【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 18 圖 鏈輪機(jī)構(gòu) 鏈的節(jié)距的大小 ， 反映了鏈條和鏈輪齒各部分尺寸的大小 。 在一定條件下 ， 鏈的節(jié)距越大 ， 承載能力越高，但傳動(dòng)的多 邊形效應(yīng)也要增大，于是振動(dòng)、沖擊、噪聲 也越嚴(yán)重。所以設(shè)計(jì)時(shí)， 為使傳動(dòng)緊湊 ， 壽命長(zhǎng) ， 應(yīng)盡量選取較小節(jié)距的單排鏈 。 速度高 、功 率大時(shí) ， 則 選用小節(jié) 距的 多排鏈 。 從經(jīng)濟(jì)上考慮 ， 中心距小 、 傳動(dòng)比小時(shí) ， 選小節(jié)距多排鏈 ； 中心距大 、 傳動(dòng)比小時(shí) ， 選用大節(jié)距單排鏈。 因此必須對(duì) 功率 P0進(jìn)行修正： 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》（第七 版 ） [5]P175 P0=Pca/（ KZ*KL*KP） 其中： KZ為小鏈 輪 齒數(shù)系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》[5]P178 表 910 得： KZ=Z1 /19 =1 KL為鏈長(zhǎng) 系 數(shù)：由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》[5]P178 表 910 得： 取鏈 數(shù) LP=116 節(jié) KL＝ (LP/100) ＝ KP為多排鏈系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》 [5]P179 表 911 得 ： KP=1 所以 P0= KW （ 5）鏈傳 動(dòng) 的中心距 a和鏈節(jié)數(shù) LP 一般 中 心距 a0=（ 30～ 50） p 粗 取 a0=40 p LP= 2a0/p+（ Z1+Z2） /2+[（ Z2Z1） /（ 2*π） ]2*p/a0 () 所以 LP=2*40+70/2+26/40= 圓整得： LP=116 所以 a=p*{[LP（ Z1+Z2） /2]+squrt[（ LPZ2/2Z1/2） 22*（ Z2/π Z1/π） 2]}/4 () 其中： 取節(jié)距 p 為 mm 則中心距 a = (6)小鏈輪轂孔最大直徑 d kmax 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》（第七 版 ） [5]P168 表 94 得： dkmax=29mm 19 取 dk=26mm (7) 鏈 傳 動(dòng)作用在軸上的力（壓軸力） FP 鏈傳動(dòng)的壓軸力 FP（單位 N）可近似取為： FP≈ KF*Fe () 其中： Fe為鏈傳遞的有效圓周力，單位為 N。 Fe=1000P/V=60*1000*1000*P/（ π *D*n1） = （ ） KF 為壓軸力系數(shù) 因?yàn)槭谴怪眰鲃?dòng)，所以取 KF= 所以 FP= N （ 8） 滾 子 鏈傳動(dòng)的額定功率計(jì)算： 在此采用的是滾子鏈傳動(dòng)。 其額定功率圖有： 曲線 1 曲線 2 曲線 小鏈輪轉(zhuǎn)速 n1（ r/min） 圖 鏈 輪 轉(zhuǎn)速功率圖 ① 由鏈板疲 勞 強(qiáng)度限定的額定功率 P0（曲線Ⅰ ）： 由《 機(jī) 械設(shè)計(jì) 》（ 第 七版） P0= n1 pp 8*)( ? 其中： Z1為小鏈輪齒數(shù)： Z1=19 n1為小鏈輪轉(zhuǎn)速： p 為節(jié)距： p= 則 P0= 千瓦 ≥ P 所以符合條件。 ② 由滾子、套筒的沖擊疲勞強(qiáng)度限定的額定功率 P0（曲線Ⅱ） 由《 機(jī) 械設(shè)計(jì) 》（ 第 七版） [5]P175 P0=n pz 20 所以符合條件。 ③ 由銷軸與套筒的膠合限定的滾子鏈工作能力（曲線Ⅲ） 由《 機(jī) 械設(shè)計(jì) 》（ 第 七版 ） a x)(*)(*)()1000(Fezppn ?? 則 n max=所以符合條件。 3 .鏈輪設(shè)計(jì) （ 1）大、小鏈輪直徑尺寸和端面齒廓的確定 已知鏈條節(jié)距 P= 小輪齒數(shù) N1=19 大輪齒數(shù) N2=51 小輪節(jié)圓直徑 D1=75mm 大輪 D2=200mm 小輪內(nèi)徑 d=26mm 則齒頂圓直徑 OD=D1+2 所以 小鏈輪齒頂圓直徑 OD1=75+2 =86mm 大鏈輪齒頂圓直徑 OD2=200+ =211mm 查《鏈輪設(shè)計(jì)制造應(yīng)用手冊(cè)》 [15]P243表 39得 節(jié)距 SC302 圖 鏈輪端面齒廓 鏈輪端面齒廓如圖 E（頂部）和 B（底部）可分別由下式得： 21 ) 8 0( c o t ??? NPE 2)( c o ???? NPB 則小鏈輪齒廓曲線中 心直徑 E1=55mm B1=48mm 大鏈輪齒廓曲線中心直徑 E2=180mm B2=173mm (2)鏈輪軸向齒廓形狀的確定 圖 鏈輪軸向齒廓形狀 查表得鏈輪以下參數(shù) Mmax= A= R= ? W= ? 其中： M為鏈條最大全寬 所以取 M=15mm A= R=5mm W= 至此鏈輪設(shè)計(jì) 完畢。 22 凸輪設(shè)計(jì) 凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或者不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 凸輪機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)專用機(jī)床自動(dòng)化和半自動(dòng)化中應(yīng)用較廣泛的一種機(jī)構(gòu) 。 它常用來傳動(dòng)工作部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 、 調(diào)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和控制其它一些輔助機(jī)構(gòu) 。 其特點(diǎn)是工作可靠 、 體積小 、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 多 是適用于行程小、運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜、轉(zhuǎn)速在 500 轉(zhuǎn) /分以下的運(yùn)動(dòng)循環(huán)。 凸輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞憧墒箯膭?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便。它的缺點(diǎn)： 1）凸輪和從動(dòng)件為點(diǎn)接觸或 線接觸，易磨損，只宜用于傳動(dòng)力不大的場(chǎng)合； 2）凸輪輪廓加工比較困難； 3）從動(dòng)件的行程不能過大，否則會(huì)使凸輪變得很笨重。 （ 1） 常用的凸輪有：盤狀、柱狀、板狀。 在此 選 擇 盤 狀 ：（ 如 圖 ） 它是 具 有 沿 徑向 變 化 輪 廓曲 線 的 盤 狀零 件 。 其 特點(diǎn) 是 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 ， 體 積小。但其半徑差不宜過大，一般不超過 100～ 120 毫米。 在此處半徑差取 10mm。 （ 2） 凸輪材料選擇 凸輪和從動(dòng)件的材料 ， 應(yīng)保證其工作表面有一定的耐磨性 ， 并能承受較大的動(dòng)載荷 。 所以一 般較重要的凸輪材料多用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造。如 45號(hào)鋼、 50號(hào)鋼、 20Cr 鋼或 40Cr 鋼等。 在此取 20Cr 鋼 。 20Cr 鋼經(jīng) 表 面滲碳后淬硬并回火 ， 其硬度 HRC=60～ 62 23 圖 凸輪 如圖 取 r1=95mm, r2=85mm 在選擇凸輪和從動(dòng)桿時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： a、 滿足生產(chǎn)工藝要求； b、 盡量提高機(jī)器的生產(chǎn)效率； c、 減少?zèng)_擊振動(dòng)，改善機(jī)器的工作性能； d、 凸輪輪廓曲線易于制造。 10 0 V（ mm/s） 0 a (mm/s2 0 圖 凸 輪 上的位移、速度及加速度圖 由 r1到 r2過渡為勻變速過渡 其 行 程圖、速度圖及加速度 圖 見上圖 24 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中 冊(cè) 第二版 得凸輪強(qiáng)度 ? 計(jì)算公式為： ? =ZE*Squrt[F/(b*ρ )] ≤ [? H] Kgf/ mm （ ） 其中 b： 接觸寬 b=8mm F：法向作用力（ N） 如圖 P夾 *（ L1+L2） =F預(yù) *L1 因?yàn)? P夾 =（ N）， L1 =20mm,L2=30mm 所以 F預(yù) = L3 又如圖（ F預(yù) +Δ F） * L1 = F* L3 其中 L3=40mm 所以 F=（ N） ρ ： ρ =2121*ρρ ρρ? 其中 滾子 半 徑 ρ 1=8mm 凸輪接觸點(diǎn)曲率半徑 ρ 2=95mm 所以ρ = ZE： 系 數(shù) （鋼對(duì)鋼） ZE= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 中 冊(cè) 第二版 [13]P136 [? H] ： 許 用接觸應(yīng)力 [? H]=取 [? H]=所以? = ≤ [? H] 符合要求。 棘輪設(shè)計(jì) 1棘輪材料選擇 一般的棘輪機(jī)構(gòu)是由棘輪和棘爪機(jī)構(gòu)兩部分組成 ，用來實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)或防止逆轉(zhuǎn)的制逆裝置。棘輪機(jī)構(gòu)有外嚙合 、 內(nèi)嚙合兩種 ， 一般棘爪是主動(dòng)件 ， 棘輪是從動(dòng)件 。 但在本設(shè)計(jì)中所用的棘輪 不是作為如上的用途 ， 它只是用來實(shí)現(xiàn)對(duì)巧克力糖的傳輸 ， 所承受的周向力極小 ， 同時(shí)幾乎不受 任何機(jī)械磨損的作用 ， 因此對(duì)該棘輪的材料強(qiáng)度要求 25 不高 。 但它工作時(shí)一直與巧克力糖接觸 ， 所 以對(duì)該棘輪的材料性能提出了新的要求，那就是要求它具有相當(dāng)好的耐腐蝕性。 材料：要求耐腐蝕， 對(duì)其強(qiáng)度沒要求 ， 選 40Cr。 2 棘輪形狀確定 基本形狀如圖 圖 棘輪 由設(shè)計(jì)得棘輪形狀，其中 d=16mm ,d1=60mm ,D1=300mm 。 六槽槽輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 分類 ： 槽輪機(jī)構(gòu)（又稱馬爾他機(jī)構(gòu)）能把主動(dòng)軸的勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為從動(dòng)軸的周期性間歇運(yùn)動(dòng)。 常用于各種轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)中 。 槽 輪機(jī)構(gòu)的基本型式分為外接 、 內(nèi)接和球面槽輪叫三類 。 外接槽輪機(jī)構(gòu)的主 、 從動(dòng)件轉(zhuǎn)向相反 ， 槽輪的停歇時(shí)間轉(zhuǎn)位時(shí)間長(zhǎng) 。 內(nèi)接槽輪機(jī)構(gòu)則相反 。 球面槽輪的轉(zhuǎn)位時(shí)間等于停歇時(shí) 間。在此采用的是外接槽輪。 按槽的方位不同，槽輪機(jī)構(gòu)可分為： ① 徑向槽 輪 ：它沖擊小，制造簡(jiǎn)單，最為常用，槽輪的 動(dòng)停時(shí)間比取決于槽數(shù) Z。 ② 非徑 向 槽輪 ： 在槽數(shù)不變的條件下 ， 可以用不同的中心距與曲半徑的組合來獲得不同的動(dòng)停時(shí)間比，但沖擊較大。 (2)材料 26 槽輪工作部分的材料采用 40Cr 鋼 ， 經(jīng)表面淬火硬度達(dá) HRC45～ 50；曲 柄 材料可用軸承綱， 經(jīng)表面淬火硬度達(dá) HRC59～ 63（也 可 采用 20Cr鋼 ，經(jīng)表面滲碳淬火硬度達(dá) HRC56～ 62）)槽輪機(jī)構(gòu)一般不作強(qiáng)度校核。 槽 輪基本形狀如圖： 圖 取槽數(shù) Z=6， 圓銷數(shù) =2，兩圓銷夾角α =180176。 ， 2φ 2 =π /3 ,中心距 L=60mm，圓銷半徑 r=5mm 。 查《專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》 [2] P318 2φ 1=π 2φ 2=2π /3 因?yàn)? 2φ 1≤ α 所以所取條件可行 。 當(dāng)槽輪停留時(shí)：轉(zhuǎn)角 2φ 0=2π 2φ 1=π /3 查《專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》 [2] P318 運(yùn)動(dòng)系數(shù)σ =t1/t2=2φ 1 / 2φ 0=2 R1=L*sin（ φ 2） = 30mm R2=L*cos（ φ 2） = 52mm 查《專用機(jī)床設(shè)計(jì)與制造》 [2]