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摘 要
拖拉機變速箱要求有足夠的排擋數(shù),各檔的傳動比應(yīng)與要求的傳動速度相適應(yīng),使拖拉機有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。要有空檔便于停車;換擋方便,并能防止同時掛檔兩檔,防止自行掛檔和自行脫檔;而且結(jié)構(gòu)越簡單越好。
本文闡述了拖拉機變速箱的齒輪、軸等零件的設(shè)計與校核。本設(shè)計利用4×2的換擋方式實現(xiàn)速度的改變。針對平面出圖問題,我利用Solid Edge建模在投影的設(shè)計思想,直接形象的看到變速箱的模型。把計算出的所需參數(shù),如齒輪中心距、齒輪齒寬、軸長度和直徑等數(shù)據(jù)就可以畫出零件的基本造型。再將所有零件立體圖進行裝配就可以得到變速箱的立體圖形,將其進行平面視圖投影,就可以得到裝配圖的基本造型。
該拖拉機的行駛參數(shù)如下:最低速度為2.12km/h的爬行檔或最高速度為28.12km/h的高速運輸檔(8+2),供選裝。爬行檔裝置,速度0.41-1.36km/h。這里爬行檔為2檔,爬行機構(gòu)設(shè)置在副變速箱中,并用離合器改變爬行與正常行駛的切換。倒檔是通過惰性齒輪改變軸的轉(zhuǎn)動方向?qū)崿F(xiàn)的。
關(guān)鍵詞:拖拉機;變速箱;設(shè)計
Abstract
Tractor transmission requires a number of stalls enough, transmission gear ratio should be matched with the transmission speed requirements, the tractor has higher productivity and economy. To take convenient parking; shift easily, and can prevent the gear two gear, prevent to gear and to slip; and the more simple structure and better.
This paper describes the design and checking of tractor transmission gear, shaft and other parts of the. This design using 4 × 2 shift mode to realize the speed change. The plane drawing problems, we propose Solid Edge modeling using the design thought of projection, and see transmission model is the direct image. The required parameters are calculated, such as gear center distance, tooth width of gear, shaft length and diameter data can draw the basic shape of parts. Then all parts stereogram assembly can get three-dimensional graphics gearbox, the plane view, you can get the basic shape of the assembly drawing.
The running parameters of the tractor: minimum speed for high-speed transport document crawling file 2.12km/h or a top speed of 28.12km/h (8+2), for the optional. Crawling gear device is speeding of 0.41-1.36km/h. Here the creeper gear 2 gear, crawling mechanism is arranged on the accessory gearbox, clutch switch and change the crawl and the normal running of. Reverse the direction of rotation is realized by inert gear change shaft
Keywords: Tractor Gearbox; Solid; design
目 錄
第一章 緒論……………………………………………………………………………1
第二章 拖拉機變速箱設(shè)計要求和步驟…………………………………………2
2.1對變速箱的要求………………………………………………………………………2
2.2變速箱的設(shè)計步驟……………………………………………………………………2
2.3變速箱的分類…………………………………………………………………………3
第三章 齒輪的設(shè)計和計算校核……………………………………………………4
3.1齒輪傳動的主要特點…………………………………………………………………4
3.2齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則………………………………………………………………………4
3.3齒輪的數(shù)據(jù)確定及其校核……………………………………………………………4
3.3.1齒輪的數(shù)據(jù)…………………………………………………………………………4
3.3.2齒面接觸強度的校核………………………………………………………………5
3.3.3齒根彎曲強度的校核………………………………………………………………5
第四章 軸的設(shè)計和計算校核………………………………………………………7
4.1軸的設(shè)計………………………………………………………………………………7
4.2軸的參數(shù)設(shè)定與校核…………………………………………………………………7
4.2.1軸TLJ01-01-1的參數(shù)………………………………………………………………7
4.2.2軸TLJ01-01-1上的載荷分析………………………………………………………8
4.2.3按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強度……………………………………………………8
4.2.4精確校核軸的疲勞強度……………………………………………………………8
第五章 滾動軸承、花鍵計算校核…………………………………………………11
5.1滾動軸承的校合………………………………………………………………………11
5.1.1求兩軸承的徑向載荷Fr1和Fr……………………………………………………11
5.1.2兩軸承的計算軸向力Fa1和Fa2……………………………………………………11
5.1.3軸承當(dāng)量載荷P1和P2………………………………………………………………11
5.1.4驗算軸承壽命………………………………………………………………………12
5.2花鍵聯(lián)接的類型、特點和應(yīng)用………………………………………………………12
5.3具體參數(shù)用……………………………………………………………………………12
5.4花鍵的校核……………………………………………………………………………13
結(jié)束語……………………………………………………………………………………14
致謝………………………………………………………………………………………15
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………16
第一章 緒論
拖拉機是農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中主要的動力機械,可裝配不同的作業(yè)機械以完成耕、耙、播、收、中耕、排灌、施肥、噴藥、農(nóng)副產(chǎn)品加工以及開溝、挖掘、推土和運輸?shù)茸鳂I(yè)。拖拉機可按行走裝置和結(jié)構(gòu)形式分為履帶式、輪式、船式(機耕船)和手扶式;按發(fā)動機功率大小分為大型(74千瓦以上)、中型(15-74千瓦)和小型(15千瓦以下)拖拉機。各種不同形式的拖拉機在結(jié)構(gòu)和性能上雖各有差異,但他們的總體組成部分基本相同,一般均有發(fā)動機、底盤和電氣設(shè)備三部分組成。
隨著人們生活水平的提高,對蔬菜的要求越來越高,如要求無蔬菜無公害、希望吃到反季節(jié)菜等。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)難以滿足這些要求,而設(shè)施農(nóng)業(yè)可以做到無公害生產(chǎn)、反季節(jié)栽種,滿足人們的要求。因此,近幾年我國農(nóng)業(yè)的設(shè)施化程度越來越高,規(guī)模程度越來越大,特別是近來來出現(xiàn)的大規(guī)模溫室群。目前國內(nèi)市場上尚未見專門用于設(shè)施農(nóng)業(yè)內(nèi)作業(yè)的拖拉機。
一直以來,小型拖拉機在拖拉機行業(yè)的占有一定的市場份額,但是,隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和機械化水平的逐漸提高,小型拖拉機的市場發(fā)展受到了一定的影響,這可以從最近幾年小型拖拉機的使用比例可以看出。但是小四輪拖拉機是一個具有較好性價比和廣大農(nóng)民買得起、用得起的產(chǎn)品,可以作為大型農(nóng)機具的補充,因此依然有廣闊的市場空間。近年來我國小四輪拖拉機的產(chǎn)量在逐年上升,市場份額也在逐漸增加,考慮到小四輪拖拉機的經(jīng)濟性和實用性,廣大群眾還是偏向于選擇小四輪拖拉機。手扶拖拉機是我國農(nóng)機工業(yè)的一個傳統(tǒng)產(chǎn)品,隨著農(nóng)機化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,其適用范圍將逐步縮小,但在近期內(nèi)仍有一定的市場容量。
由此可以看出小型拖拉機的發(fā)展前景,設(shè)計制造小型拖拉機是很有發(fā)展前景的。為滿足部分用戶的特殊要求,該拖拉機增設(shè)有附加減速或增速機構(gòu),為用戶提供最低速度為2.12km/h的爬行檔或最高速度為28.12km/h的最高運輸檔,公選裝。爬行檔裝置,速度0.41-1.36km/h可用于栽植、開溝等作業(yè);高速運輸檔主要是為了拖拉機在跑運輸過程中,空車返回時,提高車速、節(jié)省時間。主副變速箱均為常嚙合直齒輪圓柱齒輪、嚙合套換擋。
第二章 拖拉機變速箱設(shè)計要求和步驟
2.1 對變速箱的要求
變速箱用以改變拖拉機的行駛速度,方向和驅(qū)動力,并能在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時可較長時間的停車。因此,對變速箱的要求是:
(1)有足夠的排擋數(shù),各檔的傳動比應(yīng)該與所要求的傳動比速度相適應(yīng),使拖拉機有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟性。需要有空檔,以便于停車;
(2)換擋方便,并且能夠防止兩檔同時掛接,防止自行掛檔和自行脫檔;
(3)傳動路線短,就是動力流經(jīng)的齒輪副比較少,傳動效率高,結(jié)構(gòu)簡單;
(4)噪聲低,溫升小。
2.2 變速箱的設(shè)計步驟
(1)根據(jù)拖拉機行駛速度和檔數(shù)的要求,和拖拉機總體設(shè)計對變速箱結(jié)構(gòu)的約束條件,確定傳動方案,畫出功率流模型。(圖2-1)
圖2-1 功率流圖
(2)在功率流模型中的垂直箭頭畫出齒輪副,在水平就箭頭處設(shè)置嚙合套布置倒檔齒輪;畫出軸,軸承和變速箱壁,形成結(jié)構(gòu)方案預(yù)定。(圖2-2)
圖2-2 預(yù)定結(jié)構(gòu)圖
(3)在傳動系統(tǒng)中其他部件(中央傳動,最終傳動)傳動比確定之后,根據(jù)發(fā)動機標(biāo)定轉(zhuǎn)速,驅(qū)動輪動力半徑和要求的拖拉機行駛速度值計算各檔的傳動比見表2-1。
表2-1各檔傳動比
1檔
2檔
3檔
4檔
5檔
6檔
7檔
8檔
i總
6.845
2.738
2.325
1.609
1.284
0.858
0.685
0.516
i12
3.423
3.423
1.55
1.073
0.856
1.073
0.856
1.55
i34
1.5
0.8
1.5
1.5
1.5
0.8
0.8
0.8
(4)根據(jù)承載能力的要求確定齒輪副中心距和計算齒輪幾何參數(shù)中心距A=k3=100mm;
齒輪幾何參數(shù)見第三章齒輪的設(shè)計和計算校核。
(5)根據(jù)制造,裝配和使用的要求,確定結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。
2.3 變速箱的分類
(一)機械式變速箱的分類
機械式變速箱主要指齒輪傳動變速箱。按其換擋方式,可分為掛接式變速箱(換擋過程中動力要中斷)和動力式變速箱,換擋過程中動力不中斷。
(二)掛結(jié)式變速箱的換擋方式
(1)移動外嚙合齒輪滑動齒輪掛檔
(2)移動滑動齒輪內(nèi)套掛檔
(3)移動嚙合套掛檔,齒輪為經(jīng)常嚙合。
(4)移動同步器套環(huán)掛檔,齒輪為經(jīng)常嚙合。
(三)動力換擋的換擋方式
(1)用機械或液壓操縱摩擦元件(離合器/制動器)進行換擋,換擋過程中,一個元件的分離和另一元件的接合的開始和終止時間有嚴(yán)格的要求。
(2)用機械或液壓操縱摩擦元件(離合器)控制自由輪的接合或分離而進行換擋。
第三章 齒輪的設(shè)計和計算校核
3.1 齒輪傳動的主要特點
(1)效率高 在經(jīng)常使用的機械傳動中,以齒輪傳動的效率為最高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達(dá)99%。這對大功率傳動十分重要,因為即使效率只提高1%,也有很大的經(jīng)濟意義。
(2)結(jié)構(gòu)緊湊 在相同的使用條件下,齒輪傳動所占的空間尺寸一般都比其他機械傳動較小。
(3)工作穩(wěn)定,使用壽命長 齒輪設(shè)計原理正確合理,維護良好的齒輪,使用起來,工作十分安穩(wěn)、可靠,壽命可長達(dá)一、二十年。這也是齒輪傳動相比于其他機械傳動所具有的優(yōu)點。拖拉機在礦井內(nèi)工作的機器尤為使用齒輪傳動。
(4) 傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用,也就是由于具有這一特點。
3.2 齒輪的設(shè)計準(zhǔn)則
齒輪傳動的設(shè)計在具體的工作情況下,需要具備足夠的工作能力,以保證在整個工作壽命期間不至于失效。因此,針對上述各種工作情況及失效形式,都應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計準(zhǔn)則。但是對于齒面磨損,塑性變形等,由于尚未能建立起廣為工程實際使用而且行之有效的計算方法及保證齒面接觸疲勞強度兩準(zhǔn)則進行計算。對于高速大功率的齒輪傳動(如航空發(fā)動機主傳動,汽輪發(fā)電機組傳動等),需要按照保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則計算。至于抵抗其他失效能力,目前雖然一般不進行考慮計算。但應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的保護措施,以增強輪齒抵抗這些失效的能力。
根據(jù)實踐得知,在閉式齒輪傳動中,通常主要保證齒面的接觸疲勞強度。但對于齒面硬度很高,齒芯強度又低的齒輪或材質(zhì)較脆弱的齒輪,通常則以保證齒根彎曲疲勞強度為主。如果兩齒輪均為硬齒面且齒面硬度一樣高時,則視具體情況而定。
功率較大的傳動,例如輸入功率超過75kw的閉式齒輪傳動發(fā)熱量大,易于導(dǎo)致潤滑不良及輪齒膠合損傷等,為了控制溫升,還應(yīng)作散熱能力計算。
開式(半開式)齒輪傳動,按理應(yīng)根據(jù)保證齒面抗磨損及齒根抗折斷能力兩準(zhǔn)則進行計算,但如前所述,對齒面抗磨損能力的計算方法迄今還尚不夠完善,故對開式(半開式)齒輪傳動的壽命,可視具體情況需要而將所求得的模數(shù)適當(dāng)增大。
3.3 齒輪的數(shù)據(jù)確定及其校核
3.3.1 齒輪的數(shù)據(jù)
齒輪和:Z總==59 (3-1)
模數(shù):m=(0.4-0.6) =3.36
表3-1齒輪參數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
齒數(shù)
14
45
23
36
28
31
32
27
24
35
33
26
分度圓
48
152
78
122
96
104
108
82
82
118
112
88
3.3.2 齒面接觸強度的校核
由于易于生產(chǎn)模數(shù)只確定一組,這里只校核傳動比最大的第一組齒輪副齒輪號為TLJ01-01-41和TLJ01-01-44。校核步驟如下:
(1)試選載荷系數(shù)Kt=1.3
(2)計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩T=47.75
(3)取得齒寬系數(shù)φd=1
(4)由表查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa
(5)查表按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞
小齒輪強度極限σHlim1=600MPa
大齒輪強度極限σHlim2=550MPa
(6)計算應(yīng)力循環(huán) N1=60njLh=4.32×109 (3-2)
N2==1.35×109 (3-3)
(7)查得接觸疲勞壽命系數(shù)
KHN1=0.89
KHN2=0.94
(8)計算接觸疲勞使用應(yīng)力
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1
[σH]1==303.57MPa (3-4)
[σF]2==238.86MPa (3-5)
(3-6)
<[]
所以合格,且其他齒輪也合格。
3.3.3 齒根彎曲強度的校核
(1)查得小、大齒輪的彎曲疲勞強度極限
(2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
(3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
(3-7)
(3-8)
(4)計算載荷系數(shù) K=KAKVKFαKFβ=1.81 (3-9)
(5)查取齒形系數(shù) YFa1=2.65
Y Fa2=2.26
(6)查取應(yīng)力校正系數(shù) Ysa1=1.58
Y sa2=1.764
(7)計算大、小齒輪的并加以比較。
=0.0316 (3-10)
=0.0167 (3-11)
因為大齒輪大于小齒輪,所以合格且其他齒輪亦合格。
第四章 軸的設(shè)計和計算校合
4.1軸的設(shè)計
(1)軸是組成機器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運動的傳動零件(如齒輪、蝸桿等),都必須依靠軸,軸作為傳動的介質(zhì),傳遞著動力以及其他的因素。因此,軸的主要功能是連接回轉(zhuǎn)零件之間的運動和動力的傳遞。
(2)軸的設(shè)計和其他零件在結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩方面的內(nèi)容相似。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是由軸上的零件的安裝條件所決定的,然后再確定軸的制造方案、流程等方面。根據(jù)這些要求,合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。若是軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,將會影響軸的工作能力以及軸上各零件之間的工作可靠性,還會增加軸的制造成本和軸上的零件裝配的困難等。因此,軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計的重要設(shè)計步驟。
計算軸的工作能力就是指從軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面來考慮計算的,這些計算,為了防止軸的斷裂或塑性變形。對于剛度要求高的軸(如車床軸)和受力大的細(xì)長軸,還應(yīng)該進行剛度計算,以防止軸工作時而產(chǎn)生過大的彈性形變。對于高速運轉(zhuǎn)的軸類部件,還應(yīng)該進行振動穩(wěn)定性方面的計算,以防止軸發(fā)生共振而遭到破壞。
軸的材料是以碳鋼和合金鋼為主的,剛性軸的毛坯件則多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件制成,也有的軸則直接用圓鋼。
4.2 軸的參數(shù)設(shè)定和校合
4.2.1 軸TLJ01-01-1的參數(shù)的確定
初步確定軸的最小直徑
由式dmin=A0 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Crm,滲碳調(diào)質(zhì)處理,取A0=100,
于是得dmin= A0 =105×mm=20mm (4-1)
輸出軸的最小直徑是安裝齒輪處的直徑。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)軸上安有5個齒輪和3個嚙合套,最左端與發(fā)動機相連接長為40mm的花鍵,變速箱內(nèi)的花鍵總長為154mm,與齒輪4接觸的部分軸直徑設(shè)計為26mm。
(2)初步選用滾動軸承。因軸承同時受到徑向力和軸向力,故選用圓錐滾子軸承,
(3)確定軸上圓角和倒角尺寸。取軸端的倒角為3×45°,各軸肩處的倒圓角半徑見圖紙。因為軸TLJ01-01-1所受力最大,所以以下選擇其進行校核。
4.2.2 軸TLJ01-01-1上的載荷分析
根據(jù)前面,已知齒輪上的作用力Ft=875N, Fa=122N, Fr=321N
根據(jù)力和力矩平衡,可以求得軸承,軸受力情況:
Ft3*148+212FNH2=Ft*221-Fa22.5
Ft3*356-212*FNH1=-Ft*73+Fa22.5
Ft3=Me=1.999N (4-2)
求得FNH1=111.3N FNH2=320.28N
212FNV1=Fr*73-Fa22.5 (4-3)
212FNV2=Fr*321-Fa22.5 (4-4)
求得FNV1=97.58N FNV2=320.28N
水平面H彎矩MH=52090
垂直面V彎矩MV=4364.5
總彎矩M= N*mm=52270 (4-5)
扭矩T=19930
4.2.3 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
校核只需要校核危險截面的強度,根據(jù)式σca=及前面所計算出的數(shù)值,并取α=0.6,軸的計算應(yīng)力為
σca==50.09MP (4-6)
已選定軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理,查得[σ-1]=60MPa。因此σca≤[σ-1]
4.2.4 精確校核軸的疲勞強度
(1)判斷危險截面
整個軸均受到扭矩作用,從前面所做的分析看,齒輪軸處的直徑最小,且鍵槽也將削弱軸的強度,并且此處的彎矩最大。因此該軸只需校核齒輪軸肩處左右兩側(cè)即可。
(2)危險截面左側(cè)
抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1×253mm3=1562.5mm3 (4-7)
抗扭截面系數(shù) WT=0.2d3=0.2×253mm3=3125mm3 (4-8)
截面左側(cè)的彎矩為
M=24120+(52270-24120)×N*mm=37792.68 (4-9)
截面上的扭矩T為 T=19930
截面上的彎曲應(yīng)力為
σb= = MPa=24.18 MPa (4-10)
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
τT= = MPa=6.38 MPa (4-11)
軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理。查得σB=640 MPa,σ-1=275 MPa,τ-1=155 MPa
截面上由軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)ασ和ατ在[2]查取。因=0.05,=1.25,經(jīng)插值得
ασ=2.0 ατ=1.31
軸的材料敏感系數(shù)為
qσ=0.82 qτ=0.85
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式
kσ=1+ qσ(ασ-1)=1+0.82×(2.0-1)=1.83 (4-12)
kτ=1+ qτ(ατ-1)=1+0.85×(1.31-1)=1.26 (4-13)
尺寸系數(shù)εα=0.63,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)ετ=0.82。
軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為
βσ=βτ=0.92 (4-14)
軸經(jīng)表面化,βq=1.2,則算得綜合系數(shù)值為
kσ=+-1=+-1=2.80 (4-15)
kτ=+ -1= + -1=1.62 (4-16)
碳鋼的特性系數(shù)為
φσ=0.1-0.2 , 取φσ=0.1
φτ=0.05-0.1, 取φτ=0.05
于是,計算安全系數(shù)Sca值,由式子得
Sσ= = =4.06 (4-17)
Sτ= = =29.10 (4-18)
Sca= = =4.02>>S=1.5 (4-19)
故可知其安全
(3)危險截面右側(cè)
抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1×203mm3=800mm3 (4-20)
抗扭截面系數(shù) WT=0.1d3=0.2×203mm3=1600mm3 (4-21)
截面左側(cè)
M=24120+(52270-24120) × =37792.86 (4-22)
截面上的扭矩T為 T=19930
截面上的彎曲應(yīng)力σb==MPa=42.24 MPa (4-23)
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
τT= = MPa=12.46MPa (4-24)
過渡配合處的值,用插入法求出,取=0.8 ,于是得
=3.16 =0.8×3.16=2.528 (4-25)
軸按磨削加工,表面質(zhì)量系數(shù)為
βσ=βτ=0.92
故綜合系數(shù)值為
(4-26)
(4-27)
于是,計算安全系數(shù)Sca值,由式子得
(4-28)
(4-29)
(4-20)
所以,該軸右側(cè)截面也是足夠安全的。
第五章 滾動軸承、花鍵計算校核
5.1滾動軸承的校核
滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用的部件之一,它是依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件的。常用的滾動軸承絕大數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,并由專業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用的規(guī)格的軸承。因此本次設(shè)計的軸承也是采用的標(biāo)準(zhǔn)軸承,規(guī)格與尺寸如下:
5.1.1求兩軸承的徑向載荷Fr1和Fr2
由前面分析得出:
FNV1=97.58N FNH1=111.31N
(5-1)
FNV2=321.67N FNH2=320.28N
(5-2)
5.1.2 兩軸承的計算軸向力Fa1 和Fa2
對于70000C系列軸承,派生軸向力,其中e為判斷系數(shù),其值由的大小確定,F(xiàn)a=122N, C=30500N, C0=20000N;
取e1=0.006 e2=0.38,故
(5-3)
5.1.3 軸承當(dāng)量載荷P1和P2
因為>>
表查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為
對于左邊軸承X1=0.44 Y1=1.47
對于右邊軸承X2=1 Y2=0
因軸承運轉(zhuǎn)有沖擊載荷,按表查的,取。則
=1.5×(0.44×147.41+1.27×293.97)N=745.49N (5-4)
=1.5×(1×452.45+0×171.97)=678.68N (5-5)
5.1.4 驗算軸承壽命
因為P1>P2,所以按軸承2的受力驗算
Lh=106ε=1063=252377.59h (5-6)
所以軸承符合要求。
5.2花鍵聯(lián)接的類型、特點和應(yīng)用
花鍵聯(lián)接是由外花鍵和內(nèi)花鍵組成(圖5-3)。由此可知,花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。但是,由于結(jié)構(gòu)形式和制造工藝的不同,與平鍵聯(lián)接比較,花鍵在強度,工藝和使用方法有下述一些優(yōu)點:
(1) 因為在軸上直接而均勻的制作出較多的齒和槽,故聯(lián)接受力較為均勻;
(2) 因槽較淺,齒根處應(yīng)力集中較小,軸的強度削弱較少;
(3) 齒數(shù)較多,總接觸面積較大,因而可承受較大的載荷;
(4) 軸上零件與軸的對中性好;
(5) 導(dǎo)向性好。
5.3具體參數(shù)
模數(shù)m=2.5-5mm
齒形數(shù)=30
工作齒寬b=5.5-8mm
齒頂高h(yuǎn)a=0.5mm
工作齒高h(yuǎn)=m
圖5-3 花鍵
5.4花鍵的校核
花鍵聯(lián)接的強度計算與鍵聯(lián)接相似,首先根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點,使用要求和工作條件選定花鍵的類型和尺寸,然后進行必要的強度校核計算。由公式可知,花鍵強度與平均直徑有很大的關(guān)系,所以這個依然選擇TLJ01-01-1上的花鍵進行校核:
103=3.55 (5-7)
103=3.55 (5-8)
=100-140
=10-20
所以花鍵合格,其他花鍵亦合格。
結(jié)束語
為期四個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了,在完成大學(xué)里最后一項學(xué)習(xí)任務(wù)——畢業(yè)設(shè)計之后,我的感慨頗深。做完了這個畢業(yè)設(shè)計,終于認(rèn)識到大學(xué)里所學(xué)的一切都是有作用的,我為沒有虛度大學(xué)四年的光陰而感到高興。雖然在大學(xué)四年里學(xué)習(xí)的不是很認(rèn)真,但是對于沒有放棄學(xué)習(xí)而興奮,畢竟我在大學(xué)四年里學(xué)到了一些應(yīng)該掌握的東西,因而擁有了一絲收獲的喜悅。四年來,我在學(xué)習(xí)理論知識的同時,還遵循學(xué)校的實踐要求而要求自己,積極的培養(yǎng)了自己的實踐能力,在綜合方面提高自己的能力。雖然這是大學(xué)的最后一個階段,但是我也沒有放縱自己,我仍然以端正的學(xué)習(xí)態(tài)度對待自己的可以設(shè)計課題,為自己做好時間安排。同時,希望利用這最后一次的畢業(yè)設(shè)計充分的鍛煉自己,使自己的能力進一步提高。
我的畢業(yè)設(shè)計課題:多功能小型拖拉機變速器設(shè)計。在老師的精心指導(dǎo)下,我順利的完成了任務(wù)。整個過程對我來說是充滿了意義的。我付出了時間與精力,同時我也得到了一些該得到的。
在做畢業(yè)設(shè)計的過程中,遇到很多的問題,首先變速器的設(shè)計和各部件的校核等問題,花了我相當(dāng)長的一段時間,查閱了有關(guān)的資料和書籍,請教指導(dǎo)老師,最終完成了變速器設(shè)計、計算、校核、驗算方面的內(nèi)容。其次,計算部分算出來后,繪圖方面也遇到不少的挫折。由于沒有實體的印象,所以繪制虛擬的圖樣出來還是有點困難的,后來專門去拖拉機廠去參觀了拖拉機的結(jié)構(gòu)和設(shè)計,一點點將這次設(shè)計的圖樣繪制出來。我想在這次設(shè)計中,還是需要多多交流和查閱書籍。
由于知識水平的有限,很多知道掌握不夠深入,在這次設(shè)計中,總是不能避免的出現(xiàn)一些缺點和不足。在實際應(yīng)用中,這些缺點或不足會慢慢的體現(xiàn)出來,所喲自己還需要進一步完善自己。
致 謝
經(jīng)過半個學(xué)期的工作,本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲了,作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計,由于經(jīng)驗匱乏,難免有許多考慮不周的地方,如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo),以及一起工作的同學(xué)們的支持,想要完成這個設(shè)計是難以想象的。
在這里首先要感謝我的導(dǎo)師龐老師,龐老師平時里工作繁多,但在我們做畢業(yè)設(shè)計的每個階段,都認(rèn)真仔細(xì)的幫我們批閱了設(shè)計內(nèi)容,從各個角度幫我們講解我們設(shè)計所出現(xiàn)的問題和錯誤,整個過程中我們都能感覺到導(dǎo)師給予我的巨大幫助。除了敬佩導(dǎo)師的專業(yè)水平外,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我們永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣,并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。
然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師,為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ);同時還要感謝所有的同學(xué)們,正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。
最后感謝機械工程學(xué)院和我的母?!瓕W(xué)院四年對我的大力栽培。
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