1. 鑄造零件。製造模具。組裝。零件加工。怎麼排列順序
製作模具→鑄造零件→零件加工→組裝
2. 鑄件的技術要求是什麼
鑄件技術要求一般不允許有氣孔,夾渣 ,縮松,沙眼,等鑄造缺陷。
要求時效處理
拉力符合牌號要求
國外還有要求化學成份的。
3. 壓鑄件的缺陷
其他名稱:條紋。
特徵:鑄件表面上呈現與金屬液流動方向相一致的,用手感覺得出的局部下陷光滑紋路。此缺陷無發展方向,用拋光法能去除。
產生原因:
1、兩股金屬流不同步充滿型腔而留下的痕跡。
2、模具溫度低,如鋅合金模溫低於150℃,鋁合金模溫低於180℃,都易產生這類缺陷。
3、填充速度太高。
4、塗料用量過多。
排除措施:
1、調整內澆口截面積或位置。
2、調整模具溫度,增大溢流槽。
3、適當調整填充速度以改變金屬液填充型腔的流態。
4、塗料使用薄而均勻。 其他名稱:冷接(對接),水紋。
特徵:溫度較低的金屬流互相對接但未熔合而出現的縫隙,呈不規則的線形,有穿透的和不穿透的兩種,在外力的作用下有發展的趨勢。
產生原因:
1、金屬液澆注溫度低或模具溫度低。
2、合金成分不符合標准,流動性差。
3、金屬液分股填充,熔合不良。
4、澆口不合理,流程太長。
5、填充速度低或排氣不良。
6、比壓偏低。
排除措施:
1、適當提高澆注溫度和模具溫度。
2、改變合金成分,提高流動性。
3、改進澆注系統,加大內澆口速度,改善填充條件。
4、改善排溢條件,增大溢流量。
5、提高壓射速度,改善排氣條件。
6、提高比壓 其他名稱:拉力、拉痕、粘模傷痕。
特徵:順著脫模方向,由於金屬粘附,模具製造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡,嚴重時成為拉傷面。
產生原因:
1、型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現倒斜度。
2、型芯、型壁有壓傷痕。
3、合金粘附模具。
4、鑄件頂出偏斜,或型芯軸線偏斜。
5、型壁表面粗糙。
6、塗料常噴塗不到。
7、鋁合金中含鐵量低於0.6%。
排除措施:
1、修正模具,保證製造斜度。
2、打光壓痕。
3、合理設計澆注系統,避免金屬流對沖型芯、型壁,適當降低填充速度。
4、修正模具結構。
5、打光表面。
6、塗料用量薄而均勻,不能漏噴塗料。
7、適當增加含鐵量至0.6~0.8%。 其他名稱:縮凹、縮陷、憋氣、塌邊。特徵:鑄件平滑表面上出現的凹癟的部分,其表面呈自然冷卻狀態。產生原因1、鑄件結構設計不合理,有局部厚實部位,產生熱節。
2、合金收縮率大。
3、內澆口截面積太小。
4、比壓低。
5、模具溫度太高。
排除措施
1、改善鑄件結構,使壁厚稍為均勻,厚薄相差較大的連接處應逐步緩和過渡,消除熱節。
2、選擇收縮率小的合金。
3、正確設置澆注系統,適當加大內澆口的截面積。
4、增大壓射力。
5、適當調整模具熱平衡條件,採用溫控裝置以及冷卻等。 其他名稱:鼓泡。特徵:鑄件表皮下,聚集氣體鼓脹所形成的泡。產生原因1、模具溫度太高。
2、填充速度太高,金屬流捲入氣體過多。
3、塗料發氣量大,用量過多,澆注前未燃盡,使揮發氣體被包在鑄件表層。
4、排氣不順。
5、開模過早。
6、合金熔煉溫度過高。
排除措施
1、冷卻模具至工作溫度。
2、降低壓射速度,避免渦流包氣。
3、選用發氣量小的塗料,用量薄而均勻,燃盡後合模。
4、清理和增設溢流槽和排氣道。
5、調整留模時間。
6、修整熔煉工藝。 其他名稱:空氣孔、氣眼。特徵:捲入壓鑄件內部的氣體所形成的形狀較為規則,表面較為光滑的孔洞。產生原因主要是包卷氣體引起:
1、澆口位置選擇和導流形狀不當,導致金屬液進入型腔產生正面撞擊和產生旋渦。
2、澆道形狀設計不良。
3、壓室充滿度不夠。
4、內澆口速度太高,產生湍流。
5、排氣不暢。
6、模具型腔位置太深。
7、塗料過多,填充前未燃盡。
8、爐料不幹凈,精煉不良。
9、機械加工餘量太大。
排除措施
1、選擇有利於型腔內氣體排除的澆口位置和導流形狀,避免金屬液先封閉分型面上的排溢系統。
2、直澆道的噴嘴截面積應盡可能比內澆口截面積大。
3、提高壓室充滿度,盡可能選用較小的壓室並採用定量澆注。
4、在滿足成型良好的條件下,增大內澆口厚度以降低填充速度。
5、在型腔最後填充部位處開設溢流槽和排氣道,並應避免溢流槽和排氣道被金屬液封閉。
6、深腔處開設排氣塞,採用鑲拼形式增加排氣。
7、塗料用量薄而均勻,燃盡後填充,採用發氣量小的塗料。
8、爐料必須處理干凈、乾燥,嚴格遵守熔煉工藝。
9、調整壓射速度,慢壓射速度和快壓射速度的轉換點。
10、降低澆注溫度,增加比壓。 其他名稱:縮眼、縮空。特徵:壓鑄件在冷凝過程中,由於內部補償不足所造成的形狀不規則,表面較粗糙的孔洞。產生原因1、合金澆注溫度過高。
2、鑄件結構壁厚不均勻,產生熱節。
3、比壓太低。
4、溢流槽容量不夠,溢口太薄。
5、壓室充滿度太小,余料(料餅)太薄,最終補縮起不到作用。
6、內澆口較小。
7、模具的局部溫度偏高。
排除措施
1、遵守合金熔煉規范,合金液過熱時間太長,降低澆注溫度。
2、改進鑄件結構,消除金屬積聚部位,均勻壁厚,緩慢過渡。
3、適當提高比壓。
4、加大溢流槽容量,增厚溢流口。
5、提高壓室充滿度,採用定量澆注。
6、適當改善澆注系統,以利壓力很好地傳遞。 特徵:鑄件表面上呈現的光滑條紋,肉眼可見,但用手感覺不出的,顏色不同於基體金屬的紋絡,用0#砂布 稍擦幾下即可去除。產生原因1、填充速度太快。
2、塗料用量太多。
3、模具溫度偏低。
排除措施
1、盡可能降低壓射速度。
2、塗料用量薄而均勻。
3、提高模具溫度。 特徵:鑄件上合金基體被破壞或斷開形成細絲狀的縫隙,有穿透的和不穿透的兩種,有發展的趨勢。裂紋可分為冷裂紋和熱裂紋兩種,它們的主要區別是:冷裂紋鑄件開裂處金屬未被氧化,熱裂紋鑄件開裂處 金屬被氧化。
產生原因1、鑄件結構不合理,收縮受到阻礙,鑄件圓角太小。
2、抽芯及頂出裝置在工作中發生偏斜,受力不均勻。
3、模具溫度低。
4、開模及抽芯時間太遲。
5、選用合金不當或有害雜質過高,使合金塑性下降。鋅合金:鉛、錫、鎘、鐵偏高鋁合金:鋅、銅、鐵偏高 銅合金:鋅、硅偏高鎂合金:鋁、硅、鐵偏高
排除措施
1、改進鑄件結構,減少壁厚差,增大鑄造圓角。
2、修正模具結構。
3、提高模具工作溫度。
4、縮短開模及抽芯時間。
5、嚴格控制有害雜質,調整合金成份,遵守合金熔煉規范或重新選擇合金牌號。 其他名稱:澆不足、輪廓不清、邊角殘缺。特徵:金屬液未充滿型腔,鑄件上出現填充不完整的部位。產生原因1、合金流動不良引起:
(1)、金屬液含氣量高,氧化嚴重,以致流動性下降。
(2)、合金澆注溫度及模具溫度過低。
(3)、內澆口速度過低。
(4)、蓄能器內氮氣壓力不足。
(5)、壓室充滿度低。
(6)、鑄件壁太薄或厚薄懸殊等設計不當。
2、澆注系統不良引起:
(1)、澆口位置、導流方式、內澆口股數選擇不當。
(2)、內澆口截面積太小。
3、排氣條件不良引起:
(1)、排氣不暢。
(2)、塗料過多,未被烘乾燃盡。
(3)、模具溫度過高,型腔內氣體壓力較高,不易排出。
排除措施
1、改善合金的流動性:
(1)、採用正確的熔煉工藝,排除氣體及非金屬夾雜物。
(2)、適當提高合金澆注溫度和模具溫度。
(3)、提高壓射速度。
(4)、補充氮氣,提高有效壓力。
(5)、採用定量澆注。
(6)、改進鑄件結構,適當調整壁厚。
2、改進澆注系統:
(1)、正確選擇澆口位置和導流方式,對非良形狀鑄件及大鑄件採用多股內澆口為有利。
(2)、增大內澆口截面積或提高壓射速度。
3、改善排氣條件:
(1)、增設溢流槽和排氣道,深凹型腔處可開設通氣塞。
(2)、塗料使用薄而均勻,吹乾燃盡後合模。
(3)、降低模具溫度至工作溫度。 其他名稱:推桿印痕、鑲塊或活動塊拼接印痕。特徵:鑄件表面由於模具型腔磕碰及推桿、鑲塊、活動塊等零件拼接所留下的凸出和凹下的痕跡。產生原因1、推桿調整不齊或端部磨損。
2、模具型腔、滑塊拼接部分和其活動部分配合欠佳。
3、推桿面積太小。
排除措施
1、調整推桿至正確位置。
2、緊固鑲塊或其他活動部分,消除不應有的凹凸部分。
3、加大推桿面積或增加個數。 其他名稱:網狀痕跡、網狀花紋、龜裂毛刺。特徵:由於模具型腔表面產生熱疲勞而形成的鑄件表面上的網狀凸起痕跡和金屬刺。產生原因1、模具型腔表面龜裂造成的痕跡,內澆口區域附近的熱傳導最集中,摩擦阻力最大,經受熔融金屬的沖蝕最 強,冷熱交變最劇,最易產生熱裂,形成龜裂。
2、模具材料不當或熱處理工藝不正確。
3、模具冷熱溫差變化大。
4、合金液澆注溫度過高,模具預熱不夠。
5、模具型腔表面粗糙度Ra太大。
6、金屬流速過高及正面沖刷型壁。
排除措施
1、正確選用模具材料及合理的熱處理工藝。
2、模具在壓鑄前必須預熱到工作溫度范圍。
3、盡可能降低合金澆注溫度。
4、提高模具型腔表面質量,降低Ra數值。
5、鑲塊定期退火,消除應力。
6、正確設計澆注系統,在滿足成型良好的條件下,盡可能用較小的壓射速度。 其他名稱:油斑、黑色斑點。特徵:鑄件表面上呈現的不同於基體金屬的斑點,一般由塗料碳化物形成。產生原因1、塗料不純或用量過多。
2、塗料中含石墨過多。
排除措施
1、塗料使用應薄而均勻,不能堆積,要用壓縮空氣吹散。
2、減少塗料中的石墨含量或選用無石墨水基塗料。 特徵:充型過程中由於模具溫度或合金液溫度太低,在近似於欠壓條件下鑄件表面形成的細小麻點狀分布區 域。產生原因1、填充時金屬分散成密集液滴,高速撞擊型壁。
2、內澆口厚度偏小。
排除措施
1、正確設計澆注系統,避免金屬液產生噴濺,改善排氣條件,避免液流捲入過多氣體,降低內澆口速度並提 高模具溫度。
2、適當調整內澆口厚度。 其他名稱:披縫。特徵:鑄件邊緣上出現的金屬薄片。產生原因1、壓射前機器的鎖模力調整不佳。
2、模具及滑塊損壞,閉鎖元件失效。
3、模具鑲塊及滑塊磨損。
4、模具強度不夠造成變形。
5、分型面上雜物未清理干凈
6、投影面積計算不正確,超過鎖模力。
7、壓射速度過高,形成壓力沖擊峰過高。
排除措施
1、檢查合模力或增壓情況,調整壓射增壓機構,使壓射增壓峰值降低。
2、檢查模具滑塊損壞程度並修整,確保閉鎖元件起到作用。
3、檢查磨損情況並修復。
4、正確計算模具強度。
5、清除分型面上的雜物。
6、正確計算調整鎖模力。
7、適當調整壓射速度。 其他名稱:隔皮。特徵:鑄件上局部存在有明顯的金屬層次。產生原因1、模具剛性不夠,在金屬液填充過程中,模板產生抖動。
2、壓室沖頭與壓室配合不好,在壓射中前進速度不平穩。
3、澆注系統設計不當。
排除措施
1、加強模具剛度,緊固模具部件。
2、調整壓射沖頭與壓室,保證配合良好。
3、合理設計內澆口。 特徵:鑄件表層上呈現鬆散不緊實的宏觀組織。產生原因1、模具溫度過低。
2、合金澆注溫度過低。
3、比壓小。
4、塗料過多。
排除措施
1、提高模具溫度至工作溫度。
2、適當提高合金澆注溫度。
3、提高比壓。
4、塗料薄而均勻。 其他名稱:錯縫。特徵:鑄件的一部分與另一部分在分型面上錯開,發生相對位移(對螺紋稱錯扣)。產生原因1、模具鑲塊位移。
2、模具導向件磨損。
3、兩半模的鑲塊製造誤差。
排除措施
1、調整鑲塊,加以緊固。
2、更換導柱導套。
3、進行修整,消除誤差。 其他名稱:扭曲、翹曲。特徵:鑄件的幾何形狀與設計要求不符的整體變形。產生原因1、鑄件結構設計不良,引起不均勻的收縮。
2、開模過早,鑄件剛性不夠。
3、鑄造斜度太小。
4、取置鑄件的操作不當。
5、推桿位置布置不當。
排除措施
1、改進鑄件結構,使壁厚均勻。
2、確定最佳開模時間,加強鑄件剛性。
3、放大鑄造斜度。
4、取放鑄件應小心,輕取輕放。
5、鑄件的堆放應用專用箱,去除澆口方法應恰當。
6、有的變形鑄件可經整形消除。 特徵:鑄件表面因碰擊而造成的傷痕。產生原因1、去澆口、清理、校正和搬運流轉過程中不小心碰傷。
排除措施
1、清理鑄件要小心,存放及運輸鑄件,不應堆疊或互相碰擊,採用專用存放運輸運輸箱。 其他名稱:氧化夾雜、夾渣。特徵:鑄件基體內存在有硬度高於金屬基體的細小質點或塊狀物,使加工困難,刀具磨損嚴重,加工後鑄件 上常常顯示出不同亮度的硬質點。產生原因合金中混入或析出比基體金屬硬的金屬或非金屬物質,如AL2O3及游離硅等。
1、氧化鋁(AL2O3)。
(1)、鋁合金未精練好。
(2)、澆注時混入了氧化物。
2、由鋁、鐵、錳、硅組成的復雜化合物,主要上由MnAL3在熔池較冷處形成,然後以MnAL3為核心使Fe析出, 又有硅等參加反應形成化合物。
3、游離硅混入物
(1)、鋁硅合金含硅量高。
(2)、鋁硅合金在半液態澆注,存在了游離硅。
排除措施
1、熔煉時要減少不必要的攪動和過熱,保持合金液的純凈,鋁合金液長期在爐內保溫時,應周期性精煉去 氣。
2、鋁合金中含有鈦、錳、鐵等組元時,應勿使偏析並保持潔凈,用乾燥的精煉劑精煉,但在鋁合金含有鎂 時,要注意補償。
3、鋁合金中含銅、鐵量多時,應使含硅量降低到10.5%以下,適當提高澆注溫度以先使硅析出。 特徵:鑄件基本金屬晶粒過於粗大或細小,使鑄件易斷裂或碰碎。產生原因1、合金液過熱過大或保溫時間過長。
2、激烈過冷,結晶過細。
3、鋁合金中雜質鋅、鐵等含量太多。
4、鋁合金中含銅量超出規定范圍。
排除措施
1、合金不宜過熱,避免合金長時間保溫。
2、提高模具溫度,降低澆注溫度。
3、嚴格控制合金化學成分。
4、保持坩堝塗料層完整良好。 特徵:壓鑄件經試驗產生漏水、漏氣或滲水。產生原因1、壓力不足。
2、澆注系統設計不合理或鑄件結構不合理。
3、合金選擇不當。
4、排氣不良。
排除措施
1、提高比壓。
2、改進澆注系統和排氣系統。
3、選用良好合金。
4、盡量避免加工。
5、鑄件進行浸漬處理。 特徵:經化學分析,鑄件合金元素不符要求或雜質太多。產生原因1、配料不正確。
2、原材料及回爐料未加分析即行投入使用。
排除措施
1、爐料應經化學分析後才能配用。
2、爐料應嚴格管理,新舊料要按一定比例配用。
3、嚴格遵守熔煉工藝。
4、熔煉工具應刷塗料。 特徵:鑄件合金的機械強度、延伸率低於要求標准。產生原因1、合金化學成分不符標准。
2、鑄件內部有氣孔、縮孔、夾渣等。
3、對試樣處理方法不對等。
4、鑄件結構不合理,限制了鑄件達到標准。
5、熔煉工藝不當。
排除措施
1、配料熔化要嚴格控制化學成分及雜質含量。
2、嚴格遵守熔煉工藝。
3、按要求做試樣,在生產中要定期對鑄件進行工藝性試驗。
4、嚴格控制合金熔煉溫度和澆注溫度,盡量消除合金形成氧化物的各種因素。
4. 水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管可以用來輸送飲用水嗎
既然最裡面是誰是鑄鐵球墨鑄鐵管當然可以用來輸送飲水的。過去的球墨鑄鐵管都是疏鬆水用的。應該可以用,沒有問題。
5. 根據不同的生產條件,對砂箱的設計、製造、使用有什麼要求
第四章 砂箱與儲砂斗的設計 第一節 砂箱的設計 4.1.1 消失模鑄造砂箱 消失模鑄造用砂箱在消失模鑄造過程起著非常重要的一環。箱體採用鋼板、槽鋼、不銹鋼網及柵條等組合成形外觀大方經久耐用。 砂箱是消失模鑄造生產中的關鍵設備根據不同用途分為復雜砂箱和簡易砂箱等。復雜砂箱能使鑄件在砂箱內抽真空時達成最合理的負壓場使澆注的滿箱鑄件成型良好沒有缺陷。對於一些形狀簡單澆注時負壓場的均勻度要求不高的鑄件可以採用簡易砂箱。 消失模鑄造用砂箱里層要求透氣要好外層要求密封要好特殊的要求使得它的結構非常復雜製作麻煩只要有地方稍微馬虎生產的砂箱投入生產後生產的鑄件會產生各種各樣的問題比如塌箱氣孔縮松等等所以砂箱也是消失模鑄造設備中關鍵的設備之一。 砂箱根據大、中、小型鑄件的生產有所不同適合多模型組合一個優秀的砂箱可以提高鑄件成品率提高了生產效率降低鑄件製造成本。 4.1.2 砂箱的設計 4.1 負壓砂箱簡圖 一、消失模鑄造用砂箱的技術要求 1 砂箱應有足夠的強度和剛度防止振動和運輸過程變形避免導致模樣變形 2 砂箱結構有利於均勻排氣 3 負壓砂箱密封要好焊裝完的砂箱應在0.3MPa下三分鍾不漏氣 4 砂箱要有一定的通用性以減少砂箱數量。 二、砂箱的種類 根據真空室的有無稍失模砂箱可分為普通砂箱和負壓砂箱兩種根據真空室位置的不同負壓砂箱又可分為底抽式、側抽式和混便式負壓砂箱三種。 底抽式砂箱結構簡單製造容易維修方便。但鑄型真空度分布沿高度方向有一梯度底部真空度高上部真空度低。 側抽式砂箱的抽氣室設置在砂箱的側壁其內部鑄造模具真空度沿鑄型橫向有一定的真空梯度。 混合式真空砂箱兼有以上兩種方式的抽氣方式。此種砂箱內部真空度分布均勻效果好。 三、砂箱的結構設計 圖4.1為一混合式生產線用負壓砂箱。由圖可知砂箱由箱體、抽氣室管、起吊或運送機構與振動台定位機構等組成採用58mm厚的鋼板焊接而戰用槽鋼或角鋼加強。 砂箱外形為長方形。一般而言長方形砂粘的空間利用率較高圓形稍差。 砂箱尺寸一般應根據使用條件及生產的鑄件種類及批量綜合考慮原則上應保證模型簇各面吃砂量不小於100mm。對於單件大批量流水線生產砂箱尺寸應保持最小以便最大程度地減少砂子用量、緊實所需的能量以及填砂和緊實操 作循環時間等以提高生產效率。對於批量較小而產品品種較多的生產情況其砂箱一般盡可能大以保證其通用性. 圖4.1中砂箱尺寸選擇為1100×900×700 實際可裝砂約為0.5立方米砂箱內設有放滑砂裝置保證了型砂進入砂箱後能相對穩定而提高了鑄造精度保證了鑄件的尺寸更加精確。砂箱的兩側以及下地面壁內設有放置鋼絲過濾網的槽防止進去的鋼絲網可以隔離砂箱內的砂和內側的抽真空通道保證了負壓鑄造的可行性。 四、所設計的負壓砂箱的特點 1、箱體採用鋼板、槽鋼、不銹鋼網及柵條等組合成形外觀大方經久耐用。 2、該負壓砂箱製造出的鑄件輪廓清晰表面光潔尺寸精確既適於澆注厚壁鑄件更適於澆注薄壁鑄件有些小直徑的孔眼也能直接鑄出。 3、內在質量較好砂處理簡化鑄件落砂方便操作簡單生產率高。
6. 鑄造工廠設計中,怎樣理解物料輸送是紐帶
鑄造是比較經濟的毛坯成形方法,對於形狀復雜的零件更能顯示出它的經濟性。
如汽車發動機的缸體和缸蓋,船舶螺旋槳以及精緻的藝術品等。有些難以切削的零件 ,如燃汽輪機的鎳基合金零件不用鑄造方法無法成形。 另外,鑄造的零件尺寸和重量的適應
7. 機械設計課程設計---設計盤磨機傳動裝置!!!
我也在做這個題也 老兄
我只能提供樣本給你哈 具體的還是得靠你自己啦
目 錄
一 課程設計書 2
二 設計要求 2
三 設計步驟 2
1. 傳動裝置總體設計方案 3
2. 電動機的選擇 4
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數 5
6. 齒輪的設計 8
7. 滾動軸承和傳動軸的設計 19
8. 鍵聯接設計 26
9. 箱體結構的設計 27
10.潤滑密封設計 30
11.聯軸器設計 30
四 設計小結 31
五 參考資料 32
一. 課程設計書
設計課題:
設計一用於帶式運輸機上的兩級齒輪減速器.運輸機連續單向運轉,載荷有輕微沖擊,工作環境多塵,通風良好,空載起動,捲筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滾筒轉速容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。
參數:
皮帶有效拉力F(KN) 3.2
皮帶運行速度V(m/s) 1.4
滾筒直徑D(mm) 400
二. 設計要求
1.減速器裝配圖1張(0號)。
2.零件工作圖2-3張(A2)。
3.設計計算說明書1份。
三. 設計步驟
1. 傳動裝置總體設計方案
2. 電動機的選擇
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數
5. 齒輪的設計
6. 滾動軸承和傳動軸的設計
7. 鍵聯接設計
8. 箱體結構設計
9. 潤滑密封設計
10. 聯軸器設計
1.傳動裝置總體設計方案:
1. 組成:傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點:齒輪相對於軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,
要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案:考慮到電機轉速高,傳動功率大,將V帶設置在高速級。
其傳動方案如下:
圖一:(傳動裝置總體設計圖)
初步確定傳動系統總體方案如:傳動裝置總體設計圖所示。
選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器。
傳動裝置的總效率
為V帶的傳動效率, 為軸承的效率,
為對齒輪傳動的效率,(齒輪為7級精度,油脂潤滑)
為聯軸器的效率, 為滾筒的效率
因是薄壁防護罩,採用開式效率計算。
取 =0.96 =0.98 =0.95 =0.99 =0.96
=0.96× × ×0.99×0.96=0.760;
2.電動機的選擇
電動機所需工作功率為: P =P/η =3200×1.4/1000×0.760=3.40kW
滾筒軸工作轉速為n= = =66.88r/min,
經查表按推薦的傳動比合理范圍,V帶傳動的傳動比i =2~4,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i =8~40,
則總傳動比合理范圍為i =16~160,電動機轉速的可選范圍為n =i ×n=(16~160)×66.88=1070.08~10700.8r/min。
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,
選定型號為Y112M—4的三相非同步電動機,額定功率為4.0
額定電流8.8A,滿載轉速 1440 r/min,同步轉速1500r/min。
方案 電動機型號 額定功 率
P
kw 電動機轉速
電動機重量
N 參考價格
元 傳動裝置的傳動比
同步轉速 滿載轉速 總傳動 比 V帶傳 動 減速器
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90
3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
(1)總傳動比
由選定的電動機滿載轉速n 和工作機主動軸轉速n,可得傳動裝置總傳動比為 =n /n=1440/66.88=17.05
(2)分配傳動裝置傳動比
= ×
式中 分別為帶傳動和減速器的傳動比。
為使V帶傳動外廓尺寸不致過大,初步取 =2.3(實際的傳動比要在設計V帶傳動時,由所選大、小帶輪的標準直徑之比計算),則減速器傳動比為
= =17.05/2.3=7.41
根據展開式布置,考慮潤滑條件,為使兩級大齒輪直徑相近,查圖得高速級傳動比為 =3.24,則 = =2.29
4.計算傳動裝置的運動和動力參數
(1) 各軸轉速
= =1440/2.3=626.09r/min
= =626.09/3.24=193.24r/min
= / =193.24/2.29=84.38 r/min
= =84.38 r/min
(2) 各軸輸入功率
= × =3.40×0.96=3.26kW
= ×η2× =3.26×0.98×0.95=3.04kW
= ×η2× =3.04×0.98×0.95=2.83kW
= ×η2×η4=2.83×0.98×0.99=2.75kW
則各軸的輸出功率:
= ×0.98=3.26×0.98=3.19 kW
= ×0.98=3.04×0.98=2.98 kW
= ×0.98=2.83×0.98=2.77kW
= ×0.98=2.75×0.98=2.70 kW
(3) 各軸輸入轉矩
= × × N•m
電動機軸的輸出轉矩 =9550 =9550×3.40/1440=22.55 N•m
所以: = × × =22.55×2.3×0.96=49.79 N•m
= × × × =49.79×3.24×0.96×0.98=151.77 N•m
= × × × =151.77×2.29×0.98×0.95=326.98N•m
= × × =326.98×0.95×0.99=307.52 N•m
輸出轉矩: = ×0.98=49.79×0.98=48.79 N•m
= ×0.98=151.77×0.98=148.73 N•m
= ×0.98=326.98×0.98=320.44N•m
= ×0.98=307.52×0.98=301.37 N•m
運動和動力參數結果如下表
軸名 功率P KW 轉矩T Nm 轉速r/min
輸入 輸出 輸入 輸出
電動機軸 3.40 22.55 1440
1軸 3.26 3.19 49.79 48.79 626.09
2軸 3.04 2.98 151.77 148.73 193.24
3軸 2.83 2.77 326.98 320.44 84.38
4軸 2.75 2.70 307.52 301.37 84.38
5.齒輪的設計
(一)高速級齒輪傳動的設計計算
1. 齒輪材料,熱處理及精度
考慮此減速器的功率及現場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪
(1)齒輪材料及熱處理
① 材料:高速級小齒輪選用45#鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =24
高速級大齒輪選用45#鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS Z = ×Z =3.24×24=77.76 取Z =78.
② 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
2.初步設計齒輪傳動的主要尺寸
按齒面接觸強度設計
確定各參數的值:
①試選 =1.6
查課本 圖10-30 選取區域系數 Z =2.433
由課本 圖10-26
則
②由課本 公式10-13計算應力值環數
N =60n j =60×626.09×1×(2×8×300×8)
=1.4425×10 h
N = =4.45×10 h #(3.25為齒數比,即3.25= )
③查課本 10-19圖得:K =0.93 K =0.96
④齒輪的疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,應用 公式10-12得:
[ ] = =0.93×550=511.5
[ ] = =0.96×450=432
許用接觸應力
⑤查課本由 表10-6得: =189.8MP
由 表10-7得: =1
T=95.5×10 × =95.5×10 ×3.19/626.09
=4.86×10 N.m
3.設計計算
①小齒輪的分度圓直徑d
=
②計算圓周速度
③計算齒寬b和模數
計算齒寬b
b= =49.53mm
計算摸數m
初選螺旋角 =14
=
④計算齒寬與高之比
齒高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
= =11.01
⑤計算縱向重合度
=0.318 =1.903
⑥計算載荷系數K
使用系數 =1
根據 ,7級精度, 查課本由 表10-8得
動載系數K =1.07,
查課本由 表10-4得K 的計算公式:
K = +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6 1) ×1+0.23×10 ×49.53=1.42
查課本由 表10-13得: K =1.35
查課本由 表10-3 得: K = =1.2
故載荷系數:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.42=1.82
⑦按實際載荷系數校正所算得的分度圓直徑
d =d =49.53× =51.73
⑧計算模數
=
4. 齒根彎曲疲勞強度設計
由彎曲強度的設計公式
≥
⑴ 確定公式內各計算數值
① 小齒輪傳遞的轉矩 =48.6kN•m
確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =24,z =i z =3.24×24=77.76
傳動比誤差 i=u=z / z =78/24=3.25
Δi=0.032% 5%,允許
② 計算當量齒數
z =z /cos =24/ cos 14 =26.27
z =z /cos =78/ cos 14 =85.43
③ 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
④ 初選螺旋角
初定螺旋角 =14
⑤ 載荷系數K
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.35=1.73
⑥ 查取齒形系數Y 和應力校正系數Y
查課本由 表10-5得:
齒形系數Y =2.592 Y =2.211
應力校正系數Y =1.596 Y =1.774
⑦ 重合度系數Y
端面重合度近似為 =[1.88-3.2×( )] =[1.88-3.2×(1/24+1/78)]×cos14 =1.655
=arctg(tg /cos )=arctg(tg20 /cos14 )=20.64690
=14.07609
因為 = /cos ,則重合度系數為Y =0.25+0.75 cos / =0.673
⑧ 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =1.825,
Y =1- =0.78
⑨ 計算大小齒輪的
安全系數由表查得S =1.25
工作壽命兩班制,8年,每年工作300天
小齒輪應力循環次數N1=60nkt =60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10
大齒輪應力循環次數N2=N1/u=6.255×10 /3.24=1.9305×10
查課本由 表10-20c得到彎曲疲勞強度極限
小齒輪 大齒輪
查課本由 表10-18得彎曲疲勞壽命系數:
K =0.86 K =0.93
取彎曲疲勞安全系數 S=1.4
[ ] =
[ ] =
大齒輪的數值大.選用.
⑵ 設計計算
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =51.73 來計算應有的齒數.於是由:
z = =25.097 取z =25
那麼z =3.24×25=81
② 幾何尺寸計算
計算中心距 a= = =109.25
將中心距圓整為110
按圓整後的中心距修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正.
計算大.小齒輪的分度圓直徑
d = =51.53
d = =166.97
計算齒輪寬度
B=
圓整的
(二) 低速級齒輪傳動的設計計算
⑴ 材料:低速級小齒輪選用45鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =30
速級大齒輪選用45鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS z =2.33×30=69.9 圓整取z =70.
⑵ 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
⑶ 按齒面接觸強度設計
1. 確定公式內的各計算數值
①試選K =1.6
②查課本由 圖10-30選取區域系數Z =2.45
③試選 ,查課本由 圖10-26查得
=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71
應力循環次數
N =60×n ×j×L =60×193.24×1×(2×8×300×8)
=4.45×10
N = 1.91×10
由課本 圖10-19查得接觸疲勞壽命系數
K =0.94 K = 0.97
查課本由 圖10-21d
按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ,
大齒輪的接觸疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,則接觸疲勞許用應力
[ ] = =
[ ] = =0.98×550/1=517
[ 540.5
查課本由 表10-6查材料的彈性影響系數Z =189.8MP
選取齒寬系數
T=95.5×10 × =95.5×10 ×2.90/193.24
=14.33×10 N.m
=65.71
2. 計算圓周速度
0.665
3. 計算齒寬
b= d =1×65.71=65.71
4. 計算齒寬與齒高之比
模數 m =
齒高 h=2.25×m =2.25×2.142=5.4621
=65.71/5.4621=12.03
5. 計算縱向重合度
6. 計算載荷系數K
K =1.12+0.18(1+0.6 +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23×10 ×65.71=1.4231
使用系數K =1
同高速齒輪的設計,查表選取各數值
=1.04 K =1.35 K =K =1.2
故載荷系數
K= =1×1.04×1.2×1.4231=1.776
7. 按實際載荷系數校正所算的分度圓直徑
d =d =65.71×
計算模數
3. 按齒根彎曲強度設計
m≥
一確定公式內各計算數值
(1) 計算小齒輪傳遞的轉矩 =143.3kN•m
(2) 確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =30,z =i ×z =2.33×30=69.9
傳動比誤差 i=u=z / z =69.9/30=2.33
Δi=0.032% 5%,允許
(3) 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
(4) 初選螺旋角
初定螺旋角 =12
(5) 載荷系數K
K=K K K K =1×1.04×1.2×1.35=1.6848
(6) 當量齒數
z =z /cos =30/ cos 12 =32.056
z =z /cos =70/ cos 12 =74.797
由課本 表10-5查得齒形系數Y 和應力修正系數Y
(7) 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =2.03
Y =1- =0.797
(8) 計算大小齒輪的
查課本由 圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限
查課本由 圖10-18得彎曲疲勞壽命系數
K =0.90 K =0.93 S=1.4
[ ] =
[ ] =
計算大小齒輪的 ,並加以比較
大齒輪的數值大,選用大齒輪的尺寸設計計算.
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =3mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =72.91 來計算應有的齒數.
z = =27.77 取z =30
z =2.33×30=69.9 取z =70
② 初算主要尺寸
計算中心距 a= = =102.234
將中心距圓整為103
修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正
分度圓直徑
d = =61.34
d = =143.12
計算齒輪寬度
圓整後取
低速級大齒輪如上圖:
齒輪各設計參數附表
1. 各軸轉速n
(r/min)
(r/min)
(r/min)
(r/min)
626.09 193.24 84.38 84.38
2. 各軸輸入功率 P
(kw)
(kw)
(kw)
(kw)
3.26 3.04 2.83 2.75
3. 各軸輸入轉矩 T
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
49.79 151.77 326.98 307.52
6.傳動軸承和傳動軸的設計
1. 傳動軸承的設計
⑴. 求輸出軸上的功率P ,轉速 ,轉矩
P =2.83KW =84.38r/min
=326.98N.m
⑵. 求作用在齒輪上的力
已知低速級大齒輪的分度圓直徑為
=143.21
而 F =
F = F
F = F tan =4348.16×0.246734=1072.84N
圓周力F ,徑向力F 及軸向力F 的方向如圖示:
⑶. 初步確定軸的最小直徑
先按課本15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調質處理,根據課本 取
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處的直徑 ,為了使所選的軸與聯軸器吻合,故需同時選取聯軸器的型號
查課本 ,選取
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm,半聯軸器的孔徑
⑷. 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
① 為了滿足半聯軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直徑 ;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑 半聯軸器與 為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸端上, 故Ⅰ-Ⅱ的長度應比 略短一些,現取
② 初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求並根據 ,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組 標准精度級的單列角接觸球軸承7010C型.
D B
軸承代號
45 85 19 58.8 73.2 7209AC
45 85 19 60.5 70.2 7209B
45 100 25 66.0 80.0 7309B
50 80 16 59.2 70.9 7010C
50 80 16 59.2 70.9 7010AC
50 90 20 62.4 77.7 7210C
2. 從動軸的設計
對於選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的 ,故 ;而 .
右端滾動軸承採用軸肩進行軸向定位.由手冊上查得7010C型軸承定位軸肩高度 mm,
③ 取安裝齒輪處的軸段 ;齒輪的右端與左軸承之間採用套筒定位.已知齒輪 的寬度為75mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短於輪轂寬度,故取 . 齒輪的左端採用軸肩定位,軸肩高3.5,取 .軸環寬度 ,取b=8mm.
④ 軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結構設計而定) .根據軸承端蓋的裝拆及便於對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離 ,故取 .
⑤ 取齒輪距箱體內壁之距離a=16 ,兩圓柱齒輪間的距離c=20 .考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應距箱體內壁一段距離 s,取s=8 ,已知滾動軸承寬度T=16 ,
高速齒輪輪轂長L=50 ,則
至此,已初步確定了軸的各端直徑和長度.
5. 求軸上的載荷
首先根據結構圖作出軸的計算簡圖, 確定頂軸承的支點位置時,
查《機械設計手冊》20-149表20.6-7.
對於7010C型的角接觸球軸承,a=16.7mm,因此,做為簡支梁的軸的支承跨距.
傳動軸總體設計結構圖:
(從動軸)
(中間軸)
(主動軸)
從動軸的載荷分析圖:
6. 按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度
根據
= =
前已選軸材料為45鋼,調質處理。
查表15-1得[ ]=60MP
〈 [ ] 此軸合理安全
7. 精確校核軸的疲勞強度.
⑴. 判斷危險截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B無需校核.從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看,截面Ⅵ和Ⅶ處過盈配合引起的應力集中最嚴重,從受載來看,截面C上的應力最大.截面Ⅵ的應力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必做強度校核.截面C上雖然應力最大,但是應力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應力集中較系數比過盈配合的小,因而,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側需驗證即可.
⑵. 截面Ⅶ左側。
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅶ的右側的彎矩M為
截面Ⅳ上的扭矩 為 =311.35
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= =
軸的材料為45鋼。調質處理。
由課本 表15-1查得:
因
經插入後得
2.0 =1.31
軸性系數為
=0.85
K =1+ =1.82
K =1+ ( -1)=1.26
所以
綜合系數為: K =2.8
K =1.62
碳鋼的特性系數 取0.1
取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
截面Ⅳ右側
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅳ左側的彎矩M為 M=133560
截面Ⅳ上的扭矩 為 =295
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= = K =
K =
所以
綜合系數為:
K =2.8 K =1.62
碳鋼的特性系數
取0.1 取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
8.鍵的設計和計算
①選擇鍵聯接的類型和尺寸
一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求,應用平鍵.
根據 d =55 d =65
查表6-1取: 鍵寬 b =16 h =10 =36
b =20 h =12 =50
②校和鍵聯接的強度
查表6-2得 [ ]=110MP
工作長度 36-16=20
50-20=30
③鍵與輪轂鍵槽的接觸高度
K =0.5 h =5
K =0.5 h =6
由式(6-1)得:
<[ ]
<[ ]
兩者都合適
取鍵標記為:
鍵2:16×36 A GB/T1096-1979
鍵3:20×50 A GB/T1096-1979
9.箱體結構的設計
減速器的箱體採用鑄造(HT200)製成,採用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量,
大端蓋分機體採用 配合.
1. 機體有足夠的剛度
在機體為加肋,外輪廓為長方形,增強了軸承座剛度
2. 考慮到機體內零件的潤滑,密封散熱。
因其傳動件速度小於12m/s,故採用侵油潤油,同時為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂到油池底面的距離H為40mm
為保證機蓋與機座連接處密封,聯接凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗糙度為
3. 機體結構有良好的工藝性.
鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3。機體外型簡單,拔模方便.
4. 對附件設計
A 視孔蓋和窺視孔
在機蓋頂部開有窺視孔,能看到 傳動零件齒合區的位置,並有足夠的空間,以便於能伸入進行操作,窺視孔有蓋板,機體上開窺視孔與凸緣一塊,有便於機械加工出支承蓋板的表面並用墊片加強密封,蓋板用鑄鐵製成,用M6緊固
B 油螺塞:
放油孔位於油池最底處,並安排在減速器不與其他部件靠近的一側,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機體外壁應凸起一塊,由機械加工成螺塞頭部的支承面,並加封油圈加以密封。
C 油標:
油標位在便於觀察減速器油麵及油麵穩定之處。
油尺安置的部位不能太低,以防油進入油尺座孔而溢出.
D 通氣孔:
由於減速器運轉時,機體內溫度升高,氣壓增大,為便於排氣,在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達到體內為壓力平衡.
E 蓋螺釘:
啟蓋螺釘上的螺紋長度要大於機蓋聯結凸緣的厚度。
釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋.
F 位銷:
為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機體聯結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度.
G 吊鉤:
在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環,用以起吊或搬運較重的物體.
減速器機體結構尺寸如下:
名稱 符號 計算公式 結果
箱座壁厚
10
箱蓋壁厚
9
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
15
箱座底凸緣厚度
25
地腳螺釘直徑
M24
地腳螺釘數目
查手冊 6
軸承旁聯接螺栓直徑
M12
機蓋與機座聯接螺栓直徑
=(0.5~0.6)
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=(0.4~0.5)
10
視孔蓋螺釘直徑
=(0.3~0.4)
8
定位銷直徑
=(0.7~0.8)
8
, , 至外機壁距離
查機械課程設計指導書表4 34
22
18
, 至凸緣邊緣距離
查機械課程設計指導書表4 28
16
外機壁至軸承座端面距離
= + +(8~12)
50
大齒輪頂圓與內機壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內機壁距離
>
10
機蓋,機座肋厚
9 8.5
軸承端蓋外徑
+(5~5.5)
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
軸承旁聯結螺栓距離
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
10. 潤滑密封設計
對於二級圓柱齒輪減速器,因為傳動裝置屬於輕型的,且傳速較低,所以其速度遠遠小於 ,所以採用脂潤滑,箱體內選用SH0357-92中的50號潤滑,裝至規定高度.
油的深度為H+
H=30 =34
所以H+ =30+34=64
其中油的粘度大,化學合成油,潤滑效果好。
密封性來講為了保證機蓋與機座聯接處密封,聯接
凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗度應為
密封的表面要經過刮研。而且,凸緣聯接螺柱之間的距離不宜太
大,國150mm。並勻均布置,保證部分面處的密封性。
11.聯軸器設計
1.類型選擇.
為了隔離振動和沖擊,選用彈性套柱銷聯軸器.
2.載荷計算.
公稱轉矩:T=9550 9550 333.5
查課本 ,選取
所以轉矩
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm