雨辰織機定張力卷布裝置的設(shè)計

1、目錄 中英文摘要、關(guān)鍵詞？? 前言? 第 1 章 綜述？3? 第1.1節(jié)我國紡織業(yè)及紡織機械行業(yè)發(fā)展概述 ？?3? 第 1.2 節(jié)現(xiàn)有卷布裝置調(diào)查與分析? 第 2 章 定張力卷布機構(gòu)方案設(shè)計？?0? ? 第 2.1 節(jié) 大卷取裝置總體方案設(shè)計？? 第 2.2 節(jié) 定張力機構(gòu)方案設(shè)計？?(H? 第 3 章 定張力卷布機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計？?4? 第 3.1 節(jié) 鏈傳動設(shè)計?(? 第 3.2 節(jié) 摩擦離合器設(shè)計? 第 3.3 節(jié) 花鍵設(shè)計？?9? 第3.4節(jié) 彈簧設(shè)計？?2? 第 3.5 節(jié) 車由承的選用?23? 第 3.6 節(jié) 齒輪設(shè)計？?24? 第 3.7 節(jié) 車由的強度校核? 第 3.8 節(jié) 定張力

2、機構(gòu)的三維裝配模型?(3?/ 第 4 章 總結(jié)與體會？?3? 參考文獻? 致謝？?5? 附錄：機構(gòu)裝配圖與零件工作圖 ？?36? 任務(wù)書、中期檢查表、文獻綜述、外文文獻及中文翻譯稿 答辯記錄表、成績評定表 摘要 摘要：論述了織機大卷取裝置的設(shè)計原理，設(shè)計了可以進行大布卷卷取的機外卷布裝置； 為在卷取過程中維持布中張力恒定，提高布卷質(zhì)量，本設(shè)計提出了一種帶力矩補償機構(gòu)的 卷布裝置，此裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)越、安裝調(diào)整方便等優(yōu)點。對其進行了詳細(xì)的結(jié) 構(gòu)設(shè)計，并完成機構(gòu)三維模型的建立。 關(guān)鍵詞：織機；機外卷布裝置；定張力機構(gòu)；設(shè)計；三維建模 Abstract Abstract： Describe

3、the theory of large package of loom; design the outside convo luti on mecha nism to get large package; in order to keep the face tension permanent and improve quality of the cloth, this design develops a new convolution mechanism with compensative mechanism of moment; this mecha nism is simple, good

4、 and convenient of fixing and operati ng. Key words: loom; outside convolution mechanism; permanent tension mechanism; design; modeling 、八 、- 刖言 卷布裝置是織機的一個重要組成部分，其作用是在布織好后將其有序收集起來。為了 減少上軸數(shù)量、布機停臺時間，減少布的浪費和用工，提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟效益。希 望每個布卷能卷繞更長的布，本文對此提出機外大卷布裝置的設(shè)計方案。 為提高布卷質(zhì)量，在卷取過程中要維持布中張力基本恒定，很多設(shè)計采用了諸如單獨 恒轉(zhuǎn)矩電動機

5、或無級調(diào)速電動機甚至采用電氣控制箱等方法對張力進行控制，而這無疑會 使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本過高、使用調(diào)整不便。而本文提出一種機械式帶力矩補償機構(gòu)的定張力 卷布機構(gòu)，其卷布力矩能隨布卷直徑的增大而增大從而維持布中張力基本恒定。并完成其 各個零部件的具體設(shè)計及三維建模。 第1章 綜述 第1.1節(jié)我國紡織業(yè)及紡織機械行業(yè)發(fā)展概述 （一）我國紡織業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 紡織業(yè)在我國的國民經(jīng)濟發(fā)展中一直占據(jù)著重要地位，棉紗、棉布、呢絨、絲織品、 化纖、服裝等產(chǎn)量均居世界第一位，服裝出口也多年始終保持著世界第一位。中國已成為 全球紡織領(lǐng)域中最引人注目的地區(qū)之一。近幾年來我國紡織品出口量穩(wěn)步增長，我國規(guī)模 以上紡織企業(yè)經(jīng)營狀

6、況日漸好轉(zhuǎn)，虧損面不斷下降。在原材料、勞動力價格上漲、出口退 稅下調(diào)、人民幣升值等諸多因素的影響下，我國紡織品服裝出口的絕對數(shù)量仍然保持穩(wěn)步 上升態(tài)勢。 1. 我國紡織業(yè)發(fā)展中存在的問題： （1）要素成本上升，整個行業(yè)的盈利空間縮小。近年來，我國紡織行業(yè)的生產(chǎn)原料、 勞動力成本、商務(wù)經(jīng)營成本逐漸上升，而紡織品及服裝的市場需求卻受到競爭壓力不能盲 目調(diào)高價格，致使銷售成本增速水平快于銷售收入增速水平，銷售成本占銷售收入的比重 逐漸上升，行業(yè)利潤被逐漸削弱。目前我國紡織行業(yè)的平均利潤率僅為 3% （2）人民幣匯率升值，使得我國紡織品服裝產(chǎn)品出口價格優(yōu)勢減弱。長期以來，我 國紡織品服裝的出口價格優(yōu)勢

7、是保障其具備國際競爭力的重要因素。而隨著人民幣的升 值，紡織產(chǎn)品的出口價格優(yōu)勢正在減弱，雖然企業(yè)可通過提高產(chǎn)品價格的方式來傳遞一部 分升值的影響，但企業(yè)的議價能力將隨著人民幣升值幅度的提高而遞減。 （3）貿(mào)易摩擦和制裁，給紡織品服裝出口帶來一定的負(fù)面影響。這兩年我國與歐美 市場一度僵持的紡織品貿(mào)易爭端，使得一些歐美買家將其訂單轉(zhuǎn)移到了印度、東南亞等市 場。這在一定程度上影響了我國對歐美市場紡織品服裝出口的增長。而一些國家對我國頻 繁使用反傾銷等貿(mào)易保護手段，也影響了我國的紡織品出口環(huán)境。比如一些外向型紡織企 業(yè)拿不到足夠的訂單。于是，部分紡織企業(yè)將目光轉(zhuǎn)向了國內(nèi)市場，一些出口轉(zhuǎn)內(nèi)銷的產(chǎn) 品價格

8、大幅跳水，結(jié)果將導(dǎo)致企業(yè)的利潤空間被壓縮，一些企業(yè)甚至將面臨倒閉的厄運。 （4）由于投資增長過快造成的產(chǎn)能過剩提升了行業(yè)的經(jīng)營風(fēng)險，這些問題的解決需 要政府和企業(yè)人士的共同努力。 2. 我國紡織業(yè)發(fā)展前景 （1） 國內(nèi)經(jīng)濟持續(xù)快速增長，必將進一步拉動我國紡織品市場需求。近幾年我國GDP 實際增長都穩(wěn)定在8%以上；而完善社保、提咼最低工資、保護農(nóng)民工利益等措施力度的不 斷加大，加上居民收入的持續(xù)提高，預(yù)計以后幾年社會消費品零售總額增長將繼續(xù)加快。 （2）世界經(jīng)濟繼續(xù)走強，必將促進國際貿(mào)易的進一步增長，我國紡織出口，仍將面 臨國際經(jīng)濟貿(mào)易持續(xù)增長的有利環(huán)境的支持。 （3）但我國紡織業(yè)的發(fā)展也面臨一

9、些不利因素，首先，人民幣繼續(xù)升值，將給紡織 品服裝出口帶來壓力。從而給紡織出口企業(yè)帶來壓力。其次歐美設(shè)限和貿(mào)易摩擦帶來的不 穩(wěn)定的貿(mào)易環(huán)境，客觀上給我國紡織主要競爭對手提供了難得的發(fā)展機遇，使得我國紡織 出口增長面臨著嚴(yán)峻考驗。 3. 我國紡織業(yè)發(fā)展出路 企業(yè)必須向高附加值的方向?qū)Τ隹诋a(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，通過增強創(chuàng)新等渠道來尋求新 的競爭優(yōu)勢。 要實現(xiàn)從紡織大國到強國的轉(zhuǎn)變，應(yīng)在穩(wěn)定市場份額的前提下，通過加快行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào) 整、促進產(chǎn)業(yè)升級、鼓勵企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力、加大新產(chǎn)品開發(fā)投入、積極培育自主品 牌建設(shè)、規(guī)范環(huán)保、勞動用工及社會保障等方面來提升行業(yè)的整體競爭力。 （二）我國紡織機械行業(yè)發(fā)展形勢

10、 由于我國是一個紡織大國，這就決定我國紡織機械需求量很大。據(jù)統(tǒng)計，全球紡織機 械一半在中國，中國為全球紡織機械最大買家。但我國自己品牌紡織機械的競爭力很有限。 比如，德國的紡織機械年產(chǎn)40億歐元，出口的占90%多；意大利紡織機械年產(chǎn)35億 歐元，出口的占70%。韓國出口到亞洲的就占其產(chǎn)值的 75%。而我國紡織機械出口的僅 占全部的15%，而同年進口的紡織機械則為當(dāng)年出口額的 8. 5倍。這就說明了兩個問題， 一是我國的紡織機械仍然處于“內(nèi)向型”，二是紡織機械依然有比較廣闊的市場。但是， 如何進入市場、占領(lǐng)市場則值得我們認(rèn)真思考。 不過近年來我國紡織機械產(chǎn)品的競爭力逐步上升，一些設(shè)備不但基本滿足

11、國內(nèi)生產(chǎn)需 求，而且對外出口逐年增長。這些國產(chǎn)設(shè)備由于具有較高的性價比，不但為我國節(jié)約了大 量的外匯，而且為紡織企業(yè)降低設(shè)備成本、贏得效益做出了重要貢獻。從去年我國紡織機 械進口金額來看，其趨勢依然下滑。各企業(yè)的進口額也呈負(fù)增長。這說明國產(chǎn)紡機在技術(shù) 上取得的進步已為紡織企業(yè)所認(rèn)可。國產(chǎn)紡機今后有較大的施展空間，只是不能再延續(xù)以 往的低水平。 國內(nèi)、國際市場對我國紡織機械產(chǎn)品的需求穩(wěn)增，且政策面扶持力度加大，因此國內(nèi) 紡織機械業(yè)整體向好的趨勢將保持不變。我國紡織機械業(yè)開拓國際市場將是重點。 但是我們與國外的差距不容回避。 技術(shù)裝備整體上比國際水平低，精梳機、無梭織機、 自動絡(luò)筒機、氣流紡、噴氣

12、織機主要依靠進口，緊密紡設(shè)備國內(nèi)生產(chǎn)的質(zhì)和量上不能滿足 需求。去年的一份統(tǒng)計資料也顯示了國內(nèi)紡織企業(yè)對這些國外先進設(shè)備的強勁需求，所以， 我們必須提高自己的技術(shù)水平，進行有效的創(chuàng)新，增強國際競爭力。 （三）我國紡織機械行業(yè)發(fā)展的出路和方向 1. 我國紡織機械發(fā)展的根本出路是進行科技創(chuàng)新，以市場需求為導(dǎo)向，生產(chǎn)出高檔次 設(shè)備。提高產(chǎn)品附加值，增強競爭力。技術(shù)升級迫在眉睫，走新型工業(yè)化道路是我國紡織 工業(yè)“十一五”規(guī)劃的核心思想。 要提高生產(chǎn)效率，改進產(chǎn)品質(zhì)量，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的整體升級。 （1）把質(zhì)量做好，將其貫穿于紡織機械產(chǎn)品技術(shù)、過程技術(shù)和組織技術(shù)的全過程， 貫穿于紡織機械的零件、部件加工的各個工序

13、，及產(chǎn)品總裝、調(diào)試直到用戶現(xiàn)場的安裝調(diào) 試和售后服務(wù)工作的全過程。要真正把紡織機械產(chǎn)品做“好”。 （2）要培養(yǎng)人才，留住人才，使他們創(chuàng)業(yè)有機會，工作有平臺，發(fā)展有空間?？梢?組織實施產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，使科研開發(fā)、院校教育與生產(chǎn)實踐緊密結(jié)合，使科研教學(xué)有的放 矢，使科研教學(xué)項目通過生產(chǎn)變成生產(chǎn)力。 （3）在開拓市場方面，要先立足內(nèi)需，再發(fā)展外銷。因為我國本身就是全球紡織機 械的最大市場，必須先保證國內(nèi)市場份額的占有率。然后走出去，參與國際競爭。 2. 紡織機械發(fā)展的最大方向是高速高效，高自動化。利用自動化提高生產(chǎn)效率，提高 靈活度，改善紡織質(zhì)量。而實現(xiàn)這些方向就要不斷進行創(chuàng)新。另外綠色紡織更是以后紡

14、織 機械創(chuàng)新的方向。現(xiàn)在“綠色紡織”成為紡織工業(yè)發(fā)展的突出主題。提高資源利用效率， 減少消耗，降低成本，有效防治污染的技術(shù)設(shè)備受到企業(yè)的歡迎；舒適、健康、可生物降 解的環(huán)保型纖維受到全世界的關(guān)注。在這樣的大背景下，高效、節(jié)能、環(huán)保型紡織機械成 了新一代紡織機械的發(fā)展方向。 （1）“高效”是新一代紡織機械發(fā)展的目標(biāo)。為適應(yīng)產(chǎn)業(yè)國際化競爭，現(xiàn)在紡織企 業(yè)都希望在保證生產(chǎn)質(zhì)量的前提下，盡可能提高效率，使得高效率，高速度的紡織機械成 為發(fā)展趨勢。如新型劍桿織機的引緯率、精梳機的鉗次、轉(zhuǎn)杯紡的轉(zhuǎn)速等近年來得到迅速 發(fā)展和提高；繼清梳聯(lián)之后，粗細(xì)聯(lián)、細(xì)絡(luò)聯(lián)等設(shè)備將成為新的投資熱點；與此同時高效 成套設(shè)備的

15、生產(chǎn)線也成為發(fā)展的重點。 （2）節(jié)能型紡織機械與技術(shù)的發(fā)展?jié)摿艽?，如無水或少用水的印染、印花機械， 在線監(jiān)測自動控制溫度的烘干設(shè)備，節(jié)能型空氣濾塵設(shè)備、節(jié)能型的空調(diào)及節(jié)電機、變頻 器等都深受歡迎?，F(xiàn)在企業(yè)在進行技術(shù)改造設(shè)備選型時，節(jié)能是一個是非常重要的標(biāo)準(zhǔn)。 （3）環(huán)保型紡織機械與技術(shù)主要涉及清潔生產(chǎn)和廢棄物兩大方面。前者為“源頭預(yù) 防”，后者為“末端治理”。所謂清潔生產(chǎn)，是指改進設(shè)計，使用清潔能源和原料，采用 先進的工藝技術(shù)和設(shè)備，通過改善管理，綜合利用等措施從源頭削減污染，減少或避免生 產(chǎn)、銷售及產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放；而廢棄物的處理主要是對紡織生產(chǎn)過程 中行形成的“廢物”進行

16、回收再利用、可分解處理獲焚化銷毀，而不污染空氣。 高效、節(jié)能、環(huán)保型紡織機械的開發(fā)是一個長期的任務(wù)，必然帶來設(shè)計理念的變革， 需要機械制造企業(yè)及時跟蹤行業(yè)發(fā)展趨勢，熟悉紡織工藝的變化，根據(jù)紡織企業(yè)的需求進 行產(chǎn)品研發(fā) F廠 FeFcFf 500d 布 q(0.0025 242.725 于2 275 =2.06d 布 警 27.5 d布 通過數(shù)學(xué)計算，在200-1200范圍內(nèi)F,是d布的增函數(shù)，即Fi在d布=1200時取到最大 值。 F, =2.06 1200 036! 27.5 =2499.5 N 1200 Fiim n 21.8 1.3 2.499 = 6.714 所以，此鏈傳動設(shè)計滿足要求

17、。 （三）張緊輪的設(shè)計 為了避免鏈條在垂度過大時產(chǎn)生嚙合不良，同時為了增加鏈條與鏈輪的嚙合包角，常 對鏈傳動進行張緊。張緊的方法很多，當(dāng)鏈傳動的中心距可以調(diào)整時，可通過調(diào)節(jié)中心距 來控制張緊程度。當(dāng)中心距不能調(diào)整時，可設(shè)置張緊輪或在鏈條磨損變長后從中取掉一、 二個鏈節(jié)。 在這里設(shè)計張緊輪進行張緊。張緊輪一般緊壓在松邊靠近小鏈輪處，張緊輪可以是鏈 輪也可以是無齒的滾輪。其直徑略小于小鏈輪直徑。本設(shè)計采用比較簡單的無齒滾輪作為 張緊輪，并通過彈簧進行自動張緊。其作用原理是先將此張緊輪固定在機架上適當(dāng)?shù)奈恢? 鏈條從兩張緊輪之間穿過，由于扭轉(zhuǎn)彈簧的作用即可將鏈條張緊。 張緊輪的結(jié)構(gòu)如圖3-3所示 圖

18、3-3 第3.2節(jié)摩擦式聯(lián)軸器的設(shè)計 此處所用摩擦式聯(lián)軸器即為摩擦離合器，機械式摩擦離合器靠主、從動部分的結(jié)合件 間的摩擦力傳遞轉(zhuǎn)矩。有片式、圓錐式、塊式、鼓式、漲圈式等形式。片式摩擦離合器的 優(yōu)點是轉(zhuǎn)矩大時可采用多片，應(yīng)用廣泛，這里我們選用片式（如圖 3-4所示）。 圖3-4 1. 選擇摩擦副材料： 內(nèi)外摩擦盤采用45鋼 摩擦片采用摩擦系數(shù)較大的石棉基摩擦材料，厚度為h = 3 _ 0.12 2. 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定摩擦片內(nèi)徑D130008，外徑D“ =200； 3. 求平均速度 Don 一60 1000 式中：n離合器所在軸的轉(zhuǎn)速。 代入數(shù)據(jù)算得 V。=4.73 10”m/s 4. 求計算轉(zhuǎn)矩T

19、c Tc 乩 KmKv 式中： T離合器所在運轉(zhuǎn)中傳遞的最大工作轉(zhuǎn)矩,經(jīng)計算為131Nm s離合器安全系數(shù)，這里取2； Km離合器接合頻率系數(shù)，取1； 匕滑動速度系數(shù)，取1.5。 代入數(shù)據(jù)算得計算轉(zhuǎn)矩 Tc = 174.7N?mm 5. 求摩擦副數(shù) Z1600Tc = fp(D1 D2) Df-D| Kz 式中：f摩擦系數(shù)，取為0.3 ; p摩擦副許用壓強，取為0.25MPa &摩擦副個數(shù)系數(shù)，取為1。 代入數(shù)據(jù)算得 1600 如74.7 3.14 0.3 0.25 (130 200)(2002 -1302) =1.56 所以摩擦副數(shù)量至少為2,但經(jīng)過后面的驗算發(fā)現(xiàn)摩擦副數(shù)太少使摩擦面上的壓力

20、很 大，會造成相關(guān)零件尺寸很大，影響設(shè)計。在此將主、從動片數(shù)均設(shè)計為3,即摩擦副數(shù) 為5。 6. 散熱計算 一般只對接合頻繁的離合器進行散熱計算，由于本設(shè)計中的離合器沒有頻繁接合，故 不進行散熱計算。 設(shè)計的離合器模型如圖3-5 : 圖3-5 第3.3節(jié) 花鍵的設(shè)計 （一）花鍵的尺寸設(shè)計 摩擦離合器內(nèi)摩擦盤安裝在軸上要求可以有軸向的移動，選擇花鍵連接方式。 1. 花鍵形式的選擇：花鍵有矩形花鍵和漸開線花鍵：矩形花鍵的對中性、導(dǎo)向性好, 定心精度高，定心穩(wěn)定性好。能用磨削的方法獲得較高的精度，加工方便，應(yīng)用廣泛。漸 開線花鍵：工藝性好，易于定心，適用于載荷較大定心精度要求較高及軸徑尺寸較大的聯(lián)

21、接。在這里選擇應(yīng)用普遍、加工方便的矩形花鍵，如圖3-6所示。并選擇輕系列。 2. 花鍵規(guī)格的確定：根據(jù)軸的尺寸確定其規(guī)格為： NX dx DX B=8X 36X 42X 7 圖3-6 3. 花鍵精度為：外花鍵 8X 36f7 x 40a11x 7d10 內(nèi)花鍵 8X 36H7X 40H10X 7H9 形位公差為：花鍵的工作面有位置度和對稱度要求，標(biāo)注如圖3-7 : F .| |i 鍵均布 1 圖3-7 （二）花鍵聯(lián)結(jié)強度計算 花鍵的主要失效形式是工作面被壓潰（靜聯(lián)結(jié)）或工作面過度磨損（動聯(lián)結(jié)）。因此, 靜聯(lián)結(jié)通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度計算，動聯(lián)結(jié)則按工作面上的壓力進行條件性 的計算。 在

22、此定張力機構(gòu)中，花鍵工作面之間是有相對滑動的，但是其相對滑動速度非常小, 而且滑動的距離也很小。在進行校核是仍把它看作靜連接。 花鍵靜聯(lián)結(jié)的強度條件為 2T 103 - Zhldm 式中：一一載荷分配不均勻系數(shù)，與齒數(shù)多少有關(guān)，一般取 =0.7 0.8，齒數(shù)多時取 偏小值；本設(shè)計中齒數(shù)為8不多，取=0.8 ； z花鍵的齒數(shù)；z=8 ； l齒的工作長度，單位為 mm本設(shè)計中l(wèi) =24 ； h 花鍵齒側(cè)面的工作高度，對于矩形花鍵 h =-2C，此處D為花鍵的大 2 徑，d為花鍵的小徑，C為倒角尺寸，單位為mm本設(shè)計中h = 14mm D +d dm 花鍵的平均直徑，對于矩形花鍵 dm二一2 ； d

23、m = 38mm 2p花鍵鏈接的許用擠壓應(yīng)力，單位為 MPa查表得花鍵在使用和制造情況良 好齒面經(jīng)熱處理時其許用擠壓應(yīng)力可達 匸p =120MPa 代入數(shù)據(jù)進行計算得： 2T 103 廠匸Zhldm 3 23仆10 0.8 8 1.4 24 38 = 32.06 一 所以此花鍵設(shè)計滿足強度要求。 第3.4節(jié) 彈簧的設(shè)計 摩擦離合器的初始輸出轉(zhuǎn)矩由其末端的壓簧和調(diào)整螺母設(shè)定，此初始輸出轉(zhuǎn)矩即為卷 取輥上基本無布時維持布中張力為預(yù)期值所需的輸出軸輸出轉(zhuǎn)矩，能通過擰松或擰緊調(diào)整 螺母方便地設(shè)定。此處即根據(jù)所需的初始輸出轉(zhuǎn)矩來設(shè)計彈簧。 圓柱螺旋壓縮彈簧的主要幾何尺寸有彈簧絲直徑d、彈簧中徑D2、節(jié)距

24、t及有效圈數(shù) 等。 1. 彈簧材料的選擇：選用D級碳素彈簧鋼絲。 2. 確定彈簧中徑 根據(jù)安裝彈簧處軸的直徑尺寸和螺母墊圈的尺寸確定彈簧中徑D2=50mm 3. 確定彈簧絲直徑 為確定彈簧絲直徑，要先求出作用于彈簧上的力F。此力為使摩擦離合器具有初始轉(zhuǎn) 矩所需的壓力?？赏ㄟ^對摩擦離合器進行受力分析求得： 摩擦離合器傳遞的初始轉(zhuǎn)矩為 21.83Nm zfF(D2 DJ 4 4T zfg DJ 42 1. 83 50. 3(0. 1 30. 2 ) = 176.43 N 彈簧絲截面上最大剪切應(yīng)力為 K1 4C -10.615 4C -4 C 4F 8FD2 T nd2 nd3 二8丄) 二d32C

25、 8FD2 _Ks，d3 式中：KS理論曲度系數(shù)， d 5 SC 計入彈簧螺旋角的影響，對理論曲度系數(shù)Ks進行修正，引入修正曲度系數(shù) K1 得到彈簧絲的剪切、扭轉(zhuǎn)強度條件為 It 由于Ki與d相關(guān)，不容易直接求出d的極值，先初步取d=4.5mm此時其抗拉強度為 % =1620 MPa,許用切應(yīng)力為=0.5% =810MPa 代入數(shù)據(jù)計算： Ki 50 4.5 =11.11 4C -10.615 + 4C 一4 C = 1.13 8FC 二 d2 -1.13 8 176.43 11.11 2 3.14 4.5 =278.7 MPa _ 滿足條件。 4.求圈數(shù) 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定彈簧的長度在 5

26、0mm左右。初定5為圈。 計算彈簧的單圈變形量 8FC3 A = Gd 8 176.43 11.113 5.25 mm 82000 4.5 綜上，設(shè)計彈簧的節(jié)距為12mm有效圈數(shù)為5 5.驗算穩(wěn)定性 彈簧的長細(xì)比b弋譽6,符合穩(wěn)定性條件。 所設(shè)計的彈簧如圖3-8所示 圖3-8 第3.5節(jié) 軸承的選用 1. 輸出鏈輪與輸入軸之間需要有相對轉(zhuǎn)動，所以在軸向上需要一推力軸承。由于相對 轉(zhuǎn)速低，軸向載荷較小。所以選擇推力球軸承。型號選為51208。其設(shè)計模型如圖3-9 圖3-9 2. 因為輸出鏈輪與輸入軸之間有相對轉(zhuǎn)動，它們之間需要徑向軸承，為了控制徑向尺 寸不會過大，選用滾針軸承，而且為無內(nèi)圈的，直

27、接利用輸入軸表面起到內(nèi)圈的作用，如 圖3-10所示。型號選為RNA69/32滾針直徑為3.5 mm，長13.8 mm。軸承聯(lián)接處軸頸 直徑取為40mm軸承其他尺寸參照軸承標(biāo)準(zhǔn)。 圖 3-10 圖 3-11 3. 其他支撐軸的地方都采用普通型號的深溝球軸承，其設(shè)計模型如圖 3-11所示，各 軸承的具體型號在定張力機構(gòu)的裝配圖中給出 第3.6節(jié) 齒輪的設(shè)計 (一)齒輪參數(shù)設(shè)計 由于驅(qū)動卷布輥處齒輪副的前面各級傳動機構(gòu)可以較好的滿足傳動比要求, 齒輪設(shè)計將兩齒輪設(shè)計為齒數(shù)相同的，參照類似設(shè)計案例初定齒輪模數(shù)為 z=48。材料為45鋼(調(diào)質(zhì))硬度為240HBS對其進行強度校核。 1. 因為此齒輪傳動為

28、開式，進行齒根彎曲疲勞強度的校核： 彎曲強度的設(shè)計公式為 為簡化此 m=2.5，齒數(shù)為 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 齒輪的彎曲疲勞強度極限匚FE=380MPa 齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)矩為=300Nm (3)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N =60mjLh =60 0.239 1 (3 8 300 10)=1.03 10 彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn =1.2 (5) 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3 r I Kzfe1.2 漢 380 350.77 MPa F S1.3 (6) 計算載荷系數(shù)K K =KaKvK：.K =1 1 1.1 1.4=1.54 (7) 查取齒形系數(shù) Yfa 二 2.33 (8) 查

29、取應(yīng)力校正系數(shù) YSa =1.7 2. 代入數(shù)據(jù)計算得 2 1.54 300 2.33 1.7 0.33 482350.77 1 =0.24 所選模數(shù)符合條件 所設(shè)計齒輪如圖3-12所示: 圖 3-12 (二)齒輪的精度設(shè)計 1. 確定精度等級 由于卷布機構(gòu)對齒輪的傳動要求不高，參照其他織機的相關(guān)設(shè)計，將齒輪的三個公差 組均取為8級。 2. 確定檢驗項目及其公差值 第I公差組檢驗項目采Fr和Fw Fr 二 0.045Fw 二 0.040 第U公差組檢驗項目采用ff和一彳小 ff =0.014fpb =0.018 第川公差組檢驗項目采用F 巳=0.018 3. 確定齒厚上、下偏差 (1) 確定最

30、小極限側(cè)隙 設(shè)齒輪材料為45鋼，線膨脹系數(shù)為11.5 10，箱體材料為 HT20Q線膨脹系數(shù)為 10.5 10啟，齒輪和箱體工作溫度為30度。 Jn1 =2a(： 1 - ：匕 sin ： n =2 120 (11.5 10 10-10.5 10“ 10) sin20 = 0.001 Jn2 =0 J n,min =0.001 (2) 計算齒厚上偏差 Jn,min J n、 Ess 一(fatan： n-) 2C0S0(n 式中： fa =0.5IT8=0.5 X 0.054=0.027 Jn =、fpi - fpb2 2.104F2 二 2 0.0182 2.104 0.0182 = 0.0

31、013 ss 二-(0.027 tan20 0.0010.0013) 2cos 20 -0.011 Fpt =0.020 Ess/ fpt很小，將代號取為E( = -2fpt) Ess = -2 fpt = -2 0.02 = -0.04 mm (3) 計算齒厚公差和齒厚下偏差 齒厚公差為 TsFr2 b 2tan： n 式中：Fr -0.045 br的值經(jīng)查表得 br =1.26IT9 =1.26 0.087 =0.1096 代入上式得： Ts1 =Ts2 二.0.0452 0.10962 2tan 20 =0.1464 齒厚下偏差為： Esi = -0.04 - 0.1464 = -0.1

32、864 所以 Esi / fpt 二-0.1864/ 0.02 二-9.32 選擇齒輪齒厚下偏差代號為H，故修約后齒輪齒厚下偏差為： Esi = -10fpt=-10 0.22= -0.2 mm 齒輪精度及側(cè)隙代號為8EH GB10095-88 (4) 公法線平均長度極限偏差的換算。若用公法線平均長度偏差代替齒厚偏差來檢 驗側(cè)隙情況，需要進行換算， Ewms = Ess cos n - 0.72FSin ： n -0.04cos 20 - 0.72 0.045sin 20 二0.049 Ewmi =Esi cos： n 0.72Fr sin :- 工0.1864cos 20 0.72 0.04

33、5sin 20 =-0.164 公法線的公稱長度和跨齒數(shù)用下式進行計算， K = z/9 0.5 =48/ 9 0.5 ： 6 =m l1.476(2k -1) 0.01421 = 2.51.476(2 6-1) 0.0142 = 33.816 所以公法線平均長度及其極限偏差為： 二33.816囂49 4. 確定齒坯技術(shù)要求 齒輪內(nèi)孔尺寸精度為IT7 ,定基本偏差為H,為4500025 d(具有配合要求，故選包容 要求)。頂圓可以作加工找正基準(zhǔn)，但因不測齒厚、故不作測量基準(zhǔn)，公差定為h8,徑向 跳動公差為0.015，端面也作加工定位基準(zhǔn)，圓跳動公差也為 0.015。 第3.7節(jié)軸的強度校核 在

34、初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后通常對軸進行校核計算，此處選擇對將運動由定張力機構(gòu)傳到 卷布輥的中間軸進行強度校核。 由于此軸同時承受彎矩和扭矩，所以按彎扭合成強度條件進行校核。 1.作出軸的計算簡圖（力學(xué)模型）：將作用在齒輪、鏈輪及軸承上的分布載荷簡化為 集中力，其作用點取為載荷分布段的中點 圖3-13軸的載荷分析圖 當(dāng)布卷直徑達到最大時，齒輪受力最大，圓周力Ft1= 5000 N,徑向力 Fr1 =Ft1ta n20 = 1820 N。軸中扭矩 T 二 Ft1 d/2 = 300000 N? mm 鏈輪上受到的力 巳=2T / d2 = 2472 N。采用理論力 學(xué)的方 法求出兩軸承 處的支 反力，F(xiàn)n

35、h=6366.4N， Fnv=2613.3N，F(xiàn)nh=3838.4N，F(xiàn)nv2=793.3N。軸的受力簡圖如圖 3-13 種 1 所示。 2.作出彎矩圖：分別在水平面和垂直面內(nèi)計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結(jié)果分別作 出水平面上的彎矩Mh圖（圖2）和垂直面上的彎矩 Mv圖（圖3）；然后按下式計算總彎 矩并作出M圖（圖4） 3. 作出扭矩圖：如圖5所示。 由上圖可以看出：在第一個軸承處彎矩最大，將此處作為校核的危險截面。 4. 校核軸的強度 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面作彎扭合成強度校核計算。按第三強度 理論，計算應(yīng)力 對于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力二=W，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.盒土，將二和帶入上

36、式, 則軸的彎扭合成強度條件為 km J ca 一 f+4 口 W2W =衛(wèi)2“ w 式中：二ca 軸的計算應(yīng)力，單位為 MPa M軸所受的彎矩，單位為N?mm T軸所受的扭矩，單位為N?mm d 3 W軸抗彎截面系數(shù)，單位為 mm對于圓形截面W =-一 : 0.1d3 32 二訂一一對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力，根據(jù)該軸材料為45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處 理查表得其許用彎曲應(yīng)力為二=60MPa 由已知數(shù)據(jù)計算得 Mh =5000 60.5 =3.025 105 N?mm Mv =1820 60.5 = 1.1011 105N?mm MmH mJ =3.219 105 N?mm 5 T =5000 6

37、0 =3 10 N?mm 333 W=0.1d3 = 0.1 553 =16637.5 mm ca .M2 T2 W （3.219105廠（3一105）2 -16637.5 =26.45 MPa：J 所以此軸校核結(jié)果為合格。 第3.8節(jié)定張力卷布機構(gòu)的裝配模型 設(shè)計時在Pro/E平臺上建立零件的三維模型并進行裝配 （一）定張力卷布機構(gòu)的裝配模型 先完成各個零件的建模，然后再進行裝配，完成的定張力卷布機構(gòu)的裝配模型如下圖 所示（兩軸的軸承都安裝在機架上，由于機架不在本設(shè)計內(nèi)容中，暫時將其空置，同時因 為鏈條的三維建摸和裝配比較復(fù)雜，在此兩個鏈輪上沒有裝配鏈條） 此機構(gòu)運行時即由織機母機傳過來的運

38、動通過鏈條帶動左側(cè)的鏈輪轉(zhuǎn)動，左側(cè)鏈輪通 過摩擦離合器帶動右側(cè)的小鏈輪轉(zhuǎn)動。右側(cè)鏈輪再帶動中間軸軸2運動，此中間軸通過 個懸臂的齒輪帶動卷布輥軸運轉(zhuǎn)從而進行卷布。 （二）定張力機構(gòu)分解圖 1. 軸1裝配件的分解圖如下圖所示 2.中間軸軸2的分解圖結(jié)構(gòu)如下圖所示: 3.定張力機構(gòu)端部的壓緊機構(gòu)及分解圖如下所示: 第4章總結(jié)與體會 本文提出的帶力矩補償機構(gòu)的織機卷布裝置在理論上能很好地實現(xiàn)定張力卷布的目 的。同時根據(jù)工作條件運用一些機械設(shè)計方法對各零件進行了詳細(xì)的分析、設(shè)計。當(dāng)然， 由于種種條件所限，暫時還不能將其制造出來進行實際的工作效果分析。 在整個設(shè)計過程中，每一步驟我都認(rèn)認(rèn)真真地把它做好，

39、從老師布置任務(wù)到找資料、 定方案、查手冊，再到零件的設(shè)計和建模，都一點一點完成。設(shè)計過程中，不管是一個小 螺栓還是軸承、軸、鍵，再到齒輪、鏈輪的設(shè)計，還有零件的精度或者技術(shù)要求的擬定， 都嚴(yán)格按照設(shè)計步驟，看圖冊，查參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。通過本次畢業(yè)設(shè)計，更加深入的理解 并掌握了機械設(shè)計的一些常用方法、知識，以及相關(guān)的設(shè)計軟件和設(shè)計手冊、書籍等等。 在此設(shè)計中，我還自學(xué)了 Pro/E三維設(shè)計軟件并很快就能設(shè)計常用的零件。本來自己 不會也不想用的，但在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)它也并不難。這也讓我體會到很多東西就是因為不 會才去學(xué)的，不能因為不會而不用，會都是從不會開始的。當(dāng)然我們要在時間精力范圍之 內(nèi)學(xué)習(xí)對自己有幫助的東西。 與此同時，在設(shè)計過程中，與同學(xué)之