1壓制成型的零件上有毛刺，在使用過程中將會嚴重影響零件的安全性以及使用壽命。去毛刺機正是為了去除這些毛刺而被設計的。毛刺這個小東西雖然不大，但卻是直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。隨著企業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，機械零件產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，傳統(tǒng)去毛刺的方法已不能的滿足要求。本文主要針對機械零件生產(chǎn)線上的去除毛刺而設計了一種毛刺去除機，以實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化。減輕了工人的勞動強度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。文中詳細分析了毛刺去除機除毛刺、計件到停止、定位、計數(shù)等功能。并通過對摩擦輪機構(gòu)的設計，電機的計算與選型，帶傳動設計，軸承的選取，螺栓的校核，齒輪的校核等，該毛刺去除機實現(xiàn)了穩(wěn)定去除毛刺，效率高，成本低，易操作的特點。有一定實用價值。1Formingpartofthesuppressionofaburrontheuseofprocesswillseriouslyaffectthesafetyofpartsandservicelife.Deburringmachinetoremovetheburrwasdesigned.Industry,deburringmachinehasdeburringmachinefortheautomationonproductionline,realizetheautomationofproduction.italleviatedthelaborstrengthofworker,itraisedlaborproductivity.Thisdeburringmachinehaverealizedtostabilizationtransportation.toachievementofthesemovements.Designwithpartstabilizationtransportation,havedesignesystemcoordinatestheindependentsportofeveryparts,couplingofeveryparts,castingmakesaacceptablemechanicalbody,Installeverypartsinmechanicalbody,becomeamKeywords:deburring;gear;motor 12.1毛刺形成原因 22.2去毛刺機的設計步驟 22.3去毛刺機設計方案選取 32.4總體設計方案的采用 33去毛刺機計算選型與校核 73.1電機的計算與選型 73.1.1電機的計算 73.1.2等效轉(zhuǎn)動慣量計算 3.1.3電機力矩的計算 3.2帶傳動設計選型 3.2.1帶傳動簡介 3.2.2帶傳動計算 3.3電機的選取 3.4軸承的選取及校核 3.5軸的設計及校核 3.6螺栓的校核 3.7齒輪的校核 附錄1去毛刺機是用按系列化準化設計的通用部件和按被加工零件的形狀及加工工藝要求設計的專用部件組成的專用機器。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，企業(yè)的產(chǎn)量越來越大，精度越來越高，如汽車、空調(diào)等行業(yè)的變速箱、制冷器等零件，去毛刺就不能的滿足要求。不僅工人勞動強度很大，而且生產(chǎn)效率也不高，不利于保證產(chǎn)品加工精度。去毛刺機的制造就是為了解決這個矛盾。去毛刺機能夠去除單位生產(chǎn)的所有產(chǎn)品的毛刺，機器的動作全部實現(xiàn)了自動化.去毛刺的工藝方法也在逐年增加。據(jù)粗略統(tǒng)計，1972年，去除毛刺的方法僅有22種，1975年增加到30種，1990年則已達70余種，已涉及機械加工的各個方面，并不斷有新的去毛刺研究成果問世。隨著中國加入WTO、改革開放進程的加快，產(chǎn)品競爭會日益激烈。提高產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量、增加系統(tǒng)可靠性、降低成本是企業(yè)面臨的唯一選擇；另外，隨著國家機電產(chǎn)品出口比率的加大，也為去毛刺的研究和應用帶來鍥機。有跡毛刺這個小東西雖然不大，但卻是直接影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。所以最近幾年隨著各行業(yè)對毛刺去除的重視，去毛刺的方法也層出不窮。現(xiàn)在常用的修邊/去毛刺主要有這么幾種：1.手工去毛刺2.化學去毛刺。3.電解去毛刺4.超聲波去毛刺5.高壓水噴射去毛刺6.熱爆炸去毛刺7.冷凍修邊去毛刺8.磁力去毛刺機9.去毛刺由此看來，毛刺去除機在工業(yè)上的應用會將越來越廣。12毛刺去除機總體方案的設計首先，零件在成形時，采用粉末冶金制造法，粉末直接由壓機沖壓成形，在這個過程中，在成形的模具各邊緣凹槽處容易殘留粉末，這些粉末能使零件的邊緣產(chǎn)生毛刺。其次，在后來的精加工過程中，切削加工時表面表面也會殘留一些粉末，這也是上根上根盟寶滬毛拋左圖2.1毛刺形成原因2.2去毛刺機的設計步驟1)調(diào)查研究：主要對加工零件圖樣進行分析，對組合機床使用和制造單位進行深入細致的了解，查閱、搜集和分析國內(nèi)外有關資料以取的可靠的設計依據(jù)，通過調(diào)查研究位組合機床總體設計提供必要的大量的數(shù)據(jù)、資料，做好充分的、全面的技術(shù)準2)總體方案的設計：總體方案的設計主要包括制定工藝方案(確定零件在去毛刺機上完成的工藝內(nèi)容及加工方法，決定工步和其結(jié)構(gòu)形式等)、確定機器配置形式、制定影響機床總體布局和技術(shù)性能的主要部件的結(jié)構(gòu)形式。總體方案的擬定式設計去毛刺機的最關鍵的一步。方案制定的正確與否，將直接影響機器能否滿足加工要求，能否保證加工精度和生產(chǎn)率，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本較低和使用方便。去毛刺機的總體設計主要是加工示意圖、組合機器聯(lián)系尺寸圖，有關內(nèi)容可參考組合機器總體設計部分，后面作詳細的介紹。13)技術(shù)設計：根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇毛刺去除機的結(jié)構(gòu)形式。擬訂毛刺去除機的運動路線和空間作業(yè)方式。確定驅(qū)動系統(tǒng)的類型。計算動力元件的功率及校核受力件的承載能力。選擇各部件的具體結(jié)構(gòu)，進行毛刺去除機總裝圖的設計。繪制毛刺去除機的零件圖，并確定尺寸。2.3去毛刺機設計方案選取手工去毛刺：傳統(tǒng)的方式是鋼銼，砂紙，磨頭打磨；而修邊刀逐步取代了這些傳電解去毛刺：利用電解作用去除金屬零件毛刺的一種電解加工方法。電解去毛刺適用于去除零件中隱蔽部位交叉孔或形狀復雜零件的毛刺，生產(chǎn)效率高，去毛刺時間一般只需幾秒至幾十秒。缺點是零件毛刺的附近也受到電解作用，表面會失去原有光澤，甚至影響尺寸精度。高壓水噴射去毛刺：利用水的瞬間沖擊力來去除加工后產(chǎn)生的毛刺和飛邊，同時工件移動式和噴嘴移動式。工件移動式造價低，適合簡單閥體的去毛刺和清洗，其缺點是噴嘴與閥體的配合度不理想，閥體內(nèi)部交叉孔、斜孔的毛刺去除效果不好；噴嘴移動式通過CNC控制可有效的調(diào)整噴嘴與閥體毛刺產(chǎn)生部位的距離，有效對應閥體內(nèi)部的交叉孔和斜孔以及盲孔的毛刺，但由于此設備造價高，到目前為止只有汽車的心臟部位和工程機械的液壓控制系統(tǒng)才能普遍享受此厚待。在確定毛刺去除機設計方案前，必須對毛刺去除機設計基本步驟及其基本原則，使設計的方案更合理。在工業(yè)上，毛刺去除機有著廣泛的應用，本文主要針對生產(chǎn)線上的去除毛刺設計了毛刺去除機，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化。減輕了工人的勞動強度，提高該毛刺去除機實現(xiàn)了穩(wěn)定去除毛刺，效率高，成本低，易操作的特點。2.4總體設計方案的采用在工業(yè)上，毛刺去除機有著廣泛的應用，本文主要針對生產(chǎn)線上的去除毛刺設計了毛刺去除機，實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化。減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率。該毛刺去除機實現(xiàn)了穩(wěn)定去除毛刺、件到停止、定位等功能并實現(xiàn)了高精度去除毛刺的目的。為了現(xiàn)實這些動作，采用部件設計，分別實現(xiàn)這些動作。比如了為實現(xiàn)1穩(wěn)定去除毛刺這個動作，設計了一個氣抓夾持機構(gòu)。然后控制系統(tǒng)把各個部件的獨立運動協(xié)調(diào)起來，形成了一個有規(guī)則運動系統(tǒng)。各個部件的聯(lián)接，先造出一個合格的機械本體，把各個部件安裝在機械本體上，形成一個機器。1-底座2-傳動帶上板3-傳送帶可調(diào)支座4-皮帶松緊調(diào)節(jié)件5-砂輪6-安裝板7-砂輪8-皮帶9-齒輪10-螺栓11-齒形帶12-齒輪13傳送帶電機14-調(diào)整板15-螺母圖2.3去毛刺機俯視圖20-電機底座21-螺母22-電機23-皮帶輪24-皮帶25-皮帶張緊輪軸26-皮帶張緊輪27-砂輪軸28-圓錐滾子軸承29-墊片13去毛刺機計算選型與校核3.1電機的計算與選型步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流電機，交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。感應子式步進電機與傳統(tǒng)的反應式步進電機相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。感應子式步進電機某種程度上可以看作是低速同步電機。一個四相電機可以作四相運行，也可以作二相運行。(必須采用雙極電壓驅(qū)動),而反應式電機則不能如此。例如：四相，八相運行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=A,D=B.一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線(四相),這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。。步進電機的運行要有一電子裝置進行驅(qū)動，這種裝置就是步進電機驅(qū)動器，它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號，加以放大以驅(qū)動步進電機。步進電機的轉(zhuǎn)速與脈沖信號的頻率成正比，控制步進脈沖信號的頻率，可以對電機精確調(diào)速；控制步進脈沖的個數(shù)，可以對電機精確定位。1典型的步進電機驅(qū)動控制系統(tǒng)主要由三部分組成：1)步進控制器，由單片機實現(xiàn)。2)驅(qū)動器，把單片機輸出的脈沖加以放大，以驅(qū)動步進電機。A11111001F9HAB11111011FBHB11111010FAHBC11111110FEHC11111100FCHCA11111101FDH以上為步進電機正轉(zhuǎn)時的控制順序及數(shù)學模型。因此，步進驅(qū)動控制器實際上就是按上述的控制方式所規(guī)定的順序送脈沖序列，即可實現(xiàn)驅(qū)動步進電機三相六拍方式的轉(zhuǎn)動。輸入順序脈沖序列的速率就是步進電機的速率。使用、控制步進電機必須由環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)功率放大是驅(qū)動系統(tǒng)最為重要的部分。步進電機在一定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩取決于它的動態(tài)平均電流而非靜態(tài)電流(而樣本上的電流均為靜態(tài)電流)。平均電流越大電激勵矩越大，要達到平均電流大這就需要驅(qū)動系統(tǒng)盡量克服電機的反電勢。因而不同的場合采取不同的的驅(qū)動方式，到目前為止，驅(qū)動方式一般有以下幾種：恒壓、恒壓串電阻、高低壓驅(qū)動、恒流、細分數(shù)等。1)特點：感應子式與傳統(tǒng)的反應式相比，結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)子加有永磁體，以提供軟磁材料的工作點，而定子激磁只需提供變化的磁場而不必提供磁材料工作點的耗能，因此該電機效率高，電流小，發(fā)熱低。因永磁體的存在，該電機具有較強的反電勢，其自身阻尼作用比較好，使其在運轉(zhuǎn)過程中比較平穩(wěn)、噪音低、低頻振動小。感應子二相運行。(必須采用雙極電壓驅(qū)動),而反應式電機則不能如此。例如：四相，八相1運行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍運行方式.不難發(fā)現(xiàn)其條件為C=,D=.一個二相電機的內(nèi)部繞組與四相電機完全一致，小功率電機一般直接接為二相，而功率大一點的電機，為了方便使用，靈活改變電機的動態(tài)特點，往往將其外部接線為八根引線(四相),這樣使用時，既可以作四相電機使用，可以作二相電機繞組串聯(lián)或并聯(lián)使用。2)分類：感應子式電機以相數(shù)可分為：二相電機、三相電機、四相電機、五相電86BYG、110BYG、(國際標準),而像70BYG、90BYG、130BYG等均為國內(nèi)標準。3)步進電機的靜態(tài)指標術(shù)語相數(shù)：產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。常用m表示。拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用n表示，或指電機轉(zhuǎn)過一個齒距角所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有四相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：對應一個脈沖信號，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用θ表示。0=360度(轉(zhuǎn)子齒數(shù)J*運行拍數(shù)),以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機為例。四拍運行時步距角為θ=360度/(50*4)=1.8度(俗稱整步),八拍運行時步距角為θ=360度/(50*8)=0.9度(俗稱半步)。定位轉(zhuǎn)矩：電機在不通電狀態(tài)下，電機轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩(由磁場齒形的諧波以及機械誤差造成的)靜轉(zhuǎn)矩：電機在額定靜態(tài)電作用下，電機不作旋轉(zhuǎn)運動時，電機轉(zhuǎn)軸的鎖定力矩。此力矩是衡量電機體積(幾何尺寸)的標準，與驅(qū)動電壓及驅(qū)動電源等無關。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁安匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會造成電機的發(fā)熱及機(1)步距角精度：步進電機每轉(zhuǎn)過一個步距角的實際值與理論值的誤差。用百分比表示：誤差/步距角*100%。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應在5%之內(nèi)，八拍運行時應在15%以內(nèi)。(3)失調(diào)角：轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機運轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細分驅(qū)動是不能解決的。1的情況下，能夠直接起動的最大頻率。(5)最大空載的運行頻率：電機在某種驅(qū)動形式線稱為運行矩頻特性，這是電機諸多動態(tài)曲線中最重要的，也是電機選力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流(而非靜態(tài)電流),平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。如下圖所示：其中，曲線3電流最大、或電壓最高；曲線1電流最小、或電壓最低，曲線與負載的交點為負載的最大速度點。要使平均電流大，盡可能提高驅(qū)動電壓，使采用小(7)電機的共振點：步進電機均有固定的共振區(qū)域，二、四相感應子式的共振區(qū)一般在180-250pps之間(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角為0.9度),電機驅(qū)動電壓越高，電機電流越大，負載越輕，電機體積越小，則共振區(qū)向上偏移，反之亦J?=0.78×103×d?×L=0.0034kg·cm21J?=0.78×103×1?×45=0.082kg·cm2G=98N考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題。機械手在不同的工況下，所需轉(zhuǎn)動力矩不同，下面分別按各階段進行計算。1)快速空載起動力矩M。在快速空載起動階段，加速力矩占的比例較大，具體計算公式如下：M起=Mamax+M,+M?(3.2)ε-電機最大角加速度(rad/s2)Vmx-運動部件最大快進速度(mm/min)δ,-脈沖當量(mm/步)11上述三項合計：M起=Mamax+M,+M,2)快速起動所需力矩M快M快=M,+M?3)最大負載所需力矩M最大，以此項作為初選步進電機的依據(jù)。從《數(shù)控機床課程設計指導書》表4-24查出，當步進電機為三相六拍時最大靜力矩Mmx=19.34N·cm3.2帶傳動設計選型帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動。帶傳動具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動力，且其造價低廉、不需潤滑、維護容易等特點，在近代機械傳動中應用十分廣泛。摩擦型帶傳動能過載打滑、運轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動比不準確(滑動率在2%以下);同步帶傳動可保證傳動同步，但對載荷變動的吸收能力稍差，高速運轉(zhuǎn)有噪聲。帶傳動除用以傳遞動力外，有時也用來輸送物料、進行零件的整列等。1帶傳動工作時所受的應力有：1)由緊邊和松邊拉力產(chǎn)生的應力；3)帶在帶輪上彎曲產(chǎn)生的彎曲應力。基本分類：根據(jù)用途不同，有一般工業(yè)用傳動帶、汽車用傳動帶、農(nóng)業(yè)機械用傳動帶和家用電器用傳動帶。摩擦型傳動帶根據(jù)其截面形狀的不同又分平帶、V帶和特殊帶(多楔帶、圓帶)等。傳動帶的種類通常是根據(jù)工作機的種類、用途、使用環(huán)境和各種帶的特性等綜合選定。若有多種傳動帶滿足傳動需要時，則可根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)的緊湊性、生產(chǎn)成本和運轉(zhuǎn)費用，以及市場的供應等因素，綜合選定最優(yōu)方案。并口倍確并口倍確變里傳建圖1平型帶的傳動型式圖3.1平型帶的傳動形式平型帶傳動工作時帶套在平滑的輪面上，借帶與輪面間的摩擦進行傳動。傳動型式有開口傳動、交叉?zhèn)鲃雍桶虢徊鎮(zhèn)鲃拥龋謩e適應主動軸與從動軸不同相對位置和不同旋轉(zhuǎn)方向的需要。平型帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，但容易打滑，通常用于傳動比為3左右平型帶有膠帶、編織帶、強力錦綸帶和高速環(huán)形帶等。膠帶是平型帶中用得最多的一種。它強度較高，傳遞功率范圍廣。編織帶撓性好，但易松弛。強力錦綸帶強度高，且不易松弛。平型帶的截面尺寸都有標準規(guī)格，可選取任意長度，用膠合、縫合傳動平穩(wěn)，專用于高速傳動。三角帶傳動：三角帶傳動工作時帶放在帶輪上相應的型槽內(nèi)，靠帶與型槽兩壁面的摩擦實現(xiàn)傳動。三角帶通常是數(shù)根并用，帶輪上有相應數(shù)目的型槽。用三角帶傳動1短和較大傳動比(7左右)的場合，在垂直和傾斜的傳動中也能較好工作。此外，因三角帶數(shù)根并用，其中一根破壞也不致發(fā)生事故。三角膠帶是三角帶中用得最多的一種，它是由強力層、伸張層、壓縮層和包布層制成的無端環(huán)形膠帶。強力層主要用來承受拉力，伸張層和壓縮層在彎曲時起伸張和壓縮作用，包布層的作用主要是增強帶的強度。三角膠帶的截面尺寸和長度都有標準三角帶常多根并列使用，設計時可按傳遞的功率和小輪的轉(zhuǎn)速確定帶的型號、根數(shù)和圖3.2同步齒形帶傳動同步齒形帶傳動：這是一種特殊的帶傳動。帶的工作面做成齒形，帶輪的輪緣表面也做成相應的齒形，帶與帶輪主要靠嚙合進行傳動。同步齒形帶一般采用細鋼絲繩作強力層，外面包覆聚氯脂或氯丁橡膠。強力層中線定為帶的節(jié)線，帶線周長為公稱長度。帶的基本參數(shù)是周節(jié)p和模數(shù)m。周節(jié)p等于相鄰兩齒對應點間沿節(jié)線量得的尺寸，模數(shù)m=p/π。中國的同步齒形帶采用模數(shù)制，其規(guī)格用模數(shù)×帶寬×齒數(shù)表與普通帶傳動相比，同步齒形帶傳動的特點是：1)鋼絲繩制成的強力層受載后變形極小，齒形帶的周節(jié)基本不變，帶與帶輪間無2)齒形帶薄且輕，可用于速度較高的場合，傳動時線速度可達40米/秒，傳動比可達10,傳動效率可達98%;4)由于預拉力小，承載能力也較小；⑤制造和安裝精度要求甚高，要求有嚴格的中心距，故成本較高。同步齒形帶傳動主要用于要求傳動比準確的場合，如計算機中的外部設備、電影放映機、錄像機和紡織機械等。11)滑動損失摩擦型帶傳動工作時，由于帶輪兩邊的拉力差及其相應的變形差形特別是過載打滑，會使帶的運動處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇降低，磨損加劇，嚴重影響帶的壽命。滑動損失隨緊、松邊拉力差的增大而增大，隨帶體彈性模量的增大而減2)內(nèi)摩擦損失帶在運行中的反復伸縮，在帶輪上的撓曲會使帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦拉力變化，可減小其內(nèi)摩擦損失。3)帶與帶輪工作面的粘附性以及V帶楔入、退出輪槽的側(cè)面摩擦損失。圖3.3帶傳動4)空氣阻力損失高速運行時，運行風阻引起的功率損失。其損失與速度的平方成正比。因此設計高速帶傳動時，應減小帶的表面積，盡量用厚而窄的帶；帶輪的輪輻表面應平滑(如用橢圓輪輻)或用輻板以減小風阻。5)軸承摩擦損失軸承受帶拉力的作用，是引起功率損失的重要因素之一。綜合上述損失，帶傳動的效率約在80%～98%范圍內(nèi)，進行傳動設計時，根據(jù)帶的種類選(1)優(yōu)點：傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用維護方便、有良好的撓性和彈性、過載打滑。(2)缺點：傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、因此，帶傳動常適用于大中心距、中小功率、帶速v=5～25m/s,i≤7的情況。使用和維護1)安裝：減小中心距，松開張緊輪，裝好后再調(diào)整。12)V帶注意型號、基準長度。3)兩帶輪中心線平行，帶輪斷面垂直中心線，主、從動輪的槽輪在同一平面內(nèi)，軸與軸端變形要小。4)定期檢查。不同帶型、不同廠家生產(chǎn)、不同新舊程度的V帶不易同組使用。5)保持清潔，避免遇酸、堿或油污使帶老化。鐵棒，載荷性質(zhì)為載荷變動較大),則功率為P=K?·P=1.2×3=3.6(3.11)3)確定帶輪的基準直徑da和d??(1)由《機械設計》第109頁表7-8查得A型d?mn=75mm,考慮到帶輪太小，其彎曲應力過大，所以要使d≥dmn,取da=150(2)驗算帶的速度5m/s<22.6m/s<25m/s(3)計算d??由于電機轉(zhuǎn)速與砂輪轉(zhuǎn)速基本同步，選速比n,/n?=1,則14)確定中心距和帶的基準長度(1)初選中心距=2270mm由《機械設計》第96頁表7-2取帶的標準基準長度L?=2000mm則amin=a-0.015L?=765-0.015×2000=735mmamx=a+0.030L?=765-0.030×2000=825mma=735～825a=735～825mm。5)驗算帶輪包角6)確定帶的根數(shù)=180°>120°(合適)=180°>120°P'?=(P?K?K?+△P?)K1由《機械設計》第107頁表7-5查得彎曲影響系數(shù)K。=1.03×103由《機械設計》第107頁表7-5查得傳動比系數(shù)K,=1.05由《機械設計》第107頁表7-6查得包角系數(shù)K。=1由《機械設計》第106頁表7-4查得長度系數(shù)K,=1.03由《機械設計》第105頁圖7-13查得P?=2.2kw。P'?=(2.2×1×1.03)×0.75=1.7kw由《機械設計》第96頁表7-1查得q=0.11設計帶輪時應滿足的要求有：質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造應力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時經(jīng)過動平衡，輪槽工作面加工精細，以減小帶的磨損，各槽(2)帶輪的材料帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號為HT150或HT200,轉(zhuǎn)速較高時宜采用鑄鋼，或用鋼板沖壓后焊接而成[5]。在本次設計中，采用了比較常見的HT150。由于帶輪的基準直徑d?=150mm,軸的直徑d=30mm,根據(jù)帶輪的選擇原則：即當(2.5～3)d≤d?≤3000mm時采用腹板式結(jié)構(gòu)，鑄造帶輪的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。電機，俗稱“馬達”,是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱(俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源，發(fā)電機在電路中用字電機是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱(俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。發(fā)電機在電路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用機械能轉(zhuǎn)化為電能，目前最常用的是，利用熱能、水能等推動發(fā)電機轉(zhuǎn)子來發(fā)電，隨著風力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，風電也慢慢走進我們的生活。變壓器，在有的書上稱之為靜止的電機。從電機的定義發(fā)現(xiàn)，這么說也有它的道電機分為：靜止電機和旋轉(zhuǎn)電機。1變壓器是一種靜止電機，它應用電磁感應原理，可將一種電壓的電能轉(zhuǎn)換為另一種電壓的電能(一般是交流電)。從電力的生產(chǎn)、輸送、分配到各用電戶，采用著各式各樣的變壓器。首先，從電力系統(tǒng)來講，變壓器就是一種主要設備。我們知道，要將大功率的電能輸送到很遠的地方去，再用較低的電壓即相應的大電流來傳輸是不可流還將在輸電線上引起較大的電壓降落，致使電能根本送不出去。為此，需要變壓器來將發(fā)電機的端電壓升高，相應的電流便可減小變壓器的簡介變壓器的功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓(磁飽和變壓器);自耦變壓器；高壓變壓器(干式和油浸式)等，變壓器常用變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器試驗變壓器轉(zhuǎn)角變壓器大電流變壓器勵磁變壓器。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的「匝數(shù)比」所決定的。因此，變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓大部份的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結(jié)合，其一次與二次電壓的比值幾乎參考指標。由于此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經(jīng)濟，至于降壓變壓器，它使得電力運用方面更加多元化，可以這樣說，沒有變壓器，現(xiàn)代工電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網(wǎng)絡之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區(qū)1那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統(tǒng)其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較，它仍然歸屬于小隔離變壓器：各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統(tǒng)之一項重要概念，亦即電子學特性之一，其乃預設一種設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備-變壓器。變壓器又有其做試驗而用的，是試驗變壓器，分別可以分為充氣式，油浸式，干式等試驗變壓器，是發(fā)電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備，通過了國家質(zhì)量監(jiān)督局的標準，用于對各種電氣產(chǎn)品、電器元件、絕緣材料等進行規(guī)定電壓下的絕緣強度試驗變壓器---利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸?shù)闹匾D3.4電機電機是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也稱(俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機械的動力源。導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉(zhuǎn)電機里稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方1向轉(zhuǎn)動。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩(例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負載轉(zhuǎn)矩),電樞就能按逆時針方向旋轉(zhuǎn)起來。直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機，廣泛應用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表、玩具等。1)電磁式直流電動機：電磁式直流電動機由定子磁極、轉(zhuǎn)子(電樞)、換向器(俗稱整流子)、電刷、機殼、軸承等構(gòu)成。電磁式直流電動機的定子磁極(主磁極)由鐵心和勵磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵磁(舊標準稱為激磁)方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。因勵磁方式不同，定子磁極磁通(由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生)的規(guī)律也不同。串勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流成正比，定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大，轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成正比，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的5倍以上，短時間過載轉(zhuǎn)矩可達額定轉(zhuǎn)矩的4倍以上，轉(zhuǎn)速變化率較大，空載轉(zhuǎn)速甚高 (一般不允許其在空載下運行)。可通過用外用電阻器與串勵繞組串聯(lián)(或并聯(lián))、或?qū)⒋畡罾@組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調(diào)速。并勵直流電動機的勵磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組相并聯(lián)，其勵磁電流較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比，起動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降，短時過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍。轉(zhuǎn)速變化率較小，為5%~15%。可通過消弱磁場的恒功率來調(diào)速。直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電，其勵磁電流也較恒定，起動轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。轉(zhuǎn)速變化也為5%~15%。可以通過消弱磁場恒功率來提高轉(zhuǎn)速或通過降低轉(zhuǎn)子繞組的電壓來使轉(zhuǎn)速降低。直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵繞組(其匝數(shù)較少)。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同，起動轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的4倍左右，短時間過載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的3.5倍左右。轉(zhuǎn)速變化率為25%~30%(與串聯(lián)繞組有關)。轉(zhuǎn)速可通過消弱磁場強度來調(diào)整。1換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度塑料模壓成。電刷與換向器滑動接觸，為轉(zhuǎn)子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉(zhuǎn)子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成，一般為12槽，內(nèi)嵌12組電樞繞組，各繞組間串聯(lián)接后，再分別與12片換向片連接。圖3.5永磁實體永磁式直流電動機也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。錄放機中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數(shù)采用專塊型磁體。轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成，較電磁式直流電動機轉(zhuǎn)子的槽數(shù)少。錄放機中使用的小功率電動機多數(shù)為3槽，較高檔的為5槽或7槽。漆包線繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導電部件，具備導電與耐磨兩種性能。永磁電動機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。錄放機中使用的永磁式直流電動機，采用電子穩(wěn)速電路或離心式穩(wěn)速裝置。2)無刷直流電動機無刷直流電動機是采用半導體開關器件來實現(xiàn)電子換向的，即用電子開關器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應用于高檔錄音座、錄像機、電子儀器及自動化辦公設備中。無刷直流電動機由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化，沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進行換流(即檢測轉(zhuǎn)子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換電路處理后去控制1功率開關電路，按一定的邏輯關系進行繞組電流切換)。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)Ｓ眉呻娐返?裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的磁場變化。采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉(zhuǎn)子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關、LC諧振電路等),當永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時，電磁效應將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。交流異步電動機交流異步電動機是領先交流電壓運行的電動機，廣泛應用于電風扇、電冰箱、洗衣機、空調(diào)器、電吹風、吸塵器、油煙機、洗碗機、電動縫紉機、食品加工機等家用電器及各種電動工具、小型機電設備中。交流電異步電動機分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為單相異步電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。電機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，從而叫為異步電機。它和感應電1)當三相異步電機接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢(定子旋轉(zhuǎn)磁動勢)并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。應電動勢并產(chǎn)生感應電流。3)根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導體在磁場中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。1異步電機是一種交流電機，其負載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關系。還隨著負載的大小發(fā)生變化。負載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應電機應用最廣，在不致引起誤解或混普通異步電機的定子繞組接交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運行，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電機還便于派生成各種防護型式，以適應不同環(huán)境條件的需要。異步電機運行時，必須從電網(wǎng)吸取無功勵磁功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此，對驅(qū)動球磨機、壓縮機等大功率、低轉(zhuǎn)速的機械設備，常采用同步電機。由于異步電機的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關系，其調(diào)速性能較差(交流換向器電動機除外)。對要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍大型機床、印染及造紙機械等，采用直流電機較經(jīng)濟、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調(diào)速的異步電機的調(diào)速性能及經(jīng)濟性已可與直流電機的相媲美。根據(jù)砂輪片的要求，現(xiàn)選用比較常用的Y系列三相異步電動機，這是由于Y系列三相異步電動機的功率等級和安裝尺寸與國外同類型的先進產(chǎn)品相當，因而具有與國外同類型產(chǎn)品之間良好的互換性，供配套出口及引進設備替換[2]。選取功率為3.0KW,滿載時的轉(zhuǎn)速為2870r/min。額定電流6.39A,功率因數(shù)0.87,效率82%,額定轉(zhuǎn)矩3.4軸承的選取及校核軸承的校核徑向力;軸向力1當量載荷P?=f,(X?F?+YAF)=509.04NP=f,(X。F+YF)=310.343.5軸的設計及校核Fal=Fttanβ=4380N;Ft2=5480NFr2=14390NFa2=25490N1圖3.6皮帶輪受力圖2)求軸上的載荷Frl=1325.7NFr2=5956.2N查得軸承30307的Y值為1.6因為兩個齒輪旋向都是左旋。Fa2=1680N3)精確校核軸的疲勞強度截面上的轉(zhuǎn)切應力為由于軸選用40cr,調(diào)質(zhì)處理，所以1少少σβ=735MPa,σ_?=386MPa,t=260MPa。(1)綜合系數(shù)的計算由經(jīng)直線插入，知道因軸肩而形成的理論應軸的材料敏感系數(shù)為q。=0.85,q,=0.87,故有效應力集中系數(shù)為k,=1+q?(a?-1)=1.70(2)碳鋼系數(shù)的確定碳鋼的特性系數(shù)取為y。=0.1,ψ,=0.05(3)安全系數(shù)的計算軸的疲勞安全系數(shù)為1由于采用單排螺紋連接固定，所以螺紋主要受預緊力和工作拉力.這種受力方式在緊螺栓連接中比較常見，因而也是最重要的一種.這種緊螺栓連接承受軸向拉伸工作拉力之和.根據(jù)理論分析，螺栓的總拉力除和預緊力F?,工作拉力F有關外，還受到螺栓剛度C。及被連接件剛度Cm等因素影響.因此，應從分析螺栓連接的受力和變形的受力及變形情況.圖3.7螺栓受力及變形情況(a)螺母未擰緊(b)螺母已擰緊(c)已承受工作載荷(c)是承受工作載荷時的情況.此時若螺栓和被連接鍵的材料在彈性變形范圍內(nèi)則兩者的受力已變形的關系符合拉(壓)胡克定律.當螺栓承受工作載荷后，因所受的λm'=λm-△λ.而被連接件的壓縮力由F?減至F.F稱為殘余預緊力。顯然，連接受載后，由于預緊力的變化，螺栓的總拉力F?并不等于預緊力F?宇與工作拉力F之和，而等于殘余預應力F與工作拉力F之和。上述的螺栓和被連接件的受力與變形關系，用線圖表示，如圖3.81圖3.8螺栓和被連接件的受力與變形關系F?=F+FF?=F?+(F-△F)按圖3-3中的幾何關系得上式中稱為螺栓的相對剛度，本連接采用金屬墊片，故取式中F為每把刀具所受的力除以螺栓數(shù)，設計采用雙刀四螺栓連接，分析有8F*500=T=1555000N*mm,所以螺栓的總拉力為設計螺栓為中碳鋼，其屈服極限為400MPa,由于工作為變工作載荷，而且有較大沖擊，取安全系數(shù)S=35,則螺紋連接件的許用拉應力所以螺栓連接最小橫截面直徑采用螺栓代號為GB5783—86M12×100驗算齒輪強度，應選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進行接觸應力和彎曲應力驗算。一般對高速傳動的齒輪驗算齒面接觸應力，對低速傳動的齒輪驗算齒根彎曲應力。對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。接觸應力的驗算公式為1彎曲應力的驗算公式為式中N-齒輪傳遞功率(KW),N=N?●η;N?-電動機額定功率(KW);η-從電動機到所計算的齒輪的機械效率；n-齒輪計算轉(zhuǎn)速(r/min);m-初