壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 或 11970985陶瓷滾壓成型機設(shè)計
摘 要
滾壓成型較刀壓成型機有很多優(yōu)點，滾壓成型的工具是滾頭。成型時，滾頭與泥料之間除了有相對滑動之外，主要還有相對滾動，而且滾壓成型的坯體質(zhì)量好，操作簡單。我主要負責(zé)陶瓷滾壓成型機的主軸系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計出完整的主軸系統(tǒng)，合理設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)、合理布置軸上零件、合理選擇出各個零件如：鍵、螺栓、電動機等、正確地設(shè)計出個零件如：帶輪、減速器、并進行適當(dāng)?shù)男：恕Ｔ撛O(shè)計需要熟練運用AutoCAD正確的畫出零件圖和裝配圖，并且需要熟練應(yīng)用多門機械方面的專業(yè)知識。該設(shè)計過程還需要查閱大量有關(guān)資料和文獻，并且了解有關(guān)陶瓷滾壓成型機的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：
主軸 螺栓 電動機 帶輪 減速器 圓螺母 鍵 軸承
ABSTRACTS
The rolling of taking shape compares the knife to press the shaper have many merits, the rolling of the tool which takes shape is the head. When taking shape, between rolls and the putty material besides has relatively skids, mainly also has relatively rolls, moreover when taking shape of the rolling pug’s quality well, and the operation is simple. My primary duty is to roll the shaper ceramics of the main axle system design, which is to design the integrity the main axle system according to designs the request, designs the axis on the structure reasonably, the reasonable arrangement axis of the components, chooses each components reasonably, for example: the key, the bolt, the electric motor and so on, correctly design components for example: the shoe, the reductive gear, and take on the suitable examination. This design needs skilledly and correctly to draw the detail drawing and assembly drawing to use AutoCAD, and needs skilledly to apply the multi- gates mechanical aspect of the professional knowledge. This design process also needs to consult the massive data and the literature pertinently, and to understand the present situation and the development tendency of the related ceramics rolling of the shaper.
Key words:
the main axle ; the bolt ;the electricical motor ;the belting pulley ;the reductive gear ; the rounding nut ; the key ;the bearing
目錄
第一章 陶瓷滾壓成型機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 3
1.1中國陶瓷業(yè)的現(xiàn)狀 3
1.1.1陶瓷業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的重要作用 3
1.1.2中國陶瓷業(yè)應(yīng)該由大變強 4
1.2中國陶瓷業(yè)的發(fā)展趨勢 4
1.2.1中國陶業(yè)在發(fā)展中遇到的問題 4
1.2.2中國陶瓷業(yè)應(yīng)該如何發(fā)展 5
第二章 陶瓷滾壓成型機在陶瓷業(yè)中的重要作用 5
2.1陶瓷滾壓成型的有關(guān)知識 5
2.2陶瓷滾壓成型機是陶瓷工業(yè)的重要組成部分 6
第三章 陶瓷滾壓成型機主軸系統(tǒng)軸及軸上各個部件的設(shè)計 6
3.1陶瓷滾壓成型機主軸系統(tǒng)的設(shè)計要求 6
3.2 陶瓷滾壓成型機主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
3.3 軸的材料 7
3.4陶瓷滾壓成型機主軸上其他標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計 8
3.4.1鍵及螺母、圓螺母、墊圈的選擇 8
3.4.2軸承的選擇 9
3.4.3彈簧的選擇 10
第四章 主軸系統(tǒng)上帶和帶輪的設(shè)計 10
4.1主軸上帶及帶輪的設(shè)計 10
4.2離合器的設(shè)計 12
第五章 蝸桿—蝸輪及蝸桿軸上帶及帶輪的設(shè)計 12
第六章 有關(guān)陶瓷滾壓成型機的工作原理 16
6.1陶瓷滾壓成型機的工作原理 16
6.2 陶瓷滾壓成型機的工作循環(huán)周期圖 16
總結(jié) 17
參考文獻： 18
致 謝 19
第一章 陶瓷滾壓成型機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.1中國陶瓷業(yè)的現(xiàn)狀
從近十幾年的陶瓷工業(yè)走向看，經(jīng)歷了上升、平移、下降的過程。合作競爭是中國陶瓷業(yè)未來有效發(fā)展之路。在全面競爭的態(tài)勢下，各大廠商憑借著各自的實力和資源，想方設(shè)法，加大市場操作力度，與競爭對手展開激烈的爭奪戰(zhàn)。競爭是不可或缺的，通過競爭不僅能促使各大廠商在比拼中共同前進，更可由此促使整個中國陶瓷業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展，從而使中國陶瓷業(yè)的經(jīng)濟總量和技術(shù)能力都能得到迅速的提高
1.1.1陶瓷業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的重要作用
目前，我國陶瓷產(chǎn)量已連續(xù)8年位居世界第一。2001年，我國日用陶瓷產(chǎn)量高達120億件，約占世界日用陶瓷總產(chǎn)量的70％，瓷磚產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的45％，衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的20％。2001年中國陶瓷出口規(guī)模與土耳其相比只相差幾千萬美元，從今年良好的出口勢頭來看，將超過土耳其的出口規(guī)模，成為位居意大利、西班牙之后的全球第三大陶瓷出口國?，F(xiàn)在我國陶瓷產(chǎn)品出口已擴展到世界七大洲近200多個國家與地區(qū)。尤其近年來，對美國、歐盟及東南亞市場出口形勢看好。此外，還打開了對大洋洲、尤其是南美洲及非洲地區(qū)國家的陶瓷出口。
我國陶瓷在發(fā)展過程中，形成了一批出口骨干產(chǎn)品。在對外出口陶瓷產(chǎn)品中，日用瓷出口產(chǎn)品已經(jīng)形成河北唐山、邯鄲、山東淄博、湖南醴陵、廣東潮州等一批出口瓷生產(chǎn)基地。像唐山的紅玫瑰骨質(zhì)瓷、邯鄲的釉中彩強化瓷、淄博的華光瓷等都已成為國際較知名的品牌。在建筑衛(wèi)生陶瓷出口方面，佛山的鷹牌、東鵬、新中源、新明珠；樵東蒙娜麗莎、鉆石以及唐山的惠達都在不斷提高出口的份額，正在成為我國建陶工業(yè)對外出口的骨干企業(yè)，發(fā)展勢頭迅猛。
1.1.2中國陶瓷業(yè)應(yīng)該由大變強
改革開放２０多年來是中國陶瓷發(fā)展最快，取得成效最為明顯的２０年，目前，中國已理所當(dāng)然地確定了陶瓷生產(chǎn)大國的地位，這是世界上任何國家所不能比擬的。據(jù)最新統(tǒng)計顯示，全世界每年衛(wèi)生潔具產(chǎn)量在２．２億至２．５億件（套），中國占其中５５００萬件（套）；墻地磚全世界年產(chǎn)５０億平方米，中國年產(chǎn)量在２５億平方米；按國家發(fā)展計劃要求市場年銷售量穩(wěn)定在２０億平方米，而我國的生產(chǎn)能力則在３０億平方米左右。從裝備水平看，我國已基本或完全實現(xiàn)了國產(chǎn)化，一條生產(chǎn)線用２０００萬元至３０００萬元便可拿下來，這比８０年代初單純依靠引進國外設(shè)備省下６０００萬至７０００萬元。有了自己生產(chǎn)設(shè)備的能力，也就有了２０多年來陶瓷工業(yè)的長足發(fā)展。作為有著悠久歷史的中國陶瓷業(yè)，如何應(yīng)對入世，中國陶瓷生產(chǎn)大國的地位不容置疑，面對入世挑戰(zhàn)，亟需提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高競爭力，實現(xiàn)由大向強的轉(zhuǎn)變。
1.2中國陶瓷業(yè)的發(fā)展趨勢
陶瓷業(yè)的發(fā)展就像是歷經(jīng)了 一場沒有硝煙的戰(zhàn)爭，充斥著輸與贏、勝與負甚至是生存與死亡。我們可以清楚地看到一大批實力強勁、創(chuàng)新意識強、品牌知名度高的陶瓷企業(yè)站穩(wěn)了腳跟，堅守住了自己的一塊陣地，整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸趨于合理與成熟；另一方面我們也同樣看到了價格戰(zhàn)的愈演愈烈，國外陶瓷企業(yè)的強勢入侵等。
1.2.1中國陶業(yè)在發(fā)展中遇到的問題
一個強大的行業(yè)需要一大批強大健康的企業(yè)群體來締造，一個強大健康的企業(yè)群體呼喚一大批具有國際競爭力的企業(yè)家和職業(yè)經(jīng)理人來管理。我國陶瓷業(yè)的優(yōu)勢在于成本較低，但在成本低、質(zhì)量優(yōu)的前提下，卻缺乏品牌知名度，那么國內(nèi)廠商在與客商討價還價之時就只能永遠在價格上受制于人。我國陶瓷業(yè)有如下問題：1.中國陶瓷工業(yè)的發(fā)展很不平衡，產(chǎn)區(qū)多集中在東部沿海地區(qū)。廣東、山東、福建、浙江4省，陶瓷產(chǎn)量占約全國總產(chǎn)量的近80％，衛(wèi)生陶瓷占約30％。而西部及內(nèi)蒙東部，東北內(nèi)陸地區(qū)，根據(jù)中國陶瓷發(fā)展戰(zhàn)略，今后陶瓷生產(chǎn)會通過橫向聯(lián)合、技術(shù)投入等手段向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。中西部地區(qū)也會由于經(jīng)濟的發(fā)展而大大刺激消費．但受總量控制、結(jié)經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)那種火熱的建陶市場勢頭；2．國內(nèi)陶瓷的主要市場仍是經(jīng)濟比較發(fā)達的華東地區(qū)和沿海省市以及富裕的農(nóng)村地區(qū)，不僅總耗量大，而且對中高檔以上產(chǎn)品的需求增長較快，尤其是對新穎、大規(guī)格、有特色、外裝飾效果好的產(chǎn)品更加青睞，市場看好；3．?dāng)U大出口。中國目前出口對象主要為東南亞各國、香港地區(qū)。1997年中國陶瓷出口額創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄，比上年增長了22.37％，1998年與1997年基本持平。香港是中國出口陶瓷最大消費地區(qū)。出口份額約占40％。如果在提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、增加產(chǎn)品的附加值和技術(shù)含量方面多做工作。下大力氣開拓歐美和非洲市場，擴大出口是有希望的；4．陶瓷產(chǎn)品屬勞動密集型產(chǎn)業(yè)，美、日、西歐等各發(fā)達國家，由于能源、資源、環(huán)境保護、勞動生產(chǎn)力等種種因素，致使生產(chǎn)成本增加。因此，有的國家降低了產(chǎn)量，擴大了進口。把建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，而在國內(nèi)大力發(fā)展高附加值的高技術(shù)陶瓷，這也給中國產(chǎn)品打入歐、美市場帶來機遇。
1.2.2中國陶瓷業(yè)應(yīng)該如何發(fā)展
只有民族的才是世界的，中國陶瓷要走向世界，不僅要在產(chǎn)品質(zhì)量上下功夫，更要在產(chǎn)品設(shè)計上進行變革和創(chuàng)新，將陶瓷產(chǎn)品與華夏民族悠久的藝術(shù)傳承與當(dāng)代的審美觀念結(jié)合起來，充分挖掘我國悠久燦爛的陶瓷文化，大打文化牌，扎根民族，博采眾長，創(chuàng)造出不僅外觀精美而且極具文化內(nèi)涵的、不僅有自己獨特的本色而且結(jié)合世界潮流的產(chǎn)品。?注重提升產(chǎn)業(yè)檔次。提升產(chǎn)業(yè)檔次是我國陶瓷工業(yè)擴大出口的重要依托。國內(nèi)陶瓷企業(yè)要根據(jù)市場需求，廣泛開展與國際著名陶瓷企業(yè)的聯(lián)系與合作，進一步加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，用高科技嫁接中國陶瓷工業(yè)，盡快實現(xiàn)裝備、技術(shù)和產(chǎn)品整體升級。下大力氣進行科研投入，培植一批科技含量高、市場競爭力強、經(jīng)濟效益好的企業(yè)和產(chǎn)品，提高中國陶瓷工業(yè)的整體實力和核心競爭力。
第二章 陶瓷滾壓成型機在陶瓷業(yè)中的重要作用
2.1陶瓷滾壓成型的有關(guān)知識
將泥料制成一定形磚和尺寸的坯體以供焙烤用的工藝稱為成型。滾壓成型又稱羅拉成型，是指成型時泥料受到滾壓和壓緊的力量作用，日常生活中就有類似這種方法的例子。例如，用木棍搟餃子皮就是通過木棍把面團延展開來的。
滾壓成型是在實在刀壓成型的基礎(chǔ)上演變過來的。這種方法是把扁平的塑刀便未尖錐形或圓臺形的回轉(zhuǎn)體——滾壓頭。成型時，旋轉(zhuǎn)著的滾壓頭，對以同方向旋轉(zhuǎn)著的模型中的泥料，進行一面滾壓一面壓緊的作用，將泥料延展開來。這種方法的優(yōu)點是：
（1）由于滾壓頭與泥料的接觸面積較大，在一定的轉(zhuǎn)速下，泥料受 可以使泥料的內(nèi)部維持原有的顆粒排列。因此，配踢得直密度較高，強度大，且結(jié)構(gòu)均勻，所以不易變形，而且針孔少。
（2）滾壓成型要求泥料的含水率較低。國內(nèi)一般為19%——24%，有利于減少變形和縮短干燥時間。
（3）滾壓頭由于經(jīng)常在轉(zhuǎn)動，故不易磨損，壽命長。
（4）便于實現(xiàn)機械化和自動化。從而減輕勞動強度，節(jié)約勞動力。
2.2陶瓷滾壓成型機是陶瓷工業(yè)的重要組成部分
陶瓷滾壓成型機，目前已經(jīng)具有很多先進的半自動和自動滾壓生產(chǎn)線。由于陶瓷滾壓成型機有很多較其它陶瓷機械優(yōu)越的特點，在日用陶瓷生產(chǎn)如：碗類、盤類等產(chǎn)品的加工。應(yīng)該說幾乎我們?nèi)粘Ｉ钪兴玫降娜沼锰沾僧a(chǎn)品有絕大部分使用陶瓷滾壓成型機所生產(chǎn)的，也正是由于陶瓷滾壓成型機的坯體質(zhì)量好、操作簡單，故而很早以前我國就很重視陶瓷滾壓成型機的制造和改進，并形成了一些先進的加工工藝和加工方法，在古代就有唐三彩之說，這充分證明了陶瓷業(yè)在我國的重要地位。而制造唐三彩古代加工簡單機械到現(xiàn)在的陶瓷滾壓成型機，正好見證了陶瓷滾壓成型機的發(fā)展。可以說陶瓷滾壓成型機是陶瓷工業(yè)大重要組成部分，陶瓷工業(yè)離不開陶瓷滾壓成型機。
第三章 陶瓷滾壓成型機主軸系統(tǒng)軸及軸上各個部件的設(shè)計
3.1陶瓷滾壓成型機主軸系統(tǒng)的設(shè)計要求
陶瓷滾壓成型機主要用于日用陶瓷生產(chǎn)。其原理是將塑性泥料滾壓成盤類、碗類產(chǎn)品。設(shè)計主軸系統(tǒng)是根據(jù)技術(shù)指標(biāo)計算校核轉(zhuǎn)軸的強度、電機功率，設(shè)計合理的傳動系統(tǒng)。該產(chǎn)品應(yīng)具有簡單可靠、成本低的特點。具體技術(shù)指標(biāo)為：6--10吋盤類產(chǎn)品。主要參數(shù)：主軸功率 N=5.5KW；主軸轉(zhuǎn)速 n =400--800rpm；主軸具有剎車急停裝置。設(shè)計該主軸系統(tǒng)需要先了解軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力設(shè)計，合理設(shè)計軸的形狀和尺寸，充分考慮周的加工工藝和受理等方面的需要。此外，設(shè)計該主軸系統(tǒng)需要對鍵的選擇有足夠的認識，根據(jù)軸的尺寸確定鍵的尺寸，該設(shè)計中所用的鍵多選用標(biāo)準(zhǔn)件；合理選擇軸承，根據(jù)所學(xué)的機械方面的知識，對軸承的選擇要考慮軸時間工作過程中的手里，在該主軸系統(tǒng)中主軸靠兩個軸承承載并有一定的沖擊，所以應(yīng)該選擇可以承受軸向力的深溝球軸承；根據(jù)所學(xué)的機械知識設(shè)計出主軸系統(tǒng)的主動輪和從動輪，并確定其各種尺寸；根據(jù)要求設(shè)計一個撥叉，靈活運用杠桿原理避免發(fā)生自鎖現(xiàn)象而使撥叉失去作用；根據(jù)傳動比合理選擇電動機型號；根據(jù)實際要求設(shè)計人性化的模座，既安全又方便可以提高生產(chǎn)效率；合理布置各種轉(zhuǎn)配尺寸。
3.2 陶瓷滾壓成型機主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
設(shè)計該陶瓷滾壓成型機的主軸系統(tǒng)，為便于實際操作，將主軸系統(tǒng)的總體高度設(shè)計成大約800mm。這既有利于工人師傅的搬運模座的，又有利于主軸系統(tǒng)的美觀。因為當(dāng)滾頭在加工完一個盤體時，會離開而不和模具接觸，這段時間工人師傅將模座搬下更換上新的模座，進入另一個加工循環(huán)周期。這樣的設(shè)計可以使工人師傅減輕疲勞，因為一般工人師傅的身高和主軸系統(tǒng)的高度有一個比較合適的高度差，利于長時間工作。和其他零件設(shè)計一樣，軸的設(shè)計包括結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作能力計算兩個方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是指根據(jù)軸上零件的安裝，定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理的確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計的重要內(nèi)容。軸的工作能力計算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度。這時只需要對軸的強度進行計算，以防止斷裂和塑性變形。而對剛度要求高的軸和受力大的細長軸，還應(yīng)進行振動穩(wěn)定性計算，以防止發(fā)生共振而破壞。
具體而言，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機器中的安裝形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布狀況；軸的加工工藝等。考慮到受力和加工工藝等方面，將軸加工成階梯軸。如圖1所示，軸的上端設(shè)計成螺紋形式，利用螺母將模座檸住。一方面，利用螺母可以很方便的換下模座，節(jié)省加工時間；另一方面，螺母定位安全性較高，便于加工。為了將模座周向定位須在軸的第一個階梯上挖一個鍵槽。為了將模座實現(xiàn)上下定位，將軸設(shè)計成上端螺母擰上定位，模座的下端為了實現(xiàn)上下定位，將軸設(shè)計成一個短階梯，直接用軸把模座的下端定位。為了實現(xiàn)模座的周向定位，在模座和軸聯(lián)結(jié)的地方設(shè)計一個鍵，以防止模座和軸之間有相對運動，以實現(xiàn)軸和模座的周向定位。考慮到周的受力和加工工藝的需要，在該階梯軸的下方在設(shè)計一個階梯，該階梯軸的直徑為55，在該階梯軸的下方設(shè)計一個小的階梯，以實現(xiàn)軸的定位。從整體來說，整個主軸系統(tǒng)的所有質(zhì)量都靠兩個軸承來承擔(dān)。如圖所示，在此軸承處，設(shè)計一個軸承座，如圖所示，將軸承座用兩個螺栓定在機架上。此處，兩個螺栓用標(biāo)準(zhǔn)件M12。
了防止軸上零件在受力時發(fā)生沿著軸向或軸向的相對運動，軸上零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。軸上零件的軸向定位是以軸肩、套筒、軸端擋圈、軸承端蓋、圓螺母來實現(xiàn)的。軸肩分為定位軸肩，和非定位軸肩兩大類。利用軸肩定位是最可靠的方法，但采用軸肩就必然會增加軸的直徑，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩定位多用于軸向力較大的的場合軸肩定位的高度一般為（0.007-0.1d）,d是與零件相配處的軸的直徑.如圖所示，模座下方就是用的定位軸肩來實現(xiàn)模座的定位。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其一般是為了考慮軸的受力和加工工藝而設(shè)計的，如模座下方的第一個軸肩。
3.3 軸的材料
軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用扎制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。
由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸應(yīng)用尤為廣泛，其中常用的是45鋼。
由于合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能。因此，在傳動大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。
必須指出的是：在一般的工作溫度下（低于200攝士度），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不大，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據(jù)的是強度和耐磨性，而不是軸的彎曲強度和扭轉(zhuǎn)強度。但也應(yīng)注意，在即定的條件下，有時也可選擇強度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。
各種熱處理（如高頻淬火、滲氮，滲碳、氰化等）以及表面強化處理，對提高軸的抗疲勞強度都有顯著的效果。
根據(jù)本次設(shè)計設(shè)備上的軸工作情況，我們所選材料也是45鋼，然后經(jīng)過熱處理即可。
3.4陶瓷滾壓成型機主軸上其他標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計
該陶瓷滾壓成型機主軸系統(tǒng)上需要布置鍵、螺母、圓螺母、墊圈、軸承、彈簧、軸承座、帶輪等零件。主軸系統(tǒng)各個零件的布置和選擇對主軸系統(tǒng)的承受能力等方面起著至關(guān)重要的作用。很多零件對該主軸系統(tǒng)能起到軸向定位或者周向定位等作用，因此主軸系統(tǒng)上零件的選擇和設(shè)計是該次畢業(yè)設(shè)計的一個重要方面。
3.4.1鍵及螺母、圓螺母、墊圈的選擇
鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件，通常用來實現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導(dǎo)向。鍵聯(lián)結(jié)的類型主要有：平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。該主軸系統(tǒng)中如圖所示的鍵連接選用普通平鍵連接。普通平鍵連接的結(jié)構(gòu)型式是鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時靠鍵和鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩，鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間留有間隙 。平鍵連接有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性較好等優(yōu)點，故而在工程中得到廣泛應(yīng)用。這種鍵連接不能承受軸向力，因而對軸上零件不能起到軸向定位的作用。普通平鍵按構(gòu)造分，有圓頭(A型)、平頭(B)、單圓頭(C)三種。該主軸系統(tǒng)選用圓頭(A型)，該種類型的鍵宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中軸向固定良好。缺點是鍵的頭部側(cè)面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而間的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。
螺母是螺紋聯(lián)接的一種標(biāo)準(zhǔn)件，它要求作為緊固件用，要求保證聯(lián)接強度，有時還要求緊密性。根據(jù)螺母厚度不同，分為標(biāo)準(zhǔn)的和薄的兩種。薄螺母常用于受剪力的螺栓上或者空間尺寸受限制的場合。該主軸系統(tǒng)空間尺寸不受限制并且不受剪力，因而選用標(biāo)準(zhǔn)六角螺母。如圖所示，主軸的上方用六角螺母實現(xiàn)模座的上方軸向定位，該六角螺母根據(jù)軸的尺寸選用M55的螺母，和該六角螺母配合的墊圈尺寸為Φ=155，Φ2=75，h=2的墊圈。主軸下方用來實現(xiàn)實現(xiàn)彈簧定位的螺母選用M40的普通標(biāo)準(zhǔn)六角螺母。
圓螺母與螺母相似也是一種螺紋聯(lián)接的標(biāo)準(zhǔn)件。圓螺母常與止動墊圈配用，裝配時將墊圈內(nèi)舌插入軸上的槽內(nèi)，而將墊圈的外舌嵌入圓螺母的槽內(nèi)，螺母即被鎖緊。如圖所示，主軸上方的兩個軸承下方均用圓螺母定位，其主要作用是實現(xiàn)軸承內(nèi)圈的定位。軸承外圈靠軸承座實現(xiàn)軸向固定。根據(jù)軸的尺寸，上方的圓螺母選用M50x1.5規(guī)格的，下方的圓螺母選用M45x1.5規(guī)格的。
3.4.2軸承的選擇
根據(jù)軸承重摩擦性質(zhì)的不同，可以把軸承分為滑動軸承分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤滑和維護都很方便，因此該主軸系統(tǒng)選用滾動軸承。滾動軸承有很多類型，如：向心軸承，推力軸承和向心推力軸承。由于該主軸系統(tǒng)主要承受來自滾壓頭的軸向力和有一定的轉(zhuǎn)速，所以根據(jù)設(shè)計要求和軸的布置方式選用能同時承受徑向力和和軸向力的角接觸球軸承，這是因為角接觸球軸承還可以單獨承受軸向力。角接觸球軸承的代號有基本代號，前置代號和后置代號組成，用字母和數(shù)字表示。而基本代號是用來表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列和類型，滾動軸承的內(nèi)徑用基本代號尤其第一二位數(shù)字表示，直徑系列（即結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列）用基本代號右起第三位數(shù)字表示。直徑的系列號有7、8、9、0、1、2、3、4和5，對應(yīng)于相同內(nèi)徑軸承的外徑尺寸依次遞增。寬度系列用基本代號右起第四位數(shù)字表示。軸承類型帶好用基本代號右起第五位數(shù)字表示。根據(jù)軸的尺寸主軸上的上面的軸承選用7210C，該代號表示該軸承的基本尺寸如下：d=50,D=90,B=20；下方軸承選用7209C，該軸承的基本尺寸如下：d=45,D=85,B=19；C表示接觸角α=15o。
與軸承7210C配合的軸承座選用標(biāo)準(zhǔn)件SN210,該代號表示該軸承座的基本尺寸為d=50mm,d2=60mm,D=90mm,與軸承7209C配合的軸承座選用標(biāo)準(zhǔn)件SN209該代號表示該軸承座的基本尺寸為d=45mm,d2=55mm,D=85mm。
減速器上的兩個軸承選用7208C，該代號表示該軸承的基本尺寸為：d=40,D=80,B=18。和上面軸承所不同的事，該軸承是成對使用的，兩個軸承的內(nèi)圈用套筒定位，外圈用減速器的機體定位。套筒定位結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的強度。此套筒選用Φ40，厚度為5mm。
3.4.3彈簧的選擇
彈簧是一種彈性元件，它可以在載荷作用下產(chǎn)生較大的彈性變形。該主軸系統(tǒng)設(shè)計過程中，由于設(shè)計離合器和制動撥叉的需要，需選用一個圓柱螺旋彈簧在主軸滾壓成型時把主軸系統(tǒng)頂?shù)揭还潭ㄎ恢煤蜐L壓頭接觸進行滾壓成型。，由于硅錳彈簧鋼中加入了硅，故可以顯著提高彈性極限，并提高了回火穩(wěn)定性，因而可以在更高的溫度下回火，從而得到良好的力學(xué)性能，因此該彈簧選用硅錳彈簧鋼制造的圓柱螺旋彈簧。該壓縮彈簧的基本尺寸位d=50,中徑D=55,有效圈數(shù)n1=8，自有高度H。=20。核撥叉相連的彈簧選用一個d=10,中徑D=14,有效圈數(shù)n1=20，自有高度H。=5的拉伸彈簧。
第四章 主軸系統(tǒng)上帶和帶輪的設(shè)計
4.1主軸上帶及帶輪的設(shè)計
設(shè)計V帶輪時應(yīng)該滿足如下要求：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損，各槽的尺寸和精度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻。帶輪的材料主要是鑄鐵，該設(shè)計選用HT200，帶輪的結(jié)構(gòu)選用孔板式。帶的選擇主要是根據(jù)Pca，n選擇帶的類型。該設(shè)計中的B帶的基本尺寸為：bp=14mm,b=17mm,h=10.5mm,截面面積A=138mm2。
4.1.1 主軸的帶輪及帶的設(shè)計
根據(jù)機械設(shè)計手冊查詢選電動機型號Y100L1-4 該電動機的額定功率為2.2kw，轉(zhuǎn)速n＝1420Ｈmin，質(zhì)量m＝34kg．主軸轉(zhuǎn)速選定微10rpm，假設(shè)該滾壓成型機的主軸系統(tǒng)一天運轉(zhuǎn)時間＜10h，傳動比為i=2;
設(shè)計過程；
1. 確定計算功率
查機械設(shè)計課本表8-6知工作情況系數(shù)kＡ＝1.1，故Pca=KAP=1.1x2.2=2.42kw
2. 選取帶的帶型
根據(jù)Pca，n由圖8-8確定選用B 型帶
3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由表8-3和表8-7取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1=130mm
根據(jù)式（8-15），從動輪基準(zhǔn)直徑dd2
dd2=idd1=2X130mm=260mm
根據(jù)表8-7，取dd2=285.5mm
按式（8-13）驗算帶的速度
V=pdd1n1/60X1000=pX130X1420/(60X1000)=9.66m/s
帶的速度合適 ．
4.計算B帶的包角 由式子（8-6）得
a＝180－[（ｄｄ２－ｄｄ１）X57.5]/a＝180o－[（260－130）]X5705＝164o＞120，主動輪上的包角合適．
5. 確定B 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距
根據(jù)0.7（dd1+dd2）
45HRC,可以從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力為 [sH]’=268ＭＰa 。 .
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60jn2lh=60X1810X12000=720000;壽命系數(shù) ＫＨＮ＝0.8134．
６）計算中心距
取中心矩a=160mm，因i=60,從表11-2中查得m=4mm;蝸桿分度圓直徑d1=71mm.這時d1/a=71/160=0.44375,從圖11-18中可查得接觸系數(shù)Zr’=2.74，因為Zr’〈Zr，因此以上結(jié)果可以用。
4. 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸
1） 軸向齒距Pa=25.133mm;直徑系數(shù)q=17.75;齒頂圓直徑dd1=d1+2Xham=71+2X1X4=79mm;df=55mm;分度圓導(dǎo)程角g=313’28”；蝸桿軸向齒厚sa=1/2XpX4=6.28mm.
2） 蝸輪
蝸輪齒數(shù)Z =62 ;
驗算齒輪傳動比 i = Z2/Z1 =60,傳動比符合要求；
蝸輪分度圓直徑 d2 = mxZ2 =4x62= 248;
蝸輪喉圓直徑 da2 = d2+2ha=256;
蝸輪齒根圓直徑 df2= d2-2hf2=238.2;
蝸輪咽喉母圓半徑 rg2 =a-(1/2)xd2 =36;
5. 2蝸桿軸上帶輪的設(shè)計
選定電動機型號Y90L-4,額定功率為P=1.5KW,轉(zhuǎn)速n1=1400r/min,電動機質(zhì)量m=27Kg,傳動比 i=2.33.
1. 確定計算功率Pca
查機械設(shè)計課本表8-6知工作情況系數(shù)kＡ＝1.1，故Pca=KAP=1.1x1.5=2.65kw
2. 選取帶的帶型
根據(jù)Pca，n由圖8-8確定選用B 型帶
3. 確定帶輪基準(zhǔn)直徑
由表8-3和表8-7取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1=130mm
根據(jù)式（8-15），從動輪基準(zhǔn)直徑dd2
dd2=idd1=2.33X130mm=302mm
根據(jù)表8-7，取dd2=285.5mm
按式（8-13）驗算帶的速度
V=pdd1n1/60X1000=pX130X1400/(60X1000)=9.796m/s
帶的速度合適 ．
4.計算B帶的包角 由式子（8-6）得
a＝180－[（ｄｄ２－ｄｄ１）X57.5]/a＝180o－[（302－130）]X57.5＝158.21o＞120o.
主動輪上的包角合適．
5. 確定B 帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距
根據(jù)0.7（dd1+dd2）
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