【導(dǎo)讀】首先，確定設(shè)計方案:雙擠膠機構(gòu)部分采用一個動。輥、一個定輥,兩個擠膠輥，通過一對齒輪嚙合，從而使它們相向運動。膠的厚度是由間隙調(diào)整機構(gòu)控制的。及減速電動機、步進(jìn)電機、絲杠軸承、滾珠絲杠的選型。最后，為了精確、自動地上膠。最終，所設(shè)計的方案能夠?qū)崿F(xiàn)自動涂膠，自動

　　

【正文】 65 18x11 65 75 20x12 75 85 22x14 85 95 25x14 鍵的長度系列 14,16,18,20,22,25,28,32,36,40,45,50,56,63,70,80,90，100,110,125,140,160,180,200,250,280,320,360 （ 1）畫軸的受力簡圖 軸的受力簡圖如圖 313b所示 （ 2）支承反力 在水平面上為 321332 )( lll QlllFR rAH ?? ??? 由上面可知 ，齒輪徑向力 Fr=， Q 為鏈輪作用在軸上的力，則 Q=F=，l1=259mm， l2=183mm， l3=， 算得 RAH=，式中負(fù)號表示與圖中所示力的方向相反，以下同 QRFR AHrBH ??? 算得 RBH=， 在垂直平面上為 3211 lll lFR tBV ???? 由上面已經(jīng)算得，齒輪圓周力 Ft=，算得 RBV=， tBVAV FRR ??? 算得 RAV=， 軸承 B 的總支撐反力為 22 BVBHB RRR ?? 算得 RB=， 錐銷 的總支撐反力為 22 AVAHA RRR ?? 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 26 算得 RA=。 （ 3）彎矩計算 在水平面上為 1lRM AHFr ? 算得 MFr= mm， 3lRM BHQH ? 算得 MQH= mm， 在垂直面上為 1lRM AVFt ? 算得 MFt= mm， 3lRM BVQV ? 算得 MQV= mm， 合成彎矩為 22 QVQHQ MMM ?? 算得 MQ= mm， 22 FrFtF MMM ?? 算得 MF= mm， （ 4）畫彎矩圖 彎矩圖如圖 313c～ e所示 （ 5）轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩圖 T1=53670N mm 轉(zhuǎn)矩圖如圖 313f所示 鏈輪軸和齒輪軸處的彎矩較大，但鏈輪處的軸徑較小，所以鏈輪處剖面為危險剖面。 其抗彎截面系數(shù)為 3232dW ?? 算得 W=， 抗扭截面系數(shù)為 1632dWT ?? 算得 WT=， 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 27 最大彎曲應(yīng)力為 WMQA ?? 算得 σ A=， 扭剪應(yīng)力為 TWT1?? 算得τ =， 按彎扭合成強度進(jìn)行校核計算，對于單項轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)α =，則當(dāng)量應(yīng)力為 22 )(4 ???? ?? Ae 算得σ e=， 由表 311查得 45 鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉 強度極限σ B=650Mpa，由表 314 用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力 [σ 1b]=60Mpa。σ e＜ [σ 1b]，強度滿足要求。 表 314 軸的許用彎曲應(yīng)力 （單位： Mpa） 材料 B? ][ 1b?? ][ 0b? ][ 1b?? 碳素鋼 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 合金鋼 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 鏈輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 hldTP 2 14?? 算得 σ P=，取鍵、軸、及鏈輪的材料都為鋼，由表 315 查得 [σ ]P=125～ 150Mpa, 則σ P＜ [σ ]P，強度足夠。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 28 表 315 平鍵的許用擠壓應(yīng)力 [σ ]P和許用壓強 [P] （單位： Mpa） 連接方式 鍵、軸和輪轂中最弱的材料 載荷性質(zhì) 靜載荷 輕度沖擊 沖擊 [σ ]P 靜連接 （普通平鍵，半月鍵） 鋼 125～ 150 100～ 120 60～ 90 鑄鋼 70～ 80 50～ 60 30～ 45 [P] 動連接 （導(dǎo)向平鍵） 鋼 50 40 30 （ 1）當(dāng)量動載荷 由表 12 查 6314 軸承 C=105000N， C0=68000N，軸承 不受軸向力，軸承 B、當(dāng)量動載荷為 PB=， （ 2）軸承壽命 校核軸承 B， P=PB。軸承在 100℃以下工作，由表 316 查得 fT=1，由表 317 查得載荷系數(shù) fP=。 316 )(6010 Pf CfnL PTh ? 算得 Lh=， 此機構(gòu)的預(yù)期的壽命已在上面取了，為 Lh， =20xx0h， Lh＞ Lh， ，故軸承壽命足夠 。 表 316 溫度系數(shù) fT 軸承工作溫度t/℃ ≤ 105 125 150 175 200 225 250 300 350 溫度系數(shù) fT 表 317 載荷系數(shù) fP 載荷性質(zhì) 舉例 fP 無沖擊或輕微沖擊 電動機、汽輪機、通風(fēng)機、水泵 ～ 中等沖擊 車輛、機 床、起重機、冶金設(shè)備、內(nèi)燃機、減速器 ～ 劇烈沖擊 破碎機、軋鋼機、石油鉆機、振動篩 ～ 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 29 圖 313 受力分析圖及軸結(jié)構(gòu)圖 機構(gòu)中其他軸也是這么設(shè)計的，這里就不展開來說了。 聯(lián)軸器的選用 此機構(gòu)中，動輥有一定的位移量，且存在一定的角度，所以聯(lián)動輥的用萬向聯(lián)軸器，上面算得用萬向聯(lián)軸器的軸的轉(zhuǎn)矩為 m，所以選用 SWC315CH1 型號的十字式萬向聯(lián)軸器，參數(shù)為：疲勞轉(zhuǎn)矩： 63N m，公稱轉(zhuǎn)矩： 125N m；定輥處的聯(lián)軸器 選用 剛性聯(lián)軸器，因為 此處無相對移動，這 里采用套筒聯(lián)軸器， 所要聯(lián)的軸徑為φ 100mm，轉(zhuǎn) 矩為 55N m，所以選用 GT24，其參數(shù)為：許用轉(zhuǎn)矩為： 4000N m。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 30 第四章 雙擠膠覆涂 PLC 控制部分 控制系統(tǒng)總體技術(shù)路線 涂膠機涂量的準(zhǔn)確控制是提高涂膠機產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。合適的膠量是由兩膠輥的間隙決定的。間隙的自動調(diào)節(jié)由步進(jìn)電機驅(qū)動，當(dāng)前間隙由位移傳感器實現(xiàn)檢測，并反饋給 PLC。 PLC 通過對設(shè)定膠量與當(dāng)前間隙的比較，發(fā)脈沖信號給步進(jìn)驅(qū)動器，然后驅(qū)動步進(jìn)電機作間隙調(diào)整。觸摸屏可方便地設(shè)定所需膠量，并可顯示當(dāng)前系統(tǒng)地狀態(tài)（包括當(dāng)前間隙等） 。膠輥兩端各用一套間隙調(diào)整機構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)及反饋裝置，通過控制系統(tǒng)來協(xié)調(diào)其同步。 圖 41 控制系統(tǒng)技術(shù)路線流程圖 這里，我主要講間隙調(diào)整。 PLC 編程思路流程及程序 編程思路流程 首先，位移傳感器將檢測到的實際間隙傳送給 PLC， PLC 通過比較觸摸屏設(shè)定的間隙與實際間隙，發(fā)出脈沖給步進(jìn)驅(qū)動器，來驅(qū)動步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)間隙的調(diào)整。 在實際的操作過程中，會遇到幾個問題： 1. 當(dāng)實際間隙與設(shè)定的間隙相差較大時，可以用一個比較大的速度來進(jìn)行調(diào)整。而當(dāng)實際的間隙與設(shè)定的間隙比較接 近時，不可以再用較大的速度調(diào)整，不然會使得 調(diào)整不準(zhǔn)確 ，所以此時應(yīng)當(dāng)選用一個較低的速度來實現(xiàn)精確調(diào)整。 2. 實際調(diào)整結(jié)束的標(biāo)志不應(yīng)當(dāng)為一個點，即不應(yīng)當(dāng)是某一個精確的距離，比如說恰好是常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 31 檢測值 —設(shè)定值 =0，而應(yīng)當(dāng)是一個區(qū)間如（ ， ）。因為實際的機械控制中做不到絕對的 0，如果設(shè)定為一個點，則調(diào)整機構(gòu)會在 0 的兩端左右震蕩，而到不了 0，這樣會使機器長時間運轉(zhuǎn)，效率很低，所以實際結(jié)束的標(biāo)志設(shè)定為一個區(qū) 間，當(dāng)在此區(qū)間內(nèi)就默認(rèn)達(dá)到所設(shè)定的間隙，從而使機器停止運轉(zhuǎn)，提高效率。 程序 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 32 當(dāng)按下調(diào)整啟動按鈕， M0021觸發(fā)， M1050下降沿產(chǎn)生掃描脈沖，則 M002 M002M002 M002 M0025復(fù)位； M1000上升沿產(chǎn)生掃描脈沖，自動啟動動輥左端和右端調(diào)整。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 33 此段介紹了左側(cè)間隙向上和向下的調(diào)整，向上調(diào)整時，當(dāng)當(dāng)前檢測的間隙大于設(shè)定間隙 ,并且設(shè)定的間隙 小于精定位距離時，負(fù)給步進(jìn)電機一個較快的速度，讓步進(jìn)電機快速調(diào)整；當(dāng)當(dāng)前檢測的間隙小于精定位距離時，負(fù)給步進(jìn)電機一個較慢的速度，讓步進(jìn)電機緩慢做出調(diào)整；當(dāng)當(dāng)前間隙小于等于設(shè)定間隙時，步進(jìn)電機停止運動，同時沒有超過極限位置的情況下，當(dāng)前間隙送往下段檢測，看是否滿足條件。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 34 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 35 本段介紹的就是調(diào)整結(jié)束標(biāo)志，為一個區(qū)間（ ～ ），而不是一個點。 以下右側(cè)的調(diào)整與左側(cè)的調(diào)整完全相同，故不再贅述。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 36 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 37 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 38 小結(jié) 通過對本次課題的分析、研究與設(shè)計，收獲很多。期間查找了一些關(guān)于機械方面的資料，彌補自己在機械常規(guī)知識的空白。比如軸設(shè)計，要選材料，及選布氏硬度，確定最小軸徑，然后根據(jù)要求確定尺寸，最后要受力分析，進(jìn)行校核；選電機，先確定它的類型，然后要算出這個機構(gòu)所需多少功率，算出轉(zhuǎn)速，最終確 定電機型號；還有軸的定位，選的軸承要進(jìn)行壽命校核等。這些只是此次收獲的一部分。這次設(shè)計的課題，還進(jìn)行了 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)自動上膠與調(diào)整涂膠的厚度，這部分有點復(fù)雜，只是進(jìn)行了比較淺的設(shè)計。完成本次設(shè)計后，覺得自己還有好多機械方面的知識要學(xué)，比如說機構(gòu)為什么要這樣選擇與設(shè)計等?？偟膩碚f，此次設(shè)計能夠完成，覺得有點成就感。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 39 致謝 經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲 。 我本次設(shè)計的是 基于 PLC 控制的雙擠膠覆涂裝置。 在設(shè)計的開始，我覺得有些困難，感覺無從下手。通過 何 老師的耐心指導(dǎo)和自己的學(xué)習(xí)， 終于完成了本次 畢業(yè) 設(shè)計。在設(shè)計過程中，我明白設(shè)計是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的過程，使設(shè)計更加完善，但同時也覺得這個設(shè)計還存在很多不足之處有待改進(jìn)，由于本人學(xué)識有限，不能使其在我手中設(shè)計得更好。在設(shè)計的過程中是深刻地體會到自己所學(xué)實在有限，以后更應(yīng)該努力學(xué)習(xí)，不斷努力，爭做一個合格的工程技術(shù)人員。 在這里我首先要感謝我的指導(dǎo)老師何亞峰 老師。 何 老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料， 從 設(shè)計草案的確定和修改 、 中期檢查，到 后期詳細(xì)設(shè)計 、 裝配草圖 的設(shè)計 等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 我的設(shè)計較為復(fù)雜 繁瑣 ，但是 何老師仍然耐心、細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩何 老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將 會繼續(xù) 影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后感謝常州工學(xué)院四年來對我的培養(yǎng)與教育。 常州工學(xué)院機電工程學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計 說明書 40 參考文獻(xiàn) [1]張春宜，郝廣平，劉敏 .減速器設(shè)計實例精解 .北京：機械工業(yè)出版社 ， 20xx. 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