三面翻广告牌传动系统设计论文正文.doc

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1、 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 前言1.1简介：户外广告是一种典型的城市广告形式，随着社会经济的发展，户外广告已不仅仅是广告业发展的一种传播媒介手段，而是现代化城市环境建设布局中的一个重要组成部分。本设计为三面翻广告牌的传动系统，三面翻广告牌是由一组并排的三棱柱组成，三棱柱可由铝型材制成，且可围绕自身中心轴转动，将三种广告画面分别设置在改组三棱柱的三个面上，从而利用三棱柱的三个侧面可形成三副画面，转动三棱柱即可变换广告画面。因此，三面翻广告牌具有同一面积可三陪表现的空间和视觉感的优点。现有三面翻广告牌通常由传动装置来实现其不断变换画面的功能，但现有的传动装置结构复杂，复杂的结构使其制造

2、成本较高，而且使用上容易出现故障，使得三面翻广告牌的工作可靠性降低。针对上述现有技术的不足，本设计的主要目的是提供三面翻广告牌的传动装置，其结构简单、成本低且工作可靠度高。为实现上述目的，本三面翻广告牌传动装置包括一用于连接电机的第一传动轴、一用于连接广告牌的第二传动轴，连接在第一传动轴的第一传动轮及连接在第二传动轴的第二传动轮垂直设置，第一传动轮可以带动第二传动轮转动，而第二传动轮的转动带动第二传动轴及广告牌进行转动，所述述第二传动轮包括一第一齿轮于一第二齿轮，所述凸起可推动第一齿轮转动，而所述凹槽则可配合且以其侧壁带动第二齿轮转动，且在凹槽和凸起分别于第一和第二齿轮完成一次啮合后，第二传动

3、轮绕第二传动轴转动120。三面翻广告牌的传动装置，其中，所述第一于第二齿轮分别具有三个等角度间隔设计的齿，且第一于第二齿轮分别呈三角形状。第一与第二齿轮沿其中心线重叠设计，且六个齿为等角度间隔设计。凹槽与凸起沿第一传动轮的径向设计，凸起大致呈圆弧状，且其两端设有导引面；凹槽的相对两壁设有导引面，且大致呈八字状。传动装置包括数个第一、第二传动轮及第二传动轴，且所述第一传动轮的凹槽与凸起排列在同一条直线上，沿广告牌中心将数个第一传动轮分成呈镜像对称设置的两部分，且每一部分的凹槽与凸起依次沿一条曲线排列设置。1.2. 国内外三面翻广告的发展趋势： 日前，由国家发改委工业司牵头编制的专项研究报告国际装

4、备三面翻业的最新发展动态与趋势出炉。该报告对20002006年美国、日本、德国、法国、意大利、韩国、巴西、印度和国九个国家的装备三面翻业总产值、增加值等数据进行了全面统计，以定量分析的方法研究了国际装备三面翻业的发展现状、动态及趋势，以及国际装备三面翻业的技术发展趋势与组织结构调整演变。 该报告预测，在国内需求拉动与国际产业转移的“双重动力”带动下，我国装备三面翻业将继续保持快速稳定增长的良好势头，预计未来五年内利润增长率仍可持续在30%左右，而行业发展也将体现以下四个方面的特征： 第一，产业总规模进一步扩大，基础地位不断增强。作为为国民经济发展和国防建设提供技术装备的基础性、支柱性和战略性的

5、产业，装备三面翻业目前已成为我国规模最大的产业门类之一。据统计，2007年我国装备三面翻业总产值首次突破7万亿元，比2006年增长近32%，连续5年以超过20%的速度持续快速发展；国内规模以上装备三面翻企业实现利润3886.66亿元，同比增长47.79% 第二，研发投入进一步增加，创新能力不断提高。今后一段时期，我国增强自主创新能力、振兴装备三面翻业的一系列重大项目将继续实施，对于引导企业等社会各方面加大对装备三面翻业的研发投入，提升装备三面翻企业的创新能力，具有十分重要的意义。报告预测，未来5年内我国装备三面翻企业研发投入占销售收入的比重将由现在的1.4%左右增长到2%左右。 第三，创造的自

6、主知识产权总量进一步增大，核心竞争力不断提升。我国装备三面翻业九大重点领域（发电设备、石化设备、冶金设备、机床、仪器仪表、煤炭机械、工程机械、农业机械、环保设备）的国内单位或个人，在华申请专利数量呈现出持续增长的态势。报告预测，未来5年内装备三面翻业九大重点领域的国内单位或个人在华发明专利授权总量、发明专利申请总量和实用新型专利总量的增长率都将达到30%以上；我国装备三面翻业被授予国驰名商标的数量仍会进一步增加，年均增长率将达到30%以上。 第四，国家重大工程项目进一步实施，一大批重大技术装备不断实现自主化。报告预测，未来5年内，依托国家重大工程，在能源、材料、机械三面翻等领域，加快研制开发大

7、容量高水头水电机组、百万千瓦压水堆核电关键设备、大型石油天然气长输管线成套装备、大型煤矿综合采掘及洗选成套装备、百万吨级大型乙烯成套设备、大型煤化工成套设备、大型宽带薄板及宽厚钢板生产关键装备、新型船舶和海洋石油工程设备等，一大批重大技术装备必将逐步实现自主化。2 总体方案的论证三面翻广告牌传动机构性能的好坏直接影三面翻广告牌的使用效果，其主要体现在一下几方面： 1、 安装更简单，将所有程序输入微电脑控制系统，整个广告牌只需三根电线连接，即可实现全部功能，不需任何调试即可正常工作；更换元件非专业人员只需几分钟；2、 性能更稳定，内设三级自动保护系统，几乎无须维护，无故障连续工作时间可达3-5年

8、，使用寿命可达20年；3、 结构更稳定，电机内部设力矩自锁系统，抗风可达10级，不会出现三棱柱敌乱序现象，由于电机定位装置全部采用模具生产，各三棱柱（画面）排序也更平整。主要传动方案：方案一：单电机传动，主要结构为每个三面翻由对应的电机控制其相应的转动，其结构较复杂，成本较高等；方案二：包括有一电机、输出轴、传动轴和设在三面广告柱传动中心轴处的转动轴，在传动轴与转动轴之间设有配合连接传动机构，配合连接传动机构包括有固定安装在传动轴上的缺口圆盘和固定在传动轴上的双三角传动块，其中双三角传动块有小三角形块和大三角形块错位叠加为一体结构，小三角形块的顶角正对于大三角形块的边中线位置，大三角形块的边缘

9、贴在缺口圆盘的侧面，缺口圆盘一位置开有一缺口，并且缺口能容纳大三角形块的角，在缺口圆盘的缺口旁靠近圆心处设有凸块，其特征在于缺口圆盘与传动轴之间设有可移动定位机构。方案二结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以得到保障，制造成本低，加工简单。方案一结构较复杂，成本较高，安装不方便。经过二个方案的比较，选用方案二。图2-1 局部图3 传动方案的论证3.1 方案一 齿轮传动图3-1 齿轮传动齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；传动效率高，

10、=0.920.98，在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。 齿轮传动应满足的基本要求是：瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小，能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；在尺寸小、质量轻的前提下，轮齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。 3.2 方案二 带传动图3-2 带传动带传动的主要优点：缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；适用于两轴中心矩较大的场合；结构简单，制造、

11、安装和维护等均较为方便，成本低廉。带传动的缺点：不能保证准确的传动比；需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；带的寿命较短，传动效率较低。 鉴于上述特点，带传动主要适用于：速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。中小功率传动，通常不超过50 kw。传动比一般不超过7，最大用到10。传动比不要求十分准确。3.3 方案三 链传动图3-3 链传动链传动具有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（=0.950.98）。同时；链传动能

12、吸振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。链传动的缺点是：高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高。链传动的适用场合：广泛应用于中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动。环境恶劣的开式传动、低速重载传动及润滑良好的高速传动，均可采用链传动。滚子链传递的功率通常在100kw以下，链速在15m/s以下，传动比I=7。目前其最大传递功率可达500kw，最高中心距可达8m。综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传

13、动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案一，即采用齿轮传动。4 选用电动机电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。根据后面所计算各轴的转矩初步选择电机参数为: 电源为220V,频率为50HZ,电流为0.56A功率：90W转速：60r/min松下电机型号: M9MZ90GB4YGA5机械传动装置的总体设计与计算本设计选定三面翻的有效净尺寸

14、为2000（高）*700（长），三角通宽为132mm，缝隙为68mm，一下为机械传动部分布局图：图5-1 机械传动装置电动机选定后，根据电动机的满载转速n m及三棱柱的转速n w即可确定传动装置的总传动比。具体分配传动比时，应注意以下几点：a. 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。b. 应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的降低。c. 应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。d. 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。传动装置的计算：A. 电动机转速 n m=60r/min 三棱柱转速 n w=20r/min传动

15、装置的总传动比 60/20=3 B. 分配各级传动比因，取则3/1=3C. 计算传动装置的运动参数和动力参数a）确定各轴转速轴 60r/min轴 20r/minb）各轴功率轴 =90*0.98=88.2W轴 /N=90*0.96/25=3.75Wc）各轴转矩轴 9550*0.0882/60=14.038N.m轴 9550*0.00375/20=1.79N.m将运动和动力参数计算结果整理并列于表5-1表5-1 运动和动力参数表参数轴名轴轴转速r/min6020功率W 88.23.75转矩N.m14.0381.79传动比3效率0.916 机械传动部件的设计计算6.1 齿轮传动的设计与计算1. 类型

16、（1）根据两轴的相对位置和轮齿的方向，可分为以下类型：圆柱齿轮传动；锥齿轮传动；交错轴斜齿轮传动。结合本次设计的设计情况，选择圆柱齿轮传动；（2）根据齿轮的工作条件，可分为：开式齿轮传动式齿轮传动，齿轮暴露在外，不能保证良好的润滑。半开式齿轮传动，齿轮浸入油池，有护罩，但不封闭。闭式齿轮传动，齿轮、轴和轴承等都装在封闭箱体内，润滑条件良好，灰沙不易进入，安装精确，齿轮传动有良好的工作条件，是应用最广泛的齿轮传动。根据本次设计的条件选择开式齿轮传动；2.设计准则针对齿轮五种失效形式，应分别确立相应的设计准则。但是对于齿面磨损、塑性变形等，由于尚未建立起广为工程实际使用而且行之有效的计算方法及设计

17、数据，所以目前设计齿轮传动时，通常只按保证齿根弯曲疲劳强度及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。对于高速大功率的齿轮传动（如航空发动机主传动、汽轮发电机组传动等），还要按保证齿面抗胶合能力的准则进行计算（参阅GB64131986）。至于抵抗其它失效能力，目前虽然一般不进行计算，但应采取的措施，以增强轮齿抵抗这些失效的能力。开式（半开式）齿轮传动，按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，对齿面抗磨损能力的计算方法迄今尚不够完善，故对开式（半开式）齿轮传动，目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。为了延长开式（半开式）齿轮传动的寿命，可视具体需要而将所求得的模数适当增大。 对于齿

18、轮的轮圈、轮辐、轮毂等部位的尺寸，通常仅作结构设计，不进行强度计算。图6-1 齿轮啮合图3.齿轮的设计计算1选择齿轮材料和热处理方法查表7-1得，确定两齿轮的材料都用45钢调质处理，齿面硬度为215240HBS；由图9-19，图9-25HLmin1=610MPaHLmin2=475MPaFLmin1=610MPaFLmin2=475MPa2按齿面接触疲劳强度设计主要参数按齿面接触强度公式试算，即 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数1.32） 由机械设计实用手册表8-3-4（计算参数的选择）选取齿宽系数都为0.6；3） 由机械设计实用手册表8-3-34（弹性系数值）查材料的弹性影响系数ZE

19、1= ZE2162MPa0.5，4） 计算齿轮转矩5） 确定齿形系数由图7-18，6） 确定齿根应力集中系数由图7-19， 7)确定齿数比u 8)计算应力循环次数：由式7-13得 9） 由机械设计实用手册图8-3-17（接触强度的寿命系数）查得接触疲劳寿命系数；10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1,则： 0.9*610=549MPa 0.95*475=451.25MPa3.计算1） 试算齿轮分度圆直径dt代入较小值得 37.8mm 取dt=40mm2） 计算圆周速度=3.14*40*60/(60*1000)=0.1256m/s 3） 计算齿宽b 0.6*40=24mm 4）

20、确定齿数和其他参数现在取 z1=27，m=dt/z1=40/27=1.48，m选取标准模数值，取m=1.5，则d1=mz1=1.5*27=40.5mm5） 确定重合度系数Z由式7-13得=1.88-3.2（1/z1+1/z2）=1.88-3.2（1/27+1/27）=1.643 由式7-12，得 Y=0.25+0.75/1.643=0.7066） 计算载荷系数K已知载荷平稳，所以由机械设计实用手册表8-3-31（使用系数）查的得1；根据=0.1256m/s；8级精度，由机械设计书查得动载系数1.2;K3=1.05直齿轮；由机械设计实用手册表8-3-32（按硬齿面齿轮）查的硬齿面， ；故载荷系数

21、：1.2*1.0*1.5*10.5=1.89 4按齿根弯曲强度设计由齿根弯曲强度公式试算 F1= 2YFa1 Ysa1 YK1T1/(dz12m3) =2*1.89*2.53*1.65*14352/(0.6*272*1.53) =153.4MPa5.计算弯曲疲劳许用应力查表7-8取弯曲疲劳安全系数S=1.1，由图7-9，YN1=YN2=0.9,则：FLmin1 YN1/S=610*0.9/1.1=499MPa所以 499MPa F1F1 , F2F2 安全6计算中心距(40.5+40.5)/2=40.5mm7各齿轮参数如下表表3-6-3 所有齿轮几何参数参数主动齿轮从动齿轮模数1.5 1.5齿

22、数2727齿宽2424分度圆直径40.540.5齿顶圆直径43.543.5齿根圆直径36.7536.75全齿高3.3753.375齿根高1.8751.875齿顶高1.51.5压力角2020传动比1中心矩81 齿形及主要参数分布图6. 2 主要失效形式齿轮传动的失效主要发生在轮齿部分，其常见失效形式有：轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等五种。齿轮其他部分（如齿圈、轮辐、轮毂等）失效很少发生，通常按经验设计。轮齿间的接触压力通常是很大的，而且是一种高副线接触，在接触线上将产生很大的接触应力(即局部挤压应力)，并且也是脉冲交变应力。1. 轮齿折断轮齿在工作过程中，齿根部受较大的交变弯

23、曲应力，并且齿根圆角及切削刀痕产生应力集中。当齿根弯曲应力超过材料的弯曲疲劳极限时，轮齿在受拉一侧将产生疲劳裂纹，随着裂纹的逐渐扩展，导致轮齿疲劳折断。齿宽较小的直齿轮常发生整齿折断。齿宽较大的直齿轮，因制造装配误差易产生载荷偏置一端，导致局部折断。斜齿轮及人字齿轮的接触线是倾斜的，也容易产生局部折断。轮齿受到短期过载或冲击载荷的作用，会发生过载折断。采用正变位齿轮，增大齿根过渡圆角半径，提高齿轮制造精度和安装精度，采用表面强化处理（如喷丸、碾压）等，都可以提高轮齿的抗折断能力。2 齿面点蚀齿轮工作时，在循环变化的接触应力、齿面摩擦力及润滑剂的反复作用下，轮齿表面或次表层出现疲劳裂纹，裂纹逐渐

24、扩展，导致齿面金属剥落形成麻点状凹坑，这种现象称为齿面疲劳点蚀。齿面疲劳点蚀首先出现在齿面节线偏齿根侧。这是因为节线附近齿面相对滑动速度小，油膜不宜形成，摩擦力较大；且节线处同时参与啮合的轮齿对数少，接触应力大。点蚀的发展，会产生振动和噪声，以至不能正常工作而失效。软齿面（350HBS）的新齿轮，开始会出现少量点蚀，但随着齿面的跑合，点蚀可能不再继续扩展，这种点蚀称为收敛性点蚀。硬齿面（350HBS）齿轮，不会出现局限性点蚀，一旦出现点蚀就会继续发展，称为扩展性点蚀。对于润滑良好的闭式齿轮传动，点蚀是主要失效形式。而在开式传动中，由于齿面磨损较快，一般不会出现点蚀。提高齿面硬度，降低齿面粗糙度

25、值，合理选择润滑油的粘度及采用正变位齿轮传动等，都可以提高齿面抗点蚀能力。3 齿面磨损由于粗糙齿面的摩擦或有砂粒、金属屑等磨料落入齿面之间，都会引起齿面磨损。磨损引起齿廓变形和齿厚减薄，产生振动和噪声，甚至因轮齿过薄而断裂。磨损是开式齿轮传动的主要失效形式。采用闭式齿轮传动，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，注意保持润滑油清洁等，都有利于减轻齿面磨损。4 齿面胶合高速重载齿轮传动，因齿面间压力大、相对滑动速度大，在啮合处摩擦发热多，产生瞬间高温，使油膜破裂，造成齿面金属直接接触并相互粘着，而后随齿面相对运动，又将粘接金属撕落，使齿面形成条状沟痕，产生齿面热胶合。低速重载齿轮传动（v4m/s ），

26、由于啮合处局部压力很高齿，使油膜破裂而粘着，产生齿面冷胶合。齿面胶合会引起振动和噪声，导致失效。采用正变位齿轮、减小模数及降低齿高以减小滑动速度，提高齿面硬度，降低齿面粗糙度值，采用抗胶合能力强的齿轮材料，在润滑油中加入极压添加剂等，都可以提高抗胶合能力。5 齿面塑性变形用较软齿面材料制造的齿轮，在承受重载的传动中，由于摩擦力的作用，齿面表层材料沿摩擦力的方向发生塑性变形。主动轮齿面节线处产生凹坑，从动轮齿面节线处产生凸起。提高齿面硬度和润滑油粘度，可以减轻或防止齿面塑性变形的产生。7 间隙机构方案选择7.1间隙机构的方案选择间隙机构主要有棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、凸轮式间歇机构。1

27、）方案一：棘轮机构，摆杆左右摆动，当摆杆左摆时，棘爪插入棘轮的齿内推动棘轮转过某一角度。当摆杆右摆时，棘爪滑过棘轮，而棘轮静止不动，往复循环。制动爪防止棘轮反转 ，这种有齿的棘轮其进程的变化最少是1个齿距，且工作时有响声。 有齿的棘轮机构运动可靠，从动棘轮容易实现有级调节，但是有噪声、冲击，轮齿易摩损，高速时尤其严重，常用于低速、轻载的间歇传动。 2）方案二：槽轮机构，组成：具有径向槽的槽轮，具有圆销的构件，机架 .构件1连续转动；构件2（槽轮）时而转动，时而静止 当构件1的圆销A尚未进入槽轮的径向槽时，槽轮的内凹锁住弧被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动。当构件1的圆销A开始进入槽轮径向槽的

28、位置，锁住弧被松开，圆销驱使槽轮传动。 当圆销开始脱出径向槽时，槽轮的另一内凹锁住弧又被构件1的外凸圆弧卡住，槽轮静止不动; 往复循环. 从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。 优点：结构简单，工作可靠，能准确控制转动的角度。常用于要求恒定旋转角的分度机构中。 缺点：对一个已定的槽轮机构来说，其转角不能调节。 在转动始、末，加速度变化较大，有冲击。 应用：应用在转速不高，要求间歇转动的装置中。 3）方案三：不完全齿轮机构，由普通齿轮机构演化而来，不同之处在于轮齿不布满整个圆周。主

29、动轮转一周，从动轮转一设定角度。从动轮停歇时，主动轮上的锁住弧与从动轮上的锁住弧互相配合锁住，以保证从动轮停歇在预定位置上。从动轮每转一周的停歇时间、运动时间及每次转动的角度变化范围都较大，设计较灵活；但加工工艺复杂，从动轮在运动开始，终了时冲击较大，故一般用于低速、轻载场合。不完全齿轮机构应用广泛,与其它间隙机构相比,其动停时间比不受机构结构的限制,结构简单、其缺点是从动轮在每次运动始末,速度均有突变,冲击较大,故一般用于低速、轻载的场合。 综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、应用场合和设计，传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本间隙传动机构方案采用方案三，即采用不完全齿轮传

30、动。8 不完全齿轮传动的效果造型8.1选择齿轮材料和热处理方法：查表7-1得，确定凹槽轮的材料都用45钢调质处理，齿面硬度为215240HBS；花形齿轮的材料为45钢调质处理，齿面硬度为190225HBS；8.2不完全齿轮结构效果图如下： 9 轴的设计计算9.1长轴的设计计算9.1.1长轴的材料和热处理应用于轴的材料种类很多，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，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理来选择轴的材料。轴的常用材料是优质碳素钢，如35、45和50，其中以45号钢最为常用。根据本设计的要求，选45号钢作材料，调质处理硬度为215250HBS；

31、9.1.2轴的结构设计轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。一般轴的结构设计原则：a）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；b）易于轴上零件的精确定位、稳固、装配、拆卸、和调整；c）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；d）便于加工制造和保证精度。由材料力学可知，轴的扭转强度条件为 （8-1）式中 为轴的扭转切应力，单位为; 为轴传递的转矩，单位为; 为轴传递的功率，单位为； 为轴的转速，单位为; 为轴的抗扭截面系数，单位为； 为许用扭转切应力，单位为。由此推得实心圆轴的最小直径(单位为)为 (8-2)式中为计算常数，取决于轴的材料

32、和受载情况查表取 所以 当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱：时，单键槽增大3%，双键槽增大7%；时，单键槽增大5%7%，双键槽增大10%15%。最后应对进行圆整。综合以上d=（1.051.07）do=13.413.6mm，则取安装轴承处轴径为20mm，带键槽处轴径为25mm；轴的结构设计如下图：图8-1 主轴轴的校核：轴的强度验算由文献1417对轴进行校核：由图6.1并结合振动筛的工作特点对轴进行受力分析，其受力分析如图所示:Pr=90w，n=60r/min。T=9550000P/n= 在齿轮上的受力计算： F=2T/D=由水平方向得：FtY=F +F FtX=024

33、0 F =0解得：F =6561.5N F =-715.8N由垂直方向得：Fv=mg=25000 NFv=F F 解得： 从偏心轴结构图以及弯矩图中可以看出偏心轴的中间表面C是该轴的危险截面。9.2 从动轴的设计计算9.3.1从动轴（短轴）的材料和热处理应用于轴的材料种类很多，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，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理来选择轴的材料。轴的常用材料是优质碳素钢，如35、45和50，其中以45号钢最为常用。根据本设计的要求，选45号钢作材料，调质处理硬度为215250HBS；9.3.2轴的结构设计轴的结构设计是确定轴的合理外

34、形和全部结构尺寸，根据9.0长轴所述的设计要求和步骤，由材料力学可知，轴的扭转强度条件为 （8-1）式中 为轴的扭转切应力，单位为; 为轴传递的转矩，单位为; 为轴传递的功率，单位为； 为轴的转速，单位为; 为轴的抗扭截面系数，单位为； 为许用扭转切应力，单位为。由此推得实心圆轴的最小直径(单位为)为 (8-2)式中为计算常数，取决于轴的材料和受载情况查表取 所以 由于此轴没有键槽，其中一端与法兰连接和三角铝板固定，则取安装轴承处轴径为20mm。10 轴承的选择和润滑10.1 轴承的选择选择滚动轴承的类型与多种因素有关，通常根据下列几个主要因素：A.负荷情况 负荷是选择轴承最主要的依据，通常应

35、根据负荷的大小，方向和性质来选择轴承。a)负荷大小：一般情况下，滚子轴承由于是线接触，承载能力大，适用于承受较大负荷，球轴承由于是点接触，承载能力小，适用于轻，中等负荷。b)负荷方向：纯径向力作用，宜选用深沟球轴承，圆柱滚子轴承或滚针轴承。纯轴向负荷作用，选用推力球轴承或推力滚子轴承。径向负荷和轴向负荷联合作用时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向负荷较大而轴向负荷较小时，也可选用深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。若轴向负荷较大而径向负荷小时，可选用推力角接触轴承，推力圆锥滚子轴承。c)负荷性质：有冲击负荷时，宜选用滚子轴承。B.高速性能 球轴承不滚子轴承有较高的极限转速，故高

36、速时应优先考虑选用球轴承。在相同内径时，外径越小，滚动体越轻小，运转时滚动体作用在外圈上的离心力也越小，因此更适合于较高转速下工作。在一定条件下，工作转速较高时宜选用超轻，特轻系列的轴承。C.调心性能 当轴两端轴承孔同心性差或轴的刚度小，变形较大，以及多支点轴，均要求轴承调心性好，这时应选用调心球轴承或调心滚子轴承。D.允许的空间 径向尺寸受限制的机械装置，可选用滚针轴承或特轻，超轻型轴承；轴向尺寸受限制时，宜选用窄或宽系列的轴承。E.安装与拆卸方便 整体式轴承座或频繁装拆时，应优先选用内外圈可分离的轴承。轴承装在长轴上时，为装拆方便可选用带锥孔和紧定套的轴承。根据以上所述及本设计的具体要求，

37、主动轴选择深沟球轴承，型号为：16004从动轴上端选择深沟球轴承，型号为: 61902 从动轴下端选择推力球轴承，型号为：5110110.2 轴承的润滑轴承润滑主要目的是减少摩擦和磨损，同时起到冷却，吸振，防锈及降噪的作用。常用的润滑剂有润滑油，润滑脂及固体润滑剂(二硫化钼)。选择润滑剂应当考虑工作温度，轴承负荷，转速及其工作环境影响。一般来说，温度高，负荷大，转速低时选用粘度高的润滑剂。润滑油选择：常用的润滑油有-机械油，高速机械油，汽轮机油，压缩机油，变压器油，汽缸油等等。一般而言，轴承转速越高，则选用较低粘度的润滑油。负荷越重，则选用粘度较高的润滑油。润滑方法有：油浴润滑，循环油润滑，喷

38、油润滑及油雾润滑。选择润滑油或脂润滑的一般原则如表10-1：表10-1 选择润滑油或脂润滑的一般原则影响选择的因素用润滑脂用润滑油温度当温度超过120时，要用特殊润滑脂。当温度升高到200-220时，再润滑的时间间隔要缩短油池温度超过90或轴承温度超过200时，可采用特殊的润滑油温度系数400000400000500000载荷低到中等各种载荷直到最大轴承形式不用于不对称的球面滚子推力轴承用于各种轴承壳体设计较简单需要较复杂的密封和供油装置长时间不需维护的地方可用。根据操作条件，特别要考虑工作温度不可以用集中供油选用泵送性能好的润滑脂。不能有效地传热，也不能作为液压介质可用最低转矩损失如填装适当

39、，比采用油的损失还要低为了获得最低功率损失，应采用有清洗泵或油雾装置的循环系统污染条件可用。正确的设计可防止污染物的侵入可用。但要采用有防护、过滤装置的循环系统11 轴承盖的设计计算 长轴轴承盖的设计及计算螺钉联接式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好，应用广泛。轴承外径 D=42mm根据轴承外径取螺钉直径 螺钉孔直径 代号入下图所示：图9-1 轴承盖12 结论在本设计中，执行工作的从动件能满足生产工艺提出的运动形式、运动规律、功能范围和运动性能等诸方面的具体要求。结构简单，尺寸大小适度，在整体布置上占有空间小，布局紧凑。制造加工容易，维修拆装方便，工作中稳定可靠，使用安全，具有足够的寿命。滚筒与

40、电动机的运动方式，功率、转矩及其载荷特性能够相互协调，与其他相邻机构的衔接正常，传动运动和力可靠，不会发生运动干涉。本机符合生产的需要，具有较高的生产率和经济效益。参考文献1 王旭, 王积森. 机械设计课程设计M.北京：机械工业出版社，2003.2 成大先. 机械设计手册 单行版 机械传动M.北京：化工工业出版社，2004.3 成大先. 机械设计手册 单行版 轴及其联接M.北京：化工工业出版社，2004.4 成大先. 机械设计手册 单行版 轴承M.北京：化工工业出版社，2004.5 钱志峰，刘苏.工程图学基础教程M.北京：科学出版社，2001.6 沈世德. 机械原理M.北京：机械工业出版社，2

41、001.7 瞿燕南,机械制造技术M. 北京：机械工业出版社，2001.8 徐 灏. 机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，1991. 9 机械工程手册，电机工程手册编辑委员会. 机械工程手册M. 北京：机械工业出版社，1995.10 徐 灏. 新编机械设计师手册M. 北京：机械工业出版社，1995. 11 胡家秀. 机械零件设计实用手册M. 北京：机械工业出版社，1999. 12 李益民. 机械制造工艺设计手册M. 北京：机械工业出版社，1995. 13 张耀宸. 机械加工工艺设计手册M. 北京：航空工业出版社，1987.14 孟宪源. 现代机构手册 M. 北京：机械工业出版社，1994.1

42、5 徐锦康. 机械设计M.北京：高等教育出版社，2004. 16 吉卫喜. 机械制造技术M. 北京：机械工业出版社，2001.致 谢为期几个月的毕业设计已经接近尾声，回顾整个过程，我深有感受。在设计工作的前期，熊老师带领我们参观了大丰市丰特铸造机械有限公司，这次参观最主要的目的是对抛丸机的实物进行测绘和了解，在参观过程中熊老师认真地给我们讲解了各个部件的工作原理和作用，让我们是受益匪浅，正确的引导我们进入毕业设计阶段。在设计过程中，我翻阅了很多与我课题相关的资料，同时将以前所学的有直接联系的相关专业科目认真的温习了一边，丰富了许多理论方面的知识。这次设计使我四年中学到的基础知识得到了一次综合的

43、应用，使学过的知识结构得到了科学的组合，同时也从理论到实践发生了一次质的飞跃，可以说这次设计是理论知识与实践运用之间相互过渡的桥梁，是我们即将踏上工作岗位的台阶。在毕业设计的过程中，我发现自身的许多不足，理论知识不够扎实，设计经验不足，同时又缺乏实践工作的磨砺，从而导致在设计时难以做出正确的选择，对课题的内容茫然不知所措。对资料的应用也不够确切，对设计产品的具体形状、运作方式、性能指标也不能有一个准确的定位。缺乏对具体产品的想象力，当查阅有关资料时， 设计思维又受到书本内容的束搏，不能得到扩展，始终局限于个别的、单一的理论或实体。这一切都是可能导致我本次设计的不足之处，恳请老师和同学指正。由于自己能力所限，时间仓促,设计中还存在许多不足之处，恳请各位老师同学给予批评指正。28