1、向载荷的计算由轴的安装结构可知，小齿轮所承受的扭矩是两个翻转台的扭矩，所以则式中小齿轮传递的转矩，小齿轮的节圆直径，对标准齿轮即为分度圆直径，啮合角，对标准齿轮，齿根弯曲疲劳强度校核分析轮齿在受载时，齿根所受的弯矩最大，因此，齿根处的弯曲疲劳强度最弱。当齿轮在齿顶处啮合时，处于双对齿啮合区，此时弯矩的力臂虽然最大，但力并不是最大，因此弯矩并不是最大。根据分析，齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点时。因此，齿根弯曲强度也应该按载荷作用于单对齿啮合区最高点来计算。以下便是对齿轮齿根的抗弯曲疲劳强度的校核过程。由式对小齿轮校核。根据已知条件齿数，查表得，代入数据得由前面的数据可知。即则小齿轮的设计满足设计要求。.扇形齿轮的设计扇形齿轮的设计准则同小齿轮的设计，都为开式齿轮传动。所以也是。

2、备用液压缸，所以在冶金液压缸设备标准液压缸系列选取。冶金设备标准液压缸的特点缸径般在范围内，工作压力小于等于可用液压油机械系统耗损油和乳化液等工作介质，使用温度范围在。其安装方式有法兰耳环销轴等多种形式，符合标准，另外还有脚架底座示。冶金设备用标准液压缸系列包括型重型冶金设备液压缸系列冶金备用液压缸型冶金设备液压缸系列液压缸系列液压缸。型液压缸具有性能良好可靠性好等优点广泛用于重型机械，冶金矿山等行业。综合型钢堆垛机的工作要求我们选用型液压缸。根据机械设计手册化学工业出版社中液压缸型号的选用选出液压缸,其中表是油缸的安装形式是摆动式的。液压缸的结构设计与校核.缸筒壁厚的计算查液压与气压传动教材可查出当时，壁厚用公式来计算当时，壁厚用公式来计算。假设缸筒壁厚与内径之比小于，则壁厚按薄壁缸公式计算，即公。

3、应力校正系数的选取由机械设计表中可查出齿形系数及应力校正系数，取，。.弯曲疲劳寿命系数的选取由机械设计中图中可查出弯曲疲劳寿命系数，由应力循环次数很小，所以取。.弯曲疲劳强度极限的选取由机械设计中图中按齿面硬度查得小齿轮弯曲疲劳强度极限。。.计算许用应力取安全系数为，由计算公式计算得.确定载荷系数计算载荷系数的公式由机械设计表得使用系数,由机械设计图得动载系数,由机械设计表得齿间载荷分配系数,由机械设计表，并结合小齿轮的齿宽系数和齿宽得齿向载荷分布系数。综合各系数的值得出.计算齿轮的模数式中的单位式，的单位为代入数据得。根据机械原理表圆柱齿轮标准模数系列表中模数系列，我们选用。小齿轮的基本尺寸计算分度圆直径基圆直径齿全高齿厚这里的齿轮是标准齿轮，所以，均为标准值，其值为，。轮齿所受的圆周力，径向力，。

4、值为理论值，现实中我们选则的液压缸的行程应略大于理论值，参考液压元件及选用中表.型重型冶金设备液压缸的型号和技术参数得我们选择其行程为。注此处在进行行程计算的时候，由于活塞杆的转动角度较小，我们对其进行了简化处理，将圆心移至图示的位置了，结果相差并不大，也不会影响我们最后的选择。.缸筒长度缸筒长度由活塞最大行程，活塞长度活塞杆导向长度和特殊要求的其他长度确定见图根据机械设计手册中表中查出缸内径为的液压缸的缸体的外形尺寸为行程，由行程为，得缸体的外形尺寸为。其中活塞长度导向套长度隔套长度。为了降低加工难度，般液压缸的缸筒长度不应大于内径的倍。根据机械设计手册化学工业出版社出版中表油缸固定部分长度的参考尺寸得活塞的长度，取导向套动面长度，取隔套宽度。.液压缸的选定综合以上计算分析可得由于该液压缸为冶金设。

5、校核。.活塞杆的强度校核由，取，得所以活塞杆满足稳定条件。.齿轮的设计翻转机构的齿轮是开式齿轮传动，所以根据齿根弯曲疲劳强度作为设计准则，按齿面接触疲劳强度进行校核。选择齿轮精度等级，材料，热处理方式及齿数对与低速轻载荷的齿轮，主要失效方式是齿面磨损，需有定的机械性能，可选用中碳钢或灰铸铁或球墨铸铁，这里为单件小批量生产，所以大小齿轮均为号钢，其中小齿轮为调质处理，硬度为，大扇形齿轮为正火，硬度为。根据传动比要求，这里的传动比要求为，开式齿轮齿面易磨损，欲让齿厚些，适当取大些模数，因此去少些齿数，初拟小齿轮数是，则大齿轮数为。选用精度等级为级。齿轮的基本参数.尺宽系数的选取考虑为开式齿轮，且小齿轮为两支承不做对称分布，大小齿轮均为硬齿面时，齿宽系数应取表中偏下限值。由机械设计中表，选定。.齿形系数及。

6、按齿根弯曲疲劳强度进行计算，按齿面接触疲劳强度进行校核。扇形齿轮的形状设计由液压缸的设计，我们可知扇形齿轮只用转动个齿，我们取扇形齿轮的齿数为个齿，分布角度为。扇形齿轮的基本数据.尺宽系数的选取考虑为开式齿轮，且小齿轮为两支承做对称分布，大小齿轮均为硬齿面时，齿宽系数应取表中偏下限值。由机械设计中表，选定。.齿形系数及应力校正系数的选取由机械设计表中可查出齿形系数及应力校正系数，最后取，。.弯曲疲劳寿命系数的选取由机械设计中图中可查出弯曲疲劳寿命系数，由应力循环次数很小，所以取。.弯曲疲劳强度极限的选取由机械设计中图中按齿面硬度查得扇形齿轮弯曲疲劳强度极限，。.计算许用应力取安全系数为，由计算公式计算得.确定载荷系数由载荷系数的计算公式由机械设计表得使用系数,由机械设计图得动载系数,由机械设计表得齿。

7、中液压缸的最大工作压力缸筒内径缸筒材料的许用应力，缸筒材料的抗拉强度极限安全系数，般取缸筒选用材料为，即，将以上数值带入得。又考虑缸筒壁厚与内径之比。符合我们的设计要求。考虑安全因素，我们取安全系数.，得，最后我们取。二假设大于，壁厚按厚壁强度及公式计算因为小于与假设矛盾，所以此液压缸为薄壁缸。我们取.缸筒壁厚的校核因为，由公式式中表示液压缸的内径表示缸筒材料的许应应力其中抗拉强度，为安全系数般因为缸筒的材料为，查机械设计手册可知道该材料的表示缸筒最高工作压力。综合以上具体数据和式子可得所以液压缸的壁厚符合设计要求。.缸筒外径的确定.缸底厚度因为设计时取平底液压缸，缸底与缸筒采用螺纹连接，所以缸底内径。式中表示缸底内径，表示缸底材料的许用应力，。若选取则，考虑安全因素，我们取。.最小导向长度的确定对。

8、零件都能装配到应有位置时，轴的台阶数越少越好，相邻两段的过度台阶应满足轴肩的要求。.轴的台阶应能保证让零件通过和顺利装拆及可靠定位。.轴端轴头轴径的端部都应有倒角，当轴上需开横孔时，孔端也应有倒角，般用。.结构尺寸，直径圆半径倒角键槽等尺寸应符合标准和规定。.同轴上各键槽圆周半径倒角中心孔等尺寸应尽量取同样尺寸。必要时可以设置砂轮越程槽和退刀槽，以便于磨削加工或切制螺纹。Ⅰ轴的材料根据工作要求可知此轴为传动轴。轴的材料主要是碳纲和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较底，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故用碳钢制造轴优先考虑，其中最常用的是钢。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，但价格比较贵。因此传。

9、单活塞液压缸，般式中活塞的最大工作行程缸筒内径。代入数据得，取。液压缸的稳定性和活塞杆的强度验算活塞杆受轴向压力作用时，有可能产生弯曲当此轴向力达到临界力时会出现压杆不稳定现象，临界值的大小与活塞杆长度与直径，以及缸的安装方式等因素有关。只有当活塞杆的计算长度时，才进行活塞杆的纵向稳定性计算。计算估算活塞杆的长度初步定液压缸盖的厚度为，则活塞杆的长度为。.液压缸的稳定验算根据材料力学概念根受压的直杆，在其轴向负载超过稳定临界力或称极限力时,即失去原有直线状态下的平衡而丧失稳定,所以液压缸的稳定条件是式中活塞杆的轴向最大压力液压缸的稳定临界力稳定性安全系数,般取。液压缸的稳定临界力值与活塞杆和缸体的材料长度刚度及其两端支承状况等因素有关。般在为活塞杆的直径大于以后就要进行稳定校验。由。则不需要进行稳定。

10、及应力校正系数分别为，。扇形齿轮的受力和小齿轮受力的大小是样的。则。代入数据得所以。即扇形齿轮的设计符合设计要求。齿轮接触强度校核可以由机械设计式校核接触强度式中啮合齿面上啮合点的综合曲率半径，弹性影响系数，。对于标准齿轮，节圆就是分度圆，得节点啮合的综合曲率代入数据得得查机械设计表得弹性影响系数查机械设计图得齿轮的接触疲劳强度极限取代入数据得由所以扇形齿轮和小齿轮的齿根弯曲疲劳强度和接触疲劳强度均满足强度要求。.Ⅰ轴的设计根据翻转机构的结构设计，该机构共有根轴，位于两边的轴的扭矩最大为中间两轴的两倍，属于重要的轴，所以在此设计位于两边的轴。Ⅰ轴的结构工艺性在设计轴的结构时，应尽可能使轴的形式简单，并有良好堵塞加工和装配工艺性能，以减少劳动量，提高劳动生产率和降低应力集中。设计时应考虑以下几点.在保。

11、递大动力，并要求减少尺寸与重量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温下的轴，常采用合金钢。必须指出在般工作温度下低于时，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不多，因此在选择钢的种类和确定钢的热处理方法时，根据的是强度与耐磨性，而不是轴的弯矩或扭矩刚度。但也应当注意，在即定条件下，有时也可以选择强度较低的钢材，而用适当增大轴的截面面积的方法来提高轴的刚度。根据以上可以选轴的材料选为钢。小齿轮轴上的受力前面我们已经求出作用在小齿轮上的力，同时这些力也作用在小齿轮轴上。即计算轴的最小直径我们是按扭转强度条件来计算轴的最小直径，这种方法只按轴的扭矩来计算轴的强度如果还受不大的弯矩时，则用降低需用扭转切应力的方法予以考虑。在做轴的结构设计时，通常用这种方法来初步估算轴的直径。对于不大重要的轴，也可作为最后的计算结果。

12、载荷分配系数,由机械设计表，并结合小齿轮的齿宽系数和齿宽得齿向载荷分布系数。综合各系数的值得出扇形齿轮的模数扇形齿轮和小齿轮啮合，所以扇形齿轮和小齿轮的模数是样的，取。扇形齿轮的基本尺寸计算分度圆基圆直径齿全高齿厚分度圆中心距这里的齿轮是标准齿轮，所以，均为标准值，其值为，。齿根弯曲疲劳强度校核分析轮齿在受载时，齿根所受的弯矩最大，因此，齿根处的弯曲疲劳强度最弱。当齿轮在齿顶处啮合时，处于双对齿啮合区，此时弯矩的力臂虽然最大，但力并不是最大，因此弯矩并不是最大。根据分析，齿根所受的最大弯矩发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合区最高点时。因此，齿根弯曲强度也应该按载荷作用于单对齿啮合区最高点来计算。以下便是对齿轮齿根的抗弯曲疲劳强度的校核过程。由机械设计式对此齿轮进行校核，由已知齿轮齿数，查表，得出齿形系数。

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