購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 摘 要 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟各部門應用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。管材的需要量之所以急劇增長，是因為管子能用各種材料來制造。而且質(zhì)量和精度也高。隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的重要，至此，這里先對切管機這一鋼管生產(chǎn)中的設備做一下介紹。首先，切管機在鋼管精整工段中占有很重要的地位。根據(jù)鋼管產(chǎn)品標準的規(guī)定，凡是成品鋼管共兩端必須切齊整，且切頭斷面應與鋼管中心線垂直。而熱軋并經(jīng)矯直后的管子均達不到上述技術條件的要求，鋼管兩端往往有裂紋、撕破、結(jié)疤和壁厚不均等缺陷，故 需要切頭尾。成品鋼管按訂貨要求的定尺或倍尺，還有待處理品的改尺，均需要切斷。此外，冷拔冷軋鋼管生產(chǎn)時，中間管料和成品鋼管都需切斷和切頭尾。本設計對鋼管固定式 切管機的主傳動部分進行原理性設計。包括切削功率的計算，主傳動部分的設計和校核等。詳細內(nèi)容見正文部分。 關鍵詞：鋼管 ； 切管機 ； 切削功率 ； 校核 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 is of It in of a is to by to in to in to is be to to to or of to to to In to on to 119 so 買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 目 錄 1 緒論 錯誤 !未定義書簽。 言 錯誤 !未定義書簽。 管機的作用 錯誤 !未定義書簽。 內(nèi)外切管機的發(fā)展狀況 錯誤 !未定義書簽。 究內(nèi)容與方法 錯誤 !未定義書簽。 管機在現(xiàn)場的布置 錯誤 !未定義書簽。 究內(nèi)容與方法 錯誤 !未定義書簽。 2 方案選擇與評述 錯誤 !未定義書簽。 管機功能原理設計 錯誤 !未定義書簽。 管機的結(jié)構(gòu)設計 錯誤 !未定義書簽。 3 主要參數(shù)選擇與計算 錯誤 !未定義書簽。 機容量選擇 錯誤 !未定義書簽。 動裝置的設計 錯誤 !未定義書簽。 配傳動比 錯誤 !未定義書簽。 動裝置的整體布置 錯誤 !未定義書簽。 動裝置的運動和動力參數(shù)計算 錯誤 !未定義書簽。 4 主要零件的設計及強度計算 錯誤 !未定義書簽。 帶傳動的設計計算 錯誤 !未定義書簽。 輪傳動的設計計算 錯誤 !未定義書簽。 速軸與中間軸之間的齒輪嚙合 錯誤 !未定義書簽。 速軸與中間軸之間的齒輪嚙合 錯誤 !未定義書簽。 輪的潤滑 錯誤 !未定義書簽。 的設計及軸承的選擇 錯誤 !未定義書簽。 的設計 錯誤 !未定義書簽。 的強度校核 錯誤 !未定義書簽。 承的強度校核 錯誤 !未定義書簽。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 速軸上的軸承強度校核 錯誤 !未定義書簽。 間軸上的軸承強度校核 錯誤 !未定義書簽。 的較核 錯誤 !未 定義書簽。 速軸上的鍵校核 錯誤 !未定義書簽。 間軸上的鍵校核 錯誤 !未定義書簽。 5 減速器齒輪軸的應力分析 錯誤 !未定義書簽。 結(jié)束語 錯誤 !未定義書簽。 致謝 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 錯誤 !未定義書簽。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 1 緒論 言 鋼管主要用來輸送流體 (一般叫做輸送管、英 文叫“ )和用作鍋爐等的熱交換器管 (叫做管子，英文叫“ )。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟各部門應用愈來愈廣泛，需求量也越來 越大。管材的需要量之所以急劇增長，是因為管子能用各種材料來制造。 而且質(zhì)量和精度也高。 鋼管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體，如石油及天然氣的鉆探開采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道。化工部門一般用管道化方式生產(chǎn)與運輸各種化工產(chǎn)品。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。 鋼管作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機械制造業(yè)和建筑工業(yè)，如用于制作房架、塔 吊、鋼管柱、各種車輛的構(gòu)架等。在斷面面積相同的條見下，鋼管比圓鋼、方鋼等的抗彎能力大，剛性好，其單位體積的重量輕。因此，鋼管是一種抗彎能力較強的結(jié)構(gòu)材料。 鋼管還作為中空的零件毛坯用于制造滾動軸承、液壓支柱、液壓缸簡體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等，這既節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時。 鋼管又是軍 隊工業(yè)中的重要材料，如用于制造槍管、炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導彈、原子能與宇宙空間技術等的發(fā)展，精密、薄壁、高強度鋼管的需求量正迅速增長。 隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的重要，至此，本文將對 切管機這一生產(chǎn)設備做一下介紹。 管機的作用 首先， 切管 機 在鋼管精整工段中占有很重要的地位。根據(jù)鋼管產(chǎn)品標準的規(guī)定，凡是成品鋼管共兩端必須切齊整，且切頭斷面應與鋼管中心線垂直。而熱軋并經(jīng)矯直后的管子均達不到上述技術條件的要求，鋼管兩端往往有裂紋、撕破、結(jié)疤和壁厚不均等缺陷，故需要切頭尾。成品鋼管按訂貨要求的定尺或倍尺，還有待處理品的改尺，均需要切斷。此外，冷拔冷軋鋼管生產(chǎn)時，中間管料和成品鋼管都需切斷和切頭尾。 其次，在長距離輸油氣管線建設與維護作業(yè)中，管材必須經(jīng)切管機切斷，然后才能使用。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 總體上講切管機的作用是： (1)按合同要求將飛鋸、矯直后的鋼管切成定尺長度或通常長度； (2)對鋼管端而進行加工，使符合技術標準的要求； (3)對有缺陷的待修鋼管進行中間切斷，切除缺陷部分，鋼管改尺 (通常長度或短尺長度 )交貨； (4)將飛鋸切斷的倍尺長度的鋼管切成單倍尺長度。 內(nèi)外切管機的發(fā)展狀況 管材在機械制造、石油化工、壓力容器、民用家電等行業(yè)的大量使用 ,促進了研 究設計人員對管材加工工藝方法及加工設備的相關研究。而下料工序是管材加工后續(xù)工序的基 礎 ,通常采用普通機床 (如車床、鋸床等 )來分割管材 近年來 ,切管機床的研制取得了很大進展。 早在上個世紀 六、 七十年代， 我國就已經(jīng)能夠自主研發(fā)并生產(chǎn)各種型號的切管機及其輔助設備。尤其是 應城 縣，它們生產(chǎn)的 切管機遍及全國鋼鐵、鍋爐、汽車等上百家企業(yè)。到九十年代， 由于我國科學技術的發(fā)展并不斷的 吸收國外先進技術，針對客戶不同需求，開發(fā)出新一代的高速切管機、 數(shù)控切管機等等 。這些新產(chǎn)品已經(jīng)用于國內(nèi)主要的無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)、全國五大鍋爐廠、一汽、二汽等汽車行業(yè)。 但是和國外的一些尖端設備相比還是有一定的差距的。 國外的切 管機的設計研發(fā)工作一直走在我國的前面?，F(xiàn)如今像 司已經(jīng)成功開發(fā)出了智能化高速切管機，它將智能化軟件應用其中，使的切削過程更加精確化，切削后鋼管的質(zhì)量更高。同時，其切管直徑更大，以適應現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。 究內(nèi)容與方法 管機在現(xiàn)場的布置 為了縮短切管的時間，提高切管機組的生產(chǎn)效率，在兩臺切管機中心線上的輥道之間再增加一條輥道。這條輥道用來將第一臺切管機切頭以后的鋼管送到第二臺切管機的位置，這樣可以爭取時間，減少在第二臺切管機的輥道上的輸送的距離。 鞍山鋼鐵集團無縫鋼管 廠生產(chǎn)車間布置見圖 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 機 2 7. 剪切機 圖 管機在管材生產(chǎn)現(xiàn)場布置圖 究內(nèi)容與方法 一個正確的設計必須滿足兩方面的要求即：技術要求 安全可靠，操作和維修方便；經(jīng)濟要求 結(jié)構(gòu)緊湊，工藝性好，效率高，用料少，成本低，壽命長。設計的機械能否滿足上述基本要求，是通過正確地選擇和設計組成機械的零件與機構(gòu)來實現(xiàn) 的。 首先要對設計項目進行研究，弄清設計目的、任務和要求，制定設計計劃；設計人員還必須充分了解生產(chǎn)過程的現(xiàn)狀，特別是薄弱環(huán)節(jié)。因此要深入實際廣泛進行調(diào)查 研究，并對工藝方案提出初步設想。工藝方法不同，設計出來的機器也不同，所以工藝 方法的確定，是整 個機器設計的主要依據(jù)。對 于 切管機，設計人員經(jīng)過調(diào)查研究，得出了常見的幾種工藝方法。工藝方案確定以后，設計人員使著手做一些細致的工作。 下圖是產(chǎn)品設計的一般流程圖，它說明了產(chǎn)品的整個設計過程，我們將按照其進行切管機的設計計算。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 圖 品設計流程 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 2 方案選擇與評述 管機功能原理設計 所謂“功能原理設計”就是對所設計產(chǎn)品的主要功能提出一些原理性的構(gòu)思，亦即針對產(chǎn)品的主要功能進行原理性設計。功能原理設計的主要工作內(nèi)容是：構(gòu)思實現(xiàn)功能目 標的新的解法原理。這里 運用功能原理設計的設計方法 “黑箱法”。 1 切管機的原理方案設計 第一步：用黑箱法尋找總功能的轉(zhuǎn)換關系，見圖 箱示 意圖 。 圖 箱示意圖 第二步：總功能分解 （ 1） 總功能分解的依據(jù) 機器一般都由五部分組成：即動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、控制和支承系統(tǒng)。其技術過程通常是：原動機傳動控制執(zhí)行機構(gòu)，而這四部分都安裝在支承部件上。為了表示這種技術過程和周圍環(huán)境的關系，用技術流程圖來表示，見圖 技術流程圖已較清楚地將機器的技術輪廓展示出來了，可直接 求得總功能的解，并為總功能的分解提供了可靠的依據(jù)。 1 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 圖 術流程圖 （ 2） 總功能分解 將總功 能分解為一級、二級分功能，依次類推，直到可找到相應的原理解為止。 1如圖 示。 圖 功能分解 第三步：建立功能結(jié)構(gòu)圖。首先建立總功能與一級分功能的功能結(jié)構(gòu)圖，如圖 a） 、（ b）。然后，建立二級功能的結(jié)構(gòu)圖。 1如圖 c）。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 （ a） （ b） （ c） 圖 能結(jié)構(gòu) 第四步：尋找原理解法和原理解組合 功能結(jié)構(gòu)圖建立后，就可以尋找各功能元的解，然后用 形態(tài)學矩陣法對功能元的解進行組合，可得到設計方案的多種解 。 1見表 組合方案數(shù) 2333453 3240 考慮到現(xiàn)場的工作要求：高速運轉(zhuǎn)，穩(wěn)定切削，結(jié)構(gòu)緊湊等原因，對方案進行選擇如表 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 表 理解法及最優(yōu)解選擇 1 2 3 4 5 回轉(zhuǎn) 鋼管回轉(zhuǎn)式 鋼管固定式 進給 液壓進給 電動進給 手工進給 夾緊 液壓夾緊 電動夾緊 手動夾緊 能量轉(zhuǎn)換 電動機 柴油機 液壓泵 能量分配傳遞 齒輪傳動 皮帶傳動 齒輪皮帶式 鏈傳動 油泵 制動 帶式制動 闡瓦制動 片式制動 圓錐形制動 變速 液壓式 齒輪式 液壓 管機的結(jié)構(gòu)設計 機床以刀盤旋轉(zhuǎn)管料不轉(zhuǎn)為準則進行總體布局設計。 機床具備以下運動功能 : （ 1） 主運動 :主軸部件刀盤的旋轉(zhuǎn)運動 ；（ 1） 進給運動 :水平和垂直進給步進電機帶動主軸箱沿管料周向運動 ；（ 3） 輔助運動 :送料機構(gòu)送料油缸帶動拖板移動實現(xiàn)定長送料 ； 送料機構(gòu)和夾緊機構(gòu)的夾緊動塊移動實現(xiàn)管料的夾持和定位，見圖 圖 管機的整體布局 方 案 序 號 技 術 解 分 功 能 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 3 主要參數(shù)選擇與計算 機容量選擇 已知：切管機輸出 兩種轉(zhuǎn)速 出n=110r/ 出n=220r/對應切削力 442N 221N 最大切斷直徑 d=90算并選擇電機 （ 1） 選擇電動機系列 對無調(diào)速要求的機械，應選用感應電動機。考慮到作業(yè)現(xiàn)場的工作環(huán)境，為防止灰塵、鐵屑或其它飛揚物件進入電機內(nèi)部，故選用 封閉式籠型感應電動機， 列。 （ 2） 選擇電動機功率 V 01000 =0110/601000 =s 442N 1 刀具切削速度 ； 刀具的切削功率 傳動裝置總效率 = 帶 齒 2 承 2 按 2表 ： 皮帶傳 動效率 帶 =輪嚙合效率 齒 =輪精度為 7 級） 滾動軸承效率 承 =傳動總效率 =r= = 3附表 40選擇 列封閉式籠型感應電動機 ，額定功率轉(zhuǎn)速 1430r/ 列 系列封閉式籠型感應電動機 ，額定功率速 960r/ 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 （ 3） 確定電動機轉(zhuǎn)速 現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速 1430r/ 960r/種方案進行比較，由 3附表 40得 動機數(shù)據(jù)，計算出總的傳動比于表 表 動機方案 方案號 電動機型號 額定功率 /步轉(zhuǎn)速/(r/電動機質(zhì)量/傳動比 1 430 46 出n=110r/n=220r/ 60 63 出n=110r/n=220r/較兩種方案可見，方案 2 雖然總傳動比較小，但質(zhì)量和價格較高?？紤]機器的經(jīng)濟性和裝配，決定選用方案 1。電動機型號為 定功率為 同步轉(zhuǎn)速1430r/ 動裝置的 設計 配傳動比 根據(jù)表 2 i 帶 =n=110r/， 則齒輪減速器的傳動比 i 減 =i 總 /i 帶=13/2=， 傳動比較大，所以應采用兩級齒輪傳動。出n=220r/， 則齒輪減速器的傳動比 i 減 = i 總 /i 帶 =時為滿足切管機的兩個不同的工作轉(zhuǎn)速，須有一雙聯(lián)滑移齒輪變速組和一定比傳動組組成。為滿足最后低速軸大齒輪的尺寸和裝配要求，高速軸齒輪傳動比應取較小值，暫取出n=110r/， 出n=220r/此可知出n=110r/，低速軸齒輪傳動比 i 減 / n=220r/，低速軸齒輪傳動比 i 減 / 表 動裝置的整體布置 （ 1） 帶、齒輪的布置 帶傳動為摩擦傳動，傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，但傳動 比不準確，傳遞相同扭矩時，購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 結(jié)構(gòu)尺寸較大。因此，應布置在高速級因為傳遞相同功率，轉(zhuǎn)速愈高，轉(zhuǎn)矩愈小，可使 表 動比的分配 i 總 總傳動比 i 帶 帶傳動比 速軸傳動比 速軸傳動比 出n=110r/3 2 n=220r/ 2 傳動的結(jié)構(gòu) 緊湊。 齒輪傳動效率高，傳動比準確，穩(wěn)定，應置于低速級。 （ 2）滑移齒輪的軸向布置 變速組中的滑移齒輪一般宜布置在主動軸上，因它的轉(zhuǎn)速一般比從動軸的轉(zhuǎn)速高，則其上的滑移齒輪的尺寸小，重量輕，操作省力。為避免使軸產(chǎn)生較大的彎曲變形，通常在傳動中將滑移齒輪直徑較小的一端盡量靠近軸的支承點。 傳動裝置的整體布置見圖 圖 動裝置的整體布置 動裝置的運動和動力參數(shù)計算 0軸 ： 0軸即電動機軸 r=3 動 比 轉(zhuǎn) 速 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 430 r/0=9550 5503/1430 Nm=20 Nm=04 Nm 1 軸： 1 軸即減速器高速軸 帶 =3kw n1=n0/i 帶 =1430/2 r/15 r/1=9550 55015 Nm=m=04 N 軸： 2 軸即減速器中間軸 1 齒 承 =n=110 r/ 715/1.5 r/77r/9550 955077 Nm=m=04 Nn=220 r/ n1/715/r/53 r/9550955053 Nm=04 N 軸： 3 軸即減速器低速軸 2 齒 承 =n=110 r/ 477/r/10 r/2=9550 955010 Nm=m=05 Nn=220 r/ 953/r/20r/2=9550 955020 Nm=m=05 N買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 4 主要零件的設計及強度計算 帶傳動的設計計算 1. 確定計算功率 算功率 根據(jù)傳遞的功率 P，并 考慮到載荷性質(zhì)和每天運轉(zhuǎn)時間長短等因素的影響而確定的。即 中： 計算功率，單位為 P 傳遞的額定功率，單位為 工作情況系數(shù)。 已知 P= 查 4表 8得 3=. 根據(jù)計算功率 小帶輪轉(zhuǎn)速 3圖 8定帶型為 A 型。 3. （ 1） 初選帶輪的基準直徑 根據(jù) V 帶截型，參考 4表 8表 8取 005 （ 2） 驗算帶的速度 v 根據(jù) 4式 8計算帶的速度，并應使 v于普通 V 帶 5 30m/s。 v=0 1000 =100 1430/60 1000 =s25m/s 所以帶輪直徑 適。 （ 3） 計算從動輪的基準直徑 i 100=200. 確定中心矩 a 和帶的基準長度 里中心矩未給出，可根據(jù)傳動的結(jié)構(gòu)需要處定中心矩 2（ （ 100 200） 2 （ 100 200） 210600買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 取 00定后，根據(jù)傳動的幾何關系，按 48算所需帶的基準長度 Ld： Ld 2 （ （ /4 2 400 100 200） /2（ 200 /4 400 據(jù) Ld 參考 4表 8取和 Ld 相近的 V 帶的基準長度 選 250根據(jù) 計算實際中心矩參考 48有： a (Ld)/2 400 (1250 . 驗算主動輪上的包角 1 使包角 1120 1=180 （ a =180（ 200 100） 165120 滿足要求。 6. 確定帶的根數(shù) z 參考 48z= 中 ： 考慮包角不同時的影響系數(shù)，簡稱包角系數(shù)，查 4表 8= 考慮 帶的長度不同時的 影響系數(shù)，簡稱長度系數(shù)，查 4表 8 單根 4表 80= 計入傳動比的，單根 38 z= z=3。 7. 確定帶的預緊力 考 48，并考慮離心力的不利影響時，單根 V 帶所需的預緊力為 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 00 1） / q 位為 kg/m,查 4表 8q=m； 00 1） /3 = 145N 由于新帶容易松弛，所以對自動張緊的帶傳動，安裝新帶時的預緊力為 =0=145= 8. 計算帶傳動作用在軸上的力（簡稱壓軸力） 安全設計安裝帶輪的軸和軸承，必須確定帶傳動作用在軸上的力 果不考慮帶的兩邊的拉力差，則壓軸力可以近似地按帶的兩邊的 預緊力 的 合力來計算。見圖 圖 軸力的分析 1/2)=2 3 65 /2) N=1294 N 式中： Z 帶的根數(shù)； 單根帶的 預緊力； 1 主動輪上的包角。 輪傳動的設計計算 速軸與中間軸之間的齒輪嚙合 輸出轉(zhuǎn)速 10r/ 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料、齒數(shù)。 （ 1） 按圖 動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 （ 2）切管機為一般機器，查 5表 232擇 7 級精度。 （ 3）材料選擇。由 4表 10擇小齒輪為 40 質(zhì)），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240者硬度差為 40 （ 4）選小齒輪齒數(shù) 8,大齒輪齒數(shù) z2=28 2。 2. 按 齒輪接觸強度設計 由 410進行試算，即 221 /)1( （ 1） 確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值 試選載荷系數(shù) 計算小齒輪傳遞的扭矩 104N 由 4表 10取齒寬系數(shù) d ，考慮到是金屬切削機床，傳遞功率不大，所以這里取 d= 由 4表 10得材料的彈性影響系數(shù) 89。 由 4圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 00齒輪的接觸疲勞強度極限 50 由 4式 10算應力循環(huán)次數(shù) 060 715 1（ 24 360 10） =109 =109/109 由 4圖 10得接觸疲勞壽命 計算接觸 疲勞許用應 力 取失效概率為 1 ，安全系數(shù) S=1，由 410： H 1= =600 540買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 H 2= =550 06 2） 計算 試算小齒輪分度圓直徑 入 H 中較小的值 221 /)1( =3 224 計算圓周速度 v v= 0 1000 =715/60 1000m/s =s 計算齒寬 b b= d 計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 8高 h=b/h= 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v=s， 7 級精度，由 4圖 10得動載系數(shù) 直齒輪，假設 s 時，為 1 3倍的模數(shù) 。 的設計及軸承的選擇 的設計 1. 高 速軸的設計 軸徑的設計 初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù) 4表 1510，于是得： 11 /10 3 715/88.2 慮到現(xiàn)場的工作環(huán)境及機器的裝配等原因，實際的軸的最小直徑應該等于理論值乘以一個安全系數(shù) S， 即 =里取 S= =1 圓整后得 =25即左端軸承配合處的軸徑 d=25 當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑所選軸承符合要求。 左面軸承的 校 核 )/()60/(10 16 = 36 ) 6/1 7 2 0 0()7 1 560/(10 =000h 故所選軸承符合要求。 間軸上的軸承強度校核 （ 1）求兩軸承 受到的徑向載荷 2F 2F （ 2）計算軸承的當量載荷 1= 12因為采用直齒輪傳動 ，所以 Y=0。因軸承有中等沖擊載荷，按 4表 13 根據(jù)表 表 算，并將計算結(jié)果置于下表： 表 承載荷計算 1 P2 n 出 =110r/39 N 549 N n 出 =220r/75 N 269 N 載 荷 輸 出 轉(zhuǎn) 速 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 對比兩種轉(zhuǎn)速下的軸承受力情況，可見當 n 出 =110r/，軸承受力較大。但當 220r/，軸承轉(zhuǎn)速較高，有可能使軸承的壽命降低而產(chǎn)生失效。所以 校 核時應按照 兩種轉(zhuǎn)速下的軸承受力情況分別校核。 )/()60/(10 6 C 軸承基本額定動載荷； P 軸承支反力； n 軸承轉(zhuǎn)速； 為指數(shù)，對于球軸承 =3。 n 出 =110r/， 2。 所以 )/()60/(10 16 = 36 ) 0 5/1 7 2 0 0()4 7 760/(10 =000h n 出 =220r/， 1。 所以 )/()60/(10 26 = 36 ) 3/1 7 2 0 0()9 5 360/(10 =000h 綜上所述 ,故所選軸承符合要求。 的較核 1. 對于 普通平鍵，它的強度條件為 p=2T/p 式中： T 傳遞的扭矩，單位 為 N k 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 ,k=處為鍵的高度，單位為 l 鍵的工作長度，單位為 頭平鍵 l=頭平鍵 l=L,這里 L 為鍵的公稱長度，單位為 b 為鍵的寬度，單位為 d 軸的直徑，單位為 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 p 鍵，軸，輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應力，單位為 里根據(jù) 4表 6取 p=100 2. 對于花鍵，它的強度條件為 p=2T/p 式中： 載荷分配不均勻系數(shù)，與齒數(shù)的 多少有關，一般取 =數(shù)多時取小值； z 花鍵的齒數(shù)； l 齒的工作長度，單位為 h 花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵， h=(2處 D 為外花鍵的大徑， d 為內(nèi)花鍵的小徑， C 為倒角尺寸，單位為 花鍵的平均直徑，矩形花鍵， D+d） /2，單位為 p 花鍵聯(lián)接的許用擠壓應力，單位為 速軸上的鍵校核 1. 軸與皮帶輪 配合處的鍵校核 帶入數(shù)值進行計算得： p=p 故安全。 2. 滑移齒輪處的花鍵校核 帶入數(shù)值進行計算得： p=p 故安全。 間軸上的鍵校核 比較 兩種轉(zhuǎn)速下軸所承受的轉(zhuǎn)矩，可見當 n 出 =110r/，軸的轉(zhuǎn)矩較大，并以此對其進行校核，此時 T=56070N 帶入數(shù)值進行計算得： p=p 故安全。 2. 右面齒輪配合處的鍵校核 帶入數(shù)值進行計算得： p=p 故安全。 購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 5 減速器齒輪軸的應力分析 利用有限元分析軟件 減速器齒輪軸進行有限元分析，了解了其應力和應變的分布情況，確定了其危險部位，為軸的設計和失效分析提供了準確而可靠的理論依據(jù)。 1. 應用有限元分析軟件 結(jié)構(gòu)分析中，有限元法是應用比較廣泛的一種分析方法，因為它可以解決擁有任意的結(jié)構(gòu)形狀和邊界條件的問題。采用有限元法可以對各種機械結(jié)構(gòu)件進行靜態(tài)分析、動態(tài)分析和固有特性分析。有限元法的基本思想是將問題的求解域劃分為一系列的單元，單元和單元之間由節(jié)點連 接，利用單元節(jié)點物理量通過選定的函數(shù)關系可以求得單元內(nèi)部點的待求物理量。由于被劃分出來的這些單元的形狀簡單，所以由平衡關系或者能量關系就能很容易的建立節(jié)點量之間的方程式，進而組合各個單元方程形成總體代數(shù)方程，根據(jù)邊界條件就可對方程式進行求解。采用有限元法有如下優(yōu)點：縮短設計和分析的周期；減少成本；降低材料的消耗；增加產(chǎn)品的可靠性；可以進行模擬試驗分析；可以預先發(fā)現(xiàn)潛在的問題；進行事故分析并查找原因。 一種大型通用有限元商業(yè)分析軟件。它既可進行結(jié)構(gòu)分析也可進行優(yōu)化設計，具有多物理場耦合的功能，允 許將各種各樣的耦合計算施加于同一模型上，可以用于結(jié)構(gòu)的靜力分析、動力分析、非線性分析、電磁分析、計算流體動力學分析、設計優(yōu)化、彈性接觸分析等，總之， 能強大，可以應有于結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學等多方面。 實體建模采用基于 三維實體描述方法、幾何體素以及布爾運算。 計數(shù)據(jù)訪問模塊（ 夠?qū)?建模型轉(zhuǎn)換到 件中，這樣可以節(jié)省建模的工作量。 本文的研究對象是某一款減速器的齒輪軸。軸結(jié)構(gòu)是機械設備中常見的重要設備，它本身設計的合理與否影響到 整個設備的安全運行。在過去，一般采用常規(guī)的力學方法對軸的結(jié)構(gòu)進行設計，不過這種傳統(tǒng)的方法是將實際結(jié)構(gòu)和所受的載荷，根據(jù)力學模型進行合理的簡化后再進行理論計算的，如果軸的結(jié)構(gòu)有變化復雜的部位，則這一部位的應力、應變分布等規(guī)律就不能被完全掌握。減速器的齒輪軸是整個設備的重要部分，由于軸的形狀較為復雜，局部有鍵槽、軸肩等特殊形狀，這些部位會出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，如果使用常規(guī)的方法，就很難準確了解其應力和應變的規(guī)律。 所以我們采用有限元法，運用有限元分析軟件 時考慮局部較復雜部位，尋找其 應力和應變分布規(guī)律，為該軸的結(jié)構(gòu)設計和安全工作提供購買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 詳實的理論依據(jù)。 2. 有限元計算模型 減速器的齒輪軸選用 45號碳素結(jié)構(gòu)鋼制造，因為該材料的機械性能較好，材料的彈性模量為 200109 松比為 服極限