混泥土泵车分动装置的设计设计说明书毕业论文文档

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1、需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）毕业设计（论文）任务书系别 机电信息系 专业 机械设计制造及其自动化 班级 姓名 学号 1.毕业设计(论文)题目： 某混凝土泵车分动装置设计 2.题目背景和意义： 混凝土泵车分动装置是混凝土泵车上的关键部件，该装置要求能够在持续高负荷下运行，可靠性要求极高，设计与制造难度较大，目前国内除“三一”重工自制分动装置外，其它混凝土泵车厂家全部依靠进口，使得泵车生产成本居高不下。由于分动装置承担着持续高负荷的工作任务，并且工作环境十分恶劣，这对分动装置的使用效果和寿命是非常严峻的考验。施工中，分动装置一旦发生故障，整台泵车将完全不能工作，不仅影响

2、施工进度，并且输送管中混凝土滞留其中，必须马上清洗，但此时受连带影响的水泵不能正常工作，给清洗带来极大困难。所以分动装置的可靠性和寿命直接影响着泵车整车工作性能，提高分动装置的可靠性显得尤为重要。3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标)：本课题对混凝土泵车分动装置设计、泵车主要参数：1）混凝土理论排量 低压/高压170/120 m3/h；2）理论泵送压力 高压/低压8.3/12 Mpa；3）理论泵送次数，高压/低24.5/17 次/分钟；4）输送缸内径260mm；5）输送缸行程2200mm；6）开式系统油压32Mpa。，要求设计分动装置的分动箱并拆解零件图，对关键零件进行应力分析，编一个

3、典型零件的加工工序卡片。4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点)：开题报告完成时间 2018年12月25日前（完成内容：论文综述，方案确定，外文翻译，毕业设计工作管理手册及撰写规范），中期报告完成时间2019年4月5日前（完成内容：论文或设计内容完成的基础工作报告），论文答辩时间2019年5月25日前（完成内容：按要求完成所有应完成的工作），设计地点：学校 。5.毕业设计(论文)的工作量要求：所写论文除满足学院论文的基本规定外，还需要达到以下要求：1、根据技术参数绘制总图1张；2、拆解零件图1套；3、借助软件对关键零件进行应力分析并得出分析数据（1套）；4、编制一个典型零件的加工工

4、序卡片；5、毕业设计说明书1份（1.5万字以上）；6、绘图量为；3张（折合成A0号图纸计算）以上。 实验（时数）或实习（天数）： 图纸（幅面和张数）： 绘图量为3张（折合成A0号图纸计算）以上 其他要求： 要求具备机械、三维绘图及应力分析能力。 指导教师签名： 年 月 日 学 生 签 名： 年 月 日系 主 任 审批： 年 月 日 II需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）混泥土泵车分动装置设计摘要泵车分动装置就是分动箱它的作用是为了把发动机上的力分为两个部分从而满足泵送要求，所以说分动箱是混凝土泵车上必须的部件，由于泵车的工作环境较差，工作强度大，所以要求分动箱可以在持续高

5、强度下运行，一定要有较高的可靠性要求，因为这些种种原因，导致分动箱的制造和设计难度较大，目前为止，现在国内除个别企业可以本身设计生产分动箱外，剩下的混凝土泵车厂家在分动箱上全部需要进行购买，这种情况就导致了泵车生产成本很高。因为分动装置工作的重要性，在工程中，一旦分动装置有问题出现，那么整台机器由于力矩不能正常的传递，所以整台泵车就不能工作，而且这种情况不仅仅是影响施工，并且由于泵车突然的停止会使混凝土留在输送管中而来不及洗，这样会使混泥土凝固对整台泵车造成很大的破坏，但是分动箱的破坏导致发动机的力无法传递，所以水泵不能正常工作，给清洗混泥土带来很大的难度。所以说泵车的工作性能和分动装置的可靠

6、性和寿命有很大的关系，所以说在这种情况下使分动装置如何更可靠是我们要做的重点和需要前进的方向。本设计按照所给说明书的要求，对分动箱的工作情况做了概括。对齿轮进行了结构的设计和强度的校核。并对轴进行了相关计算还有力的校核和寿命的校核。并用proe对轴的力进行了分析。本设计结果达到一种工作可靠、结构简单的分动箱。关键词：分动箱；花键轴；空套齿轮 Design of Distribution Device for Mixed Soil Pump TruckAbstractThe concrete Pump truck transfer device is the transfer box in or

7、der to divide the engine force into two parts to meet the pumping requirements, so it is an indispensable part of the concrete pump truck. Because the working environment of the pump truck is poor and the working intensity is high, it is required that the transfer box can operate under the continuou

8、s high strength. It must have higher reliability requirements. It is difficult to manufacture and design. Up to now, in addition to the 31 heavy industrys own manufacturing of the transfer device, the rest of the concrete pump truck manufacturers need to buy all on the drive box, which leads to high

9、 production costs of the pump truck. Because of the importance of the work of the transfer device, in engineering, once there is a problem with the transfer device, the whole machine can not work because of the normal transmission of the moment, and this situation not only affects the construction,

10、but also will leave the concrete in the pipeline, which must be cleaned immediately, otherwise the consolidation of the concrete will cause great damage to the whole pump vehicle, but It is the destruction of the drive box that causes the pump to not work properly, which brings great difficulty to c

11、lean the concrete. So the working performance of the pump truck is closely related to the reliability and life of the actuator, so in this case, how to make the actuator more reliable is the focus we need to do and the direction we need to move forward.According to the requirements of the instructio

12、ns, this design summarizes the working conditions of the gearbox. The structure design and strength check of the gears are carried out. The relevant calculation of the axle is also checked and the life of the axle is checked. The force of the shaft is analyzed by proe. The result of the design achie

13、ves a reliable and simple structure of the transmission box.Key words: transfer box, spline shaft, empty sleeve gearII需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）目录1 绪论11.1课题背景11.2研究意义11.3国内外相关研究情况21.3.1国内21.3.2国外21.4泵车运动的原理21.5分动装置结构方案的选择32 传动装置的动力参数计算42.1原始数据42.2电动机的选择42.3总传动比的计算和各级传动比的分配43 齿轮传动的设计计算63.1齿轮参数的确定63

14、.1.1选取材料及齿数、精度等级、齿轮类型。63.1.2按齿面接触疲劳强度设计63.1.3调整小齿轮分度圆73.1.4按齿根弯曲疲劳强度设计83.1.5尺寸的确定113.2齿式离合器的介绍114 轴的设计及校核134.1轴的介绍134.2输入轴的设计134.3输出轴1的设计164.4二轴的设计204.5三轴的设计244.6输出轴2的设计274.7五轴的设计274.8拨叉的选用285 平键的力的校核295.1二轴的键295.2三轴的键296 轴承寿命的校核316.1 深沟球轴承16015的校核316.2深沟球轴承61813的校核326.3深沟球轴承61815的校核336.4 深沟球轴承61813

15、的校核347 润滑和密封367.1润滑方式选择368 结论37参考文献38致谢39毕业设计（论文）知识产权声明40毕业设计（论文）独创性声明41附录142附录243IV需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）主要符号表n 电机转速P 功率 圆柱齿轮的齿宽系数i 传动比 K 载荷系数T 齿轮传递的转矩 弹性影响系数 齿轮工作寿命V 圆周速度 接触疲劳许用应力B 齿宽宽度D 分度圆直径a 中心距m 齿轮的模数S 安全系数Error! No text of specified style in document.1需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）1 绪论1.1

16、课题背景 泵车分动装置就是分动箱的作用是为了把发动机上的力分为两个部分从而满足泵送要求，所以说分动箱是混凝土泵车上必须的部件，由于泵车的工作的场地一般在户外，周围有许多灰尘，而且工作强度大，所以要求分动箱可以在持续高强度下运行，一定要有较高的可靠性要求，因为这些种种原因，导致分动箱的制造和设计难度较大，目前为止，现在国内除个别企业可以本身设计生产的分动箱外，剩下的混凝土泵车厂家在分动箱上全部需要进行购买，这种情况就导致了泵车生产成本很高。因为分动装置工作的重要性，在工程中，一旦分动装置有问题出现，那么整台机器由于力矩不能正常的传递，所以整台泵车就不能工作，而且这种情况不仅仅是影响施工，并且由于

17、泵车突然的停止会使混凝土留在输送管中而来不及洗，这样会使混泥土凝固对整台泵车造成很大的破坏，但是分动箱的破坏导致发动机的力无法传递，所以水泵不能正常工作，给清洗混泥土带来很大的难度。所以说泵车的工作性能和分动装置的可靠性和寿命有很大的关系，所以说在这种情况下使分动装置如何更可靠是我们要做的重点和需要前进的方向。1.2研究意义 混泥土泵车作为混凝土输送的专业设备，我国经济一直的变化发展，可以看出我国的大部分基础设施建设越来越完善，基于这种情况，在这种建设的过程中，我们需要越来越多的不同种类的工程机械去建设，在建设中，混凝土输送车的设计和制造不可或缺，而混泥土泵车成为我们不可或缺的一类工程机械，所

18、以需要我们不断的从制造到改进。混凝土泵车的作用是为了把混凝土沿管道输送。从地面达到高层，进行混泥土浇灌，从而加快工程建设。混泥土泵车通过分动箱把发动机的力分情况分别传送给行驶端和泵送端，在混泥土泵车行驶时，力通过分动箱到行驶端，在泵送时，又通过分动箱把力传到泵送端，进行浇灌工作。而分动箱的功能就是将发动机上的力进行分配到行驶处和泵送处。分动箱是一个齿轮传动系统，但其功能和作用都一样的，一般都采用齿轮传递。但是分动箱也有一些不足，而这些不足就需要我们不断的设计改进。1.3国内外相关研究情况1.3.1国内: 在上世纪70年代，我国混泥土泵车开始发展，我国的第一辆泵车是第八建筑工程公司在国外引进的，

19、这个时候，华东电力建设局也成功了。这是我国自主研发的第一辆泵车。19世纪80年代，在上海宝山山区，三菱重工的混凝土泵车出现在一家中日合资钢厂。当时的一系列基础建设需要大量的混泥土泵车，提供了巨大的市场。于是很多资本进军这个行业。但是，关于混泥土泵车的分动装置更是只有三一重工能够独立研发制造。也是我国第一家也是唯一一家可以制造混泥土分动箱的企业。三一重工的混泥土泵车的性能在两方面特别突出，尤其是排量还有泵送压力，或者是泵送系统的稳定性，都达到了当时国际上的前沿水平，即使在某些方面，它也超过了国际一流水平，在市场上很有竞争力。1.3.2国外:德国在很早以前大概在五十年代左右就开始发展混泥土泵车技术

20、。在德国有许多大型企业和拥有较高技术的企业。如施维英等。在19世纪60年代，德国开始生产混凝土泵车。在短短三年内，开发了一台42米的泵车。后来，德国又开发并生产了一种能输送52米高度的泵车。美国也是早期可以自主研发混泥土泵车并取得成果的国家，在二十世纪六十年代和七十年代初，美国已经能够批量生产小排量泵车，这也是根据美国当时的国情所能生产的最适用的一款泵车，这种泵车在美国拥有很大的市场。随着时代的发展，美国混泥土泵车的发展从未停止，在近代美国企业根据当时的市场需要生产出了活塞式的泵车，在现在随着越来越需要更大排量和更高输送距离的要求，美国也一直在不断进步。而且美国在混泥土泵车的研究上，有着很超前

21、的思路和看法。不断自主研发了自己的混泥土泵车。1.4泵车运动的原理泵车在处于正常行驶位时，发动机开始工作时，会将发动机的扭矩通过传动轴传递到分动箱的输入端，一般情况下，通过与5轴相连的拨叉通过左右移动使齿式离合套可以进行左右移动，从而进行与输出轴相连或者与输入轴齿轮通过外啮合进行啮合，当离合套将输入轴和输出轴进行内啮合而相连的时候，使混凝土泵车处于行驶状态。当开始泵送时，通过气缸使拨叉运动从而使离合套与输入轴齿轮进行啮合，行驶处的输出轴静止，而空套齿轮件带动二轴齿轮传动，二轴齿轮件带动三轴齿轮传动，三轴左端直接带动臂架泵工作的同时，右端本身带动主油泵工作，这样在泵车静止的情况下让混凝土泵车处于

22、泵送状态8。1.5分动装置结构方案的选择在泵车分动箱的选择上，根据我国及国际现有的分动箱进行分析，已知的可以大批量生产的经得起工作环境检验的是机械式分动箱，也就是通过齿轮进行传动的分动箱，这种分动箱有着很好的经济性要求、工业性要求、可靠性要求。32 传动装置的动力参数计算2.1原始数据本课题对混凝土泵车分动装置设计、泵车主要参数：1）混凝土理论排量 低压/高压；2）理论泵送压力 高压/低压8.3/12 Mpa；3）理论泵送次数，高压/低24.5/17 次/分钟；4）输送缸内径260mm；5）输送缸行程；6）开式系统油压32Mpa。2.2电动机的选择根据资料所查此电动机应选择6WF1D ，并已知

23、功率为。2.3总传动比的计算和各级传动比的分配已知输入轴的转速为，三轴的转速等于油泵的转速，已知电动机功率，设：n1-一对齿轮啮合的传动效率 n2 -滚动轴承效率 n3-联结套效率 n4-离合套效率 从而算出分动箱在齿轮处的总效率为n= n12 n23 n3=0.9 （2.1）N行驶= n22 n4=0.95 （2.2）则功率为 （2.3） （2.4）由公式 （2.5） -混泥土泵理论排量N-每小时泵送冲程次数D-输送缸内径L-输送缸行程计算得=170高压=120 低压 与给定数据相等。根据公式 (2.6)q-流量P-压力 (2.7)V-排量N-转速则转速可得 由发动机转速可知：计算出各轴的转

24、矩由于混泥土分动箱为无敌变速装置，取高压传动比进行计算，符合力学性能。63 齿轮传动的设计计算3.1齿轮参数的确定传动比时齿轮的设计计算： 3.1.1选取材料及齿数、精度等级、齿轮类型。按照传动要求，取得压力角为20，并设计为直齿圆柱齿轮传动。因为分动箱为一般机构，选用七级精度；材料选择：一般对于低中速齿轮主要选择的材料为45钢（调质），硬度为240HBC；初次确定小齿轮的为所以大齿轮齿数通过计算得，取3.1.2按齿面接触疲劳强度设计查的公式并计算小齿轮分度圆直径，即 (3.1)确定式中的各值 K-载荷系数, 对于这一系数，一般取K=1.3;ZH-区域系数，对于这一系数，一般查表得，ZH=2.

25、5;-齿宽系数，对于这一系数，一般查表得，；查表得公式，计算重合度系数和接触疲劳强度。 （3.2） -材料的弹性影响系数,由表查的，取；计算接触疲劳许用应力.对于这一系数，一般查表得，接触疲劳极限关于大齿轮和小齿轮的为。N-应力循环次数：, ； （3.3）查表得，接触疲劳寿命系数；并安装一般情况取失效概率为，查表得安全系数S=1，得 取中的相对小的成为该齿轮副的接触疲劳许用应力，即 试算小齿轮分度圆直径 （3.4）3.1.3调整小齿轮分度圆圆周速度v。 （3.5）齿宽b。考虑到齿宽太大，有种种的不便，比如安装或者制造。而且考虑到分动箱的传动比的值一般较小，重新取得齿宽系数 （3.6）则小齿轮的

26、分度圆直径圆周速度v： （3.7）齿宽b： (3.8)计算实际载荷系数。对于这一系数，一般查表得，确定使用系数的值。根据计算得出的数据v=13.7m/s和一开始我们确定的7级精度，对于这一系数，一般查表得，我们可以取得动载系数的值为。齿轮的圆周力：查表得齿间载荷分配系数。查表得，由于确定查得为7级精度，并根据齿轮安装的具体情况知布置情况为小齿轮相对支承非对称布置，根据以上情况，我们查表得出齿向载荷分布系数=1.43。则经过计算可以得到实际载荷系 数 (3.9)由表查得公式，并根据实际载荷系数可以计算出相应的齿轮模数和分度圆直径。如下： (3.10)3.1.4按齿根弯曲疲劳强度设计由下式试算模数

27、，即： （3.11）确定公式中的各值试选载荷系数。由式计算弯曲疲劳强度用重合系数计算。查表得，对于这一系数，一般齿形系数。查表得，对于这一系数，一般齿形系数。查表得，主动轮的齿根弯曲疲劳极限为。查表得，从动轮的齿根弯曲疲劳极限为。查表得，弯曲疲劳寿命系数。查表得，弯曲疲劳安全系数，并查书得公式是：因为大齿轮的大于小齿轮，所以取试算齿轮模数 （3.12）调整齿轮模数计算实际载荷系数。圆周速度v (3.13)齿宽b齿高h及宽高比b/h计算实际载荷系数。根据计算出的速度v=11.40m/s和确定的7级精度，对于这一系数，一般查图得，可以确定动载系数。齿轮的圆周力： 查表得齿间载荷分配系数。查表得，查

28、得,结合查机械设计图，得。则载荷系数为 查表得：实际载荷系数算得齿轮模数 （3.14）对照计算结果，我们可以看出由于齿根弯曲疲劳强度计算的模数小于齿面接触疲劳强度由计算的模数，所以在一般情况下弯曲疲劳强度可以看出承载能力影响了齿轮模数的大小，但是齿面接触疲劳强度所影响的关于承载能力，一般情况下与齿轮直径有关13。所以我们可以根据一开始计算出的弯曲疲劳强度算得的模数5.2开始进行就近圆整并接合查表得出标准值，所以我们可以计算出分度圆直径和输入齿轮的齿数，即取Z1=33，则，取，与互为质数，这样设计出的齿轮传动，不仅可以使齿面接触疲劳强度可以满足要求，而且齿根弯曲疲劳强度可以满足要求，所得到的结果

29、即设计出的齿轮结构紧凑，避免浪费。3.1.5尺寸的确定计算分度圆直径计算齿轮宽度惰轮在啮合的时候进行双啮合，所以在情况允许的情况最好可以与前后啮合的齿轮进行直线排列。由传动比知为减速，则惰轮的大小应该鉴于两齿轮之间，由于惰轮与大小齿轮进行啮合，则，。由于，。惰轮的齿数要与两齿轮的齿数互为质数。试取，则有下表：表3.1齿轮计算数据1轴齿轮2轴齿轮3轴齿轮Z333743m555202020d165185215b666666 由上表得：1轴与2轴的中心距为 （3.15）2轴与3轴的中心距为 （3.16）3.2齿式离合器的介绍齿式离合器是由一对内外齿轮组成的嵌合副离合器，在左端与输出轴相连进行内啮合，

30、在右端与输入轴相连，进行外啮合。而且，在传递相同扭矩的情况下，强度高。并且外部尺寸小于其他轮廓式离合器的外部尺寸。因此，该结构简单紧凑，有时脱离后的外齿轮也可用作齿轮传动装置。有时为了使齿的强度变大并使接合方便，将外齿制成短齿。常加大内齿轮的齿顶圆直径，当齿数时，齿顶圆比标准内齿轮大0.4m（m为模数），当，内齿轮齿顶圆加大到与基圆直径相等或稍大些23。齿式离合器的参数确定齿式离合器的结构尺寸可以参考牙嵌离合器确定。齿的模数和齿数由外齿轮的结构设计确定。 （3.17）Tc-离合器的计算转矩（N.mm）D-齿轮的分度圆直径（mm）z-参与啮合的实际齿数m-齿轮模数-载荷分布不均匀系数，可取0.7

31、-0.8b-内齿轮的齿宽，可取b=（0.1-0.2）D由于扭矩和1轴相同，则算出的模数也是相同的，根据牙嵌离合器的查表，得1轴齿轮的与离合器相啮合的小齿轮分度圆为100mm，则齿数为20个，与输出轴相啮合的端口与这边数据相同。离合器，如下图：图3.1离合器144 轴的设计及校核4.1轴的介绍轴是为了传递力的零件，并且由于受承载能力的影响，在校核上，一般情况下要对轴的刚度进行校核，从而判断它是否符合要求。对于机械式的分动箱来说，轴的设计是非常重要的。只要轴的设计合格，才会有更好的可靠性。4.2输入轴的设计1、输入轴的功率、转速和转矩转速，功率，转矩2、计算作用在高速齿轮轴上的力：圆周力： （4.

32、1）轴向力： 轴的最小直径： 选取45号钢作为轴的材料，调质处理。硬度为217255HBS，查表取根据公式 （4.2）开始计算轴的最小直径，一般情况下由于受力情况和其他因素，在轴的最小段的计算上一般加大5%为了平衡其它因素对轴的作用，并在取值的时候一般大于所计算的轴的最小直径。取最小的为，且最小的轴径在与泵车行驶输出轴相连处。确定轴的结构方案： 图4.1输入轴3、该轴（输入轴），如下图。（1）明确各轴段的功能及安装要求、具体数据：轴段a-b:为与发动机相连，轴段b-c：此轴段为安装箱体的定位，而且在整个轴上安装了轴承端盖的一部分，也进行了轴向定位,其直径确定为：。故取。轴段c-d:用来安装轴承

33、，取其直径为。根据经验一般选择轴承型号为16015深沟球轴承。宽度为,整个轴承高，在轴承安装中，在两轴承之间安装套筒,这是为了进行轴向定位。 套筒。安装轴承端盖，轴承端盖的宽度为，则此轴段的长。轴段d-e：为整个轴的定位轴肩，也是齿轮的轴向定位。 ，轴段e-f：此段为安装齿轮的轴段，并安装滚针轴承，此段的长，。轴段f-g：此段为安装离合器的轴段，安装花键，在然后安装离合器， ，轴段g-h：此段为安装定位轴承段，轴承选用61813深沟球轴承，是为了在离合器在向左移动的时候可以更好的和输出轴1进行啮合，所以，整个轴承高度为85mm。（2）确定轴上圆角与倒角尺寸查表知，在整个轴上在轴端进行倒角并确定

34、数值为，各轴肩处进行圆角，方便加工和安装并确定半径为.4、求轴上载荷在轴承的支点位置，我们查得应该安装查得16015深沟球轴承，因此，在此轴中作为轴的支承作为支梁轴的支承跨距：。根据轴确定的易断点，分别确定的距离，从而计算出的轴的弯矩。（1）计算支反力 （4.3）（2）计算弯矩M （4.4） （3）计算总弯矩 （4.5）按弯矩合成应力校核轴的强度在我们对轴校核时，一般情况下只校核在轴上一般受的最大力的地方即是承受最大力的那个截面。因为当轴上最大力的截面符合力的要求的话，那么整个轴也就符合要求。根据以上所算的数据，关于扭转的切应力为脉动循环应力，所以根据情况取，则： （4.6） （4.7）根据设

35、计的轴的材料同输入轴一样同为经过调质处理的45钢。由表查得。因为，故安全。对输入轴用croe进行应力分析a-b段承受转矩高速齿轮轴上的力：圆周力：轴向力： 对于整个轴来说，经过我们的分析在最大弯矩和最大扭矩的截面f处为易断点，在校核轴的应力时，有计算出在易断点的力为，此力为该轴上所受最大力，而且所受点在ef面，在此面安装了输入轴齿轮，则在这个面进行应力分析即可。轴的三维图展示如下： 图4.2输入轴因为轴的材料为45钢，经过材质-约束-载荷-晶格-测量目标-分析的过程时，晶格设置为5mm，分析f点的受力情况和歪曲度。经过程序的运行后，我们得出了分析结果：分析结果如下：图4.3输入轴的力分析4.3

36、输出轴1的设计1、输出轴的功率、转速和转矩转速，功率，转矩2、计算作用在轴上的力：圆周力： （4.8）轴向力： 初步估算轴的最小直径： 在材料的选取上同输入轴相同，而且在装配过程中，输出轴与输入轴在同一条轴线上，方便离合器的运动使输出轴和输入轴可以相互配合。确定轴的结构方案：3、该轴（输出轴），如下图。 图4.4输出轴1（1）明确各轴段的功能及安装要求、具体数据：轴段a-b:为扭矩传递段，使泵车正常行驶。，轴段b-c：此段是为了安装轴承，取其直径为。根据经验和轴的直径可查表选择轴承型号为16015深沟球轴承。宽度为13mm,整个轴承高115mm，在轴承安装中，在两轴承之间安装套筒,这是为了进行

37、轴向定位。套筒。在后方安装轴承端盖，进行密封轴承端盖的宽度为，则此轴段的长。轴段c-d: 为定位轴肩， ， 轴段d-f：为与离合器想啮合的内齿轮端， ，（2）确定轴上圆角与倒角尺寸查表知，在整个轴上在轴端进行倒角并确定数值为，各轴肩处进行圆角，方便加工和安装并确定半径为.4、求轴上载荷在轴承的支点位置，我们查得应该安装16015深沟球轴承，所以，在此轴中作为轴的支承：。根据轴确定的易断点，分别确定的距离，从而计算出的轴的弯矩。（1）计算支反力 （4.9）（2）计算弯矩M （4.10） （3）计算总弯矩 （4.11）按弯矩合成应力校核轴的强度在我们对轴校核时，一般情况下只校核在轴上一般受的最大力

38、的地方即是承受最大力的那个截面。因为当轴上最大力的截面符合力的要求的话，那么整个轴也就符合要求。根据以上所算的数据，关于扭转的切应力为脉动循环应力，所以根据情况取，则： （4.12） （4.13）根据设计的轴的材料同输入轴一样同为经过调质处理的45钢，查表得。因此，故安全对输出轴1用croe进行应力分析轴承承受转矩高速齿轮轴上的力：圆周力：轴向力： 对于整个轴来说，经过我们的分析在最大弯矩和最大扭矩的截面c处为易断点，在校核轴的应力时，有计算出在易断点的力为，此力为该轴上所受最大力，而且所受点在bc面，在此面安装了输入轴齿轮，则在这个面进行应力分析即可。轴的三维图展示如下： 图4.5输出轴1因

39、为轴的材料为45钢，经过材质-约束-载荷-晶格-测量目标-分析的过程时，晶格设置为5mm，分析f点的受力情况和歪曲度。经过程序的运行后，我们得出了分析结果：分析结果如下： 图4.6输出轴1的力分析图4.4二轴的设计1、二轴的功率、转速和转矩已知一轴转速，功率，又因为二轴齿轮，则转矩2、计算二轴齿轮轴上的力：圆周力： （4.14）轴向力： 初步估算轴的最小直径： 在材料的选取上同输入轴相同，查表取根据公式 （4.15）开始计算轴的最小直径，一般情况下由于受力情况和其他因素，在轴的最小段的计算上一般加大5%为了平衡其它因素对轴的作用，并在取值的时候一般大于所计算的轴的最小直径。取最小的为，确定轴的

40、结构方案：3、该轴（二轴）如下图。 图4.7二轴明确各轴段的功能及安装要求、具体数据：轴段a-b:为安装深沟球轴承，并选取深沟球轴承型号为61813，宽度为，总高为，此段轴，轴段b-c：为安装过渡套的轴段，。故取。轴段c-d:为此轴段为安装二轴齿轮的轴段, 取其直径为，轴段d-e：为定位轴肩， ，轴段e-f：此段为安装深沟球轴承，并选取深沟球轴承型号为61815，宽度为10mm，总高为。此段轴，。（2）确定轴上圆角与倒角尺寸查表知，在整个轴上在轴端进行倒角并确定数值为，各轴肩处进行圆角，方便加工和安装并确定半径为.（3）轴上零件的轴向定位齿轮与轴的连接采用平键连接。按查表得键，长为50mm。

41、4、求轴上载荷在轴承的支点位置，我们查得应该安装61815深沟球轴承，所以，作为简支架的轴的支承距：。根据轴确定的易断点，分别确定的距离，从而计算出的轴的弯矩。（1）计算支反力 （4.16）（2）计算弯矩M （4.17） （3）计算总弯矩 （4.18）按弯矩合成应力校核轴的强度在我们对轴校核时，一般情况下只校核在轴上一般受的最大力的地方即是承受最大力的那个截面。因为当轴上最大力的截面符合力的要求的话，那么整个轴也就符合要求。根据以上所算的数据，关于扭转的切应力为脉动循环应力，所以根据情况取，则： （4.19） （4.20）根据设计的轴的材料同输入轴一样同为经过调质处理的45钢，查表得。因此，故

42、安全。对2轴用croe进行应力分析a-b段承受转矩二轴齿轮轴上的力：圆周力：轴向力： 对于整个轴来说，经过我们的分析在最大弯矩和最大扭矩的截面c处为易断点，在校核轴的应力时，有计算出在易断点的力为，此力为该轴上所受最大力，而且所受点在c-d面，在此面安装了二轴齿轮，则在这个面进行应力分析即可。轴的三维图展示如下： 图4.8二轴因为轴的材料为45钢，经过材质-约束-载荷-晶格-测量目标-分析的过程时，晶格设置为5mm，分析f点的受力情况和歪曲度。经过程序的运行后，我们得出了分析结果：分析结果如下：图4.9二轴的力分析图4.5三轴的设计1、输入轴的功率、转速和转矩转速，功率，转矩2、计算齿轮轴上的

43、力：圆周力： （4.21）轴向力： 初步估算轴的最小直径： 在材料的选取上同输入轴相同，查表取根据公式 （4.22）开始计算轴的最小直径，一般情况下由于受力情况和其他因素，在轴的最小段的计算上一般加大5%为了平衡其它因素对轴的作用，并在取值的时候一般大于所计算的轴的最小直径。取最小的为，且最小的轴径在与油泵相连处，选取平键套筒联轴器，该轴扭矩在套筒需用扭矩之间，符合要求。并可知联轴器处所用平键类型为套筒总长200mm。确定轴的结构方案：3、该轴（三轴）如下图。图4.10三轴（1）明确各轴段的功能及安装要求、具体数据：轴段a-b:为了安装联轴器，使与另一个轴相连，确定最小直径为70，且查表得有直

44、径为70mm的联轴器，则该轴段数据确定如下：，。轴段b-c：为了安装轴承,其直径确定为，并选择轴承型号为16015深沟球轴承。宽度为13mm,整个轴承高115mm。故取。轴段c-d:为过渡轴段，取其直径为，。轴段d-e：此轴段为三轴齿轮的轴段， ，。轴段e-f：为了安装轴承,其直径确定为。并选择轴承型号为16015深沟球轴承。宽度为13mm,整个轴承查表知总高度为115mm。故取。（2）确定轴上圆角与倒角尺寸查表知，在整个轴上在轴端进行倒角并确定数值为，各轴肩处进行圆角，方便加工和安装并确定半径为.（3）轴上零件的轴向定位齿轮与轴的连接采用平键连接。按查表得键，长为50mm。 4、求轴上载荷在

45、轴承的支点位置，我们查得应该安装16015深沟球轴承，所以，作为简支架的轴的支承距：。根据轴确定的易断点，分别确定的距离，从而计算出的轴的弯矩。（1）计算支反力 （4.23）（2）计算弯矩M （4.24） （3）计算总弯矩 （4.25）按弯矩合成应力校核轴的强度在我们对轴校核时，一般情况下只校核在轴上一般受的最大力的地方即是承受最大力的那个截面。因为当轴上最大力的截面符合力的要求的话，那么整个轴也就符合要求。根据以上所算的数据，关于扭转的切应力为脉动循环应力，所以根据情况取，则： （4.26） （4.27）根据设计的轴的材料同输入轴一样同为经过调质处理的45钢，查表得。因此，故安全。对三轴用c

46、roe进行应力分析a-b段承受转矩三轴齿轮轴上的力：圆周力：轴向力： 对于整个轴来说，经过我们的分析在最大弯矩和最大扭矩的截面f处为易断点，在校核轴的应力时，有计算出在易断点的力为，此力为该轴上所受最大力，而且所受点在ef面，在此面安装了输入轴齿轮，则在这个面进行应力分析即可。轴的三维图展示如下：图4.11三轴因为轴的材料为45钢，经过材质-约束-载荷-晶格-测量目标-分析的过程时，晶格设置为5mm，分析f点的受力情况和歪曲度。经过程序的运行后，我们得出了分析结果：分析结果如下： 图4.12三轴的力分析图4.6输出轴2的设计1、输入轴的功率、转速和转矩转速，功率，转矩输出轴左端与油泵相连，右端

47、与三轴通过联轴器相连。通过联轴器的尺寸确定输出轴2的大小。力学校核也符合要求。4.7五轴的设计五轴是为了安装拨叉，拨叉的作用是和离合器相配合。使离合器可以左右移动。从而改变扭矩的传递。是泵车行驶还是泵车转动。离合器已经确定。从而选定拨叉大小型号，确定五轴的大小.如图所示： 图4.13拨叉杆4.8拨叉的选用拨叉是典型的叉标杆类零件。在工作过程中，拨叉通过定位销连接5轴，进行定位。叉爪部分与离合器相连接，彼此直接互卡，可以通过气缸带动5轴的运动从而使离合器可以左右移动，达到泵车的分动效果。在分动箱中我们的拨叉杆是进过设计的，在力的分析上，在大于最小轴径的情况下，离合器的设计确定了拨叉的具体数值。这

48、样，为了装配要求我们的拨叉的中间的轴径就有了数值。根据轴的设计要求，以及轴肩的要求从而设计出来了我们需要而且符合本分动箱的拨叉杆。拨叉的毛坯材料同输入轴的材料相同，但是在加工工艺中要进行酸洗、喷丸，为了延迟使用寿命。325 平键的力的校核5.1二轴的键平键一般的失效形式是工作面被压变形或键被压断。工作面被压变形一般是在此种情况下的主要失效形式。所以按键侧的挤压应力的大小从而进行判断，并计算平键联接的强度。 我们在连接轴与齿轮时选择用单键联接，其挤压应力为： （5.1） 式中, 最弱材料的许用挤压应力(MPa)；键与联轴器的接触高度；额定转矩(N.m)；轴的直径(mm)；键的工作长度(mm),

49、最弱材料的许用挤压应力(MPa)；转矩按查表得键，长为50mm。其挤压应力为： （5.2）所以选用平键，并经过校核发现力符合强度要求。5.2三轴的键平键一般的失效形式是工作面被压变形或键被压断。工作面被压变形一般是在此种情况下的主要失效形式。所以按键侧的挤压应力的大小从而进行判断，并计算平键联接的强度。 我们在连接轴与轴时，选择用联轴器连接，其挤压应力为： （5.3） 式中, 最弱材料的许用挤压应力(Pa)；键与联轴器的接触高度；额定转矩(N.m)；轴的直径(mm)；键的工作长度(mm), 最弱材料的许用挤压应力(MPa)；转矩按查表得键，长为50mm。其挤压应力为： =110MPa （5.4

50、）所以选用平键， ，并经过校核发现力符合强度要求。346 轴承寿命的校核6.1 深沟球轴承16015的校核我们在设计出轴的时候，在符合安装要求的同时，选取合适的滚动轴承。根据轴径，根据所选的轴承我们可以查表得我们应该选择轴承16015,其中具体数据如下:，。转速，功率，转矩。圆周力：轴向力： 求比值：， （6.1）根据查表得，深沟球轴承的e值为0.44，由于e值小于我们所算的比值，所以则此时查的X=1,Y=0。初步计算当量动载荷P， （6.2）式中, 当量动载荷(N)；动负荷系数，平稳或微冲击，中等冲击，在此取1.0。轴承寿命为： （6.3） 式中, 轴承寿命(h)；轴承转速(r/min)；当

51、量动载荷(N)；轴承的额定动负荷(N)；根据带入计算，我们所选的轴承的寿命一般需要大于5000个小时。校核成功。6.2深沟球轴承61813的校核我们在设计出轴的时候，在符合安装要求的同时，选取合适的滚动轴承。根据轴径，根据所选的轴承我们可以查表得我们应该选择轴承61813,其中具体数据如下:，。转速，功率。转矩。圆周力：。轴向力： 。求比值：， （6.4）根据查表得，深沟球轴承的e值为0.44，由于e值小于我们所算的比值，所以则此时查的X=1,Y=0。初步计算当量动载荷P， （6.5）式中, 当量动载荷(N)；动负荷系数，平稳或微冲击，中等冲击，在此取1.0。轴承寿命为： （6.6） 式中, 轴承寿命(h)；轴承转速(r/min)；当量动载荷(N)；轴承的额定动负荷(N)；根据带入计算，我们所选的轴承的寿命一般需要大于5000个小时。校核成功。6.3深沟球轴承61815的校核我们在设计出轴的时候，在符合安装要求的同时，选取合适的滚动轴承。根据轴径，根据所选的轴承我们可以查表得我们应该选择轴承61815,其中具体数据如下:，。转速，功率，转矩。