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分 類 號(hào) 密 級(jí) 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 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 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 I 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 II 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 III 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) Z1及蝸輪齒數(shù) Z 2 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 IV 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) 1 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 現(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(duì)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 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 2 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(tái)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) 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 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 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 4 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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 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 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 6 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 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 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 為螺桿的直線運(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(huì)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)?提高運(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 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 8 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(duì)惡劣環(huán) 境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力 工作可靠 軸上載 荷較小 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 用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 置 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) 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 10 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(hào)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(duì)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(duì)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(duì)軸承而言 2 同類型的幾對(duì)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(duì)軸承的效率 因此在總效率的計(jì) 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 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 10 98 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(jí)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)效率 7 02 一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率 398 凸緣聯(lián)軸器效率 4 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 2134 20 987 0 98 64 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗 電動(dòng)機(jī)輸出功率 dw 則 KW P0 826751 34 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(jí)minr 由 簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 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 0P 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 940 nmir 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) 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 12 HB265 285 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 H 2 Nm 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 F2 3 3 2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z12 由 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì) 表 5 6 選取 Z 1 則 Z Z i 1 50 502 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滾 筒 minr 鋼絲繩的提升速度 V 3 14Dn3 148 00 速度誤差 0 78 5 合適 8 9 3 3 4 確定蝸桿蝸輪中心距 a 1 確定蝸桿的計(jì)算功率 c1P1ACKP FMP 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(cè) 查得 K 0 7 A 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 K 制造精度系數(shù) 取 7 級(jí)精度 F 查得 K 0 9 F K 材料配對(duì)系數(shù) 齒面滑動(dòng)速度 10MP 由 機(jī)械工程手冊(cè) 查得 K 0 85 MP 代入數(shù)據(jù)得 KW 1ACP FM K 4701 3598 以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率 所對(duì)應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù) 機(jī)械1CP 工程手冊(cè) 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(cè) 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 5021z 3 蝸輪齒數(shù) 由 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 選取 250z 4 蝸桿頭數(shù) 由 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 選取 1z 5 蝸桿齒頂圓直徑 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 45mm1ad 6 蝸輪輪緣寬度 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 b 28mm2 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 14 7 蝸輪齒距角 23607 z 8 蝸桿包容蝸輪齒數(shù) K 5 1 9 蝸輪齒寬包角之半 0 5 K 0 45 w 16 38 10 蝸桿齒寬 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 53mm1b 11 蝸桿螺紋部分長度 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 59mmL 12 蝸桿齒頂圓弧半徑 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 R 82mm1a 13 成形圓半徑 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 65mmbd 14 蝸桿齒頂圓最大直徑 機(jī)械工程手冊(cè) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷 第二版 表 2 5 16 選取 53 8mm1e 15 蝸輪端面模數(shù) m mmt 2ahzd 53 846 16 徑向間隙 0 5104mm0 16tCm 17 齒頂高 h 0 75 m 2 233mmat 18 齒根高 h h C 2 7434mmf 19 全齒高 h h h 4 9764mmaf 20 蝸桿分度圓直徑 0 624 a 40 534mm1d2 0i875 21 蝸輪分度圓直徑 2a 159 466mm21 22 蝸輪齒根圓直徑 d 2 h 153 9792mmf f 23 蝸桿齒根圓直徑 d 2 h 35 05 1fdf 判斷 因?yàn)?28 12mm 滿足要求 0 875fa 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 24 蝸輪喉圓直徑 d 2 h 163 932mmada 25 蝸輪齒根圓弧半徑 82 475mm110 5ffR 26 蝸桿螺紋包角之半 1arctn eLd 295rt73 27 蝸輪喉母圓半徑 2g cos02ad 156390 7 25 88mm 28 蝸輪外緣直徑 由作圖可得 164 95mm2ed 29 蝸桿分度圓導(dǎo)程角 m 21arctn ud 21t4 50 30 蝸桿平均導(dǎo)程角 w 21arctn 9dKu 31 分度圓壓力角 2si b 4 32 蝸桿外徑處肩帶寬度 取 3mm3 189tm 33 蝸桿螺紋兩端連接處直徑 35mmfDT 34 蝸輪分度圓齒厚 20 5SP 23149 6510 4dz 數(shù)據(jù)帶入公式得 5 508mmS 35 齒側(cè)隙 查表 4 2 6 得 0 8nj 36 蝸桿分度圓齒厚 4 298412Pj 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 16 37 蝸桿分度圓法向齒厚 4 2851cosnmSr 38 蝸輪分度圓法向齒厚 5 492 39 蝸輪齒冠圓弧半徑 19 27750 5afRd 40 蝸桿測量齒頂高 1122 1cosarinShd 2 2035 41 蝸桿測量齒頂高 2220 51cosarina Shdd 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 cfpFzAk 其中 作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載荷 c 蝸輪包容齒數(shù) z 蝸桿與蝸輪嚙合齒間載荷分配系數(shù) fA 蝸輪齒根受剪面積 pk 公式中各參數(shù)的計(jì)算 1 的計(jì)算cF 22tan mr 作用在蝸輪輪齒上的圓周力 2Td 蝸桿喉部螺旋升角 4 5mr 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 當(dāng)量齒厚 p 滑動(dòng)速度 190cossmdnvr 4 598 2 01m s 根據(jù)滑動(dòng)速度 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 3 9 得sv 258 將數(shù)據(jù)帶入公式得 326 180 4 58 cFtan N 275 2 計(jì)算得 5 z 3 蝸輪齒根受剪面積 2cosffmbASr 蝸輪齒根圓齒厚 2f 202cstan xfmfPSrh 由上可知 蝸輪端面周節(jié) x 1 xP 蝸輪理論半包角 0a24 蝸輪分度圓齒厚所對(duì)中心角 2 7 236 數(shù)據(jù)帶入公式得 210 cos4 52 74tan 23 6 fS 7 03mm 由上可得 2287 03197 45cos fAm 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 18 36 275102 69 4MPa 對(duì)于錫青銅齒圈 取 b 查手冊(cè)取鑄錫磷青銅 砂模鑄造 抗拉強(qiáng)度 225MPab 則 0 512 Pa 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(hào)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)0A 公式 13min0PdA 其中 軸的轉(zhuǎn)速 940r min1 軸傳遞的功率 1 47kw 計(jì)算截面處的軸的直徑 mmmind 將數(shù)據(jù)代入公式得 3min1 47059 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 12d 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(hào) d 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1caATK Ka 1 3 則 1 349 0caTNm 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(cè) GB5843 86 選用 YL4 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 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1d12d 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23d 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1L 端面上 故 1 2 段的長度應(yīng)比略短一些 故取 50mm 12l 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(jí)的單列圓錐滾子軸承 30207 其23d 尺寸為 d D T 35 72 18 25mm 故 35mm 34 78 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1ad1ed 紋部分長度 L 59mm 蝸桿齒寬 53mm 所以取 68mm 53 8mm 45mm 1b56l 56 56 42mm 45d 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(duì)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 23l 5 為避免蝸輪與箱體內(nèi)壁干涉 應(yīng)取箱體內(nèi)壁凸臺(tái)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l(xiāng) 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 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 20 所以 可求得 mm 34781 257 46l 33 75mm 56 28 l 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(cè)查得平鍵截面為12d mm GB T1095 1979 鍵槽用鍵 槽銑刀加工 長為 45mm 標(biāo)準(zhǔn)鍵長見87bh 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 45 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21 12345678 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(hào)鋼 調(diào)質(zhì) 650 b 2Nm 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 23min0pdA 其中 軸的轉(zhuǎn)速 18 8r min2 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 22 軸傳遞的功率 0 97kw2P 計(jì)算截面處的軸的直徑 mmmind 將數(shù)據(jù)代入公式得 mm 233min00 97141 8pA 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(hào) 12d 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2caATK 1 349 760 5ca Nm 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(cè) GB5843 86 選ca 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 1d12d 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23d 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 12l 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23d 隙組 標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)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 34 6778l 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45d 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 45l 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h h 77mm 軸環(huán)寬度 取 12mm 12mm 68mm 56d 1 bh 56l 67l 67d 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 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(duì)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 23l 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 34l 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45d 平鍵尺寸為 mm GB T1096 1979 鍵槽用鍵槽銑刀加工 長為 45mm 標(biāo)18bh 準(zhǔn)鍵長見 GB T1096 1979 同時(shí)保證蝸輪與軸配合有良 好的對(duì)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(cè)查12d 得平鍵截面為 mm GB T1096 1979 鍵槽用鍵槽銑刀加工 長為 100mm 160bh 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 45 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 24 87654321 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(cè)上查取 a 值 對(duì)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 23L 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 97 75 97 75 195 5mm 2 計(jì)算作用在軸上的力 736 67N 1 324 9105tTFd 6179 88N 1 32 76a 219 824751 6rtgtgN 3 計(jì)算支點(diǎn)反力 水平反力 112736 8 35tNHFN 垂直反力 0BM 1197 5240 532 46 81950 38raNVdF AM 11297 5240 53 46 8195735 08raNVdF 4 計(jì)算彎矩 作彎矩圖 水平彎矩 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 197 5368 04HNMFm 垂直彎矩 197 526 3804VNF 2 75 918VNMm 合成彎矩 2HV1c 23604 7590 458N 左 2HVc 2M3604 751 078m 右 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) 0 9 1T8 7Nm 3 54910 6 校核軸的強(qiáng)度 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 15 1 查得 1 70MPa 21223 06 80 7544 9caTWP 強(qiáng)度足夠 1 ca 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 見圖 5 3 F NH2 MV TM Fa1 FNV1 FNH1L1 FNH1NV1A Fa1r1 FNV2 Ft1L2MHFNH2 BFt1Fr1 NV2 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(cè)上查取 a 值 對(duì)于 30212 列圓錐滾子軸承 a 22mm 作為簡支梁的軸的支撐 跨距 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 20 43 75 34 20 43 75 34 23L 97 75 97 75 195 5mm 2 計(jì)算作用在軸上的力 6179 88N 21taF 736 67N t 2175 46rN 3 計(jì)算支點(diǎn)反力 水平反力 112679 830 4tNHFN 垂直反力 0BM 2151 739 4673 50580 2arNVdF AM 11297 5240 53 46 8195735 08raNVdF 4 計(jì)算彎矩 作彎矩圖 水平彎矩 15 73089 4HNMFm 垂直彎矩 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 15 780 243VNMFm 21 59 4706VN 合成彎矩 2HV1c 2M15904 385 68Nm 左 2HVc 215904 3156 787N 右 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) 0 9 1T492 76Nm 3 50 6 校核軸的強(qiáng)度 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 15 1 查得 1 60MPa 2223 897 516 012 6caTWP 強(qiáng)度足夠 ca 見圖 5 4 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 FNV1H FNV2HA BFa2rt2L1 L2FNH1 FNH2Ft1F NV1 FNV2Fa1r MHMVMT 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 212368 506 38497rANHVF 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 22368 57 08rBNHVF 2 派生軸向力的計(jì)算 查手冊(cè)得 圓錐滾子軸承 30207 型的 14 o02 10 1 50 37etg 查表 d 35mm 時(shí) e 0 37 y 1 6 故 12049 756 61rAdFN 28 rBd1 2640 5179 680 43dae dFF 所以 軸承 2 受壓 則 1640 5adN 279 8 6820 43eFN 3 求當(dāng)量動(dòng)載荷 12640 5 312978 arAarBeF 所以 對(duì)于軸承 1 x 1 y 0 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 12049 75rAPFN 對(duì)于軸承 2 x 0 4 y 1 6 220 41 6880 43 5rBaPFN 4 校核軸承的壽命 查手冊(cè)得 c 51 5KN 10 3 n 940r min 6310 10 5 942682831hCLnP 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 212634 985 77rANHVF 22354 98 1rBNHVF 2 計(jì)算派生軸向力 查手冊(cè)得 圓錐滾子軸承 30212 型的 1 5etg 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 150634 y 1 5 etg 故 12673 5891 4 20 7rAdrBFNy 1 289 36 1 85dae dFF 則 軸承 2 受壓 所以 189 adN 267 5F 3 求當(dāng)量動(dòng)載荷 1289 0 3675 41arAarBeF 所以 對(duì)于軸承 1 x 1 y 0 對(duì)于軸承 2 x 1 y 0 12673 54 12rArBPFN 4 校核軸承的壽命 查手冊(cè) c 97 8KN 10 3 n 18 8r min 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 34 6310 10 97 8 42531hCLnP 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 bh 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 62h 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 70PMa 2Tdkl 314 9 52P 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 bh 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 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 k 5 5mm 2h 由書表 8 8 查得鍵聯(lián)接的許用壓力 10PMa 3249 7102 56TPdkl 所以 所選平鍵合適 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 36 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(duì)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m 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(duì)于車床 選用30V 滾珠絲杠的精度等級(jí) 4 軸為 1 3 級(jí) 1 級(jí)精度最高 Z 軸為 2 5 級(jí) 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(jí)為 3 級(jí) Z 軸為 4 級(jí) 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 m 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(tái)時(shí)所承受的最大軸向力 也叫mF 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)mF 導(dǎo)軌類型 實(shí)驗(yàn)公式 K 矩形導(dǎo)軌 GKyzx 1 1 0 15 燕尾導(dǎo)軌 2m1 4 0 2 綜合或三角導(dǎo)軌 Fzx 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)K G 部件總重量 G 200 N 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 查表 3 1 選擇綜合導(dǎo)軌 取 1 15 取 0 18 為 200 K GN 算得 1 15 1197 0 18 3420 200 GFzxm 1371 55 N 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(duì)吊索的作用為靜載 起重機(jī)以加速度 吊起重物 重物對(duì)吊索的作用為動(dòng)載 對(duì)于滾珠絲杠螺母副的最大動(dòng)載荷 計(jì)算公式如下 QF mhwQfL3 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L610610 nL 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 wf 硬度系數(shù) HRC 58 時(shí)取 1 0 等于 55 時(shí)取 1 11 等于 52 5 時(shí)取 1 35 h 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 mF 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)min 6 1axVj 程 則絲杠轉(zhuǎn)速 取滾珠絲杠使用壽命Ph10 in 160 10maxrPVnhj 帶入 得 90 取 代入 T56 TLL2 wfhf mhwQFfL 3 求得 17390N QF 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QaFC 長時(shí)間承受工作載荷時(shí) 還應(yīng)使額定靜載荷 min 10 r moaF 32 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 QF 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(jí)為 4 級(jí) 其參數(shù)如表 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 38 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 d 0 40mm 外徑d 39 5mm 導(dǎo)程 Ph 6mm 螺旋角 42 14 36 sin0dr 鋼球直徑 動(dòng)載荷 靜載荷 mDw96 3 NCa158NCoa785 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 考慮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 tan 式中 螺距升角 根據(jù) 可得 2 91 0h14 3Pd 摩擦角 一般取 10 算得 96 67 0192tan 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1 半自動(dòng)薄刀分紙機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 39 接觸變形 支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形 2 3 因轉(zhuǎn)矩和絲杠 螺母滾道接觸對(duì)絲杠產(chǎn)生的導(dǎo)程變化很小 所以 可以忽略不2 3 計(jì) 所以絲杠的拉伸或壓縮變形量為 號(hào)代表拉伸 代表壓縮 1 ESlFum 式中 絲杠的最大工作載荷 單位為 mFN 絲杠縱向最大有效行程 單位為 ul 絲杠材料的彈性模量 鋼 EMPaE510 2 絲杠的橫截面面積 單位 按絲杠螺紋的底徑 確定 Sm2d 根據(jù)前面的設(shè)計(jì) 為 3234 36 取 1665 為 44 24 算得 mFNul2m 0 01597 14 971 25 4 5 1 320 67 查表 4 3 可知 所以剛度足夠 1 表 4 3 有效行程 內(nèi)的目標(biāo)行程公差 和行程變動(dòng)量ulpeupV 精度等級(jí)有效行程 mlu 1 2 3 4 5 大于 至 peuVpeupeupeupeuV 315 6 6 8 8 12 12 16 16 23 23 400 500 8 7 10 9 15 13 20 19 27 26 1600 2000 18 13 25 18 35 25 48 36 65 51 4 9 穩(wěn)定性校核 由于滾珠絲杠本身比較細(xì)長又受軸向力的作用 若軸向負(fù)載過大 則會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn) 現(xiàn)象 不失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷 Fk 應(yīng)該滿足 KF 2aEIfk mF 式中 絲杠支承系數(shù) 雙推 簡支方式時(shí) 取 2 其他方式如表 4 4 所示 kf 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 40 滾珠