114玻璃鋼拉擠成型機牽引部分設(shè)計

1、玻璃鋼成型機牽引部分設(shè)計 2 2. 3. 錯誤！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)計任務 第三章 玻璃鋼拉擠成型機設(shè)計過程內(nèi)容 3.1冷卻過程 3.1.1水冷過程 二次風冷 3.2 牽引過程 3.3 牽引設(shè)計 3.3.1 渦輪減速機的選擇 電機減速鏈傳動的設(shè)計和計算 3 牽引過程的執(zhí)行元件的設(shè)計和計算 平行牽引鏈傳動的設(shè)計和計算 鏈條上安裝的鏈板的結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計 鏈板和鏈條鎖

2、和機構(gòu)的設(shè)計 軸的設(shè)計和計算 軸的最小直徑的初步的確定 3.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.5.3 軸承的選擇 3.5.4 軸的強度校核 鏈傳動防松結(jié)構(gòu)的設(shè)計和計算 3.6.1 軸承套的設(shè)計 軸承套箱體的結(jié)構(gòu)和尺寸的設(shè)計和計算3.6.3 軸承箱體的上蓋板的設(shè)計整體上下蓋板的結(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 . 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合而成的。 玻璃纖維用作增強材料， 它具 有較高的拉伸強度和彈性模量。玻璃鋼產(chǎn)品設(shè)計通常包括三大部分，即性能( 功能)、結(jié)構(gòu)( 強度和剛度)和工藝設(shè)計。性能設(shè)計要充分考慮產(chǎn)品的使用條件，設(shè) 計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)計是根據(jù)所承受的 載荷和使用環(huán)境， 設(shè)計出不使材料產(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)計是要盡可能使成型方便， 成本低廉。如果我們在玻璃鋼產(chǎn)品設(shè)計時， 僅僅考慮如何滿足性能要求， 而對原材料和成型制造等工藝問題重視不夠， 則會 使組織批量生產(chǎn)時發(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)計的初始階段考慮工藝的必要。玻璃鋼制品由樹脂、 增強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、反應注射成型(Reaction InjectionMolding-RIM)及結(jié)構(gòu)反應注射成型( 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 )、預浸料(高壓釜)成型、低溫固化預浸料成型 以及 SCRIM(P Seeman Composite Infusion Molding Process 西曼復合材 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， 重點在開發(fā)研究SMC拉擠、RTM及高技術(shù)應用的帶自動鋪放等工藝，并相應的 開展原材料、模具和工藝等的研究。著重提高功效，改進表面質(zhì)量，并采用組合 工藝，如SMC勺一個分支ZMC就是將注射和模壓相結(jié)合，還對注射和拉擠相結(jié) 合的工藝也進行了研究，主要目的是為了提高勞動生產(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，在美國市場上約占玻璃鋼總產(chǎn)量的 6%，1989年的數(shù)量約 6.8 萬 噸，以后每年增長 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 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 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)劑拼裝并機械加固， 安裝成鐵路專用貯罐。 于此同時， 對拉擠工藝進行比較深入的研究， 對各工藝參 數(shù)進行控制， 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)備運行并得到高 質(zhì) 量餓產(chǎn) 品 。近年 來的拉擠機 采用拉 纏結(jié)合方式 ，稱 pullwinding 。可使制品受力均勻。 最近的工藝趨向綜合化， 并使多種材料復合， 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 度2025% 玻璃含量增加18% 增重9%2復合；3）拉擠成型的程序是： ）使玻璃纖維增強材料浸漬樹脂； ）玻璃纖維預成型后進入加熱模具內(nèi)， 進一

8、步浸漬（擠膠）、基體樹脂固化、將型材按要求長度切斷 拉擠成型將增強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，即將增強材料通過樹脂槽浸膠，然 后進入模具。 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）：玻纖增強材料進入模具后， 被注入模具內(nèi)的樹脂所浸 漬。此法適于凝膠時間短、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)計任務江西農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書設(shè)計（論文

9、） 課題名稱 學生姓名 指導教師楊艷艷林金龍玻璃鋼拉擠成型機牽引部分設(shè)計院（系）職工學院機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計（論文）要求：1、能獨立擬定設(shè)計方案，提出方案的構(gòu)思以及技術(shù)、經(jīng)濟條件等方面的可行性論證報 告。2、能熟練應用已學過的理論知識，采用工程分析計算方法或數(shù)值計算方法，正確完成 設(shè)計中的計算工作。3、能熟練掌握機械制圖的方法和技巧，并運用計算機繪圖、計算機輔助設(shè)計等，按國 家標準正確地完成繪圖工作。4、能按設(shè)計任務書的要求，編寫出設(shè)計說明書。畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)：內(nèi) 容：1.查閱相關(guān)文獻，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)計方案。確定

10、總體設(shè)計方案，編寫設(shè)計說明書。通過理論計算及校核，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（論文）工作計劃：2008.12 2009.1調(diào)查實習、查閱文獻、收集資料:方案選擇設(shè)計：2009.2總體設(shè)計：2009.2詳細計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計：2009.3工程圖的繪制：2009.4編寫設(shè)計說明書：2009.4修改設(shè)計、準備答辯：2009.5接受任務日期 2008 年2_月丄 日要求完成日期2009年_5_月._10_ 日學生簽名年月日指導教師簽名年月一日

11、院長（主任）簽名年月日第三章 玻璃鋼拉擠成型機設(shè)計過程內(nèi)容玻璃纖維通過送絲.浸膠進行多次次加熱處理，然后絞線再進加熱。經(jīng)過了 這一系列的加工和加熱過程，此時的玻璃纖維已經(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)對玻璃鋼管進行冷 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環(huán)節(jié)：3.1冷卻過程經(jīng)過了四次加熱之后，此時的玻璃鋼管的溫度可以達到170C以上，為了進一步的加工必須對其進行冷卻。同時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性能和特性，同時也要

12、考慮和保證 生產(chǎn)率和效率以及經(jīng)濟效益等一系列的要求，需要對產(chǎn)品進行冷卻，故設(shè)計了如下的冷卻過程：二次風干一次風冷(1)風冷過程根據(jù)需要冷卻的溫度是從170C到室溫20r左右，同時考慮到經(jīng)濟效益和成 本等要求，以及對整個機器的外型.美觀度的影響。散熱量的計算: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算:Pxv = mx RxT式中：P 標準大氣壓強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 10L P根據(jù)所計算出來的散熱量是 7848.36J和空氣體積進行對風扇的選取，為了 保證有足夠和充分的散熱，總體機架設(shè)計的冷卻組總長度為4341.2 mm,每一組的長度為1085.3根據(jù)所設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸對每一組的風扇個數(shù)進行選取，為了滿足要求，選擇每一組的風扇為DP200A 220240V - 5060HZ-0.14A S U 類型八組，一共十六個相對安 裝，具體安裝詳細見總裝配圖。具體的風扇簡圖如下:一次風冷的主要作用是進行

14、初步的冷卻，由于玻璃鋼管在經(jīng)過四次加熱之 后，溫度可達到170C以上，而且此時材料的屬性屬于脆性材料，為了保持材料 良好的力學性能和屬性。 同時也要保證足夠和充分的降溫作用， 所以一次風冷采 用兩組風扇，一組一共有十六個，每面八個相對安裝，讓風扇對著吹，起到充分 散熱的作用。3.1.1 水冷過程經(jīng)過了一次風冷之后，此時的溫度已經(jīng)有了大幅下降，但是為了達到和保證 生產(chǎn)效率，同時也為了節(jié)約成本，以及更充分的降溫，所以第二次采用水冷，水 冷的實現(xiàn)是利用噴泉實現(xiàn)原理， 通過電機傳輸電來提供動力， 從而實現(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、時的玻璃鋼管的溫度應該在室溫左右。3.1.2 二次風冷經(jīng)過了一次風冷和水冷之后，此時的玻璃鋼管的溫度已經(jīng)被降下來，已 經(jīng)達到了預期所需要的要求， 這時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， 所以此時所需要的只是小程度的散熱， 但同時考慮到經(jīng)濟效率和 成本以及結(jié)構(gòu)和設(shè)計的簡單， 采用同一次風冷時候相同型號和類型的風扇， 只是 只需要用一組風扇。3.2 牽引過程玻璃纖維的送絲以及成型的玻璃鋼產(chǎn)品的運動都是由牽引部分提供動力的。 玻璃鋼管從開始到最后切斷成型， 這整個的生產(chǎn)過程的實現(xiàn)都是在牽引作用下實 現(xiàn)的，該過程的實現(xiàn)主要是靠彈簧受拉力作用進行擠壓壓緊產(chǎn)生摩擦力， 通過電 機帶動

16、軸上的鏈進行運， 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的過程。 同時為了防止彈 簧的壓緊過緊， 使摩擦力過大而不利于牽引運動， 所以還選擇了氣動元件， 通過氣動元件克服彈簧彈力解脫牽引壓力來松開。該過程的裝置簡圖如下:偉率p L i hq；p 誓；*甘r rn riQ、 LHU爭嘩雖LU*甘t io口|通過裝置圖可知該過程的實現(xiàn)主要是靠鏈傳動，從裝置簡圖中可以看出，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 所以應該選擇彈簧。彈簧的選?。海恳糠挚偣灿兴膫€彈簧）

17、已知玻璃鋼的抗壓強度是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，工作時候推薦值選擇58所以選取：d =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通過以上所計算出來的數(shù)據(jù)，以及滿足相應的工作要求，選擇彈簧為:圓柱螺旋彈簧材料：碳素彈簧鋼絲型號：GB4357(5)彈簧導桿為了配合彈簧元件的使用，相對增加工作時候的穩(wěn)定性，所以選取彈簧

19、導桿, 由于彈簧是標準件，所以配合彈簧使用的導桿的具體形狀和尺寸就依據(jù)相應的彈 簧來選擇即可，零件圖省略。(6)彈簧導套為了配合彈簧元件的工作，也要選擇與導桿和彈簧相配合的導套，導套是配 合彈簧的，而選擇的彈簧為標準件，則相應選擇的導套為標準件，所以導套的零 件圖省略0(7)彈簧座的設(shè)計根據(jù)已經(jīng)選擇的彈簧型號，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)氣動元件在鏈傳動的過程中，既需要彈簧元件的壓緊，但同時也需要氣動元件克服 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現(xiàn)對玻璃鋼管 的牽引作用。根據(jù)已知擠壓強度

20、P = 20 0 M P玻璃鋼承受的壓力F = 5KN選擇標準牽引升降氣缸型號SAZN SCI25X100玻璃鋼成型機牽引部分設(shè)計 i 、SU 菲列 Series曰自左K：導= |!*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。已知所給的電動機為三相異步電機，功率 P= 1.5KW,轉(zhuǎn)速 rnMOOr/min , 生產(chǎn)率 v= 0.0056 m/s。實際功率F0 =KaPKzKlKm式中:Ka工作情況系數(shù)所以選取Ka .O表33載荷種類原動機原動機電動機或汽動機內(nèi)燃機載荷平穩(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鏈長系數(shù)，從機械設(shè)計手冊 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 電機的傳動功率Po = P xn = 1.5 X 0.95 = 1.425KWn渦輪減速機的傳動效率已知電機功率為P =1.5KW，滿足設(shè)計要求。而已知 V =0.0056 m/s根據(jù)機械設(shè)計手冊查表，所以選取鏈條的節(jié)距P = 38.1mm確定鏈條長L和實際中心距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則實際中心距:a0 - Aa =1 54 2( 3 . 084 6.168)=1538.916mm1535.832mm所以取整數(shù)實際中心距 a=1536mm3-=267.9KN0.0056工作平穩(wěn),取壓軸系數(shù)Kq =1.2驗算鏈速生產(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玻璃鋼成型機牽引部分設(shè)計27! 玻璃鋼成型機牽引部分設(shè)計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：滾子鏈型號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)計出來的鏈條型號和數(shù)值，對滾子鏈鏈輪進行選擇和計算。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號或50號的碳鋼，淬火或回火處理，保根據(jù)計算出來的鏈輪的分度圓和齒頂圓的直徑， 同時考慮到生產(chǎn)成本和經(jīng) 濟效益等因素，所以對鏈輪選用孔板式厚度為 20m m。鏈輪材料應能保證輪齒具 有足夠的強度和耐磨性能，證硬度在40-50HRC。(8)鏈輪轉(zhuǎn)速

26、的計算根據(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)計和計算牽引過程的實現(xiàn)主要是靠鏈傳動來實現(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現(xiàn)向前運動的，所以關(guān)鍵在于鏈傳動的作用。3.3.1平行牽引鏈傳動的設(shè)計和計算為了實現(xiàn)平行牽引，所以該鏈傳動是一個特殊形式的鏈傳動， 它的作用只是 平行傳動，不同于前面的鏈傳動是減速鏈傳動，所以該鏈傳動的傳動比是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則實際中心距:=ao -人a =862 -(1.724- 3.448)=860.276mm - 858.552mm所以取整數(shù)(5)驗算鏈速實際中心距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：滾子鏈型號 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)計出來的鏈條型號和數(shù)值，對滾子鏈鏈輪進行設(shè)計和計算。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)計算出來的鏈輪的分度圓和齒頂圓的直徑， 同時考慮到生產(chǎn)成本和經(jīng) 濟效益等因素，所以對鏈輪選用孔板式的厚度為 20mm的鏈輪。鏈輪材料應能保 證輪齒具有足夠的強度和耐磨性能， 所以選擇40號或50號的碳鋼，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通過上式的驗算，可以確定平行鏈傳動和減速鏈傳動的轉(zhuǎn)速是相同的 ，三個分 度圓直徑的鏈輪的線速度也是相同的， 為了達到牽引的目的，同時也考慮到結(jié)構(gòu) 的緊湊性和合理性，把三個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)計以及各元件的尺寸位置的布置和排列為了保證鏈傳動實現(xiàn)玻璃鋼管的牽引，安排，同時保證結(jié)構(gòu)的合理。所以在兩條鏈之間設(shè)計一個鏈板， 讓鏈板安裝在兩 個鏈條上，在鏈板中間設(shè)計一個半圓形狀的凹槽， 在這個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圓形孔， 使玻璃鋼管經(jīng)過該圓形孔內(nèi)通過，達 到牽引的目的和作用。對于鏈板的材料選擇，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，在上面開有四個大小 相同的沉孔，在選用一塊適當尺寸的 Q235的鋼板，在鋼板上也開有 M8螺栓的 孔，通過一個鎖和裝置使它們組合安裝起來。對于鏈板的寬度剛好選取是一個節(jié) 距.鏈板的具體形狀和結(jié)構(gòu)尺寸詳細見零件圖3.4.1鏈板和鏈條鎖和機構(gòu)的設(shè)計鏈條和鏈板是兩個相互獨立的個體，為了把它們安裝在一起，更好的實現(xiàn) 對玻璃鋼管的牽引，所以設(shè)計鎖和機構(gòu)

32、，既保證不影響鏈傳動種鏈輪和鏈條的嚙 合傳動，同時可以更好的實現(xiàn)玻璃鋼管的牽引。鎖和機構(gòu)的詳細結(jié)構(gòu)件鎖和裝配圖。3.5軸的設(shè)計和計算該軸在此傳動設(shè)計中是承受扭矩作用的傳動軸，所以應該在扭轉(zhuǎn)強度條件下 計算軸的直徑。扭轉(zhuǎn)強度條件為:T9550 x103xP卄WT笫中式中：tt軸的扭轉(zhuǎn)切應力 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)切應力 MPaP軸所傳遞的功率 KW已知該軸為實心軸，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 ）,則可知軸的一些強度如下：bb抗拉強度極限% =590MPabs屈服強度極限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電機的功率P0=1.5KW3渦輪減速機的效率損失3 = 0.95（已知是0.900.95）*2鏈傳動的效率損

34、失*2 = 0.97d彳壽955003存彳護955岡03瑞=34.09mm通過計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)計根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段的直徑和長度。已知該軸上分布安裝著三個分度 圓直徑和厚度以及材料相同鏈輪，兩個鏈輪兩兩之間固定安裝，中間用軸套固定。 通過上面的計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，兩個實現(xiàn)平行牽引傳動的鏈輪根據(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，相應的鏈輪與帶動軸連同電機 的鏈輪之間的距離為17 mm，通過個

35、部分的結(jié)構(gòu)的確定，則軸的總長度I = 325mm， 軸的具體結(jié)構(gòu)和各部分的尺寸詳細見零件圖。3.5.3軸承的選擇該軸承的選擇是要與傳動軸配合使用的， 所以選用滾動軸承。通過對軸的要 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， 同時考慮到經(jīng)濟效益和生產(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：30207 GB 297-843.5.4軸的強度校核已知該軸受到軸向力和徑向力的共同作用， 所以應該采用彎扭合成應力校核 該軸的強度。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)切應力：Ft=40MPa，且通過計算確定最小直徑d =35mm軸的長度I = 325mm。軸是由功率P = 1.5KW的電機通過鏈輪帶動的,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軸 的力和力矩，首先計算連接電機的第一組鏈傳動的鏈輪傳遞給軸的彎矩和力：Me =(9549X匸5.9595) =3 1 69N.m40.8fAMMe3169 = 2006N158則對軸上的力分析:FAVEFFi +F2 =2F 和 F2 X0.325 =2Fx 0.075計算得：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）其次計算牽引傳動的鏈輪組對軸的力和彎矩: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，把分別計算得到的 共同對軸的作用，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，把分別計算得到的X方向和Z方向的力共同對軸的作用連同扭矩，按第三理論強度進行校核，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鏈傳動防松結(jié)構(gòu)的設(shè)計和計算牽引部分的設(shè)計是通過鏈傳動實現(xiàn)的，該過程的最核心結(jié)構(gòu)就是平行傳動的 鏈傳動，但是鏈傳動時候有震動和噪音，隨著機器工作時間的增加會越來越嚴重， 而且鏈條會松動，使傳動效率和生產(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裝在一個類似箱體的結(jié)構(gòu)里，在這個箱體裝置的兩側(cè)開有各開有一個螺紋孔， 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)整個結(jié)構(gòu)的小位移， 來實現(xiàn)對軸在徑向運動，由于鏈輪安裝 在軸上，就實現(xiàn)對鏈條的防松控制和調(diào)節(jié)。該結(jié)構(gòu)要需要對以下幾個零件的設(shè)計 和計算：3.6.1軸承套的設(shè)計根據(jù)已經(jīng)選擇的軸承和軸來設(shè)計軸承套，已知軸的最小軸徑d=35mm和軸承的型號：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 湊和實用，所以設(shè)計了軸承套的基本尺寸，詳細尺寸見零件圖。同時考慮到工作 情況和生產(chǎn)成本等經(jīng)濟效率因

40、素，對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)計和計算為了保證軸承套連同軸和軸承這個結(jié)構(gòu)在箱體內(nèi)能夠有一個相對很小的位 移，且能夠保證這個整體不會發(fā)生上下的竄動， 就要要求箱體有合理的結(jié)構(gòu)和尺 寸，同時還要考慮的安裝的問題，把這個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)濟要素，對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)和尺寸詳細見零件圖。3.6.3軸承箱體的上蓋板的設(shè)計箱體的結(jié)構(gòu)不能是一個密封的箱體，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)，所以箱體是一個無蓋的箱體，需要對箱體的上蓋板的結(jié)構(gòu)尺 寸

41、和形狀進行設(shè)計，為了配合箱體的結(jié)構(gòu)，同時還要考慮到結(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圖之中，整個裝置的主要結(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)確定和計算出來的鏈傳動 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為寬為軸長L=325 mm和板厚之和即的寬為345 mm，蓋板長根據(jù)已經(jīng)計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1200 mm。蓋 板的厚度相應的根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸確

42、定為 196 mm。與此同時，鏈傳動在牽引過程中會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)計了一個支起鏈條的支撐板， 支 撐板的尺寸是根據(jù)鏈條的節(jié)距和鏈條的寬度設(shè)計的，詳細參見蓋板零件圖。蓋板的具體的結(jié)構(gòu)和詳細尺寸見零件圖。3.8切斷過程該過程的設(shè)計主要是為了把長長的玻璃鋼管切成2米一段的合格成品完成加工。此過程的實現(xiàn)是采用一個小車，使小車在機架上面得軌道做直線運動， 在 小車的尾部安裝一個觸板，觸板上裝有感應器，小車向前運動的同時玻璃鋼管在 牽引作用下與小車相對的向前的運動，它們之間的相對距離為2米，當玻璃鋼管 接觸到觸板時引發(fā)上面的感應器，感應器上的報警指示燈會發(fā)亮，此時小車頭部 的接近開關(guān)會閉合使切割刀開動進行切割， 這樣就完成了一次切割。此過程的實 現(xiàn)是需要人進行操作來實現(xiàn)的，需要對小車進行控制的。具體實現(xiàn)過程如下簡圖:切割平臺的結(jié)構(gòu)：為了保證小車可以在一個平行的軌道內(nèi)運動，而且也要保證切段長度為2米一段，通過已經(jīng)設(shè)計出來的機架的寬度為 700 mm,則切割平臺的寬度為700 mm,此切割平臺類似一塊板。如下圖所示：第四章 總結(jié)本課題