壓片成形機(jī)的設(shè)計(jì)(全套含CAD圖紙)
壓片成形機(jī)的設(shè)計(jì)(全套含CAD圖紙),壓片,成形,設(shè)計(jì),全套,CAD,圖紙
屆畢業(yè)設(shè)計(jì)壓片成形機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 日 期 教務(wù)處制前 言隨著生產(chǎn)規(guī)模與應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,單沖式壓片機(jī)越來越被大家所了解與使用,同時(shí)人們也提出了許多新的性能要求。單沖式壓片機(jī)存在的缺陷制約了其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大,無法滿足一些特殊生產(chǎn)的需求,因此必須對(duì)現(xiàn)有單沖式壓片機(jī)的性能進(jìn)行改進(jìn),使之適應(yīng)新時(shí)代生產(chǎn)的需求。單沖式壓片機(jī)的結(jié)構(gòu)中應(yīng)用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與凸輪機(jī)構(gòu),進(jìn)行力與動(dòng)力的傳遞。曲柄主軸旋轉(zhuǎn)一周,壓片機(jī)依次完成充填、壓片和出片的工作循環(huán)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)控制著上沖模的上下運(yùn)行,并在壓片時(shí)提供主要壓力;凸輪機(jī)構(gòu)控制著加料斗與下沖的運(yùn)動(dòng),完成送料與出片運(yùn)動(dòng)。單沖式并不一定只有一副沖模工作,也可以有兩副或更多,但多副沖模同時(shí)沖壓,由此引起機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性及可靠性要求嚴(yán)格,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不多采用。單沖壓片機(jī)是間歇式生產(chǎn),間歇加料,間歇出片,生產(chǎn)效率較低,適用于試驗(yàn)室和大尺寸片劑生產(chǎn)。壓片機(jī)在現(xiàn)代生活中應(yīng)用比較廣泛,其中以制藥行業(yè)最為突出。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)單沖壓片成形機(jī)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。在本次的對(duì)壓片機(jī)構(gòu)造和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了分析。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到了指導(dǎo)教師的精心批評(píng)和糾正,并對(duì)壓片機(jī)中不是很合理的地方進(jìn)行了修改和設(shè)計(jì)。符 號(hào) 表滿載轉(zhuǎn)數(shù)p功率kw齒輪分度圓直徑mmT轉(zhuǎn)矩N/mz齒數(shù)效率i傳動(dòng)比N應(yīng)力循環(huán)次數(shù)m模數(shù)mma中心距mmh齒高mmb齒輪寬度mm扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa圓周力N徑向力NM彎矩N/mm計(jì)算應(yīng)力MPa軸承壽命hv速度m/s帶基準(zhǔn)長度mm小帶輪包角。ZV帶根數(shù)壓軸力N張緊力N鏈節(jié)數(shù)計(jì)算功率kw輪槽角。K載荷系數(shù) W抗彎截面系數(shù)mm3抗扭截面系數(shù)mm3目 錄1 壓片機(jī)總體設(shè)計(jì)61.1設(shè)計(jì)題目分析61.1.1給定數(shù)據(jù)61.1.2總功能分析61.2工作原理61.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)81.3.1擬訂執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式81.3.2擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖81.3.3確定主加壓機(jī)構(gòu)方案81.3.4評(píng)選機(jī)構(gòu)方案102 沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)123 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)153.1凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)153.1.1利用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓154 減速器的設(shè)計(jì)194.1減速器測繪與結(jié)構(gòu)分析194.1.1分析傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況194.2傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算194.2.1確定電機(jī)型號(hào)194.2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比和效率:204.2.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩204.2.4高速軸上的齒輪設(shè)計(jì)204.2.5低速軸上的齒輪設(shè)計(jì)234.3軸的設(shè)計(jì)244.3.1軸的最小直徑的確定254.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.3.3軸的載荷254.4軸的校核254.4.1齒輪的力分析計(jì)算264.4.2支座反力分析264.4.3當(dāng)量彎矩264.4.4校核強(qiáng)度264.4.5結(jié)論275 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)285.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)285.1.1 確定計(jì)算功率,選擇V帶型號(hào)285.1.2 選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑和驗(yàn)算帶數(shù)285.1.3 確定中心距a和v帶的基準(zhǔn)長度295.2 帶輪的設(shè)計(jì)296 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)306.1滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)306.2鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑316.2.1鏈傳動(dòng)的布置316.2.2鏈傳動(dòng)的張緊316.2.3鏈傳動(dòng)的潤滑316.3鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料327 經(jīng)濟(jì)技術(shù)性分析33結(jié)束語34致 謝35參考文獻(xiàn)36 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 壓片成形機(jī)總體設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)題目分析 1.1.1給定數(shù)據(jù)沖頭壓力: 1 5噸(150000N);生產(chǎn)率: 每分鐘2 5片; 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù): 1 0;驅(qū)動(dòng)電機(jī): 2.8 kw, 1410 rmin。片劑規(guī)格: 直徑40mm, 厚度5mm1.1.2總功能分析 總功能分析根據(jù)題目要求,要最終將干粉壓制成片坯。若要求獲得質(zhì)量較好的成品,可采用諸多方法。下面采用黑箱法進(jìn)行分析:圖1.1黑箱法分析由黑箱法分析可得到:為了達(dá)到高效、方便的目的,采用機(jī)械自動(dòng)加工的方法比較好,因此,本題采用了自動(dòng)加工的方法壓制片坯。總功能分解 設(shè)計(jì)干粉壓片機(jī),其總功能可以分解成以下幾個(gè)工藝動(dòng)作: 送料機(jī)構(gòu):為間歇直線運(yùn)動(dòng),這一動(dòng)作可以通過凸輪上升段完成 篩料:要求篩子往復(fù)震動(dòng) 推出片坯:下沖頭上升推出成型的片坯 送成品:通過凸輪推動(dòng)篩子來將成型的片坯擠到滑道 上沖頭往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),最好實(shí)行快速返回等特性 下沖頭間歇直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能圖圖1.2機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能圖1.2工作原理壓片機(jī)是將陶瓷干粉料壓制成直徑為40mm,厚度為5mm的圓形片坯。如圖1.3所示,其工藝過程是: 圖1.3壓片機(jī)工作流程 干粉料均勻篩入圓筒形型腔(圖1.A); 下沖頭下沉3 mm,預(yù)防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出(圖1.B); 上、下沖頭同時(shí)加壓(圖1.C,并保壓一段時(shí)間,保壓時(shí)間0.4s左右; 上沖頭退出,下沖頭隨后頂出壓好的片坯(圖1.D); 篩料推出片坯(圖1.A)。根據(jù)工藝流程及要求大致可繪制出壓片機(jī)的示意圖,如圖1.4所示 圖1.4 壓片機(jī)傳動(dòng)示意圖1.3機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.3.1擬訂執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)形式顯然該壓片機(jī)應(yīng)有三套機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)所組成,即實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的加壓傳動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓傳動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上、下料傳動(dòng)系統(tǒng)。這三套傳動(dòng)系統(tǒng)中的上沖頭、下沖頭、料篩即為三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件,它們的運(yùn)動(dòng)特性分別為:a)上沖頭完成往復(fù)(鉛垂上下)直移運(yùn)動(dòng),在下移至終點(diǎn)后有短時(shí)間停歇(起保壓作用)。又因沖頭上升后要留有料篩進(jìn)入的空間,故沖頭的行程約為9 0100mm。沖頭還受有較大的力。若機(jī)構(gòu)主動(dòng)件一轉(zhuǎn)(2)完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán),則上沖頭位移線圖的形狀大致如圖1.5a所示。b) 下沖頭也作上下直移運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律較復(fù)雜,自初始位置先下沉3 mm,然后上升8mm加壓,后停歇保壓,繼而上升1 6mm將成形片坯頂至與平臺(tái)平齊后停歇,待料篩將片坯推離沖頭后再下移2 1 mm到待裝料的初始位置。沖頭也受有較大的力。其位移線圖大致如圖1.5b所示。c) 料篩作水平直移運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律也較復(fù)雜。先在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)料篩,然后向左退回,待坯料成形并被推出型腔后,料篩再在臺(tái)面上右移4 55 0mm,推開成形片坯??煽闯隽虾Y受力不大。其位移線圖大致如圖1.5所示。 b壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 a 執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)線圖 圖1.5三大機(jī)構(gòu)位移線圖1.3.2擬訂運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖的目的是確定各機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作的先后順序、相位,以利于設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。根據(jù)上述工藝動(dòng)作順序可以擬定出表示三套傳動(dòng)系統(tǒng)中三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)循環(huán)協(xié)調(diào)配合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖,如圖1.5b所示。由于上沖頭所在的系統(tǒng)為主傳動(dòng)系統(tǒng),其原動(dòng)件每一轉(zhuǎn)便完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán),所以擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖時(shí),以該原動(dòng)件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)(03 6 0),以各執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線(運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起迄位 置,而不必準(zhǔn)確表示其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,故圖上位移曲線均由直線段組成)。料篩退出加料位置(圖1.5b中線段)后停歇。料篩剛退出,下沖頭即開始下沉3 mm(圖中)。下沖頭下沉完畢,上沖頭可下移到型腔入口處(圖中),待上沖頭到達(dá)臺(tái)面下3mm處時(shí),下沖頭開始上升,對(duì)粉料兩面加壓,這時(shí)上、下沖頭各移動(dòng)8mm(圖中),然后兩沖頭停歇保壓(圖中),保壓時(shí)間約0.4秒,即相當(dāng)于原動(dòng)件轉(zhuǎn)60左右。以后上沖頭先開始退出,下沖頭稍后并緩慢地向上移動(dòng)到和臺(tái)面平齊,頂出成形片坯(圖中)。下沖頭停歇待卸片坯時(shí),料篩推進(jìn)到型腔上方推卸片坯(圖中)。下沖頭下移21mm的同時(shí),料篩振動(dòng)粉料(圖中)進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。1.3.3確定主加壓機(jī)構(gòu)方案 由上述分析可知,壓片機(jī)機(jī)構(gòu)有三個(gè)分支:一為實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu);二為實(shí)現(xiàn)下沖頭運(yùn)動(dòng)的輔助加壓機(jī)構(gòu);三是實(shí)現(xiàn)料篩運(yùn)動(dòng)的上、下料機(jī)構(gòu)。此外,當(dāng)各機(jī)構(gòu)按運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖確定的相位關(guān)系安裝以后,應(yīng)能作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,故在機(jī)構(gòu)之間還需設(shè)置能調(diào)整相位的環(huán)節(jié)(也可能是機(jī)構(gòu))。要完成上述幾種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),對(duì)課程設(shè)計(jì)來說,工作量太大,因此,這里也只就其中的一個(gè)機(jī)構(gòu)主加壓機(jī)構(gòu)敘述其設(shè)計(jì)過程。實(shí)現(xiàn)上沖頭運(yùn)動(dòng)的主加壓機(jī)構(gòu)應(yīng)有下述幾種基本運(yùn)動(dòng)功能:a) 上沖頭要完成每分鐘2 5次往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),所以該系統(tǒng)的原動(dòng)件轉(zhuǎn)速應(yīng)為2 5 rm i n,若以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī),則該傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)有減速功能。b) 因上沖頭是往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(輸出),故該系統(tǒng)要有運(yùn)動(dòng)形式轉(zhuǎn)換功能,即由單向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變?yōu)樽?fù)運(yùn)動(dòng)。c) 因有保壓階段,故上沖頭在下移至行程末端要有一段停歇或近似停歇功能。 d) 因沖頭受到壓力較大,所以希望機(jī)構(gòu)具有增力的功能,以增大有效作用力,而不必采用功率較大的原動(dòng)機(jī)。先取上述a)、b)、c)三種必須具備的功能來組成機(jī)構(gòu)方案。若每一功能僅由一類基本機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn),可組合成許多種方案。在這許多方案中,有些機(jī)構(gòu),如曲柄滑塊機(jī)構(gòu),就兼有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和交替換向的功能。這樣,有些方案的動(dòng)作結(jié)構(gòu)或機(jī)構(gòu)組合就顯得繁瑣而不合理,因而可以直觀進(jìn)行判斷,從而舍棄一些方案。例如,我們可從中選出如圖1.5所示的四種方案作為評(píng)選方案。這種做法似乎比較繁瑣,但它的好處是可以開闊思路,盡量考慮周全,少漏掉一些可行方案。特別對(duì)于初次進(jìn)行設(shè)計(jì)者更屬必要。由于上沖頭在下移行程的末端還有停歇和增力的附加要求,所以對(duì)上述方案要再作增改。圖1.6 壓片機(jī)加壓機(jī)構(gòu)的四個(gè)方案圖1.7 按停歇要求補(bǔ)充的幾個(gè)方案要使機(jī)構(gòu)從動(dòng)件(執(zhí)行構(gòu)件)在行程中停歇,即運(yùn)動(dòng)速度為零,大致有下述幾種辦法:(1) 如圖1.6中方案一、三用轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件,則與從動(dòng)件行程末端相應(yīng)的凸輪廓線用同心圓弧廓線時(shí),從動(dòng)件在行程末端停歇。曲線導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)(圖1.6a)也有同樣的作用。 (2) 使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)副或運(yùn)動(dòng)鏈暫時(shí)脫離,這可采用基本機(jī)構(gòu)的變異機(jī)構(gòu),如槽輪機(jī)構(gòu)(圖1.6b)。也可采用換向機(jī)構(gòu)或離合器(圖1.6c),當(dāng)換向輪處于中間位置時(shí),從動(dòng)件A、B螺桿停歇。(3) 在機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合時(shí),使兩機(jī)構(gòu)的從動(dòng)件均在速度零位時(shí)串接。因?yàn)樗俣攘阄桓浇乃俣纫话阋草^小,這就使得串聯(lián)組合機(jī)構(gòu)輸出構(gòu)件的速度在較長一段時(shí)間內(nèi)接近為零。如圖1.6方案四所示。 (4) 用其它方式組合機(jī)構(gòu)。如用軌跡點(diǎn)串聯(lián)時(shí),當(dāng)軌跡點(diǎn)在直線段或圓弧段上運(yùn)動(dòng)時(shí),從動(dòng)件停歇。并聯(lián)組合時(shí),將兩個(gè)輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相加,可使輸出構(gòu)件的速度在預(yù)定區(qū)域內(nèi)接近于零。至于機(jī)構(gòu)增力的要求,它與機(jī)構(gòu)停歇的要求,從功率傳遞的角度來看,有著內(nèi)在的聯(lián)系。因?yàn)椋舨挥?jì)摩擦損耗時(shí),輸入、輸出功率應(yīng)相等,即M=M1 1,所以速度低時(shí),力大。根據(jù)這個(gè)道理,可使沖頭在下移行程末端8mm的范圍內(nèi)有足夠低的速度,這是增力措施之一。此外,合適地安排機(jī)構(gòu)構(gòu)件的相對(duì)位置,使得到良好的傳力條件,即得到較大的有效作用力,也是一種“增力”的辦法。所以,這類要求不必另立方案,只需在選擇的方案中將構(gòu)件作適當(dāng)?shù)呐渲镁涂梢粤恕?至此,在圖1.6、1.7所示的七種方案中,已充分考慮了所提出的功能要求。1.3.4評(píng)選機(jī)構(gòu)方案按照前述的方案評(píng)選原則,充分分析各方案的優(yōu)缺點(diǎn),然后選出幾個(gè)比較合適的方案。方案一、三都采用了凸輪機(jī)構(gòu)。凸輪機(jī)構(gòu)雖能得到理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,但要使從動(dòng)件達(dá)到90100mm的行程,凸輪的向徑比較大,于是凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)空間也較大。而且凸輪與從動(dòng)件是高副接觸,不宜用于低速、大壓力的場合。方案二采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),曲柄長度僅為滑塊行程的一半,機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡潔,尺寸較小,但滑塊在行程末端只作瞬時(shí)停歇,運(yùn)動(dòng)規(guī)律不理想。如用方案四,將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián),則可得到比較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,尺寸也不致過大。又因?yàn)樗侨透睓C(jī)構(gòu),宜用于低速、重載的場合。 其余方案雖也可達(dá)到所要求的機(jī)構(gòu)功能,但均不如前述幾個(gè)方案的結(jié)構(gòu)簡潔。所以,選用方案四是比較適宜的。 至于下沖頭機(jī)構(gòu)和料篩機(jī)構(gòu),也可照上述方法選定方案,不再詳述。前者因位移不大,運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜,可考慮用凸輪機(jī)構(gòu);后者因要完成振動(dòng)動(dòng)作,所以可用凸輪機(jī)構(gòu)完成小振動(dòng)動(dòng)作,用串聯(lián)的連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換和放大。圖1.8 壓片機(jī)機(jī)構(gòu)簡圖整個(gè)壓片機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖1.8所示2 沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于壓片機(jī)的工作壓力較大,行程較短,一般采用肘桿式增力沖壓機(jī)構(gòu)作為主體機(jī)構(gòu),它是由曲柄連桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成。先設(shè)計(jì)搖桿滑塊機(jī)構(gòu)。(a) (b) (c) (d)(e)圖2.1 主加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理方案四是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成的組合機(jī)構(gòu),屬構(gòu)件固接式串聯(lián)組合。今將第一個(gè)機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件(在速度為零的位置)和第二個(gè)機(jī)構(gòu)的輸入構(gòu)件(在其輸出構(gòu)件速度接近為零時(shí)的位置)固接起來,即機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來,那么,在這個(gè)位置附近(一段較長時(shí)間)組合機(jī)構(gòu)的輸出構(gòu)件將近似停歇。其原理說明如下:假設(shè)已知曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律s1 (圖2.1a),圖2.1b所示為該機(jī)構(gòu)正處于滑塊速度接近于零的位置;曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律-1如圖c實(shí)線所示,而圖d所示為該機(jī)構(gòu)搖桿OA,A,正處于速度為零的位置。若將圖b,d所示的兩個(gè)機(jī)構(gòu)就在圖示位置串聯(lián),則串聯(lián)以后構(gòu)件OAA和OAA成為一個(gè)構(gòu)件(圖e),因此,第一個(gè)機(jī)構(gòu)中的中1和第二個(gè)機(jī)構(gòu)中的2有如下關(guān)系 2=0+1 (2.1)式中0為一常數(shù),所以若將圖2.1c的坐標(biāo)1用2表示,則相當(dāng)于曲線平移了一個(gè)距離0(如虛線所示)。當(dāng)s2和12如圖2.1a,c所示安排時(shí), 則沿圖中箭頭所示走向從1得2,由2得s,而從1、s得到1-s曲線上的一點(diǎn),依此可得出一條1-s曲線。從圖a、c的局部放大圖f中可知,在1由bc0a的區(qū)域內(nèi)(轉(zhuǎn)角約70),滑塊的位移s約在接近零的一個(gè)很小的范圍(約0.37mm)內(nèi)運(yùn)動(dòng),依靠運(yùn)動(dòng)副的間隙,可近似認(rèn)為這時(shí)滑塊是停歇的。由此看來,若使s2曲線上s為零的附近的一段曲線變化比較平緩,1-1曲線在1的最小值附近的曲線也比較平緩的話,滑塊近似停歇所占的1角就比較大;又為了使構(gòu)件AB受力小些,同時(shí)也使機(jī)構(gòu)能得到比較合理的布置,可將曲柄搖桿機(jī)構(gòu)OAABOB整個(gè)繞OA逆時(shí)針向轉(zhuǎn)一個(gè)角度0,如圖2.1g所示,這并不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)性能,反而改善了構(gòu)件AB的受力條件。根據(jù)上述分析,該機(jī)構(gòu)可按如下步驟設(shè)計(jì):(1)確定曲柄滑塊機(jī)構(gòu)尺寸。根據(jù)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)特性(圖2.2a),=l/r愈小,在s=0處的位移變化愈大,圖2.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特性所以應(yīng)選較大的;但愈大,從s=0到90l00mm的位移所需曲柄的轉(zhuǎn)角也愈大;又因?yàn)榍桥c曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中的搖桿串接的,而搖桿的轉(zhuǎn)角應(yīng)小于180,且希望取小一些為好。所以,應(yīng)取一個(gè)合適的曲柄長度和值,滿足滑塊有90100mm的行程而曲柄轉(zhuǎn)角則在30左右,同時(shí)在2=178182的范圍內(nèi)滑塊位移不大于0.4mm或更小(可近似看作滑塊停歇)。如圖2.3所示,取=1。為了保壓,要求搖桿在鉛垂位置的正負(fù)2度的范圍內(nèi),滑塊的位移量小于等于0.4mm。據(jù)此可得到搖桿的長度 (mm) (2.2)式(2.1)中-搖桿滑塊機(jī)構(gòu)中連桿與搖桿長度之比,一般取。 算出L=r=200mm。圖2.3 主加壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(2)確定曲柄搖桿機(jī)構(gòu)尺寸。在壓片位置,機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的傳動(dòng)角。所以,當(dāng)搖桿在OAA位置時(shí),曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的連桿AB與OAA的夾角應(yīng)接近90。此時(shí),OB若選在A B的延長線上,則A B受力最小。故在此線上選一適當(dāng)位置作OB。具體選定OB的位置時(shí),可再考慮急回特性的要求,或搖桿速度接近零的區(qū)域中位移變化比較平緩的要求。它與機(jī)構(gòu)尺寸的大致關(guān)系是:行程速度變化系數(shù)K或1愈大,在位置A時(shí)的位移變化較大(圖1.9b),所以O(shè)B距點(diǎn)A遠(yuǎn)一些好,但又受到機(jī)構(gòu)尺寸和急回特性的限制,不能取得太遠(yuǎn)。選定OB以后,可定出與OAA兩個(gè)位移3、4 (或、三個(gè)位置)對(duì)應(yīng)的OBB的兩個(gè)位移3、4 (或、三個(gè)位置)。按上述命題設(shè)計(jì)出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的尺度,角0為兩機(jī)構(gòu)串聯(lián)的相位角。設(shè)計(jì)結(jié)果如圖1.10所示。其后,再對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,可得到機(jī)構(gòu)正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最后,再回到運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上,檢查它與其它執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)有否干涉的情況出現(xiàn)。必要時(shí)可修正運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖。3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì) 設(shè)想給整個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)加上一個(gè)公共角速度,使其繞凸輪軸心o轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,我們知道凸輪與推桿間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系并不發(fā)生改變,但此時(shí)凸輪將靜止不動(dòng),而推桿則一方面和機(jī)架一起以角速度繞凸輪軸心O轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)又在其導(dǎo)軌內(nèi)按預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)??梢?,推桿在復(fù)合運(yùn)動(dòng)中,其尖頂?shù)能壽E就是凸輪廓線。利用這種方法進(jìn)行凸輪設(shè)計(jì)的稱為反轉(zhuǎn)法,如圖3.1圖3.1反轉(zhuǎn)法3.1.1利用作圖法設(shè)計(jì)凸輪廓選取適當(dāng)?shù)谋壤?,取為半徑作圓;選取凸輪的基圓半徑Ro=15mm,偏心距e=0mm,凸輪以等角速度沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn),推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如表所示。先作相應(yīng)于推程的一段凸輪廓線。為此,根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,將凸輪機(jī)構(gòu)按進(jìn)行反轉(zhuǎn),此時(shí)凸輪靜止不動(dòng),而推桿繞凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。按順時(shí)針方向先量出推程運(yùn)動(dòng)角,再按一定的分度值(凸輪精度要求高時(shí),分度值取小些,反之可以取小些)將此運(yùn)動(dòng)角分成若干等份并依據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律算出各分點(diǎn)時(shí)推桿的位移值S。1下沖頭(1)進(jìn)給機(jī)構(gòu)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)選取適當(dāng)?shù)谋壤?,取為半徑作圓;選取凸輪的基圓半徑Ro=15mm,偏心距e=0mm,凸輪以等角速度沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn),推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如表3.1所示。表3.1 下沖頭(1)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律序號(hào)凸輪運(yùn)動(dòng)角推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律10度-80度推桿近休280度-90度上升3mm390度-220度推桿遠(yuǎn)休4220度-230度下降3mm5230度-360度推桿近休(2)先作相應(yīng)于推程的一段凸輪廓線。為此,根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,將凸輪機(jī)構(gòu)按進(jìn)行反轉(zhuǎn),此時(shí)凸輪靜止不動(dòng),而推桿繞凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。按順時(shí)針方向先量出推程運(yùn)動(dòng)角,再按一定的分度值(凸輪精度要求高時(shí),分度值取小些,反之可以取小些)將此運(yùn)動(dòng)角分成若干等份并依據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律算出各分點(diǎn)時(shí)推桿的位移值S。(3)繪制零件圖,如圖3.2所示:圖 3.2 下沖頭凸輪(1)的輪廓線圖2下沖頭(2)進(jìn)給機(jī)構(gòu)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)選取適當(dāng)?shù)谋壤撸榘霃阶鲌A;選取凸輪的基圓半徑Ro=15mm,偏心距e=0mm,凸輪以等角速度沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn),推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如表3.2所示。表3.2 下沖頭(2)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律序號(hào)凸輪運(yùn)動(dòng)角推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律10度-30度推桿休止230度-70度下降8mm370度-220度推桿近休4220度-230度上升21mm5230度-270度推桿遠(yuǎn)休6270度-320度下降16mm7320度-360度推桿休止(2)先作相應(yīng)于推程的一段凸輪廓線。為此,根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,將凸輪機(jī)構(gòu)按進(jìn)行反轉(zhuǎn),此時(shí)凸輪靜止不動(dòng),而推桿繞凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。按順時(shí)針方向先量出推程運(yùn)動(dòng)角,再按一定的分度值(凸輪精度要求高時(shí),分度值取小些,反之可以取小些)將此運(yùn)動(dòng)角分成若干等份并依據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律算出各分點(diǎn)時(shí)推桿的位移值S。3料篩進(jìn)給機(jī)構(gòu)對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)選取適當(dāng)?shù)谋壤?,取為半徑作圓;選取凸輪的基圓半徑Ro=100mm,偏心距e=0mm,凸輪以等角速度沿逆時(shí)針方向回轉(zhuǎn),推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如表3.3所示。表3.3 料篩推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律序號(hào)凸輪運(yùn)動(dòng)角推桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律10度-90度推桿近休290度-130度上升50mm3130度-220度推桿遠(yuǎn)休4220度-260度下降50mm5260度-360度推桿近休(2)先作相應(yīng)于推程的一段凸輪廓線。為此,根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理,將凸輪機(jī)構(gòu)按進(jìn)行反轉(zhuǎn),此時(shí)凸輪靜止不動(dòng),而推桿繞凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。按順時(shí)針方向先量出推程運(yùn)動(dòng)角,再按一定的分度值(凸輪精度要求高時(shí),分度值取小些,反之可以取小些)將此運(yùn)動(dòng)角分成若干等份并依據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律算出各分點(diǎn)時(shí)推桿的位移值S。(3)繪制零件圖,如圖3.6所示: 圖 3.3 料篩凸輪的輪廓線圖3.2 料篩構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖3.4:料篩機(jī)構(gòu)+-cos-cos=50 (3.1)tan= (3.2)=、= (3.3)聯(lián)立可解得:=49.63、=85.97圖3.5尺寸分解計(jì)算=69.28=49.57其中,以上單位均是毫米(mm)。3.3上沖頭曲柄搖桿的設(shè)計(jì):圖3.6:上沖壓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)極位夾角=,=1.18,=,=,2-2=100=170.7=241.42=cos-=95.67+ + ,滿足周轉(zhuǎn)副條件4 減速器的設(shè)計(jì)4.1減速器測繪與結(jié)構(gòu)分析4.1.1分析傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況1、傳動(dòng)系統(tǒng)的作用:作用:介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間,主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī),在此起減速作用,并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2、傳動(dòng)方案的特點(diǎn):特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列,導(dǎo)致橫向尺寸較大,機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對(duì)稱,高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端,可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消,以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。3、電機(jī)和工作機(jī)的安裝位置:電機(jī)安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端,并用帶傳動(dòng);工作機(jī)安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端,并用鏈傳動(dòng)。4.2傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算計(jì)算總傳動(dòng)比i;總效率;確定電機(jī)型號(hào): 傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖如4.1:圖 4.1 傳動(dòng)簡圖4.2.1確定電機(jī)型號(hào)根據(jù)工作條件:室內(nèi)常溫、灰塵較大、兩班制、連續(xù)單向運(yùn)行,載荷較平穩(wěn),電壓為380V的三相交流電源,電動(dòng)機(jī)輸出功率P=3kw,及同步轉(zhuǎn)速n=1500r/min等,選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),型號(hào)為Y100L2-4,其主要性能數(shù)據(jù)如表4.1:表 4.1 主要性能數(shù)據(jù)電機(jī)型號(hào)額定功率PM滿載轉(zhuǎn)速nm同步轉(zhuǎn)速n凈重Y100L2-42.8kw1430r/min1500r/min38kg4.2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比和效率:1、各級(jí)傳動(dòng)比: , , 為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不知過大,初步取,按展開式布置,考慮潤滑條件,為使兩級(jí)大齒輪直徑相近,由展開式曲線得:,則2、各級(jí)效率: (4.1) (4.2) 4.2.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩如表4.2表 4.2 主要參數(shù)軸名功率P(kw)轉(zhuǎn)矩T(N*m)轉(zhuǎn)數(shù)nr/min傳動(dòng)比i輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸320.0314302.8軸2.882.8253.7652.68510.715.50軸2.742.69286.1828 0.4692.853.70軸2.602.55994.63974.7425.104.2.4高速軸上的齒輪設(shè)計(jì)1.選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1)選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)2)運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不高,故選用7級(jí)精度(GB10095-88)3)材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。4)選取小齒輪齒數(shù), ,取。2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(4.12)進(jìn)行試算,即 (4.3)1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選載荷系數(shù)(2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 (3)選取齒寬系數(shù)(4)查得材料的彈性影響系數(shù)(5)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限;(6)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (4.4) (4.5)(7)查得接觸疲勞壽命系數(shù);(8) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為為1%,安全系數(shù)S=1,得 (4.6) (4.7) 2)計(jì)算 (1)試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 (4.8) (2) 計(jì)算圓周速度v (4.9) (3) 計(jì)算齒寬b (4.10) (4) 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) (4.11) 齒高 (4.12) (4.13) (5) 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)v=1.209m/s,7級(jí)精度,由圖108查得動(dòng)載系數(shù); 直齒輪,; 查得使用系數(shù); 由b/h=10.667,查得;故載荷系數(shù) (4.14)(6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑,由式4.2得 (4.15)(7) 計(jì)算模數(shù)m (4.16)3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 (4.17)確定公式內(nèi)的各計(jì)算值(1) 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;(2)查得彎曲疲勞壽命系數(shù); ;(3)計(jì)算彎曲疲勞許用力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,得 (4.18) (4.19)(4) 計(jì)算載荷系數(shù)K (4.20)(5)查取齒形系數(shù) 查得 。 (6)查取應(yīng)力校正系數(shù) 查得。 (7)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 (4.21) (4.22)大齒輪的數(shù)值大2)設(shè)計(jì)計(jì)算 (4.23)對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅于齒輪直徑(即模數(shù)于齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.894并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=45.217mm,算出小齒輪齒數(shù) (4.24)大齒輪齒數(shù),取。這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng),既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度,又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度,并做到結(jié)構(gòu)緊湊,避免浪費(fèi)。4.幾何尺寸計(jì)算1)計(jì)算分度圓直徑 (4.25) (4.26)計(jì)算中心距 (4.27)計(jì)算齒輪寬度 取, 。 (4.28)4.2.5低速軸上的齒輪設(shè)計(jì)低速軸的齒輪設(shè)計(jì)與高速軸設(shè)計(jì)步驟及原理相同具體參數(shù)如下:小齒輪: 齒數(shù),分度圓直徑,齒輪寬度;大齒輪: 齒數(shù),分度圓直徑,齒輪寬度;低速軸齒輪中心距。4.3軸的設(shè)計(jì)4.3.1軸的最小直徑的確定按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度;如果還受有不大的彎矩時(shí),則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常用這種方法初步估算軸徑。對(duì)于不大重要的軸,也可作為最后計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 (4.29)式中:扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為MPa; T軸所受的扭矩,單位為Nmm; 軸的抗扭截面系數(shù),單位為mm3 軸的轉(zhuǎn)速,單位為r/min; 軸傳遞的功率,單位為Kw; 計(jì)算截面處軸的直徑,單位為mm; 需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為MPa;表4.3軸常用幾種材料的及軸的材料Q235-A、20Q275、35()45、 、 15-2520-3525-4535-55149-126135-112126-203112-97軸的直徑 (4.30) 式中 (4.31)取4.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.擬定軸上零件的裝配方案,確定軸的各段直徑和長度。低速軸:第一段的直徑為了滿足鏈輪的軸向定位要求,第一段軸右端需制出一段軸肩,故第二段軸的直徑。 左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑第三段軸的直徑。鏈輪與軸配合的長度取。初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承承受徑向載荷大、軸向載荷小,故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)第三段,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的深溝球軸承6211。由手冊上查得6211型軸承的定位軸肩高h(yuǎn)=6mm。軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與鏈輪右端面間的距離,故取。第四段軸的直徑,。取安裝齒輪處的軸段第六段的直徑;齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪的寬度為80mm,為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪,此軸段應(yīng)略短于齒輪寬度,故取。齒輪的左端采用軸肩定位,則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度,取。,。中間軸:。 高速軸:。至此,已初步確定了軸的各段直徑和長度。2.軸上零件的周向定位齒輪、與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表4-1,查得平鍵截面,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸的配合為;同樣,帶輪與軸的聯(lián)接,選用平鍵為,帶輪與軸的配合為。滾動(dòng)軸承軸的周向定位是借過度配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為。3.確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑見軸零件圖。4.3.3軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支承點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手冊中查取B值(參看機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖15-23)。對(duì)于6211型深溝球軸承,由手冊查得B=21mm.因此,作為簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的計(jì)算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖可以看出截面 C是危險(xiǎn)面。4.4軸的校核4.4.1齒輪的力分析計(jì)算III軸: 圓周力 (4.32)徑向力 (4.33)4.4.2支座反力分析1.定跨距測得:;2.水平反力: (4.34) (4.35)3.垂直反力: (4.36) (4.37)4.4.3當(dāng)量彎矩1.水平彎矩: (4.38)2.垂直面彎距: (4.39) (4.40)3.合成彎矩: (4.41) (4.42)4.當(dāng)轉(zhuǎn)矩;取得:5.當(dāng)量彎矩: (4.43)= (4.44)4.4.4校核強(qiáng)度按扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大,是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí),只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度,則由1P339得軸的強(qiáng)度校核公式 (4.45)其中:1.因?yàn)檩S的直徑為d=55mm的實(shí)心圓軸,故取 2.因?yàn)檩S的材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處理查1P330取軸的許用彎曲應(yīng)力為: 合格 (4.46)4.4.5結(jié)論根據(jù)軸承號(hào)6211查表取軸承基本額定動(dòng)載荷為:C=43200N;基本額定靜載荷為:Cor=29200N由軸承壽命公式得: (4.47) 因?yàn)閷?shí)際壽命 (4.48) 所以故軸承使用壽命足夠、合格。5 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)5.1 傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)5.1.1 確定計(jì)算功率,選擇V帶型號(hào) (5.1)計(jì)算功率,單位為kw要求傳遞的功率,單位為kw工作情況系數(shù)根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)數(shù)選取V帶型號(hào),初步選用A型V帶選擇帶輪的基準(zhǔn)直徑和驗(yàn)算帶數(shù)選擇帶輪的基準(zhǔn)值經(jīng)帶輪直徑小使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸緊湊,但直徑過小,將使帶的彎曲應(yīng)力過大,降低壽命,且在一定轉(zhuǎn)矩下的圓周力增大,使帶根數(shù)增多,故帶輪直徑不宜過小,應(yīng)使并符合直徑系列。大帶輪直徑可由式計(jì)算。初選 , 驗(yàn)算帶速v過高帶速,會(huì)使離心力增大,使帶輪和帶間正壓力減小而降低傳動(dòng)能力,并影響帶的壽命。因此,一般使帶速在525m/s范圍內(nèi),否則調(diào)整小帶輪直徑或轉(zhuǎn)速。 合格 (5.2)確定中心距a和v帶的基準(zhǔn)長度初定中心距 (5.3)得 故選mm計(jì)算帶近似長度基準(zhǔn)長度: (5.4)按表選取標(biāo)準(zhǔn)=1400mm, 確定中心距a實(shí)際中心距: (5.5)驗(yàn)算小帶輪包角帶傳動(dòng)的包角大小直接影響帶傳動(dòng)的工作能力,包角減小,傳動(dòng)能力降低,易打滑。一般情況下,小帶輪上的包角較小,打滑總發(fā)生在小帶輪上,故需驗(yàn)算小帶輪上的包角,使。若不滿足,應(yīng)增大中心距或加裝張緊輪。小帶輪上的包角: 合格 (5.6)確定v帶根數(shù)為避免v帶工作時(shí)各根帶受力嚴(yán)重不均勻,應(yīng)限制根數(shù)不大于10,通常為37根。根數(shù) (5.7) 計(jì)算帶張緊力 (5.8)計(jì)算壓軸力 (5.9)帶輪的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)要求帶論結(jié)構(gòu)合理,重量輕,質(zhì)量分布均勻,高轉(zhuǎn)速時(shí)需經(jīng)動(dòng)平衡,輪槽表面應(yīng)仔細(xì)加工,以減少帶的磨損。圓周速度的帶輪,常用灰鑄鐵HT150或HT200制造。V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂三部分組成,當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑時(shí)(為軸的直徑),采用實(shí)心式結(jié)構(gòu);當(dāng)時(shí),采用輻板式結(jié)構(gòu);當(dāng)時(shí),采用孔板式結(jié)構(gòu);當(dāng)時(shí),采用輻條式結(jié)構(gòu)。本題大帶輪和小帶輪均采用輻板式結(jié)構(gòu)?;鶞?zhǔn)寬度: 基準(zhǔn)線上槽深:基準(zhǔn)線下槽深:槽間距:第一槽對(duì)稱面至端面的距離:最小輪緣厚:帶輪寬: (5.10)外徑:輪槽角:當(dāng)時(shí) 即為小帶輪的輪槽角 當(dāng)時(shí) 即為大帶輪的輪槽角 S=10mm6 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)6.1滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟和方法設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)時(shí)原始數(shù)據(jù)為:傳動(dòng)的功率p,小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速(或傳動(dòng)比),原動(dòng)機(jī)種類,載荷性質(zhì)以及傳動(dòng)用途等。確定齒數(shù)z假定鏈速v3m/s,選取小鏈輪齒速;從動(dòng)鏈輪齒速(傳動(dòng)比,)計(jì)算功率查得工作情況系數(shù),故 (6.1)初定中心距a和鏈長初定中心距a=30p,考慮到小輪上的包角應(yīng)不小于,最小中心距通常按下式取,即時(shí) (6.2)則取a=1300mm因?yàn)殒滈L等于鏈節(jié)距p和鏈節(jié)數(shù)的乘積,故鏈的長度常用鏈節(jié)數(shù)表示。節(jié) (6.3) 確定鏈條的節(jié)距p由按鏈輪的轉(zhuǎn)速估計(jì),鏈工作在功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí),可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。查得鏈輪齒速系數(shù),;選取單排鏈,查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0,故的所需傳遞的功率為 (6.4)=4.18kw根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速n=25.10及功率Po=4.18kw,選鏈號(hào)為28A單排鏈,同時(shí)也證實(shí)原估計(jì)鏈工作在額定功率曲線頂點(diǎn)左側(cè)是正確的。查得鏈節(jié)距p=44.45mm。確定鏈長L及中心距aL=Lp*P/1000=2.934 (6.5) 實(shí)際安裝時(shí)的中心距應(yīng)比計(jì)算出的a小,這樣可保證松邊有一個(gè)合適的垂度。鏈傳動(dòng)中心距應(yīng)設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié),便于在鏈條磨損變長的情況下仍能調(diào)整到一定的張緊度。故取a=1330mm驗(yàn)算鏈速 (6.6)與原假設(shè)相符。驗(yàn)算小鏈輪轂孔Dk 查得小鏈輪轂孔許用最大直徑D=112mm,大于電動(dòng)機(jī)軸徑,故適合。計(jì)算壓軸力 (6.7) (6.8)按水平布置取壓軸系數(shù)則壓軸力: (6.9)低速鏈傳動(dòng)的靜強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于v0.6m/s的低速傳動(dòng),因靜強(qiáng)度不夠而損壞的概率很大,故按靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)條件計(jì)算得 故合格 (6.10)6.2鏈傳動(dòng)的布置、張緊和潤滑6.2.1鏈傳動(dòng)的布置鏈傳動(dòng)一般應(yīng)布置在鉛垂平面內(nèi),盡可能避免布置在水平或傾斜平面內(nèi)。如確有需要,則應(yīng)考慮加脫板或張緊輪等裝置,并且設(shè)計(jì)較緊湊的中心距。6.2.2鏈傳動(dòng)的張緊鏈傳動(dòng)張緊的目的,主要是為了避免在鏈條的垂度過大時(shí)產(chǎn)生嚙合不良和鏈條的振動(dòng)現(xiàn)象;同時(shí)也為了增加鏈條與嚙合包角。當(dāng)兩輪軸心連線傾斜角大于60度時(shí),通常設(shè)有張緊裝置。由于本設(shè)計(jì)傾斜角在60度的范圍內(nèi),故不需要有張緊裝置。6.2.3鏈傳動(dòng)的潤滑鏈傳動(dòng)的潤滑十分重要,對(duì)高速、重載的鏈傳動(dòng)更為重要。良好的潤滑可緩和沖擊,減輕磨損,延長鏈條使用壽命。潤滑油推薦采用牌號(hào)為L-AN32,L-AN46,L-AN68的全損耗系統(tǒng)用油。溫度低時(shí)取前者。對(duì)于開式重載低速傳動(dòng),可在潤滑油中加入MoS2,WS2等添加劑。對(duì)用潤滑油不便的場合,允許涂抹潤滑脂,但應(yīng)定期清洗和涂抹。6.3鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料鏈輪的齒廓形狀對(duì)傳動(dòng)質(zhì)量有重要的影響,正確的鏈輪齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)的進(jìn)入和退出嚙合,盡量降低接觸應(yīng)力,減小磨損和沖擊,還應(yīng)便于加工。目前常用的一種是三圓弧一直線齒形(如圖6.1(a)所示,由三圓弧、aa、ab、cd和一直線bc組成),并用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)刀具加工,只需一把滾刀便可切制節(jié)距相同而齒數(shù)不同的鏈輪。在鏈輪工作圖中,端面齒形不必畫出,但要在圖上注明“齒形按3R GB12441985 規(guī)定制造” 。鏈輪的軸面齒形需畫出如(圖6.1(b)),兩側(cè)齒廓為圓弧狀,以利于鏈節(jié)進(jìn)入和退出嚙合。 圖6.1(a)端面齒形 圖6.1(b)軸面齒形鏈輪的主要尺寸:滾子外徑鏈輪節(jié)距p=44.45mm軸孔直徑 分度圓弦齒高 (6.11)齒側(cè)凸緣直徑 (6.12)分度圓直徑 (6.13)齒頂圓直徑
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