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畢業(yè)設(shè)計(論文)
螺母提升機的設(shè)計
學(xué)生姓名： 學(xué) 號：
所在學(xué)院：
專 業(yè)：
設(shè)計(論文)題目： 螺母提升機的設(shè)計
指導(dǎo)教師：
年 月 日
摘 要
本次設(shè)計是螺母提升機設(shè)計的設(shè)計。在這里主要包括:機架系統(tǒng)的設(shè)計、鏈傳動系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)整機構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計、的設(shè)計。這次畢業(yè)設(shè)計對設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行一般機械的設(shè)計創(chuàng)造了一定條件。
整機結(jié)構(gòu)主要由電動機產(chǎn)生動力通過聯(lián)軸器將需要的動力傳遞驅(qū)動裝置上，小鏈輪帶大鏈輪，從而帶動整機運動，螺母提升機更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。
本論文研究內(nèi)容：
(1) 螺母提升機總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。
(2) 螺母提升機工作性能分析。
(3)電動機的選擇。
(4) 螺母提升機的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件設(shè)計。
(5)對設(shè)計零件進行設(shè)計計算分析和校核。
(6)繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計零件的零件圖。
關(guān)鍵詞：螺母提升機， 聯(lián)軸器，滾珠絲杠
43
Abstract
This design is the design of machine design of the lifting nut. Here mainly include: rack system design, chain drive system design, system design, adjustment mechanism design. The graduation design on the design of the basic skills training, improve the analysis and the ability to solve engineering problems, and created certain conditions for general mechanical design.
The structure is mainly composed of the motor power will need to transfer the power of the driving device through the coupling, chain wheel sprocket, so as to drive the movement, the nut lifting machine but also show its superiority, there are broad prospects for the development.
The content of this paper:
(1) the overall structure design of the lifting nut machine.
(2) performance analysis machine lifting nut.
(3) the choice of motor.
(4) enhance the nut transmission system, machine component design.
(5) the design of parts design calculation and check.
(6) drawing machine assembly and important parts assembly drawings and parts drawings design.
Keywords: nut hoist, coupling, ball screw
目錄
摘 要 II
Abstract III
1 緒論 1
1.1 螺母提升機選題背景 1
1.2 螺母提升機課題的意義 1
1.3 螺母提升機研究現(xiàn)狀及工作原理 1
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題 2
2 總體方案設(shè)計 3
2.1 設(shè)計方案選型與分析 3
2.2 方案的確定 4
3 螺母提升機的參數(shù)計算 5
3.1驅(qū)動電機的選型 5
3.2 傳送鏈的設(shè)計 9
3.3 鏈傳動設(shè)計設(shè)計過程 10
3.4螺母提升機軸的設(shè)計 12
3.4.1 驅(qū)動軸的設(shè)計 12
3.4.2 鏈輪軸的設(shè)計 14
3.5 軸承的選型及校核 17
3.6 鏈強度計算 19
3.6.1 鏈傳動的運動特性 19
3.6.2 鏈傳動的動載荷 20
3.6.3 鏈傳動的受力分析 21
3.6.4 滾床鏈輪接觸強度的計算 22
4 螺母提升機的其他部件設(shè)計 24
4.1螺母提升機的驅(qū)動裝置 24
4.2 鏈的張緊裝置 24
4.3鏈輪 25
5 關(guān)鍵零件的工藝性分析 26
5.1 零件的分析 26
5.2加工的問題和設(shè)計所采取措施 26
5.3 軸加工定位基準的選擇 26
5.4 軸加工主要工序安排 27
5.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 29
5.6 毛坯種類的選擇 29
5.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備 29
5.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定 30
5.9確定加工用量及基本工時（機動時間） 30
結(jié) 論 40
致 謝 41
參考文獻 42
1 緒論
1.1 螺母提升機選題背景
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟競爭的日趨激烈，機械產(chǎn)品的更新速度越來越快，在機械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機械制造的競爭，其實質(zhì)是生產(chǎn)質(zhì)量的競爭。
該課題由教學(xué)內(nèi)容和對社會日常用品的觀察所得，隨著社會的快速發(fā)展，墊片的廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域當中。人們越來越多的使用到各種墊片。提升機越來越離不開人們的生活。通過畢業(yè)設(shè)計，強化專業(yè)知識與CAD繪圖能力，學(xué)會獨立分析問題與解決問題的能力，同時提高自己的實際操作能力，為就業(yè)打好基礎(chǔ)。
1.2 螺母提升機課題的意義
本題目不但對螺母提升機的零件及外形進行設(shè)計,還對螺母提升機的外觀進行更人性化、更合理的設(shè)計。讓螺母提升機更具競爭力的同時,也讓自己成為復(fù)合型人才，提高自己的水平，提高自己的競爭力。
綜合運用機械設(shè)計、機械繪圖、公差與技術(shù)測量、機械原理及零件等理論知識，分析和解決螺母提升機外形設(shè)計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。
為了適應(yīng)社會的發(fā)展要求，滿足企業(yè)對人才的需求，本學(xué)院對部分同學(xué)提出螺母提升機設(shè)計這一個畢業(yè)設(shè)計課題。此課題研究過程中涉及到我們大學(xué)三年所學(xué)的大量專業(yè)知識如：機械制圖、計算機輔助繪圖、CAD、公差與技術(shù)測量、螺母提升機材料及螺母提升機設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識。
1.3 螺母提升機研究現(xiàn)狀及工作原理
提升機（well elevating conveyor/Elevator）是通過改變勢能進行運輸?shù)拇笮蜋C械設(shè)備，如礦井提升機、過壩提升機等。廣義地說，電梯、天車、卷揚、穩(wěn)車、吊車、啟閉機等均可稱為提升機。提升機一般指功率較大、提升能力較強的大型機械設(shè)備。螺母提升機主要由機座、機架、軸承、輥筒、輥距調(diào)節(jié)裝置、輥筒變形調(diào)節(jié)裝置等組成。
螺母提升機用來垂直提升經(jīng)過螺母物料。根據(jù)料斗運行速度的快慢不同，螺母提升機可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。螺母提升機的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的提升機，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60℃，夾鋼繩膠帶允許物料溫度達80℃，耐熱膠帶允許物料溫度達120℃，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達250℃。
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題
本設(shè)計所要解決的主要問題如下：
1、熟悉整個機器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)；
2、根據(jù)所工件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)參數(shù)，完成機器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計草圖；
3、根據(jù)設(shè)計參數(shù)和要求，完成相關(guān)計算（主要包括電機功率計算及選型、鏈傳動選擇計算、接觸強度計算等等）；
4、根據(jù)計算結(jié)果，確定結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖；
5、完成重要零部件的部件圖或零件圖。
2 總體方案設(shè)計
主要(技術(shù))要求：
1. 設(shè)計、制作的設(shè)備應(yīng)有足夠的強度和剛度；
2.夾緊、定位要求：設(shè)備的夾緊及定位應(yīng)符合所學(xué)夾緊、定位的原理；
3.滿足提升后與對接設(shè)備的對接要求；
4.提升速度為60個/分；
5.便于裝卸、調(diào)試；
6.在設(shè)計、制作過程中注意控制成本；
7.螺母如圖：M12，材料為45#，表面粗糙度為3.2，倒角0.2。
2.1 設(shè)計方案選型與分析
方案一：
采用軸瓦結(jié)構(gòu)的螺母提升機, 采用黃油潤滑, 此方案缺點是軸瓦易磨損，造成軋輥轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生徑向跳動，很難保證產(chǎn)品尺寸公差.
方案二：
采用精度高的雙列向心滾子軸承螺母提升機，并采用稀油潤滑，減小軸承磨損，確保磁板沿長度方向厚度公差,
2.2 方案的確定
選擇方案二，電動機經(jīng)過減速機構(gòu)輸送到鏈式機構(gòu)，然后通過鏈式機構(gòu)上的一個細長桿來穿插螺母。
3 螺母提升機的參數(shù)計算
3.1驅(qū)動電機的選型
電動機是應(yīng)用很廣泛的動力設(shè)備，在農(nóng)業(yè)機械中它與內(nèi)燃機、拖拉機一樣，是不可缺少的主要動力之一。電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的動力機械。俗稱電滾，也叫馬達(譯音)。
一般來說，電動機的選擇方法主要包含以下內(nèi)容。
（1）類型的選擇 選擇哪種類型的電動機，一方面要根據(jù)生產(chǎn)機械對電動機的機械特性、起動性能、調(diào)速性能、制動方法和過載能力等方面的要求，對各種類型的電動機進行分析比較；另一方面在滿足上述要求的前提下，還要從節(jié)省初期投資，減少運行費用等經(jīng)濟方面進行綜合分析，最后將電動機的類型確定下來。在對起動、調(diào)速等性能沒有特殊要求的情況下，優(yōu)先選用三相籠型異步電動機。
（2）功率的選擇 正確地選擇電動機的額定功率非常重要，額定功率選擇得過大，電動機長期在欠載狀態(tài)下運行，不僅增加了設(shè)備投資，還會降低其效率和功率因數(shù)(對異步電動機而言)等指標，增加了運行費用；額定功率選擇得太小，電動機長期在過載狀態(tài)下運行，會使電動機過熱而降低使用壽命，甚至拖動不了生產(chǎn)機械。因此，應(yīng)使所選電動機的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機械所需要的功率。
（3）轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速和傳動方式，通過經(jīng)濟技術(shù)比較后確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。 額定功率相同的電動機額定轉(zhuǎn)速高，電動機的重量輕、體積小、價格低、效率和功率因數(shù)(對三相異步電動機而言)也較高。若生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速比較低，電動機的額定轉(zhuǎn)速比較高，則傳動機構(gòu)復(fù)雜、傳動效率降低，增加了傳動機構(gòu)的成本和維修費用。因此，應(yīng)綜合分析電動機和生產(chǎn)機械兩方面的各種因素最后確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。
（4）工作制的選擇 根據(jù)電動機的工作方式選擇電動機的工作制c國產(chǎn)電動機按發(fā)熱與冷卻情況的不同，分為九種工作制，如連續(xù)工作制、短時工作制、斷續(xù)周期工作制，等等。選擇工作制與實際工作方式相當?shù)碾妱訖C比較經(jīng)濟。
電動機的種類繁多，其分類方法也很多，通常按電源及結(jié)構(gòu)原理進行分類。根據(jù)電源，電動機可分為直流電動機和交流電動機。交流電動機分為異步電動機和同步電動機，同時，異步電動機又以轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，分為鼠籠型電動機和繞線型電動機兩種。鼠籠型電動機又有單鼠籠、雙鼠籠和深槽式3種。根據(jù)結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)原理，直流電動機可分為串激、并激、復(fù)激和他激4種。異步電動機有單相和三相兩種。由于異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，堅固耐用，維護又方便以及有較好的運行性能，加之當前的動力電源主要是三相，所以在煤礦應(yīng)用最多的是三相異步電動機。另外，還可按電動機的轉(zhuǎn)速、額定電壓、尺寸大小、安裝結(jié)構(gòu)型式、外殼防護型式、冷卻方式、工作定額等進行分類。
此外，減速電機是一種新興的具有高科技含量的電機類型。減速電機是指減速機和電機(馬達)直聯(lián)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機。通常由專業(yè)的減速機生產(chǎn)廠進行集成組裝好后成套供貨。廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、環(huán)保水處理、起重運輸、物料搬運、輕工、港口、機場、汽車生產(chǎn)、電力等各行各業(yè)。使用的優(yōu)點是簡化設(shè)計、節(jié)省空間、延長使用壽命、降低噪音、提高扭矩和負載能力。減速電機的電機接線盒經(jīng)過一定設(shè)計改造，可以直接連接變頻器，適用于分布式控制應(yīng)用，不僅可以完成簡單驅(qū)動，還能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜定位控制。減速電機的主要特點有：
（1）減速電機結(jié)合國際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量。
（2）節(jié)省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達95KW以上。
（3）能耗低,性能優(yōu)越,減速機效率高達95%以上。
（4）振動小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過高頻熱 處理。
?。?）經(jīng)過精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置了各類電機,形成了機電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。
（6）產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。
基于電動機的以上特點，本文選用減速電機作為機床的驅(qū)動裝置。
查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》得：
選擇，其銘牌如下表2-1：
表2-1 Y系列三相異步電動機
電動機型號
額定功率 KW
滿載轉(zhuǎn)速 r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量 Kg
Y132S-4
5.5
同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,4級
1440
2.2
2.2
81
（a）
（b）
圖2-3 電動機的安裝及外形尺寸示意圖
表2-2 電動機的安裝技術(shù)參數(shù)
中心高/mm
外型尺寸/mm
L×（AC/2+AD）×HD
底腳安裝
尺寸A×B
地腳螺栓 孔直徑K
軸伸尺
寸D×E
裝鍵部位
尺寸F×GD
132
515× 345× 315
216 ×178
12
38× 80
10 ×43
蝸桿減速器
選擇的是蝸輪蝸桿減速器WPDA175-60-A
此型號的電機在一定程度上保證了驅(qū)動功率有一定的盈余，因數(shù)在電機起動時，若機床上有工件，則此時的起動功率會比平時工作時的功率要大，且減速電機本身還有一定的使用系數(shù)。
3.2 傳送鏈的設(shè)計
鏈傳動是一種撓性運動，它由鏈條和鏈輪組成。通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳
遞運動和動力。鏈傳動按用途不同可以分為傳動鏈、鏈和起重鏈。
圖3-1 鏈傳動
滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：它是由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈配合，滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間為間隙配合。當內(nèi)、外鏈板相對撓曲時，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動。滾子是活套在套筒上的，工作時，滾子沿鏈輪齒廓滾動，這樣就可減少齒廓的磨損。鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。因此，內(nèi)、外鏈板間應(yīng)留少許間隙，以便潤滑油滲入銷軸和套筒的摩擦面間。
鏈板一般制成8字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減少了鏈的質(zhì)量和運動時的慣性力。
圖3-2 滾子鏈的結(jié)構(gòu)
當傳遞大功率時，可采用雙排鏈或多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比。但由于精度的影響，各排鏈承受的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。
滾子鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定，一般前者用于大節(jié)距，后者用于小節(jié)距；當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，需采用過渡鏈節(jié)。由于過渡鏈節(jié)的鏈板要受附加彎矩的作用，所以在一般情況下最好不用奇數(shù)鏈節(jié)。
3.3 鏈傳動設(shè)計設(shè)計過程
確定鏈條型號、鏈節(jié)數(shù)、排數(shù)、鏈輪齒數(shù)、、鏈輪結(jié)構(gòu)、材料、幾何尺寸、中心距、壓軸力、潤滑方式、張緊裝置
已知設(shè)計條件：低速平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，傳遞功率，取傳動2.5。
（1）選擇鏈輪齒數(shù)、
在17-114之間選取齒數(shù)。
（2）計算當量的單排鏈的計算功率
根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動的功率修正為當量的單排計算功率
，查《機械設(shè)計》表9-6得
，查《機械設(shè)計》圖9-13得
，由于是單排鏈，所以
故
（3）確定鏈條型號和節(jié)距
鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速由《機械設(shè)計》圖9-11得到。然后由《機械設(shè)計》表9-1確定鏈條節(jié)距p 。
確定鏈條型號為：08A
確定鏈條節(jié)距為：12.7
（4）計算鏈節(jié)距和中心距
初選中心距，按下式計算鏈節(jié)數(shù)
將圓整為偶數(shù)
鏈傳動的最大中心距為：
式中，為中心距計算系數(shù)，查《機械設(shè)計》表9-7得=0.24907
（5）計算鏈速，確定潤滑方式
根據(jù)鏈速V，查《機械設(shè)計》圖9-14得，潤滑方式為定期人工潤滑
（6）計算鏈傳動在軸上的壓軸力
有效圓周力N
壓軸力==1.10x59.49=65.439 N
（7）設(shè)計總結(jié)
鏈輪
大鏈輪
小鏈輪
齒數(shù)
45
18
分度圓直徑()
181.43
73.41
齒頂圓直徑()
186
80.00
齒根圓直徑()
173.51
65.49
分度圓弦齒高()
3.00
4.00
齒側(cè)凸緣直徑()
<164.25
<58.71
節(jié)距()
12.7
軸間距()
623.148
鏈長()
1270
鏈節(jié)數(shù)()
130
鏈速()
0.57
鏈號
08A
3.4螺母提升機軸的設(shè)計
3.4.1 驅(qū)動軸的設(shè)計
圖3-4驅(qū)動軸受力分析圖
由靜力平衡方程
求得支反力為
以梁的左端為坐標原點，選取坐標系如圖4.9a所示。集中力F作用于C點，梁在AC和CB兩段內(nèi)的剪力或彎矩不能用同一方程式來表示，應(yīng)分段考慮。在AC段內(nèi)取距原點為x的任意截面，截面以左只有外力，根據(jù)剪力和彎矩的計算方法和符號規(guī)則，求得這一截面上的和M分別為
（a）
(b)
這就是在AC段內(nèi)的剪力方程和彎矩方程。如在CB段內(nèi)取距左端為x的任意截面，則截面以左右和F兩個外力，截面上的剪力和彎矩是
(c)
(d)
當然，如用截面右側(cè)的外力來計算會得到相同的結(jié)果。
由(a)式可知，在AC段內(nèi)梁的任意截面上的剪力皆為常數(shù)，且符號為正，所以在AC段(0
10r／min),可按基本額定動載荷計算值選擇軸承，然后校核其額定靜載荷是否滿足要求。當軸承可靠性為90％、軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下運轉(zhuǎn)時，取500h作為額定壽命的基準，同時考慮溫度、振動、沖擊等變化，則軸承基本額定動載荷可按下式進行簡化計算。
C——基本額定動載荷計算值，N；
P——當量動載荷，N；
fh——壽命因數(shù)；1
fn——速度因數(shù)；0.822
fm——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時取1.5，較大時取2；
fd——沖擊載荷因數(shù)；1.5
fT——溫度因數(shù)；1
CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷，N；
查表得，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。
在本裝置中，可以假設(shè)軸承只承受徑向載荷，則當量動載荷為：
P=XFr+YFa
查文獻[3]的表6-2-18，得，X=1，Y=0；
所以，P=Fr=1128N。由以上可得：
本機中的軸承承受的載荷多為徑向載荷，所以選取深溝球軸承，查文獻的附表，并考慮軸的外徑，選取軸承6305-RZ，其具體參數(shù)為：內(nèi)徑d=25mm，外徑D=62mm，基本額定載荷，基本額定靜載荷，極限速度為10000r/min，質(zhì)量為0.219kg。
然后校核該軸承的額定靜載荷。額定靜載荷的計算公式為：
式中：
——基本額定靜載荷計算值，N;
——當量靜載荷，N；
——安全因數(shù);
——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷，
查文獻[3]的表6-2-14知，對于深溝球軸承，其當量靜載荷等于徑向載荷。
查文獻[3]的表6-2-14知，安全系數(shù)
則軸承的基本額定靜載荷為：
由上式可知，選取的軸承符合要求
3.6 鏈強度計算
3.6.1 鏈傳動的運動特性
由于鏈是由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成，當鏈繞在鏈輪上時，其鏈節(jié)與相應(yīng)的輪齒嚙合后，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。該正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距p，邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)z，鏈輪每轉(zhuǎn)過一圈，鏈條走過zp長，所以鏈的平均速度v為
==
式中： 、——分別為主、從動鏈輪的齒數(shù)；
、——分別為主、從動鏈輪的轉(zhuǎn)速，r/min。
鏈傳動的平均傳動比
因為鏈傳動為嚙合傳動，鏈條和鏈輪之間沒有相對滑動，所以平均鏈速和平均傳動比都是常數(shù)。但是，仔細考察絞鏈鏈節(jié)隨同鏈輪轉(zhuǎn)動的過程就會發(fā)現(xiàn)，鏈傳動的瞬間傳動比和鏈速并非常數(shù)我們知道，鏈條由剛性鏈板通過鉸鏈連接而成。當鏈條繞在鏈輪上時，其形狀如圖所示：
在主動鏈輪上，鉸鏈A正在牽引鏈條沿直線運動，繞在主動鏈輪上的其他鉸鏈并不直接牽引鏈條，因此，鏈條的運動速度完全有鉸鏈A的運動所決定。鉸鏈A隨同主動鏈輪運動的線速度方垂直于AO，與鏈直線運動方向的夾角為。因此，鉸鏈A實際用于牽引鏈條運動的速度為
式中。為主動鏈輪的分度圓半徑，m。因為是變化的，所以即使主動鏈輪轉(zhuǎn)速恒定，鏈條的運動速度也是變化的。當=時，鏈速最低；當=0，鏈速最高，是主動鏈輪上的一個鏈節(jié)所對的中心角。鏈速的變化呈周期性，鏈輪轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)，對應(yīng)鏈速變化的一個周期。鏈速變化的程度與主動鏈輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)有關(guān)。轉(zhuǎn)速越高、齒數(shù)越少，則鏈速變化范圍越大。
在鏈速變化的同時，鉸鏈A還帶動鏈條上下運動，其上下運動的鏈速 也是隨鏈節(jié)呈周期性變化的。
在主動鏈輪牽引鏈條變速運動的同時，從動鏈輪上也發(fā)生著類似的過程。從動鏈輪上的鉸鏈C正在被直線鏈條拉動，并由此帶動從動鏈輪以轉(zhuǎn)動。因為鏈速方向與鉸鏈的C的線速度方向之間的夾角為，所以鉸鏈C沿圓周方向運動的線速度為
式中，為從動鏈輪的分度圓半徑，
由此可知從動鏈輪的轉(zhuǎn)速為
在傳動過程中因為在內(nèi)不斷變化，加上也是不斷變化，多以即使是常數(shù)，也是周期性變化的。
從上式中可得鏈傳動的瞬時傳動比為
可見鏈傳動的瞬時傳動比是變化的。鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關(guān)，故以上現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。
3.6.2 鏈傳動的動載荷
鏈傳動在工作過程中，鏈速和主從鏈輪的轉(zhuǎn)速都是變化的，因而會引起變化的慣性力及相應(yīng)的動載荷。
鏈速變化引起的慣性力為=ma
式中：—緊邊鏈條的質(zhì)量，kg;
—鏈條變速運動的加速度，/。
如果視主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動，則
當時,
(
從動鏈輪因角加速度引起的慣性力為
式中：J—從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動鏈輪軸的轉(zhuǎn)動慣性，;
—從動鏈輪的角速度，rad/s.
鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)越少，則慣性力就越大，相應(yīng)的動載荷也就越大。同時，鏈條沿垂直方向也在做變速運動，也會產(chǎn)生一定的動載荷。
此外，鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和振動，當鏈節(jié)和鏈輪輪齒接觸的瞬間，因鏈節(jié)的運動速度和鏈輪輪齒的運動速度在大小和方向上的差別，從而產(chǎn)生沖擊和附加的動載荷。顯然，節(jié)距越大，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越嚴重。
3.6.3 鏈傳動的受力分析
鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力。張緊力是通過使鏈條保持適當?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來獲得的。鏈傳動張緊的目的主要是使松邊不致過松，以免出現(xiàn)鏈條的不正常嚙合、跳齒或脫鏈。因為鏈傳動為嚙合傳動，所以與帶傳動相比，鏈傳動所需的張緊力要小得多。
鏈傳動在工作時，存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計傳動中的動載荷，則緊邊拉力和松邊拉力分別為
式中： F— 有效圓周力，N;
F— 離心力引起的拉力，N；
F— 懸垂拉力，N。
有效圓周力為
式中： P— 傳動的功率，kW；
V — 鏈速，m/s。
離心力引起的拉力為
式中： q為鏈條單位長度的質(zhì)量，kg/m。懸垂拉力Ff為
Ff=max(Ff,Ff)
其中：Ff =Kfqa Ff =(Kf+sina)qa
式中：—鏈傳動的中心距，mm
Kf——垂度系數(shù)，見下圖。圖中f為下垂度，為中心線與水平面夾角。
圖3-11 懸垂拉力
3.6.4 滾床鏈輪接觸強度的計算
機械中各零件之間力的傳遞，總是通過兩零件的接觸來實現(xiàn)的。除了共形面相接觸的情況外大量存在著異形曲面相接觸的情況。這些異形曲面在未受外力時的初始接觸情況，不外乎是點接觸和面接觸兩種。
已知的原始條件有：
軌道的材料: Q235-A =235Mpa =440Mpa E=206Gpa
橇體重G=250kg 工件重G=650kg 每輪載荷F=2256.3N 走輪直徑D=125mm
走輪有效踏面長L=4800mm
根據(jù)計算公式Pmax=0.418SQRT(F/LE/R)
由上面的計算可知P0.418
=0.52Mpa
4 螺母提升機的其他部件設(shè)計
4.1螺母提升機的驅(qū)動裝置
設(shè)備一般運行速度不高, 但傳動扭矩大、傳動功率大。因此, 驅(qū)動裝置通常由電機減速機1組成，電機減速機1安裝在電機安裝架7上。通過驅(qū)動裝置使設(shè)備驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)鏈條的運行及物體的。因為調(diào)心球軸承座有自動調(diào)心的作用, 當兩支承有一定量的同軸度誤差時能保證機正常工作, 且雙列軸承保證它有足夠的承載能力。驅(qū)動裝置同時還一定要設(shè)計安全保護裝置, 安全保護裝置的傳統(tǒng)形式是安全銷, 過載時安全銷斷裂, 但它的恢復(fù)耗時費力。
4.2 鏈的張緊裝置
鏈的張緊裝置。傳動鏈輪安裝在傳動軸上，傳動軸與滑塊式帶座軸承連接，滑塊式帶座軸承裝在軸承導(dǎo)軌部件內(nèi)，螺桿一端與滑塊式帶座軸承連接，另一端則穿過軸承和軸承座與轉(zhuǎn)動手柄連接，定位板插入轉(zhuǎn)動手柄的槽內(nèi)并與軸承座連接，軸承座與軸承導(dǎo)軌部件的一端固定。通過轉(zhuǎn)動手柄的轉(zhuǎn)動，改變傳動鏈條的松緊度。性能可靠、調(diào)整方便、結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、省力、維修便利。
4.3鏈輪
圖4-5 鏈輪示意圖
小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。
鏈輪是鏈的重要組成部分，小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，常可將齒圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。
鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受的沖擊也較大，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。
5 關(guān)鍵零件的工藝性分析
5.1 零件的分析
由軸零件圖可知。軸是一個軸類零件，它的外表面上需要進行加工。因此可將其分加工表面。有一定的位置要求。現(xiàn)分析如下：
（1）以左端面加工面。這包括：左外圓及端面臺階端面加工，
（2）以右端面加工面。這包括：左外圓及端面臺階端面加工。
（3）以鍵槽主要加工面。
5.2加工的問題和設(shè)計所采取措施
由以上分析可知。軸應(yīng)對孔與平面間的關(guān)系。由于是大生產(chǎn)量生產(chǎn)。要考慮因素如何滿足提高加工過程中的效率問題。
軸類加工按照先面后孔，按照粗、精加工互相原則。處理應(yīng)遵循先加工面后來加工孔，第一個基準，定位基準的表面處理。然后，整個系統(tǒng)的過程。地基處理的管道應(yīng)遵循這一原則。平平面定位可保證定位牢固可靠，保證各個鍵槽的加工粗糙度和精度。其次，首先先加工面可以去除毛坯不均勻表面，進而為孔加工提供前提，也有利于保護刀具。
5.3 軸加工定位基準的選擇
5.3.1 粗基準的選擇
基準的選擇應(yīng)滿足下列要求：
（1）保證每個重要支持均勻的加工余量；
（2）保證零件一定的差距。
為了滿足要求，主要支持應(yīng)作主要參考孔。作粗基準輸入軸和輸出軸。因此，主軸承孔的精定位，孔的加工余量必須統(tǒng)一。因與孔的位置，墻是相同的核心的位置。
5.3.2 精基準的選擇
從孔與孔的位置，孔與平面，平面與平面的位置，支撐孔平行并覆蓋大面積的平面與主軸，適合用作精基準。但與平面定位只能三自由度的限制，如果使用一二孔定位方法對典型的全過程，基本能夠滿足定位要求的參考。最后，雖然是裝配基準，但因它是對垂直主軸承孔的基礎(chǔ)。
5.4 軸加工主要工序安排
工序安排應(yīng)該是盡可能地先加工表面然后再加工孔。首先粗加工面，然后粗加工孔。螺紋孔鉆床的鉆頭，加工力大，也應(yīng)在粗加工階段完成。對于工件，需要精加工是支持前孔與平面結(jié)束后。根據(jù)以上原則應(yīng)該先完成加工平面加工孔，但在本裝置實際生產(chǎn)不易保證孔和端面互相垂直的。因此，工藝方案實際上是用于精加工軸承孔，從而支持擴孔芯棒定位端處理，故容易保證的端部的圖紙上的全跳動公差。螺紋孔攻絲時，加工力小，可以分散在后期階段。
用于零件的批量生產(chǎn)，總是首先產(chǎn)生均勻的基準。基管的處理的第一步是處理一個統(tǒng)一的基礎(chǔ)。具體安排第一孔定位粗后，加工頂平面。第二步是定位兩個工藝孔。由于頂面處理后到管道基礎(chǔ)處理已經(jīng)完成，除了定位基準。因此，孔底面也應(yīng)在兩個工藝孔加工工藝處理。加工完成后，還要檢驗入庫等操作，衛(wèi)生打掃干凈。
工藝路線一：
10、下料
20、粗車右端面
30、粗車左邊端面
40、粗車右端面外圓及臺階
50、粗車左邊外圓及臺階
60、熱處理調(diào)質(zhì)
70、精車右端外圓及臺階
80、精車左側(cè)外圓及臺階
90、車1處退刀槽
100、銑鍵槽(2處)
110、精磨外圓
120、檢驗入庫
工藝路線二：
10、下料20、銑右端面
30、銑左邊端面
40、粗車右端面外圓及臺階
50、粗車左邊外圓及臺階
60、熱處理調(diào)質(zhì)
70、精車右端外圓及臺階
90、精車左側(cè)外圓及臺階
100、車1處退刀槽
110、銑鍵槽(2處)
120、精磨外圓
130、檢驗入庫
方案二把端面的加工改為銑床加工，而方案一端面的加工采取銑削的方法，如果采用銑端面的方式加工而需要專門設(shè)計對于的夾具。綜合選擇方案一：
10、下料
20、粗車右端面
30、粗車左邊端面
40、粗車右端面外圓及臺階
50、粗車左邊外圓及臺階
60、熱處理調(diào)質(zhì)
70、精車右端外圓及臺階
80、精車左側(cè)外圓及臺階
90、車1處退刀槽
100、銑鍵槽(2處)
110、精磨外圓
120、檢驗入庫
5.5 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
“軸”零件材料采用45制造。硬度HB170到240，大批量生產(chǎn)，型材毛坯。
（1）外圓及端面的加工余量。
根據(jù)工步余量如下：
粗銑：參照《工藝手冊》取。
精銑：參照《工藝手冊》，其余量值規(guī)定為。
（2）鍵槽加工余量
毛坯為實心，不沖孔。
5.6 毛坯種類的選擇
零件材料為45，零件和材料，適應(yīng)性強等優(yōu)點，適用于不同重量，不同厚度的毛坯，也適用于不同的金屬，特別是能制造形狀復(fù)雜的毛坯。工件端面加工余量3mm；
5.7 選擇加工設(shè)備和工藝裝備
5.7.1 機床選用
①.工序端面加工是粗車、精車。臺階端面加工是粗，精車。每個過程步驟的數(shù)量不多，大批量生產(chǎn)，故臥式車床的選擇能滿足要求。這一部分概述了尺寸精度，屬于中等的要求，對CA6140型臥式車床的選擇是最常用的。
②.工序銑鍵槽，選X52K銑床。
5.7.2 選擇刀具
①.在車床上加工的工序, 一般采用硬質(zhì)合金刀具和刀具。為了提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益，可轉(zhuǎn)位車刀(GB5343.1-85,GB5343.2-85)。
②. 銑鍵槽時選用高速鋼銑鍵槽銑刀
5.7.3 選擇量具
本零件屬于成批量生產(chǎn)，一般采用常規(guī)。量具方法一是測量儀器選擇的不確定性；二是根據(jù)測量極限誤差測量裝置的選擇。
5.8 機械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定
對45零件和材料，ρ= 7.3（7.2 到計算），質(zhì)量約為2kg
表1-1 機械加工車間的生產(chǎn)性質(zhì)
生產(chǎn)類別
同類零件的年產(chǎn)量
重型
中型
輕型
單件生產(chǎn)
5以下
10以下
100以下
小批生產(chǎn)
5到100
10到200
100到500
中批生產(chǎn)
100到300
200到500
500到5000
大批生產(chǎn)
300到1000
500到5000
5000到50000
大量生產(chǎn)
1000以上
5000以上
50000以上
根據(jù)數(shù)據(jù)，不少于30 到 50每月，毛坯重量2＜100，鑒定為大批量的生產(chǎn)。
在查表基本毛坯的尺寸超過100至160，8級公差值的公差水平為1.8。
選擇公差等級為CT7級。
表7-1 毛坯尺寸公差數(shù)值
毛坯尺寸
公差等級CT
大于
至
8
63
100
160
100
160
250
1.6
1.8
2.0
5.9確定加工用量及基本工時（機動時間）
工序20. 粗車右端面
已知加工材料灰鑄鐵
CA6140普通車床
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。根
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，，進給量=0.5～1.0
按進給量在《工藝手冊》可知：
=0.7
CA6140進給力=3530。
，，=時，
進給力：=950。
實際進給力為：
=950=1111.5 （1-2）
所選=可用。
③.選擇磨鈍標準耐用度
根據(jù)《加工手冊》，最大磨損量取為，車刀壽命=。
④.確定加工速度
故：
==63 （1-3）
===120 （1-4）
根據(jù)CA6140車床選擇
=125
這時實際速度為：
== （1-5）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》=～，，，加工速度時，
=
實際功率為： =1.7=1.2 （1-6）
在CA6140上進行，最后用量為：
=3.75，=，==，=
工序30 粗車左邊端面
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。
=950=1111.5故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當硬質(zhì)合金刀度200～219毛坯，
，，加工速度=。
==63
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
加工功率修正系數(shù)=0.73=0.9，
時間功率為：
=1.7=1.2
=1.25，=，==，=
工序40. 粗車右端面外圓及臺階
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
由于CA6140機床的中心高為200，
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給力=3530。
故實際進給力為：
=950=1111.5 故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當 200～219毛坯，
，，加工速度=。
==63 （3-12）
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
功率為：
=1.7=1.2
加工用量為：
=1.25，=，==，=
工序50 粗車左邊外圓及臺階
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。
實際進給力為：
=950=1111.5 故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
==63 （3-12）
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
功率為：
=1.7=1.2
加工用量為：
=1.25，=，==，=
工序70精車右端外圓及臺階
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
由于CA6140機床的中心高為200，
故選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可在一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
刀桿尺寸為，
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給力=3530。
故實際進給力為：
=950=1111.5 故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
當 200～219毛坯，
，，加工速度=。
==63 （3-12）
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
== （3-14）
⑤.校驗機床功率
由《加工手冊》加工速度時，
=
功率為：
=1.7=1.2
加工用量為：
=1.25，=，==，=
工序80 精車左側(cè)外圓及臺階
所可轉(zhuǎn)位車刀(YG6硬質(zhì)合金材料)。
選刀桿尺寸=，刀片厚度為。
①.確定加工深度
可一次走刀內(nèi)完成
②.確定進給量
根據(jù)《加工手冊》可知
進給量=0.5～1.0
按CA6140進給量 =0.7
CA6140進給機構(gòu)允許進給力=3530。
實際進給力為：
=950=1111.5 故所選=可用。
③.選擇刀具磨鈍標準及耐用度
根據(jù)《加工手冊》車刀后刀面磨損量，車刀壽命=。
④.確定加工速度
==63 （3-12）
===120 （3-13）
根據(jù)CA6140車床=125
實際速度為：
==