學(xué)生一人一題，指導(dǎo)教師對(duì)每一名學(xué)生下達(dá)一份《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)》。 寧XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 年 月 日 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)輸送機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了輸送機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的輸送機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。在沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中存在著很多不足。 關(guān)鍵詞：沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置，連桿，減速器 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 第1章 緒論 1 1.1 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的發(fā)展史 1 1.2 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的用途 1 1.3 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)越性 1 1.3.1 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 1 1.3.2 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)與其他工件輸送機(jī)的比較 2 第2章 自動(dòng)送料裝置總體方案 3 2.1 課題設(shè)計(jì)方案 3 2.2 方案一 3 2.3 方案二 3 2.4 方案三 4 2.5 方案四 4 第3章 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 5 3.1 常規(guī)型的幾何關(guān)系分析 5 3.2 懸點(diǎn)的位移 7 3.3 懸點(diǎn)的速度 8 3.4 懸點(diǎn)的加速度 9 3.5 懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算分析 9 3.6 連桿的設(shè)計(jì) 12 3.6.1 選材 13 3.6.2 校核 13 第4章 電動(dòng)機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 15 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 15 4.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 16 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 16 第5章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 18 5.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 5.2 漸開(kāi)線(xiàn)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 22 5.3 低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 28 5.4 斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 33 第6章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 6.1 Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 6.2Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 36 6.3 Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 6.4 校核Ⅱ軸的強(qiáng)度 40 第7章 軸承的選擇和校核 44 7.1 Ⅱ軸軸承的選擇 44 7.2 根據(jù)滾動(dòng)軸承型號(hào)，查出和 44 7.3 校核Ⅱ軸軸承是否滿(mǎn)足工作要求 44 第8章 鍵聯(lián)接的選擇和校核 46 8.1 Ⅱ軸大齒輪鍵的選擇 46 8.2 Ⅱ軸大齒輪鍵的校核 46 第9章 鍵聯(lián)接的選擇和校核 47 第10章 減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇 47 10.1 傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑 47 10.1.1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑 47 11.1.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 47 10.2 減速器密封 47 10.2.1 軸外伸端密封 47 10.2.2 軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封 47 10.2.3 箱體結(jié)合面的密封 47 第11章 減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說(shuō)明 48 第12章 自動(dòng)送料裝置控制電路設(shè)計(jì) 53 總結(jié)與展望 55 參考文獻(xiàn) 56 結(jié)束語(yǔ) 57 致謝 58 57 第1章 緒論 進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)工件工業(yè)快速發(fā)展，深加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在飛速擴(kuò)大,現(xiàn)有工件機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力小,不能滿(mǎn)足大型加工廠的生成要求。因此,改進(jìn)和擴(kuò)大現(xiàn)有工件機(jī)械設(shè)備是完全必要的。沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)作為工件加工的基礎(chǔ)設(shè)備， 在我國(guó)礦廣泛應(yīng)用幾十年。生產(chǎn)實(shí)踐證明,該設(shè)備對(duì)品種、粒度、外在水份等適應(yīng)性強(qiáng),與其他給料設(shè)備相比,具有運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn),仍不失推廣使用的價(jià)值。 1.1 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的發(fā)展史 運(yùn)輸機(jī)設(shè)備是礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,給設(shè)備的可靠性,特別是關(guān)鍵咽喉部位給設(shè)備的可靠性,直接影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前,我國(guó)礦使用的給設(shè)備主要是沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)和電振工件輸送機(jī)。 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)最早研制于20世紀(jì)60年代初,70年代,在ＮＧＷ基礎(chǔ)上,更換了驅(qū)動(dòng)裝置,改為Ｋ系列,并一直沿用至今。國(guó)外工件輸送機(jī)發(fā)展?fàn)顩r也與國(guó)內(nèi)大相徑庭,并沒(méi)有更高的技術(shù)含量,但價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品的4～5倍。 自20世紀(jì)60年代定型后,我國(guó)各大礦使用的工件輸送機(jī)主要是K系列的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)。 1.2 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的用途 最通用的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)為K型，一般用于或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給料。沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)適用于礦井和選廠，將碳經(jīng)倉(cāng)均勻地裝載到輸送機(jī)或其它篩選、貯存裝置上。 1.3 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)越性 1.3.1 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)的特點(diǎn) (1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修量小 在沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)中,電動(dòng)機(jī)和減速器均采用標(biāo)準(zhǔn)件,其余大部分是焊接件,易損部件少,用在礦惡劣條件下,其適用性深受使用單位的好評(píng)。 (2) 性能穩(wěn)定 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)對(duì)的牌號(hào),粒度組成,水分、物理性質(zhì)等要求不嚴(yán),當(dāng)來(lái)料不均勻,水分不穩(wěn)定且?jiàn)A有大塊、橡膠帶、木頭及鋼絲等時(shí),仍能正常工作。 (3) 噪音低 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)是非振動(dòng)式給料設(shè)備,其噪音發(fā)生源只有電動(dòng)機(jī)和減速器,而這兩個(gè)的噪音都很低。尤其在井下或倉(cāng)等封閉型場(chǎng)所,噪音無(wú)法擴(kuò)散,這一點(diǎn)是電動(dòng)給料機(jī)所無(wú)法達(dá)到的。 (4) 安裝方便、高度小 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)一般安裝在倉(cāng)倉(cāng)口,不需另外配制倉(cāng)口閘門(mén)溜槽及電動(dòng)機(jī)支座,安裝可一步到位,調(diào)整工作量小,而電動(dòng)工件輸送機(jī)由于不能直接承受倉(cāng)壓,需要另外安放倉(cāng)口過(guò)渡溜槽,相比之下,沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)占有高度小,節(jié)省了建筑面積和投資。 1.3.2 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)與其他工件輸送機(jī)的比較 往復(fù)式與振動(dòng)式工件輸送機(jī)兩種給料方式不同點(diǎn)是給料頻率和幅值以及運(yùn)動(dòng)軌跡不同。在使用過(guò)程中，由于振動(dòng)式給料機(jī)給料頻率高，噪聲也大；由于它是靠高頻振動(dòng)給料，其振動(dòng)和頻率受物料密度及比重影響較大，所以，給料量不穩(wěn)定，給料量的調(diào)整也比較困難；由于是靠振動(dòng)給料，給料機(jī)必須起振并穩(wěn)定在一定的頻率和振幅下，但振動(dòng)參數(shù)對(duì)底板受力狀態(tài)很敏感，故底板不能承受較大的倉(cāng)壓，需增加倉(cāng)下給料槽的長(zhǎng)度，結(jié)果是增加了料倉(cāng)的整體高度，使工程投資加大；由于給料高度加大，無(wú)法用于替換目前大量使用的沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)。 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2章 自動(dòng)送料裝置總體方案 2.1 課題設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案： 1.采用分離氣缸和定位夾緊氣缸實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送和分離 2.利用機(jī)械手進(jìn)行送料 3.采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料 4、采用電機(jī)帶動(dòng)減速器，然后帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 2.2 方案一 采用雙作用缸實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能 氣動(dòng)送料機(jī)由兩個(gè)基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個(gè)雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。 為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安裝節(jié)流閥。同時(shí)，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短， 以減小空氣流通阻力，提高真空度。 采用氣缸的優(yōu)點(diǎn)： 減少了物料的運(yùn)送步驟，縮短了加工時(shí)間，操作簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)： 對(duì)物料的放置有很高的精度要求，造價(jià)高昂，一般的小型企業(yè)不采用 2.3 方案二 利用機(jī)械手進(jìn)行送料 機(jī)械手是以小車(chē)形式通過(guò)鋼繩同滑塊聯(lián)接起來(lái)， 由沖床滑塊上升運(yùn)動(dòng)牽引小車(chē)作前進(jìn)的水平運(yùn)動(dòng)完成送料，由通過(guò)鋼繩連接的重物使小車(chē)作復(fù)位運(yùn)動(dòng)。 由小車(chē)機(jī)械手將工件送至沖床下進(jìn)行沖孔，提高了生產(chǎn)效率，保證了質(zhì)量，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了人生安全。 采用機(jī)械手送料的優(yōu)點(diǎn)： 送料與沖床節(jié)拍相同，可以連續(xù)生產(chǎn)。 缺點(diǎn)： 首先由于整個(gè)過(guò)程均由機(jī)械手實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)機(jī)械手的要求度很高，其次，如果工件大小不一要經(jīng)常更換。 2.4 方案三 采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料 由單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器收到驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，將電脈沖轉(zhuǎn)化成交位移。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率來(lái)控制決定，再由電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料沖壓。 優(yōu)點(diǎn)： 1、可以連續(xù)生產(chǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)一人控制幾臺(tái)機(jī)器 2、可靠性高，由于送料機(jī)構(gòu)外部由步進(jìn)電機(jī)控制，所以每次的行程都是固定值。 3、低功耗，低電壓。在許多沒(méi)有電力供應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，較低的功耗和工作電壓是生產(chǎn)便捷化的必要條件。 4、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。 沖床沖壓的自動(dòng)送料裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、H形架、連桿、底板(給料槽)、傳動(dòng)平臺(tái)、漏斗閘門(mén)、托輥等組成。 2.5 方案四 采用電機(jī)帶動(dòng)減速器，然后帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 傳動(dòng)原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)后，經(jīng)彈性聯(lián)軸器、減速器、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動(dòng)傾斜的底板在托輥上作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)装逭袝r(shí),將倉(cāng)和槽形機(jī)體內(nèi)的帶到機(jī)體前端;底板逆行時(shí),槽形機(jī)體內(nèi)的被機(jī)體后部的斜板擋住,底板與之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),機(jī)體前端的自行落下。將均勻地卸到運(yùn)輸機(jī)械或其它篩選設(shè)備上。該機(jī)設(shè)有帶漏斗、帶調(diào)節(jié)閥門(mén)和不帶漏斗、不帶調(diào)節(jié)閥門(mén)兩種形式。 綜合以上的比較，選擇方案4來(lái)設(shè)計(jì)沖壓自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)。 第3章 連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 運(yùn)動(dòng)分析的主要任務(wù)是：求出驢頭懸點(diǎn)的位移、速度和加速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，以便為載荷分析和扭矩計(jì)算提供運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)。在曲柄角速度等于常數(shù)的情況下，問(wèn)題也就歸結(jié)為求解懸點(diǎn)位移速度和加速度隨曲柄轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。 3.1 常規(guī)型的幾何關(guān)系分析 圖2-1 常規(guī)型運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 基本參數(shù)及意義表示如下： A—前臂長(zhǎng)度，mm； C—后臂長(zhǎng)度，mm； P—連桿長(zhǎng)度，mm； R—曲柄半徑，mm； I—支承中心到減速器輸出軸中心的水平距離，mm； H—支承中心到底座底部的高度，mm； G—減速器輸出軸到底座底部的高度，mm； H-G—曲柄回轉(zhuǎn)中心至中心軸承的垂直距離，mm； ψ—C與K的夾角； S—抽油機(jī)的沖程； n—抽油機(jī)的沖次； P—額定懸點(diǎn)載荷； K—極距，即支承中心到減速器輸出軸中心的距離，mm； J—曲柄銷(xiāo)中心到支承中心之間的距離,mm； θ—曲柄轉(zhuǎn)角，以曲柄半徑R處于12點(diǎn)鐘位置作為零度，沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向度量； Φ—零度線(xiàn)與K的夾角，由零度線(xiàn)到K沿曲柄旋轉(zhuǎn)方向度量； β—C與P的夾角，稱(chēng)傳動(dòng)角； x—C與J的夾角； ρ—K與J的夾角； —K與R的夾角； —P與R的夾角。 由圖可知： （2-1） 式中正負(fù)號(hào)取決于曲柄旋轉(zhuǎn)方向，曲柄旋轉(zhuǎn)方向的判斷為：面向抽油機(jī)，井口在右側(cè)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為“+”，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為“-”。 （2-2） （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） （2-9） （2-10） 在有“”式中，“+”用于曲柄順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，“-”用于曲柄逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 3.2 懸點(diǎn)的位移 根據(jù)以上幾何關(guān)系分析結(jié)果，對(duì)常規(guī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析，推導(dǎo)相應(yīng)公式，得到懸點(diǎn)位移、速度、加速度。本文以常規(guī)型抽油機(jī)CYJ5-2.5-26HB為例進(jìn)行研究，并對(duì)此抽油機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算編程，畫(huà)出相應(yīng)的曲線(xiàn)圖。 圖2-2 懸點(diǎn)位移曲線(xiàn)圖 以懸點(diǎn)處于最低位置（下死點(diǎn)）為計(jì)算位移的起點(diǎn)。擺動(dòng)的角位移為，最大角位移為。根據(jù)抽油機(jī)四桿結(jié)構(gòu)的幾何關(guān)系： （2-11） （2-12） 懸點(diǎn)位移 （2-13） 懸點(diǎn)最大位移 （2-14） 在抽油機(jī)的設(shè)計(jì)和使用中，常用的是與的比值，稱(chēng)為位置因素，表示為： （2-15） 顯然，。當(dāng)懸點(diǎn)位于下死點(diǎn)時(shí)，=0；懸點(diǎn)位于上死點(diǎn)時(shí)，=1。 其懸點(diǎn)位移的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2-1，得到位移圖像如圖2-2： 3.3 懸點(diǎn)的速度 圖2-3 速度分析示意圖 圖3-4 懸點(diǎn)速度曲線(xiàn) 如圖2-3所示，后臂C和曲柄半徑R均為繞定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿P做平面運(yùn)動(dòng)。利用速度投影定理，忽略連桿P變形的影響，連桿兩端點(diǎn)（d和b）的速度在連桿軸線(xiàn)上的投影相等。d、b兩點(diǎn)分別和O 轉(zhuǎn)動(dòng)，、分別垂直于R和C，將、向連桿軸線(xiàn)投影有： （2-16） 則 （2-17） 因?yàn)?，，懸點(diǎn)速度為 （2-18） 式中為曲柄旋轉(zhuǎn)的角速度，其余參數(shù)同前。 其懸點(diǎn)速度的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表3-1，得到速度圖像如圖3-4： 3.4 懸點(diǎn)的加速度 圖3-5懸點(diǎn)加速度曲線(xiàn) 懸點(diǎn)速度對(duì)時(shí)間的一次導(dǎo)數(shù)即為懸點(diǎn)加速度。對(duì)于后置型，懸點(diǎn)加速度公式為： （2-19） 其懸點(diǎn)加速度的計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表2-1，得到加速度圖像如圖2-5： 3.5 懸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)計(jì)算分析 表2-1顯示了曲柄轉(zhuǎn)角變化時(shí)，懸點(diǎn)位移、速度、加速度隨其變化的數(shù)值，表2-1如下所示。圖2-6為曲柄轉(zhuǎn)角變化與懸點(diǎn)位移、速度、加速度之間的關(guān)系曲線(xiàn)圖，圖2-6如下所示。 表3-1 懸點(diǎn)參數(shù)計(jì)算數(shù)值表 角度 位移 速度 加速度 0 0.001181 -0.02999 0.378839 5 0.000702 0.02329 0.387514 10 0.007689 0.077398 0.390653 15 0.022202 0.131515 0.387536 20 0.044179 0.184732 0.377626 25 0.07343 0.236083 0.360654 30 0.109626 0.28459 0.336696 35 0.152307 0.329308 0.306219 40 0.200885 0.369388 0.270089 45 0.254667 0.404126 0.229521 50 0.312871 0.433007 0.185994 55 0.374661 0.455729 0.141114 60 0.439174 0.472217 0.09648 65 0.50555 0.482608 0.053544 70 0.572964 0.487224 0.013502 75 0.640644 0.486534 -0.02277 80 0.707892 0.481101 -0.05472 85 0.774092 0.471544 -0.08214 90 0.838715 0.45849 -0.1051 95 0.901317 0.442545 -0.12385 100 0.961536 0.424263 -0.13882 105 1.019082 0.404135 -0.15052 110 1.073729 0.382578 -0.15949 115 1.125304 0.359933 -0.16627 120 1.173673 0.336469 -0.17137 125 1.218739 0.312386 -0.17526 130 1.260425 0.287823 -0.17834 135 1.298671 0.262867 -0.18098 140 1.333427 0.237559 -0.18345 145 1.364644 0.211905 -0.186 150 1.392272 0.18588 -0.1888 155 1.416258 0.159441 -0.19199 160 1.43654 0.132528 -0.19563 165 1.453047 0.105077 -0.19975 170 1.4657 0.077021 -0.20431 175 1.474411 0.048307 -0.20922 180 1.479086 0.018896 -0.21433 185 1.479627 -0.01123 -0.21942 190 1.475935 -0.04204 -0.22424 195 1.467919 -0.07349 -0.22847 200 1.455497 -0.10546 -0.23174 205 1.438607 -0.1378 -0.2337 210 1.417212 -0.1703 -0.23396 215 1.391306 -0.2027 -0.23219 220 1.360926 -0.23469 -0.22811 225 1.326149 -0.26594 -0.22152 230 1.287103 -0.2961 -0.21232 235 1.243966 -0.3248 -0.20051 240 1.196965 -0.35168 -0.1862 245 1.146375 -0.37642 -0.16958 250 1.092518 -0.39869 -0.15089 255 1.035753 -0.41825 -0.13043 260 0.976474 -0.43486 -0.1085 265 0.915104 -0.44833 -0.08536 270 0.852089 -0.45853 -0.06129 275 0.787893 -0.46532 -0.03648 280 0.722994 -0.46864 -0.01112 285 0.657881 -0.46839 0.014685 290 0.593052 -0.46454 0.040831 295 0.529011 -0.45704 0.067259 300 0.466268 -0.44585 0.093925 305 0.405337 -0.43094 0.120788 310 0.346736 -0.41229 0.147795 315 0.290987 -0.38988 0.174874 320 0.23861 -0.36371 0.201909 325 0.190129 -0.3338 0.228734 330 0.146058 -0.3002 0.25511 335 0.106908 -0.26298 0.280714 340 0.073171 -0.22228 0.305127 345 0.045317 -0.1783 0.327824 350 0.023783 -0.13132 0.348173 355 0.00896 -0.08172 0.365446 360 0.001181 -0.02999 0.378839 圖3-6 懸點(diǎn)位移、速度、加速度曲線(xiàn) 從表3-1和圖3-6可知，懸點(diǎn)速度最大值為，懸點(diǎn)加速度最大值。 3.6 連桿的設(shè)計(jì) 因?yàn)槌橛蜋C(jī)連桿較長(zhǎng)，且受壓，所以對(duì)其進(jìn)行靜強(qiáng)度和穩(wěn)定性校核。最大連桿力是對(duì)連桿進(jìn)行強(qiáng)度校核或穩(wěn)定校核的依據(jù)。 3.6.1 選材 根據(jù)連桿受力狀態(tài)及結(jié)構(gòu)尺寸特點(diǎn)，選其材料為45號(hào)鋼制成的無(wú)縫鋼管，查《機(jī)械工程材料實(shí)用手冊(cè)》其基本參數(shù)為： 外徑D=80mm，臂厚t=10mm，單位長(zhǎng)度理論重量為17.26，抗拉強(qiáng)度，屈服點(diǎn)。 3.6.2 校核 （1）連桿靜強(qiáng)度校核 抽油機(jī)連桿質(zhì)量較輕，其運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力及慣性力矩較小。如果忽略連桿運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的慣性力矩，則可認(rèn)為連桿為二力桿，連桿力為為： （5-27） 式中：為抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷； 為抽油機(jī)結(jié)構(gòu)不平衡重； 為游梁平衡重重力。 對(duì)不同曲柄轉(zhuǎn)角下的進(jìn)行計(jì)算，求出的最大值，則連桿的最大應(yīng)力及強(qiáng)度條件為 （5-28） 式中：為連桿的橫截面面積，； 為連桿材料的許用應(yīng)力，Mpa； 為連桿材料的屈服極限，Mpa； n為安全系數(shù)，n=1.5~2.0。 在5.1節(jié)中，通過(guò)估算得：，且，代入公式（5-28）得 故靜強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 （2）連桿穩(wěn)定校核 受壓連桿可按兩端鉸支處理。 （5-29） 當(dāng)長(zhǎng)細(xì)比時(shí)， （5-30） 當(dāng)>90時(shí)， （5-31） 式中：為連桿長(zhǎng)度，； 為連桿慣性半徑，；對(duì)于管狀截面，； 是外徑，為臂厚；由于D=80，t=10。 故連桿穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。 第4章 電動(dòng)機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 1.確定電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 按工作要求和條件,選用y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 2.確定電動(dòng)機(jī)的容量 （1）工作機(jī)卷筒上所需功率Pw Pw = Fv/1000 =4200*1.2/1000=5.04kw (2)電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率 為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需的輸出功率Pd，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總功率η總。設(shè)η1、η2、η3、η4、η5分別為彈性聯(lián)軸器、閉式齒輪傳動(dòng)（設(shè)齒輪精度為7級(jí)）、滾動(dòng)軸承、V形帶傳動(dòng)、工作機(jī)的效率，由[2]表1-7查得η1 = 0.99，η2 = 0.98，η3 = 0.99，η4 = 0.95，η5 = 0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為 = = 0.99 x 0.982 x 0.993 x 0.95 x 0.96=0.8414 3.選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 由[2]表13-2推薦的傳動(dòng)副傳動(dòng)比合理范圍 普通V帶傳動(dòng) i帶=2～4 圓柱齒輪傳動(dòng) i齒=3～5 則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為 i總=i帶×i齒1×i齒2 i‘總=（2～4）×（3～5）×（3～5）=（18～100） 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 nd=i‘總×=（18～100）=（18～100）r/min =1006.68~5592.67r/min 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表12-1，符合這一范圍的常用同步加速有1500、1000。 選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min 選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為:Y112M-4 4.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 == 式中nm----電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速: 1440 r/min; nw----工作機(jī)的轉(zhuǎn)速:55.93 r/min。 2.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 i總=i帶×i齒1×i齒2 分配原則： （1）i帶＜i齒 （2）i帶=2～4 i齒=3～5 i齒1=（1.3～1.5）i齒2 根據(jù)[2]表2-3，V形帶的傳動(dòng)比取i帶 =2.6 ，則減速器的總傳動(dòng)比為 i =9.90 雙級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 i齒1 = 3.59 低速級(jí)的傳動(dòng)比 i齒2 = i/i齒1 =2.76 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 1440 r/min nⅠ= nm / i帶 = 1440/2.6 r/min =553.85 r/min nⅡ= nⅠ / i齒1 = 553.85/3.59 r/min =154.28 r/min nⅢ= nⅡ / i齒2 = 154.28/2.76r/min=55.90 r/min 2.各軸輸入功率 P0= Pd=5.99 KW PⅠ= Pdη4 = 5.99 0.95 KW=5.69KW PⅡ= PⅠη2η3 =5.69 0.98 0.99 KW=5.52 KW PⅢ= PⅡη2η3 =5.520.98 0.99 KW=5.36 KW 3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T0 = 9550Pd/n0 =39.73 TⅠ = 9550PⅠ/nⅠ =98.11 TⅡ = 9550PⅡ/nⅡ =341.69 TⅢ = 9550PⅢ/nⅢ = 915.71 表1 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表 　　項(xiàng)目 軸號(hào) 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)比 0軸 5.99 1440 39.73 2.6 Ⅰ軸 5.69 553.85 98.11 3.59 Ⅱ軸 5.52 154.28 341.69 2.76 Ⅲ軸 5.36 55.90 915.71 第5章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)確定計(jì)算功率Pca Pca=d 查[1]表8-7 取 (2)選擇帶的型號(hào) 查[1]圖8-11 選用A型帶 (3)選擇小帶輪直徑 查[1] 表8-6及8-8 90 (4)確定大帶輪直徑 = 查[1] 表8-8 =236 =236 (5)驗(yàn)算傳動(dòng)比誤差 ＝0.85% (6)驗(yàn)算帶速 =6.78 (7)初定中心距 =(0.7~2)(90+236)=228.2~652 =360 (8)初算帶長(zhǎng) =2360+3.14/2(90+236)+(236-90)/(4360)=1246.3 =1246 (9)確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 查[1]表8-2 因?yàn)?1246，選用A型帶 取=1250 =1250 (10)計(jì)算實(shí)際中心距離（取整） =362mm (11)安裝時(shí)所需最小中心距（取整） =362+0.015 =343 (12)張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)量所需最大中心距 =400mm (13)驗(yàn)算小帶輪包角 = (14) 單根V帶的基本額定功率 查[1]表8-4a插值法 =1.06 kw =1.06 (15) 單根V帶額定功率的增量 查[1]表8-5b插值法 =0.17 kw =0.17 (16) 長(zhǎng)度系數(shù) 查[1]表8-2 由 得 (17)包角系數(shù) 查[1]表8-5插值法 ＝0.94 (18)單位帶長(zhǎng)質(zhì)量 查[1]表8-3 =0.10 =0.10 (19)確定V帶根數(shù) 根 7 (20)計(jì)算初拉力 =130.31 (21)計(jì)算帶對(duì)軸的壓力 1787.37 2.帶型選用參數(shù)表 帶型 A 90 236 6.78 362 159.89 7 1787.37 B=(7-1)15+210=110 3．帶輪結(jié)構(gòu)相關(guān)尺寸 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 (1)帶輪基準(zhǔn)寬bd 查[1]表8-10 因選用A型，故取 (2)帶輪槽寬b =12.93 (3)基準(zhǔn)寬處至齒頂距離ha 查[1]表8-10 (4)基準(zhǔn)寬處至槽底距離hf 查[1]表8-10 (5)兩V槽間距e 查[1]表8-10 .0 (6)槽中至輪端距離 查[1]表8-10 =10 (7)輪槽楔角 查[1]表8-10 因?yàn)?118， 所以＝38 度 38 (8)輪緣頂徑 241.6 (9)槽底直徑 =236-29.0=218 218 (10)輪緣底徑D1 查[1]表8-10，得 200 (11)板孔中心直徑D0 =0.5(200+60)=130 130 (12)板孔直徑d0 40 (13)大帶輪孔徑d 查[3]表12-1-12 根據(jù)=236，Z＝7, 所以取d=30 d=30 (14)輪轂外徑d1 60 (15)輪轂長(zhǎng)L L=60 (16)輻板厚S 查[3]表12-1-12 S＝(0.5~0.25)B= 15.71~27.5 S＝25 (17)孔板孔數(shù) 查[3]表12-1-12 個(gè) 5.2 漸開(kāi)線(xiàn)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) （一）高速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級(jí) 查[1]表10-8 選用7級(jí)精度 級(jí) 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為250HBS 大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪250HBS 大齒輪220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) 91 3.458 4．選取螺旋角β 取14 度 14 5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 (2)區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3）εa 由[1]圖10-26查得εa1=0.77 εa2=0.87 1.64 1.64 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 KHN1 =1.05 KHN2 =1.12 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm =53.03 （12）計(jì)算圓周速度v m/s 1.54 （13）計(jì)算齒寬B B1=60 B2=55 mm B1=60 B2=55 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.25×2.14=4.815 b/h =53.03/4.815=11.01 度 mnt =2.14 h = 4.815 b/h =11.01 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz1tanβ 1.903 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=1.54 m/s，７級(jí)精度，由[1]圖１０－８查得動(dòng)載荷系數(shù)1.08 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.420 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.33 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1.4×1.42=2.15 K=2.15 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 由[1]式10-10ａ 58.52 （18）計(jì)算模數(shù) mm 2.37 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1×1.08×1.4 ×1.33=2.01 K=2.01 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ= 1.903 ，從[1]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =26.30 =90.94 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa1=2.591 YFa2=2.198 YFa1=2.591 YFa2=2.198 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa1=1.597 YSa2=1.781 YSa1=1.597 YSa2=1.781 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-20b 由[1]圖10-20c 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖10-18 利用插值法可得 0.90 0.95 0.90 0.95 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式10-12得 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 ＝0.0153 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式10-17 　=1.743 mm 1.743 結(jié)論：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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取＝2 mm，已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=58.52 mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取29，則Z2 = Z1×i齒1 =29×3.59=104.11取Z2 =104 3．幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a =137.1 將中心距圓整為137 mm a=137 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 13.88 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 59.74 214.26 （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 54.74 209.26 （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd1 b=1.0×59.74 =59.74 圓整后?。? B1 =65 B2 =60 mm B1 =65 B2 =60 （6）驗(yàn)算 所以合適 5.3 低速級(jí)斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算表 項(xiàng)目 計(jì)算（或選擇）依據(jù) 計(jì)算過(guò)程 單位 計(jì)算（或確定）結(jié)果 1．選齒輪精度等級(jí) 查[1]表10-8 選用7級(jí)精度 級(jí) 7 2．材料選擇 查[1]表10-1 小齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理），硬度為250HBS 大齒輪選用45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）硬度為220HBS 小齒輪 250HBS 大齒輪 220HBS 3．選擇齒數(shù)Z 個(gè) U=2.8 4．選取螺旋角β 取14 度 14 5．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）試選Kt 取1.6 1.6 （2）區(qū)域系數(shù)ZH 由[1]圖10-30 （3） 由[1]圖10-26查得 εa4=0.88 =0.78+0.88=1.66 1.66 (4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩TⅡ 查表1 Nmm (5)齒寬系數(shù)Фd 由[1]表10-7 1.0 (6)材料的彈性影響系數(shù)ZE 由[1]表10-6 MPa1/2 (7) 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖10-21c 由[1]圖10-21ｄ 550 540 550 540 （8）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由[1]式10-13 （9）接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN 由[1]圖10-19 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 KHN1 =1.08 KHN2 =1.14 （10）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH] 取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由[1]式１０－１２得 [σH]3= 594 =604.8 （11）試算小齒輪分度圓直徑 按[1]式（10－21）試算 mm ＝80.53 （12）計(jì)算圓周速度v m/s =0.65 （13）計(jì)算齒寬B B3=85 B4=80 mm B3=85 B4=80 （14）模數(shù) h = 2.25mnt =2.253.13 ＝7.04 b/h =80.53/7.04=11.44 度 ＝3.13 h ＝7.04 b/h =11.44 （15）計(jì)算縱向重合度 εβ= 0.318φdz3tanβ ＝0.3181.025an14 =1.98 =1.98 （16）計(jì)算載荷系數(shù)K 由[1]表10-2查得使用系數(shù) 根據(jù)v=0.65s，７級(jí)精度，由[1]圖１０－８查得動(dòng)載荷系數(shù)1.1 由[1]表１０－４查得 KHβ=1.12+0.18(1+0.6φd2) φd2+0.23×10-3b =1.43 由[1]圖１０－１３查得KFβ=1.35 假定，由[1]表１０－３查得1.4 故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=11.11.41.43=2.20 K=2.20 （17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑d3 由[1]式10-10ａ 89.55 （18）計(jì)算模數(shù) =3.48 mm =3.48 6．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）計(jì)算載荷系數(shù)K K=KAKVKFαKFβ K=1.01.11.41.35 =2.079 K=2.079 （2）螺旋角影響系數(shù) 根據(jù)縱向重合度εβ=1.981]圖10-28 0.88 0.88 （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)ZV =27.37 76.63 （4）齒形系數(shù)YFa 由[1]表１０－５ YFa3=2.563 YFa4=2.227 YFa3=2.563 YFa4=2.227 （5）應(yīng)力校正系數(shù)YSa 由[1]表１０－５ YSa3=1.604 YSa4=1.763 YSa3=1.604 YSa4=1.763 （6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由[1]圖１０－２０b 由[1]圖１０－２０ｃ 400 350 400 350 （7）彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 由[1]圖１０－１８ 0.92 0.96 0.92 0.96 （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力[σF] 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.3，由式１０－１２得 368 336 （9）計(jì)算大小齒輪的并加以比較 結(jié)論：大齒輪的系數(shù)較大，以大齒輪的計(jì)算 = 0.0117 （10）齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 由[1]式１０－１７ =2.37 結(jié)論：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)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。?.5已可滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d3=89.55應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 取35 ，則Z4 = Z3×i齒2 =35*2。8=98 取Z4 =98 3．幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距a 將中心距圓整為171 mm =171 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角β 因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正。 度 （3）計(jì)算齒輪的分度圓直徑d mm 90.00 252.00 （4）計(jì)算齒輪的齒根圓直徑df mm 83.75 =245.75 （5）計(jì)算齒輪寬度B b = φdd3= 1.0*90.00=90.00 圓整后?。? B3 =95 B4 =90 mm B3 =95 B4 =90 （6）驗(yàn)算 故合適 5.4 斜齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)表 傳動(dòng)類(lèi)型 模數(shù) 齒數(shù) 中心距 齒寬 螺旋角 高速級(jí) 斜齒圓柱齒輪 mm mm 低速級(jí) 斜齒圓柱齒輪 第6章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火。 2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： mm 再查 [1]表15-3， 考慮鍵：因?yàn)殒I槽對(duì)軸的強(qiáng)度有削弱作用，開(kāi)有一個(gè)鍵槽，所以軸的軸徑要相應(yīng)增大 mm 3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱(chēng) 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 mm 且由前面的帶輪的設(shè) 計(jì)可得，帶輪的孔徑為30，mm ＝30 ＝30 查 [2]表7-12　35 35 因?yàn)樘幯b軸承，所以只要＞即可，選取7類(lèi)軸承，查 [2]表6-6，選取7208AC，故 ＝40 ＝40 46 由于是齒輪軸所以等于高速級(jí)小齒輪的分度圓直徑： 40 40 4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù)。 查 [2]（2）“潤(rùn)滑方式”，及說(shuō)明書(shū)“（12）計(jì)算齒輪圓周速度” = 1.54，故選用脂潤(rùn)滑。 將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱(chēng) 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 箱體壁厚 查 [2]表11-1 8 地腳螺栓直徑及數(shù)目n 查 [2]表11-1 查 [2]表3-13， 取＝20， ＝16 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 查 [2]表11-1 查 [2]表3-9，?。?6 ＝12 軸承旁聯(lián)接螺栓扳手空間、 查 [2] 表11-1 軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑 查 [2]表11-2 查 [2]表11-10，得當(dāng)取 軸承蓋厚度 查 [2]表11-10 ， 小齒輪端面距箱體內(nèi)壁距離 查 [2] =10 軸承內(nèi)端面至箱體內(nèi)壁距離 查 [2] 因?yàn)檫x用脂潤(rùn)滑，所以 ＝10 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 查 [2]表6-6，選取7208AC軸承， 故 5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度。 名稱(chēng) 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 由于與大帶輪配合，則： 63 由公式 ＝56 由公式 32 由公式 ＝110.5 齒輪1輪轂寬度： ＝65 由公式 ＝40 L（總長(zhǎng)） ＝365.5 （支點(diǎn)距離） ＝197.5 6.2Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．選擇軸的材料及熱處理方法 查[1]表15-1選擇軸的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45；根據(jù)齒輪直徑，熱處理方法為正火回火。 2．確定軸的最小直徑 查[1]的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑的公式： =(126~103) 再查 [1]表15-3， 3．確定各軸段直徑并填于下表內(nèi) 名稱(chēng) 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 由于和軸承配合，取標(biāo)準(zhǔn)軸徑為： =45 由于和齒輪配合，取 查 [2]表1-6，?。?0 =50 查 [2]表1-6，取=60 =60 與高速級(jí)大齒輪配合，取： ＝=45 ＝45 4．選擇軸承潤(rùn)滑方式，確定與軸長(zhǎng)有關(guān)的參數(shù)。 查 [2]（二）“滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑”，及說(shuō)明書(shū)“六、計(jì)算齒輪速度” ，故選用脂潤(rùn)滑。 將與軸長(zhǎng)度有關(guān)的各參數(shù)填入下表 名稱(chēng) 依據(jù) 單位 確定結(jié)果 軸承支點(diǎn)距軸承寬邊端面距離a 選用7209AC軸承，查 [2]表6-6 得 5.計(jì)算各軸段長(zhǎng)度 名稱(chēng) 計(jì)算公式 單位 計(jì)算結(jié)果 ＝43 ＝93 ＝10 齒輪配合長(zhǎng)度： ＝58 ＝45.5 L（總長(zhǎng)） L＝249.5 （支點(diǎn)距離） 196.1 6.3