【文章內(nèi)容簡介】 右端，然后安裝左軸承蓋，接著裝長套筒12和左端深溝球軸承，然后將滑套11裝入套杯，接著將已裝好齒輪6的左端蓋安裝到滑套11上，最后將已安裝好在支架1上的剖分式機(jī)座將套杯17的左安裝端卡卡緊，如圖412所示。 主要零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計（1）套杯 套杯17的結(jié)構(gòu)工藝性在該制缽機(jī)中非常重要，套杯工藝性好，則會便于凸輪，端蓋等零件的安裝及定位。所以從便于安裝及定位可靠等方面考慮，設(shè)計的套杯結(jié)構(gòu)見圖413所示。套杯的I 段和III段是用來安裝深溝球軸承的，所以為了便于軸承的安裝，故在I段和III段之間加工了一段比軸承外徑稍大的工藝孔。同時在套杯右端的結(jié)構(gòu)IV主要是為了安裝密封圈，避免土等雜質(zhì)進(jìn)入軸承，影響軸承的工作。而套杯周邊留有帶有螺釘孔的凸緣是為了便于用螺釘安裝凸輪，否則通過在套杯上設(shè)置鍵來安裝凸輪不僅會導(dǎo)致鍵槽削弱套杯的整體強度，而且在該方案中鍵連接定位不如螺釘連接牢靠，套杯結(jié)構(gòu)如圖413所示。 圖413 套杯結(jié)構(gòu)（2）滑套 由于主軸轉(zhuǎn)速不高僅72r/min，同時為了便于齒輪凸輪9的安裝，以及減小機(jī)器整體的高度，所以這里采用了由無油潤滑材料制成的滑套11安裝在端蓋8和套杯17之間。而滑套的軸向定位是通過右端套杯17的凸緣和左端齒輪6的輪轂進(jìn)行定位的。又因為在工作的過程中，套杯17靜止而滾筒左端蓋8轉(zhuǎn)動，所以為了在工作的過程中滑套始終和端蓋8一起旋轉(zhuǎn)，故安裝了緊定螺釘5，如圖412所示。（3）圓環(huán)套杯17右端的結(jié)構(gòu)IV不僅是為了安裝密封圈，而且也可以為右端軸承起到軸向定位，如果不用圓環(huán)，則會使右端軸承的靜止的外圈和轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈都與靜止的套杯接觸，如圖414（a），這種情況在機(jī)械設(shè)計中是不允許的，所以這里單獨設(shè)計了圓環(huán)16就解決了這一問題，如圖414（b）所示。 a b圖414 圓環(huán)定位圖 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)是一種常用的高副機(jī)構(gòu)，它主要由凸輪（主動件）、從動桿和機(jī)架組成。圖示為典型的盤狀凸輪及移動凸輪。其工作原理是：當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動或移動時，借助凸輪輪廓曲線的向徑r(盤狀凸輪）或高度h(移動凸輪）的變化而使從動桿得到預(yù)期的運動規(guī)律。凸輪機(jī)構(gòu)按從動件的運動形式分類：尖端從動件：這種從動件結(jié)構(gòu)最簡單，尖頂能與任意復(fù)雜的凸輪輪廓保持接觸，以實現(xiàn)從動件的任意運動規(guī)律。但因尖頂易磨損，僅適用于作用力很小的低速凸輪機(jī)構(gòu)。滾子從動件：從動件的一端裝有可自由轉(zhuǎn)動的滾子，滾子與凸輪之間為滾動摩擦，磨損小，可以承受較大的載荷，因此，應(yīng)用最普遍。平底從動件：從動件的一端為一平面，直接與凸輪輪廓相接觸。若不考慮摩擦，凸輪對從動件的作用力始終垂直于端平面，傳動效率高，且接觸面間容易形成油膜，利于潤滑，故常用于高速凸輪機(jī)構(gòu)。它的缺點是不能用于凸輪輪廓有凹曲線的凸輪機(jī)構(gòu)中。曲面從動件：這是尖端從動件的改進(jìn)形式，較尖端從動件不易磨損。結(jié)合機(jī)構(gòu)的特點，本課題中采用的是滾動從動件。即使用是滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)。 凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計（1）從動件運動規(guī)律的選擇從動件運動規(guī)律的設(shè)計涉及許多方面的問題，除考慮剛性沖擊和柔性沖擊外，還應(yīng)對各種運動規(guī)律所具有的最大速度vmax、最大加速度amax及其影響加以比較。1) 愈大，則動量 愈大。若從動件突然被阻止，過大的動量會導(dǎo)致極大的沖擊力，危及設(shè)備和人身安全。因此，當(dāng)從動件質(zhì)量較大時，為了減小動量，應(yīng)選擇vmax值較小的運動規(guī)律。2) 愈大，慣性力愈大。作用在高副接觸處的應(yīng)力愈大，機(jī)構(gòu)的強度和耐磨性要求也就愈高。對于高速凸輪，為了減小慣性力的危害，應(yīng)選擇amax值較小的運動規(guī)律。常用的幾種運動規(guī)律的 、 沖擊特性及適用場合見表41所示。表41 從動件常用運動規(guī)律因推桿的轉(zhuǎn)速僅為6/rmin,速度低，載荷也不大，故選用等速的運動規(guī)律。（2）設(shè)計原理：利用反轉(zhuǎn)法。首先取滾子中心為參考點，把該點當(dāng)作尖底從動件的尖底，按照上述方法求出一條輪廓曲線h。再以h上各點為中心畫一系列滾子，最后作這些滾子的內(nèi)包絡(luò)線h39。（對于凹槽凸輪還應(yīng)作外包絡(luò)線h39。39。）。它便是滾子從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)凸輪的實際輪廓曲線，或稱為工作輪廓曲線，而h稱為此凸輪的理論輪廓曲線。由作圖過程可知，在滾子從動件凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計中，r0是指理輪廓曲線的基圓半徑，見圖415。當(dāng)e=0時，即得對心直動從動件凸輪機(jī)構(gòu)。這時，偏距圓的切線化為過點O的徑向射線，其設(shè)計方法與上述相同，也就是該凸輪的設(shè)計方法。 圖415 反轉(zhuǎn)法原理 圖416 滾子直動從動件盤型凸輪圖 （3）確定凸輪機(jī)構(gòu)的基本尺寸在設(shè)計凸輪機(jī)構(gòu)時，凸輪的基圓半徑取得越小，所設(shè)計的機(jī)構(gòu)越緊湊。但是，必須指出，基圓半徑過小會引起壓力角增大，致使機(jī)構(gòu)工作情況變壞， 顯然，在其他條件不變的情況下，基圓半徑越小，壓力角a越大?；鶊A半徑過小，壓力角會超過許用值而使機(jī)構(gòu)效率太低甚至發(fā)生自鎖。因此實際設(shè)計中，只能在保證凸輪輪廓的最大壓力角不超過許用值的前提下，考慮縮小凸輪的尺寸，故設(shè)初步確定凸輪的基圓半徑為，推桿滾子半徑為 。（4）求理論廓線和工作曲線推程階段 2）遠(yuǎn)休止階段 3）回程階段 4）近休止階段 取計算間隔為將以上各相應(yīng)值帶入公式計算理論輪廓線上各點的位移量，計算結(jié)果見表42。表42 凸輪位移5）滾子直動從動件盤形凸輪機(jī)構(gòu)的實際工作曲線是將理論輪廓線向內(nèi)偏移一個滾子半徑，見圖417。圖417 凸輪的的曲線輪廓 凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）凸輪在軸上的固定方式因凸輪的工作輪廓已經(jīng)確定，所以凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要是確定曲線輪廓的軸向厚度和凸輪與傳動軸的連接方式。當(dāng)工作載荷較小時，曲線輪廓的軸向厚度一般取為輪廓曲線最大矢徑的1/10～1/5；對于受力較大的重要場合，需按凸輪輪廓面與從動件間的接觸強度進(jìn)行設(shè)計。在確定凸輪與傳動軸的聯(lián)接方式時，應(yīng)綜合考慮凸輪的裝拆、調(diào)整和固定等問題。對于執(zhí)行機(jī)構(gòu)較多的設(shè)備，其各執(zhí)行構(gòu)件之間的運動協(xié)調(diào)性通常由運動循環(huán)圖確定，因此在裝配凸輪機(jī)構(gòu)時，凸輪輪廓曲線起始點（推程開始點）的相對位置需按運動循環(huán)圖進(jìn)行調(diào)整，以保證各執(zhí)行構(gòu)件能按預(yù)定程序協(xié)調(diào)動作。為此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要求凸輪能相對于傳動軸沿圓周方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并可靠地加以固定。最簡便的方法是采用緊定螺釘固定凸輪，或用緊定螺釘預(yù)固定，待調(diào)整好后再用銷子固定。本課題中的凸輪結(jié)構(gòu)就是用螺釘安裝的。（2）滾子及其連接滾子直動從動件盤型凸輪工作時，滾子在凸輪上的形式有兩種，一種是滾子在凸輪的表面滾動，但如果用這種方式則必須在凸輪與方軸間加彈簧，使?jié)L子在滾動的過程中始終與凸輪接觸，這樣就會給安裝帶來不便，另一種方案是在凸輪中開有圓槽，使?jié)L子在圓槽中滾動，槽的內(nèi)壁與滾子軸向應(yīng)留有間隙，這種方式就能使?jié)L子始終在凸輪接觸承。經(jīng)設(shè)計計算得凸輪與滾子的連接結(jié)構(gòu)見圖418。缽體機(jī)中的滾輪是有兩部分組成，即由滾子2和軸承3組成，一起在凸輪1槽中運動，4方軸。圖418 滾子與凸輪的連接 凸輪和滾子的材料凸輪與從動件接觸部分有嚴(yán)重磨損，因此必須合理地選擇凸輪和滾子的材料，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，使?jié)L子和凸輪的工作表面具有較高的硬度和耐磨性，而心部有較好的韌性以承受沖擊。凸輪和滾子常用的材料有420Cr、18CrMnTi 0等并經(jīng)表面淬火處理。 傳動軸I的設(shè)計計算 選擇軸的材料該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查表知 。 求傳動軸I功率、轉(zhuǎn)速及扭矩:=,軸I轉(zhuǎn)速=72r/min于是計算軸I的轉(zhuǎn)矩為： 初步估計最小軸徑按扭矩強度初步估算輸出連接齒輪處的最小軸徑。查表，按45鋼，?。桓鶕?jù)公式有：由于安裝鏈輪和帶輪處有三個鍵槽，軸徑應(yīng)增加10％；經(jīng)計算，最后確定最小軸徑d=30mm。 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案根據(jù)傳動方案的安裝要求，傳動軸I上主要零件的安裝相互關(guān)系為如圖520所示。整個傳動軸近似中心對稱，不同的是在軸的右端裝有兩個鏈輪而左端是一個鏈輪和一個齒輪。其裝配順序為：從右端依次裝入齒輪、螺釘鎖緊擋圈、套杯，軸承、長套筒、軸承、軸承端蓋、鏈輪；軸左端的零件和右端基本相同，安裝裝方法相同。圖419 主軸結(jié)構(gòu)（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度如圖419所示，分別從圖示中的IX軸段，進(jìn)行設(shè)計計算。1）裝有小鏈輪的軸段I，即為最小軸徑；=18mm，根據(jù)鏈輪輪轂寬度為21mm，要保證21mm,同時為保證軸端擋圈與鏈輪較好接觸，定位更可靠，確定了此段長度為18mm。2）裝有短軸套的軸端II軸套是用來對齒輪和小鏈輪進(jìn)行軸向定位的，所以對于其安裝軸段的軸徑,長度。3） 裝有大鏈輪的軸段III根據(jù)鏈輪輪轂的設(shè)計尺寸可得其該軸段軸徑，由于鏈輪輪轂長度為38mm,為了使軸向套筒對其定位可靠，所以此軸段長度需比輪轂長度小23mm,故。4） 裝有軸承端蓋的軸段IV由于此軸段對鏈輪也起軸向定位作用，同時根據(jù)端蓋中油封的內(nèi)徑所以此處選取，由于端蓋上安裝螺栓，所以考慮到螺栓不會與鏈輪接觸，故此軸段長度。5） 裝有左軸承的軸段V因為軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，所以其軸徑應(yīng)和軸承內(nèi)圈一致，此處選的軸承型號為6210，故，此段長度根據(jù)軸承寬度和長套筒與其配合的軸段得長度決定。6） 裝有長套筒的軸段VI此段軸徑只需比軸段V的直徑小2mm,，長度由套筒的長度決 。7） 安裝左端軸承和螺釘鎖緊擋圈VII此處軸徑與軸段V一致，其長度由軸承寬度、螺釘鎖緊擋圈以及套杯得壁厚決定。8） 安裝有小齒輪的軸段VIII此處軸徑由齒輪的輪轂直徑?jīng)Q定，,由于齒輪要軸向定位，為了軸向定位可靠，其安裝軸段長度應(yīng)比齒輪輪轂長度小23mm,故。9） 自由軸端IX由于它起到軸向定位作用，故軸肩高度應(yīng)為5mm左右，故此處取。10）安裝有齒輪的軸段X其軸徑由齒輪的輪轂直徑?jīng)Q定，；軸段長度應(yīng)比齒輪輪轂的長度小23mm，這樣便于齒輪軸向定位可靠。11） 安裝有短套筒的軸端XI此處安裝套筒，故軸徑只需比XI段軸段直徑小2mm即可。12） 安裝鏈輪的軸段XII軸徑由鏈輪的輪轂直徑?jīng)Q定，軸段長度只需比輪轂長度小2—3mm,以便于鏈輪軸向定位可靠，取。（3）軸上零件的周向定位鏈輪的周向定位采用普通平鍵連接，為保證鏈輪輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇鏈輪輪轂與軸的配合代號為；經(jīng)查手冊，確定滾動軸承與軸的周向配合公差為f9。（4）考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性，軸肩處倒上圓角，其他尺寸為R1—R2；軸的左、右端倒角，取c=2 mm。 5 傳動系統(tǒng)主要零部件設(shè)計 與齒輪減速電機(jī)相連的鏈輪傳動I設(shè)計鏈傳動可以分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。傳動鏈又可以分為滾子鏈和齒形鏈等類型。其中滾子鏈常用于用于傳遞功率在100kw以下，鏈速不超過15m/s，推薦使用的最大傳動比imax=8，齒形鏈應(yīng)用較少，故選用滾子鏈，考慮到傳遞功率不大，以及結(jié)構(gòu)和功能需要，采用單排滾子鏈。（以下設(shè)計均按照機(jī)械設(shè)計手冊上進(jìn)行設(shè)計，相關(guān)表格也在手冊上） 滾子鏈傳動設(shè)計計算（1）選擇鏈輪的齒數(shù)、確定傳動比i傳動比：i=查表，確定小鏈輪齒數(shù)就為 大鏈輪齒數(shù)：（2）計算當(dāng)量的單排鏈的計算功率根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率修正為當(dāng)量的單排鏈的計算功率：式中：—工況系數(shù)，查表得 ； —主動鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查表得；=； —多排鏈系數(shù) ，雙排鏈時，三排鏈時； —傳遞的功率，；由式子得： （3）確定鏈條型號和節(jié)距p鏈條型號根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速查圖ISO A系列滾子鏈功率曲線圖選取，查圖58知選用鏈條ISO鏈號為：12A，鏈條節(jié)距p=。（4）計算鏈條節(jié)數(shù)和中心距初選中心距=（30~50）p，取=46p，按下式計算鏈節(jié)數(shù)經(jīng)過計算得：為了避免使用過渡鏈節(jié)， 應(yīng)將計算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)=118鏈傳動的最大中心距為：，式中為中心距計算系數(shù)，查表得= 鏈條長度 （5）實際中心距為 經(jīng)過計算得： =~（6）計算鏈速v，確定潤滑方式平均鏈速按下式計算： 根據(jù)鏈速，查圖表，選擇定期人工潤滑。（7）計算有效圓周力和作用在軸上的拉力有效圓周力: 作用在軸上的拉力: 對于水平和傾斜傳動 此處取 滾子鏈的型號由上面計算可知，滾子鏈的ISO鏈號為12A，標(biāo)記為12A196 GB/T 12431997 鏈傳動的潤滑鏈傳動的潤滑十分重要，對高速、重載的鏈傳動更為重要。良好的潤滑可緩和沖擊，減輕磨損，延長鏈條壽命。按照之前所采用的定期人工潤滑方式：用油壺或油刷定期在鏈條松邊內(nèi)、外鏈板間隙中注油。潤滑油推薦采用牌號為LAN3LAN4LAN68的全損耗系統(tǒng)用油，溫度低時取前者。對于開式及重載低速傳動，可在潤滑油中加入MoS2，WS2等抗膠合添加劑。對用潤滑油不便的場合，