机械毕业设计（论文）-磨蚀实验台设计【全套图纸】

辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 目录 前言1 1 实验台整体设计2 1.1 原理设计2 1.2 系统基本设计参数2 1.3 磨料装载部分设计2 1.4 加压装置设计4 1.5 液压缸的设计4 1.6 摩擦实验台设计9 1.7 主轴设计9 1.8 齿轮减速机构设计14 2 液压系统设计24 2.1 液压马达选择24 2.2 液压泵选择25 2.3 电动机选择26 2.4 液压传动系统设计28 3 系统运行32 4 结论34 5 可行性分析34 磨蚀实验台设计 2 致谢35 参考文献36 摘要 目前，随着科学技术的进步，机械工业也处于突飞猛进的发展，机械的制作工艺以 及机械的复杂程度紧随科学技术的进步而发展，但是在机械工业中在材料的磨损方面的 研究并不全面，尤其是工作机构与工作对象的磨损在机械的设计研究中没有一个统一的 认识，对于工具在磨损方面的寿命没有有利的理论依据，对于磨损造成的机械工作效率 的下降没有太准确的估测方案，这样通常会造成机械长时间得在低效率下运行，我们需 要一种磨损方面的估测研究，来较准确地测量磨损对不同的材料的影响程度，通过一定 的参数来表达这种影响程度的大小，我们可以通过具体数值来估测特定材料在特定磨蚀 环境下所表现出来的机械性能，由此我们可以估算机械的工作寿命，在新机械的设计制 造过程中可以对机械的寿命进行控制，可以提前知道机械在运行多长时间以后会出现低 的工作效率运行的状态，可以在此状态出现之前更换影响效率的工作部件，来保证生产 效率。 关键词：磨蚀；估测；寿命；生产效率 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 Abstract With the development of the science, the mechanical industry is also as fast as the development of the science, the mechanical production process more and more complex,.But is not comprehensive in the mechanical industry in the material attrition aspects research. Especially the attrition between work object, the tool in the attrition aspects life has not advantageous theory according to,The drop of the working efficiency because of the attrition has not a accurate estimation plan,this will cause the machine run in low mechanical efficiency long time,we need develop a estimation research about attrition.to accurately estimation attrition in the different material, expresses this kind of influence through certain parameter , We may through the concrete value estimate that the specific material the mechanical property which displays under the specific abrasion environment. From this we may estimate machinerys working life, may carry on the control in the new machinerys design process of manufacture to machinerys life, may know ahead of time the machinery later will present the low working efficiency movement, may before this condition appears replaces the influence efficiency the working part, guarantees the production efficiency. Key words: attrition; estimation; life; production efficiency 磨蚀实验台设计 4 前言 磨蚀系数是采掘机械设计及使用中需要注意的重要参数之一。该参数的引入，将在 采掘机械的制造和使用中的降低成本和提高效率及其它方面均起到积极的作用。 当用各种机械的方法破碎岩石时，诸如凿岩、钻眼、截割、挖崛等等，所使用的工 具必然要受到岩石的反作用而磨蚀。工具的磨蚀，增加了工具的消耗，更重要的后果则 在于将降低破碎岩石的效率，增加更换工具所需要的辅助时间，致使破碎机械的实际生 产率大大降低。由于工具的强烈磨蚀，它甚至成为进一步发展机械破碎岩石技术的主要 障碍之一。 研究岩石的磨蚀性及其规律，不仅直接关系到机械和工具的寿命、生产的效率和成 本，并且还可以作为改进机具设计的依据，也是采取合适工作参数的基础，此外也使制 订消耗定额有所依据。 设计、制造煤岩磨蚀系数台对降低煤岩磨蚀性的研究成本，提高实验的可操作性起 到一定的作用。 虽然目前对磨蚀性的测试有几种不同的方法，但没有统一的规定，采用不同方法测 出的磨蚀性，只能近似地给出物料对工具的磨损程度，供选择相关机械、工具及其操作 参数时参考。磨蚀性试验装置也可用于对比由各种材质制成的工具的相对耐磨性以及预 估其使用寿命。 目前，投入实际使用的能够测试磨蚀性的装置很少，仅有邦德叶片磨蚀性测定装置、 洪堡威达公司磨蚀性试验机、Yancy-Geer-Priec 磨蚀性试验装置等。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 5 1 实验台整体设计 1.1 原理设计 工作部分采用圆盘式摩擦片进行磨蚀试验，这种工作方式的优点在于位于圆盘不同 直径处拥有不同的工作速度这样更能接近实际的工作的环境状态获得更准确的估测值。 结构示意图如下图： 图 1-1 总体结构 磨蚀实验台设计 6 Fig.1-1 Totality Structure 工作压力由上部的液压缸提供，容器内放置磨料，测试圆片安装于旋转平台上，工作原 理为：加压装置给磨料施加压力使磨料与测试圆片之间产生一定的压力，旋转平台带动 测试圆片旋转，使测试圆片与磨料产生相对滑动进行摩擦。 1.2 系统基本设计参数 磨料施加最大压力不小于 0.3，主轴转速为 100. a MP/ minr 本试验系统所制定的磨蚀系数为试验材料在与试验磨料在一定压力下相对移动过 试验材料在厚度上的损失，损失单位为，制定的磨蚀系数为。1kmmm/mm km 1.3 磨料装载部分设计 装载部分采用圆筒式容器，圆形有很好的压力特性，圆筒内径为 400，初步选定mm 圆筒高度为 300。mm 液压缸是液压装置中将液压能转换为机械能，实现直线往复运动或摆动往复运动的执 行元件。 （选用内径为 63，壁厚为的液压缸，额定压力为,通过与此液压mm10mm16 a MP 缸相类比，容器壁厚取足够承受 0.3）10mm a MP 壁厚校核： 容器壁厚与内径的比值为 20 1 40 1 400 10 mm mm D 故可按薄壁圆筒进行分析计算 应力分析 容器的轴向不受力 MPa x 0 容器的径向受力为 2 pD t 加压装置所施加的压力 pMPap34 . 0 容器内径 DmD4 . 0 壁厚 m01 . 0 所以 Pa t 6 6 108 . 6 01 . 0 2 4 . 01034 . 0 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 变形分析 容器周向正应变为7 )( 1 xtt E 弹性模量 铸钢的弹性模量 EGPaE200 泊松比 3 . 0 所以 56 9 104 . 3)03 . 0108 . 6( 10200 1 t 金属的屈服强度极限通常按其产生永久残余变形量为原长的 0.2%，既， 3 102 材料的强度满足 35 102104 . 3 考虑到磨料对容器的磨损，在长时间运行下会使壁厚降低，所以对壁厚的厚度增加 5 .mm 测试盘片安装台设计：承载平台承受着磨料对测试盘的所有压力，为保证测试盘平稳进 行摩擦试验，承载盘应具有很好的刚度，初取盘片厚度为 30，直径为 300。 mmmm 1.4 加压装置设计 装载部分受加压装置压力的全部面积为： 222 11 3.14 200125600Srmm 装载部分受有效压力的面积为： 222 22 3.14 15070650Srmm 要产生 0.3的压强需要的压力为： a MP NPSF3768010125600103 . 0 66 1 加压装置的加压方式采用液压缸加压，采用液压方式加压可以方便压力的调节，液 压系统的操控性强，而且在磨料的体积发生变化的情况下，通过液压控制阀的调节可以 使压力保持不变。加压装置的设计压力还要有一定的预留压力，通过对现有产品的参数 进行参考。 选择液压缸内径为 63，此液压缸在额定压力为的压力下可以产生推力为 43mm a MP14 ，设计推力选为 40KNKN 磨蚀实验台设计 8 1.5 液压缸的设计 单作用液压缸的内径可由下式计算： （11） m p F D 4 式中： F液压缸的推力，这里为 40；KN p液压缸的进液压力，为 14； a MP 液压缸机械效率，通常橡胶密封时，=0.95； m m 将上述数值代入到式（11）中， 得到： 95 . 0 101414 . 3 10404 6 3 D = 6 3 10762.41 10160 62mm 液压缸的缸筒内径由表（1-1）圆整为标准值。 表 1-1 液压缸缸筒内径（缸径）尺寸系列 Tablet.1-1 Cylinder bore size series 8101216202532405063 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 （280） 320 （360） 400 （450） 500 所以缸筒内径取为 63。mm 按中厚缸筒壁厚计算： 当时 3 . 008 . 0 D （m） （12） max max 33 . 2p Dp 式中 D缸筒内径（）,即为 0.063；mm 最高允许压力（）,取为 20； max p a MP a MP 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 缸筒材料的许用应力（） ， a MP ； n s 缸筒材料的屈服强度； s n安全系数。 缸筒常用 35 号，45 号无缝钢管制成，有时也有用 20 号无缝无缝钢管。当缸筒上需 要焊缸盖、耳轴或管接头时，宜采用 35 号钢并在粗加工后调质处理。不与其他两件焊接 的缸筒用 45 号钢，并调质处理到 HB241285，以改善加工性能和强度。此外，也有用锻 钢、铸钢、铸铁以及铝合金和黄铜等材料制成的。在承受负荷很大的情况时，常采用高 强度合金无缝钢管做缸筒。 缸筒材料选用高精度冷拔无缝钢管 35 号 查表，得到材料的屈服强度=520，安全系数取为 2， s a MP 屈服强度 = )(260 2 520 a s MP n 按中厚壁缸筒计算7 代入式（2） = max max 33 . 2p Dp 2032603 . 2 063 . 0 20 = 538 26. 1 0.0023（）m 2.3 ()mm 缸筒壁厚取为 10。mm 外径 (13) 1 D2 1 DD =63+102 =83()mm 液压缸行程按表（12）选取标准值 表 1-2 液压缸活塞行程系列 单位：mm 磨蚀实验台设计 10 Tablet.1-2 Cylinder piston stroke series 240260300340380420480530600650 7508509501050120013001500170019002100 24002600300034003800 液压缸行程选为 300。mm 该推力可对磨料产生的压强为 （14） 1 S N P 式中： N液压缸产生的推力，即 43KN； 装载部分受加压装置压力的全部面积，即为 0.1256； 1 S 2 m 代入式（14）中，得到： 1 43000 342357 0.1256 N PPa S 旋转平台所受到的压力为： （15） 20 PSN 式中： P推力可对磨料产生的压强，即为 342357； a P 装载部分受有效压力的面积，即为 0.07065； 2 S 2 m 代入式（15） ，得到： 02 342357 0.0706524188NPSN 平台转动需要的力矩为： 常用材料之间的摩擦系数最大值为 0.3 旋转平台的等效转矩半径为 75mm 3 24188 0.3 75 10544MNM 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 转速选为 100/ minr 所需功率为 （16） 1 544 100 5.7 95499549 MV WKW 式中： M平台转动需要的力矩，即为 544； V转速，即为 100；/ minr 将上述值代入式（16）中， 则有： 544 100 5.7 95499549 MV WKW 液压缸详细参数为： 缸径 D/mm: 63 活塞杆直径 d/mm: 35 活塞面积/ 大面积: 31.17 2 cm 活塞面积/ 小面积: 21.54 2 cm 工作压力 14MPa|推力/kN: 43.64 工作压力 14MPa|拉力/kN: 30.18 工作压力 16MPa|推力/kN: 49.87 工作压力 16MPa|拉力/kN: 34.48 工作行程 mm 300 磨蚀实验台设计 12 图 1-2 加压部分装置 Fig.1-2 Pressurization part Installment 为了保证在加压装置退出磨料容器后，当加压装置进入磨料仓的时候顺利进入，而 不至于与磨料仓相干涉，在加压装置增加两个耳环配合旁边的支撑立柱进行导向，支撑 立柱连接的上部横梁是安装液压缸的地方，为液压缸提供向下的压力。加压装置在未进 入磨料仓之前可以由支撑立柱进行导向，进入磨料仓以后可以由磨料仓内壁和支撑立柱 共同导向。 缸筒和缸盖与外部的连接方式，决定于液压缸的使用要求和安装形式。当要求液压 缸固定时，缸盖或缸筒上要有相应的底座或法兰。为了降低支撑立柱的高度并且节省材 料，液压缸的安装方式采用端部法兰连接。采用法兰安装时，可将法兰设置在液压缸的 头部或尾部。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 1.6 摩擦试验台设计 摩擦方式采用旋转的相对运动进行摩擦试验，试验材料做成圆片状，将试验材料安 装于一个旋转的平台上，由这个旋转的平台带动试验圆片在一定压力的磨料中进行旋转 摩擦试验，主轴上安装有转速传感器，通过速度和时间来计算出试验圆片与磨料在一定 速度下摩擦过的距离，最终计算出该种材料在一定压力一定速度下的磨蚀系数。/mm km 由于摩擦会产生热量，所以旋转平台所选的转速为不高于 100，系统的热量的/ minr 问题要根据实际运行以后，系统在达到热平衡状态下的温度来决定是否增加散热装置， 由于实际工程机械的工作机构在进行切割等动作的时候也会具有很高的温度，所以温度 也是影响材料性能的客观因素。所以不能完全排除温度，也不能放任不管。 1.7 主轴设计 为了使本实验台具有增大功率运行的潜力，也就是说在单方面改变系统的负载的情 况下不用对工作的传动部分进行改进，该传动部分可以输出的最大功率要大于额定的功 率一部分，所以设计功率选为。6KW 轴的转向方式：单向恒定 轴的工作情况：无腐蚀条件 轴的转速： min/100r 功率: KW6 所设计的轴是实心轴 材料牌号：45 调质 硬度(HB)：230 抗拉强度：650 a MP 屈服点：360 a MP 弯曲疲劳极限：270 a MP 扭转疲劳极限：155 a MP 许用静应力：260 a MP 许用疲劳应力：180 a MP 轴的最小直径计算： 磨蚀实验台设计 14 （17） 3 P dA n 式中： A考虑了弯矩影响的系数，取 115； P轴传递的功率，即为 6；KW 轴的转速，即为 100；n/ minr 将上述值代入式（17）中， 得到： 45.0dmm 图 1-3 轴 Fig.1-3 shaft 轴段 1 的直径按扭转强度确定，由于此轴段上加工有键槽，所以直径要大于最小直 径 10%，所以直径经过圆整取 50，长度由大齿轮的厚度决定，为了使轴端挡圈能够mm 压紧齿轮，长度上要稍微比齿轮的厚度略短一些，长度为 58。mm 轴段 2 的直径要大于轴段 1 的直径，以便制出轴肩，保证齿轮的轴向定位，取轴段 2 的直径为 58，长度要大于轴承盖的厚度和轴承盖螺栓的厚度之和，还要与螺栓有一定 的间隙，长度取 30mm 轴段 3 的直径由深沟球轴承的内径决定，直径取 60，此轴段只需要安装轴承，mm 所以长度为轴承的厚度，长度为 13。mm 深沟球轴承型号为 轴承代号|60000 型: 61912 基本尺寸/mm|d: 60 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 15 基本尺寸/mm|: 85 基本尺寸/mm|B: 13 安装尺寸/mm|da (min): 66 安装尺寸/mm|Da (max): 80 安装尺寸/mm|ra (max): 1 其他尺寸/mm|d2 : 67.9 其他尺寸/mm|D2 : 77.2 其他尺寸/mm|r (min): 1 基本额定载荷/kN|Cr: 16.4 基本额定载荷/kN|C0r: 14.2 极限转速/(r/min)|脂: 6700 极限转速/(r/min)|油: 8000 重量/kg|W : 0.181 轴段 4 的直径要稍比轴段 3 小一些，为了方便安装另一端的轴承，直径取 58，mm 为了使轴的径向摆动小，此轴段的长度取 200。mm 轴段 5 的直径由深沟球轴承的内径决定，直径为 60，由于深沟球轴承不能与推mm 力轴承接触，所以轴段的长度要大于深沟球轴承的厚度。所以长度取 18mm 轴段 6 的直径由推力轴承的内径决定，直径为 65，长度为推力轴承的厚度，长mm 度为 27。mm 推力滚子轴承型号为 轴承代号|80000 型: 81213 基本尺寸/mm|d: 65 基本尺寸/mm| D: 100 基本尺寸/mm|H: 27 安装尺寸/mm|da(min): 96 安装尺寸/mm|Da(max): 69 安装尺寸/mm|ra(max): 1 其他尺寸/mm|d1(min): 67 其他尺寸/mm|D1(max): 100 磨蚀实验台设计 16 其他尺寸/mm|r(min): 1 基本额定载荷/kN|Ca: 112 基本额定载荷/kN|C0a: 362 最小载荷常数|A: 0.012 极限转速/(r/min)|脂: 850 极限转速/(r/min)|油: 1300 重量/kg|W: 0.874 轴段 7 的直径要大于轴段 6 的直径，由于主轴主要受轴向力，而此轴向力全部由此 轴段的轴肩承受，所以轴肩要大一些，直径取 90，长度要大于密封挡圈的厚度和挡mm 圈螺母厚度的和，长度取 40，mm 轴段 8 的直径要小于轴段 7，由轴段 7 为旋转平台提供轴肩，所以此轴段直径取 60 ，长度要稍微小于平台的厚度，以方便测试圆片与平台压紧，长度取 28。轴段末mmmm 端要加工出一个正方形的凸台，以方便测试圆片的安装，测试圆片的轴向固定靠磨料所 产生的压力来固定。考虑到磨料对此凸台的磨损，应该专门制造一个可以盖住此凸台的 保护罩以保护在摩擦试验中磨料对凸台造成的损害。 第 1 轴段键设计： 经查询 型号为16 10 50b h l 键的强度校核： （18） 2 pp T dkl 式中： T 轴传递的转矩； 轴的直径；d 键与轮毂或轴槽长度接触高度；k 2 h k =11，则 ；h5 2 10 k 键的工作长度；l 许用挤压应力，； p 110/ p N mm 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 17 将上述值代入式（18）中， 得到: 3 22 544 10 87/ 50 5 50 p T N mm dkl 87/110/N mmN mm 满足强度要求 由于所选的液压马达的最高转速为 400为了使其配合主轴转速需要增加一对传/ minr 动比为 4 的圆柱齿轮进行变速。 第 8 轴段键设计：经查询直径为 60mm 的轴的通用键型号为，18 11b h 由于键是固定旋转平台的，所以键的长度不能大于平台的厚度，并且为了方便加工键槽， 键槽的位置不能太靠近轴肩的位置，所以取键的长度为 25mm，为了保证键的工作长度不 至于太小，选择 b 型键，键槽一端离定位轴肩的距离为 3mm。 键的强度校核： 2 pp T dkl 式中： T 轴传递的转矩； 轴的直径；d 键与轮毂或轴槽长度接触高度；k 2 h k =11，则 ；h5 . 5 2 11 k 键的工作长度； =25llmm 许用挤压应力，； p 140/ p N mm 将上述值代入式（6）中， 得到: 3 22 544 10 132/ 60 5.5 25 p T N mm dkl 满足强度要求 由于采用过盈配合，所以键承受的压力会小于 132mmN / 磨蚀实验台设计 18 1.8 齿轮减速机构设计 1.8.1 设计参数 传递功率 7PKW 传递转矩 167.11TNm 齿轮 1 转速 1 400 / minnr 齿轮 2 转速 2 100 / minnr 传动比 4i 原动机载荷特性 SF=轻微振动 工作机载荷特性 WF=均匀平稳 预定寿命 H=10000(小时) 开式传动 采用脂润滑 1.8.2 材料及热处理 齿轮最常用的材料是锻钢，其次是铸钢和铸铁，有时也用非金属材料。锻钢是制造 齿轮最常用的材料。用于一般场合的齿轮，可选择软齿面齿轮。软齿面齿轮常用的材料 为 45、40Cr、35SiMn 等中碳钢和中碳合金钢，采用热处理调质或正火，使其硬度在 HBS180280 之间。 所以： 小齿轮选用调质 # 45 大齿轮选用正火 # 45 1.8.3 按齿面接触疲劳强度设计计算 由下表（13）和（14）2 表 1-3 各种机器所用齿轮传动的精度等级参考范围 Tablet.1-3 Gear of all kinds machine transmission grade of accuracy reference extents 应用范围精度等级应用范围精度等级 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 19 测量齿轮 透平机齿轮 精密切削机床 一般切削机床 内燃机或电机车 轻型机车 载重汽车 25 35 37 48 58 58 79 航空发动机 拖拉机 一般减速器 轧钢机 起重机械 地质矿山轿车 农业机械 47 610 68 510 69 610 711 表 1-4 齿轮第公差组精度与齿轮传动最大圆周速度（部分） Tablet.1-4 Gear allowance accuracy and gear drive biggest peripheral speed 精度等级传动种类齿的形式齿面硬度 /HBS5678910 圆柱齿轮直齿350 350 15 15 18 15 12 10 6 5 4 3 1 1 选取第公差组 8 级 小圆分度圆直径 1 d （19） 2 1 3 1 21( ) EH dH Z Z ZKT u d u 式中 K载荷系数；主要考虑材料弹性模量和泊松比对接触应力的影响。 小轮转矩； 1 T 齿宽系数； d u齿数比； 弹性系数； E Z 节点影响系数；用以考虑节点处齿廓曲率对接触应力的影响。 H Z 磨蚀实验台设计 20 重合度系数；用以考虑重合度对单位齿宽载荷的影响。 Z 许用接触应力； H 齿宽系数由下表（15） ，按照齿轮相对轴承为非对称布置选取3 d 表 1-5 齿宽系数 d Tablet.1-5 Tooth width factor 齿轮相对于轴承的位置软齿面硬齿面 对称布置 非对称布置 悬臂布置 0.81.4 0.61.2 0.30.4 0.40.9 0.30.6 0.20.25 所以， 0.4 d 小齿轮齿数 在推荐值 20-40 中选取 1 Z 25 1 Z 大齿轮齿数 2 Z 21 4 25100ZiZ 齿数不需要圆整，所以没有传动比误差 小齿轮转矩 mmN n P T1671251055 . 9 1 6 1 载荷系数 （110） AV KK K K K 式中 使用系数，由表（16）查得， A K 表 1-6 使用系数 A K Tablet.1-6 Plant factor 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 21 工作机工作特性原动机工作特性 平稳中等冲击较大冲击 平稳（电动机、汽轮机） 1.001.251.75 轻度冲击（多缸内燃机） 1.251.50 2.00 或更大 中等冲击（单缸内燃机） 1.501.75 2.25 或更大 经查上表，；25 . 1 A K 动载荷系数； V K 齿向载荷分布系数； K 经查相关的图表，选取得到，=1.22；16 . 1 V K K 齿间载荷分配系数； K 12 1111 1.883.2()cos1.883.2()1.72 25100ZZ 经查表，得 16 . 1 K 将，代入式中， A K V K K K 则载荷系数的初值 K 05 . 2 16 . 1 22 . 1 16 . 1 25 . 1 t K 根据表（17） ，弹性系数 2 / 8 . 189mmNZE 经查相关的图， 节点影响系数5 . 2 H Z 重合度系数0.87Z 表 1-7 弹性系数 E Z Tablet.1-7 Coefficient of elasticity 配对齿轮材料 磨蚀实验台设计 22 灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑胶 11.8 4 10 4 10 3 . 1720.2 4 1020.6 4 100.785 4 10 锻钢162.0181.4188.9189.856.4 许用接触应力 （111） lim W HHN H Z Z S 式中： 接触疲劳极限应力； limH 接触强度的寿命系数； N Z 硬化系数； W Z 接触强度安全系数； H S 查图，得： 2 1lim /570mmN H 2 2lim /460mmN H 应力循环次数 8 1 104 . 21000014006060njHN 71 2 106 u N N 查询得 1 1 N Z1 . 1 2 N Z 硬化系数1 W Z 表 1-8 最小安全系数 Tablet.1-8 Smallest safety factor 使用要求失效概率 minH S minF S 说明 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 23 高可靠度 较高可靠度 一般可靠度 低可靠度 1/10000 1/1000 1/100 1/10 1.51.6 1.251.3 1.01.1 0.85 2 1.6 1.25 1 一般齿轮传动 不推荐采用低 可靠度设计 由上表，接触强度安全系数1 . 1 H S 将上述、代入式（18）中， limH N Z W Z H S 得到： 2 1 1lim 1 /51811 1 . 1 570 mmNZZ S WN H H 2 2 2lim 2 /46011 . 1 1 . 1 460 mmNZZ S WN H H 所以的设计初值为 1 d t d1 2 3 1 2 2.44 1671254 1 189.8 2.5 0.87 () 0.84518 t d mmd t 94.87 1 齿轮模数 m 1 1 87.94 3.52 25 t d mmm Z 由表（19）查找标准模数 表 1-9 标准模数系列 Tablet.1-9 Standard modulus serious 第一系列1、1.25、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50 第二系列1.75、2.25、2.75、 （3.25） 、3.5、 （3.75） 、4.5、5.5、 （6.5） 、7、9、 （11） 、 14、18、22、28、36、45 查表取值 4mmm 磨蚀实验台设计 24 小轮分度圆直径的参数圆整值 11 25 4100 t dZ mmm 圆周速度 v 11 3.14 100 400 2.09/ 6000060000 t d n vm s 与估计值很相近 对取值影响不大 不必修正 V K V K =1.16 =2.05 V KK 小齿轮分度圆直径 mmd100 1 大齿轮分度圆直径 mmmZd4001004 22 中心距a mm ZZm a250 2 )10025(4 2 )( 21 齿宽 b mmdb td 3 . 3719.934 . 0 min1 大齿轮齿宽 mmb38 2 小齿轮齿宽 mmbb435 21 1.8.4 齿根弯曲疲劳强度校核计算 3 （112） 1 1 2 FFaSaF KT Y Y Y bd m 式中： 齿形系数，其大小取决于齿数和变位系数，而与模数无关，它是考虑齿 Fa Y 形对弯曲应力影响的一个无量纲参数。 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 25 应力修正系数，它是考虑齿根过度曲线处的应力集中及其他应力对齿根 Sa Y 应力的的影响系数，它与齿数、变位系数有关。 重合度系数， 它是将载荷作用于齿顶时的齿根弯曲应力折算到载荷作用 Y 于单对齿啮合区上界点的齿根弯曲应力的系数。 齿形系数 经过查图 Fa Y 小齿轮70 . 2 1 Fa Y 大齿轮20 . 2 2 Fa Y 应力修正系数 经过查图 Sa Y 小齿轮60 . 1 1 Sa Y 大齿轮80 . 1 2 Sa Y 重合度系数 Y 0.750.75 0.250.250.69 1.72 Y 许用弯曲应力 F lim FNX F F Y Y S 弯曲疲劳极限 2 lim2 460/ F N mm 2 lim2 460/ F N mm 弯曲寿命极限 1 21 NN YY 尺寸系数 1 X Y 安全系数 3 . 1 F S 则 磨蚀实验台设计 26 2 1lim11 460 1 1 /353.85/ 1.3 FFNXF Y YSN mm 2 2lim222 390 1 1 /300/ 1.3 FFNXF Y YSN mm 2 11 2 2.25 167125 2.7 1.6 0.69130.33/ 43 100 4 FF N mm 2 22 2 2.05 167125 2.20 1.80 0.69123.18/ 38 100 4 FF N mm 齿根弯曲强度足够 小齿轮参数： 分度圆直径 mmd100 1 齿顶高系数 1 a h 齿顶高 mmmhh aa 4 顶隙系数 25 . 0 c 齿根高 mmmchh af 5)( 齿根圆直径 mmhdd ff 90521002 1 齿顶圆直径 mmhdd aa 108421002 1 齿全高 mmmchhh a 94)25 . 0 12()2( 21 大齿轮参数： 分度圆直径 mmd400 2 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 27 齿跟圆直径 mmhdd ff 390524002 2 齿顶圆直径 mmhdd aa 408424002 2 2 液压系统设计 由于同其他形式的传动相比较，在传动功率相同的情况下，液压传动装置的重量轻， 磨蚀实验台设计 28 体积紧凑，可以实现无级调速，调速范围大。运动件的惯性小，能够频繁迅速换向；传 动工作平稳；系统容易实现缓冲吸震，并具有过载保护的功能；与电气配合，容易实现 动作和操作自动化，与微电子和计算机配合，能实现各种自动控制工作，元件已基本上 系列化、通用化、标准化，利于 CAD 技术的应用，提高工作效率降低成本。 任何液压系统都是由一个或多个基本液压回路组成的。所谓基本液压回路是指那些 为了实现特定的功能而把某些液压元件和管道按一定方式组合起来的油路结构。基本液 压回路又可分为系统的主回路和系统的基本控制回路。 任何一个液压系统，无论复杂程度与否，通常由以下几部分组成： （1）动力元件：它是把原动机提供的机械能转换为液体的压力能的转换装置，通常 把动力元件称为液压泵（或油泵） 。 （2）执行元件：它是把输入的液体压力能转换成机械能的转换装置。执行元件分为 两种：一种是输出直线往复运动或摆动形式机械能的液压缸，另一种是输出连续旋 转运动的液压马达（或油马达） 。 （3）控制元件：其作用是控制液压传动系统中的液流方向、压力和流量，从而改变 执行元件的运动方向、作用力（或转矩）和运动速度（如换向阀、节流阀和溢流阀 等） 。 （4）辅助元件：它包括油箱、油管、管接头、滤油器、蓄能器以及密封装置等。辅 助元件也是液压系统中必不可少的元件，它对保证液压传动系统可靠地工作具有重 要作用。 （5）工作介质：它通常采用液压油，既是液压传动的传递介质，又是液压元件和系 统的润滑剂。 2.1 液压马达的选择 液压马达是将液压液体的压力能转换成旋转运动机械能的转换元件。液压马达能起 到与电动机相类似的作用，所不同的是，在液压系统中，它是靠输入的压力油产生转矩， 实现连续旋转运动，驱动工作机构作功。所以，液压马达在液压系统中，又属于液压执 行元件。 根据系统需要的转速和要求的转矩，规定测试圆盘的转速为，在选定的液100 / minr 压缸的最大压力下所需要的转矩为 544,在现有的液压马达产品中比较接近系统所需N MA 功率的液压马达为： 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 29 型号: 1QJM001-0.10 排量/ 0.104rL/ 压力/|额定: 10MPa 压力/|尖峰: 16MPa 转速范围/: 8400min/r 额定输出/ 154Nm 此液压马达的转速最高为 400，额定输出转矩为 154，为了使此液压马/ minrN MA 达更能适应系统所需要的转矩和转速，增加一级传动比为 4 的圆柱齿轮传动，这样就可 以使液压马达的最高转速降为 100，转矩可以增大为 616。/ minrN MA 2.2 液压泵选择 液压泵是液压传动的动力源，是液压传动系统的“心脏” 。液压泵在原动机带动下旋 转，吸进低压液体，将具有一定压力和流量的高压液体送给液压传动系统。因此，液压