偏心塊振動(dòng)式土壤夯實(shí)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、偏心塊振動(dòng)式土壤夯實(shí)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蛀式打夯機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀輕型壓實(shí)設(shè)備蛙式打夯機(jī)是一種簡(jiǎn)易壓實(shí)施工機(jī)械，市場(chǎng)擁有量巨大，但工作效率很低,而且安全性較差，一般只能進(jìn)行小面積薄鋪層的平整和初步壓實(shí)工作。但隨著振動(dòng)平板夯和 振動(dòng)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(jī)真正退出歷史舞臺(tái)。蛙式打夯機(jī)的工作過(guò)程是通過(guò)帶傳動(dòng)，在利用偏心塊離心力的作用下使得夯體作上下沖 擊振動(dòng)，從而壓實(shí)物料。同時(shí)也是利用離心力的作用，使得機(jī)體得以自行移動(dòng)。現(xiàn)階段的蛙 式打夯機(jī)在整體布局上沒(méi)有多大的變化，而改進(jìn)之處，一是原動(dòng)機(jī)性能的不斷革新，使得整 機(jī)性能得到了較大的改進(jìn)；二是對(duì)整機(jī)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的改進(jìn)，使得轉(zhuǎn)向

2、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(jìn)展，他們?cè)跈C(jī)體托 盤下方安裝了一個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，克服了以往機(jī)體轉(zhuǎn)向費(fèi)力的缺點(diǎn)，使得夯實(shí)轉(zhuǎn)向工作能更 輕易地進(jìn)行。蛙式打夯機(jī)的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)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(jī)，其主體部分都是通過(guò)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(shí)，焊接操作方便，簡(jiǎn)單，也便于 以后對(duì)機(jī)器的改進(jìn)。其采用的材料也主要以鋼材為主，這在減小機(jī)器結(jié)構(gòu)尺寸，增加機(jī)體剛 性上取得了很好的效果，使得打夯機(jī)工作效率有了較大的提高。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的本次設(shè)計(jì)的蛙

3、式打夯機(jī)在造型上較為傳統(tǒng)，具體積較龐大，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(jī)中，其結(jié)構(gòu)主要是采用型鋼焊接，這在減 小體積、加強(qiáng)機(jī)體總體緊湊性上得到了很好的解決。在本設(shè)計(jì)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(jī)器的工作效率和動(dòng)力特性。這樣做的原因主要是為了能綜 合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過(guò)對(duì)它的總體的設(shè)計(jì)，使我在對(duì)知識(shí)的互相貫穿、相互鏈接上取得了 不小的收益。雖然本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是蛙式打夯機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也涉及到了 機(jī)械加工工藝及工裝的設(shè)計(jì)，這在知識(shí)的結(jié)構(gòu)面上得到了較全面的補(bǔ)充與統(tǒng)一。打夯機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖打夯機(jī)的工作過(guò)程為：電動(dòng)機(jī)1輸

4、出的轉(zhuǎn)矩通過(guò)V帶3傳遞給減速大帶打夯機(jī)的工作過(guò)程為輪5,在大帶輪的支承軸4上有一個(gè)二級(jí)減速小帶輪，轉(zhuǎn)矩再通過(guò) V帶傳遞給輸出大帶 輪6,帶輪6是支承在軸7上的，同時(shí)通過(guò)螺栓將軸承座8和夯頭架10連接起來(lái)，大帶輪在 轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，將帶動(dòng)連接在上的偏心塊 9一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，將帶動(dòng)夯頭底板 10做上下沖擊震動(dòng)，從而壓實(shí)物料。同時(shí)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(jī)前移。1、電動(dòng)機(jī)；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

5、；13、張緊螺釘；14、電機(jī)支架；15、底板圖1-1蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2打夯機(jī)的總體設(shè)計(jì)機(jī)械所需沖擊能量為 m 60kg ?m ,沖擊次數(shù)為120-140 (r/min )。已知夯機(jī)夯擊次數(shù)可知偏心塊的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，即轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶、皮帶輪帶動(dòng) 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而偏心塊是安裝在軸上與軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)的。因此可通過(guò)偏心塊的轉(zhuǎn)速知道軸的轉(zhuǎn)速， 又知道打夯機(jī)的沖擊能量，就知道其做功的多少，通過(guò)計(jì)算求得偏心塊的質(zhì)量，從而對(duì)夯機(jī) 偏心塊的外形進(jìn)行設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇、軸的設(shè)計(jì)、大小皮帶輪的設(shè)計(jì)，再根據(jù)電動(dòng)機(jī)、大 小皮帶輪選擇皮帶，根據(jù)軸和軸承選擇軸承蓋，進(jìn)行軸承座的設(shè)計(jì)。通過(guò)以上設(shè)計(jì)夯機(jī)座(夯 機(jī)拖盤、扶手、夯板

6、、電纜搭環(huán)和開(kāi)關(guān)、夯架)。方案如下圖2-1所示。圖2-1設(shè)計(jì)流程圖3偏心塊設(shè)計(jì)偏心塊的作用偏心塊裝在夯擊軸的大帶輪上，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心塊隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò) 偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，當(dāng)偏心塊處于最高位置時(shí)，將夯架抬起，并且?guī)?dòng)打夯機(jī)往前移， 當(dāng)偏心塊處于最低點(diǎn)時(shí)，夯架落下，夯擊地面起到夯實(shí)地面的效果。為了安裝方便和使其轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，把偏心塊分為偏心塊一和偏心塊二。其大小形狀相同。確定偏心塊的質(zhì)量在整機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于夯擊能量60Kg m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(shí)應(yīng)考慮到：當(dāng)夯頭被抬升至最高位置時(shí)，偏心塊 產(chǎn)生的離心力只需要克服夯頭重力，即 f

7、高G逐。只有這樣，離心力才能將夯頭帶起，并使整 機(jī)前移。根據(jù)設(shè)計(jì)的目的和技術(shù)指標(biāo)：已知夯擊次數(shù)為120-140次/min ,偏心塊每轉(zhuǎn)一周，夯架夯擊一次，所以可知：取偏心塊的轉(zhuǎn)速：n 130r/ min TOC o 1-5 h z 21302 n 4.33 rad /s（3-1）60i f式中n：偏心塊的轉(zhuǎn)速（即夯擊軸上帶輪的轉(zhuǎn)速）；：偏心塊的角速度。根據(jù)圖3-2中尺寸，確定偏心塊的重心到到夯擊軸中心的距離B:圖3-2重心計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)偏心計(jì)算公式3-1 :240 Rsin 2240 400 sin3060254.8mm(3-2)根據(jù)圖3-1中偏心塊的尺寸，計(jì)算其質(zhì)量，由于偏心塊受到較大的沖擊載

8、荷，在選擇材 料時(shí)，選用鑄鋼材料，其特性具有較高的強(qiáng)度，塑性和韌性，成本較低，在重型機(jī)械中用于 承受較大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架，水壓機(jī)底座等。鑄鋼密度：7.8g/cm3因此兩塊偏心塊的質(zhì)量為m:(3-3)60,22、m v 7.8 (4015 ) 3 21000 33.7 Kg3603.3 跳擺部分質(zhì)量已知該打夯機(jī)的夯擊能量為 E=60kg - m =600 N m經(jīng)查閱資料蛙式夯實(shí)機(jī)夯擊能量 的計(jì)算與測(cè)試方法1知公式： TOC o 1-5 h z 22E Eh E0 MgH m0r0(3-4)Eh：跳擺部分質(zhì)量；M自由落體勢(shì)能；E0:偏心質(zhì)量；m0產(chǎn)生的偏心附加能量；已知該打夯機(jī)跳躍高度

9、H=200 mm偏心塊質(zhì)量m0=33.7 Kg；跳擺部分質(zhì)量 M_ _2 2(3-5)E E。600 33.7 0.2548(4.33 )9 7.78 lggH10 0.23.4 夯錘對(duì)地面的沖擊力偏心塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)靠重力和拉力的合力提供向心力，當(dāng)拉力大小等于電 動(dòng)機(jī)連同打夯機(jī)搖擺部分的重力時(shí)，才能使打夯機(jī)底座剛好離開(kāi)地面。設(shè)拉力為T,當(dāng)拉力大小等于搖擺部分的重力時(shí)，才能使搖擺部分剛好離開(kāi)地面，即 T Mg(3-6)對(duì)偏心塊： mg T m 2r(3-7)式中m：偏心塊的質(zhì)量；M跳擺部分質(zhì)量；：偏心塊的角速度；r：偏心塊重心距夯擊軸的距離。當(dāng)偏心塊位于最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律求出

10、偏心塊通過(guò)最低點(diǎn)位置時(shí)，對(duì)偏心塊的 拉力，對(duì)打夯機(jī)受力分析，求出地面的支持力，從而得知打夯機(jī)對(duì)地面的夯擊力。當(dāng)偏心塊處于最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)偏心塊：(Lh (20003000)h 989508h(3-8)Ti Mg 2 mg(3-9)對(duì)打夯機(jī)受力：N T1 Mg 2(M m) g因此打夯機(jī)對(duì)地面的沖擊力：(3-10)F 2(m M)g 2 (97.78 33.7) 10 26296N4 電動(dòng)機(jī)的選擇傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)機(jī)器通常是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。其中傳動(dòng)裝置時(shí)將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng) 和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)的中間裝置。它常具備減速（或增速）、改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以及將 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞與分配的

11、作用，所以說(shuō)傳動(dòng)裝置是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置的質(zhì) 量和成本在整部機(jī)器中占有很大的比重，整部機(jī)器的工作性能、成本費(fèi)用以及整體尺寸再很 大程度上取決于傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的狀況。由于帶傳動(dòng)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小并且有吸振、緩沖作用，過(guò)載時(shí)帶與帶輪之間將發(fā)生 打滑而不致?lián)p壞其他零件。帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝及維護(hù)均較方便。所以次打夯機(jī)采 用二級(jí)帶傳動(dòng)。傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖 4-1所示。圖4-1蛙式打夯機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖電動(dòng)機(jī)的概述由于工業(yè)上用電一般為三相交流電源，因此除特殊要求以外一般應(yīng)選取三相異步交流電 動(dòng)機(jī)，其中最常見(jiàn)的是籠式異步三相交流電機(jī)，它具有高效、節(jié)能、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，噪聲低，振動(dòng)小，可靠性高，使用維護(hù)方

12、便等特點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)已經(jīng)系列化，設(shè)計(jì)中只需根據(jù)工作所需要的功率和工作條件，選擇電動(dòng)機(jī)的類型 和結(jié)構(gòu)形式、容量、轉(zhuǎn)速，并確定電動(dòng)機(jī)的具體型號(hào)選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)容量(功率)選得合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響，當(dāng)容量小于工 作需要時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作， 或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載發(fā)熱量大而過(guò)早損壞， 容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能量不能充分利用，經(jīng)常處于不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都 較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來(lái)決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。 對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小、常溫下工作的機(jī)械，只要電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm等于或略大于

13、所需電動(dòng)機(jī)攻略 P),即Pm Po,電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，而不必校驗(yàn)發(fā)熱和 啟動(dòng)力矩。(1)計(jì)算工作機(jī)所需功率P由于系統(tǒng)的夯擊能量 E=60Kg m=600N m,偏心輪每旋轉(zhuǎn)一周，對(duì)地面夯擊一次，已知 夯擊次數(shù)：n=130r/min,可以求出偏心輪每旋轉(zhuǎn)一周所用時(shí)間 t:(4-1),606t s 130 13(4-2)因此工作機(jī)所需功率Pw :Pw -式中Pw：工作機(jī)所需功率，Kw ; E:夯擊能量，J;則 Pw 60LJ3 Im 6(2)確定電動(dòng)機(jī)所需功率R電動(dòng)機(jī)所需功率Pd由工作機(jī)所需功率和傳動(dòng)裝置的總效率按下式計(jì)算(4-3)(4-4)T 9.5N m 2 2 a 12式中k 3.5

14、mm:電動(dòng)機(jī)工作功率， Kw ;l 20mm：從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率； l : v帶傳動(dòng)效率；2：滾動(dòng)軸承傳遞效率。查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-7取1 0.96, 2 0.99 TOC o 1-5 h z 一 2一 2一,、a 0.960.990.91(4-5)Pd 良 工3 1.43Kw(4-6)a 0.91(3)確定電動(dòng)機(jī)額定功率Pm電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm通常按下式計(jì)算：Pm (1-1.3) Fd (1-1.3) 1.43 1.86Kw(4-7)4.2.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速容量相同的電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速由 3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min四種

15、。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則磁極數(shù)越少，尺寸和重量越小，價(jià)格也越低。但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與工作機(jī)轉(zhuǎn) 速相差過(guò)多勢(shì)必造成傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比加大，致使傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸和重量增加，價(jià)格 提高。而選用較低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，則情況正好相反，即傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸和重量減小， 而電動(dòng)機(jī)的尺寸和重量增大，價(jià)格提高。因此，在確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分析比較權(quán)衡 利弊，選擇最優(yōu)方案。已知偏心塊的轉(zhuǎn)速n=130r/min查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表1-8 :V帶的許用傳動(dòng)比：i (2-4)所以總彳動(dòng)比ia：ia (24) (2-4) 4 16(4-8)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍nd:% (416) 130 5202080r/min(4-9)符

16、合這一范圍轉(zhuǎn)速的同步帶轉(zhuǎn)速有1500r/min、1000r/min、750r/min ,查蛙式夯實(shí)機(jī)夯擊能量的計(jì)算與測(cè)試方法 知公式：表10-8查出三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有三種傳動(dòng)比方案如表4-1所示表4-1傳動(dòng)比方案比較力殺電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）傳動(dòng)比同步1Y100L-42.215001430112Y112M-62.210009407.233Y132S-82.27507105.46綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸，機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)比，方案 1比較合適，故選用Y100L-4型 電動(dòng)機(jī)，其主要性能如表4-2和安裝尺寸如表4-3所示。表4-2 Y100L-4型電動(dòng)機(jī)主要性能電

17、動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（Kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min ）滿載轉(zhuǎn)速（r/min ）Y100L-42.215001430表4-3 Y100L-4型電動(dòng)機(jī)外形尺寸中心高度H長(zhǎng)寬局LX 2AC X HD安裝尺寸AX B軸伸尺寸平鍵尺寸100380X 287 X 245160X14028X 608X 25總傳動(dòng)比計(jì)算及各級(jí)傳動(dòng)比分配（1）傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比的計(jì)算電動(dòng)機(jī)選定以后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速及工作機(jī)轉(zhuǎn)速,計(jì)算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為ia：(4-10)nm 1430 一ia11n 130r/min 。式中：nm：電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，r/min ； n：偏心輪轉(zhuǎn)速,(4-11 )19 mm : H -田軸v帶傳動(dòng)的(

18、4-12)式中i1： I - II軸v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比；d 0 d 34。d 42mmi1處于v帶傳動(dòng)的比2 4之間符合要求。傳動(dòng)比分配為i1 2.75 , i2 4。傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算(1)各軸轉(zhuǎn)速I 軸：n1 nm 1430 (r/min)II軸：nn ni1 1430/2.75 520 (r/min)ID軸：nm nn /i2 520/4 130 (r/min)(2)各軸的功率I 軸：Pd 1.43 (Kw)II 軸：PnP1 21.430.960.991.37 (Kw)田軸：PmPn1 21.370.960.991.3 (Kw)(3)各軸轉(zhuǎn)矩 TOC o 1-5 h z I

19、軸：T1 Td 9550 9 9550143 9.5(N?m) nm143011 軸：9550 . 9550137 25.16(N?m)n520田軸：T 皿9550-p 955013 95.5 (N?m)nm 130計(jì)算數(shù)值列表如下如表4-4表4-4蛙式打夯機(jī)各軸主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果軸號(hào)輸入功率P (Kw)轉(zhuǎn)矩T(N m)轉(zhuǎn)速 n ( r/min )I1.439.51430n1.3725.16520m1.395.51305 V帶的選擇V帶的概述帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)。帶傳動(dòng)可分為摩擦型傳動(dòng)和嚙合型帶傳動(dòng)。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做相應(yīng)的輪槽。當(dāng)傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸，槽面摩擦可以提

20、供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù) V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。v帶傳動(dòng)v帶傳動(dòng)也稱三角帶傳動(dòng)，通過(guò)楔形槽與 v帶之間的楔式作用來(lái)調(diào)高壓緊力，因此在同樣的預(yù)緊力條件下，v帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力，且傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊。V帶多已標(biāo)準(zhǔn)化，其截面尺寸和基準(zhǔn)長(zhǎng)度均有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，v帶輪的基準(zhǔn)直徑及v帶輪的輪槽有標(biāo)準(zhǔn)系列，故v帶傳動(dòng)應(yīng)用廣泛。主要用于一般機(jī)械來(lái)傳遞中等功率及中等速度的場(chǎng)合。帶傳動(dòng)特點(diǎn)帶傳動(dòng)有以下優(yōu)缺點(diǎn)：1、優(yōu)點(diǎn)：1）有彈性，能夠承受沖擊載荷并具有緩沖及減小振動(dòng)的作用，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低。2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸精度要求低。3）可以不用外罩，不用潤(rùn)滑，維護(hù)簡(jiǎn)單。4）制造成本低廉，特別是在中

21、心距較大的場(chǎng)合，帶輪配置簡(jiǎn)單。5）可實(shí)現(xiàn)多用途傳動(dòng)6）過(guò)載時(shí)帶與帶輪之間會(huì)產(chǎn)生打滑，故具有過(guò)載保護(hù)作用（齒形帶除外）。7）在工作條件（載荷、摩擦因數(shù)）不變的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)精度高。8）可以用于遠(yuǎn)距離的傳動(dòng)。2、缺點(diǎn)：1）體積較大、結(jié)構(gòu)不緊湊。2）由于預(yù)緊力的影響，帶傳動(dòng)即便不工作，帶和軸也會(huì)受力，且軸受到的載荷較大。3）滑動(dòng)率通常達(dá)1%-3%對(duì)傳動(dòng)比會(huì)有少許影響，彈性滑動(dòng)不可避免，傳動(dòng)比不穩(wěn)定。4）只能適用于一定的溫度范圍，超出時(shí)帶易失效。5）通常帶不耐酸、堿、油、水蒸氣等，易腐蝕。6）摩擦因數(shù)及帶的伸長(zhǎng)會(huì)影響到打滑和承載能力，而這又與灰塵、雜質(zhì)、油類、溫度、 適度等有關(guān)。7)不是完全彈性體，預(yù)緊力

22、會(huì)發(fā)生變化，需要經(jīng)常在張緊或采用自動(dòng)張緊裝置。8)傳動(dòng)速度低、傳遞功率小。9)帶的壽命較短，易產(chǎn)生打火花，不宜用以易燃易爆的場(chǎng)合。I II軸v帶設(shè)計(jì)已知電動(dòng)機(jī)與II軸之間用普通 v帶傳動(dòng)。選擇異步電動(dòng)機(jī)，具額定功率 P=2.2 kw,轉(zhuǎn)速 i1 1430 r / min ，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n口 530r / min ；打夯機(jī)工作時(shí)有大的沖擊，每天工作兩班制 工作。(1)確定計(jì)算功率Pc :根據(jù)工作情況，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-2得工況系數(shù)Ka 1.2Pc Ka P 1.2 2.2 2.64Kw(5-1)式中Ka：工作情況系數(shù)；P:電動(dòng)機(jī)的額定功率；(2)選擇v帶型號(hào)根據(jù) Pc 2.64KW 和

23、 m 1430r/min 查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 圖6-4選A型三角帶(3)確定小帶輪直徑d1：表5-1普通v帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑系列( GB/T 10412-2002 ) /mm型號(hào)YZABCDE最小基準(zhǔn)直徑205075125200355500注：1.基準(zhǔn)直徑的極限偏差為0.8%2.普通 v 帶帶輪的基準(zhǔn)直徑系列是： 20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,56,63,67,71,75, 80,85,90,95,100,106,112,118,125,132,140,150,160,170,180,200,212,224,236,250,265, 280, 300,

24、315,335,355,375,400,425,450,475,500,530,560,600,630,670,710,750,800,900, 1000查表5-1 取d1 100mm。(要大于或等于最小直徑，并符合直徑系列)(4)確定大帶輪直徑d2大帶輪直徑d2:d2i1dl(1)(5-2)式中d2:大帶輪直徑;i1 ： I- II軸間傳動(dòng)比i1 2.75；di：小帶輪直徑d1 100;:彈性滑動(dòng)率取 d2 i1dK1)2.75 100(1 0.02) 269.5mm帶入5-2式得:d2i1dl(1) 2.75100(1 0.02) 269.5mm查上表5-1 取d2265mm實(shí)際傳動(dòng)比i1

25、 :i1265d /1)100 ( 10.02)2.7(5-3)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2:n11430n2-i12.7529 .6r / min(5-4)轉(zhuǎn)速誤差:八 520529 .6 n 口 5200.0181 .8%(5-5)對(duì)于帶式輸送機(jī)裝置,轉(zhuǎn)速誤差在土5%圍內(nèi)是允許的。(5)驗(yàn)算帶速v:d1n110014307.48m/s60 100060 1000在規(guī)定的5m/sv25m/s范圍內(nèi)，合理(5-6)(6)初選中心距a0.7(d1 d2) a0 2(d1 d2)0.7 (100 265) a0 2 (100 265)255.5 a0730取 a0 400mm(7)初選帶長(zhǎng)L02a 0 (d1

26、d 2)2(d2 d1)2(5-7)(265 100)22 400(100265)-2 )4 4001390 .07 mm(8)選擇v帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-5找到與L0 1390.07mm相接近的數(shù)據(jù)取Ld 1400 mm。(9)實(shí)際中心距aa a。1400 139。7 405mm 2(5-8)(10)驗(yàn)算小帶輪包角180d2&a265 10057.357.3405156.66120經(jīng)計(jì)算，小帶輪包角取值合理。(11)計(jì)算單根v帶的基本額定功率P(5-9根據(jù)d1 100mm和n1 1430r / min ,查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-9用插值法取A型v帶的P1

27、：1.32 1.14P1 1.32 (1460 1430) 1.299kw1460 1200(12)額定功率的增量根據(jù) n1 1430r / min和i1 2.7查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-9用插值法，取得A型v帶的 P1 : P10.150.13,.0.15 (14601430 )0.148 kw14601200(13)計(jì)算v帶根數(shù)z根據(jù)1 156.7查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-3得包角系數(shù)：K 0.95根據(jù)Ld 1400mm,查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-7得帶長(zhǎng)修正系數(shù)Kl 0.96PC(R AP1)K Kl(5-10)2.64(1.299 0.148) 0.95 0.96

28、 1.996取Z 2(14)確定單根v帶的預(yù)緊力Fol 500R/2.5 八 2F0 CC-(1) mv(5-11)Zv K500 2.64(至 11 0.1 7.482 2 7.48 0.95149.56N查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-4 A型帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量 m 0.10kg/m(15)確定帶對(duì)軸的壓力Fq：Fq 2ZF0Sin (5-12)22 2 149.56 sin15672585.9Nnm軸v帶設(shè)計(jì)已知I與II軸之間用普通 v帶傳動(dòng)。選擇異步電動(dòng)機(jī)，具額定功率P=2.2 kw,轉(zhuǎn)速n1 1430r / min ,從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n2 529.6r/min ; II與in軸同樣采用v帶傳

29、動(dòng)。打夯機(jī)工作時(shí) 有大的沖擊，每天工作兩班制工作。(1)確定計(jì)算功率Pc2II軸上的功率PnPnP 1 2.2 0.96 2.112kw(5-13)根據(jù)工作情況，查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-2得工況系數(shù)Ka 1.2Pc2 Ka Pn 1.2 2.112 2.53kW式中Ka：工作情況系數(shù)(2)選擇v帶型號(hào)根據(jù)% 2.53Kw和1 529.6r/nin查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2圖6-4選A型三角帶(3)計(jì)算傳動(dòng)比i2 :12n2n.3529 .61304.07式中n2： II軸轉(zhuǎn)速A： in軸轉(zhuǎn)速(4)確定II軸小帶輪直徑d3查下機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表5-1取d3 100mm。(要大于或等于最

30、小直徑，并符 合直徑系列)(5)確定大帶輪直徑d4大帶輪直徑d4：(5-14)d4 i2d 3(1)式中d4：大帶輪直徑i2 ： n-in軸問(wèn)傳動(dòng)比d3：小帶輪直徑:彈性滑動(dòng)率 0.02帶入5-14式得：d4 i2d 3(1) 4.07 100(1 0.02) 398.86mm查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表5-1 B d4 400mm。實(shí)際傳動(dòng)比i2 :i2d4d 3( 1)400100(10.02)4.08從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n3：n3n2529 .64.08129 .8r/ min(5-15)轉(zhuǎn)速誤差A(yù)nm ：(5-16)人 130129 .8 n m 0.00150.1 %130對(duì)于帶式輸送機(jī)裝置，轉(zhuǎn)

31、速誤差在土 5%圍內(nèi)是允許的(5)驗(yàn)算帶速v60 1000100 529.6,2.77m/s60 1000(5-17)(6)初選中心距ai0.7(d3 d4) a10.7 (100 400)350 a1 100024 d4)ai2 (100 400)取 a1 600mm(7)初選帶長(zhǎng)L1L1 2a1 一(d 32d4)2(d3 d4)4a1(5-18)2 600 萬(wàn)(1002022 .5mm400)粵猾2(8)選擇v帶所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld1查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-5找到與L1 2202.5mm相接近的數(shù)據(jù)取Ld12240mm。(9)實(shí)際中心距a2Ld1 L1a 2 a160022240 202

32、2.5 708.75mm2(5-19)(10)驗(yàn)算小帶輪包角d4 d32 1803a257.3(5-20)400 100180708.75155.7412057.3經(jīng)計(jì)算，小帶輪包角取值合理。(11)計(jì)算單根v帶的基本額定功率 B根據(jù)d3100mm和出529.6r/ nin查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-9用插值法取A型v帶的P2 :0.77 0.47 P2 0.77 (730 529.6) 0.59kw730 400(12)額定功率的增量八口根據(jù)n3 529.6r/min和i2 4查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-9用插值法，取得A型v帶的 p2:0.090.05 P20.09 ( 730

33、 529 . 6)0.07 kw730400(13)計(jì)算v帶根數(shù)z根據(jù)2155.74查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-3得包角系數(shù)K 10.95根據(jù)Ld12240 ,查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-7得帶長(zhǎng)修正系數(shù)KL 1.06(5-21)Pc2(P2fK iKli2.53(0.59 0.07) 0.95 1.063.8(14)確定單根v帶的預(yù)緊力Fi：F1500 PC22.51)(5-22)500 2.53/ 2.5 八-(-D0.1 2.7724 2.770.95187.04N查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表6-4 A型帶每米長(zhǎng)度質(zhì)量 m=0.10 Kg/m(15)確定帶對(duì)軸的壓力Fq1

34、:Fqi 2ZF1Sin-22155.742 4 187.04 sin(5-23)1463N6帶輪設(shè)計(jì)帶輪1的結(jié)構(gòu)計(jì)算由于帶輪1基準(zhǔn)直徑為100mm查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)3表3-19知采用實(shí)心輪 結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。6-1帶輪1結(jié)構(gòu)尺寸查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)冏表3-17 ,知A型帶輪槽尺寸，具體尺寸見(jiàn)表 6-1 o表6-1帶輪1輪槽截面尺寸名稱hahfbdef數(shù) 值2.758.711159634帶輪寬度：B (z-1)e 2f (2-1) 15 2 9 33mm(6-1)帶輪頂高：da dd 2ha 100 2 2.75 105.5mm(6-2)帶輪2的結(jié)構(gòu)計(jì)算由于帶輪2基準(zhǔn)直徑為265m

35、m查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)表3-19知采用孔板輪結(jié)構(gòu)如圖6-2所示。查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)網(wǎng)表3-17,知A型帶輪槽尺寸，具體尺寸見(jiàn)表6-2所示帶輪寬度：B B1 B22b33 63 10 106 mm左側(cè)帶輪寬度：6 (z-1)e 2f (2-1) 15 2 9 33mm右側(cè)帶輪寬度:民 (z-1)e 2f (4-1) 15 2 9 63mm考慮到軸承端蓋的安裝每側(cè)各留出 b 5mm。左側(cè)帶輪頂高：da1 dd 2ha 265 2 2.75 270.5mm(6-3)(6-4)(6-5)(6-6)表6-2帶輪2輪大輪槽截面尺寸名稱hahfbdefS數(shù) 值2.758.71115961638(6

36、-7)右側(cè)帶輪頂高：da2 dd 2ha 100 2 2.75 105.5mm內(nèi)孔尺寸：d 62mm考慮到軸承6007的外圈的最大安裝尺寸中間孔的尺寸：d1 56mm o帶輪3的結(jié)構(gòu)計(jì)算由于帶輪2基準(zhǔn)直徑為400mm查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 冏表3-19知采用四橢圓輻輪結(jié)構(gòu)如圖6-3所示圖6-3帶輪3結(jié)構(gòu)查帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)網(wǎng)表3-17 ,知A型帶輪槽尺寸,表6-3帶輪3輪槽截面尺寸具體尺寸見(jiàn)表6-3所示名稱hahfbdefS數(shù) 值2.758.71115961638帶輪寬度：B (z-1)e 2f (4-1) 15 2 9 63mm帶輪頂高：da dd 2ha 400 2 2.75 405

37、.5mm輻板寬度：h1 2903 p 29031 1.3 40mm ,nm . 130 4(6-8)(6-9)(6-10)p：設(shè)計(jì)功率，Kwn :帶輪轉(zhuǎn)速，r / minm :輪輻數(shù)h2 0.8h1 0.8 40 32mmf1 0.2h1 8mmf2 0.2h2 6.4mm7軸的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)械的一個(gè)重要組成零件，它支撐其他回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩，同時(shí)它又通過(guò)抽成和 機(jī)架連接。所有軸上零件都圍繞軸心做回轉(zhuǎn)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體。軸的分類根據(jù)軸的承載不同，軸可以分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動(dòng)軸三類。(1)心軸 工作時(shí)只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸。 它又可分為固定心軸和轉(zhuǎn)動(dòng)心軸兩種。 不隨轉(zhuǎn)動(dòng)零件一同

38、轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸稱為固定心軸，如自行車的前軸和滑輪軸。隨轉(zhuǎn)動(dòng)零件一同轉(zhuǎn) 動(dòng)的心軸稱為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，如火車車輪軸和滑輪軸。(2)轉(zhuǎn)軸工作時(shí)既承受彎矩又傳遞扭矩的軸，如機(jī)床的主軸和減速器中的齒輪軸。它 是機(jī)器中最常見(jiàn)的軸。(3)傳動(dòng)軸主要用以傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩或彎矩很小的軸，如汽車變速器與后橋問(wèn) 的傳動(dòng)軸。分局軸線的形狀，軸又可分為直軸，曲軸和撓性鋼絲軸，直軸按其外形的不同，可分為 光軸和階梯軸兩種。光軸形狀簡(jiǎn)單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配和定 位；階梯軸上零件的裝拆、定位與緊固，在機(jī)器中應(yīng)用廣泛。軸的材料由于軸工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力多是循環(huán)變應(yīng)力，所以軸的損壞常為疲勞破壞。而軸是機(jī)器中 的重

39、要零件，因此軸的材料應(yīng)具有足夠高的強(qiáng)度和韌性，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小和具有良好的 工藝性，有的軸還有耐磨性要求等。軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼強(qiáng)度雖然較合金鋼低，但廉價(jià)，預(yù)應(yīng)力集中的 敏感性低，故應(yīng)用較廣。軸的常用材料35、45、50優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，常用的是45鋼。，為保證其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn) 行調(diào)質(zhì)或正火處理。對(duì)于載荷不大或不重要的軸，也可用 Q235 Q255 Q275等普通碳素鋼, 無(wú)需熱處理。合金鋼比碳素鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，價(jià)格 較貴。對(duì)于受載大并要求尺寸緊湊、重量輕或耐磨性要求高的重要軸，或處于非常溫度或腐 蝕條件下工作的軸，采用合金鋼。常用的

40、合金鋼有： 20Cr、40Cr、20CrMnTi35CrMo 40MnB等。由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差無(wú)幾，所以當(dāng)其他條件相同時(shí)，用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。軸也可以采用合金鑄鐵和球墨鑄鐵。鑄鐵具有流動(dòng)性好、易于鑄造成形以獲得形狀復(fù)雜 的軸、廉價(jià)、有良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)盈利集中不敏感的優(yōu)點(diǎn)。但強(qiáng)度和韌性較低， 鑄造質(zhì)量不易控制。田軸的設(shè)計(jì)(1)選擇材料，確定許用應(yīng)力材料選用45鋼，正火處理。查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表7-1，估計(jì)軸的直徑小于100mm材料強(qiáng)度極限, 抗拉強(qiáng)度 b 600MPa,屈服點(diǎn)s 300MPa ,彎曲疲勞極限i 240MPa ,扭轉(zhuǎn)疲勞極

41、限1 140MPa,對(duì)稱循環(huán)許用應(yīng)力1b 55MPa。(2)初估軸的基本直徑. 1 Prn . . 1.3Kw _ .，7 1、d C3i 11831 25.4mm( 7-1 ),n3129.8r/min式中：C：由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)；C取118107Pw :田軸的傳遞功率，Kw n3：田軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速。由于最小直徑在兩端軸承處，取軸承標(biāo)準(zhǔn)直徑dmin 30mm(3)繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7-1所示。圖7-1出軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(4)各零件裝配方案及固定方案如表7-1所示表7-1各零件的裝備方法及固定方案零件裝配方柔軸向固定周向固定左右?guī)л啅淖蠖搜b入鎖緊擋圈軸環(huán)平鍵左軸承從左端裝入軸承端蓋軸肩過(guò)盈

42、右軸承從右段裝入軸肩軸承端蓋過(guò)盈(5)確定各軸段長(zhǎng)度如圖7-2所示1 劍圖7-2各軸段尺寸1)確定各軸段直徑段：di 30mm,估算，取軸承標(biāo)準(zhǔn)直徑。段：d2 40mm,考慮到軸承(N206E的最小安裝尺寸為 36mm以及密封元件和鎖緊 擋圈的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。段：d3 45mm,考慮到帶輪的安裝方便，因此采用軸肩過(guò)度。同時(shí)減少加工量段：d4 60mm ,采用軸環(huán)對(duì)帶輪進(jìn)行軸向定位。段：d5 40mm,與2段相同，減少加工量。段：d6 30mm,軸承成對(duì)使用，與1段相同。2)確定軸上各軸段長(zhǎng)度段：li 16mm,查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-24 N206EW承寬度B 16mm, 1段安裝軸承因

43、此1段長(zhǎng)度為16mm.段：12 104.5mm ,考慮到底板尺寸，取整根軸長(zhǎng)度取 300m所以12 150 16 旦 2 150 16 31.5 2 104.52帶輪寬度：B 輪(z 1)e 2 f 15 2 9 63mm段：I3 61mm,此處安裝帶輪，軸的尺寸要小于輪轂尺寸23mm因此3軸段長(zhǎng)度：13 Bl 輪 2 63 2 61mm段：14 14mm ,此處軸環(huán)寬度為：14 1.4h 1.4 10 14mm , h為軸環(huán)高度10mm段：l5 88.5mm,考慮到對(duì)稱性：15 150 31.5 14 16 88.5mm段：16 16mm,軸承成對(duì)使用，所以與1段長(zhǎng)度相同。(6)校核軸的強(qiáng)度

44、1)受力分析當(dāng)偏心塊達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，此時(shí)離心力與偏心塊的重力方向都是向下，此時(shí)軸受力最大。受力分析圖如圖7-4 a所示。偏心塊受到的離心力F離： TOC o 1-5 h z F離 m 2r 33.7 (4.33 )2 0.2548 1587N(7-2)偏心塊的重力G偏：G 偏 mg 33.7 10 337N(7-3)向下的總力F:F F 離 G 偏 1587 337 1924N(7-4)同時(shí)軸也受到帶對(duì)軸的壓力Fq 1463N ,此力與水平方向成30夾角。受力如圖7-3所示-&x圖7-3帶對(duì)軸的力分析帶對(duì)軸的壓力Fq水平方向分力Fqx：FqxFqcos301463 cos301267N帶對(duì)軸的壓

45、力Fq豎直方向分離FQy :FQyFqsin301463 sin30732N(7-6)2)確定跨距右端支反力作用點(diǎn)至大帶輪力作用點(diǎn)間距離為li 142mm左端支反力作用點(diǎn)至大帶輪力作用點(diǎn)距離為l2 142mm3)計(jì)算垂直方向支反力FAy和FBy ,并作垂直彎矩圖如圖7-4 b垂直方向總力Fy :Fy F 離 G 偏 FQy 1587 337 732 2656NA、B兩處所受的垂直支反力FAy和FBy：由于A、B對(duì)稱分布所以Fy 2656FAy FBy 1328Ny y22C處的垂直彎矩MCy：(7-5)(7-7)(7-8)(7-9)McyFAy 142 1328 142 188576N mm

46、188.58N m4)計(jì)算水平方向支反力Fax和Fbx,并作垂直彎矩圖見(jiàn)圖7-4 C所示A、B兩處所受的水平支反力Fax和Fbx：由于A B相對(duì)C對(duì)稱布置所以:Fax Fbx 巨 1267 633.5N22(7-10)C處的水平彎矩Mcx :McxFax 142 90N m(7-11 )5)合成彎矩M c圖6-4 d所示。Mc .MIX_MT J188.582902 209N m y Xi y/y y(7-12)6)強(qiáng)度校核d 3 0.1McC209 1033, 33.6mm1b , 0.1 55(7-13)全。由于C處有鍵槽，故將軸徑增大 5%即33.6 1.05 35.3 45mm,所以，

47、原設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠安minCTTTinirhr-修3加(d杯面勃尋變噩ITTnniTiinnrrtirWMIIffnnninniifrmnH圖7-4出軸的受力分析圖7.4 II軸的設(shè)計(jì)(1)選擇材料，確定許用應(yīng)力材料選用45鋼，正火處理。查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表7-1，估計(jì)軸的直徑小于100mm材料強(qiáng)度極限, 抗拉強(qiáng)度 B 600MPa ,屈服點(diǎn) s 300MPa ，彎曲疲勞極限1 240MPa ,扭轉(zhuǎn)疲勞極限140MPa ,對(duì)稱循環(huán)許用應(yīng)力 化55MPa。(2)初估軸的基本直徑16 .2mm(7-14)c p口。1.37 KwdC3I 1183tl,n2529 .6r / min式中：C：

48、由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)，C取118107;Pn : II軸的傳遞功率，Kw； 門2： II軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速?？紤]到此軸受力較多，并且受到?jīng)_擊，因此初選此軸徑時(shí)應(yīng)較大取dmin 30mm(3)繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7-5所示。圖7-5 n軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表7-2 n軸各零件的裝備方法及固定方案零件裝配方柔軸向固定周向固定左右左軸承從左端裝入軸承端蓋軸肩過(guò)盈右軸承從右端裝入軸肩軸承端蓋過(guò)盈(4)各零件裝配方式及固定方式如表7-2所示(5)確定各軸段尺寸如圖7-6所示。圖7-6 n軸各軸段尺寸1、確定各軸段直徑段：di 30mm,估算，考慮到此處裝有密封元件，故取標(biāo)準(zhǔn)值。段：d2 35mm,此處安裝軸承，

49、取軸承標(biāo)準(zhǔn)直徑 35mm初取軸承型號(hào)6007。段：d3 42mm,此處軸肩對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，考慮到軸承6007的最小安裝尺寸41mm,軸肩變化5-10mm因此軸徑取42mm段：d4 35mm,軸承成對(duì)使用，所以此段軸徑與 2段相同。段：d5 30mm,保證此軸的平穩(wěn)安裝，所以此軸徑與 1段相同。2、確定各軸段長(zhǎng)度段：I1 102.5mm ,較接部分中心到小帶輪中心距離為 142mm較接部分寬度為40mm大帶輪寬度33mm小帶輪寬度為63mm左側(cè)帶輪距帶輪邊緣距離為 5mm所以 11142 33 31.5 5 20 102.5段：12 14mm,查機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 表8-23軸承6007軸

50、承寬度為14mm段：I3 58mm ,左側(cè)距帶輪邊緣距離為 5mm右側(cè)距帶輪邊緣5mm軸承寬度為14mm所以 3 段長(zhǎng)度：13 96 5 5 14 14 58mm段：14 14mm ,軸承成對(duì)安裝，所以此處長(zhǎng)度為 14mm段：15 135.5mm,右端較接中心距小帶輪中心距離為142mm左側(cè)軸承距軸承距帶輪邊緣距離為5mm較接部分的寬度為40mnmf以5段的長(zhǎng)度為：15 142 31.5 5 20 135.5mm3、確定各支撐點(diǎn)距離左側(cè)較接中心距左側(cè)支座中心距離：30mm左側(cè)支座距左側(cè)軸承中心距離：59.5mm兩個(gè)軸承間距：72mm右側(cè)軸承中心距右側(cè)支座中心距離：92.5mm右側(cè)軸承中心距右側(cè)

51、較接中心距離：30mm(6)校核軸的強(qiáng)度：1、受力分析如圖7-10 a所示。當(dāng)偏心塊與連桿共線時(shí)，此時(shí)對(duì)于連桿對(duì)n軸受力最大。 此時(shí)校驗(yàn)n軸的彎矩最為準(zhǔn)確、 安全。對(duì)于帶輪受力(如圖7-7)。圖7-7 n軸帶輪受力簡(jiǎn)圖II軸上帶對(duì)小帶輪Fq2受力分解，其與水平方向成300因此:水平方向的分力Fq2x :FQ2xFQ2 cos30 1463 cos30 1267 N(7-15)垂直方向的分力Fq2Y ：Fq2y Fq2y sin30 1463 sin30 731.5N(7-16)A、對(duì)于帶輪垂直方向受力如圖7-8所示。Md 0FCy (52.5 19.5) Fq2y (19.5) 0(7-17)

52、FcY 72 731.5 19.5 0FCv198NCyFDyFq2y FCy 731.5 198 533.4N(7-18)圖7-9 n軸帶輪水平方向受力圖(7-20)(7-19)當(dāng)偏心塊與連桿共線時(shí)，此時(shí)連桿對(duì)n軸的受力最大與水平方向成30,由于偏心塊安裝在田中間，且對(duì)稱分布所以最大力F:FeF離 1587793.5N(7-21 )A,連桿對(duì)n軸水平方向上分力:FexFgxFe cos30 793.5 cos30687.2N(7-22)B,連桿對(duì)n軸垂直方向上分力：FEyFGyFe sin30 793.5 sin30397 N(7-23)對(duì)II軸求支反力A,求垂直面支反力FAy和FByMb

53、0FEy (30 59.5Fcy (72 92.5)7292.5)97.5FAy (59.572 92.5)397254533.497 .5FAy39722430FGy 30198164 .5(7-24 )125.76NFByFAy FCy FDyFEyFGy(7-25)FBy125.76 198 533.4397397 63.16NB,求水平方向支反力Fax、FbxB、對(duì)于帶輪水平方向受力圖如圖7-9所示Md 0FcX (4.5 48 1 95) Fqi (48 195) F 195 0Fcx 72 585.9 67.5 1267 19.5 0Fcx 206.1NFdx Fq2x Fcx F

54、qi 1267 206.1 585.9 475N對(duì)于連桿受力分析MB 0Fex (30 59.5 72 92.5) Fax (59.5 72 92.5)Fcx (72 92.5) Fdx 97.5 Fgx 30 0687 .2254 FAx 224206 .1 164 .547597.5687 .2 300F 513.2N aax(7-26)FbxFax Fcx FdxFexFgx7-27)513.2 206.1 475 687.2 687.2180.1N2）求危險(xiǎn)截面彎矩，并繪制彎矩圖(7-30)(7-28)(7-29)垂直面彎矩如圖7-10 b所示。MAyFEy 30397 3011910

55、N mm 11.9N mMey FEy (30 59.5) FAy 59.5397 89.5 125.76 59.528049N mm28.05N mMByFGy 30397 3011910N mm 11.9NmMDyFGy (30 92.5) FBy 92.5(7-31)397 122.5 63.16 92.5 42790N mm 42.79N m水平面彎矩如圖7-10 c所示。MaxFex 30687.5 3017180N mm 17.2N m(7-32)MCxFEx (30 59.5) FAx 59.5(7-33)687.2 89.5 513.2 59.530969N mm30.97N

56、mMbxFGx 30687.5 30 17180N mm 17.2Nm(7-34)MdxFgx (30 92.5) Fbx 92.5(7-35)687 .2 122 .5 180 .1 92.5 100841 N mm100 .84 N m3）合成彎矩如圖7-10 d所示2222Ma Mb JM 心 M Ay 11.917.220.9N mMc M； MCy28.052 30.972 4208N mM dM DxM D42.792 1 00.8421 09.5 N m入y4)強(qiáng)度校核“ Md 3 109.5 103d 3:30.1 1b . 0.1 5527.1 35mm(7-36)(7-37

57、)(7-38)(7-39)因?yàn)镈處安裝軸承且軸徑為35mmt于最小直徑27.1mm所以，原設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠安全。沱5Li1CS3森梟寺犍曲(=刷咽勸聚明6口FGx注己NrnJCOJMM+l(dl奇帆康圖已口即n就更兇新國(guó)EFELJ.9M-P1圖7-10 n軸的受力分析簡(jiǎn)圖8軸承的設(shè)計(jì)軸承的選擇與校驗(yàn)軸承概述內(nèi)圈、軸承分為兩類：一類是滾動(dòng)軸承，一類是滑動(dòng)軸承。 一般滾動(dòng)軸承分為四個(gè)部分： 外圈、滾珠（針）和保持架。有些軸承還帶有側(cè)蓋。滾動(dòng)軸承是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小、 功率消耗少、啟動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)，切絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。滾動(dòng)軸承：在支承奐苞利彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件

58、間作滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的軸承，它包括有滾道的零 件和帶或不帶隔離或引導(dǎo)件的滾動(dòng)體組?？捎糜诔惺軓较?、軸向或徑向與軸向的聯(lián)合負(fù)荷。滾動(dòng)軸承可以概括地分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承三大類。軸承的載荷軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。根據(jù)載荷的大小選擇軸 承類型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也 較小，而球軸承中則重要為點(diǎn)接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷：根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時(shí)，對(duì)于純軸向載荷一般選用推力軸承，較小的純軸向載 荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷選用推力滾子軸承或滾針軸承，根據(jù)此設(shè)計(jì)方案可 選圓柱滾子軸承。m軸軸承的選

59、擇與校驗(yàn)田軸為夯擊軸，考慮到田軸承受的載荷較大，所以選擇圓柱滾子軸承。擬選圓柱滾子軸 承N 206E如圖8-1所示。圖8-1軸承N 206E外形圖軸承基本額定動(dòng)載荷：當(dāng)軸承的基本額定壽命為 106轉(zhuǎn)時(shí)，所能承受的載荷。查資料機(jī)Cr 36KN ,所以軸承械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-24查的N206E軸承的基本額定動(dòng)載荷為：壽命為：(8-1)106 ftCrLh60n fpp101061 36000 360 129.8 1.8 1328989508h式中n：m軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速；ft :溫度系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)7表14-4 ,取ft 1;Cr ：基本額定動(dòng)載荷；:壽命指數(shù)，滾子軸承取 3.3fp:載荷系數(shù)，查機(jī)

60、械設(shè)計(jì)7表14-5，取f 1 8； pp：當(dāng)量動(dòng)載荷，由于該軸承只承受徑向力，因此 P Fa 1328N查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)2表8-16 ,知打夯機(jī)預(yù)期壽命： 1Lh (2000 3000)h 989508h滿足要求故選用N206EW承合理。8.1.4n軸軸承的選擇與校驗(yàn)且?guī)缀鯖](méi)有軸II軸為中間軸，在打夯機(jī)運(yùn)動(dòng)中起到一個(gè)減速作用，軸承承受載荷較小, 向力，因此初步選擇深溝球軸承，擬選深溝球軸承6007如圖8-2所示。圖8-2軸承6007外形圖軸承基本額定動(dòng)載荷：當(dāng)軸承的基本額定壽命為 106轉(zhuǎn)時(shí)，所能承受的載荷。查資料機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-24查的6007軸承的基本額定動(dòng)載荷為：Cr