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1 畢業(yè)設計 論文 學生姓名 學 號 所在學院 專 業(yè) 設計 論文 題目 非石棉墊片壓延成張機設計 指導教師 年 月 日 2 摘 要 本次設計是非石棉墊片壓延成張機設計的設計 在這里主要包括 機架系統(tǒng)的設計 鏈傳動系統(tǒng)的設計 調整機構系統(tǒng)的設計 的設計 這次畢業(yè)設計對設計工作的基本技 能的訓練 提高了分析和解決工程技術問題的能力 并為進行一般機械的設計創(chuàng)造了一 定條件 整機結構主要由電動機產生動力通過聯(lián)軸器將需要的動力傳遞到小鏈輪上 小鏈輪 帶大鏈輪 從而帶動整機運動 非石棉墊片壓延成張機更顯示其優(yōu)越性 有著廣闊的發(fā) 展前途 本論文研究內容 1 非石棉墊片壓延成張機總體結構設計 2 非石棉墊片壓延成張機工作性能分析 3 電動機的選擇 4 非石棉墊片壓延成張機的傳動系統(tǒng) 執(zhí)行部件設計 5 對設計零件進行設計計算分析和校核 6 繪制整機裝配圖及重要部件裝配圖和設計零件的零件圖 關鍵詞 非石棉墊片壓延成張機 聯(lián)軸器 滾珠絲杠 3 Abstract This design is the design of non asbestos gasket calendering machine design Here mainly include the frame of system design the design of the chain transmission system adjusting mechanism of system design design The graduation design on the design of the basic skills training improve the analysis and the ability to solve engineering problems and create a certain condition for general mechanical design The whole structure is produced mainly by motor power through the coupling will need to transfer the power to the small chain wheel chain wheel chain wheel so as to drive the movement of non asbestos gasket rolling into a machine but also show its superiority there are broad prospects for the development The content of this paper 1 of non asbestos gasket sheet rolling machine overall structure design 2 of non asbestos gasket sheet rolling machine performance analysis 3 the choice of motor 4 non asbestos gasket transmission system rolling into a machine component design 5 the design of parts of the design calculation and check 6 the assembly drawing and parts drawing assembly drawings and parts drawings design Keywords non asbestos gasket rolled into a machine coupling ball screw 4 目錄 摘 要 2 Abstract 3 1 緒 論 5 1 1 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 選 題 背 景 5 1 2 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 課 題 的 意 義 5 1 3 墊 片 壓 延 機 研 究 現(xiàn) 狀 及 工 作 原 理 5 1 4 本 課 題 的 研 究 內 容 和 所 需 解 決 的 問 題 6 2 總 體 方 案 設 計 8 2 1 設 計 方 案 選 型 與 分 析 8 2 2 方 案 的 確 定 8 3 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 參 數 計 算 9 3 1 驅 動 電 機 的 選 型 9 3 2 傳 送 鏈 的 設 計 13 3 3 鏈 傳 動 設 計 設 計 過 程 14 3 4 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 軸 的 設 計 16 3 4 1 驅動軸的設計 16 3 4 2 鏈輪軸的設計 18 3 5 軸 承 的 選 型 及 校 核 21 3 6 鏈 強 度 計 算 23 3 6 1 鏈傳動的運動特性 23 3 6 2 鏈傳動的動載荷 24 3 6 3 鏈傳動的受力分析 25 3 6 4 滾床鏈輪接觸強度的計算 26 4 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 其 他 部 件 設 計 28 4 1 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 驅 動 裝 置 28 4 2 鏈 的 張 緊 裝 置 28 4 3 鏈 輪 30 結 論 31 致 謝 32 參 考 文 獻 33 5 1 緒 論 1 1 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 選 題 背 景 墊片在航空航天 汽車運輸 電子電器 儀表家電 醫(yī)療器械等領域有著廣泛的應用 是材料成型及控制工程專業(yè)的發(fā)展方向之一 了解和掌握墊片的成型性能測試和實驗方 法 對解決墊片成型裝置 設計和設備選擇具有十分重要的意義 隨著科學技術飛速發(fā)展和經濟競爭的日趨激烈 機械產品的更新速度越來越快 在機械 及相關行業(yè)領域發(fā)揮著重要的作用 機械制造的競爭 其實質是生產質量的競爭 該課題由教學內容和對社會日常用品的觀察所得 隨著社會的快速發(fā)展 墊片的廣泛應 用于各個領域當中 人們越來越多的使用到各種墊片 墊片制品越來越離不開人們的生 活 通過畢業(yè)設計 強化專業(yè)知識與 CAD 繪圖能力 學會獨立分析問題與解決問題的能 力 同時提高自己的實際操作能力 為就業(yè)打好基礎 1 2 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 課 題 的 意 義 本題目不但對墊片壓延機的零件及外形進行設計 還對墊片壓延機的外觀進行更人性 化 更合理的設計 讓墊片壓延機更具競爭力的同時 也讓自己成為復合型人才 提高自 己的水平 提高自己的競爭力 綜合運用機械設計 機械繪圖 公差與技術測量 機械原理及零件等理論知識 分 析和解決墊片壓延機外形設計問題 進一步鞏固 加深和拓寬所學的知識 為了適應社會的發(fā)展要求 滿足企業(yè)對人才的需求 本學院對部分同學提出墊片壓延機 設計這一個畢業(yè)設計課題 此課題研究過程中涉及到我們大學三年所學的大量專業(yè)知識 如 機械制圖 計算機輔助繪圖 CAD 公差與技術測量 墊片壓延機材料及墊片壓延 機設計等專業(yè)基礎課和專業(yè)課方面的知識 1 3 墊 片 壓 延 機 研 究 現(xiàn) 狀 及 工 作 原 理 墊片壓延機通常以輥筒的數目及排列的方式分類 根據輥筒數目的不同 墊片壓延 機有雙輥 三輥 四輥 五輥甚至六輥墊片壓延機 生產中應有較多的是三輥和四輥墊 片壓延機 墊片壓延機主要由機座 機架 軸承 輥筒 輥距調節(jié)裝置 輥筒變形調節(jié)裝置等 組成 墊片壓延機的工作原理與開煉機大致相同 具有一定溫度和可塑度的膠料喂入兩個 6 相向回轉的輥筒間時 在摩擦力的作用下 膠料被拉入輥距中 由于輥距斷面的逐漸變 小 使膠料受到強烈的擠壓而延展成型 通常許多壓延工藝要求配對的輥筒在一定的速 比下工作 使膠料進一步混煉 捏合和增加可塑度 最后通過最小輥距 被壓延成具有 一定厚度和寬度的膠片 墊片壓延機除了將膠料壓成膠片外 有的工藝還需要在輥筒擠 壓力的作用下 把膠片擠壓在紡織物上 貼膠或擦膠 或鋼絲簾布上 有的需要壓成一 定的花紋和形狀 壓型 還有的需要將多層膠片粘合在一起 1 4 本 課 題 的 研 究 內 容 和 所 需 解 決 的 問 題 國內粘結鐵氧體磁體生產廠家都采用軸瓦結構的墊片壓延機 軸瓦材料一般為銅或 尼龍 采用黃油潤滑 軸瓦易磨損 造成軋輥轉動過程中產生徑向跳動 很難保證產品 尺寸公差 因此 墊片壓延機一定要選用精度高的雙列向心滾子軸承 并采用稀油潤滑 減小軸承磨損 確保磁板沿長度方向厚度公差 由于顆粒料流動性較差 尤其是沿幅寬 方向受分子間作用力及軋輥撓曲變形的影響 壓延出的磁板沿幅寬方向經常會出現(xiàn)中間 厚兩邊薄現(xiàn)象 尺寸超差會造成收卷時卷材中間緊 兩邊松散 解決厚度超差這個問題 可采用結構復雜的倒 L 型四輥墊片壓延機 該墊片壓延機具有軸交叉和軸預彎曲功能 但該墊片壓延機結構復雜 價格昂貴 占地大 維修不便 廠房造價及設備運行費用也 較高 因此 我們設計了性能優(yōu)越的兩輥開放式墊片壓延機 兩輥開放式壓延機設計的關鍵是輥型結構 材料選擇及輥面處理和技術參數確定 其次是功能的配置 在輥型結構方面 我們采取了不同于橡塑制品行業(yè)的超大輥徑中高 度設計 目的是補償因軋制應力產生的軋輥撓曲變形 并提高軋輥中間部位的軋制力 強制磁粉顆粒向兩邊流動 同時針對壓延時可能采取的不同的軋輥加熱方式 分別設計 了適合蒸汽加熱的中空輥和適合油加熱及水加熱的周邊鉆孔輥 經生產實踐 兩種孔型 的加熱方式都可滿足工藝對輥面溫度波動誤差的要求 在材料選擇方面 我們采用耐磨 性好 剛性強的合金冷硬鑄鐵材料 軋輥工作面硬度達 HS72 75 但合金冷硬鑄鐵軋輥 往往會因鑄造缺陷以及顆粒料中的添加劑可能對輥面的腐蝕作用 造成短時間使用后輥 面出現(xiàn) 冰花狀云斑 無法壓延出表面光滑的磁板 因而對輥面進行特殊處理是十分必要 的 特殊處理主要有表面噴涂耐磨材料和鍍硬鉻兩種方式 我們采用的是后者 為增強 硬鉻與合金冷硬鑄鐵的結合強度 鍍鉻前需先鍍鎳 磨加工后鍍鉻層厚度一般為 0 05 0 08mm 需特別指出的是 在生產一面覆 PVC 膜磁板時 臥式兩輥壓延機最好配 置成一根鍍鉻輥 另一根為合金冷硬鑄鐵軋輥 由于合金冷硬鑄鐵軋輥軋制的磁板表面 相對比較粗糙 有利于增強 PVC 膜與磁板 的結合強度 7 本設計所要解決的主要問題如下 1 熟悉整個機器的結構及設計參數 2 根據所工件的結構特點和相關參數 完成機器總體結構的設計草圖 3 根據設計參數和要求 完成相關計算 主要包括電機功率計算及選型 鏈傳 動選擇計算 接觸強度計算等等 4 根據計算結果 確定結構尺寸 完成總裝圖 5 完成重要零部件的部件圖或零件圖 8 2 總 體 方 案 設 計 2 1 設 計 方 案 選 型 與 分 析 方案一 采用軸瓦結構的墊片壓延機 采用黃油潤滑 此方案缺點是軸瓦易磨損 造成軋輥 轉動過程中產生徑向跳動 很難保證產品尺寸公差 方案二 采用精度高的雙列向心滾子軸承墊片壓延機 并采用稀油潤滑 減小軸承磨損 確 保磁板沿長度方向厚度公差 2 2 方 案 的 確 定 對于壓延工序 產品外形尺寸 表面質量是其最重要的控制參數 卷材外形尺寸一 般要求沿長度和幅寬方向厚度公差分別為 0 015mm 和 0 05mm 表面要求平整 光滑 若達不到這些要求 難以保證后續(xù)覆膜時 PVC 膜與磁板粘合壓力均勻一致 影響粘合強 度 所以為了保證公差尺寸能達到所需要求 本次設計采用方案二 9 3 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 參 數 計 算 3 1 驅 動 電 機 的 選 型 電動機是應用很廣泛的動力設備 在農業(yè)機械中它與內燃機 拖拉機一樣 是不可 缺少的主要動力之一 電動機是將電能轉換為機械能的動力機械 俗稱電滾 也叫馬達 譯音 一般來說 電動機的選擇方法主要包含以下內容 1 類型的選擇 選擇哪種類型的電動機 一方面要根據生產機械對電動機的機械 特性 起動性能 調速性能 制動方法和過載能力等方面的要求 對各種類型的電動機 進行分析比較 另一方面在滿足上述要求的前提下 還要從節(jié)省初期投資 減少運行費 用等經濟方面進行綜合分析 最后將電動機的類型確定下來 在對起動 調速等性能沒 有特殊要求的情況下 優(yōu)先選用三相籠型異步電動機 2 功率的選擇 正確地選擇電動機的額定功率非常重要 額定功率選擇得過大 電動機長期在欠載狀態(tài)下運行 不僅增加了設備投資 還會降低其效率和功率因數 對異 步電動機而言 等指標 增加了運行費用 額定功率選擇得太小 電動機長期在過載狀態(tài) 下運行 會使電動機過熱而降低使用壽命 甚至拖動不了生產機械 因此 應使所選電 動機的額定功率等于或稍大于生產機械所需要的功率 3 轉速的選擇 根據生產機械的轉速和傳動方式 通過經濟技術比較后確定電動 機的額定轉速 額定功率相同的電動機額定轉速高 電動機的重量輕 體積小 價格低 效率和功率因數 對三相異步電動機而言 也較高 若生產機械的轉速比較低 電動機的額 定轉速比較高 則傳動機構復雜 傳動效率降低 增加了傳動機構的成本和維修費用 因此 應綜合分析電動機和生產機械兩方面的各種因素最后確定電動機的額定轉速 4 工作制的選擇 根據電動機的工作方式選擇電動機的工作制 c 國產電動機按發(fā)熱 與冷卻情況的不同 分為九種工作制 如連續(xù)工作制 短時工作制 斷續(xù)周期工作制 等等 選擇工作制與實際工作方式相當的電動機比較經濟 電動機的種類繁多 其分類方法也很多 通常按電源及結構原理進行分類 根據電 源 電動機可分為直流電動機和交流電動機 交流電動機分為異步電動機和同步電動機 同時 異步電動機又以轉子結構的不同 分為鼠籠型電動機和繞線型電動機兩種 鼠籠 型電動機又有單鼠籠 雙鼠籠和深槽式 3 種 根據結構和運轉原理 直流電動機可分為 串激 并激 復激和他激 4 種 異步電動機有單相和三相兩種 由于異步電動機結構簡 10 單 成本低 堅固耐用 維護又方便以及有較好的運行性能 加之當前的動力電源主要 是三相 所以在煤礦應用最多的是三相異步電動機 另外 還可按電動機的轉速 額定 電壓 尺寸大小 安裝結構型式 外殼防護型式 冷卻方式 工作定額等進行分類 此外 減速電機是一種新興的具有高科技含量的電機類型 減速電機是指減速機和 電機 馬達 直聯(lián)的集成體 這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機 通常由專業(yè)的 減速機生產廠進行集成組裝好后成套供貨 廣泛應用于鋼鐵冶金 環(huán)保水處理 起重運 輸 物料搬運 輕工 港口 機場 汽車生產 電力等各行各業(yè) 使用的優(yōu)點是簡化設 計 節(jié)省空間 延長使用壽命 降低噪音 提高扭矩和負載能力 減速電機的電機接線 盒經過一定設計改造 可以直接連接變頻器 適用于分布式控制應用 不僅可以完成簡 單驅動 還能夠實現(xiàn)復雜定位控制 減速電機的主要特點有 1 減速電機結合國際技術要求制造 具有很高的科技含量 2 節(jié)省空間 可靠耐用 承受過載能力高 功率可達 95KW 以上 3 能耗低 性能優(yōu)越 減速機效率高達 95 以上 4 振動小 噪音低 節(jié)能高 選用優(yōu)質段鋼材料 鋼性鑄鐵箱體 齒輪表面經過高頻熱 處理 5 經過精密加工 確保定位精度 這一切構成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置 了各類電機 形成了機電一體化 完全保證了產品使用質量特征 6 產品才用了系列化 模塊化的設計思想 有廣泛的適應性 本系列產品有極其多 的電機組合 安裝位置和結構方案 可按實際需要選擇任意轉速和各種結構形式 基于電動機的以上特點 本文選用減速電機作為機床的驅動裝置 查 機械設計課程設計手冊 得 選擇 其銘牌如下表 2 1 表 2 1 Y 系列三相異步電動機 電動機型 號 額定功率 KW 滿載轉速 r min 堵轉轉矩 額定轉矩 最大轉矩 額定轉矩 質量 Kg Y132S 4 5 5 同步轉速 1500 r min 4 級 1440 2 2 2 2 81 11 a b 圖 2 3 電動機的安裝及外形尺寸示意圖 表 2 2 電動機的安裝技術參數 中心高 mm 外型尺寸 mm L AC 2 AD 底腳安裝 尺寸 A B 地腳螺栓 孔直徑 K 軸伸尺 寸 D E 裝鍵部位 尺寸 12 蝸桿減速器 HD F GD 132 515 345 315 216 178 12 38 80 10 43 13 選擇的是蝸輪蝸桿減速器WPDA175 60 A 此型號的電機在一定程度上保證了驅動功率有一定的盈余 因數在電機起動時 若機床 上有工件 則此時的起動功率會比平時工作時的功率要大 且減速電機本身還有一定的 使用系數 3 2 傳 送 鏈 的 設 計 鏈傳動是一種撓性運動 它由鏈條和鏈輪組成 通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來 傳 遞運動和動力 鏈傳動按用途不同可以分為傳動鏈 鏈和起重鏈 圖 3 1 鏈傳動 滾子鏈的結構如圖 3 1 所示 它是由內鏈板 1 外鏈板 2 銷軸 3 套筒 4 和滾子 5 組成 內鏈板與套筒之間 外鏈板與銷軸之間為過盈配合 滾子與套筒之間 套筒與銷 軸之間為間隙配合 當內 外鏈板相對撓曲時 套筒可繞銷軸自由轉動 滾子是活套在 14 套筒上的 工作時 滾子沿鏈輪齒廓滾動 這樣就可減少齒廓的磨損 鏈的磨損主要發(fā) 生在銷軸與套筒的接觸面上 因此 內 外鏈板間應留少許間隙 以便潤滑油滲入銷軸 和套筒的摩擦面間 鏈板一般制成 8 字形 以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度 同時也減少 了鏈的質量和運動時的慣性力 圖 3 2 滾子鏈的結構 當傳遞大功率時 可采用雙排鏈或多排鏈 多排鏈的承載能力與排數成正比 但由 于精度的影響 各排鏈承受的載荷不易均勻 故排數不宜過多 滾子鏈的鏈節(jié)數為偶數時 接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定 一般前者用于大 節(jié)距 后者用于小節(jié)距 當鏈節(jié)數為奇數時 需采用過渡鏈節(jié) 由于過渡鏈節(jié)的鏈板要 受附加彎矩的作用 所以在一般情況下最好不用奇數鏈節(jié) 3 3 鏈 傳 動 設 計 設 計 過 程 確定鏈條型號 鏈節(jié)數 排數 鏈輪齒數 鏈輪結構 材料 幾何尺寸 PL1z2 中心距 壓軸力 潤滑方式 張緊裝置aPF 已知設計條件 低速平穩(wěn)運轉 傳遞功率 取傳動 2 5 5 Pkw 1 選擇鏈輪齒數 1z2 在 17 114 之間選取齒數 451 z82 z 2 計算當量的單排鏈的計算功率 caP 15 根據鏈傳動的工作情況 主動鏈輪齒數和鏈條排數 將鏈傳動的功率修正為當量的 單排計算功率 PKZAca 查 機械設計 表 9 6 得 工 況 系 數AK 0 1 AK 查 機械設計 圖 9 13 得 主 動 鏈 輪 齒 數 系 數Z 52Z 由于是單排鏈 所以 多 排 鏈 系 數P P 故 kwPKZAca 01763 92 350 3 確定鏈條型號和節(jié)距 鏈條型號根據當量的單排鏈的計算功率 和主動鏈輪轉速 由 機械設計 圖 9 11 得ca1n 到 然后由 機械設計 表 9 1 確定鏈條節(jié)距 p 確定鏈條型號為 08A 確定鏈條節(jié)距為 12 7 4 計算鏈節(jié)距和中心距 初選中心距 按下式計算鏈節(jié)數pa 50 3 0 0pL21210 0 pzzLa 將 圓整為偶數0P6PL 鏈傳動的最大中心距為 mzpfaP 148 623 45 1302 7 2490 2 11 式中 為中心距計算系數 查 機械設計 表 9 7 得 0 249071f 5 計算鏈速 確定潤滑方式 smpnzv 57 016245106 根據鏈速 V 查 機械設計 圖 9 14 得 潤滑方式為定期人工潤滑 16 6 計算鏈傳動在軸上的壓軸力 有效圓周力 N49 57 031210 vPFe 壓軸力 1 10 x59 49 65 439 N 7 設計總結 鏈輪 大鏈輪 小鏈輪 齒數 mz 45 18 分度圓直徑 d 181 43 73 41 齒頂圓直徑 a 186 80 00 齒根圓直徑 df 173 51 65 49 分度圓弦齒高 mha 3 00 4 00 齒側凸緣直徑 g 164 25 58 71 節(jié)距 p 12 7 軸間距 a 623 148 鏈長 mL 1270 鏈節(jié)數 P 130 鏈速 sv 0 57 鏈號 08A 3 4 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 軸 的 設 計 3 4 1 驅動軸的設計 17 圖 3 4 驅動軸受力分析圖 由靜力平衡方程 0Fb0MBlRA aA 求得支反力為 lFlbRBRA F 以梁的左端為坐標原點 選取坐標系如圖 4 9a 所示 集中力 F 作用于 C 點 梁在 AC 和 CB 兩段內的剪力或彎矩不能用同一方程式來表示 應分段考慮 在 AC 段內取距原點為 x 的任意截面 截面以左只有外力 根據剪力和彎矩的計算方法和符號規(guī)則 求得這RAF 一截面上的 和 M 分別為SF a lbxS 0 ax b 這就是在 AC 段內的剪力方程和彎矩方程 如在 CB 段內取距左端為 x 的任意截面 則截 面以左右 和 F 兩個外力 截面上的剪力和彎矩是RA 18 c lFalbxS F 1 x d lxM a 當然 如用截面右側的外力來計算會得到相同的結果 由 a 式可知 在 AC 段內梁的任意截面上的剪力皆為常數 且符號為正 所以在lFb AC 段 0 x a 內 剪力圖是在 Xz 軸上方且平行于 x 軸的直線 圖 3 4 同理 可以根據 c 式作 CB 段的剪力圖 從剪力圖看出 當 a10r min 可按基本額定動載荷計算值選擇軸承 然后校核其 額定靜載荷是否滿足要求 當軸承可靠性為 90 軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下 運轉時 取 500h 作為額定壽命的基準 同時考慮溫度 振動 沖擊等變化 則軸承基本 額定動載荷可按下式進行簡化計算 rTndmhCPf C 基本額定動載荷計算值 N P 當量動載荷 N fh 壽命因數 1 fn 速度因數 0 822 fm 力矩載荷因數 力矩載荷較小時取 1 5 較大時取 2 fd 沖擊載荷因數 1 5 fT 溫度因數 1 CT 軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷 N 查表得 f h 1 f n 0 822 fm 1 5 f d 1 5 f T 1 在本裝置中 可以假設軸承只承受徑向載荷 則當量動載荷為 P XFr YFa 查文獻 3 的表 6 2 18 得 X 1 Y 0 所以 P F r 1128N 由以上可得 NPfCTndmh 6 3087128 05 本機中的軸承承受的載荷多為徑向載荷 所以選取深溝球軸承 查文獻的附表 并 考慮軸的外徑 選取軸承 6305 RZ 其具體參數為 內徑 d 25mm 外徑 D 62mm 基本 23 額定載荷 基本額定靜載荷 極限速度為 10000r min 質量為kN2 rCkN5 10 rC 0 219kg 然后校核該軸承的額定靜載荷 額定靜載荷的計算公式為 rPS00 式中 基本額定靜載荷計算值 N 0C 當量靜載荷 N P 安全因數 0S 軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷 rC 查文獻 3 的表 6 2 14 知 對于深溝球軸承 其當量靜載荷等于徑向載荷 查文獻 3 的表 6 2 14 知 安全系數 2 10 S 則軸承的基本額定靜載荷為 kNCPSCr 6 13528 00 由上式可知 選取的軸承符合要求 3 6 鏈 強 度 計 算 3 6 1 鏈傳動的運動特性 由于鏈是由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成 當鏈繞在鏈輪上時 其鏈節(jié)與相應的輪齒 嚙合后 這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分 該正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距 p 邊數等于鏈輪齒數 z 鏈輪每轉過一圈 鏈條走過 zp 長 所以鏈的平均速度 v 為 v106 pn02 式中 分別為主 從動鏈輪的齒數 z2 分別為主 從動鏈輪的轉速 r min n1 鏈傳動的平均傳動比 12zni 24 因為鏈傳動為嚙合傳動 鏈條和鏈輪之間沒有相對滑動 所以平均鏈速和平均傳動 比都是常數 但是 仔細考察絞鏈鏈節(jié)隨同鏈輪轉動的過程就會發(fā)現(xiàn) 鏈傳動的瞬間傳 動比和鏈速并非常數我們知道 鏈條由剛性鏈板通過鉸鏈連接而成 當鏈條繞在鏈輪上 時 其形狀如圖所示 在主動鏈輪上 鉸鏈 A 正在牽引鏈條沿直線運動 繞在主動鏈輪上的其他鉸鏈并不 直接牽引鏈條 因此 鏈條的運動速度完全有鉸鏈 A 的運動所決定 鉸鏈 A 隨同主動鏈 輪運動的線速度 方垂直于 AO 與鏈直線運動方向的夾角為 因此 鉸鏈 A 實1 rv 際用于牽引鏈條運動的速度為 式中 為主動鏈輪的分度圓半徑 m 因為 是變化的 所以即使主動鏈輪轉速R1 恒定 鏈條的運動速度也是變化的 當 時 鏈速最低 當 0 鏈速最11802z 高 是主動鏈輪上的一個鏈節(jié)所對的中心角 鏈速的變化呈周期性 鏈輪轉過一個鏈1 節(jié) 對應鏈速變化的一個周期 鏈速變化的程度與主動鏈輪的轉速 和齒數 有關 轉1n1z 速越高 齒數越少 則鏈速變化范圍越大 在鏈速 變化的同時 鉸鏈 A 還帶動鏈條上下運動 其上下運動的鏈速 1 也是隨鏈節(jié)呈周期性變化的 sinsin1Rvy 在主動鏈輪牽引鏈條變速運動的同時 從動鏈輪上也發(fā)生著類似的過程 從動鏈輪 上的鉸鏈 C 正在被直線鏈條拉動 并由此帶動從動鏈輪以 轉動 因為鏈速 方向與鉸2 x 鏈的 C 的線速度方向之間的夾角為 所以鉸鏈 C 沿圓周方向運動的線速度為 cos22xvRv 式中 為從動鏈輪的分度圓半徑 2 0m 由此可知從動鏈輪的轉速為 coscos212RRvx 在傳動過程中因為 在 內不斷變化 加上 也是不斷變化 多以即使 是常 2180z 1 數 也是周期性變化的 2 25 從上式中可得鏈傳動的瞬時傳動比為 cos12Ri 可見鏈傳動的瞬時傳動比是變化的 鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊 形特征有關 故以上現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應 3 6 2 鏈傳動的動載荷 鏈傳動在工作過程中 鏈速和主從鏈輪的轉速都是變化的 因而會引起變化的慣性 力及相應的動載荷 鏈速變化引起的慣性力為 maF1d 式中 緊邊鏈條的質量 kg m 鏈條變速運動的加速度 c m2s 如果視主動鏈輪勻速轉動 則 sin cos 211Rdtvxc 當 時 11802z 2180sin sin 12111max pzRRc 從動鏈輪因角加速度引起的慣性力為 FdtJd2 式中 J 從 動系統(tǒng)轉化到從動鏈輪軸的轉動慣性 kg2 m 從 動 鏈 輪 的 角 速 度 rad s 2 鏈輪的轉速越高 節(jié)距越大 齒數越少 則慣性力就越大 相應的動載荷也就越大 同時 鏈條沿垂直方向也在做變速運動 也會產生一定的動載荷 此外 鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度 也將引起沖擊和振動 當鏈節(jié)和鏈輪輪齒 接觸的瞬間 因鏈節(jié)的運動速度和鏈輪輪齒的運動速度在大小和方向上的差別 從而產 生沖擊和附加的動載荷 顯然 節(jié)距越大 鏈輪的轉速越高 則沖擊越嚴重 3 6 3 鏈傳動的受力分析 鏈傳動在安裝時 應使鏈條受到一定的張緊力 張緊力是通過使鏈條保持適當的垂 26 度所產生的懸垂拉力來獲得的 鏈傳動張緊的目的主要是使松邊不致過松 以免出現(xiàn)鏈 條的不正常嚙合 跳齒或脫鏈 因為鏈傳動為嚙合傳動 所以與帶傳動相比 鏈傳動所 需的張緊力要小得多 鏈傳動在工作時 存在緊邊拉力和松邊拉力 如果不計傳動中的動載荷 則緊邊拉 力和松邊拉力分別為 feF 1 fcF 2 式中 F 有效圓周力 N e F 離心力引起的拉力 N c F 懸垂拉力 N f 有效圓周力為 vpe10 式中 P 傳動的功率 k W V 鏈速 m s 離心力引起的拉力為 2qvFc 式中 q 為鏈條單位長度的質量 k g m 懸垂拉力 Ff 為 Ff max F f F f 其中 F f Kfqa F f Kf sina qa210 210 式中 鏈傳動的中心距 m m Kf 垂度系數 見下圖 圖中 f 為下垂度 為中心線與水平面夾角 27 圖 3 11 懸垂拉力 3 6 4 滾床鏈輪接觸強度的計算 機械中各零件之間力的傳遞 總是通過兩零件的接觸來實現(xiàn)的 除了共形面相接觸 的情況外大量存在著異形曲面相接觸的情況 這些異形曲面在未受外力時的初始接觸情 況 不外乎是點接觸和面接觸兩種 已 知 的 原 始 條 件 有 軌 道 的 材 料 Q235 A 235Mpa 440Mpa E 206Gpas b 橇體重 G 250kg 工件重 G 650kg 每輪載荷 F 2256 3N 走輪直徑 D 125mm01 走輪有效踏面長 L 4800mm 根據計算公式 Pmax 0 418 SQRT F L E R 由上面的計算可知 P 0 418 max5 62 048 3 256 0 52Mpa 28 4 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 其 他 部 件 設 計 4 1 非 石 棉 墊 片 壓 延 成 張 機 的 驅 動 裝 置 圖 4 1 非石棉墊片壓延成張機的驅動裝置 設備一般運行速度不高 但傳動扭矩大 傳動功率大 因此 驅動裝置通常由電機 減速機 1 組成 電機減速機 1 安裝在電機安裝架 7 上 通過驅動裝置使設備驅動軸轉動 而實現(xiàn)鏈條的運行及物體的 因為調心球軸承座有自動調心的作用 當兩支承有一定量的 同軸度誤差時能保證機正常工作 且雙列軸承保證它有足夠的承載能力 驅動裝置同時還 一定要設計安全保護裝置 安全保護裝置的傳統(tǒng)形式是安全銷 過載時安全銷斷裂 但它 的恢復耗時費力 4 2 鏈 的 張 緊 裝 置 29 圖 4 2 張緊組件 一 鏈的張緊裝置 傳動鏈輪安裝在傳動軸上 傳動軸與滑塊式帶座軸承連接 滑塊式 帶座軸承裝在軸承導軌部件內 螺桿一端與滑塊式帶座軸承連接 另一端則穿過軸承和 軸承座與轉動手柄連接 定位板插入轉動手柄的槽內并與軸承座連接 軸承座與軸承導 軌部件的一端固定 通過轉動手柄的轉動 改變傳動鏈條的松緊度 性能可靠 調整方 便 結構簡單 容易操作 省力 維修便利 30 4 3 鏈 輪 圖 4 5 鏈輪示意圖 小直徑的鏈輪可制成整體式 中等尺寸的鏈輪可制成孔板式 大直徑的鏈輪 ?？?將齒圈用螺栓連接或焊接在輪轂上 鏈輪是鏈的重要組成部分 小直徑的鏈輪可制成整體式 中等尺寸的鏈輪可制成孔 板式 大直徑的鏈輪 ?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上 鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強度 由于小鏈輪輪齒的嚙合次數比大鏈輪多 所受的 沖擊也較大 故小鏈輪應采用較好的材料制造 31 結 論 在第一章中 我們主要對非石棉墊片壓延成張機這一行業(yè)的當前情況 發(fā)展趨勢等 到情況作了一個詳細的介紹 目的就是通過對這一行業(yè)的一個綜述 認識這一行業(yè)的當 前形勢 緊跟時代潮流 在以下的幾章中 我們陸續(xù)介紹了非石棉墊片壓延成張機的總 體設計 功率的計算 減速電動的選型 接觸強度的計算等 基本上介紹了此非石棉墊 片壓延成張機的核心內容 在非石棉墊片壓延成張機的設計中 綜合運用了過去三年多學到的知識 逐漸認識 到一個優(yōu)秀的機械設計人員應該具備的素質 應該在與機械有關的各個領域中都要有所 收獲 在非石棉墊片壓延成張機的設計當中 培養(yǎng)了我的求知欲 鍛煉了我的學習能力 為以后的發(fā)展打下了更為堅實的基礎 在這個課題的設計當中 發(fā)現(xiàn)對非石棉墊片壓延成張機的部件選型及設計中 存在 著一些不足 希望在以后的實踐中 獲得更多的知識 對鏈床有一個更全面的認識 從 而進行更全面深入的設計 我希望在以后的工作學習當中 能夠對這類信息有更深刻的 了解 32 致 謝 在本次論文設計過程中 老師對該論文從選題 構思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細 心指引與教導 使我得以最終完成畢業(yè)論文設計 在學習中 XX 老師嚴謹的治學態(tài)度 豐 富淵博的知識 敏銳的學術思維 精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我終 生學習的楷模 導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神 將永遠激勵著我 在 每次設計遇到問題時 XX 老師不辭辛苦的講解才使得我的設計順利的進行 從設計的選題 到資料的搜集直至最后設計的修改的整個過程中 花費了本次畢業(yè)設計涉及的全部內容 是在指導老師 XX 老師的悉心指導下完成的 感謝 XX 老師給我提供了良好的課題條件 讓我從這次設計中得到了很好的鍛煉 同時也為我講解了不少難題 在此特別感謝 XX 老師淵博的學識 嚴謹的治學態(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 非淺 從 XX 老師處我們學到了許多的專業(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 感謝他在百忙中給予我們的指導 當然還有本院其他老師的指導 在此 我向各位給予我指導的老師表示忠心的感謝和致敬 謹向恩師表示最真誠的感謝 感謝他在百忙中給予我們的指導 當然還有本院其他 老師的指導 在此我向各位給予我指導的老師表示忠心的感謝和致敬 感謝 XX 老師給我 提供了良好的課題條件 讓我從這次設計中得到了很好的鍛煉 同時也為我講解了不少 難題 在此特別感謝 XX 老師淵博的學識 嚴謹的治學態(tài)度 平易近人的作風和認真負 責的工作態(tài)度讓我們受益非淺 從 XX 老師處我們學到了許多的專業(yè)知識和相關的設計方 法 通過本次設計我可以更加系統(tǒng)的了解壓延機方面的知識 能夠加強壓延機結構設計 能夠加強壓延機功能部件的選型和設計計算 能夠加強壓延機的方法和理論 能夠檢驗 自己能否將三年學習的理論知識轉化為實際應用 能夠培養(yǎng)自己自學和與人合作的能力 很多的寶貴時間和精力 在此向導師表示衷心地感謝 導師嚴謹的治學態(tài)度 開拓 進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生 還要感謝和我同一設計小組的幾位同學 是你們在我平時設計中和我一起探討問題 并指出我設計上的誤區(qū) 使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設計順利的進行下去 沒有你們的幫 助我不可能這樣順利地結稿 在此表示深深的謝意 這 4 年中還得到眾多老師的關心支 持和幫助 33 最后 我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱 評議和參與本人論文答辯的各位老 師表示感謝 34 參 考 文 獻 1 任金泉 機械設計課程設計 M 西安 西安交通大學出版社 2002 12 76 88 2 成大先 機械設計手冊 單行本 軸承 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 123 134 3 唐增寶 機械設計課程設計 M 北京華中科技大學出版社 1999 328 340 4 唐介 電機與拖動 M 北京 高等教育社 2003 218 230 5 現(xiàn)代機械傳動手冊 編輯委員會編 現(xiàn)代機械傳動手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1995 327 335 6 余夢生 吳宗澤 機械零部件手冊 選型 設計 指南 M 北京 機械工業(yè)出版社 1996 85 98 7 吳宗澤 機械設計實用手冊 第二版 M 北京 化學工業(yè)出版社 1999 236 248 8 馮辛安 機械裝備設計 M 大連 機械工業(yè)出版社 2005 12 238 247 9 陳作模 機械原理 M 北京 高等教育出版社 2000 233 246 10 濮良貴 紀明剛 機械設計 M 北京 高等教育出版社 2001 343 348 11 洪家娣 李明 黃興元 機械設計指導 M 江西 江西高教出版社 2001 12 77 93 12 馮之敬 機械制造工程原理 M 北京 清華大學出版社 1998 9 382 395 13 王安岑 武吉梅 畫法幾何與機械制圖 M 西安 陜西科學技術出版社 M 2001 14 黃穎為 劉琳琳 印刷專業(yè)英語 西安 西安理工大學 M 2008 15 Charles W Beardsly Mechanical Engineering ASME Regents Publishing Company Inc 1998 16 Creveling C M Tolerance Design A Handbook for Developing Oprimal Specifications Addison Wesley 1997