畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 蛙式打夯機設(shè)計 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1） 基本設(shè)計參數(shù)： 打擊次數(shù)： 100 次 /分，打擊力：約 600N （ 2） 主要內(nèi)容及基本形式 按給定的蛙式打夯機主要技術(shù)參數(shù)，進行設(shè)計計算。確定蛙式打夯機重要 構(gòu)尺寸和主要零件尺寸，完成總體布置設(shè)計和總裝配圖；拆畫主要零件的零件圖，并編制其中一個零件的加工工藝和工裝。編寫設(shè)計說明書 。 2指定查閱的主要參考文獻及說明 機構(gòu)設(shè)計 曹唯慶 主編 機械工業(yè)出版社 機械系統(tǒng)設(shè)計 朱龍根 主編 機械工業(yè)出版社 機械工程設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 3進度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，學(xué)習(xí)與設(shè)計產(chǎn)品有關(guān)的基本知識 2007.03.05-2007.03.25 2 進行方案設(shè)計，確定基本結(jié)構(gòu)形式 2007.03.26-2007.04.10 3 進行圖紙設(shè)計和主要的設(shè)計計算 2007.04.11-2007.05.28 4 完成設(shè)計計算說明書的編寫 2007.05.29-2007.06.05 5 設(shè)計圖紙與說明書的校對 2007.06.06-2007.06.24 I 摘要 蛙式打夯機的工作原理是通過帶傳動，夯機體在偏心塊離心力的作用下做上下沖擊振動，從而壓實物料。同時，離心力的作用也使得機體自行前移。 本文完成了蛙式打夯機的設(shè)計，具體包括對偏心塊、軸、帶輪、夯頭架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對機器上主要構(gòu)件 (如軸、各主要連接螺栓 )進 行了強度校核計算。本文設(shè)計的蛙式打夯機結(jié)構(gòu)小巧，裝拆方便，在 進行小面積薄鋪層的平整和初步壓實加工的過程中，能發(fā)揮較大的作用。 最終完成了蛙式打夯機總裝配圖和主要零部件的零件圖的設(shè)計，并完成了輸出大帶輪和心軸的加工工藝及工裝的設(shè)計，繪制了專用夾具圖。 關(guān)鍵詞： 蛙式打夯機， 離心力 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計。 I ABSTRACT The working principle of breaststroke ramming machine (BRM) is that through the belt transmission, the body of BRM vibrates up and down functioned by the eccentric centrifugal force to compact material. Simultaneously the eccentric centrifugal force is able to make the body of BRM move forward voluntarily. In the paper, the design tasks of the BRM include the structure design of eccentric, axis, belt wheel and ramming head. Strength of the major components such as shaft, connecting bolts is calibrated in the thesis. The BRM designed in the paper has features of compact structure and convenience for the assembling and dismantling, so it can play an important role to smooth the small area thin layer and to do the preliminary compaction process. Finally, an assembling drawing of the BRM and the major part drawings are completed and the technological process of large output pulley and its fixture are designed, too Keywords: Ramming Breaststroke Machine, Centrifugal Force, Structure Design. 目 錄 中文摘要 . 英文摘要 . 第 1章 緒論 . 1 1.1 蛙式打夯機的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.2 本設(shè)計的設(shè)計目的 . 1 1.3 本設(shè)計中的蛙式打夯機結(jié)構(gòu)簡圖 . 2 第二章 電機功率的確定 . 3 2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率 . 3 2.1.1 確定偏心塊質(zhì)量 . 3 2.1.2 確定電機所需功率 . 4 第三章 確定 V帶型號和帶輪直徑 . 5 3.1 確定 V帶選用類型 . 5 3.1.1 V帶尺寸的確定 . 5 3.2 帶疲勞強度及壽命校核 . 5 3.2.1 帶的工作應(yīng)力計算 . 5 3.2.2 帶的壽命計算 . 7 3.3 計算一級帶輪直徑及所受載荷 . 7 3.3.1 計算帶輪 D2 直徑并確定 帶根數(shù) . 7 3.3.2 求軸上載荷 . 8 3.3.3 帶輪結(jié)構(gòu) . 8 3.4 計算二級帶輪直徑及軸上載荷 . 10 3.4.1 計算帶輪 D3 、 D4 直徑并計算載荷 . 10 3.4.2 求軸上載荷 . 10 3.4.3 帶輪結(jié)構(gòu) . 11 第四章 軸的設(shè)計 . 13 4.1 帶輪 4上軸的設(shè)計 . 13 4.1.1 初步確定軸的尺寸 . 13 4.1.2 帶輪 4上軸的整體設(shè)計 . 13 4.1.3 軸的受力校核 . 14 4.2 帶輪 3 上軸的設(shè)計 . 16 4.2.1 初步確定軸的尺寸 . 16 4.2.2 軸的受力校核 . 17 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 第五章 鍵的選擇與校核 . 20 5.1 帶輪 1上鍵的選擇與校核 . 20 5.1.1 鍵的選擇 . 20 5.1.2 鍵的校核 . 20 5.2 帶輪 2 上鍵的選擇與校核 . 21 5.2.1 鍵的選擇 . 21 5.2.2 鍵的校核 . 21 5.3 帶輪 3 上鍵的選擇與校核 . 22 5.3.1 鍵的選擇 . 22 5.3.2 鍵的校核 . 22 5.4 帶輪 4 上鍵的選擇與校核 . 23 5.4.1 鍵的選擇 . 23 5.4.2 鍵的校核 . 23 第六章 緊固螺栓的強度校核 . 24 6.1 輪 4上軸承座與夯頭連接螺栓的強度校核 . 24 6.2 偏心塊與輪 4 連接螺栓的強度校核 . 24 6.3 離心力大小對整機設(shè)計的檢驗 . 25 6.3.1 檢驗整機前移時離心力的大小 . 25 6.3.2 檢驗夯頭抬升及底板部分抬升時離心力的大小 . 25 6.4 兩軸間連架桿的壓桿穩(wěn)定性校核 . 25 6.5 軸 1上軸承使用壽命校核 . 26-1 第七章 帶輪加工工藝設(shè)計 . 27 7.1 零件的分析 . 27 7.1.1 零件的作用 . 27 7.1.2 零件的工藝分 析 . 27 7.2 工藝規(guī)程的設(shè)計 . 27 7.2.1 基準(zhǔn)的選擇 . 27 7.2.2 制定工藝路線 . 27 7.2.3 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 . 28 7.3 確定切削用量及基本工時 . 28 7.4 專用夾具的設(shè)計 . 36 第 8章 設(shè)計總結(jié) . 39 參考文獻 . 41 致謝 . 42 第一章 緒論 2 緒論 1.1 蛙式打夯機的發(fā)展現(xiàn)狀 輕型壓實設(shè)備蛙式打夯機是一種簡易壓實施工機械，市場擁有量巨大，但工作效率很低，而且安全性較差，一般只能進行小面積薄鋪層的平整和初步壓實工作。但隨著振動平板夯和振動沖擊夯 的日趨成熟，以及在近期內(nèi)的推廣應(yīng)用，從而使蛙式打夯機真正退出歷史舞臺。 蛙式打夯機的工作過程是通過帶傳動，在利用偏心塊離心力的作用下使得夯體作上下沖擊振動，從而壓實物料。同時也是利用離心力的作用，使得機體得以自行移動。現(xiàn)階段的蛙式打夯機在整體布局上沒有多大的變化，而改進之處，一是原動機性能的不斷革新，使得整機性能得到了較大的改進；二是對整機的移動和轉(zhuǎn)動裝置的改進，使得轉(zhuǎn)向和前移更靈活自如，少與人工的干涉。其中在理論研究方面，西南石油學(xué)院有了較大的進展，他們在機體托盤下方安裝了一個軸向轉(zhuǎn)動裝置，克服了以往機體 轉(zhuǎn)向費力的缺點，使得夯實轉(zhuǎn)向工作能更輕易地進行。 蛙式打夯機的設(shè)計較簡單，其主要結(jié)構(gòu)為大小減速帶輪、支承軸、夯頭體、底板、以及支架等構(gòu)件構(gòu)成?，F(xiàn)在市面上出售的打夯機，其主體部分都是通過焊接完成，這在結(jié)構(gòu)造型上顯得很靈活，可以根據(jù)不同的工作環(huán)境改變其構(gòu)成，同時，焊接操作方便，簡單，也便于以后對機器的改進。其采用的材料也主要以鋼材為主，這在減小機器結(jié)構(gòu)尺寸，增加機體剛性上取得了很好的效果，使得打夯機工作效率有了較大的提高。 1.2 本設(shè)計的設(shè)計目的 本次設(shè)計的蛙式打夯機在造型上較為傳統(tǒng)，其體積較龐大，主要原 因是它的夯頭體和底板分別采用的是整體鑄造成型，而在現(xiàn)有的打夯機中，其結(jié)構(gòu)主要是采用型鋼焊接，這在減小體積、加強機體總體緊湊性上得到了很好的解決。在本設(shè)計中，雖然底板和夯頭體采用的是整體造型結(jié)構(gòu)，但它并不影響機器的工作效率和動力特性。這樣做的原因主要是為了能綜合運用所學(xué)的知識，通過對它的總體的設(shè)計，使我在對知識的互相貫穿、相互鏈接上取得了不小的收益。 雖然本設(shè)計的主要任務(wù)是蛙式打夯機的整機設(shè)計，但在實際的設(shè)計過程中，也涉及到了機械加工工藝及工裝的設(shè)計，這在知識的結(jié)構(gòu)面上得到了較全面的補充與統(tǒng)一。在本設(shè)計中，主 要對最終輸出帶輪進行了工藝工裝的設(shè)計，在設(shè)計夾具的過程中，考慮到帶輪自身結(jié)構(gòu)的特殊要求，所以對加工 V形槽的工序進行了專用夾具的設(shè)計。第一章 緒論 2 1.3 本設(shè)計中的蛙式打夯機結(jié)構(gòu)簡圖 打夯機的工作過程為：電動機 1 輸出的轉(zhuǎn)矩通過 V 帶 3 傳遞給減速大帶輪 5，在大帶輪的支承軸 4 上有一個二級減速小帶輪，轉(zhuǎn)矩再通過 V 帶傳遞給輸出大帶輪 6，帶輪6是支承在軸 7上的，同時通過螺栓將軸承座 8和夯頭架 10連接起來，大帶輪在轉(zhuǎn)動的過程中，將帶動連接在上的偏心塊 9一起轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下，將帶動夯頭底板 10做上下沖擊震動，從而壓實物料。同時 在離心力的作用下，將抬起底板 15 的右部分，起作用是減小底板與地面的摩擦力作用，從而使整機前移。 圖 1-1 蛙式打夯機結(jié)構(gòu)簡圖 圖中各構(gòu)件名稱如下： 1、電動機； 2、出軸帶輪 1； 3、窄 V帶（ SPZ）； 4、軸； 5、減速大帶輪 2； 6、輸出大帶輪 4； 7、軸； 8、軸承座； 9、偏心塊； 10、夯頭底板； 11、連接螺栓； 12、支承架； 13、張緊螺釘； 14、電機支架； 15、底板 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 第二章 電機功率的確定 2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率 2.1.1 確定偏心塊質(zhì)量 在整機設(shè)計過程中 ，由于總打擊力為 600N，在次裝置中，由于總力是偏心塊離心和夯頭重力的合力，所以，在分析偏心塊受力時應(yīng)考慮到：當(dāng)夯頭被抬升至最高位置時，偏心塊產(chǎn)生的離心力只需要克服夯頭重力，即 F 離 重G。只有這樣，離心力才能將夯頭帶起，并使整機前移。 根據(jù)已知條件， n=100 r/min,則 =310 rad/s,令偏心塊 厚 20mm,其它尺寸如圖 2-1中所示。 圖 2-1 偏心塊結(jié)構(gòu) 根據(jù)圖中尺寸，確定工作所需功率，本設(shè)計中令夯頭連桿 間距離為 700mm，由公式 P=FR， 首先需要確定離心力的大小，由 F=ma=mR 2 ,其中 R為偏心塊到轉(zhuǎn)軸中心的距離，在本設(shè)計中，其計算過程如下： 由偏心計算公式： B=2 sin3R 可得， （ 2-1） B= 2 sin22.53 22.5R =194.5 mm 圖 2-2 重心計算簡圖 第二章 電機功率的確定 4 根據(jù)圖 1-1中偏心塊尺寸，計算其質(zhì)量，需要說明的是， 由于偏心塊受到較大的沖擊載荷，在選擇材料時，選用鑄鋼材料，其密度 37 .8 /g cm ， 由 m= v=7.8 60360 (37.52 -12.52 ) 22 1000=17.4 Kg 2.1.2 確定電機所需功率 故以上得夯頭受力為： F=mR 2 =17.4 0.1945 (103 )2 （ 2-2） =371 N 計算工作時所需功率：由 P=FR = 1033 7 1 0 .7 =2.72 KW （ 2-3） 由于帶在傳動過程中，存在著功率的損失，查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 1 可得，帶傳動效率為 =0.96 ， 在 本 傳 動 中 ， 使 用 了 兩 組 帶 ， 故 其 總 效 率 為總 =0.96 0.96=0.9216 。則電機所需功率為 Po =2.72 0.9216=2.95 KW 查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得： 選擇，其銘牌如下表 1-1： 表 2-2 Y 系列三相異步電動機 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Kg 同步轉(zhuǎn)速 1500 r/min,4 級 Y100L1-4 3 1420 2.2 2.2 38 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 第三章 確定 V 帶型號和帶輪直徑 3.1 確定 V 帶選用類型 本設(shè)計中采用窄 V帶其主要原因有： 1、 因設(shè)計結(jié)構(gòu)的需要，本設(shè)計中的 V 帶在安裝和拆卸時都存在著不便，因此，在傳動過程中應(yīng)選用一種耐用的帶。 2、 窄 V 帶與普通 V 帶相比，當(dāng)高度相同時，其寬度比普通 V 帶小約 30%，窄 V 帶傳遞功率的能力比普通 V帶大，允許速度和曲撓次數(shù)高，傳動中心距小，適用于大功率切且結(jié)構(gòu)緊湊的傳動。 3.1.1 V 帶尺寸的確定 要使帶傳動能正常進行，必須保證 V帶與帶輪緊密地結(jié)合，在 V 帶傳動中，帶截面夾角必 定大于帶輪截面夾角，并保證兩接觸面間有足夠的摩擦力。 在本設(shè)計中， V 帶截面尺寸如下所示： 表 3-1 V 帶截面尺寸 V帶截面示意圖如下： 圖 3-1 帶輪截面尺寸 3.2 V 帶疲勞強度及壽命校核 3.2.1 帶的工作應(yīng)力計算 帶在傳動過程中，其受力情況如下所示： 名稱 b h pb數(shù)值 11.5 8 40 9.7 第三章 確定 V 帶型號及帶輪直徑 6 圖 3-2 帶輪工作應(yīng)力圖 根據(jù)前面的 計算得，帶輪 1， 2的張緊力為 0F =142.3 N，而帶輪 3， 4上的張緊力為 0F =273.3 N，在計算帶輪壽命的過程中，本設(shè)計僅僅對通過帶輪 3上的應(yīng)力及帶的壽命進行了計算。選擇輪 3的原因是：輪 3 比輪 4小，帶在其上彎曲的次數(shù)較多，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)也較多，對帶的影響也是最大的。 帶速 V= 33601000Dn = 90 50060 1000 =2.36 m/s 根據(jù)公式： 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 . 9 2 1 62 . 3 6PvF =1172 其中 為帶輪包角， 為帶與帶輪的摩擦系數(shù)，本設(shè)計 中，令帶與帶輪的摩擦類型為皮革與鑄鐵類型，其摩擦系數(shù) =0.35 ，得 F=1172 N 。 又有： 12F F F ， （ 3-1） 1 0 0 2F F F F ， （ 3-2） 聯(lián)立式（ 3-1），（ 3-2）得： 1 0 12F F F F ，代入值得 1F =1798 N ， 2F =626 N 11 FA = 6179868.8 10 =26 aMP （其中 A 為帶截面面積） (3-3) 2 66262 6 8 . 8 1 0 9 . 1FA aMP 0 62 7 3 . 30 6 8 . 8 1 0 4FA aMP 由于帶速 V 10 m/s,所以離心力可以忽略。 2 . 3 7 51 9 0 / 23 5 0 1 8 . 5yb rE aMP (3-4) 在上式中，帶的彈性模量 E （ V帶彈性模量 E為 250: 400 M aP ） , 設(shè)計中取 E 350 M aP ； y 為帶的中性層到其最外層的距離，查機械設(shè)計得， V四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 帶 y= ah =3 ,r為曲率半徑， V帶 r=D/2 。 帶在工作時，強度條件應(yīng)滿足下式： m a x 1 1b （ 3-5） m a x 1 1b 26+18.5=44.5 aMP 3.2.2 帶的壽命計算 由帶的疲勞強度條件： 3600 vPh L dCCm mN Zt （ 3-6） 式中：pZ 繞過帶輪的數(shù)目； ht 總工作時間； V 帶速， m/s ； m 指數(shù)，膠帆布平帶傳動 m=5: 6,V帶傳動 m=11。 N 循環(huán)次數(shù)，在本設(shè)計中 N= 610 。 代入數(shù)值得： 1 1 611726 66 8 . 8 1 02 . 3 6 2 . 3 62 5 0 0 2 5 0 0( ) 1 0( ) 1 0 11113 6 0 0 4 3 6 0 0 4mhhtt 1 1 81172 66 8 . 8 1 0 112 . 3 62500( ) 1 03 6 0 0 4 hh tt =2.7 年 3.3 計算一級帶輪直徑及所受載荷 3.3.1 計算帶輪 D2 直徑并確定帶根數(shù) 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果 工作情況系數(shù) 查表 11.5得 AK =1.4 計算功率 .CAP K P =1.4 3 CP =4.2 KW 選帶型號 由表 11.16得 選用 SPZ型 小帶輪直徑 由表 11.16得 1D =85 mm 大帶輪直徑 2D = 112 8 5 1 4 2 0500( 1 ) ( 1 0 . 0 1 )Dnn 取 2D =236 mm （取滑動率 =1%，大帶輪轉(zhuǎn)速 500r/min） 大帶輪實際轉(zhuǎn)速 112 8 5 1 4 2 02 236( 1 ) ( 1 0 . 0 1 )DnDn 2n =506 r/min 計算帶長 求 mD 12 8 5 2 3 622DDmD mD =160.5 mm 求 21 2 3 6 8 522DD =75.5 mm 初取中心距 1 2 1 22 ( ) 0 . 5 5 ( )D D a D D h 6 4 2 1 8 5a mm 初取中心距 a =500 mm 帶長 22m aL D a 2755001 6 0 . 5 2 5 0 0 第三章 確定 V 帶型號及帶輪直徑 8 L=1515.4 mm 基準(zhǔn)長度 由圖 11.4得 dL =1600 mm 求中心距和包角 中心距 22144 ( ) 8mLD ma L D = 221 6 0 0 1 6 0 . 5 144 ( 1 6 0 0 1 6 0 . 5 ) 8 7 5 . 5 a=543 mm 642 mm合理 小帶輪包角 211 1 8 0 6 0DDaa 。 。= 2 3 6 8 55431 8 0 6 0。 。 =163.3。 120。 合理 求帶根數(shù) 帶速 V= 11 8 5 1 4 2 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0Dn V=6.32 m/s 傳動比 i=12nn =1420/500=2.84 帶根數(shù) Z=0()c aLPP P K K 3 .0 1 .4(1 .4 0 .2 1 ) 0 .9 2 0 .9 3 Z=3.05 （其中：由表 11.9得， P0 =1.4，包角系數(shù) 由表 11.7得 Ka =0.92，長度系數(shù) KL =0.93 由表 11.11得， 0P =0.21） 取 Z=3根 3.3.2 求軸上載荷 張緊力 2 . 5 20 5 0 0 ( )caaPKv z KF q v= 23 . 0 8 2 . 5 0 . 9 26 . 3 2 3 0 . 9 25 0 0 ( ) 0 . 0 7 6 . 3 2 0F =142.3 N （由表 11.4得， q=0.07 Kg/m） 軸上載荷 QF= 1 4 9 . 60 22 . 2 s i nzF = 1 4 9 . 60 22 . 2 3 s i nF QF=906 N （注：以上帶輪直徑及軸上載荷計算中引用的公式均來自機械設(shè)計 2 ） 3.3.3 帶輪結(jié)構(gòu) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 圖 3-3 帶輪 1 結(jié)構(gòu)尺寸 由于 帶輪 2 基準(zhǔn)直徑小于 300 350mm，所以采用腹板式。 以下繪圖中所采用的數(shù)據(jù)，均來自機械零件設(shè)計手冊 3，具體值見下表： 表 3-2 帶輪 2 結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 0d D B 1d L S S1 2S 1h 2h 1a 2a 1f 2f 數(shù)值 242 236 45 70 63 10 18 8 23 18 9 7 5 1 圖 3-4 帶輪 2 結(jié)構(gòu)尺寸 第三章 確定 V 帶型號及帶輪直徑 10 3.4 計算二級帶輪直徑及軸上載荷 3.4.1 計算帶輪 D3 、 D4 直徑 并計算載荷 按照以上的計算，初取大帶輪直徑 D4 =450 mm, 根據(jù)已知條件： n3 =500 r/min ,n4 =100r/min,由 i= 3 443n DnD 得 4433nDnD 100 4500500 =90 mm 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果 計算帶長 求 mD 34 9 0 4 5 022DDmD mD =270 mm 求 43 4 5 0 9 022DD =180 mm 初取中心距 3 4 3 42 ( ) 0 . 5 5 ( )D D a D D h 1 0 8 0 3 0 5a mm 初取中心距 a =700 mm 帶長 22m aL D a 21807002 7 0 2 7 0 0 L=2294 mm 基準(zhǔn)長度 由圖 11.4得 dL =2500mm 求中心距和包角 中心距 22144 ( ) 8mLD ma L D = 222 5 0 0 2 7 0 144 ( 2 5 0 0 2 7 0 ) 8 1 8 0 a=806mm 1080 mm 合理 小帶輪包角 211 1 8 0 6 0DDaa 。 。= 4 5 0 9 08061 8 0 6 0。 。 =153.2。 120。 合理 求帶根數(shù) 帶速 V= 33 9 0 5 0 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0Dn V=2.36 m/s 傳動比 i=12nn =500/100=5 帶根數(shù) Z=0()c aLPP P K K 3 .0 0 .9 6( 0 .8 0 .0 7 8 ) 1 .0 7 0 .9 2 Z=3.3 （其中：由表 11.9得， P0 =0.8，包角系數(shù) 由表 11.7得 Ka =0.92，長度系數(shù) KL =1.07 由表 11.11得， 0P =0.078） 取 Z=4根 3.4.2 求軸上載荷 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 張緊力 2 . 5 20 5 0 0 ( )caaPKv z KF q v= 23 2 . 5 0 . 9 22 . 3 6 4 0 . 9 25 0 0 ( ) 0 . 0 7 2 . 3 6 0F =273.3 N （由表 11.4得， q=0.07 Kg/m） 軸上載荷 QF= 1 4 9 . 60 22 . 2 s i nzF = 1 5 3 . 20 22 . 2 4 s i nF QF=2127 N （注：以上帶輪直徑及軸上載荷計算中引用的公式均來自機械設(shè)計 2 ） 3.4.3 帶輪結(jié)構(gòu) 以下繪圖所使用的數(shù)據(jù)，均來自機械零件設(shè)計手冊 3，由表 10.8，小帶輪 3采用實心式，大帶輪 4 采用輪輻式。 以下繪圖中采用的數(shù)據(jù)均來自機械零件設(shè)計手冊 3，具體值見下表： 表 3-3 帶輪 4 結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 D 0D 0d B ahfhf e 數(shù)值 90 96 50 58.5 38 3 9 9 13.5 6 圖 3-5 帶輪 3 結(jié)構(gòu)尺寸 表 3-4 帶輪 4 結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 0d D B 1d L S S1 2S 1h 2h 1a 2a 1f 2f 數(shù)值 60 450 58.5 120 108 18 36 10 55 44 22 17.6 11 8.8 第三章 確定 V 帶型號及帶輪直徑 12 圖 3-4 帶輪 4 結(jié)構(gòu)尺寸 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 第四章 軸的設(shè)計 4.1 帶輪 4 上軸的設(shè)計 4.1.1 初步確定軸的尺寸 軸材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)，參考材料力學(xué) 4 得， G=80 aGP ， 4 0 aGP ， 1 .5 / m 。 。 軸上轉(zhuǎn)矩： 3 0 . 9 2 1 91 1009 5 4 9 9 5 4 9PnT =264 N/m (4-1) 由強度條件： m a x m a x3316 tTTD (4-2) m a x 616 1 6 2 6 43 33 4 0 1 0 TD =32.3 mm 由剛度條件： m a x m a x 43321 8 0 1 8 0m a x DpTTGIG 。 。(4-3) m a x23 2 1 8 043 TGD 。33.6 mm 初取軸的直徑為 D=60 mm 4.1.2 帶輪 4 上軸的整體設(shè)計 帶輪 4 上主要安裝的零件有，帶輪 4，夯頭架，固定套筒。在設(shè)計軸時，其長度應(yīng)該大于這幾個零件寬度之和，在校核軸時，主要應(yīng)考慮的是軸的受力彎曲變形。 第四章 軸的設(shè)計 14 圖 4-1 帶輪 4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1.3 軸的受力校核 根據(jù)前面 計算得： 軸上離心力： F離=326 N ，同時軸上還受到夯頭和帶輪 4的重力作用。 夯頭受到的重力為： G=Mg=15.3 9.8=150 N 帶輪 4受到的重力為： G=Mg= vg = 2 7 . 0 ( 2 2 . 5 ) 5 . 8 5 / 1 0 0 0 9 . 8 =638 N 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 圖 4-2 帶輪 4 軸的受力分析 計算項目 計算內(nèi)容 計算結(jié)果 計算支承反力 水平面反力 1 8 2 4 8 2174 388RF N ；2RF 388 N 垂直面反力 1RF=525 N ， 2RF=-525 N 水平面（ xy）受力圖 見圖 4-2b 垂直面（ xz）受力圖 見圖 4-2c 畫軸彎矩圖 水平面彎矩圖 見圖 4-2d 垂直面彎矩圖 見圖 4-2e 合成彎矩圖 見圖 4-2f 畫軸轉(zhuǎn)矩圖 見圖 4-2g 軸受轉(zhuǎn)矩 1TT T =264 第四章 軸的設(shè)計 16 許用應(yīng)力 用插值法由機械設(shè)計表 16.3得： 0b =95 aMP 許用應(yīng)力值 1b