自動墻壁清洗機(jī)設(shè)計(jì)
自動墻壁清洗機(jī)設(shè)計(jì),自動墻壁清洗機(jī)設(shè)計(jì),自動,墻壁,清洗,設(shè)計(jì)
湘潭大學(xué)興湘學(xué)院
目錄
1引言 1
1.1清洗建筑表面的意義 1
1.2目的和現(xiàn)實(shí)意義 1
1.3研究現(xiàn)狀 2
2 方案評價(jià)與選擇 3
2.1高樓外墻清潔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作 3
2.1.1設(shè)置于頂樓的支撐突梁 3
2.1.2支撐纜繩 4
2.1.3乘載用掛籠 4
2.1.4動作馬達(dá) 4
2.1.5升降結(jié)構(gòu) 5
2.1.6清洗刷 5
2.2方案評價(jià)與選擇 5
3 運(yùn)動學(xué)及結(jié)構(gòu)方案的確定 6
3.1運(yùn)動學(xué)參數(shù)選定 6
3.2計(jì)算總傳動比和分配各級傳動比 8
3.3計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù) 8
4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
4.1 第一級齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 10
4.1.1.初步計(jì)算 10
4.1.2校核計(jì)算 10
4.2第二級齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 14
4.2.1.初步計(jì)算 14
4.2.2校核計(jì)算 14
4.2.3確定傳動主要尺寸 16
4.3 畫簡圖 18
4.3.1 初估軸徑 18
4.3.2 初選聯(lián)軸器 19
4.3.3 初選軸承 19
5軸的校核計(jì)算 20
5.1高速軸受力分析 20
5.2中間軸校核計(jì)算 20
6高速軸軸承驗(yàn)算 28
致 謝 30
參考文獻(xiàn) 31
30
1引言
1.1 清洗建筑表面的意義
隨著人類社會的不斷發(fā)展進(jìn)步,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,城市建筑更加規(guī)范,完美。千姿百態(tài)的各式建筑,尤其是高層建筑外墻都用各種建筑材料進(jìn)行裝飾,如粘帖各色墻磚,瓷磚,馬賽克,或涂上涂料,但是,自然界的風(fēng)吹雨打,日光輻射,塵埃污染,以及一些人為或偶然事故等原因,一段時(shí)間過后,建筑表面都將不同程度地變得污濁灰暗,破舊不堪,在環(huán)境差的地區(qū),污染或損壞還相當(dāng)嚴(yán)重。建筑表面就像人身上的外衣,要保持清潔,就需要經(jīng)常清洗,整理。為此,世界發(fā)達(dá)國家和地區(qū),對保持建筑表面的清潔非常重視,并以法律的形式明確規(guī)定,每年必須定期清洗,否則將受到處罰。近年來,我國各級政府部門的環(huán)境保護(hù)意識已發(fā)生了很大改變,國內(nèi)一些大,中城市,特別是旅游,開放城市,旅游景點(diǎn),為保持建筑表面清潔,也制定出臺了相應(yīng)的法規(guī),全國范圍的衛(wèi)生評比活動,把保持建筑表面清潔列為考核的重要指標(biāo)之一,其中高層建筑的外墻,醒目,突出,自然也就成為檢查的重中之重。
有信息表明,十·五期間國家用于環(huán)境保護(hù)的投資將由九·五期間國民生產(chǎn)總值的1.5%翻倍增加至4%,同時(shí)還伴隨以產(chǎn)業(yè)政策的優(yōu)惠。所以,隨著我國改革開放的不斷深入,政府,公民的環(huán)保意識的不斷加強(qiáng),建筑表面清潔問題必將引起各方面的高度重視,建筑清洗行業(yè)必然具有廣泛的發(fā)展前景,將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.
建筑表面清洗主要包括外墻清洗和中央空調(diào)風(fēng)管的清洗,目前外墻清洗是采用傳統(tǒng)的“蜘蛛人”清洗,這是以犧牲生命為代價(jià)的非人工作,部分城市頒布了建筑表面清洗條例; 由于非典事件,公共衛(wèi)生得到了高度的重視,特別是中央空調(diào)風(fēng)管的清洗,最近有關(guān)中央空調(diào)的清洗條例很快出臺;因此對于建筑表面清洗提供一個(gè)完備的解決方案,必然打破一個(gè)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)格局,改變了人們的工作方式,用機(jī)器人清洗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工清洗或無法清洗,是必然的發(fā)展趨勢。
1.2 目的和現(xiàn)實(shí)意義
洗墻機(jī)的功能主要在于清洗大樓窗戶、外墻等外部結(jié)構(gòu),然而礙于在清洗大樓時(shí)清洗后廢水的處理,清洗的效果、效率等等,目前市面上尚無自動的大樓洗墻機(jī)。
改革開放以來,隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,高層式建筑如雨后春筍般的拔地而起。高樓外墻的外觀保養(yǎng)和清潔成為樓宇管理不可缺少的一部份。有需求就由市場,高樓外墻的清潔必將成為一種經(jīng)濟(jì)效益高,前景廣闊的行業(yè)。在中國,這種行業(yè)正在逐漸興趣。我國高墻清潔主要采取兩種形式。
1.3研究現(xiàn)狀
綜觀目前市面上可見的洗墻機(jī),清洗方式主要還是以人工清洗為主,所以都是以掛籠垂降,再以人工方式清洗墻面;然而垂掛以及掛籠的升降方式便較具變化。傳統(tǒng)的是人手清潔,用繩把人系住和定位,逐層清潔。這種方式人在半空吊來吊去的(好象攀崖運(yùn)動員下山時(shí)那樣),勞動強(qiáng)度高,效率低,因?yàn)橹黧w是人,所以帶有一定的危險(xiǎn)性。
現(xiàn)代的機(jī)器人清潔,現(xiàn)代科技的發(fā)展,機(jī)器人代替人手工作是必然的趨勢,在國外和我國的一些清潔公司已經(jīng)采用了機(jī)器人來進(jìn)行高樓外墻的清潔工作,但是這些機(jī)器人構(gòu)造復(fù)雜,操作復(fù)雜,功能繁多(有些功能是很少用到或在某些場合不會用到),造成成本高(如果是一些由人工智能的機(jī)器人就更加不用說了)和資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。針對這個(gè)問題,我們設(shè)計(jì)了一個(gè)操作簡單,經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高樓外墻清潔機(jī)器。
2方案評價(jià)與選擇
2.1高樓外墻清潔機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作
現(xiàn)代高樓外墻自動清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)主要分為下面幾種:
2.1.1設(shè)置于頂樓的支撐突梁
以下為一些常見的支撐突梁:
(1)固定式如圖2.1所示:
(A)F型突梁 (B) L型突梁
圖2.1 固定式突梁
(2)活動式:
設(shè)有活動滑軌,如圖2.2為一種滑軌:
圖2.2 滑軌
滑軌式的作動情形如圖2.3所示:
圖2.3 滑軌式的作動情形
滑軌有多種形式如圖2.4所示:
A.水平式滑軌 B.自走平臺 C.垂直式滑軌
圖2.4 多種形式的滑軌
直接將大型起降車設(shè)置于頂樓,方便隨時(shí)清洗,亦有助施工維修,但成本高昂且占空間。
2.1.2支撐纜繩
纜繩能承受高度張力,目前專用纜繩就可達(dá)到需求。
2.1.3乘載用掛籠
小型掛籠如圖2.5所示:
圖2.5 小型掛籠
中型掛籠如圖2.6所示:
圖2.6 中型掛籠
2.1.4 動作馬達(dá)
對于馬達(dá),一般來說有以下要求:
A.高扭力、低轉(zhuǎn)速。
B.斷電自動煞車。
C.機(jī)械煞車裝置。
D.靜定功能。
2.1.5升降結(jié)構(gòu)
對于升降的結(jié)構(gòu),目前計(jì)劃主要依現(xiàn)有一般市面上可見的機(jī)構(gòu)加以改良,作為自動洗墻機(jī)的作動裝置,裝在樓頂?shù)牟竭M(jìn)電動機(jī)帶動卷桶控制鋼絲繩的收放,使的刷子部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)能在高墻上縱向移動。在這里,選擇卷揚(yáng)機(jī)類似的機(jī)構(gòu),加以改進(jìn)。
2.1.6清洗刷
考慮到刷子受到的摩擦力很小 ,刷子的轉(zhuǎn)動動力由小電機(jī)提供,如圖所示
刷子部分采用紅外線測距。當(dāng)墻上的玻璃窗等與墻的豎直距離不等時(shí),刷子不能很好的清洗玻璃等凹或凸出來的部分。所以從機(jī)器采用紅外線測距, 使刷子能更好的工作,即使有突出的墻沿,也可以通過機(jī)器自己調(diào)節(jié)(線圈產(chǎn)生的磁場和彈簧力來調(diào)節(jié))
刷子由一個(gè)獨(dú)立的電動機(jī)帶動。
為了使機(jī)器在刷子往返運(yùn)動中,不會使機(jī)構(gòu)左右搖擺,所以采用一些輔助機(jī)構(gòu)來減少左右搖擺,如圖所示,采用末端加有一個(gè)輪,此輪與墻接觸。當(dāng)機(jī)器向下運(yùn)動時(shí),輪與墻之間是滾動摩擦,使機(jī)器向下運(yùn)動時(shí),可以使機(jī)器與墻之間保持一定的距離,從而不會撞到墻或者玻璃,當(dāng)墻左右搖晃時(shí),這時(shí),輪與墻之間產(chǎn)生滑動摩擦,對機(jī)器左右搖擺有一定的抑制作用。
還有一些輔助機(jī)構(gòu)使得清潔機(jī)在墻上工作更加平穩(wěn)。
2.2方案評價(jià)與選擇
根據(jù)任務(wù)書的要求,結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,投資小,成本低,安全可靠,工作效率高,故選用,水平式滑軌,支撐纜繩,小型掛籠,升降機(jī)構(gòu)采用類似卷揚(yáng)機(jī)機(jī)構(gòu),工作部,利用工作電動,經(jīng)減速器減速,帶動清洗刷轉(zhuǎn)動,實(shí)現(xiàn)清洗功能。
3運(yùn)動學(xué)及結(jié)構(gòu)方案的確定
根據(jù)任務(wù)書要求,一小時(shí)可以清洗墻面600-800平方米,考慮到結(jié)構(gòu)簡單,直接單向進(jìn)給,故只考慮升降,而且要達(dá)到600-800平方米,所以要選用大型號的清洗刷。其結(jié)構(gòu)如圖3.1所示:
圖3.1 清洗刷結(jié)構(gòu)圖
3.1運(yùn)動學(xué)參數(shù)選定
初選卷揚(yáng)機(jī),根據(jù)GB/T 1995-2002,選用雙卷快速快溜放卷揚(yáng)機(jī),額定速度為20m/min-25min,額定載荷為25KN。
根據(jù)初選的卷揚(yáng)機(jī),則定清洗刷直徑應(yīng)500mm。
清洗刷與墻面的摩擦力
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得工程塑料的動摩擦因數(shù)在之間,因?yàn)?,清洗刷基本上靠自動壓在墻面上,又要考慮到清洗干凈,故選用動摩擦因數(shù)較大的工程塑料,選定其動摩擦因數(shù)為,估算清洗裝置,故
工作機(jī)所需輸入功率:
各部件的傳動效率:
工作機(jī)的效率:
傳動裝置中各部分的效率,查機(jī)械手冊得
8級精度的一般齒輪傳動效率:
彈性聯(lián)軸器傳動效率:
齒式聯(lián)軸器傳動效率:
球軸承傳動效率:
滾子軸承:
電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率:
所需電動機(jī)功率
由
,得
查表13-2,得圓柱齒輪傳動單級傳動比常值為3~5,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍:
對Y系列電動機(jī)通常多選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動機(jī),故選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min。
選用Y100L2-4,額定功率3KW,滿載轉(zhuǎn)速1430r/min,電動機(jī)極數(shù)為4,軸伸尺寸。其具體參數(shù)如下:
型號: Y100L2-4
額定功率/kW: 3.0
鐵心長度/mm: 135
氣隙長度/mm: 0.3
定子外徑/mm: 155
定子內(nèi)徑/mm: 98
定子線規(guī)nc-dc: 1-1.18
每槽線數(shù): 31
并聯(lián)支路數(shù): 1
繞組型式: 單層交叉
節(jié)距: 1~9/2~10/18~11
槽數(shù)Z1/Z2: 36/32
轉(zhuǎn)動慣量/(kg·m^2): 0.0067
質(zhì)量/kg: 38
3.2 計(jì)算總傳動比和分配各級傳動比
傳動裝置的總傳動比要求為
式中: —電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速,r/min.
一般推薦展開式二級圓柱齒輪減速器高速級傳動比,取。
3.3 計(jì)算傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)
該傳動裝置從電動機(jī)到工作機(jī)有三軸,依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸,則:
3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速
式中: —為電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速,r/min;
、、—分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸轉(zhuǎn)速,r/min;Ⅰ為高速軸,Ⅲ為低速軸.
3.3.2 各軸功率
式中: Pd —為電動機(jī)輸出功率,KW;
PⅠ、PⅡ、PⅢ —分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸輸入功率,KW;
3.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩
4 傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 第一級齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算
因傳動無嚴(yán)格限制,生產(chǎn)批量小,故小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB~286HB,平均取為260HB;大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度為229HB~286HB,平均取為240HB.齒輪采用非對稱支承結(jié)構(gòu)安裝。計(jì)算步驟如下:
齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
4.1.1 初步計(jì)算
轉(zhuǎn)矩T1 ,
齒寬系數(shù) ,由表12.13,取
Ad值,由表12.16,估計(jì),取
接觸疲勞極限,由圖12.17c,得
初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力:
傳動比i,
初步計(jì)算小齒輪直徑d1 ,,取
初步齒寬b ,
4.1.2 校核計(jì)算
圓周速度,
精度等級 由表12.6,選用8級
齒數(shù)Z1、模數(shù)和螺旋角:
,取Z2=105
,由表12.3,取
(和估計(jì)值接近)
使用系數(shù)KA 由表12.9,,
動載系數(shù)Kv,由圖12.9,
齒間載荷分配系數(shù)
由此得
齒向載荷分布系數(shù),由表12.11,
載荷系數(shù),
彈性系數(shù),由表12.12,
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),由圖12.16,
重合度系數(shù) ,由式12.31,因故
螺旋角系數(shù),
接觸最小安全系數(shù),由表12.14,得(一般可靠)
總工作時(shí)間,
應(yīng)力循環(huán)次數(shù):
接觸壽命系數(shù),由圖12.18, ,
許用接觸應(yīng)力:
驗(yàn)算
計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無須調(diào)整。
4.1.3 確定傳動主要尺寸
中心距
實(shí)際分度圓直徑,
齒寬,
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
齒形系數(shù):
由圖12.21, ,
應(yīng)力修正系數(shù) ,由圖12.22,,
重合度系數(shù) ,
螺旋角系數(shù),
(當(dāng).)
,故
齒間載荷分配系數(shù) ,
前已求得,故
齒向載荷分配系數(shù) ,由圖12.14, ,
載荷系數(shù),
彎曲疲勞極限,由圖12.23c,,
彎曲最小安全系數(shù),由表12.14,
應(yīng)力循環(huán)次數(shù),
彎曲壽命系數(shù),由圖12.24, ,
尺寸系數(shù),由圖12.25,
許用彎曲應(yīng)力
驗(yàn)算
傳動無嚴(yán)重過載,故不做靜強(qiáng)度校核。
4.2 第二級齒輪傳動設(shè)計(jì)計(jì)算
因傳動無嚴(yán)格限制,生產(chǎn)批量小,故小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度取為280HB;大齒輪用45鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度取為260HB。齒輪采用非對稱支承結(jié)構(gòu).計(jì)算步驟如下:
齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
4.2.1 初步計(jì)算
轉(zhuǎn)矩T2 ,
齒寬系數(shù) ,由表12.13,取
Ad值,由表12.16,估計(jì),取
接觸疲勞極限,由圖12.17c,得
初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力:
傳動比,
初步計(jì)算小齒輪直徑 ,
初步齒寬b ,
4.2.2 校核計(jì)算
圓周速度,
精度等級 選用8級
齒數(shù)、模數(shù)和螺旋角:
,由表12.3,取
(和估計(jì)值接近)
使用系數(shù)KA ,表12.9,,
動載系數(shù),由圖12.9,
齒間載荷分配系數(shù)
由此得
齒向載荷分布系數(shù),由表12.11,
載荷系數(shù),
彈性系數(shù),由表12.12,
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),由圖12.16,
重合度系數(shù) ,由式12.31,因,故
螺旋角系數(shù),
接觸最小安全系數(shù),由表12.14,得(一般可靠)
總工作時(shí)間,
應(yīng)力循環(huán)次數(shù):
接觸壽命系數(shù),由圖12.18, ,
許用接觸應(yīng)力
驗(yàn)算
計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無須調(diào)整.
4.2.3 確定傳動主要尺寸
中心距
實(shí)際分度圓直徑
齒寬 ,取
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
齒形系數(shù):
由圖12.21, ,
應(yīng)力修正系數(shù) ,由圖12.22,,
重合度系數(shù),
螺旋角系數(shù),
(當(dāng).)
,故
齒間載荷分配系數(shù),
前已求得,故
齒向載荷分配系數(shù),由圖12.14,,
載荷系數(shù),
彎曲疲勞極限,由圖12.23c, ,
彎曲最小安全系數(shù),由表12.14,
應(yīng)力循環(huán)次數(shù),,
彎曲壽命系數(shù),由圖12.24, ,
尺寸系數(shù),由圖12.25,
許用彎曲應(yīng)力
驗(yàn)算
傳動無嚴(yán)重過載,故不做靜強(qiáng)度校核。
表1 傳動零件設(shè)計(jì)計(jì)算小結(jié)
名稱
材料
硬度
齒數(shù)
齒寬
mn
β
分度圓直徑
齒輪Ⅰ
40Cr
260HB
22
55mm
2
12°6′5′′
45.000mm
齒輪Ⅱ
45
240HB
105
45mm
2
12°6′5′′
215.190 mm
齒輪Ⅲ
40Cr
280HB
28
82 mm
2.5
13°32′10′′
72.000mm
齒輪Ⅳ
45
260HB
96
72mm
2.5
13°32′10′′
254.952 mm
4.3 畫簡圖
142
58
71
70.5
57.5
71
128
圖4.1 簡圖
4.3.1 初估軸徑
在畫裝配草圖前需初估軸徑,從而提高設(shè)計(jì)效率,減少重復(fù)設(shè)計(jì)的工作量,并盡可能的降低生產(chǎn)成本。三根軸都選用40Cr材料。
由<<機(jī)械設(shè)計(jì)>>式16.2,得各軸的最小直徑分別為:
式中: C為軸強(qiáng)度計(jì)算系數(shù),40Cr所對應(yīng)的系數(shù)為102
考慮到實(shí)際情況,可將這三軸的最小軸徑定為25mm,50mm和35mm。
4.3.2 初選聯(lián)軸器
聯(lián)軸器除聯(lián)接兩軸并傳遞轉(zhuǎn)矩外,有些還具有補(bǔ)償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能,以及具有緩沖、吸振、安全保護(hù)等功能。電動機(jī)軸和減速器高速軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較高,為減小啟動載荷,緩和沖擊,應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動慣量和具有彈性的聯(lián)軸器,該設(shè)計(jì)選用彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機(jī)聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,不必要求具有較小的轉(zhuǎn)動慣量,但傳遞轉(zhuǎn)矩較大,又因減速器與工作機(jī)不在同一底座上,要求具有較大的軸線偏移補(bǔ)償,因此選用鼓形齒式聯(lián)軸器。根據(jù)上述分析并考慮到實(shí)際情況,聯(lián)軸器選擇如下: 電動機(jī)軸和減速器高速軸聯(lián)接用的聯(lián)軸器選用LT4聯(lián)軸器 。
4.3.3 初選軸承
軸承是支承軸頸的部件。由于該傳動裝置采用兩對斜齒輪傳動,經(jīng)比較選擇,采用兩對角接觸球軸承和深溝球軸承。從高速軸到低速軸,選用的軸承分別為7307C、30210、30210,均為成組使用,面對面安裝。
5軸的校核計(jì)算
5.1高速軸受力分析
高速軸受力情況如下:
圖5.1 高速軸受力情況
水平受力分析:
對點(diǎn)取矩,則有
對點(diǎn)取矩,則有
垂直面受力分析:
對點(diǎn)取矩,則有:
對點(diǎn)取矩,則有:
5.2 中間軸校核計(jì)算
中間軸結(jié)構(gòu)和受力分析圖如下:
中間軸材料選用40Cr調(diào)質(zhì), 。軸的彎曲應(yīng)力校核步驟如下:
計(jì)算齒輪受力
齒輪Ⅱ所受的力():
圓周力
徑向力
軸向力
轉(zhuǎn)矩
齒輪Ⅲ所受的力:( )
圓周力
徑向力
軸向力
計(jì)算支承反力
水平面反力
垂直面反力
水平面受力圖,如f圖所示
垂直面受力圖,如h圖所示
畫軸彎矩圖
水平面彎矩圖,如g圖所示,圖
垂直面彎矩圖,如i圖所示,圖
合成彎矩圖,如j圖所示,合成彎矩
畫軸轉(zhuǎn)矩圖
軸受轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)矩圖, 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖,如圖k所示
許用應(yīng)力
用插入法由表16.3,查得
應(yīng)力校正系數(shù)
畫當(dāng)量彎矩圖
當(dāng)量彎矩:
在齒輪Ⅲ中間處
在齒輪Ⅱ(軸頭)中間處
當(dāng)量彎矩圖,見圖l
校核軸徑
齒根圓直徑
軸徑
經(jīng)檢驗(yàn)軸所用尺寸合格。
中間軸安全系數(shù)校核計(jì)算如下:
以齒輪Ⅲ端面處危險(xiǎn)截面為例進(jìn)行安全系數(shù)校核。
對稱循環(huán)疲勞極限
脈動循環(huán)疲勞極限
等效系數(shù)
截面3-3上的應(yīng)力
水平面彎矩
垂直面彎矩
合成彎矩
彎曲應(yīng)力幅
彎曲平均應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力
應(yīng)力集中系數(shù)
有效應(yīng)力集中系數(shù)
因在此截面處,有軸徑變化,過渡圓角半徑r=1mm,由和,從附錄表1中查出。
表面狀態(tài)系數(shù) 由附錄5查出
尺寸系數(shù) 由附錄6查出
安全系數(shù)
彎曲安全系數(shù) 設(shè)為無限壽命,,由式16.5得
扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)
復(fù)合安全系數(shù)
經(jīng)檢驗(yàn)軸所用尺寸合格。
軸承驗(yàn)算
6高速軸軸承驗(yàn)算
查手冊 7307c軸承主要性能參數(shù)如下:
壽命計(jì)算
左邊軸承徑向力
右邊軸承徑向力
軸向力 ,方向向左
附加軸向力 查表18.4,可得
,
因,故左邊軸承被壓緊
軸承軸向力
X,Y值 ,故
,故
沖擊載荷系數(shù) 考慮中等沖擊查表18..8得
當(dāng)量動載荷
軸承壽命 因,只計(jì)算軸承1的壽命
故高速級軸承滿足壽命要求。
靜載荷計(jì)算
X0、Y0 查表18.12,得,
當(dāng)量靜載荷
安全系數(shù)S0 正常使用角接觸球軸承,查表18.14,得
計(jì)算額定靜載荷
(因)
許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算
載荷系數(shù)
載荷分布系數(shù)
許用轉(zhuǎn)速N
均大于工作轉(zhuǎn)速1430r/min。
經(jīng)檢驗(yàn)該軸承合格。
致 謝
本論文是在楊世平老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,不僅在學(xué)業(yè)上得到了老師細(xì)致、耐心的教導(dǎo)和講解,使自己鞏固、完善了所學(xué)知識,并且治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、塌實(shí)沉穩(wěn)的學(xué)風(fēng)給人以深厚影響,在我的學(xué)習(xí)、待物中產(chǎn)生了積極作用,也使得本次設(shè)計(jì)能夠順利完成。
再此衷心感謝在這過程中幫助及指導(dǎo)過我的老師和同學(xué),讓我開闊了眼界,增加了學(xué)識。
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