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 軸承的選擇和潤滑： 21 10.1 軸承的選擇： 21 10.2 軸承的潤滑 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，故操作簡便 我的課題來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；（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)簡單，可靠性高，使用壽命可以得到保障，制造成本低，加工簡單。方案二、三效率比較低，加工成本高。經(jīng)過三個(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；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?。虎趲鲃?dòng)靠摩擦力傳動(dòng)，過載時(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合；④結(jié)構(gòu)簡單，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速度較高的場合，多用于原動(dòng)機(jī)輸出的第一級傳動(dòng)。②中小功率傳動(dòng)，通常不超過50 kw。③傳動(dòng)比一般不超過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??；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)境惡劣的開式傳動(dòng)、低速重載傳動(dòng)及潤滑良好的高速傳動(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)因長期過載而過早損壞；容量過大則電動(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. 各級傳動(dòng)的傳動(dòng)比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對減速傳動(dòng)盡可能不超過其允許的最大值。 b. 應(yīng)注意使傳動(dòng)級數(shù)少﹑傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)少﹑傳動(dòng)系統(tǒng)簡單，以提高和減少精度的降低。 c. 應(yīng)使各級傳動(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。磨損后鏈條總長伸長，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。潤滑不良。開式傳動(dòng)多發(fā)生磨損失效。 c) 膠合 潤滑不當(dāng)或轉(zhuǎn)速過高時(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短，傳動(dòng)功率過大，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 鏈板早期疲勞開裂 潤滑條件良好的中低速鏈傳動(dòng)，鏈板的疲勞是主要矛盾，但若過早失效則有問題： 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的現(xiàn)象之一。正常磨損是一個(gè)緩慢發(fā)展的過程。如果發(fā)展過快則 1.潤滑不良 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，使節(jié)距和垂度過大 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.潤滑不良 2.鏈輪材質(zhì)較差，齒面硬度不足 1.改善潤滑條件 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)而延長使用壽命 卡簧、開口銷等鏈條鎖止元件松脫 1.鏈條抖動(dòng)過烈 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、噪聲過大 1.鏈輪不共面 2.松邊垂度不合適 3.潤滑不良 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，靠兩輪接觸面所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 摩擦輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，有過載打滑保護(hù)作用，可無級調(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)致潤滑油膜破裂而造成。 c）表面磨損 多發(fā)生在開式傳動(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)采用淬火鋼對淬火鋼或鋼對鋼。 b）對于尺寸較大、轉(zhuǎn)速較低、且為干摩擦的開式傳動(dòng)，一般選用鑄鐵對鑄鐵或鑄鐵對鋼。 c）要求傳動(dòng)平穩(wěn)、不添加潤滑劑，噪聲小和摩擦系數(shù)高的場合，可選用鑄鐵（或鋼）對酚醛層壓布材、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?。? 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號鋼最為常用。 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選45號鋼作材料 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)軸段上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大直徑以考慮鍵槽對軸的強(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 , , , 代號入下圖所示： 圖9-1 軸承蓋 10 軸承的選擇和潤滑： 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 軸承的潤滑 軸承潤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。 常用的潤滑劑有潤滑油，潤滑脂及固體潤滑劑(二硫化鉬)。選擇潤滑劑應(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。一般來說，溫度高，負(fù)荷大，轉(zhuǎn)速低時(shí)選用粘度高的潤滑劑。 潤滑油選擇：常用的潤滑油有--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滑油。負(fù)荷越重，則選用粘度較高的潤滑油。潤滑方法有：油浴潤滑，循環(huán)油潤滑，噴油潤滑及油霧潤滑。 選擇潤滑油或脂潤滑的一般原則如表10-1： 表10-1 選擇潤滑油或脂潤滑的一般原則 影響選擇的因素 用潤滑脂 用潤滑油 溫度 當(dāng)溫度超過120時(shí)，要用特殊潤滑脂。當(dāng)溫度升高到200-220時(shí)，再潤滑的時(shí)間間隔要縮短 油池溫度超過90或軸承溫度超過200時(shí)，可采用特殊的潤滑油 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 不用于不對稱的球面滾子推力軸承 用于各種軸承 殼體設(shè)計(jì) 較簡單 需要較復(fù)雜的密封和供油裝置 長時(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. [2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 單行版 機(jī)械傳動(dòng)[M].北京：化工工業(yè)出版社，2004. [3] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 單行版 軸及其聯(lián)接[M].北京：化工工業(yè)出版社，2004. [4] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 單行版 軸承[M].北京：化工工業(yè)出版社，2004. [5] 錢志峰，劉蘇.工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程[M].北京：科學(xué)出版社，2001. [6] 沈世德. 機(jī)械原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [7] 瞿燕南,機(jī)械制造技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [8] 徐 灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991. [9] 機(jī)械工程手冊，電機(jī)工程手冊編輯委員會(huì). 機(jī)械工程手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. [10] 徐 灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. [11] 胡家秀. 機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. [12] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995. [13] 張耀宸. 機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)手冊[M]. 北京：航空工業(yè)出版社，1987. [14] 孟憲源. 現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊 [M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994. [15] 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2004. [16] 吉衛(wèi)喜. 機(jī)械制造技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 25