鋼坯火焰清理機(jī)的設(shè)計(jì)—總體方案設(shè)計(jì)及總體裝配【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】

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帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5 減速器設(shè)計(jì)6 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算 6.1 鏈傳動(dòng)方案確定 6.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 6.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.3.1 主、從動(dòng)輪設(shè)計(jì) 6.4 鏈的校核 6.5 刮板鏈設(shè)計(jì) 6.6 鏈輪軸的設(shè)計(jì) 6.6.1 各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 6.6.2 6.7 軸的校核 6.8 軸承的校核 6.9 鍵的選擇和校核7 排屑裝置箱體的設(shè)計(jì)8 排屑裝置的保養(yǎng)與維護(hù) 8.1 排屑裝置的保養(yǎng) 8.2 排屑裝置的維護(hù)結(jié)論參考文獻(xiàn)致謝緒論1.1 本課題研究目的與意義 自動(dòng)排屑裝置的主要作用是將鐵屑從加工區(qū)域排出到指定區(qū)域，另外，鐵屑中往往混合著各種加工雜物，排屑裝置要對(duì)各種形態(tài)的廢屑進(jìn)行自動(dòng)排出，所以，自動(dòng)排屑裝置組要應(yīng)用于高效率的機(jī)械。1.2 本課題國內(nèi)外發(fā)展概況自動(dòng)排屑裝置，是隨著機(jī)加工的發(fā)展而發(fā)展的。但是長期以來，重主機(jī)，輕配套的狀況使得自動(dòng)排屑裝置處理技術(shù)及設(shè)備發(fā)展遲緩。80年代開始，重主機(jī)，輕配套的狀況引起了各行業(yè)的注意，促使自動(dòng)排屑裝置處理技術(shù)及設(shè)備在此后的20多年里得到長足的發(fā)展?，F(xiàn)在常見的排屑裝置有以下幾種：1、 平板鏈?zhǔn)脚判佳b置平板鏈?zhǔn)脚判佳b置以滾動(dòng)鏈輪牽引鋼制平板在封閉箱中運(yùn)轉(zhuǎn)，切屑用鏈帶帶出。這種裝置在數(shù)控車床使用時(shí)要與機(jī)床冷卻箱合為一體，以簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)。2、 刮板式排屑裝置刮板式排屑裝置的傳動(dòng)原理與平板鏈?zhǔn)脚判佳b置基本相同，只是鏈板不同，帶有刮板鏈板。這種裝置常用于輸送各種材質(zhì)的短小切屑，排屑能力較強(qiáng)。3、 螺旋式排屑裝置 該裝置是采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動(dòng)安裝在溝槽中的一根長螺旋桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。數(shù)控機(jī)床螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，溝槽中的切屑即由螺旋桿推動(dòng)連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，最終排人切屑收集箱。螺旋桿有兩種形式，一種是用扁型鋼條卷成螺旋彈簧狀，另一種是在軸上焊上螺旋形鋼板。它主要用于輸送金屬、非金屬材料的粉末狀、顆粒狀和較短的切屑。這種裝置占據(jù)空間小，安裝使用方便，傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，故障率極低，尤其適于排屑空隙狹小的場(chǎng)合。螺旋式排屑裝置結(jié)構(gòu)簡單，排屑性能良好，但只適合沿水平或小角度傾斜直線方向排屑搖臂鉆床，不能用于大角度傾斜、提升或轉(zhuǎn)向排屑。1.3 自動(dòng)排屑裝置的發(fā)展趨勢(shì) 2 系統(tǒng)總體方案確定2.1 設(shè)計(jì)思想本課題是以及其經(jīng)濟(jì)性好，人性化設(shè)計(jì)，可靠性高，壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，易于維修等為設(shè)計(jì)思想2.2 初選電機(jī)減速器系統(tǒng)反感（a）為帶轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪-渦桿減速器系統(tǒng) （b）為帶傳動(dòng)-二級(jí)圓柱圓錐減速器系統(tǒng) （c）為聯(lián)軸器-二級(jí)圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) （d）為帶傳動(dòng)-二級(jí)圓柱斜齒輪減速器系 圖2.1 電機(jī)減速器系統(tǒng)方案方案評(píng)價(jià)：（a） 方案為整體布局最小，傳動(dòng)平穩(wěn)，而且可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，但是由于渦輪渦桿效率低，功率損失大，很不經(jīng)濟(jì)。（b）方案布局比較小，但是圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。（c）方案中減速器選擇合理，但本設(shè)計(jì)是用于自動(dòng)排屑系統(tǒng)裝置，工作速度很低，使用聯(lián)軸器不利于減速，會(huì)增加減速器的成本，不夠經(jīng)濟(jì)。最終確定方案為（d）方案。該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：該工作機(jī)有輕微震動(dòng)，由于V帶有緩沖吸震能力，采用V帶傳動(dòng)能減小震動(dòng)帶來的影響，而且利于減速，還能起過載保護(hù)的作用，并且該工作機(jī)屬于小功率，載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結(jié)構(gòu)，并且價(jià)格便宜，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，大幅度降低成本。減速器部分兩級(jí)展開式圓柱齒輪減速，這是兩級(jí)減速器中應(yīng)用最廣泛的一種，齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱，要求軸具有較大的剛度，高速及齒輪常布置在遠(yuǎn)離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻現(xiàn)象。電動(dòng)機(jī)部分為Y系列三相交流，異步電動(dòng)機(jī)?？傮w來講，該傳動(dòng)方案滿足工作機(jī)的性能要求，使用工作條件，工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動(dòng)效率高。2.3輸送外傳動(dòng)系統(tǒng)的確定（a）帶傳動(dòng)（b）履帶傳動(dòng)（c）鏈傳動(dòng)方案評(píng)價(jià)：（a）方案成本較低，但是防腐蝕性不強(qiáng)。（b）履帶主要用在坦克等觸地設(shè)備，在此處用履帶傳動(dòng)很不經(jīng)濟(jì)。（c）方案中鏈傳動(dòng)選擇合理。最終確定方案為（c）方案該方案的優(yōu)缺點(diǎn)：鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比精確，傳動(dòng)效率高，鏈傳動(dòng)對(duì)軸的作用力較小，鏈傳動(dòng)尺寸較緊湊，鏈傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的使用能力較強(qiáng)，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調(diào)節(jié)量較小。2.4總體方案的確定方案為：電動(dòng)機(jī)帶傳動(dòng)減速器鏈傳動(dòng)如下圖：圖2.2 系統(tǒng)總體方案3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇3.1 電動(dòng)機(jī)類型選擇 根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用交流電機(jī)，Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)3.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 根據(jù)鏈傳輸機(jī)結(jié)構(gòu)的布置由已知條件鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承受的鐵屑質(zhì)量為為此排屑的質(zhì)量，即為2.28（最大板寬度）*4（最大版長度）*0.01（平均每次清理厚度）*7.85*1000（普通剛的的密度）=716KG的鐵屑，即7016N（取G=9.8），取3000， 鏈的傳動(dòng)速度為（燒嘴速度為V=8M/MIN,每次清理寬度為100mm，所以清理一面的時(shí)間為（2.28*10*4）/8=11.4min，取12MIN，搜所以每12分鐘便有2806.72N鐵屑排出，假設(shè)一次清理的鐵屑分連詞排出，算的6min/次，總行程為3.6M，3.6/6=0.6M/MIN，由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還受鏈條摩擦力f和刮板的重力分量F1。由上述可知總的載荷為F=f+F1+3000設(shè)所選鏈型號(hào)為48A，P=76.2MM,單排質(zhì)量Q=22.6KG/M，總長度為10M，刮板尺寸為500mm*300mm*10,選用普通碳素鋼密度為7.85，相鄰刮板之間的距離為五個(gè)節(jié)距88.9*6=533.4MM，F(xiàn)1約為2193N，f約為5880NF=5880+2193+7016=15089則工作機(jī)有效功率為P=F*V=15089*0.01=0.151KW由已知條件得電動(dòng)機(jī)有效功率為Pd=P/，式中為系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率電動(dòng)機(jī)到鏈傳動(dòng)總的傳動(dòng)效率為=1*2（平方）*3（六次方）*4*5式中：1為V帶傳動(dòng)效率，2為閉式齒輪的傳動(dòng)效率，3為圓錐滾子軸承的傳動(dòng)效率，4為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，5為鏈傳動(dòng)效率查表：1=0.95 2=0.97 3=0.98 4=0.99 5=0.96 代入上式：=0.723 所以電動(dòng)機(jī)的有效功率Pd=p/=0.209KW所選電動(dòng)機(jī)的額定功率必須滿足PePd3.4 確認(rèn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為：Nw=V*60*1000/Z1*P=11.04 選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y2-90S-8,同步轉(zhuǎn)速為750r/min,對(duì)應(yīng)額定功率為0.37KW，外伸軸直徑24mm 方案電機(jī)機(jī)型號(hào)額定功率(KW)同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）總傳動(dòng)比i1Y2-90S-80.37750700654，V帶的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 傳動(dòng)比的分配1.計(jì)算總的傳動(dòng)比：i=Nm/Nw=715/11=652.傳動(dòng)比的分配：i1=3,i2*i3=i/i1=21.663.雙極斜齒圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為54.低速級(jí)傳動(dòng)比：i3=4.334.2 各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：N1=715/3=238.33R/MIN功率：P1=Pd*4=0.209*0.95=0.199KW扭矩：T1=9550P1/N1=9550*0.199/238.33=7.97N。M轉(zhuǎn)速：N2=238.33/5=47.67R/MIN功率：P2=P1*2*3=0.199*0.97*0.98=0.189KW扭矩：T2=9550P2/N2=9550*0.189/47.67=37.86N。M轉(zhuǎn)速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率：P3=P2*2*3=0.189*0.97*0.98=0.180KW扭矩：T3=9550P3/N3=9550*0.180/11.01=156.13N。M轉(zhuǎn)速：N4=N3=11.01R/MIN功率：P4=P3*1*5=0.180*0.99*0.96=0.17KW扭矩：T4=9550P4/N4=9550*0.17/11.01=147.46N。M表1.1各軸的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)軸號(hào)轉(zhuǎn)速（r/min）功率（KW）扭矩（N.M）1238.330.1997.97247.670.18937.86311.010.180156.13411.010.17147.464.3 帶傳動(dòng)方案的確定外傳動(dòng)帶選為普通V帶傳動(dòng)1. 確定計(jì)算功率：Pc a(1)查文獻(xiàn)得工作情況系數(shù)KA=1.2（2）Pca=KA*P=1.2*0.151=0.18122.選擇V帶型號(hào)選A形V帶4.4帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1，確定帶輪尺寸d1,d2（1）根據(jù)帶輪要求去小帶輪尺寸為d1=160mm d 1/2H=82.5(電機(jī)中心高符合要求)（2）驗(yàn)算帶速 求得：V=n1*d1/(60*1000)=715*3.14*160/60000=5.99m/s（3）從動(dòng)帶輪尺寸 d 2=i*d1=3*160=480mm確認(rèn)中心距（1） 初定中心距a和帶長Ld 0.7(d1+d2)a02(d1+d2)448a01204.確定V帶根數(shù)ZZPca/(P0+P)KKlP0為單根V帶的基本額定功率，p0為I1是單根V帶額定功率增量，Kl為帶長修正系數(shù)，Ka為小帶輪包角系數(shù)P0=1.51 p0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13代入得Z=25.確定單跟初拉力F0F0=500*Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N查表的q=0.1kg/m6.計(jì)算對(duì)軸的壓力FpFp=2ZF0sin(1/2)=2*2*16.37*sin(159.86/2)=64.474.5帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 小帶輪的設(shè)計(jì)因?yàn)樾л喕鶞?zhǔn)直徑d1=160300故可采用輪輻式帶輪寬：B=（Z-1）e+2f=(2-1)*15+2*10=35mm輪轂寬：L=（1.5-2）d=1.8*60=108輪轂外直徑：d1=1.9d=114mm帶輪外徑：da=dd+2ha=480+2*2.75=485.5輪緣寬：=8mm基準(zhǔn)線下深槽：10mm由以上數(shù)據(jù)，大帶輪結(jié)構(gòu)簡圖如下：6.鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的計(jì)算6.1 鏈傳動(dòng)方案的確定6.2 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1， 選擇從動(dòng)鏈輪齒數(shù)取傳動(dòng)比為i=1 取Z2=292， 選擇主動(dòng)鏈輪齒數(shù)Z1=iZ2=1*29=29120 故合理3，確定計(jì)算功率已知鏈傳動(dòng)工作平穩(wěn)，設(shè)計(jì)功率為Pd=KaP/KzKm=1*0.151/1.579*1=0.096kw式中：P-傳遞功率KV Ka-工礦系數(shù)，取Ka=1.0Kz-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取Kz=1.579Km-多排鏈排數(shù)系數(shù)，去Km=14.鏈條節(jié)距選用根據(jù)設(shè)計(jì)功率Pd(取Pd=P0)和小鏈輪轉(zhuǎn)速n1,選用56B號(hào)鏈條，查表節(jié)距P=88.9,設(shè)鏈長10M5.計(jì)算鏈輪尺寸D1=P/（sin180/Z1）=88.9/sin(180/29)=822.4mmD2= P/（sin180/Z2）=88.9/sin(180/29)=822.4mm6.初定中心距中心距暫取3540（根據(jù)漏斗長決定）7，鏈條長度及鏈長節(jié)速鏈長：L=10M鏈條節(jié)數(shù)：Lp=L/P=10000/88.9=112.49元整偶數(shù)節(jié)，取Lp=114鏈速：V=Z1N1P/60*1000=29*11.04*88.9/（60*1000=0.470.6m/s屬于低速運(yùn)動(dòng)6.3 鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸6.3.1 主、從動(dòng)輪設(shè)計(jì)1.鏈輪材料和工藝 鏈輪材料為45鋼，硬度為40-50HBS。工藝為：2.鏈輪的結(jié)構(gòu)和尺寸由前面設(shè)計(jì)可知D1=D2=822.4 P=88.9 Z1=Z2=29鏈輪結(jié)構(gòu)如下： 鏈輪結(jié)構(gòu)簡圖輪轂厚度：h=K+Dk/6+0.01d=9.5+220/6+0.01*822.4=54.4mm 由于d=822.4 K取9.5輪轂長度：L=3.3h=3.3*54.4=179.5mm輪轂直徑：Dh=Dk+2h=220+2*54.4=328.8mm齒寬Bf1=0.93*b1=49.6mmB1為內(nèi)鏈節(jié)寬度齒側(cè)倒角：Ba=0.13p=0.13*88.9=11.56mm齒側(cè)半徑：Rx=P=88.9mm齒全寬：Bfn=(n-1)Pt+Bf1=49.6mm3， 基本參數(shù)和主要尺寸分度圓直徑：D1=D2=822.4mm齒頂圓直徑：Da max=d+1.25p-d1=822.4+1.25*88.9-53.98=879.545式中：d1-滾子直徑 查表得d1=53.98 Da min=d+p(1-1.6/Z)-d1=822.4+88.9*（1-1.6/29）-53.98=852.42mm 取Da=866.0mm齒根圓直徑：Df=D-D1=822.4-53.98=768.42mm分度圓弦齒高：Ha max=(0.652+0.8/Z)p-0.5d1=31.02mm Ha min=0.5（p-d1）=17.46 取Ha=24.24mm最大齒跟距高：Lx=dcos90/Z-d1=822.4*cos(90/29)-53.98=767.21mm齒輪凹緣直徑：dg=Pcot180/Z-1.04h2-0.76=4.鏈輪公差 查表得齒表面粗糙度：Ra=6.3um齒根圓極限偏差 量柱測(cè)量距極限偏差：由于:Df=768.42mm查表得：上偏差0，下偏差h11量柱測(cè)量距：Mr=dcos90/Z+dr=822.4*cos(90/29)+53.98=875.17mm dr=d1式中：dr-量柱直徑，DR=D1,量柱技術(shù)要求為：極限偏差為：上片車+0.01，下偏差：0；表面粗糙度Ra=1.6um；表面硬度為：55-60HRC。鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動(dòng)量：不能超過max(0.008df+0.08,0.15)=0.15軸孔到鏈輪齒側(cè)平直部分的斷面跳動(dòng)量：不能超過max(0.009df+0.08,0.14)=0.14孔徑：H8齒寬：H14 6.4 鏈的校核12