裝配圖滾筒式拋丸清理機(jī)的設(shè)計(jì)(總裝、滾筒及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì))

裝配圖滾筒式拋丸清理機(jī)的設(shè)計(jì)(總裝、滾筒及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)),裝配,滾筒,拋丸,清理,清算,設(shè)計(jì),總裝,傳動(dòng),機(jī)構(gòu) 目 錄 1 前言 1 2 總體方案的論證 2 3 傳動(dòng)方案的論證 3 3.1 方案一 齒輪傳動(dòng) 3 3.2 方案二 帶傳動(dòng) 3 3.3 方案三 鏈傳動(dòng) 4 4 選用電動(dòng)機(jī) 5 5 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 6 機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 6.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 6.1.1 鏈條的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9 6.1.2 主要失效形式 10 6.1.3 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 10 6.2 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 11 6.3 滾子鏈傳動(dòng)的故障與維修 12 7 摩擦輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14 7.1 摩擦輪方案選擇 14 7.1.1 方案一 圓柱平摩擦輪傳動(dòng) 14 7.1.2 方案二 圓柱槽摩擦輪傳動(dòng) 14 7.1.3 方案三 端面摩擦輪傳動(dòng) 15 7.2 摩擦輪傳動(dòng)的主要失效形式 16 7.3 摩擦輪的材料 16 7.4 摩擦輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 16 8 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 18 8.1 軸的材料 18 8.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 9 軸承蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 10 軸承的選擇和潤(rùn)滑： 21 10.1 軸承的選擇： 21 10.2 軸承的潤(rùn)滑 21 11結(jié)論 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 附 錄 26 1 前言 本機(jī)利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪，將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的鑄件或鍛件來(lái)清除其表面的殘余型砂或氧化鐵皮。清理均勻，生產(chǎn)率高，適宜于中小型鑄鍛車間清理15kg以下的小件使用。 　　由于本機(jī)帶有單獨(dú)的集塵裝置，故安裝地點(diǎn)不受車間通風(fēng)管路的限制，且衛(wèi)生條件好。本機(jī)設(shè)有自動(dòng)停車裝置，故操作簡(jiǎn)便 我的課題來(lái)源于大豐市豐特鑄造機(jī)械有限公司。為了清除鑄件或鍛件表面的殘余型砂或氧化鐵皮利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的零件，要求達(dá)到如下目的：（1）綜合運(yùn)用機(jī)械和電器知識(shí)；（2）滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；（3）軸的設(shè)計(jì)與校核；（4）滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所有零件的設(shè)計(jì)。該系列產(chǎn)品適用于清理各種不怕碰撞、劃傷的鑄、鍛件。是小型鑄、鍛、熱處理車間清理工件表面殘砂、氧化皮的理想設(shè)備。主要由滾筒、分離器、拋丸器、提升機(jī)、減速電機(jī)等組成。利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)部不斷翻轉(zhuǎn)的工件，使工件表面的附著物迅速脫落，從而獲得一定粗糙度的光潔表面，達(dá)到清理的目的。積二十幾年經(jīng)驗(yàn)和結(jié)合日本 IKK 技術(shù)制造而成的 TOCHU 牌拋丸機(jī)可提供適應(yīng)各領(lǐng)域用的成套設(shè)備，其表面處理技術(shù)為中國(guó)工業(yè)界提供良好的服務(wù)。拋丸機(jī)的種類很多，有翻滾式、轉(zhuǎn)臺(tái)式、車式、輸送帶式及懸掛式等多種類型。 2 總體方案的論證 滾筒拋丸機(jī)的拋丸器為主要實(shí)行機(jī)構(gòu)，其性能的好壞直接影響拋丸機(jī)的效率，還有傳動(dòng)系統(tǒng)和集塵裝置也是拋丸機(jī)的主要機(jī)構(gòu)。 方案一 拋丸器傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)皮帶輪傳動(dòng)葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)鏈輪傳動(dòng)帶動(dòng)托輪，再以摩擦傳動(dòng)滾筒。集塵器選用旋風(fēng)除塵器。 方案二 拋丸器傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪傳動(dòng)葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)由皮帶輪傳動(dòng)帶動(dòng)托輪，再以齒輪傳動(dòng)滾筒。集塵器選用電除塵器。 方案三 拋丸器傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)鏈輪傳動(dòng)葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動(dòng)：由電動(dòng)機(jī)經(jīng)由齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)托輪，再以齒輪傳動(dòng)滾筒。集塵器選用旋風(fēng)除塵器。 方案一結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，可靠性高，使用壽命可以得到保障，制造成本低，加工簡(jiǎn)單。方案二、三效率比較低，加工成本高。經(jīng)過(guò)三個(gè)方案的比較，選用方案一。 圖2-1 總裝圖 3 傳動(dòng)方案的論證 3.1 方案一 齒輪傳動(dòng) 圖3-1 齒輪傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：①瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作平穩(wěn)，傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力；②適用于功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度從很低到300m/s；③傳動(dòng)效率高，η=0.92～0.98，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪的傳動(dòng)效率較高；④工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。 齒輪傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：制造和安裝精度要求較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足的基本要求是：①瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，沖擊、振動(dòng)和噪聲小，能保證較好的傳動(dòng)平穩(wěn)性和較高的運(yùn)動(dòng)精度；②在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，輪齒的強(qiáng)度高，耐磨性好，承載能力大，能達(dá)到預(yù)期的工作壽命。 3.2 方案二 帶傳動(dòng) 圖3-2 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)：①緩沖和吸振，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小；②帶傳動(dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過(guò)載時(shí)帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；③適用于兩軸中心矩較大的場(chǎng)合；④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。 帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)：①不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；②需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；③整個(gè)傳動(dòng)裝置的外廓尺寸較大，不夠緊湊；④帶的壽命較短，傳動(dòng)效率較低。 鑒于上述特點(diǎn)，帶傳動(dòng)主要適用于：①速度較高的場(chǎng)合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級(jí)傳動(dòng)。②中小功率傳動(dòng)，通常不超過(guò)50 kw。③傳動(dòng)比一般不超過(guò)7，最大用到10。④傳動(dòng)比不要求十分準(zhǔn)確。 3.3 方案三 鏈傳動(dòng) 圖3-3 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)的一些特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是：鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；傳動(dòng)尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；承載能力大；效率高（η=0.95～0.98）。同時(shí)；鏈傳動(dòng)能吸振與緩和沖擊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低廉，安裝精度要求低，適合較大中心距的傳動(dòng)，并能在溫度較高、濕度較大、油污較重等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不夠平穩(wěn)；傳動(dòng)中有沖擊和噪聲；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中使用；只能用于平行軸間的傳動(dòng)；安裝精度和制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高。 鏈傳動(dòng)的適用場(chǎng)合：廣泛應(yīng)用于中心距較大、多軸、平均傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確的傳動(dòng)。環(huán)境惡劣的開(kāi)式傳動(dòng)、低速重載傳動(dòng)及潤(rùn)滑良好的高速傳動(dòng)，均可采用鏈傳動(dòng)。滾子鏈傳遞的功率通常在100kw以下，鏈速在15m/s以下，傳動(dòng)比I<=7。目前其最大傳遞功率可達(dá)500kw，最高中心距可達(dá)8m。 綜合分析上述三種方案，從傳動(dòng)效率、傳動(dòng)比范圍、傳動(dòng)速度、制造成本和安裝精度、傳動(dòng)裝置外廓尺寸等方面綜合考慮，本設(shè)計(jì)課題的傳動(dòng)方案采用方案三，即采用鏈傳動(dòng)。 4 選用電動(dòng)機(jī)[1] 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選得是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)動(dòng)，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。 根據(jù)設(shè)計(jì)取 滾筒外殼體積： 摩擦圓體積： 護(hù)板體積： 查表得 滾筒外殼質(zhì)量： 摩擦圓質(zhì)量： 護(hù)板質(zhì)量： 滾筒總質(zhì)量： 滾筒重力： 拋丸機(jī)的最大裝載量: 工件所受重力： 滿載時(shí)每個(gè)托輪所受切向力： 滾筒線速度： 滾筒所需功率： 查表得： 電動(dòng)機(jī)至滾筒的總效率 電動(dòng)機(jī)所需功率 所以選用電動(dòng)機(jī)額定功率 由于滾筒轉(zhuǎn)速不高，可選用YTC系列齒輪減速三相異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)額定功率選用YTC502型。 5 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算[1] 圖5-1 機(jī)械傳動(dòng)裝置 電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速n m及工作軸的轉(zhuǎn)速n w即 可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。 具體分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： a. 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對(duì)減速傳動(dòng)盡可能不超過(guò)其允許的最大值。 b. 應(yīng)注意使傳動(dòng)級(jí)數(shù)少﹑傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)少﹑傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，以提高和減少精度的降低。 c. 應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)﹑勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。 d. 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。 傳動(dòng)裝置的計(jì)算： A. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 滾筒轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 B. 分配各級(jí)傳動(dòng)比 因，取 則 C. 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù) a）各軸轉(zhuǎn)速 軸 軸 b）各軸功率 軸 軸 c）各軸轉(zhuǎn)矩 軸 軸 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理并列于表5-1 表5-1 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 參數(shù) 軸名 軸 軸 轉(zhuǎn)速 48 19.2 功率 1.42 1.32 轉(zhuǎn)矩 282.5 656.6 傳動(dòng)比 2.5 效率 0.93 6 機(jī)械傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算[2] 6.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 圖6-1 鏈傳動(dòng) 6.1.1 鏈條的設(shè)計(jì)與計(jì)算 取小鏈輪齒數(shù) 則大鏈輪齒數(shù)，取 初定中心距，一般取，取 以節(jié)距計(jì)的初定中心距 鏈條節(jié)數(shù) 取 （取偶） 計(jì)算額定功率 查表得 為工況系數(shù)， 為齒數(shù)系數(shù)， 為鏈長(zhǎng)系數(shù)， 為排數(shù)系數(shù)， 根據(jù)查得：應(yīng)選用單排12A型滾子鏈，p=19.05mm 鏈條長(zhǎng)度 計(jì)算中心距 ，查表 實(shí)際中心距 ,一般 鏈條速度 有效圓周力 作用在軸上的力F 6.1.2 主要失效形式 a）鏈條疲勞破壞 在閉式鏈傳動(dòng)中：鏈條零件受循環(huán)應(yīng)力作用，經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)次數(shù)．鏈板發(fā)生疲勞斷裂，滾子、套筒發(fā)生沖擊疲勞破裂。在正常潤(rùn)滑情況下．疲勞破壞是決定鏈傳動(dòng)能力的主要因素。 b）鏈條鉸鏈磨損 主要發(fā)生在銷軸和套筒上。磨損后鏈條總長(zhǎng)伸長(zhǎng)，因而鏈條垂度增大，導(dǎo)致嚙合情況惡化。如動(dòng)載荷增大．易發(fā)生跳齒．傳動(dòng)時(shí)振動(dòng)．噪聲增大。潤(rùn)滑不良。開(kāi)式傳動(dòng)多發(fā)生磨損失效。 c) 膠合 潤(rùn)滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)．銷軸和套筒構(gòu)成的摩擦表面易發(fā)生膠合。 d）鏈條過(guò)載拉斷 常發(fā)生于低速重載情況下。 6.1.3 滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算 在低速（）重載鏈傳動(dòng)中，鏈條的靜強(qiáng)度占主要地位。如果仍用額定功率曲線選擇計(jì)算，結(jié)果常不經(jīng)濟(jì)，因?yàn)轭~定功率曲線上各點(diǎn)相應(yīng)的條件性安全系數(shù)S為8~20，遠(yuǎn)比靜強(qiáng)度安全系數(shù)大。當(dāng)進(jìn)行耐疲勞和耐磨損工作能力計(jì)算時(shí)，若要求的使命壽命過(guò)短，傳動(dòng)功率過(guò)大，也需進(jìn)行行鏈條的靜強(qiáng)度驗(yàn)算。 鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算公式為 （6-1） 式中 為靜強(qiáng)度安全系數(shù)； 為工況系數(shù)； 為排數(shù)系數(shù)； 為有效圓周力； ,并查表得，， 所以 為許用安全系數(shù)，一般為4~8；如果按最大尖峰載荷來(lái)代替進(jìn)行計(jì)算，則可為3~6；若速度較低，從動(dòng)系統(tǒng)慣性較小，不太重要的傳動(dòng)或作用力的確定比較準(zhǔn)確時(shí),可取小值； 為單排鏈極限拉伸載荷。 因?yàn)榇藗鲃?dòng)速度較低可取最小值，取 所以滿足要求 6.2 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 鏈輪齒數(shù) 配用鏈條的節(jié)距 配用鏈條的滾子外徑 小鏈輪分度圓直徑 小鏈輪齒頂圓直徑 取 小鏈輪齒根圓直徑 大鏈輪分度圓直徑 大鏈輪齒頂圓直徑 取 大鏈輪齒根圓直徑 鏈輪齒寬 查表得 , 為鏈條內(nèi)節(jié)內(nèi)寬 所以 圖6-2 齒形 6.3 滾子鏈傳動(dòng)的故障與維修 表6-1 滾子鏈傳動(dòng)的故障與維修 故障 原因 維修措施 鏈板或鏈輪齒嚴(yán)重側(cè)磨 1.各鏈輪不共面 2.鏈輪端面跳動(dòng)嚴(yán)重 3.鏈輪支承剛度差 4.鏈條扭曲嚴(yán)重 1.提高加工與安裝精度 2.提高支承件剛度 3.更換合格鏈條 鏈板早期疲勞開(kāi)裂 潤(rùn)滑條件良好的中低速鏈傳動(dòng)，鏈板的疲勞是主要矛盾，但若過(guò)早失效則有問(wèn)題： 1.鏈條規(guī)格選擇不當(dāng) 2.鏈條品質(zhì)差 3.動(dòng)力源或負(fù)載動(dòng)載荷大 1.重新選用合適規(guī)格的鏈條 2.更換只連合格的鏈條 3控制或減弱負(fù)載和動(dòng)力源的沖擊振動(dòng) 滾子提前碎裂 1.鏈輪轉(zhuǎn)速較高而鏈條規(guī)格選擇不當(dāng) 2.鏈輪齒溝有雜物或鏈條磨損嚴(yán)重發(fā)生爬齒和滾子被擠頂現(xiàn)象 3.鏈條質(zhì)量差 銷軸磨損或銷軸與套筒膠合 鏈條鉸鏈元件的磨損是最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一。正常磨損是一個(gè)緩慢發(fā)展的過(guò)程。如果發(fā)展過(guò)快則 1.潤(rùn)滑不良 2.鏈條質(zhì)量差或選用不當(dāng) 1.清除齒溝雜物或換新鏈條 2.清除齒溝雜物或換新鏈條 3.更換質(zhì)量合格的鏈條。 續(xù)表6-1 故障 原因 維修措施 外鏈節(jié)外側(cè)擦傷 1.鏈條未張緊，發(fā)生跳動(dòng)，從而與鄰近物體碰撞 2.鏈箱變形或內(nèi)有雜物 1.使鏈條適當(dāng)張緊 2.消除箱體變形、清楚雜物 鏈條跳齒或抖動(dòng) 1.鏈條磨損伸長(zhǎng)，使節(jié)距和垂度過(guò)大 2.沖擊或脈動(dòng)載荷較重 3.鏈輪齒磨損嚴(yán)重 1.更換鏈條或鏈輪 2.適當(dāng)張緊 3.采取措施穩(wěn)定載荷 鏈輪齒磨損嚴(yán)重 1.潤(rùn)滑不良 2.鏈輪材質(zhì)較差，齒面硬度不足 1.改善潤(rùn)滑條件 2.提高鏈輪材質(zhì)和齒面硬度 3.把鏈輪拆下，翻轉(zhuǎn)180再裝上，則可利用齒廓的另一側(cè)而延長(zhǎng)使用壽命 卡簧、開(kāi)口銷等鏈條鎖止元件松脫 1.鏈條抖動(dòng)過(guò)烈 2.有障礙物磕碰 3.鎖止元件安裝不當(dāng) 1.適當(dāng)張緊或考慮增設(shè)導(dǎo)板托板 2.消除障礙物 3.改善鎖止件安裝質(zhì)量 振動(dòng)劇烈、噪聲過(guò)大 1.鏈輪不共面 2.松邊垂度不合適 3.潤(rùn)滑不良 4.鏈箱或支承松動(dòng) 5.鏈條或鏈輪磨損嚴(yán)重 1.改善鏈輪安裝質(zhì)量 2.適當(dāng)張緊 3改善潤(rùn)滑條件 4.消除鏈箱或支承松動(dòng) 5.更換鏈條或鏈輪 6.加裝張緊裝置或防振導(dǎo)板 7 摩擦輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算[2] 最簡(jiǎn)單的摩擦輪傳動(dòng)是由兩個(gè)直接接觸并相互壓緊的摩擦輪組成，靠?jī)奢喗佑|面所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 摩擦輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，有過(guò)載打滑保護(hù)作用，可無(wú)級(jí)調(diào)速；但由于在傳動(dòng)中存在彈性滑動(dòng)與打滑，傳動(dòng)效率低，磨損快，不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，同時(shí)，作用在軸與軸承上的力較大，只宜于中小功率的傳動(dòng)。 7.1 摩擦輪方案選擇 7.1.1 方案一 圓柱平摩擦輪傳動(dòng) 圓柱平摩擦輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用： a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易 b）壓緊力大，宜用于小功率傳動(dòng) c）為了減小壓緊力，可將輪面之一用非金屬材料作覆面 d）大功率傳動(dòng)，摩擦輪常采用淬火鋼（如GCr15，淬硬至60HRC），并采用自動(dòng)壓緊卸載環(huán) e）為降低兩軸的平行度要求，可將輪面之一制成鼓形，軸系剛性差時(shí)亦應(yīng)如此 f）用于回轉(zhuǎn)簡(jiǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、儀表調(diào)節(jié)裝置等 圖7-1 圓柱平摩擦輪傳動(dòng) 7.1.2 方案二 圓柱槽摩擦輪傳動(dòng) 圓柱槽摩擦輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用： a）壓緊力較圓柱平摩擦輪傳動(dòng)小，當(dāng)時(shí)，約為其30% b）有幾何滑動(dòng)，易發(fā)熱與磨損，故應(yīng)限制溝槽高度為 c）加工和安裝要求較高 d）傳動(dòng)比隨載荷和壓緊力的變化有少量變動(dòng) e）用于絞車驅(qū)動(dòng)裝置等 圖7-2 圓柱槽摩擦輪傳動(dòng) 7.1.3 方案三 端面摩擦輪傳動(dòng) 端面摩擦輪傳動(dòng)的特點(diǎn)與應(yīng)用： a）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造； b）壓緊力大，有幾何滑動(dòng)，易發(fā)熱和磨損； c）將小輪制成鼓形，可減少幾何滑動(dòng)，降低安裝精度； d）軸向移動(dòng)小輪，可實(shí)現(xiàn)正反向無(wú)機(jī)變速，但應(yīng)避免在附近運(yùn)轉(zhuǎn)； e）要注意大輪的剛度，并控制二軸線的垂直度； f）用于摩擦壓力機(jī)等。 圖7-3 端面摩擦輪傳動(dòng) 綜合以上敘述和此次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求，選擇第一種方案 7.2 摩擦輪傳動(dòng)的主要失效形式 摩擦輪傳動(dòng)的主要失效形式： a）疲勞點(diǎn)蝕和表面壓潰 多發(fā)生在閉式傳動(dòng)中，主要是由于高的接觸應(yīng)力而造成。 b）輪面膠合 壓緊力大，且轉(zhuǎn)速很高時(shí)，摩擦表面時(shí)溫度升高，導(dǎo)致潤(rùn)滑油膜破裂而造成。 c）表面磨損 多發(fā)生在開(kāi)式傳動(dòng)中。 7.3 摩擦輪的材料 摩擦輪材料應(yīng)滿足彈性模量大、耐磨性好、接觸疲勞強(qiáng)度高、價(jià)格低且熱處理及加工性能好等要求。 選用原則： a）要求結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率高時(shí)采用淬火鋼對(duì)淬火鋼或鋼對(duì)鋼。 b）對(duì)于尺寸較大、轉(zhuǎn)速較低、且為干摩擦的開(kāi)式傳動(dòng)，一般選用鑄鐵對(duì)鑄鐵或鑄鐵對(duì)鋼。 c）要求傳動(dòng)平穩(wěn)、不添加潤(rùn)滑劑，噪聲小和摩擦系數(shù)高的場(chǎng)合，可選用鑄鐵（或鋼）對(duì)酚醛層壓布材、皮革、橡膠或壓制石棉纖維等。 根據(jù)此裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)需要，選用鑄鐵為材料。 7.4 摩擦輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 傳動(dòng)比 摩擦系數(shù)查表取 載荷系數(shù) ，取 齒寬系數(shù) 取 綜合彈性模量 ,為主、從動(dòng)輪材料的彈性模量 查表得 所以 許用接觸應(yīng)力查表得 取 摩擦傳動(dòng)示意圖 初算中心距 取 式中 為摩擦因數(shù)，查表取； 為傳遞功率； 為小摩擦輪轉(zhuǎn)速； 摩擦輪寬度 所以每個(gè)托輪的寬度 小摩擦輪直徑 取 大摩擦輪直徑 實(shí)際中心距 主動(dòng)轉(zhuǎn)距 8 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算[3] 8.1 軸的材料 應(yīng)用于軸的材料種類很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對(duì)軸的強(qiáng)度、剛度和其他機(jī)械性能等的要求，采用的熱處理方式，同時(shí)考慮制造加工工藝，并力求經(jīng)濟(jì)合理來(lái)選擇軸的材料。 軸的常用材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如35、45和50，其中以45號(hào)鋼最為常用。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選45號(hào)鋼作材料 8.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。 一般軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： a）節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀； b）易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸、和調(diào)整； c）采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施； d）便于加工制造和保證精度。 由材料力學(xué)可知，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 （8-1） 式中 為軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為; 為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為; 為軸傳遞的功率，單位為； 為軸的轉(zhuǎn)速，單位為; 為軸的抗扭截面系數(shù)，單位為； 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。 由此推得實(shí)心圓軸的最小直徑(單位為)為 (8-2) 式中為計(jì)算常數(shù)，，取決于軸的材料和受載情況 查表取 所以 當(dāng)軸段上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大直徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱：時(shí)，單鍵槽增大3%，雙鍵槽增大7%；時(shí)，單鍵槽增大5%~7%，雙鍵槽增大10%~15%。最后應(yīng)對(duì)進(jìn)行圓整。 綜合以上取， 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖： 圖8-1 主軸 9 軸承蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算[1] 螺釘聯(lián)接式軸承蓋調(diào)整軸承間隙方便，密封性好，應(yīng)用廣泛。 軸承外徑 根據(jù)軸承外徑取螺釘直徑 螺釘孔直徑 取 取 由結(jié)構(gòu)確定， 查表得 , , , 代號(hào)入下圖所示： 圖9-1 軸承蓋 10 軸承的選擇和潤(rùn)滑： 10.1 軸承的選擇： 選擇滾動(dòng)軸承的類型與多種因素有關(guān)，通常根據(jù)下列幾個(gè)主要因素： A.負(fù)荷情況 負(fù)荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小，方向和性質(zhì)來(lái)選擇軸承。 a)負(fù)荷大?。阂话闱闆r下，滾子軸承由于是線接觸，承載能力大，適用于承受較大負(fù)荷，球軸承由于是點(diǎn)接觸，承載能力小，適用于輕，中等負(fù)荷。 b)負(fù)荷方向：純徑向力作用，宜選用深溝球軸承，圓柱滾子軸承或滾針軸承。純軸向負(fù)荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承。徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷聯(lián)合作用時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向負(fù)荷較大而軸向負(fù)荷較小時(shí)，也可選用深溝球軸承和內(nèi)外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向負(fù)荷較大而徑向負(fù)荷小時(shí)，可選用推力角接觸軸承，推力圓錐滾子軸承。 c)負(fù)荷性質(zhì)：有沖擊負(fù)荷時(shí)，宜選用滾子軸承。 B.高速性能 球軸承不滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。在相同內(nèi)徑時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體越輕小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體作用在外圈上的離心力也越小，因此更適合于較高轉(zhuǎn)速下工作。在一定條件下，工作轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜選用超輕，特輕系列的軸承。 C.調(diào)心性能 當(dāng)軸兩端軸承孔同心性差或軸的剛度小，變形較大，以及多支點(diǎn)軸，均要求軸承調(diào)心性好，這時(shí)應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。 D.允許的空間 徑向尺寸受限制的機(jī)械裝置，可選用滾針軸承或特輕，超輕型軸承；軸向尺寸受限制時(shí)，宜選用窄或?qū)捪盗械妮S承。 E.安裝與拆卸方便 整體式軸承座或頻繁裝拆時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。軸承裝在長(zhǎng)軸上時(shí)，為裝拆方便可選用帶錐孔和緊定套的軸承。 根據(jù)以上所述及本設(shè)計(jì)的具體要求，選用調(diào)心球軸承。 10.2 軸承的潤(rùn)滑 軸承潤(rùn)滑主要目的是減少摩擦和磨損，同時(shí)起到冷卻，吸振，防銹及降噪的作用。 常用的潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑脂及固體潤(rùn)滑劑(二硫化鉬)。選擇潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)考慮工作溫度，軸承負(fù)荷，轉(zhuǎn)速及其工作環(huán)境影響。一般來(lái)說(shuō)，溫度高，負(fù)荷大，轉(zhuǎn)速低時(shí)選用粘度高的潤(rùn)滑劑。 潤(rùn)滑油選擇：常用的潤(rùn)滑油有--機(jī)械油，高速機(jī)械油，汽輪機(jī)油，壓縮機(jī)油，變壓器油，汽缸油等等。一般而言，軸承轉(zhuǎn)速越高，則選用較低粘度的潤(rùn)滑油。負(fù)荷越重，則選用粘度較高的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑方法有：油浴潤(rùn)滑，循環(huán)油潤(rùn)滑，噴油潤(rùn)滑及油霧潤(rùn)滑。 選擇潤(rùn)滑油或脂潤(rùn)滑的一般原則如表10-1： 表10-1 選擇潤(rùn)滑油或脂潤(rùn)滑的一般原則 影響選擇的因素 用潤(rùn)滑脂 用潤(rùn)滑油 溫度 當(dāng)溫度超過(guò)120時(shí)，要用特殊潤(rùn)滑脂。當(dāng)溫度升高到200-220時(shí)，再潤(rùn)滑的時(shí)間間隔要縮短 油池溫度超過(guò)90或軸承溫度超過(guò)200時(shí)，可采用特殊的潤(rùn)滑油 溫度系數(shù) <400000 〈400000－500000 載荷 低到中等 各種載荷直到最大 軸承形式 不用于不對(duì)稱的球面滾子推力軸承 用于各種軸承 殼體設(shè)計(jì) 較簡(jiǎn)單 需要較復(fù)雜的密封和供油裝置 長(zhǎng)時(shí)間不需維護(hù)的地方 可用。根據(jù)操作條件，特別要考慮工作溫度 不可以用 集中供油 選用泵送性能好的潤(rùn)滑脂。不能有效地傳熱，也不能作為液壓介質(zhì) 可用 最低轉(zhuǎn)矩?fù)p失 如填裝適當(dāng)，比采用油的損失還要低 為了獲得最低功率損失，應(yīng)采用有清洗泵或油霧裝置的循環(huán)系統(tǒng) 污染條件 可用。正確的設(shè)計(jì)可防止污染物的侵入 可用。但要采用有防護(hù)、過(guò)濾裝置的循環(huán)系統(tǒng) 11結(jié)論 在本設(shè)計(jì)中，執(zhí)行工作的從動(dòng)件能滿足生產(chǎn)工藝提出的運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能范圍和運(yùn)動(dòng)性能等諸方面的具體要求。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸大小適度，在整體布置上占有空間小，布局緊湊。制造加工容易，維修拆裝方便，工作中穩(wěn)定可靠，使用安全，具有足夠的壽命。滾筒與電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式，功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互協(xié)調(diào)，與其他相鄰機(jī)構(gòu)的銜接正常，傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)和力可靠，不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。本機(jī)符合生產(chǎn)的需要，具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) [1] 王旭, 王積森. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. 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