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表轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直接硬度弯曲疲劳极限剪切疲劳极限许用弯曲应力备注热轧或锻后空冷用于不重要或载荷不大的轴正火回火调质应用最广泛调质用于载荷较大而无很大冲击的轴图.轴的强度分析情况.轴承寿命的计算根据前面的计算可得.如图.所示,将最左侧轴承定位轴承,最右侧轴承定位轴承且预选轴承的型号为,查机械设计手册可知。
计算轴承的轴向力由表查得型轴承的内部轴向力为。
表轴承派生轴向力轴承类型角接触向心球轴承圆锥滚子轴承则由图.可知,该对轴承为反装,故轴承被压紧轴承被放松计算轴承的当量动载荷由于.,故查表轴承当量动载荷的值和值,可得由于,故则表轴承当量动载荷的值和值轴承类型圆锥滚子轴承.轴承寿命计算因,故应以轴承的径向当量动载荷为计算依据。
查表和表可得温度系数为,则,其中故表温度系数轴承工作温度温度系数.表冲击载荷系数载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强大冲击载荷系数举例电机汽轮机通风机水泵机床内燃机起重机械减速器破碎机剪床轧钢机由于传动轴上的轴承既要承受轴向力,又要承受径向力,故根据前面轴承的计算方法可得选取。
普通型平键校核键主要是用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递扭矩。
般分为平键半圆形键楔键和切向键,由于平键连接定向性较好,装拆方便,故在轴与旋转解头相连接的时候采用普通型平键连接。
轴径为,由于键的材料采用强度极限不小于的碳素钢,故选用钢。
其校核过程如下选取平键的尺寸选取型普通平键,根据轴的直径,查机械设计手册第二版可知平键的截面尺寸宽度为,高,深度,右起第八段轴长为,故选键的长度为。
右起第段,轴的直径为,故选择的键的型号如上所示,由于该段轴长为,故该段轴的键长选,其尺寸如图.所示。
。
校核键的连接强度查表键连接的许用挤压应力和许用压强可得,由于轴上的传递扭矩为故满足强度要求。
表键连接的许用挤压应力和许用压强许用值材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击钢铸铁钢图.普通型平键尺寸动力头箱体的设计动力头箱体装置是用来安装和放置减速机构的,因此合理设计该机构,不仅能是动力头结构紧凑,还能提高箱体的使用寿命。
本文采用动力头箱体的材料为,其许用应力为。
箱体通过底板周的螺栓孔固定在安装底座上,底座通过左右两侧的机械结构保证动力头只能在大梁前后移动,而不能在垂直于大梁的方向上没有位移,箱体里面安装的是轮系减速传动副。
结合前面的选型可知,本文设计的动力头装置为四液压马达带动减速箱减速驱动主轴实现回拖和进给运动。
考虑到齿轮的啮合和轴的传动,由于大小齿轮的中心距为,故将该结构设计为两个小齿轮同时分别带动主轴的运动,其中心距为,两个小齿轮中心距离为。
且由于箱体里面要同时放置齿轮,故将箱体的长设为,高为。
结合主轴上零部件的设计可知,箱体的宽度为大齿轮厚度加圆锥滚子轴承多的高度和轴承两段的固定,故将箱体的宽度设计为,箱体壁厚均为,其结构简图如图.所示。
由于箱体受到以下力的影响,故为了增强箱体的承载能力和疲劳寿命,需要在箱体表面增设加强筋,箱体所受力的情况如下直齿圆柱齿轮传动,在啮合时产生径向力主动齿轮重力所引起的进行力,作用在位于齿轮箱两前后的轴承座处被动齿轮和输出轴的重力引起的径向力,作用在位于齿轮箱两前后板的输出轴支撑轴承座处动力头回拖力,在输出轴的圆锥滚子轴承座处。
图.箱体的结构简图第章动力头的三维建模.动力头的三维建模动力头的建模主要对箱体齿轮轴轴承轴承端盖箱盖液压马达,马达端盖等零件,并完成部件的装配图。
箱体的建模箱体在动力头的设计中是个重要的零件,结合前面的箱体结构的设计,利用里的操作命令,主要使用拉伸工具孔工具阵列工具镜像工具等将其三维模型建立,如图.所示。
图.动力头箱体三维模型动力头的装配完成前面所需零件的建立后,利用软件将其装配在起,装配过程中主要操作包括使用添加元件工具对齐约束配对约束插入约束坐标系约束完成动力头模型的绘制。
装配后的整体结构如图.所示。
从图.只能看出动力头的外在形状,要了解到里面的结构,我们需要将其视图进行剖解,了解其工作的原理,是通过液压马达带动传动齿轮,通过传动齿轮来带动主轴运动,利用级减速箱的原理,来实现了各部分之间力矩的转换关系。
传递关系如图.所示。
图.动力头三维装配图图.动力头扭矩传递关系图动力头视图分解随着社会上人才的大量涌出,产品的竞争越来越激烈,因此无论对产品的设计制造还是未来的销售产品信息的表达均起着至关重要的作用。
因为对于用户而言,有些产品他们没有工程师那么强的理解能力,他们需要的是简单直观的表达,只用这样才能易于接收,也才有利于产品有定的市场占有率。
因此公司推出了种视图分解的制作方式,在机械设计领域中,视图分解的制作占有绝对的优势,它能直观的表达出机器各部分零件之间的装配关系,并且在瞬间分解的过程中,给人眼前亮的感觉,加大了人们对其的关注度。
视图分解是将各个零件之间的组合关系运用分开来直观表达出各零件之间的装配关系。
图.所示为动力头视图分解后的结构,从该图中能直观的表达出各部分零件之间的装配关系。
图.动力头视图分解.动力头传动运动仿真在进行机械设计时,建立模型后往往需要通过虚拟的手段,在电脑上模拟所设计的机构,来达到在虚拟的环境中模拟实现机构的运动。
这对于提高设计效率降低成本有很到的作用。
中,“机构”模块是专门用来进行运动仿真和动态分析的模型。
主要使用基准平面工具基准值添加元件工具定义齿轮副工具定义伺服电动机工具选择机构分析工具回放工具等来完成模型的运动仿真。
其制作步骤如下新建个装配体模型,进入装配环境后选择下拉菜单插入元件装配命令,向动力头装配体中添加组成机构装置的固定元件及连接方式选择下拉菜单应用程序机构命令,进入机构模块,然后选择视图方向拖动元件命令,用来研究动力头中齿轮和轴等零部件的移动方式的般特性及可定位零件的范围在机构模块中,选择下拉菜单插入齿轮命令,可以向动力头
