【文章內(nèi)容簡介】 1n — 小帶輪 (高速 )的轉(zhuǎn)速， r/s 2n — 大帶輪 (螺旋桿 )轉(zhuǎn)速， r/s p — 梯形螺旋傳動的螺距， 3mm l — 安裝有夾持螺母單位時間內(nèi)運動的距離， mm/s 把數(shù)據(jù)代入 ? mm/s。根據(jù)以上的計算知夾持裝置每秒移動 。符合采收要求。手持式羊胡子草的種子采收機的總體機構(gòu)和運動參數(shù)已經(jīng)選定，并符合相關(guān)的要求，下面我們將對各個零部件的結(jié)構(gòu)就行設(shè)計。 電動機 螺旋桿 安裝有夾持 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 7 帶輪傳動的設(shè)計 選定電動機功率 P=，轉(zhuǎn)速 1 960r/minn ? ，傳動比 i=。 (1)確定計算功率 caP 查得 1AK? ，故 1 .1 1 k W 1 .1 k Wc a AP K P X? ? ? (34) (2)選擇 V 帶的帶型 根據(jù)計算功率與轉(zhuǎn)速選用 A 型帶。 (3)確定帶輪的基準直徑 d 并驗算帶速 v 初選小帶輪的基準直徑 1d 。由相關(guān)標(biāo)準取小帶輪的基準直徑 1 75mmdd ? 。 1)驗算帶速 v，驗算速度 11 7 5 9 6 0 m /s 5 .8 7 5 m /s6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddn xxv xx? ?? ? ? (35) 因為 5m/s30m/s，所以小帶輪速度合適。 2)計算大帶輪的基準直徑。根據(jù) 22 75m m 187 .5m mddd id x? ? ? (36) 根據(jù)帶輪的標(biāo)準的圓整，圓整為 180mm。 (4)確定 v 帶的中心距 a 和基準長度 1)根據(jù) 1 2 0 1 ( ) a 2( )d d d dd d d d? ? ? ? (37) 計算得 a 510?? 初定中心距 0a 200? 。 2)計算 v 帶所需要的基準長度 2210 0 1 2 0( d d )2 ( )24 ddd d dL a d d a? ?? ? ? ? (38) 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 8 2( 1 8 0 7 5 )[ 2 2 0 0 ( 7 5 1 8 0 ) ] m m 8 1 4 m m2 4 2 0 0xx x? ?? ? ? ? ? 根據(jù)相關(guān)標(biāo)準，選取標(biāo)準長度 800mm。 3)計算實際中心距 00 8 0 0 8 1 4( 2 0 0 ) m m 1 9 3 m m22ddLLaa ? ?? ? ? ? ? (39) (5)驗算小帶輪上的包角 1 2 1 5 7 . 3 5 7 . 31 8 0 ( d d ) 1 8 0 ( 1 8 0 7 5 ) 1 4 9 9 0193dd a? ? ? ? ? ? ? ? ? (310) (6)計算 v 帶的根數(shù) z 1)由小帶輪直徑和轉(zhuǎn)速，查標(biāo)準 0 ? ， 根據(jù)小帶輪直徑和傳動比和A 型帶，查標(biāo)準得到 0 ?? ，再根據(jù)相關(guān)參數(shù)，查的長度修正系數(shù)和包角修正參數(shù) ? ? ， ? 。 于是 00( ) ( 0 .5 3 0 .1 1 ) 0 .9 2 0 .8 9 k W 0 .5 8 k WrLP P P K K x x?? ? ? ? ? ? ? ? (311) 2)計算 v 帶的根數(shù) z 2 8carPz P? ? ? (312) (7)計算單根 v 帶初拉力的最小值 20 m i n ( 2 . 5 ) P( ) 5 0 0 7 6 NcaKF q vK z v???? ? ? (313) (8)壓軸力 m i n 0 m i n149( ) 2 ( ) s in 2 9 2 N2pF z F?? (314) (9)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶輪的材料采用 HT200，小帶輪的結(jié)構(gòu)圖如下圖 32。 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 9 圖 32 小帶輪的結(jié)構(gòu)圖 大帶輪的圖如下圖 33。 圖 33 大帶輪結(jié)構(gòu)圖 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 10 螺旋桿及其軸系的設(shè)計 螺旋傳動的分類及特點 螺旋傳動是利用螺桿 (絲杠 )和螺母組成的螺旋副來實現(xiàn)傳動要求 的。它主要用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，同時傳遞運動和動力。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)動均勻、準確、平穩(wěn)、易于自鎖等優(yōu)點，在工業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。 (1)螺旋傳動按牙型的不同可分為矩形螺紋，梯形螺紋，鋸齒型螺紋。 ① 矩形螺紋牙型圖 34(a)為正方形，牙型角其傳動效率較其他螺紋高，但牙跟強度弱，螺旋副磨損后，間隙難易修復(fù)和補償，傳動精度降低。 ② 梯形螺紋牙型圖 34(b)為等腰梯形，牙型角。內(nèi)外螺紋以錐面貼緊不易松動。與矩形螺紋相比，傳動效率略低，但工藝性好，牙根強度高對中性好。如用剖分螺母，還可以調(diào)整間隙。 ③ 鋸齒型螺紋圖 34(c)為不等腰梯形螺紋，工作面的牙側(cè)角為，非工作面的牙側(cè)角為。外螺紋旋合后，大徑處無間隙，便于對中。這種螺紋兼有矩形螺紋傳動效率高、梯形螺紋牙型根強度高的特點，但只能用于單向德螺紋連接或螺旋傳動中，如螺旋壓力機。 (a) (b) (c) 圖 34 傳動螺旋的牙型分類 根據(jù)螺旋牙型傳動的特點，本螺旋傳動選用圖 34(b)梯形牙型的螺旋傳動。 (2)按螺桿與螺母的相對運動方式，螺旋傳動可 以有以下四種運動方式： ① 螺母固定不動，如圖圖 35(a)螺桿轉(zhuǎn)動并往復(fù)移動，這種結(jié)構(gòu)以固定螺母為主要支承，結(jié)構(gòu)簡單，但占據(jù)空間大。常用于螺旋壓力機、螺旋千斤頂?shù)取? ② 螺母轉(zhuǎn)動，如圖圖 35(b)螺桿做直線移動，螺桿應(yīng)設(shè)防轉(zhuǎn)機構(gòu)，螺母轉(zhuǎn)動要設(shè)置軸承均使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且螺桿行程占據(jù)尺寸故應(yīng)用較少。 ③ 螺母旋轉(zhuǎn)并沿直線移動，如圖圖 35(c)由于螺桿固定不動，因而二端支承結(jié)構(gòu)較簡單，但精度不高。有些鉆床工作臺采用了這種方式。 ④ 螺桿轉(zhuǎn)動，如圖圖 35(d)螺母做直線運動，這種傳動型式的特點是結(jié)構(gòu)緊湊 (所占軸 向尺寸取決于螺母高度及行程大小 )，剛度較大。但這種結(jié)構(gòu)需要兩個支，同時要限制螺母轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不利于提高傳動精度。適用于長行程螺桿。車床絲杠、刀架移動機構(gòu)多采用這種運動方式。 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 11 (a) (b) (c) (d) 圖 35 運動方式 本次設(shè)計的傳動機構(gòu)是運 用了上圖 35(d)的運動方式，即螺桿轉(zhuǎn)動，螺母沿直線移動。 (3)按照用途不同，螺旋傳動分為三種類型。 ① 傳力螺旋以傳遞動力為主，要求以較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力，一般為間歇性工作，工作速度較低，通常要求具有自鎖能力，下圖 36(a)螺旋壓力機均為傳力螺旋。 ② 傳導(dǎo)螺旋以傳遞運動為主，這類螺旋常在較長的時間內(nèi)連續(xù)工作且工作速度較高，傳動精度要求較高，下圖 36(b)為機床進給機構(gòu)的螺旋。 ③ 調(diào)整螺旋用于調(diào)整并固定零件間的相對位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動，要求能自鎖，有時也要求很高精度，如帶傳動張緊裝置、機 床卡盤和精密儀表微調(diào)機構(gòu)的螺旋等。 圖 36 本次設(shè)計運用了圖 36(b)傳導(dǎo)螺旋這種傳動類型。 (4)按運動副的形式不同，分為三類。 ① 滑動螺旋，滑動螺旋結(jié)構(gòu)簡單，便于制造，易于自鎖，應(yīng)用范圍較廣。但主要 (a) (b) 手持式羊胡子草種子采收機設(shè)計及研究 12 缺點是摩擦阻力大，傳動效率低 (一般為 30%～ 40%)，磨損快，傳動精度低。 ② 滾動螺旋，滾動螺旋傳動具有傳動效率高、啟動力矩小、傳動靈敏平穩(wěn) 、工作壽命長等優(yōu)點，故目前在機床、汽車、航空、航天及武器等制造業(yè)中應(yīng)用頗廣。缺點是制造工藝比較復(fù)雜，特別是長螺桿更難保證熱處理及磨削工藝質(zhì)量，剛性和抗振性能較差。 ③ 靜壓螺旋為了降低螺旋傳動的摩擦，提高傳動效率，并增強螺旋傳動的剛性和抗振性能，可以將靜壓原理應(yīng)用于螺旋傳動中，制成靜壓螺旋。 根據(jù)螺旋副的特點和本螺旋設(shè)計的要求，選用滑動螺旋傳動。 螺旋傳動參數(shù)的選擇與計算 螺桿與螺母材料的選擇 螺桿材料要求要有足夠的強度和耐磨性。螺母材料除要有足夠的強度外，還要求在與螺桿材 料配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。螺旋傳動的常用材料的型號、應(yīng)用場合，使用特點見表 32。 表 32 螺旋傳動的常用材料 螺紋副 材料 應(yīng)用場合 螺桿 Q235 Q275 45 50 輕載、低速傳動。材料不熱處理 40Gr 65Mn 20GrMnTi 重載、較高速。材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性 9Mn2V GrWMn 38GrMoAl 精密傳導(dǎo)螺旋傳動。材料需經(jīng)熱處理 螺母 ZcuSn10P1 ZcuSn5Pb5Zn5 一般傳動 ZcuAL10Fe3 ZcuZn