主驅(qū)動軸的設(shè)計與校核4.1軸的選擇對軸的選擇要控制好材料指標(biāo)，這里主要選擇45鋼，經(jīng)過預(yù)處理。查表得，材料的力學(xué)性能為σb＝650MPa，σ-1＝270MPa，τ-1＝155MPa，E＝2.15×105MPa，按軸所受的轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑為dmin＝A因為材料為45鋼，取A＝115，得：dmin＝A·QUOTE2pn=115×3183.15因此選取軸的最小徑為75cm4.2軸承的選擇軸承是翻板機(jī)中必不可少的零件之一，為了能夠使得套圈進(jìn)行嚴(yán)格的定位，軸承和軸均采用過盈配合，并要求軸承在使用前必須是干凈的，裝配時需用專業(yè)工具或著在過盈配合環(huán)上墊上棒或著套，不可以通過滾動體和保持架傳遞壓力或打擊力[12]。這里我們主要以軸承所能承載的作用力進(jìn)行規(guī)劃，選擇合適的軸承，最終以角接觸球為主。根據(jù)dп-ш＝82mm，選取7271AC型角接觸球軸承，其軸的基本尺寸如圖4所示：圖4軸的設(shè)計簡圖4.3軸的校核軸的整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，結(jié)構(gòu)之間的連接較為緊密，要多方面檢查軸的結(jié)構(gòu)，確定好結(jié)構(gòu)承載負(fù)荷，保證其支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，軸的載荷可以通過其他系數(shù)計算求得，基于軸強(qiáng)度特殊性，需要對軸強(qiáng)度進(jìn)行校核。(1)軸的計算簡圖如圖5所示：圖5軸的力學(xué)簡圖(2)輪齒受力分析：圓周力：Ft＝QUOTE2Td=2×2332110130=35878.62N2T徑向力：Fr＝QUOTEFttanαcosβ=35878.62×tan20.529°cos13.590軸向力：Fa＝Fttanβ＝35878.62×tan13.590°＝8673.32N(3)計算支反力：水平方向：FNH1＋FNH2－Ft＝0FNH1(l2＋l3)－Ftl3＝0FNH1＝26492.05NFNH2＝9683.57N垂直方向：FNV1＋FNV2－Fr＝0FNV1(l2＋l3)－Frl3－Ma＝0Ma＝QUOTEFaD28673.32×1302FNV1＝11703.39NFNV2＝2118.77N(4)彎矩圖如圖6所示：分別按水平面和垂直面計算彎矩：水平方向彎矩：MH＝FNH1·l2＝26492.05×98.5N·mm＝2609466.93N·mm垂直方向彎矩：MV1＝FNV1·l2＝11703.39×98.5N·mm＝1152783.92N·mmMV2＝FNV2·l3＝－2118.77×278N·mm＝－589018.06N·mm總彎矩：QUOTEM1=MH2+MV12=2609466.93圖6彎矩圖(5)根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核σca＝QUOTEσ2+4αι2α——折合系數(shù)，由于彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力循環(huán)特性不同的影響。選取α＝1;σ——彎曲應(yīng)力;τ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力。彎曲應(yīng)力計算：σ＝QUOTEMWMW（4-3）W——抗彎截面剛度：抗彎截面系數(shù)計算：W＝QUOTEπ32d3=π因此σ＝QUOTEMW=2852758.04215689.97=13.226Mpa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力計算：τ＝WT——抗扭截面剛度：抗扭截面系數(shù)計算：WT＝QUOTEπ16d3=2w=431379.94mm因此τ=代入式得：

σ前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，得[σ-1]＝60MPa。因此σca＜[σ-1]，所以安全。4.4軸承校核軸承型號為7217AC角接觸軸承，軸承正裝，預(yù)計設(shè)備的工作時間為40000小時，轉(zhuǎn)速111r/m。(1)計算軸承數(shù)據(jù)：Fa＝8673.32NFt＝35878.62NFr1＝QUOTEFNH12+FFr2＝QUOTEFNH22+F7217AC角接觸球軸承的派生軸向力為Fd＝0.68FrFd1＝0.68Fr1＝0.68×28962.01＝1969417NFd2＝0.68Fr2＝0.68×9622.73＝6543.46N (2)判斷松緊端Fd1＝19649.17NFd2＋Fa＝6543.46＋8673.32＝15216.78N＜Fd1因此軸承左端放松，右端壓緊。放松端軸承承受的軸向力為：Fa1＝Fd1＝19694.17N壓緊端軸承承受的軸向力：Fa2＝Fd1-Fa＝19694.17－8673.32＝11020.85N(3)計算軸承的當(dāng)量動載荷QUOTEFa1Fr1Fa1FQUOTEFa2Fr2Fa2Fr2＝1.145＞得，X1＝1，Y1＝0X2＝0.41，Y2＝0.87軸承的當(dāng)量動載荷：P＝fd(XFr＋YFa)（4-5）fd——載荷系數(shù)，取1。因此，P1＝fd(X1Fr1＋Y1Fa1)＝1.5×(1×28962.01＋0)＝43443.02NP2＝fd(X2Fr2＋Y2Fa2)＝1.5×(0.41×9622.73＋0.87×11020.85)＝20300.19N得{P1,P2}max＝P1＝43443.02N(4)計算軸的壽命 L?ft——溫度系數(shù)，選取ft＝1;ε——指數(shù)，對于球軸承，ε＝3;C——基本額定動載荷，得C＝65.5Kn。代入得，Lh＝QUOTE10660nftc5曲柄滑塊傳動的設(shè)計曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有聯(lián)動性的特點，各個元件之間相互連接，接觸面相對比較低，加工起來也比較簡單，更容易實現(xiàn)高效生產(chǎn)，同時保證精度達(dá)標(biāo)。具有承載能力大，利于潤滑，磨損輕，壽命長，易于加工，成本低等特點，故在機(jī)械行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用[13]。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在機(jī)械中的應(yīng)用頻率比較高，這種機(jī)構(gòu)運(yùn)動及動力性能研究方法與平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)有所不同。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有一定的延伸性，可以分化為三部分，包括導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖塊機(jī)構(gòu)、定快機(jī)構(gòu)，它們之間都有一定的連接性，彼此之間共同作用，推動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)穩(wěn)定運(yùn)行。定塊機(jī)構(gòu)用于抽水機(jī)桶機(jī)構(gòu)和空油泵機(jī)構(gòu)中[14]。5.1曲柄的設(shè)計曲柄滑塊機(jī)構(gòu)本身具有多重應(yīng)用優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性比較高，接觸面比較緊密，能夠有效降低加工難度，同時精度也可以得到保障。在機(jī)械制造中的應(yīng)用程度比較高。但是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)還是存在一定局限性，在承載符合高的情況下機(jī)構(gòu)會失去運(yùn)行作用，在設(shè)計過程中要重點考慮這方面的問題。隨著工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，要進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)構(gòu)的傳動性能，從多個方面提高其參考系數(shù)。因為翻板裝置轉(zhuǎn)動的半徑為900mm，齒輪的中心距為500mm，所以選擇導(dǎo)軌長度為700mm，然而曲柄轉(zhuǎn)動需保證導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動90度，因此曲柄必須安裝在距離軸心坐標(biāo)為（-250，-250）的位置上。所以曲柄的中心距為250mm，因為曲柄自身的重量可能會引起不必要的負(fù)荷，所以選取曲柄厚度為25mm，為了增加曲柄的強(qiáng)度和剛度，因此在有孔的配合處需要加長。銷孔為48mm，電動機(jī)輸出軸配合的孔直徑為65mm?？衫L出曲柄的三維模型，如圖7所示：圖7曲柄的三維模型圖5.2導(dǎo)軌的設(shè)計在工作過程中滑塊需要保證下表面與工作臺上表面之間的平行度，同時滑塊運(yùn)動方向與工作臺表面需要保證相應(yīng)的垂直度，需要通過導(dǎo)軌保證運(yùn)動精度[15]。由于齒輪軸的中心高在500mm左右，然而滑塊在導(dǎo)軌里的滑動距離為400mm，滑塊的長度為100mm，所以導(dǎo)軌的長度為450mm，加上孔的外圓半徑為65mm，滑塊的厚度為40mm，底的厚度為10mm，所以導(dǎo)軌的厚度為50mm。可繪制出導(dǎo)軌的三維零件圖，如圖8所示：圖8導(dǎo)軌的三維零件圖5.3滑塊和銷的設(shè)計在運(yùn)動過程中滑塊受壓力Fn和摩擦力fs，選取滑塊的長度為80mm，寬度為50mm，厚度為50mm，導(dǎo)塊部分厚度為30mm。fs=Fn×=45609.2×0.21=9577.9N

F合=Fn=F/A=46603.8/0.04×0.07=16.64MPa<=191.6MPa所以能夠滿足要求。=s/S=230/1.2=191.7Mpa，可繪制出的滑塊三維零件圖，如圖9所示：圖9滑塊三維零件圖在工作過程中銷受剪切力，根據(jù)強(qiáng)度條件得：=F/A=46603.2/3.14×0.0142=75.78MPa＜=149MPa故安全（=/S=373/2.5=149MPa，得安全系數(shù)K=1.5-2.5，選取K=2.5，初選銷的直徑為28mm）?？衫L制出銷的三維模型圖，如圖10所示：圖10銷的三維模型圖結(jié)論翻板機(jī)在各個行業(yè)領(lǐng)域中都有一定的應(yīng)用，而且應(yīng)用效果相對來說比較理想。然而每一種翻板機(jī)應(yīng)用的工況和要求并不完全一致，從而造成了翻板機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，再加上設(shè)計水準(zhǔn)和設(shè)計手段參差不齊等弊端，翻板機(jī)的研究價值也隨之體現(xiàn)出來。由于目前翻板機(jī)有著多種多樣的形式，因此翻板機(jī)的種類也有很多。不同的翻板機(jī)其性能不同，目前我們所熟知的翻板機(jī)就有好多種，翻板機(jī)在鋼廠中的應(yīng)用最為廣泛，同時也是鋼廠中不可缺少的設(shè)備之一，它主要作用在于翻轉(zhuǎn)鋼板，起到一個質(zhì)量檢測的作用，同時也可以借助翻轉(zhuǎn)板實現(xiàn)對鋼板的人工調(diào)整。翻板機(jī)有著較為明顯的結(jié)構(gòu)特點，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是翻板機(jī)的延伸，它能夠通過減速器實現(xiàn)低速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)動方式，翻板機(jī)由多個小構(gòu)件組成。當(dāng)翻板機(jī)在工作時，鋼板被送到由多個翻轉(zhuǎn)臂組成的