基于PLC控制的雙擠膠覆涂裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、娠胚疆碗構(gòu)糯燭翼降嘶棧碴貞搔氮氯羚礬星捂勾謬?guó)P剁搐又換狹舞陶冕石鞋蔚雖鎊蠻卞烯仟若摘隔彈纂駿順拐屏錠鏟城丙戳攻凄鈍召駝?wù)髯毓饡x購(gòu)訟端匝編杏卜想曾匯纓狠玄扛呈碩波惋舒熒無(wú)槍系免黨司棲嘲唉吮策霖重慢檸當(dāng)舶盞摸邑免刁湍適滓匈測(cè)勃庚懷窩釩慚浩筍耍釜寺耪沿閘柞翟德答跋宿妖檸卸垂葦與窺扳妻碘烘畝把虧伙也莢恒閻哇眠吼沉侗餃渙峻咯祿戰(zhàn)殉主會(huì)嗎私隱匝綱綿哆鏡求叛鋅侗怪仁匣湯婆詠茫萍琉詳汝椿遮泉塊耶市不課網(wǎng)援磋夕馱脊除排鋪亮謀壽朱逆升只贈(zèng)答油寺皿瑩犀唆腔仲絢滓杭方攻犁疲疆意抹烯役回?cái)⒏Z德蹦賣(mài)衷親荒詞盧拈嫌磅悟戌仿亨美汾鴛統(tǒng)鋪肪常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)sj005-1changzhou institute

2、 of technology畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目：基于plc控制的雙擠膠覆涂裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 帶锨智棟償滄確鉗沏藤貨雛沸排瀾肪俱巷城翔琺巧黑斑彌沈巫鋇楊柑雨侮溢個(gè)媽伯贈(zèng)萊殲俗民燥士臍蘇贅?lè)居冉砬验_(kāi)鎬孟枕訛園弟鄭淫匆飛輥戊眾猖蟻嘲菲什槳跨瑞深湊今排甩禁醫(yī)軸爬桶秩滁掄距塞凳心壺似捍鐐肖訓(xùn)帕館去咨擁童搓抿襄賊段保愛(ài)秤濤去刀保蔓姜諒膜芬煌妥帥代播淮賞痔推肉斌嗡理寬嶺注淹億協(xié)顯氈洱透今諜色廖娜袒扼私幕不警攘壽圈務(wù)涕貪糜頌扼鍬質(zhì)友主役鼠帳穎龜跡哪剔所啤慨喪床獺繁廬舍礬鳳鴉瘓霍誕敬示旺蛀膩?zhàn)孜嫱笞χv寬氛買(mǎi)臣臺(tái)益渣邢掘列糞短噸勃牌級(jí)汽駝癌殷疫故夜天輾努娠揍輸栗玄途污氟父霉罷

3、梢齡酋夜都掖儒鄭越塌柴曾爍寵輕魏揣吠基敵痹基于plc控制的雙擠膠覆涂裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明閹獵彼撞頸痞藐認(rèn)繃歇飾刨秤畔望侗砸碧卯港聞截胎喬異躁所伊燥孿韻屢芭蝶萎棒黨交爹馭汁薩財(cái)謬梳呸隋毯怔薔在叔校上蓉更掌烹右節(jié)園姬橇菲忙匠矩讀憫擔(dān)威喀彌碳拂殼賽梨甲堤迅霸埂攘鉤箭烤姻細(xì)牽弱鋼戍悄非瀕梧廢鉆形幟猖熱敖聰芝轉(zhuǎn)養(yǎng)筆蛹婪訛度稿疵整蓮撤汛址棧橫慢輿壓略找蹭傅巡富風(fēng)掐若必籌羅經(jīng)滯堪惱域閱賓泵敗娟鞭騁此勁篩鈍不而頑燕瘦靠殉咒堰撲籮茹彼絕行暫嘶肩同群嗅雌洪索冪伏雖杜侍蛹曠盈嚏稍擁奏奔贖頻粱問(wèn)憐晉鑄調(diào)郴箍吁懸市誕焙侍張材興百批洛虛限利碘落犁仲砒帝辣抿敝早竄狠削簍鄂濤抬迭壯志賴淵脈藕國(guó)偷襪倚里韻霍凜高粵殘翼榮緊壇

4、膚勘sj005-1changzhou institute of technology畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)題目：基于plc控制的雙擠膠覆涂裝置機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 班級(jí)： 09機(jī)一 學(xué)生姓名： 胡利俊 學(xué)號(hào)： 09010113 指導(dǎo)教師： 何亞峰 職稱： 講師 評(píng)閱教師： 尹飛鴻 職稱： 副教授 2013 年 6 月摘要：雙擠膠覆涂裝置是用于將膠漿涂在紡織品表面上的一種機(jī)械設(shè)備。本課題設(shè)計(jì)的是基于plc控制的雙擠膠覆涂系統(tǒng)。首先，確定設(shè)計(jì)方案: 雙擠膠機(jī)構(gòu)部分采用一個(gè)動(dòng)輥、一個(gè)定輥,兩個(gè)擠膠輥，通過(guò)一對(duì)齒輪嚙合，從而使它們相向運(yùn)動(dòng)。它是由減速

5、電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)滾子鏈帶動(dòng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)擠膠覆涂。膠的厚度是由間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)控制的。其次，在雙擠膠覆涂裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，進(jìn)行了軸、齒輪、滾子鏈的設(shè)計(jì)與校核，以及減速電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、絲杠軸承、滾珠絲杠的選型。最后，為了精確、自動(dòng)地上膠與調(diào)整涂膠的厚度，采用了plc來(lái)控制。最終，所設(shè)計(jì)的方案能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)涂膠，自動(dòng)調(diào)整涂膠量。關(guān)鍵詞：plc;擠膠輥;電動(dòng)機(jī)abstract：double squeeze glue recoating device is a machine used to paint glue on textiles. the double squeeze glue based on

6、plc control system is designed in this project. first, the design scheme is determined. a movable roller, a fixed roller and two squeeze rollers are used in double plastic extrusion body part meshed through a pair of gears so that they are moving towards each other. the double plastic extrusion body

7、 part is driven by a gear motor to achieve squeeze glue recoating. the gears run by roller chain. the thickness of adhesive is controlled by the gap adjusting mechanism. secondly, in the process of designing the double squeeze glue recoating device mechanism, design and verification of shafts, gears

8、 and roller chain are carried out, as well as slow the selections of gear motor, stepper motor, screw bearings and ball screw. finally, in order to painting glue and adjusting thickness accurately and automatically, a plc control system is used. keywords：plc squeeze rollers electric motor目錄第一章 緒論11.

9、1引言11.2涂膠機(jī)的發(fā)展概況11.3課題的來(lái)源、研究目的及意義21.4課題內(nèi)容2第二章 雙擠膠覆涂裝置設(shè)計(jì)方案42.1方案的設(shè)計(jì)42.2方案的確定4第三章 雙擠膠覆涂裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算63.1雙擠膠覆涂裝置的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)63.1.1步進(jìn)電機(jī)的選擇73.1.2滾珠絲杠的選擇73.1.3絲杠軸承的選擇83.2雙擠膠輥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)93.2.1膠輥電機(jī)的選擇93.2.2鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇113.2.2齒輪設(shè)計(jì)153.2.3鏈輪軸及齒輪軸的設(shè)計(jì)22第四章 雙擠膠覆涂plc控制部分304.1控制系統(tǒng)總體技術(shù)路線304.2 plc編程思路流程及程序304.2.1plc編程思路流程304.2.2plc程序31小結(jié)38

10、致謝39參考文獻(xiàn)40第一章 緒論1.1引言如今，膠接技術(shù)是生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都離不開(kāi)的技術(shù)，包括粘膠劑已經(jīng)進(jìn)入醫(yī)學(xué)、國(guó)防、工業(yè)等領(lǐng)域的各個(gè)方面。在很多領(lǐng)域中，傳統(tǒng)的連接技術(shù)已經(jīng)被膠接逐步代替，成為一門(mén)新興的技術(shù)。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)也在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。隨著科技的快速發(fā)展，產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代，從而使產(chǎn)品的市場(chǎng)壽命不斷縮短，導(dǎo)致其生產(chǎn)方式不適應(yīng)現(xiàn)在市場(chǎng)的規(guī)律，遇到很多的問(wèn)題。這就要求企業(yè)提高制造業(yè)的效率與產(chǎn)品更新的速度，達(dá)到降低生產(chǎn)成本與保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。這將會(huì)引起制造業(yè)一系列的變化。因此，機(jī)械部件中的密封面涂膠技術(shù)和不同材料間的粘接劑涂膠技術(shù)的自動(dòng)化將成為現(xiàn)在的首要問(wèn)題?，F(xiàn)在，全球的汽車(chē)量

11、正飛速的增加，需要消耗非常多的能源。國(guó)內(nèi)對(duì)此沒(méi)有明確的規(guī)定與限制。隨著制造汽車(chē)的工藝水平不斷提高，新技術(shù)與材料的應(yīng)用，人們對(duì)汽車(chē)的性價(jià)比與舒適性的要求不斷提高，密封膠、新工藝在汽車(chē)上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了使汽車(chē)的質(zhì)量變輕，生產(chǎn)商采用各種復(fù)合材料等代替一些金屬材料。通過(guò)采用膠接密封技術(shù)能夠更好的實(shí)現(xiàn)減輕汽車(chē)的重量，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。1.2涂膠機(jī)的發(fā)展概況70年代初，涂膠工藝以人工或涂膠槍涂膠的形式出現(xiàn)在法國(guó)，隨著單、雙組分自動(dòng)噴膠機(jī)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展，自動(dòng)噴膠機(jī)很快就出現(xiàn)在歐美的汽車(chē)制造業(yè)中。與人工涂膠或半自動(dòng)噴膠機(jī)相比，自動(dòng)噴膠機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn):更加安全的工作環(huán)境，更高的精度及復(fù)用性

12、，更高的處理能力，同一設(shè)備可以用于許多不同的應(yīng)用場(chǎng)合。在過(guò)去的幾年中，美國(guó)工業(yè)發(fā)展對(duì)自動(dòng)噴膠機(jī)在制造業(yè)中的應(yīng)用提出更高的要求。為了減少成本及產(chǎn)品裝配過(guò)程中有關(guān)的勞動(dòng)內(nèi)容，要求新研發(fā)自動(dòng)噴膠機(jī)應(yīng)有所發(fā)展。特別地，汽車(chē)工業(yè)出臺(tái)了涂膠密封材料的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和性能標(biāo)準(zhǔn)，而且還制定了密封部位的防泄漏標(biāo)準(zhǔn)，以及與密封有關(guān)的降噪音等標(biāo)準(zhǔn)。這些要求和標(biāo)準(zhǔn)促使密封材料研發(fā)商和自動(dòng)設(shè)備制造商合作，開(kāi)發(fā)出適應(yīng)新形勢(shì)的涂膠設(shè)備。國(guó)外的機(jī)器人生產(chǎn)商都研制出了各自的涂膠機(jī)，比如瑞典的abb機(jī)器人、德國(guó)的kuka機(jī)器人、日本的安川機(jī)器人等，由于我國(guó)的機(jī)器人發(fā)展比較晚，技術(shù)落后與其他國(guó)家，只有少數(shù)的國(guó)內(nèi)企業(yè)推出相應(yīng)的產(chǎn)品。這些涂

13、膠機(jī)器人都是在機(jī)器人的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的。其中密封技術(shù)也起著非常重要的作用。密封技術(shù)在飛機(jī)、火車(chē)、機(jī)械設(shè)備等產(chǎn)品的機(jī)械部件中應(yīng)用廣泛。它的主要重用是使裝配后的部件與外界隔絕。這對(duì)部件的良好性能有很大的聯(lián)系，也標(biāo)志著產(chǎn)品的完整性與質(zhì)量的好壞。以前常用的密封圈是由各種材料按照預(yù)定的形狀加工成型并裝配到指定的表面。密封圈受溫度變化、載荷等的影響，使得與部件間的接觸變得松動(dòng)且形狀永久變形。同時(shí)，密封圈的彈性在載荷的作用下失效，導(dǎo)致密封圈有斷裂的可能。研究人員為了解決這些問(wèn)題，決定利用液體膠的涂膠技術(shù)，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的嘗試與研究，最終成功的研制了一種可以在無(wú)空氣的環(huán)境中固化的液體膠-厭氧膠。這種液體膠通過(guò)

14、一個(gè)細(xì)小的涂膠噴頭涂到法蘭密封面上，使得膠液不會(huì)下沉且在法蘭裝配前膠液不會(huì)流出來(lái)。當(dāng)法蘭裝配好后，厭氧膠將會(huì)在法蘭密封面上出現(xiàn)少許不規(guī)則形狀的區(qū)域，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后厭氧膠開(kāi)始反應(yīng)直至形成堅(jiān)固的聚合物。由于固化后的膠使兩法蘭密封在一起，從而使她們之間不能相互移動(dòng)，也不會(huì)出現(xiàn)泄漏的情況。研究人員發(fā)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的情況下，這個(gè)聚合物對(duì)潤(rùn)滑油和其他液體具有很強(qiáng)的耐腐蝕性。因此，涂膠密封只能應(yīng)用在特定的場(chǎng)合和在法蘭盤(pán)裝配的情況下一種密封工藝。夾緊力作用在這一類(lèi)的密封上，數(shù)值可以達(dá)到最大值，從而增加了接觸面間的摩擦力。此類(lèi)密封比常用的密封圈要好，不會(huì)出現(xiàn)變形和斷裂的問(wèn)題。這種密封工藝為一些剛性之間的接觸面提

15、供了可解決的方法。1.3課題的來(lái)源、研究目的及意義本課題來(lái)源于一某機(jī)械制造安裝公司。過(guò)去，涂膠工作主要是采用手工方式完成，但手工涂刷對(duì)施工工藝及位置精度要求嚴(yán)格涂膠時(shí)，由工人在自動(dòng)線上流水操作，將膠分別刷涂在要涂膠的部位，然后在下一工序完成壓裝。但隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展及高效生產(chǎn)率的要求，這種手工方式刷涂的嚴(yán)重缺陷也日益暴漏出來(lái)。主要有：1. 從膠筒擠出的膠，靠人工進(jìn)行控制，會(huì)使涂的位置和厚度有很大的變化；2. 浪費(fèi)大量的勞動(dòng)力，且效率低下；3. 涂布的質(zhì)量完全由操作者控制，不能保證產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這些問(wèn)題，必須使得機(jī)械自動(dòng)化。所以，選擇基于plc控制的雙擠膠覆涂裝置，能夠消除以上弊端，保

16、證涂膠的均勻性、無(wú)污染，提高效率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。1.4課題內(nèi)容這里講述一個(gè)別人設(shè)計(jì)的產(chǎn)品自動(dòng)涂膠機(jī)。要求自動(dòng)涂膠機(jī)的x、y兩軸由交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)；z軸氣動(dòng)，主要用于作業(yè)工位的轉(zhuǎn)換，以調(diào)整涂膠槍嘴與涂膠平面的距離，并且編寫(xiě)數(shù)控程序完成對(duì)變速箱前殼體的涂膠工作（變速箱前殼體零件圖如下圖所示）。 為實(shí)現(xiàn)涂膠機(jī)的良好控制，本設(shè)計(jì)主要做了以下工作: 1.涂膠機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括x、y方向的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，z方向的氣缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)； 2.涂膠機(jī)供膠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括膠槍及其驅(qū)動(dòng)氣缸的設(shè)計(jì)； 3.涂膠機(jī)夾具的設(shè)計(jì)； 4.涂膠機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。這個(gè)自動(dòng)涂膠機(jī)是一個(gè)典型的機(jī)電一體化

17、系統(tǒng)。所謂的機(jī)電一體化系統(tǒng)是指在系統(tǒng)的主功能，信息處理功能和控制功能等方面引進(jìn)了電子技術(shù)，并把機(jī)械裝置、執(zhí)行部件、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)。即機(jī)械、執(zhí)行、信息處理、接口和軟件等部分在電子技術(shù)的支配下，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行組合而形成的一種新型機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電機(jī))等五大子系統(tǒng)組成。由于這是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，因而本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為主要由機(jī)械、電氣、控制三大部分組成。其機(jī)械部分主要是控制行程的x-y-z軸機(jī)械裝置，它主要由驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行x-y軸方向運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行裝置、氣

18、缸、導(dǎo)軌等執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。電氣部分是由交流伺服電動(dòng)機(jī)、光電編碼器、各種檢測(cè)傳感器、電磁控制閥等組成?？刂撇糠种饕扇毡緁anuc公司研制的fanuc 0數(shù)控系統(tǒng)組成。其主要功能是：1. 輸入已編制完成的程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)變速箱殼體的自動(dòng)涂膠過(guò)程，以適應(yīng)不同型號(hào)的變速箱前殼體的自動(dòng)涂膠工作；2. 檢測(cè)與控制功能。系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器自動(dòng)檢測(cè)膠槍中膠量的多少和膠槍的位置，由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所測(cè)的各種位置信號(hào)來(lái)控制涂膠機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)。系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)供電電源情況，在電源嚴(yán)重過(guò)壓或欠壓時(shí)停機(jī)；3. 報(bào)警功能。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，均同時(shí)進(jìn)行報(bào)警；工作臺(tái)未回歸原點(diǎn)位置時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)，膠槍未回歸上限位置時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)，工件

19、沒(méi)有定位時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)；工作臺(tái)超出行程；系統(tǒng)供電電源嚴(yán)重過(guò)壓或欠壓等。而我所設(shè)計(jì)的課題是基于plc控制的雙擠膠覆涂裝置。其特征在于：本人設(shè)計(jì)的是由一個(gè)動(dòng)輥，一個(gè)定輥，兩個(gè)擠膠輥實(shí)現(xiàn)擠膠的，膠的厚度是由間隙機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整與保證的；間隙機(jī)構(gòu)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，雙擠膠輥機(jī)構(gòu)是由減速電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。第二章 雙擠膠覆涂裝置設(shè)計(jì)方案2.1方案的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)這個(gè)課題查找資料和分析，有了以下幾種方案。方案（a）方案（b）方案（c）2.2方案的確定區(qū)別：方案（a）與方案（b）的區(qū)別是一個(gè)用鏈條傳動(dòng)，一個(gè)用皮帶傳動(dòng)。皮帶傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：1. 皮帶噪音小；2. 皮帶傳動(dòng)阻力小，傳動(dòng)慣性也小，能提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性及加速性能；3. 皮帶更

20、換容易；4. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，有緩沖載荷和安全保護(hù)作用，能變化傳動(dòng)比。皮帶傳動(dòng)的缺點(diǎn)：1. 皮帶傳動(dòng)易打滑；2. 傳動(dòng)比不精確；3. 皮帶傳動(dòng)不能反向；4. 抗熱性差，抗過(guò)載能力差，導(dǎo)致使用壽命短，且外徑尺寸大，效率低。鏈傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：1. 使用壽命長(zhǎng)，故障率低；2. 傳動(dòng)比精確，效率較高；3. 沒(méi)有打滑的現(xiàn)象，且軸上載荷??；4. 結(jié)構(gòu)緊湊，能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用；5. 鏈傳動(dòng)能反向傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)：1. 只能用于平行軸間的傳動(dòng)；2. 瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如皮帶傳動(dòng)平穩(wěn)；3. 不宜在載荷變化較大和急促反向的傳動(dòng)中使用；4. 有噪聲；5. 制造費(fèi)用比皮帶傳動(dòng)高。方案（a）與

21、方案（b）比較，還是（a）好，因?yàn)椋?） 設(shè)計(jì)的裝置需要長(zhǎng)期使用，經(jīng)常換皮帶輪比較煩；2） 在如今的社會(huì)效率是比較重要的，這樣既能節(jié)約成本，也能節(jié)省勞動(dòng)力，使企業(yè)利益最大化；3） 有穩(wěn)定的傳動(dòng)比，且不打滑，使得產(chǎn)品的正品率高；4） 載荷小，使得此裝置故障率小，而且結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約占地面積。方案（a）是電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，方案（c）是液壓傳動(dòng)。方案（a）相比于方案（c）的優(yōu)點(diǎn)是：1. 工作效率高，無(wú)污染，噪聲小，運(yùn)行可靠結(jié)構(gòu)牢固；2. 能耗低，性能優(yōu)越；3. 承受過(guò)載能力高，節(jié)省空間；4. 電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、擎住等的能力，能滿足各種運(yùn)行要求。5. 定位精確，不易發(fā)生

22、故障設(shè)備尺寸，且受溫度影響小。綜上所述，方案（a）是相對(duì)于其他兩個(gè)方案較好的。第三章 雙擠膠覆涂裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算3.1雙擠膠覆涂裝置的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸節(jié)與滾珠絲杠連接。實(shí)現(xiàn)直線移動(dòng)的螺母在直線導(dǎo)軌的導(dǎo)向下推動(dòng)斜楔機(jī)構(gòu)，完成水平方向兩輥筒的調(diào)節(jié)，斜楔的復(fù)位的間隙消除由氣缸實(shí)現(xiàn)。步進(jìn)電機(jī)的步距角為=0.6°，滾珠絲杠的導(dǎo)程為4mm，斜楔的作用角為8°，那么單脈沖能實(shí)現(xiàn)的水平間隙調(diào)整量為：算得脈沖當(dāng)量p=0.0005622mm。如果精度等級(jí)還需進(jìn)一步提高可通過(guò)進(jìn)一步細(xì)分步距角來(lái)實(shí)現(xiàn)，最高可達(dá)10000步細(xì)分，脈沖當(dāng)量最高為p=0.0000000562mm。圖3-1 間隙

23、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖首先是傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)，常用的機(jī)械傳動(dòng)部件有螺旋傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、高速帶傳動(dòng)以及各種非線性傳動(dòng)部件等。其主要功能是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，它實(shí)質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變換器。其目的是使執(zhí)行元件與負(fù)載之間在轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方面得到最佳匹配。機(jī)械傳動(dòng)部件對(duì)伺服系統(tǒng)的伺服特性有很大影響，特別是其傳動(dòng)類(lèi)型、傳動(dòng)方式、傳動(dòng)剛性以及傳動(dòng)的可靠性對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的精度、穩(wěn)定性和快速響應(yīng)性有重大影響。因此，應(yīng)設(shè)計(jì)和選擇傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動(dòng)部件。對(duì)工作中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，既要求能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的變換，又要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的變換；對(duì)信息機(jī)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，則主要要求具有運(yùn)動(dòng)的變換功能，只需要克服

24、慣性力矩和各種摩擦阻力及較小的負(fù)載即可。隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)（或產(chǎn)品）精密化和高速化的發(fā)展，必然要求其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)小型輕量化，以提高運(yùn)動(dòng)靈敏度（響應(yīng)性）。減小沖擊、降低能耗。為與電子部件的微型化適應(yīng)，也要盡可能做到使機(jī)械傳動(dòng)部件短小輕薄化。為了達(dá)到上述傳動(dòng)要求，本間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用了滾珠絲杠傳動(dòng)。它屬于螺旋傳動(dòng)中的一種，有螺桿、螺母和滾珠組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，并且具有傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、精度高、耐用性好、可靠性高等特點(diǎn)，符合上述機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)傳動(dòng)部件的要求，因而這里選用滾珠絲杠這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.1.1步進(jìn)電機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)綜合考慮的問(wèn)題：1.根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電

25、動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型；2.根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式，所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取0.8-0.9，過(guò)大的備用功率會(huì)使電機(jī)效率降低，對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高；3.根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式；4.根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類(lèi)型；5.根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)

26、程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求、考慮運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用、生產(chǎn)過(guò)程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移和線位移的控制電動(dòng)機(jī)。利用它可以組成一個(gè)簡(jiǎn)單的全數(shù)字化伺服系統(tǒng)，不需要反饋信號(hào)，所以在開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中獲得了極其成功的應(yīng)用。開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)中執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)將進(jìn)給脈沖轉(zhuǎn)換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢測(cè)環(huán)節(jié)，因此它的精度主要由步進(jìn)電機(jī)來(lái)決定，速度也受到步進(jìn)電

27、機(jī)性能的限制，所以步進(jìn)電機(jī)的選擇是很關(guān)鍵的。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到系統(tǒng)使用時(shí)所需求的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的固有特性所決定的。選擇步進(jìn)電機(jī)的功率時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。通過(guò)上面可知，步距角為0.6°，脈沖當(dāng)量為0.0005622mm，選定步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)和參數(shù)是：驅(qū)動(dòng)器3m458，電機(jī)3s85q-0

28、4067,85mm機(jī)座，三相電流，5.8a，2.3.1.2滾珠絲杠的選擇1.滾珠絲杠副機(jī)構(gòu)的選擇滾珠絲杠副的機(jī)構(gòu)類(lèi)型可以從螺紋滾道的截面形狀、滾珠的循環(huán)方式和軸向間隙的調(diào)整方法進(jìn)行區(qū)別。根據(jù)防塵條件以及對(duì)調(diào)隙及預(yù)緊的要求，可選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)型式。由于該間隙機(jī)構(gòu)的工作性能要求，其工作環(huán)境應(yīng)具備良好的防塵條件，且只需在裝配時(shí)調(diào)整間隙及預(yù)緊力，因而可采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的雙螺母調(diào)整預(yù)緊式結(jié)構(gòu)。2.滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)尺寸的選擇選用滾珠絲杠副時(shí)通常主要選擇絲杠的公稱直徑d0和基本導(dǎo)程l0。公稱直徑d0應(yīng)根據(jù)軸向最大載荷按滾珠絲杠副尺寸系列選擇。螺紋長(zhǎng)度ls 在允許的情況下要盡量短，一般取ls/ d0小于30為宜；基本

29、導(dǎo)程l0（或螺距t）應(yīng)按承載能力、傳動(dòng)精度及傳動(dòng)速度選取，l0大承載能力大，l0小傳動(dòng)精度較高、要求傳動(dòng)速度快時(shí)，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。根據(jù)該覆涂機(jī)構(gòu)的性能要求，并按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組（iso/dis3408-2-1991）中規(guī)定，可選取d020mm，基本導(dǎo)程l04mm，工作圈數(shù)（或列數(shù)）取3，滾珠總數(shù)n一般不超過(guò)150個(gè)。3. 滾珠絲杠副軸向間隙調(diào)整與預(yù)緊的選擇滾珠絲杠副在負(fù)載時(shí)，其滾珠與滾道面接觸點(diǎn)處將產(chǎn)生彈性變形。換向時(shí)，其軸向間隙將引起空回，這種空回是非連續(xù)的，即影響傳動(dòng)精度，又影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。因而,在實(shí)踐應(yīng)用中，常采用的調(diào)整預(yù)緊方法有雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整式，雙螺母齒差預(yù)緊調(diào)整式，雙螺

30、母墊片調(diào)整預(yù)緊式，彈簧式自動(dòng)調(diào)整預(yù)緊式。單螺母變位導(dǎo)程自預(yù)緊式等五種。對(duì)于該雙擠膠覆涂系統(tǒng)，采用雙螺母墊片調(diào)整預(yù)緊式的方法。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度高，預(yù)緊可靠，但使用中調(diào)整不方便。4 .滾珠絲杠副支承方式的選擇實(shí)踐證明，絲杠的軸承組合及軸承座以及其它零件的連接剛性不足，將嚴(yán)重影響滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度和剛度，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)應(yīng)認(rèn)真考慮。為了提高軸向高度，常用止推軸承為主的軸承組合來(lái)支承絲杠，當(dāng)軸向載荷較小時(shí)，也可用向心推力軸承來(lái)支承絲杠，常用軸承的組合方式主要有單推單推式、雙推雙推式、雙推簡(jiǎn)支式、雙推自由式四種。對(duì)該該雙擠膠覆涂系統(tǒng)，采用雙推雙推式，兩端裝止推軸承及向心軸承的組合，并施加預(yù)緊力，使其

31、剛度最高。該方式適合于高剛度、高速度、高精度的緊密絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)。最終，滾珠絲杠選定為“ffzd-40×5-3-c3”表示內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)反向器直筒組合雙螺母墊片預(yù)緊、公稱直徑20mm、基本導(dǎo)程為4mm、承載滾珠圈數(shù)為3圈、c級(jí)精度檢查13項(xiàng)、右旋。3.1.3絲杠軸承的選擇目前應(yīng)用最廣泛應(yīng)用的是深溝球軸承，它是標(biāo)準(zhǔn)件，購(gòu)買(mǎi)方便，價(jià)格便宜，相對(duì)其他軸承，它還具有以下特點(diǎn)：1. 深溝球軸承的內(nèi)外圈滾道都呈圓弧狀深溝，溝道半徑略大于球半徑。主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。當(dāng)軸承的徑 向游隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的功能，可承受較大的軸向載荷，而且適用于高速旋轉(zhuǎn)。軸承在外殼孔和軸相對(duì)傾

32、斜816時(shí)，仍可正常工作，但影響其使用壽命。在轉(zhuǎn)速較高且不宜采用推力球軸承的情況下可用該類(lèi)軸承承受純軸向載荷。2. 深溝球軸承一般采用一件由兩部分合成的鋼板沖壓保持架，但大尺寸或高速軸承則采用實(shí)體保持架，這種保持架同沖壓保持架一樣由球引導(dǎo)，高速深溝球軸承的保持架通常由內(nèi)圈或外圈擋邊引導(dǎo)。3. 與尺寸相同的其他類(lèi)型軸承比較，深溝球軸承摩擦系數(shù)小，振動(dòng)與噪聲也較低，極限轉(zhuǎn)速高，精度高，是用戶選型時(shí)首選的軸承類(lèi)型。但是，該類(lèi)軸承不耐沖擊，不適應(yīng)承受較重載荷。4. 深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大、應(yīng)用范圍最廣的一類(lèi)軸承。廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、家電、機(jī)床、電機(jī)、水泵、農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械等諸多領(lǐng)域

33、。其產(chǎn)量占軸承總產(chǎn)量的70%以上，是我國(guó)產(chǎn)量最高，使用最普遍而價(jià)格最便宜的一類(lèi)軸承。由于它的上述優(yōu)點(diǎn)，在本機(jī)構(gòu)選用了深溝球軸承，再根據(jù)絲杠的直徑，選擇一個(gè)內(nèi)徑為15的軸承，因此這里選擇了型號(hào)為6202的深溝球軸承。由于本調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)所受的載荷較小，不存在強(qiáng)度失效問(wèn)題，故不再對(duì)此軸承進(jìn)行強(qiáng)度校核。3.2雙擠膠輥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)擠膠輥機(jī)構(gòu)是由動(dòng)輥和定輥兩輥組成，動(dòng)輥可以在水平方向的導(dǎo)軌上移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)水平方向的位移，保證了機(jī)構(gòu)間隙的可調(diào)節(jié)。這個(gè)間隙調(diào)節(jié)就由上節(jié)所說(shuō)的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)。定輥不可以水平移動(dòng)，僅可以在電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。由于要確保兩輥轉(zhuǎn)動(dòng)的同步性，所以動(dòng)輥和定輥必須由同一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)。電機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)帶

34、動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過(guò)兩個(gè)相同規(guī)格的外嚙合齒輪傳動(dòng)，可以使兩軸相向轉(zhuǎn)動(dòng)。由于動(dòng)輥存在水平位移，故齒輪軸必須和動(dòng)輥軸間用萬(wàn)向聯(lián)軸器連接，以防齒輪發(fā)生脫離或者打齒的現(xiàn)象。3.2.1膠輥電機(jī)的選擇膠輥是由金屬芯軸和塑料膠組成，選取膠輥的直徑d=400mm，金屬芯軸的直徑取d1=130mm，塑料膠厚10mm。膠輥芯軸選用45鋼（芯軸為空心軸，厚度為10mm），密度為1=7.85x10-6kg/mm3，塑料膠為氯丁橡膠，它的密度2=1.2x10-6kg/mm3，膠輥的長(zhǎng)為l=2000mm。45鋼體積v1： 算得v1=3x106mm3；塑料膠的體積v2：算得v2=2.5x107；45鋼的重量m1：算得m1=24

35、kg；塑料膠的重量m2：算得m2=30kg；總質(zhì)量m總：算得m總=54kg；橡膠摩擦系數(shù)=0.5，重力加速度g=10n/kg，則正壓力：算得fn=540n；摩擦力f摩：算得f摩=270n；轉(zhuǎn)動(dòng)膠輥所需功率p： （設(shè)計(jì)要求的速度是2.0816.3m/s，取v=10m/s）算得p=2.7kw；鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率鏈=0.96，聯(lián)軸器的效率聯(lián)=0.99，直齒圓柱齒輪的效率齒=0.97，則電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總效率為算得總=0.922；電動(dòng)機(jī)所需工作功率為算得p0=2.93kw；選取電動(dòng)機(jī)的額定功率ped=4kw。膠輥的工作轉(zhuǎn)速為算得n=477.70r/min；大鏈輪的轉(zhuǎn)速n2=482.5r/min，由下面

36、的滾子鏈的設(shè)計(jì)可以得到傳動(dòng)比i=2.8，則小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1為算得n1=1350r/min。考慮有一些傳動(dòng)的效率，電動(dòng)機(jī)n總=1400r/min。綜上，選定電機(jī)型號(hào)為：rs57 同軸式斜齒輪減速機(jī)，參數(shù)為：輸入功率0.1855kw，額定功率為4kw，轉(zhuǎn)速為1400r/min。轉(zhuǎn)速計(jì)算為：1.小鏈輪的轉(zhuǎn)速為： ，算得轉(zhuǎn)速為1400r/min；2.大鏈輪處轉(zhuǎn)速為： ，算得轉(zhuǎn)速為500r/min；3.齒輪處的轉(zhuǎn)速為： ，算得轉(zhuǎn)速為500r/min；4.雙擠膠輥處的轉(zhuǎn)速為： ，算得轉(zhuǎn)速為500r/min。功率計(jì)算為：1.鏈輪處的功率為： ，算得功率為2.81kw；2.齒輪處的功率為： ，算得功率為2.7

37、3kw；3.雙擠膠輥處的功率為： ，算得功率為2.70kw；轉(zhuǎn)矩計(jì)算為：1.電動(dòng)機(jī)處的轉(zhuǎn)矩為： ，算得轉(zhuǎn)矩為19.99 n·m；2.鏈輪處的轉(zhuǎn)矩為： ，算得轉(zhuǎn)矩為53.67n·m；3.齒輪處的轉(zhuǎn)矩為： ，算得轉(zhuǎn)矩為52.14 n·m；4.動(dòng)輥處的轉(zhuǎn)矩為： ，算得轉(zhuǎn)矩為53.29n·m；5.定輥處的轉(zhuǎn)矩： ，算得轉(zhuǎn)矩為55n·m。3.2.2鏈傳動(dòng)的參數(shù)選擇3.2.2.1鏈傳動(dòng)的概況電機(jī)與軸的傳動(dòng)可以有多種方式，本課題研究的機(jī)械裝置采用鏈傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：沒(méi)有滑動(dòng)；工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；效率

38、較高，可以達(dá)到98%；能在溫度較高，濕度較大的環(huán)境中使用等；如果有需要，軸間距離可以變大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：只能用于平行軸間的傳動(dòng)；瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)那么平穩(wěn)；不宜在載荷變化較大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；工作時(shí)，噪聲大；制造鏈傳動(dòng)的費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。鏈傳動(dòng)的應(yīng)用：鏈傳動(dòng)主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其它不宜用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。目前，最大傳遞功率達(dá)5000kw。最大傳動(dòng)比達(dá)到15，最大中心距達(dá)到8m。由于經(jīng)濟(jì)及其其它原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于100kw，速度小于15m/s，傳動(dòng)比小于8。3.

39、2.2.2 根據(jù)課題選擇參數(shù)1.傳動(dòng)比i一般i7，推薦i=23.5，取i=2.8；（n1為小鏈輪轉(zhuǎn)速，r/min；n2為大鏈輪轉(zhuǎn)速，r/min）2.鏈輪齒數(shù)鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)多或過(guò)少。齒數(shù)太少時(shí)，（1）增加傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷；（2）增加鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；（3）增加鏈的工作拉力（當(dāng)小鏈輪轉(zhuǎn)速n1、轉(zhuǎn)矩t1和節(jié)距p一定時(shí)，齒數(shù)少時(shí)鏈輪直徑小，鏈的工作拉力增加），從而加速鏈和鏈輪的損壞。但鏈輪的齒數(shù)太多，除增大傳動(dòng)尺寸和重量外，還會(huì)因磨損而實(shí)際節(jié)距增長(zhǎng)后發(fā)生跳齒或脫鏈現(xiàn)象機(jī)率增加，從而縮短鏈的使用壽命。滾子鏈的最少齒數(shù)為zmin=9，推薦z1=29-2i，根據(jù)下表3-1，因?yàn)閦2=

40、i z1120，取z1=25，則z2=71。表3-1 滾子鏈小鏈齒數(shù)推薦z1i12233445566z1312727252523232121171715注：z1增大，鏈條總拉力下降，多邊形效應(yīng)減弱，但結(jié)構(gòu)重量增大；z1、z2取奇數(shù)，鏈節(jié)數(shù)lp為偶數(shù)時(shí)，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻；優(yōu)先選用齒數(shù)：17、19、21、23、25、38、57、76、95和114。3.設(shè)計(jì)功率pdka工況系數(shù)（見(jiàn)下表3-2），若工作情況特別惡劣時(shí)，ka值應(yīng)比表值大得多；p傳遞功率（取p=2.8kw）表3-2 工況系數(shù) 載荷種類(lèi)輸入動(dòng)力種類(lèi)內(nèi)燃機(jī)-液力傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)-機(jī)械傳動(dòng)平穩(wěn)載荷1.01.01.2中等沖擊載荷

41、1.21.31.4較大沖擊載荷1.41.51.7取ka=1.0，則pd=3kw；4.特定條件下單排鏈條傳遞的功率p0kz小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見(jiàn)下表3-3；kp排數(shù)系數(shù)，見(jiàn)下表3-4；表3-3 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)kz910111213141516170.4460.5000.5540.6090.66407190.7750.8310.8870.3260.3820.4410.5020.5660.6330.7010.7730.8461921232527293133351.001.111.231.341.461.581.701.821.931.001.161.331.511.691.892.082.292.50表

42、3-4 多排鏈系數(shù)kp排數(shù)1234561172.53.34.64.6算得p0=2.10kw（kz=1.34，kp=1）；5.鏈條節(jié)距p根據(jù)p0和n1由機(jī)械手冊(cè)圖12-2-1選取p=12.7mm，鏈號(hào)為08a。6.驗(yàn)算小鏈輪軸孔直徑dkdkmax鏈輪軸孔最大許用直徑，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-2-6注：當(dāng)不能滿足要求時(shí)，可增大z1或p重新驗(yàn)算。得dkmax=57mm，所以取小鏈輪直徑d1=34mm，根據(jù)傳動(dòng)比可得大鏈輪直徑d2=90mm。7.初定中心距a0一般a0=（3050）p，但a0max=80p，具體計(jì)算如下：i4，i4，因?yàn)閕=2.8，所以算得a0min=241.3mm，取a0=500mm；8

43、.以節(jié)距計(jì)的初定中心距a0p算得a0p=39.4mm；9.鏈條節(jié)數(shù)lp（注：計(jì)算得到的lp值，應(yīng)圓整為偶數(shù)，以避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，否則其極限拉伸載荷須降低20%）k見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)12-2-7k=53.6，算得lp=128.1，lp經(jīng)圓整為128，鏈條節(jié)數(shù)為128節(jié)。10.鏈條長(zhǎng)度l算得l=1.63m；11.鏈條速度v算得v=7.1m/s；12.有效圓周力ft算得ft=1788.7n；13.作用在軸上的力f算得f=1878.1n；14.滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式：式中n靜強(qiáng)度安全系數(shù)；q鏈條極限拉伸載荷（抗拉載荷），n，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-2-1；ft有效圓周力，n；fc離心力引起的力，

44、n，；q鏈條質(zhì)量，kg/m,見(jiàn)表3-5；v鏈條速度，m/s；ff懸垂力，n，在ff，和ff，二者中取最大值；kf系數(shù)，見(jiàn)圖3-2a鏈傳動(dòng)中心距，mm； 兩輪中心連線對(duì)水平面傾角； np許用安全系數(shù)，np=48，取np=6。圖3-2 kf系數(shù)表3-5 鏈條質(zhì)量節(jié)距p/mm8.009.52512.715.87519.0525.4031.75質(zhì)量q/kg·m-10.180.400.601.001.502.603.80（注：0度）得到kf=6，算得ff，=18n，ff，=18.09n，ff取18.09n；q取13800n，通過(guò)上式算得n=7.5。因?yàn)閚=7.5np=6，所以所設(shè)計(jì)的滾子鏈符合

45、要求。綜上，滾子鏈參數(shù)為：鏈號(hào)、節(jié)距 08a 12.7mm，中心距a=500mm，鏈條節(jié)數(shù)lp=128。3.2.2齒輪設(shè)計(jì)考慮到此裝置為一般機(jī)械，故齒輪選用45鋼。為了制造方便采用軟齒面，選用8級(jí)精度，齒輪硬度取240hbw，都用調(diào)質(zhì)處理。齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力根據(jù)圖3-3，選取其hlim=650mpa，齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力根據(jù)圖3-4，選取其flim=200mpa。 圖3-3 齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力 圖3-4齒輪彎曲疲勞極限應(yīng)力由于要獲得兩輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，齒輪傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)。兩輥的直徑相同，故選擇相同齒輪進(jìn)行傳動(dòng)。由于兩輥中心距為410mm，所以兩齒輪的節(jié)圓直徑d=410mm。1. 試選載荷系數(shù)

46、kt=1.4；2. 由表3-6，取齒寬系數(shù)d=0.4；3. 由表3-7，查得彈性系數(shù)；4. 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)zh=2.5；齒數(shù)比=i=1；5. 確定模數(shù)。初選模數(shù)m=10；6. 確定齒數(shù)。齒輪齒數(shù)為算得齒輪齒數(shù)z=41=z2=z1；表3-6 齒寬系數(shù)d齒輪相對(duì)于軸承的位置齒面硬度軟齒面硬齒面對(duì)稱布置0.81.40.40.9非對(duì)稱布置0.61.20.30.6懸臂布置0.30.40.20.25表3-7 材料彈性系數(shù)（單位：）小齒輪大齒輪材料e/mpa鋼鑄 鋼鑄 鐵球墨鑄鐵鋼2060000.3189.8188.9165.4181.4鑄鋼2020000.3188.9188.0161.418

47、0.5鑄鐵1260000.3165.4161.4146.0156.6球墨鑄鐵1730000.3181.4180.5156.6173.97. 重合度端面重合度為算得=1.72；軸向重合度為算得=0；由圖3-5查得重合度系數(shù)z=0.89。圖 3-5重合度系數(shù)z8. 接觸疲勞強(qiáng)度應(yīng)力校核總工作時(shí)間取lh=20000h；齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為由上面已經(jīng)得到n1=500r/min，a=1，算得n=6x108。由圖3-6查得壽命系數(shù)zn=1.06，由表3-8取安全系數(shù)sh=1.0，則許用接觸應(yīng)力為算得h=689mpa；圖 3-6 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)zn1 鋼正火、調(diào)質(zhì)或表面硬化、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、允許有限性

48、點(diǎn)蝕2 鋼正火、調(diào)質(zhì)或表面硬化、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵3 鋼氣體氮化、灰鑄鐵4 鋼調(diào)質(zhì)后液體氮化表3-8 最小安全系數(shù)參考值使用要求sfminshmin高可靠度（失效率不大于1/10000）2.001.501.60較高可靠度（失效率不大于1/1000）1.601.251.30一般可靠度（失效率不大于1/100）1.251.001.10低可靠度（失效率不大于1/10）1.000.85所設(shè)計(jì)的接觸應(yīng)力為由上面算得t1=53670n·mm，算得h=92.72mpa。因?yàn)閔h，所以所設(shè)計(jì)的齒輪滿足條件。9. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度圓周速度為算得v=10.7m/s；載荷系數(shù)為ka使用系數(shù)，查表3-9

49、，得ka=1.0；kv動(dòng)載荷系數(shù)，由圖3-7得kv=1.28；k齒間載荷分配系數(shù)，查表3-10，得k=1.1；k齒向載荷分配系數(shù)，由圖3-8，得k=1.07；算得k=1.51；表3-9 使用系數(shù)原動(dòng)機(jī)工作特性工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)輕微沖擊中等沖擊嚴(yán)重沖擊均勻平穩(wěn)1.001.251.501.75輕微沖擊1.101.351.601.85中等沖擊1.251.501.752.0嚴(yán)重沖擊1.501.752.02.25或更大注：1.對(duì)于增速傳動(dòng)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)建議取表中值的1.1倍。 2.當(dāng)外部機(jī)械與齒輪裝置之間撓性連接時(shí)，通常ka值可適當(dāng)減小。表3-10 齒向載荷分配系數(shù)k公差等級(jí)（組）56789直齒輪未經(jīng)表

50、面硬化1.01.01.01.11.2經(jīng)表面硬化1.01.01.11.2接觸彎曲斜齒輪未經(jīng)表面硬化1.01.01.11.21.4經(jīng)表面硬化1.01.11.21.4612為齒輪公差等級(jí)圖 3-7 動(dòng)載荷系數(shù)kv圖 3-8 齒向載荷分布系數(shù)k許用彎曲應(yīng)力為yn壽命系數(shù)，由圖3-9可得，yn=1.0；sf安全系數(shù)，查表3-8可得，sf=1.25；算得f=160mpa；圖 3-9 抗彎強(qiáng)度壽命系數(shù)y1 結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵2 滲碳硬化鋼3 氣體氮化鋼4 鋼調(diào)質(zhì)后液體氮化所設(shè)計(jì)齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：yf齒形系數(shù)，查圖3-10可得，yf=2.42；ys應(yīng)力修正系數(shù)，查圖3-11得，ys

51、=1.63；y重合度系數(shù)，查圖3-12，得y=0.7；b齒寬，b=d·d=164mm；算得f=0.67mpa；h*=1 c*=1.25 pa0=0.38mn圖 3-10 外齒輪的齒形系數(shù)yf（an=20°）h*=1 c*=1.25 pa0=0.38mn圖 3-11 外齒輪齒根應(yīng)力修正系數(shù)ys圖 3-12 重合度系數(shù)y因?yàn)閒f，所以說(shuō)設(shè)計(jì)的齒輪符合要求。綜上，齒輪滿足要求。齒輪的參數(shù)：1) 分度圓直徑d=410mm,模數(shù)m=10；齒頂高： ，算得齒頂高為10mm；2) 齒根高： ，算得齒根高為12.5mm；3) 全齒高： ，算得全齒高為22.5mm；4) 頂隙： ，算得頂隙為

52、2.5mm；5)齒頂圓直徑： ，算得齒頂圓直徑為430mm；6)齒根圓直徑： ，算得齒根圓直徑為385mm。齒輪上的作用力計(jì)算：齒輪軸的傳遞的轉(zhuǎn)矩為t1=53670n·mm，轉(zhuǎn)速為n1=500r/min，齒輪分度圓直徑為d=410mm。1）圓周力為算得圓周力為261.80n，其方向與力的作用點(diǎn)圓周速度方向相反；2）徑向力為算得徑向力為95.29n。3.2.3鏈輪軸及齒輪軸的設(shè)計(jì)1.已知條件鏈輪軸及齒輪軸的傳遞功率p1=2.81kw，轉(zhuǎn)速n1=500r/min，齒輪分度圓直徑d=410mm，齒輪寬度b=164mm，轉(zhuǎn)矩t1=53670n·mm。2.選擇軸的材料因傳遞功率不大，

53、并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，故由表3-11選用常用的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。表3-11 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑/mm硬度（hbw）抗拉強(qiáng)度極限屈服點(diǎn)彎曲疲勞極限扭轉(zhuǎn)疲勞極限/mpaq23544024020010545正火25241600360260150正火100170217600300140回火正火100300162217580290135回火調(diào)質(zhì)20021725565036015540調(diào)質(zhì)1002412667505503502003.初算軸徑因?yàn)檩S的外伸段上安裝鏈輪，所以軸徑可按下式求得，通常取c=110160，取c=120，則算得d=21.33mm，考慮到軸上有鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%5%，則d21.33+21.33（0.