畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-一種自動(dòng)抹灰機(jī)設(shè)計(jì)

一種自動(dòng)抹灰機(jī)設(shè)計(jì)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 緒論1.1研究的背景和意義不論是城市的高樓大廈還是農(nóng)村的平板房，抹灰工作都是一項(xiàng)工作量較大的工序。并且隨著人們審美要求的提升，對(duì)抹灰工作的質(zhì)量要求也是越來越嚴(yán)格。在以往的抹灰工作中，人工抹灰是最常見的操作，但是由于施工人員技術(shù)水平的不統(tǒng)一以及人工操作影響因素較多，整體抹灰質(zhì)量不能夠做到相對(duì)統(tǒng)一，質(zhì)量也就無法完全保證。所以人工抹灰雖然仍然是主流工作方式，但是已經(jīng)不能滿足日益增長的對(duì)自動(dòng)化抹灰設(shè)計(jì)的工作需要。在這種情況，開發(fā)一種效率高、工作質(zhì)量高、可操作性強(qiáng)的抹灰設(shè)備成為了一種迫切的需求。同時(shí)我國處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的高速發(fā)展階段，建筑行業(yè)飛速發(fā)展。開發(fā)自動(dòng)抹灰機(jī)具有較大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是一自動(dòng)抹灰機(jī)作為契機(jī)。首先了解一個(gè)設(shè)計(jì)的工作流程，提高自己對(duì)設(shè)計(jì)工作的認(rèn)知水平。同時(shí)通過設(shè)計(jì)自動(dòng)抹灰機(jī)，提高自己對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力，把大學(xué)期間所學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)利用畢業(yè)設(shè)計(jì)串起來，形成一個(gè)系統(tǒng)的知識(shí)鏈。經(jīng)過設(shè)計(jì)運(yùn)用，形成一個(gè)大學(xué)知識(shí)網(wǎng)，同時(shí)利用設(shè)計(jì)，補(bǔ)充大學(xué)期間沒有學(xué)習(xí)牢固的知識(shí)點(diǎn)。利用設(shè)計(jì)形成一個(gè)理論聯(lián)系實(shí)際的過程，學(xué)以致用，提高和升華自己的能力，為以后的工作奠定基礎(chǔ)。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀抹灰機(jī)是一種建筑機(jī)械，伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展而逐漸興起的。在上個(gè)世紀(jì)發(fā)展較為迅速。早先在西方國家，由于工業(yè)程度比較高，對(duì)抹灰機(jī)的發(fā)展起到的較大的促進(jìn)作用，特別是美國以及日本，抹灰機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能、工作質(zhì)量等都處于較高的水平。在我國，由于人工成本比較低，機(jī)械化程度不高，所以自動(dòng)抹灰機(jī)械一直處于初級(jí)階段，所以市場非常廣闊。同時(shí)由于我國建筑行業(yè)非常發(fā)達(dá)以及抹灰施工的工程需求量大，所以對(duì)自動(dòng)抹灰機(jī)的需求較大，有很大的發(fā)展空間。同時(shí)隨著人們對(duì)綠色、環(huán)保建筑的需求，對(duì)施工過程中的要求也越來越高。人工很難做到始終如一的品質(zhì)保證，利用機(jī)械成為抹灰的主流，迎來了新的契機(jī)。在現(xiàn)代建筑工程施工中，盡管應(yīng)用到的機(jī)械設(shè)備非常多，但是主要應(yīng)用的方向還是室外作業(yè)、地面整修等，直接應(yīng)用到墻面的抹灰還是比較少見的。在國外，由于對(duì)施工統(tǒng)一性要求較高，開始逐漸評(píng)估抹灰機(jī)器人的可能性，通過自動(dòng)化抹灰形成一個(gè)系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的規(guī)范，提高了效率同時(shí)降低勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)于我國來說，傳統(tǒng)的施工一直都是采用人工施工的主流方式。但是自從八九十年代之后，隨著商品化建筑的逐漸發(fā)展，如果縮短施工工期，提高施工質(zhì)量，降低成本成為商品房發(fā)展追求的目標(biāo)。所以就迫切的需要機(jī)械化施工的方式，特別是對(duì)工作量比較大的抹灰施工來說更是需求旺盛。所以國內(nèi)外也出現(xiàn)了多種自動(dòng)抹灰機(jī)械，常見的有噴射、涂抹、擠壓等方式，動(dòng)力源有液壓、機(jī)械、電動(dòng)等多種方式。目前在市場上常見的自動(dòng)抹灰機(jī)主要是兩種，一種是抹灰機(jī)，還有一種帶有一定的機(jī)械自動(dòng)化操作的抹灰機(jī)。在國內(nèi)的抹灰機(jī)中，重點(diǎn)部分就是抹灰設(shè)備，相關(guān)的配件是可以選擇的。在目前國內(nèi)外現(xiàn)有的設(shè)備以及通過專利資料查詢到的有關(guān)抹灰機(jī)的發(fā)明可以看到，目前我國的抹灰機(jī)可以分為以下幾種形式，根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及抹灰機(jī)的使用特點(diǎn)，可以分為手持式和機(jī)械式。其中手持式的特點(diǎn)就是抹灰機(jī)不固定在特點(diǎn)的機(jī)械或者底座上，利用操作者的手進(jìn)行操作掌控，能夠根據(jù)需要進(jìn)行上下移動(dòng)。這種方式的抹灰機(jī)操作方便靈活，但是對(duì)人工的操作性質(zhì)要求較高，并且需要較好的掌控，屬于半自動(dòng)化的抹灰機(jī)的，并且這種操作方式?jīng)]有解決勞動(dòng)強(qiáng)度問題以及人的決定性因素。機(jī)械式的抹灰機(jī)就是講抹灰裝置固定在門架或者立柱上，然后通過各種傳動(dòng)或者機(jī)械結(jié)構(gòu)連接成為一個(gè)整體，利用自身的機(jī)構(gòu)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)抹灰機(jī)的升降、移動(dòng)等。這種抹灰方式機(jī)械化程度較高，但是在升降的過程中容易產(chǎn)生脈沖的現(xiàn)象，所以需要更好的考慮平整度以及表面的光澤度等參數(shù)質(zhì)量要求。雖然現(xiàn)在的自動(dòng)抹灰機(jī)存在著不足，但是由于需求旺盛，所以抹灰機(jī)會(huì)不斷的發(fā)展，未來抹灰機(jī)的主要發(fā)展方向總結(jié)一下幾點(diǎn)。質(zhì)量不斷提高。抹灰機(jī)的質(zhì)量指的是抹灰機(jī)的工作速度、效率、施工質(zhì)量等。隨著抹灰機(jī)大規(guī)模的推廣應(yīng)用，人們更看重在高質(zhì)量和高效率工作下的抹灰機(jī)，能夠滿足較高質(zhì)量、較高精度以及較廣范圍的抹灰需求。從而不斷的滿足抹灰施工的高質(zhì)量要求。智能化控制。智能化控制是未來大部分機(jī)械的發(fā)展趨勢，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，人們利用物聯(lián)網(wǎng)以及5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的控制，采用智能響應(yīng)工作的方式，提高設(shè)備的應(yīng)用效率。節(jié)能環(huán)保。節(jié)能環(huán)保是世界發(fā)展永恒的主體，特別是隨著人們節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的不斷提高，抹灰機(jī)的發(fā)展也需要滿足綠色發(fā)展的方向，利用高科技解決技術(shù)手段，采用綠色動(dòng)力，滿足綠色環(huán)保施工理念，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效、省料是未來抹灰機(jī)的主要發(fā)展方向。1.3設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是自動(dòng)抹灰機(jī)，主要研究的內(nèi)容如下：對(duì)自動(dòng)抹灰機(jī)的總體結(jié)構(gòu)以及機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)自動(dòng)抹灰機(jī)的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。對(duì)抹灰機(jī)的工作裝置進(jìn)行受力分析以及強(qiáng)度的校核。總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)基本參數(shù)本次設(shè)計(jì)的基本參數(shù)來自于任務(wù)書。根據(jù)任務(wù)書設(shè)計(jì)的原始技術(shù)參數(shù)如下：抹灰的厚度：25.0mm；抹墻的最高高度：3.5mm；單次抹墻最大寬度：0.6mm。2.2主要方案的確定根據(jù)任務(wù)書給定的原始參數(shù)，以及設(shè)計(jì)要求抹灰裝置在升降架上，縱向方向能夠沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。一般小型機(jī)械中，動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)都是來自于電機(jī)。在升降系統(tǒng)中利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過減速機(jī)進(jìn)行降速以及增加扭矩，然后利用齒輪齒條精準(zhǔn)傳動(dòng)，帶動(dòng)抹灰裝置整體的升降運(yùn)動(dòng)，完成一定的抹灰高度。同時(shí)在電機(jī)的選擇上，由于上升抹灰的過程要求勻速、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，并且對(duì)速度有要求。但是在回城的時(shí)候，由于不工作，所以可以快速運(yùn)動(dòng)，所以電機(jī)尋選擇可調(diào)速類型?？v向運(yùn)動(dòng)可以直接利用電機(jī)，通過減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)抹灰機(jī)運(yùn)動(dòng)，方便操作，省時(shí)省力。整個(gè)抹灰機(jī)的整體結(jié)構(gòu)如下圖2.1所示。抹灰機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1確定電機(jī)的型號(hào)抹灰機(jī)中主要出現(xiàn)兩個(gè)電機(jī)，分別是抹灰機(jī)械升降電機(jī)以及物料輸送電機(jī)。其中升降電機(jī)是一個(gè)多用電機(jī)。在工作的時(shí)候，電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪齒條使整個(gè)抹灰機(jī)向上移動(dòng)。但是同時(shí)也通過皮帶帶動(dòng)抹灰裝置運(yùn)動(dòng)。所以為了電機(jī)能夠滿足較廣的應(yīng)用空間，選擇了電機(jī)型號(hào)為Y90S-2，其額定功率為1.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為2840r/min。3.2機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1傳動(dòng)比分配電機(jī)到升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)中，由于升降機(jī)構(gòu)會(huì)上升到一定的高度，并且是單級(jí)傳遞，所以要求能夠?qū)崿F(xiàn)較大的傳動(dòng)比，同時(shí)最好具有自鎖的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一定的自鎖定位?；诖耍瑴p速機(jī)構(gòu)選擇一級(jí)蝸輪蝸桿減速器，為了滿足自鎖的要求，取，且蝸輪的齒數(shù)要求大于29，所以暫時(shí)去渦輪的齒數(shù)為31。則蝸輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速為：3.2.2傳動(dòng)動(dòng)力分配1、各軸轉(zhuǎn)速蝸桿軸：蝸輪軸：2、各軸的輸入功率蝸桿軸：蝸輪軸：3、輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸的輸入轉(zhuǎn)矩：3.3蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)根據(jù)常用的蝸輪蝸桿材質(zhì)。參考相應(yīng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》，選擇蝸桿的材質(zhì)為45鋼，齒面經(jīng)過淬火加工工藝，硬度達(dá)到45~55HRC。渦輪選擇常用的材料為ZCuSn10P1，金屬模加工制造。同時(shí)在結(jié)構(gòu)選材的時(shí)候，為了節(jié)省成本。渦輪的輪芯采用了HT100鑄造而成，齒圈則選擇常用的青銅類材質(zhì)。3.3.1按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式的特點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，首先進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，然后在對(duì)嚙合的齒根進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度校核。首先計(jì)算渦輪蝸桿的傳動(dòng)中心距，公式如下：(1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T按Z=1，估取，有確定蝸輪工作的載荷系數(shù)。由于工作環(huán)境的穩(wěn)定性。工作載荷不均勻系數(shù)取值Kβ取1.0，使用系數(shù)KA取值1.0，工作沖擊動(dòng)載系數(shù)KV取1.05，則載荷系數(shù)可以計(jì)算為：渦輪蝸所選擇的材料為ZCuSn10P1，所以根據(jù)材料。首先確定渦輪蝸桿的接觸系數(shù)。假定蝸桿的分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距的比值選擇為0.48，則可以據(jù)此查詢到基礎(chǔ)系數(shù)值選擇為2.32。同時(shí)根據(jù)渦輪的材料以及加工工藝等，可以查詢的大渦輪的基本需用應(yīng)力。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)計(jì)算渦輪蝸桿的使用壽命系數(shù)，如下：計(jì)算中心距蝸輪蝸桿傳動(dòng)過程中需要自鎖，所以取a=160mm，由i=31，則從表11-2中查取模數(shù)m=8，蝸桿分度圓直徑d1=71mm可查，由于＜，即以上算法有效。3.3.2蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸確定1)蝸桿軸向尺距：，直徑系數(shù)：，齒頂圓直徑：，齒根圓直徑：分度圓導(dǎo)程角：，蝸桿軸向齒厚：2)蝸輪蝸輪齒數(shù),變位系數(shù)驗(yàn)算傳動(dòng)比i=這時(shí)傳動(dòng)比誤差=3.3%,是允許的蝸輪分度圓直徑喉圓直徑齒根圓直徑咽喉母圓半徑圖3.1蝸輪簡圖3.3.4校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)：根據(jù)變位系數(shù)和當(dāng)量齒數(shù)參數(shù)從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可以查詢得齒形系數(shù)為。螺旋角系數(shù)：許用彎曲應(yīng)力查得有ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[]=56MPa壽命系數(shù)根據(jù)計(jì)算可以看到。渦輪齒輪的彎曲強(qiáng)度是能夠滿足使用要求的。3.3.5蝸桿圓周速度校核公式中各參數(shù)，已知；；其中與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)，計(jì)算Vs公式如下。從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》用差值法查得：代入式中，得大于原估計(jì)值。因此不用重算。3.3.6傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要尺寸首先明確蝸輪蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)傳動(dòng)比i=31、蝸桿頭數(shù)Z1=1和蝸輪齒數(shù)Z2=31。則導(dǎo)程角計(jì)算公式如下：得蝸桿分度圓直徑d1和蝸桿直徑系數(shù)q根據(jù)前文計(jì)算可以得其參數(shù)為模數(shù)為8mm，分度圓直徑71mm，直徑系數(shù)17.75。則渦輪分度圓直徑計(jì)算為：蝸輪分度圓直徑中心距取整數(shù)100mm。然后計(jì)算齒輪的變位系數(shù)x2。首先對(duì)于渦輪蝸桿傳動(dòng)來說，是一對(duì)比較特殊的傳動(dòng)，要求嚙合的時(shí)候中心距需要符合國標(biāo)規(guī)定或者推薦值。對(duì)于其變位方法的計(jì)算和齒輪是類似的，表示的都是在加工和嚙合的過程中，刀具相對(duì)于渦輪所需要移動(dòng)的距離。則渦輪的變位系數(shù)計(jì)算為：根據(jù)計(jì)算可以看到。變位系數(shù)在規(guī)定的0.4到0.7之間，所以符合要求。3.3.7蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算首先根據(jù)所選擇的材質(zhì)以及處理方式和達(dá)到的硬度等計(jì)算最小直徑，根據(jù)所選擇軸的特點(diǎn)，最小直徑系數(shù)C取值110，帶入計(jì)算如下：對(duì)于最小直徑需要綜合考慮蝸桿上出現(xiàn)裝配鍵槽等情況，所以將最小直徑擴(kuò)大7%計(jì)算，如下：本小節(jié)設(shè)計(jì)的是渦輪蝸桿傳動(dòng)的蝸桿，由于采用的是一級(jí)傳動(dòng)，所以一般都是把渦輪放置在中間位置，采用對(duì)稱分布的方式，能夠均勻受力。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般都是利用軸肩進(jìn)行定位，利用平鍵進(jìn)行鏈接，選擇合適的軸承和端蓋等，所以蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是參照這些基本的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。蝸桿的基本結(jié)構(gòu)簡圖如下圖3.3所示。圖3.3蝸桿軸結(jié)構(gòu)簡圖蝸桿可以分為幾大主要的結(jié)構(gòu)部分。從左向右分別對(duì)其結(jié)構(gòu)、直徑等進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇。第一段。這是軸的最小直徑處。在軸徑的設(shè)計(jì)尺寸、長度的時(shí)候需要考慮最小直徑，以及和其相裝配的聯(lián)軸器等。根據(jù)前面章節(jié)所計(jì)算的蝸桿所需要承受的轉(zhuǎn)矩以及綜合考慮其工況下屬等，選擇聯(lián)軸器的形式為彈性柱銷聯(lián)軸器，其型號(hào)為HL3，軸徑為38mm。所以設(shè)計(jì)選擇第一段軸段的直徑為38mm，長度取值為58mm。根據(jù)軸的直徑，鍵的尺寸選擇10×8mm，工作長度為50mm。第二段采用軸肩定位的方式，軸肩的高度的選擇和軸徑有關(guān)系。本次設(shè)計(jì)軸肩選擇3.5mm，則軸的直徑為45mm。在長度的設(shè)計(jì)上，第二段需要綜合考慮軸承端蓋的長度以及工作空間等，所以選擇長度為51mm。第三段和第七段是裝配軸承的部分，根據(jù)蝸桿受力的狀態(tài)，選擇軸承的形式為單列圓錐滾子軸承，根據(jù)軸徑選擇型號(hào)為30310，其基本內(nèi)徑是50mm，寬度為30mm。所以軸徑的直徑選擇50mm，長度為30mm。第四段和第六段位于軸承一頭，利用軸肩進(jìn)行定位，所以直徑選擇60mm。第五段是蝸桿段，尺寸參考蝸桿的數(shù)據(jù)。3.3.8渦輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算首先確定渦輪軸的最小直徑，根據(jù)渦輪軸所選擇的材質(zhì)以及所達(dá)到的硬度等，選擇最小直徑的計(jì)算系數(shù)C=110。則最小直徑可以計(jì)算為：在渦輪蝸桿傳動(dòng)軸，一般都是單級(jí)傳動(dòng)，所以嚙合部分都是分布在箱體中央，兩個(gè)軸承對(duì)稱布置。渦輪和軸利用鍵槽配合，采用軸肩定位，整個(gè)軸設(shè)計(jì)成為階梯狀，方便裝配。其基本結(jié)構(gòu)如下圖3.4所示。圖3.4蝸輪軸結(jié)構(gòu)簡圖第一段是軸最細(xì)的部分，他的直徑需要綜合考慮聯(lián)軸器以及最小直徑的，根據(jù)所傳遞的扭矩等，聯(lián)軸器的形式選擇彈性柱銷聯(lián)軸器。軸端的直徑選擇50mm，根據(jù)聯(lián)軸器等配合，選擇軸的長度為88mm。第二段是一個(gè)過渡軸端，他有兩方面作用，一是作為軸肩，另一方面是作為下一段的軸承端蓋進(jìn)行配合。所以它的軸徑選擇55mm，長度根據(jù)端蓋等尺寸選擇40mm。第三段和第六段是軸承配合的階段，根據(jù)軸的受力選擇軸承形式為角接觸球軸承，型號(hào)為7012C，他的基本尺寸是內(nèi)徑60mm，寬度18mm，所以第三段和第五段的直徑為60mm，軸的長度根據(jù)配合和結(jié)構(gòu)的要求，分別為59mm和34mm。第四段是安裝渦輪的軸端，根據(jù)前面軸端的尺寸此處軸端選擇65mm，長度則和渦輪的長度尺寸結(jié)構(gòu)大致一樣，選擇95mm。第五段是過渡段，主要起到一個(gè)軸肩定位的作用，直徑則需要比第四段稍微大一點(diǎn)，選擇直徑為75mm，整體長度則根據(jù)軸端結(jié)構(gòu)選擇25mm。3.4升級(jí)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1材質(zhì)選擇齒輪齒條傳動(dòng)屬于常規(guī)傳動(dòng)的一種。根據(jù)一般設(shè)計(jì)的參考。選擇齒條的材質(zhì)為40Cr，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理后硬度達(dá)到280HBS。齒輪材質(zhì)為45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度達(dá)到240HBS。二者精度都選擇為7級(jí)精度，齒輪齒數(shù)選擇為17。3.4.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)公式對(duì)公式中各參數(shù)的含義進(jìn)行選擇，主要參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》。初選工作系數(shù)K=1.3，齒寬系數(shù)，根據(jù)所選擇的材料，其彈性影響系數(shù)，齒條的接觸疲勞強(qiáng)度極限，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。接觸疲勞壽命系數(shù)。然后后計(jì)算齒輪傳動(dòng)的應(yīng)力循環(huán)系數(shù)，計(jì)算如下：然后計(jì)算齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力。取傳動(dòng)失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，則可以計(jì)算得：根據(jù)二者中的小值帶入，計(jì)算齒輪的分度圓直徑，計(jì)算如下：計(jì)算齒輪的圓周速度。前面選擇了齒輪的齒寬系數(shù)為0.8，則計(jì)算齒寬為：模數(shù)齒高計(jì)算齒輪傳動(dòng)的載荷系數(shù)，根據(jù)圓周速度、齒輪精度等，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》中查表可以得到其主要系數(shù)分別取值如下，動(dòng)載系數(shù)，直齒輪。使用系數(shù)；。由，查圖得。故載荷系數(shù)：然后按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，公式如下：首先計(jì)算齒輪和齒條的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，根據(jù)材質(zhì)工況等，分別為齒條，齒輪。彎曲疲勞壽命系數(shù)，。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，載荷系數(shù)K。查得，。應(yīng)力校正系數(shù)。，。計(jì)算齒輪、齒條的并加以比較。根據(jù)計(jì)算可以看到，齒輪的數(shù)值較大，選擇較大數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)計(jì)算的結(jié)構(gòu)可以看到，根據(jù)接觸疲勞和齒根強(qiáng)度兩個(gè)方向計(jì)算的模數(shù)不同，同時(shí)根據(jù)課本可以得知，齒輪模數(shù)的大小是根據(jù)彎曲強(qiáng)度所決定的，所以可根據(jù)彎曲強(qiáng)度就近選擇齒輪的模數(shù)選擇為2，則根據(jù)齒輪的分度圓直徑選擇，首先計(jì)算出齒數(shù)為52.8/2=26。分度圓直徑：計(jì)算齒輪寬度：自動(dòng)抹灰機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)抹灰機(jī)的底座是一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。他需要承載著抹灰機(jī)的大部分結(jié)構(gòu)或者硬件，同時(shí)自身還需要根據(jù)自動(dòng)的要求沿著導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。所以它的結(jié)構(gòu)需要綜合考慮承重，運(yùn)動(dòng)等。對(duì)于自動(dòng)抹灰機(jī)來說，其底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為一個(gè)拉車的形式，由于整個(gè)自動(dòng)抹灰機(jī)的結(jié)構(gòu)都是純機(jī)械式的，所以底座也作為一個(gè)機(jī)械拉車的結(jié)構(gòu)，并且可以在底座上設(shè)計(jì)拉桿孔，方便利用人工或者機(jī)械機(jī)型拉拽，帶動(dòng)底座以及整個(gè)抹灰機(jī)的行走。底座的基本結(jié)構(gòu)如下圖4.1所示。4.2料斗機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抹灰機(jī)的工作過程是當(dāng)開始工作的時(shí)候，輸料器的電機(jī)開始東歐，然后將配置好的灰漿從料斗中輸送到輸料機(jī)內(nèi)，通過內(nèi)部的螺旋輸送器將灰漿擠壓到末端的出料口，并且經(jīng)過輸料管把灰漿輸送到圓形抹灰斗中，從而實(shí)現(xiàn)了灰漿的輸送。在料斗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，他是一個(gè)具有儲(chǔ)存功能的結(jié)構(gòu)。在本次設(shè)計(jì)中，把料斗單獨(dú)的設(shè)計(jì)了出來，料斗是通過輸料機(jī)進(jìn)行輸送。采用這一設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是基于抹灰機(jī)的特點(diǎn)。在抹灰機(jī)工作的時(shí)候，其實(shí)整個(gè)設(shè)備只有上下運(yùn)動(dòng)，沒有橫向移動(dòng)，利用此種設(shè)計(jì)可以定點(diǎn)的輸送灰漿，避免了工作過程中隨時(shí)補(bǔ)充灰漿的不足之處，從而能夠提升運(yùn)行工作的效率以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度。這種設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)抹灰裝置的設(shè)計(jì)都是有好處的。4.3門架裝置整個(gè)門架的結(jié)構(gòu)是利用型鋼進(jìn)行加工焊接而成的，一般都是采用鋼管或者方管等組成。其中鋼管可以作為抹灰機(jī)上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌或者滑道使用，并且鋼管的強(qiáng)度高，能夠滿足3.5米的要求。同時(shí)在實(shí)際的工作應(yīng)用中，可以根據(jù)抹灰機(jī)所需要的工作高度，調(diào)整鋼管的高度或者采用套管的方式進(jìn)行工作，從而能夠提升一個(gè)工作等級(jí)。在鋼管上有一側(cè)焊接了齒條，利用齒輪和齒條的嚙合，通過點(diǎn)擊的驅(qū)動(dòng)，能夠順利、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。整個(gè)門架一般都是和底盤相固定的。底盤和抹灰機(jī)的輸送部分基本也都是一樣的。同時(shí)考慮到抹灰機(jī)的穩(wěn)定性要求，會(huì)根據(jù)需要在底盤上設(shè)計(jì)支撐桿。為了抹灰的均勻性，上下抹灰的厚度要盡可能的保持一致，這樣就要求底盤能夠固定，保持和墻面的距離是穩(wěn)定的，這時(shí)候就會(huì)在側(cè)面設(shè)計(jì)一個(gè)螺紋支撐桿，他是可以調(diào)節(jié)的，根據(jù)所需要的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在工作的時(shí)候底盤是不動(dòng)的，如果需要水平移動(dòng)則是需要通過人力或者機(jī)械的方式進(jìn)行拖動(dòng)的。第五章抹灰裝置的設(shè)計(jì)及校核5.1抹灰裝置設(shè)計(jì)選擇抹灰裝置是抹灰機(jī)主要結(jié)構(gòu)，是工作執(zhí)行部分，抹灰機(jī)對(duì)墻面的抹灰就是通過這個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)的。具體結(jié)構(gòu)如下圖4.2中紅色部分所示。圖4.2抹灰裝置及傳動(dòng)部分圖4.4抹灰板側(cè)面圖抹灰機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)采用的一種類似于門架的結(jié)構(gòu)類型。底座在地盤上固定，并且?guī)в羞\(yùn)動(dòng)小輪。上面的部分就包括了門架、抹灰裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。其中從結(jié)構(gòu)上來說，抹灰、傳動(dòng)裝置和門架是固定在不同的底座上的，其中抹灰和底座是連體的，這樣鉅能夠形成一個(gè)固定的整體，在進(jìn)行抹灰的同時(shí)能夠進(jìn)行升降動(dòng)作。抹灰裝置設(shè)計(jì)為一個(gè)料斗和抹灰頭是一體的結(jié)構(gòu)，采用圓形的方式。這種方式能夠確保在電機(jī)不工作的時(shí)候這個(gè)結(jié)構(gòu)都是封閉的，不會(huì)出現(xiàn)灰漿外露或者灑落的現(xiàn)象。在抹灰的時(shí)候，其實(shí)需要完成三個(gè)動(dòng)作，分別是攪灰、壓灰、抹灰等三個(gè)抹灰的動(dòng)作。在其中具有一個(gè)螺旋軸，利用他的轉(zhuǎn)動(dòng)來攪灰，并且會(huì)產(chǎn)生一定的壓力把灰漿壓到墻壁上。整個(gè)動(dòng)作的過程是利用電機(jī)進(jìn)行帶動(dòng)。電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)以及整體的升降。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為了確保工作的美觀性以及光潔性，還可以增加抹平板、耐壓橡膠板等，以提高作業(yè)質(zhì)量。5.2螺旋軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)抹灰機(jī)的抹灰裝置是一個(gè)最終的執(zhí)行零部件，他是把輸送過來的灰漿就均勻的進(jìn)行涂抹，達(dá)到一定的厚度、平整度等，形成一個(gè)完整的工種。在本次設(shè)計(jì)中抹灰裝置采用一個(gè)螺旋軸作為主要的工作零部件，通過螺旋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠均勻的把灰漿涂抹到墻壁上，并且螺旋軸本身能夠攪動(dòng)灰漿的轉(zhuǎn)動(dòng)。螺旋軸的結(jié)構(gòu)如下圖5.3所示。圖5.3螺旋軸螺旋軸的直徑根據(jù)其所計(jì)算功率以及轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算。螺旋軸傳遞的功率按照0.58kw進(jìn)行計(jì)算，轉(zhuǎn)速為91.61r/min。螺旋軸在工作中同時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和扭矩。所以一般按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的直徑，公式如下：公式中的p就表示螺旋軸工作中所傳遞的功率，n表示工作中所傳遞的轉(zhuǎn)速。前文章節(jié)已經(jīng)給出了數(shù)值。C是主軸的一個(gè)計(jì)算公式，根據(jù)工作環(huán)境以及受力等，取值130，則帶入計(jì)算可得：根據(jù)計(jì)算，以及考慮到裝配等綜合因素螺旋軸主軸的直徑選擇30mm。5.3軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核軸的強(qiáng)度校核需要確保其能夠滿足是用要求，在計(jì)算中，如果不能滿足要求，則需要通過改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形式或者熱處理、改變材料等多種方式解決。軸的疲勞強(qiáng)度主要來自于工作中的交變應(yīng)力，所以需要對(duì)軸上的危險(xiǎn)斷面進(jìn)行校核，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》危險(xiǎn)截面校核系數(shù)計(jì)算公式如下：公式中各個(gè)參數(shù)表示只考慮彎矩的時(shí)候的安全系數(shù)，表示在計(jì)算的時(shí)候只需要考慮主軸所承受的扭矩作用安全系數(shù)，其計(jì)算公式如下。則表示根據(jù)疲勞強(qiáng)度、材料等的許用安全系數(shù)。上述兩個(gè)計(jì)算公式中各個(gè)參數(shù)的含義。表示在對(duì)稱的循環(huán)應(yīng)力作用下，主軸所能夠承受的完全疲勞極限強(qiáng)度。表示在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力的作用下，主軸材料所能夠承受的扭轉(zhuǎn)疲勞極限強(qiáng)度，值為115MPa。表示彎曲和扭轉(zhuǎn)作用在主軸上的有效應(yīng)力集中系數(shù)，值為1.2。β則表示材料的表面質(zhì)量系數(shù)，值為0.21。表示在完全和扭轉(zhuǎn)雙重作用下，對(duì)主軸尺寸影響的系數(shù)，值為0.81。表示材料所能夠承受的彎曲應(yīng)力最大副值和平均的應(yīng)力值。表示主軸在承受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力下的副值和平均應(yīng)力值。帶入計(jì)算可得所以符合疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)?？偨Y(jié)抹灰工作是建筑行業(yè)工作量非常大的工種，需求非常廣泛，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，要求質(zhì)量高。所以如何進(jìn)行大規(guī)模的機(jī)械化、自動(dòng)化施工一直都是一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)，隨著我國技術(shù)的發(fā)展，特別是材料、工藝、加工等技術(shù)的提升，自動(dòng)化機(jī)械化施工成為一種趨勢。特別是這種能夠解放勞動(dòng)力、大規(guī)模提升效率的施工機(jī)械。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究的就是自動(dòng)抹灰機(jī)，這是一種在我國并不太成熟的施工機(jī)械。在設(shè)計(jì)中，首先對(duì)市場需求進(jìn)行了分析，對(duì)抹灰機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了了解，并根據(jù)施工的特點(diǎn)對(duì)抹灰機(jī)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。然后對(duì)所研究的自動(dòng)抹灰機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)關(guān)鍵部分進(jìn)行了校核。同時(shí)對(duì)抹灰機(jī)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，對(duì)抹灰裝置進(jìn)行了分析校核。最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程編制完成了設(shè)計(jì)說明書并繪制了部分CAD圖紙。致謝時(shí)光飛逝，經(jīng)過幾個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本告一段落，同時(shí)也預(yù)示著大學(xué)即將結(jié)束。這是一個(gè)令人傷感的消息也是一個(gè)令人興奮的消息。心中感慨萬千，唯有道聲感謝。首先我要感謝我的指導(dǎo)老師。畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合應(yīng)用的過程，不但學(xué)習(xí)到新的知識(shí)，也是對(duì)以前學(xué)過的知識(shí)的總結(jié)應(yīng)用過程。老師不厭其煩、深入淺出的講解，通過設(shè)計(jì)過程，對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行串聯(lián)。不但讓我們掌握了知識(shí)，還讓我們明白了知識(shí)如何運(yùn)用，如何從看似高深的問題中找出解決問題的方法，應(yīng)用知識(shí)的能力。這是一