日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)設(shè)計(jì)含10張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip
日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)設(shè)計(jì)含10張CAD圖帶開(kāi)題報(bào)告-獨(dú)家.zip,日用陶瓷,灌漿,生產(chǎn)線,傳動(dòng),設(shè)計(jì),10,CAD,開(kāi)題,報(bào)告,獨(dú)家
日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)設(shè)計(jì)
摘 要
在日用陶瓷領(lǐng)域，主要還是依靠手工生產(chǎn)，生產(chǎn)的瓷器存在磕傷、鑿傷、缺渣等缺點(diǎn)。隨著市場(chǎng)需求量的增長(zhǎng)，人工生產(chǎn)效率相對(duì)較低。對(duì)如何提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)率是廣大陶瓷生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。
日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用鏈傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)整體過(guò)程的傳動(dòng)，提高生產(chǎn)效率，減少對(duì)瓷器的損傷。
由于受多種載荷的影響，模具裝夾裝置會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，影響生產(chǎn)質(zhì)量及效率。影響因素，裝置本身的質(zhì)量、模具的質(zhì)量和泥漿的質(zhì)量。本文針對(duì)裝置受力情況，對(duì)其進(jìn)行受力分析，通過(guò)分析結(jié)果簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
論文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：
(1) 根據(jù)實(shí)際需求，擬定設(shè)計(jì)方案。
(2) 有關(guān)參數(shù)的選擇和處理，確定生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：日用陶瓷；生產(chǎn)線；鏈條傳動(dòng)
The Design for Main Drive of Ceramic Slurring Production Line for Daily Use
Abstract
In the field of domestic ceramics, it is mainly dependent on manual production, and the porcelain produced has such defects as knock, chisel and slag. With the growth of market demand, the efficiency of manual production is relatively low. How to improve production quality and productivity is a problem that must be faced by the vast majority of ceramic manufacturers.
The main transmission of the daily ceramic grouting production line can realize the transmission of the production process. This design adopts chain transmission device to realize the transmission of the whole process, improve production efficiency and reduce damage to porcelain.
Due to the influence of various loads, the die clamping device will produce bending deformation, which will affect the quality and efficiency of production. The influencing factors, the quality of the device itself, the quality of the mold and the quality of the mud. In this paper, the force analysis of the device is carried out, and the design is simplified through the analysis results.
The main contents of the paper are as follows:
(1) the design scheme is drawn up according to the actual demand.
(2) the selection and processing of relevant parameters to determine the design of the production line.
Key words: domestic ceramics; production line; chain drive
目 錄
1引言 2
2日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3
3 灌漿傳動(dòng)生產(chǎn)線總體布局 5
3.1運(yùn)動(dòng)的分配 5
3.2傳動(dòng)路線及傳動(dòng)形式的選擇 5
3.3機(jī)床支承形式的選擇 7
3.4傳動(dòng)路線總聯(lián)系尺寸圖 7
4 傳動(dòng)路線主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 9
4.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 9
4.3鏈傳動(dòng)的張緊 11
4.4 軸的設(shè)計(jì)與校核 12
4.4.1 作用在鏈輪上的力 12
4.4.2初步確定軸的最小直徑 13
4.4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.4.4軸的載荷計(jì)算 15
4.4.5軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 18
4.5 倒?jié){裝置齒輪的選擇及校核 18
4.5.1選擇傳動(dòng)類(lèi)型、精度等級(jí)和材料 18
4.5.2校核 19
結(jié)論 23
謝辭 24
參考文獻(xiàn) 25
1引言
在日用陶瓷領(lǐng)域，主要還是依靠手工生產(chǎn)，生產(chǎn)的瓷器存在磕傷、鑿傷、缺渣等等。隨著市場(chǎng)需求量的增長(zhǎng)，人工生產(chǎn)效率相對(duì)低。對(duì)如何提高生產(chǎn)率是廣大陶瓷生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)的問(wèn)題。日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、成型、干燥的傳動(dòng)過(guò)程。本設(shè)計(jì)采用鏈傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)整體過(guò)程的傳動(dòng)，這樣可以提高生產(chǎn)效率，減少對(duì)瓷器的損傷。
本設(shè)計(jì)采用參數(shù)化實(shí)體模型的對(duì)比方法對(duì)裝置進(jìn)行簡(jiǎn)化，使十分艱巨的工作變得簡(jiǎn)單、直觀、高效。綜合應(yīng)力和位移分析，簡(jiǎn)化后的裝置更為合理。因?yàn)閼?yīng)力分布較均勻，最大值在限定范圍內(nèi)，節(jié)點(diǎn)位移變化較平滑，最大變形量也在變形極限范圍內(nèi)。作為重中之重的一點(diǎn)是，重量的減小也沒(méi)有影響到其他變量的變化范圍，這就在節(jié)省材料，降低成本上提高生產(chǎn)質(zhì)量上達(dá)到了目的。
2日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線部件和零件的設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的影響較大。因此，在擬定總體方案的過(guò)程中，必須全面地、周密地考慮，使鎖定方案在技術(shù)上合理、先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)效益高[1]。
日用陶瓷生產(chǎn)環(huán)境及生產(chǎn)流程如下：
1 陶瓷生產(chǎn)環(huán)境
環(huán)境溫度： -20℃~+80℃
海拔高度： 不超過(guò)1000m
相對(duì)濕度： ≤95％
2 生產(chǎn)過(guò)程
現(xiàn)代日用陶瓷的大致生產(chǎn)過(guò)程:模具灌漿——成型——干燥——倒?jié){——成品。該過(guò)程全部由人機(jī)交互完成，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜且不易控制各個(gè)工藝過(guò)程。根據(jù)現(xiàn)代日用陶瓷的生產(chǎn)過(guò)程，提出陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)的方案。
3 基本方案的擬定
(1) 擬定工作過(guò)程：在人機(jī)交互工位處，將空模具放在托架上，自動(dòng)夾緊，主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，至干燥室烘干模具，隨后運(yùn)轉(zhuǎn)至注漿工位處，由注漿系統(tǒng)對(duì)模具進(jìn)行自動(dòng)注漿，隨后注滿泥漿的模型進(jìn)入帶模干燥室，使吃漿過(guò)程加速和等量，完成自由吸漿過(guò)程至倒?jié){工位處自動(dòng)倒余漿。倒?jié){工位處設(shè)置兩級(jí)倒?jié){翻轉(zhuǎn)，以保證倒?jié){徹底。然后繼續(xù)運(yùn)行至主機(jī)前端人機(jī)交互工位處進(jìn)行掏口，此時(shí)完成一循環(huán)，掏口后再繼續(xù)運(yùn)行待模干燥，最后回到主機(jī)前端人機(jī)交互工位處，取出產(chǎn)品放到產(chǎn)品架進(jìn)行干燥，空模具處理后在放到原位，從而完成第二個(gè)工作循環(huán)，兩個(gè)循環(huán)為一周期。
(2) 確定傳動(dòng)路線:擬定工藝方案的基本原則——工序集中原則 工序集中是近代生產(chǎn)加工的主要發(fā)展方向之一，例如，專(zhuān)用機(jī)床正是基于這一原則發(fā)展而來(lái)，即運(yùn)用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺(tái)機(jī)床上完成一個(gè)或幾個(gè)工件的不同的復(fù)雜工藝過(guò)程，從而提高生產(chǎn)率。本設(shè)計(jì)將陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中的幾道工序集于一臺(tái)機(jī)器，實(shí)現(xiàn)多工序依次完成，提高生產(chǎn)效率。
第一根據(jù)陶瓷生產(chǎn)的第一道工序：是將泥漿注入模具，那么在傳動(dòng)初始要設(shè)定好模具的數(shù)目和模具的定位，定位模具需要用模具裝夾裝置。第二道工序：模具定位及灌漿后需要成型和干燥，所以在整個(gè)傳動(dòng)路線上要設(shè)置熱風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行干燥這一工序。第三道工序：整個(gè)生產(chǎn)流水線的傳動(dòng)需要有傳動(dòng)裝置完成輸送過(guò)程。第四道工序:在陶瓷成型后需要進(jìn)行倒?jié){這一工序，因此在傳動(dòng)過(guò)程中設(shè)計(jì)有倒?jié){裝置。第五道工序:每臺(tái)機(jī)械都有支撐裝置，即機(jī)架。根據(jù)需要還需設(shè)計(jì)防護(hù)裝置和電控總成。
生產(chǎn)線主要組成機(jī)架、模具裝夾裝置、熱風(fēng)系統(tǒng)、模具輸送裝置，灌漿系統(tǒng)、倒?jié){裝置、電控總成、防護(hù)裝置等。
3 灌漿傳動(dòng)生產(chǎn)線總體布局
總體布局是指確定生產(chǎn)線的組成部件，以及各個(gè)部件和操縱、控制機(jī)構(gòu)在整臺(tái)機(jī)器中的配置。
合理總體布局的基本要求是：
（1）能夠保證工藝方法需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)位置；
（2）能夠保證生產(chǎn)線具有與所要求的加工質(zhì)量相適應(yīng)的剛度和抗震性；
（3）方便操作、調(diào)整、修理，方便運(yùn)輸、裝卸工件、排除廢料；
（4）經(jīng)濟(jì)效果好，如節(jié)省材料、減少機(jī)器占地面積等；
（5）造型美觀[2]。
3.1運(yùn)動(dòng)的分配
生產(chǎn)路線確定后，加工過(guò)程相對(duì)運(yùn)動(dòng)亦隨著被規(guī)定了。但是，這個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)是由各部分裝置綜合作用下完成的。運(yùn)動(dòng)的合理分配是保證整個(gè)傳動(dòng)路線按要求完成的重要因素。
對(duì)于本次設(shè)計(jì)，首先要清楚各個(gè)工序所需的的運(yùn)動(dòng)形式及時(shí)間。在灌漿之前的主要的運(yùn)動(dòng)形式有模具的放置及用模具裝夾裝置對(duì)模具定位。要想設(shè)計(jì)灌漿傳動(dòng)生產(chǎn)線首先要設(shè)計(jì)出其各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)方式，然后在確定各個(gè)部分的相對(duì)位置，并盡可能在機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)可靠、穩(wěn)定，操作方便的基礎(chǔ)上將各部分按相對(duì)位置組合。
根據(jù)灌漿傳動(dòng)生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)加工要求，將模具定位分配給模具裝夾裝置，整體的流水作業(yè)過(guò)程分配給傳動(dòng)裝置，倒?jié){過(guò)程分配給倒?jié){裝置，其余由自動(dòng)控制系統(tǒng)控制。
3.2傳動(dòng)路線及傳動(dòng)形式的選擇
傳動(dòng)有機(jī)械的、液壓的、氣動(dòng)的、電氣的及其綜合的等多種形式[9]。選擇傳動(dòng)形式的基本要求是：
（1）實(shí)現(xiàn)所需要運(yùn)動(dòng)，需要的運(yùn)動(dòng)軌跡為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直線運(yùn)動(dòng)還是其他運(yùn)動(dòng)；所需運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)還是復(fù)合運(yùn)動(dòng)；是否需要變速，換向；是否需要按自動(dòng)循環(huán)進(jìn)行等；
（2）滿足運(yùn)動(dòng)性能的需求，需要的是無(wú)極變速還是有級(jí)變速；需要的是變速范圍和行程范；
（3）方便調(diào)整維修，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，便于加工和裝配；
（4）經(jīng)濟(jì)效益好[3]。
對(duì)于本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置，采用鏈輪和鏈條傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)是具有中間撓性的嚙合傳動(dòng)，兼有齒輪傳動(dòng)與帶傳動(dòng)的一些特點(diǎn)。它具有軸間距范圍大（軸間距一般最大可達(dá)5-6米），傳動(dòng)比恒定，傳動(dòng)效率可達(dá)98%99%；鏈條組成件形成的油膜能吸振，對(duì)惡劣環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，工作可靠；作用在軸上的載荷?。唤?jīng)濟(jì)、耐用和維修保養(yǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)。在鏈條上配置適當(dāng)附件后，易于實(shí)現(xiàn)輸送功能。
旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置采用YVF系列變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，它是一種交流、高效、節(jié)能型調(diào)速電動(dòng)機(jī)，具有噪音低、振動(dòng)小、啟動(dòng)力矩大、啟動(dòng)電流小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、使用可靠、維護(hù)方便運(yùn)用范圍廣等特點(diǎn)。它與變頻器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。采用無(wú)極變速傳動(dòng)，不僅可以獲得最佳切削速度，而且能在運(yùn)動(dòng)中變速，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)床變速自動(dòng)化。這對(duì)于提高機(jī)床生產(chǎn)率和被加工零件的質(zhì)量，都具有重要意義。同時(shí)，采用無(wú)極變速系統(tǒng)，還可以簡(jiǎn)化變速箱等機(jī)床結(jié)構(gòu)，縮短傳動(dòng)鏈，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。
鏈傳動(dòng)的失效形式：
（1）鏈條的疲勞破壞，鏈在傳動(dòng)過(guò)程中，它的各個(gè)零件件都在變應(yīng)力的作用下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板會(huì)因疲勞而發(fā)生斷裂；套筒、滾子表面會(huì)因?yàn)闆_擊出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕的現(xiàn)象。所以，決定鏈傳動(dòng)的承載能力的關(guān)鍵因素是鏈條的疲勞強(qiáng)度；
（2）鏈條鉸鏈的磨損，鏈條在工作的過(guò)程中，鉸鏈中的銷(xiāo)軸和套筒之間承受著比較大的壓力，還有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，使鉸鏈磨損，這樣的結(jié)果是使鏈節(jié)節(jié)距變大，鏈條的總長(zhǎng)度增加，從而使鏈的松邊垂度發(fā)生變化，與此同時(shí)使運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷增大，發(fā)生跳齒；
（3）鏈條鉸鏈的膠合，當(dāng)鏈速比較高時(shí)，鏈節(jié)受到的沖擊變大，鉸鏈中的銷(xiāo)軸和套筒在高壓下直接膠合，與此同時(shí)兩者相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生很大的摩擦熱，因此導(dǎo)致鏈條鉸鏈的膠合。所以鏈傳動(dòng)的極限轉(zhuǎn)速在一定程度上受膠合的限制；
（4）鏈條靜力破壞，當(dāng)鏈條的速比較低（v<0.6m/s）時(shí)，若鏈條負(fù)載不增加但變形持續(xù)增加，即鏈條正被破壞，鏈條能購(gòu)承受的最大載荷受鏈條變形持續(xù)增加的最小負(fù)載的限制[4]。
鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑
鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑很重要，尤其是重載、高速的鏈傳動(dòng)。良好的潤(rùn)滑可以起到緩和沖擊，減輕磨損、延長(zhǎng)鏈條使用壽命的作用。經(jīng)常用的潤(rùn)滑方式有定期人工潤(rùn)滑、滴油潤(rùn)滑、油盤(pán)飛濺潤(rùn)滑、壓力供油潤(rùn)滑等。開(kāi)式鏈傳動(dòng)和不容易潤(rùn)滑的鏈傳動(dòng)，可定期拆下，采用煤油清洗，干燥以后，放入潤(rùn)滑油中，直到鉸鏈間隙充滿油以后再安裝使用；如果鏈傳動(dòng)的空間比較小，且是高速、大功率傳動(dòng)，可以用油冷卻器。
潤(rùn)滑油經(jīng)常采用32、46、68的全損耗系統(tǒng)用油，若是開(kāi)式和重載低速的傳動(dòng)，最好在潤(rùn)滑油中加入、等添加劑。不方便使用潤(rùn)滑油的地方，能用潤(rùn)滑脂，但要定期更換潤(rùn)滑脂和清洗。
倒?jié){裝置采用齒輪齒條傳動(dòng)。齒輪齒條傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有：
（1）傳動(dòng)效率高，在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，齒輪傳動(dòng)的效率是最高的。例如，一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)效率能夠達(dá)99%，對(duì)于大功率傳動(dòng)非常重要，因?yàn)樾蕛H提高1%，經(jīng)濟(jì)意義也有很大的；
（2）結(jié)構(gòu)比較緊湊，在一樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)需要的空間尺寸一般比較??；
（3）工作可靠、壽命長(zhǎng)，采用設(shè)計(jì)制造正確合理和維護(hù)良好的齒輪，工作非?？煽浚瑝勖蛇_(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)不能比的；
（4）傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)性能的基本要求是傳動(dòng)比穩(wěn)定。也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)，所以齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用非常廣泛[5]。
3.3機(jī)床支承形式的選擇
機(jī)架部分：機(jī)架為生產(chǎn)線的機(jī)械支撐，由型鋼件及鋼板經(jīng)焊接加工組成，是裝夾裝置、輸送裝置等的安裝載體。
在本生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中，機(jī)架承載受壓載荷及彎曲載荷，但是載荷不大，因此機(jī)架普通型鋼，如冷拔無(wú)縫矩形鋼管、槽鋼等，既可滿足力學(xué)要求，又便于焊接、組裝。
3.4傳動(dòng)路線總聯(lián)系尺寸圖
總聯(lián)系尺寸圖是用來(lái)表示各部件的總體布局的，并確定主要的聯(lián)系尺寸，作為部件設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，必須先繪制總聯(lián)系尺寸圖。圖上各部件的形狀和尺寸可以參考現(xiàn)有類(lèi)似結(jié)構(gòu)來(lái)確定。需要時(shí)，總聯(lián)系尺寸圖的繪制可以和部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)交叉著進(jìn)行，使擬定總聯(lián)系尺寸圖更穩(wěn)妥。因此，總聯(lián)系尺寸圖常常不是一次完成，而是經(jīng)過(guò)多次修改而成，如圖3-2。
圖3-2 傳動(dòng)路線總聯(lián)系尺寸圖
4 傳動(dòng)路線主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)任務(wù)書(shū)中的參數(shù)P=3KW,選擇電動(dòng)機(jī)。根據(jù)文獻(xiàn)[2]表6—163，可選取系列IP44電動(dòng)機(jī)Y132S1—2型號(hào)，額定功率4KW，轉(zhuǎn)速2900，該電機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)，與變頻器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。
4.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇
已知鏈傳遞的功率為3kw,主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速20r/min,傳動(dòng)比i=1。
1 鏈輪齒數(shù)
小鏈輪齒數(shù)少，可以減小外廓尺寸，但齒數(shù)過(guò)少，會(huì)增加運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；鏈條在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動(dòng)的元周力增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損[6]?？梢?jiàn)，小輪的齒數(shù)不易過(guò)少。鏈輪的最少齒數(shù)。一般，對(duì)于高速傳動(dòng)或承受沖擊載荷的鏈傳動(dòng)，不少于25，且鏈輪齒應(yīng)淬硬[6]。
（4-1）
2 計(jì)算當(dāng)量的計(jì)算功率
根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)所傳遞的功率修正為當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率
（4-2）
式中：——工況系數(shù)，1.7（表9-6）；
——主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，0.7（圖9-13）；
——多排鏈系數(shù)，1；
——傳遞的功率，3。
3 確定鏈條型號(hào)和節(jié)距
根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率和主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速，由GB 8350-87確定鏈條節(jié)距。
4 計(jì)算連接數(shù)和中心距
初選中心距
（4-3）
按下式計(jì)算鏈接數(shù)
（4-4）
為避免使用過(guò)度鏈節(jié)，將計(jì)算出的鏈接數(shù)圓整為偶數(shù)
鏈傳動(dòng)的最大中心距
（4-5）
式中，——為中心距計(jì)算系數(shù)，1。
5 計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式
根據(jù)鏈速，由圖9-14選擇滴油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。
6 計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力
壓軸力近似取為
(4-6)
式中:——有效圓周力，N；
——壓軸力系數(shù)，水平傳動(dòng)。
7 鏈輪齒形
鏈條節(jié)距，齒數(shù)，套筒的最大外徑。
（1）鏈輪的齒槽形狀
尺側(cè)圓弧半徑
（4-7）
滾子定位圓弧半徑
（4-8）
滾子定位角
（4-9）
（2）鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸
分度圓直徑
(4-10)
齒頂圓直徑 (4-11)
(4-12)
齒根圓直徑 (4-13)
齒高 (4-15)
（3）鏈輪的結(jié)構(gòu)
小直徑的鏈輪可以制做成整體式的；中等尺寸的鏈輪可以制成孔板式的；大直徑鏈輪，經(jīng)常使齒圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。本次設(shè)計(jì)的鏈輪是大直徑，選用第三種結(jié)構(gòu)[6]。如圖4-1。
圖4-1 鏈輪的結(jié)構(gòu)
（4）鏈輪的材料
鏈輪齒輪要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。因?yàn)樾℃溳嗇嘄X的嚙合次數(shù)要比大鏈輪多，所受的沖擊也比較大，因此小鏈輪要采用比較較好的材料。
查表9-5選擇鏈輪的材料，鏈輪齒圈采用35CrMo,淬火、回火處理，熱處理后的硬度40~50HRC，鏈輪輪轂采用ZG310~570，淬火、回火處理，熱處理后的硬度40~50HRC。
4.3鏈傳動(dòng)的張緊
鏈傳動(dòng)張緊的作用，為了避免在鏈條的松邊垂度過(guò)大時(shí)，出現(xiàn)鏈條的振動(dòng)和嚙合不良的現(xiàn)象，也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。當(dāng)中心線與水平線的夾角大于時(shí)，通常設(shè)有張緊裝置[3]。
鏈條傳動(dòng)松弛的原因是運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)瞬時(shí)速度不均勻，高速時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；鏈條工作時(shí)，尤其是因?yàn)槟p伸長(zhǎng)以后，容易引起工振，因而需要增加張緊和減振裝置。
鏈傳動(dòng)的張緊可以采用下列方法：
(1)應(yīng)用調(diào)整中心距的方法張緊，對(duì)滾子鏈傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，中心距調(diào)整量可為2p。
(2)應(yīng)用縮短鏈長(zhǎng)方法張緊，當(dāng)傳動(dòng)沒(méi)有張緊裝置而中心距又不可能調(diào)整時(shí)，可用縮短鏈長(zhǎng)的方法，對(duì)因?yàn)槟p而伸長(zhǎng)的鏈條重新設(shè)置張緊[7]。
本設(shè)計(jì)中，中心距易調(diào)節(jié)，所以采用調(diào)節(jié)中心距的方法增設(shè)張緊裝置，裝置如圖所示4-2。
圖4-2 鏈傳動(dòng)的張緊裝置
4.4 軸的設(shè)計(jì)與校核
4.4.1 作用在鏈輪上的力
輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩
（4-16）
作用在鏈輪上的力
（4-17）
式中：——有效圓周力，N;
——離心力引起的拉力，N;
——懸垂拉力，N。
式中——垂度系數(shù) ，30；
q—— 鏈條單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，Kg/m。
（4-18）
徑向力，軸向力、方向如圖4-3所示。
圖4-3 空間載荷示意圖
4.4.2初步確定軸的最小直徑
軸的最小直徑為
（4-19）
選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)文獻(xiàn)[10]表15—3，取，于是得
對(duì)于的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大，則
輸入軸的最小直徑是安裝傳動(dòng)鏈輪的直徑，傳動(dòng)鏈輪的直徑為100mm，所以，軸的最小直徑取為。
4.4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸端采用軸端擋圈，雙螺釘擋圈，為防止擋圈松動(dòng)采用加圓柱銷(xiāo)鎖定軸端擋圈。鏈輪以軸肩定位，軸肩高度一般取為h=(0.07~0.1)d,d為與鏈輪配合處軸的直徑，取軸肩處直徑為135mm,根據(jù)裝夾模具裝置的尺寸，確定兩鏈輪的間距取為1974mm。用螺栓將鏈輪固定在軸上，防止鏈輪軸向移動(dòng)。
圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的強(qiáng)度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動(dòng)墊圈兩種形式。當(dāng)軸上兩零件間距離較大不宜采用套筒定位時(shí)，也常采用圓螺母定位[8]。
套筒定位的機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，定位不僅可靠，而且軸上不需要開(kāi)槽，也不需要切制螺紋和鉆孔，因此它不影響軸的疲勞強(qiáng)度，多用于軸上兩個(gè)零件間的定位。如果兩個(gè)零件間的距離比較大，套筒定位最好不用，防止套筒的重量增大。由于軸與套筒之間的配合相對(duì)而言較松，若軸的轉(zhuǎn)速高，則最好不用。
零件進(jìn)行周向定位的作用是防止軸上的零件與軸出現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的現(xiàn)象。一般周向定位的零件：鍵、緊定螺釘、銷(xiāo)和過(guò)盈配合等。
軸承選用的是圓錐滾子軸承3522（110×200×53），其基本尺寸為d×D×T=110×200×53,故安置軸承段的直徑d=110mm,右側(cè)采用軸肩進(jìn)行軸向定位，左側(cè)采用套筒固定。
逆止器（d×D×T=110×300×140）采用套筒進(jìn)行軸向定位，用圓柱銷(xiāo)進(jìn)行周向定位，確定該段軸直徑d=110。
傳動(dòng)鏈輪以軸肩定位，軸肩高度一般取為h=(0.07~0.1)d,d為與鏈輪配合處軸的直徑，取軸肩處直徑為110mm。
根據(jù)各個(gè)零件的寬度及定位尺寸，確定軸段的長(zhǎng)度，從左至右一次為280mm, 258mm, 1802mm, 258mm, 170mm, 140mm。到此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。三個(gè)鏈輪和逆止器與軸的周向定位均采用平鍵鏈接。為保證鏈輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇鏈輪與軸的配合依次為 、 。圓錐滾子軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。
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(jiàn)圖4-10。
圖4-4 軸上零件裝配與軸的結(jié)構(gòu)
4.4.4軸的載荷計(jì)算
1 受力分析
，，
式中:——有效圓周力，N;
——離心力引起的拉力，N;
——懸垂拉力，N。
式中——垂度系數(shù) ，30；
q—— 鏈條單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，Kg/m。
2 計(jì)算支反力
（1）垂直面支反力
圖4-5 垂直面載荷示意圖
由得
（4-20）
代入數(shù)據(jù)解得
根據(jù)平衡方程
（4-21）
代入數(shù)據(jù)解得
（2）水平面支反力
圖4-6 水平面載荷示意圖
由，得
（4-22）
代入數(shù)據(jù)解得
根據(jù)平衡方程
（4-23）
代入數(shù)據(jù)解得
（3）繪制轉(zhuǎn)矩彎矩圖
a.垂直面彎矩圖
C處彎矩 （4-24）
D處彎矩 （4-25）
b.水平面彎矩圖
C處彎矩 （4-26）
D處彎矩 （4-27）
c.合成彎矩圖
C處彎矩 （4-28）
D處彎矩 （4-29）
d.轉(zhuǎn)矩圖
圖4-7 水平面彎矩圖 圖4-8 垂直面彎矩圖
圖4-9 總彎矩圖 圖4-10 轉(zhuǎn)矩圖
表4-1 載荷匯總
載荷
H
V
支反力
N
彎矩M
N.mm
C
D
C
D
總彎矩M
N.mm
轉(zhuǎn)矩T
N.mm
4.4.5軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度
對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)，一般校核軸上承受彎矩和扭矩的截面（危險(xiǎn)截面C、D），的強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)[9]式15—5以及上表數(shù)據(jù)，現(xiàn)對(duì)截面C、D進(jìn)行校核。
C截面應(yīng)力計(jì)算
（4-30）
D截面應(yīng)力計(jì)算
（4-31）
已選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[3]表15—1查得，[]，和均小于335MPa。故軸的強(qiáng)度滿足要求。
4.5 倒?jié){裝置齒輪的選擇及校核
4.5.1選擇傳動(dòng)類(lèi)型、精度等級(jí)和材料
考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，及分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程的需要，選用齒輪和齒條傳動(dòng)，根據(jù)國(guó)標(biāo)GB∕T10085—1998，選用7級(jí)精度等級(jí)。
齒輪選用材料為40Cr，齒面調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS；齒條材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，兩者硬度差為40HBS。
結(jié)合裝夾裝置和整機(jī)各部分尺寸，并根據(jù)文獻(xiàn)[10]表11—2，均選用參數(shù)為：
模數(shù)，分度圓直徑，齒數(shù)，齒條齒數(shù)，齒輪變位系數(shù)，中心距，壓力角。
4.5.2校核
齒輪傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
齒輪傳動(dòng)的情況有高速、低速和重載、輕載之分。齒輪材料經(jīng)過(guò)不同的熱處理工藝，會(huì)使輪齒產(chǎn)生較脆或較韌的差別和齒面有較硬或較軟的差別。因?yàn)闊崽幚淼臈l件的不同，導(dǎo)致不同的失效形式出現(xiàn)在齒輪上。常見(jiàn)的齒輪傳動(dòng)的失效是齒輪的失效，而齒輪的失效形式有很多種，輪齒的折斷、齒面的磨損、齒面的點(diǎn)蝕、齒面的膠合、塑性變形等是常見(jiàn)的齒輪失效形式[11]。
根據(jù)齒輪的失效形式的特點(diǎn)，在實(shí)際情況下設(shè)計(jì)的齒輪，要有足夠的、相
應(yīng)的工作能力，防止在壽命期間內(nèi)失效。一般使用齒輪傳動(dòng)時(shí)，遵循兩個(gè)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別是保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度。
在齒輪傳動(dòng)中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和材料上的原故，齒輪的強(qiáng)度通常比齒條的強(qiáng)度低，所以失效常發(fā)生在齒輪上。所以對(duì)齒面進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。
1 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核
根據(jù)文獻(xiàn)[10]式10—6，齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式為
（4-32）
（4-33）
式中：——材料的彈性影響系數(shù)，單位
——嚙合齒面上嚙合點(diǎn)的綜合曲率半徑，mm。
——載荷系數(shù)，，其中為使用系數(shù)；為齒向載荷 分布系數(shù)，當(dāng)齒輪齒條傳動(dòng)在平穩(wěn)載荷下工作時(shí)，載荷分布不均現(xiàn)象將由于工作表面良好的磨合而得到改善，此時(shí)可取；當(dāng)載荷變化較大，或有沖擊、振動(dòng)時(shí)，可??；為動(dòng)載系數(shù)，由于傳動(dòng)一般較平穩(wěn)，動(dòng)載荷要比齒輪傳動(dòng)的小得多，故值可取定如下：對(duì)于精確制造，且齒輪圓周速度時(shí)，取 ；時(shí)，。
、[]——分別為齒面的接觸應(yīng)力與許用接觸應(yīng)力，單位。
（1）確定轉(zhuǎn)矩
齒輪齒數(shù)，估取效率，則
（2）確定載荷系數(shù)
因工作載荷較平穩(wěn)，故取載荷分布不均系數(shù)；根據(jù)文獻(xiàn)[18] 表11—5，選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)；則
（4-44）
（3）確定彈性影響系數(shù)
（4）確定許用接觸應(yīng)力[]
根據(jù)齒輪材料為40Cr，齒條齒面硬度>45HRC，根由文獻(xiàn)[10]圖10—7，按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞極限[]，齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限[]。
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（4-45）
壽命系數(shù)
則
（4-46）
帶入數(shù)據(jù)校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
（4-47）
故齒面接觸疲勞強(qiáng)度是滿足的。
2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核
根據(jù)文獻(xiàn)[10] 式10—13，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式為
（4-48）
式中 ——齒形系數(shù)；
——應(yīng)力校正系數(shù)；
、[]——齒根彎曲應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力，單位。
（1） 確定齒形系數(shù)
由文獻(xiàn)[11] 圖10—19中可查得齒形系數(shù) ，。
1）確定許用彎曲應(yīng)力[]
由文獻(xiàn)[18] 表11—8，查得齒輪許用彎曲應(yīng)力為。
壽命系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力
（4-49）
2）帶入數(shù)據(jù)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（4-50）
故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度是滿足的。
3 齒輪與齒條的主要參數(shù)與幾何尺寸
（1）齒輪
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
壓力角
齒輪齒厚
（2）齒條
齒輪中心線到齒條基準(zhǔn)線的距離
結(jié)論
本論文是在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，以日用陶瓷生產(chǎn)過(guò)程為研究對(duì)象，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的傳動(dòng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。主要的內(nèi)容和結(jié)論有：
(1)設(shè)計(jì)日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)；
(2)利用力學(xué)知識(shí)，對(duì)模具裝夾裝置進(jìn)行行在相同作用載荷下的應(yīng)變分析；
(3)日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動(dòng)可以協(xié)助完成陶瓷生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，不僅可以提高陶瓷的生產(chǎn)質(zhì)量，還可以提高生產(chǎn)效率；
謝辭
時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲，在這三個(gè)月的設(shè)計(jì)和分析的過(guò)程中，XXXX老師和XXXX老師給予我悉心的指導(dǎo)和極大的幫助。兩位老師在分析過(guò)程中，給我梳理分析的整體思路，給整個(gè)論文指明了方向。
XXXX老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)待工作一絲不茍，每當(dāng)我需要參考數(shù)據(jù)時(shí)，總是不厭其煩的幫我查找，他對(duì)待學(xué)術(shù)更是謹(jǐn)慎，對(duì)我的每個(gè)數(shù)據(jù)都進(jìn)行仔細(xì)的研究，直到得出合理的結(jié)果才讓其成為論文中的數(shù)據(jù)。XXXX老師的平易近人讓我和他溝通起來(lái)也很愉快。
XXXX老師是一位博學(xué)的老師，他精通理論和實(shí)踐，這次我的論文主要使用的機(jī)械設(shè)計(jì)理論知識(shí)。在設(shè)計(jì)分析的過(guò)程中，我總是遇到很多問(wèn)題，XXXX老師給了我很多指導(dǎo)，特別是在查找一些參數(shù)的時(shí)候，數(shù)據(jù)很難查到，為了得到和生產(chǎn)實(shí)際相一致的結(jié)果，XXXX老師親自帶領(lǐng)我其工廠實(shí)地考察。XXXX老師對(duì)待工作的態(tài)度，值得我去學(xué)習(xí)。
在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，兩位老師交給我的不僅是知識(shí)，更是對(duì)待工作，對(duì)待生活的態(tài)度。從兩位老師身上，我學(xué)到扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也懂得對(duì)待問(wèn)題要謹(jǐn)小慎微，去鉆研，去攻克。遇事從容不迫。做事要勤勤懇懇。他們也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，這些都是我在兩位老師身上得到的寶貴的財(cái)富。在此，我衷心地向兩位老師說(shuō)一聲：老師，謝謝您。
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