鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計

鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計,鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置設計,鋼坯,火焰,清理,清算,設計,裝置 湘潭大學機械工程學院畢業(yè)設計工作中期檢查表 系 機電系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 07興湘機一班 姓 名 葉海龍 學 號 2007964214 指導教師 胡自化 指導教師職稱 教授 題目名稱 鋼坯火焰清理機的設計—總體方案設計和總體裝配 題目來源 ■科研 企業(yè) 其它 課題名稱 鋼坯火焰清理機的設計—總體方案設計和總體裝配 題目性質 工程設計 ■ 理論研究 科學實驗 軟件開發(fā) 綜合應用 其它 資料情況 1、選題是否有變化 有 ■否 2、設計任務書 ■有 否 3、文獻綜述是否完成 ■完成 未完成 4、外文翻譯 ■完成 未完成 由 學 生 填 寫 目前研究設計到何階段、進度狀況： 通過對資料的查詢，已經確定了鋼坯火焰清理機初步設計方案。現(xiàn)階段著力對各個構件外形設計和計算。與此同時還通過對一些復雜的裝配圖形的裝配和仿真熟悉和了解三維制圖軟件 由 老 師 填 寫 工作進度預測（按照任務書中時間計劃） 提前完成 按計劃完成 拖后完成 無法完成 工作態(tài)度（學生對畢業(yè)論文的認真程度、紀律及出勤情況）： 認真 較認真 一般 不認真 質量評價（學生前期已完成的工作的質量情況） 優(yōu) 良 中 差 指導教師（簽名）： 年 月 日 建議檢查結果： 通過 限期整改 緩答辯 系意見： 簽名： 年 月 日 注：1、該表由指導教師和學生填寫。 2、此表作為附件裝入畢業(yè)設計（論文）資料袋存檔。 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計任務書 設計題目： 鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置 學號： 2007964214 姓名： 葉海龍 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 胡自化 系主任： 一、主要內容及基本要求 1、鋼坯火焰清理機排屑系統(tǒng)項目的重要性 2、鋼坯火焰清理機排屑系統(tǒng)項目的設計基本任務 3、鋼坯火焰機排屑系統(tǒng)總體功能分析 4、鋼坯火焰清理機排屑系統(tǒng)設計方案可行性論證 5、總結和撰寫設計說明書一份（附光盤）； 6、CAD制圖，本文一張A0裝配圖紙及其零件圖，課題組一套完整圖紙 7、翻譯相關外文資料一份； 二、重點研究的問題 1、熟悉和掌握鋼坯火焰清理機相關性能方面的知識； 2、熟悉和理解鋼坯火焰清理機的結構參數(shù)； 三、進度安排 序號 各階段完成的內容 完成時間 1 熟悉課題及基礎資料 第一周 2 調研及收集資料 第二周 3 方案設計與討論 第三～四周 4 初步方案可行性論述 第五～八周 5 CAD軟件的學習 第九周 6 CAD制圖 第十周 7 撰寫說明書 第十一周 8 英文文獻翻譯，答辯 第十二周 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1]秦大同.機械傳動科學與技術.北京：清華大學出版社，2003. [2]齒輪手冊編委會．齒輪手冊(上冊)．北京：機械工業(yè)出版社，1990 [3]付則紹．新型蝸桿傳動．北京：石油工業(yè)出版社，1992 [4]姚立綱,李尚信.超環(huán)面行星減速器的設計與制造研究[J].機械傳動, 2001, 25(4): 17-20. [5]姚立綱.超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合分析和加工研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學, 1996 [6]許立忠,曲繼方,趙永生.超環(huán)面行星蝸桿傳動效率研究[J].機械工程學報, 1998, 34(5):20 [7]張躍明.超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合理論研究.學位論文.哈爾濱工業(yè)大學機械工程系,1993.7 [8]張春麗,徐曉俊,董申.超環(huán)面?zhèn)鲃拥墓に嚫倪M方案及其齒面研究[J].中國機械工程, 2000, 11(7): 749-752. 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計說明書 題 目：鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置 學 院： 興湘學院 專 業(yè)：機械設計制造及其自動化 學 號： 2007964214 姓 名： 葉海龍 指導教師： 胡自化（教授） 完成日期： 2011年6月 湘 潭 大 學 興湘學院 本科畢業(yè)設計開題報告 題 目 鋼坯火焰清理機的設計—總體方案設計及總體裝配 姓 名 葉海龍 學號 2007964214 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 興湘學院機械一班 指導教師 胡自化 職稱 教授 填寫時間 2011年5月31 日 2011年6月  說 明 1．根據(jù)湘潭大學《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見，系主任批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字。 5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。 6. 填寫說明： (1) 課題性質：可填寫A．工程設計；B．論文；C. 工程技術研究；E.其它。 (2) 課題來源：可填寫A．自然科學基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。 (3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。 (4) 參考文獻不能少于10篇。 (5) 填寫內容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 葉海龍 學 號 2007964214 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師 胡自化 職 稱 教授 所在系 機電系 課題來源 科研 課題性質 工程技術研究 課題名稱 鋼坯火焰清理機的設計—總體方案設計及總體裝配 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內外基本研究情況 所謂鋼坯火焰清理就是利用高溫火焰的氣割和熔除作用將鋼坯表面缺陷燒除的工序。該工序能有效提高鋼材的軋制質量，為 二、研究內容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案和主要措施 本課題對超環(huán)面行星蝸桿傳動的結構參數(shù)設計和嚙合理論分析研究，中心蝸桿和超環(huán)面內齒輪復雜齒面建模，傳動系統(tǒng)的運動、動力仿真以及數(shù)控轉臺的設計,主要完成以下研究內容： 1．研究超環(huán)面行星蝸桿傳動嚙合理論、關鍵零件的廓面方程、傳動效率以及一些重要零件的校核計算。 2．超環(huán)面行星蝸桿傳動減速器進行運動學、動力學分析和數(shù)字仿真研究分析。 預計達到的目標：通過此次畢業(yè)設計今后自己能夠對一些復雜曲面的廓面方程進行很好的計算和分析，并能夠熟練的利用三維建模軟件對一些機構及復雜的系統(tǒng)進行計算機模擬和仿真來解決一些困難的問題，同時開發(fā)這產品，提高在制造設計技能為今后的工作崗位打下堅實的基礎。 關鍵理論和技術指標：主要是對中心蝸桿，行星蝸輪以及內超環(huán)面齒輪廓面方程的計算分析和機構的動態(tài)仿真. 完成課題的方案和主要措施：先在導師的幫助下查閱相關的資料，對課題進行初步的了解，然后通過對傳動比，廓面方程的分析計算對它做前面的了解，先通過三維軟件對之進行動態(tài)仿真，看所設計的參數(shù)是否合理，最后將此產品研發(fā)出來 三、主要特色及工作進度 主要特色： 利用計算機輔助設計技術，基于UG、等軟件對理論設計的進行參數(shù)化建模，動態(tài)仿真。 工作進度： 收集查閱了有關超環(huán)面行星蝸桿傳動設計資料，現(xiàn)已經對它的傳動比計算，傳動中各傳動輪齒數(shù)與喉徑螺旋升角的關系，傳動的裝配關系，行星蝸輪與中心蝸桿之間的力關系以及廓面方程有了足夠的理解，現(xiàn)已能過對其進行設計分析，并制定了設計提綱方案和計劃。 四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出） [1]秦大同．機械傳動科學與技術．．北京：清華大學出版社，2003． [2]齒輪手冊編委會．齒輪手冊(上冊)．北京：機械工業(yè)出版社，1990 [3]付則紹．新型蝸桿傳動．北京：石油工業(yè)出版社，1992. [4]姚立綱,鄭建祥,李尚信,徐曉俊,李華敏.超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合分析 大慶石油學院學報, 1996. [5]姚立綱,李尚信.超環(huán)面行星減速器的設計與制造研究[J].機械傳動, 2001. [6]姚立綱.超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合分析和加工研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè) 大學, 1996 [7]許立忠,曲繼方,趙永生.超環(huán)面行星蝸桿傳動效率研究[J].機械工程學報, 1998. [8]張躍明.超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合理論研究.學位論文.哈爾濱工業(yè)大學機械 工程系,1993. [9]張春麗,徐曉俊,董申.超環(huán)面?zhèn)鲃拥墓に嚫倪M方案及其齒面研究[J].中國機械工 程, 2000. [10]徐曉俊,張春麗,董申.新型超環(huán)面?zhèn)鲃拥膬三X輪齒面展成原理.機械傳 動,1999. 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日 湘潭大學興湘學院 畢業(yè)設計評閱表 學號 2007964214 姓名 葉海龍 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設計）題目： 鋼坯火焰清理機的設計—排屑裝置 評價項目 評 價 內 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 2.難度、份量是否適當； 3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。 能力 1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機應用能力； 5.工科是否有經濟分析能力。 論文 （設計）質量 1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或實際應用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 評閱人： 2011年6月 日 摘要 本文設計了鋼坯火焰清理機排屑系統(tǒng)，該排屑系統(tǒng)適用于大中型鋼坯火焰清理的排屑，該排屑系統(tǒng)由兩大部分組成，即動力系統(tǒng)部分和排屑系統(tǒng)部分，該設備采用了簡單高效的刮板式排屑方式，本設備相比其余排屑機構最大的優(yōu)點是能在比較惡劣的生產環(huán)境中工作，能夠排屑各種狀態(tài)，何種形狀和溫度的雜志，包括高溫的鐵屑，液體等等，性能穩(wěn)定，制作成本效低。該設備先通過漏斗狀的容器把廢屑收集起來然后通過由動力帶動的運動的刮板把收集到的廢屑排放到指定地點，此過程完全由設備自動完成，無需任何人力。 該設備的投產大大提高了排屑的能力和生產的自動化程度，更重要的是能夠提高企業(yè)的生產效率和管理水平。 關鍵詞：數(shù)控裝置 排屑系統(tǒng) 數(shù)控機床 目錄 摘要································································1 ABSTRACT·························································2 1 緒論 1.1 本課題研究的目的與意義········································4 1.2 本課題國內外發(fā)展情況··········································4 1.3 本排屑系統(tǒng)的特點··············································4 2 系統(tǒng)總體方案的確定················································6 2.1 設計思想·······················································6 2.2 初選電機減速器系統(tǒng)方案·········································6 2.3 輸送外傳動系統(tǒng)的確定···········································7 2.4 系統(tǒng)總體方案的確定·············································7 3 電動機的選擇······················································9 3.1 電動機的類型選擇···············································9 3.2 電動機功率的選擇···············································9 3.3 確定電動機型號·················································9 4 V帶設計計算······················································11 4.1 傳動比的分配··················································11 4.2 各軸的轉速、功率和轉矩·········································11 4.3 帶傳動方案的確定··············································11 4.4 帶傳動設計計算················································12 4.5 帶輪的結構設計················································13 5 減速器設計·······················································13 6 鏈傳動設計的計算·················································14 6.1 鏈傳動方案確定················································14 6.2 鏈傳動設計計算················································14 6.3 鏈輪的結構設計················································15 6.3.1 主、從動輪設計··············································15 7 排屑裝置的保養(yǎng)與維護·············································18 7.1 排屑裝置的保養(yǎng)················································18 7.2 排屑裝置的維護················································19 結論·······························································19 參考文獻···························································10 致謝·······························································21 緒論 1.1 本課題研究目的與意義 自動排屑裝置的主要作用是將鐵屑從加工區(qū)域排出到指定區(qū)域，另外，鐵屑中往往混合著各種加工雜物，排屑裝置要對各種形態(tài)的廢屑進行自動排出，所以，自動排屑裝置組要應用于高效率的機械。 1.2 本課題國內外發(fā)展概況 自動排屑裝置，是隨著機加工的發(fā)展而發(fā)展的。但是長期以來，重主機，輕配套的狀況使得自動排屑裝置處理技術及設備發(fā)展遲緩。80年代開始，重主機，輕配套的狀況引起了各行業(yè)的注意，促使自動排屑裝置處理技術及設備在此后的20多年里得到長足的發(fā)展?，F(xiàn)在常見的排屑裝置有以下幾種： 1、 平板鏈式排屑裝置 平板鏈式排屑裝置以滾動鏈輪牽引鋼制平板在封閉箱中運轉，切屑用鏈帶帶出。這種裝置在數(shù)控車床使用時要與機床冷卻箱合為一體，以簡化機床結構。 2、 刮板式排屑裝置 刮板式排屑裝置的傳動原理與平板鏈式排屑裝置基本相同，只是鏈板不同，帶有刮板鏈板。這種裝置常用于輸送各種材質的短小切屑，排屑能力較強。 3、 螺旋式排屑裝置 該裝置是采用電動機經減速裝置驅動安裝在溝槽中的一根長螺旋桿進行驅動的。數(shù)控機床螺旋桿轉動時，溝槽中的切屑即由螺旋桿推動連續(xù)向前運動，最終排人切屑收集箱。螺旋桿有兩種形式，一種是用扁型鋼條卷成螺旋彈簧狀，另一種是在軸上焊上螺旋形鋼板。它主要用于輸送金屬、非金屬材料的粉末狀、顆粒狀和較短的切屑。這種裝置占據(jù)空間小，安裝使用方便，傳動環(huán)節(jié)少，故障率極低，尤其適于排屑空隙狹小的場合。螺旋式排屑裝置結構簡單，排屑性能良好，但只適合沿水平或小角度傾斜直線方向排屑搖臂鉆床，不能用于大角度傾斜、提升或轉向排屑。 1.3 本排屑裝置的特點 本文設計了鋼坯火焰清理機排屑系統(tǒng)，該排屑系統(tǒng)適用于大中型鋼坯火焰清理的排屑，該排屑系統(tǒng)由兩大部分組成，即動力系統(tǒng)部分和排屑系統(tǒng)部分，該設備采用了簡單高效的刮板式排屑方式，本設備相比其余排屑機構最大的優(yōu)點是能在比較惡劣的生產環(huán)境中工作，能夠排屑各種狀態(tài)，何種形狀和溫度的雜志，包括高溫的鐵屑，液體等等，性能穩(wěn)定，制作成本效低。該設備先通過漏斗狀的容器把廢屑收集起來然后通過由動力帶動的運動的刮板把收集到的廢屑排放到指定地點，此過程完全由設備自動完成，無需任何人力。 該設備的投產大大提高了排屑的能力和生產的自動化程度，更重要的是能夠提高企業(yè)的生產效率和管理水平。 2 系統(tǒng)總體方案確定 2.1 設計思想 本課題是以及其經濟性好，人性化設計，可靠性高，壽命長，結構簡單，易于維修等為設計思想 2.2 初選電機減速器系統(tǒng)反感 （a）為帶轉動渦輪-渦桿減速器系統(tǒng) （b）為帶傳動-二級圓柱圓錐減速器系統(tǒng) （c）為聯(lián)軸器-二級圓柱斜齒輪減速器系統(tǒng) （d）為帶傳動-二級圓柱斜齒輪減速器系 圖2.1 電機減速器系統(tǒng)方案 方案評價： （a） 方案為整體布局最小，傳動平穩(wěn)，而且可以實現(xiàn)較大的傳動比，但是由于渦輪渦桿效率低，功率損失大，很不經濟。（b）方案布局比較小，但是圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。（c）方案中減速器選擇合理，但本設計是用于自動排屑系統(tǒng)裝置，工作速度很低，使用聯(lián)軸器不利于減速，會增加減速器的成本，不夠經濟。 最終確定方案為（d）方案。 該方案的優(yōu)缺點： 該工作機有輕微震動 ，由于V帶有緩沖吸震能力，采用V帶傳動能減小震動帶來的影響，而且利于減速，還能起過載保護的作用，并且該工作機屬于小功率，載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結構，并且價格便宜，標準化程度高，大幅度降低成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應用最廣泛的一種，齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度，高速及齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻現(xiàn)象。電動機部分為Y系列三相交流，異步電動機。 總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，使用工作條件，工作可靠，此外還結構簡單，成本低，傳動效率高。 2.3輸送外傳動系統(tǒng)的確定 （a）帶傳動 （b）履帶傳動 （c）鏈傳動 方案評價： （a）方案成本較低，但是防腐蝕性不強。（b）履帶主要用在坦克等觸地設備，在此處用履帶傳動很不經濟。（c）方案中鏈傳動選擇合理。 最終確定方案為（c）方案 該方案的優(yōu)缺點： 鏈傳動的傳動比精確，傳動效率高，鏈傳動對軸的作用力較小，鏈傳動尺寸較緊湊，鏈傳動對環(huán)境的使用能力較強，鏈條的磨損伸長比較緩慢，張緊調節(jié)量較小。 2.4總體方案的確定 方案為：電動機——帶傳動——減速器——鏈傳動 如下圖： 圖2.2 系統(tǒng)總體方案 3 電動機型號的選擇 3.1 電動機類型選擇 根據(jù)動力源和工作條件，選用交流電機，Y系列三項異步電動機 3.2電動機功率的選擇 根據(jù)鏈傳輸機結構的布置由已知條件鏈傳動機構承受的鐵屑質量為為此排屑的質量，即為2.28（最大板寬度）×4（最大版長度）×0.01（平均每次清理厚度）×7.85×1000（普通剛的的密度）=716kg的鐵屑，即7016N（取G=9.8），取3000， 鏈的傳動速度為（燒嘴速度為V=8M/MIN,每次清理寬度為100mm，所以清理一面的時間為（2.28×10×4）/8=11.4min，取12min，搜所以每12分鐘便有2806.72N鐵屑排出，假設一次清理的鐵屑分連詞排出，算的6min/次，總行程為3.6M，3.6/6=0.6m/min，由于傳動機構還受鏈條摩擦力f和刮板的重力分量F1。由上述可知總的載荷為F=f+F1+3000 設所選鏈型號為56B，P=76.2mm,單排質量Q=22.6kg/m，總長度為10m，刮板尺寸為500mm×300mm×10,選用普通碳素鋼密度為7.85，相鄰刮板之間的距離為五個節(jié)距88.9×6=533.4mm，F(xiàn)1約為2193N，f約為5880N F=5880+2193+7016=15089 則工作機有效功率為P=FV=15089×0.01=0.151KW 由已知條件得電動機有效功率為Pd=P/η，式中η為系統(tǒng)總的傳動效率 電動機到鏈傳動總的傳動效率為η=η1×η22×η36×η4×η5 式中：η1為V帶傳動效率，η2為閉式齒輪的傳動效率，η3為圓錐滾子軸承的傳動效率，，η4為聯(lián)軸器的傳動效率，η5為鏈傳動效率 查表：η1=0.95 η2=0.97 η3=0.98 η4=0.99 η5=0.96 代入上式：η=0.723 所以電動機的有效功率Pd=p/η=0.209KW 所選電動機的額定功率必須滿足Pe>Pd 3.3確認電動機型號 根據(jù)已知條件本排屑裝置的輸送速度為： Nw=V×60×1000/Z1×P=11.04 選取電動機型號為Y2-90S-8,同步轉速為750r/min,對應額定功率為0.37KW，外伸軸直徑24mm 方案 電機機型號 額定功率(KW) 同步轉速（r/min） 滿載轉速（r/min） 總傳動比i 1 Y2-90S-8 0.37 750 700 65 4、V帶的設計計算 4.1 傳動比的分配 4.1.1、計算總的傳動比：i=Nm/Nw=715/11=65 4.1.2、傳動比的分配：i1=3,i2×i3=i/i1=21.66 4.1.3、雙極斜齒圓柱齒輪減速器高速級的傳動比為5 4.1.4、低速級傳動比：i3=4.33 4.2 各軸的轉速，功率和轉矩 轉速：N1=715/3=238.33R/MIN 功率：P1=Pd×η4=0.209×0.95=0.199KW 扭矩：T1=9550P1/N1=9550×0.199/238.33=7.97N。M 轉速：N2=238.33/5=47.67R/MIN 功率：P2=P1×η2×η3=0.199×0.97×0.98=0.189KW 扭矩：T2=9550P2/N2=9550×0.189/47.67=37.86N.M 轉速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN 功率：P3=P2×η2×η3=0.189×0.97×0.98=0.180KW 扭矩：T3=9550P3/N3=9550×0.180/11.01=156.13N.M 轉速：N4=N3=11.01R/MIN 功率：P4=P3×η1×η5=0.180×0.99×0.96=0.17KW 扭矩：T4=9550P4/N4=9550×0.17/11.01=147.46N.M 表1.1各軸的運動與動力參數(shù) 軸號 轉速（r/min） 功率（KW） 扭矩（N.M） 1 238.33 0.199 7.97 2 47.67 0.189 37.86 3 11.01 0.180 156.13 4 11.01 0.17 147.46 4.3 帶傳動方案的確定 外傳動帶選為普通V帶傳動 4.3.1、 確定計算功率：Pc a (1)查文獻得工作情況系數(shù)Ka=1.2 （2）Pca=Ka×P=1.2×0.151=0.1812 4.3.2、選擇V帶型號 選A形V帶 4.4帶傳動設計計算 4.4.1、確定帶輪尺寸d1,d2 （1）根據(jù)帶輪要求去小帶輪尺寸為d1=160mm d 1/2120 4.4.4、確定V帶根數(shù)Z Z>Pca/(P0+ΔP)KαKl P0為單根V帶的基本額定功率，Δp0為I≠1是單根V帶額定功率增量，Kl為帶長修正系數(shù)，Ka為小帶輪包角系數(shù) P0=1.51 Δp0=0.09 Ka=0.93 KL=1.13 代入得Z=2 4.4.5、確定單跟初拉力F0 F0=500×Pca/VZ(2.5/Ka-1)+qv2=16.37N 查表的q=0.1kg/m 4.4.6、計算對軸的壓力Fp Fp=2ZF0sin(α1/2)=2×2×16.37×sin(159.86/2)=64.47 4.5帶輪的結構設計 4.5.1、 小帶輪的設計 因為小帶輪基準直徑d1=160<300,故可采用實心式結構 帶輪寬：B=（Z-1）e+2f=35 式中：e為槽間距，取e=15，f為第一槽對稱面值斷面的距離，f=10 輪轂寬：L=（1.5-2）d=43.2 輪轂外直徑：d1=1.9d=45.6 帶輪外徑：da=dd+2Ha=160+2×2.75=165.5 查得Ha=2.75 輪緣寬：δ=8mm 基準線下深槽：10mm 簡圖如下： 4.5.2、大帶輪設計 因為基準直徑d2=480>300故可采用輪輻式 帶輪寬：B=（Z-1）e+2f=(2-1) ×15+2×10=35mm 輪轂寬：L=（1.5-2）d=1.8×60=108 輪轂外直徑：d1=1.9d=114mm 帶輪外徑：da=dd+2ha=480+2×2.75=485.5 輪緣寬：δ=8mm 基準線下深槽：10mm 由以上數(shù)據(jù)，大帶輪結構簡圖如下： 5 減速器的選擇 5.1 減速器的型號的選擇 由于，該工作機有輕微震動，由于V帶有緩沖吸震能力，采用V帶傳動能減小震動帶來的影響，而且利于減速，還能起過載保護的作用，并且該工作機屬于小功率，載荷變化不大，可以采用V帶這種簡單的結構，并且價格便宜，標準化程度高，大幅度降低成本。減速器部分兩級展開式圓柱齒輪減速，這是兩級減速器中應用最廣泛的一種，齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度，高速及齒輪常布置在遠離扭矩輸入端的一邊，以減小因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均勻現(xiàn)象。電動機部分為Y系列三相交流，異步電動機。 總體來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，使用工作條件，工作可靠，此外還結構簡單，成本低，傳動效率高，故采用二級圓柱斜齒輪減速器 5.2 減速器參數(shù)的選擇 減速器的傳動比為64:1，輸入軸與輸出軸異邊。輸入軸的轉速：N1=715/3=238.33R/MIN 功率：P1=Pd×η4=0.209×0.95=0.199KW扭矩：T1=9550P1/N1=9550×0.199/238.33=7.97N。M 輸出軸的轉速：N3=47.67/4.33=11.01R/MIN功率：P3=P2×η2×η3=0.189×0.97×0.98=0.180KW扭矩：T3=9550P3/N3=9550×0.180/11.01=156.13N。M 由于減速器的選型參數(shù)已經基本確定，即可以根據(jù)要求購買，故減速器的設計在此不一一介紹 6、鏈傳動設計的計算 6.1 鏈傳動方案的確定 6.2 鏈傳動的設計計算 6.2.1、選擇從動鏈輪齒數(shù) 取傳動比為i=1 取Z2=29 6.2.2、選擇主動鏈輪齒數(shù) Z1=iZ2=1×29=29＜120 故合理 6.2.3、確定計算功率 已知鏈傳動工作平穩(wěn)，設計功率為 Pd=KaP/KzKm=1×0.151/1.579×1=0.096kw 式中：P-傳遞功率KV Ka-工礦系數(shù)，取Ka=1.0 Kz-小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，取Kz=1.579 Km-多排鏈排數(shù)系數(shù)，去Km=1 6.2.4、鏈條節(jié)距選用 根據(jù)設計功率Pd(取Pd=P0)和小鏈輪轉速n1,選用56B號鏈條，查表節(jié)距P=88.9,設鏈長10M 6.2.5、計算鏈輪尺寸 D1=P/（sin180/Z1）=88.9/sin(180/29)=822.4mm D2= P/（sin180/Z2）=88.9/sin(180/29)=822.4mm 6.2.6、初定中心距 中心距暫取3540（根據(jù)漏斗長決定） 6.2.7、鏈條長度及鏈長節(jié)速 鏈長：L=10M 鏈條節(jié)數(shù)：Lp=L/P=10000/88.9=112.49 元整偶數(shù)節(jié)，取Lp=114 鏈速：V=Z1N1P/60×1000=29×11.04×88.9/（60×1000=0.47<0.6m/s 屬于低速運動 6.3 鏈輪的結構和尺寸 6.3.1 主、從動輪設計 1.鏈輪材料和工藝 鏈輪材料為45鋼，硬度為40-50HBS。 2.鏈輪的結構和尺寸 由前面設計可知D1=D2=822.4 P=88.9 Z1=Z2=29 鏈輪結構如下： 鏈輪結構簡圖 輪轂厚度：h=K+Dk/6+0.01d=9.5+220/6+0.01×822.4=54.4mm 由于d=822.4 K取9.5 輪轂長度：L=3.3h=3.3×54.4=179.5mm 輪轂直徑：Dh=Dk+2h=220+2×54.4=328.8mm 齒寬Bf1=0.93×b1=49.6mm B1為內鏈節(jié)寬度 齒側倒角： Ba=0.13p=0.13×88.9=11.56mm 齒側半徑：Rx=P=88.9mm 齒全寬：Bfn=(n-1)Pt+Bf1=49.6mm 1， 基本參數(shù)和主要尺寸 分度圓直徑：D1=D2=822.4mm 齒頂圓直徑：Da max=d+1.25p-d1=822.4+1.25×88.9-53.98=879.545 式中：d1-滾子直徑 查表得d1=53.98 Da min=d+p(1-1.6/Z)-d1=822.4+88.9×（1-1.6/29）-53.98=852.42mm 取Da=866.0mm 齒根圓直徑： Df=D-D1=822.4-53.98=768.42mm 分度圓弦齒高：Ha max=(0.652+0.8/Z)p-0.5d1=31.02mm Ha min=0.5（p-d1）=17.46 取Ha=24.24mm 最大齒跟距高： Lx=dcos90/Z-d1=822.4×cos(90/29)-53.98=767.21mm 4.鏈輪公差 查表得 齒表面粗糙度：Ra=6.3um 齒根圓極限偏差 量柱測量距極限偏差： 由于:Df=768.42mm查表得：上偏差0，下偏差h11 量柱測量距： Mr=dcos90/Z+dr=822.4×cos(90/29)+53.98=875.17mm dr=d1 式中：dr-量柱直徑，DR=D1,量柱技術要求為：極限偏差為：上片車+0.01，下偏差：0；表面粗糙度Ra=1.6um；表面硬度為：55-60HRC。 鏈輪孔和根圓直徑之間的跳動量： 不能超過max(0.008df+0.08,0.15)=0.15 軸孔到鏈輪齒側平直部分的斷面跳動量： 不能超過max(0.009df+0.08,0.14)=0.14 孔徑：H8 齒寬：H14 7 、排屑裝置的保養(yǎng)與維護 7.1 排屑裝置的保養(yǎng) 排屑裝置是必備附屬裝置，其主要作用是將鐵屑從加工區(qū)域排放到機床之外，迅速，有效的排除切屑才能保證正常的加工。 排屑裝置的安裝位置一般都盡可能的靠近鐵屑排除區(qū)域，次排泄裝置應該裝在加工區(qū)域的正下方，以利于簡化排泄裝置結構，減小設備的占地面積，提高排屑效率。排除的鐵屑一般都落入鐵屑收集箱或小車中，有的則直接排入車間排屑系統(tǒng)。 刮板鏈條式排泄裝置是一種具有獨立功能的附件，接觸電源之前應將車減速器潤滑油是否低于油面線，如果不足，應加入40號全損耗系統(tǒng)用油至油面線，電動機啟動后，應立即檢查鏈輪的選裝方向是否與箭頭所指示方向相符，吐過不相符應立即改正。 排屑裝置鏈輪上裝有過載保險離合器，在制作時已作了調整，如電動機啟動后，發(fā)現(xiàn)摩擦片有打滑現(xiàn)象，應立即停止開動，檢查鏈帶是否被異物卡住或其他原因。 應該定期對排屑裝置重要不見如：減速器、鏈條等進行一般潤滑，以提高排屑裝置的壽命。 8.2 排屑裝置的維修 如排屑裝置出現(xiàn)故障，不能順利運轉，則可從以下方面找原因。 1） 摩擦片的壓緊力是否足夠，先檢查碟形彈簧的壓縮量是否在規(guī)定的數(shù)值之內；碟形彈簧自由高度為8.5mm，壓塑量應為2.6-3mm，若這個數(shù)值之內，則說明壓緊力已足夠了；如壓塑量不夠，可均衡的調整3只M8壓緊螺釘。 2） 若壓緊后還是繼續(xù)打滑，則應全面檢查卡主的原因。 結論 至此，排屑裝置的設計成功，它是針對市場的需求而設計的，從而能有效的滿足當今市場上對排屑裝置的需求，它具有如下的優(yōu)點；傳動平穩(wěn)，傳動效率高，生產效率高，勞動強度低，產品質量好，經濟性好，人性化等優(yōu)點。 本設計中，主要完成了以下方面的內容： （1） 對現(xiàn)有的排屑裝置進行分析，系統(tǒng)方案進行比較，選出最優(yōu)，最合理的方案。 （2） 完成電機的選擇，帶傳動設計，減速器的設計，鏈傳動等結構的設計。 （3） 進行機械系統(tǒng)部分計算及選取相關的機械零件 （4） 畫出排屑裝置的總體結構圖，及相關零件圖。 當然，任何產品剛設計出來都不會是完善的，毫無缺陷的，必須在實踐之中發(fā)現(xiàn)它的不足，再進行改進，如此反復，才能最終達到滿意的效果，經過客觀的分析后，本設計以經濟 性為第一設計思想，可能存在如下不足，如減速器整體結構稍大，造成整個排屑 機頭的布置占用空間大；設計過程在人性化的考慮還不夠等等。這些問題只有在實踐中采取相應的措施才能不斷完善。 參考文獻 1. 何玉林，沈榮輝，賀元成，機械制圖。重慶；重慶大學出版社 2000 1-37 2. 成大先，機械設計手冊，單行本，機械傳動；化學工業(yè)出版社 2004 12-4 13-479 3. 周明衡。減速器選用手冊 北京：機械工業(yè)出版社 1992 134-204 4. 羅善明。帶傳動理論與新型帶傳動 北京：國防工業(yè)出版社 2006 46-57 5. 張德泉 陳思夫 機械制造裝備及其設計 天津 天津大學出版社 2003 240-247 6. 中國標準出版社 中國機械工業(yè)標準匯編 鏈傳動卷 北京 中國標準出版社 全國鏈傳動標準化技術委員會 2003 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N.Acherkan.Machine tool design voll&2.Mir publishers.1982 致謝 本論文是在胡自化老師的細心知道下完成的，在我即將完成學習之際，我中心的感謝胡老師給我的關心和幫助，胡老師淵博的學識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，平易近人的作風和認真負責的工作態(tài)度讓我們受益匪淺。從胡老師那里我們學到了很多專業(yè)知識和相關的設計方法，在此，謹向恩師表示最真誠的感謝。 此外，還要感謝所有給過我?guī)椭耐瑢W，他們也為我的畢業(yè)設計提供了不少的意見和建議，在此謹表示誠摯的謝意。 感謝答辯委員會的各位老師，感謝你們在百忙之中抽出寶貴的時間批閱論文，出席答辯并不吝提出寶貴的指導性建議。 24