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分 類 號
密 級
寧寧波大紅鷹學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
所在學(xué)院
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指導(dǎo)老師
年 月 日
誠 信 承 諾
我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）《半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋，若有不實(shí)，后果由本人承擔(dān)。
承諾人（簽名）：
年 月 日
摘 要
薄刀分紙機(jī)是一種紙板分切機(jī)械, 采用薄刀分切（厚度僅為1mm左右）、設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)砂輪磨削，保持刀刃鋒利，使分切的紙板平滑整齊；紙板通過預(yù)壓、分切后再經(jīng)過壓線來完成產(chǎn)品要求，壓痕不出現(xiàn)裂痕現(xiàn)象；已廣泛應(yīng)用于瓦楞紙板分切、瓦楞紙板生產(chǎn)線半自動(dòng)、自動(dòng)化作業(yè)領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：薄刀分紙機(jī)，薄刀分切，瓦楞紙板
III
Abstract
Thin knife paper machine is a kind of cardboard cutting machine, using thin knife cut ( the thickness of only about 1mm ), equipped with automatic, manual grinding, keep blade sharp, make cutting paper smooth and tidy; paperboard by preloading, cut after the line to complete the product requirements, indentation does not appear cracking; has been widely applied to cut corrugated cardboard, corrugated cardboard production line of semi-automatic, automatic operation field.
Key Words: Thin knife paper machine, thin knife slitting, corrugated cardboard
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒論 1
1.1 薄刀分紙機(jī) 1
1.2提升機(jī)構(gòu)的簡介 1
1.3提升機(jī)構(gòu)的用途和發(fā)展概況 2
1.4 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 4
1.5設(shè)計(jì)參數(shù) 4
第2章 提升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 5
2.1 動(dòng)力系統(tǒng)選擇依據(jù) 5
2.2 常見機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用 5
2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 8
第3章 蝸輪減速器設(shè)計(jì) 9
3.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 9
3.2確定傳動(dòng)裝置效率 9
3.3 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 10
3.3.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 10
3.3.2 確定蝸桿頭數(shù)Z及蝸輪齒數(shù)Z 11
3.3.3 驗(yàn)算滾筒的速度 11
3.3.4 確定蝸桿蝸輪中心距a 11
3.3.5 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì) 12
3.4 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算 15
3.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
3.5.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 17
3.5.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 19
3.6 軸的校核 22
3.6.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核 22
3.6.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 25
3.7 滾動(dòng)軸承的選擇及校核 28
3.7.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核 28
3.7.2 蝸輪軸上軸承的校核 30
3.8 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核 32
3.8.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接 32
3.8.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接 32
第4章 滾珠絲杠提升部分設(shè)計(jì)計(jì)算 34
4.1 精度的選擇 34
4.2絲杠導(dǎo)程的確定 34
4.3 最大工作載荷的計(jì)算 34
4.4 最大動(dòng)載荷的計(jì)算 35
4.5 滾珠絲杠螺母副的選型 35
4.6 滾珠絲杠副的支承方式 36
4.7 傳動(dòng)效率的計(jì)算 36
4.8 剛度的驗(yàn)算 36
4.9 穩(wěn)定性校核 37
4.10 臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 38
結(jié) 論 39
參考文獻(xiàn) 40
致 謝 41
半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第1章 緒論
1.1 薄刀分紙機(jī)
瓦楞紙板生產(chǎn)線設(shè)備，使用薄刀（厚度僅為1mm左右）將瓦楞紙板縱向分切，同時(shí)縱向壓線。適用紙板寬度為1800mm左右，分切紙板最高速度可為80m/min。
1.2提升機(jī)構(gòu)的簡介
提升機(jī)構(gòu)是一種大型提升機(jī)構(gòu)械設(shè)備。由電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備，以帶動(dòng)物體升降，完成輸送任務(wù)。提升機(jī)構(gòu)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的提升機(jī)構(gòu)提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)重型機(jī)械。
提升機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒（或摩擦輪）、制動(dòng)系統(tǒng)、深度指示系統(tǒng)、測速限速系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)等組成，采用交流或直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。按提升鋼絲繩的工作原理分纏繞式提升機(jī)構(gòu)和摩擦式提升機(jī)構(gòu)。纏繞式提升機(jī)構(gòu)有單卷筒和雙卷筒兩種，鋼絲繩在卷筒上的纏繞方式與一般絞車類似。單筒大多只有一根鋼絲繩，連接一個(gè)容器。雙筒的每個(gè)卷筒各配一根鋼絲繩，連接兩個(gè)容器，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)一個(gè)容器上升，另一個(gè)容器下降。纏繞式提升機(jī)構(gòu)大多用于年產(chǎn)量在120萬噸以下、井深小于400米的中。摩擦式提升機(jī)構(gòu)的提升繩搭掛在摩擦輪上，利用與摩擦輪襯墊的摩擦力使容器上升。提升繩的兩端各連接一個(gè)容器，或一端連接容器，另一端連接平衡重。摩擦式提升機(jī)構(gòu)根據(jù)布置方式分為塔式摩擦式提升機(jī)構(gòu)（機(jī)房設(shè)在井筒頂部塔架上）和落地摩擦式提升機(jī)構(gòu)（機(jī)房直接設(shè)在地面上）兩種。按提升繩的數(shù)量又分為單繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)和多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)。后者的優(yōu)點(diǎn)是：可采用較細(xì)的鋼絲繩和直徑較小的摩擦輪，從而機(jī)組尺寸小，便于制造；速度高、提升能力大、安全性好。年產(chǎn)120萬噸以上、井深小于2100米的豎井大多采用這種提升機(jī)構(gòu)
提升機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：
（1）安全性
所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于提升設(shè)備在生產(chǎn)中所占的地位十分重要，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性．不僅直接影響整個(gè)的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。因此各國都對提升設(shè)備提出了極嚴(yán)格的要求。在我國這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》只中。
（2）可靠性
所謂可靠性，是指能夠可靠地連續(xù)長期運(yùn)轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。提升設(shè)備所擔(dān)負(fù)的任務(wù)十分艱巨，不僅每年要把數(shù)十萬噸到數(shù)百萬噸的煤炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其他輔助工作。一個(gè)年產(chǎn)150萬噸的，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬元。因此提升機(jī)構(gòu)至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。
（3）經(jīng)濟(jì)性
提升設(shè)備是大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型提升機(jī)構(gòu)的功率超過1000KW。因此提升設(shè)備的造價(jià)以及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也就成為影響生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。
1.3提升機(jī)構(gòu)的用途和發(fā)展概況
提升設(shè)備是運(yùn)輸中的咽喉設(shè)備,又是最大的耗電設(shè)備。西德、瑞典等國是當(dāng)今世界上制造提升機(jī)構(gòu)較先進(jìn)的國家,特別是多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)更為突出。在這些國家的豎井中幾乎全部采用較先進(jìn)的多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu),不僅廣泛采用龐大井塔的塔式多繩摩擦提升機(jī)構(gòu),而且越來越多地使用較低的井架的落地式多繩提升機(jī)構(gòu)。它們的發(fā)展特點(diǎn)是體積小,重量輕,終端提升量大,提升速度高,襯墊材料摩擦系數(shù)大又耐磨,液壓制動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠,自動(dòng)化程度高,多機(jī)集中控制等。生產(chǎn)的產(chǎn)品供世界上二十多個(gè)國家使用。我國提升設(shè)備在上述技術(shù)方面與發(fā)達(dá)國家相比有一定的差距，自動(dòng)化和多機(jī)集中控制技術(shù)方面差距大，產(chǎn)品在國際市場上缺乏競爭能力。
內(nèi)裝式提升機(jī)構(gòu)在我國已有多臺運(yùn)行，作為高度機(jī)電一體化的，節(jié)能新產(chǎn)品應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展。同時(shí)開展斜井提摩擦提升和布雷爾提升機(jī)構(gòu)的研制。
目前國外提升機(jī)構(gòu)總的發(fā)展趨向是：
(1)向大型化發(fā)展 大型化和要求提升機(jī)構(gòu)大型化之目的主要在于獲得更大的礦產(chǎn)量。1O年前，年產(chǎn)90～120萬t的礦為大型礦。目前，就世界范圍而言， 年產(chǎn)200～300萬t的也不算大，僅僅算中、小型礦 瑞典最大地下礦將達(dá)1000 ～2500萬r／a。大型化主要體現(xiàn)在大容量的提升容器。目前．世界上一次提升最大重量已達(dá)63t。國外大型提升機(jī)構(gòu)都采用多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)。
(2)向自動(dòng)化、遙控方向發(fā)展 自動(dòng)化不僅僅是為了節(jié)省人力，更重要的是適應(yīng)大生產(chǎn)、集中控制、集中管理、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的需要．也是保證產(chǎn)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的有效手段 同時(shí)也包含減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省人力、電力和提高運(yùn)行安全性。國外大型提升機(jī)構(gòu)都廣泛采用以多種保護(hù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化運(yùn)行．并能記錄和處理各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行等資料。英國完善了包括有全功能維護(hù)設(shè)計(jì)的可控硅供電，直接連接直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和在井簡中的提升機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng) 目前國外主井幾乎都是自動(dòng)化運(yùn)行，副井由于機(jī)動(dòng)性大．一般都是采用按鈕控制和在罐籠內(nèi)遙控。
(3)繼續(xù)發(fā)展多繩提升機(jī)構(gòu) 一般淺井、提升重量不大時(shí)．可采用常規(guī)纏繞式提升機(jī)構(gòu)；但當(dāng)深井、提升重量大時(shí)，須采用多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)。有相當(dāng)一部分提升任務(wù)既可采用纏繞式提升機(jī)構(gòu)也可采用多繩提升機(jī)構(gòu)，如果現(xiàn)場條件允許．則多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)更為經(jīng)濟(jì)。目前多繩纏繞式提升機(jī)構(gòu)繼續(xù)向更先進(jìn)方向投展。有些國家生產(chǎn)的多繩提升機(jī)構(gòu)，塔式和落地式多繩提升機(jī)構(gòu)大致各占5O%。
(4)發(fā)展各種新型和專用提升設(shè)備除目前已出現(xiàn)的落地式提升機(jī)構(gòu)、布雷爾提升機(jī)構(gòu)和采用鋼芯膠帶牽引的摩擦式提升機(jī)構(gòu)外； 國外還研制了起重式提升機(jī)構(gòu)、各種不同包圍角的多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)(用于淺井)．另外，還研制了不同形式的無繩提升設(shè)備，現(xiàn)已知的有機(jī)械式、電磁式、水力式和風(fēng)動(dòng)式。
(5)采用“四新”(新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝)采用“四新” 后，提升機(jī)構(gòu)主軸裝置、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等各部分不斷改進(jìn)提高，使整個(gè)多繩摩擦式提升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)朝著體積小、重量輕、效率高的方向發(fā)展。
國內(nèi)提升機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨向是：
(1)發(fā)展多繩摩擦輪提升機(jī)構(gòu)，特別是大型落地式多繩提升機(jī)構(gòu)． 以及斜井、斜坡道用的多繩提升機(jī)構(gòu)；
(2)不斷改進(jìn)井研制新型單繩及多繩纏繞式提升機(jī)構(gòu)}
(3)可控硅供電及徽電子技術(shù)在提升機(jī)構(gòu)上應(yīng)用，以及可編程序控制器，遙控技術(shù)．交交變頻調(diào)速等先進(jìn)技術(shù)；
(4)研制應(yīng)用高性能摩擦襯墊．高比壓閘瓦等新技術(shù)、新材料；
(5)不斷引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)，并用于制造國產(chǎn)提升機(jī)構(gòu)。淘汰落后技術(shù)，如塊式閘及角移式閘．氣動(dòng)制動(dòng)器，鑄造結(jié)構(gòu)并限制減速器和控制繼電器的使用。
1.4 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
（1） 薄刀分紙機(jī)是一種紙板分切機(jī)械, 采用薄刀分切（厚度僅為1mm左右）、設(shè)有自動(dòng)、手動(dòng)砂輪磨削，保持刀刃鋒利，使分切的紙板平滑整齊；紙板通過預(yù)壓、分切后再經(jīng)過壓線來完成產(chǎn)品要求，壓痕不出現(xiàn)裂痕現(xiàn)象；已廣泛應(yīng)用于瓦楞紙板分切、瓦楞紙板生產(chǎn)線半自動(dòng)、自動(dòng)化作業(yè)領(lǐng)域。
（2）本課題要求闡述半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)的主要特點(diǎn),分析國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。提出多種設(shè)計(jì)方案，并對其優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析，完成提升機(jī)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)。
（3） 設(shè)計(jì)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)械動(dòng)力部件，用PRO/E軟件對提升機(jī)構(gòu)主要部件建模，自動(dòng)生成三維圖和二維圖，
（4）編寫設(shè)計(jì)說明書1萬字以上，設(shè)計(jì)主要零件，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，完成設(shè)計(jì)其它任務(wù)。
（5）基本要求
學(xué)生在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分發(fā)揮自己獨(dú)立思考和創(chuàng)作設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和鍛煉工程實(shí)際中的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，反對盲從和抄襲行為。設(shè)計(jì)期間應(yīng)完成以下工作：
1） 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，其中外文資料不少于兩篇，外文翻譯不低于2000字，英
文翻譯必須注明出處，并提供原版PDF文件；對半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、主要傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算、絲杠設(shè)計(jì)等半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)總圖一份；絲杠、蝸輪蝸桿、箱體等零件圖，圖紙量不少于3張A0#；相關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算及應(yīng)力校核。
1.5設(shè)計(jì)參數(shù)
2） 設(shè)計(jì)參數(shù)：
3） 紙板寬幅：1800(mm)
4） 最高紙板速度 ： 140 (m/min)
5） 分紙刀數(shù)線數(shù) ： 5刀8線
6） 最小分切寬度： 200(mm)
7） 最小壓痕寬度： 200(mm)
8） 薄圓刀外徑： 260(mm)
9） 薄圓刀厚度：1 (mm)
10） 電源電壓：220V，50HZ
11） 糾偏量：10(mm)
43
半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第2章 提升機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.1 動(dòng)力系統(tǒng)選擇依據(jù)
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等形式。
液壓驅(qū)動(dòng)具有體積小、出力大、控制性能好、動(dòng)作平穩(wěn)等特點(diǎn)，它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)；利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)具有潤滑性能好、壽命長的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。定位精度高，克實(shí)現(xiàn)任意位置開停。有很多專業(yè)機(jī)械手能直接利用主機(jī)的液壓系統(tǒng)。但缺點(diǎn)是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉。氣源方便，所需的壓縮氣源一般工廠都有，并且無污染，一般采用的壓力0.4-0.6MPa,最高可達(dá)1MPa。缺點(diǎn)是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。
機(jī)械式用于簡單的場合。
電動(dòng)由于減速和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)適用于無污染，有電就可以工作，操作簡單方便，在工作場合只需要接通電源即可工作，而工作場合在各個(gè)大樓區(qū)域，很容易找到電源。
綜合以上敘述，將選用最后一種電動(dòng)機(jī)作為本提升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來源。
2.2 常見機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用
類型
特點(diǎn)
應(yīng)用
連桿機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，傳遞載荷較大，可實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但不易獲得勻速運(yùn)動(dòng)或其他任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，傳動(dòng)不平穩(wěn)，沖擊與振動(dòng)較大。
用于從動(dòng)件行程較大或承受重載的工作場合，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、擺動(dòng)等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡。
凸輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，可獲得任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但動(dòng)載荷較大，傳動(dòng)效率較低。
用于從動(dòng)件行程較小和載荷不大以及要求特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場合。
非圓齒輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，但齒輪制造較困難
用于從動(dòng)件作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)和要求有特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場合。
槽輪間歇機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡單，從動(dòng)件轉(zhuǎn)位較平穩(wěn)，而且可實(shí)現(xiàn)任意等時(shí)的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)撥盤轉(zhuǎn)速較高時(shí)，動(dòng)載荷較大
常用作自動(dòng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，特別適用于轉(zhuǎn)位角度在45°以上的低速傳動(dòng)。
凸輪式間歇機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)較簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)載荷較小，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)任何預(yù)期的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，但凸輪制造困難
用作高速分度機(jī)構(gòu)或自動(dòng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。
不完全齒輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)較大范圍的單向間歇傳動(dòng)，但嚙合開始和終止時(shí)有沖擊，傳動(dòng)不平穩(wěn)
多用作輕工機(jī)械的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
螺旋機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲，減速比大；可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)與直線移動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲，互換；滑動(dòng)螺旋可做成自鎖螺旋機(jī)構(gòu)；工作速度一般很低，只適用于小功率傳動(dòng)
多用于要求微動(dòng)或增力的場合，如機(jī)床夾具以及儀器、儀表，還用于將螺母的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁輻U的直線運(yùn)動(dòng)的裝置。
摩擦輪機(jī)構(gòu)
有過載保護(hù)作用；軸和軸承受力較大，工作表面有滑動(dòng)，而且磨損較快；高速傳動(dòng)時(shí)壽命較低
用于儀器及手動(dòng)裝置以傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圓柱齒輪機(jī)構(gòu)
載荷和速度的許用范圍大，傳動(dòng)比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高；制造和安裝精度要求較高，精度低時(shí)傳動(dòng)噪聲較大，無過載保護(hù)作用；斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，但在傳動(dòng)中會產(chǎn)生軸向力，在使用時(shí)必須安裝推力軸承或角接觸軸承
廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)系統(tǒng)，傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速或增速、變速以及換向等。
齒輪齒條機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動(dòng)效率高，易于實(shí)現(xiàn)較長的運(yùn)動(dòng)行程；當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度較高或?yàn)樘岣哌\(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性時(shí)，可采用斜齒或人字齒條機(jī)構(gòu)
廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)，變速操縱裝置，自動(dòng)機(jī)的輸送、轉(zhuǎn)向、進(jìn)給機(jī)構(gòu)以及直動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置
圓錐齒輪機(jī)構(gòu)
用來傳遞兩相交軸的運(yùn)動(dòng)；直齒圓錐齒輪傳遞的圓周速度較低，曲齒用于圓周速度較高的場合
用于減速、轉(zhuǎn)換軸線方向以及反向的場合，如汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等。
螺旋齒輪機(jī)構(gòu)
常用于傳遞既不平行又不相交的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)，但其齒面間為點(diǎn)嚙合，且沿齒高和齒長方向均有滑動(dòng)，容易磨損，因此只宜用于輕載傳動(dòng)
用于傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)。
蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)平穩(wěn)無噪聲，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，可做成自鎖蝸桿；自鎖蝸桿傳動(dòng)的效率很低，低速傳動(dòng)時(shí)磨損嚴(yán)重，中高速傳動(dòng)的蝸輪齒圈需貴重的減摩材料(如青銅)，制造精度要求較高，刀具費(fèi)用昂貴
用于大傳動(dòng)比減速裝置(但功率不宜過大)、增速裝置、分度機(jī)構(gòu)、起重裝置、微調(diào)進(jìn)給裝置、省力的傳動(dòng)裝置
行星齒輪機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，制造和安裝精度要求高，其他特點(diǎn)同普通齒輪傳動(dòng)；主要有漸開線齒輪、擺線針輪、諧波齒輪3種齒形的行星傳動(dòng)
常作為大速比的減速裝置、增速裝置、變速裝置，還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
軸間距離較大，工作平穩(wěn)無噪聲，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動(dòng)有過載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡單，安裝要求不高，外廓尺寸較大；摩擦式帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)，不能用于分度系統(tǒng)；摩擦易起電，不宜用于易燃易爆的場合；軸和軸承受力較大，傳動(dòng)帶壽命較短
用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。
鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
軸向距離較大，平均傳動(dòng)比為常數(shù)，鏈條元件間形成的油膜有吸振能力，對惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，工作可靠，軸上載荷較??；瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻，高速時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；鏈條工作時(shí)因磨損伸長后容易引起共振，一般需增設(shè)張緊和減振裝置。
用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。
2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定
根據(jù)上述表格和任務(wù)書條件，初步選擇渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。但是由于上升過程中不得出現(xiàn)打滑和倒退現(xiàn)象，減速比比較大。最終渦輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第3章 蝸輪減速器設(shè)計(jì)
3.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式
電動(dòng)機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、電源種類(交流或直流)、工作條件(環(huán)境溫度、空間位置等)、載荷大小和性質(zhì)(變化性質(zhì)、過載情況等)、起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度等條件來選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號和尺寸。
電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因?yàn)榇?，無特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相異步交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。根據(jù) 不同防護(hù)要求，電動(dòng)機(jī)有開啟式、防護(hù)式、封閉自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)型式。
Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此廣泛應(yīng)用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等。對于經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)正反轉(zhuǎn)的機(jī)械，如起重、提升設(shè)備，要求電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大過載能力，應(yīng)選用冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)Yz型(籠型)或YzR型(繞線型)。
電動(dòng)機(jī)的容量(功率)選擇的是否合適，對電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選得過小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。
由以上的選擇經(jīng)驗(yàn)和要求，我選用：
三相交流電 Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。
3.2確定傳動(dòng)裝置效率
傳動(dòng)裝置的效率由以下的要求：
(1) 軸承效率均指一對軸承而言。
(2) 同類型的幾對運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副都要考慮其效率，不要漏掉。
(3) 蝸桿傳動(dòng)的效率與蝸桿頭數(shù)z1有關(guān)，應(yīng)先初選頭數(shù)后，然后估計(jì)效率。
此外，蝸桿傳動(dòng)的效率中已包括了蝸桿軸上一對軸承的效率，因此在總效率的計(jì)算中蝸桿軸上軸承效率不再計(jì)入。
各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率為：
法蘭效率：
設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)與減速器相連的法蘭，相當(dāng)于一個(gè)凸緣聯(lián)軸器
一級環(huán)面蝸桿傳動(dòng)效率:
一對滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率：
凸緣聯(lián)軸器效率：
——從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率故傳動(dòng)裝置總效率：
＝，
電動(dòng)機(jī)的輸出功率
考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率
＝
則，＝＝KW
電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)
根據(jù)計(jì)算的功率可選定電動(dòng)機(jī)額定功率，取同步轉(zhuǎn)速1000，6級
由《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選用Y100L－6三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下
電動(dòng)機(jī)額定功率：=1.5kw；
電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速：=940
電 流： I=5.6A
3.3 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1 選擇蝸桿、蝸輪材料
1.選擇蝸桿傳動(dòng)的類型
采用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動(dòng).
2.選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力
考慮蝸桿傳動(dòng)中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－2，蝸桿選用40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì)HB265285.蝸輪選用鑄錫磷青銅ZQSn10-1，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵HT100制造
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－3查得蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力
[] =190
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－5查得蝸輪材料的許用彎
曲應(yīng)力
[]=44
3.3.2 確定蝸桿頭數(shù)Z及蝸輪齒數(shù)Z
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－6，
選取Z＝1
則Z＝Z·i＝1×50＝50
故取Z＝50
3.3.3 驗(yàn)算滾筒的速度
實(shí)際傳動(dòng)比 i＝50/1
工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速 n＝940/50=18.8
鋼絲繩的提升速度
=
速度誤差 ％＝％＝0.78％<5%，合適
3.3.4 確定蝸桿蝸輪中心距a
1.確定蝸桿的計(jì)算功率
式中 K——使用場合系數(shù)，每天工作一小時(shí),輕度震動(dòng)
由《機(jī)械工程手冊》查得：K＝0.7；
K——制造精度系數(shù)，取7級精度，
查得：K＝0.9；
K——材料配對系數(shù)，齒面滑動(dòng)速度 < 10
由《機(jī)械工程手冊》查得：K＝0.85。
代入數(shù)據(jù)得
＝KW
以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率所對應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2·5－22a，選取蝸桿的中心距：a＝100mm. a＝100mm
由于準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿為新型得蝸桿,它的優(yōu)點(diǎn)是:接觸面大,導(dǎo)程角,它的值穩(wěn)定且一定,則潤滑好,接.
觸面大應(yīng)直接根據(jù)“原始型”傳動(dòng)蝸桿設(shè)計(jì)參數(shù)。
3.3.5 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)
準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算表
1.中心距：由《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）
標(biāo)準(zhǔn)選取a=100mm
2.齒數(shù)比：u＝＝50
3.蝸輪齒數(shù)：由《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）
選取
4.蝸桿頭數(shù)：由《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）
選取
5.蝸桿齒頂圓直徑：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－16
選取 =45mm
6.蝸輪輪緣寬度：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－16
選取b=28mm
7.蝸輪齒距角：＝
8.蝸桿包容蝸輪齒數(shù)：K＝=5
9.蝸輪齒寬包角之半：＝0.5（K－0.45）=
10.蝸桿齒寬：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－16
選取 =53mm
11.蝸桿螺紋部分長度：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－
16，選取=59mm
12.蝸桿齒頂圓弧半徑：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－
16，選取R=82mm
13.成形圓半徑：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表2.5－16
選取=65mm
14.蝸桿齒頂圓最大直徑：《機(jī)械工程手冊/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表
2.5－16，選取=53.8mm
15.蝸輪端面模數(shù)：m＝=mm
16.徑向間隙：=0.5104mm
17.齒頂高：h=0.75 m=2.233mm
18.齒根高：h= h+ C=2.7434mm
19.全齒高：h= h+ h=4.9764mm
20.蝸桿分度圓直徑：＝（0.624＋）a ＝40.534mm
21.蝸輪分度圓直徑：＝2a－＝159.466mm
22.蝸輪齒根圓直徑：d＝－2 h=153.9792mm
23.蝸桿齒根圓直徑：d＝－2 h=35.05，
判斷：因?yàn)?28.12mm,滿足要求
24.蝸輪喉圓直徑：d＝＋2 h=163.932mm
25.蝸輪齒根圓弧半徑：=82.475mm
26.蝸桿螺紋包角之半：
==
27.蝸輪喉母圓半徑：=
=
=25.88mm
28.蝸輪外緣直徑：由作圖可得=164.95mm
29.蝸桿分度圓導(dǎo)程角：＝
=
30.蝸桿平均導(dǎo)程角：＝
31.分度圓壓力角：=
32.蝸桿外徑處肩帶寬度： 取3mm
33.蝸桿螺紋兩端連接處直徑：=35mm
34.蝸輪分度圓齒厚：
數(shù)據(jù)帶入公式得 5.508mm
35.齒側(cè)隙：查表4-2-6得
36.蝸桿分度圓齒厚：=4.2984
37.蝸桿分度圓法向齒厚：=4.285
38.蝸輪分度圓法向齒厚：=5.49
39.蝸輪齒冠圓弧半徑：=19.2775
40.蝸桿測量齒頂高：
=2.2035
41.蝸桿測量齒頂高：
=2。185
3.4 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算
環(huán)面蝸桿傳動(dòng)承載能力主要受蝸桿齒面膠合和蝸輪齒根剪切強(qiáng)度的限制。因而若許用傳動(dòng)功率確定中心距，則然后校核蝸輪齒根剪切強(qiáng)度。
由于軸承變形增加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集中在2－3個(gè)齒上。而且，由于蝸輪輪齒的變形，造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使合力作用點(diǎn)向齒根方向偏移。 因而，蝸輪斷齒主要由于齒根剪切強(qiáng)度不足造成的
校核：
其中 —— 作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載荷;
—— 蝸輪包容齒數(shù)
—— 蝸桿與蝸輪嚙合齒間載荷分配系數(shù);
——蝸輪齒根受剪面積;
公式中各參數(shù)的計(jì)算
1.的計(jì)算
=
——作用在蝸輪輪齒上的圓周力，
——蝸桿喉部螺旋升角 ，4.5
—— 當(dāng)量齒厚，
滑動(dòng)速度
=
=2.01m/s
根據(jù)滑動(dòng)速度查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊3－3－9得
將數(shù)據(jù)帶入公式得
=N
2.計(jì)算得 = 5
3.蝸輪齒根受剪面積
—— 蝸輪齒根圓齒厚；
由上可知
—— 蝸輪端面周節(jié)；
—— 蝸輪理論半包角；
—— 蝸輪分度圓齒厚所對中心角。
數(shù)據(jù)帶入公式得
=7.03mm
由上可得
對于錫青銅齒圈 取
查手冊取鑄錫磷青銅，砂模鑄造，抗拉強(qiáng)度=225MPa
， 則 <
3.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.5.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)
1.軸的材料選擇
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－1選用45號鋼，調(diào)質(zhì)。
2.最小軸徑的初步計(jì)算
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－2，取 ＝105，根據(jù)
公式
㎜
其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，940r/min
—— 軸傳遞的功率 , 1.47kw
—— 計(jì)算截面處的軸的直徑， mm
將數(shù)據(jù)代入公式得
=12.2mm
輸出軸的最小直徑是按照聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距，查表15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取Ka=1.3，則
按照計(jì)算轉(zhuǎn)距應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊（GB5843-86）選用YL4型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑=22mm，故取 =22mm，半聯(lián)軸器的長度L=52mm。
3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
擬訂軸上零件的裝配方案：本題的裝配方案已經(jīng)在前面分析比較，現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端制 出一軸肩，故取=28mm，左端用軸端擋定位，按軸端直徑 取擋圈直徑D=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度=52mm,保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比略短一些，故取=50mm.
2) 初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力
的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)
=28mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為d×D×T=35×72×18.25mm，
故==35mm。
3) 已求得蝸桿喉部齒頂圓直徑=45mm，最大齒頂圓直徑=53.8mm，蝸桿螺紋部分長度L=59mm，蝸桿齒寬=53mm，所以取=68mm，=53.8mm，=45mm，=42mm。
4) 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)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸的右端面間的距離l=20 mm，
故取=40mm.
5) 為避免蝸輪與箱體內(nèi)壁干涉，應(yīng)取箱體內(nèi)壁凸臺之間距離略大于蝸輪的最大直徑，取內(nèi)壁距離=175mm考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，
S，取S=8mm（如圖）。
6）在3-4和7-8軸段應(yīng)各裝一個(gè)濺油輪，形狀如圖所示，取其長度L=27.75mm。
所以，可求得：
mm，
33.75mm
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。
4 軸上零件的周向定位 ；
半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平健聯(lián)接。按由手冊查得平鍵截面為mm(GB／T1095--1979)，鍵槽用鍵 槽銑刀加工，長為45mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB／T1096--1979)，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7／k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4)確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為2，各軸肩處的圓角半徑如圖5-1
圖5-1軸肩處的圓角半徑
3.5.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì)
1. 軸的材料選擇
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－1選用45號鋼，調(diào)質(zhì)
=650
2.軸徑的初步計(jì)算
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－2，取A＝112，根據(jù)公式
，
其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，18.8r/min
—— 軸傳遞的功率 , 0.97kw
—— 計(jì)算截面處的軸的直徑， mm
將數(shù)據(jù)代入公式得
mm
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，故需選取聯(lián)軸器型號。
聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)距，查表15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取Ka=1.3，則
按照計(jì)算轉(zhuǎn)距應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊（GB5843-86）選用YL11型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑
=50mm，故取=50mm，半聯(lián)軸器的長度L=112mm。
3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
擬訂軸上零件的裝配方案：本題的裝配方案已經(jīng)在前面分析比較，現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端須制出一軸肩，故取=55mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端 直徑取擋圈直徑D=60mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度
L=62mm，保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應(yīng)比L略短一些，故取=110mm。
2）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) =55mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取零基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為 d×D×T= 60×110×23.75mm，故==60mm，而=23.75mm。
3) 取安裝蝸輪處的軸段直徑=65mm，蝸輪左端與左軸承用套筒定位，已知蝸輪輪緣寬度為28mm，所以可取蝸輪輪轂寬度為52mm，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪，4-5段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取=50mm。
4）蝸輪右端采用軸肩定位，軸肩高度0.07d，取=6mm，則軸環(huán)處直徑=77mm，軸環(huán)寬度，取 =12mm，=12mm，=68mm。
5) 軸承端蓋的總寬度為28mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸的右端面間的距離l=22 mm，
故取=50mm。
6)取蝸輪距箱體內(nèi)壁之距離a=16mm．考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取
s=8mm（如圖），則
=2+16+8+23.75=49.75mm，
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。
4.軸上零件的周向定位
蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平健聯(lián)接。根據(jù)可選蝸輪與軸之間的平鍵尺寸為mm (GB／T1096--1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB／T1096--1979)，同時(shí)保證蝸輪與軸配合有良
好的對中性，選擇輪轂與軸的配合為H7/n6。半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)結(jié)按由手冊查得平鍵截面為mm (GB／T1096--1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為100mm (標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB／T1096--1979)，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7／k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
5.確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為2，各軸肩處的圓角半徑如圖5-2
圖5-2各軸肩處的圓角半徑
3.6 軸的校核
3.6.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核
1．繪軸的計(jì)算簡圖
在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊上查取a值，對于30207型單列圓錐滾子軸承，a=16mm，所以，作為簡支梁的軸的支撐跨距
=（20+43.75+34）+（20+43.75+34）
=97.75+97.75=195.5mm
2．計(jì)算作用在軸上的力
=736.67N，
=6179.88N，
3．計(jì)算支點(diǎn)反力
水平反力：
垂直反力：
4．計(jì)算彎矩，作彎矩圖
水平彎矩：
垂直彎矩：
合成彎矩
5．扭矩圖
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－18 查得折算系數(shù)
6．校核軸的強(qiáng)度
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得：
，強(qiáng)度足夠。
見圖5-3。
圖5-3 軸的強(qiáng)度
3.6.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核
1．繪軸的計(jì)算簡圖
在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊上查取a值，對于30212列圓錐滾子軸承，a=22mm，作為簡支梁的軸的支撐
跨距
=（20+43.75+34）+（20+43.75+34）
=97.75+97.75=195.5mm
2．計(jì)算作用在軸上的力
=6179.88N，
=736.67N，
3．計(jì)算支點(diǎn)反力
水平反力：
垂直反力：
4．計(jì)算彎矩，作彎矩圖
水平彎矩：
垂直彎矩：
合成彎矩：
5．扭矩圖
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表6－18 查得折算系數(shù)
6．校核軸的強(qiáng)度
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-1查得：
，
，強(qiáng)度足夠。
見圖5-4。
圖3-6軸的強(qiáng)度
3.7 滾動(dòng)軸承的選擇及校核
3.7.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核
1．軸承的徑向載荷的計(jì)算
2．派生軸向力的計(jì)算
查手冊得，圓錐滾子軸承30207型的
α=14o02，10，，
查表d=35mm時(shí)，e=0.37，y=1.6；
故
所以，軸承2受壓
則：
3．求當(dāng)量動(dòng)載荷
所以，對于軸承1
x=1 ， y=0
對于軸承2
x=0.4 ， y=1.6
4．校核軸承的壽命
查手冊得c=51.5KN ε=10/3 n=940r/min
故 此軸承的壽命滿足要求
3.7.2 蝸輪軸上軸承的校核
1．求徑向載荷
2．計(jì)算派生軸向力
查手冊得，圓錐滾子軸承30212型的
， y=1.5
故
則：軸承2受壓
所以，
3．求當(dāng)量動(dòng)載荷
所以，對于軸承1：x=1 ，y=0
對于軸承2：x=1 ，y=0
4．校核軸承的壽命
查手冊 c=97.8KN ，ε=10/3 ，n=18.8r/min
故 此軸承壽命滿足要求。
3.8 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核
3.8.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表8－1 選用普通平鍵
8×7mm， 取L＝45mm。
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表8－7 查得，
鍵的工作長度
l＝L－b＝45－8＝37mm，
鍵的工作高度
k＝＝3mm。
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表8－8 查得，
鍵聯(lián)接的許用壓力
，
所以，，所選平鍵合適。
3.8.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表8－1 選用普通平鍵
18×11mm， 取L＝45mm
由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表8－7 查得
鍵的工作長度
l＝L－b＝45—18=27mm
鍵的工作高度
k＝＝5.5mm
由書表8－8 查得鍵聯(lián)接的許用壓力
所以，，所選平鍵合適。
半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
第4章 滾珠絲杠提升部分設(shè)計(jì)計(jì)算
滾珠絲杠副的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，其螺旋傳動(dòng)是在絲杠和螺母滾道之間放人適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)。螺母上設(shè)有返向器，與螺紋滾道構(gòu)成滾珠的循環(huán)通道。為了在滾珠與滾道之間形成無間隙甚至有過盈配合，可設(shè)置預(yù)緊裝置。為延長工作壽命，可設(shè)置潤滑件和密封件。
4.1 精度的選擇
滾珠絲杠副的精度直接影響電氣機(jī)床的定位精度，在滾珠絲杠精度參數(shù)中，其導(dǎo)程誤差對機(jī)床定位精度最明顯。一般在初步設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定絲杠的任意300行程變動(dòng)量應(yīng)小于目標(biāo)設(shè)定定位精度值的1/3～1/2,在最后精度驗(yàn)算中確定。對于車床，選用滾珠絲杠的精度等級4軸為1～3級（1級精度最高），Z軸為2～5級，考慮到本設(shè)計(jì)的定位精度要求和改造的經(jīng)濟(jì)性，選擇4軸精度等級為3級，Z軸為4級。
4.2絲杠導(dǎo)程的確定
選擇導(dǎo)程跟所需要的運(yùn)動(dòng)速度、系統(tǒng)等有關(guān)，通常在：4、5、6、8、10、12、20中選擇，規(guī)格較大，導(dǎo)程一般也可選擇較大（主要考慮承載牙厚）。在速度滿足的情況下，一般選擇較小導(dǎo)程（利于提高控制精度），本設(shè)計(jì)中初選縱向絲杠導(dǎo)程為10。
4.3 最大工作載荷的計(jì)算
最大工作載荷是指滾珠絲杠螺母副在驅(qū)動(dòng)工作臺時(shí)所承受的最大軸向力，也叫進(jìn)給牽引力,其實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式如表4-1所示。
表4-1 實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式及參考系數(shù)
導(dǎo)軌類型
實(shí)驗(yàn)公式
矩形導(dǎo)軌
1.1
0.15
燕尾導(dǎo)軌
1.4
0.2
綜合或三角導(dǎo)軌
1.15
0.15-0.18
表中為考慮顛覆力矩影響時(shí)的實(shí)驗(yàn)系數(shù)；為滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)；為移動(dòng)部件總重量。G=200 N
查表3-1選擇綜合導(dǎo)軌，取1.15,取0.18,為200；
算得=1.15×1197+0.18×（3420+200）
=1371.55
4.4 最大動(dòng)載荷的計(jì)算
載荷隨時(shí)間急劇變化且使構(gòu)件的速度有顯著變化（系統(tǒng)產(chǎn)生慣性力），此類載荷為動(dòng)載荷。比如起重機(jī)以等速度吊起重物，重物對吊索的作用為靜載，起重機(jī)以加速度吊起重物，重物對吊索的作用為動(dòng)載。
對于滾珠絲杠螺母副的最大動(dòng)載荷計(jì)算公式如下：
式中：—滾珠絲杠副的壽命系數(shù)，單位為r，（T為使用壽命，普通機(jī)床T取5000-10000h，電氣機(jī)床T取15000h；n為絲杠每分鐘轉(zhuǎn)速）；
—載荷系數(shù)，一般取1.2～1.5，本設(shè)計(jì)取1.2；
—硬度系數(shù)（HRC58時(shí)取1.0；等于55時(shí)取1.11；等于52.5時(shí)取1.35；等于50時(shí)取1.56；等于45時(shí)取2.40）；
—滾珠絲杠副的最大工作載荷，單位為N。
本設(shè)計(jì)中承受最大切削力條件下最快的進(jìn)給速度,初選絲杠基本導(dǎo)程，則絲杠轉(zhuǎn)速。取滾珠絲杠使用壽命，帶入得=90；取，代入，求得 ：=17390N。
4.5 滾珠絲杠螺母副的選型
初選滾珠絲桿副時(shí)應(yīng)使其額定動(dòng)載荷, 當(dāng)滾珠絲杠副在靜態(tài)或低速狀態(tài)下長時(shí)間承受工作載荷時(shí)，還應(yīng)使額定靜載荷。
根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷,選擇江蘇啟東潤澤機(jī)床附件有限公司生產(chǎn)CDM4006-2.5-3型內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠副，采用雙螺母螺紋式預(yù)緊，精度等級為4級，其參數(shù)如表3-2所示。
表4-2滾珠絲杠相關(guān)參數(shù)
則選擇絲杠,CDM4006-2.5-3為外循環(huán)插管式，雙螺母墊片預(yù)緊，導(dǎo)珠管埋入式的滾珠絲杠副，尺寸如下：
公稱直徑 d0=40mm 外徑d=39.5mm
導(dǎo)程 Ph=6mm 螺旋角
鋼球直徑 動(dòng)載荷靜載荷
注釋:滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)形式
4.6 滾珠絲杠副的支承方式
滾珠絲杠副的支承主要用來約束絲杠的軸向竄動(dòng)，為了提高軸向剛度，絲杠支承常用推力軸承為主的軸承組合?？紤]到縱向絲杠長度較大，本設(shè)計(jì)縱向絲杠采用雙推—簡支支承方式，該方式臨界轉(zhuǎn)速、壓桿穩(wěn)定性高，有熱膨脹的余地。
4.7 傳動(dòng)效率的計(jì)算
滾珠絲杠的傳動(dòng)效率一般在0.8～0.9之間，其計(jì)算公式如下：
=
式中：—螺距升角，根據(jù),可得=2°91′；
—摩擦角，一般取=10′。
算得： ==96.67%
4.8 剛度的驗(yàn)算
滾珠絲杠副工作時(shí)受軸向力和轉(zhuǎn)矩的作用，引起導(dǎo)程的變化，從而影響定位精度和運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。軸向變形主要包括絲杠的拉伸或壓縮變形、絲杠與螺母間滾道的接觸變形、支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形。
因轉(zhuǎn)矩和絲杠-螺母滾道接觸對絲杠產(chǎn)生的導(dǎo)程變化很小，所以、可以忽略不計(jì)，所以絲杠的拉伸或壓縮變形量為：