114玻璃鋼拉擠成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì)

1、玻璃鋼成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì) 2 2. 3. 錯(cuò)誤！未定義書簽。 . 5 6. 8. 8. 8. 1.2. 1.3 1.4 1.9 1.9 2.3 2.3 2.4. 2.4 2.6 2.6. 2.6 2.9 2.9 3. 0 3.0 3.0 3.1.3334目錄第一章 緒 論引言玻璃鋼加工技術(shù)發(fā)展 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù) 第三章 玻璃鋼拉擠成型機(jī)設(shè)計(jì)過程內(nèi)容 3.1冷卻過程 3.1.1水冷過程 二次風(fēng)冷 3.2 牽引過程 3.3 牽引設(shè)計(jì) 3.3.1 渦輪減速機(jī)的選擇 電機(jī)減速鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 3 牽引過程的執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 平行牽引鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 鏈條上安裝的鏈板的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì) 鏈板和鏈條鎖

2、和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 軸的最小直徑的初步的確定 3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.5.3 軸承的選擇 3.5.4 軸的強(qiáng)度校核 鏈傳動(dòng)防松結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 3.6.1 軸承套的設(shè)計(jì) 軸承套箱體的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算3.6.3 軸承箱體的上蓋板的設(shè)計(jì)整體上下蓋板的結(jié)構(gòu)和尺寸確定3.8 切斷過程 32第四章總結(jié) 參考文獻(xiàn) . 致謝第一章 緒 論1.1 引言玻璃鋼是由玻璃纖維和樹脂基體復(fù)合而成的。 玻璃纖維用作增強(qiáng)材料， 它具 有較高的拉伸強(qiáng)度和彈性模量。玻璃鋼產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常包括三大部分，即性能( 功能)、結(jié)構(gòu)( 強(qiáng)度和剛度)和工藝設(shè)計(jì)。性能設(shè)計(jì)要充分考慮產(chǎn)品的使用條件，設(shè) 計(jì)出具有與所要求性能

3、相符合的玻璃鋼產(chǎn)品外形尺寸。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)所承受的 載荷和使用環(huán)境， 設(shè)計(jì)出不使材料產(chǎn)生破壞及有害變形的結(jié)構(gòu)尺寸， 確保安全可 靠。工藝設(shè)計(jì)是要盡可能使成型方便， 成本低廉。如果我們?cè)诓Ａт摦a(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)， 僅僅考慮如何滿足性能要求， 而對(duì)原材料和成型制造等工藝問題重視不夠， 則會(huì) 使組織批量生產(chǎn)時(shí)發(fā)生困難。 隨著新技術(shù)、 新工藝和新材料的出現(xiàn)， 更突出了在 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初始階段考慮工藝的必要。玻璃鋼制品由樹脂、 增強(qiáng)材料和多種輔助成分合理組合而成， 制造工藝種類 繁多，最有代表意義的有手糊成型(hand lap up)、樹脂傳遞成型(RTM及真 空輔助樹脂傳遞成型( VARTM-vacuum a

4、ssisted resin transfer molding )、 纖維纏繞(FW、反應(yīng)注射成型(Reaction InjectionMolding-RIM)及結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型( SRIM-Structural Reaction Injection Molding)、拉擠成型( pultrusion )、真空袋法法成型( Vacuum bag process )、樹脂膜熔浸成型 ( RFI-Resin Film Infusion )、預(yù)浸料(高壓釜)成型、低溫固化預(yù)浸料成型 以及 SCRIM(P Seeman Composite Infusion Molding Process 西曼復(fù)合材 料

5、公司樹脂滲透成型法) ,RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling 柔性模具樹脂滲透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding 真 空輔助樹脂傳遞成型) , 這三種工藝原理相似。 近年來手糊成型的比例有所下降， 重點(diǎn)在開發(fā)研究SMC拉擠、RTM及高技術(shù)應(yīng)用的帶自動(dòng)鋪放等工藝，并相應(yīng)的 開展原材料、模具和工藝等的研究。著重提高功效，改進(jìn)表面質(zhì)量，并采用組合 工藝，如SMC勺一個(gè)分支ZMC就是將注射和模壓相結(jié)合，還對(duì)注射和拉擠相結(jié) 合的工藝也進(jìn)行了研究，主要目的是為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。RTM類的傳遞模塑將向裝備大型化發(fā)

6、展。1.2 玻璃鋼加工技術(shù)發(fā)展玻璃鋼拉擠成型工藝開始于上世紀(jì)五十年代， 以后一度徘徊， 這些年發(fā)展很 快。這一類產(chǎn)品，在美國(guó)市場(chǎng)上約占玻璃鋼總產(chǎn)量的 6%，1989年的數(shù)量約 6.8 萬 噸，以后每年增長(zhǎng) 11%。在日本，最近三年這類產(chǎn)品的產(chǎn)量有起伏，每年平均約 增長(zhǎng) 6%。近年來拉擠產(chǎn)品除日常的管、 棒即各種型材外， 已在研究從大型拉擠機(jī) 中拉制出公共汽車的彎板及鐵路用容器。 這種鐵路專用貯罐， 是在大型拉擠模具（長(zhǎng)16m寬2.58m）中專門拉擠出貯罐的零件，然后用粘結(jié)劑拼裝并機(jī)械加固， 安裝成鐵路專用貯罐。 于此同時(shí)， 對(duì)拉擠工藝進(jìn)行比較深入的研究， 對(duì)各工藝參 數(shù)進(jìn)行控制， 如樹脂粘度、

7、 纖維張力、模具溫度、控制速度、拉力及型面尺寸等， 把這些參數(shù)建立數(shù)學(xué)模型， 找出合適的關(guān)系和規(guī)律性， 從而保證以最佳狀態(tài)， 使 設(shè)備運(yùn)行并得到高 質(zhì) 量餓產(chǎn) 品 。近年 來的拉擠機(jī) 采用拉 纏結(jié)合方式 ，稱 pullwinding ?？墒怪破肥芰鶆?。 最近的工藝趨向綜合化， 并使多種材料復(fù)合， 如 RTM-拉擠組合。即把熱塑形塑料注射與熱固性拉擠結(jié)合在一起，使二者材料 充分發(fā)揮特性， 有效地提高了材料利用率。 拉纏結(jié)合的方式， 可提高產(chǎn)品徑向強(qiáng) 度2025% 玻璃含量增加18% 增重9%2復(fù)合；3）拉擠成型的程序是： ）使玻璃纖維增強(qiáng)材料浸漬樹脂； ）玻璃纖維預(yù)成型后進(jìn)入加熱模具內(nèi)， 進(jìn)一

8、步浸漬（擠膠）、基體樹脂固化、將型材按要求長(zhǎng)度切斷 拉擠成型將增強(qiáng)材料浸漬樹脂有兩種方式：一. 膠槽浸漬法：（圖1）通常采用此法，即將增強(qiáng)材料通過樹脂槽浸膠，然 后進(jìn)入模具。 此法設(shè)備便宜作業(yè)性好， 適于不飽和聚酯樹脂、 環(huán)氧樹脂和乙烯基 酯樹脂。二. 注入浸漬法（圖2）：玻纖增強(qiáng)材料進(jìn)入模具后， 被注入模具內(nèi)的樹脂所浸 漬。此法適于凝膠時(shí)間短、粘度高、生產(chǎn)附產(chǎn)物的樹脂基體，如酚醛、雙馬來酰 亞胺樹脂。刃劃戶*披拉刖品圖1膠槽浸漬法ZV莽動(dòng)切JJQ矣擠枚淀盡柱蝕蔚注人加圧卜，焉抵y向pr=虢擠製置f 衲 中）CWMHfJy圖2注入浸漬法第二章設(shè)計(jì)任務(wù)江西農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文

9、） 課題名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師楊艷艷林金龍玻璃鋼拉擠成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì)院（系）職工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求：1、能獨(dú)立擬定設(shè)計(jì)方案，提出方案的構(gòu)思以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件等方面的可行性論證報(bào) 告。2、能熟練應(yīng)用已學(xué)過的理論知識(shí)，采用工程分析計(jì)算方法或數(shù)值計(jì)算方法，正確完成 設(shè)計(jì)中的計(jì)算工作。3、能熟練掌握機(jī)械制圖的方法和技巧，并運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等，按國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)正確地完成繪圖工作。4、能按設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，編寫出設(shè)計(jì)說明書。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：內(nèi) 容：1.查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，深入了解玻璃鋼成型技術(shù)。確定玻璃鋼原材料和成型工藝，提出總體設(shè)計(jì)方案。確定

10、總體設(shè)計(jì)方案，編寫設(shè)計(jì)說明書。通過理論計(jì)算及校核，修改各零部件尺寸。根據(jù)各零部件的尺寸，繪制各非標(biāo)零件的零件圖，繪制總裝圖。技術(shù)參數(shù)：1 .玻璃鋼外徑D=22mm玻璃鋼內(nèi)徑 d=6mm玻璃鋼螺距 p=10mm4 .生產(chǎn)率v=20m/h畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作計(jì)劃：2008.12 2009.1調(diào)查實(shí)習(xí)、查閱文獻(xiàn)、收集資料:方案選擇設(shè)計(jì)：2009.2總體設(shè)計(jì)：2009.2詳細(xì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：2009.3工程圖的繪制：2009.4編寫設(shè)計(jì)說明書：2009.4修改設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備答辯：2009.5接受任務(wù)日期 2008 年2_月丄 日要求完成日期2009年_5_月._10_ 日學(xué)生簽名年月日指導(dǎo)教師簽名年月一日

11、院長(zhǎng)（主任）簽名年月日第三章 玻璃鋼拉擠成型機(jī)設(shè)計(jì)過程內(nèi)容玻璃纖維通過送絲.浸膠進(jìn)行多次次加熱處理，然后絞線再進(jìn)加熱。經(jīng)過了 這一系列的加工和加熱過程，此時(shí)的玻璃纖維已經(jīng)被加工成為初成品的玻璃鋼 管。有了以上這些加工制造和多次的加熱加工， 接下來要繼續(xù)對(duì)玻璃鋼管進(jìn)行冷 卻.牽引等加工，直到最后切斷成合格的成品，最終得到符合要求的玻璃纖維的 制成品一一玻璃鋼管。該過程包括以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：3.1冷卻過程經(jīng)過了四次加熱之后，此時(shí)的玻璃鋼管的溫度可以達(dá)到170C以上，為了進(jìn)一步的加工必須對(duì)其進(jìn)行冷卻。同時(shí)還要考慮此溫度之下的玻璃鋼管的材料屬性 屬于脆性材料。為了保持材料這些良好的力學(xué)性能和特性，同時(shí)也要

12、考慮和保證 生產(chǎn)率和效率以及經(jīng)濟(jì)效益等一系列的要求，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，故設(shè)計(jì)了如下的冷卻過程：二次風(fēng)干一次風(fēng)冷(1)風(fēng)冷過程根據(jù)需要冷卻的溫度是從170C到室溫20r左右，同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益和成 本等要求，以及對(duì)整個(gè)機(jī)器的外型.美觀度的影響。散熱量的計(jì)算:Q = Cv XAt = 1.0% 103x 1.29% 33.8% 10咒 150 = 7848.36J式中:Cv空氣比熱容1.0 xl03J/kg. Cm空氣質(zhì)量 m=Px33.8P空氣密度1.29g/cm3AT溫度差值空氣體積的計(jì)算:Pxv = mx RxT式中：P 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)P =1.013xl05 PaR克拉柏隆氣體常數(shù)R= 0

13、.287m空氣質(zhì)量m = P X33.8T開氏溫度T=273 + iT則:1.103X105v =mRTJ.29咒 33.8心87“273 + 170-2叭5139護(hù) 10L P根據(jù)所計(jì)算出來的散熱量是 7848.36J和空氣體積進(jìn)行對(duì)風(fēng)扇的選取，為了 保證有足夠和充分的散熱，總體機(jī)架設(shè)計(jì)的冷卻組總長(zhǎng)度為4341.2 mm,每一組的長(zhǎng)度為1085.3根據(jù)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)每一組的風(fēng)扇個(gè)數(shù)進(jìn)行選取，為了滿足要求，選擇每一組的風(fēng)扇為DP200A 220240V - 5060HZ-0.14A S U 類型八組，一共十六個(gè)相對(duì)安 裝，具體安裝詳細(xì)見總裝配圖。具體的風(fēng)扇簡(jiǎn)圖如下:一次風(fēng)冷的主要作用是進(jìn)行

14、初步的冷卻，由于玻璃鋼管在經(jīng)過四次加熱之 后，溫度可達(dá)到170C以上，而且此時(shí)材料的屬性屬于脆性材料，為了保持材料 良好的力學(xué)性能和屬性。 同時(shí)也要保證足夠和充分的降溫作用， 所以一次風(fēng)冷采 用兩組風(fēng)扇，一組一共有十六個(gè)，每面八個(gè)相對(duì)安裝，讓風(fēng)扇對(duì)著吹，起到充分 散熱的作用。3.1.1 水冷過程經(jīng)過了一次風(fēng)冷之后，此時(shí)的溫度已經(jīng)有了大幅下降，但是為了達(dá)到和保證 生產(chǎn)效率，同時(shí)也為了節(jié)約成本，以及更充分的降溫，所以第二次采用水冷，水 冷的實(shí)現(xiàn)是利用噴泉實(shí)現(xiàn)原理， 通過電機(jī)傳輸電來提供動(dòng)力， 從而實(shí)現(xiàn)水循環(huán)過 程，保證玻璃鋼管和水可以完全接觸， 這樣才可以保證充分的冷卻。 經(jīng)過水冷的 作用之后，此

15、時(shí)的玻璃鋼管的溫度應(yīng)該在室溫左右。3.1.2 二次風(fēng)冷經(jīng)過了一次風(fēng)冷和水冷之后，此時(shí)的玻璃鋼管的溫度已經(jīng)被降下來，已 經(jīng)達(dá)到了預(yù)期所需要的要求， 這時(shí)的冷卻只是為了把玻璃鋼管由于剛剛水冷接觸 表面的水吹干， 所以此時(shí)所需要的只是小程度的散熱， 但同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效率和 成本以及結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單， 采用同一次風(fēng)冷時(shí)候相同型號(hào)和類型的風(fēng)扇， 只是 只需要用一組風(fēng)扇。3.2 牽引過程玻璃纖維的送絲以及成型的玻璃鋼產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)都是由牽引部分提供動(dòng)力的。 玻璃鋼管從開始到最后切斷成型， 這整個(gè)的生產(chǎn)過程的實(shí)現(xiàn)都是在牽引作用下實(shí) 現(xiàn)的，該過程的實(shí)現(xiàn)主要是靠彈簧受拉力作用進(jìn)行擠壓壓緊產(chǎn)生摩擦力， 通過電 機(jī)帶動(dòng)

16、軸上的鏈進(jìn)行運(yùn)， 而加工出來的玻璃鋼管上有螺紋， 通過安裝在鏈條上鏈 板與玻璃鋼管之間的擠壓作用下產(chǎn)生的摩擦力向前移動(dòng)的過程。 同時(shí)為了防止彈 簧的壓緊過緊， 使摩擦力過大而不利于牽引運(yùn)動(dòng)， 所以還選擇了氣動(dòng)元件， 通過氣動(dòng)元件克服彈簧彈力解脫牽引壓力來松開。該過程的裝置簡(jiǎn)圖如下:偉率p L i hq；p 誓；*甘r rn riQ、 LHU爭(zhēng)嘩雖LU*甘t io口|通過裝置圖可知該過程的實(shí)現(xiàn)主要是靠鏈傳動(dòng)，從裝置簡(jiǎn)圖中可以看出，該 過程中用到的以下幾種元件：1）彈簧元件力,為了實(shí)現(xiàn)壓緊，通過壓緊使鏈條與玻璃鋼管之間產(chǎn)生由于擠壓生成的摩擦 所以應(yīng)該選擇彈簧。彈簧的選?。海恳糠挚偣灿兴膫€(gè)彈簧）

17、已知玻璃鋼的抗壓強(qiáng)度是200MP，玻璃鋼承受的壓力F=5KN材料的選取:根據(jù)工作情況和已知條件，選取碳素彈簧鋼絲。彈簧絲直徑d及彈簧內(nèi)徑Di和外徑D以及中徑D2的確定首先根據(jù)旋繞比，選擇d :表3 1d (mm)0.20.40.511.52.22.56716850C714512510494846根據(jù)工作情況，工作時(shí)候推薦值選擇58所以選?。篸 =2mmc =8中徑D2 =cxd =2x8 =16mm內(nèi)徑Dr =D2-d =16-2 = 14mm外徑D = D2 +d =16 +2 = 18mm有效圈數(shù)已知彈簧材料為碳素彈簧鋼絲切變模量G =79x103M Pa彈性模量E =2O6X1O3M P

18、a彈簧剛度k =1.4根據(jù)公式Gd4 n _8D23k79天103咒24“=3= 258x163x1.4(4)彈簧其他尺寸節(jié)距 t = 6.3mm自由高度Ho = nxt + 1.5x d =6.3x 25 + 1.5x 2 = 180mm變形系數(shù)f =呼Gd43= 8x102879x10 *2式中G切變模量G =79X1O3M P aE彈性模量E =2 061 (Jm PaF玻璃鋼承受的壓力F =5X1O3N通過以上所計(jì)算出來的數(shù)據(jù)，以及滿足相應(yīng)的工作要求，選擇彈簧為:圓柱螺旋彈簧材料：碳素彈簧鋼絲型號(hào)：GB4357(5)彈簧導(dǎo)桿為了配合彈簧元件的使用，相對(duì)增加工作時(shí)候的穩(wěn)定性，所以選取彈簧

19、導(dǎo)桿, 由于彈簧是標(biāo)準(zhǔn)件，所以配合彈簧使用的導(dǎo)桿的具體形狀和尺寸就依據(jù)相應(yīng)的彈 簧來選擇即可，零件圖省略。(6)彈簧導(dǎo)套為了配合彈簧元件的工作，也要選擇與導(dǎo)桿和彈簧相配合的導(dǎo)套，導(dǎo)套是配 合彈簧的，而選擇的彈簧為標(biāo)準(zhǔn)件，則相應(yīng)選擇的導(dǎo)套為標(biāo)準(zhǔn)件，所以導(dǎo)套的零 件圖省略0(7)彈簧座的設(shè)計(jì)根據(jù)已經(jīng)選擇的彈簧型號(hào)，為了保證彈簧可以再總體裝置中更好的發(fā)揮作 用，所以需要設(shè)計(jì)合理的彈簧座，彈簧座的具體尺寸和結(jié)構(gòu)件彈簧座零件圖。2)氣動(dòng)元件在鏈傳動(dòng)的過程中，既需要彈簧元件的壓緊，但同時(shí)也需要?dú)鈩?dòng)元件克服 彈簧彈力解脫牽引壓力來松開，在壓緊和松開的相互配合作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃鋼管 的牽引作用。根據(jù)已知擠壓強(qiáng)度

20、P = 20 0 M P玻璃鋼承受的壓力F = 5KN選擇標(biāo)準(zhǔn)牽引升降氣缸型號(hào)SAZN SCI25X100玻璃鋼成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì) i 、SU 菲列 Series曰自左K：導(dǎo)= |!*1Hl邈A10c口e6Zmin31272523212317根據(jù)上表所推薦的小鏈輪的最小齒數(shù)，通過傳動(dòng)比i瓷=黑r-2，所以選擇小齒輪齒數(shù) 乙=29,大鏈輪的齒數(shù)Z2 TV =29x1.2 =33(2)確定鏈節(jié)數(shù)Lp初選定中心距a0 =4 Op則鏈節(jié)數(shù)為:Lp =2a0 + 乙 +Z2 +衛(wèi)咒(P 2a0Z -Z1 )22応2x4OP 丄 29+ 33 丄 P /33-29、2+X ()P240P 亠=1 1 1.

21、 01為了避免出現(xiàn)過度鏈節(jié)，所以選取鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)。故 Lp =112節(jié)(3)確定鏈條節(jié)距 P根據(jù)功率和小鏈輪轉(zhuǎn)速選取適用的節(jié)距。已知所給的電動(dòng)機(jī)為三相異步電機(jī)，功率 P= 1.5KW,轉(zhuǎn)速 rnMOOr/min , 生產(chǎn)率 v= 0.0056 m/s。實(shí)際功率F0 =KaPKzKlKm式中:Ka工作情況系數(shù)所以選取Ka .O表33載荷種類原動(dòng)機(jī)原動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)或汽動(dòng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)載荷平穩(wěn)1.01.2中等沖擊1.31.4較大沖擊1.51.7Kz小齒輪齒數(shù)系數(shù)表3 4乙912151929Kz0.4460.6090.7751.001.58Kz0.3260.5020.7011.001.99選取Kz =1.58K

22、l鏈長(zhǎng)系數(shù)，從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 中，根據(jù)工作情況選取Kl=1.05Km 多排鏈系數(shù)表35排數(shù)123456Km1.01.72.53.34.04.6根據(jù)工作情況，要滿足要求，設(shè)計(jì)選擇用一排鏈條，所以由上表可以選取得= 1.0公式:KaP。1. 0 1. 42530KzK lK m 1. 58 1M5 1.08曲* KM式中:F0 電機(jī)的傳動(dòng)功率Po = P xn = 1.5 X 0.95 = 1.425KWn渦輪減速機(jī)的傳動(dòng)效率已知電機(jī)功率為P =1.5KW，滿足設(shè)計(jì)要求。而已知 V =0.0056 m/s根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查表，所以選取鏈條的節(jié)距P = 38.1mm確定鏈條長(zhǎng)L和實(shí)際中心距a根據(jù)公式：

23、猛=監(jiān)0亠4.27mmpa0 寸(LPZr +Z2iZhZ2 2Z2-Z1 22；1-七亠J(Lp-七)-8(一)響(112 一字+J(1125)2= 1542取整a0=1542mm中心距減小量:如=(0 00 2 - 0.心0 4)(0.002 0.004)1 5 42= 3.084mm 6.168mm則實(shí)際中心距:a0 - Aa =1 54 2( 3 . 084 6.168)=1538.916mm1535.832mm所以取整數(shù)實(shí)際中心距 a=1536mm3-=267.9KN0.0056工作平穩(wěn),取壓軸系數(shù)Kq =1.2驗(yàn)算鏈速生產(chǎn)率已知是 v= 0.0056 ms，所以鏈速就是生產(chǎn)率，即v

24、 = 0.0056 m/s。求作用在軸上的壓力FqP1 5x10F =1000% 匚=1000%v軸上的壓力Fq =KqXF =1.2267.9心03 =321.5KN玻璃鋼成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì)27! 玻璃鋼成型機(jī)牽引部分設(shè)計(jì)30 鏈條的確定根據(jù)鏈速V =0.0056 m/s節(jié)距 p = 3 8. m m鏈條的型號(hào)：滾子鏈型號(hào)24 1112 GB 12431-83鏈輪齒數(shù)Zi =29.Z2 =33 沖心距a =1536mm壓軸力Fq =KqXF =1.2x267.9x103 =321.5KN根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的鏈條選擇鏈輪尺寸和結(jié)構(gòu)根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的鏈條型號(hào)和數(shù)值，對(duì)滾子鏈鏈輪進(jìn)行選擇和計(jì)算。則分

25、度圓直徑根據(jù)公式有：d =J.1800sinZ式中:P鏈條節(jié)距 p= 38.1mmZ大鏈輪齒數(shù)Z2 =33d =0.1800 sinZ38.1“=0 = 138mm.1800sin33齒頂圓直徑:180180da = px(0.524 + cot旦I) =38.1 X (0.54 + cot) =158mmZ33鏈輪的孔徑:dk =50mm所以選擇40號(hào)或50號(hào)的碳鋼，淬火或回火處理，保根據(jù)計(jì)算出來的鏈輪的分度圓和齒頂圓的直徑， 同時(shí)考慮到生產(chǎn)成本和經(jīng) 濟(jì)效益等因素，所以對(duì)鏈輪選用孔板式厚度為 20m m。鏈輪材料應(yīng)能保證輪齒具 有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能，證硬度在40-50HRC。(8)鏈輪轉(zhuǎn)速

26、的計(jì)算根據(jù)公式： V = w% r 兀Rn2式中:30V=3=0.68/s=40&/min兀R3.14x79/v 鏈輪的線速度 v= 0.0056 msR大鏈輪的半徑 D = 158mm3. 3牽引過程的執(zhí)行元件的設(shè)計(jì)和計(jì)算牽引過程的實(shí)現(xiàn)主要是靠鏈傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的， 通過安裝在鏈條上的鏈板與鋼管 的相互壓緊和摩擦來實(shí)現(xiàn)向前運(yùn)動(dòng)的，所以關(guān)鍵在于鏈傳動(dòng)的作用。3.3.1平行牽引鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)平行牽引，所以該鏈傳動(dòng)是一個(gè)特殊形式的鏈傳動(dòng)， 它的作用只是 平行傳動(dòng)，不同于前面的鏈傳動(dòng)是減速鏈傳動(dòng)，所以該鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比是1,即: 2Z%1 。(1)選擇鏈輪齒數(shù) 乙和 乙已知：生產(chǎn)率 v=0.0

27、0 5m/sq(Lp-y)+(Lp手勺。-29) +J(110-29)2-8xC2)2=862775mm取整ao = 862 mm中心距減小量:a =(0.002 - 0.004) xao =(0.002 - 0.004)x862= 1.724mm 3.448mm則實(shí)際中心距:=ao -人a =862 -(1.724- 3.448)=860.276mm - 858.552mm所以取整數(shù)(5)驗(yàn)算鏈速實(shí)際中心距a=860mm生產(chǎn)率已知是v=0.0056m/s，所以鏈速就是生產(chǎn)率，即 v = 0.0056 m/s。(6)求作用在軸上的壓力Fq3P1 5咒103F =1000 咒一=1000% =2

28、67.9KNv0.0056工作平穩(wěn)，取壓軸系數(shù)Kq =1.2軸上的壓力Fq =KqxF =1.2x267.9x103 =321.5KN(7)鏈條的確定根據(jù)鏈速v= 0.0056 m/s節(jié)距 p= 3 8. m m鏈條的型號(hào)：滾子鏈型號(hào) 2 4- 2 1 1 0GB 1243.1-83鏈輪齒數(shù)Zi=Z2=29沖心距a = 860mm壓軸力Fq =KqXF =1.2x267.9x103 =321.5KN(8)根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的鏈條選擇鏈輪尺寸和結(jié)構(gòu)根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的鏈條型號(hào)和數(shù)值，對(duì)滾子鏈鏈輪進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。則分度圓直徑根據(jù)公式有：d =J.1800sinZ式中:p鏈條節(jié)距 p= 38.1mmZ鏈

29、輪齒數(shù) Z=2938.1“0 =0 = 138mm.1800. 1800sin sinZ29+ cot酸)=158mm29180齒頂圓直徑：da = px(0.524 + cot) =38.1X(0.54鏈輪的孔徑：dk =50mm根據(jù)計(jì)算出來的鏈輪的分度圓和齒頂圓的直徑， 同時(shí)考慮到生產(chǎn)成本和經(jīng) 濟(jì)效益等因素，所以對(duì)鏈輪選用孔板式的厚度為 20mm的鏈輪。鏈輪材料應(yīng)能保 證輪齒具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性能， 所以選擇40號(hào)或50號(hào)的碳鋼，淬火或回火 處理，保證硬度在40-50HRC(.9 )鏈輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算根據(jù)公式：V = WX r =兀Rn23030v30 x0.0056“-門2 =0.68r/

30、s =40.8r/m i n兀R3.14% 79式中:v鏈輪的線速度 V =0.0056 m/sR鏈輪的半徑 D= 158mm通過上式的驗(yàn)算，可以確定平行鏈傳動(dòng)和減速鏈傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速是相同的 ，三個(gè)分 度圓直徑的鏈輪的線速度也是相同的， 為了達(dá)到牽引的目的，同時(shí)也考慮到結(jié)構(gòu) 的緊湊性和合理性，把三個(gè)直徑大小相同的鏈輪放在同一根軸上。3.4鏈條上安裝的鏈板的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計(jì)以及各元件的尺寸位置的布置和排列為了保證鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)玻璃鋼管的牽引，安排，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)的合理。所以在兩條鏈之間設(shè)計(jì)一個(gè)鏈板， 讓鏈板安裝在兩 個(gè)鏈條上，在鏈板中間設(shè)計(jì)一個(gè)半圓形狀的凹槽， 在這個(gè)半圓形狀的凹槽里也設(shè) 置三道類似溝槽的凹，

31、保證它的內(nèi)壁和玻璃鋼管之間有一定得摩擦，有利于牽引， 通過上鏈板和下鏈板的配合成一個(gè)圓形孔， 使玻璃鋼管經(jīng)過該圓形孔內(nèi)通過，達(dá) 到牽引的目的和作用。對(duì)于鏈板的材料選擇，考慮到鏈板和鏈條之間的安裝問題， 同時(shí)也考慮到磨損和噪音的影響， 所以鏈板選用聚合塑料，在上面開有四個(gè)大小 相同的沉孔，在選用一塊適當(dāng)尺寸的 Q235的鋼板，在鋼板上也開有 M8螺栓的 孔，通過一個(gè)鎖和裝置使它們組合安裝起來。對(duì)于鏈板的寬度剛好選取是一個(gè)節(jié) 距.鏈板的具體形狀和結(jié)構(gòu)尺寸詳細(xì)見零件圖3.4.1鏈板和鏈條鎖和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)鏈條和鏈板是兩個(gè)相互獨(dú)立的個(gè)體，為了把它們安裝在一起，更好的實(shí)現(xiàn) 對(duì)玻璃鋼管的牽引，所以設(shè)計(jì)鎖和機(jī)構(gòu)

32、，既保證不影響鏈傳動(dòng)種鏈輪和鏈條的嚙 合傳動(dòng)，同時(shí)可以更好的實(shí)現(xiàn)玻璃鋼管的牽引。鎖和機(jī)構(gòu)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)件鎖和裝配圖。3.5軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算該軸在此傳動(dòng)設(shè)計(jì)中是承受扭矩作用的傳動(dòng)軸，所以應(yīng)該在扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件下 計(jì)算軸的直徑。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為:T9550 x103xP卄WT笫中式中：tt軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPaT軸所受的扭矩 NmmW 軸的抗扭截面模量 mm3n軸的轉(zhuǎn)速 r/min “軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPaP軸所傳遞的功率 KW已知該軸為實(shí)心軸，所以 Wd；1?嘆3.5.1軸的最小直徑的初步的確定公式：d 4=x(9550 x103xP)Xn考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)成本等因素和工作情況的要求，所以選擇軸的材料

33、為碳鋼45#正火處理（硬度170-217HBS ）,則可知軸的一些強(qiáng)度如下：bb抗拉強(qiáng)度極限% =590MPabs屈服強(qiáng)度極限crs =295MPab 彎曲疲勞極限b_L =255 MPaI二剪切疲勞極限J =140 MPa“軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 佝=40MPa，根據(jù)所選擇的材料確定的。已知條件:一P1 5103軸所受的力：F =1000%T000X =267.9KNv0.0056軸的轉(zhuǎn)速：門2 =40.8“ min軸的傳遞功率：P =1.5X0.95X0.95 =1.354KW式中：F0電機(jī)的功率P0=1.5KW3渦輪減速機(jī)的效率損失3 = 0.95（已知是0.900.95）*2鏈傳動(dòng)的效率損

34、失*2 = 0.97d彳壽955003存彳護(hù)955岡03瑞=34.09mm通過計(jì)算可知軸的最小直徑d 3 34.09mm，所以取軸的最小直徑 d =35mm3.5.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段的直徑和長(zhǎng)度。已知該軸上分布安裝著三個(gè)分度 圓直徑和厚度以及材料相同鏈輪，兩個(gè)鏈輪兩兩之間固定安裝，中間用軸套固定。 通過上面的計(jì)算選取軸的最小直徑d =35mm，軸的兩端用可以調(diào)節(jié)間隙的軸承 座固定，兩個(gè)實(shí)現(xiàn)平行牽引傳動(dòng)的鏈輪根據(jù)鏈條的間距為130mm,鏈輪上的鏈輪孔徑軸d =50mm，則確定軸的軸徑的最大為 d =50mm，相應(yīng)的鏈輪與帶動(dòng)軸連同電機(jī) 的鏈輪之間的距離為17 mm，通過個(gè)

35、部分的結(jié)構(gòu)的確定，則軸的總長(zhǎng)度I = 325mm， 軸的具體結(jié)構(gòu)和各部分的尺寸詳細(xì)見零件圖。3.5.3軸承的選擇該軸承的選擇是要與傳動(dòng)軸配合使用的， 所以選用滾動(dòng)軸承。通過對(duì)軸的要 求和工作情況的考慮，軸承主要受徑向力和輕微的軸向力， 且該軸轉(zhuǎn)速比較低， 同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)成本等因素的影響，所以選擇用圓錐滾子軸承。軸承的型號(hào)：30207 GB 297-843.5.4軸的強(qiáng)度校核已知該軸受到軸向力和徑向力的共同作用， 所以應(yīng)該采用彎扭合成應(yīng)力校核 該軸的強(qiáng)度。已知條件:3軸所受的力F =1000天上=10005勺0 =267.9KN ,軸的剪切疲勞極限v0.0056JR40MPa，軸的許用

36、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：Ft=40MPa，且通過計(jì)算確定最小直徑d =35mm軸的長(zhǎng)度I = 325mm。軸是由功率P = 1.5KW的電機(jī)通過鏈輪帶動(dòng)的,轉(zhuǎn)速門2 =40.8r/min，帶輪的直徑D =158mmo豎直方向：（Z方向）已知軸是軸向和徑向力共同作用產(chǎn)生的組合變形，所以分別兩組鏈輪對(duì)軸 的力和力矩，首先計(jì)算連接電機(jī)的第一組鏈傳動(dòng)的鏈輪傳遞給軸的彎矩和力：Me =(9549X匸5.9595) =3 1 69N.m40.8fAMMe3169 = 2006N158則對(duì)軸上的力分析:FAVEFFi +F2 =2F 和 F2 X0.325 =2Fx 0.075計(jì)算得：F1524.5NF2 =5 815

37、N畫出彎矩圖:rexMz =丘 xx =1424.5X0.14 =199.4N.m水平方向：（X方向）其次計(jì)算牽引傳動(dòng)的鏈輪組對(duì)軸的力和彎矩:已知鏈輪作用在軸上的壓軸力 Fq =KqX F =1.2x267.9x103 = 321.5x103N則根據(jù)下面的受力分析:y片 +F2 =2Fq 和 F2X325 =321.5X220+ 321.5%90計(jì)算得到： 片=354x103 NF2 =289x103 N畫出彎矩圖:F2Mx 十宀=354X0.086 =27.4N.mX方向和Z方向的力由于軸受到彎扭組合的共同作用，把分別計(jì)算得到的 共同對(duì)軸的作用，由公式：M = Jm；+M； = J199.4

38、2+27.42 =2 0 .EN.m而： T =Me =3 1 69N.m由于軸受到彎扭組合的共同作用，把分別計(jì)算得到的X方向和Z方向的力共同對(duì)軸的作用連同扭矩，按第三理論強(qiáng)度進(jìn)行校核，則由公式:bca帀而：Wt =皿1 人俺二3 = 9331mm5佩92 沁=37.5MPa g=40MPa 合格0.93313.6鏈傳動(dòng)防松結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算牽引部分的設(shè)計(jì)是通過鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，該過程的最核心結(jié)構(gòu)就是平行傳動(dòng)的 鏈傳動(dòng)，但是鏈傳動(dòng)時(shí)候有震動(dòng)和噪音，隨著機(jī)器工作時(shí)間的增加會(huì)越來越嚴(yán)重， 而且鏈條會(huì)松動(dòng)，使傳動(dòng)效率和生產(chǎn)率受到很大程度的影響，為了防止這種現(xiàn)象， 所以設(shè)計(jì)了放松的裝置。該裝置的原理是把軸裝

39、在軸承里，用軸承套來固定和加 緊軸承，把該軸承套連同軸和軸承同時(shí)裝在一個(gè)類似箱體的結(jié)構(gòu)里，在這個(gè)箱體裝置的兩側(cè)開有各開有一個(gè)螺紋孔， 在螺紋孔內(nèi)旋螺栓，通過它們和軸承套的相 互接觸擰緊和來調(diào)節(jié)整個(gè)結(jié)構(gòu)的小位移， 來實(shí)現(xiàn)對(duì)軸在徑向運(yùn)動(dòng)，由于鏈輪安裝 在軸上，就實(shí)現(xiàn)對(duì)鏈條的防松控制和調(diào)節(jié)。該結(jié)構(gòu)要需要對(duì)以下幾個(gè)零件的設(shè)計(jì) 和計(jì)算：3.6.1軸承套的設(shè)計(jì)根據(jù)已經(jīng)選擇的軸承和軸來設(shè)計(jì)軸承套，已知軸的最小軸徑d=35mm和軸承的型號(hào)：30207 GB 297-84,通過軸和軸承是過盈配合，為了保證結(jié)構(gòu)的緊 湊和實(shí)用，所以設(shè)計(jì)了軸承套的基本尺寸，詳細(xì)尺寸見零件圖。同時(shí)考慮到工作 情況和生產(chǎn)成本等經(jīng)濟(jì)效率因

40、素，對(duì)軸承套的材料選擇為碳鋼Q235。3.6.2軸承套箱體的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計(jì)和計(jì)算為了保證軸承套連同軸和軸承這個(gè)結(jié)構(gòu)在箱體內(nèi)能夠有一個(gè)相對(duì)很小的位 移，且能夠保證這個(gè)整體不會(huì)發(fā)生上下的竄動(dòng)， 就要要求箱體有合理的結(jié)構(gòu)和尺 寸，同時(shí)還要考慮的安裝的問題，把這個(gè)箱體安裝在上上下蓋板上采用螺栓連接， 除此之外還要考慮材料和生產(chǎn)成本等經(jīng)濟(jì)要素，對(duì)箱體的材料選擇為和上下蓋板 相同的材料碳鋼Q235。箱體的具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳細(xì)見零件圖。3.6.3軸承箱體的上蓋板的設(shè)計(jì)箱體的結(jié)構(gòu)不能是一個(gè)密封的箱體，這樣就無法保證把軸連同軸承和軸承套 可以安裝在箱體內(nèi)，所以箱體是一個(gè)無蓋的箱體，需要對(duì)箱體的上蓋板的結(jié)構(gòu)尺 寸

41、和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了配合箱體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還要考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊和合理， 此外和材料等生產(chǎn)成本因素，選擇此蓋板的材料為碳鋼Q235，具體的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸見零件圖。3.7整體上下蓋板的結(jié)構(gòu)和尺寸確定在裝置簡(jiǎn)圖之中，整個(gè)裝置的主要結(jié)構(gòu)都安裝在上下蓋板之中，選擇蓋板的材料為A3鋼，已知蓋板的板厚度為10 mm,根據(jù)已經(jīng)確定和計(jì)算出來的鏈傳動(dòng) 和軸的基本尺寸數(shù)據(jù)，可以確定上下蓋板的基本尺寸長(zhǎng)為寬為軸長(zhǎng)L=325 mm和板厚之和即的寬為345 mm，蓋板長(zhǎng)根據(jù)已經(jīng)計(jì)算得出的鏈條的中心距 a =860mm且鏈輪的齒頂圓D =158mm以及板厚10 mm，確定板長(zhǎng)1200 mm。蓋 板的厚度相應(yīng)的根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸確

42、定為 196 mm。與此同時(shí)，鏈傳動(dòng)在牽引過程中會(huì)由于和玻璃鋼管之間發(fā)生擠壓，玻璃鋼管 將往上發(fā)生翹起，為了防止鏈條的翹起，所以設(shè)計(jì)了一個(gè)支起鏈條的支撐板， 支 撐板的尺寸是根據(jù)鏈條的節(jié)距和鏈條的寬度設(shè)計(jì)的，詳細(xì)參見蓋板零件圖。蓋板的具體的結(jié)構(gòu)和詳細(xì)尺寸見零件圖。3.8切斷過程該過程的設(shè)計(jì)主要是為了把長(zhǎng)長(zhǎng)的玻璃鋼管切成2米一段的合格成品完成加工。此過程的實(shí)現(xiàn)是采用一個(gè)小車，使小車在機(jī)架上面得軌道做直線運(yùn)動(dòng)， 在 小車的尾部安裝一個(gè)觸板，觸板上裝有感應(yīng)器，小車向前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)玻璃鋼管在 牽引作用下與小車相對(duì)的向前的運(yùn)動(dòng)，它們之間的相對(duì)距離為2米，當(dāng)玻璃鋼管 接觸到觸板時(shí)引發(fā)上面的感應(yīng)器，感應(yīng)器上的報(bào)警指示燈會(huì)發(fā)亮，此時(shí)小車頭部 的接近開關(guān)會(huì)閉合使切割刀開動(dòng)進(jìn)行切割， 這樣就完成了一次切割。此過程的實(shí) 現(xiàn)是需要人進(jìn)行操作來實(shí)現(xiàn)的，需要對(duì)小車進(jìn)行控制的。具體實(shí)現(xiàn)過程如下簡(jiǎn)圖:切割平臺(tái)的結(jié)構(gòu)：為了保證小車可以在一個(gè)平行的軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，而且也要保證切段長(zhǎng)度為2米一段，通過已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的機(jī)架的寬度為 700 mm,則切割平臺(tái)的寬度為700 mm,此切割平臺(tái)類似一塊板。如下圖所示：第四章 總結(jié)本課題