【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 表34 劍帶的設(shè)計(jì)尺寸參考表機(jī)型 劍帶齒孔尺寸（mm） 劍帶尺寸（mm） 孔 距 孔 寬 節(jié) 距 厚 寬TP500*120***C401S***GTM60****所以我們可以明確地得到的結(jié)論是：傳劍輪和劍帶的設(shè)計(jì)尺寸是完全正確的。這樣判斷出我們所選擇的參數(shù)在理論上的正確性。所以我們可以把劍帶設(shè)計(jì)為如圖34所示的結(jié)構(gòu)：圖34 劍帶的結(jié)構(gòu)示意圖 劍帶的動(dòng)態(tài)變化在考慮到的尺寸設(shè)計(jì)方案中，劍帶在運(yùn)動(dòng)中由于速度的高速變化而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)伸長(zhǎng)，此在設(shè)計(jì)中我們不得回避這樣的變化對(duì)我們的設(shè)計(jì)目的的影響。對(duì)于它對(duì)設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)變形的數(shù)值計(jì)算不是我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)的重點(diǎn)，所以在這里我不做具體的計(jì)算，但是，在劍帶的材料選取中我們就要考慮到它的存在，要采用擁有較大彈性模量的材料（如碳素塑料），這對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)是很重要的。所以在這里不得不提到。 軸的設(shè)計(jì)根據(jù)工作要求，我們我們?cè)谶@里提及的是傳劍機(jī)構(gòu)中很重要的一個(gè)構(gòu)件，作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)的連接件，對(duì)引緯機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源四連桿機(jī)構(gòu)的擺桿扇形齒輪所傳遞的動(dòng)力經(jīng)過(guò)兩齒輪的嚙合而后，就通過(guò)軸傳遞給錐齒輪，經(jīng)過(guò)傳劍輪而后，就轉(zhuǎn)化為劍帶的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)了。所以我們要將軸的設(shè)計(jì)在這里著重的提及。作為傳劍機(jī)構(gòu)的第一級(jí)傳動(dòng)鏈的聯(lián)接機(jī)件，在設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō)，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是隨我們的需要而定的。但是，作為一個(gè)傳動(dòng)件來(lái)說(shuō)，它又不得不考慮在結(jié)構(gòu)的合理性。因此在設(shè)計(jì)中，我們?cè)谠O(shè)計(jì)軸的機(jī)構(gòu)尺寸時(shí)不得不考慮以上的幾個(gè)因素。而且我們的這些結(jié)構(gòu)又要受到軸筒的限制，使其不能任意的選擇尺寸。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的尺寸就為上圖的尺寸標(biāo)注。其設(shè)計(jì)方案如下：要設(shè)計(jì)的軸為此引緯機(jī)構(gòu)中最重要的構(gòu)件，輸入端與直齒輪連接，輸出端與錐齒輪相連。經(jīng)過(guò)查證，現(xiàn)代劍桿織機(jī)的劍帶的線速度最大可達(dá)到1060m/min，所以我們可以得到軸的轉(zhuǎn)速為n=1064/（60）=。 在軸的最初設(shè)計(jì)中，我們要確定軸的最小的軸徑。由公式 (32)可以得到軸的最小的軸徑值。經(jīng)過(guò)分析軸的材料為45號(hào)鋼，則查《機(jī)械設(shè)計(jì)》第15章第352頁(yè)的表15—3可以知道A0=112 ，所以我們可以求得我們?cè)趥鲃C(jī)構(gòu)的輸入端的功率；我們知道從劍桿織機(jī)的動(dòng)力源到達(dá)傳劍機(jī)構(gòu)的輸入端要經(jīng)過(guò)皮帶輪傳動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，四連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，聯(lián)軸器傳動(dòng)，軸承的傳動(dòng)，這些機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)都有一定的效率，，。在這里我們的輸入功率，從前面的機(jī)構(gòu)原理圖可以理想的計(jì)算為：P=（）2（）2（）2（）2 =所以我們就可以知道軸的最小軸徑為dmin=112（）1/3=1 如圖14擬定的是軸的結(jié)構(gòu)示意圖經(jīng)過(guò)我們軸1的設(shè)計(jì)在理解上的深入，我們現(xiàn)對(duì)軸1的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)如圖所示：如下圖我們可以知道軸的全部的結(jié)構(gòu)。在這里，我將各個(gè)軸肩的作用進(jìn)行說(shuō)明：左邊第一級(jí)是為懸掛和扇形齒輪嚙合的直齒輪，第三級(jí)是為支撐軸承的，第二級(jí)是為懸掛軸筒蓋；而在右邊的第一級(jí)是為懸掛錐齒輪的，而第二級(jí)是為軸承的支撐準(zhǔn)備的。這樣的設(shè)計(jì)方案是滿足整個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求的。所以我們就在下面的方案中確定軸的個(gè)軸肩值。2 根據(jù)軸向定位的呀求確定軸各段的直徑和長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)在《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》上的查找可以知道軸上多一個(gè)鍵槽的話，那么軸徑要增加7%，所以我們可以其最小軸徑大約可以確定為10mm，又由于它是用來(lái)懸掛直齒輪的，而直齒輪的寬度為60mm，為了減少整個(gè)機(jī)構(gòu)的重量, 保證引緯機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以齒輪掛在洲上的長(zhǎng)度實(shí)際上只有10mm，因此我們?cè)O(shè)計(jì)的第一段的軸長(zhǎng)度可以為30mm。第二段的軸肩的高度，我們可以隨意的取定，但為了下面的工作面的選取可以順利進(jìn)行，則這一段的軸徑為15mm，長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)測(cè)繪的實(shí)際值，我們?nèi)?5mm長(zhǎng)。第三段我們?cè)谠O(shè)計(jì)中規(guī)定它用來(lái)支撐軸承，由于外圈的軸筒和最小軸徑的限制，我們選取的軸承的外圈為40mm，內(nèi)圈為20mm的特輕系列的軸承，因此第三級(jí)的軸徑為20mm。長(zhǎng)度上，軸承的寬度為12mm，所以其長(zhǎng)度的選取為15mm。從第三段開(kāi)始，到第六段都在軸筒內(nèi)，由于第四、五段沒(méi)有負(fù)載，在減輕重量的意見(jiàn)下，我們把這里的一段軸設(shè)計(jì)為兩段，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》上的說(shuō)明我們可以知道軸的軸肩的變化不可以大于16mm，這樣容易導(dǎo)致軸的斷裂，所以，第四段的軸徑為24mm，第五段為28mm。長(zhǎng)度值都設(shè)計(jì)為40mm。圖35 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第六段也為軸承的定位軸，所以其長(zhǎng)度要受到軸承的定位影響，軸徑為20mm，長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為24mm，滿足軸承和錐齒輪的定位因素。第七段的軸段為懸掛錐齒輪，我們?cè)O(shè)計(jì)的錐齒輪的小端直徑為20mm，為達(dá)到其使用的強(qiáng)度要求，則我們規(guī)定它的軸孔為10mm，所以此軸段的軸徑為10mm，長(zhǎng)度的值受到錐齒輪的長(zhǎng)度值的影響，所一根據(jù)以上的因素，我們?cè)O(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為25mm。圖14所示，我們的傳動(dòng)軸就是這樣的，其可以滿足我們?cè)谠O(shè)計(jì)引緯機(jī)構(gòu)中所要求的傳動(dòng)因素，但是否可以這樣的設(shè)計(jì)，則要求我們進(jìn)一步的檢驗(yàn)了，但是由于我們進(jìn)行的是測(cè)繪設(shè)計(jì)，其各種參數(shù)不能明確的確定所以，在這里我們不進(jìn)行其力的分析和強(qiáng)度的計(jì)算。n=。P=dmin= 直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì) 選定錐齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1 根據(jù)引緯機(jī)構(gòu)傳動(dòng)鏈的特點(diǎn)，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)；2 根據(jù)工作強(qiáng)度要求，我們確定齒輪的等級(jí)為9級(jí)精度；（GB10095—88）3 材料的選擇 由表10—1我們可以選擇錐齒輪的材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS；4 選擇齒輪齒數(shù) 因?yàn)閾Q向機(jī)構(gòu)在引緯機(jī)構(gòu)里只是起到換向的作用，所以齒數(shù)可以定為20 即Z1=Z2=20。 我們不得不在這里說(shuō)明的是我們求解的是錐齒輪的模數(shù)，而對(duì)與錐齒輪的求解我們用當(dāng)量模數(shù)，但是，可以預(yù)見(jiàn)的是齒輪的當(dāng)量值和實(shí)際值相差不大，故在這里我們按直齒輪的方法計(jì)算模數(shù)。我們不得不在這里說(shuō)明的是我們求解的是錐齒輪的模數(shù)，而對(duì)與錐齒輪的求解我們用當(dāng)量模數(shù)，但是，可以預(yù)見(jiàn)的是齒輪的當(dāng)量值和實(shí)際值相差不大，故在這里我們按直齒輪的方法計(jì)算模數(shù)。按照齒根接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪由設(shè)計(jì)公式10—26進(jìn)行試算，即 (33) 1 確定公式里的各計(jì)算值（1） 查得使用系數(shù)KA=1；（2） 由圖10—8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=；（3） 而由于齒間載荷系數(shù)KHα=1；（4） 由表10—9可以查得KHβbe= (34) 所以有 （5） 則計(jì)算得到（6） 計(jì)算齒輪的傳遞力矩 (35)（7） 確定；（8） 由表10—6查得材料的彈性影響系數(shù)：（9） 由圖10—21d，按照齒面硬度的接觸疲勞強(qiáng)度極限為（10） 由式10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (36)（11） 由圖10—19查得接觸疲勞壽命 系數(shù) (12) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效慨率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式 (37)得 (37)2 計(jì)算（1） 計(jì)算齒輪的分度圓直徑，代入，則 （2） 我們可以確定（3） 按照實(shí)際的載荷系數(shù)極限值，我們所得到的分度圓直徑由式10—10可得 (38) =（4） 計(jì)算模數(shù)m 按照齒面彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算由公式10—24 (39)1 由圖10—20c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 由圖10—18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)3 計(jì)算彎曲疲勞許應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，則 (310)4 計(jì)算載荷系數(shù)K有公式： (311)則由 可以得到載荷系數(shù)5 查表取得應(yīng)力校正系數(shù)（表10—5）6 查取形系數(shù)（表10—5） 7 計(jì)算錐齒輪的 (312) 因?yàn)槲覀兊膬蓚€(gè)齒輪的齒數(shù)是一樣的 所以在這里我們是一樣的，沒(méi) 有什么比較大小的過(guò)程，所以 8 設(shè)計(jì)計(jì)算由公式我們有以下的計(jì)算 9 校正計(jì)算通常的情況下由于KKt，所以我們要進(jìn)行校正計(jì)算,由公式(313)得 (313)10 計(jì)算m的真實(shí)值通常我們對(duì)齒輪校合計(jì)算都是從兩方面進(jìn)行即接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，在通常的情況下我們進(jìn)行計(jì)算所得到的兩個(gè)模數(shù)值，我們選取較大的，所以在這里我們選取m= 又因?yàn)槲覀冊(cè)趪?guó)標(biāo)中沒(méi)有m=，所以在設(shè)計(jì)中我們選取m=211 齒輪各個(gè)設(shè)計(jì)尺寸值的計(jì)算(1) 分度圓直徑 (2) 錐距 (3) 齒寬 在這里我們?nèi)≈档臅r(shí)候把它定為10mm即b=10mm(4) 錐角 (5) 平均分度圓直徑 (6) 齒高 (7) 齒頂高(8) 齒根高 KA=1Kv=d1=m=2mmb=10mmmmmmmm 機(jī)構(gòu)材料的選取在機(jī)械產(chǎn)品及機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中,所以合理的選用材料,并合理的配以各種熱處理工藝,充分的發(fā)揮材料自身的性能,可以達(dá)到合理的經(jīng)濟(jì)使用率,更能適應(yīng)大生產(chǎn)的需要.在引緯機(jī)構(gòu)中,我們比較看中的是機(jī)件的表面粗糙度、表面平面度以及合理的熱處理工藝。我們所要設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)構(gòu)件比較來(lái)說(shuō)很重要的有如下幾個(gè)：基板、座架、劍帶、傳劍輪、支座、導(dǎo)向鉤、分板、連桿、軸、直齒輪、錐齒輪等，對(duì)于以上的機(jī)件，我們對(duì)它們所應(yīng)具有的性能要求是不同的。所以我們所選擇的材料也不盡相同，熱處理工藝也不同。因此，下面的文章我門(mén)分們別類的介紹以下個(gè)機(jī)件的材料的選取。在此機(jī)構(gòu)中，我們選取的材料多采用Q235，如我們?cè)O(shè)計(jì)的基板、連桿、軸筒等大型的結(jié)構(gòu)性機(jī)件，這樣的構(gòu)件大都要求有交好的強(qiáng)度的要求、韌性良好，而且有很好的成形工藝。而這些機(jī)件大多也只有幾個(gè)或沒(méi)有表面對(duì)表面粗糙度有很高的要求，所以這些構(gòu)件我們大都采用鍛造和鑄造的方式進(jìn)行加工，經(jīng)過(guò)很簡(jiǎn)單的加工方式即可以得到我們所要的機(jī)件，而且不必進(jìn)行熱處理工藝，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，也可以使用一些淬火、正火工藝即可。這樣即保證了機(jī)械方面的要求，又在經(jīng)濟(jì)方面有很的節(jié)省。而像軸、支座、直齒輪、錐齒輪及錐齒輪軸等構(gòu)件，就要求材料有更高的強(qiáng)度和韌性。而經(jīng)過(guò)我們對(duì)機(jī)械加工的理解以及我們《工程材料》課的學(xué)習(xí)，我們對(duì)軸、支座等機(jī)件選取45號(hào)鋼，表面熱處理我們采用調(diào)質(zhì)處理并淬火，而由于其定位精度的要求，表面粗糙度精度等級(jí)要求達(dá)到5級(jí)精度。而直齒輪、直齒圓錐齒輪、錐齒輪軸，我們則選用具有更高強(qiáng)度要求和韌性的40Cr，并經(jīng)過(guò)表面調(diào)質(zhì)處理，淬火處理，使其表面接觸強(qiáng)度極限達(dá)到700MP，表面彎曲強(qiáng)度極限達(dá)到500MP，從而更好的使其傳動(dòng)性能提升，而保證齒輪的精度等級(jí)達(dá)到8級(jí)精度。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，我們不得不考慮到機(jī)構(gòu)其他方面的影響，比如速度、慣性力以及機(jī)構(gòu)的承載極限。因此，在不必用鋼結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合，我們就得考慮其他方面同等級(jí)的材料了。例如在導(dǎo)向鉤的設(shè)計(jì)中，鋼材料是能滿足我們的設(shè)計(jì)要求的，但是我們考慮到引緯機(jī)構(gòu)的快速運(yùn)動(dòng)中速度的因素，我們就不得不考選用硬鋁合金LY12，其表面接觸強(qiáng)度同樣達(dá)到470MP，故選用LY12是合理的。而想傳劍輪以及分板這樣的構(gòu)件，我們可以選用同等條件下的合成塑料。分板我們采用目前最普通的塑料——合成乙烯。而傳劍輪我們則可以采用強(qiáng)度和韌性極佳的碳素塑料，在同樣的條件下，碳素塑料達(dá)到我們所設(shè)計(jì)的要求，而且進(jìn)一步的減輕了機(jī)構(gòu)本身的重量，為以后我們進(jìn)一步的提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度打下好的基礎(chǔ)。對(duì)于像劍帶這樣的機(jī)件，我們要有全新的設(shè)計(jì)材料，它本身就是材料方面的一個(gè)研究方向，所以我們考慮到它特殊的使用性能，所以我們選用多層滌綸布用尼龍作黏合劑的材料。使其強(qiáng)度達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)一步的保證劍帶的使用性能，而且使劍帶也滿足機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的要求，從而，證明我們選擇的材料的方案是可行的。而對(duì)于其他一些構(gòu)件，大部分是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我們盡量的采用標(biāo)準(zhǔn)件，即使我們的機(jī)構(gòu)的機(jī)件的通用化得到了進(jìn)一步的解決，也保證了機(jī)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 設(shè)計(jì)總結(jié)作為一個(gè)要有所作為的大學(xué)生，我們應(yīng)該具有一定的創(chuàng)新能力。而在這一次的設(shè)計(jì)中，我從查找關(guān)于劍桿織機(jī)的各種資