拋丸機(jī)清理機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

山東交通學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）目錄前 言 11總體方案的論證 22傳動方案的論證 32.1 方案一 齒輪傳動 32.2 方案二 帶傳動42.3 方案三 鏈傳動43 選用電動機(jī)64 機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計與計算95 機(jī)械傳動件的設(shè)計計算115.1 鏈傳動的設(shè)計與計算115.1.1 鏈條的設(shè)計與計算115.1.2 主要失效形式125.1.3 滾子鏈的靜強(qiáng)度計算135.2 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸135.3 滾子鏈傳動的故障與維修156 摩擦輪的設(shè)計與計算176.1 摩擦輪方案選擇176.1.1 方案一 圓柱平摩擦輪傳動176.1.2 方案二 圓柱槽摩擦輪傳動176.1.3 方案三 端面摩擦輪傳動186.2 摩擦輪傳動的主要失效形式196.3 摩擦輪的材料196.4 摩擦輪傳動的設(shè)計和計算197 軸的設(shè)計和計算217.1 軸的材料217.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計218 軸承蓋的設(shè)計計算239 軸承的選擇和潤滑249.1 軸承的選擇249.2 軸承的潤滑24結(jié) 論26致 謝27參考文獻(xiàn)2827前 言本機(jī)利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪，將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的鑄件或鍛件來清除其表面的殘余型砂或氧化鐵皮。清理均勻，生產(chǎn)率高，適宜于中小型鑄鍛車間清理15kg以下的小件使用。由于本機(jī)帶有單獨的集塵裝置，故安裝地點不受車間通風(fēng)管路的限制，且衛(wèi)生條件好。本機(jī)設(shè)有自動停車裝置，故操作簡便。為了清除鑄件或鍛件表面的殘余型砂或氧化鐵皮利用高速回轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)不斷翻轉(zhuǎn)的零件，要求達(dá)到如下目的：（1）綜合運用機(jī)械和電器知識；（2）滾筒傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計；（3）軸的設(shè)計與校核；（4）滾筒傳動機(jī)構(gòu)所有零件的設(shè)計。該系列產(chǎn)品適用于清理各種不怕碰撞、劃傷的鑄、鍛件。是小型鑄、鍛、熱處理車間清理工件表面殘砂、氧化皮的理想設(shè)備。主要由滾筒、分離器、拋丸器、提升機(jī)、減速電機(jī)等組成。利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)部不斷翻轉(zhuǎn)的工件，使工件表面的附著物迅速脫落，從而獲得一定粗糙度的光潔表面，達(dá)到清理的目的。積二十幾年經(jīng)驗和結(jié)合日本 IKK 技術(shù)制造而成的 TOCHU 牌拋丸機(jī)可提供適應(yīng)各領(lǐng)域用的成套設(shè)備，其表面處理技術(shù)為中國工業(yè)界提供良好的服務(wù)。拋丸機(jī)的種類很多，有翻滾式、轉(zhuǎn)臺式、車式、輸送帶式及懸掛式等多種類型。本次設(shè)計的重點是滾筒式拋丸機(jī)的滾筒傳動系統(tǒng)的設(shè)計。通過反復(fù)對比和不斷論證，我們采取的方案是：電動機(jī)經(jīng)鏈輪傳動帶動托輪，再以摩擦輪傳動帶動滾筒。這樣的設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，傳動簡單，可靠性高，使用壽命可以得到保障，制造成本低，加工簡單。鏈傳動的選擇我們比較了齒輪傳動和帶傳動，綜合分析這三種方案，從傳動效率，傳動比，傳動速度，制造成本和安裝精度，傳動裝置外廓尺寸等方面綜合考慮，我們采用鏈傳動。其中鏈條的設(shè)計與計算中，對齒數(shù)，功率，節(jié)距，中心距等進(jìn)行了設(shè)計和計算，并對鏈條的靜強(qiáng)度進(jìn)行了計算和校核。鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸的設(shè)計與計算中，對齒數(shù)，齒寬等進(jìn)行了設(shè)計和計算。摩擦輪傳動的選擇我們主要考慮其結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，有過載打滑保護(hù)作用，可無級調(diào)速，適合于中小功率的傳動。通過論證，選擇圓柱平摩擦輪傳動。摩擦輪的材料根據(jù)此裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)計需要，選用鑄鐵為材料。摩擦輪結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計與計算中，對輪的直徑，中心距等進(jìn)行了設(shè)計與計算。軸的設(shè)計，我們根據(jù)軸的使用條件，對強(qiáng)度、剛度和其他機(jī)械性能等的要求以及采用的熱處理方式等方面考慮我們選擇45號鋼，對結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算的同時我們也對強(qiáng)度進(jìn)行了校核。根據(jù)本設(shè)計的具體要求我們也對軸承和軸承蓋進(jìn)行了設(shè)計和選擇。1總體方案的論證滾筒拋丸機(jī)的拋丸器為主要實行機(jī)構(gòu)，其性能的好壞直接影響拋丸機(jī)的效率，還有傳動系統(tǒng)和集塵裝置也是拋丸機(jī)的主要機(jī)構(gòu)。方案一 拋丸器傳動：由電動機(jī)經(jīng)皮帶輪傳動葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動：由電動機(jī)經(jīng)鏈輪傳動帶動托輪，再以摩擦傳動滾筒。集塵器選用旋風(fēng)除塵器。方案二 拋丸器傳動：由電動機(jī)經(jīng)齒輪傳動葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動：由電動機(jī)經(jīng)由皮帶輪傳動帶動托輪，再以齒輪傳動滾筒。集塵器選用電除塵器。方案三 拋丸器傳動：由電動機(jī)經(jīng)鏈輪傳動葉輪主軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)。滾筒傳動：由電動機(jī)經(jīng)由齒輪傳動帶動托輪，再以齒輪傳動滾筒。集塵器選用旋風(fēng)除塵器。方案一結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，傳動簡單，可靠性高，使用壽命可以得到保障，制造成本低，加工簡單。方案二、三效率比較低，加工成本高。經(jīng)過三個方案的比較，選用方案一。圖1.1 總裝圖FIG. 1.1 assembly drawing2 傳動方案的論證 2.1 方案一 齒輪傳動圖2.1 齒輪傳動Figure 2.1 gear transmission齒輪傳動的主要優(yōu)點是：瞬時傳動比恒定，工作平穩(wěn)，傳動準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力；適用于功率和速度范圍廣，功率從接近于零的微小值到數(shù)萬千瓦，圓周速度從很低到300m/s；傳動效率高，=0.920.98，在常用的機(jī)械傳動中，齒輪的傳動效率較高；工作可靠，使用壽命長；外廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。齒輪傳動的主要缺點：制造和安裝精度要求較高，需專門設(shè)備制造，成本較高，不宜用于較遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動。齒輪傳動應(yīng)滿足的基本要求是：瞬時傳動比不變，沖擊、振動和噪聲小，能保證較好的傳動平穩(wěn)性和較高的運動精度；在尺寸小、質(zhì)量輕的前提下，輪齒的強(qiáng)度高，耐磨性好，承載能力大，能達(dá)到預(yù)期的工作壽命。 2.2 方案二 帶傳動圖2.2 帶傳動Figure 2.2 belt帶傳動的主要優(yōu)點：緩沖和吸振，傳動平穩(wěn)、噪聲??；帶傳動靠摩擦力傳動，過載時帶與帶輪接觸面間發(fā)生打滑，可防止損壞其他零件；適用于兩軸中心矩較大的場合；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)等均較為方便，成本低廉。帶傳動的缺點：不能保證準(zhǔn)確的傳動比；需要較大的張緊力，增大了軸和軸承的受力；整個傳動裝置的外廓尺寸較大，不夠緊湊；帶的壽命較短，傳動效率較低。鑒于上述特點，帶傳動主要適用于：速度較高的場合，多用于原動機(jī)輸出的第一級傳動。中小功率傳動，通常不超過50 kw。傳動比一般不超過7，最大用到10。傳動比不要求十分準(zhǔn)確。2.3 方案三 鏈傳動 鏈傳動具有帶傳動和嚙合傳動的一些特點，其優(yōu)點是：鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；傳動尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較小；承載能力大；效率高（=0.950.98）。同時；鏈傳動能吸振與緩和沖擊，結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低廉，安裝精度要求低，適合較大中心距的傳動，并能在溫度較高、濕度較大、油污較重等惡劣環(huán)境中工作。鏈傳動的缺點是：高速運轉(zhuǎn)時不夠平穩(wěn)；傳動中有沖擊和噪聲；不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中使用；只能用于平行軸間的傳動；安裝精度和制造費用比帶傳動高。 圖2.3 鏈傳動Figure 2.3 chain鏈傳動的適用場合：廣泛應(yīng)用于中心距較大、多軸、平均傳動比要求準(zhǔn)確的傳動。環(huán)境惡劣的開式傳動、低速重載傳動及潤滑良好的高速傳動，均可采用鏈傳動。滾子鏈傳遞的功率通常在100kw以下，鏈速在15m/s以下，傳動比I<=7。目前其最大傳遞功率可達(dá)500kw，最高中心距可達(dá)8m。綜合分析上述三種方案，從傳動效率、傳動比、傳動速度、制造成本和安裝精度、傳動裝置外廓尺寸等方面綜合考慮，本設(shè)計課題的傳動方案采用方案三，即采用鏈傳動。 3 選用電動機(jī) 電動機(jī)的容量（功率）選得是否合適，對電動機(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，電動機(jī)不能保證工作裝置的正常工作，或電動機(jī)因長期過載而過早損壞；容量過大則電動機(jī)的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運動，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。根據(jù)機(jī)械設(shè)計1取 滾筒外殼體積：摩擦圓體積：護(hù)板體積：查表得滾筒外殼質(zhì)量： 摩擦圓質(zhì)量： 護(hù)板質(zhì)量： 滾筒總質(zhì)量： 滾筒重力： 拋丸機(jī)的最大裝載量:工件所受重力： 滿載時每個托輪所受切向力： 滾筒線速度： 滾筒所需功率： 查表得： 電動機(jī)至滾筒的總效率 電動機(jī)所需功率所以選用電動機(jī)額定功率由于滾筒轉(zhuǎn)速不高，可選用YTC系列齒輪減速三相異步電動機(jī)，根據(jù)額定功率選用YTC502型。4機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計與計算圖4.1 機(jī)械傳動裝置FIG. 4.1 mechanical transmission device電動機(jī)選定后，根據(jù)手冊3電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速n m及工作軸的轉(zhuǎn)速n w即可確定傳動裝置的總傳動比。具體分配傳動比時，應(yīng)注意以下幾點10：a. 各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對減速傳動盡可能不超過其允許的最大值。b. 應(yīng)注意使傳動級數(shù)少傳動機(jī)構(gòu)數(shù)少傳動系統(tǒng)簡單，以減少精度的降低。c. 應(yīng)使各級傳動的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。d. 應(yīng)使傳動裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。根據(jù)機(jī)械制造裝備設(shè)計10傳動裝置的計算：A. 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 滾筒轉(zhuǎn)速 傳動裝置的總傳動比 B. 分配各級傳動比因，取則C. 計算傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù)a）各軸轉(zhuǎn)速軸 軸 b）各軸功率軸 軸 c）各軸轉(zhuǎn)矩軸 軸 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理并列于表4.1表4.1 運動和動力參數(shù)表Table 4.1 movement and dynamic parameter table參數(shù)軸名軸軸轉(zhuǎn)速4819.2功率1.421.32轉(zhuǎn)矩282.5656.6傳動比2.5效率0.935 機(jī)械傳動件的設(shè)計計算5.1 鏈傳動的設(shè)計與計算圖5.1 鏈傳動Figure 5.1 chain5.1.1 鏈條的設(shè)計與計算1.選擇鏈輪齒數(shù)取小鏈輪齒數(shù)則大鏈輪齒數(shù)，取2.確定計算功率查表得為工況系數(shù)，為齒數(shù)系數(shù)，3.選擇鏈條型號和節(jié)距根據(jù)查表3可選16A型滾子鏈，鏈條節(jié)距為p4.計算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距：，取p鏈條節(jié)數(shù)：，其中 取 （取偶）最大中心距為：，查表實際中心距為：,一般5.計算鏈條速度 有效圓周力為： 作用在軸上的力F為壓軸力系數(shù)，對于水平傳動5.1.2 主要失效形式a）鏈的疲勞破壞 鏈在運動過程中，其上的各個元件都在變應(yīng)力作用下工作，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板將會因疲勞而斷裂；套筒、滾子表面將會因沖擊而出現(xiàn)疲勞點蝕。因此，鏈條的疲勞強(qiáng)度就成為決定鏈傳動承載能力的主要因素。b）鏈條鉸鏈的磨損 鏈條在工作過程中，鉸鏈中的銷軸與套筒間不僅承受較大的壓力，而且還有相對轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致鉸鏈磨損，其結(jié)果使鏈節(jié)距增大，鏈條總長度增加，從而使鏈的松邊垂度發(fā)生變化，同時增大了運動的不均勻性和動載荷，引起跳齒。c) 鏈條鉸鏈的膠合 當(dāng)鏈速較高時，鏈節(jié)受到的沖擊增大，鉸鏈中的銷軸和套筒在高壓下直接接觸，同時二者相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生摩擦熱，從而導(dǎo)致膠合。因此，膠合在一定程度上限制了鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速。d）鏈條的靜力破壞 當(dāng)鏈速較低時，如果鏈條負(fù)載不增加而變形持續(xù)增加，即認(rèn)為鏈條正在被破壞。導(dǎo)致鏈條變形持續(xù)增加的最小負(fù)載將限制鏈條能夠承受的最大載荷。5.1.3 滾子鏈的靜強(qiáng)度計算在低速（）重載鏈傳動中，鏈條的靜強(qiáng)度占主要地位。如果仍用額定功率曲線選擇計算，結(jié)果常不經(jīng)濟(jì)，因為額定功率曲線上各點相應(yīng)的條件性安全系數(shù)S為820，遠(yuǎn)比靜強(qiáng)度安全系數(shù)大。當(dāng)進(jìn)行耐疲勞和耐磨損工作能力計算時，若要求的使命壽命過短，傳動功率過大，也需進(jìn)行鏈條的靜強(qiáng)度驗算。鏈條靜強(qiáng)度計算公式為 式中 為靜強(qiáng)度安全系數(shù)；為排數(shù)系數(shù)； 為工況系數(shù)； 為有效圓周力；,并查表得，所以為許用安全系數(shù)，一般為48；如果按最大尖峰載荷來代替進(jìn)行計算，則可為36； 所以滿足要求5.2 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸鏈輪齒數(shù) 配用鏈條的節(jié)距 配用鏈條的滾子外徑 小鏈輪分度圓直徑 小鏈輪齒頂圓直徑 取小鏈輪齒根圓直徑 大鏈輪分度圓直徑 大鏈輪齒頂圓直徑 取大鏈輪齒根圓直徑 鏈輪齒寬 查表得 , 為內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬所以 圖5.2 齒形FIG. 5.2 tooth shape5.3 滾子鏈傳動的故障與維修表5.1 滾子鏈傳動的故障與維修Tables 5.1 roller chain transmission fault and maintenance故障原因維修措施鏈板或鏈輪齒嚴(yán)重側(cè)磨1.各鏈輪不共面2.鏈輪端面跳動嚴(yán)重3.鏈輪支承剛度差4.鏈條扭曲嚴(yán)重1.提高加工與安裝精度2.提高支承件剛度3.更換合格鏈條鏈板早期疲勞開裂潤滑條件良好的中低速鏈傳動，鏈板的疲勞是主要矛盾，但若過早失效則有問題：1.鏈條規(guī)格選擇不當(dāng)2.鏈條品質(zhì)差3.動力源或負(fù)載動載荷大1.重新選用合適規(guī)格的鏈條2.更換質(zhì)量合格的鏈條3控制或減弱負(fù)載和動力源的沖擊振動滾子提前碎裂1.鏈輪轉(zhuǎn)速較高而鏈條規(guī)格選擇不當(dāng)2.鏈輪齒溝有雜物或鏈條磨損嚴(yán)重發(fā)生爬齒和滾子被擠頂現(xiàn)象3.鏈條質(zhì)量差銷軸磨損或銷軸與套筒膠合鏈條鉸鏈元件的磨損是最常見的現(xiàn)象之一。正常磨損是一個緩慢發(fā)展的過程。如果發(fā)展過快則1.潤滑不良2.鏈條質(zhì)量差或選用不當(dāng)1.清除齒溝雜物或換新鏈條2.更換質(zhì)量合格的鏈條。續(xù)表5.1Renewal tables 5.1故障原因維修措施外鏈節(jié)外側(cè)擦傷1.鏈條未張緊，發(fā)生跳動，從而與鄰近物體碰撞2.鏈箱變形或內(nèi)有雜物1.使鏈條適當(dāng)張緊2.消除箱體變形、清除雜物鏈條跳齒或抖動1.鏈條磨損伸長，使節(jié)距和垂度過大2.沖擊或脈動載荷較重3.鏈輪齒磨損嚴(yán)重1.更換鏈條或鏈輪2.適當(dāng)張緊3.采取措施穩(wěn)定載荷鏈輪齒磨損嚴(yán)重1.潤滑不良2.鏈輪材質(zhì)較差，齒面硬度不足1.改善潤滑條件2.提高鏈輪材質(zhì)和齒面硬度3.把鏈輪拆下，翻轉(zhuǎn)180再裝上，則可利用齒廓的另一側(cè)而延長使用壽命卡簧、開口銷等鏈條鎖止元件松脫1.鏈條抖動過烈2.有障礙物磕碰3.鎖止元件安裝不當(dāng)1.適當(dāng)張緊或考慮增設(shè)導(dǎo)板托板2.消除障礙物3.改善鎖止件安裝質(zhì)量振動劇烈、噪聲過大1.鏈輪不共面2.松邊垂度不合適3.潤滑不良4.鏈箱或支承松動5.鏈條或鏈輪磨損嚴(yán)重1.改善鏈輪安裝質(zhì)量2.適當(dāng)張緊3改善潤滑條件4.消除鏈箱或支承松動5.更換鏈條或鏈輪6.加裝張緊裝置或防振導(dǎo)板6 摩擦輪的設(shè)計與計算最簡單的摩擦輪傳動是由兩個直接接觸并相互壓緊的摩擦輪組成，靠兩輪接觸面所產(chǎn)生的摩擦力來傳遞運動和動力。摩擦輪傳動結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，噪聲小，有過載打滑保護(hù)作用，可無級調(diào)速；但由于在傳動中存在彈性滑動與打滑，傳動效率低，磨損快，不能保持準(zhǔn)確的傳動比，同時，作用在軸與軸承上的力較大，只宜于中小功率的傳動。6.1 摩擦輪方案選擇 6.1.1 方案一 圓柱平摩擦輪傳動圓柱平摩擦輪傳動的特點與應(yīng)用：a）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易b）壓緊力大，宜用于小功率傳動c）為了減小壓緊力，可將輪面之一用非金屬材料作覆面d）大功率傳動，摩擦輪常采用淬火鋼（如GCr15，淬硬至60HRC），并采用自動壓緊卸載環(huán)e）為降低兩軸的平行度要求，可將輪面之一制成鼓形，軸系剛性差時亦應(yīng)如此f）用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、儀表調(diào)節(jié)裝置等圖6.1 圓柱平摩擦輪傳動FIG. 6.1 cylindrical flat friction wheel transmission6.1.2 方案二 圓柱槽摩擦輪傳動圓柱槽摩擦輪傳動的特點與應(yīng)用：a）壓緊力較圓柱平摩擦輪傳動小，當(dāng)時，約為其30%b）有幾何滑動，易發(fā)熱與磨損，故應(yīng)限制溝槽高度為 c）加工和安裝要求較高d）傳動比隨載荷和壓緊力的變化有少量變動e）用于絞車驅(qū)動裝置等圖6.2 圓柱槽摩擦輪傳動FIG. 6.2 cylindrical slot friction wheel transmission6.1.3 方案三 端面摩擦輪傳動端面摩擦輪傳動的特點與應(yīng)用：a）結(jié)構(gòu)簡單，容易制造；b）壓緊力大，有幾何滑動，易發(fā)熱和磨損；c）將小輪制成鼓形，可減少幾何滑動，降低安裝精度；d）軸向移動小輪，可實現(xiàn)正反向無機(jī)變速，但應(yīng)避免在附近運轉(zhuǎn)；e）要注意大輪的剛度，并控制二軸線的垂直度；f）用于摩擦壓力機(jī)等。圖6.3 端面摩擦輪傳動FIG. 6.3 friction wheel transmission綜合以上敘述和此次設(shè)計的結(jié)構(gòu)要求，選擇第一種方案6.2 摩擦輪傳動的主要失效形式摩擦輪傳動的主要失效形式：a）疲勞點蝕和表面壓潰 多發(fā)生在閉式傳動中，主要是由于高的接觸應(yīng)力而造成。b）輪面膠合 壓緊力大，且轉(zhuǎn)速很高時，摩擦表面時溫度升高，導(dǎo)致潤滑油膜破裂而造成。c）表面磨損 多發(fā)生在開式傳動中。6.3 摩擦輪的材料摩擦輪材料應(yīng)滿足彈性模量大、耐磨性好、接觸疲勞強(qiáng)度高、價格低且熱處理及加工性能好等要求。選用原則：a）要求結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高時采用淬火鋼對淬火鋼或鋼對鋼。b）對于尺寸較大、轉(zhuǎn)速較低、且為干摩擦的開式傳動，一般選用鑄鐵對鑄鐵或鑄鐵對鋼。c）要求傳動平穩(wěn)、不添加潤滑劑，噪聲小和摩擦系數(shù)高的場合，可選用鑄鐵（或鋼）對酚醛層壓布材、皮革、橡膠或壓制石棉纖維等。根據(jù)此裝置的結(jié)構(gòu)和設(shè)計需要，選用鑄鐵為材料。6.4 摩擦輪傳動的設(shè)計和計算傳動比 摩擦系數(shù)查5表取 傳動可靠性系數(shù) ，取齒寬系數(shù) 取當(dāng)量彈性模量,為主、從動輪材料的彈性模量查表得所以許用接觸應(yīng)力查表得 取圖6.4摩擦傳動示意圖FIG. 6.4 friction transmission schemes初算中心距 取為傳遞功率；為小摩擦輪轉(zhuǎn)速；摩擦輪寬度 所以每個托輪的寬度 小摩擦輪直徑 取 大摩擦輪直徑 實際中心距 主動轉(zhuǎn)距 7軸的設(shè)計及計算7.1 軸的材料應(yīng)用于軸的材料種類很多，主要根據(jù)軸的使用條件，對軸的強(qiáng)度、剛度和其他機(jī)械性能等的要求，采用的熱處理方式，同時考慮制造加工工藝，并力求經(jīng)濟(jì)合理來選擇軸的材料。軸的常用材料是優(yōu)質(zhì)碳素鋼，如35、45和50，其中以45號鋼最為常用。根據(jù)本設(shè)計的要求，選45號鋼作材料7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸，為軸設(shè)計的重要步驟。一般軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：a）節(jié)約材料，減輕重量，盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀；b）易于軸上零件的精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸、和調(diào)整；c）采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施；d）便于加工制造和保證精度。由材料力學(xué)可知，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度4條件為 式中 為軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為; 為軸所受的扭矩，單位為; 為軸傳遞的功率，單位為； 為軸的轉(zhuǎn)速，單位為; 為軸的抗扭截面系數(shù)，單位為； 為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。由此推得實心圓軸的基本直徑為： 式中為計算常數(shù)，取決于軸的材料和受載情況，查表知，45號鋼的C的范圍為，取 所以 當(dāng)軸段上開有鍵槽時，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱：單鍵槽增大3%，雙鍵槽增大7%，然后將軸徑圓整。綜合以上取，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖：圖7.1 主軸Figure 7.1 spindle 8 軸承蓋的設(shè)計計算螺釘聯(lián)接式軸承蓋調(diào)整軸承間隙方便，密封性好，應(yīng)用廣泛。軸承外徑 根據(jù)軸承外徑取螺釘直徑 螺釘孔直徑 取 取 由結(jié)構(gòu)確定， 查表5得 , , ,代號入下圖所示：圖8.1 軸承蓋Figure 8.1 bearing cover9 軸承的選擇和潤滑9.1 軸承的選擇選擇滾動軸承的類型與多種因素有關(guān)，通常根據(jù)下列幾個主要因素：A.負(fù)荷情況 負(fù)荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小，方向和性質(zhì)來選擇軸承。a)負(fù)荷大?。阂话闱闆r下，滾子軸承由于是線接觸，承載能力大，適用于承受較大負(fù)荷，球軸承由于是點接觸，承載能力小，適用于輕，中等負(fù)荷。b)負(fù)荷方向：純徑向力作用，宜選用深溝球軸承，圓柱滾子軸承或滾針軸承。純軸向負(fù)荷作用，選用推力球軸承或推力滾子軸承。徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷聯(lián)合作用時，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。若徑向負(fù)荷較大而軸向負(fù)荷較小時，也可選用深溝球軸承和內(nèi)外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向負(fù)荷較大而徑向負(fù)荷小時，可選用推力角接觸軸承，推力圓錐滾子軸承。c)負(fù)荷性質(zhì)：有沖擊負(fù)荷時，宜選用滾子軸承。B.高速性能 球軸承比滾子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故高速時應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。在相同內(nèi)徑時，外徑越小，滾動體越輕小，運轉(zhuǎn)時滾動體作用在外圈上的離心力也越小，因此更適合于較高轉(zhuǎn)速下工作。在一定條件下，工作轉(zhuǎn)速較高時宜選用超輕，特輕系列的軸承。C.調(diào)心性能 當(dāng)軸兩端軸承孔同心性差或軸的剛度小，變形較大，以及多支點軸，均要求軸承調(diào)心性好，這時應(yīng)選用調(diào)心球軸承或調(diào)心滾子軸承。D.允許的空間 徑向尺寸受限制的機(jī)械裝置，可選用滾針軸承或特輕，超輕型軸承；軸向尺寸受限制時，宜選用窄或?qū)捪盗械妮S承。E.安裝與拆卸方便 整體式軸承座或頻繁裝拆時，應(yīng)優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承。軸承裝在長軸上時，為裝拆方便可選用帶錐孔和緊定套的軸承。根據(jù)以上所述及本設(shè)計的具體要求，選用調(diào)心球軸承。9.2 軸承的潤滑軸承潤滑主要目的是減少摩擦和磨損，同時起到冷卻，吸振，防銹及降噪的作用。常用的潤滑劑有潤滑油，潤滑脂及固體潤滑劑(二硫化鉬)。選擇潤滑劑應(yīng)當(dāng)考慮工作溫度，軸承負(fù)荷，轉(zhuǎn)速及其工作環(huán)境影響。一般來說，溫度高，負(fù)荷大，轉(zhuǎn)速低時選用粘度高的潤滑劑。潤滑油選擇：常用的潤滑油有-機(jī)械油，高速機(jī)械油，汽輪機(jī)油，壓縮機(jī)油，變壓器油，汽缸油等等。一般而言，軸承轉(zhuǎn)速越高，則選用較低粘度的潤滑油。負(fù)荷越重，則選用粘度較高的潤滑油。潤滑方法有：油浴潤滑，循環(huán)油潤滑，噴油潤滑及油霧潤滑。選擇潤滑油或潤滑脂的一般原則如表9.1：表9.1 選擇潤滑油或脂潤滑的一般原則Table 9.1 choice of lubricating oil or grease general principles影響選擇的因素用潤滑脂用潤滑油溫度當(dāng)溫度超過120時，要用特殊潤滑脂。當(dāng)溫度升高到200-220時，再潤滑的時間間隔要縮短油池溫度超過90或軸承溫度超過200時，可采用特殊的潤滑油溫度系數(shù)<400000400000500000載荷低到中等各種載荷直到最大軸承形式不用于不對稱的球面滾子推力軸承用于各種軸承殼體設(shè)計較簡單需要較復(fù)雜的密封和供油裝置長時間不需維護(hù)的地方可用。根據(jù)操作條件，特別要考慮工作溫度不可以用集中供油選用泵送性能好的潤滑脂。不能有效地傳熱，也不能作為液壓介質(zhì)可用最低轉(zhuǎn)矩?fù)p失如填裝適當(dāng)，比采用油的損失還要低為了獲得最低功率損失，應(yīng)采用有清洗泵或油霧裝置的循環(huán)系統(tǒng)污染條件可用。正確的設(shè)計可防止污染物的侵入可用。但要采用有防護(hù)、過濾裝置的循環(huán)系統(tǒng)結(jié) 論在本設(shè)計中，執(zhí)行工作的從動件能滿足生產(chǎn)工藝提出的運動形式、運動規(guī)律、功能范圍和運動性能等諸方面的具體要求。結(jié)構(gòu)簡單，尺寸大小適度，在整體布置上占有空間小，布局緊湊。制造加工容易，維修拆裝方便，工作中穩(wěn)定可靠，使用安全，具有足夠的壽命。滾筒與電動機(jī)的運動方式，功率、轉(zhuǎn)矩及其載荷特性能夠相互協(xié)調(diào)，與其他相鄰機(jī)構(gòu)的銜接正常，傳動運動和力可靠，不會發(fā)生運動干涉。本機(jī)符合生產(chǎn)的需要，具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益。致 謝為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，回顧整個過程，我深有感受。在設(shè)計工作的前期，李偉老師帶領(lǐng)我們參觀了濟(jì)南市鋼鐵有限公司，這次參觀最主要的目的是對拋丸機(jī)的實物進(jìn)行測繪和了解，在參觀過程中李偉老師認(rèn)真地給我們講解了各個部件的工作原理和作用，讓我們是受益匪淺，正確的引導(dǎo)我們進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計階段。在設(shè)計過程中，我翻閱了很多與我課題相關(guān)的資料，同時將以前所學(xué)的有直接聯(lián)系的相關(guān)專業(yè)科目認(rèn)真的溫習(xí)了一邊，豐富了許多理論方面的知識。這次設(shè)計使我四年中學(xué)到的基礎(chǔ)知識得到了一次綜合的應(yīng)用，使學(xué)過的知識結(jié)構(gòu)得到了科學(xué)的組合，同時也從理論到實踐發(fā)生了一次質(zhì)的飛躍，可以說這次設(shè)計是理論知識與實踐運用之間相互過渡的橋梁，是我們即將踏上工作崗位的臺階。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)自身的許多不足，理論知識不夠扎實，設(shè)計經(jīng)驗不足，同時又缺乏實踐工作的磨礪，從而導(dǎo)致在設(shè)計時難以做出正確的選擇，對課題的內(nèi)容茫然不知所措。對資料的應(yīng)用也不夠確切，對設(shè)計產(chǎn)品的具體形狀、運作方式、性能指標(biāo)也不能有一個準(zhǔn)確的定位。缺乏對具體產(chǎn)品的想象力，當(dāng)查閱有關(guān)資料時， 設(shè)計思維又受到書本內(nèi)容的束搏，不能得到擴(kuò)展，始終局限于個別的、單一的理論或?qū)嶓w。這一切都是可能導(dǎo)致我本次設(shè)計的不足之處，懇請老師和同學(xué)指正。在整個設(shè)計過程中，李偉老師幾乎天天去我們的教室，她總是耐心地給我們講解有關(guān)方面的知識，及時了解我們設(shè)計中遇到的難題，使我們在短時間內(nèi)完成設(shè)計工作。同時他還教導(dǎo)我們不管是在以后的工作還是學(xué)習(xí)中，都要保持治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在歷經(jīng)兩個多月的設(shè)計過程中，他們一直為我熱心地指導(dǎo)，經(jīng)常為我解答一系列的疑難問題，以及指導(dǎo)我設(shè)計思路。另外，本次畢業(yè)設(shè)計的圓滿結(jié)束，也離不開我們本小組其他成員的幫助。我和他們在一起做畢業(yè)設(shè)計時，經(jīng)?；ハ嘟涣?，共同探討問題，從中我也得到了他們的許多幫助。在此，我衷心地向各位指導(dǎo)老師和我同組人表示感謝！ 由于自己能力所限，時間倉促,設(shè)計中還存在許多不足之處，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2005. 2 王之櫟, 王大康. 機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3 現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊，現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊編輯委員會. 現(xiàn)代機(jī)械傳動手冊M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.4 于惠力，馮新敏. 軸系零部件設(shè)計與實用數(shù)據(jù)速查M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.5 成大先. 機(jī)械設(shè)計手冊 單行版 軸承M.北京：化工工業(yè)出版社，2004.6 沈世德. 機(jī)械原理M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.7 瞿燕南,機(jī)械制造技術(shù)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.8 Proceedings of the American Sciety 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