I 摘 要 給料裝置自動化是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)與控制技術(shù)的進步而發(fā)展起來的，廣泛應(yīng)用于機床、礦山、冶金等行業(yè)。從以前的手工給料，到半自動化，再到自動化，甚至智能化，給料裝備發(fā)展迅猛。 本課題所改進的給料裝置是應(yīng)用于鑄造球墨鑄鐵管流水線上的孕育劑的給料裝置。不同直徑的管道孕育劑的需要量不同，否則會影響鑄管的抗腐蝕性能和耐用程度。目前所使用的給料裝置只能給 管道定量加料，而 管道需要人工補料。 本設(shè)計完成了給料裝置傳動系統(tǒng)的設(shè)計與零件的校核；基于 三維設(shè)計與表達；編程設(shè)計。 通過本設(shè)計實現(xiàn)了自動控制進料量的孕育劑自動給料裝置。此裝置只需要工人根據(jù)所生產(chǎn)的管道的直徑選擇選擇相對應(yīng)速度就可以了，為管道質(zhì)量提供了保障，同時節(jié)省了人力。 關(guān)鍵詞 ： 給料裝置； 改造設(shè)計；三維建模；強度校核 of of in of of to in on of of of or of At of N 300 mm N 1000 mm by of of G LC of to of so of be 錄 1 緒論 . 1 動進料裝置的發(fā)展過程及趨勢 . 1 題的研究背景與意義 . 1 題主要內(nèi)容。 . 2 2 給料裝置 . 3 料裝置的種類和特點 . 3 廠所用給料裝置 . 5 3 孕育劑給料裝置建模 . 7 G 特點 . 7 旋軸建模 . 8 件建模 . 12 4 主傳動運動系統(tǒng)設(shè)計 . 15 動機選擇 . 15 動系統(tǒng)設(shè)計 . 15 軸等參數(shù)確定 . 15 動軸軸頸估算 . 17 輪 模數(shù)估算 . 19 帶輪傳動設(shè)計 . 20 動系統(tǒng)視圖 . 23 5 軸承與齒輪的強度校核 . 25 輪強度校核 . 25 輪彎曲應(yīng)力校核 . 27 承壽命校核 . 27 6 給料行程控制 . 31 . 31 點 . 31 令介紹 . 32 育劑給料裝置任務(wù)流程 . 33 料控制動作實現(xiàn) . 33 結(jié)論 . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 37 附錄 A . 錯誤 !未定義書簽。 附錄 B . 錯誤 !未定義書簽。 1 1 緒論 動進料裝置的發(fā)展過程及趨勢 自動進料裝置的水平是很大程度上依賴于機電一體化技術(shù)的高低，其過程和發(fā)展趨勢與機電一體化相似。上個世紀(jì)機 60 年代，人們用電子技術(shù)的成果來完善機械產(chǎn)品的性能，這是出現(xiàn)了簡單的半自動加料裝置。機械與電子的最初結(jié)合對經(jīng)濟的發(fā)展起到了積極的作用。 7080 年代是機電技術(shù)蓬勃發(fā)展的時代， 大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品 得到了極大發(fā)展 。 各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持 ，自動進料裝置得到了廣泛推廣和使用。世界范圍內(nèi)，特別是日本，掀起了機電一體化的浪潮。 90 年代，自動進料裝置在機床、金屬冶金、礦山等行業(yè)的發(fā)揮著重要的作用，大大提高了社會的生產(chǎn)效率，甚至出現(xiàn)了完全自動化的生產(chǎn)線。 其趨勢： 1、智能化。現(xiàn)在，自動進料隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展朝著智能化方向邁進，智能機器人能夠根據(jù)環(huán)境作出判斷，自主選擇進料的方式等等。 2、精細化。 精細及超精細加工的出現(xiàn)，對進料裝置提出嚴(yán)格的要求。進料裝置在動作穩(wěn)定性控制上更加的 嚴(yán)格精細。 題的研究背景與意義 管道廣泛用于生活用水和工業(yè)用水，人們對其的要求也是越來越高。經(jīng)久耐用已經(jīng)成為傳統(tǒng)上的要求，現(xiàn)在人們更希望它能達到環(huán)保上的高標(biāo)準(zhǔn)，性能上的高追求。在生產(chǎn)上，廠家則是希望在改善質(zhì)量的同時能夠提高生產(chǎn)效率，以求利益的最大化。于是對于鑄鐵鐵水的調(diào)質(zhì)方面的要求也是越來越高。孕育劑就是調(diào)質(zhì)鐵水的原料之一。孕育劑能夠改善鑄管的質(zhì)量，提高其環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和抗腐蝕的能力，因而被管道鑄造廠家廣泛使用。鑄管的設(shè)備是金屬水冷離心鑄造機。離心鑄造機通過高速旋轉(zhuǎn)，使鐵水離心在外圍管道模具上澆鑄成型， 在管道模具的外面通過水冷卻，降低溫度。離心鑄造機由于離心鑄造機離心鑄造出的鑄管溫度高達 1000 攝氏度，在此環(huán)境下工人的生理功能受到嚴(yán)峻考驗，更不用提高效率，改進質(zhì)量了。在鐵水的離心鑄造過程中，孕育劑被均勻加入就成為擺2 在人們面前的難題了。公司使用的離心機孕育劑給料裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動加料，只需要工人控制機器設(shè)備就可以了，極大地滿足了生產(chǎn)的需要。但是美中不足的是由于管道的口徑不一樣，其所需的孕育劑的量有著不同。直徑 鑄管所需要的孕育劑的量大約是直徑 一倍左右。單一的進料量造成的后果是當(dāng)工 廠生產(chǎn) 外需要通過人工的方式補料。人工補料不僅威脅到工人的人身安全，而且所補料的量僅僅是依靠工人的經(jīng)驗和技術(shù)，這樣大大限制了所生產(chǎn)的鑄管的質(zhì)量，為生產(chǎn)和發(fā)展埋下了隱患。機電一體化的發(fā)展為解決這個難題提供了有效地技術(shù)支持。 題主要內(nèi)容。 首先需要進行一系列的安全培訓(xùn)教程，樹立安全第一的意識，然后了解工廠的鑄管工藝流程。之后熟悉原孕育劑給料裝置的機構(gòu)原理以及工作情況，提出初步的改進構(gòu)想，利用 行概念建模。聯(lián)系生產(chǎn)應(yīng)用再對改進的方案進行進一步的修正和改良。最后將改進的方案 通過 達出來，之后一系列的校核。 3 2 給料裝置 料裝置的種類和特點 給料機 的組成部分，通常安裝在料倉或卸料漏斗的下方，按生產(chǎn)流程的需要均勻定量地向或其他裝置給料，猶如調(diào)節(jié)流體流量的閥門。給料機是物料搬運機械化和自動化系統(tǒng)中的輔助設(shè)備。按工作構(gòu)件的運動方式，給料機可分為 3 種： 1、 直線式，如帶式給料機、板式給料機、刮板給料機 ; 2、 回轉(zhuǎn)式 ,如鏈?zhǔn)浇o料機、圓盤給料機、螺旋給料機和葉輪給料機； 3、 往復(fù)式，如振動給料機、往復(fù)給料機。 選用給料機時必須考慮下列因素：給料量及其調(diào)節(jié)范圍、給料量精確度、物料的特性、安裝方式、外形尺寸、安全可靠性、環(huán)境保護條件和自重等。 帶式給料機 結(jié)構(gòu)組成與基本相同。但帶式給料機的上托輥間距較小，以承受料倉內(nèi)物料的壓力。兩邊裝有導(dǎo)料攔板，以防止撒料。帶速一般小于 分。改變帶速或出料口擋板的高度可調(diào)節(jié)給料量。帶式給料機給料量大，結(jié)構(gòu)簡單，適用于多種物料；但外形尺寸較大，給料的封閉性差，給料量精確度不高，輸送帶易磨損，不宜用于粒度大、粉塵大、灼熱的物料。 板式給料機 結(jié)構(gòu)組成與基本相同。板速一般小于 秒。改變板速或出料口擋板的高度可調(diào)節(jié)給料量。這種給料機能承受物料的沖擊，適用于磨琢性大，堆積密度大的大塊物料和高溫物料；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自重大，給料量精確度不高，不宜用于粉狀物料。 刮板給料機 工作原理和牽引件都與相同。刮板給料機可實現(xiàn)封閉、多點給料，適用于粉狀或粒狀、磨琢性和粘性都較小的物料。 鏈?zhǔn)浇o料機 閉合環(huán)鏈套掛在同一驅(qū)動軸的各鏈輪上，與料倉出口寬度相適應(yīng)，多條并排布置，形成一道鏈幕（圖 式給料機 ） 靠鏈條的重量阻止物料流出。當(dāng)鏈輪帶動鏈條時 ,物料以近于鏈條速度沿斜槽卸出 改變鏈輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)給料量。鏈?zhǔn)浇o料機適用于大、中粒度的物料。它的結(jié)構(gòu)簡單、耗能少，但料粒相差懸殊時容易漏料。 圓盤給料機 由可回轉(zhuǎn)的圓盤、導(dǎo)料套筒和刮板等部分組成（圖 盤給料機）。料倉內(nèi)的物料通過導(dǎo)料套筒堆積在鑲有耐磨襯板的圓盤上 ,圓盤轉(zhuǎn)動 ,物料被刮板刮出給料。調(diào)節(jié)刮板位置或?qū)Я咸淄驳?高低可改變給料量。圓盤直徑一般在 3 米以下 ,轉(zhuǎn)速不超4 過 10 轉(zhuǎn)分。圓盤給料機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，調(diào)節(jié)給料量較方便，耗能少，但結(jié)構(gòu)比較笨重，適用于粘性較小的粉粒狀物料。 螺旋給料機 利用螺旋的旋轉(zhuǎn)推動物料在輸送槽內(nèi)運動而給料 輸送槽大多為管狀 ,有單管和雙管兩種。螺旋有等螺距和不等螺距、等直徑和不 等直徑、單頭和雙頭等多種。 圖 式給料機 圖 盤給料機 改變螺旋轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)給料量，給料量的精確度較高，并可實現(xiàn)密封給料。在中使用時，可由低壓區(qū)往高壓區(qū)給料。螺旋給料機外形尺寸小，但機件磨損較嚴(yán)重，易碾碎物料，適用于粘性和磨琢性較小的粉粒狀物料。 圖 輪給料機 葉輪給料機 由機殼和葉輪組成（圖 輪給料機）。機殼上、下端的進、出料口分別與料倉、受料設(shè)備連接。葉輪繞水平軸線轉(zhuǎn)動時物料落入葉輪的各腔格之間，隨葉輪旋轉(zhuǎn)半周后卸入受料設(shè)備。均壓管能使 進入料區(qū)前的腔格泄去高壓，以免到料區(qū)時不能進料。改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)給料量。葉輪直徑一般在 500 毫米以下 ,轉(zhuǎn)速不超過 45 轉(zhuǎn)分。這種給料機結(jié)構(gòu)比較簡單 ,外形尺寸小，自重輕，給料時密閉性好，適用于小粒度和粉狀物料。 5 振動給料機 工作原理和結(jié)構(gòu)組成與基本相同。使用較多的是電磁式振動給料機 (磁式振動給料機 ) 和偏心塊慣性式振動給料機（圖 心塊慣性式振動給料機 ） 這種給料機通常通過彈簧懸掛在料倉下方。給料機的料槽可以水平布置，也可以布 圖 磁式振動給料機 圖 心塊慣 性振動機料機 置成角度不超過 10的下傾式。電磁式振動給料機：大多在狀態(tài)下工作 ,振動頻率為 50赫，振幅一般小于 2 毫米，結(jié)構(gòu)較簡單，安裝方便，自重輕，容易調(diào)節(jié)給料量，因此便于和電子秤等設(shè)備組成負反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)給料量的自動精確控制。這種給料機無回轉(zhuǎn)部件 ,維護簡單 ,耗電少 ,但功率因數(shù)較低。偏心塊慣性式振動給料機 :大多在超共振狀態(tài)下工作，振動頻率為 25 赫，常采用偏心塊直接裝在電動機上的慣性激振電動機。改變各偏心塊的相對位置可調(diào)節(jié)給料量，但在運行時給料量不能自動調(diào)整。特點是結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠。 往復(fù)給料機 由固定機 體和活動底板組成。機體與料倉相連，底板由曲柄連桿機構(gòu)帶動作往復(fù)運動或擺動。當(dāng)?shù)装暹B同物料向前運動時，料倉內(nèi)的物料隨之填滿機體內(nèi)的空間。當(dāng)?shù)装逑蚝筮\動時，底板上的物料不能隨之返回而受阻卸出，實現(xiàn)給料。改變底板運動的幅度、頻率和出料閘門的高度可調(diào)節(jié)給料量。給料量一般在 40 噸時以內(nèi)。這類給料機適用于中、小粒度物料，主要有槽式和擺式兩種。槽式給料機的底板是平的，工作時作往復(fù)運動 。 廠所用給料裝置 首先在廠區(qū) A 對鋼鐵原材料進行冶煉，然后將鐵水用小型運載火車運至廠區(qū) B，在廠區(qū) B 進行調(diào)質(zhì)與鑄造。鐵水運至后， 通過渠道流進鐵包，用行車將鐵包懸吊至調(diào)質(zhì)高爐，倒入高爐。 熔煉及調(diào)質(zhì) ， 將原料 (廢鋼、鐵水、回爐料等 )加入感應(yīng)電爐，并對其成份進行調(diào)整，當(dāng)成份滿足工藝要求時，將調(diào)質(zhì)后的鐵水加入球化劑進行球化處理，達到工藝要求。 6 球化 。 當(dāng)鐵水成份及溫度滿足工藝要求時，將球化劑加入鐵水中，使鐵水中的片狀石墨變成球狀石墨，送至離心澆注工部進行澆注 。 離心澆鑄 。 將承口芯安裝到離心機上，球化合格的鐵水倒入定量包內(nèi)，按照工藝規(guī)定要求，設(shè)定孕育劑加入量、管模粉加入量，離心機的旋轉(zhuǎn)速度、行走速度及定量包的翻轉(zhuǎn)速度，鐵水隨著定量包的翻轉(zhuǎn)及離 心機的行走澆注在旋轉(zhuǎn)的管模內(nèi)，并凝固成管子，拔管鉗將管子從模內(nèi)拔出，并送至熱處理工部。 熱處理 。 經(jīng)離心鑄造生產(chǎn)出的管子在金相組織中有大量的滲碳體，因而使管子的機械性能達不到 準(zhǔn)規(guī)定的要求。為此需將管子進行退火處理，以消除滲碳體，將其基本組織變成以鐵素體為基本的球墨鑄鐵管，使其性能滿足 準(zhǔn)規(guī)定的要求。噴鋅 。 為使球墨離心鑄鐵管耐腐蝕性更進一步增強，需在管子的外表面進行噴鋅處理。為保證噴鋅的質(zhì)量，應(yīng)在熱處理工序完成后，管體本身還有一定溫度時進行噴鋅效果最佳 。 整圓和打磨 。 為保證管子的表面 質(zhì)量及承口的安裝尺寸，對管子的承口及內(nèi)壁需要進行打磨清理，以保證管子的安裝和下道工序要求。 水壓試驗 。 為保證管子的出廠質(zhì)量及管網(wǎng)使用時安裝的可靠性，對管子要逐根的按照 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進行水壓試驗檢查 。 內(nèi)襯水泥及養(yǎng)生 。 為保證管子的輸水衛(wèi)生，防止管子內(nèi)壁表面結(jié)垢而增大輸水阻力，降低管網(wǎng)使用壽命，輸水管要有水泥內(nèi)襯。砂漿內(nèi)襯按 準(zhǔn)執(zhí)行。水泥襯層后要經(jīng)過養(yǎng)生，使內(nèi)襯具有一定強度后方可送至涂敷工序 外涂、包裝 。 防止管子在地下被腐蝕，延長管網(wǎng)使用壽命，鑄管的外表面還要涂敷一 層瀝青漆，然后再包裝入庫 ， 螺旋給料裝置能夠較好的控制所加孕育劑的給料量。孕育劑加入料箱后，經(jīng)過漏斗引導(dǎo)后進入螺旋管內(nèi)，然后再經(jīng)過螺旋軸的旋轉(zhuǎn)，運至下料口，延下料管進入到高溫鐵水內(nèi)。但是此裝置只有一種加料速度，不能滿足多種給料量的生產(chǎn)需求。在生產(chǎn) 符合生產(chǎn)要求。當(dāng)生產(chǎn) 管道時，需要工人冒著風(fēng)險在鐵水流入渠道手工補料。這樣不但影響管道的質(zhì)量，而且有可能傷害到作業(yè)工人的人身安全，給生產(chǎn)埋下隱患。 7 3 孕育劑給料裝置建模 司的 X 是一個 產(chǎn)品工程解決方案，它為用戶的產(chǎn)品設(shè)計及加工過程提供了數(shù)字化造型和驗證手段。 X 針對用戶的虛擬產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計的需求，提供了經(jīng)過實踐驗證的解決方案。 X 為設(shè)計師和工程師提供了一個產(chǎn)品開發(fā)的嶄新模式，它不僅對幾何的操縱，更重要的是團隊將能夠根據(jù)工程需求進行產(chǎn)品開發(fā)。 X 能夠有效地捕捉、利用和共享數(shù)字化工程完整過程的知 識，事實證明為企業(yè)帶來了戰(zhàn)略性的收益。 G 特點 統(tǒng)提供了一 個基于過程的產(chǎn)品設(shè)計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設(shè)計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計與制造。 在面向過程驅(qū)動技術(shù)的環(huán)境中，用戶的全部產(chǎn)品以及精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開發(fā)全過程的各個環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實現(xiàn)了并行工程。 該軟件不僅具有強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計功能；而且，在設(shè)計過程中可進行有限元分析、機構(gòu)運動分析、動力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計的可靠性；同時，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理 程序支持多種類型數(shù)控機床。另外它所提供的二次開發(fā)語言 G/單易學(xué)，實現(xiàn)功能多，便于用戶開發(fā)專用 統(tǒng)。具體來說，該軟件具有以下特點： 1、 具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了 各模塊之間的無數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實施并行工程。 2、 采用復(fù)合建模技術(shù)，可將實體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。 3、 用基于特征（如孔、凸臺、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計辦法，并能 用參數(shù)驅(qū)動。 4、 曲面設(shè)計采用非均勻有理 B 樣條作基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車外形設(shè)計、汽輪機葉片設(shè)計等復(fù)雜曲面造型。 8 5、 出圖功能強，可十分方便地從三維實體模型直接生成二維工程圖。能按 準(zhǔn)和國標(biāo)標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說明等。并能直接對實體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測圖挖切生成各種剖視圖，增強了繪制工程圖的實用性。 6、 以 實體建模核心，實體造型功能處于領(lǐng)先地位。目前著名件均以此作為實體造型基礎(chǔ)。 7 、 提供了界面良好的二次開發(fā)工具 并能通過高級語言接口，使 圖形功能與高級語言的計算功能緊密結(jié)合起來。 8、 具有良好的用戶介面，絕大多數(shù)功能都可通過圖標(biāo)實現(xiàn)；進行對象操作時，具有自動推理功能；同時，在每個操作步驟中，都有相應(yīng)的提示信息，便于用戶做出正確的選擇。 旋軸建模 螺旋軸是孕育劑給料裝置的主要工作部件，圖 螺旋軸，其建模過程如下： 圖 螺旋軸 1、打開 ug 擊 “新建”按鈕，打 開“新建”對話框，選擇文件保存位置（非中文位置），輸入文件名。文件名只能是英文和數(shù)字，不能是漢字。 2、單擊 按鈕，選擇“建?！边x項，單擊下拉選項鍵，選擇“成性特征” 中的“圓柱”“孔”“長方體”“凸墊”“圓臺”等常用選項。 9 3、單擊 按鈕，選擇“直徑，高度”項，以原點為起點，單擊確定，圖 畫圓柱直徑對話框， 圖 圓柱直徑對話框 4、畫軸的下一段，在“直徑”“高度”框內(nèi)分別輸入 20 45模角內(nèi)輸入“ 0”后，點擊已經(jīng)畫好的圓柱部分后，選擇“點對點”對齊的選項后，點擊圓柱端面的圓弧 ，后選擇“圓弧中點”的對齊方式，這樣新的圓柱就能和原來的中心對齊。圖 圖 臺填寫對話框 5、依照上述步驟將剩余的幾段軸畫完，并對軸進行倒角。單擊 ，出現(xiàn)如下3話框。設(shè)置倒角的距離，最后視圖如下，倒好的圓柱如下圖 已經(jīng)倒好圓角的多段軸承。 圖 邊倒圓填寫對話框 10 圖 型多段軸 6、接著畫一段螺旋軸，螺旋軸要求螺距是 32斜角為 12 ，其剖視圖如下。按照剖視圖的要求，進行計算并畫草圖，如圖 旋軸剖視圖。 圖 旋軸剖視圖 首先按照前述步驟畫出圓柱，然后在 面上畫出草圖，草圖如下圖 旋草圖，確保草圖所有的線段不是自相交，否則無法進行下一步。 圖 旋草圖 11 7、在“插入”菜單中，選擇“曲線”中的“螺旋線”，出現(xiàn)下圖 示的螺旋線對話框，按照要求填入數(shù)值，單擊“確定”后，根據(jù)系統(tǒng)的提示，選擇畫好的螺旋線。 圖 旋線對話框 8、按照系統(tǒng)的提示選擇對應(yīng)的線形后，單擊 圖標(biāo)，如圖 掃掠對話框所示，其中有很多數(shù)值都是默認的，不需要修改。 然后選擇“求差”如圖 爾操作對話框所示。 圖 掃掠對話框 12 圖 爾操作對話框 9、單擊“求差”后，等待一會螺旋軸成型，點擊保存即可 件建模 1、由于孕育劑是裝在尼龍袋，為了減少來回裝料次數(shù)，方便工作，所以在給料箱中加了一段橫向延長板體，用于孕育劑的存放，如下圖 育劑給料箱： 圖 育劑給料箱 13 如此一來，成帶的孕育劑就可以直接放在給料箱中，無要任何的其他措施。 2、為了減少成本，節(jié)省改造的支出，我們決定在設(shè)備給料部分使用焊接的箱體，同時使用軸承 箱來支撐軸承，大大方便了軸承的安裝和以后的更換。圖 軸承箱與軸承裝配位置圖。 圖 承箱與軸承裝配位置圖 3、從進料箱到螺旋軸的部分使用普通的錐形面料斗，如下圖 示。 圖 面料斗與螺旋軸的裝配視圖 14 4、圖 動箱中主要傳動部件。 圖 動箱主要傳動部件 5、帶輪與滑移齒輪。 圖 輪 圖 移齒輪 以上的基于 建模設(shè)計，只是概念設(shè)計，應(yīng) 廠方的要求接下來的設(shè)計用進行的。充分表達方案，下面的章節(jié)將對傳動系統(tǒng)設(shè)計的細節(jié)展開。 15 4 主傳動運動系統(tǒng)設(shè)計 動機選擇 根據(jù)實際工作要求，旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速大約在 50 r/5 r/矩 260 根據(jù)扭矩與功率的換算公式： T=9550*P/n （ 得到 P=T*n/9550 （ 帶入數(shù)值得到 P=于旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速比較低，所需要的功率比較小，采用 額定功率 步轉(zhuǎn)速 750r/率 81%，最大額定轉(zhuǎn)矩 動系統(tǒng)設(shè)計 軸等參數(shù)確定 1、 確定主軸的變速范圍 n=75/50= （ 式中 為主軸的變速范圍； 為主軸最大轉(zhuǎn)速（ r/ 為主軸最小轉(zhuǎn)速（ r/ 2、確定主軸的計算轉(zhuǎn)速 50*56.5 r/ （ 其中 為計算轉(zhuǎn)速（ r/ 圓整為 56 r/ 3、確定主軸的恒功率變速范圍 np= 75/ （ 恒功率變速范圍。 4、確定電動機所能確定的變速范圍 16 5/750 = （ 式中 為電動機的變速范圍。 由于 820；受結(jié)構(gòu)限制的各齒輪（尤其是最小齒輪），應(yīng)盡可能可靠地裝到軸或進行套裝；齒輪的齒槽到孔壁或鍵槽的厚度 a2m, 以保證有足夠的強度，以避免出現(xiàn)變形或斷裂現(xiàn)象；兩軸最小中心距應(yīng)該取得適宜，若齒數(shù)和太小，則中心距過小，將導(dǎo)致兩軸上軸承及其他結(jié)構(gòu)的距離過近或相碰。 6、確定齒輪齒數(shù)，取模數(shù) m=一變速組內(nèi)，各對齒輪齒數(shù)計算公式： u （ （ 式中動齒輪的齒數(shù)； U 代表齒輪副的傳動比； 齒輪副的齒數(shù)和。 其中 I 軸對 的齒輪齒數(shù)： 取 1Z = 21 , 由 1u = 2， 2u = 3 同時 1Z + 2Z = 3Z+ 4Z , 得 2Z = 63，3Z= 28， 4Z = 56。 與旋轉(zhuǎn)軸是一體的，這樣導(dǎo)致 與 的軸間距較大，為了使傳動順利進行，使其齒輪都較大。 取5Z= 45，6Z= 90， 通過鍵連接在一起的，在花鍵軸上來回移動，與 嚙合，不同的傳動比控制轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換。 按照以上計算出來的齒輪齒數(shù)繪制傳動系統(tǒng)圖如圖 17 圖 動系統(tǒng)圖 7、各軸計算轉(zhuǎn)速的確定 主軸計算轉(zhuǎn)速 6nv r， 根據(jù)傳動比的關(guān)系，得到各軸計算轉(zhuǎn)速如下： I 軸的計算轉(zhuǎn)速為： I ， 的計算轉(zhuǎn)速為： 動軸軸頸估算 根據(jù)傳動軸傳動功率的大小，用扭轉(zhuǎn)剛度公式進行初步的計算 （ （ 式中 d 受扭部分的最小直徑（ ,計算值應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑系列； K 鍵槽系數(shù)， 按表 取； A 根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù)，按表 取 1 ； P 電動機額定功率（ 從電動機到所計算的軸的機械效率； 被估算的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/ 18 表 轉(zhuǎn)角系數(shù)與鍵槽系數(shù) m/。 A 130 110 92 83 77 K 無鍵 單鍵 雙鍵 花鍵 周內(nèi)徑 1 中 該傳動軸每米長度允許的扭轉(zhuǎn)角（ m）， 一般傳動軸 取 = 1 /m，要求較高的軸取 = m, 要求較低的軸取 = 21 /m。 計算出的軸徑要進行圓整，以便能夠采用標(biāo)準(zhǔn)量具和刀具。 由于各傳動軸屬于一般的傳動軸，所以取 = m/1 ，所對應(yīng)的 A=92，電動機的額定功率 P=2.2 1、 I 軸：由于 I 軸上有一平鍵， 所以取 K=輪軸承帶 1= （ 式中 i 為此件的傳動效率。 且 ，由公式 所以， 336 式中 d 為受扭部分的最小直徑； K 鍵槽系數(shù)，按表 ??； A 根據(jù)許用扭轉(zhuǎn)角確定的系數(shù) ，按表 取； P 電動機的額定功率； 從電動機到所計算的軸的機械效率； 被估算的傳動軸的計算轉(zhuǎn)速（ r/ 2、 ：由于 有一花鍵，所以取 K=由公式 ， 齒軸承 且 ， 及公式 9 所以 d 4 112 即 I 3、 即主軸：軸上一個平鍵，所以取 K=由公式 齒軸承 且 m i n/ 及公式 以 d 4 56 輪模數(shù)估算 初步計算齒輪模數(shù)時，按簡化的接觸疲勞強度公式進行計算。一 般同一變速組的的齒輪取同一模數(shù)，選擇負荷最重的小齒輪進行計算。從等強度的觀點出發(fā)。可減小其他齒輪的寬度，使齒輪基本處于在最相近的接觸應(yīng)力或彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作。這樣一來，還可以縮短該傳動的軸向尺寸。模數(shù)的估算公式 3 )1u(j 221 6 3 0 0m （ 式中 按接觸疲勞強度估算的齒輪模數(shù)（ 應(yīng)該圓整為標(biāo)準(zhǔn)值； P 電動機額定功率（ 被估算齒 輪的計算轉(zhuǎn)速（ r/ u 大齒輪與小齒輪齒數(shù)之比； Z 小齒輪齒數(shù)； m 齒寬系數(shù)， 106m/m B ， B 為齒寬， m 為模數(shù)； j 許用接觸應(yīng)力（ ，查表 1 。 表 用接觸用力 許用應(yīng)力材料 熱處理 機械性能 接觸應(yīng)力 彎曲應(yīng)力 w 強度限 屈服限 硬度 45 正火 610 360 29 750 190 1000 800 50280 650 275 根據(jù)表 擇 45 號鋼（整體淬火），其接觸應(yīng)力 , 取 8m 。 20 第一對齒輪：由上知 ， 211 Z ; u=3 3 0 01 6 3 0 3(3)1u( （ 為了縮小箱體尺寸，取標(biāo)準(zhǔn)值 。 第二對齒輪：由公式 3， ， 455 Z 3 0 01 6 3 0 0100*3*21*23 )1u(）（ 為縮小 與 的距離，是箱體占用較小的空間，取模數(shù) 2 2 。 帶輪傳動設(shè)計 帶傳動是由帶和帶輪組成的傳遞運動和動力的傳動。根據(jù)工作原理可分為兩類：摩擦帶傳動和嚙合帶傳動。根據(jù)傳動帶的橫截面形狀的不同，又可以分為平帶傳動、圓帶傳動、 V 帶傳動和多楔帶傳動。摩擦帶 傳動是比較常見的傳動方式之一，常見的有平帶傳動和 V 帶傳動，嚙合傳動只有同步帶一種。 V 帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動時， V 帶的兩個側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外， V 帶傳動允許的傳動比大。結(jié)構(gòu)緊湊，大多 V 帶已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 V 帶的上述特點是他獲得了廣泛的應(yīng)用。 V 帶的主要失效形式：帶在帶輪上打滑，不能傳遞動力；帶由于疲勞產(chǎn)生脫層、撕裂和拉斷；帶的工作面磨損。保證帶在工作中不打滑的前提下，并具有一定的疲勞強度和使用壽命是 V 帶的設(shè)計依據(jù)，也是靠摩擦傳動的其他帶傳動的主要依據(jù)。 1、設(shè)計功率的確定：由表查的工況系數(shù) K （ 式中 為傳遞的功率（ 為工作系數(shù)，輕度震動取為 2、選定帶型：根據(jù) P和 ，參考資料的確定為 A 型。 3、根據(jù)轉(zhuǎn)速圖知， 傳動比為 u= 21 4、確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑：參考普通帶輪和窄帶輪直徑系列（ 10412 。 5、確定大帶輪的直徑： 3%)21(212 （ 取標(biāo)準(zhǔn)值 002 。 式中 帶的滑動率， %2 ； 1d 小帶輪的直徑； 2d 大帶輪的直徑； 1n 小帶輪轉(zhuǎn)速； 2n 大帶輪的轉(zhuǎn)速。 6、驗算帶速： nd d /00060 75075100060 12 （ 式中 V 帶的速度。 7、初定帶輪軸的中心距0a： )(2)(121 0 （