抹灰機(jī)的設(shè)計(jì)

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1、第一章 緒論 1.1課題背景及意義 在建筑工程中,墻面的的抹灰工程是一項(xiàng)工作量很大,且質(zhì)量要求嚴(yán)格的工程。而墻體抹灰這一項(xiàng)工作到目前為止主要還是通過人的手工操作來(lái)完成的,而人工操作又存在許多不足,抹灰質(zhì)量也難以得到保證,因此手工抹灰已越來(lái)越不能適應(yīng)當(dāng)代建筑行業(yè)發(fā)展需求。為解決手工抹灰所面臨的問題,提高施工效率和質(zhì)量,減輕工人負(fù)擔(dān),要求我們必須設(shè)計(jì)一款能代替手工的機(jī)械式抹灰機(jī),來(lái)實(shí)現(xiàn)手工抹灰的機(jī)械化操作。而我國(guó)人口眾多,住房面積在世界處于首位,再加上其他建筑需要,所以抹灰機(jī)市場(chǎng)前景巨大,對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展也有極其重要的意義。因此抹灰機(jī)的研制對(duì)我國(guó)有巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 1.2抹灰機(jī)發(fā)

2、展歷程及現(xiàn)狀 目前,在我國(guó)的市場(chǎng)上存在的抹灰機(jī)械一般由兩部分組成：一部分是抹灰機(jī)；另一部分是抹灰機(jī)的配套設(shè)備。國(guó)抹灰機(jī)械的研制主要集中在第一部分,而第二部分是現(xiàn)成產(chǎn)品,是可以選擇的。當(dāng)前我國(guó)抹灰機(jī)的發(fā)展情況主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和抹灰裝置的操縱方式,抹灰機(jī)一般可分為兩種：一類是噴灰工作方式的抹灰機(jī),其特點(diǎn)是抹灰裝置沒有固定,通過人工操作控制抹灰沿墻壁上下移動(dòng)和左右移動(dòng)。抹灰裝置與墻面的距離大小都是完全通過工人手工操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另一類是抹灰機(jī)是機(jī)械式的抹灰機(jī),這類抹灰機(jī)的特點(diǎn)在于是將抹灰裝置和傳動(dòng)裝置整體安裝在機(jī)器的剛性門架上,而在工作時(shí)門架則同定在底部的底盤上面。而在具體工作時(shí)

3、,抹灰裝置可以借助于卷?yè)P(yáng)機(jī)帶動(dòng)卷筒工作沿著門柱上下移動(dòng),來(lái)實(shí)現(xiàn)抹灰作業(yè)。 抹灰裝置可分為兩種：一類是抹灰斗旋轉(zhuǎn)式的抹灰裝置,它主要通過旋轉(zhuǎn)的抹灰盤將來(lái)自輸料管的灰漿壓到墻壁上,并實(shí)現(xiàn)抹灰工作。這類抹灰裝置的驅(qū)動(dòng)方式有：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軟軸式、液壓式、氣壓式和壓縮空氣式直接通過葉片旋轉(zhuǎn)工作等四種,以上的四種形式的抹灰裝置結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜成本比較高。另一類是抹灰斗平行移動(dòng)的抹灰裝置,它是借助于移動(dòng)的抹灰板將來(lái)自灰斗的灰漿平抹到墻壁上,抹灰板和墻面之間的距離是固定的,并且是有一定要求的,且固定時(shí)無(wú)相對(duì)移動(dòng),這種抹灰機(jī)的整體結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說是比較簡(jiǎn)單的。 抹灰機(jī)械的傳動(dòng)方式有許多種,比如說液壓傳動(dòng),氣壓傳動(dòng),

4、電傳動(dòng)等。比如說液壓式抹灰機(jī),其抹灰的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都釆用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的而在我國(guó)的目前抹灰機(jī)行業(yè)中,盡管液壓傳動(dòng)有許多不足,但是液壓傳動(dòng)仍是其主要的傳動(dòng)方式,。飛萬(wàn)達(dá)公司F145型抹灰機(jī)如圖1-1： 圖1-1萬(wàn)達(dá)公司F145型抹灰機(jī) 在使用中我們通過經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)現(xiàn)以上的抹灰機(jī)或多或少的存在一些的缺點(diǎn)：釆用噴灰機(jī)存在的主要問題表現(xiàn)在勞動(dòng)強(qiáng)度依然較大,并且進(jìn)行抹灰作業(yè)時(shí)抹灰質(zhì)量難以控制。所以逐漸被機(jī)械式抹灰機(jī)所替代。但是現(xiàn)有的機(jī)械抹灰機(jī)存在平整度達(dá)不到國(guó)家規(guī)定要求的問題,尤其是相鄰兩個(gè)剛抹出的抹灰面不能嚴(yán)格的保證在同一個(gè)平面上,且機(jī)械傳動(dòng)釆用的液壓傳動(dòng)易產(chǎn)生脈動(dòng)現(xiàn)象,抹灰質(zhì)量也難以控制,

5、同樣也會(huì)出現(xiàn)平整度和表面光澤度達(dá)不到國(guó)家規(guī)定要求的問題。本次自動(dòng)抹灰機(jī)的設(shè)計(jì)正是基于當(dāng)前行業(yè)需求和市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)設(shè)計(jì)一款新型的自動(dòng)抹灰機(jī)。 第二章 總體方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1總體結(jié)構(gòu)方案 總體設(shè)計(jì)方案如下圖2-1： 圖2-1抹灰機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 1.輸料器電動(dòng)機(jī) 2.減速器 3.離合器 4.圓形輸料筒 5.螺旋輸送器 6.底座 7.支架鋼管 8.卷?yè)P(yáng)繩 9.抹灰裝置 10.可調(diào)節(jié)支撐 2.2具體結(jié)構(gòu)及功能實(shí)現(xiàn) 抹灰機(jī)的整體結(jié)構(gòu)由圖2-1和2-2可得,此次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的墻面抹灰機(jī)有底盤、灰漿輸送裝置、門架機(jī)構(gòu)和抹灰裝置組成,主要包括兩部分：第一部分是灰漿輸送裝

6、置,作用是用來(lái)輸送灰漿；第二部分是抹灰裝置,作用是進(jìn)行抹灰作業(yè)。自動(dòng)抹灰機(jī)的這兩部分是分開的,兩者之間是通過輸料管連接的[4]。 2.2.1輸料裝置 帶有地面行走輪的槽鋼固定著底板和各機(jī)構(gòu),輸料器底盤上有電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)與減速器,接著與聯(lián)軸器,然后與輸料筒相連接構(gòu)成灰漿輸送裝置。輸料裝置中的各部件裝配在底座上,底座主要起固定零件和支撐作用。底座設(shè)計(jì)成簡(jiǎn)易小拖車的形式,前邊配有拉桿孔,因?yàn)樵O(shè)計(jì)的小拖車是純機(jī)械式的,所以設(shè)計(jì)拉桿孔方便對(duì)小拖車進(jìn)行拖拉。其簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)如圖2-2： 圖2-2 機(jī)底座 1.輪軸支撐板 2.底輪 3.輪軸支撐板 4.輪軸 5底架槽鋼 6.拉桿孔

7、 由圖2-2可知從左到右主要的工作部件是電動(dòng)機(jī)、減速器、離合器、螺旋輸料器。在工作時(shí),當(dāng)輸料器電機(jī)啟動(dòng)后,按要求配置的灰漿就從送料口送到輸料機(jī),再由輸料機(jī)的螺旋輸送器通過旋轉(zhuǎn)將灰漿擠壓到末端出料口處,并經(jīng)過輸料管送達(dá)抹灰裝置上的圓型抹灰斗中,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)灰漿輸送。 這樣設(shè)計(jì)與以往的抹灰機(jī)不同之處在于把料斗單獨(dú)隔離出來(lái),通過輸料機(jī)進(jìn)行灰漿輸送,這一工作主要是通過電機(jī)帶動(dòng)輸料筒中的螺旋輸料器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一裝置主要是考慮到了噴灰機(jī)的特點(diǎn),噴灰機(jī)工作時(shí)候是不需要移動(dòng)灰漿輸送機(jī)的,這樣可以定點(diǎn)輸送灰漿,不需要和普通抹灰機(jī)那樣隨時(shí)運(yùn)灰。這樣可以節(jié)省人力和物力,在一定程度上提高效率。同時(shí)對(duì)于抹灰裝置的設(shè)計(jì)及

8、總體設(shè)計(jì)都是有利的。 2.2.2抹灰裝置 圖2-3為此次設(shè)計(jì)的抹灰機(jī)主體結(jié)構(gòu)中的另一部分抹灰裝置部分。墻面抹灰就是通過抹灰裝置實(shí)現(xiàn)的。具體結(jié)構(gòu)如圖2-3[2]和圖2-4 ： 圖2-3 抹灰、傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖 1.抹灰斗 2.螺旋軸 3.螺旋柱帶輪 4．電機(jī) 5.皮帶 6.減速器 7.卷?yè)P(yáng)帶輪8.卷?yè)P(yáng)軸 圖2-4 抹灰板側(cè)面圖 抹灰機(jī)的抹灰裝置主體結(jié)構(gòu)采用門架安裝的方式,底部固定在底盤上,此部分結(jié)構(gòu)主要包括門架、抹灰裝置和傳動(dòng)裝置。其中抹灰裝置和傳動(dòng)裝置與門架分別固定在兩個(gè)不同的

9、底座上。抹灰裝置上的底座是固定在一起的,這樣可以構(gòu)成一個(gè)固定的整體,在進(jìn)行抹灰工作時(shí)可以整體上升和下降。而門架固定的底盤是拖車式的。 門架是由兩根鋼管和方管橫梁構(gòu)成的。鋼管是抹灰機(jī)工作時(shí)抹灰裝置和傳動(dòng)裝置上下滑行的軌道,適應(yīng)高度為2米?4米。在進(jìn)行移動(dòng)時(shí),如果需要抹灰的墻面高度較高時(shí),每側(cè)支架可分兩節(jié)套管組成,通過這樣的方式可以增加抹灰的高度,提高抹灰效率。橫梁上兩邊各有一個(gè)固定的滑輪,鋼絲繩穿過滑輪后通過電機(jī)帶動(dòng)的卷?yè)P(yáng)筒提升抹灰裝置。橫梁的作用是,在抹灰機(jī)工作時(shí)頂住房屋頂端固定住門架結(jié)構(gòu)。橫梁和鋼管在搬運(yùn)或者不用時(shí)可以拆分放置,這樣不但可以減小抹灰機(jī)的體積,而且運(yùn)送起來(lái)方便,快捷,省時(shí)省力

10、。 門架固定在底盤上,而底盤與灰漿輸送裝置底盤基本相同,但是考慮到抹灰時(shí)穩(wěn)定性的要求,底盤上會(huì)有螺紋支撐桿。根據(jù)實(shí)際工作要求,在抹灰時(shí),上下墻面灰的厚度應(yīng)保持一致,這就要求有一個(gè)機(jī)構(gòu)固定底板,使其與墻面的距離保持不變,螺紋支撐桿就是起的這個(gè)作用。在具體工作時(shí),底盤與墻體保持一定的距離,且是水平放置的,其水平移動(dòng)是通過人力拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。底盤也是由方槽鋼構(gòu)成。在使用時(shí)鋼管插入底盤上的與鋼管所對(duì)應(yīng)的孔中。由于采用自上而下抹灰方式,在確定好底盤位置后,固定好底盤,先讓抹灰上升,到達(dá)頂部后再下降進(jìn)行抹灰。不需要和以前自下而上工作方式需要多次重復(fù)移動(dòng)底座[1]。 此次設(shè)計(jì)的抹灰裝置是灰頭和灰斗一體

11、圓型封閉式的,這樣可以保重在電機(jī)停掉時(shí)由于其封閉性,可以防止灰漿外漏,灰斗是抹灰機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),在從上到下抹灰時(shí),抹灰采用攪灰、壓灰、抹灰方式來(lái)實(shí)現(xiàn)抹灰動(dòng)作。工作部件還有螺旋軸,其主要作用在工作時(shí)通過攪灰、圧灰把灰漿壓到墻壁上,螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過電機(jī)帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)軸,通過皮帶連接帶動(dòng)螺旋軸帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)抹灰,通過這個(gè)抹灰動(dòng)作,可以使會(huì)將結(jié)合更緊密,抹灰質(zhì)量更好。同時(shí)抹灰裝置之所以這樣設(shè)計(jì)主要是考慮到墻面抹灰的壓實(shí)效果和采用自上而下的抹灰方式。其他工作部件還有抹平板、耐壓橡膠板,而根據(jù)對(duì)墻面平整度和光澤度的要求,對(duì)抹平板的粗糙度也是有要求的,以達(dá)到施工要求。 動(dòng)力和傳動(dòng)裝置主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、皮帶及

12、帶輪、聯(lián)軸器、鋼絲繩、螺旋軸、卷筒等主要部件組成。電機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力經(jīng)減速器和皮帶傳動(dòng)裝置減速后,一方面帶動(dòng)螺旋軸旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)抹灰,另一方面通過卷筒工作,帶動(dòng)鋼絲繩經(jīng)門架上方的橫梁上的滑輪帶動(dòng)整個(gè)抹灰裝置沿著鋼管移動(dòng)。動(dòng)力系統(tǒng)中取消了液壓系統(tǒng),也無(wú)氣動(dòng)系統(tǒng),這樣設(shè)計(jì)是考慮到這些系統(tǒng)中本身存在不穩(wěn)定因素,不利于提高抹灰質(zhì)量。在傳動(dòng)系統(tǒng)中,電機(jī)和螺旋軸的連接是通過皮帶實(shí)現(xiàn)的,皮帶傳遞動(dòng)力比較安全,如果突然負(fù)載過大,皮帶可以通過打滑起到保護(hù)電機(jī)作用,使電機(jī)不至于因負(fù)載過大而燒毀。 2.2.3工作過程 操作程序即為：本機(jī)定位→開機(jī)→自動(dòng)上升→終端自動(dòng)停機(jī)→開啟輸料器、下落抹灰→到達(dá)底端→更換位置[1]

13、由操作程序可知,先將抹灰機(jī)械搬運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng),根據(jù)裝配要求裝配各個(gè)工作部件,然后把組裝好的抹灰機(jī)放置于待抹灰的墻邊,并且讓帶有抹灰板的一側(cè)靠近墻壁,并將輸料機(jī)等放置在比較合適的位置,并連接好輸灰管。通過水平找準(zhǔn)等,確定底座位置并固定好。接通傳動(dòng)裝置中電動(dòng)機(jī)的電源,通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪和減速器帶動(dòng)卷筒工作,鋼絲繩繞過滑輪組牽拉升降架,并帶動(dòng)抹灰裝置沿立柱向上移動(dòng),但此時(shí)抹灰裝置不工作抹灰,當(dāng)?shù)竭_(dá)頂端時(shí)停止。然后使電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)軸反向轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)抹灰裝置自上而下運(yùn)動(dòng),抹灰斗開始進(jìn)行抹灰作業(yè)。同時(shí)接通輸料器和抹灰裝置的電動(dòng)機(jī)電源,在螺旋輸送器的旋轉(zhuǎn)壓力的作用下將灰漿均勻的通過灰漿輸送管輸送到抹灰裝置上

14、的灰斗中,灰斗中的螺旋軸旋轉(zhuǎn),通過旋轉(zhuǎn)和輸料器的壓力把灰斗中的灰抹到墻面上,灰斗上端的抹灰板則將新抹的灰壓平。當(dāng)抹灰裝置運(yùn)行到抹灰機(jī)底部時(shí)一次抹灰作業(yè)結(jié)束,關(guān)掉所有工作電源。松開固定裝置,然后通過人力將抹灰機(jī)橫向移動(dòng)到下一個(gè)工位繼續(xù)工作,如此復(fù)循環(huán)作業(yè)。 2.3新型抹灰機(jī)特點(diǎn) 該新型自動(dòng)抹灰機(jī)適用于高度為2米?4米的墻壁的各種灰漿的墻體抹灰。經(jīng)過以往試驗(yàn)表明,把灰漿由噴涂的工作方式改為直接抹灰的方式節(jié)約了成本,提高了效率,且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了抹灰質(zhì)量。采取自上而下的抹灰方式解決了現(xiàn)有的采用自下而上抹灰工作方式的簡(jiǎn)易機(jī)械存在的許多問題,如抹灰機(jī)工作狀態(tài)不穩(wěn)定、落地灰漿較多、墻體頂端抹不到

15、灰等[2]。由于抹灰裝置螺旋軸的作用,使灰漿更加好的抹到墻體上,無(wú)論采用何種灰漿幾乎都不會(huì)出現(xiàn)灰漿在墻體上聚集的現(xiàn)象,使墻體表面的光整度更好。作業(yè)時(shí),抹灰裝置除上部即刮板與墻體有一定距離外,這個(gè)距離就是灰層的厚度,其他部分都與墻體形成密封的空間。輸料器供給的灰漿通過輸灰管進(jìn)人封閉的灰斗,并可保持一定的壓力,同時(shí)在與螺旋軸的聯(lián)合作用下使灰漿與墻體充分親合。隨著抹灰裝置的自上而下運(yùn)動(dòng),抹灰裝置的上部刮板將輸料器不斷提供的灰漿壓在墻體上形成密實(shí)灰層。如此抹灰方式形成的灰層與墻體結(jié)合性好,干燥后不易形成"空鼓",或脫落,且因?yàn)椴捎米陨隙碌哪ɑ曳绞?在施工過程中落地灰也極為有限。抹灰時(shí)間要比自下而上工

16、作方式花費(fèi)的少,但抹灰效率更高。在電機(jī)所需要的功率方面,由于自上而下抹灰方式往上移動(dòng)時(shí)灰斗是空的,所以所需要的電機(jī)功率也相對(duì)較低,進(jìn)一步節(jié)約了成本。 新型抹灰機(jī)采用自上而下抹灰工作方式、且同時(shí)灰斗是高壓封閉,采用反向螺旋分流處理技術(shù),使抹灰機(jī)的抹灰力度更強(qiáng),灰漿的結(jié)合力更好。[2]采用卷筒帶動(dòng)鋼絲繩傳動(dòng)方式避免了因液壓傳動(dòng)而產(chǎn)生的不穩(wěn)定現(xiàn)象,保證了機(jī)械傳動(dòng)的平穩(wěn)性和抹灰的平穩(wěn)性,提高了墻面抹灰的表面質(zhì)量及其光整度。抹灰裝置采用從上往下工作方式避免了其他抹灰機(jī)所存在的有落灰的不足。抹灰斗由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),設(shè)螺旋軸使灰漿能夠攪拌均勻,且與沒有螺旋軸單純靠擠壓的抹灰裝置相比抹灰層密度和表面質(zhì)量有很大

17、提高。與同類型抹灰機(jī)相比該新型抹灰機(jī)用灰漿輸料器代替人工供給添送灰漿,使期抹灰效率更高,也真正實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化。 第三章 輸料器零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1底座軸的校核 軸的結(jié)構(gòu)如下圖3—1： 圖3-1 底座軸 在進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)校核時(shí)主要考慮的是彎矩的作用。 p----軸的傳遞功率 n----軸的轉(zhuǎn)速 p=0.06kw n=8轉(zhuǎn)/分 C=112 計(jì)算得軸徑14.5mm 取軸的直徑為15mm。 3.2輸料電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖如下圖3-2： 圖3-2 輸料器電機(jī) 按已知的工作要求和條件選用 Y系列三相

18、異步電動(dòng)機(jī)[7] 3.2.1螺旋軸的功率Pw 螺旋軸的結(jié)構(gòu)圖如下 <31> 3.2.2傳動(dòng)裝置的總效率η總： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)效率?。? 聯(lián)軸器：0.99 求減速器的效率 〔32〕 3.2.3電機(jī)所需的工作功率： Po =Pw/傳動(dòng)裝置總效率 取電動(dòng)機(jī)的工況系數(shù)為k=1.1 電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=1.1Po 所以Pm= 1.48kW 查表后,選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5kW。 3.2.4確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 工作機(jī)轉(zhuǎn)速為,減速器按二級(jí)圓柱減速器則傳動(dòng)比為 取減速器的傳動(dòng)

19、比為23 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為：根據(jù)功率及傳動(dòng)比 符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000,1500r/min三種。 總傳動(dòng)比=滿載轉(zhuǎn)速/工作機(jī)轉(zhuǎn)速 3.2.5確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 表3—1 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 Y100L-6 1,5 1000 940 Y90L-4 1.5 1500 1400 Y90S-2 1.5 3000 2840 在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí),考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和總傳動(dòng)比,選擇型號(hào)為的Y90L-4電動(dòng)機(jī)。 3.3聯(lián)軸器選擇 聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)如下圖3-3： 圖3-3

20、 輸料機(jī)聯(lián)軸器 聯(lián)軸器選擇為由設(shè)計(jì)手冊(cè)查取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)K=1.3,則傳遞轉(zhuǎn)矩 查閱資料取彈性柱銷聯(lián)軸器HL2。 3.4螺旋軸選擇 螺旋軸結(jié)構(gòu)圖如下圖3-4： 圖3-4 螺旋軸 已知輸送機(jī)的功率為 P=1.5Kw,工作轉(zhuǎn)速為 n=63r/min。 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(lái)考慮影響。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算： <33> 式中： d—計(jì)算剖面處軸的直徑mm T—軸傳遞的額定扭矩, T=9550000 N—軸傳遞的額定功率

21、1.5kw n—軸的轉(zhuǎn)速190r/min []—軸的許用應(yīng)力 A— 按[]所定的系數(shù)查表得A=130 將數(shù)據(jù)帶入公式〔3-3〕得： 圓整取螺旋軸的的直徑為40mm 3.4.1 軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核 疲勞強(qiáng)度校核判斷根據(jù)為 S≥[S]。 當(dāng)該式不能滿足時(shí), 應(yīng)改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以降低應(yīng)力集中,亦可采用熱處理,表面強(qiáng)化處 理等工藝措施以及加大軸徑,改用較好材料等方法解決。軸的疲勞強(qiáng)度是根據(jù)減速器 作用在軸上的最大變載荷進(jìn)行校核計(jì)算。 危險(xiǎn)截面安全系數(shù) S 的校核計(jì)算公式為[6]： 〔34〕 式中：

22、 —只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù) —只考慮扭矩作用時(shí)的安全系數(shù) —按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用安全系數(shù) —對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限 —對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限 —彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù) —表面質(zhì)量系數(shù) —彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的尺寸影響系數(shù) —彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力 —扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力 查表知：=115；=1.20；=0.21 =0.81； 計(jì)算: 所以 符合疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。 第四章 傳動(dòng)裝置零部件的設(shè)計(jì)

23、計(jì)算 4.1傳動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)的選擇 4.1.1卷筒軸的輸出功率Pw： 卷筒軸如下圖4-1： 圖4-1卷?yè)P(yáng)軸 〔41〕 <42> 4.1.2傳動(dòng)裝置的總效率 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)效率?。簬鲃?dòng)：0.95 軸承:0.99 滾筒：0.99 求減速器的效率η=0.97 4.1.3電機(jī)所需的工作功率： Po 1=Pw1/傳動(dòng)裝置總效率

24、 <43> <44> 取電動(dòng)機(jī)的工況系數(shù)為k=1.1 電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm=1.1Po 所以Pm= 1.26kW 查表后,選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5kW 4.1.4確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 工作機(jī)轉(zhuǎn)速為 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比,減速器選擇為一級(jí)蝸輪蝸桿減速器其傳動(dòng)比圍為 取減速器的傳動(dòng)比為 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為：根據(jù)功率及傳動(dòng)比 符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有750,1000,1500r/min三種。 總傳動(dòng)比=滿載轉(zhuǎn)速/工作機(jī)轉(zhuǎn)速 4.1

25、.5確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 表4—1 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 Y100L-6 1,5 1000 940 Y90L-4 1.5 1500 1400 Y90S-2 1.5 3000 2840 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和總傳動(dòng)比,選擇型號(hào)為的Y90L-4電動(dòng)機(jī)[7]。 4.2傳動(dòng)裝置電動(dòng)附件的選擇 4.2.1分配各級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 <45> 初取,則減速器的傳動(dòng)比為 4.2.2計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 軸一結(jié)構(gòu)圖如下圖4-2：

26、 圖4-2 軸一 軸一： 軸二： 卷筒軸：,其中軸二即為卷筒軸。 卷筒軸轉(zhuǎn)速誤差：初步估計(jì)卷筒軸轉(zhuǎn)速誤差0.09% 4.2.3計(jì)算各軸輸入功率 <47> <48> 4.2.4計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 整理成表如下： 表4—2 各軸工作參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 軸1 軸2 卷筒軸 轉(zhuǎn)速〔r/min〕 1400 933 42 42 功率〔kW〕 1.2

27、6 1.197 1.15 1.13 轉(zhuǎn)矩〔N·m〕 8,59 12.25 183 227 4.3電機(jī)皮帶的設(shè)計(jì) 4.3.1求計(jì)算功率Pc 假設(shè)減速器每天工作12個(gè)小時(shí),則查表得工作情況系數(shù) 則功率 4.3.2選V帶型號(hào) 電機(jī)皮帶如下圖4-3： 圖4-3 電機(jī)皮帶 選擇普通V帶,根據(jù)Pc,。查教材圖8-11知該點(diǎn)位于A區(qū),故選擇A型 4.3.3求大小帶輪基準(zhǔn)直徑 為了節(jié)省設(shè)計(jì)帶輪的種類,盡量少的使用帶輪的種類,在設(shè)計(jì)一級(jí)帶傳動(dòng)和二級(jí)帶傳動(dòng)時(shí),我們小帶輪使用一種,大帶輪使用一種,使設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單省材料。 由教材表8-5和表8-8,,取小帶輪的基準(zhǔn)直徑,則求的

28、 4.3.4驗(yàn)算帶速 ,在5-25m/s圍,合適。 4.3.5計(jì)算V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a 初步選取中心距 取 則帶長(zhǎng) 查教材表8-2,取 實(shí)際中心距 4.3.6驗(yàn)算小帶輪包角 ,合適 4.3.7求V帶根數(shù)z <49> 由,查教材表8-4a,V帶基本額定功率 則傳動(dòng)比,查教材表8-4b, 由,查表8—2得,由查表13-7得 故,取2根 4.3.8求作用在帶輪軸上的壓力 由,則單根V帶初拉力 <410> 作用在軸上的壓力 4.4各部分軸的設(shè)計(jì) 4.4.1選擇軸的材料 選擇軸的材料為45鋼,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,硬度為217~255HBS,由相關(guān)表查得對(duì)

29、稱彎曲許用應(yīng)力。Ｃ＝115, 4.4.2根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸徑 軸一： <411> 軸二： <412> 因?yàn)檩S上需開鍵槽,會(huì)削弱軸的強(qiáng)度,則直徑各增大5%,則取 軸一： 軸二： 軸強(qiáng)度的校核： 4.4.3設(shè)計(jì)軸二 由于要設(shè)計(jì)成階梯軸,[7]圖中各軸的最小直徑為=40mm 計(jì)算軸徑： 上面求得的最小軸徑40mm 密封處軸徑應(yīng)符合密封標(biāo)準(zhǔn)軸徑要求,一般為以0,2,5,8結(jié)尾的軸徑,并且結(jié)合卷筒的設(shè)計(jì)尺寸取卷筒軸的大端尺寸為50mm。 按上面求得的最小軸徑取末端40mm所以取40mm。 計(jì)算軸長(zhǎng)：

30、:因?yàn)闇p速器的輸出軸要與卷筒軸通過聯(lián)軸器連接,聯(lián)軸器的尺寸我們可以查閱聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)圖標(biāo),取得聯(lián)軸器的尺寸,綜上我們?nèi)【頁(yè)P(yáng)軸的左端長(zhǎng)度,確定 :由于采用卷?yè)P(yáng)軸中間部分與卷筒配合,去中間部分的尺寸為 取L2=75mm :查閱滾動(dòng)軸承的標(biāo)準(zhǔn)6208的寬度B=18mm,間隙=2?4mm, 并且與皮帶大輪相連,綜合裝配尺寸取L3=180mm 4.5聯(lián)軸器設(shè)計(jì) 由表查取聯(lián)軸器工作情況系數(shù)K=1.3,則傳遞轉(zhuǎn)矩 <413> 查閱資料取彈性套柱銷聯(lián)軸器HL3[3]。 第五章 總

31、結(jié) 經(jīng)過3個(gè)月的努力,在老師的指導(dǎo)下,我的抹灰機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了,在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,我不斷學(xué)習(xí)有關(guān)方面知識(shí),把它充分運(yùn)用到我的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中。完成了自己的設(shè)計(jì)任務(wù)。 此次設(shè)計(jì)的抹灰機(jī)主要由抹灰裝置和輸料裝置構(gòu)成,分別安裝在兩個(gè)底座上,兩者之間通過輸料管連接。其動(dòng)力源也分別由兩臺(tái)電機(jī)提供,兩臺(tái)電機(jī)的工作相互不受影響,但為了能夠正常進(jìn)行抹灰作業(yè),也需要進(jìn)行很好的配合。在抹灰時(shí)其工作順序是先讓抹灰裝置升到最頂端,然后啟動(dòng)輸料電機(jī),讓其從上往下開始抹灰。 本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)抹灰機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,采用模塊化組裝設(shè)計(jì),好多部件可以購(gòu)買成品,易于拆裝,可以很好的適應(yīng)不同的抹灰環(huán)境。因此其具有成本低、操作簡(jiǎn)單、運(yùn)

32、行穩(wěn)定等特點(diǎn),有廣泛的應(yīng)用前景,能很好地適合建筑工地的使用,可以很好的替代工人進(jìn)行抹灰工作。 致 歷時(shí)四年的大學(xué)學(xué)習(xí),讓我對(duì)我們本專業(yè)的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)而又全面的認(rèn)識(shí)。而畢業(yè)設(shè)計(jì)又是我們大學(xué)四年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐性環(huán)節(jié),也是是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù),他它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),又對(duì)我們所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了全面的檢測(cè)。 我在設(shè)計(jì)中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙,在同學(xué)和老師的幫助下都順利解決了。尤其是要感我的指導(dǎo)老師——唐志濤老師。他在百忙中還抽出時(shí)間定期檢查指導(dǎo)我們的設(shè)計(jì),給我了很多幫助

33、,在他幫助下我才順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 同時(shí)感我們班的很多同學(xué),對(duì)于我不懂的問題,他們都能很好的幫助我, 不懂得大家一起相互討論研究,這使畢業(yè)設(shè)計(jì)能順利的進(jìn)行。 參考文獻(xiàn) [1] 孝芹,于復(fù)生,王佩鳳,半自動(dòng)墻面抹灰機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 2008<1> [2] 振宇,鞏傳根,芝霞,武愛華新型抹灰機(jī)的設(shè)計(jì),建筑機(jī)械 2007<8> [3] 機(jī)械工程手冊(cè)1997 [4] 薛奎,新型半自動(dòng)多功能抹灰機(jī)的設(shè)計(jì),工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2002<10> [5] 薛奎,桑吉旺抹灰機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì), 建筑機(jī)械 2001<10> [6] 鴻文材料力學(xué)〔第四版〕高等教育,2003 [7] 濮良貴機(jī)械設(shè)計(jì),高等教育,2008 22 / 22