棒料剝皮機(jī)上料架的設(shè)計(jì)

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1、沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1摘 要 在冶金行業(yè)中，剛生產(chǎn)出的圓鋼表面存在裂紋、折疊、結(jié)巴，及氧化皮等缺陷，嚴(yán)重影響了鋼材的表面質(zhì)量。這些裂紋、硬皮、氧化膜、折疊等，直接導(dǎo)致形狀偏差和尺寸偏差等缺陷，不利于優(yōu)化成品的性價(jià)比，使之在市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)中處于弱勢(shì)狀態(tài)。國(guó)內(nèi)幾家大型的鋼廠主要采用從外國(guó)進(jìn)口的剝皮機(jī)解決這一問(wèn)題。但是，進(jìn)口的機(jī)器價(jià)格昂貴，為解決這一難題，特設(shè)計(jì)此剝皮機(jī)來(lái)解決該設(shè)備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的問(wèn)題。傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中，大多采用化學(xué)方法如酸洗來(lái)解決這一問(wèn)題，取得了初步的成效。但大量的工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境造成了污染，且無(wú)法滿足軋制圓鋼的形狀及尺寸要求。因此，軋制圓鋼剝皮機(jī)設(shè)備的研發(fā)、設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生。本論文介紹了剝

2、皮機(jī)的發(fā)展，及其結(jié)構(gòu)與原理。主要對(duì)剝皮機(jī)的上料系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：剝皮機(jī)；圓鋼外圓銑削加工設(shè)備；上料機(jī)構(gòu)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2ABSTRACTIn the metallurgy profession, a steel which just from the factory often have crack , fold, stammer, and oxidize skin on the surface. These blemish affected the surface quantity of the steel material seriously. Such as the d

3、efects of crack, incrustation, shape, deviation and so on. witch isnt good at the international market competition. The main adoption of local and several large steel factories is from abroad to import skinning machine to resolve this problem. But the machine price that import is expensive, in order

4、 to resolve this problem, especially design this skinning machine to resolve the long-term dependence of that equipments to import of problem.This paper introduces the development of the machine, and its structure and principle. The main part described the design about skinning machines moving mecha

5、nism .Key words: skinning machine; Round steel outer annulus milling processing equipment The feeding mechanism沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文3目錄目錄摘 要.1ABSTRACT .2第一章 緒論.41.1 剝皮機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)介 .41.2 上料架介紹 .51.3 剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 .61.4 主要的技術(shù)性能 .71.5 機(jī)器用途和機(jī)器加工范圍.91.6 生產(chǎn)情況.10第二章 棒料剝皮機(jī)上料架的設(shè)計(jì).112.1 剝皮機(jī)主要部件的介紹.112.2 軸及軸上的零件.13沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4

6、2.2.1 軸.132.2.2 軸上的零件.142.3 渦輪蝸桿工程圖.15 2.3.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算.162.4 升降與導(dǎo)向定位裝置.192.5 托輥機(jī)構(gòu).212.5.1 計(jì)算進(jìn)給系統(tǒng)與托輥相連齒輪齒數(shù)并校核.232.5.2 軸的校核.292.6 固定托輥槽鋼.36總總 結(jié)結(jié).37致致 謝謝.38參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).39附錄附錄 A:A:.40附錄附錄 B B：.53第一章第一章 緒緒 論論1.1 剝皮機(jī)設(shè)備簡(jiǎn)介 在我國(guó)鋼鐵行業(yè)中，剛出爐的軋制圓鋼表面存在著裂紋、硬皮、折疊、結(jié)巴及形狀和尺寸偏差等缺陷。為了短期的盈利，國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)便迫不及待的投放到市場(chǎng)中去。較嚴(yán)重地影響了鋼材的表面質(zhì)量，

7、還削弱了其產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。這種現(xiàn)象在我國(guó)的鋼鐵行業(yè)是比較普遍的，而在國(guó)外，同類鋼材都經(jīng)過(guò)了特殊的再加工處理，其表面光潔度得到了相當(dāng)大的改善。例如：日本的三菱重工公司，早在上世紀(jì) 50 年代，就已生產(chǎn)了該類銑削設(shè)備用于軋制圓鋼的表面處理。因而使得這些鋼材可以直接應(yīng)用到各類生產(chǎn)中去，而不需要再重新進(jìn)行加工處理。大大的提高了鋼材消費(fèi)商的生產(chǎn)效率。但目前的圓鋼多為細(xì)長(zhǎng)件，傳統(tǒng)的加工方法，一般采用的主要是床身、加緊傳動(dòng)裝置、刀架裝置、走刀裝置及走刀機(jī)構(gòu)構(gòu)成的普通車床來(lái)加工圓鋼表面。圓鋼被加緊在卡盤（三爪或四爪卡盤）與車尾架，在卡盤的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具裝置與走刀絲沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文5杠相

8、連，做直線運(yùn)動(dòng)。用普通車床對(duì)圓鋼進(jìn)行剝皮機(jī)車削的主要缺點(diǎn)是：車削速度慢、效率低、圓鋼長(zhǎng)度短，且卡盤加緊處的圓鋼表面不能車削（除非掉頭再車削） ，特別是在圓鋼表面存在彎曲度的情況下，為了保證圓鋼表面質(zhì)量，切削量就要大于或等于彎曲和表面缺陷深度之和，從而降低了圓鋼銑削后的成材率。而這類鋼材又往往是批量生產(chǎn)，因此必須映入新的加工機(jī)械來(lái)解決這一難題。實(shí)際上國(guó)內(nèi)的鋼鐵企業(yè)、軸承企業(yè)、彈簧生產(chǎn)廠家等也急需這樣的設(shè)備，目前他們采用進(jìn)口設(shè)備的辦法，現(xiàn)在大約有二、三家鋼鐵企業(yè)擁有這樣的設(shè)備。其中大連鋼廠早在上世紀(jì) 80 年代初，花了近 400 萬(wàn)馬克進(jìn)口了一臺(tái)軋制圓鋼銑削的設(shè)備，400 萬(wàn)馬克絕對(duì)是個(gè)天價(jià)。且該

9、設(shè)備的調(diào)試需要由外國(guó)專家來(lái)指導(dǎo)，帶來(lái)了技術(shù)上的諸多不便。因此，國(guó)內(nèi)迫切需要設(shè)計(jì)此類軋制圓鋼的銑削加工設(shè)備來(lái)解決這一難題，以解決國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)在此生產(chǎn)方面長(zhǎng)期以來(lái)依賴進(jìn)口的局面。清除器表面的缺陷，提高其精度，最終達(dá)到提高我國(guó)同類產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的目的。1.2 上料架介紹 將待加工工件送裝到機(jī)床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械裝置，又稱工件自動(dòng)裝卸裝置。大部分機(jī)床上下料裝置的下料機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，或上料機(jī)構(gòu)兼有下料功能，所以機(jī)床的上下料裝置也常被簡(jiǎn)稱為上料裝置。機(jī)床上下料裝置是自動(dòng)機(jī)床的一個(gè)組成部分。半自動(dòng)機(jī)床加工設(shè)備的上下料裝置，可使加工循環(huán)連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行，成為自動(dòng)機(jī)床。機(jī)床上

10、下料裝置用于效率高、機(jī)動(dòng)時(shí)間短、工件裝卸頻繁的半自動(dòng)機(jī)床，能顯著地提高生產(chǎn)效率和減輕體力勞動(dòng)。機(jī)床賞析聊裝置也是組成自動(dòng)生產(chǎn)線的必不可少的輔助裝置。類型 按工件坯料形式，上料裝置可分為用于卷料、棒料和件料等 3 種類型。卷料上料裝置 將成卷的線材裝在自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)上，加工時(shí)材料被拉出校直后送向加工位置，一般用于自動(dòng)車床、自動(dòng)沖床和自動(dòng)冷鐓機(jī)等。棒料上料裝置 將一定長(zhǎng)度的棒料裝在送料管內(nèi)，機(jī)床每加工完一個(gè)工件，便由送料機(jī)構(gòu)將棒料按所需長(zhǎng)度向機(jī)床主軸孔自動(dòng)送料一次，一般用于自動(dòng)車床。剝皮機(jī)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6上料架就屬于這種裝置見(jiàn)圖 1-1.圖 1.1 剝皮機(jī)上料架1.3 剝皮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原

11、理 本次設(shè)計(jì)的剝皮機(jī)組的機(jī)械結(jié)構(gòu)由上料臺(tái)架、進(jìn)料裝置、送料裝置、切削頭、剝皮機(jī)構(gòu)、直徑測(cè)量機(jī)構(gòu)、加緊架、出料裝置、鐵削輸送機(jī)及潤(rùn)滑、液壓、氣動(dòng)裝置等組成，見(jiàn)圖 1-2.沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7圖 1-2 剝皮機(jī)總圖該機(jī)床的運(yùn)動(dòng)形式為銑削運(yùn)動(dòng)形式，即工件作平動(dòng)，刀具作轉(zhuǎn)動(dòng)。剝皮機(jī)構(gòu)的浮動(dòng)裝置是實(shí)現(xiàn)切削的主體部件，也是保證棒料直徑尺寸不變的關(guān)鍵部件。夾送裝置將棒料軸向送進(jìn)，棒料通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)地、在圓周上等距分布的 4 把刀具的切削頭，其表面被刀片所切削（剝皮） 。由于細(xì)長(zhǎng)桿件允許有一定得彎曲度，在送進(jìn)過(guò)程中期中心是變化的，因此固定刀具的刀架盤必須是中心可浮動(dòng)的，使刀具始終與棒料保持同心，亦即刀具在

12、切削時(shí)事無(wú)心的，等厚度地將棒料剝?nèi)ヒ粚颖砥?，而不改變直徑偏差。軋制圓鋼放在儲(chǔ)料架上，通過(guò)撥料桿將軋制圓鋼撥到上料臺(tái)架上，在上料架上由滾動(dòng)的小輪帶動(dòng)鋼料沿著軌道前進(jìn)，經(jīng)夾送裝置送到刀架后被夾緊銑削，加工完的棒料被導(dǎo)向小車夾持并拉到下料臺(tái)架。當(dāng)整根棒料都置于下料臺(tái)架后，通過(guò)下料臺(tái)架下的液壓缸將其推翻，從而實(shí)現(xiàn)下料。在切削刀架后部，裝有一個(gè)激光檢測(cè)頭，當(dāng)軋制圓鋼直徑發(fā)生變化時(shí)，激光檢測(cè)頭會(huì)發(fā)出脈沖信號(hào)，通知刀架進(jìn)行合理的調(diào)整，從而控制軋制圓鋼的直徑在要求的范圍內(nèi)。1.4 主要的技術(shù)性能 （1）加工范圍： 坯料直徑：n5.5n80mm 成品直徑：n5n78mm。 （2）設(shè)備總長(zhǎng) 13m（包括上料臺(tái)架、

13、下料臺(tái)架） 。 （3）工件平動(dòng)速度 6m/min；6m 長(zhǎng)工件每分鐘一根；加工后工件表面粗糙度1.6； （4）棒料長(zhǎng)度： 26m（使用短棒線路 22.2m,使用測(cè)量?jī)x 3.86m） 。（5）主傳動(dòng)功率： 75KW，直流（采用可控硅控制的直流電機(jī)） 。（6）主軸轉(zhuǎn)速：1802460r/min。（7）切削速度： 最大 40m/min，無(wú)級(jí)調(diào)速。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8（8）切削量： 0.52mm（直徑） 。（9）切削刀具調(diào)節(jié)量：每按一次按鈕，進(jìn)給量為 0.01mm。 （10）電器設(shè)備： A總電機(jī)容量：直流 135KW，交流 53KW。 B操作電壓：380V，50HZ。 C控制電壓：220V，50

14、HZ。 D電磁閥控制電壓：24V，直流。 E允許電壓波動(dòng)：10%。 F氣動(dòng)壓縮空氣：壓力 0.40.45MP，耗氣量 1500L/min。 H冷卻液每年更換一次，用量大約 8000L。 I機(jī)器壽命：在正常的維護(hù)條件下，每天三班倒，使用壽命約為 30年。 J銑削后的棒料公差：達(dá)到 ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) h9的技術(shù)要求。直徑公差： 510mm， 00.36mm ； 1018mm, 00.043mm ； 1830mm, 00.53mm ； 30 50mm， 00.062mm； 5080mm， 00.071mm ； 橢圓度：最大 0.030mm。 平直度：最大 1.5mm/m(取決于棒料平直度)。 表面光

15、潔度：最大 10 m。K設(shè)備總重量：22 噸。 （11）該設(shè)備為數(shù)控控制。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文91.5 機(jī)器用途和機(jī)器加工范圍 用途：用于連續(xù)加工直徑公差精度、表面光潔度高的合金光亮棒料。它能去除棒料表面的氧化皮、脫碳層、過(guò)燒及裂紋等缺陷或提高其形狀精度。加工范圍：（1）材料：軸承鋼 GCr15、GCr15SiMn； 不銹鋼 1Gr18Ni9Ti、2Cr13； 高速工具鋼 W6Mo5CrV2、W18Cr4V； 碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)剛、彈簧鋼、合金工具鋼等。（2）銑削前棒料平直度：3mm/m。（3）棒料加工狀態(tài)：退火、熱扎態(tài)。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文101.61.6 生產(chǎn)情況生產(chǎn)情況棒料剝皮

16、機(jī)主要生產(chǎn)以下幾種情況的棒料：（1） 冷沖壓專用軸承鋼 可供軸承廠直接進(jìn)行剪切、冷頂墩、冷沖壓加工零件。成品規(guī)格 n28mm，每年生產(chǎn)量約 600 噸。（2） 外貿(mào)出口鋼材 只對(duì)表面質(zhì)量要求較高的模具進(jìn)行削皮加工。鋼種 D2、SKD11 等。（3） 改變規(guī)格，挽救不合格品 對(duì)具有一定批量（高合金鋼 200kg 以上 優(yōu)質(zhì)鋼 300kg 以上）的因公差尺寸或表面缺陷（裂紋、雀皮、折疊、過(guò)燒等）較嚴(yán)重而不合標(biāo)準(zhǔn)的棒材，可重新改削成直徑減小 1-3mm 規(guī)格的棒材，重新利用不合格品，減沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11少損失。（4） 特殊要求的棒材如代替進(jìn)口用于電機(jī)貫穿螺栓的 n385800-5900mm

17、 1Cr18Mn12Ni 無(wú)磁不銹鋼棒，直徑尺寸公差要求0.20mm。 第二章 棒料剝皮機(jī)上料架的設(shè)計(jì) 棒料剝皮機(jī)設(shè)備上料機(jī)構(gòu)總長(zhǎng) 8100mm，高 1200mm。由于結(jié)構(gòu)空間大，本設(shè)備中應(yīng)用了較多的細(xì)長(zhǎng)軸類構(gòu)件和板類構(gòu)件。而且好多件都是多次使用，減少了構(gòu)件加工數(shù)量，使設(shè)備結(jié)構(gòu)不因?yàn)轶w積大而變得復(fù)雜，同時(shí)降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。本上料機(jī)構(gòu)的上料自動(dòng)化程度較高，節(jié)省了大量的加工準(zhǔn)備時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。2.1 剝皮機(jī)主要部件的介紹上料機(jī)構(gòu)主要由：軸 1、3、4、5、6、7、聯(lián)軸節(jié) 2、托輥 8、軸套 9、軸承座 11、沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12鏈輪 13、23、固定托輥槽鋼 15、擋扳 16、軸

18、21、聯(lián)軸套 27、聯(lián)軸節(jié) 28、軸擋 29、限位開關(guān)固定架 31、32、33、34、套 35、壓輥 36、軸 37、聯(lián)桿 38、聯(lián)板 39、支板 40、軸 41、聯(lián)桿 42、托板 43、軸 44、套 46、47、連接板 49、軸 54、套 55、上料擋桿56、57、軸座 58，擋料桿 59、固定架 63、汽缸 61、71、 、固定板 70、聯(lián)軸器 75、塔架 78、手輪 79、導(dǎo)向桿 81、等一系列主要的零部件組成。然后通過(guò)裝配的操作使各個(gè)構(gòu)件組裝在一起，最終實(shí)現(xiàn)總體的裝配。下面介紹幾個(gè)主要的零部件： 圖 2.1 支撐座各件焊接關(guān)系和焊接方式如圖 2.1 左，支撐板交叉焊接在基座正中央，軸座

19、對(duì)稱焊接在支撐板上，而不是采用常用的鑄造方法。這是考慮到支撐基座頂上的軸座做成鑄件后，給座上孔德加工帶來(lái)了一定得難度，難以保證尺寸精度的要求。支撐座的主要作用是起支撐作用，使整個(gè)機(jī)構(gòu)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。各件尺寸： 基座 355mm355mm25mm支撐板 600mm230mm16mm軸座 258mm255mm25mm如圖 2.2 所示 1、2、3、4 是上料機(jī)構(gòu)上四根主要的軸，其中 1、3、4 為細(xì)長(zhǎng)光軸。軸上分布有供固定軸上零件用的螺紋孔和供傳感器、電路等線路通過(guò)的通孔。4 軸主要起連接、固定上擋料板的作用，它沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1 軸和 3 軸不僅有連接和固定的作用，它們還傳遞繞軸向的上料運(yùn)動(dòng)。它們

20、通過(guò)帶座軸承架在固定架上，減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦。所需的動(dòng)力由氣缸提供。2 軸相當(dāng)于鏈輪和托輥之間的橋梁，被加工棒料的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)鏈輪再通過(guò)它傳到托輥，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13 圖 2.22.2 軸及軸上的零件2.2.1 軸 軸的常用材料三軋制和鍛造的碳素結(jié)構(gòu)鋼，其中以 45 鋼最為常用。受力較小和不重要的軸可用 Q235、Q275 鋼，合金鋼主要用于要求軸的尺寸較小、重量較輕以及對(duì)軸的韌性和耐磨性有較高要求的場(chǎng)合。由于合金鋼的彈性模量與碳素鋼相近，因此，選用合金鋼并不能增加軸的剛度。形狀復(fù)雜的軸可采用球墨鑄鐵或高強(qiáng)度鑄鐵。軸材料常用的熱處理方法是調(diào)質(zhì)和正火，又耐磨性要求時(shí)，

21、可采用表面淬火、表面化學(xué)熱處理或強(qiáng)化處理等。該軸轉(zhuǎn)速較高，無(wú)特殊要求，故選用 45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理。 上料機(jī)構(gòu)上有四根主要的軸，其中有 3 根為細(xì)長(zhǎng)光軸，規(guī)格為：沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14 1 軸 35mm 4448mm 2 軸 45mm 4448mm3 軸 45mm 4380mm 軸上分布有供固定軸上零件用的螺紋孔和供傳感器、電路等線路通過(guò)的通孔。軸主要起連接、固定上擋料板的作用，它沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。1 軸和 2 軸不僅有連接和固定的作用，它們還傳遞繞軸向的上料運(yùn)動(dòng)。它們通過(guò)帶座軸承架在固定架上，減少相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦。所需的動(dòng)力由氣缸提供。2.2.2 軸上的零件 圖 2.2 中 1、

22、3、4 軸上主要零件（圖 2.3）有固定架（1、5） 、擋料板（2、6） 、上料擋桿（3、7） 、上料擋桿（4、8） 。具體尺寸見(jiàn)零件圖。通過(guò)兩個(gè)圖的對(duì)比我們可以看出，每種零件都有兩種形式，即主要特征尺寸一致，在需要連接動(dòng)力源的零件上設(shè)計(jì)有連接部位。如擋料桿，它固定在 4 軸上，有 2 和 6兩種形式，其中 2 有一個(gè)件，6 有五個(gè)件。在上料時(shí)擋料桿擋住工件的沖擊力，減少上料擋桿上的沖擊。當(dāng)加工不同的工件時(shí)，即工件的直徑發(fā)生變化，通過(guò)調(diào)整支撐桿（圖 2.3 上 2 件下面連接的是支撐桿）控制擋料桿 2 上擋料面的角度，擋料桿 2 通過(guò)軸 4 帶動(dòng) 6 的變動(dòng)，六個(gè)件一起工作，從而適應(yīng)工件變化要

23、求。 上料擋桿、上料擋桿也是通過(guò)一個(gè)件帶動(dòng)其它五個(gè)件，它的動(dòng)力分別由一個(gè)氣缸提供，兩個(gè)氣缸通過(guò)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制上料過(guò)程。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文151、5 固定架； 2、6 上料擋桿； 3、7 上料擋桿 ； 4、8 擋料桿 ;9 托輥 10.11 氣缸 12 支撐桿 圖 2.3 軸上的零件2.2.3 工作原理： 圖中所示的就是棒料剝皮機(jī)的上料架部分。上料架部分由圖中的兩種不同結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)組成，此處的動(dòng)力是由氣缸所提供。兩個(gè)氣缸也分別于兩個(gè)上料檔桿相連。兩個(gè)氣缸不是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的，開始時(shí)棒料是在 A 的位置上，目的是把棒料移動(dòng)到 B 的位置上。氣缸 11 向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)上料檔桿 2 隨之向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)

24、氣缸 10 開始向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)上料檔桿 6 隨之向上運(yùn)動(dòng)。使棒料從 A 的位置滑落到 B 的位置上。當(dāng)棒料到達(dá)B 的位置后氣缸 10 和氣缸 11 分別向各自的反方向運(yùn)動(dòng)，回到棒料在 A 位置時(shí)的狀態(tài)等待下一次的上料。在 B 的位置上有托輥 9，棒料會(huì)在托輥 9 的作用下沿著軸向做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直到棒料到達(dá)切削位置。2.32.3 渦輪蝸桿工程圖渦輪蝸桿工程圖蝸輪中央螺旋狀的是與絲杠配合內(nèi)絲杠紋，整個(gè)蝸輪通過(guò)單向推力球軸承支撐。蝸桿一端連接手輪，另一端通過(guò)聯(lián)軸器和軸與相對(duì)應(yīng)的另一對(duì)同樣的蝸輪蝸桿相連。它們一起調(diào)節(jié)槽鋼的升降以滿足不同工件的直徑變化產(chǎn)生的對(duì)刀偏差。圖 2.4 是蝸輪蝸桿的裝配型式簡(jiǎn)

25、圖，具體工程圖見(jiàn)零件圖。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16圖 2.4 渦輪蝸桿工作原理： 圖中所示蝸桿和外部手輪相連。也與內(nèi)部的蝸輪咬合，通過(guò)手輪的旋轉(zhuǎn)使其蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪內(nèi)部輪轂內(nèi)有螺紋，此處螺紋與絲杠上的螺紋相咬合，絲杠在軸向上可以發(fā)生上下移動(dòng)。這樣我們的工作人員就可以通過(guò)搖動(dòng)手輪帶動(dòng)蝸桿進(jìn)而使蝸輪發(fā)生旋轉(zhuǎn)，之后蝸輪通過(guò)輪轂內(nèi)與絲杠咬合螺紋來(lái)實(shí)現(xiàn)絲杠沿著軸向的上下運(yùn)動(dòng)，我們用導(dǎo)向桿來(lái)保持絲杠上下運(yùn)動(dòng)的精度。此裝置左右支架上各有一套。兩套機(jī)構(gòu)之間的蝸桿通過(guò)聯(lián)軸節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)運(yùn)動(dòng)已達(dá)到調(diào)整工作臺(tái)高度的目的。2.3.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 試設(shè)計(jì)一個(gè)蝸輪蝸桿減速器中的圓柱蝸桿傳動(dòng)，其主要目的不是

26、減速而是改變傳動(dòng)方向。已知：輸入功率 P 為 0.4kW，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=50r/min，傳動(dòng)比 i=5，傳動(dòng)方向可以改變，工作載荷穩(wěn)定，無(wú)沖擊，要求使用壽命為 12000 小時(shí)。1.選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù) GB/T100851988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI)2.選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度很慢慢的特點(diǎn)，故蝸桿選用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要進(jìn)行淬火，硬度為 4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅(ZCuSn10P1),金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文17灰鑄鐵 HT100 制造。3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)

27、行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度。由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（11-12）傳動(dòng)中心距： (21）3.1 確定載荷系數(shù) K 因工作載荷穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)1K;由機(jī)械設(shè)計(jì)表 115 選取使用系數(shù)1AK;由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)05. 1VK。 則：05.105.111VAKKKK.3.2 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩2T.按9.061估取效率z，則： （22）3.3 確定彈性影響系數(shù) 因選用的事鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配。 故21160MPAZE。3.4 確定接觸系數(shù) 假設(shè)蝸桿分度圓直徑與傳動(dòng)中心距的比值是 0.24。 從圖 1118 中可以查

28、得4 . 3Z。3.5 確定許用接觸應(yīng)力 H。 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度大于 45HRC，可從表 117 中查得蝸桿的基本許用應(yīng)力 MPaH268。3.5.1 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （23）沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文183.5.2 壽命系數(shù)： （24） 則： MPaMPaKHHNH29826811.1 （25）3.6 計(jì)算中心距帶入上式（21）得： mma67.1062984 . 316034380005. 132取中心距 a=160mm，因傳動(dòng)比等于 5，故從機(jī)械設(shè)計(jì)表 112 中選取模數(shù)為m=4，蝸桿分度圓直徑為 40mm。這是分度圓與中心距的比值是 0.25，從機(jī)械

29、設(shè)計(jì)圖1118 中可以查出接觸系數(shù)為 3.3，因?yàn)?3.3 小于 3.4，所以上述計(jì)算結(jié)果可用。4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸。4.1 蝸桿： 軸向齒距 mmpa56.12 直徑系數(shù) q=10 齒頂圓直徑 mmda481 齒根圓直徑 mmdf311 分度圓直徑 mmd401 導(dǎo)程角 30 度 57 分 50 秒 蝸桿軸向齒厚 mmsa28. 64.2 蝸輪： 齒數(shù)312z驗(yàn)算傳動(dòng)比：2 . 6531i %3662 . 6，是允許的。蝸輪分度圓直徑 12431422 mzdmm蝸輪喉圓直徑 mmhddaa1322222蝸輪齒根圓直徑 mmhddff1142222蝸輪咽喉母圓半徑 mmdara

30、g942122沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文195.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （26） 從機(jī)械設(shè)計(jì)表 118 中可以查出：由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力為：56MPa。 壽命系數(shù)：帶入（24）得：。85. 01032. 410966FNK 許用應(yīng)力：。 MPaH6 .4785. 056 當(dāng)量齒數(shù)43.5331cos31cos33322zzv 根據(jù)變?yōu)橄禂?shù)和當(dāng)量齒數(shù)從機(jī)械設(shè)計(jì)圖 1119 中可知齒形系數(shù)為 2.2FaY 螺旋角系數(shù) 73. 01403111401Y （27）由（27）得：小于 47.6MPa。所以彎曲強(qiáng)度是滿足的。MPaH87.45沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文202.4

31、升降與導(dǎo)向定位裝置 如前面所介紹，被加工工件直徑發(fā)生變化時(shí)，必需控制托輥的高低以調(diào)節(jié)工件中心與旋轉(zhuǎn)刀具中心在一條直線上。通常的工件加工大都是批量生產(chǎn)，不用經(jīng)常調(diào)節(jié)中心， 所以本設(shè)備采用手動(dòng)控制調(diào)節(jié)。通過(guò)手輪將位移量傳遞到蝸桿，再到蝸輪，最后到絲杠，絲杠推動(dòng)支座上的槽鋼向上或向下運(yùn)動(dòng)，由槽鋼的升降來(lái)控制工件的升降。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21 圖 2.5a 升降調(diào)節(jié)裝置由于整個(gè)機(jī)構(gòu)跨度較長(zhǎng)，升降的過(guò)程中難以保證槽鋼的平直度，所以本機(jī)構(gòu)采用了導(dǎo)向裝置來(lái)提高調(diào)節(jié)的精度要求。整個(gè)導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，就由一個(gè)導(dǎo)套和導(dǎo)向桿組成。導(dǎo)套用螺栓固定在支撐座上，為了減少摩擦和提高精度，導(dǎo)套內(nèi)圈嵌有一個(gè)薄銅套

32、，銅套內(nèi)圈與導(dǎo)向桿是間隙配合關(guān)系。圖中 81 為左即為導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿被焊接在固定托輥槽鋼上，而圓柱上被削掉的地方就是焊接面。圖 2.5 裝置，在本上料機(jī)構(gòu)的兩個(gè)支撐座上各有一套，所有的零件都是成對(duì)使用，提高了零件利用率，減少了零件的設(shè)計(jì)數(shù)量。2.4.1 定位裝置此裝置用來(lái)調(diào)整棒料的高度和位置確保棒料能夠準(zhǔn)確進(jìn)入切削裝置。1.導(dǎo)桿 2 連桿 3 調(diào)整杠桿 4 連接軸 5 連桿 6 壓板 圖 2.5b沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22工作原理： 導(dǎo)桿 1 與連桿 2 通過(guò)鉸鏈相連當(dāng)導(dǎo)桿上下移動(dòng)時(shí)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)使其發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿 2 又與調(diào)整杠桿通過(guò)鉸鏈相連，當(dāng)連桿運(yùn)動(dòng)的同時(shí)可以使調(diào)整杠桿圍繞其重心位置發(fā)生

33、轉(zhuǎn)動(dòng)。調(diào)整杠桿又是與軸 4 相連接，可以使軸 4 在軸向方向移動(dòng)連桿 5.6 又和軸4 通過(guò)鉸鏈連接，軸 4 通過(guò)其軸向運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿 5.6 發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)使其壓板 6 圍繞鉸鏈座旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使壓板能夠上下移動(dòng)，以保證棒料位置的精確。2.5 托輥機(jī)構(gòu) 托輥機(jī)構(gòu)上的軸相當(dāng)于鏈輪和托輥之間的橋梁，被加工棒料的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)鏈輪再通過(guò)它傳到托輥，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。 托輥機(jī)構(gòu)主要由軸、鏈輪、托輥、軸承座、軸承、鍵、擋圈、軸套等組成，由于工作量比較大，不能用 AutoCAD 畫出三維圖。如圖 2.6、圖 2.7。在這兩個(gè)類型差不多的托輥機(jī)構(gòu)中，托輥機(jī)構(gòu)是從動(dòng)件，托輥機(jī)構(gòu)是主動(dòng)件。托輥轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的動(dòng)力通過(guò)聯(lián)軸器傳遞

34、過(guò)來(lái)，通過(guò)軸、鍵連接帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，各鏈輪經(jīng)鏈條同步帶動(dòng)。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23圖 2.6 托輥機(jī)構(gòu) 圖 2.7 托輥機(jī)構(gòu) 托輥機(jī)構(gòu)中，鏈輪是雙排的，它的兩邊輪齒都可以連入鏈條，當(dāng)一邊磨損后，可以換用另一面，增加了鏈輪的使用壽命。鏈輪用鍵進(jìn)行定位固定，軸向用擋圈限制自由度。托輥的定位和固定和鏈輪是一樣的，應(yīng)用的也是鍵和擋圈。整個(gè)機(jī)構(gòu)都是通過(guò)軸承座固定在固定托輥槽鋼上，軸由一對(duì)角接觸軸承支撐在軸承座上。托輥機(jī)構(gòu)中，基本零件和托輥機(jī)構(gòu)是一樣的，不同的是軸的左端連入了聯(lián)軸器，右端的鏈輪結(jié)構(gòu)工藝性發(fā)生了變化，但主要技術(shù)參數(shù)是一樣的。由于棒料剝皮機(jī)加工的工件一般都較長(zhǎng)，需要的托輥比較多，這種托輥機(jī)構(gòu)

35、在本設(shè)備上一共應(yīng)用了 20 套，上料機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)各 10 套。在上料機(jī)構(gòu)中，作為主動(dòng)件的托輥機(jī)構(gòu)用了 1 套，托輥機(jī)構(gòu)用了 9 套。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文242.5.1 計(jì)算進(jìn)給系統(tǒng)與托輥相連齒輪齒數(shù)并校核齒輪： ，齒輪的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比2 . 3i，單向轉(zhuǎn)動(dòng)，kWp3min/1501rn min/1501rn 工作平穩(wěn)，每天工作 8 小時(shí)，每年工作 300 天，預(yù)期壽命 30 年。解解 1.選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)。 1.1 根據(jù)機(jī)器的工作的要求 我們選擇圓柱齒輪傳動(dòng)。 1.2 上料機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置為一般工作機(jī)器，速度很低，故選用 6 等級(jí)精度 1.3 材料選擇。由表 10-1 選擇小

36、齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度為 40HBS。 1.4 初選小齒輪齒數(shù)241Z 8 .762 . 3242Z 取772Z 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文25 2.1.1 初選載荷系數(shù)3 . 1tK 2.1.2 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNmmNkWT38200015061055. 96 （28） 2.1.3 由機(jī)械設(shè)計(jì)表（10-7）選取齒寬系數(shù) 4.0d 2.1.4 由機(jī)械設(shè)計(jì)表（10-6）查得材料彈性影響系數(shù) 218.189MPaZE 2.1.5 由圖機(jī)械設(shè)計(jì)（10-21d） ，按齒面硬度

37、查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPa6001 MPa5502 2.1.6 由公式（2-3）得：計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 8111048.630300811506060hjLnN 8121022.3NN 2.1.7 所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖（10-19）查得 05.11HNK 12.12HNK 2.1.8 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 (29） SKNlim 取失效率為 1%，安全系數(shù) S=1，由公式（2-9）得： MPaMPaSKHNH63060005.11lim11 MPaMPaSKHNH61655012.12lim22 2.2.參數(shù)計(jì)算 2.2.1 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-19）進(jìn)行試算，即

38、32112132.2HdtuZuKTdE （210） 由公式（210）得： 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文26 mmmmdt5 .1246162 . 34 . 08 .1892 . 43820003 . 132. 2321 2.2.2 計(jì)算圓周速度 v smndt/97.01000601505.12414.310006011 （211） 2.2.3 計(jì)算齒寬 b mmdbtd8.495.1244.01取 b=50mm2.2.4 計(jì)算齒寬與齒高之比hb 模數(shù) 18.5245.12411zdmtt 齒高 由機(jī)械原理表（10-2）得知 mchha)2( 65.1118. 525. 2h 3.465.115

39、0hb 2.2.5 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v=0.42m/s,6 級(jí)精度。 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù)06.1VK。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 103 可知，直齒輪取 1FHKK。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 102 可知，使用系數(shù)1AK。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表 104 可知，查的 6 級(jí)精度，小齒輪懸臂布置時(shí)143.1HK。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖 1013 和 b/h=4.3，143.1HK，得08.1FK。 故載荷系數(shù) 15443.1FHVAKKKKK沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文272.2.6 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。 （212）31tKKd 由公式（212）得： 2.2.7 計(jì)算模數(shù) m 3 按齒根

40、彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （213）3.1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值3.1.1 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 MPaFE5001查得大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為 MPaFE3802 3.1.2 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù)為 9.01FNK 95.02FNK 3.1.3 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)公式（29）得 MPaMPaSKFNFNF2584.138095.0222沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文283.1.4 計(jì)算載荷系數(shù) K。 09.108.1101.11FFVAKKKKK3.1.5 查齒形系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 105 查得

41、226.2;65.221FaFaYY3.1.6 查應(yīng)力校正系數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 105 查得 764.1;58.111SaSaYY3.1.7 計(jì)算大，小齒輪的 FSaFaYY并加以比較。 01522.0258764.1226.201304.032158.165.2222111FSaFaFSaFaYYYY 大齒輪的數(shù)值大。 3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 3.78 并就近

42、圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=4mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑為 119.667 圓整為 120mm，算出小齒輪齒數(shù)。 （Z2大齒輪齒數(shù)）沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 4.幾何尺寸的計(jì)算 4.1 計(jì)算分度圓直徑 4.2 計(jì)算中心距 4.3 計(jì)算齒輪寬度 mmdbd481204 . 01 4.4 計(jì)算齒頂圓 4.5 計(jì)算基圓直徑 mmddmmddbb36020cos384cos11320cos120cos22114.6 計(jì)算重合度由機(jī)械原理公式計(jì)算重合度可知5 強(qiáng)度校核5.1 驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度沈陽(yáng)理工大

43、學(xué)學(xué)士學(xué)位論文30所以設(shè)計(jì)合理5.2 驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 。所以設(shè)計(jì)合理 2.5.22.5.2 軸的校核軸的校核 電動(dòng)機(jī)的功率：P=15KW 1500 /minnr經(jīng)減速器后： 0.786pp 0.786nn 10.711pp10.711nn 210.572pp210.578nn 320.481pp320.481nn托輥軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：功率 2.4kW n=150r/min 該軸傳遞中小功率，轉(zhuǎn)速較低，無(wú)特殊要求，故選用 45 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31其機(jī)械性能由表 8-1 查得：，, 637BMPa353SMPa，。1268MPa1155MPa1. 初步計(jì)算托輥軸

44、： （230pdAn14）根據(jù)軸上鏈條托輥滾動(dòng)軸承等因素確定軸的長(zhǎng)度，考慮軸端需要開鍵槽，將最小周徑增 5%考慮。 軸上最小直徑 25dmm 軸上最大直徑為 D=36mm軸上的軸承定位是應(yīng)用軸套軸承座和固定托輥槽鋼2. 鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪有輪齒、輪緣輪輻和輪轂組成。鏈輪的設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸，選擇材料和處理方法。鏈輪的基本參數(shù)是配有鏈條的節(jié)距 P，套筒的最大外徑 d1 ,排距 P t和齒數(shù) Z。鏈輪的主要設(shè)計(jì)和計(jì)算公式見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)表 9-3。1.選擇鏈輪齒數(shù)和確定傳動(dòng)比沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32據(jù)機(jī)床實(shí)際需要，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 9-1 鏈輪規(guī)格和主要參數(shù)查得，選用鏈輪。由于小齒輪齒數(shù)=19 傳

45、動(dòng)比為 1 所以鏈輪齒數(shù)=19。2.計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況，主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)所傳遞的功率修正為當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率 =3.1kW； （2PKKKPPZAca15）式中：工況系數(shù)，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)表 96 ；AK 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)圖 913；ZK 多排鏈系數(shù)；PK P傳遞功率，kW； =1 =1.3 =1 P=2.4kWAKZKPK 3.確定鏈條型號(hào)和節(jié)距 p 鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 911caP確定，然后又表 91 確定鏈條節(jié)距 p； P=12.7 鏈號(hào)08A 4.計(jì)算鏈的速度，確定潤(rùn)滑方式； =0.6m/

46、s （2100060znpv16） 根據(jù)圖 914 選擇合適的潤(rùn)滑方式； 選擇定期人工潤(rùn)滑。查得 節(jié)距 P=12.7 滾子直徑 dr=7.92 銷軸直徑 d2=3.98 排距 Pt= 14.38 齒數(shù) Z=19 小鏈輪齒形和尺寸可通過(guò)如下公式計(jì)算來(lái)確定：分度圓直徑 =77.16mmzPd180sin沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33齒頂圓直徑 dammdpddmmdzpddaa1 .8525. 18 .806 . 111max1min齒根圓直徑 dfmmdddf24.691 確定的最大軸凸緣直徑 dg mmhzpdg04.2476. 004. 1180cot2 h2=12.07mm 根據(jù)表 91 取

47、得 其他托輥機(jī)構(gòu)上的鏈輪與這個(gè)鏈輪基據(jù)相同，靠鏈條傳動(dòng)，做勻速運(yùn)動(dòng)。通過(guò)鏈輪帶動(dòng)托輥機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)傳遞棒料的目的3. 滾動(dòng)軸承的選擇設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中使用最為廣泛的機(jī)械零件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件的，起到保護(hù)作用的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有啟動(dòng)靈活、摩擦阻力小、效率高、潤(rùn)滑方便及易于互換等特點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文34滾動(dòng)軸承的選用，包括類型、尺寸、精度、游隙、配合以及支承型式的選擇與壽命計(jì)算。載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。當(dāng)承受的載荷較大時(shí)，應(yīng)選擇線接觸的滾子軸承；載荷較小時(shí)，應(yīng)選用點(diǎn)接觸的球軸承。當(dāng)軸承承受純軸向載荷時(shí)

48、，選用軸向接觸軸承；當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，選用徑向接觸軸承；當(dāng)同時(shí)承受徑向載荷和不很大的軸向載荷時(shí)，可選用接觸角較小的向心角接觸球軸承，也可選用能承受一定軸向力的徑向軸承，如深溝球軸承；當(dāng)同時(shí)承受徑向載荷和較大的軸向載荷時(shí)，一般選用圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷比景象徑向載荷大得多時(shí)，可用向心軸承和推力軸承的組合，分別承受徑向載荷和軸向載荷。選擇滾動(dòng)軸承類型時(shí)應(yīng)考慮多種因素的影響。如軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定類型；調(diào)心性能要求；剛度要求；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境；經(jīng)濟(jì)性和其他特殊要求。概括起來(lái)，有以下選型原則：1轉(zhuǎn)速較高，負(fù)荷不大，而旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，宜用球軸承。如 0000 型、6000 型。

49、2轉(zhuǎn)速較低，負(fù)荷較大或有沖擊負(fù)荷時(shí)，宜用滾子軸承。如 2000 型、3000 型。3當(dāng)徑向載荷和軸向載荷都比較大時(shí)，若轉(zhuǎn)速高，宜用角接觸球軸承，如36000 型，46000 型和 66000 型。若轉(zhuǎn)速不高，宜用圓錐滾子軸承，即 7000行。4當(dāng)軸向負(fù)荷比徑向負(fù)荷大得多，且轉(zhuǎn)速較低時(shí)，常用兩種不同類型的軸承組合，分別承受軸向及徑向負(fù)荷。如 8000 型與 2000 型或 0000 型的組合。5當(dāng)徑向負(fù)荷比軸向負(fù)荷大得多，且轉(zhuǎn)速較高時(shí)，宜用向心球軸承。如 0000型或 6000 型。6支承剛度要求較高時(shí)，可成對(duì)采用角接觸型軸承。如 6000 型或 7000 型。7需調(diào)整徑向游隙時(shí)，宜采用帶內(nèi)錐孔

50、的軸承。如 111000 型、182000 型和113000 型。8支點(diǎn)跨距大、軸的變形大或多支點(diǎn)軸，宜采用調(diào)心軸承，如 1000 型、3000型和 9000 型。9在滿足使用要求的情況下，優(yōu)先選用價(jià)格低廉的軸承。一般來(lái)說(shuō)，球軸承的價(jià)格低于滾子軸承。精度越高價(jià)格越高。在同精度的軸承中，深溝球軸沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文35承的價(jià)格最低。 綜上原則，本設(shè)計(jì)選用深溝球軸承，初定 6206 型號(hào)，按手冊(cè)查出其基本尺寸為，額定動(dòng)附和，額定靜附和.30 62 16dDB15.0rCKN010.0CKN4.滾動(dòng)軸承使用壽命驗(yàn)算：該軸的軸向力 ，所以只受徑向力：0aF NRRFaHavr304022對(duì)于只能承

51、受純徑向載荷的軸承： （217)rFP 工作紅由中等沖擊，工作溫度Co125由機(jī)械設(shè)計(jì)表 134 和 136 得知：5 . 1pf 95. 0tf預(yù)計(jì)軸承使用壽命為 1000h。計(jì)算載荷： (218）NFfPrp456030405 . 1計(jì)算軸承使用壽命：由于軸承樣本中列出的基本額定動(dòng)載荷值是對(duì)一般軸承而言的，因此，如果要將該數(shù)值用于高溫軸承，需要乘以溫度系數(shù)。tf (219） PCnLh60106為指數(shù)，對(duì)于球軸承取值 3；帶入（219）得：hhLh10001172 所以軸承壽命達(dá)到要求。 5. 軸的校核沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文365.1 鏈輪上的作用力軸的轉(zhuǎn)矩圖 2.8.a nPT3109

52、550 mmNT152800圓周力： dTFt2 NFt3968771528002軸向力： 0aF徑向力： NFFtr144420tan5.2 計(jì)算支承反力水平面支承反力： NFRtaH29606347 垂直面支承反力： NFRraV6936312120047 5.3 畫彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、計(jì)算彎矩圖 垂直面彎矩圖見(jiàn)圖 2.8.b： mmNMv242001212001 mmNMv43659636932 mmNMv678684714443水平面彎矩圖見(jiàn)圖 2.8.e： mmNMMHH18648063296021沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文37合成彎矩圖見(jiàn)圖 2.8.d： mmNMMv242000211

53、mmNMMMHv19152221222mmNMMMHv19844622233扭矩圖見(jiàn)圖 2.8.e：mmNT152800 5.4 校核軸的強(qiáng)度： 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化處理，即，由合成彎矩圖可以得知在這個(gè)軸上右邊起0.6a 第二個(gè)階梯上彎矩最大。所此截面最危險(xiǎn)需要進(jìn)行校核。我們針對(duì)軸的彎扭組合變形的強(qiáng)度計(jì)算，運(yùn)用第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力。224ca對(duì)于直徑為 d 的圓軸，彎曲應(yīng)力為，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力.。WMWTWTT2將帶入上式，則軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：和1222224WTMWTWMca式中：軸的計(jì)算應(yīng)力，MPa；ca M 軸所受的彎矩，；mmN T 軸所受的扭矩，；mmN W 軸的抗彎截面系數(shù)，計(jì)算公

54、式見(jiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)書表 154；3mm 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，其值按表 151 選用；1 d需要校核軸截面的直徑；mm30由上式得：196.49MPaca 所以該危險(xiǎn)截面滿足強(qiáng)度要求。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文38圖 2.8 a圖 2.8 b圖 2.8 c圖 2.8 d圖 2.8 e 圖 2.8 軸的載荷分析圖沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文392.6 固定托輥槽鋼固定托輥槽鋼，總長(zhǎng) 8100mm，是所有零件中最長(zhǎng)的零件。它起到了固定、支撐托輥、固定架，以及承受各軸、擋料桿、上料擋桿等的重力。之所以選擇它作為支撐、連接件，是考慮到本機(jī)構(gòu)較長(zhǎng)而且龐大，細(xì)長(zhǎng)的槽鋼重量輕，所占空間小，適于鉆孔。沈陽(yáng)理工

55、大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文40總 結(jié) 以上就是我設(shè)計(jì)的軋制圓鋼剝皮機(jī)上料裝置設(shè)計(jì)的介紹和描述。這種剝皮機(jī)適用于成批或大量生產(chǎn)加工軋制圓鋼。不僅可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，而且可以大大提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。這次設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次難得的體驗(yàn)。首先，讓我對(duì)剝皮機(jī)產(chǎn)生了濃厚的興趣。為此，我閱讀了有關(guān)這方面的書籍，對(duì)剝皮機(jī)有了初步的認(rèn)識(shí)，大大豐富了自身的閱歷。這是我以前所未涉及的領(lǐng)域，因此增長(zhǎng)了許多知識(shí)，也在一定程度上培養(yǎng)了自學(xué)的能力。不僅如此，此課題的設(shè)計(jì)，對(duì)于剝皮機(jī)上料裝置的設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的主體，因此，我在剝皮機(jī)上料裝置的設(shè)計(jì)方面下了很大功夫，閱讀了許多有關(guān)機(jī)械書籍及理論。這對(duì)我能成功的設(shè)計(jì)出剝皮機(jī)上料裝置

56、起到了關(guān)鍵性的作用。而且，整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程也是我回顧大學(xué)所學(xué)各類專業(yè)知識(shí)的過(guò)程，這樣對(duì)我以前所學(xué)的知識(shí)有了更深刻的理解，我綜合應(yīng)用知識(shí)的能力也在這個(gè)過(guò)程中得到了鍛煉。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺(jué)的自己學(xué)習(xí)和總結(jié)了許多過(guò)去所不備的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，深深體會(huì)到光有書本知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，同時(shí)，我也看到自身還有諸多不足，所學(xué)的知識(shí)還及為有限，在以后的工作中我還應(yīng)該堅(jiān)持終身學(xué)習(xí)的理念，不斷的學(xué)習(xí)，積累更多的經(jīng)驗(yàn)，以充實(shí)自己。 設(shè)計(jì)人 張晟 2013 年 6 月沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文41 致致 謝謝 緊張而忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束，近三個(gè)月的設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)既漫長(zhǎng)又短暫。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)期間的最后一項(xiàng)作業(yè)，也是我走向社會(huì)的

57、第一次較為全面的考驗(yàn)，這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次難得的體驗(yàn)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我對(duì)四年所學(xué)的知識(shí)又系統(tǒng)的總結(jié)了一邊，這使我受益匪淺。此次設(shè)計(jì)對(duì)各類知識(shí)進(jìn)行了較為全面的應(yīng)用，所以很好的培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用知識(shí)的能力，也培養(yǎng)了我的自學(xué)能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了孫老師和許多同學(xué)的大力幫助。特別是孫老師，不僅耐心細(xì)致的講解設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的難題，而且還教會(huì)了我勤于思考，勤于動(dòng)手的習(xí)慣，使我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的同時(shí)也提高了自身的能力。 設(shè)計(jì)中還得到許多同學(xué)的幫助，他們借給我許多資料，教會(huì)了我有關(guān)作圖的技巧。 再此，對(duì)給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示由衷的感謝！ 張晟沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文42 2013 年 6 月 參考文獻(xiàn)參考文

58、獻(xiàn)1 大連理工大學(xué)工程畫教研室 編機(jī)械制圖 高等教育出版社 2001 2 孫志禮 機(jī)械設(shè)計(jì) 東北大學(xué)出版社 2000 3 喻子建 機(jī)械設(shè)計(jì)習(xí)題與解析分析 東北大學(xué)出版社 2000 4申永勝 機(jī)械原理教程 清華大學(xué)出版社 2003 5申永勝 機(jī)械原理輔導(dǎo)與習(xí)題 清華大學(xué)出版社 2003 6哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組 編理論力學(xué) 高等教育出版社 20027劉鴻文 材料力學(xué) 高等教育出版社 20028鞏云鵬 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 北大學(xué)出版社 20039王愛(ài)玲 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 國(guó)防工業(yè)出版社 200310張佩勤 機(jī)床設(shè)計(jì)指導(dǎo) 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 199111王超 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 沈陽(yáng)理工大

59、學(xué)學(xué)士學(xué)位論文43199212上海交通大學(xué) 編 數(shù)控機(jī)床 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1981附錄 A:Smart machine toolsAbstract: Improved manufacturing methods have become crucial factors in retaining global competitiveness for a wide range of products. This has led to the development of new automatic supervision techniques for use in smart machine t

60、ools. These are necessary because it is not possible to design and manufacture machine tool structures and systems with work zone areas of sufficient accuracy and repeatability to meet the improved performance requirements demanded by many modern manufacturing companies. The principal areas for auto

61、matic supervision of the machine tool are the tooling, appropriate machine elements and the overall machine system.沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文44Thermal effects have been shown to be the largest source of dimensional errors and apparent nonrepeatability of machines. Therefore, for the highest precision machines on-

62、line temperature monitoring and control is of paramount importance. This paper describes the application of automatic supervision techniques applied to theNIONdiamond turning and grindingmachine, developed by Cranfield Precision Engineering Limited, which is the most accurate machine tool, of its si

63、ze, currently available, as well as an ultra precision five-axis grinding machine, built in Japan by the Toyoda Machine Works Limited.In addition, following a project at Cranfield University, the benefits of on-line measuring techniques are discussed in obtaining new cost effective manufacturing met

64、hods for producing aero-engine turbine blades. Further examples are given, including major projects at Liverpool John Moores University and Eindhoven University of Technology, where significant improvements in accuracy capabilities were obtained for a standard cylindrical grinding machine and a five

65、-axis vertical milling machine.Keywords: automatic supervision, diamond machining, machine tool design, precision machining, tool condition monitoringNOTATION CBN cubic boron nitride, the second hardest material after diamond cutting toolCNC computer numerically controlled 1 1 INTRODUCTIONINTRODUCTI

66、ONHigher accuracy and performance requirements for manufacturing systems, coupled with demands to reduce costs, have led to investigations into the development ofsmart machine tools. A long-term manufacturing trendcan be observed in a drive to achieve higher accuracycomponents for certain strategic products. These improvements in accuracy are highlighted in a US report1 which demonstrates a long-term trend of tolerances,decreasing by a factor of 3 every 10 years on critical dimensions (see Fig.