双轴撕碎机的设计含开题及7张CAD图
双轴撕碎机的设计含开题及7张CAD图,撕碎,设计,开题,CAD
设计(XX)任务书题 目双轴撕碎机的设计题目类型R 设计 论文 其他学 院专业班级任务要求(题目来源、应完成的主要内容、基本要求及成果形式、应收集的资料及主要参考文献等)1、题目来源:导师相关研究课题2、应完成的主要内容:本设计以废弃金属垃圾的物理机械性能为研究对象,设计了双轴撕碎机。(1)双轴撕碎机整体设计(2)动力及传动部件的设计(3)撕碎装置、撕碎轴、机体的设计及校核(4)双轴撕碎机的二维图纸图绘制3、基本要求与成果形式:基本要求:(1)适用范围:可用于金属等混合物料的撕碎;(2)撕碎能力:3t/h;(3)可撕碎金属最大厚度:20 mm。成果形式:开题报告、计算说明书、设计图纸4、应收集的资料及主要参考文献:1孙成林,王清发.撕碎机械的回顾及展望.2015.212郎宝贤, 郎世平. 国内外撕碎机的差距与发展趋势J. 矿山机械,20143郎宝贤, 郎世平. 撕碎机M. 北京:冶金工业出版社, 20084郑鸣皋,撕碎机综述. 机械工业出版社,20015北方交通大学材料系编,金属材料学,2013,中国铁道出版社6王中发,实用机械设计,北京理工大学出版社,2008任务起止时间:2021年3月1日至2021年6月15日学 生(签字): 2021年3月1日指导教师(签字): 2021年3月1日主管院长(签字): 2021年3月1日设计(XX)开题报告一、选题的目的和意义1、论文研究的目的双轴撕碎机又名剪切式撕碎机通过剪切、撕裂和挤压达到减小物料尺寸,这种撕碎机广泛应用于废塑料、废橡胶、木材和其它大体积废弃物。将欧美制造该类设备三十多年的经验引进中国,并根据国内实际情况进行改进,研发,推出技术成熟和设计先进的双轴撕碎机系列,为我国的废物回收利用前期的撕碎,减容处理提供质量可靠的设备。(1)本文通过研究开发设计,提出新型的双轴撕碎机,丰富撕碎机械类型。(2)由于金属废弃物等种类比较复杂、材料物料特性不一,现有的撕碎机对复杂的混合材料的适应能力不强,本文通过研究开发设计,提出能够适合金属等混合废弃材料的撕碎装置。(3)为提高金属废弃物等撕碎的工作效率,使撕碎机的设计具有高效性,提高操作者操作舒适度,使操作者能够有操作方便、简单的操作体验。2、论文研究的意义(1)提高撕碎效率,实现文明生产,提高工效,推进技术进步,提高撕碎技术水平、社会地位,提升废弃金属等物料撕碎的程度。(2)提出新方案,丰富撕碎机械的种类,解决现有撕碎机械存在的性能差,撕碎后碎片过大或者不均匀的缺陷。(3)所设计的合理的双轴撕碎机方案,完善市场上撕碎机种类类型的不足,丰富产品种类。二、课题的国内外研究现状和发展趋势双轴撕碎机起源于20世纪80年代的欧洲大陆,设计初衷是用来撕碎生活及工业垃圾的。双轴撕碎机是通过对物料进行剪切、挤压和撕扯等动作碎成小尺寸物料的双轴剪切式撕碎机。双轴撕碎机的出现很好地弥补了锤式撕碎机、鄂式撕碎机等撕碎机只能撕碎煤、盐、石膏、砖瓦、石灰石等较脆、硬物料的局限,能对衣物、树枝、木材、薄膜、塑料桶、电子垃圾、医疗垃圾等软、韧物料能很好地撕碎成小块,从而进行回收利用。撕碎机坚持走绿色高效节能的新路程跟着科技的不断展开,高质量、高效率、高智能的撕碎机设备不断融入商场。跟着客户需求的不断添加,撕碎机设备的出现促进了工作不断的展开,也为废钢撕碎机工作敞开了又一个新篇章。跟着撕碎机工作的脚步不断前进,在抢先的科技时代的展开潮流下,河南唐达电气坚持对撕碎机设备的立异,坚持走绿色高效节能的新路程,撕碎机为科技的展开也奠定了基础,也为撕碎机工作做出了无量的奉献,现在撕碎机设备是商场上受欢迎的好设备,河南唐达电气根据用户的需求来规划高效的撕碎机设 备,节能环保、超低碳、无噪音的撕碎机设备符合出产需求。三、研究内容、研究方法及技术路线(1)研究内容设计主要是为适应不同金属废弃物料的撕碎的开发设计研究,通过对现有撕碎机的分析与研究,从金属材料、双轴、撕碎机这几个关键词出发进行研究设计,预期得出撕碎机设计方案的结论,其主要研究内容如下:第一章讲述主要撕碎方法以及国内外撕碎机研究现状。第二章为双轴撕碎机的方案研究,为开发设计双轴撕碎机的功能性,结构的设计合理性提供方案研究,为本设计的研究提供重要支撑作用。第三章为双轴撕碎机的动力及传动机构进行设计校核计算,对双轴撕碎机的原动机、减速机构、传动轴及轴上零件等各部分选择合理型号并进行设计计算,使整机的设计能够满足要求。第四章为双轴撕碎机的撕碎机构进行设计校核计算,对双轴撕碎机的撕碎轴、撕碎刀具、机体等各部分选择合理型号并进行设计计算,使整机的设计能够满足要求。(2)研究方法在完成课题设计的过程中,需要应用到以下方法:(1)文献研究法:因前期已经对课题的内涵进行了一些研究,并有针对性地收集整理并学习了有关文献资料,但由于对撕碎机的结构和设计原理还了解不深,不熟悉撕碎机的具体结构、设计方法及设计途径,需要搜集相关文献资料,通过各种媒体检索查询相关设计文献。同时也需要巩固在校学习过的机械设计、工程材料学、机械制造工程学、电工技术等多门课程的综合知识。简单讲,就是向书本学习。(2)调查研究法:深入与撕碎机有关的工程现场进行调研,向现场有关人员请教,了解撕碎机的结构、使用情况、安全设计、检修保养、寿命、乃至具体操作过程等问题,通过调查,掌握第一手资料信息,然后对这些信息进行统计分析,以便于自己研究课题过程中需要的时候可以采用类比法设计。(3)分析计算法:这是本设计主要的设计研究方法,围绕设计任务书给定的主要设计参数和设计要求进行设计计算,设计本课题的主要结构和尺寸。在设计过程中,当遇到困难自己不能解决时,及时与老师进行联系,请教知识,以确保设计过程能够按时完成。(3)技术路线:调研功能、设计要求分析总体思路及方案各机构方案设计计算装配图零件图论文。四、毕业设计(论文)工作进度计划(以周为单位)第一周:查阅文献收集资料,调研第二周:熟悉课题及相关软件,撰写开题报告第三周:相关外文文献阅读与翻译第四周:了解双轴撕碎机的结构和工作原理,形成总体设计思路第五周:拟定双轴撕碎机总体方案并进行方案分析第六周:中期考核第七周:进行主要零部件的设计与校核计算第八周:撰写设计计算说明书第九周:绘制主要零件图及装配图第十周: 完成总装图,部装图和零件图的设计绘制第十一周:毕业设计审查第十二周:毕业设计答辩五、主要参考文献1.孙成林,王清发.撕碎机械的回顾及展望.2005.21:134-137.2.郎宝贤, 郎世平. 国内外撕碎机的差距与发展趋势J. 矿山机械,2004(9):71-74.3.郎宝贤, 郎世平. 撕碎机M. 北京:冶金工业出版社, 2008.4.唐敬麟. 撕碎与筛分机械设计选用手册 K. 北京 :化学工业出版社, 2001.5.郑鸣皋,撕碎机综述. 机械工业出版社,2001:1-36.北方交通大学材料系编,金属材料学,1983,中国铁道出版社7.朱宝库,机械设计,哈尔滨工业大学出版社,1989:20-25 8.邓文英,金属工艺学,人民教育出版社,1981:20-259.许镇宇,机械零件,高等教育出版社,1983:30-3410.陈兰芬,机械工程材料与热加工工艺,机械工业出版社,1985:35-3611.王中发,实用机械设计,北京理工大学出版社,1998:41-4412.kanda Y, sano Y,Yashima Y.A consideration of grinding limit based on . frachure mechanics. Power technology ,1986(3): 5-7指导教师意见指导教师(签字):2021年3月28日专业审查意见专业带头人(签字): 2021年3月28日- 5 -摘 要 本机器运作时对材料进行剪断、扯破和挤压处理使物料体积减小,双轴撕碎机又叫做剪切式撕碎机。机器可以处理很多种材料如,塑料、板材、金属、橡胶等其他废材的回收处理,本文设计的双轴撕碎机主要用于撕碎放弃金属废物,包括汽车外壳、废铝、废钢、废旧轻狂料金属、油漆桶、彩钢瓦、铁压块、摩托车架、自行车架、废旧家电、车厢板、龙骨条、卷闸门、废角铁等较厚废旧废铁。本次设计首先,通过对撕碎机机现状、结构及原理进行分析,了解撕碎机的结构特点及原理,理解了撕碎的概念和现有的撕碎类型,并提出相应的粉碎机设计方案,之后,对方案中机器的参数进行选择和计算,以及对动力传输系统进行参数化和设计选择;然后用AutoCAD画出二维的设计图纸。毕业设计,不仅增加了我们的设计能力,还综合了我们的大学专业知识,让我们把理论和实践相结合,如:机械设计、工程力学和材料力学,互换性、机械制图、三维设计软件的学习情况和设计能力,对机器产品的熟悉和工作原理的了解,有利于以后工作的实践。关键词:撕碎机,主轴,刀片,箱体AbstractThis machine is used to cut, tear and extrude materials to reduce the volume of materials. The double shaft shredder is also called shear shredder. The machine can deal with many kinds of materials, such as plastic, plate, metal, rubber and other waste materials , The double axle shredder designed in this paper is mainly used for shredding abandoned metal waste, including automobile shell, scrap aluminum, scrap steel, scrap metal, paint barrel, color steel tile, iron briquette, motorcycle frame, bicycle frame, waste household appliances, carriage plate, keel strip, rolling gate, scrap angle iron and other thick scrap iron.In this design, first of all, through the analysis of the current situation, structure and principle of the shredder, we understand the structural characteristics and principle of the shredder, understand the concept of shredding and the existing types of shredding,Then, the parameters of the machine are selected and calculated, and the power transmission system is parameterized and designed; Then draw two-dimensional design drawings with AutoCAD.Graduation design, not only increases our design ability, but also integrates our university professional knowledge, let us combine theory and practice, such as: mechanical design, engineering mechanics and material mechanics, interchangeability, mechanical drawing, three-dimensional design software learning and design ability, familiar with machine products and working principle, is conducive to the practice of future work.Key words: shredder, spindle, blade, box目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1研究背景及目的11.2国内外研究现状21.3当前我国撕碎技术存在的问题2第2章 总体设计32.1设计要求32.2撕碎机结构原理分析32.3方案确定42.4总体参数计算52.4.1工作参数设计计算52.4.2主要结构参数设计计算7第3章 传动机构的设计103.1减速器的选择与计算103.2主轴的设计与校核103.2.1主轴的材料选择103.2.2主轴的最小直径和长度设计103.2.3结构的合理性设计检验113.2.4 轴弯扭矩强度的计算133.2.5主轴的疲劳强度相关计算143.3轴承的选择163.3.1主轴的材料选择163.3.2轴承类型的选择163.3.3轴承的游动和轴向位移173.3.4轴承的安装和装配173.3.5滚动轴承的润滑17第4章 撕碎机构的设计194.1刀具的设计194.1.1刀具类型的选择194.1.2材料的选择194.1.3刀刃的起讫位置194.1.4刀刃的前角204.1.5刀刃的后角204.1.6刀刃的初始刃倾角204.2箱体侧板的设计214.3箱体的设计214.3.1箱体分类214.3.2箱体设计的主要问题和设计要求224.3.3箱体结构设计224.3.4成型方法234.3.5截面形状的选择234.3.6肋板的布置244.4机架的设计244.4.1机架的材料和时效处理244.4.2机架的结构设计254.5螺栓的选定与校核264.5.1螺栓类型选择264.5.2螺栓组的布置264.5.3螺栓的受力分析264.5.4螺栓组倾覆力矩校核27第5章 电气控制系统的设计285.1 控制电路的设计285.2电气元件的选择295.2.1电源引入开关SP295.2.2过热保护开关ST295.2.3滤波电容30总 结30参考文献32致 谢34V第1章 绪论1.1研究背景及目的双轴撕碎机又名剪切式撕碎机通过剪切、撕裂和挤压达到减小物料尺寸,这种撕碎机广泛应用于废塑料、废橡胶、木材和其它大体积放弃物。本文设计的双轴撕碎机主要用于撕碎放弃金属废物,包括汽车外壳、废铝、废钢、废旧轻狂料金属、油漆桶、彩钢瓦、铁压块、摩托车架、自行车架、废旧家电、车厢板、龙骨条、卷闸门、废角铁等较厚废旧废铁。图1-1 双轴撕碎机通过改革开放以来中国对国外的技术引进经验,再将根据国内的本土情况进行改进和优化和优化,逆向研发出先进的双轴撕碎机的相关机器,帮助我国的回收处理效率提高,提供可以信任的机器。论文通过研究设计,创新出新型结构的双轴撕碎机。(2)因为废弃物的种类繁多且结构复杂、材料的性质也不一样,现在市场上的对多种废品的处理能力差,通过对一些机器的二次开发,设计出可以适应多种材料效率高的撕碎设备。(3)如何提高机器的工作效率,使机器的运行更高效,让操作步骤更简单,更方便和容易上手设计的目标如下:使机器的运行效率更高,绿色生产,文明生产,增加生产技术水平、社会地位,提升回收材料的粉碎程度.(1) (2)设计出创新设计,增加机器的种类,提高机器的运行效率,撕碎后碎片过大或者不均匀的缺陷。(3)所设计的合理的双轴撕碎机方案,完善市场上撕碎机种类类型的不足,丰富产品种类。1.2国内外研究现状双轴撕碎机发源于欧美国家,起初是用来撕碎日常垃圾和工业废品的。是对这些废品进行处理的重要步骤,对废品垃圾进行压碎处理使废品体积减小,双轴撕碎机的设计填补了其他撕裂机的缺陷,如鄂试撕碎机等撕裂机只能撕碎煤、盐、砖块、石灰石等硬度高韧性小的材料。撕碎机有助于废品的回收利用,应走绿色的发展方向,与现代的科技相融合的设备不断融入市场,根据市场不断的增添新的功能,提高机器运行的工作效率。国内的企业也出现了相关的企业,在这一领域为领头羊,河南唐达电器等一些企业。首次出现出现是在电动机不断完善之后出现的。1806年首次出现了蒸汽驱动的撕碎机;1858年鄂式撕碎机出现;1895年,出现冲击式撕碎机。 鄂式撕碎机是周期性运转或固定的摆动运动,把原料进行挤压、剪切、粉碎而撕碎。其运动轨迹、结构形式、动鄂时间支撑方式不同,粗碎或中碎各种碎屑,他的运动是间歇性的。请结构较为简单,工作效率高,可靠性强。直到80年代,撕碎机的工作量已经可以达800吨颗粒度达1800毫米,机型可分为单肘板和双肘板两种。单肘板工作时作圆弧摆动;双肘板作圆板运动和上下运动。我国在国际上撕碎机产业占比也十分高,但是相关的技术研发和发展仍是弱项还是弱于欧美的发达国家的水平,主要的核心部件和高端产品还是要依赖进口,今年的出口贸易摩擦的各种原因,我国的撕碎机必然会受到其他国家的打压和排挤,所以撕碎机要相继续发展就一定要把发展的首要重点放在技术的研发上,增加撕碎机中自主知识产权的占比,拜托对欧美国家的技术依赖,现在,中国的撕碎机市场非常的大,在各个领域应用都十分广泛,如,矿业、建筑、水利、冶炼、垃圾回收利用、车辆的报废等许多领域都可以看到撕碎机的身影。在中国最重要的应用领域是水泥行业、铺路和矿山,应用在 这两个行业的撕碎机各约占整个行业的30%左右。1.3当前我国撕碎技术存在的问题改革开放以来人们对撕碎机的研究很少,其主要目的是提高效率以及满足工业基础上的需求。同时,国内研究人员做了大量的设计和开发,通过这些科学家日复一日的努力工作,我国已经可以自己造出种气滞磨、高速冲击磨、搅拌磨、惊动磨,在一些方面已经超过了欧美发达国家的水平。但是我们国家的设备相比较于欧美国家的设备还有一定的差距,和存在一定的距离和问题:已经生产出的各种型号的设备中,在机器的性能、设计结构、精度这些地方。还与国外的设备有着一些差距。2)产品的工品位较低、系列比较少、不能按照用户的需求生产。3)高端的设备还比较短缺。伴随着我国经济的腾飞和持续发展,刚铁产业和矿业开始飞速的发展。各种矿石,金属,化工原理的开采量逐年增加,产业规模越来越大,撕碎机的需求日益增长,同时,市场也对撕碎机提出了新的要求和竞争,面对国外产品的涌入国产设备只有不断推陈出新才能在市场中站稳脚跟。生产出更好的设备,为国民提供更优质的产品。第2章 总体设计2.1设计要求本设计以放弃金属废物的物理机械性能为研究对象,设计一双轴撕碎机,其基本技术要求如下:(1)适用范围:可用于金属等混合物料的撕碎;(2)撕碎能力:3t/h;(3)可撕碎金属最大厚度:20 mm。2.2撕碎机结构原理分析撕碎机主要由电动机、减速机、刀具、两组主轴组件、机架、箱体、进料斗构成。双轴撕碎机由2个电动机通过减速机带动两组撕碎主轴反向旋转,主轴上装置了刀具,通过刀具对物料进行撕碎。图2-1 撕碎机工作原理示意图2.3方案确定根据现状调查及上述原理分析确定本次设计的双轴撕碎机方案简图如下图2-2所示。同样由电动机、减速机、刀具、两组主轴组件、机架、箱体、进料构成。图2-2 双轴撕碎机方案简图2.4总体参数计算2.4.1工作参数设计计算(1)转子的转速的设计机械转子的旋转速度按(2.1)式计算 (2.1)式中 机械转子的速度,; 机械转子径长,。该机械的圆周线速度一般在1050m/s。其中,一般中小型撕碎机转速为500700r/min;圆转动一周的速度是2449m/s;大型机器的运行转速范围200400r/min;圆转动一周的速度为1126m/s;若转速过高,机器磨损就会增大,机器的使用寿命就会相应的减小,维修周期就会变短,相应的成本提高。在达到要求生产率的前提下生产率取v=10m/s则 (2)设计生产率的校验机械的设计和机械的很多参数有关。并没有具体的公式,常用的生产总结公式(2.2)如下 (2.2) 式中 生产率() 物料的密度() 机型系数所以此类机械用来生产的一般是金属材料,取值在3到4.5之间。取3.5,则生产率 (3)电机功率的计算材料可以决定电机的运行功率和材料的进料速度和线速度,颗粒度的大小和机器的运行效率。现在,还没有人总结出相关的函数公式和分布曲线,都是根据使用的实际情况来使用的,根据生产经验总结出电动机功率的相关公式(2.3) (2.3)的选择在12范围选择。故选择电机型号为。满载转速。机架型号:315L。级数:6级。电机的性能参数表如下图:表3-1电机性能参数表Table 3-1 Motor performance parameter table 型号额定功率额定电流转速效率功率因数堵转转矩额定转矩KWAr/min%cos倍Y315L2-613224698093.80.91.6堵转电流最大转矩噪声振动速度重量额定电流额定转矩1级2级倍倍dBdBmm/skg6.52.087922.811952.4.2主要结构参数设计计算(1)转子直径和长度的确定直径是机的重要参数,由材料尺寸的来决定,转子直径D公式(2.4) (2.4) 式中Tmax最大给料厚度。则转子直径长为所设计转子的长是根据生产情况的多少来确定的。转子长依据生产中经验公式(2.5)计算 (2.5) 对于式中,取系数为1。则转子的长度 。(2)设计进料口的长与宽所设计的机械机长与转子的长相等,机械口宽度,为最大给料粒度,因此。进料口长约等于转子的长,因此初步取。(3)出料口尺寸设计进料口的大小根据与筛条的缝隙有关,而缝隙的大小主要由进料口的材料直径决定。中碎的机械出料口出来的颗粒大小为缝隙的三分之一,粗了机器加工出来的颗粒大小是缝隙的二分之一。(4)转子的平衡因为高速转子是规则的几何物体,高速转子的动平衡是在其一个平面进行的。根据式(2.6)是转子动载荷计算公式: (2.6) 式中转子的偏心质量,kg; 转子的偏心距,mm; 转子的旋转角速度,。转子长度较短,速度低于的时候,转子静平衡很重要。而转子的轴较长时,那就要做动平衡试验了。(5)锤子质量的设计计算因为这种机械的锤子是通过捎轴串转子运行的,这样就必须确定锤子质量,并直接影响了机器的效率和和运行性能产生了影响,如果锤子的体积和质量太小,则机器无法完成要求的加工标准和尺寸。机械的锤子太大,就会消耗很多动能,产生很大的力,可能会影响机械的运行。最终锤子的质量要实现打击一次使物料撕碎到规定的尺寸,并使得无用功消耗值达到最低。一般允许速度损失控制在4060,即式(2.7) (2.7)式中 可逆反击撕碎机锤子冲击物料前的圆周瞬时速度,m/s; 锤可逆反击撕碎机子打冲击物料后的圆周瞬时速度,m/s.若可逆反击撕碎机处理的材料一般为塑形材料,设撞击的初始速度为零,依据动能守恒原则,可知 (2.8) 有(2.8)式,则得m/s设最大给料物块为球形,其中最大直径用d表示,则可得出在物料最大断面处应力为(2.9)中 (2.9) 根据质量代换法,锤子实际质量可按下列的式子计算 (2.10)式中 可逆反击撕碎机锤子打击中心到吊挂点的距离,m; 可逆反击撕碎机锤子质心到吊挂中心的距离,m。设物料为球形,其质量为 (2.11) 由公式2.10和2.11联立得 综上求得单个锤头的质量m=20Kg。第3章 传动机构的设计3.1减速器的选择与计算满载转速。故传动比为:因此本次选用减速器推荐的传动比为:其传动参数为P=132KW,输入转速1440r/min,输出转速382r/min。3.2主轴的设计与校核有两个部分组成轴的设计,一是轴的基本结构的相关设计,另外一个就是设计人员的计算能力,主要是之强度的计算。主轴要根据安装、定位要求来设计选择出合理的参考平面和配合间隙,还要根据性能要求选择材料以及加工方法、工艺要求,确定其合理的设计尺寸、加工余量。根据轴的工作强度和环境设计轴的刚度和稳定性,一般情况下只需要计算出轴的刚度就可以了。轴的工作能力有强度决定,做强度计算防止周出现断裂和塑形变形。对于刚度要求较大的轴也要做强度计算,以防止产生过大的线性形变。对,还要做高速转子的动平衡技术。3.2.1主轴的材料选择轴的原材料一般采用的是碳钢和合金钢,而轧钢和锻件一般用来做了轴的毛坯。碳钢比合金钢便宜,但合金钢比较应力集中,如果用热处理的方法可以加强耐磨性。因此碳钢制造主轴比较合适。最常用的型号是45钢。这里设计需要选用45钢调质处理。3.2.2主轴的最小直径和长度设计部件在轴上的安装和装配方案确定了之后,轴的形状便大体确定了,因为对该主轴来说,其安装顺序为:先安装中间的转子部分,然后放置在箱体上,再安装轴承端盖,接着是轴承、外轴承座。最后两头分别是带轮和飞轮。各轴段的直径所需要的轴径与轴上的载荷的大小有关。在初步确定其直径的同时,还通常不知道支反力的作用点,不能确定其弯矩的大小及分布情况。因此还不能按轴上的所受的具体载荷及其引起的应力来确定主轴的直径。但是,在对其进行结构设计之前,通常能求出主轴的扭矩。所以,先按轴的扭矩初步估计所要的轴的直径。并记此时所求出的最小直径为 。然后再按照主轴的装配方案和定位要求,从 处逐个确定各轴段的直径的大小。另外 ,有配合要求的轴段,应尽量采用标准直径,比如安装轴承的轴段,安装标准件的部位的轴段,都应取为相应的标准直径及所选的配合的公差。各轴段的直径与轴上力相关。在初步确定各轴直径的同时,还要找到支撑反力的作用点,这样才能受力分析。设计师可以算出轴的扭矩大小。所以,按主轴扭矩计算出轴的最低直径。记为最小的直径为。再依据主轴的装配形式和固定条件,要依据处逐段确定每轴段的直径的大小和长度。此外设计选择采用标准的直径。设计师首先估算轴的最小直径,依据下面的式子: 考虑到撕碎机工作时冲击较大,并且由于轴的截面上开有键槽应适当增大轴径,轴径应该相应地增大,取3.2.3结构的合理性设计检验对于轴的结构必须满足: 在安装时要有精确的参考平面和位置 轴的零件应便于安装和装配 要有良好的性能。(1)轴上部件的安放顺序如下:飞轮、轴承、圆盘、轴套、轴承、带轮主轴是阶梯轴,由阶梯轴的性质可知第二条轴的安装较为简单。第三条轴的要求主要是加工和安装方便性价比高,生产效率高,工艺相对简单则其结构简单,应在保证其性能的情况下尽量简化工艺,增加经济效益,为方便装配时的间隙配合,应设置倒角为45度。在需要切制螺纹的轴端,应该留有退刀槽。若需要磨削加工,则应该预留砂轮和越程槽。 具体分析如下:该主轴段有键槽,为了减少装夹工件所需的时间,应该在这些键槽上开同一条母线。另外,为提高加工的效率和生产率,加工是最好使用相同的尺寸来加工。(2)简单的阐述一下,一些轴向和周向定位元件的特点。1)首先主轴是梯形轴,有轴肩,就以此主轴为例,主要有轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈、轴承端盖等,靠这些定位元件来保证的。轴肩有两个部分组成,定位轴肩以及非定位轴肩,存在很多的轴肩,这两大类都包括了。轴肩主要分为定位轴肩和非定位轴肩两类。在这个主轴上,有许多轴肩,这两类别包括。虽然使用轴肩定位是最方便和可靠的方法,但使用轴肩会不可避免地增加轴直径,而轴肩会由于交叉而导致应力集中 ,和多个肩部定位,肩轴多用于轴向的定位和基准。值得注意的是,每个滚动轴承都有两个肩,且均为定位肩。为了装配轴承,有一个要求,即高度必须低于轴承内圈的端面。轴肩的高度在机械设计手册第651页中检查轴承安装尺寸。同时,为了立即获得准确可信的定位,一般为12mm.在定位时,用主轴、轴套来作为基准,用这两个构件来定位的方法,其定位结构简单、定位的可靠性高并且不需要对主轴进行开孔、钻孔、切削螺纹,对主轴的应力分布和疲劳强度不会产生影响。所以,改定位方法在两件间距小的时候来使用。而且,这种定位方法还可以使在两盘和锤头和轴套之间的轴向定位。但是如果定位的距离相矩太大的化,这种方法就会使原料用料的增加和浪费。安装时使用的间隙配合也是相对容易的,易采取套筒的定位。轴段和轴梢的两个轴端是才用圆螺母的定位。在较大的轴向力下这种定位方法使用,但这种方法会造成主轴上的应力集中,从而降低主轴的疲劳强度,因此,这种定位方法一般是用在端部的定位方法上使用,同上部分所说的一样,若两部分的距离过大,则不适合使用此方法,来对主轴定位。 轴承盖不仅连接者其他零件,也连接着主轴。而且,使轴承的外圈完成轴向的定位。同时,这个轴的定位也可以用轴承盖的方法来实现。 2)主轴类这类的零件也常使用轴向定位。这种方法的作用是限制机器的运动幅度和自由度。本次设计的撕碎机中,主轴的设计上,有三个地方的连接方式是平粘连接,另外,其他常用的连接和定位方法有花键连接、定位销固定位置等其他的连接和定位方式和配合。如:圆盘、飞轮、皮带都是使用平键连接。其他的零件,如:齿轮,半联轴器等使用多种方式连接和定位。按其直径,查询手册可知 平键剖面bh,键槽的加工则是使用键槽刀来加工键槽。根据以上条件该主轴的设计如下: l1=560mm,D1=140mm;l2=40mm,D2=150mm;l3=195mm,D3=160mm ;l4=37mm,D4=220;l5=35mm,D5=260;l6=1349mm,D6=190mm;l7=30mm,D7=190mm;l8=90mm,D8=M80;l9=195mm,D9=160mm3.2.4 轴弯扭矩强度的计算在对轴进行了初步的结构设计后,对上面的效果图进行了轻微的修改,以验证强度的计算。如前所述,在平常的情况下,轴的材料和使用状态主要是又轴的强度所决定的。在设计是必须进行强度的计算和校验,以避免造成主轴的断裂和塑形变形。对于一些对刚度要求发高所受应力大的细长零件,还需要进行刚度计算,从而防止线性变形过大。对于转速很高的轴类零件,还要作报警稳定的相关计算。在防止振动方面还要计算考虑。在核验轴的强度时,应根据轴上载荷和应力的分布情况来采取相应的措施和计算,通过计算选取出该轴的使用应力。由计算原则可知,主轴和其他轴(仅接受或主要接受转矩)在转矩强度条件下进行计算,主轴(仅接受弯矩),对于主轴,两者均接受转矩且弯曲转矩为旋转轴,所以要进行弯曲强度的测试和对主轴的疲劳强度进行校核,来选择出主轴的参数大小。先按照弯扭合成强度条件进行计算:在考虑主轴的结构使,主轴的主要参数以及零件配合的原则和间隙,来确定零件的位置和载荷、轴的受力方向。其中轴的受力可以通过计算求得,因此可以按弯扭合成强度条件对该主轴进行强度的校核计算,其计算步骤和方法如下: 做出轴的计算简图(力学模型)轴上的荷载由轴上的零件传递,因此在计算时,可以将轴上的分布荷载情况减少为集中力。它可以简化点,采取行动的中间点分布载荷,轴上的扭矩作用,通常计算宽度的中间点的传播中心,通常计算旋钮上的梁的支持,相关行动的支持力量是所有轴承和安排。在做计算图时,求出受力部位在轴线上的荷载(如果是空间力系,则分解为水平力和垂直力的分裂。然后求每个支座的水平和垂直反力)。求弯矩整个部件由主轴支撑,主轴也安装在机架侧壁轴承上。撕裂板的冲击力也为主轴所接受,因此要求较高的强度和韧性。由于撕碎机的外载荷很难确定,故一般可按联邦德国海因里希阿莫林的计算式计算,作用于主轴上的相当弯矩(Nm):-作用于主轴上的弯矩-作用于主轴上的扭矩, 最细轴的强度校核由下面公式 经计算W=1.710-4m3 ,则故轴的设计合格。3.2.5主轴的疲劳强度相关计算(1)对机械主轴进行疲劳强度校核计算,依据机械设计手册和动力学手册的知识:主轴选择为45号钢。经过调质处理后的,= 5。采用调质后的主轴进行疲劳强度试验,使用应力对轴进行次,然后用应力400MPa对轴进行次试验。根据以上试验,求出机械的主轴在以上条件下的安全系数值。然后用的应力,继续对该主轴试验,看还可以循环作用多少次,可以确保主轴没有毛病。根据下列公式 再查找书上的公式,计算的主轴的安全系数是:又因为存在以下式子(4-11),例如: 由以上的计算,显然可以得知,若要使主轴破坏,则 故,可以得出:其结论为,该主轴在正常工作的情况下,考虑到不同的工作环境状况,对此,在力的不断作用下,可以接受次的应力循环。(2)再介绍一下提高主轴的疲劳强度的途径:在相关零件的使用和装配阶段,可采用以下几个措施,以降低轴的应力来提高抗疲劳强度:在保证性能的前提下减小主轴上的应力的影响。增强抗疲劳强度以及措施的主要途径。而结构的应力和尺寸渐变的应力集中源泉,所以,要想降低应力集中,使结构形状和尺寸更加的平滑和均匀。因此,要尽可能的增加圆角的半径;在同一段轴上相邻截面处刚性的减少量尽可能小。在不可避免的要产生较大的应力集中的结构处,可采用减荷槽来降低应力集中的影响。选用疲劳强度高的材料和规定能够提高材料疲劳强度的热处理方法和强化工艺。提高主轴的表面质量。比如将处在应力较高区域的主轴表面加工得较为光亮。或者,如果,有的轴段,工作在腐蚀性介质中,则要对该轴段规定适当的表面保护。要更加减轻或消除主轴产生的裂纹或尺寸,对于提高轴的使用寿命有着显著的作用。所以,相较于轴段的重要部分,在图纸上应规定出严格的校验方法和要求。减小散热,减小承载力,对于产生热量的构件要采取有效的降温设计,疲劳寿命。主轴是转动件,而且,在较低的应力下运行一定的时间后,再慢慢提高到轴的应力上限。3.3轴承的选择由于承重轴,主要是一些轴承,指滚动轴承,绝大多数零部件的设计已经参数化标准化,所以,我们需要进行一部分的设计内容,根据机器的工作环境,和使用的需求,选择出正确的类型和尺寸。常用的一些轴承已经做到了标准化制造,特别是滚珠轴承这类轴承标准化比例非常高。所以,轴承在选择时,根据其他的零件所设计的配合原则来进行,同时也要根据机器的工作环境在手册中选择合适的轴承尺寸和类型。此外轴承的设计组合、安装、润滑、密封等一系列内容的设计。3.3.1主轴的材料选择轴承的材质要求也十分严格,尤其是轴承的内圈和外圈因为要进行高速运转,所以要进行工艺处理,本次选择的是回火处理要求不少于HRC60。通常回火处理要求温度为150度,所以设计的工作温度不低于120度,这时的零件硬度不会下降。3.3.2轴承类型的选择轴承有好多的类型,要根据他的轴承条件和要求来选择轴承。因为在所设计出的模型中,的转速在9001100之间。所以,主轴上安装的轴承转速要求很高,负载大切工作时间长。长时间的工作后会产生大量的热,会造成锤头不均匀的受力和磨损,从而使受力不平衡,磨损更加严重产生不平衡的附加力(当不均匀磨损严重时,这种力成为锤头的主要部分因此选用调心滚子轴承22215C/W33。3.3.3轴承的游动和轴向位移当轴承实际工作时,工作前后温差较大,以满足轴和壳体不同热膨胀的影响,防止轴承卡死。一个轴承的轴向固定(如用圆螺母)可以从另一个轴承移位。因此,轴承仍然可以很好地运行,没有小的内圈和外圈的相对轴向位置。它也可以做外围。也可以使外圆与阀座孔配合更松,保证外圆能相对阀座孔做轴向运动。轴承在实际工作时,工作前后的温差大,为了适应轴和外壳不同热膨胀的影响,防止轴承卡死。可以使一端的轴承轴向固定(比如用圆螺母)另一端使之可以轴向位移。这样,轴承在内外圈的轴向相对位置有不大的变化时,仍然可以正常工作。也可以使外圆与座孔配合较松,以保证外圆相对于座孔能做轴向窜动。3.3.4轴承的安装和装配要想在主轴上的安装和装配,则必须考虑到轴承座的剖面图,这样就可以不必考虑轴向的装配原则,可优先选择内外圈可以分离的轴承3.3.5滚动轴承的润滑滚动轴承的轴向受力比较大,受力方向比较稳定转速则选取n=930r/min,并且。轴所产生的弯矩和所受的振动较大,所以综合考虑,滚动轴承所采用的轴承座的结构如图3.1所示,轴承座的右端用迷宫密封。图3.1 轴承座结构第4章 撕碎机构的设计4.1刀具的设计4.1.1刀具类型的选择为满足用户的不同撕碎要求,在设计时不仅设计了不同的料杯,还设计了配合各料杯的三把不同功用的刀具。十字刀可以用来撕大豆使豆浆,也可以挤果汁,可以使大豆和果肉完全被撕烂,其营养物质得到更充分的利用;新月形刀具用于切割肉制品,设计成新月形,使刀口的大小更长,撕裂时更费时费力;文字工具可以用来制作奶昔、刨冰和干粉。4.1.2材料的选择在三种刀具的材料选择上,选用了42CrMo刀具。该刀片耐磨、耐腐蚀、不生锈。用这种材料制成的布可以很快撕破,不管它是坚硬的金属。产生的颗粒度和质量主要取决于刀的几何参数,刀具的十字刀片的几何参数由下可知查资料得公式: () (4-1)式中:刀片刃部任一点的线速度ms; n刀片的旋转速度rpm; 刀片刃部任一点至旋转中心的距离mm; r刀刃起始点半径mm ; R刀刃终止点半径mm;4.1.3刀刃的起讫位置转动工具撕裂金属。撕裂线速度一般在10-45m/min之间较为理想,因此这些数据可以估算出叶片的起止位置、叶片的起止半径R。根据式(4-1)得: (4-2)我们已知十字刀片得转速n12000r/min当时, , =10m/min 当时, =45m/min R圆整后取:r=8mm ,R=36mm。4.1.4刀刃的前角随着叶片旋转速度,前角较大,撕碎所用的力以及产生的大量热量较小;否则,它则将需要巨大的力和产生热量。但当前角转速特别高时,由于刀具的冷却体积非常小,切削所产生的热量不能迅速传导出去在旋转速度一定的情况下,前角大,撕碎材料所要求的力量和产生的热量也非常的小;反之,则产生的热量则特别大。如果前角很大时,则刀具的散热性能就非常的差,所以前角的数值范围需要一定的范围: 一般取:(质软取大值,反之取小值)。4.1.5刀刃的后角刀片后缘的作用:增加刀片后缘,使刀片锋利。在相同的地面钝器标准VB下,大后角叶片从新到钝器地面金属体积较大。这说明增加后角会增加刀片的耐久性,但后角过大会降低切削刀片的强度,热量高,所以刀具的使用寿命低。一般取:(质软取大值,反之取小值)。4.1.6刀刃的初始刃倾角初始刃倾角按下式计算: (4-3) 式中: r刀刃起始点半径(mm); R刀刃终止点半径(mm); b叶刀片外端宽度(mm); 初始刃倾角;4.2箱体侧板的设计打击板的作用是接受被锤头撕掉的材料,把被撕掉的材料弹回撕裂板,再撕一次。为了实现大的放电面积,高的产率和低的能耗,我将冲击板设计成如图4-1所示的结构。晶体粒度很大的原料进入机器时,被锤头压入上腔击半,之后会被撕碎,同时,满足颗粒大小的物料会被排除,减少物料的过度撕裂,提高产品的成品率和机器的加工效率,减小机器的负载运行,也会降低能源的消耗有力于环境的的保护,同时颗粒大小不达标的晶粒会再次被送回撕碎机进行二次加工,完成后在进行排料,这样设计可以增大排料的面积,减小能源的消耗打击板设计成如图4-1所示结构。图4-1打击板的结构4.3箱体的设计在机器的总重量中,框架、箱体等部件的重量占很大的比例。同时也极大地影响了机械的工作精度和抗振性能。因此,合理的选择框架和箱体材料,以及正确合理的选择其结构形式和尺寸,就是降低机械质量,节约金属材料。提高工作精度等重要途径。4.3.1箱体分类根据箱体的制造方法,主要包括:1)铸造箱,是以铸铁为主要材料的箱体,个别时候也需要用铸钢、驻铝合金和铸铜。铸铁箱有相对简单的结构形状、吸震性能好、加工性能好等特点,是批量生产中常用的中小型箱体。2)焊接箱,主要是由钢板、型钢以及铸钢组成,对结构的要求比较简单,先对的生产时间短,特别的体积大的箱体,大都采用焊接连接可很大的程度上降低生产成本。3)其他纸箱,如冲压、注塑等,适合批量生产的小、轻、结构简单的纸箱。4.3.2箱体设计的主要问题和设计要求对于箱体的设计,首先要考虑箱体内部零件的布置以及与箱体外部零件的关系,如车床,根据两个顶部要求确定箱体的形状和尺寸,同时还要考虑以下问题:(1)满足强度和刚度要求。箱体元件的满足是一个重要的问题;但对于大多数箱体来说,评价其性能的主要指标是刚度,因为箱体的刚度不仅影响传动部件的正常运转,而且还影响零件的工作精度。(2)散热性能与热变形问题。箱体的摩擦改变了润滑油的粘度,温升引起热变形,尤其是热应力,对箱体的精度和强度有很大的影响。结构设计合理。例如支点的布置、配筋的布置、开孔位置以及连接结构的设计都应有利于提高箱体的强度和刚度。(4)做工好。包括毛坯制造、机加工及热处理、装配调试、安装固定、吊装、运输、保养、维修等技术。(5)外形好,质量小不同的盒子的设计可以集中在上面的要求4.3.3箱体结构设计箱体的形状和大小往往是由内部构件和内部构件之间的相互关系决定的。确定箱体结构尺寸和外观的设计方法称为“结构包含法”,包括外部对箱体形状和尺寸的要求。箱体的形状和尺寸常由箱体内部部件及内部部件间的相互关系来决定,决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为结构包容法,当然还应考虑外部有关部件对箱体形状和尺寸的要求。箱体壁厚的设计采用类比法,比较同类产品,参考设计人员的经验或设计手册等资料,确定设计布局和结构参数。对于重要的箱体,计算机有限元法可以用来计算刚度和强度,或测量应力或应变,直接获得数据或作为计算结果的手段。(1)箱体的毛坯、材料及热处理1)箱毛坯:选择铸造毛坯或焊接毛坯,应根据具体情况综合分析确定。铸造容易铸造结构复杂的箱型毛坯,焊接箱型允许薄壁和大平面,而铸造较难实现薄壁和大平面。焊接箱一般比铸造箱轻,铸造箱受热冲击变形少,吸振能力强,易于获得较好的结构刚度。2)箱体的材料和热处理箱体的常用材料有:通常箱体的主要材料是铸铁,相较于其他材料闻言铸铁流动性小,收缩率低,可以很容易的从表面加工出复杂的表面结构。而且铸铁材料的阻尼效果较强,刚度高,可加工性能高和易进行加工,性价比高,若向铸铁中加入合金元素,则铸铁的相对性质也会大大的提高。铸造铸造铝合金用于减少质量和低负荷的箱体。大部分可以通过热处理进行强化,具有足够的强度和良好的塑性。铸钢具有一定的强度,良好的塑性和韧性,良好的导热性和焊接性,良好的加工性能,但铸件容易氧化和热裂纹。箱体也可与低碳钢板和型钢焊接。箱体热处理:铸件毛坯在冷却时剩下的内应力会使铸件发生塑形变形,要想要箱体的精准度,必须对铸件或毛坯进行热处理,用来消除剩余的内应力,防止塑形变形的发生。以下有几类常用的热处理方法:热的限制。铸件在450550退火,很大程度上减小残余应力和变形。B)热冲击限制。铸件应迅速加热,并将由此产生的热应力与铸件残余应力结合起来,以放松原始残余应力。C)自然的局限性。自然限制和报警限制可以提高铸件的松弛度和刚度,稳定铸件的尺寸精度。4.3.4成型方法据有关资料,机架(机架、基材等)和机箱(包括机壳等)有多种形式。根据构造形式可分为框架类、框架类等。本设计的破碎机,是固定式重型机械。此外,框架和箱是复杂的和刚性的,因此,通常是铸造。铸造材料常被用来方便施工和铸铁的利益。(包括普通灰铸铁、球墨铸铁等)。而碎纸机的机架,属于大型机架的制造,所以,经常采用零铸造,再焊接成一种方法。4.3.5截面形状的选择因为大量的框架和箱受力情况比较复杂,所以会产生报警、弯曲等变形。因此,当弯曲或扭转时,截面形状对其刚度或强度有很大的影响。因此,合理设计一个框架和箱形截面形状,既不增加截面面积,也不增加(或减少)构件质量(材料消耗)的效果。通过增加截面系数和截面惯性矩,可以提高结构的强度和刚度。在实际的运用中,大型框架以及箱体都采用上面所说的的截面形状,这是因为。虽然I字形的截面相比较于矩形的截面其抗弯矩能力更强,相比较于圆形的截面其抗扭矩能力也比较强。所以I型截面性能更好,除此之外,在实际的安装过程中矩形的框架和箱体安装更为简单。所以,根据计算以及实际的安装情况,选择I形的截面是一种更好的选择形状。4.3.6肋板的布置一般来说,增加壁厚可以增加框架和箱的强度和刚度,但不如增加肋板有利。加筋时,增加强度和刚度,减小壁厚;因为壳体是铸件,对于铸件无需增加壁厚;对于某些焊接部位,更容易保证焊接质量。当考虑的局限性铸造、焊接过程、和结构要求,比如为了方便安装和拆除的沙类型,和其他部分的安装,等等,常常需要设计双方架关闭,或至少部分地区的大孔(洞机械的访问)。这样做,必然会大大削弱车架的刚度,所以要加肋。4.4机架的设计4.4.1机架的材料和时效处理(1) 机架的材料:机架的的用料要综合考虑其结构考虑、设计考虑以及生产的成本和时间因素选取材料,箱体的受力比较复杂,比较难计算得出,易产生箱体开裂或变形等情况,所以,当发生弯曲扭转时,横截面的形状对箱体的刚度和箱体的强度影响非常大,可以使用以下几种方法:1)铸铁:易铸造形状复杂的零件;价格中获益;铸铁,优点是内摩擦系数很高,振动和抗震性能良好。缺点是生产时间长,单一生产成本高;铸件容易产生浪费和质量控制;铸件加工余量大,加工成本大。常用灰铸铁有两种:HT200适用于形状简单、单位压力高(p 5 kg / cm 2)或床身弯曲应力大(300 kg / cm 2)的导轨;HT150对于形状复杂、载荷小的车架具有良好的机动性,但力学性能较差。如灰口铸铁不符合耐磨要求,则为耐磨铸铁应使用。(2)机架的时效处理在机架的制造过程中,铸造(或焊接)、热处理和机加工都会产生高温,由于各零件的冷却速度不同,收缩不均匀,造成金属内部的内应力。如果没有时效性,就会由于内应力的逐渐重分布而变形,使框架失去原有的精度。时间处理是在完成前充分变形框架,消除内应力,提高其尺寸的稳定性。常用的方法有自然限制法、人工限制法和报警限制法,其中人工限制法应用最为广泛。4.4.2机架的结构设计(1)机架的典型结构1)方形截面机架方形截面的机架设计的结构复杂程度简单,制造门槛低,制造方便,箱体的内容积很大,但是,其结构的刚度比较低,适合于载荷小的机器。所以,框架壁要足够厚,要有加强筋等加固措施,以保证在重力以及其他应力的作用下的稳定性。2)圆形截面机架结构简单、紧凑,易于制造和造型设计,有较好的承载能力。3)铸铁板装配式机架铸铁板装配结构适用于复杂的局部形状。具有生产周期短、成本低、简化木模形状和铸造工艺等优点。但其刚度比整体箱架差,加工装配工作量大。(2)截面形状的选择为了保证框架的刚度和强度,减轻重量,节约材料,必须根据设备的受力情况选择经济的截面形状。虽然车架受力比较复杂,但不受拉、压、弯、扭的影响。当受到简单的拉压作用时,变形只与截面面积有关,而不管截面形状如何,设计主要是选择一个合理的尺寸。如果受到弯曲和扭转作用,其变形与截面形状有关。在其它条件相同情况下,抗扭惯性矩Ic越大,扭转变形越小,抗扭刚度越大。各种界面的形状有如下特点:1)空心结构的刚度大于实体结构的刚度;2)圆形封闭截面的抗扭转性较好,方形封闭截面的抗弯、抗扭性能较好;3)增加截面轮廓尺寸,减小壁厚。(2)隔板与加强筋空心截面的刚度相对较好,为了在装配时,机架中进入杂物,需要在封闭的空心框架中开一个口,开口使框架的应力分布发生了改变,很大的程度上降低了机架整体的刚度。要想通过增加空心机架的机架壁来增加机架的刚度,不紧会造成材料的浪费,而且收效甚微。所以应该采用隔断和加强筋、配筋的方式来增加机架的整体刚度。加强筋有很多种,具体请查阅手册。另一种直行筋铸造相对简单,但是增加的机架整体刚度有限。加强筋和隔板的厚度,一般取壁厚的0.8倍。 (4)连接刚度为提高结合表面的连接刚度,可采取如下措施:为提高粘接面连接刚度,可采取以下措施:1)根据受力的大小和方向,合理选择紧固螺钉的直径、数量和位置。如有必要,预紧螺丝以增加连接刚度。2)提高粘接面亮度和形状精度,增加粘接面接触点,从而提高粘接面接触刚度。3)增加局部刚度以增加连接刚度,增加法兰安装螺钉处的厚度;或使用缝隙螺丝孔,或使用钢筋增加连接刚度。(5)结构的工艺性质机架属于箱类零件,体积大,结构复杂,成本高。应给予良好的结构工艺,以方便制造和降低成本。4.5螺栓的选定与校核4.5.1螺栓类型选择因为螺栓是用于连接机器中用来连接两个较薄处的部件。在需要连接的部件上进行开口连接螺栓后拧紧螺母,螺栓和连接件之间采用的是间隙配合,通孔的加工要求相对较低,其设计结构简单,不易松动,拆装方便。4.5.2螺栓组的布置所述布置螺栓组包括确定螺栓组中螺栓的数量并给出每个螺栓的位置。1)接缝处零件的形状应尽量简单,最好是方形、圆形或矩形,同一周长上的螺栓数应为4、6、8、12等,以方便加工时间划分。2)螺栓组在扭矩作用下,应使螺栓远离对称轴,以减少螺栓受力。3)螺母中受力方向为横向的不应该超过8个,为68个螺栓,防止螺栓所受切应力过大断开。4)同一螺栓组所用紧固件的形状、尺寸、材质应一致,便于加工装配。5)对于装配螺纹连接,工具应有足够的操作空间,并保证一定的扳手空间尺寸。4.5.3螺栓的受力分析对螺栓的受力情况进行分析时,要根据实际的连接部件的结构以及受力情况,计算校验出螺栓所能承受的最大应力,以用于连接使螺栓强度的计算。螺栓所连接的部件,连接的通孔处所受力大多数为横向受力,所以要根据连接的载荷和连接件的实际结构来寻找出螺栓的最大受力点,计算出螺栓所能承受的最大载荷,在螺栓进行计算的核验时,首先对螺栓校核受横向载荷的连接。在连接处已经预紧的情况下,接合面间所产生的最大摩擦力必须大于或等于横向载荷。根据前面的计算,螺栓组所受横向载荷=98N,假设各螺栓所需要的预紧力为,螺栓数目为2,M16螺栓性能等级为8.8 ,取安全系数s=1.5。则其平衡的条件为由此得预紧力= 424N此时螺栓的所受的应力=1.36Mpa4.5.4螺栓组倾覆力矩校核在对称的平面作用着一个穿过轴而且还垂直于键合面的矩应力。当螺栓被加上预紧力之后,顶板因为受到了预紧力的作用发生变形伸长;在预紧力的作用下,均匀的的发生变形并且在连接处保持一个确定的倒角角度。这个时候的轴线附近就会发生基础松弛,需进一步压缩底板为了计算的可靠性,每个螺栓中心的集中力将基础与底板的相互作用力表示为作用在。A为锚杆力变形线,斜线就是基础力所产生的变形线。在倾覆力矩M起作用的时候。螺栓上所受的应力以及作用力合力为零。当底板承受倾覆力矩应用M),左边的倾斜轴,螺栓的工作点和基金会分别搬到整整马,和板上的合力的大小等于工作负荷F,螺栓向下的方向。右边的轴,螺栓和基金会的工作点移动到另一边,和板上的合力等于负载,工作负荷F,但上行方向的工作负荷(注意,正确的螺栓是零)。作用在轴两侧底板上的两个总力形成轴上的力矩,这个力矩应与外加的倾覆力矩M平衡,即 M= 又因 = 于是螺栓所受的最大工作载荷为:=18.5N其产生附加的应力=0.3Mpa,螺栓远远满足我们的要求。
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