核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)（三維SW模型）

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First of all on the walnut sheller is summarized; and then analyzed the selection principle and the calculation method of each part of components and parts; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then the checking computations about main component parts selection. This design is mainly composed of feeding device, transmission device, and classification device, channel, the main steel structure, shucking wheel, power source device and other components. Finally, a simple description of the installation and maintenance. At present, the walnut shelling machine has compact structure, easy operation, stable and reliable performance, walnut kernel broken rate is low, good sorting, loss rate etc.. In order to better meet the requirements of practical work, the designer should also try to design a mechanical equipment automation production to the various shape, walnut. Mechanical food unique function in recent years, the domestic and foreign advanced level gap exists, but is shrinking. In the process of design and manufacture of special domestic food machinery has accumulated lots of experience. The walnut sheller design represents the general process of design, there are all kinds of loopholes and errors inevitably. As a rare practice, hope to have the certain reference value to the selection of the design in the future. Keywords: Walnut peeling machine; design; components; maintenance. 6 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目錄 3、 目錄 一、 摘要 1 二、 Abstract 2 三、 目錄 3 四、 緒論 5 （一） 原始參數(shù) 5 （二） 設(shè)計(jì)解決的問題 6 五、 核桃剝殼機(jī)設(shè)計(jì)概述 7 （一） 核桃剝殼機(jī)主傳動(dòng)部分（上料、分類、傳送、通道、鋼結(jié)構(gòu)、剝殼輪、動(dòng)力源、傳動(dòng)軸、減震墊）的工作原理 7 1． 上料裝置 8 2． 分類裝置 8 3． 傳送裝置 8 4． 剝殼通道 8 5． 主體鋼結(jié)構(gòu) 8 6． 動(dòng)力源 8 7． 剝殼輪 9 8． 傳動(dòng)軸 9 9． 減震墊 9 （二） 核桃剝殼機(jī)的工藝原理 9 六、 核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 （一） 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 11 （二） 計(jì)算步驟 11 1． 外形尺寸的確定: 11 2． 皮帶輪驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 11 3． 傳動(dòng)功率計(jì)算 14 4． 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 14 5． 傳動(dòng)皮帶張力計(jì)算 15 6． 皮帶輪最大扭矩計(jì)算 16 7． 萬向腳輪 16 8． 軸的作用及類型 19 9． 軸與剝殼輪的配合結(jié)構(gòu) 24 10． 軸與傳送輪的配合結(jié)構(gòu) 24 11． 軸的計(jì)算及校核： 25 12． 輪的計(jì)算與校核 35 13． 軸、輪連接螺栓的效核 38 14． 減速機(jī)的選用 39 15． 減震裝置 41 16． 制動(dòng)裝置 41 七、 電氣及安全保護(hù)裝置 42 八、 結(jié)論 43 九、 致謝 44 十、 參考文獻(xiàn) 45 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 緒論 4、 緒論 顧名思義，核桃剝殼機(jī)是對(duì)核桃進(jìn)行擠壓、碾碎等操作以達(dá)到剝殼處理的機(jī)械設(shè)備。此設(shè)備大量節(jié)約了人力成本，并且避免了以往純手工剝殼所出現(xiàn)的生產(chǎn)率低、浪費(fèi)量大等缺點(diǎn)。合理選擇剝殼機(jī)是保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。一般來說，應(yīng)密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，盡量選擇質(zhì)量好、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用維修方便、體積小、重量輕的剝殼機(jī)。 在選擇剝殼機(jī)時(shí)，以滿足生產(chǎn)工藝為主要原則。首先應(yīng)根據(jù)核桃原料的性質(zhì)（大小、外殼硬度、干濕程度等）選擇適宜的剝殼機(jī)，以滿足生產(chǎn)工藝要求。例如對(duì)于外形尺寸基本一致的核桃原料，一般應(yīng)采用定尺式剝殼機(jī)；對(duì)于外形尺寸不一、參差不齊的核桃原料，則采用無極分類式剝殼機(jī)。其次，應(yīng)使剝殼機(jī)的生產(chǎn)能力和前后工序的生產(chǎn)能力相匹配。 為了使產(chǎn)品在使用操作、精度誤差、裝機(jī)調(diào)整、設(shè)備清洗、維護(hù)保養(yǎng)等方面更加簡(jiǎn)單方便，剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)緊湊合理、外形簡(jiǎn)潔美觀，工作速度調(diào)節(jié)方便。本次設(shè)計(jì)主要用于各類大小核桃（外徑50mm-20mm）的一次剝殼。此設(shè)計(jì)大大提高了生產(chǎn)加工的機(jī)動(dòng)性及適應(yīng)性。 剝殼機(jī)的工藝范圍是指其適應(yīng)不同生產(chǎn)要求的能力。工藝范圍越寬，越能提高設(shè)備的利用率，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，即利用同一設(shè)備可以剝殼多種原料和規(guī)格。因此為了適應(yīng)食品加工行業(yè)多品種、多規(guī)格的生產(chǎn)要求，應(yīng)選擇工藝范圍盡可能寬的剝殼機(jī)。 選擇核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，能培養(yǎng)我們獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)基本理論和專業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，也使我們的設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。 （1） 原始參數(shù) 1. 工作環(huán)境：正常狀態(tài)下的室內(nèi)廠房及極端條件下凹凸不平、帶有坡度的廠房地面。 2. 負(fù)載能力：100kg 3. 額定功率：0.75Kw 4. 剝殼速度：100顆/min 5. 外形尺寸：1105mm（長(zhǎng)）x680mm（寬）x1340（高） （2） 設(shè)計(jì)解決的問題 熟悉核桃剝殼機(jī)各部分的功能與作用，對(duì)主要部件進(jìn)行選型設(shè)計(jì)與計(jì)算，解決在實(shí)際使用中容易出現(xiàn)的問題，并大膽地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。 7 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 核桃剝殼機(jī)部件概述 48 10 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 核桃剝殼機(jī)的概述 5、 核桃剝殼機(jī)設(shè)計(jì)概述 （1） 核桃剝殼機(jī)主傳動(dòng)部分（上料、分類、傳送、通道、鋼結(jié)構(gòu)、剝殼輪、動(dòng)力源、傳動(dòng)軸、減震墊）的工作原理 核桃剝殼機(jī)主要是由上料裝置、分類裝置、傳送裝置、剝殼通道、主體鋼結(jié)構(gòu)、剝殼輪、動(dòng)力源等部分組成。 其外形布置及工作原理如圖5-1-1所示。 圖5-1-1 主傳動(dòng)部分簡(jiǎn)圖 1-上料裝置 2-分類裝置 3-傳送裝置 4-剝殼通道 5-主體鋼結(jié)構(gòu) 6-動(dòng)力源 7-剝殼輪 8-傳動(dòng)軸 9-減震墊 1． 上料裝置 上料裝置是由不銹鋼板配合圓鋼焊接、加工而成。此裝置可以一次裝填50Kg原料以達(dá)到半自動(dòng)上料目的。并通過上料斗兩側(cè)的雙耳環(huán)準(zhǔn)確無誤的固定在指定工位。此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、造價(jià)低廉、使用簡(jiǎn)單明了。 2． 分類裝置 分類裝置是由分類輪及軸組成。二者均由45#鋼車削加工而成。其原材料價(jià)格低廉、性能可靠、壽命長(zhǎng)久。此裝置可以將各類參差不齊、外形各異的核桃原料進(jìn)行無極分類，避免出現(xiàn)粉碎程度過大或過小所引起的加工誤差。此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高、造價(jià)低廉、分類效果明顯。 3． 傳送裝置 傳送裝置是由兩個(gè)傳送滾筒及一個(gè)傳送軸通過傳送皮帶所組成。本裝置的目的是提高核桃原料在整個(gè)設(shè)備中的運(yùn)行速度，屬于輔助裝置的一部分。其優(yōu)越的助推能力可使整個(gè)設(shè)備生產(chǎn)率大大提高。 4． 剝殼通道 剝殼通道是由不銹鋼板及不銹鋼管焊接加工而成。作為整個(gè)設(shè)備的核心部件及命脈，其所承擔(dān)的是導(dǎo)向、限位、定靠所有原料。為成功剝殼創(chuàng)造了前提條件。 5． 主體鋼結(jié)構(gòu) 主體鋼結(jié)構(gòu)作為整個(gè)裝置的骨架為其他各部分元件提供可依靠，安裝的平臺(tái)。下部的萬向制動(dòng)腳輪可以使整個(gè)設(shè)備具備更高的機(jī)動(dòng)性，可以拖拽到不同工位之間。并能在有坡度的地面上實(shí)現(xiàn)制動(dòng)定位。為使整個(gè)裝置具備更好的強(qiáng)度和適應(yīng)性。主體鋼結(jié)構(gòu)為普通鋼板焊接、加工而成，成本低廉，強(qiáng)度可靠；若應(yīng)對(duì)酸、堿、高溫等情況時(shí)酌情采用特殊材質(zhì)金屬制作，本設(shè)計(jì)不予考慮。主體的鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度足以應(yīng)付200kg以下的負(fù)載，在運(yùn)料及承重方面性能卓越。萬向腳輪的材質(zhì)可以選這鋼制滾花或硬質(zhì)橡膠，視情況而定，本次設(shè)計(jì)為硬質(zhì)橡膠。 6． 動(dòng)力源 動(dòng)力源是由擺線針輪減速機(jī)、V帶帶輪、V帶、軸承座、軸承、緊固件等部分組成。此裝置是整個(gè)設(shè)備的動(dòng)力輸出源泉。為正太設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供了先決條件。此結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)為：穩(wěn)定性高、造價(jià)低廉、控制簡(jiǎn)單明了。 另外，為提高傳動(dòng)裝置的穩(wěn)定性及可靠性可以從以下方面考慮： (1) 嚴(yán)格執(zhí)行圖紙尺寸，配合表面確保潤(rùn)滑條件； (2) 安裝之后反復(fù)調(diào)試，確保萬無一失，如果存在問題早發(fā)現(xiàn)早解決； (3) 養(yǎng)護(hù)工作及時(shí)、到位，增加使用壽命及年限。 7． 剝殼輪 剝殼輪作為整個(gè)設(shè)備的最后一道執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其作用不言而喻。其由45#鋼車削而成，上設(shè)五條通道，以滿足各種大小尺寸的外形要求。由于本身的強(qiáng)度關(guān)系，其碾壓、粉碎能力無可置疑。本裝置穩(wěn)定性高、造價(jià)低廉、剝殼效果明顯。 8． 傳動(dòng)軸 傳動(dòng)軸作為整個(gè)設(shè)備的骨骼和脈絡(luò)是整個(gè)裝置能夠完好、精確運(yùn)行的前提和根本。其強(qiáng)度及加工精度直接影響設(shè)備的性能與壽命。本次設(shè)計(jì)所用軸為外徑30mm，長(zhǎng)度730mm的45#實(shí)心軸。 軸向通過軸端的止口與立式座軸承相配合實(shí)現(xiàn)軸向定位；徑向通過螺栓、平鍵限制其自由度。 其優(yōu)點(diǎn)為強(qiáng)度可靠、制造簡(jiǎn)單、加工性好；另外45#鋼在市面上應(yīng)用廣泛，價(jià)格低廉。 如果想進(jìn)一步提高軸的強(qiáng)度和硬度，可以對(duì)軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)和表面淬火。 9． 減震墊 由于減速機(jī)的運(yùn)行將不可避免的出現(xiàn)震動(dòng)現(xiàn)象，為了防止由于震動(dòng)所引起的皮帶打滑、緊固件松弛現(xiàn)象本設(shè)計(jì)采用了橡膠減震墊的減震形式。 橡膠減震墊一般采用天然橡膠和氯丁橡膠，要求耐油的采用丁腈橡膠，要求耐高低溫的采用硅橡膠，要求高阻尼的采用丁基橡膠。橡膠減震墊制品的制造工藝，除橡膠空氣彈簧類似于輪胎外，多數(shù)與模型制品相似。通常做成支承或連接件，廣泛用于各種車輛、船舶、機(jī)械、儀器儀表、橋梁、建筑中，用以消除或減緩震動(dòng)的不良后果。 此種形式方便簡(jiǎn)單、占用空間小、減震效果明顯。 （2） 核桃剝殼機(jī)的工藝原理 (1) 操作者通過上料斗裝填原料，并將上料斗安裝在指定位置進(jìn)行上料； (2) 運(yùn)行減速機(jī)，為整個(gè)設(shè)備提供動(dòng)力輸出； (3) 分級(jí)裝置進(jìn)行分離篩選； (4) 原料通過剝殼通道由上而下通過自重輸送； (5) 輸送裝置輸送原料至剝殼輪； (6) 剝殼輪將核桃外殼剝離、碾碎； (7) 回收料桶進(jìn)行回收。 43 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 6、 核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 已知原始數(shù)據(jù)及工作條件 核桃剝殼機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算，應(yīng)滿足下列原始數(shù)據(jù)及工作條件資料 1. 工作環(huán)境：正常狀態(tài)下的室內(nèi)廠房及極端條件下凹凸不平、帶有坡度的廠房地面。 2. 負(fù)載能力：100kg 3. 額定功率：0.75Kw 4. 剝殼速度：100顆/min 5. 外形尺寸：1105mm（長(zhǎng)）x680mm（寬）x1340（高） （2） 計(jì)算步驟 1． 外形尺寸的確定: 由于基礎(chǔ)外形條件為：1105mm（長(zhǎng)）x680mm（寬）x1340（高）； 確定主體鋼結(jié)構(gòu)外形尺寸。 2． 皮帶輪驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 (1) . 計(jì)算公式 皮帶輪輪上所需圓周驅(qū)動(dòng)力為整個(gè)剝殼機(jī)所有阻力之和，可用式（6.2.1）計(jì)算： （6.2.1） 式中——主要阻力，N； ——附加阻力，N； ——特種主要阻力，N； ——特種附加阻力，N； ——傾斜阻力，N。 五種阻力中，、是所有機(jī)械設(shè)備都有的，其他三類阻力，根據(jù)剝殼機(jī)工作類型及工況而定，由設(shè)計(jì)者選擇。 對(duì)于普通工況而言，附加阻力明顯的小于主要阻力，可用簡(jiǎn)便的方式進(jìn)行計(jì)算，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。，則公式變?yōu)橄旅娴男问剑? （6.2.2） （2） 主要阻力計(jì)算 剝殼機(jī)帶輪的主要阻力是在負(fù)載運(yùn)行時(shí)與踏面及軸承座的摩擦和承載加工誤差所產(chǎn)生阻力的總和。可用式（6.2.3）計(jì)算： （6.2.3） 式中——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)工作條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查取。 ——重力加速度； ——皮帶輪每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量，kg/m，用式（6.2.4）計(jì)算 （6.2.4） 其中——承載原料時(shí)皮帶輪旋轉(zhuǎn)部分重量，kg； ——皮帶輪寬度，m； 計(jì)算：==20.25 kg/m ——皮帶間距，m； kg 計(jì)算：==5.267 kg/m ——每米長(zhǎng)度負(fù)載質(zhì)量 =kg/m ——每米長(zhǎng)度機(jī)身質(zhì)量，kg/m，=9.2kg/m =0.045×300×9.8×[20.25+5.267+（2×9.2+60.734）×cos35°]=139N 運(yùn)行阻力系數(shù)f值應(yīng)根據(jù)表6-2-1選取。取=0.045。 表6-2-1阻力系數(shù)f 剝殼機(jī)工況 工作條件和設(shè)備質(zhì)量良好，轉(zhuǎn)速低，摩擦較小 0.02～0.023 工作條件和設(shè)備質(zhì)量一般，轉(zhuǎn)速較高，摩擦較大 0.025～0.030 工作條件惡劣、設(shè)備質(zhì)量較差，摩擦較高，傾斜角大于35° 0.035～0.045 （3） 主要特種阻力計(jì)算 主要特種阻力包括皮帶輪前傾的摩擦阻力和軸承由于潤(rùn)滑不好及加工制造、安裝時(shí)的誤差所引起的摩擦阻力兩部分，按式（6.2.5）計(jì)算： + （6.2.5） 按式（6.2.6）計(jì)算： =50N （6.2.6） (4) 附加特種阻力計(jì)算 附加特種阻力包括傳動(dòng)皮帶摩擦阻力和減速機(jī)內(nèi)部摩擦阻力等部分，按下式計(jì)算： （6.2.7） （6.2.8） （6.2.9） 式中——皮帶輪總數(shù)； A——皮帶輪接觸面積， ——皮帶輪與接觸面的壓力，N/，一般取為3 N/ ——摩擦系數(shù)，一般取為0.5~0.7； 查表得：A=0.008m，取=10N/m，取=0.6，將數(shù)據(jù)帶入式（6.2.10） 則=0.008×10×0.6=40 N （6.2.10） 由式（6.2.10） 則 =4×20=80 N （5）傾斜阻力計(jì)算 傾斜阻力按下式計(jì)算： （6.2.11） 式中：因?yàn)楸緞儦C(jī)為水平運(yùn)輸，所有H=0 =0 由式（2.4-2） =1.12×1379+0+680=25N 3． 傳動(dòng)功率計(jì)算 （1）皮帶輪功率（）按式（6.3.1）計(jì)算： （6.3.1） 4． 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 電動(dòng)機(jī)功率，按式（6.4.1）計(jì)算： （6.4.1） 式中——傳動(dòng)效率，一般在0.85~0.95之間選??； ——皮帶傳動(dòng)效率； =0.96； ——減速器傳動(dòng)效率，按每級(jí)齒輪傳動(dòng)效率.為0.98計(jì)算； 二級(jí)減速機(jī)：=0.98×0.98=0.96 ——電壓降系數(shù)，一般取0.90~0.95。 ——多電機(jī)功率不平衡系數(shù)，一般取，單驅(qū)動(dòng)時(shí)，。 根據(jù)計(jì)算出的值，查電動(dòng)機(jī)型譜，按就大不就小原則選定電動(dòng)機(jī)功率。 由式（3.5-1）==412W 由式（2.5-2） =2 =87W 選電機(jī)型號(hào)為Y801-4-0.75Kw，數(shù)量1臺(tái)；如圖6-4-1： 圖6-4-1 電機(jī)外形圖 5． 傳動(dòng)皮帶張力計(jì)算 皮帶張力在整個(gè)長(zhǎng)度上是變化的，影響因素很多，為保證剝殼機(jī)正常運(yùn)行，皮帶張力必須滿足以下兩個(gè)條件： （1）在任何負(fù)載情況下，作用在皮帶上的張力應(yīng)使得全部圓周力是通過摩擦傳遞到皮帶輪上，而兩個(gè)皮帶輪付之間保證不打滑、不脫輪； （2）作用在皮帶上的張力應(yīng)調(diào)節(jié)合適。 6． 皮帶輪最大扭矩計(jì)算 單驅(qū)動(dòng)時(shí),皮帶輪的最大扭矩按式（6.6.1）計(jì)算： （6.6.1） 式中D——皮帶輪的分度圓直徑（mm）。 同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí),傳動(dòng)滾筒的最大扭矩按式（6.6.2）計(jì)算： （6.6.2） 分度圓直徑為71mm,則皮帶輪的最大扭矩為: =358N =51N.m 7． 萬向腳輪 萬向腳輪的作用及類型 要追溯腳輪的歷史也是一件很困難的事，不過在人們發(fā)明了輪子之后，搬運(yùn)和移動(dòng)物體變得容易了許多，但輪子只能在直線上運(yùn)行，對(duì)于搬運(yùn)重大物體時(shí)對(duì)方向的改變?nèi)匀环浅＠щy，后來人們就發(fā)明了帶有轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)的輪子，也就是我們所稱的萬向腳輪。萬向腳輪出現(xiàn)給人們搬運(yùn)特別是移動(dòng)物體帶來了劃時(shí)代的革命，不僅可以輕松搬運(yùn)，還可以隨任何方向移動(dòng)，大大提高了效率。 到了近代隨著工業(yè)革命的興起，越來越多的設(shè)備需要移動(dòng)，萬向腳輪也就在全世界應(yīng)用越來越廣泛，各行各業(yè)幾乎離不開萬向腳輪。 到了現(xiàn)代隨著科技的不斷發(fā)展，設(shè)備也越來越多功能和高利用率，萬向腳輪就成了不可缺少的部件。萬向腳輪的發(fā)展也就更為專業(yè)化而成為了一個(gè)特殊的行業(yè)。 萬向腳輪大致分為定向萬向腳輪與非定向萬向腳輪。 定向萬向腳輪沒有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)；萬向萬向腳輪的結(jié)構(gòu)允許360度旋轉(zhuǎn)。 萬向腳輪細(xì)分 超重型萬向腳輪、特重型萬向腳輪、異型萬向腳輪以及剎制萬向腳輪、減震萬向腳輪、可調(diào)節(jié)萬向腳輪和輕型萬向腳輪、中型萬向腳輪、重型萬向腳輪等。 應(yīng)用行業(yè) 工業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療器械以及機(jī)械、物流運(yùn)輸、環(huán)保清潔用品、家具行業(yè)、美容器械、食品機(jī)械、五金生產(chǎn)等各行業(yè)。 萬向腳輪材質(zhì) 主要分為超級(jí)人造膠萬向腳輪、聚氨酯萬向腳輪、塑料萬向腳輪、尼龍萬向腳輪、鋼鐵萬向腳輪、耐高溫萬向腳輪、等。 性能特點(diǎn) 超級(jí)人造膠 聚氨酯 尼龍 鋼鐵 耐高溫輪 承載（KG） 27~502 31~1905 100~1400 181~2040 270~450 適用溫度（℃） -43~85 -43~85 -43~85 -43~126 -43~180 輪硬度 65(±5)A 55(±5)D —— —— —— 轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 轉(zhuǎn)動(dòng)寧?kù)o 優(yōu) 優(yōu) 一般 差 良 地板保護(hù) 優(yōu) 優(yōu) 一般 差 良 無輪印 無 無 無 無 無 耐沖擊 優(yōu) 優(yōu) 良 良 優(yōu) 耐磨損 優(yōu) 優(yōu) 良 優(yōu) 優(yōu) 防水性能 優(yōu) 優(yōu) 差 差 優(yōu) 防化學(xué)品性能 優(yōu) 優(yōu) 良 良 優(yōu) 安裝高度：指從地面到設(shè)備安裝位置之間的垂直距離，萬向腳輪的安裝高度是指與萬向腳輪底板與輪子邊遠(yuǎn)最大的垂直距離。 支架轉(zhuǎn)向中心距：指中心垂直線到輪芯中心的水平距離。 轉(zhuǎn)動(dòng)半徑：指中心垂直線到輪胎外邊緣的水平距離，適當(dāng)?shù)拈g距令萬向腳輪能作360度轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的合理與否直接影響到萬向腳輪的使用壽命。 行駛負(fù)荷：萬向腳輪在移動(dòng)時(shí)承重能力也稱動(dòng)負(fù)荷，萬向腳輪的動(dòng)負(fù)荷因工廠的試驗(yàn)方式不同而有所差別，也因輪子的材料不同而不同，關(guān)鍵在于支架的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量是否能夠抗沖擊和震蕩。 沖擊負(fù)荷：當(dāng)設(shè)備受到承載物沖擊或震動(dòng)時(shí)萬向腳輪的瞬間承重能力。 靜態(tài)負(fù)荷靜態(tài)負(fù)荷靜態(tài)負(fù)荷靜態(tài)負(fù)荷：萬向腳輪在靜止?fàn)顟B(tài)下能承受的重量。靜態(tài)負(fù)荷一般情況應(yīng)為行使負(fù)荷（動(dòng)承載）的5～6倍，靜態(tài)負(fù)荷至少應(yīng)是沖擊負(fù)荷的2倍。 轉(zhuǎn)向：硬質(zhì)、窄小的輪子比軟質(zhì)、寬的輪子較易轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)動(dòng)半徑是輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)重要參數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑過短會(huì)增加轉(zhuǎn)向難度，過大則會(huì)導(dǎo)致輪子晃動(dòng)及壽命縮短。 行駛靈活性：影響萬向腳輪行駛靈活性的因素有支架的結(jié)構(gòu)和支架鋼材的選用、輪子的大小、輪子類型、軸承等，輪子越大行駛靈活性越好，在平穩(wěn)地面上硬質(zhì)、窄小的輪比平邊軟質(zhì)的輪子省力，但在不平的地面上軟質(zhì)的輪子省力，但在不平的地面上軟質(zhì)的輪子能更好地保護(hù)設(shè)備并避震！ 最簡(jiǎn)單的發(fā)明往往最重要，萬向腳輪正具備這種特性。同時(shí)一個(gè)城市的發(fā)達(dá)程度高低往往與萬向腳輪使用多少成正相關(guān)，像上海、北京、天津、重慶、無錫、成都、西安、武漢、廣州、佛山、東莞、深圳等城市的萬向腳輪使用率就非常高。 萬向腳輪的構(gòu)造由單輪裝在支架上而成，用于安裝在設(shè)備下面令其自由移動(dòng)。萬向腳輪主要分為兩大類： （1）固定萬向腳輪 固定支架配上單輪，只能沿直線移動(dòng)。 （2）活動(dòng)萬向腳輪 360度轉(zhuǎn)向的支架配上單輪，能隨意向任何方向行駛。 萬向腳輪的單輪種類繁多，在大小、型號(hào)、輪胎面等各不相同。選擇合適的輪子取于以下幾個(gè)條件： （1）使用場(chǎng)地環(huán)境。 （2）產(chǎn)品的載重量 （3）工作環(huán)境中含有化學(xué)品、血、油脂、機(jī)油、鹽等物質(zhì)。 （4）各種特殊氣候，如濕度、高溫或嚴(yán)寒　 （5）抗沖擊、碰撞和行駛寧?kù)o的要求。 車輪選擇 1、選擇車輪材質(zhì)：首先考慮使用路面的大小，障礙物、使用場(chǎng)地上殘留物質(zhì)（如鐵屑、油脂），所處環(huán)境狀況（如高溫、常溫或低溫）及車輪所能承載的重量等不同條件來決定選擇適合的車輪材質(zhì)。例如：橡膠輪不能耐酸、油脂和化學(xué)品，超級(jí)聚氨脂輪、高強(qiáng)度聚氨脂輪、尼龍輪、鋼鐵輪和耐高溫輪則能適用于不同的特殊環(huán)境。 2、計(jì)算承載重量：為了能夠計(jì)算出各種萬向腳輪需要的載重能力，必須知道運(yùn)輸設(shè)備自重、最大荷重和所用單輪和萬向腳輪的數(shù)量。一個(gè)單輪或萬向腳輪所需的載重能力計(jì)算如下： T=(E+Z)/M×N： ---T=單輪或萬向腳輪所需承載重量； ---E=運(yùn)輸設(shè)備的自重； ---Z=最大荷重； ---M=所用單輪和萬向腳輪的數(shù)量； ---N=安全系數(shù)（約1.3—1.5）。 3、決定輪徑大?。和ǔ＼囕喼睆接笥菀淄苿?dòng)，荷重能力也愈大同時(shí)也較能保護(hù)地面不受損壞，輪徑大小的選擇首先應(yīng)考慮承載的重量和荷重下搬運(yùn)車的起動(dòng)推力來決定。 4、車輪材質(zhì)軟硬的選擇：通常車輪有尼龍輪、超級(jí)聚氨脂輪、高強(qiáng)度聚氨脂輪、高強(qiáng)度人造膠輪、鐵輪、打氣輪。超級(jí)聚氨脂輪、高強(qiáng)度聚氨脂輪不論在室內(nèi)室外的地面行駛，都能滿足你的搬運(yùn)要求；高強(qiáng)度人造膠輪則能適用于酒店、醫(yī)療器械、樓層、木地板、瓷磚地面等要求行走時(shí)噪音小寧?kù)o的地面上行駛；尼龍輪、鐵輪適用于地面不平或地面上有鐵屑等物質(zhì)的場(chǎng)地；而打氣輪則適用于輕荷重及路面軟不平坦的場(chǎng)合。 5、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性：?jiǎn)屋喸酱筠D(zhuǎn)動(dòng)就越省力，滾柱軸承能載較重的負(fù)載，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力較大：?jiǎn)屋啺惭b上優(yōu)質(zhì)的（軸承鋼）滾珠軸承，能承載較重的負(fù)荷，轉(zhuǎn)動(dòng)更輕便，靈活寧?kù)o。 6、溫度狀況：嚴(yán)寒和高溫的場(chǎng)合對(duì)萬向腳輪的影響很大，聚氨脂輪在零下45℃下的低溫，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活自如，耐高溫輪在高溫275℃下轉(zhuǎn)動(dòng)輕便。 特別注意：因?yàn)?點(diǎn)確定一個(gè)平面，當(dāng)所用萬向腳輪數(shù)量為多個(gè)時(shí)，載重量應(yīng)按3個(gè)計(jì)算。 8． 軸的作用及類型 軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件，但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀，各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。 材料使用： 1、碳素鋼 35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較高的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，其中以45鋼用得最為廣泛。 為了改善其力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸，則可采用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。 2、合金鋼 合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。 例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性； 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作，必須具有良好的高溫力學(xué)性能，常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結(jié)構(gòu)鋼。 軸的毛坯以鍛件優(yōu)先、其次是圓鋼； 尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。 例如，用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。 軸的力學(xué)模型是梁、多數(shù)要轉(zhuǎn)動(dòng)，因此其應(yīng)力通常是對(duì)稱循環(huán)。 其可能的失效形式有：疲勞斷裂、過載斷裂、彈性變形過大等。 軸上通常要安裝一些帶輪轂的零件，因此大多數(shù)軸應(yīng)作成階梯軸，切削加工量大。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式，載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況，軸承的類型與尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸，對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較，以便選出最佳設(shè)計(jì)方案，以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： 1、節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； 2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整； 3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； 4、便于加工制造和保證精度。 技術(shù)要求 1、加工精度 1)尺寸精度 軸類零件的尺寸精度主要指軸的直徑尺寸精度和軸長(zhǎng)尺寸精度。按使用要求，主要軸頸直徑尺寸精度通常為IT6-IT9級(jí)，精密的軸頸也可達(dá)IT5級(jí)。軸長(zhǎng)尺寸通常規(guī)定為公稱尺寸，對(duì)于階梯軸的各臺(tái)階長(zhǎng)度按使用要求可相應(yīng)給定公差。 2)幾何精度 軸類零件一般是用兩個(gè)軸頸支撐在軸承上，這兩個(gè)軸頸稱為支撐軸頸，也是軸的裝配基準(zhǔn)。除了尺寸精度外，一般還對(duì)支撐軸頸的幾何精度（圓度、圓柱度）提出要求。對(duì)于一般精度的軸頸，幾何形狀誤差應(yīng)限制在直徑公差范圍內(nèi)，要求高時(shí)，應(yīng)在零件圖樣上另行規(guī)定其允許的公差值。 3)相互位置精度 軸類零件中的配合軸頸（裝配傳動(dòng)件的軸頸）相對(duì)于支撐軸頸間的同軸度是其相互位置精度的普遍要求。通常普通精度的軸，配合精度對(duì)支撐軸頸的徑向圓跳動(dòng)一般為0.01-0.03mm，高精度軸為0.001-0.005mm。 此外，相互位置精度還有內(nèi)外圓柱面的同軸度，軸向定位端面與軸心線的垂直度要求等。 2、表面粗糙度 根據(jù)機(jī)械的精密程度，運(yùn)轉(zhuǎn)速度的高低，軸類零件表面粗糙度要求也不相同。一般情況下，支撐軸頸的表面粗糙度 Ra值為0.63-0.16 μm ；配合軸頸的表面粗糙度Ra值為2.5-0.63 μ m 加工工藝 1、軸類零件的材料 軸類零件材料的選取，主要根據(jù)軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性以及制造工藝性而決定，力求經(jīng)濟(jì)合理。 常用的軸類零件材料有 35、45、50優(yōu)質(zhì)碳素鋼，以45鋼應(yīng)用最為廣泛。對(duì)于受載荷較小或不太重要的軸也可用Q235、Q255等普通碳素鋼。對(duì)于受力較大，軸向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金鋼。如40Cr合金鋼可用于中等精度，轉(zhuǎn)速較高的工作場(chǎng)合，該材料經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后具有較好的綜合力學(xué)性能；選用Cr15、65Mn等合金鋼可用于精度較高，工作條件較差的情況，這些材料經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后其耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度性能都較好；若是在高速、重載條件下工作的軸類零件，選用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳鋼或38CrMoA1A滲碳鋼，這些鋼經(jīng)滲碳淬火或滲氮處理后，不僅有很高的表面硬度，而且其心部強(qiáng)度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、抗沖擊韌性和耐疲勞強(qiáng)度的性能。 球墨鑄鐵、高強(qiáng)度鑄鐵由于鑄造性能好，且具有減振性能，常在制造外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸中采用。特別是我國(guó)研制的稀土——鎂球墨鑄鐵，抗沖擊韌性好，同時(shí)還具有減摩、吸振，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小等優(yōu)點(diǎn)，已被應(yīng)用于制造汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床上的重要軸類零件。 2、軸類零件的毛坯 軸類零件的毛坯常見的有型材（圓棒料）和鍛件。大型的，外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸也可采用鑄件。內(nèi)燃機(jī)中的曲軸一般均采用鑄件毛坯。 型材毛坯分熱軋或冷拉棒料，均適合于光滑軸或直徑相差不大的階梯軸。 鍛件毛坯經(jīng)加熱鍛打后，金屬內(nèi)部纖維組織沿表面分布，因而有較高的抗拉、抗彎及抗扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，一般用于重要的軸。 加工方法 1、外圓表面的加工方法及加工精度 軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機(jī)械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面最經(jīng)濟(jì)有效的加工方法，但就其經(jīng)濟(jì)精度來說，一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圓表面主要精加工方法，特別適用于各種高硬度和淬火后的 零件精加工；光整加工是精加工后進(jìn)行的超精密加工方法（如滾壓、拋光、研磨等），適用于某些精度和表面質(zhì)量要求很高的零件。 由于各種加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)加工精度、表面粗糙度、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本各不相同，因此必須根據(jù)具體情況，選用合理的加工方法，從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。 序號(hào) 加工方法 經(jīng)濟(jì)精度 （公差等級(jí)） 經(jīng)濟(jì)粗糙度 Ra值/ μ m 適用范圍 1 .粗車 IT13-IT11 50-12.5 適用于淬火鋼以外的各種金屬 2 .粗車 -半精車 IT10-IT8 6.3-3.2 3 .粗車 -半精車-精車 IT8-IT7 1.6-0.8 4 .粗車 -半精車-精車-滾壓 IT8-IT7 0.2-0.025 5 .粗車 -半精車-磨削 IT8-IT7 0.8-0.4 主要用于淬火鋼，也可用于未淬火鋼，但不適用于有色金屬 6 .粗車 -半精車-粗磨-精磨 IT7-IT6 0.4-0.1 7 .粗車 -半精車-粗磨-精磨-超精加工（或輪式超精磨） IT5 0.1-0.012 （或 Rz 0.1） 8 .粗車 -半精車-精車-精細(xì)車（金剛車） IT7-IT6 0.4-0.025 主要用于要求較高的有色金屬 9 .粗車 -半精車-粗磨-精磨-超精磨（或鏡面磨） IT5以上 0.025-0.006 （或 Rz 0.1） 極高精度的外圓加工 10. 粗車 -半精車-粗磨-精磨-研磨 IT5以上 · 012 （或 Rz 0.1） 2、外圓表面的車削加工 (1)外圓車削的形式 軸類零件外圓表面的主要加工方法是車削加工。主要的加工形式有： 荒車 自由鍛件和大型鑄件的毛坯，加工余量很大，為了減少毛坯外圓形狀誤差和位置偏差，使后續(xù)工序加工余量均勻，以去除外表面的氧化皮為主的外圓加工，一般切除余量為單面1-3mm。 粗車 中小型鍛、鑄件毛坯一般直接進(jìn)行粗車。粗車主要切去毛坯大部分余量（一般車出階梯輪廓），在工藝系統(tǒng)剛度容許的情況下，應(yīng)選用較大的切削用量以提高生產(chǎn)效率。 半精車 一般作為中等精度表面的最終加工工序，也可作為磨削和其它加工工序的預(yù)加工。對(duì)于精度較高的毛坯，可不經(jīng)粗車，直接半精車。 精車 外圓表面加工的最終加工工序和光整加工前的預(yù)加工。 精細(xì)車 高精度、細(xì)粗糙度表面的最終加工工序。適用于有色金屬零件的外圓表面加工，但由于有色金屬不宜磨削，所以可采用精細(xì)車代替磨削加工。 但是，精細(xì)車要求機(jī)床精度高，剛性好，傳動(dòng)平穩(wěn)，能微量進(jìn)給，無爬行現(xiàn)象。車削中采用金剛石或硬質(zhì)合金刀具，刀具主偏角選大些（ 45 o -90 o ）,刀具的刀尖圓弧半徑小于0.1-1.0mm， 以減少工藝系統(tǒng)中彈性變形及振動(dòng)。 (2)車削方法的應(yīng)用 1）普通車削 適用于各種批量的軸類零件外圓加工，應(yīng)用十分廣泛。單件小批量常采用臥室車床完成車削加工；中批、大批生產(chǎn)則采用自動(dòng)、半自動(dòng)車床和專用車床完成車削加工。 2)數(shù)控車削 適用于單件小批和中批生產(chǎn)。應(yīng)用愈來愈普遍，其主要優(yōu)點(diǎn)為柔性好，更換加工零件時(shí)設(shè)備調(diào)整和準(zhǔn)備時(shí)間短；加工時(shí)輔助時(shí)間少，可通過優(yōu)化切削參數(shù)和適應(yīng)控制等提高效率；加工質(zhì)量好，專用工夾具少，相應(yīng)生產(chǎn)準(zhǔn)備成本低；機(jī)床操作技術(shù)要求低，不受操作工人的技能、視覺、精神、體力等因素的影響。對(duì)于軸類零件，具有以下特征適宜選用數(shù)控車削。 結(jié)構(gòu)或形狀復(fù)雜，普通加工操作難度大，工時(shí)長(zhǎng)，加工效率低的零件。 加工精度一致性要求較高的零件。 切削條件多變的零件，如零件由于形狀特點(diǎn)需要切槽，車孔，車螺紋等，加工中要多次改變切削用量。 批量不大，但每批品種多變并有一定復(fù)雜程度的零件。 對(duì)帶有鍵槽，徑向孔（含螺釘孔）、端面有分布的孔（含螺釘孔）系的軸類零件，如帶法蘭的軸，帶鍵槽或方頭的軸，還可以在車削加工中心上加工，除了能進(jìn)行普通數(shù)控車削外，零件上的各種槽、孔（含螺釘孔）、面等加工表面也可一并能加工完畢。工序高度集中，其加工效率較普通數(shù)控車削更高，加工精度也更為穩(wěn)定可靠。 （3）外圓表面的磨削加工 用磨具以較高的線速度對(duì)工件表面進(jìn)行加工的方法稱為磨削。磨削加工是一種多刀多刃的高速切削方法，它使用于零件精加工和硬表面的加工。 磨削的工藝范圍很廣，可以劃分為粗磨、精磨、細(xì)磨及鏡面磨。 磨削加工采用的磨具（或磨料）具有顆粒小，硬度高，耐熱性好等特點(diǎn)，因此可以加工較硬的金屬材料和非金屬材料，如淬硬鋼、硬質(zhì)合金刀具、陶瓷等；加工過程中同時(shí)參與切削運(yùn)動(dòng)的顆粒多，能切除極薄極細(xì)的切屑，因而加工精度高，表面粗糙度值小。磨削加工作為一種精加工方法，在生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。由于強(qiáng)力磨削的發(fā)展，也可直接將毛坯磨削到所需要的尺寸和精度，從而獲得了較高的生產(chǎn)率。 9． 軸與剝殼輪的配合結(jié)構(gòu) 軸與剝殼輪的配合如圖6-9-1所示： 1-軸 2-軸用彈性擋圈 3-平鍵 4-緊固件 5-輪 圖：6-9-1 軸1通過自身的圓法蘭和輪5相配合。法蘭上開有4-?9通孔，輪上加工4-M8螺栓孔。通過螺栓連接使軸與輪行成一個(gè)整體。 10． 軸與傳送輪的配合結(jié)構(gòu) 軸與傳送輪的配合如圖6-10-1所示： 1-立式座軸承 2-軸 3-軸用彈性擋圈 4-V帶輪 5-平鍵 6-軸用彈性擋圈 7-緊固件 8-傳送帶輪 9-傳送皮帶 圖：6-10-1 （1） 軸1上的軸肩與立式座軸承2內(nèi)的止口相配合確保軸的軸向穩(wěn)定性； （2） 軸上的擋圈槽內(nèi)安裝軸用彈性擋圈3、6，使V帶輪4不能軸向移動(dòng)； （3） V帶輪通過平鍵5與軸相連接，使V帶輪與軸不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)； （4） 軸端自帶的法蘭上加工安裝孔，通過緊固螺栓7與傳送帶輪8相連，使軸與傳送帶輪形成整體； （5） 傳送皮帶9包覆在傳送帶輪上。 11． 軸的計(jì)算及校核： 考慮到零件的加工成本和加工難度，本設(shè)計(jì)所選用的軸的材質(zhì)為45#鋼，如果為了進(jìn)一步提高軸身的強(qiáng)度和硬度可以對(duì)軸坯進(jìn)行調(diào)質(zhì)與淬火。本設(shè)計(jì)由于采用保守計(jì)算，故對(duì)于熱處理不予考慮。 軸的外形圖如圖6-11-1： 圖6-11-1 軸外形圖 軸的強(qiáng)度計(jì)算的步驟為： 一、軸的強(qiáng)度計(jì)算 1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件初步估算軸的直徑 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖確定后，各軸傳遞的P和n為已知，在軸的結(jié)構(gòu)具體化之前，只能計(jì)算出軸所傳遞的扭矩，而所受的彎矩是未知的。這時(shí)只能按扭矩初步估算軸的直徑，作為軸受轉(zhuǎn)矩作用段最細(xì)處的直徑dmin，一般是軸端直徑。??????? 根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定的最小直徑為： （mm） （6.10.1） 式中：P為軸所傳遞的功率（KW） n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min） ?Ao為計(jì)算系數(shù)??? 若計(jì)算的軸段有鍵槽，則會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)將計(jì)算所得的直徑適當(dāng)增大，若有一個(gè)鍵槽，將dmin增大5％，若同一剖面有兩個(gè)鍵槽，則增大10％。 以dmin為基礎(chǔ)，考慮軸上零件的裝拆、定位、軸的加工、整體布局、作出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在軸的結(jié)構(gòu)具體化之后進(jìn)行以下計(jì)算。 2、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸的直徑 l）繪出軸的結(jié)構(gòu)圖 2）繪出軸的空間受力圖? 3）繪出軸的水平面的彎矩圖?? 4）繪出軸的垂直面的彎矩圖 5）繪出軸的合成彎矩圖?????????? 6）繪出軸的扭矩圖 7）繪出軸的計(jì)算彎矩圖 8）按第三強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量彎矩： ???????????????????? （6.10.2） 式中：α為將扭矩折合為當(dāng)量彎矩的折合系數(shù)，按扭切應(yīng)力的循環(huán)特性取值: a）扭切應(yīng)力理論上為靜應(yīng)力時(shí)，取α=0.3。 b）考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻、振動(dòng)、啟動(dòng)、停車等影響因素，假定為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力?，取 α=0.59。 c）對(duì)于經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)的軸，把扭剪應(yīng)力視為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，取 α=1（因?yàn)樵趶澗刈饔孟?，轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力屬于對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力）。 9）校核危險(xiǎn)斷面的當(dāng)量彎曲應(yīng)力（計(jì)算應(yīng)力）： ? （6.10.3） 式中：W為抗扭截面摸量（mm3）。 為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，查表1。 如計(jì)算應(yīng)力超出許用值，應(yīng)增大軸危險(xiǎn)斷面的直徑。如計(jì)算應(yīng)力比許用值小很多，一般不改小軸的直徑。因?yàn)檩S的直徑還受結(jié)構(gòu)因素的影響。 一般的轉(zhuǎn)軸，強(qiáng)度計(jì)算到此為止。對(duì)于重要的轉(zhuǎn)軸還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核。此外，對(duì)于瞬時(shí)過載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較為嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按峰尖載荷校核其靜強(qiáng)度，以免產(chǎn)生過量的塑性變形。 二、按疲勞強(qiáng)度精確校核 按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度中沒有考慮軸的應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此，對(duì)于重要的軸，還需要進(jìn)行軸危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計(jì)算，評(píng)定軸的安全裕度。即建立軸在危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)的校核條件。 安全系數(shù)條件為： （6.10.4） 1.3~1.5用于材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí)； 1.5~1.8用于材料不夠均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算精確度較低時(shí)； 1.8~2.5用于材料均勻性及載荷與應(yīng)力計(jì)算精確度很低時(shí)或軸徑＞200mm時(shí)。 三、按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核 靜強(qiáng)度校核的目的在于評(píng)定軸對(duì)塑性變形的抵抗能力。這對(duì)那些瞬時(shí)過載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對(duì)稱性較為嚴(yán)重的的軸是很有必要的。軸的靜強(qiáng)度是根據(jù)軸上作用的最大瞬時(shí)載荷來校核的。 靜強(qiáng)度校核時(shí)的強(qiáng)度條件是： （6.10.5） 式中：——危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù)； ——按屈服強(qiáng)度的設(shè)計(jì)安全系數(shù)； ＝1.2~1.4，用于高塑性材料（≤0.6）制成的鋼軸； ＝1.4~1.8，用于中等塑性材料（＝0.6~0.8）制成的鋼軸； ＝1.8~2，用于低塑性材料制成的鋼軸； ＝2~3，用于鑄造軸； ——只考慮安全彎曲時(shí)的安全系數(shù)； ——只考慮安全扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全系數(shù)； 　　　　　　 （6.10.6） 式中：、——材料的抗彎和抗扭屈服極限，MPa；其中＝(0.55~0.62)； Mmax、Tmax——軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大彎矩和最大扭矩，N.mm； Famax——軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大軸向力，N； A——軸的危險(xiǎn)截面的面積，m； W、WT——分別為危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)，m?！　? 四、軸的設(shè)計(jì)用表 材料牌號(hào) 毛坯直徑 （mm） 硬度 (HBS) 屈服強(qiáng)度極限σs 許用彎曲應(yīng)力[σ-1] 備注 Q235A ≤100 225 40 用于不重要及受載荷不大的軸 >100~250 215 45 ≤10 170~217 295 55 應(yīng)用最廣泛 >100~300 162~217 285 ≤200 217~255 355 60 40Cr ≤100 >100~300 241~286 540 490 70 用于載荷較大，而無很大沖擊的重要軸 40CrNi ≤100 >100~300 270~300 240~270 735 570 75 用于很重要的軸 38SiMnMo ≤100 >100~300 229~286 217~269 590 540 70 用于重要的軸，性能近于40CrNi 38CrMoAlA ≤60 >60~100 >100~160 293~321 277~302 241~277 785 685 590 75 用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度且熱處理（氮化）變形很小的軸 20Cr ≤60 滲碳 56~62HRC 390 60 用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸 3Cr13 ≤100 ≥241 635 75 用于腐蝕條件下的軸 1Cr18Ni9Ti ≤100 ≤192 195 45 用于高低溫及腐蝕條件下的軸 100~200 QT600-3 190~270 370 用于制造復(fù)雜外形的軸 QT800-2 　 245~335 480 零件倒角C與圓角半徑R的推薦值 直徑d >6~10 >10~18 >18~30 >30~50 >50~80 >80~120> 120~180 C或R 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 軸常用幾種材料的[]和A0值 軸的材料 Q235 1Cr18Ni9Ti 35 45 40Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi [] 12～20 12～25 20～30 30～40 40～52 A0 160～135 148～125 135～118 118～107 107～98 軸上的轉(zhuǎn)速 功率由以上機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算部分可知 =47.7；=121 取=115 58.4 （6.11.1） 輸出軸的最小直徑顯然是安裝法蘭處的直徑.為了使所選的軸的直徑與輪的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取輪的型號(hào)。 法蘭的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故取.則 ＝=1906800按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于法蘭公稱轉(zhuǎn)矩的條件。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（軟件版）R2.0，選HL5型彈性套柱銷連軸器，半法蘭孔的直徑，長(zhǎng)度L＝142mm，輪與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。故?。?0mm 3. 擬定軸的裝配方案 4. 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 （1）選取d=60mm, 。因I-II軸右端需要制出一個(gè) 定位軸肩，故取 （2）初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向力的作用，，故選用方形立式座軸承，參照工作 要求， 由軸知其工作要求并根據(jù)dⅡ–Ⅲ＝70mm，選取軸承 3304型,由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(軟件版)R2.0查得軸承參數(shù)： 軸承直徑：d＝20mm ； 軸承寬度：B＝31mm，D=50mm 軸上零件的周向定位。 齒輪、帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接（詳細(xì)選擇 過程見后面的鍵選擇）。 （3）確定軸上的圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為1×45°，各軸肩處的圓角半徑為R＝1.2mm 取軸端倒角為1×45°，各軸肩處的圓角半徑為R＝1.2mm 1.根據(jù)軸上的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。確定軸承的支點(diǎn)位置大致在軸承寬度中間。 故 因此作為簡(jiǎn)支梁的支點(diǎn)跨距 計(jì)算支反力 作用在低速軸上的==6220N （6.11.2） =2263.8N