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(jī)設(shè)計(jì)
摘 要
滾壓成型較刀壓成型機(jī)有很多優(yōu)點(diǎn)，滾壓成型的工具是滾頭。成型時(shí)，滾頭與泥料之間除了有相對(duì)滑動(dòng)之外，主要還有相對(duì)滾動(dòng)，而且滾壓成型的坯體質(zhì)量好，操作簡(jiǎn)單。我主要負(fù)責(zé)陶瓷滾壓成型機(jī)的主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)出完整的主軸系統(tǒng)，合理設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)、合理布置軸上零件、合理選擇出各個(gè)零件如：鍵、螺栓、電動(dòng)機(jī)等、正確地設(shè)計(jì)出個(gè)零件如：帶輪、減速器、并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男：恕Ｔ撛O(shè)計(jì)需要熟練運(yùn)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(jī)械方面的專業(yè)知識(shí)。該設(shè)計(jì)過程還需要查閱大量有關(guān)資料和文獻(xiàn)，并且了解有關(guān)陶瓷滾壓成型機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞：
主軸 螺栓 電動(dòng)機(jī) 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(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3
1.1中國(guó)陶瓷業(yè)的現(xiàn)狀 3
1.1.1陶瓷業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用 3
1.1.2中國(guó)陶瓷業(yè)應(yīng)該由大變強(qiáng) 4
1.2中國(guó)陶瓷業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 4
1.2.1中國(guó)陶業(yè)在發(fā)展中遇到的問題 4
1.2.2中國(guó)陶瓷業(yè)應(yīng)該如何發(fā)展 5
第二章 陶瓷滾壓成型機(jī)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(shí) 5
2.2陶瓷滾壓成型機(jī)是陶瓷工業(yè)的重要組成部分 6
第三章 陶瓷滾壓成型機(jī)主軸系統(tǒng)軸及軸上各個(gè)部件的設(shè)計(jì) 6
3.1陶瓷滾壓成型機(jī)主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 6
3.2 陶瓷滾壓成型機(jī)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3.3 軸的材料 7
3.4陶瓷滾壓成型機(jī)主軸上其他標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì) 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(jì) 10
4.1主軸上帶及帶輪的設(shè)計(jì) 10
4.2離合器的設(shè)計(jì) 12
第五章 蝸桿—蝸輪及蝸桿軸上帶及帶輪的設(shè)計(jì) 12
第六章 有關(guān)陶瓷滾壓成型機(jī)的工作原理 16
6.1陶瓷滾壓成型機(jī)的工作原理 16
6.2 陶瓷滾壓成型機(jī)的工作循環(huán)周期圖 16
總結(jié) 17
參考文獻(xiàn)： 18
致 謝 19
第一章 陶瓷滾壓成型機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.1中國(guó)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(jìng)爭(zhēng)是中國(guó)陶瓷業(yè)未來有效發(fā)展之路。在全面競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)下，各大廠商憑借著各自的實(shí)力和資源，想方設(shè)法，加大市場(chǎng)操作力度，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手展開激烈的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。競(jìng)爭(zhēng)是不可或缺的，通過競(jìng)爭(zhēng)不僅能促使各大廠商在比拼中共同前進(jìn)，更可由此促使整個(gè)中國(guó)陶瓷業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展，從而使中國(guó)陶瓷業(yè)的經(jīng)濟(jì)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要作用
目前，我國(guó)陶瓷產(chǎn)量已連續(xù)8年位居世界第一。2001年，我國(guó)日用陶瓷產(chǎn)量高達(dá)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(guó)陶瓷出口規(guī)模與土耳其相比只相差幾千萬(wàn)美元，從今年良好的出口勢(shì)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(guó)?，F(xiàn)在我國(guó)陶瓷產(chǎn)品出口已擴(kuò)展到世界七大洲近200多個(gè)國(guó)家與地區(qū)。尤其近年來，對(duì)美國(guó)、歐盟及東南亞市場(chǎng)出口形勢(shì)看好。此外，還打開了對(duì)大洋洲、尤其是南美洲及非洲地區(qū)國(guó)家的陶瓷出口。
我國(guó)陶瓷在發(fā)展過程中，形成了一批出口骨干產(chǎn)品。在對(duì)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(qiáng)化瓷、淄博的華光瓷等都已成為國(guó)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(dá)都在不斷提高出口的份額，正在成為我國(guó)建陶工業(yè)對(duì)外出口的骨干企業(yè)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
1.1.2中國(guó)陶瓷業(yè)應(yīng)該由大變強(qiáng)
改革開放２０多年來是中國(guó)陶瓷發(fā)展最快，取得成效最為明顯的２０年，目前，中國(guó)已理所當(dāng)然地確定了陶瓷生產(chǎn)大國(guó)的地位，這是世界上任何國(guó)家所不能比擬的。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)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(guó)占其中５５００萬(wàn)件（套）；墻地磚全世界年產(chǎn)５０億平方米，中國(guó)年產(chǎn)量在２５億平方米；按國(guó)家發(fā)展計(jì)劃要求市場(chǎng)年銷售量穩(wěn)定在２０億平方米，而我國(guó)的生產(chǎn)能力則在３０億平方米左右。從裝備水平看，我國(guó)已基本或完全實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，一條生產(chǎn)線用２０００萬(wàn)元至３０００萬(wàn)元便可拿下來，這比８０年代初單純依靠引進(jìn)國(guó)外設(shè)備省下６０００萬(wàn)至７０００萬(wàn)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(zhǎng)足發(fā)展。作為有著悠久歷史的中國(guó)陶瓷業(yè)，如何應(yīng)對(duì)入世，中國(guó)陶瓷生產(chǎn)大國(guó)的地位不容置疑，面對(duì)入世挑戰(zhàn)，亟需提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提高競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)由大向強(qiáng)的轉(zhuǎn)變。
1.2中國(guó)陶瓷業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
陶瓷業(yè)的發(fā)展就像是歷經(jīng)了 一場(chǎng)沒有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)，充斥著輸與贏、勝與負(fù)甚至是生存與死亡。我們可以清楚地看到一大批實(shí)力強(qiáng)勁、創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、品牌知名度高的陶瓷企業(yè)站穩(wěn)了腳跟，堅(jiān)守住了自己的一塊陣地，整個(gè)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(jià)格戰(zhàn)的愈演愈烈，國(guó)外陶瓷企業(yè)的強(qiáng)勢(shì)入侵等。
1.2.1中國(guó)陶業(yè)在發(fā)展中遇到的問題
一個(gè)強(qiáng)大的行業(yè)需要一大批強(qiáng)大健康的企業(yè)群體來締造，一個(gè)強(qiáng)大健康的企業(yè)群體呼喚一大批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)家和職業(yè)經(jīng)理人來管理。我國(guó)陶瓷業(yè)的優(yōu)勢(shì)在于成本較低，但在成本低、質(zhì)量?jī)?yōu)的前提下，卻缺乏品牌知名度，那么國(guó)內(nèi)廠商在與客商討價(jià)還價(jià)之時(shí)就只能永遠(yuǎn)在價(jià)格上受制于人。我國(guó)陶瓷業(yè)有如下問題：1.中國(guó)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(guó)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(guó)陶瓷發(fā)展戰(zhàn)略，今后陶瓷生產(chǎn)會(huì)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(huì)由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而大大刺激消費(fèi)．但受總量控制、結(jié)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)那種火熱的建陶市場(chǎng)勢(shì)頭；2．國(guó)內(nèi)陶瓷的主要市場(chǎng)仍是經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)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(duì)中高檔以上產(chǎn)品的需求增長(zhǎng)較快，尤其是對(duì)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(chǎng)看好；3．?dāng)U大出口。中國(guó)目前出口對(duì)象主要為東南亞各國(guó)、香港地區(qū)。1997年中國(guó)陶瓷出口額創(chuàng)歷史最高紀(jì)錄，比上年增長(zhǎng)了22.37％，1998年與1997年基本持平。香港是中國(guó)出口陶瓷最大消費(fèi)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(chǎng)，擴(kuò)大出口是有希望的；4．陶瓷產(chǎn)品屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，美、日、西歐等各發(fā)達(dá)國(guó)家，由于能源、資源、環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)生產(chǎn)力等種種因素，致使生產(chǎn)成本增加。因此，有的國(guó)家降低了產(chǎn)量，擴(kuò)大了進(jìn)口。把建筑衛(wèi)生陶瓷生產(chǎn)向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，而在國(guó)內(nèi)大力發(fā)展高附加值的高技術(shù)陶瓷，這也給中國(guó)產(chǎn)品打入歐、美市場(chǎng)帶來機(jī)遇。
1.2.2中國(guó)陶瓷業(yè)應(yīng)該如何發(fā)展
只有民族的才是世界的，中國(guó)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(jì)上進(jìn)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(guó)悠久燦爛的陶瓷文化，大打文化牌，扎根民族，博采眾長(zhǎng)，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(dú)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(guó)陶瓷工業(yè)擴(kuò)大出口的重要依托。國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)要根據(jù)市場(chǎng)需求，廣泛開展與國(guó)際著名陶瓷企業(yè)的聯(lián)系與合作，進(jìn)一步加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，用高科技嫁接中國(guó)陶瓷工業(yè)，盡快實(shí)現(xiàn)裝備、技術(shù)和產(chǎn)品整體升級(jí)。下大力氣進(jìn)行科研投入，培植一批科技含量高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效益好的企業(yè)和產(chǎn)品，提高中國(guó)陶瓷工業(yè)的整體實(shí)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。
第二章 陶瓷滾壓成型機(jī)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(shí)
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(shí)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(tuán)延展開來的。
滾壓成型是在實(shí)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(tái)形的回轉(zhuǎn)體——滾壓頭。成型時(shí)，旋轉(zhuǎn)著的滾壓頭，對(duì)以同方向旋轉(zhuǎn)著的模型中的泥料，進(jìn)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(diǎn)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(qiáng)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(guó)內(nèi)一般為19%——24%，有利于減少變形和縮短干燥時(shí)間。
（3）滾壓頭由于經(jīng)常在轉(zhuǎn)動(dòng)，故不易磨損，壽命長(zhǎng)。
（4）便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約勞動(dòng)力。
2.2陶瓷滾壓成型機(jī)是陶瓷工業(yè)的重要組成部分
陶瓷滾壓成型機(jī)，目前已經(jīng)具有很多先進(jìn)的半自動(dòng)和自動(dòng)滾壓生產(chǎn)線。由于陶瓷滾壓成型機(jī)有很多較其它陶瓷機(jī)械優(yōu)越的特點(diǎn)，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(jī)所生產(chǎn)的，也正是由于陶瓷滾壓成型機(jī)的坯體質(zhì)量好、操作簡(jiǎn)單，故而很早以前我國(guó)就很重視陶瓷滾壓成型機(jī)的制造和改進(jìn)，并形成了一些先進(jìn)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(guó)的重要地位。而制造唐三彩古代加工簡(jiǎn)單機(jī)械到現(xiàn)在的陶瓷滾壓成型機(jī)，正好見證了陶瓷滾壓成型機(jī)的發(fā)展?？梢哉f陶瓷滾壓成型機(jī)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(jī)。
第三章 陶瓷滾壓成型機(jī)主軸系統(tǒng)軸及軸上各個(gè)部件的設(shè)計(jì)
3.1陶瓷滾壓成型機(jī)主軸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
陶瓷滾壓成型機(jī)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(jì)主軸系統(tǒng)是根據(jù)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算校核轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度、電機(jī)功率，設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)系統(tǒng)。該產(chǎn)品應(yīng)具有簡(jiǎn)單可靠、成本低的特點(diǎn)。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(jì)該主軸系統(tǒng)需要先了解軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)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(jì)該主軸系統(tǒng)需要對(duì)鍵的選擇有足夠的認(rèn)識(shí)，根據(jù)軸的尺寸確定鍵的尺寸，該設(shè)計(jì)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(jī)械方面的知識(shí)，對(duì)軸承的選擇要考慮軸時(shí)間工作過程中的手里，在該主軸系統(tǒng)中主軸靠?jī)蓚€(gè)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(jī)械知識(shí)設(shè)計(jì)出主軸系統(tǒng)的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪，并確定其各種尺寸；根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)撥叉，靈活運(yùn)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(dòng)比合理選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)；根據(jù)實(shí)際要求設(shè)計(jì)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(jī)主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)該陶瓷滾壓成型機(jī)的主軸系統(tǒng)，為便于實(shí)際操作，將主軸系統(tǒng)的總體高度設(shè)計(jì)成大約800mm。這既有利于工人師傅的搬運(yùn)模座的，又有利于主軸系統(tǒng)的美觀。因?yàn)楫?dāng)滾頭在加工完一個(gè)盤體時(shí)，會(huì)離開而不和模具接觸，這段時(shí)間工人師傅將模座搬下更換上新的模座，進(jìn)入另一個(gè)加工循環(huán)周期。這樣的設(shè)計(jì)可以使工人師傅減輕疲勞，因?yàn)橐话愎と藥煾档纳砀吆椭鬏S系統(tǒng)的高度有一個(gè)比較合適的高度差，利于長(zhǎng)時(shí)間工作。和其他零件設(shè)計(jì)一樣，軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩個(gè)方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)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(jì)是軸設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需要對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以防止斷裂和塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)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(jì)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(jī)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?？紤]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(jì)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(shí)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(gè)階梯上挖一個(gè)鍵槽。為了將模座實(shí)現(xiàn)上下定位，將軸設(shè)計(jì)成上端螺母擰上定位，模座的下端為了實(shí)現(xiàn)上下定位，將軸設(shè)計(jì)成一個(gè)短階梯，直接用軸把模座的下端定位。為了實(shí)現(xiàn)模座的周向定位，在模座和軸聯(lián)結(jié)的地方設(shè)計(jì)一個(gè)鍵，以防止模座和軸之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)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(jì)一個(gè)階梯，該階梯軸的直徑為55，在該階梯軸的下方設(shè)計(jì)一個(gè)小的階梯，以實(shí)現(xiàn)軸的定位。從整體來說，整個(gè)主軸系統(tǒng)的所有質(zhì)量都靠?jī)蓚€(gè)軸承來承擔(dān)。如圖所示，在此軸承處，設(shè)計(jì)一個(gè)軸承座，如圖所示，將軸承座用兩個(gè)螺栓定在機(jī)架上。此處，兩個(gè)螺栓用標(biāo)準(zhǔn)件M12。
了防止軸上零件在受力時(shí)發(fā)生沿著軸向或軸向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)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(shí)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(huì)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(chǎng)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(shí)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(jì)的，如模座下方的第一個(gè)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(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)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(qiáng)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(dòng)大動(dòng)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(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。但也應(yīng)注意，在即定的條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)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(qiáng)化處理，對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有顯著的效果。
根據(jù)本次設(shè)計(jì)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(jī)主軸上其他標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)
該陶瓷滾壓成型機(jī)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(gè)零件的布置和選擇對(duì)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(duì)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(jì)是該次畢業(yè)設(shè)計(jì)的一個(gè)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(shí)現(xiàn)軸和輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)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(shí)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(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性較好等優(yōu)點(diǎn)，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(duì)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(diǎn)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(qiáng)度，有時(shí)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(chǎng)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(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)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(dòng)墊圈配用，裝配時(shí)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(gè)軸承下方均用圓螺母定位，其主要作用是實(shí)現(xiàn)軸承內(nèi)圈的定位。軸承外圈靠軸承座實(shí)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(dòng)軸承分為滑動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滑動(dòng)軸承）和滾動(dòng)摩擦軸承（簡(jiǎn)稱滾動(dòng)軸承）兩大類。滾動(dòng)軸承由于摩擦系數(shù)小，起動(dòng)阻力小，而且它已標(biāo)準(zhǔn)化，選用、潤(rùn)滑和維護(hù)都很方便，因此該主軸系統(tǒng)選用滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)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(jì)要求和軸的布置方式選用能同時(shí)承受徑向力和和軸向力的角接觸球軸承，這是因?yàn)榻墙佑|球軸承還可以單獨(dú)承受軸向力。角接觸球軸承的代號(hào)有基本代號(hào)，前置代號(hào)和后置代號(hào)組成，用字母和數(shù)字表示。而基本代號(hào)是用來表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列和類型，滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑用基本代號(hào)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(hào)右起第三位數(shù)字表示。直徑的系列號(hào)有7、8、9、0、1、2、3、4和5，對(duì)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(hào)右起第四位數(shù)字表示。軸承類型帶好用基本代號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)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(gè)軸承選用7208C，該代號(hào)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(duì)使用的，兩個(gè)軸承的內(nèi)圈用套筒定位，外圈用減速器的機(jī)體定位。套筒定位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)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(jì)過程中，由于設(shè)計(jì)離合器和制動(dòng)撥叉的需要，需選用一個(gè)圓柱螺旋彈簧在主軸滾壓成型時(shí)把主軸系統(tǒng)頂?shù)揭还潭ㄎ恢煤蜐L壓頭接觸進(jìn)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(gè)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(jì)
4.1主軸上帶及帶輪的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)該滿足如下要求：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)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(jì)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(jì)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(jì)
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查詢選電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y100L1-4 該電動(dòng)機(jī)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(jī)的主軸系統(tǒng)一天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間＜10h，傳動(dòng)比為i=2;
設(shè)計(jì)過程；
1. 確定計(jì)算功率
查機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=130mm
根據(jù)式（8-15），從動(dòng)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(yàn)算帶的速度
V=pdd1n1/60X1000=pX130X1420/(60X1000)=9.66m/s
帶的速度合適 ．
4.計(jì)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(dòng)輪上的包角合適．
5. 確定B 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)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(jì)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(shí)d1/a=71/160=0.44375,從圖11-18中可查得接觸系數(shù)Zr’=2.74，因?yàn)閆r’〈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(yàn)算齒輪傳動(dòng)比 i = Z2/Z1 =60,傳動(dòng)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(jì)
選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y90L-4,額定功率為P=1.5KW,轉(zhuǎn)速n1=1400r/min,電動(dòng)機(jī)質(zhì)量m=27Kg,傳動(dòng)比 i=2.33.
1. 確定計(jì)算功率Pca
查機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)輪基準(zhǔn)直徑dd1=130mm
根據(jù)式（8-15），從動(dòng)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(yàn)算帶的速度
V=pdd1n1/60X1000=pX130X1400/(60X1000)=9.796m/s
帶的速度合適 ．
4.計(jì)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(dòng)輪上的包角合適．
5. 確定B 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距
根據(jù)0.7（dd1+dd2）
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