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黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 1 頁1 緒論機械制造業(yè)是國民經濟最重要的支柱產業(yè)之一，是國民經濟的裝備部，在國民經濟中發(fā)揮著十分重要的作用。據相關資料介紹，機械制造業(yè)是國民經濟最重要的支柱產業(yè)之一，機械制造業(yè)提供的裝備水平對國民經濟各部門的技術進步有著相當大的影響，其規(guī)模水平是衡量一個國家國民經濟實力和科學技術水平的重要尺度。因而，我國十分重視機械制造業(yè)的發(fā)展，對機械制造業(yè)提出了更多的要求，使其能夠更好地為各行各業(yè)提供高質量的機械產品。世界各國都把發(fā)展機械制造業(yè)作為振興和發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之一。我國十分重視機械制造業(yè)的發(fā)展。特別是改革開放以來，隨著國民經濟持續(xù)保持高速發(fā)展，各行各業(yè)都獲得了空前的大發(fā)展，產品的多樣化及對市場的快速反應成為企業(yè)能否在激烈的市場競爭中處于有利位置的必備能力，這就對企業(yè)的生產設備提出了更高的要求。使其能夠更好地為各行各業(yè)提供高質量的機械產品。如何更好地提高生產設備的柔性和效率，滿足產品的多樣化的需要，則是每個企業(yè)都要面臨著的一個重要問題。伴隨著中國加入 WTO 和經濟全球化，中國正在成為世界制造業(yè)的中心。中國現(xiàn)在是在逐步地融入世界，成為世界經濟大循環(huán)鏈條的一個重要組成部分。這對我國機械制造業(yè)來說，既是機遇又是挑戰(zhàn)，現(xiàn)在，國家已經認識到了這一問題，因此，發(fā)出了要建設創(chuàng)新型國家的號召。并采取了一系列的政策、措施鼓勵技術創(chuàng)新，促進國家的技術進步，在機械制造業(yè)方面更是如此。1.1 課題背景及目的在牽引機行業(yè)，牽引機械是一種應用十分廣泛的產品。為了不斷增大其應用范圍，常常需要將其基架系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、間隙調整系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)進行優(yōu)化改進，從而提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，并改善其質量及性能?？紤]到現(xiàn)代動力機械行業(yè)的機械化程度的進一步加深，這類機械的需求量還會進一步擴大，如果能設計出一種功能更加完善的新型機械，并且各功能互不干涉，不僅能節(jié)省材料消耗，降低生產成本，還能方便加工操作，提高工作效率，這不僅對許多中小企業(yè)單位有強大誘惑，而且對大型生產單位也黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 2 頁有一定的吸引力。如何才能高質量地設計出來，占領這個制高點，就要求我們能很快地理解掌握同類的產品，消化吸收，再加以綜合優(yōu)化，才能完成。我們要把這次畢業(yè)設計當成我們在工廠的一次考核，努力地去完成它，并且盡可能的高質量地完成。1.2 整體概述及任務書本設計研究的是在油田工地的輸油管牽引機，就是作用于油田作業(yè)時對輸油管的牽引，可以連續(xù)傳送油管時提供牽引力，它由主機部分、齒輪基座、減速機等主要部分組成。本課題設計牽引機的主機部分。需要對輸油管牽引機進行了特性分析、整體方案的擬定、動力機的選擇確定等工作；并對輸油管牽引機整個系統(tǒng)的主要零部件進行詳細設計計算、強度校核和圖紙設計，要包括輸油管牽引機減速裝置中主要零部件，如傳動軸、齒輪等的結構設計、強度校核，鍵、軸承等的選擇設計和校核；也對開卷牽引機的機體、主動軸、從動軸以及牽引滾輪等進行結構設計和其中部分零部件強度校核。還要對部分零部件的選用和部分結構進行分析說明。設計的基本參數(shù)：1、管徑 2 英寸；2、傳輸速度 60m/min；3、牽引力 15KN；4、牽引機底座面到管中心高 960mm；5、采用多滾筒對滾方式傳動；設計要求：根據基本參數(shù)完成輸油管牽引機設計計算；在設計計算的基礎上完成主機部分的設計，包括總體設計和關鍵零部件設計。做課題時，需要查閱機械制圖、機械設計、機床設計手冊等資料，綜合分析使用，進行設計。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 3 頁2 輸油管牽引機的總體設計2.1 傳動方案的確定機械傳動裝置位于原動機和工作機之間。一個合理的傳動方案首先應滿足工作機的功能要求，其次還應滿足工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、成本低廉、工藝性好、使用和維護方便等要求。滿足同一工作機功能要求，往往可采用不同的傳動機構，不同的組合和布局，從而可得出不同電傳動方案 [1]。2.1.1 機械傳動型式的選擇牽引機經過長期的發(fā)展，其結構已經越來越多樣化，但其傳動形式基本還是以下幾種：帶式傳動，鏈式傳動，滾筒式傳動。帶式傳動由于帶具有良好的彈性，因此能緩和和沖擊、吸收震動，沒有接頭，所以工作平穩(wěn)、噪音小。遇到過載時，帶在帶輪上打滑，可防止其它零件的損壞，起到安全保護的作用。但是帶傳動兩帶輪中心距較大，使得外廓尺寸較大，并且?guī)У膲勖^低，故本設計比采用這種傳動方式。鏈式傳動這種牽引方式具有牽引力大，防滑性能好，安全性高，適用性好等優(yōu)點，但其瞬時傳動比不準確，不能用于精密分度機構，特別是在沖擊震動負荷下，其極易損壞。在使用過程容易出現(xiàn)相同的故障，造成故障率高，維修困難?？煽啃圆畹纫幌盗袉栴}。故此傳動方式本設計也不予采用。則根據本設計要求，這里采用滾筒式傳動，由于本次設計要求牽引力為 15KN，單滾筒對滾方式所需正壓力過大，對輸油管損害比較嚴重，故采用多滾筒對滾方式，現(xiàn)在采用 3 滾筒對滾方式傳動。2.1.2 運動簡圖的擬定確定傳動方案以后，就可以確定運動簡圖，現(xiàn)在先擬定運動簡圖如下圖所示。由圖知傳動過程由電機轉動帶動聯(lián)軸器轉動，聯(lián)軸器再帶動減速器里的減速齒輪黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 4 頁轉動，通過離合器帶動主傳動中心齒輪轉動，再通過過渡齒輪帶動從動齒輪轉動，達到使上下鏈輪傳動的目的 [2]。2.2 電機容量的選擇和確定2.2.1 電機類型和結構形式的選擇通用的電動機為 Y(IP34)、Y(IP44)及 J 型等三相交流異步電動機，各類電動機的構造的特點、性能、外型尺寸及技術性能可參看電動機產品目錄電機的類型和結構形式應根據電源種類（直流或交流） 、工作條件（環(huán)境、溫度等） 、工作時間的長短（連續(xù)或間歇）及連載的性質、大小、起動性能和過載情況等條件來選擇。則本設計采用三相交流電動機。而且工業(yè)上一般采用三相交流電動機。其中 Y 系列三相交流異步電動機具有結構簡單、價格低廉、維護方便等優(yōu)點。小型異步電動機主要有以下系列：Y(IP34)、Y(IP44)系列三相異步電動機是全國統(tǒng)一設計的產品 [3]。Y(IP34)型系列為一般用途的自行通用、防滴式鼠籠轉子三相異步電動機，能防止水滴或其他雜物在垂直方向落入電機內部。防護式籠型感應電動機容量范圍7.5～125kw；轉速范圍 580～2960r/min；電壓 380V，它適用于在起動、調速等性能上無特殊要求的一般機械，如水泵、鼓風機、金屬切削機床及運輸機械等。Y(IP44)型系列為封閉自扇冷式鼠籠轉子三相異步電動機，能防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機內部。容量范圍 0.6～100kw ；轉速范圍 580～2950r/min；電壓 380V。它具有與 Y(IP34)相同的用途外，更適用于灰塵多、水土飛濺的地方，如碾米機、磨破機及其他農業(yè)機械、礦山機械等。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 5 頁JO3 型系列為一般用途封閉自扇冷式鼠籠轉子三相異步電動機，其結構能防止機座內外空氣自由交換，但不完全密封?？捎糜谄饎屿o止負載或慣性負載比較大的機械，如壓縮機，柱塞式水泵、傳送帶、磨床和錘擊機等。JQO2 型系列為高起動轉矩、封閉自扇冷式雙鼠籠轉子電動機，容量范圍 4.5—100kw，轉速范圍 730—2960r/min，電壓 380V?？捎糜谄饎屿o止負載或慣性負載比較大的機械，并用于灰塵較多、水土飛濺的地方。JR 型系列為防滴式繞線子異步電動機，容量范圍 1.7—100kw，轉速范圍 710—1450r/min，電壓 220/380v。它適用需要小范圍調速的傳動裝置上，當配電容量不足，起動鼠籠電動機會引起過大的壓降，以致不能順利起動或影響其他用電設備時，可用本系列電機，其中有 JR2、JRO2 、JR3 等系列2.2.2 電動機功率的確定電動機功率的確定與其發(fā)熱有關，而發(fā)熱又與工作情況有關，電動機的工作情況一般可分為兩種 [5].1、對于長期連續(xù)運轉、載荷不變或很少變化的，且在常溫下工作的機器（如邊疆運輸機，風扇等）所用的電動機，可按電動機的額定功率等于或等于或略大于所需功率可在手冊中選擇相應的電動機型號既可，不必再作發(fā)熱計算。1）作長期機構所需要的功率 Po如果已知工作軸上的卷筒、鏈輪、齒輪或其它機器另件上園周力 F(N)及園周速度V(m/s),則在穩(wěn)定運轉下的輸出功率 Po(kW)按下列公式確定Po= kW10FV如果已知卷筒、鏈輪、齒輪等直徑 d(mm)及轉速 n（r﹒p﹒m）,則圓周轉速按下列公式確定： V= m/s60?dn?如果已知工作軸上的扭矩 T（N﹒m）及轉速 n（r﹒p﹒m）則輸出功率按下列公式計算：Po= kW95?2）電動機所需功率 PP=KPo 式中的 K—機器的過載系數(shù)，由所設計的機器可能的過載情況而定，若所設計的機器黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 6 頁沒有過載時，可取 K=1。3）按 Pm＞P 條件確定電動機型號，Pm 為電動機的額定功率。2、對于重復短時工作或載荷不穩(wěn)定的情況，電動機的功率應根據等效功率的方法來計算，并作發(fā)熱等核算。 本次設計中的已知條件為：共用 3 對滾筒，每只 m=7kgx8=56kg（總和）,轉速為750（r ﹒p﹒m ） ，旋轉直徑為 580mm,啟動時間 15 秒。P= 950n?T=J·a J=mR2 A= =t63P= = 9502nmR??tn???9502P—功率 kW T—扭矩 N·mJ—轉動慣量 a—角加速度m—質量 單位 kg R—回轉半徑 單位米n—轉速 （r﹒p﹒m） t—啟動時間 秒代入數(shù)據得：23.1480.97514603.()9PkW???如圖 2 示，為使機器不易卡死，安全值為計算值的 2 倍，即 k=2;則配套功率為3.6 2=7.2kW，選電機為 7.5kW，根據設計轉速為 1450（r ﹒p﹒m） ，查附表 2，本次設計決定選用 y132M—4 型號電動機。 2.2.3 電動機轉速的選擇同一功率的電動機有 3000、1500、1000、750、500（r.﹒p﹒m ）五種同步轉速。轉速愈高，則電動機的外形尺寸愈小、重量愈輕、價格愈便宜、能量指標（功率及功率及功率因數(shù) cosφ）也愈高，從這一觀點出發(fā)，宜于選擇較高的轉速。但如工作軸轉速很低時，選擇轉速過高的電動機，就會使總傳動比過大，這樣增大了傳動系統(tǒng)傳動級數(shù)和傳動比，也增大了傳動系統(tǒng)的外形尺寸、重量和制造成本，而且傳動系統(tǒng)和電動的外形尺寸相差懸殊，安裝上也造成困難。因此，一般采用同步轉速 1500 或 1000黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 7 頁為宜，有時也采用 3000 或 750 的。本次設計采用了 1500（r﹒p﹒m）電機。3 軸的設計計算3.1 軸的結構設計要求軸是組成機器的主要零件之一。一切做回轉運動電傳動零件（如齒輪、蝸輪等） ，都必須安裝在軸上才能進行運動及動力的傳遞。因此軸的主要功能是支撐回轉零件及傳遞運動和動力。軸的結構設計是根據軸上零件的安裝、定位以及軸的軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結構形式和尺寸。軸的結構設計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難度。因此，軸的結構設計是軸設計中的重要內容 [6]。由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故這次設計中軸的材料采用最為常見的 45 鋼，最后采用調質處理并且去毛刺和銳邊倒鈍。3.2 軸的設計計算根據工作條件，初選軸的材料為 45 鋼，則其強度為 σB=600MPa (抗拉強度極限)，σS =300MPa(屈服強度極限)， σ-1=260MPa(彎曲強度極限)， =140MPa（扭轉疲勞極1??限） 。按扭轉強度發(fā)進行最小直徑估算，即:= = ≤[ ] （MPa）?WtT316950dnN???d= · =A (mm)3][???3n3PT—工作轉矩； N—傳遞功率； n—軸的轉速； Wt—扭矩截面模量；黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 8 頁—扭轉剪應力； [ ]—許用扭轉剪應力；??A—設計常數(shù)； P—電機功率；查附表 5 知 A 應為 118～107（45#鋼） ，取 A=113；d=113 3/0.96PnP—輸油管的功率； 0.96—運輸機滾筒傳遞效率；D=113 =50.09（mm）315/0.96考慮此處有鍵槽和其它應力的影響，實際軸徑取危險軸徑的 1.07 倍，其實際尺寸為 50.09 1.07=53.6（mm ）,圓整到 55mm。?則最小軸徑處為 60mm,為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸右端需制出一軸肩，故?、蚨屋S的直徑 =65mm,左端用軸端擋圈定位，考慮到擋圈的定位，取擋圈直徑2dD=62mm,Ⅲ段軸承安裝處，因軸承同時受徑向力和軸向力的作用，故選單列圓錐滾子軸承30313，其尺寸為 d×D×T=65mm×140mm×36mm,故 = =65mm。3d8右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位，由手冊上查得定位軸肩高度 h=19mm。故=84mm。4dⅥ段滾筒安裝處的直徑 =80mm，滾筒右端與右軸承之間采用套筒定位。左端采6d用軸肩定位，軸肩高度 h0.07d，則軸環(huán)處的直徑 =95。5d處為過渡軸段，因考慮到軸承處的定位，取 =72mm， 處安裝底座，采用螺7d 78d帽安裝，可選用 M8 =60mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑。軸承的計算：黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 9 頁由于最大牽引力為 37KN,而由 3 對磙子牽引，則單輥牽引力 Fd=F/6=37/6=6.17KN；現(xiàn)在取摩擦系數(shù) f=0.2：則正壓力 Fr = Fd/f = 6.17/0.2 = 30.85:周成當量動載荷計算：1. 左軸承為 1，右軸承為 2（按照雙列軸承計算）2. 軸向力由右軸承承受。Fa=Fr*47/67=21.64KN3. 軸承 1 當量動載荷：P1=Fr/2=15.425KN；4. 軸承 2 當量動載荷：因為 47×2/67=1.4E，所以 P2=Fr/2×0.57+Fa×0.93=8.792+20.13=28.83KN結論：P18 ‘～16 ‘。適用于剛性圈套的軸上，常用于小功率電機、減速機、運輸機的托輥、滑輪等。2、雙列向心球面軸承，類型代號：1000；其性能特點為：不能承受純軸向負荷，能自動調心、內外圈偏斜1.5 0～3 0。適用于多支點軸，剛性小的軸以及難以對中的軸。3、單列向心短圓柱滾子軸承，類型代號 50000；其性能特點為：內外圈可以分離，滾子用內圈允許少量的軸向移動，內外圈軸線偏斜2 ‘～4 ‘。適用于剛性很大，對中良好的軸，常用于大功率電機，機床主軸、車輛軸承箱、人字齒輪減速機等。4、雙列向心球面滾子軸承：類型代號：52000；其性能特點為：承載能力最大，不能承受純軸向負荷。能自動調心，內外圈軸線偏斜1 0～2.5 0。常用于其它種類軸承不能勝任的重載情況，如軋鋼機，大功率減速機、吊車走輪等。5、滾針軸承類型代號：類型代號：74000；其性能特點為：徑向尺寸最小，徑向承載能力很大，磨擦系數(shù)較大。旋轉精度低。適用于徑向負荷很大而徑向尺寸受限制的地方，如：萬向聯(lián)軸節(jié)，活塞銷、連桿銷等。6、螺旋滾子軸承：類型代號：5000；其性能特點為：窄鋼帶卷成的空心滾子有彈性，可承受徑向沖擊。內外圈軸線偏斜敏感性低，徑向尺寸較小。適用于經常受不大的徑向沖擊且轉達速不高的支承。如：運輸輥道的輥子，長傳動軸的支承。7、單列向心推力球軸承：其性能特點為：可承受純軸向負荷，36000 型用于 R＞A，其它兩種用于 A＞R，內部游隙可調，支點距離不宜大；適用于剛性較大跨距不大的軸及須在工作中高速游隙時，常用于蝸桿減速機、離心機動、電鉆、空孔機等。8、圓錐滾子軸承，類型代號：30000；其性能特點為：內外圈可分離，游隙可調，7000 型不宜承受純徑向負荷。磨擦系數(shù)大，內外圈軸線偏斜≯2 ‘。適用于剛性較大的軸，應用很廣，如：減速機、車輪軸、軋鋼機、起重機、破碎機、機床主軸等。9、推力球軸承，類型代號：單向 8000、雙向 38000；其性能特點為：軸線必須與軸承底座底面垂直，不重點適用于高轉速。常用于起重機，吊鉤、蝸桿軸、錐齒輪軸、機床主軸等。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 14 頁軸承內徑為 65 的圓錐滾子軸承（30313） ，一對反排列組合，不但能承受徑向力，還能承受軸向力，極限速度為 2600 轉，選一對 30313 圓錐滾子軸承最為安全。4.2 軸承的計算與校核 查表由圓錐滾子軸承得： 2150,.42,1.7,38reYC????第一次近似計算：先假定支點反力 的作用于軸承支座的中點，按力矩平衡的條件得：rF103rlFN???計算 值：cotAr?查表根據圓錐滾子軸承查得 Y=0.4cot?ct2.5.174.25Y???0o.033ArF?計算 1b由表查得 ，隔離環(huán)的寬度0.47?10Sm?23816aS??1b第二次近似計算的支點距離為： 1302.6879.32il m???第二次近似計算的支點反力為： 150279.3rlFN?重新計算 1cot4.368Ar??由圖查得 10.b黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 15 頁第二次近似計算的 140.18.4bm??故得第三次近似計算的支點距離為： .1308.2.96l??第三次近似計算的支點反力為： 1. 354.71.rlFN??再次計算： 0cot.2835467Ar??由圖查得 上次計算結果相同，1.b故已很精確。軸承壽命計算：查表圓錐滾子軸承 X 及 Y 值當 10.30.425467rFe????取 X=1,Y= .cot.5.1??當量動載荷：()prnfXFY??nAF?根據中等沖擊，由表 5-1-19 查得 1.6pf＝1.6354.721082.7P??＝雙列軸承的額定動載荷：圓錐滾子軸承1.75C?28037r??軸承壽命： 101063368()()2547724.kl hnP??故 軸承合格。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 16 頁5 聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器是機械傳動中常用的部件。他們主要用來連接軸與軸（或連接軸與其他回轉零件） ，以傳遞運動與轉矩；有時也可用作安全裝置。由于機器的工況各異，因而對聯(lián)軸器提出來各種不同的要求，如傳遞轉矩的大小、轉速高低、扭轉剛度變化情況、體積大小、緩沖吸振能力等，為了適應這些不同的要求，聯(lián)軸器已出現(xiàn)了很多類型，同時新產品還在不斷涌現(xiàn)，由一個廣闊的開發(fā)領域。5.1 凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器（亦稱法蘭聯(lián)軸器）是利用螺栓聯(lián)接兩凸緣（法蘭）盤式半聯(lián)軸器，兩個半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸聯(lián)接，以實現(xiàn)兩軸聯(lián)接，傳遞轉矩和運動。凸緣聯(lián)軸器黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 17 頁結構簡單，制造方便，成本較低，工作可靠，裝拆、維護均較簡便，傳遞轉矩較大，能保證兩軸具有較高的對中精度，一般常用于載荷平穩(wěn)，高速或傳動精度要求較高的軸系傳動。凸緣聯(lián)軸器不具備徑向、軸向和角向補償性能，使用時如果不能保證被聯(lián)接兩軸對中精度，將會降低聯(lián)軸器的使用壽命、傳動精度和傳動效率，并引起振動和噪聲。 凸緣上各螺栓根據傳遞轉矩的大小，可全部采用。本次設計根據標準采用 YL6型凸緣聯(lián)軸器。下圖為該型號的示意圖，其主視圖與基本數(shù)據如下：公稱轉矩 Tn =100 N·m 許用轉速 n =8000r·min-1軸徑長度 L=62mm: 質量 m=3.99Kg；轉動慣量 I=0.017kg·m2 5.2 十字軸式萬向聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器因具有撓性，故可補償兩周的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。這類聯(lián)軸器結構緊湊，維護方便，廣泛應用于汽車、多頭鉆床等機器的傳動系統(tǒng)中。小型十字軸式萬向聯(lián)軸器已經標準化，設計時可按標準選用。根據其標準和設計要求，本設計采用的是 SWP_B 型(有伸縮短型)部分軸承座十字軸萬向聯(lián)軸器。其結構如下圖所示：黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 18 頁其基本數(shù)據如下（標準=摘自 JB/T 3241-1991）：型號=SWP160B回轉直徑 D=160mm, 額定轉矩 Tn=16 kN.m疲勞轉矩 Tt=8 kN.m軸線折角 β=≤10° 伸縮量 S=50尺寸\L=585，尺寸\D1(Js11)=140，尺寸\D2(H7)=95，尺寸\E=15，尺寸\E1=4，尺寸\b×h=20×12，尺寸\h1=6，尺寸\L1=85，尺寸\n-d=6-13轉動慣量(kg.m^2)=0.14，重量(kg)=44。6 鍵的選擇和計算6.1 鍵的選擇鍵作為一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩，由的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的向導。其中鍵連接主要分為：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵鏈接 [13]。平鍵工作時，靠鍵同鍵槽側面的擠壓來傳遞轉矩。平鍵連接具有結構簡單、裝拆方便、對中間較好等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。但平鍵連接不能承受軸向力，因而不能對軸向零件起到固定作用。半圓鍵工作時，靠其側面來傳遞轉矩。這種鍵連接的優(yōu)點是工藝性較好，裝配方黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 19 頁便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。缺點是軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。楔鍵工作時，靠鍵的楔緊做用來傳遞轉矩，同時還可以承受單向的軸向載荷，對輪轂起到單向的軸向固定作用。楔鍵連接在傳遞有沖擊和振動的較大轉矩時，仍能保證連接的可靠性。楔鍵連接的缺點是鍵楔緊后，軸和輪轂的配合產生偏心和偏斜。因此主要用于轂類零件的定心精度要求不高和低轉速的場合。由于設計的牽引機拉輥裝置無特別要求，綜合考慮，決定選擇 A 形普通平鍵。根據軸的尺寸要求選擇如下：拉輥部分：鍵 22×14×140 GB/T 1096-2003聯(lián)軸部分：鍵 C16×10×70 GB/T 1096-20036.2 鍵的強度校核由于上面鍵是處于同一根軸上的鍵，傳遞的轉矩相同，所以只需校核短的鍵即可。平鍵的校核公式：2[]ppTdkl???bl?T—轉矩 d—軸的直徑 NmAm—鍵的工作長度 —鍵的寬度l b對于 A 型鍵 lL??由上面計算的軸的轉矩 ： T = 47915N 軸的直徑： d = 55mm鍵的工作長度： ＝70mml鍵的寬度： b = 16mm鍵與輪轂的接觸高度： k = 0.5h = 5mm黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 20 頁帶入公式： 24791503.[]ppMP????結論:鍵連接強度足夠。7 牽引機的潤滑與密封7.1 傳動件及軸承的潤滑在各種機器和設備中所使用的潤滑劑主要有潤滑油、潤滑脂、和固體潤滑劑。潤滑劑不僅可以降低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭銹蝕，而且在采用循環(huán)潤滑時還能起到散熱降溫的作用。膏狀的潤滑脂，既可以防止內部的潤滑劑外泄，又可以阻止外部雜質入侵避免加劇零件的磨損，起到密封作用。因此正確使用潤滑劑對從事機械設計和機械維護人員來講是十分重要的。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 21 頁選用潤滑劑時要考慮的幾點因素：1.運動速度 2.載荷大小 3.工作環(huán)境溫度 4.周圍環(huán)境 5.潤滑裝置從運動速度，載荷大小等因素考慮應優(yōu)先考慮粘度較大和錐入度較小的潤滑脂潤滑。7.2 密封件的選擇由于輸油管牽引機是在常壓下工作的，對機器密封的要求主要是對軸承的密封，于是選擇氈圈密封就能達到所規(guī)定的要求。因此選擇氈圈密封即可。結 論本次設計主要是運用機械設計、工程材料學、材料力學、機械原理、機電傳動技術、金屬工藝學、人機工程學等學科知識，因此說輸油管牽引機設計所涉及的內容較為廣泛。本文對牽引機主機部分的設計分三大塊：第一、拉輥裝置部分的設計，它包括輥筒的具體設計、輥筒的材料選擇及尺寸確定。第二、機架部分的設計，它包括支承件、機座及機架的具體設計。第三、潤滑冷卻系統(tǒng)的設計，它包括軸與滾動軸承的潤滑以及密封方法的選取。另外，為保證對拉輥裝置系統(tǒng)各部分的質量、性能及穩(wěn)定性等達到設計要求，這里也對框架系統(tǒng)中的一些重要零件諸如、軸承、輥筒軸及平鍵等進行了必要的強度校核和壽命計算。黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 22 頁畢業(yè)設計過后，我有以下幾點體會：首先，培養(yǎng)了我較強的學習能力。在畢業(yè)設計過程中我接觸了很多新知識，在這短短的兩個月里學習新知識應用新知識，畢業(yè)設計運用到了以前所學的所有基礎理論知識和專業(yè)技術知識，現(xiàn)在都需要重新復習一遍。其次，獨立思考問題、解決問題的能力。小組集體討論固然重要，但個人的獨立思考問題、解決問題的能力也必不可少。經過數(shù)月來的磨練和奮斗，感覺自己進步很大，也感覺過得很充實，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了只要認真投入做一件事自己一定會有收獲的。畢業(yè)設計不僅使我完善和復習了以前所學知識，同時從老師和同組同學那里學到了在課本上學不到的知識。這些將對我以后的工作、學習和生活產生深遠影響?？傊厴I(yè)設計不只是檢驗，更是一個學習、提高、成長的過程。它使我受益匪淺！致 謝這次畢業(yè)設計得到了很多老師、同學和同事的幫助，其中我的導師薛東彬老師對我的關心和支持尤為重要，每次遇到難題，我最先做的就是向薛老師尋求幫助，而薛老師每次不管忙或閑，總會抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一段時間里，能夠更多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。再一次對我的母校表示感謝。感謝在整個畢業(yè)設計期間和我密切合作的同學，和曾經在各個方面給予過我?guī)椭S 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 23 頁的伙伴們，在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再一次演繹了團結合作的童話，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿地完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，更讓我感覺到了知識以外的東西，那就是團結的力量。最后，感謝所有在這次畢業(yè)設計中給予過我?guī)椭娜?。對上述朋友，再一次真誠地表示感謝！參 考 文 獻[1] 余載強，張國志 玻璃鋼型材料牽引機的研制[J].遼林：遼林工學院，1997.[2] 曹明忠 海底電纜牽引機[P].山東：勝利石油化工建設有限責任公司，2003.[3] 吳棕澤.機械設計師手冊[M].北京: 機械工業(yè)出版社，2002.[4] 余載強，李佳奇 新式大型牽引機設計[J].遼林：遼林工學院，1999.[5] 濮良貴.機械設計 (第七版)[M]. 北京：高等教育出版社,2003.[6] 王俊昌.王榮聲 . 工程材料及機械制造基礎[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998. 黃 河 科 技 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 第 24 頁[7] 陳立德. 機器設計[C]. 上海：上海交通大學出版社，2002.[8] 劉鴻文 . 材料力學[M]. 北京：高等教育出版社，2004.[9] 李云 . 機械制造工藝及設備設計指導手冊[C]. 北京：機械工業(yè)出版社，1992.[10] 陳揚枝，朱文堅 . 機械制造裝備設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.[11] 高忠民. 工程機械使用與維修[M].北京： 金盾出版社，2002.[12] 金關梁. 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