多功能涂料攪拌機(jī)設(shè)計(jì)

1、第1章緒 論建筑涂料對建筑物不僅起裝飾和保護(hù)作用，并有質(zhì)輕、安全、施工簡便、工效高、工期短、維修更新方便，造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程、市政建設(shè)、工業(yè)建設(shè)中，是一類應(yīng)用十分廣泛的建筑裝飾材料。建筑涂料是涂料工業(yè)的重要組成部分，其品種繁多，主要包括內(nèi)。外墻涂料，地面涂料、頂棚涂料、門窗涂料、防火涂料以及其他功能性的涂料等。它發(fā)展品種的多少、質(zhì)量的優(yōu)劣，檔次的高低，對美化城鄉(xiāng)居民住宅，改善城鄉(xiāng)環(huán)境有著十分重要的意義。隨著中國涂料生產(chǎn)能力的提高，加之采用建筑涂料進(jìn)行外墻裝飾的高級飯店、重要工程和民用住宅小區(qū)日漸增多，并開始形成大面積應(yīng)用之勢；這就給生產(chǎn)涂料加工機(jī)械的企業(yè)帶來了商機(jī)。也不列外的多功能涂料

2、生產(chǎn)設(shè)備的需求也會隨著市場而加大，并且對它的性能要求更高，這就有利于新的更完善的產(chǎn)品的問世創(chuàng)造了有利的條件。多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備有著廣闊的發(fā)展空間，不僅僅是市場推動(dòng)其發(fā)展，而且新材料、新工藝的產(chǎn)生，必將對化工設(shè)備要求更高，所以對多彩涂料生產(chǎn)設(shè)備的研究和創(chuàng)新有著重要的意義。1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的經(jīng)過對本課題的研究與分析，本畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的大致如下：（1）綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其它先修課程的知識，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固加深和拓寬所學(xué)的知識。 （2）通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。（3）通過設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以

3、及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。1.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)一臺用于生產(chǎn)乳膠漆和多彩涂料的生產(chǎn)設(shè)備，完成總裝圖和規(guī)定的零部件圖，并寫出說明書。設(shè)計(jì)要求：方案可行，結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。1.3畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，有以下幾個(gè)問題值得注意：（1）機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下由我們自己獨(dú)立完成的，也是對我們進(jìn)行的第一次較全面的設(shè)計(jì)訓(xùn)練。我們應(yīng)明確設(shè)計(jì)任務(wù)，掌握設(shè)計(jì)進(jìn)度，認(rèn)真設(shè)計(jì)。每個(gè)階段完成后要認(rèn)真檢查，提倡獨(dú)立思考，有錯(cuò)誤要認(rèn)真修改，精益求精。（2）畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程的各階段是相互聯(lián)系的。設(shè)計(jì)時(shí)，零部件的結(jié)構(gòu)尺寸不是完全由計(jì)算確定的，

4、還要考慮結(jié)構(gòu)、工藝性、經(jīng)濟(jì)性以及標(biāo)準(zhǔn)化、系列化等要求。由于影響零部件結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行必要的修改。所以，畢業(yè)設(shè)計(jì)要邊計(jì)算、邊繪圖，反復(fù)修改，設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖交替進(jìn)行。（3）學(xué)習(xí)和善于利用長期以來所積累的寶貴設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和資料，可以加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，避免不必要的重復(fù)勞動(dòng)，是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要保證，也是創(chuàng)新的基礎(chǔ)。然而，任何一項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)均可能有多種決策方案，應(yīng)從具體情況出發(fā)，認(rèn)真分析，既要合理的吸取，又不可盲目的照搬、照抄。（4）在設(shè)計(jì)中慣徹標(biāo)準(zhǔn)化 、系列化與通用化可以保證互換性、降低成本、縮短設(shè)計(jì)周期，是機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)的原則之一，也是設(shè)計(jì)質(zhì)量的一項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中應(yīng)熟悉和正確采用各種有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，盡量采

5、用標(biāo)準(zhǔn)件，并應(yīng)注意一些尺寸需圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。同時(shí)，設(shè)計(jì)中應(yīng)減少材料的品種和標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格。第2章方案擬定2.1 設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)的產(chǎn)品應(yīng)滿足如下條件：制造一個(gè)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，攪拌軸轉(zhuǎn)速范圍在01000r/min，而且有無級調(diào)速控制裝置和升降裝置；攪拌容器的容積在0.20.5，有加熱功能，卸料方便。整臺多彩涂料生產(chǎn)設(shè)備要有經(jīng)濟(jì)使用，工作時(shí)能穩(wěn)定，操作方便等特點(diǎn)。本課題是多功能涂料攪拌機(jī)設(shè)計(jì)，主要部分是絲杠式升降和高速傳動(dòng)部分。因此，首先要解決的是絲杠和錐齒輪部分的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。它應(yīng)是整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。利用人操作搖桿帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)絲杠上升或下降，從而達(dá)到攪拌軸的上升或下降。初次驗(yàn)算功率能

6、否滿足要求載荷升降時(shí)間計(jì)算功率P時(shí)考慮到操作者的功率所能達(dá)到的值。取 , 人的功率值： 人站在工作臺上搖動(dòng)搖柄， 作用力 取所以，滿足要求。2.2方案的初步確定：方案一：電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶輪，通過v帶傳遞到攪拌軸；安裝有變頻調(diào)速控制柜，實(shí)現(xiàn)了攪拌軸的轉(zhuǎn)速變化（范圍在01000r/min）；與方案二不同的是利用錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠的上下移動(dòng)，通過安裝導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)對平臺的升降（范圍0.51m）；其它裝置基本相同。由于不同涂料的分散時(shí)溫度不同，在攪拌容器的攪拌桶上安裝熱電偶，熱電偶對油加熱同時(shí)通過溫度計(jì)的指示控制加熱的溫度。方案二：與方案一不同的是利用手動(dòng)油壓泵給液壓千斤頂注油實(shí)現(xiàn)攪拌葉的升降（范圍0.51m

7、），在頂?shù)闹惭b導(dǎo)向裝置和鎖緊裝置。其它裝置基本相同。對兩個(gè)方按比較：方案（一）結(jié)構(gòu)簡單，利用傳統(tǒng)的絲杠傳動(dòng)，易生產(chǎn)、替換等，便于一人單獨(dú)操作，但不易自動(dòng)化。方案（二）液壓系統(tǒng)傳動(dòng)動(dòng)作比較平穩(wěn)，慣性小，液壓件能自行潤滑，使用壽命長，而且易轉(zhuǎn)型為自動(dòng)化，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要大量材料。綜合其優(yōu)缺點(diǎn)，采用方案一。第3章多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各部分的功能3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，操縱機(jī)構(gòu)，潤滑與密封機(jī)構(gòu)，機(jī)體及聯(lián)接件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置。根據(jù)計(jì)算得出的液壓控制圖，繪制裝配圖和零件圖。多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：（1）所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足作用性能上和聯(lián)系

8、尺寸上的要求：作用性能包括幾何精度，剛度，抗震性，噪聲，傳動(dòng)效率以及操作能否省力方便等 。聯(lián)系尺寸包括技術(shù)參數(shù)安裝尺寸和輪廓尺寸。（2）所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝性的要求，包括毛坯鑄造、鍛、鑄、焊，工藝性和熱處理、工藝性，機(jī)械加工工藝性，裝配工藝性，以及檢驗(yàn)、調(diào)整、維修的方便性。（3）所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則。3.2 設(shè)計(jì)方法3.2.1 裝配草圖設(shè)計(jì)的目的。本課題的目的基本上可以總結(jié)成以下幾點(diǎn)：（1）檢驗(yàn)傳動(dòng)軸件及選擇結(jié)構(gòu)方案。（2）檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無相互干涉、碰撞或其它不合理的情況，以便于工作及時(shí)糾正。（3）確定大小錐齒輪的齒數(shù)，模數(shù)以及分析錐齒輪受力情況和錐齒輪的校核。3

9、.2.2 裝配草圖的一般設(shè)計(jì)方法和步驟對課題進(jìn)行研究分析，可以得出裝配草圖的一般設(shè)計(jì)方法與步驟如下：（1）仔細(xì)閱讀同類機(jī)械參考圖紙和圖冊，不但要看懂圖紙的表達(dá)的主要結(jié)構(gòu)，更應(yīng)分析結(jié)構(gòu)的性能，工藝性，使用和維護(hù)方式等。（2）分析和確定所設(shè)計(jì)部件的結(jié)構(gòu)方案，如錐齒輪的結(jié)構(gòu)和安裝方法。（3）在圖紙上準(zhǔn)確畫出裝配草圖，并標(biāo)出主要尺寸和零件之間在相對位置尺寸，細(xì)微的尺寸可以不標(biāo)出。3.3 繪制正式的裝配圖各部分結(jié)構(gòu)反復(fù)推敲修改驗(yàn)算后確定其方案，裝配圖中畫出各個(gè)機(jī)構(gòu)及其零件的細(xì)致結(jié)構(gòu)；有關(guān)尺寸和公差配合等加深后標(biāo)注。 部件裝配圖上，應(yīng)標(biāo)出下列幾種尺寸。（1）部件的參數(shù)尺寸；（2）部件的安裝尺寸和外廓尺寸；

10、（3）配合尺寸；（4）零件間的主要定位尺寸和相對位置尺寸；（5）軸向尺寸。具體標(biāo)注見裝配圖3.4 各部分的功能多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備是建筑涂料加工的工具，具有結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便等特點(diǎn)。多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備主要由四部分組成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)，攪拌容器和加熱裝置。根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)的生產(chǎn)設(shè)備，攪拌軸采用懸臂結(jié)構(gòu)。但運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由于攪拌流體形成的推力以及軸本身及攪拌器等附件質(zhì)量不均勻性產(chǎn)生的離心力的聯(lián)合作用，會使攪拌軸撓度過大，引起軸的擺動(dòng)，影響軸承的擺動(dòng)。所以將電機(jī)和攪拌軸，攪拌器位于支撐機(jī)構(gòu)采用對稱布置，以減小攪拌軸的撓度，增加傳動(dòng)的平穩(wěn)性。3.4.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)攪拌設(shè)備傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，攪拌軸

11、，機(jī)架和變頻控制箱等。通過帶傳動(dòng)將電機(jī)的運(yùn)動(dòng)傳至攪拌軸，通過突緣法蘭帶動(dòng)攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過帶輪傳動(dòng)到軸上；軸通過聯(lián)軸器與攪拌桿聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了對涂料液體的攪拌。帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)使用，拆卸方便適合此產(chǎn)品。3.4.2 升降機(jī)構(gòu)根據(jù)課題的要求，采用手動(dòng)控制攪拌軸的升降絲杠升降機(jī)構(gòu)采用錐齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)絲杠的升降，這是區(qū)別各種電機(jī)升降的主要特征。人搖動(dòng)手柄，帶動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再利用錐齒輪帶動(dòng)絲杠的上下移動(dòng)，最后使傳動(dòng)工作臺能夠自由的上下移動(dòng)，升降的高度范圍限制在一米以內(nèi)。3.4.3 攪拌器和加熱裝置反應(yīng)釜即是攪拌器,釜體的結(jié)構(gòu)形式為立體圓筒形,其高徑比值主要依據(jù)操作時(shí) 容器裝液高

12、徑比以及裝料系數(shù)大小而定。容器裝掖高徑比又視容器內(nèi)物料性質(zhì)，攪拌特征和就攪拌器層數(shù)而異，一般取11.3，最大可達(dá)6。且釜底選為橢圓底，因?yàn)檫@樣有益于物料加熱時(shí)受熱的均勻。從上面的芳香彩色花紋涂料的配方可以看出對環(huán)境沒有什么影響，而且被攪物料對空氣中的塵埃的落入沒有什么影響所以釜體上部可以建造成敞口型的。由于傳統(tǒng)攪拌器制作復(fù)雜，成本高，故在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中采用鋸齒型攪拌器，類似與渦輪式攪拌器。具有較大的剪切力，可以使流體微團(tuán)分散的很細(xì)，以及促進(jìn)良好的傳熱，傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)。材料選用的碳素鋼應(yīng)符合GB699，GB700，GB3274的規(guī)定。攪拌容器是通過鋼板的焊接而成的一個(gè)類似缸體的桶，但不同的是它

13、有加熱裝置直插式電熱偶。加熱的電熱偶采用銅一康銅熱電偶，熱電極絲的均勻性好，穩(wěn)定性高，靈敏度好，價(jià)格低廉。由于設(shè)計(jì)初衷僅采用電熱絲進(jìn)行加熱，為方便起見，選用方型整體夾套，因?yàn)橹圃斐杀颈容^低，而且可以有一個(gè)很大的選擇的余地。夾套肩與筒體的連接采用封口環(huán)；夾套底與封頭連接采用封口環(huán)。各種碳鋼夾套的適用溫度和壓力范圍均完全符合要求。第4章 傳動(dòng)類型選擇、計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)電源和工作機(jī)安裝工作條件，為了適應(yīng)不同粉刷墻體寬度的需要，需要電動(dòng)機(jī)具有多級速度。選用YVP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。對于同一型號不同功率和尺寸的電動(dòng)機(jī)，由于混涂料為流體。所需功率小，考慮到結(jié)構(gòu)需要。選用YVP

14、-801-4型變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。具體外形和安裝尺寸見資料7P.252表3。相關(guān)參數(shù)見表2.1表2.1 YVP-801-4型變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)型號額定功率（kw）額定電流（A）額定輸出轉(zhuǎn)矩（N.m）額定轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）重量（kg）YVP-90L-41.54.12.21400274.2 傳動(dòng)類型選擇，傳動(dòng)件的計(jì)算和設(shè)計(jì)根據(jù)使用要求，技術(shù)條件及工作環(huán)境等情況，初步確定為帶輪傳動(dòng)。帶輪與其他傳動(dòng)方式具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、緩沖吸震以及適應(yīng)于兩軸中心距較大的場合等特點(diǎn)，在機(jī)械中廣泛應(yīng)用。4.3 帶輪設(shè)計(jì)4.3.1與電動(dòng)機(jī)連接的帶輪設(shè)計(jì)4.3.1.1確定計(jì)算功率由表8-6 中查出

15、工作情況系數(shù) =1.2，故= P = 1.2×1.5 = 1.8 kW4.3.1.2擇窄v帶型根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速n1 由圖8-8選定帶型為SPZ型。4.3.1.3定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=112根據(jù)式（8-15），從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑。 =×=1.17×80=130.2根據(jù)表8-7，取=131，4.3.1.4按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 v = = = 5.8m/s < 35m/s結(jié)論：帶的速度合適。4.3.1.5確定窄v帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距根據(jù)0.7×（+）<a0<2（+），初步確定中心距a0=430根據(jù)

16、式（8-20）計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長度Ld：Ld =2a0+（+）+=600+273+25.2 = 898.2由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度Ld=900按式（8-21）計(jì)算實(shí)際中心距aa=a0+=430+0.9=4314.3.1.6輪上的包角由式（8-6）得： = 1800-×57.5o = 180o-×57.5o = 177o > 120o主動(dòng)輪上的包角合適。4.3.1.7窄v帶的根數(shù)z由式（8-22）知： z=1.02由n1=1400r/min、dd1=112、i=1.17，查表8-5c和表8-5d得=1.6kw P=0.09kw Ka=0.99 KL=1.03從經(jīng)濟(jì)角度

17、考慮可是用單根帶Z=1。4.3.1.8計(jì)算預(yù)緊力F0由式（8-23）知： F0=500(-1)+qv2查表8-4得q=0.07kg/m，故：F0 = = 232.76+2.35 = 236.11N4.3.1.9工作在軸上的壓軸力 =2Zfosin=2×1×236.11×sin=472.05N4.3.2與攪動(dòng)軸連接的帶輪設(shè)計(jì)4.3.2.1確定計(jì)算功率由表8-6 中查出工作情況系數(shù) =1.2，故= P = 1.2×1.5 = 1.8 kW4.3.2.2選擇窄v帶型根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速n1 由圖8-8選定帶型為SPZ型。4.3.2.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑由表8

18、-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 = 150根據(jù)式（8-15），從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑: =i=1.2×150=180.6根據(jù)表8-7，取=1804.3.2.4按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度 v = = = 7.41m/s < 3 5 m/s帶的速度合適。4.3.2.5確定窄v帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距:根據(jù)0.7×< < 2×，初步確定中心距 = 470根據(jù)式（8-20）計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長度Ld:Ld =2 + + =1032 + 405 + 35 = 1472由表8-2選帶的基準(zhǔn)長度 Ld=1400按式（8-21）計(jì)算實(shí)際中心距:= + = 470 +

19、14 = 4844.3.2.6算主動(dòng)輪上的包角1:由式（8-6）得1 = 1800-×57.5o = 180o-×57.5o = 177.4o >120o主動(dòng)輪上的包角合適。4.3.2.7計(jì)算窄v帶的根數(shù)z:由式（8-22）知 Z = = = = 1.05其中由 =1200r/min、 =150、=1.20，查表8-5c和表8-5d得 =1.70kw P=0.10kw;從經(jīng)濟(jì)角度考慮可是用單根帶Z=1。4.3.2.8計(jì)算預(yù)緊力:由式（8-23）知 : = 500(-1) + qv2查表8-4得q=0.07kg/m，故: = = 194.83 + 3.83 = 198.

20、66N4.3.2.9工作在軸上的壓軸力:= 2Zsin = 2×1×198.66×sin = 397.21N第5章 傳動(dòng)絲杠副設(shè)計(jì)計(jì)算螺旋傳動(dòng)是利用絲杠和螺母組成的螺旋副來實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)要求的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。其結(jié)構(gòu)簡單且易于自鎖，因而廣泛應(yīng)用于螺旋壓力機(jī)，千斤頂?shù)嚷菪O(shè)備上。根據(jù)絲杠和螺母的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，螺旋傳動(dòng)的常用運(yùn)動(dòng)形式，主要有以下兩種：一種是絲杠傳動(dòng)，螺母移動(dòng)，多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)中；另一種是螺母固定，絲杠傳動(dòng)并移動(dòng)，多用于螺旋起重器或螺旋壓力機(jī)中。見下圖：根據(jù)實(shí)際情況，以及設(shè)計(jì)思想，應(yīng)選圖b)。因?yàn)檫@樣有利于整個(gè)結(jié)構(gòu)趨

21、與簡單以及使結(jié)構(gòu)更加緊湊和整車的重量減輕。5.1 螺紋的類型螺旋傳動(dòng)按其用途不同，可分以下三種類型：（1）傳力螺旋 它以傳遞動(dòng)力為主，要求以較小的傳距產(chǎn)生較大的軸向推力，用以克服工件阻力，若各種起重或加壓裝置的螺旋。這種傳力螺旋主要是承受很大的軸向力，一般為間歇性工作，每次的工作時(shí)間較短，工作速度也不高，而且通常需有自鎖能力。（2）傳導(dǎo)螺旋 它以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，有時(shí)也承受較大的軸向載荷，如機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)的螺旋等。傳導(dǎo)螺旋常需在較長的時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度較高，因此，要求具有較高的傳動(dòng)精度。（3）調(diào)整螺旋 它用以調(diào)整，固定零件的相對位置，如機(jī)床，儀器及測試裝置中的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常傳動(dòng)

22、，一般在空載下調(diào)整。 螺旋傳動(dòng)按其螺旋副的摩擦性質(zhì)不同，又可分為滑動(dòng)螺旋，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋?；瑒?dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，易于自鎖，但其主要缺點(diǎn)是摩擦阻力大，傳動(dòng)效率底，磨損快，傳動(dòng)精度底等。相反，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，特別是靜壓螺旋還需要供油系統(tǒng)。因此，只有在高精度，高效率的重要傳動(dòng)中才宜采用。5.1.1 選材絲杠與螺母的材料除應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度外，還要求有較好的耐磨性和良好的工藝性。螺旋傳動(dòng)的主要失效形式是螺紋磨損（它與材料、潤滑和工作表面的壓強(qiáng)有關(guān)），其他失效形式是螺紋牙折斷或剪斷，絲杠斷裂，長螺桿受壓失穩(wěn)等。螺紋副的材料要求有足夠的強(qiáng)度、耐磨性以及底的摩

23、擦系數(shù)。查閱參考文獻(xiàn)10：選取螺桿材料為45號中碳鋼，螺母選用耐磨鑄鐵。5.1.2 計(jì)算、確定螺紋中徑磨損通常發(fā)生在螺母上，一般用限制接觸處的壓強(qiáng)來進(jìn)行耐磨性計(jì)算：式中：F為軸向載荷；為螺旋中徑；h為螺紋工作高度（對于本課題的梯形螺紋， h=0.5p，p為螺距），z為旋合的螺紋圈數(shù)，z=H/P，H為螺母高度；p為許用壓強(qiáng)。（1）計(jì)算螺紋中徑?。ㄖ?，為螺母高徑比），對磨損后間隙不能調(diào)整的整體試螺母，可取=1.21.5； 對于間隙可作調(diào)整的剖分螺母，取=2.53.5該螺旋傳動(dòng)采用剖分螺母，取=2.8梯形螺紋的中徑：查閱查閱參考文獻(xiàn)10，取P=8MPa，有： mm（2）查閱有關(guān)設(shè)計(jì)手冊，確定梯形螺

24、紋的標(biāo)準(zhǔn)值查表可取：螺紋中徑=46mm，外螺紋大徑d=50mm，螺距P=8mm，螺紋小徑=41mm。（3）確定螺母的尺寸和螺紋的圈數(shù)計(jì)算螺母高H=2.846=128.8mm，取H=600 mm，查表得：=65 mm；=74mm；=91mm圈數(shù)過多不起作用，因載荷在螺紋各圈中的分布是不均勻的：則螺紋的圈數(shù)為：圈5.1.3 螺母螺紋牙強(qiáng)度校驗(yàn)因螺母的材料性能一般低于絲杠，螺紋牙的彎曲和剪切破壞多半發(fā)生在螺母上，所以只對螺母螺紋牙進(jìn)行彎曲和剪切強(qiáng)度校核。校驗(yàn)強(qiáng)度時(shí)，可將螺母的螺紋牙展開成懸臂粱，得到彎曲和剪切強(qiáng)度條件分別為。（1）彎曲強(qiáng)度條件為式中：b為螺紋牙的根部厚度，對梯形螺紋b=0.65P=0

25、.658=5.2 mm；h為工作高度，梯形螺紋有h=0.5P=0.58=4 mm；z為螺紋的圈數(shù)為70圈。查參考文獻(xiàn)10,得到：鑄鐵螺母=50 MPa，則有： MPa由于=7.53MPa=50 MPa，所以彎曲強(qiáng)度條件滿足。（2）剪切強(qiáng)度條件為式中：b為螺紋牙的根部厚度，對梯形螺紋b=0.65P=0.658=5.2 mm；h為工作高度，矩形螺紋和梯形螺紋都有h=0.5P=0.58=4 mm；z為螺紋的圈數(shù)為15圈。參考文獻(xiàn)10得到：鑄鐵螺母=40 MPa，則有： MPa所以剪切強(qiáng)度條件滿足。5.1.4 絲桿螺紋牙強(qiáng)度校驗(yàn)由于絲桿材料為45號中碳鋼，螺母材料為耐磨鑄鐵，螺紋副連接機(jī)構(gòu)的材料不相同

26、，因螺母的材料性能一般低于螺桿，所以只對螺母螺紋牙進(jìn)行彎曲和剪切強(qiáng)度校核，當(dāng)螺母螺紋牙進(jìn)行彎曲和剪切強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，絲桿螺紋牙強(qiáng)度也一定能達(dá)到要求。5.1.5 螺紋副自鎖條件校核有自鎖性要求的螺紋副，螺紋的升角應(yīng)滿足：式中：為當(dāng)量摩擦角；f為螺旋副的摩擦因子，參考文獻(xiàn)10：得；為螺紋牙型半角，=；當(dāng)量摩擦角為：螺紋的升角為：由于，所以螺紋副能夠自鎖。5.2 絲桿的強(qiáng)度校核絲桿在軸向載荷F的作用下產(chǎn)生壓縮應(yīng)力或拉伸應(yīng)力，在轉(zhuǎn)距T的作用下產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。根據(jù)第四強(qiáng)度理論，可求得螺桿危險(xiǎn)剖面的當(dāng)量應(yīng)力，并列出強(qiáng)度條件為：式中：T為絲桿的扭矩；為絲桿材料的許用應(yīng)力，查參考文獻(xiàn)10:得螺桿材料的許用應(yīng)

27、力為50-60，取=55；絲桿的扭矩為：N則絲桿強(qiáng)度條件：由于=38.3=55，所以螺桿強(qiáng)度條件滿足。5.2.1 絲桿的穩(wěn)定性校核受壓的長絲杠有可能失穩(wěn)，因而要對絲桿的穩(wěn)定性進(jìn)行校核。校驗(yàn)絲桿穩(wěn)定性安全系數(shù)的條件式為；式中：臨界壓力取決于絲桿的材料、長徑比，為絲桿的最大工作長度；為危險(xiǎn)剖面的慣性半徑，為長度系數(shù)。、計(jì)算柔度（1）長度系數(shù) 絲杠一端固定，一端自由，因此取=2（2）絲杠最大工作長度由設(shè)計(jì)條件定，=1000 mm（3）絲杠危險(xiǎn)截面慣性半徑mm（4）計(jì)算 受力長度+801000+801080 mm、計(jì)算臨界載荷（1）彈性模量E 對于鋼，參考文獻(xiàn)6得：E=（2）危險(xiǎn)截面慣性矩（3）計(jì)算因

28、為=210.7，所以按公式=計(jì)算（4）穩(wěn)定條件（取安全系數(shù)s=3）>因此，符合穩(wěn)定條件，故螺桿的穩(wěn)定性足夠。5.2.2 螺母旋合圈數(shù)校核圈數(shù)過多不起作用，要校核螺母旋合圈數(shù)，條件為：=15，則：由于9.715圈，所以螺母旋合圈數(shù)符合條件。5.2.3 螺母外部尺寸的計(jì)算螺母的外部尺寸的計(jì)算就是要確定螺母的外徑、厚度，需計(jì)算外徑D和突緣強(qiáng)度來決定，然后在校驗(yàn)螺母的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)的要求。由于螺母懸置部分受到拉申、扭轉(zhuǎn)，為使計(jì)算簡單，可以將F增大20%30%，按抗拉強(qiáng)度計(jì)算；故： 式中螺母材料的許用拉申應(yīng)力（MPa）查閱參考文獻(xiàn)10：取=0.830.8355=45.65MPaD取D=65mm1

29、、計(jì)算 按經(jīng)驗(yàn)公式取=（1.31.4）Da=1.4D=1.465=91mm考慮到結(jié)構(gòu)上的需要，取=90mm a= 取a=40mm2、各強(qiáng)度的較核（1）校驗(yàn)凸緣支承表面上的擠壓應(yīng)力，強(qiáng)度條件為 式中，螺母材料的擠壓應(yīng)力為=（1.51.7）=1.655=88MPa<螺母的強(qiáng)度條件滿足設(shè)計(jì)需要。（2） 校驗(yàn)根部彎曲強(qiáng)度 強(qiáng)度條件為即 =N/mm<螺母的強(qiáng)度條件滿足設(shè)計(jì)需要。（3） 校驗(yàn)根部剪切強(qiáng)度 強(qiáng)度條件為式中，為螺母材料的剪切應(yīng)力，查參考文獻(xiàn)10：得=40MPaMPa<通過驗(yàn)證，螺母的設(shè)計(jì)合格。第6章 圓錐齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算本課題關(guān)于對多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，在傳動(dòng)系統(tǒng)方

30、面的設(shè)計(jì)利用了直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)。齒輪機(jī)構(gòu)用以傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，它具有傳遞功率范圍大、效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長、工作安全可靠的特點(diǎn)。是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。6.1 圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用圓錐齒輪用來傳遞兩相之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其輪齒分布在圓錐面上。齒形從大端到小端逐漸減小。對應(yīng)于圓錐齒輪機(jī)構(gòu)中的各有關(guān)圓柱，圓錐齒輪機(jī)構(gòu)有分度圓錐、基圓錐、齒頂圓錐、齒根圓錐和節(jié)圓錐等。因?yàn)閳A錐齒輪的輪齒是分布在圓錐面上的，所以很顯然齒輪兩端尺寸的大小是不同的。而為了計(jì)算和測量的方便，通常圓錐齒輪大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，即大端的模數(shù)按下表6.1選取，其壓力角一般為20度。表6

31、.1 錐齒輪模數(shù)（摘注GB 12368-90）11.1251.251.3751.51.7522.252.52.7533.253.544.555.566.578910一對圓錐齒輪兩軸之間的夾角可根據(jù)傳動(dòng)的需要來決定，一般機(jī)構(gòu)中多采用夾角為90度的傳動(dòng)，即直齒圓錐齒輪傳動(dòng)。圓錐齒輪傳動(dòng)可分為外嚙合、內(nèi)嚙合、平面嚙合等幾種，其輪齒有直齒、斜齒、曲齒等多種形式。其中，直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)的齒向與錐面母線方向一致，其設(shè)計(jì)、制造和安裝均較簡便，故應(yīng)用最為廣泛；曲齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)由于傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力強(qiáng)，常用于高速重載的傳動(dòng)中，如汽車、飛機(jī)、拖拉機(jī)等的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。為了簡化設(shè)計(jì)，本課題利用直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。6.2

32、直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)一對直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)，就相當(dāng)于其當(dāng)量齒輪的嚙合傳動(dòng)。因此圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)，可以通過其當(dāng)量齒輪（直齒圓柱齒輪）的嚙合傳動(dòng)來研究。一對直齒圓錐齒輪的正確嚙合條件為：兩個(gè)當(dāng)量齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，亦即兩個(gè)圓錐齒輪大端的模數(shù)和壓力角應(yīng)分別相等。此外，還應(yīng)保證兩圓錐齒輪的錐距相等以及錐頂重合，即如果經(jīng)計(jì)算，圓錐齒輪的尺寸要求不符合以上公式，那么這對圓錐齒輪也就屬于非正確嚙合。6.3 直齒圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理與計(jì)算查閱相關(guān)資料，可得圓錐齒輪的基本參數(shù)有：模數(shù)m、壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)、以及齒輪齒數(shù)Z，并以大端的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，且規(guī)定、=1、=0.2（）6.3.1

33、直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)原理多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，離不開各個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)。液壓傳動(dòng)雖然能夠進(jìn)行無級調(diào)速，從而很方便改變機(jī)器的速率，但是由于價(jià)格昂貴所以應(yīng)用也就受到了一定的限制，再來，液壓的傳動(dòng)效率也并不算高。齒輪傳動(dòng)盡管在速度的調(diào)節(jié)方面沒有液壓那么便利，但是其傳遞功率范圍大、效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長，而且工作安全可靠，所以應(yīng)用比較普遍。多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備利用直齒圓錐齒輪的傳動(dòng)帶動(dòng)工作臺隨著絲桿上下運(yùn)動(dòng)，從而不斷完成工作任務(wù)。6.3.2 兩直齒圓錐齒輪的主要參數(shù)根據(jù)課題要求，結(jié)合所給定的任務(wù)書、零件圖以及相關(guān)資料，對多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行比較深入地研究分析。為使所要設(shè)計(jì)的直齒圓錐齒輪符合課題要求

34、，經(jīng)反復(fù)推敲與驗(yàn)算，得出兩圓錐齒輪的主要參數(shù)如下表6.2所示：表6.2 兩直齒圓錐齒輪的有關(guān)尺寸參數(shù)尺寸小圓錐齒輪大圓錐齒輪m44z226610.26.3.3 兩直齒圓錐齒輪幾何尺寸的計(jì)算一對標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪的嚙合傳動(dòng)，其分度圓錐與節(jié)圓錐重合，因而可視其為兩分度圓錐作純滾動(dòng)。兩圓錐齒輪分度圓直徑分別為兩輪的傳動(dòng)比為：對于軸交角的兩圓錐錐齒輪傳動(dòng)，上式可寫成：由于規(guī)定大端面的參數(shù)為直齒圓錐齒輪的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，因此其基本尺寸計(jì)算也在大端面上進(jìn)行。直齒圓錐齒輪的齒高通常是由大端到小端逐漸收縮的，按頂隙的不同，可分為等頂隙收縮齒和不等頂隙收縮齒兩種。前者的齒根圓錐與分度圓錐共錐頂，故兩輪的頂隙由大端到小端

35、都是相等的，其優(yōu)點(diǎn)是提高了輪齒強(qiáng)度；后者的齒頂圓錐、齒根圓錐與分度圓錐具有同一個(gè)錐頂O，故頂隙由大端到小端逐漸縮小，影響輪齒強(qiáng)度。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，現(xiàn)多采用等頂隙圓錐齒輪傳動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算公式如下表6.3所示：表6.3 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪機(jī)構(gòu)幾何尺寸計(jì)算公式名稱符號計(jì)算公式小齒輪大齒輪分度圓錐角齒頂高齒根高分度圓直徑d齒頂圓直徑齒根圓直徑錐距R齒頂角 （不等頂隙收縮齒傳動(dòng)）齒根角分度圓齒厚s頂隙c當(dāng)量齒數(shù)頂錐角（不等頂隙收縮齒傳動(dòng)）（等頂隙收縮齒傳動(dòng)）根錐角重合度齒寬b（取整數(shù)）6.4 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算6.4.1 強(qiáng)度當(dāng)量齒輪傳動(dòng)及其部分幾何尺寸計(jì)算直齒錐齒輪傳動(dòng)兩

36、輪軸線間夾角可以是任意角，稱為軸交角，其值可根據(jù)傳動(dòng)需要確定，一般多采用90度，即標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)。直齒錐齒輪的輪齒沿齒寬方向各處截面大小不等，受力后不同截面的彈性變形不同，引起載荷分布不均，受力分析和強(qiáng)度計(jì)算都非常復(fù)雜。為簡化計(jì)算，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，以齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量齒輪（稱為強(qiáng)度當(dāng)量齒輪）為計(jì)算依據(jù)。將強(qiáng)度當(dāng)量齒輪的參數(shù)供稿直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式，即可得到直齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式。直齒輪錐齒輪以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)推導(dǎo)可得強(qiáng)度當(dāng)量齒輪的幾何尺寸關(guān)系如下：齒數(shù)比 齒寬系數(shù) ，常用齒寬中點(diǎn)直徑齒寬中點(diǎn)模數(shù)當(dāng)量齒輪分度圓直徑 當(dāng)量齒數(shù) 當(dāng)量齒數(shù)比 本課題考慮到齒輪傳動(dòng)的功率不大，所以大、小齒輪都選用

37、45鋼調(diào)質(zhì)處理。精度等級初選7級精度。選用=22，=u=3x22=66。取齒寬系數(shù)，6.4.2 受力分析和載荷系數(shù)6.4.2.1 受力分析忽略齒面摩擦力，并假設(shè)法向力作用在分度圓錐面上齒寬中點(diǎn)處，參照機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.22 ，法向力可分解為相互垂直的3個(gè)分力：圓周力、徑向力、和軸向力，各力的大小分別為并有、，其中軸向力分別由各輪的小端指向大端。主動(dòng)輪所受圓周力是工作阻力，其方向與主動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相反；從動(dòng)輪所受的圓周力是驅(qū)動(dòng)力，其方向與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向相同。徑向力分別指向各輪的中心（外嚙合）。6.4.2.2 載荷系數(shù)K式中使用系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)書中表6.2；動(dòng)載系數(shù)則按機(jī)械設(shè)計(jì)課本中圖6.10中低一級的精度線及齒

38、寬中點(diǎn)的圓周速度查詢；齒向載荷分布系數(shù)。本課題，初選K=1.5，由齒輪的工作特性可取=1。而后根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算出來的v值來確定。6.4.3 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算將強(qiáng)度當(dāng)量齒輪的參數(shù)代入直齒圓柱齒輪傳動(dòng)輪子面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式，得直齒錐齒輪傳動(dòng)齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核公式其中 代入上式整理后可得對的標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)，則上式為由上式可推得齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式本課題所設(shè)計(jì)的齒輪，查機(jī)械設(shè)計(jì)表6.3可得齒輪材料系數(shù)，而按齒面硬度查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.8得接觸疲勞強(qiáng)度極限，。根據(jù)齒輪的工作環(huán)境和齒輪材料，估選齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，而。查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.6確定接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90，。取安

39、全系數(shù)，可確定許用接觸應(yīng)力=540,=532。取=。可以試算出小齒輪的分度圓直徑：而 ，由于是由手柄帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)，所以可估算1.3。因此計(jì)算成本可得mm。試定小齒輪的轉(zhuǎn)速，那么可以計(jì)算出其圓周速度v。，據(jù)速度v=2.8m/s，7級精度查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.10得動(dòng)載系數(shù)；查圖6.13得。則=所以可以得到校正以后的小齒輪分度圓滿直徑為：。據(jù)此可以計(jì)算出齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸：模數(shù)為 ，按標(biāo)準(zhǔn)取m=4mm。齒寬中點(diǎn)直徑為 66.7mm6.4.4齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算將強(qiáng)度當(dāng)量齒輪的參數(shù)代入直齒圓柱齒輪傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式。得直齒錐齒輪傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的校核公式將、代入上式整理后可得由上式可推得齒

40、根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式式中，、按當(dāng)量齒數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)課本表6.4。本課題根據(jù)所設(shè)計(jì)的齒輪查得，；，。查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.9可取齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，。同時(shí)，彎曲疲勞壽命系數(shù)，可以查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.7取，。取定彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)，得許用彎曲應(yīng)力：經(jīng)計(jì)算得： 代入齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式可得：即：2.97mm 而齒輪的模數(shù)為4mm。經(jīng)檢驗(yàn)驗(yàn)算得，兩直齒圓錐齒輪的疲勞強(qiáng)度足夠。第7章 攪拌桶的焊接和校核7.1 焊接的簡介焊接的方法很多，機(jī)械制造業(yè)中常用的是屬于熔融焊的電焊、氣焊與電渣焊，其中尤以電焊應(yīng)用最廣。電焊又分為電阻焊與電弧焊兩種。前者是利用大的低壓電流通過被焊件時(shí)，在電阻最大的接頭

41、處引起強(qiáng)烈發(fā)熱，使金屬局部融化，同時(shí)機(jī)械加壓而形成的聯(lián)接；后者則是利用電焊機(jī)的低壓電流，通過電焊條與被焊件間形成的電路，在兩極間引起電弧來熔融被焊接部分的金屬和焊條，使熔融的金屬混合并填充接縫而形成的。焊接時(shí)形成的接縫叫做焊縫。與鉚接相比，焊接具有強(qiáng)度高工藝簡單由于聯(lián)接而增加的質(zhì)量小 工人勞動(dòng)條件較好等優(yōu)點(diǎn)。所以應(yīng)、用日益廣泛，新的焊接方法發(fā)展也很迅速。另外，以焊代鑄可以大量節(jié)約金屬，也變于制成不同材料的組合件而節(jié)約貴重或稀有金屬。再技術(shù)革新 、單件生產(chǎn)、新產(chǎn)品試制等情況下，采用焊接制造箱體、機(jī)架等，一般比較經(jīng)濟(jì)。7.2 焊接件常用材料及焊條 焊接的金屬結(jié)構(gòu)常用材料為Q235、Q215、 Q2

42、55；焊接的零件則常用Q275、15-50號碳鋼，以及、 、等合金鋼。在焊接中，廣泛地使用各種型材、板材及管材。焊接的種類很多，應(yīng)針對具體要求從手冊選取。常用的焊條型號為 、 、 、等。7.3 焊縫的受力及破壞形式 對接焊縫主要用來承受作用于被焊件所在平面內(nèi)的拉（壓）力或彎矩，其正常的破壞形式是沿焊縫斷裂。7.4焊縫的工藝及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 焊接攪拌時(shí)要滿足工藝性、經(jīng)濟(jì)性的要求，不能有應(yīng)力過大出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象；為了保證焊接的質(zhì)量，避免未焊透或缺焊現(xiàn)象，焊縫按被焊件的厚度相應(yīng)的坡口型式，或進(jìn)行倒棱修邊工藝。在焊接前，應(yīng)對坡口進(jìn)行清洗整理。并且在滿足強(qiáng)度條件的情況下，焊縫的長度應(yīng)按實(shí)際的結(jié)構(gòu)情況盡可能取短些

43、或分段進(jìn)行焊接，并避免焊縫交叉。工藝上采取構(gòu)件經(jīng)熱處理，以消除殘余應(yīng)力。在設(shè)計(jì)焊件時(shí)，注意選擇母體材料及焊條，必須按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊縫的尺寸校核，同時(shí)在焊后仔細(xì)地進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。7.5對焊接的強(qiáng)度進(jìn)行校核選取攪拌捅子在裝滿涂料的重量G=5000N，吊環(huán)把手受力的形式為剪切力，把手的直徑為d=30mm。為了簡化計(jì)算，在G的作用下的剪力由一個(gè)把手的焊縫承擔(dān)（偏于安全），此焊縫在連接面上的投影面積A=,則G在危險(xiǎn)面上產(chǎn)生的切應(yīng)力為由表查得焊縫的許用切應(yīng)力為=140Mpa>=10.1Mpa，故強(qiáng)度足夠。第8章軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)和校核8.1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核8.1.1求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和

44、轉(zhuǎn)矩：若去每級帶輪傳動(dòng)的效率=0.96、則：=P2 = 1.5×0.962 kW = 1.38kw=× = 1400× r/min = 1000r/min= 9550 000 = 9550 000× N·mm = 13179 N·mm8.1.2初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45 鋼，調(diào)制處理。根據(jù)表15-3，取A0=112，于是得= 112× = 12.5軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見附圖10-108.2軸承的選擇和校核滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)

45、零件的。滾動(dòng)軸承的正常失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。這是在安裝，潤滑，維護(hù)良好的條件下，由于大量重復(fù)的承受變化的接觸應(yīng)力而產(chǎn)生的。根據(jù)實(shí)際需要和經(jīng)驗(yàn)結(jié)合軸公稱直徑的大小選取深溝球軸承。查實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（上冊）型號為7311（GB29764）。則: ,.8.2.1 深溝球軸承的靜載荷 軸承的正常失效形式是點(diǎn)蝕破壞。這是在安裝、潤滑、維護(hù)良好的條件下，由于大量重復(fù)的承受變化的接觸應(yīng)力而產(chǎn)生的。單個(gè)軸承，其中一個(gè)套圈或滾動(dòng)體材料首次出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展之前，一套圈相對于另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)稱為軸承的壽命。軸承點(diǎn)蝕破壞后，通常在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會出現(xiàn)比較強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。 但是，對于那些在工作載荷下基

46、本上不旋轉(zhuǎn)的軸承，或著慢慢的擺動(dòng)以及轉(zhuǎn)速及低的軸承，如果還按照點(diǎn)蝕破壞來選著軸承的尺寸，那就不符和軸承的實(shí)際失效形式了。因?yàn)樵谶@些情況下，如果滾動(dòng)接觸面上的接觸應(yīng)力過大，將產(chǎn)生永久性的過大的凹坑才是軸承的失效形式。所以這時(shí)應(yīng)按軸承的靜強(qiáng)度來選擇軸承的尺寸。為此，必須對每個(gè)型號的軸承規(guī)定一個(gè)不能超過的外載荷界限。軸承上作用的徑向載荷R和軸向載荷A，應(yīng)折合成一個(gè)當(dāng)量徑載荷，即： 設(shè)軸向力：A < 300N, 徑向力N求比值:因此，查表13-5，得:， 所以式中及分別為當(dāng)量靜載荷的徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)。按軸承靜強(qiáng)度能力選擇軸承公式為:C取，因此經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算軸承的靜強(qiáng)度滿足條件。式中稱為軸

47、承靜強(qiáng)度安全系數(shù)。的值取決于軸承的使用條件，當(dāng)要求軸承轉(zhuǎn)動(dòng)很平穩(wěn)時(shí)，則應(yīng)取大于1，以盡量避免軸承滾動(dòng)表面的局部朔性變形量過大；當(dāng)對軸承轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)要求不高，有無沖擊載荷沒，或軸承僅作擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則可取1或小于1，一盡量時(shí)軸承在保證正常運(yùn)行條件下發(fā)揮最大的靜載荷能力。此處選=2。8.2.2滾動(dòng)軸承軸向固定的方法8.2.2.1內(nèi)圈緊固的常用方法有：（1） 用彈性擋圈嵌在軸的軸溝槽內(nèi)，主要用于深溝球軸承，當(dāng)軸向力不大及轉(zhuǎn)速不高時(shí)；（2） 用螺釘固定的軸端擋圈緊固，用于在軸端切割螺紋有困難時(shí)，這樣緊固可在高轉(zhuǎn)速下承受的軸向力；（3） 用圓螺母和止動(dòng)墊圈緊固，主要用于軸承轉(zhuǎn)速高，承受較大的軸向力的況；（4）

48、 用緊定襯套，止動(dòng)墊圈和圓螺母緊固，用于光軸上的，軸向力和轉(zhuǎn)速不大的，內(nèi)圈為圓錐孔的軸承。內(nèi)圈的另一端常以軸肩作為定位面。為了便于軸承拆卸，軸肩的高度應(yīng)底于軸承內(nèi)圈的厚度。本設(shè)計(jì)采用的是用緊定襯套來緊固內(nèi)圈。8.2.2.2外圈軸向緊固的常用方法有：（1） 用嵌入外殼溝槽的孔用彈性擋圈緊固，用于向心軸承，當(dāng)軸向力不大且需減小軸承裝置尺寸時(shí)；（2） 用止動(dòng)環(huán)嵌入軸承的止動(dòng)槽內(nèi)緊固，用于帶有止動(dòng)槽的深溝球軸承，當(dāng)外殼不便設(shè)凸肩且外殼為剖分式結(jié)構(gòu)時(shí)；（3） 用軸承蓋緊固，用于高速及很大軸向力時(shí)的各類向心，推力軸承；（4） 用螺紋環(huán)緊固，用于軸承轉(zhuǎn)速高，軸向載荷大，而不適于使用軸承緊固的情況。而攪拌軸的

49、固定采用一個(gè)深溝球軸承加一個(gè)圓錐滾子軸承，用法蘭端蓋止動(dòng)外圈，而內(nèi)圈用軸的臺階定位。本次設(shè)計(jì)中采用的有軸承蓋緊固外圈。8.3鍵的選擇和校核8.3.1平鍵的選擇及校核根據(jù)軸的直徑d=35，由GB1096-79查出鍵的截面尺寸為： 寬度b=10，高度h=8，由鍵的參考長度系列L=16，類型為普通平鍵A型。鍵、軸和帶輪的材料都是鋼，由表6-2查出許用擠壓力=100120，取其平均值=110，鍵的工作長度為16，鍵與鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.5×8=4,由公式：11.7<=110（合適） 小 結(jié)本文闡述了多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)過程，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能做了進(jìn)一步的完善，使其更具有人性化和多功能的特征。對于同類產(chǎn)品的開發(fā)做了一定的研究和實(shí)踐應(yīng)用。針對多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本課題主要從以下幾個(gè)問題對其進(jìn)行了研究分析并最終完成設(shè)計(jì)：（1）完成對多功能涂料生產(chǎn)設(shè)備各部分零件力的分析和計(jì)算以及校核；（2）對零件的進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，包括零件的選材、加工工藝分析以及