350型復(fù)合管脫模裝置（鏈條式）設(shè)計

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1、 350型復(fù)合管脫模裝置（鏈條式）設(shè)計 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第一章 緒論 1 1.1 目的和意義 1 1.2 發(fā)展?fàn)顩r 1 1.3 研究內(nèi)容 2 第二章 脫模裝置總體方案設(shè)計 4 2.1 總體方案設(shè)計 4 2.2 電動機(jī)的選擇 5 2.3 傳動比的分配 7 2.4 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算 8 第三章 主要零件的設(shè)計 10 3.1 鏈傳動的設(shè)計 10 3.2 鏈條的設(shè)計 12 3.3 鏈輪的設(shè)計 15 3.4 鏈傳動的潤滑、布置和張緊 16 3.5 軸的設(shè)計和校核 16 3.6 液壓缸的設(shè)計 22 3.7 主要部件的

2、設(shè)計 24 第四章 標(biāo)準(zhǔn)件的選型 27 4.1 螺栓的選擇 27 4.2 鍵的選擇 27 4.3 聯(lián)軸器的選擇 27 4.4 滾動軸承的選型 28 總結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計的題目是20t鏈條式脫模裝置，在國內(nèi)外脫模裝置發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計出一款具有成本低、操作簡便、傳動平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點的脫模裝置，要求其傳動方式為鏈條傳動。本畢業(yè)論文，詳細(xì)介紹了脫模裝置的種類和工作原理；主要零件鏈、軸的尺寸設(shè)計及校核；主要標(biāo)準(zhǔn)件鍵、軸承、銷的選型；主要部件機(jī)架、托輥、直線導(dǎo)輥的設(shè)計。 本文中的鏈條式脫模裝置，采用了兩根鏈條，通過

3、兩個圓柱銷把移動頭分別連接在鏈條相對稱的位置；為了防止在脫模過程中移動頭運(yùn)動方向發(fā)生偏移，在機(jī)架上安裝了導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置由直線導(dǎo)輥和移動滑塊組成，可確保移動頭始終沿一個方向做直線運(yùn)動。脫模過程中的執(zhí)行元件是脫模環(huán)和移動頭，當(dāng)移動頭牽引著制品運(yùn)動到脫模環(huán)并繼續(xù)向前運(yùn)動時，制品表面的管坯則停留在托架上面，而脫模后的管芯則在托輥表面繼續(xù)向前移動，直至脫模結(jié)束；為了保護(hù)管芯表面，托輥采用絕緣性的軟材料（聚酯胺）。 本論文中的脫模裝置，由于采用鏈條傳動、安置了導(dǎo)向裝置、托輥為聚酯胺材料且高度可以調(diào)整，故該裝置具有成本低、傳動平穩(wěn)、操作簡便、保護(hù)芯模、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞：脫模裝置；鏈條

4、傳動；托輥；芯模 Ⅰ Abstract The graduation project is the subject of chain ejection device 6t，stripping at home and abroad on the basis of the status of device development，design a kind of the stripping device which owing a low cost, simple, smooth transmission, production and high efficiency，required fo

5、r of its Transmission is the chain of transmission. This thesis，ejection device described the types and working principle in detail；the size of the design and check of the major parts chain, shaft ；the selection of the key pieces of the main criteria, bearing, pin selection；the design of the main co

6、mponents rack, roller, linear guide roller. This ejection device in the chain using the two chain，through the first two columns were connected pin to move relative said the location in the chain；in order to prevent movement in the ejection head movement direction of the process shift occurs，so inst

7、alled a rack-oriented devices on the frame，which consists of straight-line guide roller and move the slider component，ensure that the first is always moving in one direction along a straight line. The implementation of the process of stripping is components and moving the first ring. When pulling t

8、he products moving head movement to the stripping ring and continue to move forward, the product surface of the tube will stay in the top bracket, but after stripping the die surface in the roller to move forward until the off end module; in order to protect the die surface ，the material of the roll

9、er is the soft insulating material (polyester amine). The thesis of the ejection device, thanks to the chain drive, the placement of guide device, the material of the roller is polyester amine and its height can be adjusted，and therefore the device with low cost, smooth transmission, simple operati

10、on, to protect the core module and high efficiency advantages. Keywords: ejection device; chain drive; roller; core module. Ⅱ 第1章 緒 論 1.1 目的和意義 隨著時代的進(jìn)步，建材行業(yè)的發(fā)展日新月異，復(fù)合材料的研究也是一日千里。通常為了提高復(fù)合材料的使用性能和加工性能，在各種新材料中加入各種添加 劑，復(fù)合材料的使用可以減輕產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期。復(fù)合材料的 發(fā)展已成為衡量一個國家的科技經(jīng)濟(jì)實力的一個重要指標(biāo)，是我國重點發(fā)展領(lǐng) 域，其

11、中尤為顯著的就是玻璃鋼的應(yīng)用。 經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，玻璃纖維復(fù)合材料（玻璃鋼）迅速由軍事轉(zhuǎn)為民用，并且向世界各地普及，已經(jīng)基本形成了集科研、教學(xué)、設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用的一整套體系。我國是從1958年采用玻璃鋼工藝，到了60年代，由于玻璃鋼的優(yōu)異特性，許多國家都在廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。20世紀(jì)90年代以來，玻璃鋼方面的新材料、新工藝、新設(shè)備、新產(chǎn)品日益發(fā)展，如超高分子量聚乙烯纖維、高強(qiáng)高模碳纖維、新型添加劑；多軸高精度微機(jī)控制纖維纏繞機(jī)、機(jī)器人SMC模壓生產(chǎn)線、脫模裝置等。迄今，全世界已經(jīng)形成了從原材料、成型工藝、技術(shù)設(shè)備、制品生產(chǎn)到相關(guān)性能檢測等較系統(tǒng)完整的工業(yè)體系格局，標(biāo)準(zhǔn)化工作日臻完善

12、，正向傳統(tǒng)材料挑戰(zhàn)。 在玻璃鋼的生產(chǎn)應(yīng)用中，脫模是不可缺少的一部分，脫模是將固化在玻璃鋼中的芯模通過拉或頂?shù)姆绞饺〕?。脫膜技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，脫模機(jī)是玻璃鋼復(fù)合材料產(chǎn)品生產(chǎn)的主要配套設(shè)備之一，它是一種非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。脫模過程中，由于芯模與玻璃鋼在相對運(yùn)動過程中要產(chǎn)生熱應(yīng)力、摩擦力、沖擊力和靜電等，當(dāng)上述指標(biāo)超過玻璃鋼的許多極限時，極易產(chǎn)生爆炸事故，所以玻璃鋼在脫模過程中要對芯模的速度、位移、拉壓力都要嚴(yán)格控制，以降低脫模過程中由于芯模的沖擊、爬行等對玻璃鋼帶來的損傷，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。脫模裝置的優(yōu)良與否直接關(guān)系到玻璃鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，從而影響工程的進(jìn)行。通過對脫模設(shè)備的分析和設(shè)計，

13、可提高設(shè)備的壽命及產(chǎn)品的質(zhì)量，以方便工程 1.2 發(fā)展?fàn)顩r 玻璃鋼是復(fù)合材料的一種，玻璃鋼材料因其獨(dú)特的性能優(yōu)勢，已在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、廣告展示、工藝禮品、建材衛(wèi)浴、游艇泊船、體育用材、環(huán)衛(wèi)工程等等相關(guān)十多個行業(yè)中廣泛應(yīng)用，并深受贊譽(yù)，成為材料行業(yè)中新時代商家的需求寵兒。玻璃鋼制品也不同于傳統(tǒng)材料制品，在性能、用途、壽命屬性上大大優(yōu)于傳統(tǒng)制品。其易造型、可定制、色彩隨意調(diào)配的特點，深受商家和銷售者的青睞，占有越來越大的市場比分，前景廣！具體有如下這些行業(yè):黑色冶金業(yè)、有色冶金業(yè)、電力行業(yè)、煤炭業(yè)、石油化工、化學(xué)工業(yè)、機(jī)電工業(yè)、紡織工業(yè)、汽車及摩托車制造業(yè)、鐵路業(yè)、

14、船舶工業(yè)、建筑業(yè)、輕工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)、郵電業(yè)、文化、體育及娛樂業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生業(yè)，及軍工及民用應(yīng)用等各個方面的應(yīng)用領(lǐng)域。 涉及這些產(chǎn)業(yè)部門應(yīng)用的主要玻璃鋼產(chǎn)品類別有:礦山通風(fēng)設(shè)備、煉焦及相關(guān)設(shè)備、稀土冶煉及鐵合金治煉相關(guān)設(shè)備、冷軋及電鍍設(shè)備，輸變電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、火力發(fā)電用水管、冷卻水設(shè)備、電力管理及維修工器具，煤礦風(fēng)簡、隔爆水袋、防爆裝置，石油開采相關(guān)部件及設(shè)備、石油化工設(shè)備，化工設(shè)備、化工建筑用材、礦山通風(fēng)設(shè)備，電動機(jī)部件、零配件、電鍍設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電機(jī)及部件，紡織印染設(shè)備、設(shè)施及部件，汽車制造用材及部件、汽車維修用材、摩托車制造用材及部件，鐵路機(jī)車車輛用材及相關(guān)設(shè)施、

15、鐵路信號系統(tǒng)用材及相關(guān)部件，各種各類江河湖海船艇、大型鋼船艇配套零部件及附屬設(shè)施，建筑設(shè)施及用材、衛(wèi)生間、廚房、門窗、波形瓦、冷卻塔、建筑通風(fēng)空調(diào)設(shè)施、建筑模板等，輕工日用化學(xué)及造紙業(yè)用的相關(guān)設(shè)施、家用電器、酒類、制革、家俱用材，食品貯罐用途，電子工業(yè)用設(shè)備、生活消費(fèi)品用材及電子設(shè)備配件，郵電電信器材配套設(shè)施，體育器械、游樂器材及相關(guān)設(shè)施，農(nóng)業(yè)噴灌設(shè)備、暖房溫室、農(nóng)機(jī)具配件、冷庫、水產(chǎn)養(yǎng)殖，商業(yè)柜臺、商業(yè)包裝箱、商用冷藏庫，醫(yī)藥工業(yè)設(shè)施及醫(yī)療衛(wèi)生用途等等。 伴隨著玻璃鋼應(yīng)用的廣泛化，目前國內(nèi)常用的脫模方式有兩種，一種是脫模頂芯裝置，另一種是吊車直接拉出。 兩種脫模方式均不能有效地控制脫模力和

16、脫模速度。為了保證脫模的順利進(jìn)行，尤其是避免瞬時強(qiáng)力對模具的作用，脫模過程必須嚴(yán)格控制脫模力、脫模速度和脫模進(jìn)程。當(dāng)代，科技發(fā)展越來越快，脫模裝置得到了許多的改進(jìn)，在結(jié)構(gòu)上有了許多的創(chuàng)新(有液壓式脫模，鏈?zhǔn)矫撃?，螺旋式脫模?。本次畢業(yè)設(shè)計選取鏈條式傳動方案進(jìn)行脫模。這是因為液壓式脫模無法使芯模自動地返回原位，而螺旋脫模裝置在脫模過程中不平穩(wěn)。鏈條式脫模裝置脫模時運(yùn)行平穩(wěn)，對?？h和玻璃鋼都有保護(hù)作用。 1.3 研究內(nèi)容 脫模裝置的目的是把制品表面的玻璃鋼從型腔表面分離出來，用于工業(yè)生產(chǎn)中。當(dāng)代社會許多成品的生產(chǎn)過程都含有脫模這一工藝流程，因此，對脫模裝置的選擇、設(shè)計和使用，需要考慮其經(jīng)

17、濟(jì)的合理性、工作的可靠性和脫模精度。在設(shè)計脫模裝置時應(yīng)根據(jù)材料的性能，使該裝置滿足制品脫模加工的工藝要求，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，精度高，耗能少，易于實現(xiàn)自動化等，從而獲得高質(zhì)量的玻璃鋼。但是在脫模這一工藝流程中，脫模不良是制品產(chǎn)程質(zhì)量缺陷的重要因素之一，它可造成制品表面出現(xiàn)白花、扭曲變形以及破裂等缺陷，有的甚至損傷模具，給正常生產(chǎn)帶來麻煩，這也是國內(nèi)外目前脫模工藝的總體現(xiàn)狀。因此，在設(shè)計脫模裝置時，綜合考慮影響塑件脫模的不利因素，并結(jié)合設(shè)計成本的合理性、裝置的簡便性和工作的高效及精密性，對保證制品質(zhì)量、防止缺陷、減少廢品率、提高生產(chǎn)效率及模具使用壽命具有重要意義。 在工業(yè)迅速發(fā)展的

18、今天，脫模裝置也向著高效率、低成本的方向發(fā)展。為了迎合這個發(fā)展趨勢，在畢業(yè)設(shè)計中應(yīng)該擁有查找、應(yīng)用文獻(xiàn)資料的能力，獨(dú)立設(shè)計的能力，應(yīng)用所學(xué)知識分析、解決設(shè)計過程中出現(xiàn)問題的能力，應(yīng)用專業(yè)設(shè)計軟件的能力，以縮短與生產(chǎn)實踐的差距。 本次畢業(yè)設(shè)計需要對鏈條式脫模裝置的動力系統(tǒng)的選取，傳動系統(tǒng)的設(shè)計，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計以及輔助裝置的設(shè)計（主要為電機(jī)、減速箱的選取，鏈條鏈輪的設(shè)計，軸的設(shè)計，液壓缸的設(shè)計以及機(jī)架的設(shè)計等）。 綜合運(yùn)用所學(xué)知識對設(shè)計裝置進(jìn)行主要零部件的校核及總體工藝性分析（主要為鏈條和鏈輪的校核，軸的校核，液壓缸缸筒和活塞桿的校核）；運(yùn)用計算機(jī)繪圖軟件完成設(shè)計裝置總裝圖繪制及主要零部件圖的

19、繪制。 設(shè)計的基本要求： 1、完成整體方案設(shè)計及總裝圖和零件圖的繪制； 2、設(shè)計中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)件的選型和主要零件的校核； 3、圖紙總量不少于2張A0； 4、按學(xué)校畢業(yè)設(shè)計書寫格式要求，撰寫設(shè)計說明書（不少于1.5萬字）； 5、在設(shè)計過程中要不斷查閱文獻(xiàn)資料，設(shè)計說明書中涉及參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇； 6、翻譯英文資料（不少于3000單詞）。 32 第二章 脫模裝置總體方案設(shè)計 2.1 總體方案設(shè)計 在注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須從模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機(jī)構(gòu)成為脫模裝置。脫模裝置的核心裝置是脫管機(jī)，脫管機(jī)是將卷制在管芯上的玻璃鋼層壓管管坯，經(jīng)過加熱固化后

20、，用機(jī)械和液壓傳動的方法，把管芯拖出來的專用設(shè)備。脫模裝置的種類很多，但按傳動方式的不同脫模裝置大致分為三種，即手動脫模、機(jī)械式傳動脫模、氣動或液壓傳動脫模。 手動脫模是指當(dāng)模具分型后，用人工操縱頂出機(jī)構(gòu)（如手動杠桿）取出塑件。該脫模方式，脫模力受人的勞動強(qiáng)度的限制，脫模力小，生產(chǎn)效率低，頂出力受人力限制；但是該方式動作平穩(wěn)，對塑件無撞擊，脫模后制品不易變形，而且操作安全，在大批量生產(chǎn)中不宜采用該脫模方式。氣動脫模裝置需要設(shè)立專門氣源或氣路，通過型腔里微小的頂出氣孔，靠壓縮空氣吹出塑件（芯模），氣動頂出時塑件上還不留頂出痕跡,但是操作復(fù)雜，而且對裝置的密封性要求比較高；液壓脫模裝置需要設(shè)立專

21、門的頂出油缸、活塞桿和控制設(shè)備，該裝置不能實現(xiàn)拉桿分節(jié)移動過程的自動化，但該裝置的頂出力可以控制，由它帶動頂出機(jī)構(gòu)實現(xiàn)脫模，而且脫模制品的最大長度受油缸長度的限制，需要定期檢查油缸的泄漏情況，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因此該種脫模裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自動化程度低、成本高、生產(chǎn)效率低、制品精度低等缺點。機(jī)械式脫模是利用注塑機(jī)的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達(dá)到一定位置時，脫模機(jī)構(gòu)被機(jī)床上固定不動的頂桿頂住，不再隨動模移動，從而把塑件從動模上脫下來。該脫模方式具有生產(chǎn)效率高，頂出力大等優(yōu)點。 畢業(yè)設(shè)計的題目是鏈條式脫模裝置，且設(shè)計的脫模裝置要滿足脫模力為20t，傳動形式采用鏈條傳動。鏈條式脫模裝置屬于機(jī)械式脫

22、模，該脫模裝置是利用鏈條傳動提供的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達(dá)到一定位置時，脫模機(jī)構(gòu)被機(jī)床上固定不動的擋架頂住，不在隨動模移動，從而把塑件（玻璃鋼）從動模上脫下來。該脫模方式較其他兩種脫模裝置具有脫模力大、生產(chǎn)效率高、使用與大批量生產(chǎn)等優(yōu)點。 鏈傳動是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動，它由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的鏈條所組成，并通過鏈條和鏈輪之間的嚙合來傳遞動力。鏈傳動兼有齒輪傳動和帶傳動的特點，與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安裝，成本低廉；遠(yuǎn)距離傳動（中心距最大 可達(dá)十多米）時，其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動輕便得多。與帶傳動比較，鏈傳動的平均傳動比準(zhǔn)確、傳動效率高、需要的張緊力小、壓

23、軸力也小、結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、能在低速重載下較好地工作、能適應(yīng)較惡劣環(huán)境如油污多塵和高溫等場合。因此，鏈條式脫模裝置具有成本低、操作方便、生產(chǎn)效率高、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。 該20t鏈條式脫模裝置的傳動脫模機(jī)構(gòu)采用兩根鏈條（每根鏈條受力要均勻，脫模力均為10t）和四個鏈輪，在兩根鏈條之間連接移動頭，采用兩個圓柱銷把移動頭和兩根鏈條分別連接起來。脫模機(jī)主要由四部分組成：鏈條傳動部分、芯模夾緊機(jī)構(gòu)、脫?；鸵簤候?qū)動活塞桿。具體工作原理如下：電機(jī)通過鏈輪帶動減速器，然后通過安裝在減速器上面的小鏈輪帶動安裝在主傳動軸上面的大鏈輪，使鏈輪以0.1m/s的速度做直線運(yùn)動，然后分別帶動移動頭和接頭使待脫模的制品向左

24、運(yùn)動，當(dāng)制品運(yùn)動到固定在機(jī)架上面的鑄鐵擋架和法蘭盤時，制品表面的玻璃鋼管坯則被擋住，而管芯繼續(xù)以一定的速度在托輥上面向左移動，托輥采用絕緣性的軟材料聚氨酯，以保證管芯表面無損傷；而脫落后的管坯則保留在兩個支撐托架上面，從而達(dá)到脫模的目的。由于兩根鏈條帶動移動頭向左運(yùn)動時路徑可能有一定的偏移，因此在機(jī)架上面安裝直線導(dǎo)輥，作為移動頭的導(dǎo)向裝置，確保移動頭做直線運(yùn)動，保證脫模精度。在脫模工藝中，為了防止模具損傷，保護(hù)芯模，提高脫模效率，經(jīng)常在脫模模具上面涂上一定的脫模劑。 電動機(jī)提供移動頭直線運(yùn)動的動力，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為鏈輪鏈條的橫向直線移動，鏈輪鏈條的橫向直線移動帶動溜板沿導(dǎo)軌做橫向直線移

25、動，實現(xiàn)移動頭的橫向直線運(yùn)動。移動頭底座通過滑塊和滾動直線導(dǎo)軌連接在脫模機(jī)基座上，為了防止小車底座滑出導(dǎo)軌，確保安全生產(chǎn)，可以在導(dǎo)軌的兩端安裝有兩個行程限位開關(guān)。包括電機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、鏈輪鏈條、導(dǎo)軌、滑塊和移動頭。 芯模的固定主要是由卡圈、卡圈支架以及支撐架完成。根據(jù)不同的芯模直徑可以選擇不同直徑的卡圈。卡圈除用來擋住管胚外還可以防止芯模的左右擺動；支撐架是通過弧形的支架對芯模支撐，防止芯模的上下竄動。 2.2 電動機(jī)的選擇 電動機(jī)主要是提供動力以供后續(xù)部件進(jìn)行工作。電動機(jī)的選擇主要是依據(jù)執(zhí)行件所受的力和功率。根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選

26、擇電動機(jī)類型。 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機(jī)的升源限過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率般取0.8～0.9。過大的備用功率會使電機(jī)效率降低，對于感應(yīng)電動機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價提高。 2.2.1 選擇電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 電動機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類(直流和交流)、工作條件(環(huán)境和溫度)、工作時間的長短(連續(xù)或間歇) 及載荷的性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況等來選擇。 工業(yè)上一般采用三相交流電動機(jī)。Y系列三相交流異步電動機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方使

27、等優(yōu)點，故其應(yīng)用最廣。在經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)、間隙和短時工作的場合(如起重機(jī)械和冶金設(shè)備等)，要求電動機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量小 和過載能力大。由于本次設(shè)計的脫模機(jī)在脫模剛開始時，應(yīng)用液壓缸將芯模頂出一段距離，在靠鏈條傳動拉動芯模，前后的速度不，故選用的電動機(jī)需具有變速的功能。此次設(shè)計選用的是YZD起重用多速三相異步電動機(jī)。根據(jù)脫模工作條件選擇電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為防護(hù)式。 2.2.2 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 Y型電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速主要有250 r/min,300 r/min,,750 r/min,1000 r/min和1500 r/min 等幾種轉(zhuǎn)速。一般來說，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)越少，外廓尺寸越小，其

28、價格越低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時，選用高速電動機(jī)越經(jīng)濟(jì)。但當(dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速低時也選用高速電動機(jī)，則這時總傳動比增大，會導(dǎo)致傳動裝置結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，造價較高。在本次設(shè)計中，由于要保證脫模后芯模的質(zhì)量，必須使脫模速度足夠小，選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速為300r/min和750r/min。 2.2.3確定電動機(jī)的功率和型號 電動機(jī)的功率選擇是否合適，對電動機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動機(jī)長期過載而過早損壞;功率選得過大，則電動機(jī)價格高，且經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，電動機(jī)效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費(fèi)。電動機(jī)功率的確定，主要與其載荷大小、工作時間長短、發(fā)熱多少有關(guān)。對于長期連續(xù)工

29、作、載荷較穩(wěn)定的機(jī)械(如連續(xù)運(yùn)輸機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、 脫模機(jī)等)，可根據(jù)電動機(jī)所需的功率來選擇、而不必校驗電動機(jī)的發(fā)熱和氣動力矩。選擇時，應(yīng)使電動機(jī)的額定功率稍大于電動機(jī)的所需功率,即≥。 設(shè)脫模速度為v=0.1m/s；由于采用兩根鏈條，脫模力為20t,故每根鏈條的 脫模力F=10t,則工作機(jī)所需的有效功率為: 電動機(jī)所需的功率為: 式中：η為傳動裝置的總效率。 式中：，分別為鏈傳動和滾動軸承傳動的效率，查機(jī)械設(shè)計手冊可得：=0.96，=0.98，則總效率為： 則電動機(jī)的功率為： 綜上，查閱機(jī)械設(shè)計手冊可知電動機(jī)的額定功率=15kw。 查Y型電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)可選電

30、動機(jī)的型號為Y200L-8起重用多速三相異步電動機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速有750r/min，對應(yīng)的功率為15kw。 綜上，將所選取電動機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)列于表2-1中。 表2-1 電動機(jī)數(shù)據(jù) 電動機(jī)型號 額定功率/kw 同步轉(zhuǎn)速/(r/min) 滿載轉(zhuǎn)速/(r/min) Y200L-8 15.0 750 730 2.3 傳動比的分配 在設(shè)計多級傳動的傳動裝置時，分配傳動比是設(shè)計中的一個重要問題。傳動比分配的不合理，會造成結(jié)構(gòu)尺寸大、相關(guān)尺寸不協(xié)調(diào)、成本高、制造和安裝不方便等問題。因此，分配傳動比時，應(yīng)考慮下列幾點原則。 (1) 鏈傳動的每級傳動比應(yīng)在推薦值(2～4) 的范圍內(nèi)。

31、 (2) 各級傳動比應(yīng)使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象。 (3)當(dāng)減速器內(nèi)的齒輪采用油池浸油潤滑時，為使各級大齒輪浸油深度合理，各級大齒輪直徑應(yīng)相差不大，以避免低速級大齒輪浸油過深而增加攪油損失。 設(shè)計方案中采用兩根鏈條，主傳動軸和從動軸上安裝相同的鏈輪，所選取滾子鏈的鏈號為20A，鏈節(jié)距P=31.75mm，鏈輪齒數(shù)z=25，故可得鏈輪的轉(zhuǎn)速，和主從動軸的傳動比如下: 故可知電動機(jī)到從動軸上鏈輪的總傳動比為： 電動機(jī)和減速器、減速器和主傳動軸之間的傳動方式均為鏈傳動，而且取其傳動比相同，結(jié)合鏈傳動比i≤7，故可取其傳動比，故可知減速器的減速比為： 2.

32、4 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)的計算 2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算 電動機(jī)上傳動軸的轉(zhuǎn)速： 減速器上兩個傳動軸的轉(zhuǎn)速，分別如下： 主傳動主和從傳動主的轉(zhuǎn)速，分別如下： 2.4.2 各軸的輸入功率計算 2.4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算 將上述計算結(jié)果列于表2-2中。 表2-2 各軸的運(yùn)動及動力參數(shù) 軸號 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 功率P（kw） 轉(zhuǎn)矩T/（） 1 750 11.53 147 2 250 11.1 424 3 58 11.1 1828 4 19 10.4 5227 5 19

33、 9.8 4926 第三章 主要零件的設(shè)計 3.1 鏈傳動的設(shè)計 3.1.1 鏈的類型選擇 鏈傳動是在裝于平行軸上的鏈輪之間，以鏈條作為繞性曳引元件的一種嚙合傳動。與帶傳動、齒輪傳動相比鏈傳動的優(yōu)點是: 沒有彈性滑動和打滑，能保證準(zhǔn)確的平均傳動比，傳動效率高，軸的壓力較小，傳動功率大，過載能力強(qiáng)，能在低速重載下較好工作，能適應(yīng)惡劣環(huán)境(如多塵、油污、腐蝕和剛強(qiáng)度場合)。 其缺點是: 瞬時傳動比不是常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，設(shè)計的脫模裝置主要用來傳遞運(yùn)動和動力。傳動鏈的主要類型有滾子鏈和齒形鏈，本次設(shè)計中選用的是滾子鏈。滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒

34、和滾子組成。銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板均用過盈配合連接，分別成為外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)。而銷軸和套筒、滾子和套筒之間則為間隙配合，所以當(dāng)鏈條與鏈輪輪齒嚙合時，內(nèi)、外鏈節(jié)相對轉(zhuǎn)動。鏈板一般做成“8”字形，以使個各截面接近等強(qiáng)度，并可減輕重量和運(yùn)動時的慣性。滾子鏈?zhǔn)綐?biāo)準(zhǔn)件，其主要參數(shù)是鏈節(jié)距P，它是指鏈條上相鄰兩滾子中心間的距離。節(jié)距P增大，鏈的各部分尺寸相應(yīng)增大，承載能力也相應(yīng)提高，但重量也隨之增大。 在20t鏈條式脫模裝置設(shè)計中，鏈輪設(shè)計中選用單排鏈的滾子鏈。綜上，所選取的鏈的類型為單排鏈的滾子鏈，型號為20A；鏈的材料為碳鋼，并經(jīng)熱處理，以提高其強(qiáng)度和耐磨性。 圖3-1 滾子鏈外形圖

35、 表3-1滾子鏈的類型和主要參數(shù) 鏈號 節(jié)距 P/mm 排距 P1/mm 滾子外徑d1/mm 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1/mm 銷軸直徑d2/mm 內(nèi)鏈板高度h2/mm 每米質(zhì)量q/（kg/m） 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.53 30.18 3.80 3.1.2 鏈傳動的設(shè)計約束 鏈傳動中的多種失效形式是制約鏈傳動設(shè)計的約束條件。所以鏈傳動的承載能力，應(yīng)根據(jù)其主要的失效形式，由滿足相應(yīng)的約束條件來確定。 鏈傳動的主要失效形式 (1)鉸鏈磨損。銷條在進(jìn)入嚙合和推出嚙合時，銷軸和套筒之間存在相對滑動，在不能保證充

36、分潤滑的條件F，將引起餃鏈的磨損。磨損導(dǎo)致鏈輪節(jié)距的增加，銷與鏈輪的嚙合點外移，最終將導(dǎo)致跳齒或脫鏈而使傳動失效。 (2)鏈的疲勞破壞。由于鏈在傳動過程中所受的載荷不斷變化，因而鏈在變應(yīng)力的狀態(tài)下工作，經(jīng)過定的循環(huán)次數(shù)后鏈板產(chǎn)生疲勞斷裂或滾子表面產(chǎn)生疲勞點蝕和疲勞裂紋。在潤滑良好和設(shè)計正確的情況下，疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動工作能力的主要因素。 (3)多次沖擊破斷。工作中由于鏈條反復(fù)啟動、制動、反轉(zhuǎn)或受重復(fù)沖擊載荷時承受較大的動載荷，經(jīng)過多次沖擊，滾子、套筒和銷軸最后產(chǎn)生沖擊斷裂。 (4)膠合。由于套筒和銷軸之間存在相對運(yùn)動，在變載荷的作用下，潤滑油膜難以形成，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時，使套筒和銷軸間發(fā)生

37、金屬直接接觸而產(chǎn)生很大的摩擦力，其產(chǎn)生的熱量將導(dǎo)致套筒和銷軸的膠合。 (5)過載拉斷。在低速重載的傳動中或是鏈突然受到很大的過載時，鏈條靜力拉斷，承載能力受到鏈條元件的靜拉力強(qiáng)度限制。 (6)鏈輪輪齒的磨損或塑性變形。在滾子鏈傳動中，鏈輪輪齒磨損或塑性變形超過一定量后，鏈條的工作壽命明顯下降?？刹捎眠m當(dāng)?shù)牟牧虾蜔崽幚韥斫档推淠p量和塑性變形。 圖3-2 滾子鏈傳動功率曲線 圖3-2為滾子鏈傳動的額定功率曲線，它是將在特定的條件下由實驗得到的極限功率曲線作了一些修改而得到的。特定條件是指,；單排鏈； 兩輪安裝在平行的水平軸上，兩鏈輪共面； 載荷平穩(wěn)； 按照推薦的潤滑方式

38、潤滑；工作壽命為15000小時； 鏈輪因磨損而引起的相對伸長量不超過3%。 3.2 鏈條的設(shè)計 (1)確定鏈輪齒數(shù)和速比 鏈輪齒數(shù)的多少對傳動的平穩(wěn)性和使用壽命有很大的影響。小鏈輪齒數(shù)的選 擇應(yīng)適中。若小鏈輪齒數(shù)過少，運(yùn)動速度的不均勻性和動載荷都會很大；鏈輪在 進(jìn)入和退出嚙合時，相對轉(zhuǎn)角增大，磨損增加，沖擊和功率耗損也增大。小鏈輪齒數(shù)也不宜過多。如選得太大，大鏈輪齒數(shù)則將更大，除了增大傳動尺寸和 質(zhì)量外，也會因鏈條節(jié)距伸長而發(fā)生脫鏈，最終導(dǎo)致降低使用壽命。 一般小鏈輪的齒數(shù)可根據(jù)傳動比按表3-2 選取。 表3-2小鏈輪的齒數(shù) 傳動比 1～2

39、 3～4 5～6 ＞6 齒數(shù) 27～31 25～33 17～21 17 由于設(shè)計的鏈傳動的傳動比為3，故可選鏈輪的齒數(shù)=27，=81。 (2)確定計算功率 表3-3鏈傳動的工作情況系數(shù) 原動機(jī)的種類 載荷情況 電動機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 有流體機(jī)構(gòu) 無流體機(jī)構(gòu) 平穩(wěn)的傳動 1.0 1.0 1.2 稍有沖擊的傳動 1.3 1.2 1.4 有大沖擊的傳動 1.5 1.4 1.7 由于設(shè)計的脫模裝置由電動機(jī)拖動，稍有沖擊傳動，故依據(jù)表3-3可以選=1.3，計算功率為： (3)初選中心距，取定鏈節(jié)數(shù) 中心距的大小對傳動有很大影響。中心距

40、小時，鏈節(jié)數(shù)較少，鏈輪一定時，單位時間內(nèi)每一鏈節(jié)的應(yīng)力變化次數(shù)和屈伸次數(shù)增多，因此鏈的疲勞和磨損增加。中心距大時，鏈節(jié)數(shù)增多，吸振能力增大，使用壽命大。但中心距太大時，又會發(fā)生鏈的顫抖現(xiàn)象，是運(yùn)動的平穩(wěn)性降低。 初選中心距由于兩鏈輪的實際中心距比較大，故選 計算得155取156節(jié)（取偶數(shù)）。 (4)選擇型號，確定鏈節(jié)距和排數(shù) 鏈節(jié)距的大小直接決定了鏈條的尺寸、重量和承載能力，而且也將影響鏈傳動的運(yùn)動不均勻性，產(chǎn)生沖擊、振動和噪音。為了既保證鏈傳動有足夠的承載能力，又減小沖擊、振動和噪音，設(shè)計時應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距。在高速、重載時，宜用小節(jié)距多排鏈；低速、重載時，宜用大節(jié)距排數(shù)少的

41、鏈。 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.34,=1.09,選單排鏈有=1.0 所需傳動的功率 計算有=10.3kw 由滾子鏈的額定功率圖選定滾子鏈型號為24B，鏈節(jié)距為38.1mm，單排鏈。 (5)確定鏈長和中心距 鏈長 中心距 計算得中心距=2726mm，符合設(shè)計要求。 中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2。 實際安裝中心距 (6)求作用在軸上的壓力 鏈速 工作壓力 工作平穩(wěn)，取壓軸力系數(shù) 軸上的壓力 (7)校核靜拉力 對于v＜0.6m/s的低速鏈轉(zhuǎn)動，由于載荷較大，其主要失效形式是鏈條靜力拉斷，靜強(qiáng)度占主要地位，故在進(jìn)行強(qiáng)度校核時應(yīng)按靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)滿

42、足下式要求： 式中：n—鏈的排數(shù)； —單排鏈的極限拉伸載荷，由機(jī)械設(shè)計手冊可查得=86700N; —鏈的總拉力，按公式計算； —許用安全系數(shù)，≥4～8；但若鏈傳動速度較低、從動系統(tǒng)慣性小，不太重要的傳動或力的去頂比較準(zhǔn)確時，可取≥2。 F為鏈傳動圓周力，即有效拉力 為由做圓周運(yùn)動的鏈節(jié)所產(chǎn)生的離心拉力，，通常當(dāng)v≤10m/s時，離心力可以忽略。由于20t鏈條式脫模裝置中設(shè)計的鏈速v=10m/s，故可取=0。 為由鏈條本身重量而產(chǎn)生的懸垂拉力，它取決于傳動的布置方式及鏈在工作時允許的垂度，用求懸索拉力的方法計算：。 式中：q—鏈每米長度的質(zhì)量，由表3-

43、1可知q=3.8kg/m； v—鏈的圓周速度，v=0.1m/s； a—鏈傳動的中心距，a=2.73m； g—重力加速度，； —垂度系數(shù)。及下垂量為y=0.02a時的拉力系數(shù)，結(jié)合，由機(jī)械設(shè)計手冊可查得=4。 把上述數(shù)據(jù)帶入則可得： 把上述數(shù)據(jù)帶入并結(jié)合n=1則可得： ＞2 故設(shè)計中選取的鏈輪滿足強(qiáng)度校核。 3.3 鏈輪的設(shè)計 滾子鏈的結(jié)構(gòu)尺寸主要有整體式鋼制小鏈輪、腹板式單排鑄造鏈輪以及腹板式多排鑄造鏈輪三種形式。被刺設(shè)計采用的是整體式鋼制小鏈輪，其結(jié)構(gòu)形式如圖： 圖3-3整體式鋼制鏈輪

44、的三種外形 滾子鏈鏈輪分度圓直徑 脫模速度 鏈輪齒頂圓直徑 鏈輪齒根圓直徑 其中為所選24B鏈條滾子的直徑25.4mm 輪轂厚度h， 取h=30mm 輪轂長度，=3.3h=99mm取為100mm 齒寬 其中為鏈條的內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬取為34mm。 3.4 鏈傳動的潤滑、布置和張緊 鏈傳動的潤滑有利于減少鉸鏈磨損、提高傳動效率，緩和沖擊從而延長鏈條壽命。通常根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距選擇推薦的潤滑方式。該設(shè)計中選擇人工定期潤滑。 鏈傳動的布置合理與否，對傳動的工作性能和使用壽命有較大的影響。布置時，兩鏈輪應(yīng)處于同一平面內(nèi)，兩軸平行，一般應(yīng)采用水平或接近水平布置，并使松邊在下。

45、 鏈傳動張緊的目的主要是為了避免鏈的垂度過大，嚙合時鏈條上下顫抖，同時也可增加嚙合包角。常用的張緊方法有： （1）靠調(diào)整中心距張緊； （2）附加張緊裝置。當(dāng)中心距不可調(diào)時，可安裝張緊輪。張緊輪一般壓在松邊靠近小輪外側(cè)處。張緊輪可以是鏈輪，也可以用無齒的輥輪，其大小應(yīng)與小鏈輪接近。 本設(shè)計中采用的張緊方法是附加張緊裝置。 3.5 軸的設(shè)計和校核 3.5.1 軸的結(jié)構(gòu)確定 進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就是根據(jù)工作條件，確定軸的結(jié)構(gòu)外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮的主要因素有：1）軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)滿足使用要求，零件在軸上的定位要可靠，保證軸和軸上零件有準(zhǔn)確的相對工作位置；2)軸

46、的結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度，力求受力情況合理，避免或減輕應(yīng)力集中；3)軸的加工及裝配的工藝性好。故軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)主要解決下面幾個問題。 （1） 軸上零件的布置 軸上零件布置是否合理，關(guān)系到能否改善軸的結(jié)構(gòu)合理性和裝配工藝性，有時甚至關(guān)系到能否改善軸的受力情況，提高軸的強(qiáng)度等問題。因此，擬定軸上零件的布置方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提。所謂布置方案，就是考慮合理安排動力傳遞路線和預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。 （2） 各軸段直徑和長度的確定 對一般減速器中高速級輸入軸，可按估算（D為電動機(jī)軸徑）；相應(yīng)各級低速軸的最小直徑可按同級齒輪中心距a估算， 。 軸的各段長度

47、主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件必要的空隙來確定。 （3） 軸上零件的定位與固定 為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運(yùn)動，軸上零件除了有特殊的結(jié)構(gòu)要求外（如游動或空轉(zhuǎn)），一般都必須要求定位準(zhǔn)確、可靠。本設(shè)計方案中采用平鍵來實現(xiàn)周向固定，采用軸肩、套筒和擋盤來實現(xiàn)軸向固定。 （4） 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于軸的加工和軸上零件的裝配，并且要求生產(chǎn)效率高，成本低。為了便于軸的拆裝和去掉加工時的毛刺，軸和軸肩的端部應(yīng)制出的倒角；在需磨制加工的軸段應(yīng)留有砂輪和越程槽；需要切制螺紋的軸段應(yīng)留有退刀槽。此外，為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、

48、倒角、退刀槽等尺寸一致；軸上不同段的鍵槽應(yīng)布置在軸的同一母線上。 3.5.2 軸的物理約束 （1）扭矩強(qiáng)度 對只受轉(zhuǎn)矩或以承受轉(zhuǎn)矩為主的傳動軸，應(yīng)按扭矩轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算軸的直徑。若有彎矩作用，可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮其影響。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的約束條件為： 對實心圓軸，，代入上式，可得軸的直徑約束條件： （mm） （2）彎矩合成強(qiáng)度條件 對于同時承受彎矩和扭矩的軸，可根據(jù)彎矩和扭矩的合成強(qiáng)度進(jìn)行計算。計算時，先根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計所確定的軸的幾何結(jié)構(gòu)和軸上零件的位置，畫出軸的受力簡圖，然后，繪制彎矩圖、扭轉(zhuǎn)圖，再按第三強(qiáng)度理論條件建立軸的彎矩合成約束條件： 考慮到彎矩M

49、產(chǎn)生的彎矩應(yīng)力和轉(zhuǎn)矩T產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩應(yīng)力的性質(zhì)不同，對上式中的額轉(zhuǎn)矩T乘以折合系數(shù)，則強(qiáng)度約束的一般公式為： 式中成為當(dāng)量彎矩；為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。 對實心軸，上式也可寫成軸徑的約束條件： （mm） （3）基于疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)約束 對于一般用途的軸，按當(dāng)量彎矩計算軸的強(qiáng)度或直徑已經(jīng)足夠精確。但由于上述計算中沒有考慮應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此對于重要的軸，還需要進(jìn)行危險截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計算，評定軸的安全系數(shù)。即建立軸在危險截面的安全系數(shù)的約束條件。 安全系數(shù)的約束條件為： 除了強(qiáng)度約束條件外還有剛度約束條件和臨界

50、轉(zhuǎn)速約束條件。 3.5.3 軸的設(shè)計 本次脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計的軸主要有兩條，與減速器相連并固定鏈輪的軸Ⅰ和僅用來固定鏈輪的軸Ⅱ。軸Ⅰ為轉(zhuǎn)軸，既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，軸Ⅱ為心軸，只承受彎矩的作用。現(xiàn)主要分析軸Ⅰ的設(shè)計。 （1）選擇軸的材料 選擇軸的材料，應(yīng)考慮下列因素：1）軸的強(qiáng)度、剛度及耐磨性；2）熱處理方法；3）材料來源；4）材料加工工藝性；5）材料價格等。結(jié)合脫模裝置中的強(qiáng)度要求，而且碳素鋼價格低廉，對應(yīng)力集中敏感性小，可進(jìn)行熱處理改變其綜合性能，加工工藝性好，故本次設(shè)計中軸的材料選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查機(jī)械設(shè)計手冊可知其抗拉強(qiáng)度極限，抗拉屈服極限，硬度為217，許用彎曲應(yīng)力；。 （

51、2）初步計算軸徑 選 C等于108，，計算得。 考慮到軸端裝聯(lián)軸器需開鍵槽，將其軸徑增加4%～5%，故選取軸徑為70mm。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 按工作要求，軸上所支持的零件主要有鏈輪，軸端聯(lián)軸器以及滾動軸承。軸端聯(lián)軸器所選用剛性凸緣聯(lián)軸器GY8；根據(jù)軸的受力，選取深溝球軸承61816；根據(jù)軸上零件的定位、加工要求以及不同零件的裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求，可確定軸的各段尺寸。綜合考慮各種因素，初步選定軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖。 圖3-4軸Ⅰ的外形尺寸 （4）按彎扭合成校核 ①畫受力簡圖 畫軸空間受力簡圖（a），將軸上作用力分解為垂直面受力圖（b）和水平面受力圖（c）。

52、分別求出作用在垂直面上的支反力和水平面上的支反力。對于零件作用在軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩可當(dāng)做集中力作用在軸上零件的寬度中點。 ②軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： 鏈輪的圓周力： 鏈輪的徑向力： ，計算有 鏈輪的軸向力： ③計算作用在軸上的支反力 水平面的內(nèi)支反力： 垂直面內(nèi)的支反力： ④計算軸的彎矩，并畫出彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 分別作出垂直面和水平面的彎矩圖（d）、（e），并按進(jìn)行彎矩合成。畫出轉(zhuǎn)矩圖（f）。 ⑤計算并畫出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算，去，則 按計算，并畫出當(dāng)量彎矩圖（g）。 圖3-5軸的受力分析 3.5.4 軸的強(qiáng)度校核

53、 一般而言軸的強(qiáng)度是否只需滿足對危險截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩較大且軸徑較小處。根據(jù)上圖分析知鏈輪寬度中心處的軸最為危險，故只需校核該處軸的強(qiáng)度。若此處軸的強(qiáng)度滿足要求，則所設(shè)計的軸合格，若此處軸的強(qiáng)度不滿足要求，則該軸需要重新設(shè)計。 強(qiáng)度校核：考慮到鍵槽的影響，查邊計算， 而45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的 顯然， 故安全，該軸設(shè)計合格。 3.6 液壓缸的設(shè)計 由于液壓傳動具有：工作平穩(wěn)，響應(yīng)速度快；體積小重最輕；易于實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，易于實現(xiàn)過載保護(hù)，工作安全可靠等眾多優(yōu)點。在脫模裝置在剛開始脫模時，脫模力非常大，很容品過載。運(yùn)用液化傳動的

54、話，就能很好的解決過載的問題。而且，利用液壓傳動的恒功率特性，能夠使得在脫模剛進(jìn)行時，脫模力足夠人而速度足夠小，這樣就能夠保證脫模的平穩(wěn)進(jìn)行，獲得較好的脫模質(zhì) 量。 本次脫模裝置的設(shè)計在液壓部分主要是針對液壓鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3.6.1 液壓缸簡述 液壓缸又稱油征，它是一種液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，它的功能是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，輸出直線運(yùn)動或者小于360的往復(fù)擺線運(yùn)動。 液壓缸的種類很多，按其結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸、柱塞缸、擺動缸和組合缸：按其輸出運(yùn)動又可分為推力液壓缸和擺動液壓缸；按其作用方式分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸。本次設(shè)計采用的是雙作用單桿活塞缸。

55、 液壓缸的組成: ①缸體組件。缸體組件通常由缸筒、缸蓋、缸底、導(dǎo)向環(huán)和支撐環(huán)等零部件組成。液壓缸工作時，缸體組件與活塞組件構(gòu)成密閉的油腔，承受很大的負(fù)載壓力。因此，缸體組件要有足夠的強(qiáng)度、較高的表面精度和可靠的密封性能。常見的缸體組件的連接形式有螺紋式、法蘭式、半環(huán)式、拉桿式和焊接式等多種形式。 ②活塞組件?；钊M件由活塞、活塞桿和連接件等零部件組成，活塞通常制成與活塞桿分離的形式，目的是易于加工和選材。按照缸的工作壓力、安裝方式和工作條件的不同，活塞組件有多種不同的形式。由于活塞受壓力的作用在缸筒內(nèi)不停的做往復(fù)運(yùn)動，因此，活塞必須具有較高的強(qiáng)度和良好的耐磨性。活塞一 般用耐磨

56、的鑄鐵或鋼制造，如HT200～300、球墨鑄鐵、優(yōu)質(zhì)碳素鋼等，有時也用鋁合金材料?；钊麠U是連接工作部件的傳力零件，它必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，通常由鋼制造，一般進(jìn)行調(diào)制處理。 ③密封裝置。液壓缸的泄漏主要包括兩個方面：內(nèi)泄漏和外泄漏。密封裝置的作用主要是防止油液的泄漏，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，減少油液的浪費(fèi)，減低對環(huán)境的污染。常見的密封裝置主要有間隙密封、摩擦環(huán)密封、0型圈密封和V型圈密封。 ④緩沖裝置。液壓缸的活塞桿在運(yùn)動時具有很大的動能，當(dāng)活塞運(yùn)動到行程終端時會引起機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊力和噪聲，甚至損壞液壓缸，所以在液壓缸中一般都設(shè)有緩沖裝置。 ⑤排氣裝置。液壓傳動系統(tǒng)在安裝的過程中

57、或者長時間停止運(yùn)轉(zhuǎn)時，液壓系統(tǒng)中往往會混入空氣，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不能穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、噪聲、發(fā)熱、低速爬行和啟動前沖等不正常的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會使系統(tǒng)不能正常工作，因此，設(shè)計液壓缸是需考慮空氣的排出。對于要求不高的液壓缸，一般不設(shè)計專門的排氣裝置，而是將液壓缸的油口布置在缸筒端的最高處，從而使空氣隨油液排往油箱，再從 油箱溢出。 3.6.2 液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個：缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。 （1） 初選液壓缸的工作壓力 關(guān)于機(jī)床的液壓工作壓力，液壓缸的公稱壓力系列查國標(biāo)GB/T 7938-1978可選4，6.3，10，16，25等。液壓缸回油腔應(yīng)有背

58、壓，初選液壓缸工作壓力P=10MPa。 （2） 計算液壓缸尺寸有效工作面積A （3） 確定缸筒內(nèi)徑D，活塞桿直徑d 安全系數(shù)1.2， 查國標(biāo)GB/T 2348-1993液壓缸內(nèi)徑系列??；液壓缸外徑可選為168mm。 活塞桿直徑，查國標(biāo)GB/T 7938-1978取d=100mm。 15.4噸>14噸，故液壓缸推力合格。 （4） 缸筒長度L 活塞桿的行程可根據(jù)國標(biāo)GB/T 2349-1980選擇第一系列中的320mm。缸筒長度是由各工作部件的行程長度以及結(jié)構(gòu)上的要求共同確定的，包括活塞最大工作行程、活塞寬度B、最小導(dǎo)向長度H及特殊要求其它長度C等。最終設(shè)計的液壓缸長度

59、L為740mm。 （5） 缸筒壁厚的強(qiáng)度校核 設(shè)計中缸筒壁厚；，按照材料力學(xué)知識，當(dāng)時，強(qiáng)度校核公式為： 式中，，為缸筒材料45鋼的抗拉強(qiáng)度。 ，故缸筒壁厚強(qiáng)度合格。 （6） 活塞桿直徑強(qiáng)度校核 活塞桿只受軸向推力或拉力的情況下，其直徑強(qiáng)度按下式進(jìn)行強(qiáng)度校核。 故活塞桿直徑強(qiáng)度合格。 圖3-6 液壓缸 3.7 主要部件的設(shè)計 3.7.1 機(jī)架設(shè)計準(zhǔn)則 機(jī)架的設(shè)計主要應(yīng)保證剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 （1）剛度：床身的剛度決定著機(jī)床生產(chǎn)率和生產(chǎn)精度，是設(shè)計大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則。 （2）強(qiáng)度：強(qiáng)度是評定重載機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則。機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運(yùn)

60、轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強(qiáng)度。 （3）穩(wěn)定性：機(jī)架受壓結(jié)構(gòu)及受壓彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問題。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件。 機(jī)架設(shè)計一般要求: ①在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低。 ②抗振性好。把受迫振動幅限制在允許范圍內(nèi)。 ③溫度場分布合理，熱變形對精度的影響小。 ④結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝性良好，便于制造、焊接和機(jī)械加工。 ⑤機(jī)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。 ⑥有導(dǎo)軌的機(jī)架要求導(dǎo)軌面受力合理，耐磨性良好。 ⑦造型好，使之即使用經(jīng)濟(jì)，又美觀大方。 機(jī)架的材料及熱處理: 多數(shù)機(jī)架形狀比較復(fù)雜，故一般都采用鑄

61、造，由于鑄鐵的鑄造性能好、價廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計采用鑄鋼機(jī)架。 鑄造碳鋼：由于鋼水的流動性差，在鑄型中凝固冷卻時體收縮和線收縮較大，故不宜設(shè)計復(fù)雜形狀的鑄件。鑄鋼的吸振性低于鑄鐵，但其彈性模量較大，強(qiáng)度也比鑄鐵商，故鑄鋼機(jī)架用于受力較大的機(jī)架。 鑄鋼機(jī)架的熱處理: 鑄鋼件一般都要經(jīng)過熱處理，熱處理的目的是為了消除鑄造內(nèi)應(yīng)力和改善力學(xué)性能。鑄鋼機(jī)架的熱處理方法一般有正火加回火，退火，高溫擴(kuò)散退火和焊補(bǔ)后回火。結(jié)合本次設(shè)計，形狀比較復(fù)雜，對力學(xué)性能要求也較高，所以我們采用正火加回火。 3.7.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與緊固連接 根據(jù)本次設(shè)計制品結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計機(jī)架的長度為

62、6435mm,寬度為1834mm,高度為764mm,機(jī)架的壁厚為30mm。機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須保證機(jī)架與其上的零部件的連接以及機(jī)架與地基之間連接的強(qiáng)度和剛度，影響連接剛度的主要因素是：連接處的結(jié)構(gòu)，連接螺栓的數(shù)量，大小及其排列形式，墊片及其結(jié)合面的機(jī)加工表面精度等。在本設(shè)計中共使用了13個地腳螺栓來加強(qiáng)機(jī)架的穩(wěn)定性，并且在機(jī)架內(nèi)部還安放了14個肋板以增強(qiáng)機(jī)架的強(qiáng)度，其中6個是水平肋板，8個豎直肋板。此外為了加強(qiáng)水平肋板的承載能力也為了提升整個機(jī)架的剛度，在肋板處還相應(yīng)的設(shè)置了肋條。 3.7.3 托輥的設(shè)計 托輥是脫模裝置中重要的零部件，它的作用是用于支撐從管胚中脫離出來的芯模，防止

63、芯模因重力作用掉落并遭到破壞，起到保護(hù)芯模的作用。故設(shè)計中， 托輥采用絕緣性的軟材料，防止芯模在托輥上移動時出現(xiàn)刮痕，該設(shè)計中，托輥 的材料選用聚酯胺。 3.7.4 直線導(dǎo)輥的設(shè)計 導(dǎo)輥的是一種導(dǎo)向裝置， 保證零部件按照一定的方向往復(fù)運(yùn)動， 其具有如下特點: （1）磨耗少能長時間維持精度； （2）大幅降低電機(jī)所需驅(qū)動力； （3）可同時承受上下左右方向的負(fù)荷； （4）組裝容易并具互換性； （5）潤滑構(gòu)造簡單。 該設(shè)計中采用兩根鏈條傳動，兩根鏈條分別通過圓柱銷和移動頭連接起來， 移動頭通過螺釘和接頭連接起來，進(jìn)而通過接頭帶動待脫模的制品往左運(yùn)動。由 于兩根鏈條帶動移動頭向

64、左運(yùn)動時路徑可能有一定的偏移， 因此在機(jī)架上面安裝直線導(dǎo)輥，作為移動頭的導(dǎo)向裝置，確保移動頭做直線運(yùn)動，保證脫模精度。 第4章 標(biāo)準(zhǔn)件的選型 本次脫模機(jī)的設(shè)計中用到的連接方式主要有螺紋連接、鍵連接和焊接。設(shè)計中用到的螺紋連接主要是螺栓連接和螺釘連接。 4.1 螺栓的選擇 螺栓連接的特點是用于連接兩個較薄的零件。在被連接件上開有通孔，插入螺栓后在螺栓的另一端擰上螺母，采用不同螺栓的釘桿與孔之間有間隙，通孔的加工要求較低，結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便，應(yīng)用廣泛。采用鉸制孔螺栓時，孔與螺桿常用過渡配合。這種連接能精確固定被連接件的相對位置，適用于承受橫向載荷，但孔的加工精度要求高。螺釘連接是將螺栓

65、或螺釘直接擰入被連接件的螺紋孔中，不用螺母。結(jié)構(gòu)比雙頭螺柱簡單、緊湊。用于兩個連接件中一個較厚，但不需要經(jīng)常拆卸，以免螺紋孔損壞。設(shè)計中使用的主要是六角頭螺栓-全螺紋-C級以及十字沉頭螺釘H型等。 4.2 鍵的選擇 軸轂連接主要是使軸上零件與軸進(jìn)行周向固定以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。常用的軸轂連接有鍵連接、花鍵連接和過盈連接。鍵連接按用途分為三種：普通平鍵、導(dǎo)鍵和滑鍵。鍵的兩側(cè)是工作面，工作時靠鍵同側(cè)面的擠壓來傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間留有間隙。平鍵連接具有機(jī)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好等優(yōu)點。因此得到廣泛應(yīng)用本次設(shè)計使用的主要是普通平鍵中的A型鍵。 鍵的類型可根據(jù)連接

66、的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件來選定。鍵的截面尺寸（鍵寬b和鍵高h(yuǎn)）按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定；鍵的長度L可根據(jù)輪轂長度確定，輪轂長度一般選取(1.5～2) d，鍵長等于或略小于輪轂的長度，此外鍵的長度還要符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。 軸徑d 17-22 22-30 30-38 38-44 44-50 50-58 58-65 65-75 75-85 鍵寬b 6 8 10 12 14 16 18 20 22 鍵高h(yuǎn) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 表4-1 鍵的選型 4.3 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器是用來連接兩軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩的部件。聯(lián)軸器連接的兩軸只有在機(jī)械停車后，通過拆卸的方法才能使兩軸分離。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器三大類。本次設(shè)計使用的是剛性聯(lián)軸器。 剛性聯(lián)軸器無位移補(bǔ)償能力，用在被連接兩軸要求嚴(yán)格對中以及工作中無相對位移之處。剛性聯(lián)軸器中應(yīng)用較多的是套簡式、夾殼式、凸緣式等幾種類型，而凸緣式是應(yīng)用最廣的剛性聯(lián)軸器。如圖示，凸緣聯(lián)軸器是用兩個由兩個帶凸緣