可澆鑄170mm直徑銅套的立式離心澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u13680摘要 2130821緒論 2157701.1國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 2136511.2實(shí)際應(yīng)用情況及意義 3254491.3設(shè)計(jì)的目的意義及特點(diǎn) 3185781.4設(shè)計(jì)存在的相關(guān)問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展前景 4320742設(shè)計(jì)方案的選擇與確定 5233542.1設(shè)計(jì)工作內(nèi)容的初步分析 548812.2設(shè)計(jì)工作運(yùn)動(dòng)分析 5258032.1.1一級(jí)齒輪傳動(dòng),通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)錐齒輪將動(dòng)力傳遞到主軸上。 5310552.2.2V帶傳動(dòng)，動(dòng)力通過(guò)皮帶傳動(dòng)，從而帶動(dòng)鑄型轉(zhuǎn)動(dòng)。 6323422.2.3聯(lián)軸式傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)直接連接一個(gè)聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，此方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 6185512.3相關(guān)結(jié)構(gòu)分析比較 6152682.4設(shè)計(jì)方案的確定及基本參數(shù) 756013關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì) 11129483.1載荷分析及功率計(jì)算 11179633.1.1鑄型的設(shè)計(jì) 11190733.1.2轉(zhuǎn)筒設(shè)計(jì) 11193563.1.3電動(dòng)機(jī)的選取 13316563.3關(guān)鍵零件的尺寸計(jì)算及校核 14308123.3.1軸的計(jì)算及校核 1499573.3.2軸承 1730183.1.3聯(lián)軸器的選擇 20123593.1.4鍵的選取 2169743.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2269803.2.1確定計(jì)算功率Pca 22148213.2.2選擇V帶的帶型 2375753.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速V 2383663.2.4確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld 2415543.2.5.驗(yàn)算小帶輪上的包角 25241523.2.6.計(jì)算帶的根數(shù)z 25324843.2.7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0 2664253.2.8.計(jì)算壓軸力FP 26120643.2.9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論 26303423.2.10V帶輪、輪槽的基本尺寸 2775724其他 2991145結(jié)論 2918326參考文獻(xiàn) 30摘要通過(guò)離心鑄造這一工藝，利用離心力這一物理特性，用立式離心澆鑄機(jī)可澆鑄直徑小于170mm的銅套，轉(zhuǎn)速在1000r/min進(jìn)行澆鑄，立式離心澆鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要設(shè)計(jì)了皮帶傳動(dòng)，計(jì)算了該結(jié)構(gòu)中軸承、聯(lián)軸器、以及平鍵等標(biāo)準(zhǔn)件的選擇和校核計(jì)算，設(shè)計(jì)了支座的結(jié)構(gòu)。在支座上的立式電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給下端的小帶輪軸上面，小帶輪軸上的小皮帶輪與轉(zhuǎn)筒下端大帶輪軸上的大皮帶輪，通過(guò)5根皮帶進(jìn)行連接，通過(guò)一系列的連接，將電動(dòng)機(jī)上的動(dòng)力傳輸?shù)睫D(zhuǎn)筒上，轉(zhuǎn)筒與大帶輪軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，鑄型中的金屬液體在轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，在離心力的作用下澆鑄成型。形成了銅套的澆鑄。形成了完整的立式離心澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:離心鑄造機(jī)；立式；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1緒論離心鑄造是目前管筒類鑄件普遍應(yīng)用的生產(chǎn)方法。其基本原理是將金屬液體澆入旋轉(zhuǎn)的模具中，使之在離心力的作用下，完成填充和凝固成形的一種鑄造方法。該工藝生產(chǎn)的基本特點(diǎn)是工件內(nèi)部組織非常致密;其次,由于是一次鑄造成型,加工量很小,提高了鑄造效率;另外,在材質(zhì)的選擇上,也可以最大限度地滿足使用性能而不必考慮加工性能。離心澆鑄機(jī)是目前鑄造（特種鑄造）成型中的一種重要工藝裝備。其能夠使熔融材料在離心力的作用下進(jìn)行冷凝成型，通過(guò)該工藝方法可使成型鑄件獲得較為致密的結(jié)構(gòu)組織和精度較高的鑄件產(chǎn)品，在目前中小型鑄造生產(chǎn)過(guò)程應(yīng)用較為廣泛。離心澆鑄機(jī)分為立式和臥式兩種，立式離心澆鑄機(jī)上的鑄型是繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的，主要用來(lái)生產(chǎn)高度小于直徑的套筒類鑄件，也可用來(lái)澆鑄異形鑄件，臥式離心澆鑄機(jī)的鑄型是繞水平軸旋轉(zhuǎn)的，主要用來(lái)生產(chǎn)長(zhǎng)度大于直徑的套類和管類鑄件。隨著制造業(yè)的進(jìn)步和不斷發(fā)展，對(duì)于套筒類零件的要求不斷提高，復(fù)雜零件和特殊零件在成形中內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)有一定的缺陷，而在離心澆鑄的方式下，得到的工件具有高的精度，力學(xué)性能提升。利用立式離心澆鑄機(jī)可以實(shí)現(xiàn)離心澆鑄，它在材料成形中應(yīng)用廣泛。1.1國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 在1809年，英國(guó)學(xué)者Erchat首次提出離心鑄造技術(shù)，1849年由英國(guó)學(xué)者Andrwshank成功研發(fā)出全球首臺(tái)離心澆鑄機(jī)，主要用于生產(chǎn)鑄管，1857年，立式離心澆鑄機(jī)成形技術(shù)逐漸用于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中。1940年，由于鑄造工藝技術(shù)的提高和型芯類型的增多，離心鑄造被劃分為兩大類。分別為立式離心鑄造和臥式離心鑄造，主要是根據(jù)旋轉(zhuǎn)中心軸方向的不同來(lái)區(qū)分。立式離心鑄造是鑄型繞垂直軸定軸旋轉(zhuǎn)從而成形，鑄型內(nèi)部一般放置型芯，通常用于制造圓環(huán)類產(chǎn)品。1960年隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)成功研發(fā)出首臺(tái)大型炮管離心鑄造機(jī)。1979年,上海有色鑄造廠采用底注式柱塞包離心澆鑄來(lái)生產(chǎn)雙進(jìn)水葉輪,1994年，JicnWei，ShangHaw等人采用水冷離心鑄造法生產(chǎn)7075鋁合金，系統(tǒng)研究了轉(zhuǎn)速、澆注溫度、水流量及晶粒細(xì)化劑對(duì)鑄造結(jié)構(gòu)的影響。李學(xué)輝根據(jù)計(jì)算得到的N值來(lái)進(jìn)行澆鋼生產(chǎn),結(jié)合了現(xiàn)場(chǎng)澆鑄實(shí)際而設(shè)置的轉(zhuǎn)筒升速和轉(zhuǎn)速曲線,已經(jīng)離心澆鑄出了合格的“定徑輥”坯料產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)內(nèi)部晶相組織分析,相當(dāng)整齊、均勻,表面硬度平均在HRC55左右,效果很好[1]。于海濤將國(guó)產(chǎn)離心機(jī)的兩個(gè)帶凸輪的導(dǎo)向托輥更換為平托輥，該離心機(jī)改造前后相比較,主軸極限轉(zhuǎn)速得到提高,使用止推輪定位方法消除了模具磨損的缺點(diǎn),模具清理效果大大提高,鐵水溫度在線測(cè)量使軋輥質(zhì)量得到保證,為優(yōu)質(zhì)鑄鐵軋輥生產(chǎn)增加了設(shè)備能力[2]。張華德介紹了一種利用變頻器調(diào)節(jié)離心澆鑄機(jī)主電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法，利用這種方法使得離心澆鑄機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)。一些舊式的離心澆鑄設(shè)備普遍采用直流調(diào)速系統(tǒng),由于直流調(diào)速存在著一些不可克服的缺陷,常會(huì)因調(diào)速系統(tǒng)故障在澆鑄過(guò)程中停機(jī)而發(fā)生銅水溢出模具的危險(xiǎn)現(xiàn)象。采用交流變頻調(diào)速具有直流調(diào)速系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),大大提高了系統(tǒng)使用的可靠性[3]。1.2實(shí)際應(yīng)用情況及意義立式離心澆鑄機(jī)運(yùn)用十分廣泛，適于各種套類、管類零件的澆鑄成形，在銅套原始參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)鑄型以及轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)，可完成小型工件的澆鑄。在離心力的作用下,鑄件內(nèi)部的組織非常致密;其次,由于鑄件通過(guò)立式離心澆鑄機(jī)的澆鑄之后一次鑄造成形,工件的加工余量很小,大大提高了工件的澆鑄效率;另外,在材質(zhì)的選擇上,黃銅能夠最大限度地滿足其使用性能而不必考慮加工性能。圖1銅套Figure1setofbrass1.3設(shè)計(jì)的目的意義及特點(diǎn)立式離心澆鑄機(jī)的鑄型在澆鑄機(jī)上繞垂直軸回轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，金屬液呈拋物面澆鑄到鑄型內(nèi)壁，澆鑄得到無(wú)縮孔、氣孔、夾渣，力學(xué)性能高的鑄件，在生產(chǎn)中空鑄件時(shí)不使用型芯，銅套的高度小于直徑，通過(guò)對(duì)立式離心澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，將所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)中來(lái)，以及將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通，幫助我們對(duì)立式離心澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化和改良。1.4設(shè)計(jì)存在的相關(guān)問(wèn)題及未來(lái)發(fā)展前景立式離心澆鑄機(jī)受到工件最大尺寸的影響，只能澆鑄直徑小于170mm的鑄件，澆鑄機(jī)對(duì)離心力和轉(zhuǎn)速具有唯一性，不能進(jìn)行速度的控制，并且轉(zhuǎn)動(dòng)方式等單一，只通過(guò)皮帶傳動(dòng)這一方式，只能夠單項(xiàng)轉(zhuǎn)動(dòng)，希望可以通過(guò)更好的優(yōu)化和對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)更好的解決這一問(wèn)題。2設(shè)計(jì)方案的選擇與確定2.1設(shè)計(jì)工作內(nèi)容的初步分析所要澆鑄的銅套為套類工件，內(nèi)部中空，采用離心鑄造工藝最為合適，得到的套筒組織致密。確定立式離心澆鑄機(jī)的工作原理及組成部分，立式離心澆鑄機(jī)的轉(zhuǎn)筒部分在定軸轉(zhuǎn)動(dòng)下產(chǎn)生離心力，鑄型中的熔融狀態(tài)下的黃銅在離心力的作用下澆鑄成形，立式離心澆鑄機(jī)具有動(dòng)力部分;傳動(dòng)部分;執(zhí)行部分;連接部分和控制部分。圖2立式離心澆鑄機(jī)初步設(shè)想圖Fig.2Preliminarydrawingofverticalcentrifugalcastingmachine2.2設(shè)計(jì)工作運(yùn)動(dòng)分析立式離心澆鑄機(jī)有三種傳動(dòng)方式。立式離心澆鑄機(jī)一般采用一級(jí)齒輪傳動(dòng)或V帶傳動(dòng)，也有采用變頻或直流電機(jī)的“軟啟動(dòng)”技術(shù)，通過(guò)聯(lián)軸器直接啟動(dòng)[4]。2.1.1一級(jí)齒輪傳動(dòng),通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)通過(guò)錐齒輪將動(dòng)力傳遞到主軸上。圖3一級(jí)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.3Primarygeartransmissionstructurediagram1-工作臺(tái)，2-主軸，3-雙列調(diào)心軸承，4-推力軸承，5-錐軸承2.2.2V帶傳動(dòng)，動(dòng)力通過(guò)皮帶傳動(dòng)，從而帶動(dòng)鑄型轉(zhuǎn)動(dòng)。圖4V帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.4Vbelttransmissionstructurediagram1-澆鑄口，2-蓋子，3-模具，4-轉(zhuǎn)盤，5-主軸，6-帶輪，7-支架2.2.3聯(lián)軸式傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)直接連接一個(gè)聯(lián)軸器帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，此方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。圖5聯(lián)軸式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.5Schematicdiagramofcouplingstructure2.3相關(guān)結(jié)構(gòu)分析比較2.3.1趙文杰在探討立式離心澆鑄機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)箱底座的作用是將電機(jī)的動(dòng)力,通過(guò)底座內(nèi)的一對(duì)螺旋傘齒輪轉(zhuǎn)向傳遞給筒體,以驅(qū)動(dòng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)[5]。圖6傳動(dòng)箱底座結(jié)構(gòu)Fig.6Structureoftransmissionboxbottomseat2.3.2李學(xué)輝在研討轉(zhuǎn)速對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量的影響中，離心澆鑄機(jī)工作原理電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)皮帶來(lái)帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速根據(jù)立式離心澆鑄的需要,采用“剛性”較好的直流調(diào)速系統(tǒng)來(lái)拖動(dòng)澆鋼模具、應(yīng)用無(wú)級(jí)調(diào)速,他為了準(zhǔn)確掌握澆鋼的轉(zhuǎn)筒速度,利用測(cè)速裝置在操作臺(tái)和澆鋼的現(xiàn)場(chǎng)都設(shè)置轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速顯示[1]。圖7離心澆鑄機(jī)工作原理圖Fig.7workingprinciplediagramofcentrifugalcastingmachine2.4設(shè)計(jì)方案的確定及基本參數(shù)立式離心澆鑄機(jī)采用立式電機(jī)，用有凸緣的電動(dòng)機(jī)可方便安裝，傳動(dòng)方式選擇皮帶傳動(dòng)，皮帶傳動(dòng)效率較大，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合，傳動(dòng)的過(guò)程平穩(wěn)無(wú)噪聲,而且還能夠進(jìn)行緩沖、吸振，過(guò)載時(shí)帶將會(huì)在帶輪上打滑,可防止薄弱零部件損壞,起到了對(duì)設(shè)備的安全保護(hù)作用。因?yàn)橥搀w與電動(dòng)機(jī)的距離稍大，如果選擇齒輪傳動(dòng)所需要的空間尺寸比較小，轉(zhuǎn)筒與電機(jī)位置關(guān)系緊密，制造以及安裝的精度要求高，在價(jià)格方面也較皮帶高，對(duì)于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合不合適。立式離心澆鑄機(jī)的電機(jī)主軸的皮帶輪均采用平鍵，平鍵兩側(cè)面都是工作面，與軸上鍵槽配合，工作時(shí)鍵與鍵槽側(cè)面會(huì)相互擠壓從而傳遞扭矩，可以減小振動(dòng)，增加精度。圖8立式離心澆鑄機(jī)Fig.8verticalcentrifugalcastingmachine黃銅的毛坯件的尺寸如圖所示，是中心環(huán)狀鑄件，外徑為170mm，內(nèi)徑為90mm，高度為110mm,內(nèi)徑外徑和高都有10mm的加工余量，鑄件的材質(zhì)為H90黃銅，精度要求為CT9，表面粗糙度3.2，重量為15.8055kg，圖9毛坯件尺寸Fig.9Sizeofblankparts根據(jù)毛坯件的尺寸，確定鑄型內(nèi)徑為鑄型外徑為190mm，內(nèi)徑為170mm，高為120mm。鑄型的材料為灰口鑄鐵，熱膨脹系數(shù)為12.5×10圖10鑄型Figure10cast轉(zhuǎn)筒外徑為230mm，內(nèi)徑為190mm，加轉(zhuǎn)筒蓋子高度為140mm。轉(zhuǎn)筒與鑄型的重量為29.541kg，AB圖11轉(zhuǎn)筒；蓋子Fig.11Rotarycylinder；coverA.轉(zhuǎn)筒;B.蓋子3關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)3.1載荷分析及功率計(jì)算3.1.1鑄型的設(shè)計(jì)由鑄件外徑確定鑄型的尺寸，鑄型外圈直徑為190mm，高為120mm，為鑄型與毛坯更好的脫落，鑄型內(nèi)圈單邊是5°的拔模角度。鑄型的材料選擇為灰口鑄鐵，密度為7.0g/cm3，鑄型的上端圓周陣列三個(gè)開(kāi)槽口，深10mm，寬16mm，與轉(zhuǎn)筒蓋子相突出的互相對(duì)應(yīng)，以達(dá)到同步轉(zhuǎn)動(dòng)。圖12鑄型尺寸Fig.12Molddimensions3.1.2轉(zhuǎn)筒設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)筒外圈直徑為230mm，內(nèi)圈直徑為190mm，筒壁壁厚為20mm，與軸連接的底面厚度為47mm，底部中心突出部分與大帶輪軸連接。圖13轉(zhuǎn)筒尺寸Fig.13Sizeofrotarydrum毛坯件的材料為黃銅，型號(hào)為H90，密度為ρ=8.8g/cm3，熔融狀態(tài)下密度為ρ=7.6g/cm3，則毛配件的體積為V=πr外2??πr內(nèi)圖14轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算Fig.14Calculationofmomentofinertiaofarotatingbody由上式求轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J=KmD==0.81kg?m其中D表1轉(zhuǎn)速計(jì)算公式Table.1Calculationformulaofrotationalspeed名稱公式系數(shù)意義公式適用范圍康斯坦丁諾夫n=βn-鑄型轉(zhuǎn)速(r/min);r-鑄件內(nèi)表面半徑(cm);ρ-合金密度(g/cm3);用于水平離心鑄造（適于臥式），且鑄件R/r比值應(yīng)不大于1.15按重力倍數(shù)計(jì)算n=299G-重力加速度倍數(shù)，r-鑄件內(nèi)表面半徑(cm)可以用于絕大多數(shù)離心鑄造G值為重力加速度倍數(shù)，按照鑄件的特點(diǎn)進(jìn)行選取數(shù)值，轉(zhuǎn)速不受密度的影響。表2重力加速度倍數(shù)Table2Multiplesofgravityacceleration種類G銅合金臥式離心鑄造套類件59~80銅合金立式離心鑄造套類件40~104鑄鐵套類件70~110鑄鋼套筒類件57~75鋁合金套類件107~160由上式（2）公式計(jì)算鑄型轉(zhuǎn)速n=299Gr≈1000r3.1.3電動(dòng)機(jī)的選取離心鑄造機(jī)功率的計(jì)算式：N=In其中，N-離心鑄造機(jī)在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所需的最大功率（KW）；I-轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg/cm3）；n-轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)速（r/min）；t-啟動(dòng)（鑄型轉(zhuǎn)動(dòng)加速）時(shí)間（s）；k-安全系數(shù)，取1.1~1.3；η-機(jī)械效率，取0.7~0.8。設(shè)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間為8s，則N==1.5KWP選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y90L-4,額定功率為1.5KW,轉(zhuǎn)速為n電=1400r/min，質(zhì)量為2圖15電動(dòng)機(jī)尺寸Fig.15Motordimensions電動(dòng)機(jī)的尺寸為：表3電動(dòng)機(jī)安裝尺寸Table3Mountingdimensionsofmotors安裝尺寸(mm)型號(hào)90LD24E50±0.310F8G20M165N130P200R0S4×?12T3.5表4電動(dòng)機(jī)的外形尺寸Table4Externaldimensionsofmotors外形尺寸(mm)型號(hào)90LAC195AD155HF195L3403.3關(guān)鍵零件的尺寸計(jì)算及校核3.3.1軸的計(jì)算及校核（1）軸的直徑軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：τT=式中:τT—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，T—軸所受的扭矩，N?mm；WT—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min；p—軸傳遞的功率，KW；d—計(jì)算截面處的直徑，mm；τT—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MP表5軸常用材料τT及ATable5ValuesofcommonmaterialsτTandA軸的材料Q235A、20Q2754540GrτT/MP15~2520~3525~4535~55A0149~126135~112126~103112~97軸的材料選擇為45號(hào)鋼，由上式3-17可得軸的直徑d≥39550000P===12mm式中τΤ=25~45、取35、對(duì)于當(dāng)軸的直徑小于100mm時(shí)，有一個(gè)鍵槽、軸徑增大5%~7%，軸的設(shè)計(jì)Ⅰ-Ⅱ段安裝固定轉(zhuǎn)筒，Ⅱ-Ⅲ段為軸承，Ⅲ-Ⅳ段軸肩，Ⅳ-Ⅴ段為皮帶輪的安裝以及擋圈。圖16大帶輪軸Fig.16Largebeltwheelshaft（2）軸的強(qiáng)度校核軸的受力分析圖16軸的受力分析Fig.16Forceanalysisoftheaxis則軸所受的扭矩為T=9550Pn=14.325N?m=14325N?mm軸所受的彎矩為圖17軸彎矩圖Fig.17AxisbendingmomentdiagramΜ=39100N?mm軸的抗彎截面系數(shù)為W=πd=246.78軸的抗扭截面系數(shù)為WT==1601.6故軸的彎矩合成條件為σca===24.6按疲勞強(qiáng)度校核Sca=SS其中，查表《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第2卷》可知，σS其中，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)第2卷》表可知，KSca==3.84≥2、（安全系數(shù)S取2）。3.3.2軸承（1）大帶輪軸上軸承①采用深溝軸承對(duì)軸進(jìn)行支承，大帶輪軸的直徑為20mm，根據(jù)軸直徑取軸承代號(hào)為6004、預(yù)期使用5000h。圖18深溝球軸承截面尺寸Fig.18Sectiondimensionsofdeepgrooveballbearings基本額定靜動(dòng)載荷Cr=9.38KN,Cr0=5.02KN、軸承極限轉(zhuǎn)速為15000r/min，采用脂潤(rùn)滑，由附表14，徑向載荷表6深溝球軸承基本尺寸Table6Basicdimensionsofdeepgrooveballbearings軸承代號(hào)dDBramindaminDamaxramaxCrCr0極限轉(zhuǎn)速60042042120.625370.69.385.021500060052547120.630420.610.05.8513000②深溝球軸承的相對(duì)軸向載荷為F由表15數(shù)據(jù)利用線性插值法求判別系數(shù)表7軸承的徑向動(dòng)載荷系數(shù)與軸向動(dòng)載荷系數(shù)Table7radialdynamicloadcoefficientandaxialdynamicloadcoefficientofbearings軸承類型相對(duì)橫向載荷Fa/CorXY判別系數(shù)e深0.0140.562.300.19溝0.0280.561.990.22球0.0560.561.710.26軸0.0840.561.550.28承0.110.561.450.30e=0.058?0.0280.056?0.028=0.065F故查得徑向載荷系數(shù)Χ=0.56、Y=0.058?0.028表8沖擊載荷系數(shù)fd值Table8Impactloadcoefficientfdvalue載荷性質(zhì)舉例fd平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)、水泵、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)等1.0-1.2中等沖擊車輛、機(jī)床、起重機(jī)、冶金設(shè)備、內(nèi)燃機(jī)等1.2-1.8強(qiáng)大沖擊破碎機(jī)、軋鋼機(jī)、工程機(jī)械等1.8-3.0取fd=1.5。由式P=fd=1120N由3-27式計(jì)算額定動(dòng)載荷Cr,=Ρ=7.498KN<③額定靜載荷校核表9軸承的徑向靜載荷系數(shù)與軸向靜載荷系數(shù)Table9radialstaticloadcoefficientandaxialstaticloadcoefficientofbearings軸承類型角度XY深溝球軸0.60.5角接觸軸承15°0.50.46角接觸軸承25°0.50.38角接觸軸承40°0.50.26圓錐滾子軸承0.50.22cot上表17得，深溝球軸承的靜載荷系數(shù)為X0=0.6,YP0==421N取S0Cr0,=2.0×421=842N<④極限轉(zhuǎn)速校核因?yàn)镻CAB圖19載荷系數(shù)與載荷分布系數(shù)值Fig.19LoadcoefficientandloaddistributioncoefficientvaluesA.載荷系數(shù)f1;B.載荷分布系數(shù)f2故由圖23查得f1=0.97，fnmax==14114r綜上，所選用的軸承6004符合要求。（2）小帶輪軸上軸承①采用深溝軸承對(duì)軸進(jìn)行支承，大帶輪軸的直徑為25mm，根據(jù)軸直徑取軸承代號(hào)為6005、基本額定靜動(dòng)載荷Cr=10.0KN,Cr0=5.85KN、極限轉(zhuǎn)速為13000r/min，采用脂潤(rùn)滑，由表14，徑向載荷②深溝球軸承的相對(duì)軸向載荷為F由表15數(shù)據(jù)利用線性插值法求判別系數(shù)e=F故查得徑向載荷系數(shù)Χ=0.56、Y=0.058?0.0280.056?0.028×1.71?1.99+1.99=1.69、由于載荷有輕微沖擊，由表1P=由3-27式計(jì)算額定動(dòng)載荷C==2.856KN<③額定靜載荷校核查表17，深溝球軸承的靜載荷系數(shù)為X0=0.6,YP由式3-29，取S0C④極限轉(zhuǎn)速校核因?yàn)镻Cr=821.5÷10000=0.08215，F(xiàn)aFrn綜上，所選用的軸承6005符合要求。3.1.3聯(lián)軸器的選擇由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n電=1400r/minT=9550Pn=10.2表10工作情況系數(shù)KTable10WorkingconditioncoefficientK分類舉例電動(dòng)機(jī)四缸內(nèi)燃機(jī)雙缸內(nèi)燃機(jī)單缸內(nèi)燃機(jī)Ⅰ發(fā)電機(jī)、離心泵1.31.51.82.2Ⅱ機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)1.51.72.02.4Ⅲ攪拌機(jī)、壓縮機(jī)1.71.92.22.6Ⅳ織布機(jī)、拖拉機(jī)1.92.12.42.8由表10查得KATca==1.3×10.2=13.26N?m<25N?m，根據(jù)（GB/T5843-1986）選用GYL3型凸緣聯(lián)軸器，圖20YL型凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖Fig.20YLtypeflangecouplingstructurediagram聯(lián)軸器軸孔直徑d為24mm，軸孔長(zhǎng)度L為52mm，公稱轉(zhuǎn)矩為25N?m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0.0060kg/m2聯(lián)軸器的效率為0.99，許用轉(zhuǎn)速為10000r/min。聯(lián)軸器基本尺寸見(jiàn)表2。表11凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù)和尺寸Table11basicparametersanddimensionsofflangecouplings型號(hào)DD1螺栓數(shù)量n螺栓直徑ML0質(zhì)量YL390mm69mm3M8108mm1.99Kg3.1.4鍵的選取（1）小帶輪鍵處軸的直徑為28mm，聯(lián)軸器鍵軸的直徑為23mm，大帶輪鍵條處軸的直徑為24mm，轉(zhuǎn)筒與軸連接處軸的直徑為16mm。表3普通平鍵的主要尺寸Table3Maindimensionsofcommonflatkeys軸的直徑d>10~12>12~17>17~22>22~30鍵寬b×鍵高?4×45×56×68×8鍵長(zhǎng)度范圍L8~4510~5614~7018~90鍵的長(zhǎng)度系列L6,8,10,12,14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80（2）鍵選擇為普通A型平鍵，根據(jù)（GB/T1095-1979）小帶輪，大帶輪與聯(lián)軸器的鍵選擇都為鍵寬b×鍵高?=8mm×7mm，根據(jù)表3，鍵條長(zhǎng)度為28mm，轉(zhuǎn)筒與軸連接處的鍵條選擇為鍵寬b×鍵高?（3）平鍵的連接強(qiáng)度計(jì)算σbs=T——傳遞的扭矩，N?m。k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k為0.5h，此處h為鍵的高度，mm。l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm。l=L?bd——軸的直徑，mm。σbs——許用擠壓應(yīng)力，MP表12鍵連接的許用擠壓應(yīng)力Table12.Allowablecompressionstressesforkeyconnections許用擠壓應(yīng)力連接方式材料靜載荷輕微沖擊沖擊σ靜連接鋼120-150100-12060-90故，平鍵連接的強(qiáng)度條件為σ===16.37<故，選用鍵合適。3.2帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1確定計(jì)算功率Pca由圖21中查得工作情況系數(shù)KA=1.0（工作圖21工況系數(shù)Fig.21Operatingconditioncoefficient則，功率為Pca=KA=1.0×1.5=1.5KW3.2.2選擇V帶的帶型根據(jù)Pca、n、由圖22選用帶型圖22普通V帶選型圖Fig.22GeneralV-beltselectiondiagram由上圖選用Z型。3.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd并驗(yàn)算帶速V（1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1表13V帶輪最小基準(zhǔn)直徑Table13MinimumreferencediameterofVpulley槽型YZABCDE(dd)min/mm205075125200355500V帶的基準(zhǔn)直徑表14普通V帶輪基準(zhǔn)直徑系列Table14OrdinaryVpulleyreferencediameterseries帶型基準(zhǔn)直徑dd/mmY20，22.4，25，28，31.5，35.5Z50，56，63，71，75，80，90，95A75，80，85，90，95，100，106B125，132，140，150，160，170C200，212，224，236，250，265D355，375，400，425，450，475E500，530，560，600，630，670由表13、圖22和表14取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1（2）驗(yàn)算帶速V、按式驗(yàn)算V=πdd1n=3.14×71×140÷60000=5.2m/因?yàn)?m/（3）計(jì)算大帶輪的額基準(zhǔn)直徑，由傳動(dòng)比i=14001000=1.4、dd2=idd13.2.4確定V帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld（1)根據(jù)式（3-9）、初定中心距a00.7dd1+d得119.7mm≤a0（2)由式(3-10)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0=2a0=2×300+=869.2mm表15Z帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld（mm）及帶長(zhǎng)修正系數(shù)Table15Z-bandreferencelengthLd(mm)andbandlengthcorrectioncoefficientKLL40547553062570078092010801330K0.870.900.930.960.991.001.041.071.13由表15選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L（3）按式3-11計(jì)算實(shí)際中心距a0a≈a0=300+=325.4mma=311.6mma=353mm中心距的范圍為311.6mm~353mm3.2.5.驗(yàn)算小帶輪上的包角θ=180°?dd2?d=175°≥120°3.2.6.計(jì)算帶的根數(shù)z（1）計(jì)算單根V帶的額定功率Pr表16V帶Z型的基本額定功率P0Table16BasicpowerratingP0forTypeVwithTypeZ小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1（mm）800r/min（轉(zhuǎn)速）9501200145016002000500.100.120.140.160.170.20560.120.140.170.190.200.25630.150.180.220.250.270.32710.200.230.270.300.330.39800.220.260.300.350.390.44900.240.280.330.360.400.48表17V帶Z型額定功率的增量?Table17delta?P0forVwithtypeZratedpower傳動(dòng)比i800r/min95012001450160020001.09-1.120.000.010.010.010.010.021.13-1.180.010.010.010.010.010.021.19-1.240.010.010.010.020.020.021.25-1.340.010.010.020.020.020.021.35-1.500.010.020.020.020.020.031.51-1.990.020.020.020.020.030.03表18包角修正系數(shù)Table18correctioncoefficientofwrapAngle小帶輪包角θ（°）180175170165160K1.000.990.980.960.95由dd1=71mm和n1=1400r/min、查表16得P0=0.30KW、根據(jù)n1=1400r/min，i=1.4和z型帶查表17得?PPr=(P0=(0.30+0.02)×0.99×1.04=0.329（2）計(jì)算V帶的根數(shù)ZZ=Pca÷P=1.5/0.329=4.56取5根。3.2.7.計(jì)算單根V帶的初拉力F0表19V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量Table19MassperunitlengthofVbelt帶型YZABCDEqkg/m0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.970由表19得Z型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.060kg/F0=500×2.5?K=46N3.2.8.計(jì)算壓軸力FPFP=2ZF0=460N3.2.9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論（1）選用Z型普通V帶5根，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld=920mm，帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=71mm，dd2=100mm，中心距在311.6mm~353mm，單根帶初拉力F0=46N，皮帶的傳動(dòng)效率為0.96。Z型V帶的主要尺寸，節(jié)寬bp=8.5mm、頂寬b=10.0mm、高度?=6.0mm、橫截面積A=47mm圖23V帶的截面尺寸Fig.23Vstripsectionsize3.2.10V帶輪、輪槽的基本尺寸常用的帶輪材料為HT150或HT200。因?yàn)閹л嗈D(zhuǎn)速較高，采用鑄鋼，V帶輪的結(jié)構(gòu)形式和基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為dd和安裝帶輪的軸的直徑d（mm表20V帶輪的選擇Table20Vpulleyselection比值V帶輪d實(shí)心式d腹板式dd≤2.5d孔板式d輪輻式因?yàn)樾л喬庉S的直徑為28mm，dd≤2.5d=70，dd1=71≤300AB圖24皮帶輪腹板式，輪槽截面尺寸Fig.24Pulley,sectionsizeofgroovesA.皮帶輪截面尺寸;B.輪槽截面尺寸V帶輪的輪槽與所選用的V帶型號(hào)相對(duì)應(yīng)圖25輪槽的截面尺寸Fig.25sectionsizeofwheelgroove4其他立式離心澆鑄機(jī)的底座與支座作為支撐部件，對(duì)于立式離心澆鑄機(jī)的運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用，對(duì)立式離心澆鑄機(jī)的外殼進(jìn)行噴漆處理，防止生銹。皮帶在損壞之后需要及時(shí)更換，結(jié)構(gòu)中對(duì)于皮帶的更換要方便且簡(jiǎn)單。承要及時(shí)潤(rùn)滑，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，維護(hù)，保養(yǎng)，支架上面還有對(duì)于此設(shè)備皮帶的張緊裝置，皮帶長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)松弛，皮帶松弛會(huì)使動(dòng)力傳輸不完整，影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，張緊裝置有效解決了這一問(wèn)題。5結(jié)論離心澆鑄作為一種傳統(tǒng)