日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計含10張CAD圖帶開題報告-獨家.zip,日用陶瓷,灌漿,生產(chǎn)線,傳動,設計,10,CAD,開題,報告,獨家 日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 摘 要 在日用陶瓷領域，主要還是依靠手工生產(chǎn)，生產(chǎn)的瓷器存在磕傷、鑿傷、缺渣等缺點。隨著市場需求量的增長，人工生產(chǎn)效率相對較低。對如何提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)率是廣大陶瓷生產(chǎn)企業(yè)必須面對的問題。 日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動可實現(xiàn)生產(chǎn)過程的傳動。本設計采用鏈傳動裝置實現(xiàn)對整體過程的傳動，提高生產(chǎn)效率，減少對瓷器的損傷。 由于受多種載荷的影響，模具裝夾裝置會產(chǎn)生彎曲變形，影響生產(chǎn)質(zhì)量及效率。影響因素，裝置本身的質(zhì)量、模具的質(zhì)量和泥漿的質(zhì)量。本文針對裝置受力情況，對其進行受力分析，通過分析結(jié)果簡化設計。 論文設計的主要內(nèi)容如下： (1) 根據(jù)實際需求，擬定設計方案。 (2) 有關(guān)參數(shù)的選擇和處理，確定生產(chǎn)線的設計。 關(guān)鍵詞：日用陶瓷；生產(chǎn)線；鏈條傳動 The Design for Main Drive of Ceramic Slurring Production Line for Daily Use Abstract In the field of domestic ceramics, it is mainly dependent on manual production, and the porcelain produced has such defects as knock, chisel and slag. With the growth of market demand, the efficiency of manual production is relatively low. How to improve production quality and productivity is a problem that must be faced by the vast majority of ceramic manufacturers. The main transmission of the daily ceramic grouting production line can realize the transmission of the production process. This design adopts chain transmission device to realize the transmission of the whole process, improve production efficiency and reduce damage to porcelain. Due to the influence of various loads, the die clamping device will produce bending deformation, which will affect the quality and efficiency of production. The influencing factors, the quality of the device itself, the quality of the mold and the quality of the mud. In this paper, the force analysis of the device is carried out, and the design is simplified through the analysis results. The main contents of the paper are as follows: (1) the design scheme is drawn up according to the actual demand. (2) the selection and processing of relevant parameters to determine the design of the production line. Key words: domestic ceramics; production line; chain drive 目 錄 1引言 2 2日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 3 3 灌漿傳動生產(chǎn)線總體布局 5 3.1運動的分配 5 3.2傳動路線及傳動形式的選擇 5 3.3機床支承形式的選擇 7 3.4傳動路線總聯(lián)系尺寸圖 7 4 傳動路線主傳動系統(tǒng)的設計 9 4.1電動機的選擇 9 4.2鏈傳動的設計計算 9 4.3鏈傳動的張緊 11 4.4 軸的設計與校核 12 4.4.1 作用在鏈輪上的力 12 4.4.2初步確定軸的最小直徑 13 4.4.3軸的結(jié)構(gòu)設計 14 4.4.4軸的載荷計算 15 4.4.5軸的強度校核軸的強度 18 4.5 倒?jié){裝置齒輪的選擇及校核 18 4.5.1選擇傳動類型、精度等級和材料 18 4.5.2校核 19 結(jié)論 23 謝辭 24 參考文獻 25 1引言 在日用陶瓷領域，主要還是依靠手工生產(chǎn)，生產(chǎn)的瓷器存在磕傷、鑿傷、缺渣等等。隨著市場需求量的增長，人工生產(chǎn)效率相對低。對如何提高生產(chǎn)率是廣大陶瓷生產(chǎn)企業(yè)必須面對的問題。日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動可實現(xiàn)進料、成型、干燥的傳動過程。本設計采用鏈傳動裝置實現(xiàn)對整體過程的傳動，這樣可以提高生產(chǎn)效率，減少對瓷器的損傷。 本設計采用參數(shù)化實體模型的對比方法對裝置進行簡化，使十分艱巨的工作變得簡單、直觀、高效。綜合應力和位移分析，簡化后的裝置更為合理。因為應力分布較均勻，最大值在限定范圍內(nèi)，節(jié)點位移變化較平滑，最大變形量也在變形極限范圍內(nèi)。作為重中之重的一點是，重量的減小也沒有影響到其他變量的變化范圍，這就在節(jié)省材料，降低成本上提高生產(chǎn)質(zhì)量上達到了目的。 2日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 設計日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線的第一步，是確定總體方案?？傮w方案是日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線部件和零件的設計依據(jù)，對整個設計的影響較大。因此，在擬定總體方案的過程中，必須全面地、周密地考慮，使鎖定方案在技術(shù)上合理、先進，經(jīng)濟效益高[1]。 日用陶瓷生產(chǎn)環(huán)境及生產(chǎn)流程如下： 1 陶瓷生產(chǎn)環(huán)境 環(huán)境溫度： -20℃~+80℃ 海拔高度： 不超過1000m 相對濕度： ≤95％ 2 生產(chǎn)過程 現(xiàn)代日用陶瓷的大致生產(chǎn)過程:模具灌漿——成型——干燥——倒?jié){——成品。該過程全部由人機交互完成，生產(chǎn)過程復雜且不易控制各個工藝過程。根據(jù)現(xiàn)代日用陶瓷的生產(chǎn)過程，提出陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動的方案。 3 基本方案的擬定 (1) 擬定工作過程：在人機交互工位處，將空模具放在托架上，自動夾緊，主機運轉(zhuǎn)，至干燥室烘干模具，隨后運轉(zhuǎn)至注漿工位處，由注漿系統(tǒng)對模具進行自動注漿，隨后注滿泥漿的模型進入帶模干燥室，使吃漿過程加速和等量，完成自由吸漿過程至倒?jié){工位處自動倒余漿。倒?jié){工位處設置兩級倒?jié){翻轉(zhuǎn)，以保證倒?jié){徹底。然后繼續(xù)運行至主機前端人機交互工位處進行掏口，此時完成一循環(huán)，掏口后再繼續(xù)運行待模干燥，最后回到主機前端人機交互工位處，取出產(chǎn)品放到產(chǎn)品架進行干燥，空模具處理后在放到原位，從而完成第二個工作循環(huán)，兩個循環(huán)為一周期。 (2) 確定傳動路線:擬定工藝方案的基本原則——工序集中原則 工序集中是近代生產(chǎn)加工的主要發(fā)展方向之一，例如，專用機床正是基于這一原則發(fā)展而來，即運用多刀（相同或不同刀具）集中在一臺機床上完成一個或幾個工件的不同的復雜工藝過程，從而提高生產(chǎn)率。本設計將陶瓷生產(chǎn)過程中的幾道工序集于一臺機器，實現(xiàn)多工序依次完成，提高生產(chǎn)效率。 第一根據(jù)陶瓷生產(chǎn)的第一道工序：是將泥漿注入模具，那么在傳動初始要設定好模具的數(shù)目和模具的定位，定位模具需要用模具裝夾裝置。第二道工序：模具定位及灌漿后需要成型和干燥，所以在整個傳動路線上要設置熱風系統(tǒng)進行干燥這一工序。第三道工序：整個生產(chǎn)流水線的傳動需要有傳動裝置完成輸送過程。第四道工序:在陶瓷成型后需要進行倒?jié){這一工序，因此在傳動過程中設計有倒?jié){裝置。第五道工序:每臺機械都有支撐裝置，即機架。根據(jù)需要還需設計防護裝置和電控總成。 生產(chǎn)線主要組成機架、模具裝夾裝置、熱風系統(tǒng)、模具輸送裝置，灌漿系統(tǒng)、倒?jié){裝置、電控總成、防護裝置等。 3 灌漿傳動生產(chǎn)線總體布局 總體布局是指確定生產(chǎn)線的組成部件，以及各個部件和操縱、控制機構(gòu)在整臺機器中的配置。 合理總體布局的基本要求是： （1）能夠保證工藝方法需要的相對運動和相對位置； （2）能夠保證生產(chǎn)線具有與所要求的加工質(zhì)量相適應的剛度和抗震性； （3）方便操作、調(diào)整、修理，方便運輸、裝卸工件、排除廢料； （4）經(jīng)濟效果好，如節(jié)省材料、減少機器占地面積等； （5）造型美觀[2]。 3.1運動的分配 生產(chǎn)路線確定后，加工過程相對運動亦隨著被規(guī)定了。但是，這個相對運動是由各部分裝置綜合作用下完成的。運動的合理分配是保證整個傳動路線按要求完成的重要因素。 對于本次設計，首先要清楚各個工序所需的的運動形式及時間。在灌漿之前的主要的運動形式有模具的放置及用模具裝夾裝置對模具定位。要想設計灌漿傳動生產(chǎn)線首先要設計出其各個部分的運動方式，然后在確定各個部分的相對位置，并盡可能在機構(gòu)簡單，傳動可靠、穩(wěn)定，操作方便的基礎上將各部分按相對位置組合。 根據(jù)灌漿傳動生產(chǎn)線的設計加工要求，將模具定位分配給模具裝夾裝置，整體的流水作業(yè)過程分配給傳動裝置，倒?jié){過程分配給倒?jié){裝置，其余由自動控制系統(tǒng)控制。 3.2傳動路線及傳動形式的選擇 傳動有機械的、液壓的、氣動的、電氣的及其綜合的等多種形式[9]。選擇傳動形式的基本要求是： （1）實現(xiàn)所需要運動，需要的運動軌跡為回轉(zhuǎn)運動，直線運動還是其他運動；所需運動是簡單運動還是復合運動；是否需要變速，換向；是否需要按自動循環(huán)進行等； （2）滿足運動性能的需求，需要的是無極變速還是有級變速；需要的是變速范圍和行程范； （3）方便調(diào)整維修，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于加工和裝配； （4）經(jīng)濟效益好[3]。 對于本設計的傳動裝置，采用鏈輪和鏈條傳動。鏈傳動是具有中間撓性的嚙合傳動，兼有齒輪傳動與帶傳動的一些特點。它具有軸間距范圍大（軸間距一般最大可達5-6米），傳動比恒定，傳動效率可達98%99%；鏈條組成件形成的油膜能吸振，對惡劣環(huán)境有一定的適應能力，工作可靠；作用在軸上的載荷?。唤?jīng)濟、耐用和維修保養(yǎng)容易等優(yōu)點。在鏈條上配置適當附件后，易于實現(xiàn)輸送功能。 旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置采用YVF系列變頻調(diào)速電動機，它是一種交流、高效、節(jié)能型調(diào)速電動機，具有噪音低、振動小、啟動力矩大、啟動電流小，結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)、使用可靠、維護方便運用范圍廣等特點。它與變頻器配合使用，可以實現(xiàn)無級變速。采用無極變速傳動，不僅可以獲得最佳切削速度，而且能在運動中變速，便于實現(xiàn)機床變速自動化。這對于提高機床生產(chǎn)率和被加工零件的質(zhì)量，都具有重要意義。同時，采用無極變速系統(tǒng)，還可以簡化變速箱等機床結(jié)構(gòu)，縮短傳動鏈，提高傳動的平穩(wěn)性。 鏈傳動的失效形式： （1）鏈條的疲勞破壞，鏈在傳動過程中，它的各個零件件都在變應力的作用下運動，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，鏈板會因疲勞而發(fā)生斷裂；套筒、滾子表面會因為沖擊出現(xiàn)疲勞點蝕的現(xiàn)象。所以，決定鏈傳動的承載能力的關(guān)鍵因素是鏈條的疲勞強度； （2）鏈條鉸鏈的磨損，鏈條在工作的過程中，鉸鏈中的銷軸和套筒之間承受著比較大的壓力，還有相對轉(zhuǎn)動，使鉸鏈磨損，這樣的結(jié)果是使鏈節(jié)節(jié)距變大，鏈條的總長度增加，從而使鏈的松邊垂度發(fā)生變化，與此同時使運動的不均勻性和動載荷增大，發(fā)生跳齒； （3）鏈條鉸鏈的膠合，當鏈速比較高時，鏈節(jié)受到的沖擊變大，鉸鏈中的銷軸和套筒在高壓下直接膠合，與此同時兩者相對轉(zhuǎn)動產(chǎn)生很大的摩擦熱，因此導致鏈條鉸鏈的膠合。所以鏈傳動的極限轉(zhuǎn)速在一定程度上受膠合的限制； （4）鏈條靜力破壞，當鏈條的速比較低（v<0.6m/s）時，若鏈條負載不增加但變形持續(xù)增加，即鏈條正被破壞，鏈條能購承受的最大載荷受鏈條變形持續(xù)增加的最小負載的限制[4]。 鏈傳動的潤滑 鏈傳動的潤滑很重要，尤其是重載、高速的鏈傳動。良好的潤滑可以起到緩和沖擊，減輕磨損、延長鏈條使用壽命的作用。經(jīng)常用的潤滑方式有定期人工潤滑、滴油潤滑、油盤飛濺潤滑、壓力供油潤滑等。開式鏈傳動和不容易潤滑的鏈傳動，可定期拆下，采用煤油清洗，干燥以后，放入潤滑油中，直到鉸鏈間隙充滿油以后再安裝使用；如果鏈傳動的空間比較小，且是高速、大功率傳動，可以用油冷卻器。 潤滑油經(jīng)常采用32、46、68的全損耗系統(tǒng)用油，若是開式和重載低速的傳動，最好在潤滑油中加入、等添加劑。不方便使用潤滑油的地方，能用潤滑脂，但要定期更換潤滑脂和清洗。 倒?jié){裝置采用齒輪齒條傳動。齒輪齒條傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞運動的機械傳動。 齒輪傳動的主要特點有： （1）傳動效率高，在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率是最高的。例如，一級圓柱齒輪傳動效率能夠達99%，對于大功率傳動非常重要，因為效率僅提高1%，經(jīng)濟意義也有很大的； （2）結(jié)構(gòu)比較緊湊，在一樣的使用條件下，齒輪傳動需要的空間尺寸一般比較??； （3）工作可靠、壽命長，采用設計制造正確合理和維護良好的齒輪，工作非?？煽浚瑝勖蛇_一、二十年，這也是其他機械傳動不能比的； （4）傳動比穩(wěn)定，傳動性能的基本要求是傳動比穩(wěn)定。也是因為具有這一特點，所以齒輪傳動的應用非常廣泛[5]。 3.3機床支承形式的選擇 機架部分：機架為生產(chǎn)線的機械支撐，由型鋼件及鋼板經(jīng)焊接加工組成，是裝夾裝置、輸送裝置等的安裝載體。 在本生產(chǎn)線設計中，機架承載受壓載荷及彎曲載荷，但是載荷不大，因此機架普通型鋼，如冷拔無縫矩形鋼管、槽鋼等，既可滿足力學要求，又便于焊接、組裝。 3.4傳動路線總聯(lián)系尺寸圖 總聯(lián)系尺寸圖是用來表示各部件的總體布局的，并確定主要的聯(lián)系尺寸，作為部件設計的主要依據(jù)。在設計時，必須先繪制總聯(lián)系尺寸圖。圖上各部件的形狀和尺寸可以參考現(xiàn)有類似結(jié)構(gòu)來確定。需要時，總聯(lián)系尺寸圖的繪制可以和部件的結(jié)構(gòu)設計交叉著進行，使擬定總聯(lián)系尺寸圖更穩(wěn)妥。因此，總聯(lián)系尺寸圖常常不是一次完成，而是經(jīng)過多次修改而成，如圖3-2。  圖3-2 傳動路線總聯(lián)系尺寸圖 4 傳動路線主傳動系統(tǒng)的設計 4.1電動機的選擇 根據(jù)任務書中的參數(shù)P=3KW,選擇電動機。根據(jù)文獻[2]表6—163，可選取系列IP44電動機Y132S1—2型號，額定功率4KW，轉(zhuǎn)速2900，該電機為三相異步電動機，與變頻器配合使用，可以實現(xiàn)無級變速。 4.2鏈傳動的設計計算 鏈傳動的參數(shù)選擇 已知鏈傳遞的功率為3kw,主動鏈輪轉(zhuǎn)速20r/min,傳動比i=1。 1 鏈輪齒數(shù) 小鏈輪齒數(shù)少，可以減小外廓尺寸，但齒數(shù)過少，會增加運動的不均勻性和動載荷；鏈條在進入和退出嚙合時，鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動的元周力增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損[6]。可見，小輪的齒數(shù)不易過少。鏈輪的最少齒數(shù)。一般，對于高速傳動或承受沖擊載荷的鏈傳動，不少于25，且鏈輪齒應淬硬[6]。 （4-1） 2 計算當量的計算功率 根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率修正為當量的單排鏈的計算功率 （4-2） 式中：——工況系數(shù)，1.7（表9-6）； ——主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，0.7（圖9-13）； ——多排鏈系數(shù)，1； ——傳遞的功率，3。 3 確定鏈條型號和節(jié)距 根據(jù)當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪的轉(zhuǎn)速，由GB 8350-87確定鏈條節(jié)距。 4 計算連接數(shù)和中心距 初選中心距 （4-3） 按下式計算鏈接數(shù) （4-4） 為避免使用過度鏈節(jié)，將計算出的鏈接數(shù)圓整為偶數(shù) 鏈傳動的最大中心距 （4-5） 式中，——為中心距計算系數(shù)，1。 5 計算鏈速，確定潤滑方式 根據(jù)鏈速，由圖9-14選擇滴油潤滑的潤滑方式。 6 計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力 壓軸力近似取為 (4-6) 式中:——有效圓周力，N； ——壓軸力系數(shù)，水平傳動。 7 鏈輪齒形 鏈條節(jié)距，齒數(shù)，套筒的最大外徑。 （1）鏈輪的齒槽形狀 尺側(cè)圓弧半徑 （4-7） 滾子定位圓弧半徑 （4-8） 滾子定位角 （4-9） （2）鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 分度圓直徑 (4-10) 齒頂圓直徑 (4-11) (4-12) 齒根圓直徑 (4-13) 齒高 (4-15) （3）鏈輪的結(jié)構(gòu) 小直徑的鏈輪可以制做成整體式的；中等尺寸的鏈輪可以制成孔板式的；大直徑鏈輪，經(jīng)常使齒圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。本次設計的鏈輪是大直徑，選用第三種結(jié)構(gòu)[6]。如圖4-1。 圖4-1 鏈輪的結(jié)構(gòu) （4）鏈輪的材料 鏈輪齒輪要有足夠的強度和耐磨性。因為小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)要比大鏈輪多，所受的沖擊也比較大，因此小鏈輪要采用比較較好的材料。 查表9-5選擇鏈輪的材料，鏈輪齒圈采用35CrMo,淬火、回火處理，熱處理后的硬度40~50HRC，鏈輪輪轂采用ZG310~570，淬火、回火處理，熱處理后的硬度40~50HRC。 4.3鏈傳動的張緊 鏈傳動張緊的作用，為了避免在鏈條的松邊垂度過大時，出現(xiàn)鏈條的振動和嚙合不良的現(xiàn)象，也為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角。當中心線與水平線的夾角大于時，通常設有張緊裝置[3]。 鏈條傳動松弛的原因是運轉(zhuǎn)時瞬時速度不均勻，高速時不如帶傳動平穩(wěn)；鏈條工作時，尤其是因為摩損伸長以后，容易引起工振，因而需要增加張緊和減振裝置。 鏈傳動的張緊可以采用下列方法： (1)應用調(diào)整中心距的方法張緊，對滾子鏈傳動來說，中心距調(diào)整量可為2p。 (2)應用縮短鏈長方法張緊，當傳動沒有張緊裝置而中心距又不可能調(diào)整時，可用縮短鏈長的方法，對因為磨損而伸長的鏈條重新設置張緊[7]。 本設計中，中心距易調(diào)節(jié)，所以采用調(diào)節(jié)中心距的方法增設張緊裝置，裝置如圖所示4-2。 圖4-2 鏈傳動的張緊裝置 4.4 軸的設計與校核 4.4.1 作用在鏈輪上的力 輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩 （4-16） 作用在鏈輪上的力 （4-17） 式中：——有效圓周力，N; ——離心力引起的拉力，N; ——懸垂拉力，N。 式中——垂度系數(shù) ，30； q—— 鏈條單位長度的質(zhì)量，Kg/m。 （4-18） 徑向力，軸向力、方向如圖4-3所示。 圖4-3 空間載荷示意圖 4.4.2初步確定軸的最小直徑 軸的最小直徑為 （4-19） 選取軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)文獻[10]表15—3，取，于是得 對于的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大，則 輸入軸的最小直徑是安裝傳動鏈輪的直徑，傳動鏈輪的直徑為100mm，所以，軸的最小直徑取為。 4.4.3軸的結(jié)構(gòu)設計 軸端采用軸端擋圈，雙螺釘擋圈，為防止擋圈松動采用加圓柱銷鎖定軸端擋圈。鏈輪以軸肩定位，軸肩高度一般取為h=(0.07~0.1)d,d為與鏈輪配合處軸的直徑，取軸肩處直徑為135mm,根據(jù)裝夾模具裝置的尺寸，確定兩鏈輪的間距取為1974mm。用螺栓將鏈輪固定在軸上，防止鏈輪軸向移動。 圓螺母定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應力集中，會降低軸的強度，故一般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動墊圈兩種形式。當軸上兩零件間距離較大不宜采用套筒定位時，也常采用圓螺母定位[8]。 套筒定位的機構(gòu)比較簡單，定位不僅可靠，而且軸上不需要開槽，也不需要切制螺紋和鉆孔，因此它不影響軸的疲勞強度，多用于軸上兩個零件間的定位。如果兩個零件間的距離比較大，套筒定位最好不用，防止套筒的重量增大。由于軸與套筒之間的配合相對而言較松，若軸的轉(zhuǎn)速高，則最好不用。 零件進行周向定位的作用是防止軸上的零件與軸出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。一般周向定位的零件：鍵、緊定螺釘、銷和過盈配合等。 軸承選用的是圓錐滾子軸承3522（110×200×53），其基本尺寸為d×D×T=110×200×53,故安置軸承段的直徑d=110mm,右側(cè)采用軸肩進行軸向定位，左側(cè)采用套筒固定。 逆止器（d×D×T=110×300×140）采用套筒進行軸向定位，用圓柱銷進行周向定位，確定該段軸直徑d=110。 傳動鏈輪以軸肩定位，軸肩高度一般取為h=(0.07~0.1)d,d為與鏈輪配合處軸的直徑，取軸肩處直徑為110mm。 根據(jù)各個零件的寬度及定位尺寸，確定軸段的長度，從左至右一次為280mm, 258mm, 1802mm, 258mm, 170mm, 140mm。到此已初步確定軸的各段直徑和長度。三個鏈輪和逆止器與軸的周向定位均采用平鍵鏈接。為保證鏈輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇鏈輪與軸的配合依次為 、 。圓錐滾子軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖4-10。 圖4-4 軸上零件裝配與軸的結(jié)構(gòu) 4.4.4軸的載荷計算 1 受力分析 ，， 式中:——有效圓周力，N; ——離心力引起的拉力，N; ——懸垂拉力，N。 式中——垂度系數(shù) ，30； q—— 鏈條單位長度的質(zhì)量，Kg/m。 2 計算支反力 （1）垂直面支反力 圖4-5 垂直面載荷示意圖 由得 （4-20） 代入數(shù)據(jù)解得 根據(jù)平衡方程 （4-21） 代入數(shù)據(jù)解得 （2）水平面支反力 圖4-6 水平面載荷示意圖 由，得 （4-22） 代入數(shù)據(jù)解得 根據(jù)平衡方程 （4-23） 代入數(shù)據(jù)解得 （3）繪制轉(zhuǎn)矩彎矩圖 a.垂直面彎矩圖 C處彎矩 （4-24） D處彎矩 （4-25） b.水平面彎矩圖 C處彎矩 （4-26） D處彎矩 （4-27） c.合成彎矩圖 C處彎矩 （4-28） D處彎矩 （4-29） d.轉(zhuǎn)矩圖 圖4-7 水平面彎矩圖 圖4-8 垂直面彎矩圖 圖4-9 總彎矩圖 圖4-10 轉(zhuǎn)矩圖 表4-1 載荷匯總 載荷 H V 支反力 N 彎矩M N.mm C D C D 總彎矩M N.mm 轉(zhuǎn)矩T N.mm 4.4.5軸的強度校核軸的強度 對軸進行校核時，一般校核軸上承受彎矩和扭矩的截面（危險截面C、D），的強度。根據(jù)文獻[9]式15—5以及上表數(shù)據(jù)，現(xiàn)對截面C、D進行校核。 C截面應力計算 （4-30） D截面應力計算 （4-31） 已選定軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，由文獻[3]表15—1查得，[]，和均小于335MPa。故軸的強度滿足要求。 4.5 倒?jié){裝置齒輪的選擇及校核 4.5.1選擇傳動類型、精度等級和材料 考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，及分析運動過程的需要，選用齒輪和齒條傳動，根據(jù)國標GB∕T10085—1998，選用7級精度等級。 齒輪選用材料為40Cr，齒面調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS；齒條材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS，兩者硬度差為40HBS。 結(jié)合裝夾裝置和整機各部分尺寸，并根據(jù)文獻[10]表11—2，均選用參數(shù)為： 模數(shù)，分度圓直徑，齒數(shù)，齒條齒數(shù)，齒輪變位系數(shù)，中心距，壓力角。 4.5.2校核 齒輪傳動的失效形式和設計準則。 齒輪傳動的情況有高速、低速和重載、輕載之分。齒輪材料經(jīng)過不同的熱處理工藝，會使輪齒產(chǎn)生較脆或較韌的差別和齒面有較硬或較軟的差別。因為熱處理的條件的不同，導致不同的失效形式出現(xiàn)在齒輪上。常見的齒輪傳動的失效是齒輪的失效，而齒輪的失效形式有很多種，輪齒的折斷、齒面的磨損、齒面的點蝕、齒面的膠合、塑性變形等是常見的齒輪失效形式[11]。 根據(jù)齒輪的失效形式的特點，在實際情況下設計的齒輪，要有足夠的、相 應的工作能力，防止在壽命期間內(nèi)失效。一般使用齒輪傳動時，遵循兩個準則進行設計，分別是保證齒根彎曲疲勞強度和保證齒面接觸疲勞強度。 在齒輪傳動中，因為結(jié)構(gòu)和材料上的原故，齒輪的強度通常比齒條的強度低，所以失效常發(fā)生在齒輪上。所以對齒面進行齒面接觸疲勞強度校核與齒根彎曲疲勞強度校核。 1 按齒面接觸疲勞強度進行校核 根據(jù)文獻[10]式10—6，齒面接觸疲勞強度的校核公式為 （4-32） （4-33） 式中：——材料的彈性影響系數(shù)，單位 ——嚙合齒面上嚙合點的綜合曲率半徑，mm。 ——載荷系數(shù)，，其中為使用系數(shù)；為齒向載荷 分布系數(shù)，當齒輪齒條傳動在平穩(wěn)載荷下工作時，載荷分布不均現(xiàn)象將由于工作表面良好的磨合而得到改善，此時可??；當載荷變化較大，或有沖擊、振動時，可取；為動載系數(shù)，由于傳動一般較平穩(wěn)，動載荷要比齒輪傳動的小得多，故值可取定如下：對于精確制造，且齒輪圓周速度時，取 ；時，。 、[]——分別為齒面的接觸應力與許用接觸應力，單位。 （1）確定轉(zhuǎn)矩 齒輪齒數(shù)，估取效率，則 （2）確定載荷系數(shù) 因工作載荷較平穩(wěn)，故取載荷分布不均系數(shù)；根據(jù)文獻[18] 表11—5，選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)；則 （4-44） （3）確定彈性影響系數(shù) （4）確定許用接觸應力[] 根據(jù)齒輪材料為40Cr，齒條齒面硬度>45HRC，根由文獻[10]圖10—7，按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞極限[]，齒條的接觸疲勞強度極限[]。 應力循環(huán)次數(shù) （4-45） 壽命系數(shù) 則 （4-46） 帶入數(shù)據(jù)校核齒面接觸疲勞強度 （4-47） 故齒面接觸疲勞強度是滿足的。 2 按齒根彎曲疲勞強度進行校核 根據(jù)文獻[10] 式10—13，齒根彎曲疲勞強度的校核公式為 （4-48） 式中 ——齒形系數(shù)； ——應力校正系數(shù)； 、[]——齒根彎曲應力和許用彎曲應力，單位。 （1） 確定齒形系數(shù) 由文獻[11] 圖10—19中可查得齒形系數(shù) ，。 1）確定許用彎曲應力[] 由文獻[18] 表11—8，查得齒輪許用彎曲應力為。 壽命系數(shù) 許用彎曲應力 （4-49） 2）帶入數(shù)據(jù)校核齒根彎曲疲勞強度 （4-50） 故齒根彎曲疲勞強度是滿足的。 3 齒輪與齒條的主要參數(shù)與幾何尺寸 （1）齒輪 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 壓力角 齒輪齒厚 （2）齒條 齒輪中心線到齒條基準線的距離 結(jié)論 本論文是在查閱大量相關(guān)文獻的基礎上，以日用陶瓷生產(chǎn)過程為研究對象，對整個生產(chǎn)過程的傳動進行相關(guān)設計。主要的內(nèi)容和結(jié)論有： (1)設計日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動； (2)利用力學知識，對模具裝夾裝置進行行在相同作用載荷下的應變分析； (3)日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動可以協(xié)助完成陶瓷生產(chǎn)過程的自動化，不僅可以提高陶瓷的生產(chǎn)質(zhì)量，還可以提高生產(chǎn)效率； 謝辭 時光飛逝，轉(zhuǎn)眼間三個月的畢業(yè)設計已經(jīng)接近了尾聲，在這三個月的設計和分析的過程中，XXXX老師和XXXX老師給予我悉心的指導和極大的幫助。兩位老師在分析過程中，給我梳理分析的整體思路，給整個論文指明了方向。 XXXX老師治學嚴謹，對待工作一絲不茍，每當我需要參考數(shù)據(jù)時，總是不厭其煩的幫我查找，他對待學術(shù)更是謹慎，對我的每個數(shù)據(jù)都進行仔細的研究，直到得出合理的結(jié)果才讓其成為論文中的數(shù)據(jù)。XXXX老師的平易近人讓我和他溝通起來也很愉快。 XXXX老師是一位博學的老師，他精通理論和實踐，這次我的論文主要使用的機械設計理論知識。在設計分析的過程中，我總是遇到很多問題，XXXX老師給了我很多指導，特別是在查找一些參數(shù)的時候，數(shù)據(jù)很難查到，為了得到和生產(chǎn)實際相一致的結(jié)果，XXXX老師親自帶領我其工廠實地考察。XXXX老師對待工作的態(tài)度，值得我去學習。 在整個的設計過程中，兩位老師交給我的不僅是知識，更是對待工作，對待生活的態(tài)度。從兩位老師身上，我學到扎實的基礎知識的同時，也懂得對待問題要謹小慎微，去鉆研，去攻克。遇事從容不迫。做事要勤勤懇懇。他們也培養(yǎng)了我獨立思考和解決問題的能力，這些都是我在兩位老師身上得到的寶貴的財富。在此，我衷心地向兩位老師說一聲：老師，謝謝您。 參考文獻 [1] 林清安.Pro\ENGINEER野火3.0動態(tài)機構(gòu)設計與仿真,2007（3） [2] 二代龍震工作室.Pro\MECHAINCA Wildfire 3.0\4.0 結(jié)構(gòu)\運動分析 [3] 廖念釗.莫雨松.互換性與技術(shù)測量[M].第四版.北京:中國計量出版社,2000.1 [4] 朱龍根.簡明機械零件設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.11 [5] 濮良貴,紀名剛.機械設計.第八版.高等教育出版社,2007.5 [6] 吳宗澤.機械設計師手冊.第二版.機械工業(yè)出版社,2008.7 [7] 劉鴻文.材料力學.第四版.高等教育出版社,2010.12 [8] 成大先.機械設計手冊.第五版.化學工業(yè)出版社,2010.6 [9] 《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會.現(xiàn)代機械傳動手冊.機械工業(yè)出版社，1996.7 [10] 王之櫟，王大康.機械設計綜合課程設計[M].機械工業(yè)出版社，2004.9 [11] 陳立周，機械優(yōu)化設計[M]. 第二版.北京:冶金工業(yè)出版社,2002.2 [12] 吳崇峰.適用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)[M].北京：北京輕工業(yè)出版社,2000.5 [13] 林怡青,謝宋良,王文濤.機械設計基礎課程設計指導書[M].北京:清華大學出版社,2008 [14] 梁超.日用陶瓷產(chǎn)品交互設計研究.設計,2013-02-15，064 [15] 王繼杰.新型機械設備在我國陶瓷工業(yè)中的應用.陶瓷,2007-01-25，71200 [16] 黃芯紅.我國日用陶瓷工業(yè)機械設備的引進現(xiàn)狀及其存在問題.陶瓷研究.1994-03-25 [17] American Chain Association.Chains for Power Transmission of Material Handline Design and Application Hand book.New York.Marcel Dekker INC,1982 [18] DuPont.Engineering Polymers.Printed in U.S.A.1998.1 [19] Roesler，J，Weidig，R.Tragfahigkeigkeitsungen an PEEK-Sth1-Zahnradpaarungen.TU Berlin/Victrex,2000 25 任務書 畢業(yè)設計（論文）題目： 日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 畢業(yè)設計（論文）任務 1.畢業(yè)設計的目的和意義 陶瓷機械設備在整個陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位，因此陶瓷設備的研究越來越受人們重視先進的陶瓷設備也層出不窮。但是在陶瓷生產(chǎn)線應用方面的設備很少。本次設計主要是解決生產(chǎn)線傳動的問題。 本論文能使學生熟悉機械工程設計的過程，理解應用傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的分析與計算校核，掌握現(xiàn)代計算機輔助設計軟件。通過本畢業(yè)論文，學生能夠在文獻查閱與使用、工程結(jié)構(gòu)性能計算、創(chuàng)新意識培養(yǎng)、技術(shù)文件編制、工程軟件利用等方面得到鍛煉，從而提高其綜合運用所學知識獨立解決工程問題的能力。 2.畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求 1）本課題內(nèi)容：日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 夾具尺寸：L1920×W400，產(chǎn)量：5×35=175個/轉(zhuǎn)或多于，驅(qū)動功率：3KW， 時間：106分/轉(zhuǎn)，夾具運行速度：0.027m/s 2）要求： 仔細閱讀、認真分析相關(guān)資料，結(jié)合科技文獻，理解日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計工作原理，掌握齒輪、鏈條與鏈輪的結(jié)構(gòu)特點，分析與計算，運用現(xiàn)代機械設計學理論方法，利用Pro/E等現(xiàn)代工程軟件平臺，完成日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計。 課題任務要求： （1）日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計； （2）日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動整體裝配圖及非標準零件圖； （3）論文不少于18000字，中文摘要200-500漢字，并翻譯為英文；參考文獻15篇以上；英文資料翻譯（不少于2000漢字）準確、語言通順。 3.畢業(yè)設計成果的要求 1）開題報告； 2）設計說明書； 3）裝配圖及主要零件圖。 畢業(yè)設計（論文）進度計劃安排 階段 應完成的主要工作 起止教學周 1 畢業(yè)實習，查閱相關(guān)資料 第3周 2 外文翻譯，撰寫開題報告 第4周 3 日用陶瓷灌漿生產(chǎn)線主傳動設計 5周至9周 4 檢查修改 10周至13周 5 撰寫畢業(yè)設計論文（和科技論文） 第14周 6 指導教師審閱論文初稿 第15周 7 評審、修改 第16周 8 答辯 第17周 主要參考文獻 [1]林清安.Pro\ENGINEER野火3.0動態(tài)機構(gòu)設計與仿真,2007（3） [2]二代龍震工作室.Pro\MECHAINCA Wildfire 3.0\4.0 結(jié)構(gòu)\運動分析 [3]廖念釗.莫雨松.互換性與技術(shù)測量[M].第四版.北京:中國計量出版社,2000.1 [4]朱龍根.簡明機械零件設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997.11 [5]濮良貴,紀名剛.機械設計.第八版.高等教育出版社,2007.5 [6]吳宗澤.機械設計師手冊.第二版.機械工業(yè)出版社,2008.7 [7]劉鴻文.材料力學.第四版.高等教育出版社,2010.12 [8]成大先.機械設計手冊.第五版.化學工業(yè)出版社,2010.6 [9]《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會.現(xiàn)代機械傳動手冊.機械工業(yè)出版社，1996.7 [10]王之櫟，王大康.機械設計綜合課程設計[M].機械工業(yè)出版社.2004.9 [11]陳立周，機械優(yōu)化設計[M]. 第二版.北京:冶金工業(yè)出版社,1995.2 [12]吳崇峰.適用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)[M].北京：北京輕工業(yè)出版社,2000.5 [13]林怡青,謝宋良,王文濤.機械設計基礎課程設計指導書[M].北京:清華大學出版社,2008 [14] American Chain Association.Chains for Power Transmission of Material Handline Design and Application Hand book.New York.Marcel Dekker INC,1982 [15] DuPont.Engineering Polymers.Printed in U.S.A.1998.1 指導教師（簽名）： 審批人（簽名）：