《〔大学论文〕薄板定尺机构的设计（含word文档） .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《〔大学论文〕薄板定尺机构的设计（含word文档） .pdf（29页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、内容摘要 武钢辉宝材料有限公司是国内武钢辉宝第一家大规模连续生产冷轧卷带金属复 合材料的工厂，其剪切生产线设备主要由开卷机、校平机、纵剪机、活套坑、张力机 构、剪板机等设备组成。在开卷校平剪切生产线上，定尺机构精确送出冷板的设定剪 切长度是设计定尺机构的核心工作， 也是衡量开卷校平剪切生产线设备技术性能的重 要指标。 本设计的任务是根据所提供的参数，并结合生产现场的实际情况，设计出一套经 济实用的定尺机构。要求： 1.机构传动平稳，送料准确。 2.冷板与送料辊之间不能产生相对移动。 关键词： 冷板剪切线、开卷机、校平机、剪板机、定尺机构 AbstractAbstract The WuHan s
2、teel material co. ltd is the first domestic factory which has a large-scale to produce the cold roll matel continuesly. The shear to slice Production line is made of the openning machine, down cutting machine, school shears machine, pit machine, tension organization machine, trigger machine etc.At t
3、he opening shear and trigger produced line ,the fix ruler machine precisicely give the length of cold plank,which is the core task of design the fix ruler machine, and is also the important guideline to weigh the technique capability of the opening shear trigger produced line equipment. The assignme
4、nt of the design is through the provided parameter,and combine with the practice complexion of manufactured spot to work out a suit of the fix ruler machine ,which is cheap and applied. Required.: 1. The machine drives placiditily and delivers material precisely. 2. Between the cold plank and the de
5、liver roller ,there is no relative motion. KeyKeyKeyKey words:words:words:words: the tangent of the cold plank shears, the openning machine,the shearing machine, the trigger, fix ruler machine 目 录 第一章 前言(5) 第二章 开卷校平生产线的概述(8) 2.1国内金属卷板剪切生产线发展现状(8) 2.2开卷校平生产线的组成和工作原理(9) 2.2.1 开卷校平剪切生产线的设备组成(9) 2.2.2 薄
6、板定尺机构的工作原理(10) 2.3薄板定尺机构的设计任务(10) 2.3.1 课题背景 (11) 2.3.2 设计参数 (11) 2.3.3 设计任务 (11) 第三章 薄板定尺机构的设计及计算(12) 3.1轴的设计(12) 3.1.1 主轴的受力分析 (12) 3.1.2 最小轴径的设计计算 (12) 3.1.3 轴的校核(14) 3.2横梁和立柱部件 (14) 3.3气缸的选择 (15) 3.4齿轮齿条的设计 (16) 第四章 标准件的选择和校核(21) 4.1轴承的选择和校核 (21) 4.1.1 轴承类型的选择和尺寸(21) 4.1.2 校核轴承的寿命 (21) 4.2弹簧的选择
7、(22) 4.3标准联接件 (23) 4.3.1 螺栓联接(23) 4.3.2 螺钉联接(23) 4.3.3 紧定螺钉联接 (23) 第五章 总结(24) 附：主要参考文献 (25) 第一章第一章前前言言 在设计之前，我想对国内外机械制造的现状做个粗略介绍。世界范围内，韩国已 制定机械工业十大发展计划，包括：机械园区、尖端生产系统、设计技术、研究技术 革新中心、高速/智能加工、机械零件设计、纺织机械研究、模具技术综合支援中心、 电子商务系统等。预期到 2010 年韩国机械产业的自给率达到 80%，2005 年则定为机 械工业贸易平衡的第一年。美国企业通过网络企业对企业（B2B）的服务有效整合供
8、 应商与客户的采购和存货系统；大型汽车公司（通用、福特、戴姆勒/克莱斯勒）和 航天航空公司 （波音、 洛克希德） 都通过 B2B 在全球范围内与相关体系同步设计开发。 机床业的制程管理、远端监控、故障排除和售后服务日渐普及。日本机械工业协会已 制定 2010 至 2025 年机床 技术革新战略，重点在强调网络连接加工型态、信息化/ 智能化对应技术、 远距离诊断/控制、 三维电脑辅助设计/电脑辅助制造 （3DCAD/CAM）、 环境调和、省能源、微小化、高精度、高速化对应技术等。日本虽经历十年不景气， 但机床厂对未来十年市场仍乐观。 各厂纷纷加强信息科技技术及网络应用、 环境保护、 人材培养、经
9、营弹性、顾客满意度、收益能力等。 我国机械行业的发展历史悠久， 目前面临的问题更是严峻： 从世界范围看， 机械行业的发展是与其他技术的发展密切相关的。在工业革命时 期，蒸汽机的应用使人类从繁重的体力劳动中解放出来，机械设备也开始大规模地使 用； 在电动机出现以后， 机械设备开始普遍使用电动机作动力， 加工精度大幅度提高； 计算机出现后，机械设备与其结合普遍实现了数字化控制，已经可进行镜面磨削， 最 高的加工精度已达 10 纳米（1 纳米=10-9 米） ，目前正在向纳米级加工发展。反过来 看，机械行业的发展又促进了其他行业的发展，即出现了互相促进共同发展的局面。 从国内的发展过程来看，机械行业
10、的发展充满艰辛，一波三折。鸦片战争后， 帝 国主义列强在我国取得了沿海和内河的航行权，为了适应航运业发展的需要，外国资 本先后在广州、上海、厦门、福建等地建立了 20 多家船舶修理厂。1845 年英国人柯 拜在广州设立的柯拜船舶厂，是我国领土上的第一家机械工厂。1866 年建立的上海 发昌钢铁机器厂是中国民族资本家开办的第一家民用机械工厂。 我国的机械工业诞生 于半封建半殖民地时期，一开始就带有明显的半封建半殖民地烙印。自此以后直到解 放前的七八十年， 外国资本基本上垄断了中国的机械工业，民族资本经营的机械工业 虽有发展，但其规模远不如外资企业，而且由于社会制度的束缚，始终没有形成自己 的机器
11、制造业。 解放后我国机械工业在曲折中前进，在大起大落中发展，逐步形成了自己的制造 业体系。从 1949 到 1952 年，是机械工业恢复与改造阶段。从 1953 到 1957 年是打基 础阶段。在此期间共发展新产品三千多种，国民经济建设所需设备的国内自给率已达 到 62，1957 年机械工业总产值比 1952 年增长了 2.6 倍。1958 到 1965 年出现了第 一次大起大落，主要由于“大跃进”的影响，1965 年与 1957 年相比机械工业产值增 长了 183.6。1966 到 1976 年机械工业在动乱中挣扎前进。1977 年发生了第二次大 起大落，主要由于大量引进国外成套设备，大上基
12、本建设，超过了国力负担的可能。 经过调整 1983 年机械工业又步入正常发展的轨道。1976 年与 1986 年相比产值增长 了 126.9，主要是靠增加人员和设备实现的。据统计，1984 年我国共有机械工业企 业 22 万多个，从业人员约 2100 万，总产值达 1054.2 亿元，1996 年我国制造业企业 约 45 万个，从业人员 2000 多万，产值达到 4000 多亿元。很明显，机械工业产生了 巨大的进步，但是，近几年随着改革开放的深入进行，以国有大中型企业为主体的机 械行业的发展又遇到了很大困难。在机械行业中的国有大中型企业明亏、潜亏、微利 各占三分之一， 据 1994 年 19
13、月份的统计结果显示，机械产品销售额达 2526 亿元， 其中国有大中型企业占 81.1，即 2048.586 亿元，但利润只占销售额的 4.83， 只 有 98.96 亿元，同上年同期相比下降了 29.9，亏损企业数上升。造成这种情况的 原因是多方面的，既有内因也有外因。 21 世界创新将进一步成为经济和社会发展的主导力量，机械工业最需要创新， 机械设计制造又是机械工业的基础，因此，机械设计制造的魅力历久弥新。制造技术 是国民经济发展的支柱，世界上各个发达工业国经济上的竞争，主要是制造技术的竞 争。在各个国家企业生产力的构成中，制造技术的作用一般占 55%65%，日本及亚洲 四小龙的发展， 在
14、很大程度上都是依靠他们重视制造技术。这些国家十分重视将世界 各国高新技术专利买过来，通过制造技术，形成独、特、高的产品，首先占领世界市 场，这就是他们之所以能崛起、腾飞的诀窍。机械制造工业必须依靠信息科学、材料 科学来改造自己， 另一方面信息科学、材料科学也必须依赖于制造技术来取得新的发 展。例如，在计算机的发展中最关键的问题是高密集度的大规模集成电路与存储器件 的制作， 它们有赖于制造技术的发展。 要重新认识机械制造业， 尚包含着另一种意义。 它已经不是传统意义上的机械制造，即所谓的机械加工。它是集机械、电子、光学、 信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新兴技术
15、 与新兴工业。 21 世纪初机械制造业发展的总趋势是柔性化、灵捷化、智能化和信息化，21 世 纪初产品的更新换代将不断加快，各种各样的需求不断增加，国内外竞争日趋激烈。 世界各国的竞争从表面上看是经济实力的竞争，本质上是人才的竞争，我国与发 达国家的差距实际上是人的差距。 任何事情都应该以人为中心，通过发挥人的主观能 动性克服前进中遇到的困难。 20 世纪是知识不断创新，科学技术突飞猛进，世界深刻变化的世纪。21 世界创 新将进一步成为经济和社会发展的主导力量。 世界各国综合国力竞争的核心是知识创 新、技术创新的高新技术产业化。技术创新是科技创新的重要方面。加强技术创新， 发展高科技，实现产业
16、化是一项系统工程，对提高国民经济质量和效益，提高我国的 国际竞争力有决定的意义。生产过程机械化与自动化的实现，极大地推动了技术创新 与社会进步，充分体现了机械工业在国发经济中所起到的至关重要的作用。 机械设计是机械工业的基础技术。科技成果要转变成为有竞争力的新产品，设计 起着关键性的作用。设计工作的质量和水平，直接关系到产品质量、性能和技术经济 效益。工业发达国家都极为重视机械设计工作，不断地研制出适应市场需要的机电产 品，有力地促进了全球经济的蓬勃发展。本设计为开卷机的设计，在创新设计类型中 属“改进设计” ，即在已有产品的基础上，进行原理方案、机构、结构、参数、尺寸 的变异以适应市场新的要
17、求或提高竞争力。 本次毕业设计使我受益匪浅，在这里要特别感谢导师郭志雄给我学术上的指导， 同时也对那些帮助过我的老师和同学们表示莫大的感激。 第二章第二章开卷校平剪切生产线的概述开卷校平剪切生产线的概述 2.12.12.12.1国内金属卷板剪切生产线发展现状国内金属卷板剪切生产线发展现状 （一）南京飞宇锻压机床制造有限公司的剪切生产线 性能：板料开卷剪切线具有高效定尺剪切板之功能，可将各种卷板材料经开卷、 整平、定尺、分条，同时剪切成不同规格板材的企业，能够显著地增加产量，降低成 本，保证质量，提高生产效率。在剪切线之后可配置数控回转头压力机、双动薄板拉 伸机，可使加工零件一次成型，是现代企业
18、必不可少的高效加工机械。 用途： T44QK 系列数控板料开卷校平剪切线， 主要用途是将冷轧、 热轧钢卷板等开卷、 校平剪切各种规格的定尺板材。适用于车辆制造、家用电器、开关电柜、钢结构办公 用品、不锈钢厨房用品、机器制造等行业。 开卷、校平、剪切生产线 主要参数和价格 规格T44QK-1.51500T44QK-2.01350T44QK-31600 T44QK-31200T44QK-51600 剪切最大板宽15001350160012001600 剪切最大板厚1.52.0335 剪切长度范围10.0-9999.9 10.0-9999.9 10.0-9999.9 10.0-9999.9 10.0
19、-9999.9 剪切精度0.050.051.01.01.0 整平轮数量55555 整平轮外径110125135135180 最大分条数目44442 送料速度3500030000250002000025000 主电机功率1111222222 重量（Kg）1800019000260002600040000 价格（万元）115135145140155 开卷校平剪切生产线 开卷校平剪切生产线是对金属卷料进行开卷、校平、剪切、垛料、打包的组合加 工设备。广泛用于汽车、集装箱、家电、金属家具、食品包装、建筑、造船、锅炉等 行业。 该公司生产的开卷校平剪切生产线综合了目前国内外同类产品的先进结构， 并采 用
20、闭环数控系统， 具有较高的自动化程度和剪切精度，卷材上料后系统可根据设定的 参数自动完成开卷、粗校、精校、剪切、堆垛等工序，有效地减轻了工人的劳动强度、 提高了生产率。 （二）武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切线 武汉辉宝复合材料有限公司的冷板剪切生产线设备于 1996 年 6 月投入生产，用 于冷板的开卷、校平与剪切；开卷校平剪切生产线是对金属卷料进行开卷、校平、 剪 切、垛料、打包的组合加工设备，它一般由上料车、开卷机、引料机、粗校机、飞边 机、测量装置、横剪机、纵剪机、精校机、垛料机、夹送辊道和活套装置等单机组成。 其产品广泛用于汽车、集装箱、家电、食品包装、建筑、造船、锅炉制造等金属板材
21、 的加工产业。 武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切线全线设备由国内技术实力和机械加工能 力较强的济南第二机床集团有限公司设计与制造。 该设备吸收了国内同类型设备先进 的工艺技术特性，如：电气控制系统采用了德国力士乐公司 DKC 数控交流伺服定位 系统和日本 OMRONC200HE 可编程控制器 （PLC） ， 日本三菱公司的交流变频调速器， 英国 CT 公司的全数字式直流系统驱动装置的国外先进控制设备，机械设备采用了十 七辊校平先进的圆盘剪刀纵剪机、 燕尾刀横剪机等一系列有助于提高产品精度的设备; 全线设备集开卷、 纵剪、横剪以及收卷于一体,工艺先进,功能齐全,操作方便灵活,控制 准确可靠,自动
22、化程度高。 2.22.22.22.2开卷校平剪切生产线的组成和工作原理开卷校平剪切生产线的组成和工作原理 2.2.12.2.1 开卷、校平、剪切生产线的设备组成：开卷、校平、剪切生产线的设备组成： 1、开卷机 用于安放板卷。开卷机的开卷方式有主动开卷和被动开卷；结构形式 有锥筒式、托辊式、涨心式。用户可根据实际需要选择。 2、引料机 主要作用在于使板卷的板头顺利地进入校平机，其各种动作均由液压 油缸来完成。 本机上还设有托辊和纠偏机构。使用该机可避免板头靠人工及其他牵引 方法进入校平机带来的效率低、劳动强度大、不安全等问题。 3、校平机 本生产线采用我公司生产的 W43 型辊式校平机。 4、定
23、尺机构 该机构上装有编码器和计数轮，板料移动时带动计数轮和编码器旋 转，编码器将板料移动量转换为脉冲量反馈给控制系统并控制校平机、剪板机的运行 和动作实现定尺剪切。定尺精度为0.30 毫米。 5、剪板机 本生产线采用机械式剪板机，可满足一般用户对板料剪切的要求。 对 用户有特殊要求，可另行配置。 6、边料缠绕机主要用于边料的收集。 7、送料机 送料机的作用是将定尺剪切后的板料送至码垛机构。如用户 不需要对成品板料进行码垛，则可在此位置配置落料架，用来停放成品板料。 8、码垛机 该机是将经校平、剪切后的板料进行码垛，以便包装和运输。 9、控制系统 生产线采用闭环数控系统控制，可根据工作要求方便地
24、设 定系统开板速度、定尺长度。该系统操作简单，运行可靠，调速成范围宽，手动 /自动操作方式切换灵活，控制精度高等优点。 2.2.22.2.2 定尺机构的工作原理定尺机构的工作原理 目 前 力 丰 源 机 械QKJ系 列 数 控 校 平 定 尺 开 卷 线 有 QKJ31600,QKJ61600,QKJ21600,QKJ1.51300 等产品，其产品特性如下： QKJ 系列数控校平定尺开卷线， 其校平机是采用十五辊精密校平， 其有效校平宽 度达 1600mm，夹送定尺装置是由一对夹送辊及 5 辊校平机组成。动力采用德国 伺服电机驱动。定尺检测编码器安装在相应测试 轴上，数控系统根据反馈的检测脉冲
25、控制伺机服 电机准确停位，实现自动定尺送进。整个数控系统 具有长度自动检测、修正、补偿的闭环控制系统， 可以实现人机对话智能终端设定。机组的总控制采 用日本 PLC 实现全线全自动控制。本机配有测速电 机，速度环反馈，可实现电机速度范围内的无级 调速。整个液压系统，采用优化设计。其关键元件采用德国液压件，并设有水冷 装置，以保证机械的寿命和可靠性。 2.32.32.32.3 定尺机构设计任务定尺机构设计任务定尺机构设计任务定尺机构设计任务 2.3.12.3.12.3.12.3.1 课题背景课题背景 武钢辉宝复合材料有限公司冷板剪切生产线设备于 1998 年 6 月投入生产主要用 于冷轧钢板的开
26、卷、校平与剪切；剪切生产线设备主要由开卷机、校平机、纵剪机、 活套坑、张力机构、剪板机、钢板码垛机构等设备组成，其中开卷剪切线设备开卷设 计能力为：开卷最大钢卷重量为 10 吨、最大宽度是 1650mm；钢板厚度为 0.5-3mm。 在冷板的剪切加工过程中，冷板剪切的长度精度是衡量产品的一个最为重要的指标， 因此在开卷校平剪切生产线上， 定尺机构精确送出冷板的设定剪切长度是设计定尺机 构的核心工作，也是衡量开卷校平剪切生产线设备技术性能的重要指标。 2.3.22.3.2 设计参数设计参数 1.1. 原料规格 厚度：0.5-3mm 宽度：1800mm 材质：普碳钢 2.空气压力：0.4MPa 2
27、.3.32.3.3 设计任务设计任务： 根据所提供的参数，并结合生产现场的实际情况，设计出一套经济适用的定尺机 构。要求： 1 机构传动平稳，送料准确。 2 冷板与送料辊之间不能产生相对移动。 第三章第三章定尺机构的设计及计算定尺机构的设计及计算 3.13.1 轴的设计轴的设计 轴是组成机器的主要零件之一。 一切做回转运动的传动零件 （例如齿轮、 蜗轮等） ， 都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。 因此轴的主要功用是支撑回转零件传 递运动和动力。按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既 承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，这种轴在各种机器中最为常见。只承受弯矩而不 承受扭
28、矩的轴称为心轴，心轴又分为转动心轴和固定心轴两种。只承受扭矩而不承受 弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴。 轴还可按照轴线形状的不同， 分为曲轴和直轴两类。曲轴通过连杆可以将旋转运 动改变为往复直线运动，或做相反的运动变换。直轴根据外型的不同，可分为广轴和 阶梯轴两种。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定 位； 阶梯轴则正好与光轴相反。 因此光轴主要用于心轴和传动轴， 阶梯轴则用于转轴。 直轴一般都制成实心的。 在那些由于机器结构的要求而需在轴中装设其它零件或 者减小轴的质量具有特别重大作用的场合，则将轴制成空心的。空心轴内径与外径的 比值通常为 0.50.6，以保证轴
29、的刚度及扭转稳定性。 3.1.13.1.1 主轴的受力分析主轴的受力分析 钢板生产线送料辊部分如右图所示， 坑道深5米， 宽6米， 辊道长15米， 钢板宽1800mm, 厚 3mm,钢板密度为 7.85g/ 3 cm,g=9.8 g/ 3 cm. 由工作示意图可知， 汽缸提供给轴的压力产生的摩擦力应大于钢板在坑道内的重力和 钢板在辊道上的摩擦力，即 G+FP。 查表得钢与钢之间的滚动摩擦系数 1 =0.5，钢与钢之间的滑动摩檫系数 2 =0.005。 将数值带入式中， pgvgv( 2211 / )vvg+, p7.8510009.8(0.0031.834 +0.0051.8150.003)/
30、0.5 =49028N 取 P=60000N，既汽缸提供给轴的力为 60000N，据设计准则，轴的最大挠度应不大 于 0.01,轴为空心轴。轴的受力情况如下图所示： 弯矩方程为：M( )x=qlx/2-q 2 x/2, 弯矩图如下： 据挠曲线微分方程：EIMdxud/ 22 = cqxqlxvEI+=6/4/ 32 DcxqxqlxEIv+= 24/43 12/ 铰支座上的挠度等于零，故 x=0 时，v=0 因为梁上的外力和边界条件都对跨度中点对称， 挠曲线也应对该点对称。 因此， 在跨度中点，挠曲线切线的斜率v和截面的转角都应等于零，即 x=l/2 时，v=0 把以上两个边界条件分别代入 v
31、 和v的表达式，可以求出 C=-q 3 l/24,D=0 于是转角方程及挠曲线方程为 EIv=EI=ql 2 x-q 3 x-ql 3 x/24 EIv=ql 3 x/12-q 4 x/24-q 3 lx/24 在跨度中点，挠曲线切线的斜率等于零。可知， EIqlxvf384/52/1/ 4 max = 3.1.23.1.2 轴的最小直径轴的最小直径 查表得弹性模量 E=206Gpa,转动惯量 I=-64/ )1 ( 44 D，P=ql,q=60000/2=30000N/m, , 6 . 0=L=2m.将数值代入式中， EIqlf384/5 4 max = =530000 4 2384206
32、9 103.14 4 D(1-)6 . 0 4 /64F/AA 是气缸的横截面积D 为缸径 又知 A=D 2/4 得 D186.32mm 故可取缸径为 D=250mm 3. 气缸行程的选择 上辊的抬起距离为 200mm，气缸的作用点定在支撑辊两倍力臂距线上 则气缸的工作行程 S=200mm 所以取气缸的工作行程 S=280mm 4. 总结上述，选择代号为 QGB250280 的气缸 缸径为：D=250mm 工作行程为：S=280mm 工作压力为：P=0.4MPa 3.43.4 齿轮齿条的设计齿轮齿条的设计 齿轮传动是机械传动中最为主要的一类传动，型式很多，应用广泛，传递的功率 大，圆周速度可达
33、 200m/s。 齿轮传动的主要特点有： 1）效率高 在常用的机械传动中，齿轮的传动效率最高。 2）结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮传动所需要的空间尺寸一般很下。 3）工作可靠、寿命长设计制造的合理正确、使用维护良好的，工作十分可靠， 寿命可长达一、二十年，这是其它机械传动所不能比拟的。 4）传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。 齿轮齿条抬起重量 G=500kg,传动速度为 20mm/s ,齿轮转速为 30r/min。设齿轮 工作寿命 10 年，每年工作 300 天，每天 8 小时。则功率 P=FV=0.01KW。 1 1选定齿轮类型，精度等级，材料及齿数 1）根据传动方案，选
34、用直齿轮和直齿条传动。 2）升降机构为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095-88） 。 3）材料选择。由表 10-1 选择齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，齿条材 料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 4）选齿轮齿数= 1 z21 ，= 12 uzz121=21，取 z2=21. 2.2.按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行试算，即 3 2 1 1 1 32 . 2 H Et t Z u u d TK d 1 1）确定公式内的各计算数值 （1）试选载荷系数= t K1.3 （2）计算小齿轮传递的转矩 = 11 5
35、 1 /10 5 . 95nPT95. 58 5 100.01/30N.mm =3.2 4 10N.mm （3） 由表 10-7 选取齿宽系数 d =1 （4）由表 10-6 查得材料的弹性影响系数 2/1 8 . 189MPZE= （5）由图 10-21d 按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 600 1lim =；齿条 的接触疲劳强度极限MPa H 550 2lim =； （6）计算应力循环次数 = h jLnN 11 6060301（830010）=8.64 7 10 =uNN/ 12 8.64 7 10 （7）由图 10-19 查得接触疲劳寿命系数= 1 HN K0.98=
36、2 HN K0.98 （8）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 S=1，则有 = S K HHN H 11 lim 1 0.98600Mpa=588Mpa = S K HHN H 22 lim 2 0.98550=539MPa 2 2）计算 （1）试算齿轮分度圆直径 d1t,代入H中较小的值 mmmm Z u u d TK d H Et t 06.80 539 8 . 189 1 11 1 102 . 33 . 1 32 . 2 1 32 . 2 3 2 4 3 2 1 1 = + = + （2）计算圆周速度 smsm nd v t /24 . 0 / 100060 3006.
37、80 100060 11 = = = （3）计算齿宽 b mmmmddb06.8006.801 1 = （4）计算齿宽与齿高之比 b/h 模数mmzdm t 81 . 3 21/06.80/ 11 = 齿高mmmh t 57 . 8 81 . 3 25 . 2 25 . 2 = =hb/80.06/8.57=9.35 （5）计算载荷系数 根据smv/24. 0=，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数= V K1.06 直齿轮，假设mmNbFK tA /100/30000 小时 即选用 6312 轴承的使用寿命高于预期计算寿命，故合适。 滚动轴承具体结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分
38、组成。内圈用来和 轴颈装配，外圈用来和轴承座装配。通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可用于 外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内外圈相对转动时，滚动体 及在内、外圈的滚道间滚动。 常用的滚动体，有 a）球；b）圆柱滚子；c）滚针；d）圆锥滚子；e）球面滚子； f）非对称球面滚子等几种。轴承内、外圈上的滚道，有限制滚动和侧向位移的作用。 保持架的主要作用是均匀的隔开滚动体。如果没有保持架，则相邻滚动体转动时 将会由于接触处产生较大的相对滑动速度而引起摩擦。保持架有冲压的和实体的两 种。冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成，它与滚动体间有较大的间隙。实体保持架 常用铜合金、铝合金或塑
39、料经切削加工制成，有较好的定心作用。 轴承的内、外圈和滚动体，一般是用轴承铬钢制造的，热处理后硬度一般不低于 60HRC。由于一般轴承的这些元件都经过 150的回火处理，所以通常当轴承的工作 温度不高于 120时，元件的硬度不会下降。 当滚动体是圆柱滚子或滚针时，在某些情况下，可以没有内、外圈或保持架， 这 时的轴颈或轴承座就要起到内圈或外圈的作用， 因而工作表面应具备相应的硬度和粗 糙度。此外，还有一些轴承，除了以上四种基本零件外，还增加有其他特殊零件， 如 在外圈上加止动环或带密封盖等。 按照轴承所能承受的外载荷不同，滚动轴承可以概括地分为向心轴承、推力轴承 和向心推力轴承三大类，主要受径
40、向载荷 R 的轴承叫做向心轴承，其中有集中类型还 可以承受不大的轴向载荷；只能承受轴向载荷 A 的轴承叫做推力轴承，轴承中与轴颈 紧套在一起的叫轴圈，与机座相连的叫座圈；能同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承 叫做向心推力轴承。向心推立轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线与半径 方向的夹角叫做轴承的接触角。 轴承实际所承受的径向载荷 R 与轴向载荷 A 的合力半 径方向的夹角，则叫做载荷角。 滚动轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其它杂物进入轴承，并阻止润 滑剂流失而设置的。密封装置可分为接触式及非接触式两大类。 设计中，选用接触式密封。其中，接触式密封又分为：毡圈密封和唇形密封圈。
41、选用毡圈油封。 4.24.2 弹簧的选择弹簧的选择 弹簧是一种弹性元件，它可以在载荷作用下产生较大的 弹性变形。弹簧在各类 机械应用十分广泛，主要用于： 1）控制机构的运动，如制动器.离合器中的控制弹簧，内燃机气缸的阀门弹簧等。 2）减震和缓冲，如汽车.火车车厢下的 减震弹簧，以及各种缓冲器用的弹簧等。 3）储存及输出能量，如钟表弹簧。 4）测量力的大小。如测力器和弹簧秤中的弹簧等。 按照所承受的载荷不同， 弹簧可以分为拉升弹簧.压缩弹簧.扭转弹簧和弯曲弹 簧四种；按照弹簧的形状不同。又可以分为螺旋弹簧.环形弹簧.碟形弹簧.板簧. 和平面涡卷弹簧等。 根据结构需要，选取圆柱螺旋压缩弹簧。 弹簧在自由状态下各圈之间应有适当的间距，以便弹簧受压时，又产生相应变 形的可能。 为了使弹簧在压缩后仍能保持一定的弹性，设计师还应考虑在最大载荷 最用下，各圈之间仍需保留一定的间距。 弹簧的两个端面圈应与邻全并紧，只起支承作用，不参与变形，故称为死圈。 当弹簧的工作圈数 N7 时，弹簧每端的死圈约为 0.75 圈；N 大于七时，每端的死 圈约为 1-1.75 圈。这种弹簧端部的结构有多种形式，最常用的有两个端面圈均与 邻圈并紧且磨平的 Y1 型， 、并紧不磨平的 Y111 型和加热卷绕时弹簧丝两端锻扁且 与邻圈并紧三种。在重要场合，应采用 Y1 型，以保证