振動自動拋光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

壓縮機(jī)曲軸軸頸及曲軸銷是動配合，要求表面粗糙度通常在Ra0.4以下，常用磨削的方法加工及拋光。由于其形狀不規(guī)則，安裝復(fù)雜，產(chǎn)量低，加工成本高，設(shè)備昂貴。提出采用振動拋光機(jī)專用設(shè)備進(jìn)行拋光。拋光是超精密加工中一種重要加工方法，其優(yōu)點(diǎn)是加工精度高，加工材料范圍廣。拋光機(jī)是用嵌入磨料的研具對工件表面進(jìn)行研磨的工具，是保證研磨加工的重要條件。由于傳統(tǒng)研磨存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工質(zhì)量不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，這使得傳統(tǒng)研磨應(yīng)用受到了一定限制，為了提高研磨加工效率，機(jī)械研磨機(jī)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的手工研磨。本文主要是合理的分析了振動拋光機(jī)的傳動系統(tǒng)和拋光原理，本振動拋光機(jī)設(shè)計(jì)由電動機(jī)、減速裝置、振動馬達(dá)、振動盤等組成，并設(shè)計(jì)了減速裝置。為了使其具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，對蝸輪蝸桿減速器上的主要零部件進(jìn)行了壽命校。關(guān)鍵詞：曲軸；振動拋光；蝸輪蝸桿；AbstractCompressorcrankjournalandcrankpinismovingwiththesurfaceroughnessisusuallyinthefollowingRa0.4commonlygrindingmachiningandpolishing.Becauseofitsirregularshape,installationcomplexity,low-yield,highprocessingcosts,expensiveequipment.Proposedspecialequipmentvibrationpolishingmachinepolishing.Polishingisanultra-precisionmachiningprocessingmethod,theadvantageofhighprecisionmachiningandprocessingawiderangeofmaterials.Thepolishingmachineisembeddedabrasivelapontheworkpiecesurfacegrindingtool,isanimportantconditiontoensurethattheabrasivemachining.Traditionalgrindinglowprocessingefficiency,processingcosts,unstablemachiningprecisionandqualityshortcomings,whichmakestraditionalgrindingapplicationsubjecttocertainrestrictions,inordertoimprovetheefficiencyofgrinding,mechanicalpolishingmachinehasreplacedthetraditionalhand-grinding.Thispaperisreasonableanalysisofvibrationpolishingmachinesthedrivetrainandpolishingprinciple,thevibrationpolishingmachinedesignbythemotor,decelerationdevice,vibrationmotor,vibrationdisk,andthedesignofthedecelerationdevice.Inordertohaveasufficientrigidity,strengthandstabilityofthemainpartsofthewormgearreducerschoollife.【Keyword!Crankshaft;vibrationpolishing;wormTOC\o"1-5"\h\z摘要1Abstract2目錄3第1章緒論錯(cuò)誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"1.1本課題的研究背景及意義1\o"CurrentDocument"1.2振動研磨機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀3\o"CurrentDocument"1.3本課題研究內(nèi)容5\o"CurrentDocument"第2章振動拋光機(jī)研究6\o"CurrentDocument"2.1振動研磨機(jī)的工作原理6\o"CurrentDocument"2.2振動研磨的運(yùn)動機(jī)理8\o"CurrentDocument"第3章蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)10\o"CurrentDocument"3.1電動機(jī)的選擇10\o"CurrentDocument"3.2傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算12\o"CurrentDocument"3.3軸的設(shè)計(jì)16\o"CurrentDocument"第4章軸承的選擇和計(jì)算21\o"CurrentDocument"4.1渦輪軸的軸承的選擇和計(jì)算21\o"CurrentDocument"4.2減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸22\o"CurrentDocument"第5章其他零件設(shè)計(jì)24\o"CurrentDocument"5.1鍵連接的選擇和強(qiáng)度校核24\o"CurrentDocument"5.2聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算24\o"CurrentDocument"5.3減速器的潤滑2526緒論1.1本課題的研究背景及意義研磨是一種重要的精密和超精密加工方法。它是指利用磨具通過磨料作用于工件表面，進(jìn)行微量加工的過程。研磨加工的特征是加工精度和質(zhì)量高。并且加工材料廣，幾乎可以加工任何固態(tài)材料。近年來，隨著人們對產(chǎn)品性能的要求日益提高，研磨加工以其加工精度和加工質(zhì)量高再次受到人們的關(guān)注。振動研磨機(jī)是一種高效、節(jié)能的新型磨粉設(shè)備，主要解決冶金、化工、非金屬礦、醫(yī)藥、陶瓷、建筑新材料、水泥、磁性材料等諸多行業(yè)超細(xì)粉體加工難題。由于粉體實(shí)現(xiàn)超細(xì)化或超微化后，原子或分子在熱力學(xué)上處理亞穩(wěn)定狀態(tài)，使得比面積增大，從而性格較為活潑，其光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)和化學(xué)活性等發(fā)生了變化，并在使用中更具有超常的效果。這些變化既不屬固體物理又不是原子或分子物理，是物理學(xué)中一門新課題，形成獨(dú)具特色的超微粒子粉體物理學(xué)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)往往需要粉體粒徑細(xì)至500?12500目，有的甚至需要粒徑達(dá)亞微米或納米，這是古老傳統(tǒng)的粉碎技術(shù)及設(shè)備所無法實(shí)現(xiàn)的。目前國內(nèi)外許多高校、科研機(jī)構(gòu)都把粉體超細(xì)化或超微化做為研究開發(fā)的主攻方向，將重點(diǎn)集中在如何能獲得更細(xì)粉碎技術(shù)及設(shè)備的研究上。振動研磨機(jī)的質(zhì)量直接影響工件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。其主要有以下幾個(gè)方面的因素：研磨平板的振動研磨機(jī)性能。這是決定振動研磨機(jī)質(zhì)量的基本條件，特別是在機(jī)械研磨中，由于研磨平板是配對使用的，所以還要求配對的兩塊研磨平板的振動研磨機(jī)性能應(yīng)相近。研磨平板的平面性。不僅要求研磨平板有良好的平面性，而且還要求配對使用的兩塊研磨平板的幾何形狀應(yīng)當(dāng)偶合，如果研磨平板的平而性差(例如：用直徑80mm，2級平晶測量時(shí)，平面性超過2條光波干涉帶)或配對兩塊平板偶合性不好時(shí)，則在整個(gè)平板板面上振動研磨機(jī)將是不均勻的或根本不可能振動研磨。所選用的磨料的材質(zhì)。磨科按其來源可以分為天然磨料和人造磨料。天然磨料包括金剛石、剛玉、石榴石等。人造磨料有人造金剛石、人造剛玉、碳化硅、磁化硼等。金剛石系碳(C)的結(jié)晶體，比重在3.4?3.6之間，維氏硬度10000以上，是最硬的。由于金剛石價(jià)格昂貴，因此在研磨加工中，經(jīng)常使用的是由粒度為微米級的金剛石粉末配制的研磨膏，對澀質(zhì)合金或陶瓷等材質(zhì)的工件進(jìn)行精研和拋光。剛玉系氧化鋁(Al2O3)的結(jié)晶體，天然剛玉的比重在3.9?400之間，人造剛玉比重在3.2?4.0之間，氧化鋁具有較大的韌性，維氏硬度約為2000以上。碳化硅(SiC)的結(jié)晶系薄板狀，維氏硬度3000左右，由于雜質(zhì)的存在而常常帶有各種顏色。常見的為綠色和黑色。黑色的碳化硅含量約98%，綠色的約98.5%，碳化硅韌性較小，綠色碳化硅比黑的更脆些，適于加工各種脆性材料。碳化硼(B4C)的比重約2.5，硬度超過碳化硅而接近于金剛石。用于硬度很高的工件的研磨加工。人造金剛石研磨膏是以人造金剛石粉相其它混合劑為原料配制而成。膏體為水溶性質(zhì)，具有理想的潤滑性。使用時(shí)可用水和甘油進(jìn)行稀釋。各生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的研磨膏，根據(jù)不同規(guī)格，都配上不同的顏色，便于使用時(shí)鑒別。操作者的振動研磨機(jī)技術(shù)水平。這里重要的是掌握振動研磨機(jī)時(shí)煤油量的多少。在一般情況下，研磨平板油層厚度應(yīng)是所嵌磨料顆粒大小的1~2倍。油量過少，磨料顆粒不易在研磨平板板面布均，影響振動研磨機(jī)的均勻性；如果油量過多，將產(chǎn)生“趕”砂現(xiàn)象，使振動研磨機(jī)工作受到破壞。實(shí)踐證明，振動研磨機(jī)只有充分掌握上述各點(diǎn)，才能保證研磨的質(zhì)量。曲軸零件形狀復(fù)雜，其軸頸的拋光，一直以來采用磨削的方法加工。由于零件安裝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，產(chǎn)量低，加工成本高。制約了發(fā)展。振動拋光機(jī)采用的磨料為自由移動的松散磨料石塊，當(dāng)把零件放人裝有磨料的振動拋光容器內(nèi)時(shí)，由于容器不停地運(yùn)動而將慣性作用傳遞給磨料使之自由移動，并與零件外表面磨擦，由于磨料與零件之問都有各自的比重，從而導(dǎo)致這些磨料與零件的相對運(yùn)動，這種磨擦的切削量很小.從而起到了拋光作用，而這種拋光不改變零件的尺寸。如果將零件任意放入振動拋光容器內(nèi)，那么被加工零件之問必然發(fā)生相互碰撞，極易損壞零件，而且加工也不均勻。采用專用設(shè)備與振動拋光容器配合，即保證了拋光的質(zhì)量，又防止了零件相互之間的碰撞，起到較好的效果。1.2振動研磨機(jī)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1、國內(nèi)振動磨機(jī)生產(chǎn)研究狀況我國的研磨設(shè)備有：球磨機(jī)、氣流磨、雷蒙磨、攪拌磨、輥式磨和柱磨機(jī)等。球磨機(jī)目前仍是我國水泥、陶瓷等行業(yè)的主導(dǎo)磨機(jī)。上述這些設(shè)備雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有本身的弱點(diǎn)。比如，受到工藝及磨機(jī)本身加工特點(diǎn)的限制，大多都無法加工硬度較高的礦渣、粉煤灰以及高硬度非金屬材料，特別是球磨機(jī)還存在著噪音大、能耗高、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，無法滿足生產(chǎn)高標(biāo)號水泥、高檔次陶瓷制品和其它新型建筑材料所需的粉體細(xì)度。大型多用途超細(xì)振動研磨機(jī)從結(jié)構(gòu)、工藝、磨介外形以及原理上都與傳統(tǒng)的磨機(jī)有根本的不同，它是采用機(jī)械振動原理，整機(jī)在較小的能量消耗下就可以工作，從而降低在超細(xì)粉加工過程中，材料破碎等所需的較大功耗。這項(xiàng)技術(shù)成果可以說是對傳統(tǒng)研磨技術(shù)的一場革命，比較適合對硬度較高的脆性材料做超細(xì)、超微粉加工。同時(shí)具有噪音小、能耗低、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。由于受各種歷史原因的影響，我國在六十年代初開始從事這方面研究，但由于大型振動磨機(jī)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中還存在諸多技術(shù)問題，如支承彈簧壽命、磨體整體鋼度及連接件強(qiáng)度、焊接強(qiáng)度、耐磨材料等，并缺少配套的部件及相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等原因，其研究進(jìn)展緩慢。到了八十年代中期，僅有溫州礦山機(jī)械廠生產(chǎn)小型振動磨機(jī)。以后相繼有河南新鄉(xiāng)東方礦山設(shè)備廠、煙臺卓悅機(jī)械傳動有限公司、洛陽礦山研究所、武漢大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)等單位生產(chǎn)振動磨機(jī)。但是，上述單位所研制生產(chǎn)的振動磨機(jī)普遍存在的問題是臺時(shí)加工量偏小、大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)工藝配套不理想、粉磨過程中鐵雜質(zhì)污染原材料。由于超細(xì)粉體在加工、分級、去污提純、表面改性方面仍存在的許多技術(shù)難題，使得超細(xì)粉體加工工藝及設(shè)備，長期落后于發(fā)達(dá)國家。許多產(chǎn)品因原材料及制造工藝與國外尚有一定差距，造成幾十年超細(xì)粉體加工質(zhì)量徘徊不前，尤其在水泥、建材、陶瓷、油漆、涂料等領(lǐng)域很難邁進(jìn)市場產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良和制造技術(shù)領(lǐng)先行列。開發(fā)推廣新一代節(jié)能振動粉磨設(shè)備，既可以填補(bǔ)超細(xì)粉加工行業(yè)設(shè)備空缺，又能加快企業(yè)舊設(shè)備的技術(shù)改造，并充分發(fā)揮新技術(shù)設(shè)備的加工能力，增加產(chǎn)品的市場競爭能力。2、國外振動研磨機(jī)研究發(fā)展概況德國是振動磨機(jī)研制較早的國家。四十年代初，雖然Hochst公司對振動磨機(jī)進(jìn)行了較系統(tǒng)的研制，但直到五十年代末，西德Klockner-Humboldt-Deutz公司研制的PALLA系列振動磨機(jī)才成為定型產(chǎn)品在歐州各國普遍暢銷。從七十年代起德國國家研究部一直把超細(xì)粉體制備技術(shù)作為特殊研究領(lǐng)域?qū)Υ?，并以ClaustablBraunschweig工業(yè)大學(xué)及KHDAlpine公司為中心形成了攻關(guān)群體。據(jù)資料介紹，目前Lurge公司所生產(chǎn)的振動磨機(jī)品種齊全，工藝配套性好，磨筒有效容積為60?2500L,可滿足不同加工場合的需求。但由于德國在設(shè)備制造過程中對材料選擇比較精良，以及工藝標(biāo)準(zhǔn)較高，參振磨體支承采用橡膠復(fù)合簧，使整機(jī)生產(chǎn)成本偏高，難于向發(fā)展中國家銷售。日本中央化工機(jī)械、川崎重工、大工產(chǎn)物等公司制造的振動磨機(jī)，是六十年代初從西德SIEBTECHNIK公司引進(jìn)的單筒磨技術(shù)，爾后他們獨(dú)立地進(jìn)行研究試制。目前，日本不僅可生產(chǎn)間歇式的，也可生產(chǎn)連續(xù)和臥式渦流振動磨機(jī)，無論在生產(chǎn)數(shù)量、種類、技術(shù)性能、理論研究和新品試制方面都是極為先進(jìn)的，在市場上獲得很高的聲譽(yù)，并申報(bào)了許多專利，產(chǎn)品銷往中國及東南亞各國。美國Allis-chalmers也采用德國技術(shù)，生產(chǎn)出多管振動磨機(jī)，磨管可達(dá)六管，臺時(shí)產(chǎn)量較高，傳動方式由德國的單邊傳動改為中心驅(qū)動雙邊激振。該系列振動磨機(jī)工作穩(wěn)定，工藝配套性好，應(yīng)用范圍廣，已被世界上許多國家所接受，對世界振動磨機(jī)的發(fā)展起了推進(jìn)作用，是九十年代超細(xì)粉體加工的主要設(shè)備。前蘇聯(lián)曙光生產(chǎn)聯(lián)合體（CBITAHOK），于八十年代末在引進(jìn)德國振動磨機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)出雙電機(jī)同步驅(qū)動式振動磨機(jī)，并采用特殊設(shè)計(jì)的非線性空氣彈簧作支承，既改善了磨體的振型，又起到了隔振降噪的效果。為振動磨機(jī)向大型化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，在振動磨的設(shè)計(jì)研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。目前，該公司生產(chǎn)的振動磨機(jī)有單管和雙管兩種類型，臺時(shí)產(chǎn)量0.3?8T/h，被廣泛應(yīng)用于東歐及南亞各國的建材、礦山行業(yè)。俄羅斯?斯特羅諾佛依德工廠也在研制振動磨機(jī)方面做了許多工作。據(jù)介紹，該廠已完成粉磨CaO達(dá)15t/h的磨機(jī)設(shè)計(jì)，磨管有效容積達(dá)3000L以上，但由于該企業(yè)經(jīng)濟(jì)原因，至今也未制造出樣機(jī)。由此可見，制造大型振動磨機(jī)技術(shù)，尤其是某些關(guān)鍵技術(shù)，至今仍為少數(shù)國家掌握，并且對我國采取一定程度的限制。因此開發(fā)研制中國自己的大型振動磨，將顯示我們的科研實(shí)力和水平，同時(shí)也對我國的國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到重要促進(jìn)作用。1.3本課題研究內(nèi)容設(shè)計(jì)一臺曲軸振動拋光機(jī)，該機(jī)可以對曲軸進(jìn)行自動拋光，使得曲軸支撐表面粗糙度達(dá)到0.2微米以下。曲軸自動拋光機(jī)的容器與立式激振器連成一體，并支承于隔振彈簧上。當(dāng)激振器主鈾高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏心塊產(chǎn)生激振力（離心力）和激振力矩，容器產(chǎn)生周期性的振動。容器底部為一圓環(huán)形狀，各點(diǎn)的振幅不一.使容器中的磨料（磨介質(zhì)）和被磨工件既繞容器中心軸線（垂直抽）公轉(zhuǎn)，又繞圓環(huán)中心自轉(zhuǎn)。其合成運(yùn)動為環(huán)形螺旋運(yùn)動，磨料和工件在運(yùn)動時(shí)互相磨削，可對工件進(jìn)行均勻加工。第2章振動拋光機(jī)研究2.1振動研磨機(jī)的工作原理圖2-1工作原理圖振如底反圖2-1工作原理圖振如底反振動研磨機(jī)的工作原理如圖2-1：在振動盤中安裝有振動馬達(dá)，振動盤通過振動彈簧與底座連接；啟動振動研磨機(jī)時(shí)，振動馬達(dá)產(chǎn)生強(qiáng)大的激振力，通過振動彈簧帶動振動盤中的研磨混合物（即研磨材料、研磨助劑等混合物）產(chǎn)生三個(gè)方向的運(yùn)動，即上下振動、由里向外的翻轉(zhuǎn)、螺旋形的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。為了使曲軸各部位拋光均勻，曲軸必須能夠自轉(zhuǎn)。電動機(jī)帶動蝸輪蝸桿減速器，減速器輸出軸與曲軸工件通過聯(lián)軸器連接。這樣，曲軸自轉(zhuǎn)的同時(shí)，磨料又圍繞曲軸公轉(zhuǎn)，從而達(dá)到拋光均勻的目的。振動馬達(dá)是振動研磨機(jī)中的核心部件，它是一種特殊的振動馬達(dá)（如上圖所示），它在兩端的軸心上安裝有偏心塊（也叫振動塊），通過調(diào)節(jié)這兩塊偏心塊的相對角度、重量，可以很方便的調(diào)節(jié)振動研磨機(jī)的振動頻率、翻轉(zhuǎn)速度。本次設(shè)計(jì)選擇YZUL-10-4立式振動電機(jī)。振動盤機(jī)體：是該機(jī)主要部分，形狀像個(gè)“大火鍋”組成一個(gè)環(huán)行槽。槽內(nèi)壁鑲有粘貼牢固、耐磨且具有彈性、表面平整的橡膠襯里。拋光介質(zhì)和產(chǎn)品放在其中。機(jī)座：是個(gè)兩端帶法蘭圓筒。下法蘭有地腳螺孔，是全機(jī)的支撐部分。整個(gè)機(jī)體靠彈簧座落在上面。其上開有一孔為調(diào)整偏重鐵和裝拆電機(jī)之用。電機(jī)：是該機(jī)振源。牢固地與機(jī)體連接在一起。通常用的是4極電機(jī)。從上往下看逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。因?yàn)槭窃趷毫拥恼駝訔l件下工作，所以必須是專用的特殊電機(jī)。其軸承和線圈甚至接線盒都要適應(yīng)強(qiáng)烈的振動。電機(jī)上下端伸出軸固定兩個(gè)偏重鐵，當(dāng)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生足夠的激振力矩。振動彈簧：組成振動系統(tǒng)最基本的參量是振體的質(zhì)量（轉(zhuǎn)動慣量）和恢復(fù)力（恢復(fù)力矩），該振動系統(tǒng)恢復(fù)力（恢復(fù)力矩）就是由彈簧提供的。彈簧為圓柱壓力彈簧，其制造材料有60Mn、50CrVA等。經(jīng)熱處理后，硬度為HRC=45?50，旋向一般為左旋。一定數(shù)量的彈簧均勻排列在機(jī)座法蘭上。蝸輪蝸桿減速器：蝸輪蝸桿減速機(jī)是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。特點(diǎn)是：1、機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、體積外形輕巧、小型高效；2、熱交換性能好、散熱快；3、安裝簡易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護(hù)檢修；4、運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小、經(jīng)久耐用；5、使用性強(qiáng)、安全可靠性大；那么，坯體是如何被拋光的呢，通電后，電機(jī)帶動偏重鐵旋轉(zhuǎn)，由于上下偏重鐵重心不平衡產(chǎn)生的偏心力矩作用于機(jī)體，使機(jī)體產(chǎn)生振動，進(jìn)而帶動機(jī)體內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動，通過介質(zhì)的沖擊和磨擦作用坯體被拋光。介質(zhì)以螺旋軌跡，繞機(jī)體中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖2-2。圖2-2磨料運(yùn)動軌跡圖

2.2振動研磨機(jī)的運(yùn)動機(jī)理實(shí)際的拋光機(jī)作為一個(gè)振動系統(tǒng)是很復(fù)雜的，為便于分析，系統(tǒng)是否可簡化為最簡單的力學(xué)模型：如圖2-3所示的質(zhì)量彈性系統(tǒng)。m為質(zhì)量，K為彈簧常數(shù)。該系統(tǒng)具有兩個(gè)自由度。振動位置需要兩個(gè)坐標(biāo)乙0才能確定，Z表示振體的質(zhì)心，。在鉛垂軸上的坐標(biāo)，0則表示振體在水平方向相對質(zhì)心的轉(zhuǎn)角。系統(tǒng)的振動是由上下垂直運(yùn)動和水平扭擺振動合成的結(jié)果圖2-3質(zhì)量彈性系統(tǒng)模型振動理論指出：在簡諧干擾力作用下，受迫振動也是簡諧運(yùn)動。振動的頻率與干擾力的頻率相同。田電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，即頻率不變；偏重鐵固定后，振幅也不變，電機(jī)帶動偏重鐵的振動是簡諧振動。所以拋光機(jī)的振動為簡諧振動。振動頻率按振源電機(jī)的頻率進(jìn)行。即144060=144060=24Hz決定振動程度有兩個(gè)主要因素;1）上下偏振塊之間的相位角。相位角指從上俯視兩偏鐵之間的夾角，我們通過觀察三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)說明問題吧。a）把兩偏重鐵調(diào)到同一方向，即相位角為0。這時(shí)槽內(nèi)介質(zhì)運(yùn)動的垂直分量很小，而水平運(yùn)動分量很大，循環(huán)運(yùn)動很快。b）相位角從。?90。逐漸加大，介質(zhì)運(yùn)動的垂直分量隨角度增大而增大；相應(yīng)的水平分量逐漸減小；運(yùn)動軌跡為螺旋線。c）相位角從90°。這時(shí)，運(yùn)動的水平分量很小，而垂直分量很大。這種現(xiàn)象可稱為“噴流運(yùn)動”。上述試驗(yàn)可解釋為：當(dāng)上下偏重鐵相位角為0°時(shí)，由上下偏重鐵引起的諧振同相；相位角在0?90。范圍變化時(shí)，則兩個(gè)諧振相位差也在0?90。之間變化。介質(zhì)的運(yùn)動就是兩個(gè)諧振運(yùn)動合成的結(jié)果。2）上下偏重鐵距系統(tǒng)重心。的距離。即對重心。產(chǎn)生的力矩。據(jù)英國資料介紹，下邊的偏重鐵決定垂直分量運(yùn)動程度；上邊的偏重鐵決定水平分量運(yùn)動程度。從圖中我們可以看出上邊的偏重鐵距重心近，下邊的偏重鐵距重心遠(yuǎn)。但是機(jī)器裝好后，上下偏重鐵距重心的距離也就確定了，不能隨便調(diào)整，實(shí)際使用中都是通過增減上下偏重鐵的重量，來調(diào)整對重心的力矩，也就是調(diào)整振幅的。由上述分析可知，使用拋光機(jī)有個(gè)選擇最佳相位角問題。試驗(yàn)表明，對于最大部位尺寸太小不同的被拋光物體，要采用相應(yīng)的偏重鐵相位角才能滿足拋光工藝要求，即使拋光介質(zhì)在槽內(nèi)運(yùn)動一周過程中，露出拋光的次數(shù)為1?2次。再談?wù)剴伖饨橘|(zhì)。拋光機(jī)適用于骨灰瓷、硬質(zhì)瓷、高長石瓷、高石英瓷及紫砂制品等。介質(zhì)硬度要因瓷而異，一般說介質(zhì)硬度應(yīng)高出被拋光物體硬度10%左右。介質(zhì)過硬，會使被拋光物體表面劃出痕跡；過軟則介質(zhì)易損耗。常用的介質(zhì)有石英碴、碎瓷片等。骨灰瓷為瓷質(zhì)軟，其介質(zhì)為正方體小硬木塊和小的三棱柱形瓷塊混合使用，各為50%。此外，介質(zhì)的形狀、規(guī)格尺寸及介質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的深度也很有講究，在此不一一贅述。最后要說明的是：拋光機(jī)在起動和停車的片刻，機(jī)體會以超過臨介振相的頻率作過幅的振動，因此在未裝入足夠的介質(zhì)前，決不能空載啟動電機(jī)。第3章蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)3.1電動機(jī)的選擇選擇電動機(jī)的類型按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。選擇電動機(jī)的功率電動機(jī)所需的功率Pd=pin式中p—工作機(jī)要求的電動機(jī)輸出功率，單位為Kw；dn一電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率；P一工作機(jī)所需輸入功率，單位為Kw；w輸送機(jī)所需的功率輸送機(jī)所需的功率Pw=Fv/1000nw=1200x1.5/1000x0.8=2.25Kw電動機(jī)所需的功率p=pjnn=n聯(lián)n軸n蝸n軸n聯(lián)=0.99x0.99x0.8x0.99x0.99-0.76P=2.25/0.76=2.96kWd查表，選取電動機(jī)的額定功率P廣4kw。選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)曲軸轉(zhuǎn)速為60?120r/tain，暫定轉(zhuǎn)速為80r/tain，由表推薦的傳動比的合理范圍，取蝸輪蝸桿減速器的傳動比i』1040，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=1=(1040)x80=8003200r/min符合這范圍的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速有1000、1500、3000r/min四種，現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速1000r/min和1500^r/min兩種常用轉(zhuǎn)速的電動機(jī)進(jìn)行分析比較。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價(jià)格、傳動比及市場供應(yīng)情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號為Y112M—4確定傳動裝置的傳動比及其分配減速器總傳動比及其分配：減速器總傳動比i=n/n=1440/80=18式中i一傳動裝置總傳動比n一工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位尸/minnm一電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位尸/min計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)（1）各軸的輸入功率車由Ip=P-n聯(lián)?叩軸=2.96x0.99x0.99=2.9kw車由iip=P]-n蝸-n聯(lián)-n軸=2.9x0.99x0.99x0.8=2.27kw（2）各軸的轉(zhuǎn)速電動機(jī)：n=1440r/min軸I：n=n=1440r/min軸II：n=n=1440/18=80r/min2i1（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸：T,=9550PJn=9550x2.96/1440=19.63N-m軸I：二=9550p/n1=9550x2.9/1440=19.23N-m軸II：T=9550P/n2=9550x2.27/80=270.98N-m上述計(jì)算結(jié)果匯見表3-1表3-1傳動裝置運(yùn)動和動力參數(shù)輸入功率轉(zhuǎn)速n輸入轉(zhuǎn)矩傳動比效率n電動機(jī)軸2.96144019.6310.98軸I2.9144019.23180.784軸II2.2780270.98

3.2傳動零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1蝸輪蝸桿傳動設(shè)計(jì)選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）蝸桿材料選用45鋼，整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，齒面硬45?50HRC。蝸輪齒圈材料選用ZCuSnlOPbl，金屬模鑄造，滾銑后加載跑合，8級精度，標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)隙c。計(jì)算步驟按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、2設(shè)計(jì)公式m2氣設(shè)計(jì)公式m2氣XT?mm查表7.2取z廣2，77〃01440，-Z=Zx1=2x=352z在30?64之間，故合乎要求。2初估門=0.82蝸輪轉(zhuǎn)矩T:2T=《?5=9.55x106x2.9x18x0.82/1440=276950N?mm載荷系數(shù)K：因載荷平穩(wěn)，查表7.8取K=1.1材料系數(shù)ZE查表7.9，ZE=156、,：MPa許用接觸應(yīng)力[q0h]查表7.10，[q]=220Mpa0Hn=60x80x1x12000=5.89x1078：107；=81075.89X107=0.801190gH]=ZN[氣H]=0.801190X220=176.26Mpam2d:1(3257V(325x156￥m2d>KT「「=1.1x276950x=1320.77mm1"巳」72Jk220X3初選m2,《的值：查表7.1取m=6.3,《=63mm2d1=2500>1320.77(8)導(dǎo)程角6.3x263=0.26.3x263=0.2y=arctan0.2=113(9)滑動速度vsv=―喚—=63X1440兀=4.84m/ss60x1000xcosy60x1000xcos11.3°(10)嚙合效率由v=4.84m/s，查表得v=1°16'tany

tan(y+甲v)tany

tan(y+甲v)tan11.3。tan(11.3。+2。)=0.2/0.223=0.896傳動效率門取軸承效率門2=°.99，攪油效率門3=°.98n=叫xn2xn3=0.896x0.99x0.98=0.87mmT=TXiXn=9.55x106x2.9x18x0.87/1440=301183N檢驗(yàn)m2d1的值

V=1.1x301183xf3.25z/

vh27原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求m2d1>KT2(3.25x156￥—一—=1323<2500.47確定傳動的主要尺寸m=6.3,d=63mm,Z=2,Z=35⑴中心距1^—公+mz)_(63+6.3x35)_mmV=1.1x301183xf3.25z/

vh27原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求m2d1>KT2(3.25x156￥—一—=1323<2500.47分度圓直徑dd_63mm齒頂圓直徑da1d1_《+2h]_(63+2x6.3)_75.6mm齒根圓直徑df1J,1_d「2hf_63-2x6.3(1+0.2)_47.88mm導(dǎo)程角tan丫=11.309932470右旋軸向齒距P]_兀m_3.14x6.3_19.78mm齒輪部分長度七取b_105mm(3)蝸輪尺寸b>m(11+0.06xz)_82.53mm分度圓直徑d2d_mxz_6.3x35_220.5mm齒頂高h(yuǎn)_hxm_6.3mm齒根高h(yuǎn)_(h*+c*)m_(1+0.2)x6.3_7.56mmf2齒頂圓直徑da2d2_d2+2h2_220.5+2x6.3x1.2_235.62mmd齒根圓直徑dJ2d_d-2m(h*+c*)_205.38mm導(dǎo)程角tany_11.30993247。右旋軸向齒距P2_P]_兀m_3.14x6.3_19.78mm蝸輪齒寬b2b2=0.75d1=0.75x80=60mm蝸輪齒寬b2齒寬角sin(a/2)齒寬角sin(a/2)=bj《=0.9蝸輪咽喉母圓半徑r=a-d/2=23.94mm(4)熱平衡計(jì)算估算散熱面積A、1.75A=0.33=0.33、1.75A=0.33=0.33(141.75V75=0.6077m2驗(yàn)算油的工作溫度I室溫10:通常取20。。散熱系數(shù)K:K=20W/(m2?。C)1000(1―門)P"kA+1000(1―門)P"kA+‘0s(1000x(1-0.87)x2.9)+20)20x0.6077=51.02°CV80°C油溫未超過限度(5)潤滑方式根據(jù)七=4.84m/s，查表7.14,采用浸油潤滑，油的運(yùn)動粘度V=350x10-6m2/s40%幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表:名稱代號計(jì)算公式結(jié)果蝸桿中心距aa=m2(q+%)a=141.75傳動比ii=zj七i=17.59蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角yy=arctan與qy=11.31。蝸桿軸向壓力角ax1標(biāo)準(zhǔn)值a=20x10

齒數(shù)Z1七=2分度圓直徑d1d=mqd1=63齒頂圓直徑da1d=m(q+2)d1=75.6齒根圓直徑df1d=m(q-2.4)f1df1=47.88蝸桿螺紋部分長度b1b>(11+0.06z)m-=105名稱代號計(jì)算公式結(jié)果名稱代號計(jì)算公式結(jié)果蝸輪中心距aa=m2(q+z2)a=141.75傳動比ii=z2/七i=17.59蝸輪端面壓力角a12標(biāo)準(zhǔn)值a2=20。蝸輪分度圓柱螺旋角pP=YP=Y=11.31°齒數(shù)Z2Z2=RZ2=35分度圓直徑d2d=mZd2=220.5齒頂圓直徑da2d2=m(z2+2)d2=235.62齒根圓直徑df2d=m(z-2.4)d22=205.38蝸輪最大外圓直徑de2d<d+1.5md2=267.753.3軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料選取45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度HBS=230,強(qiáng)度極限。=600Mpa，由表查得其許用彎B曲應(yīng)力付1］廣55Mpa，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》(表10-1、10-3)初步估算軸的最小直徑—，一、227取C=120，得d.><20xJ-^^=36.32mm根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.5，選d廣38軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的定位、固定和裝配單級減速器中，可將齒輪按排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，周向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別以軸肩和套筒定位，周向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位,右面用軸端擋，圈軸向固定.鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成階梯形，左軸承從做從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次右面裝到軸上。確定軸各段直徑和長度1段d=38mmL=70mmII段選30208型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為19.75mm。故11段直徑d=40mm。III段考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端蓋與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長為42mm。故L=40mm，d=45mm。IV段d=50mm，L=88mmV段d=d+2h=58mm，L=6mmVI段d=45mm，L=29mmVII段d=d=40mm，L=25mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖(a)圖繪出軸的受力簡圖(8)圖

繪出垂直面受力圖和彎矩圖C）圖F=2L=2x749.18=19.46Nad771T11437.02gw245.7F=2—=2x=93.1Nd2=F*tanat=93.1xtan20。=33.88N軸承支反力:F=%.88x55=16.94NRAV110Frbv=F+Fg=33.88+16.94=50.82N計(jì)算彎矩：截面C右側(cè)彎矩：M=FxL=50.82x_^=2.795N-mcvRBV21000截面C左側(cè)彎矩：M'=Fx—=16.94x55=0.932N-mcv245.7=F*tanat=93.1xtan20。=33.88N軸承支反力:F=%.88x55=16.94NRAV110Frbv=F+Fg=33.88+16.94=50.82N計(jì)算彎矩：截面C右側(cè)彎矩：M=FxL=50.82x_^=2.795N-mcvRBV21000截面C左側(cè)彎矩：M'=Fx—=16.94x55=0.932N-mcvRAV21000繪制水平面彎矩圖(d)圖F931軸承支反力：F^h=Frbh=2=r=46.55N-m截面C處的彎矩：M=Fx—=46.55x拓=2.56N-mCHRAH21000繪制合成彎矩圖(e)圖M=(M;+M；h=727952+2.562=3.79N-mM；=】(M；v)+M；h=?0.9322+2.562=2.72N-m繪制轉(zhuǎn)矩圖(/)圖P…T=9.55x106x—=9.55x106x4.54/80=5.86x105N-mm=586N-mn繪制當(dāng)量彎矩圖(g)圖轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩為MC=JM;+(aT』=J3.792+(0.6x586?=351.62Nm圖3.2低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩0）軸的結(jié)構(gòu)與裝配0）受力簡圖（。）圖3.2低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩0）垂直面的受力和彎矩圖（e）合成彎矩圖（/）轉(zhuǎn)矩圖（g）計(jì)算彎矩圖3.3.2蝸桿軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230,強(qiáng)度極限。=650Mpa，屈服極限B。，=360Mpa，彎曲疲勞極限。廣300Mpa，剪切疲勞極限"=155Mpa，對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力付』=60Mpa。初步估算軸的最小直徑最小直徑估算d>cx3；—=120x3：Z9=15.15，取d=20min\n弋1440min軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承處的軸徑d=40mm，初選軸承型號為30208圓錐滾子軸承(GB/T297—94)，采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，其中，齒根圓直徑d=47.88mm，f1分度圓直徑d]=63mm，齒頂圓直徑d廣75.6mm，長度尺寸根據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，校核的方法與蝸輪軸相類似，經(jīng)過具體的設(shè)計(jì)和校核，得該蝸桿軸結(jié)構(gòu)是符合要求的，是安全的。第4章軸承的選擇和計(jì)算4.1蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用30208(GB/T297—94)圓錐滾子軸承，內(nèi)徑刁=40mm,外徑D=80mm,B=20mm.(1)計(jì)算軸承載荷①軸承的徑向載荷軸承人：R=JR2+R2=<46.552+16.942=49.54NA■AHAV軸承8：R=i：R2+R2=偵46.552+50.822=68.92NB'BHBV②軸承的軸向載荷軸承的派生軸向力s=R08.OCL^la查表得：30208軸承a=15°38,32”所以，'廣R‘0.8沖15。38'32〃=17.173"Sb=機(jī).8風(fēng)15。38'32〃=2389N無外部軸向力。因?yàn)镾aVSb，軸承人被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為AA=SA=17.173N=A^b計(jì)算當(dāng)量動載荷由表查得圓錐滾子軸承30208的e=0.4取載荷系數(shù)f=1.2，軸承人：AA=17173=0.347VeRa49.54取乂=1，Y=0，則Pa=fp(XRa+YAA)=1.2x(1x49.54+0)=59.448N軸承8：Ab=17.173=0.25VeRb68.92取X=1，Y=0，則VPb=fp(XRb+YA^)=1.2x(1x68.92+0)=82.7N按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30208圓錐滾子軸承(GB/T297—94)，經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。具體的校核過程略。4.2減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸箱座(體)壁厚：8=0.04〃+3>8，取8=15；箱蓋壁厚：81=0.858>8，取8j12；箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：b—1.58=b—22.5，b—2.58=37.5；地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)a=154.35,得df=0.036a+12—15.76，取氣=18,地腳螺釘數(shù)目為4個(gè)；軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：《-0.75dj54箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d2—(0.5~0.6)df=9?14.4，取d2=12；⑺表2.5.1軸承端蓋螺釘直徑:高速軸低速軸軸承座孔(外圈)直徑100130軸承端蓋螺釘直徑d31216螺釘數(shù)目66(8)檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為一級傳動減速器，所以取d4=10；軸承座外徑：D=D+(5~5.5)d3，其中D為軸承外圈直徑，把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：高速軸：D2—80+(5~5.5)x12—140~144，取D2—140，低速軸：D2—110+(5~5.5)x16—190~198，取D2—190；表2.5.2螺栓相關(guān)尺寸：df=18《=14d2=12锪孔直徑D0363026至箱外壁的距離242018至凸緣邊緣的距離201816(11)軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：S以d1螺栓和d3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近，一般取S牝D；2軸承旁凸臺半徑：%=c=20，根據(jù)《而得；軸承旁凸臺高度：h根據(jù)低速軸軸承外徑D2和di扳手空間ci的要求，由結(jié)構(gòu)確定；箱外壁至軸承座端面的距離：L=匕+c2+5~8=22+20+5~8=47~50，取L=48；箱蓋、箱座的肋厚：m1>0.855］，取m1=12，m>0.858，取m=14；大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離：氣>5，取氣=16；鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度x=1：10，過渡斜度"1：20，鑄造外圓角R0=5，鑄造內(nèi)圓角R=3。第5章其他零件設(shè)計(jì)5.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核5.1.1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無需采用鍵聯(lián)接。5.1.2低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核(1)選用普通平鍵(4型)按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=50mm，以及輪轂長l=88mm,查表，選用鍵16x10x76GB1096—2003。(2)強(qiáng)度校核鍵材料選用45鋼，查表知g］p=100~120MPa，鍵的工作長度l=L-b=76-16=60mm，k=-=19=5mm，按公式的擠壓應(yīng)力222Tx1032x586.22x103Cp=kld=5x60x50=?"。V［。］，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。5.2聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算5.2.1高速軸輸入端的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=KT查表取七=1.5有T=腭=1.5x38.46=57.69Nm，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩［T］=125N?m，許用轉(zhuǎn)速[n]=4600r/min，標(biāo)記：LT5聯(lián)軸器30x50GB4323—84。選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為20mm，選用鍵8x7x45GB1096—79,對鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見(2.6.2)，鍵的工作長度l=L-b=28-6=22mm，k=-=-=3mm，按公式的擠壓應(yīng)力22。=2Tx103=2x38466103=38.84MPaV[b]，合格。所以高速級選用的聯(lián)pkld3x22x30p軸器為LT5聯(lián)軸器30x50GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8x7x45GB1096—79。5.2.2低速軸輸出端的聯(lián)軸器根據(jù)低速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器LT8聯(lián)軸器50x70GB4323—84,所用的聯(lián)結(jié)鍵為10x8x50GB1096—79,經(jīng)過校核計(jì)算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計(jì)算過程與上面相同，所以省略。5.3減速器的潤滑減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤滑，起主要目的是減少摩擦磨損和提高傳動效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤滑油還可以防止零件銹蝕和降低減速