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文檔簡介
買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)設計 (論文 ) 加工中心刀具庫結構設計 所在學院 專 業(yè) 班 級 姓 名 學 號 指導老師 年 月 日 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 要 課題是 加工中心刀具庫結構設計 。 刀庫容量 40 把刀,最大刀具直徑 160刀速度 1 秒 /刀位。 刀具庫 由 電機傳動 。 這種刀庫在數(shù)控加工中心上應用非常廣泛 ,其換刀過程簡單,換刀時間短;總體結構簡單、緊湊,動作準確可靠;維護方便,成本低。本課題的目的就是要通過對 加工中心刀庫 的優(yōu)化設計以提高換刀速度,減少助助時間。 關鍵 詞:加工中心,刀 具庫,電 機,數(shù)控 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 is of of 40 60 / is by C is is is is of is to to 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘 要 . . 錄 . 1 章 緒 言 . 1 題的目的 . 1 題設計方案的選擇和設計手段 . 1 庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 . 2 庫系統(tǒng)的發(fā)展方向 . 2 第 2 章 加工中心刀具庫總體結構設計 . 5 計參數(shù) 或原始數(shù)據(jù) . 5 套線速度 . 5 參數(shù)確定 . 5 載轉矩選電機 . 5 第 3 章 鏈參數(shù)計算 . 9 送鏈的設計 . 9 承的選型及校核 . 11 強度計算 . 13 傳動的運動特性 . 13 傳動的動載荷 . 15 傳動的受力分析 . 16 輪接觸強度的計算 . 17 第 4 章 二級齒輪傳動零件的設計計算 . 18 速級齒輪 的設計計算 . 18 速級齒輪的設計計算 . 21 的計算 . 25 速軸的計算 . 25 間軸 . 32 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 V 出軸 . 34 速軸的計算 . 38 連接的選擇和計算 . 38 速軸( I 軸)上鍵的選擇及校核 . 38 間軸( )上鍵的選擇及校核 . 39 速軸( )上鍵的選擇及校核 . 39 動軸承的選擇和計算 . 40 軸器的選擇和計算 . 43 要尺寸及數(shù)據(jù) . 43 滑與密封 . 44 總 結 . 45 參考文獻 . 46 致 謝 . 47 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒 言 題的目的 未來工具機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,均以追求高速、高精度、高效率為目標。隨著切削速度的提高,切削時間的不斷縮短,對換刀時間的要求也在逐步提高;換刀的速度已成為高等級工具機的一項重要指標。 本課題的目的就是要通過對 刀庫的設計以提高換刀速度,減少助助時間。 ( 1) 提高換刀速度的基本原則 工具機的換刀裝置,通常由刀庫和換刀機構組成,有些應用機械手臂換刀,有些換刀方式并不需要機械手臂,刀庫的形式和擺放位置也不一樣。為了適合高速運動的需要,高速工具機在結構上已和傳統(tǒng)的工具機不同。以刀具運動進給為主,減小運動工件的質量,已成為高速工具機設計的主流。因此,設計換刀裝置時,要充分考慮到高速工具機的結構特征 9。 ( 2)提高換刀速度的主要技術方法 適合于工具機的快速自動換刀技術主要有以下幾個方面:在傳統(tǒng)自動換刀裝置的基礎上提高動作 速度,或采用動作速度更快的機構和驅動元件。例如,機械凸輪結構的換刀速度高于液壓和氣動結構。根據(jù)高速工具機的結構特點設計刀庫和換刀裝置的形式和位置。例如,傳統(tǒng)工具機的刀庫和換刀裝置多裝在立柱一側,在高速工具機則多為立柱移動的進給方式,為減輕運動件質量,刀庫和換刀裝置不宜再裝在立柱上。采用新方法進行刀具快速交換,不用刀庫和機械手方式,而改用其它方式換刀。例如不用換刀,用換主軸的方法。使用適合于高速工具機的刀柄。如 卸刀具的行程短,可以使自動換刀裝置的速度提高。快速自動換刀裝置采用 心短錐 柄刀是發(fā)展的趨勢。 題設計方案的選擇和設計手段 I 設計方案選擇 刀庫是刀具交換系統(tǒng)的一部分,加工中心的刀具交換系統(tǒng)也稱為自動換刀裝置( ,它通常是由刀庫和機械手組成。自動換刀裝置是加工中心不可缺少的組成部分,也是加工中心的象征,又是加工中心成敗的關鍵。 加工中心有立式、臥式、龍門式幾種,所以這些機床的刀庫和自動換刀裝置也是各種各樣。加工中心上的刀庫類型有鼓輪式刀庫,鏈式刀庫,格子箱式刀庫和直線刀庫等。 ( 1)鼓輪式刀庫: 應用較廣,這種刀庫的結構緊湊,但因刀具單環(huán)排列、定向利用率低,大容量刀庫 的外徑較大,轉動慣量大,選刀時運動時間長。因此這種刀庫的容量較小,一買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 2 般不超過 32 把刀具。 ( 2)鏈式刀具 容量較大,當采用多環(huán)鏈式刀庫時,刀庫的外形較緊湊,占用空間小,適合用于做大容量刀庫。在增加存儲刀具數(shù)目時,可增加鏈條的長度,而不增加鏈輪直徑,因此,鏈輪的圓周速度不會增加,且刀庫的運動慣量不像鼓輪式刀庫增加的那么多。 ( 3)格子箱式刀庫 刀庫容量大,結構緊湊,空間利用率高,但布局不靈活,通常將刀庫安放于工作臺上。有時甚至在使用一側的刀具時,必須更換另一側的刀座板。 ( 4)直線式刀庫 結構簡單,刀庫容量較 小,一般用于數(shù)控車床,數(shù)控鉆床,個別加工中心也有采用。 結合所給題目,初步?jīng)Q定采用鏈式刀庫換刀方案。 庫系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 近年來刀庫的發(fā)展儼然已超越其為裝備的角色,在特有的技術領域中發(fā)展出符合工具機高精度、高效能、高可靠度及多任務復合等概念產(chǎn)品,多樣化產(chǎn)品,左右工具機在生產(chǎn)效能及產(chǎn)品精度的表現(xiàn)。刀庫的容量、布局,針對不同的工具機,形式也有所不同。根據(jù)刀庫的容量、外型和取刀的方式可大概分為斗笠式刀庫、圓盤式刀庫、鏈條式刀庫 7。其發(fā)展趨勢為: ( 1)高效能的產(chǎn)品 發(fā)展符合高荷重、高容量、高速 化概念的刀庫產(chǎn)品。 ( 2)輕量化、低成本的產(chǎn)品 發(fā)展符合重量輕、成本低概念的刀庫產(chǎn)品。 庫系統(tǒng)的發(fā)展方向 刀庫系統(tǒng)作為自動化加工過程中所需的儲刀及換刀需求的一種裝置,為數(shù)控機床縮短機床非切削時間,降低勞動強度提供了必要條件,是數(shù)控機床的重要的功能部件,必將向以下幾個方向發(fā)展。一方面隨著主機的“單機多任務復合化”發(fā)展,刀庫也必將向容量大、結構精、速度快、效率高的方向發(fā)展,以適應主機的高轉速、高精度和強力切削的機械特性。此類刀庫大部分為臥式刀庫,有下面幾個特點: ( 1) 可遠距離傳輸。 ( 2) 換刀時可同步打 刀,縮短換刀時間。 ( 3) 大容量且可擴充。 ( 4) 高效且精準的驅動和選刀系統(tǒng)。 ( 5) 控制系統(tǒng)復雜 ( 6) 刀具重量大。比如適合五軸聯(lián)動的立臥轉換伺服刀庫。而另一方面,刀庫僅作買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 3 為單純的儲刀倉功能存在,主軸主動抓刀的“固定地址換刀”刀庫也是發(fā)展的方向之一,此時刀庫好比數(shù)控系統(tǒng)的一個控制軸,僅有旋轉定位功能,如立車刀庫、轉盤刀庫等 8。 尤其以 40 盤式刀庫為代表,換刀速度和刀庫重量已經(jīng)成為衡量刀庫性能的主要參數(shù)之一,比如,吉輔 40 盤式刀庫的換刀速度 量已經(jīng)降到 295 在選材上更環(huán)保,在制作過程中減少消耗,使用過程智能 、安全等也是刀庫發(fā)展的方向之一。 鏈式刀庫 的介紹 如圖 1示,鏈式刀庫的結構緊湊,刀庫容量較大,鏈環(huán)的形狀可以根據(jù)機床的布局配置成各種形狀,也可將換刀位突出以利換刀。當鏈式刀庫需增加刀具容量時,只需增加鏈條的長度和支承鏈輪的數(shù)目,在一定范圍內,無需變更線速度及慣量。這些特點也為系列刀庫的設計與制造帶來了很大的方便,可以滿足不同使用條件。一般刀具數(shù)量在 30120 把時,多采用鏈式刀庫。 換刀位置 為保證刀套準停精度和刀套定位剛性,鏈式刀庫的換刀位置一般設在主動鏈輪上如圖 1示,或者設在盡可能 靠近主動鏈輪的刀套處,如圖 1示 鏈條形式 我國目前還沒有廠家生產(chǎn)加工中心刀庫專用鏈條,因而不得不用標準套筒輥子鏈,通過連接器把刀套固定在鏈條上。這種方式不僅結構復雜,裝配調試費時,而且套筒位置精度亦差 我國部分廠家,購買日本椿本鏈條公司( o.)生產(chǎn)的已轉有刀套的刀庫專用鏈條來裝備刀庫,效果頗佳。考慮到刀具重量和刀庫工作的平穩(wěn)性,推薦采用: 定位塊手爪圖 1式刀庫換刀位置 定位插銷定位盤鏈輪手爪圖 1式刀庫換刀位置 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 4 鏈條 這種鏈條是套筒式鏈條,其輥子本身就是刀套,該鏈條型式及尺寸見表 1 1) 鏈輪節(jié)圓直徑p180s 式中 N 當量齒數(shù)(實際齒數(shù) /3) 鏈輪外徑 N 8 0co 式中 P 鏈條節(jié)距 注:鏈輪齒數(shù)可從 9 個起使用。但是為了增加鏈條的耐用度和運行效率,齒數(shù)還 是盡可能多為好。鏈輪之間的中心距,以取鏈條節(jié)距整數(shù)倍為宜。 鏈條型號 刀具錐柄號 P O L H W R T 0 90 55 8 60 68 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第 2 章 加工中心刀具庫總體結構設計 計參數(shù)或原始數(shù)據(jù) 刀庫容量 40 把刀,最大刀具直徑 160刀速度 1 秒 /刀位。 套線速度 選用 鏈條,錐柄號 40,滾子鏈的最大間距為 9080,大于 最大刀具直徑160以選用合格。 鏈行程 S=20P=2090=1800m m =1.8 m 一般推薦在 20 30m/間 , 過快的線速度又影響刀庫工作可靠性 假設鏈的速度選用 20m/s) 參數(shù)確定 取鏈輪齒數(shù) z=24 鏈輪節(jié)圓直徑 DP 2378180s N 當量齒數(shù)(實際齒數(shù) /3) P 鏈條節(jié)距 鏈輪外徑 D0 2 661 80c 鏈輪轉速 n 100060 1 0 0 0 0 . 3 3 3 6 0 1 0 0 0 9 . 2 5 r / m i 9 0vn 載轉矩選電機 加在伺服電動機軸上的負載轉矩比電動機額定連續(xù)轉矩 鏈式式刀庫負載轉矩計算方法 鏈式刀庫的負載轉矩 由刀具不平衡重量導向面(或支承面)的摩擦力 F 所組成,如圖 2示。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 6 支承面的摩擦力 ; 是導向面上因刀具下垂而引起的摩擦力。不平衡重力可按刀庫一側裝滿刀、一側不裝刀時的最大重力差值來計算。 ( 1)確定不平衡重力 圖 2 ,不平衡重力 3mm ( 2)確定摩擦力 F 3 (2 鋼與銅之間的摩擦系數(shù),約取 N 垂直作用在導向面上的壓力,包括刀具、刀柄 和刀座產(chǎn)生的重力,分別為 b, )(3 2 01 2 96 4 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 7 R 刀座 半徑,取 輪半徑) ; L 刀座長度,取 210 ( 3)確定每排刀具負載轉矩 Tf 30300( m a 4)確定每排刀具作用在主動輪上的負 載轉矩 321/ T (2 1 圓柱齒輪傳動效率,取 2 鏈傳動效率 ,取 3 深溝球軸承傳動效率,取 考慮到實際情況比計算時所設定條件復雜,電機額定轉矩 為負載轉矩的 ,亦即: 1 1 1 . 2 - 1 . 5 1 0 . 5 1 2 . 6 - 1 5 . 7 5 N 流伺服電機,是按發(fā)那科 (司的 許可證制造的產(chǎn)品,是為驅動機床伺服機構而專門設計的。當然也適用于其它各種伺服系統(tǒng)。電機體積小,重量輕,承 受過載能力強,檢測元件可配測速發(fā)電機,無刷旋轉變壓, 脈沖編碼器或感應同步器。 根據(jù)以上計算結果,所選電機型號如下: 表 2選電機型號 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 8 考慮超載,選擇 直流伺服電動機 型 號 功率(額定轉矩 轉速 n r / 000 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第 3 章 鏈參數(shù)計算 送鏈的設計 鏈傳動是一種撓性運動,它由鏈條和鏈輪組成。通過鏈輪輪齒與鏈 條鏈節(jié)的嚙合來傳 遞運動和動力。鏈傳動按用途不同可以分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈 。 圖 3傳動 滾子鏈的結構如圖 3示:它是由內鏈板 1、外鏈板 2、 銷軸 3、套筒 4 和滾子 5組成。內鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈配合,滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間為間隙配合。當內、外鏈板相對撓曲時,套筒可繞銷軸自由轉動。滾子是活套在套筒上的,工作時,滾子沿鏈輪齒廓滾動,這樣就可減少齒廓的磨損。鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。因此,內、外鏈板間應留少許間隙,以便潤滑油滲入銷軸和套筒的摩擦面間。 鏈板一般 制成 8 字形,以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度,同時也減少了鏈的質量和運動時的慣性力。 圖 3子鏈的結構 當傳遞大功率時,可采用雙排鏈或多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比。但由于精度的影響,各排鏈承受的載荷不易均勻,故排數(shù)不宜過多。 滾子鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時,接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定,一般前者用于大買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 10 節(jié)距,后者用于小節(jié)距;當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時,需采用過渡鏈節(jié)。由于過渡鏈節(jié)的鏈板要受附加彎矩的作用,所以在一般情況下最好不用奇數(shù)鏈節(jié)。 鏈傳動是在兩個或多個鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合 傳動,因其經(jīng)濟、可靠,故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運輸、石油、化工、紡織等各種機械的動力傳動中。 鏈傳動在傳遞功率、速度、傳動比、中心距等方面都有很廣的應用范圍。目前,最大傳遞功率達到 5000 高速度達到 40 m/s,最大傳動比達到 15,最大中心距達到 8 m。由于經(jīng)濟及其他原因,鏈傳動的傳動功率一般小于 100 度小于 15 m/s,傳動比小于 8。 鏈輪 鏈輪輪齒的齒形應保證鏈節(jié)能自由地進入和退出嚙合,在嚙合是應保證良好的接觸,同時它的形狀應盡可能地簡單。 標準只規(guī)定鏈 輪的最大齒槽形狀和最小齒槽形狀。實際齒槽形狀在最大、最小范圍內都可以用,因而鏈輪齒廓曲線的幾何形狀可以有很大的靈活性。常用的齒廓為三圓弧一直線齒形。 小直徑鏈輪可采用實心式,腹板式,或將鏈輪與軸做成一體。鏈輪損壞主要由于齒的磨損。 鏈輪的材料 鏈輪材料應能滿足強度和耐磨性的要求。在低速、輕載、平穩(wěn)傳動中,鏈輪可采用中碳鋼制造;中速、中載時,采用中碳鋼淬火處理,其硬度 4045速、重載、連續(xù)工作的傳動,采用低碳鋼、低碳合金鋼表面滲碳淬火或中碳鋼、中碳合金鋼表面 淬火。 載荷平穩(wěn)、速度較低、齒數(shù)較多時,也允許采用 200 的鑄鐵制造鏈輪。在工作環(huán)境較差、鏈輪容易磨損的場合,鑄鐵最好經(jīng)過等溫淬火處理或采用優(yōu)質鑄鐵。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 11 鏈輪主要尺寸 名稱 符號 公式及計算 分度圓直徑 d 237180s 頂圓直徑 266180c o a 齒根圓直徑 1 6 9rf 1 2 0c o t g h 內鏈板高度 查套筒滾子鏈相關參數(shù) 齒寬(單排) 1 內鏈節(jié)內寬 倒角寬 90 倒角深 1h 齒側凸緣圓角半徑 排數(shù)m 中相關參數(shù)查 套筒滾子鏈。 承的選型及校核 滾動軸承的選擇包括軸承類型選擇、軸承精度等級選擇和軸承尺寸選擇。 軸承類型選擇適當與否,直接影響軸承壽命以至機器的工作 性能。選擇軸承類型時應當分析比較各類軸承的特性,并參照同類機器中的軸承使用經(jīng)驗。 在選擇軸承類型時,首先要考慮載荷的大小、方向以及軸的轉速。一般說來,球軸承便宜,在載荷較小時,宜優(yōu)先選用。滾子軸承的承載能力比球軸承大,而且能承受沖擊載荷,因此在重載荷或受有振動、沖擊載荷時,應考慮選用滾子軸承。但要注意滾子軸承對角偏斜比較敏感。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 12 當主要承受徑向載荷時,應選用向心軸承。當承受軸向載荷而轉速不高時,可選用推力軸承;如轉速較高,可選用角接觸球軸承。當同時承受徑向裁荷和軸向載荷時,若軸向載荷較小,可選用向心球軸承或 接觸角不大的角接觸球軸承;若軸向載荷較大,而轉速不高,可選用推力軸承和向心軸承的組合方式,分別承受軸向載荷和徑向載荷; 當軸向載荷較大,且轉速較高時,則應選用接觸角較大的角接觸軸承。 各類軸承適用的轉速范圍是不相同的,在機械設計手冊中列出了各類軸承的極限轉速。一般應使軸承在低于極限轉速下運轉。向心球軸承、角接觸球軸承和短圓柱痞子軸承的極限轉速較高。適用于較高轉速場合。推力軸承的極限轉速較低只能用于較低轉速場合。 其次,在選擇軸承類型時還需考慮安裝尺寸限制、裝拆要求,以及軸承的調心件能和風度,一般球軸承外形 尺寸較大,滾子軸承較小,滾針軸承的徑向尺寸最小而軸向尺寸較大,此外,不同系列的軸承,其外形尺寸也不相同。 選擇軸承一般應根據(jù)機械的類型、工作條件、可靠性要求及軸承的工作轉速 n,預先確定一個適當?shù)氖褂脡勖?用工作小時表示 ),再進行額定動裁荷和額定靜載荷的計算。 對于轉速較高的軸承 (n10r 可按基本額定動載荷計算值選擇軸承,然后校核其額定靜載荷是否滿足要求。當軸承可靠性為 90、軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下運轉時,取 500h 作為額定壽命的基準,同時考慮溫度、振動、沖擊等變化,則軸承基本額 定動載荷可按下式進行簡化計算。 C 基本額定動載荷計算值, N; P 當量動載荷, N; 壽命因數(shù); 1 速度因數(shù); 力矩載荷因數(shù),力矩載荷較小時取 大時取 2; 沖擊載荷因數(shù); 1.5 溫度因數(shù); 1 軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷, N; 查表得, ; 。 在本輸送裝置中,可以假設軸承只承受徑向載荷,則當量動載荷為: P=文獻 3的表 6, X=1, Y=0; 所以, P=128N。由以上可得: 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 13 8 71 1 2 1 本輸送機中的軸承承受的載荷多為徑向載荷,所以選取深溝球軸承,查文獻的附表,并考慮軸的外徑,選取軸承 6305具體參數(shù)為:內徑 d=25徑 D=62本額定載荷 基本額定靜載荷 限速度為 10000r/量為 然后校核該軸承的額定靜載 荷。額定靜載荷的計算公式為: 000 式中: 0C 基本額定靜載荷計算值, N; 0P 當量靜載荷, N; 0S 安全因數(shù) ; 軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷, 查文獻 3的表 6,對于深溝球軸承,其當量靜載荷等于徑向載荷。 查文獻 3的表 6,安全系數(shù) r 5 31 1 2 000 由上式可知,選取的軸承符合要求 強度計算 傳動的運動特性 由于鏈是由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成,當鏈繞在鏈輪上時,其鏈節(jié)與相應的輪齒嚙合后,這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。該正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距 p,邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù) z, 鏈輪每轉過一圈,鏈條走過 , 所以鏈的平均速度 v 為 v = 100060 11 100060 22 式中 : z 1 、 z 2 分別為主、從動鏈輪的齒數(shù) ; n 1 、 n 2 分別為主、從動鏈輪的轉速 , r/ 鏈傳動的平均傳動比 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 14 1221 因為鏈傳動為嚙合傳動,鏈條和鏈輪之間沒有相對滑動,所以平均鏈速和平均傳動比都是常數(shù)。但是,仔細考察絞鏈鏈節(jié)隨同鏈輪轉動的過程就會發(fā)現(xiàn),鏈傳動的瞬間傳動比和鏈速并非常數(shù)我們知道,鏈條由剛性鏈板通過鉸鏈連接而成。當鏈條繞在鏈輪上時,其形狀如圖所示 : 在主動鏈輪上,鉸鏈 A 正在牽引鏈條沿直線運動,繞在主動鏈輪上的其他鉸鏈并不直接牽引鏈條,因此,鏈條的運動速度完全有鉸鏈 A 的運動所決定。鉸鏈 A 隨同主動鏈輪運動的線速度 111 方垂直于 與鏈直線運動方向的夾角為 。 因此 , 鉸鏈A 實際用于牽引鏈條運動的速度為 式中 。 R 1 為主動鏈輪的分度圓半徑 , m。 因為 是變化的,所以即使主動鏈輪轉速恒定,鏈條的運動速度也是變化的。當 =11 1802 z 時,鏈速最低;當 =0, 鏈速最高, 1 是主動鏈輪上的一個鏈節(jié)所對的中心角。鏈速的變化呈周期性,鏈輪轉過一個鏈節(jié),對應鏈速變化的一個周期。鏈速變化的程度與主動鏈輪的轉速 1n 和齒數(shù) 1z 有關。轉速越高、齒數(shù)越少,則鏈速變化范圍越大 。 在鏈速 1 變化的同時,鉸鏈 A 還帶動鏈條上下運動,其上下運動的鏈速 111 y 也是隨 鏈節(jié)呈周期性變化的 。 在主動鏈輪牽引鏈條變速運動的同時,從動鏈輪上也發(fā)生著類似的過程。從動鏈輪上的鉸鏈 C 正在被直線鏈條拉動,并由此帶動從動鏈輪以 2 轉動。因為鏈速 x 方向與鉸鏈 的 C 的線速度方向之間的夾角為 , 所以鉸鏈 C 沿圓周方向運動的線速度為 式 中, 2R 為從動鏈輪的分度圓半徑 , 0m 由此可知從動鏈輪的轉速為 1122 x 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 15 在傳動過程中因為 在22180z內不斷變化,加上 也是不斷變化,多以即使 1 是常數(shù) , 2 也是周期性變化的 。 從上式中可得鏈傳動的瞬時傳動比為 可見鏈傳動的瞬時傳動比是變化的。鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關,故以上現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應。 傳動的動載荷 鏈傳動在工作過程中,鏈速和主從鏈輪的轉速都是變化的,因而會引起變化的慣性力及相應的動載荷 。 鏈速變化引起的慣性力為 中 : m 緊邊鏈條的質量 , c 鏈條變速運動的加速度 , m / 2s 。 如果視主動鏈輪勻速轉動,則 s in)c o s( 21111 當11 1802 z 時 , (2180s i n)180s i n() 2112111211m a 從動鏈輪因角加速度引起的慣性力為 22 式中 : J 從 動系統(tǒng)轉化到從動鏈輪軸的轉動慣性 , 2 從動鏈輪的角速度, s. 鏈輪的轉速越高,節(jié)距越大,齒數(shù)越少,則慣性力就越大,相應的動載荷也就越大。同時,鏈條沿垂直方向也在做變速運動,也會產(chǎn)生一定的動載荷。 此外,鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度,也將引起沖擊和振動,當鏈節(jié)和鏈輪輪齒接觸的瞬間,因鏈節(jié)的運動速度和鏈輪輪齒的運動速度在大小和方向上的差別,從而產(chǎn)生沖擊和附加的動載荷。顯然,節(jié)距越大,鏈輪的轉速越高,則沖擊越嚴重。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 16 傳動的受力分析 鏈傳動在安裝時,應使鏈 條受到一定的張緊力。張緊力是通過使鏈條保持適當?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來獲得的。鏈傳動張緊的目的主要是使松邊不致過松,以免出現(xiàn)鏈條的不正常嚙合、跳齒或脫鏈。因為鏈傳動為嚙合傳動,所以與帶傳動相比,鏈傳動所需的張緊力要小得多。 鏈傳動在工作時,存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計傳動中的動載荷,則緊邊拉力和松邊拉力分別 為 12式中 : 有效圓周力 , N; 離心力引起的拉力 , N; 懸垂拉力 , N。 有效圓周力為000式中 : P 傳動的功率 , V 鏈速, m/s。 離心力引起的拉力為 2式中 : q 為鏈條單位長度的質量 , kg/m。懸垂拉力 Ff= f,F f) 其中: F f =10 F f =(Kf+)10 式中: 鏈傳動的中心距, f 垂度系數(shù),見下圖。圖中 f 為下垂度, 為中心線與水平面夾角。 買文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 17 圖 3垂拉力 輪接觸強度的計算 機械中各零件之間力的傳遞,總是通過兩零件的接觸來實現(xiàn)的。除了共形面相接觸的情況外大量存在著異形曲面相接觸的情況。這些異形曲面在未受外力時的初始接觸情況,不外乎是點接觸和面接觸兩種。 已知的原始條件有: 軌道的材料 : s=235b=440E=206據(jù)計算公式 E/R) 由上面的計算可知 P 064800/ =文檔就送您 紙全套, Q 號交流 401339828 或 11970985 18 第 4 章 二級齒輪 傳動零件的設計計算 速級齒輪的設計計算 按設計計算公式 1 選擇齒輪類 型 、精度等級、材料及齒數(shù)。 1)根據(jù)傳動方案,選用直齒圓柱齒輪傳動。 2)運輸機為一般工作機器,速度不高,選用 7級精度( 3)材料選擇 由表 (10擇小齒輪材料為 40質),硬度為 280 齒輪材料為 45鋼(調質),硬度為 240 者硬度差為 40 4)初選小齒輪的齒數(shù)1 24Z ,2 1 1 4 . 0 2 2 4 = 9 6 . 4 8Z i Z ,選2 97Z 2 按齒面接觸強度設計 由設計公式 2131 2 12 . 3 2 ( )t Ht d ud u (注 :腳標 t 表示試選 或試 算值 ,下同 .) ( 1)確定公式內各計算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù) 2)計算小齒輪轉矩 5 41119 5 . 5 1 0 3 . 4 3 1 0 m 3)由表 10(非對稱布置) 4)由表 10 21 8 9 p5)由圖 10m 1 600;大齒輪的接觸疲勞強度li m 2 5506)由式 109116 0 6 0 1 4 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 8 ) 3 . 3 6 4 1 0hN n j l 812 6 . 4 6 9 1 05 . 2 ( 一齒面嚙合次數(shù); 工作壽命) 7)由圖 10 9 3 , 0 . 9 6H N H 8)計算接觸疲
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