機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì),機(jī)械式,頭套,皮輥,設(shè)計(jì) 目　錄 摘要…………………………………………………………………………3 0.前言………………………………………………………………………4 1.總體設(shè)計(jì)…………………………………………………………………5 2.傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)……………………………………………………………6 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………6 2.1.1傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算………………………………………………………6 2.1.2確定電動(dòng)機(jī)功率及其它參數(shù)………………………………………7 2.2蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………8 2.2.1傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算………………………………………………………8 2.2.2材料選擇……………………………………………………………9 2.2.3參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………9 2.3軸的設(shè)計(jì)………………………………………………………………11 2.3.1軸的材料及選擇……………………………………………………12 2.3.2軸的強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………………13 2.4軸承的選擇……………………………………………………………16 2.5V帶及帶輪的設(shè)計(jì)………………………………………………………17 2.5.1普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………17 2.5.2帶輪設(shè)計(jì)………………………………………………………………19 3.傳動(dòng)箱的箱體設(shè)計(jì)…………………………………………………………20 3.1箱體的結(jié)構(gòu)型式……………………………………………………………20 3.2鑄造箱體的結(jié)構(gòu)分析………………………………………………………21 3.3箱體的結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………………21 4.傳動(dòng)箱附件的設(shè)計(jì)……………………………………………………………21 4.1軸承蓋………………………………………………………………………21 4.2軸承套杯……………………………………………………………………23 4.3調(diào)整墊片組…………………………………………………………………23 4.4油標(biāo)…………………………………………………………………………23 4.5排油孔螺塞…………………………………………………………………23 5.總機(jī)體的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………23 6.導(dǎo)軌及間隙調(diào)整裝置設(shè)計(jì)……………………………………………………24 6.1導(dǎo)軌設(shè)計(jì)……………………………………………………………………24 6.2間隙調(diào)整裝置設(shè)計(jì)…………………………………………………………24 7.傳動(dòng)絲桿及橫臂設(shè)計(jì)…………………………………………………………25 7.1絲桿設(shè)計(jì)……………………………………………………………………25 7.2橫臂設(shè)計(jì)……………………………………………………………………25 8.潤(rùn)滑的選擇……………………………………………………………………25 8.1潤(rùn)滑的作用…………………………………………………………………25 8.2潤(rùn)滑系統(tǒng)和方法的分類……………………………………………………26 8.3潤(rùn)滑系統(tǒng)的選擇原則………………………………………………………26 9.其它……………………………………………………………………………26 9.1支角…………………………………………………………………………26 9.2行程開關(guān)的選擇……………………………………………………………27 10.結(jié)論…………………………………………………………………………27 11小結(jié)…………………………………………………………………………28 12參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………29 12附錄…………………………………………………………………………30 摘要 對(duì)機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)進(jìn)行了研究，它的目的主要是完成整臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，可以同時(shí)完成多個(gè)皮輥的壓入和套出?？梢詫⑵ぽ仚C(jī)做成雙套頂頭和定位架供工人操作，它的工作原理是由電機(jī)帶動(dòng)蝸輪、蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲桿升降、帶動(dòng)橫臂升降，從而使滑桿上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮輥的套入、壓出。采用這個(gè)可以大大降低工作人員的勞動(dòng)負(fù)荷。皮輥機(jī)主要通過帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿蝸輪傳動(dòng)和絲桿傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。完成了傳動(dòng)箱的箱體、傳動(dòng)箱附件、絲桿及搖臂的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞　　油標(biāo) 軸承 蝸輪蝸桿 帶輪 前　言 機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)，主要是完成整臺(tái)機(jī)器的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，套皮輥機(jī)是紡織行業(yè)常用的機(jī)械，用來完成紡織皮輥的套入和壓出，是棉紡織行業(yè)的必備配套設(shè)備。所設(shè)計(jì)的套皮輥機(jī)靠傳統(tǒng)機(jī)械方式傳動(dòng)（例如蝸輪-蝸桿傳動(dòng)），為了提高生產(chǎn)效率，套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)成雙頭套皮輥機(jī)，能同時(shí)完成兩個(gè)皮輥的壓入、套出。 課題主要來源于鹽城金通機(jī)械廠，這是一家主要生產(chǎn)紡織機(jī)械的民營(yíng)企業(yè)，企業(yè)位于鹽城電場(chǎng)路。我們需要解決的問題就是完成整臺(tái)機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)的工程設(shè)計(jì)。 根據(jù)實(shí)際工作需要對(duì)雙頭套皮輥機(jī)的要求，其主要已知條件有：采用JT—SA808G型機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)，JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)主要由定位滑塊、上頂頭、滑桿、皮輥定位架、傳動(dòng)橫臂、絲桿、蝸輪、蝸桿、滑動(dòng)座臂、防護(hù)罩、絲桿螺母、機(jī)架等組成。JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)為立式，機(jī)械蝸輪、蝸桿傳動(dòng)，其操作簡(jiǎn)便，能適應(yīng)棉紡廠的精梳機(jī)、粗紗和細(xì)紗機(jī)、并條機(jī)、條卷機(jī)等紡織設(shè)備使用的各種規(guī)格丁氰皮輥的套入和壓出。該型號(hào)雙頭套皮輥機(jī)有雙套頂頭和定位架供工人操作，由電機(jī)帶動(dòng)蝸輪、蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲桿升降、帶動(dòng)橫臂升降，從而使滑桿上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮輥的套入、壓出。能滿足以下操作使用要求： a) 按要求接通380V電源 b) 蝸輪箱要加入1kg機(jī)械油及傳動(dòng)部件潤(rùn)滑 c) 根據(jù)使用的皮輥規(guī)格的大小，調(diào)節(jié)行程開關(guān)，確定所需位置 d) 啟動(dòng)電機(jī)，使機(jī)器進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) e) 必須保持兩側(cè)軌道及兩滑桿清潔 f) 每班操作前須對(duì)軌道和滑桿加油潤(rùn)滑 g) 對(duì)蝸輪箱及轉(zhuǎn)動(dòng)部和軸承須6個(gè)月清洗換油一次 JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)主要技術(shù)參數(shù)要求有：1、套壓皮輥鐵芯直徑為18—35毫米，2、套壓皮輥長(zhǎng)度為320毫米，3、工作行程為320毫米，4、最大極限行程為60毫米，5、電動(dòng)機(jī)1.5Kw、1400rad/min。其次，JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)主要尺寸為：長(zhǎng)，500毫米；寬，400毫米；高，1600毫米；重量，300kg。 1. 總體設(shè)計(jì) 目前在國內(nèi)外JT—SA808G型機(jī)械雙頭套皮輥機(jī)主要為立式，采用機(jī)械蝸輪—蝸桿傳動(dòng)，其操作簡(jiǎn)便，能適應(yīng)棉紡廠的精梳機(jī)、粗紗和細(xì)紗機(jī)、并條機(jī)、條卷機(jī)等紡織設(shè)備使用的各種規(guī)格丁氰皮輥的套入和壓出。目前國內(nèi)外主要采用蝸輪—蝸桿傳動(dòng)的原因是：1、其傳動(dòng)比比其他形式傳動(dòng)大，傳遞動(dòng)力大，一般傳動(dòng)比在8到100之間；2、蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合，故傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪音低；3、蝸桿在導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即具有自鎖性。 套皮輥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，目前國內(nèi)外的套皮輥機(jī)主要不同的地方有傳動(dòng)方式不同、傳遞導(dǎo)軌不同等。在傳動(dòng)方式上主要有機(jī)械式和液壓式兩種。液壓式套皮輥機(jī)采用液壓泵、閥實(shí)現(xiàn)液壓傳動(dòng)，其主要特點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳遞功率大，結(jié)構(gòu)小、有利于節(jié)省材料，傳動(dòng)控制靈敏度高等。機(jī)械式套皮輥機(jī)除了有蝸輪—蝸桿傳動(dòng)外還有絲桿傳動(dòng)，絲桿傳動(dòng)一般大都采用螺紋絲桿，其也是螺旋傳動(dòng)，在利用絲桿傳動(dòng)同時(shí)，大都采用調(diào)整絲桿間隙的措施。在傳動(dòng)導(dǎo)軌上，一般都采用熱扎等邊角鋼來作為導(dǎo)軌，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且能夠滿足傳動(dòng)要求，其它導(dǎo)軌還有：1、矩形導(dǎo)軌，其承載能力大，導(dǎo)軌垂直和水平方向誤差相互沒有影響，制造與維修方便，但側(cè)面存在誤差，影響導(dǎo)向精度，適應(yīng)于載荷較大、導(dǎo)向精度要求不太高的場(chǎng)合；2、三角形導(dǎo)軌，支承件導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱為山形導(dǎo)軌，反之稱為V形導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌在磨損后 ，在正向載荷的作用下，能自行補(bǔ)償磨損量，不產(chǎn)生間隙，導(dǎo)向精度較好，但垂直與水平方向的誤差相互影響，制造與維修困難；3、燕尾形導(dǎo)軌，其高度尺寸較小，結(jié)果緊湊，能承受顛覆力矩，便于調(diào)整間。目前國內(nèi)外套皮輥機(jī)上的導(dǎo)軌所用的形式主要就是以上幾種形式。同時(shí)也要采用調(diào)整導(dǎo)軌間隙的裝置，在調(diào)整間隙的裝置上，目前國內(nèi)外主要有：1、壓板，壓板用螺釘緊固在運(yùn)動(dòng)部件上，可用刮研、墊片或平鑲條來調(diào)整間隙；2、鑲條，鑲條有平鑲、楔形鑲條和壓板鑲條等。目前，大多數(shù)機(jī)械式皮輥機(jī)在傳動(dòng)上都設(shè)計(jì)有傳動(dòng)箱，傳動(dòng)箱是簡(jiǎn)化了的傳動(dòng)減速器，傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)都要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，滿足傳動(dòng)要求，節(jié)約成本等。 目前除了JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)外，廣泛使用的還有SA812型號(hào)，其適用各種粗、細(xì)紗皮輥,并條皮輥套丁氰后的滾壓,使丁氰包管包覆皮輥殼表面接觸良好,應(yīng)力均勻。主要技術(shù)參數(shù):壓輥幅度:430mm,壓輥直徑:￠75mm,壓輥轉(zhuǎn)速:178轉(zhuǎn)/分,傳動(dòng)方式:單獨(dú)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)型號(hào):Y90S-4,功率:1.1KW,轉(zhuǎn)速:1400轉(zhuǎn)/。 總體方案設(shè)計(jì)，主要完成機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)的設(shè)計(jì)所采用的傳動(dòng)形式，本課題主要采用蝸輪—蝸桿傳動(dòng)箱；完成本課題的設(shè)計(jì)的實(shí)際使用情況、結(jié)構(gòu)合理性、加工可行性，成本材料節(jié)約性等論證。論證采用JT—SA808G型機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)，JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)主要由定位滑塊、上頂頭、滑桿、皮輥定位架、傳動(dòng)橫臂、絲桿、蝸輪、蝸桿、滑動(dòng)座臂、防護(hù)罩、絲桿螺母、機(jī)架等組成。JT—SA808G型雙頭套皮輥機(jī)為立式，機(jī)械蝸輪、蝸桿傳動(dòng)，其操作簡(jiǎn)便，能適應(yīng)棉紡廠的精梳機(jī)、粗紗和細(xì)紗機(jī)、并條機(jī)、條卷機(jī)等紡織設(shè)備使用的各種規(guī)格丁氰皮輥的套入和壓出。該型號(hào)雙頭套皮輥機(jī)有雙套頂頭和定位架供工人操作，由電機(jī)帶動(dòng)蝸輪、蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使絲桿升降、帶動(dòng)橫臂升降，從而使滑桿上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)皮輥的套入、壓出。論證得總體以及外型美觀等設(shè)計(jì)要求來設(shè)計(jì)。其次設(shè)計(jì)有所創(chuàng)新，在傳統(tǒng)機(jī)器上作了改進(jìn)，預(yù)計(jì)本設(shè)計(jì)產(chǎn)品能收到良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。 2. 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)線路主要是根據(jù)皮輥的技術(shù)參數(shù)，皮輥的壓入、套出參數(shù)（如壓力、運(yùn)動(dòng)速度，功率等）來確定選擇電機(jī)，進(jìn)而選擇傳動(dòng)形式（如蝸輪—蝸桿傳動(dòng)），計(jì)算傳動(dòng)件參數(shù)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)箱體。同時(shí)在設(shè)計(jì)傳動(dòng)箱體是考慮整臺(tái)輥機(jī)的體積大小，使傳動(dòng)箱的大小與整機(jī)體的大小協(xié)調(diào)一致。傳動(dòng)箱設(shè)計(jì)完成后根據(jù)實(shí)際要求設(shè)計(jì)整機(jī)體。在設(shè)計(jì)整機(jī)體時(shí)主要考慮機(jī)體采用何種結(jié)構(gòu)，（如鑄體式、角鋼式、焊接式等），其次考慮采用導(dǎo)軌的形式以及傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)，在考慮機(jī)體設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮導(dǎo)軌、傳動(dòng)件、運(yùn)動(dòng)件等部件的固定等。完成總體機(jī)體的設(shè)計(jì)、導(dǎo)軌、傳動(dòng)件、運(yùn)動(dòng)件的設(shè)計(jì)固定后，考慮各部件的密封要求及密封措施，考慮導(dǎo)軌、傳動(dòng)件、運(yùn)動(dòng)件的 間隙調(diào)整等問題。再次，考慮電機(jī)的固定與距離調(diào)整問題，設(shè)計(jì)電機(jī)固定板、滑動(dòng)導(dǎo)軌以及旋轉(zhuǎn)件等。接下來考慮電路板、電氣線路的設(shè)計(jì)。最后作總體設(shè)計(jì)、修改，主要使機(jī)體結(jié)構(gòu)合理，造型美觀。 2.1 電動(dòng)機(jī)選擇 原動(dòng)機(jī)是許多機(jī)器中運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的來源，其種類很多，有電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)、水輪機(jī)、液壓機(jī)等。電動(dòng)機(jī)構(gòu)造簡(jiǎn)單、工作可靠、控制簡(jiǎn)便、維護(hù)容易，一般生產(chǎn)機(jī)械上大多數(shù)均采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)也采用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力。我國已制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的Y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。所以本設(shè)計(jì)采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 2.1.1 傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 根據(jù)總體設(shè)計(jì)和傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)可知，要確定電動(dòng)機(jī)功率需要首先確定工作總阻力。在本設(shè)計(jì)中工作阻力主要來源于皮輥對(duì)鐵芯的摩擦阻力。根據(jù)皮輥主要材料橡膠的性能以及幾何尺寸可以初步估計(jì)橡膠皮輥對(duì)鐵芯的彈性應(yīng)力為F=959.825N，由此可以知道橡膠皮輥對(duì)鐵芯的等效摩擦力（公式）為：FW=F×u 其中：u為橡膠材料對(duì)鑄鐵芯的摩擦系數(shù)，由資料可知u=0.8(此處為無潤(rùn)滑狀態(tài))。 因此： 根據(jù)資料可知，傳動(dòng)桿的工作功率為： 式中：為工作裝置傳動(dòng)速度，初估；為工作裝置的傳動(dòng)效率，根據(jù)已知條件可知。 因此： 根據(jù)傳動(dòng)順序可知絲桿的傳動(dòng)功率為： 式中：分母為絲桿副傳動(dòng)效率，查資料可知其值為0.95 因此： 根據(jù)傳動(dòng)順序可知軸的傳動(dòng)功率為： 式中：為軸承傳動(dòng)效率，由資料可得；為聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，由資料可知。 因此： 根據(jù)傳動(dòng)順序可知蝸桿的傳動(dòng)功率為： 式中：分別為蝸輪、蝸桿傳動(dòng)效率和軸承傳動(dòng)效率，由資料可知其值分別為0.8、0.995。 因此： 根據(jù)傳動(dòng)順序可知電機(jī)的傳動(dòng)功率為： 式中：為帶輪傳動(dòng)效率。 因此： 對(duì)于傳動(dòng)速度，設(shè)計(jì)各級(jí)傳動(dòng)比為：絲桿傳動(dòng)比,蝸輪、蝸桿傳動(dòng)比,帶輪傳動(dòng)比,由此可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： 因此： 2.1.2 確定電動(dòng)機(jī)功率及其它參數(shù) 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選的合適與否，對(duì)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，或使電動(dòng)機(jī)因?yàn)殚L(zhǎng)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)行，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)的容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱情況決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的工作情況一般可分為兩類：（1）用于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變或很少變化的、在常溫下工作的電動(dòng)機(jī)；（2）用于變載荷下長(zhǎng)期用行的電動(dòng)機(jī)、短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際工程條件來看，應(yīng)該根據(jù)第一種情況來確定電動(dòng)機(jī)。選擇這類電動(dòng)機(jī)的容量，只需要使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過其額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱。電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm等于或稍大于電機(jī)輸出功率Po,即 Pm≥Po。從手冊(cè)中選擇相應(yīng)的電機(jī)型號(hào)，而不必再作發(fā)熱計(jì)算。通常按照 Pm=(1-1.3)Po 選擇，電機(jī)功率裕度大小應(yīng)視工作裝置可能的過載情況而定。 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的條件，可選擇型號(hào)為Y90L-4的電機(jī)，其基本參數(shù)如下： 額定功率 Pm=1.5 Kw 額定轉(zhuǎn)速 Nm=1400 r/min 額定電壓 V=380 V 額定電流 A=3.7 A 其次電動(dòng)機(jī)的外形尺寸、電動(dòng)機(jī)中心高、軸伸尺寸、鍵聯(lián)接尺寸等也均可在手冊(cè)中查得。 2.2 蝸輪、蝸桿設(shè)計(jì) 根據(jù)實(shí)際工程要求，傳動(dòng)箱采用蝸輪、蝸桿傳動(dòng)，其主要優(yōu)點(diǎn)有： a) 其傳動(dòng)比比其他形式傳動(dòng)大，傳遞動(dòng)力是，一般傳動(dòng)比在8到100之間； b) 蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合，故傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪音低； c) 蝸桿在導(dǎo)程角小于當(dāng)量摩擦角時(shí)，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即具有自鎖性。 蝸桿傳動(dòng)的失效形式與齒輪傳動(dòng)基本相同，主要有齒輪的點(diǎn)蝕、彎曲折斷、磨損及膠合失效等。由于該傳動(dòng)嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，效率底，發(fā)熱量大，故更易發(fā)生磨損和膠合失效。而蝸輪無論在材料的強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)方面均較蝸桿弱，所以失效多發(fā)生在蝸輪輪齒上，設(shè)計(jì)時(shí)一般只需對(duì)蝸輪進(jìn)行承載能力計(jì)算。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要為：開式蝸桿傳動(dòng)以保證蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)；閉式蝸桿傳動(dòng)以保證蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；此外因閉式蝸桿傳動(dòng)散熱較困難，故需進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 2.2.1 傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為： Po=Pm/η Kw 式中：Pw 為工作裝置所需功率； Po為Pm/(1-1.3)； η為由電動(dòng)機(jī)至工作裝置的傳動(dòng)裝置的總效率，其可按下式計(jì)算： η=η1*η2*η3…ηn 式中：η1、η2、η3、ηn分別為傳動(dòng)裝置中每一級(jí)傳動(dòng)副（蝸輪、蝸桿等）、每對(duì)軸承或每個(gè)聯(lián)軸器的效率，其值可查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 計(jì)算傳動(dòng)裝置總效率時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1） 所取傳動(dòng)裝副的效率是否已經(jīng)包括其軸承效率，如包括則不再計(jì)如軸承效率； 2） 軸承效率通常指一對(duì)軸承而言； 3） 同類型的幾對(duì)傳動(dòng)副、軸承或聯(lián)軸器，要分別計(jì)如各自的效率； 4） 蝸桿傳動(dòng)效率與蝸桿頭數(shù)及材料有關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)初選頭數(shù)，估計(jì)效率，待設(shè)計(jì) 出蝸桿傳動(dòng)后在確定效率，并且修正前面的設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)； 5） 資料推薦的效率值一般有一個(gè)范圍。如工作條件差、加工精度低、維護(hù)不良時(shí)，　　　 則應(yīng)取低值，反之則取高值。 由上面可得： Po=Pm/(1-1.3)=1.5/1.2=1.25 Kw 工作裝置所需傳動(dòng)功率Pw=Po*η,在設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置中采用 V帶聯(lián)接電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)蝸桿，可以查設(shè)計(jì)手冊(cè)得： η=0.96 因此蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)功率為： Po=1.25x0.96=1.2 Kw 查設(shè)計(jì)手冊(cè)，所采用的單級(jí)普通V帶傳動(dòng)比為: i=2 所以蝸桿的轉(zhuǎn)速為： n1=Nm/i =1400/2=700 r/min 選擇蝸輪、蝸桿的傳動(dòng)比為 : i1=20 因此蝸輪轉(zhuǎn)速為： n2=n1/i1=700/20=35 r/min 2.2.2 材料選擇 根據(jù)蝸桿傳動(dòng)的失效形式可知，制造蝸桿副的組合材料首先應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，更重要的還應(yīng)具有良好的跑合性、減摩性和耐磨性。由機(jī)器的實(shí)際工作條件可知：蝸桿傳動(dòng)功率不大、速度中等，根據(jù)手冊(cè)，可選45號(hào)鋼作為材料，并且整體調(diào)質(zhì)?？紤]到使效率高些、耐磨性好些，故蝸桿螺旋面要求表面淬火，齒面硬度45HRC-50HRC。對(duì)于蝸輪，初估其滑動(dòng)速度 Vs=4.0 m/s,選定蝸輪齒圈材料為 ZcuSn10Pb1,金屬型鑄造，滾銑后加載跑合。 2.2.3 參數(shù)計(jì)算 1）按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1.選擇Z1、Z2 根據(jù)傳動(dòng)比， 查手冊(cè)并計(jì)算得: Z1=2 Z2=i1*Z1=2x20=40 2.計(jì)算蝸桿轉(zhuǎn)距T2 初估蝸桿、蝸輪傳動(dòng)效率 η1=0.82 由 T2=T1*i1*η1 得 T2=9.55x（1.2/700）x20x0.82 N.mm =268500 N.mm 3.確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑d1 因載荷平穩(wěn)，取載荷因數(shù)K=1.1，估計(jì)vs≤12m/s。根據(jù)表查得[σ]]]]]=200MPaa，由表初取導(dǎo)程r=12°，按式可得 m2d1≥KT2cosr(480/z2[σH])2=1.1×2.68×10?×cos12°(480/400)2㎜2 =1575㎜2 查表得，模數(shù)m=5㎜，d=63㎜ 2）.計(jì)算傳動(dòng)效率 1. 嚙合效率 2. 傳動(dòng)效率 軸承效率，因此在查時(shí)已經(jīng)計(jì)入軸承磨損損耗；攪油效率 3. 檢驗(yàn) 所以原選參數(shù)足夠 3）確定傳動(dòng)的主要參數(shù) 1. 中心距 2. 蝸桿尺寸 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 導(dǎo)程角 （右旋） 軸向齒距 輪齒部分長(zhǎng)度 取 3. 蝸輪尺寸 分度圓直徑 齒頂院直徑 齒根圓直徑 外圓直徑 蝸輪輪齒寬 螺旋角 咽喉母圓半徑 4）熱平衡計(jì)算 1.傳動(dòng)效率 2.估算散熱面積 3.油的工作溫度 t2<70oC，油的溫度為超過極 蝸桿、蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算是傳動(dòng)箱設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，作為主要傳動(dòng)裝置，蝸桿，蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算直接影響著整個(gè)機(jī)器的設(shè)計(jì)，因此很關(guān)鍵。 對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行良好的潤(rùn)滑是十分重要的。充分潤(rùn)滑可以降低齒面的工作溫度，減少磨損和避免膠合失效。蝸桿傳動(dòng)常采用粘度大的礦物油進(jìn)行潤(rùn)滑，為了提高其抗膠合能力，必要時(shí)可以加入油性添加劑以提高油膜的剛度。 在實(shí)際工程應(yīng)用中，除了要很好利用蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)外，還要了解起傳方面的不足之處: 1)　　因傳動(dòng)時(shí)嚙合齒面間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損失大，效率低。一般效率為η=0.7-0.9；具有自鎖性時(shí)，其效率小于0.5。所以不宜由于大功率傳動(dòng)； 2） 為減輕齒面的磨損及防止膠合，蝸輪一般使用貴重的減磨材料制造，成本高； 3） 對(duì)制造和安裝誤差很敏感，安裝時(shí)對(duì)中心距的尺寸精度要求較高。 蝸桿傳動(dòng)常用于傳動(dòng)功率在50Kw，滑動(dòng)速度在15m/s以下的機(jī)器設(shè)備中。 2.3 軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件(如齒輪、蝸輪等)，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 軸的設(shè)計(jì)是根據(jù)給定的軸的功能要求(傳遞功率或轉(zhuǎn)矩，所支持零件的要求等)和滿足物理、幾何約束的前提下，確定軸的最佳形狀和尺寸，盡管軸設(shè)計(jì)中所受的物理約束很多，但設(shè)計(jì)時(shí)，其物理約束的選擇仍是有區(qū)別的，對(duì)一般的用途的軸，滿足強(qiáng)度約束條件, 具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性即可。對(duì)于靜剛度要求高的軸，如機(jī)床主軸，工作時(shí)不允許有過大的變形，則應(yīng)按剛度約束條件來設(shè)計(jì)軸的尺寸。對(duì)于高速或載荷作周期變化的軸，為避免發(fā)生共振，則應(yīng)需按臨界轉(zhuǎn)速約束條件進(jìn)行軸的穩(wěn)定性計(jì)算。 軸的設(shè)計(jì)并無固定不變的步驟，要根據(jù)具體情況來定，一般方法是： 　　(1)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度約束條件或與同類機(jī)器類比，初步確定軸的最小直徑； 　　(2)考慮軸上零件的定位和裝配及軸的加工等幾何約束，進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸的幾何尺寸； 　　值得指出的是：軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)果具有多樣性。不同的工作要求、不同的軸上零件的裝配方案以及軸的不同加工工藝等，都將得出不同的軸的結(jié)構(gòu)型式。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)其結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，確定較優(yōu)的方案。 　　(3)根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和工作要求，選擇相應(yīng)的物理約束，檢驗(yàn)是否滿足相應(yīng)的物理約束。若不滿足，則需對(duì)軸的結(jié)構(gòu)尺寸作必要修改，實(shí)施再設(shè)計(jì)，直至滿足要求。 2.3.1 軸的材料及選擇 軸的材料種類很多，選擇時(shí)應(yīng)主要考慮如下因素： 　　1、軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性要求； 　　2、軸的熱處理方法及機(jī)加工工藝性的要求； 　　3、軸的材料來源和經(jīng)濟(jì)性等?！　? 軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。 　　碳鋼比合金鋼價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為0.25～0.5%的中碳鋼。尤其是45號(hào)鋼，對(duì)于不重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。 合金鋼具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，且價(jià)格較貴，多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳處理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼，有良好的高溫機(jī)械性能，常用于在高溫、高速和重載條件下工作的軸。 值得注意的是：由于常溫下合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不多，因此當(dāng)其他條件相同時(shí)，如想通過選用合金鋼來提高軸的剛度是難以實(shí)現(xiàn)的。 低碳鋼和低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火，可提高其耐磨性，常用于韌性要求較高或轉(zhuǎn)速較高的軸。 球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵因其具有良好的工藝性，不需要鍛壓設(shè)備，吸振性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，近年來被廣泛應(yīng)用于制造結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的曲軸等。只是鑄件質(zhì)量難于控制。 軸的毛坯多用軋制的圓鋼或鍛鋼。鍛鋼內(nèi)部組織均勻，強(qiáng)度較好，因此，重要的大尺寸的軸，常用鍛造毛坯。 2.3.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算 2.3.2.1 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 對(duì)只受轉(zhuǎn)矩或以承受轉(zhuǎn)矩為主的傳動(dòng)軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑。若有彎矩作用，可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮其影響。 　　扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度約束條件為： 　　　 =M/=9550×1000P3/n≤[]　 式中：為軸危險(xiǎn)截面的最大扭剪應(yīng)力(MPa)； 　　 M為軸所傳遞的扭矩(N.mm)； 　　　為軸危險(xiǎn)截面的抗扭截面模量()； 　　　P為軸所傳遞的功率(kW)； 　　　n為軸的轉(zhuǎn)速(r/min)； 　　　[]為軸的許用扭剪應(yīng)力(MPa)，見表3-1； 對(duì)實(shí)心圓軸，,以此代入式得，可得扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)式： 　　　　　　 　　　 式中：C為由軸的材料和受載情況決定的系數(shù)，其值可查表3-1。 　　當(dāng)彎矩相對(duì)轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，C值取較小值，[]取較大值；反之，C取較大值，[]取較小值。 應(yīng)用式求出的值，一般作為軸受轉(zhuǎn)矩作用段最細(xì)處的直徑，一般是軸端直徑。若計(jì)算的軸段有鍵槽，則會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，作為補(bǔ)償，此時(shí)應(yīng)將計(jì)算所得的直徑適當(dāng)增大，若該軸段同一剖面上有一個(gè)鍵槽，則將d 增大5％，若有兩個(gè)鍵槽，則增大10％。 此外，也可采用經(jīng)驗(yàn)公式來估算軸的直徑。如在一般減速器中，高速輸入軸的直徑可按與之相聯(lián)的電機(jī)軸的直徑估算：；各級(jí)低速軸的軸徑可按同級(jí)齒輪中心距估算，。 表3-1　幾種軸的材料的[]和C值 軸的材料 Q235 1Cr18Ni9Ti 35 45 40Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi [] 12～20 12～25 20～30 30～40 40～52 160～135 148～125 135～118 118～107 107～98 強(qiáng)度校核 設(shè)傳動(dòng)軸各截面上的扭矩均為 Mn=M=1000N.m 傳動(dòng)軸的抗扭截面系數(shù)為 Wn=0.2D3 2.3.2.2彎扭合成強(qiáng)度條件 對(duì)于轉(zhuǎn)軸，應(yīng)按彎扭組合強(qiáng)度計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸徑。設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸過程中，一般按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑，在進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，支點(diǎn)位置及軸上所受載荷的大小、方向、作用點(diǎn)已確定，須再按彎扭組合強(qiáng)度進(jìn)行校核。 軸的結(jié)構(gòu)初步確定后，應(yīng)首先畫出軸的受力圖，確定軸的受力情況，然后再作出水平面彎矩圖、垂直面彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖，按彎扭組合強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度。 對(duì)于一般鋼制的軸，可按第三強(qiáng)度理論強(qiáng)度計(jì)算。強(qiáng)度條件為： 　 　　 　　　　　 考慮到彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力和轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力的性質(zhì)不同，對(duì)上式中的轉(zhuǎn)矩乘以折合系數(shù)，則強(qiáng)度約束條件一般公式為： 　　　 　　　　　 式中：稱為當(dāng)量彎矩；為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。 　　　　　轉(zhuǎn)矩不變時(shí)，； 　　　　　轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化時(shí)，； 　　　　　轉(zhuǎn)矩按對(duì)稱循環(huán)變化時(shí)，。 若扭矩的變化規(guī)律不清楚，一般也按脈動(dòng)循環(huán)處理。、、分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用應(yīng)力，見表3-2。 　為軸的抗彎截面模量() 對(duì)實(shí)心軸，式也可寫為設(shè)計(jì)式： 　　　　　　　　　 若計(jì)算的剖面有鍵槽，則應(yīng)將計(jì)算所得的軸徑增大，方法同扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算。 表3-2 軸的許用應(yīng)力(MPa) 材料 碳鋼 400 500 600 700 130 170 200 230 70 75 95 110 40 45 55 65 合金鋼 800 900 1000 1200 270 300 330 400 130 140 150 180 75 80 90 110 鑄鋼 400 500 100 120 50 70 30 40 根據(jù)以上技術(shù)，設(shè)計(jì)得蝸桿軸和傳動(dòng)軸的參數(shù)如下圖： 圖3-1 蝸桿尺寸圖 圖3-2 軸尺寸圖 2.4 軸承的選擇 軸承是用以支承軸和軸上回轉(zhuǎn)體或擺動(dòng)零件的部件，在各種機(jī)械中廣泛運(yùn)用。根據(jù)軸承工作時(shí)的摩擦性質(zhì)，可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。本設(shè)計(jì)主要采用滾動(dòng)軸承。 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 （1）對(duì)于一般 運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，為防止疲勞點(diǎn)蝕發(fā)生， 以疲勞強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)，稱為軸承的壽命計(jì)算。 （2）對(duì)于不回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)的軸承，為防止塑性變形，以靜強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)，稱為軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算。 滾動(dòng)軸承的種類、類型及尺寸是多種多樣的。為使機(jī)械裝置發(fā)揮出預(yù)期的性能，選擇最適宜的軸承是至關(guān)重要的。為選定軸承，需要分析諸多要因，從各個(gè)角度進(jìn)行研究、評(píng)價(jià)有關(guān)選擇軸承的程序，并無特殊規(guī)格，但一般順序如下： （1）掌握機(jī)械裝置和軸承的使用條件等 　　（2）明確對(duì)軸承的要求 　　（3）選定軸承的類型 　?。?）選定軸承配置方式 　?。?）選定軸承尺寸 　　（6）選定軸承規(guī)格 　?。?）選定軸承的安裝方法 正確把握軸承在機(jī)械裝置的使用部位及使用條件與環(huán)境條件是選擇適宜軸承的前提。為之，需要取得以下幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)和資料： 　?。?）機(jī)械裝置的功能與結(jié)構(gòu) 　　（2）軸承的使用部位 　　（3）軸承負(fù)荷（大小、方向） 　?。?）旋轉(zhuǎn)速度 　?。?）振動(dòng)、沖擊 　　（6）軸承溫度（周圍溫度、溫升） 　?。?）周圍氣氛（腐蝕性，清潔性，潤(rùn)滑性） 通常，軸是以兩個(gè)軸承在徑向和軸向進(jìn)行支撐的，此時(shí)，將一側(cè)的軸承稱為固定側(cè)軸承，它承受徑向和軸向兩種負(fù)荷，起固定軸與軸承箱之間的相對(duì)軸向位移的作用。將另一側(cè)稱之為自由側(cè)，僅承受徑向負(fù)荷，軸向可以相對(duì)移動(dòng)，以此解決因溫度變化而產(chǎn)生的軸的伸縮部題和安裝軸承的間隔誤差。 對(duì)于固定側(cè)軸承，需選擇可用滾動(dòng)面在軸向移動(dòng)（如圓柱滾子軸承）或以裝配面移動(dòng)（如向心球軸承）的軸承。在比較短的軸上，固定側(cè)與自由側(cè)無甚別的情況下，使用只單向固定軸向移動(dòng)的軸承（如向心推力球軸承）。 根據(jù)以上資料本設(shè)計(jì)選用角接觸球軸承（GB292-83），再根據(jù)軸的尺寸條件，選擇的軸承（一對(duì)）型號(hào)分別為：7204C，7206C 角接觸球軸承的計(jì)算 （1）查表得，7204C軸承的C=29000N C0=19200N D=72㎜ B=17㎜ 2） 查表得，S1=0.68Fn1=0.68×1000=680N （向右） S2=0.68Fr2=0.68×2100=1428N （向左） 3） 因S1+Fx＞S2， 即左松右緊，所以 Fa1=S1=680N Fa2=S1+Fx=1580N 查表得，e=0.68 Fa1/Fr1=680/1000=0.68 X1=1，Y1=0 Fa2/Fr2=1580/2100=0.75＞0.68 X2=0.41，Y2=0.87 4） 當(dāng)量動(dòng)載荷P P1=X1Fr1+Y1Fa1 =（1×1000+0×680） =1000N P2=X2Fr2+Y2Fa2 =（0.41×2100+0.87×1580） =2236N 同樣，取fp=1.1 ，ft=1 FpP2/Ft=1.1×2236/1=2460N 2.5 V帶及帶輪設(shè)計(jì) 2.5.1 普通V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1）失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 帶傳動(dòng)靠摩擦力工作，當(dāng)傳遞的圓周阻力超過帶和帶輪接觸面上所能產(chǎn)生的最大摩擦力時(shí)，傳動(dòng)帶將在帶輪上產(chǎn)生打滑而使傳動(dòng)失效。另外，傳動(dòng)帶在運(yùn)行過程中由于受循環(huán)變應(yīng)力的作用會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞。因此，帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：既要在工作中充分發(fā)揮其工作能力而又不打滑，同時(shí)還要求傳動(dòng)帶有足夠的疲勞強(qiáng)度，以保證一定的使用壽命。 2)確定計(jì)算功率Pc 計(jì)算功率是根據(jù)需要傳遞的額定功率并且考慮載荷性質(zhì)和每天運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等因素而確定的，即 Pc = K.P = 1.1×4 = 4.4KW 3）帶型號(hào)的選擇 據(jù)計(jì)算功率Pc和小帶的轉(zhuǎn)速n 根據(jù)Pc=4.4KW和n=1440r/min 由V帶選型圖可知 ：選A型 4）驗(yàn)算帶速 當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，帶輪的傳動(dòng)速度一般控制在5m/s≤v≤25m/s 帶速V為 v=πdn/(60×1000) =3.14×40×1440/(60×1000) =3.01m/s 5）確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld Ld0=2a+π(d1+d2)/2+(d1+d2) 2/4a =2×200+3.14×(98+40)/2+(98+40)2/(4×200) =400+216.7+23.8 =640.5mm 由表中查出最相近的Ld=630mm 6)確定中心距a=a0+（Ld-Ld0）/2 =200+（640.5-630）/2 =205㎜ 7)驗(yàn)算小帶輪包角∝ ∝1=180°-57.3°×（d2-d1）/a =180°-57.3°×58/205 =163°>120° 因?yàn)椤兀?20°, 所以符合要求。 8）確定帶的根數(shù)Z 為了保證帶傳動(dòng)不打滑，并具有一定的疲勞強(qiáng)度，必須保證每根V帶所傳遞的功率不超過它所傳遞的額定功率，有 Z=Pc/P1 Z=2 9）確定單根V帶的初拉力F0 F0=500[（2.5/Ka）-1]（Pc/Zv）+qv2 =500[(2.5/0.93)-1](4.4/(2×7.54)+0.1×7.542 =184N 10）計(jì)算帶對(duì)軸的壓力Fq 2.5.2 帶輪設(shè)計(jì) 對(duì)帶輪的主要要求是重量輕、加工工藝性好、質(zhì)量分布均勻、與普通V帶接觸的槽面應(yīng)光潔，以減輕帶的磨損。對(duì)于鑄造和焊接帶輪、內(nèi)應(yīng)力要小。 帶輪由輪緣、輪幅和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，中間部分稱為輪幅。帶輪結(jié)構(gòu)形式按直徑大小常用的有S型實(shí)心帶輪（用于尺寸較小的帶輪）、P型腹板帶輪（用于中小尺寸的帶輪）、H型孔板帶輪（用于尺寸較大的帶輪）及E型橢圓輪幅帶輪（用于大尺寸的帶輪）。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形，楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角f為32、34、36、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定）。 表5-1? 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號(hào) 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 bp 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 hamin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 hfmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8±0.3 12±0.3 15±0.3 19±0.4 25.5±0.5 37±0.6 44.5±0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f 7±1 8±1 最小輪緣厚 dmin 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B=(z-1)e+2f? z—輪槽數(shù) 外徑 da 輪 槽 角 f 32° 相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑d ≤60 - - - - - - 34° - ≤80 ≤118 ≤190 ≤315 - - 36° - - - - - ≤475 ≤600 38° - ＞80 ＞118 ＞190 ＞315 ＞475 ＞600 極限偏差 ±30′ 本設(shè)計(jì)帶輪材料為鑄鐵HT150，采用實(shí)心式。大帶輪和小帶輪結(jié)構(gòu)尺寸分別如下： 圖5-1 大帶輪尺寸圖 圖5-2 小帶輪尺寸圖 3 傳動(dòng)箱箱體設(shè)計(jì) 3.1 箱體的結(jié)構(gòu)型式 3.1.1鑄造式箱體和焊接式箱體 箱體一般用灰鑄鐵HT150或HT200制造。對(duì)重型減速器，為提高其承受振動(dòng)和沖擊的能力，也可以用球墨鑄鐵QT500-7或鑄鋼ZG270-500、ZG310-570制造。鑄造箱體適宜成批生產(chǎn)，其剛性好，易獲得合理和復(fù)雜的外型，易于切削（特別是灰鑄鐵制造的箱體），但是較重。在單件生產(chǎn)中，特別是大型傳動(dòng)箱，為了減輕重量或縮短生產(chǎn)周期，箱體也可以用 Q215或Q235鋼板焊接制造，其軸承部分可用圓鋼、鍛鋼或鑄鋼制造。焊接箱體的臂后可以比鑄造箱體減薄20-30%，但焊接時(shí)易產(chǎn)生熱變形，要求較高的焊接技術(shù)及焊接后的退火處理。 3.1.2部分式箱體和整體式箱體 部分式箱體具有結(jié)合面，除為了用利于多級(jí)齒輪傳動(dòng)的等油面浸油潤(rùn)滑作成剖分面傾斜式外，一般均為水平式，且結(jié)合面多數(shù)通過各軸的中心線。 一般小型蝸桿傳動(dòng)箱為整體式，蝸輪軸承支承在與整體箱體配合的兩個(gè)大端蓋中。這種箱體尺寸緊湊，鋼度大，重量較輕，易于保證軸承與座孔的配合要求，但是裝拆和調(diào)整不方便。 3.2.3平壁式箱體和凸壁式箱體 根據(jù)上面所述的箱體類型，從實(shí)際工程需要來看，本設(shè)計(jì)采用鑄造式箱體。 3.2 鑄造箱體的結(jié)構(gòu)分析 箱體是支承和固定傳動(dòng)零件及保證傳動(dòng)件嚙合精度的重要機(jī)件，其重量約占整體底50%，對(duì)傳動(dòng)箱的性能、尺寸、重量和成本均有很大的影響。箱體的具體結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)件、軸系和軸承部件以及潤(rùn)滑密封等密切相關(guān)，同時(shí)還應(yīng)綜合考慮使用要求、強(qiáng)度、剛度及鑄造、機(jī)械加工和裝拆工藝等多方面因數(shù)。 箱體上的任何一處加工表面與非加工表面必須嚴(yán)格分開，不要使它們處于同一表面上，其凸出或凹入則根據(jù)加工方法而定。例如箱體表面在螺釘式軸承蓋處、檢查孔處，采取突出加工面，凸出高度一般為5-8mm；上下箱與連接螺栓的頭部及螺母的接觸表面一般都采用沉頭座結(jié)構(gòu)。 3.3 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 由于箱體的結(jié)構(gòu)和受力情況比較復(fù)雜，目前尚無成熟的計(jì)算設(shè)計(jì)方法，本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)箱體的厚度采用8mm，同時(shí)加8mm厚度的肋板加強(qiáng)剛度。 4 傳動(dòng)箱附件的設(shè)計(jì) 4.1 軸承蓋 軸承蓋的結(jié)構(gòu)型式可分為螺釘聯(lián)接式和嵌入式兩類。每一類又有透蓋和悶蓋之分。其材料一般為鑄鐵（HT150）或鋼（Q235、Q215）。螺釘聯(lián)接式軸承蓋的結(jié)構(gòu)尺寸如下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：尺寸m由結(jié)構(gòu)確定，當(dāng)m較大時(shí)，為減縮配合和加工表面，應(yīng)在端面鑄出一段較小直徑,但必須保留足夠的配合長(zhǎng)度 e1，以免擰緊螺釘時(shí)軸承蓋歪，各尺寸如7-1圖。 圖7-1 軸承蓋尺寸圖 各尺寸聯(lián)系如下： d3為軸承蓋聯(lián)接螺釘直徑 D為軸承外徑 b1、d2由密封尺寸確定，b=(5-10)mm，h=(0.8-1)b 傳動(dòng)箱的軸承蓋有4個(gè)，包括2個(gè)悶蓋，2個(gè)透蓋，其各自尺寸結(jié)構(gòu)如下： 圖7-2 小悶蓋 圖7-3 小透蓋 圖7-4 大悶蓋 圖7-5 大透蓋 4.2 軸承套杯 套杯主要用作固定軸承的軸向位置，同一軸線上兩端軸承外徑不相等時(shí)使座孔可一次鏜出，調(diào)整支承的軸向位置。有時(shí)為避免因軸承座孔的鑄造或機(jī)械加工缺陷而造成整個(gè)箱體的報(bào)廢，也可使用套杯。套杯的結(jié)構(gòu)及尺寸可根據(jù)軸承部件的要求自行設(shè)計(jì)。 4.3 調(diào)整墊片組 調(diào)整墊片組的作用是調(diào)整軸承游隙及支承的軸向位置。墊片組由若干中厚度的墊片根據(jù)調(diào)整需要的厚度疊合而成，其材料為沖壓銅片或08F鋼拋光。 4.4 油標(biāo) 油標(biāo)用來指示箱內(nèi)油面高度，種類很多，主要有桿式油標(biāo)、旋塞式油標(biāo)、管狀油標(biāo)等，在這里選擇壓配式圓形油標(biāo)（GB1160.1-89）。 4.5 排油孔螺塞 為了換油及清洗箱體是排出有污，在箱體低部設(shè)有排油孔，平時(shí)排油孔用螺栓及封油墊封住。排油孔螺栓材料一般用Q235,封油墊材料可用防油橡膠、工業(yè)用革或石棉膠紙，排油孔螺栓的直徑可按箱座壁厚的2-3倍選取。 5 總機(jī)體設(shè)計(jì) 機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)一般機(jī)體比較大，根據(jù)實(shí)際工程需要，本設(shè)計(jì)的機(jī)體主要采用焊接式。機(jī)體主要分為下機(jī)體和上機(jī)架結(jié)構(gòu)，下機(jī)體采用焊接式，材料為Q235，其兩側(cè)和底版采用整體焊接，前后采用鐵皮包封。上機(jī)架采用側(cè)壁式，兩側(cè)材料為HT200結(jié)構(gòu)，主要幾何尺寸見下圖： 圖8-1 下機(jī)體尺寸圖 圖8-2 上機(jī)架尺寸圖 在設(shè)計(jì)機(jī)體時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1.下機(jī)體焊接成后，應(yīng)清理并進(jìn)行時(shí)效處理； 2.上機(jī)體和下機(jī)體采用配合聯(lián)結(jié)后，邊緣應(yīng)留有3mm； 3.工作臺(tái)面板焊接在下機(jī)體上； 4.機(jī)械加工偏差尺寸處精度為1T/2。 6 導(dǎo)軌及間隙調(diào)整裝置設(shè)計(jì) 6.1導(dǎo)軌設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌的功用是向?qū)Ш统休d。設(shè)計(jì)時(shí)主要按照保證導(dǎo)向精度、耐磨性、低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好等基本要求來設(shè)計(jì)。導(dǎo)軌的材料主要有灰鑄鐵（HT150）、鋼、有色金屬、塑料等。 導(dǎo)軌的主要類型有： 1.矩形導(dǎo)軌，其承載能力大，導(dǎo)軌垂直和水平方向誤差相互沒有影響，制造與維修方便，但側(cè)面存在誤差，影響導(dǎo)向精度，適應(yīng)于載荷較大、導(dǎo)向精度要求不太高的場(chǎng)合； 2.三角形導(dǎo)軌，支承件導(dǎo)軌為凸形時(shí)，稱為山形導(dǎo)軌，反之稱為V形導(dǎo)軌，這種導(dǎo)軌在磨損后 ，在正向載荷的作用下，能自行補(bǔ)償磨損量，不產(chǎn)生間隙，導(dǎo)向精度較好，但垂直與水平方向的誤差相互影響，制造與維修困難； 3.燕尾形導(dǎo)軌，其高度尺寸較小，結(jié)果緊湊，能承受顛覆力矩，便于調(diào)整間。目前國內(nèi)外套皮輥機(jī)上的導(dǎo)軌所用的形式主要就是以上幾種形式。 參考以上幾種導(dǎo)軌，根據(jù)實(shí)際要求，本設(shè)計(jì)主要采用熱扎等邊角鋼（GB9787-88）來作為導(dǎo)軌，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且能夠滿足傳動(dòng)要求。主要尺寸見下圖 圖9-1 導(dǎo)軌尺寸圖 6.2 間隙調(diào)整裝置設(shè)計(jì) 導(dǎo)軌結(jié)合面之間都存在間隙。在調(diào)整間隙的裝置上有： 1.壓板，壓板用螺釘緊固在運(yùn)動(dòng)部件上，可用刮研、墊片或平鑲條來調(diào)整間隙；2、鑲條，鑲條有平鑲、楔形鑲條和壓板鑲條等。 7 傳動(dòng)絲桿及橫臂設(shè)計(jì) 傳動(dòng)絲桿主要采用螺旋傳動(dòng)將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和力或調(diào)整零件的相對(duì)位置。按照螺紋副的摩擦性質(zhì)不同，螺旋傳動(dòng)可分為滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋?；瑒?dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便、易于自鎖。本設(shè)計(jì)采用華東螺旋傳動(dòng)。 7.1 絲桿設(shè)計(jì) 絲桿采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，其主要由螺桿、螺母及必要的支承件所組成。螺紋牙采用梯形，螺母采用整體式（在橫臂中設(shè)計(jì)）。 螺桿（絲桿）應(yīng)該具有高的強(qiáng)度和良好的加工性，這里采用45鋼且熱處理后齒面硬度HRC=45-50。 主要參數(shù)計(jì)算如下： 牙高 導(dǎo)程 螺旋升角 公稱直徑 d=60mm 螺距 P=14mm 中徑 D=53mm 大徑 D1=62mm 小徑 D2=44 7.2 橫臂設(shè)計(jì) 橫臂除了要傳遞動(dòng)力外還要，實(shí)現(xiàn)在導(dǎo)軌上滑動(dòng)，根據(jù)這個(gè)要求設(shè)計(jì)如下圖，材料為HT200。 圖10-1 橫臂尺寸圖 8 潤(rùn)滑選擇 8.1.潤(rùn)滑的作用 潤(rùn)滑的目的是在機(jī)械設(shè)備摩擦副相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面間加入潤(rùn)滑劑以降低摩擦阻力和能源消耗,減少表面磨損,延長(zhǎng)使用壽命,保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。潤(rùn)滑的作用如下： 1)降低摩擦 ??? 2)減少磨損 ??? 3)冷卻，防止膠合 ??? 4)防止腐蝕 此外,潤(rùn)滑劑在某些場(chǎng)合可以起阻尼、減振或緩沖作用。潤(rùn)滑劑的流動(dòng)，可將摩擦表面上污染物、磨屑等沖洗帶走，起清潔作用。有些場(chǎng)合，潤(rùn)滑劑還可起到密封作用，減少冷凝水、灰塵及其他雜質(zhì)的侵入。? 8.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)和方法的分類 目前機(jī)械設(shè)備使用的潤(rùn)滑系統(tǒng)和方法的類型很多，通?？砂礉?rùn)滑劑的使用方式和利情況為分散潤(rùn)滑系統(tǒng)和集中潤(rùn)滑系統(tǒng)兩大類；同時(shí)這兩類潤(rùn)滑系統(tǒng)又可分為全損耗性和循環(huán)潤(rùn)滑兩類。 除以上分類而外，還可根據(jù)所供給的潤(rùn)滑劑類型，將潤(rùn)滑方法分為潤(rùn)滑油潤(rùn)滑（或稱稀油潤(rùn)滑）、潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑（或稱干油潤(rùn)滑）以及固體潤(rùn)滑、氣體潤(rùn)滑等。 8.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的選擇原則 在設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備各部分的潤(rùn)滑要求作全面的分析，確定所使用潤(rùn)滑劑的品種，盡量減少潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置的類別．在保證主要總值件的良好潤(rùn)滑條件下，綜合考慮其他潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑，要保證潤(rùn)滑質(zhì)量． 應(yīng)使?jié)櫥到y(tǒng)既滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)潤(rùn)滑的需要，又應(yīng)與設(shè)備的工況條件和使用環(huán)境相適應(yīng)，以免產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)哪Σ?、溫度、噪聲及過早的失效。 應(yīng)使?jié)櫥到y(tǒng)供送的油保持清潔，防止外界塵屑等的侵入造成污染、損傷摩擦表面，提高使用中的可靠性。 復(fù)雜潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要元件如泵、分配閥、過濾器等應(yīng)適當(dāng)?shù)亟M合在一起并盡可能標(biāo)準(zhǔn)化，便于接近進(jìn)行維護(hù)、清洗，降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)與維修、保養(yǎng)費(fèi)用，防止發(fā)生人身、設(shè)備安全事故。 在選擇潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，要注意該系統(tǒng)自動(dòng)化程度和可靠性，注意裝設(shè)指示、報(bào)警和工況監(jiān)控裝置，預(yù)測(cè)和防止早期潤(rùn)滑故障，以提高設(shè)備開動(dòng)率和使用壽命。 9 其它 9.1 支角 支角采用角鋼結(jié)構(gòu)，，焊接在機(jī)體上。作為支承件，角鋼可以保證強(qiáng)度、鋼度。其基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖： 圖12-1 支角尺寸圖 9.2 行程開關(guān)選擇 本設(shè)計(jì)采用LX系列行程開關(guān)，本系列開關(guān)適用于50赫茲，電壓至380伏直流電壓至220伏的控制電路上，作控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程和變換其運(yùn)動(dòng)方向或速度之用。 參數(shù)表12-1 型號(hào) 動(dòng)作力 動(dòng)作行程 極限行程 X2 ≤1.5㎏ ≤8㎜ ≤9㎜ X2-N ≤1.5㎏ ≤7㎜ ≤8㎜ 參數(shù)表12-2 額定電流 2A 額定電壓 380V 常開觸頭數(shù) 2對(duì) 常閉觸頭數(shù) 2對(duì) 海拔高度 ≤1000m 環(huán)境溫度 -30～+40°c 相對(duì)濕度 ≤85% 機(jī)械壽命 100×10? 次 電氣壽命 30×10?次 耐電壓 2000v 觸頭換接時(shí)間 ≤20ms 應(yīng)用范圍 行程控制和限位 符合標(biāo)準(zhǔn) GB14048.5-93、JB5553-91 10 結(jié)論 整個(gè)設(shè)計(jì)已告一個(gè)段落，機(jī)器的整體設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，包括對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，機(jī)身的設(shè)計(jì)，以及其他部件的設(shè)計(jì)和選用。機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)的傳動(dòng)方式主要采用傳動(dòng)箱傳動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)算后各類零部件的選用適合機(jī)械系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路。機(jī)身的設(shè)計(jì)也符合各個(gè)部件安裝需求。皮輥的裝夾裝置也滿足套壓皮輥的需求。所以機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)是適應(yīng)當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需求的。由于本人的能力有限，所學(xué)知識(shí)掌握還不夠深。機(jī)械式雙頭套皮輥機(jī)的設(shè)計(jì)還存在好多的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，有些地方還不合理，需在以后不斷改進(jìn)。 參考文獻(xiàn) 1 ．陳秀寧. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 第1版. 浙江：浙江大學(xué)出版社，2001.10. 2． 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì).第2版. 北京：機(jī)