光敏樹(shù)脂固化成型機(jī)起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[帶圖紙]

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　闡述了快速成型技術(shù)的加工過(guò)程，突破了傳統(tǒng)的加工方法上的許多限制，在主要的幾種快速成型工藝方法中，光固化成型法已成為當(dāng)今研究發(fā)展最成熟、應(yīng)用最為廣泛的RP典型技術(shù)。光固化快速成型以光敏樹(shù)脂為原料，計(jì)算機(jī)控制紫外激光按零件的各分層截面信息在光敏樹(shù)脂表面進(jìn)行逐行掃描，使被掃描區(qū)域的樹(shù)脂薄層 光聚合反應(yīng)而固化，形成零件的一個(gè)薄層。文

2、中設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)借鑒了螺旋起升機(jī)的工作原理。</p><p>　　螺旋傳動(dòng)起升機(jī)基本原理是利用電機(jī)，通過(guò)減速器減速后，帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)化為絲桿的軸向運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)物體上升。主要內(nèi)容如下：對(duì)光固化快速成型系統(tǒng)控制原理進(jìn)行了研究；設(shè)計(jì)起升機(jī)構(gòu)；選擇電動(dòng)機(jī)；設(shè)計(jì)減速機(jī)構(gòu)；控制電路的設(shè)計(jì)；簡(jiǎn)要闡述在流水線(xiàn)作業(yè)中，螺旋傳動(dòng)原理等。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 光固化快速成型；電動(dòng)；螺旋傳動(dòng)<

3、/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Expounds the machining process of the rapid prototyping technology, break through the traditional processing method many of the restrictions on, in a f

4、ew of the main rapid prototyping technology method, uv-curable ChengXingFa has become the research and development the most mature, most widely used RP typical technology. Light curing photosensitive resin in rapid proto

5、typing as raw materials, computer control laser by part of ultraviolet each layered section information in lightsensitive resins </p><p>　　And the basic principle is that the motor drives the rotary nut thro

6、ugh the deceleration agencies, screw into the axial campaign, and then lift the objects .The main contents as follows: research the principle of spiral jack and the principles and methods of the spiral lifting, design th

7、e agencies of spiral lifting; motor choice; design deceleration agencies; select keys and bearings, design the control circuit; describe the principle of the screw jack on the assembly line operation.</p><p>

8、;　　Keywords: Stereo Lithography Apparatus; Electrical; Spiral drive</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1快速成型技術(shù)1</p><p&g

9、t;　　1.2光固化快速成型技術(shù)的控制原理及應(yīng)用1</p><p>　　2 設(shè)計(jì)方案的確定4</p><p>　　2.1螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.1.1螺旋傳動(dòng)概述4</p><p>　　2.1.2螺旋傳動(dòng)方案的確定5</p><p>　　2.2減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案6</p>

10、<p>　　3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1螺旋傳動(dòng)部分計(jì)算7</p><p>　　3.1.1螺桿直徑的計(jì)算7</p><p>　　3.1.2螺紋部分強(qiáng)度計(jì)算7</p><p>　　3.2電機(jī)的選擇9</p><p>　　3.2.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算10</p><

11、;p>　　3.2.2傳動(dòng)效率10</p><p>　　3.2.3確定電機(jī)轉(zhuǎn)速11</p><p>　　3.3減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.3.1材料的選擇12</p><p>　　3.3.2蝸輪蝸桿傳動(dòng)基本尺寸13</p><p>　　3.3.3 強(qiáng)度校核16</p>&l

12、t;p>　　3.3.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)中的作用力分析16</p><p>　　3.3.5實(shí)際傳動(dòng)動(dòng)力參數(shù)17</p><p>　　4 輔助裝置的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1軸承的選擇19</p><p>　　4.1.1軸承的選擇因素19</p><p>　　4.1.2軸承的型號(hào)確定20</p

13、><p>　　4.1.3軸承校驗(yàn)20</p><p>　　4.2鍵的選擇23</p><p>　　4.3聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與計(jì)算24</p><p><b>　　結(jié)論26</b></p><p><b>　　致 謝27</b></p><p><

14、;b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1快速成型技術(shù)</b></p><p>　　快速成型技術(shù)（Rapid Prototyping,RP）是國(guó)際上20世紀(jì)80年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新型的先進(jìn)制造技術(shù)。由于在其加工過(guò)程中，材料處在一個(gè)

15、逐點(diǎn)或逐層堆積的過(guò)程中，因而該技術(shù)屬于材料堆積成型的制造技術(shù)，也稱(chēng)為“增加”加工法、“生長(zhǎng)型制造”，快速成型技術(shù)能夠根據(jù)零件的CAD模型直接成型復(fù)雜的零部件或模具，不需要任何工裝，突破了傳統(tǒng)“去材”加工法或“變形”加工法的許多限制，如：產(chǎn)生切削和工藝廢料等材料利用率的缺陷以及由于受刀具或模具形狀限制無(wú)法制造復(fù)雜形狀產(chǎn)品制件的不足，是制造技術(shù)領(lǐng)域得一次重大突破。</p><p>　　在主要的幾種快速成型工藝方法中，

16、光固化成型法SLA是最早被提出并商業(yè)化應(yīng)用的。1986年美國(guó)的Charles W Hull 博士首次在他的博士論文中提出用激光照射液態(tài)光敏樹(shù)脂，固化分層制作三維物體的快速成型概念，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。1988年，美國(guó)的3D Systems公司根據(jù)該專(zhuān)利商業(yè)化了第一臺(tái)現(xiàn)代快速成型機(jī)SLA250，以液態(tài)樹(shù)脂選擇性地固化成形零件，開(kāi)創(chuàng)了快速成型技術(shù)的新紀(jì)元。</p><p>　　經(jīng)過(guò)了近20年的發(fā)展，SLA已成為當(dāng)今研究發(fā)展

17、最成熟、應(yīng)用最為廣泛的RP典型技術(shù)，在全世界安裝的快速成型機(jī)中光固化成型系統(tǒng)約占60%。</p><p>　　1.2光固化快速成型技術(shù)的控制原理及應(yīng)用</p><p>　　快速成型技術(shù)是當(dāng)今世界飛速發(fā)展的制造技術(shù)之一。這種方法能簡(jiǎn)捷、全自動(dòng)地制造出歷來(lái)各種加工方法難以制作的復(fù)雜立體形狀，在加工技術(shù)領(lǐng)域具有劃時(shí)代的作用。 光固化快速成型技術(shù)(Stereo Lithography Appar

18、atus 簡(jiǎn)稱(chēng)SLA)是80年代中期開(kāi)發(fā)的先進(jìn)制造手段，在快速成型方法中使用較為廣泛。它的突破性在于將傳統(tǒng)的“去除”加工法(由毛坯去除多余部分制成零件)改進(jìn)為增加加工法(由材料逐層累積形成零件)。SLA以其方便、生產(chǎn)周期短而在鑄造、模具與塑料加工行業(yè)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 1.2.1 成型原理 光固化快速成型制造技術(shù)不同于傳統(tǒng)的材料去除制造方法，它的成型原理是：SLA將所設(shè)計(jì)零件的三維計(jì)算圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一系列很薄的模型

19、截面數(shù)據(jù)，然后在快速成型機(jī)上，用可控制的紫外線(xiàn)激光束，按計(jì)算機(jī)切片軟件所得到的每層薄片的二維圖形輪廓軌跡，對(duì)液態(tài)光敏樹(shù)脂進(jìn)行掃描固化，形成連續(xù)的固化點(diǎn)，從而構(gòu)成模型的一個(gè)薄截面輪廓。下一層以同樣的方法制造。該工藝從零件的最底薄層截面開(kāi)始，一次一層連續(xù)進(jìn)行，直到三維立體模型制成。一般每層厚度為0.076～0.381mm，最后將制品從樹(shù)脂液中</p><p>　　圖1 SLA 控制原理</p><

20、p>　　要實(shí)現(xiàn)光固化快速成型，感光樹(shù)脂的選擇也很關(guān)鍵。它必須具有合適的粘度，固化后達(dá)到一定的強(qiáng)度，在固化時(shí)和固化后要有較小的收縮及扭曲變形等性能。更重要的是，為了高速、精密地制造一個(gè)零件，感光樹(shù)脂必須具有合適的光敏性能，不僅要在較低的光照能量下固化，且樹(shù)脂的固化深度也應(yīng)合適。 1.2.2 成型過(guò)程及控制 光固化快速成型的過(guò)程分為前處理、分層疊加成型及后處理三個(gè)階段，具體步驟如圖2所示。 </p>&l

21、t;p>　　圖2 SLA 的工藝過(guò)程</p><p>　　快速成型機(jī)只能接受計(jì)算機(jī)構(gòu)造的三維模型，然后才能進(jìn)行切片處理。因此，應(yīng)在計(jì)算機(jī)上采用計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)軟件，根據(jù)產(chǎn)品的要求設(shè)計(jì)三維模型或?qū)⒁延挟a(chǎn)品的二維三視圖轉(zhuǎn)換成三維模型。 制品越復(fù)雜，構(gòu)制三維模型越困難。用于構(gòu)造模型的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件很關(guān)鍵，要求具有較強(qiáng)的三維造型功能。目前快速成型行業(yè)中常用的計(jì)算機(jī)輔助軟件系統(tǒng)主要有Pro/ENGI

22、NEER、AutoCAD等。其中，Pro/ENGINEER軟件因有較強(qiáng)的實(shí)體造型和表面造型功能，可構(gòu)造非常復(fù)雜的模型，所以受到許多用戶(hù)的好評(píng)，但其價(jià)格較貴，系統(tǒng)較龐大，使用界面不夠友好，新用戶(hù)使用常需一段熟悉和積累經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程。AutoCAD雖價(jià)格低，操作簡(jiǎn)單，但成型復(fù)雜制品困難，設(shè)計(jì)費(fèi)工費(fèi)時(shí)。近年推出的SolidWorks的價(jià)格比較便宜，能基本滿(mǎn)足三維造型的要求，且界面友好，容易掌握，因此不少用戶(hù)對(duì)此軟件感興趣。 上述計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟

23、件產(chǎn)生的模型文件輸出格式有多種，基中常見(jiàn)的有IGES(International Graphics Exchange Standard)、HPGL(HP Graphics Language)、STEP(Sta</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>　　2.1螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1.1螺旋傳

24、動(dòng)概述</p><p>　　螺旋傳動(dòng)是利用螺桿和螺母的嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。主要用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成推力。按工作特點(diǎn)，螺旋傳動(dòng)用的螺旋分為傳力螺旋、傳導(dǎo)螺旋和調(diào)整螺旋。</p><p>　?。?）傳力螺旋：以傳遞動(dòng)力為主,它用較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向推力,一般為間歇工作，工作速度不高，而且通常要求自鎖，例如螺旋壓力機(jī)和螺旋千斤頂上的螺旋。</p>

25、<p>　　（2）傳導(dǎo)螺旋：以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，常要求具有高的運(yùn)動(dòng)精度，一般在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)工作，工作速度也較高，如機(jī)床的進(jìn)給螺旋（絲杠）。</p><p>　?。?）調(diào)整螺旋：用于調(diào)整并固定零件或部件之間的相對(duì)位置，一般不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，要求自鎖，有時(shí)也要求很高精度，如機(jī)器和精密儀表微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺旋。按螺紋間摩擦性質(zhì)，螺旋傳動(dòng)可分為滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)又可分為普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)和靜壓螺旋傳動(dòng)

26、。</p><p><b>　　1）滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)</b></p><p>　　通常所說(shuō)的滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)就是普通滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)?；瑒?dòng)螺旋通常采用梯形螺紋和鋸齒形螺紋，其中梯形螺紋應(yīng)用最廣，鋸齒形螺紋用于單面受力。矩形螺紋由于工藝性較差強(qiáng)度較低等原因應(yīng)用很少；對(duì)于受力不大和精密機(jī)構(gòu)的調(diào)整螺旋，有時(shí)也采用三角螺紋。</p><p>　　一般螺紋升程和摩擦

27、系數(shù)都不大，因此雖然軸向力F相當(dāng)大，而轉(zhuǎn)矩T則相當(dāng)小。傳力螺旋就是利用這種工作原理獲得機(jī)械增益的。升程越小則機(jī)械增益的效果越顯著?；瑒?dòng)螺旋傳動(dòng)的效率低，一般為30～40%，能夠自鎖。而且磨損大、壽命短，還可能出現(xiàn)爬行等現(xiàn)象。</p><p>　　2）靜壓螺旋傳動(dòng)  </p><p>　　螺紋工作面間形成液體靜壓油膜潤(rùn)滑的螺旋傳動(dòng)。靜壓螺旋傳動(dòng)摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)效率可達(dá)99%，無(wú)磨損

28、和爬行現(xiàn)象，無(wú)反向空程，軸向剛度很高，不自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性，但螺母結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要有一套壓力穩(wěn)定、溫度恒定和過(guò)濾要求高的供油系統(tǒng)。靜壓螺旋常被用作精密機(jī)床進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋。這種螺旋采用牙較高的梯形螺紋。在螺母每圈螺紋中徑處開(kāi)有3～6個(gè)間隔均勻的油腔。同一母線(xiàn)上同一側(cè)的油腔連通，用一個(gè)節(jié)流閥控制。油泵將精濾后的高壓油注入油腔，油經(jīng)過(guò)摩擦面間縫隙后再由牙根處回油孔流回油箱。當(dāng)螺桿未受載荷時(shí)，牙兩側(cè)的間隙和油壓相同。當(dāng)螺桿受向左

29、的軸向力作用時(shí)，螺桿略向左移，當(dāng)螺桿受徑向力作用時(shí)，螺桿略向下移。當(dāng)螺桿受彎矩作用時(shí)，螺桿略偏轉(zhuǎn)。由于節(jié)流閥的作用，在微量移動(dòng)后各油腔中油壓發(fā)生變化，螺桿平衡于某一位置，保持某一油膜厚度。</p><p><b>　　3）滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)</b></p><p>　　用滾動(dòng)體在螺紋工作面間實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦的螺旋傳動(dòng)，又稱(chēng)滾珠絲杠傳動(dòng).滾動(dòng)體通常為滾珠，也有用滾子的。滾動(dòng)螺旋傳

30、動(dòng)的摩擦系數(shù)、效率、磨損、壽命、抗爬行性能、傳動(dòng)精度和軸向剛度等雖比靜壓螺旋傳動(dòng)稍差，但遠(yuǎn)比滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)為好。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的效率一般在90%以上。它不自鎖，具有傳動(dòng)的可逆性；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，抗沖擊性能差。它已廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、飛機(jī)、船舶和汽車(chē)等要求高精度或高效率的場(chǎng)合。滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)型式，按滾珠循環(huán)方式分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)。外循環(huán)的導(dǎo)路為一導(dǎo)管,將螺母中幾圈滾珠聯(lián)成一個(gè)封閉循環(huán)。內(nèi)循環(huán)用反向器，一個(gè)螺母上通常有2～4個(gè)反向器

31、，將螺母中滾珠分別聯(lián)成2～4個(gè)封閉循環(huán)，每圈滾珠只在本圈內(nèi)運(yùn)動(dòng)。外循環(huán)的螺母加工方便，但徑向尺寸較大。為提高傳動(dòng)精度和軸向剛度，除采用滾珠與螺紋選配外，常用各種調(diào)整方法以實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。</p><p>　　常用的載重螺旋有矩形，梯形和鋸齒形等。矩形螺紋傳動(dòng)效率高，但螺紋強(qiáng)度較低，精確制造較困難，對(duì)中準(zhǔn)確性較差，磨損后無(wú)補(bǔ)償，因此應(yīng)用受限制，矩形螺紋無(wú)標(biāo)準(zhǔn)。梯形螺紋加工容易，強(qiáng)度較大，但效率較低。鋸齒形螺紋矩形螺紋效率

32、高，梯形螺紋強(qiáng)度大的特點(diǎn)，一般用于承受單向壓力，常用在壓力機(jī)上。</p><p>　　螺桿材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，以及良好的加工性能，不經(jīng)熱處理的螺桿一般選用Q275，35，45號(hào)鋼，重要的經(jīng)熱處理的螺桿可以選用65Mn，40Cr或20C rMnTi鋼。精密傳動(dòng)螺桿可用9MnV，CrMn，38CrMoAl鋼等。螺母材料除要有足夠的強(qiáng)度外，還要求在與螺桿材料配合時(shí)摩擦系數(shù)小和耐磨。常選用鑄造青銅ZQSn6-6

33、-3，ZQSn10-1，速度低，載荷較小時(shí)，也可選用高強(qiáng)度鑄造鋁青銅或鑄造黃銅，重載時(shí)可用鑄鐵，耐磨鑄鐵。尺寸大的螺母可用鋼或鑄鐵做外套，內(nèi)部澆注青銅。高速螺母可澆注巴氏合金。</p><p>　　螺旋傳動(dòng)用矩形，梯形或鋸齒形螺紋，其失效形式多為螺紋磨損。而螺旋直徑螺母的高度由耐磨性要求決定。傳力較大時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)螺桿部分或其他危險(xiǎn)部位強(qiáng)度，以及螺母，螺桿的螺紋牙的強(qiáng)度。要求自鎖時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)螺紋副的自鎖條件。對(duì)于長(zhǎng)徑比

34、很大的受壓螺桿，應(yīng)檢驗(yàn)其穩(wěn)定性。</p><p>　　因此，本設(shè)計(jì)中螺旋副材料選取鋼—青銅材料，螺桿選取45號(hào)鋼。螺紋選用梯型螺紋，右旋單線(xiàn)。</p><p>　　2.1.2螺旋傳動(dòng)方案的確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是如何將電機(jī)輸出的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺桿的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。這也是整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。</p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)

35、參考資料，可得到把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的四種方式：（1）螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母移動(dòng)；（2）螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，螺桿移動(dòng)；（3）螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)、移動(dòng)；（4）螺桿固定，螺母轉(zhuǎn)、移動(dòng)；</p><p>　　考慮到起升部件與物體接觸，而起升部件與物體間不可發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而且必須與物體充分接觸，因此排除方案（1）、（4），而方案（3）又不方便輸入傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，因此選擇方案（2）作為起升部分的傳動(dòng)方案。</p><p

36、>　　2.2減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常有蝸輪蝸桿傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，摩擦輪傳動(dòng)等等?？紤]到本設(shè)計(jì)要求的傳動(dòng)緊湊，傳動(dòng)比較大，因此選用蝸輪蝸桿傳動(dòng)作為本設(shè)計(jì)的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)用于傳遞交錯(cuò)軸之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在絕大多數(shù)情況下，兩軸在空間上是互相垂直的，軸交角為90度。它廣泛應(yīng)用在機(jī)床、汽車(chē)、儀器、起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金機(jī)械

37、以及其他機(jī)械制造部門(mén)中，最大傳動(dòng)功率可達(dá)到750千瓦，通常用在50千瓦以下；最高滑動(dòng)速度可達(dá)35m/s，通常用在15m/s以下。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲，沖擊振動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比一般為8—100，常用的為5—50。在機(jī)床工作臺(tái)中，傳動(dòng)比可達(dá)幾百，甚至達(dá)到一千。這時(shí)，需采用導(dǎo)程角很小的單頭蝸桿，但傳動(dòng)效率很低，只能用在功率很小的場(chǎng)合。在現(xiàn)

38、代機(jī)械制造業(yè)中正力求提高蝸桿傳動(dòng)的效率，多頭蝸桿的傳動(dòng)效率已經(jīng)可達(dá)到98%。與多級(jí)齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點(diǎn)是在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，同時(shí)蝸輪一般需用貴重的減磨材料制造。</p><p><b>　　3 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1螺旋傳動(dòng)部分計(jì)算</p><

39、p>　　3.1.1螺桿直徑的計(jì)算</p><p><b>　　式（3.1）</b></p><p>　　表 3-1滑動(dòng)螺旋副許用比壓[P] </p><p>　　取鋼—青銅螺旋副[p]=20Mpa，f=0.08~0.1，最大負(fù)載F=25000N，</p><p>　　代入式（3.1）得: </p

40、><p>　　根據(jù)梯形螺紋國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，取螺紋為T(mén)r</p><p><b>　　其基本參數(shù)為：</b></p><p><b>　　螺桿外徑：，</b></p><p><b>　　中徑：，</b></p><p><b>　　螺桿小徑：，</

41、b></p><p><b>　　螺母小徑：，</b></p><p><b>　　螺母大徑：，</b></p><p><b>　　螺距：</b></p><p>　　3.1.2螺紋部分強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　梯形螺紋牙型

42、角</b></p><p><b>　　當(dāng)量摩擦角 </b></p><p>　　將螺紋部分展開(kāi)，其受力圖如圖3-1所示， </p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　作用在螺母上的扭矩</b></p><p&g

43、t;　　螺桿受力如圖3-2所示，由圖可知，螺桿上與螺母旋合處扭矩最大，且</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　　根據(jù)第四強(qiáng)度理論，得：螺桿危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力</p><p>　　表3-2螺桿與螺紋牙強(qiáng)度</p><p>　　蝸桿材料為45號(hào)鋼，由表3-2可知，它的許用應(yīng)力為</p>

44、<p>　　==120~72Mpa</p><p><b>　　，滿(mǎn)足要求。</b></p><p><b>　　自鎖條件：<</b></p><p><b>　　符合自鎖條件。</b></p><p><b>　　3.2電機(jī)的選擇</b&g

45、t;</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式是根據(jù)電源種類(lèi)、載荷性質(zhì)和工作條件來(lái)選擇的。三相異步電機(jī)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、成本低、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，所以電機(jī)選擇為三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所要求的功率,就不能保證工作機(jī)正常工作,甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞,如果選用額定功

46、率大于工作機(jī)所需要的功率,則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高,功率未得到充分的利用,從而增加電能的消耗,造成浪費(fèi)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中,由于起升機(jī)構(gòu)載荷不變或很少變化,并且傳遞功率較小，故只需使電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或梢大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率,即。這樣電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱,一般不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱平衡計(jì)算和校核啟動(dòng)力矩。</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)綜合考慮的問(wèn)題：</p>

47、<p>　?。?）根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，制動(dòng)反轉(zhuǎn)等要求選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型。</p><p>　?。?）根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩速度變化范圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率并確定冷卻方式。多選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般0.8—0.9，過(guò)大的備用功率會(huì)使電機(jī)效率降低，對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因?qū)⒆儔?，并使按電?dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)局校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高。&l

48、t;/p><p>　　根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件的溫度，濕度，灰塵，雨水，瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　?。?）根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類(lèi)型。</p><p>　?。?）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)

49、速。除此之外選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)行可靠性，設(shè)備的供貨情況，備品備件的通用性，安裝檢測(cè)的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格，建設(shè)費(fèi)用，運(yùn)行和維修費(fèi)用，生產(chǎn)過(guò)程中，前，后電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。</p><p>　　3.2.1電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需工作功率為</p><p><b>　　P=</b></p>

50、<p>　　式中： 為輸送機(jī)主軸牽引力，公斤 此處=2.5噸；</p><p>　　v 為起升速度，m/s 此處v=0.5m/min；</p><p>　　為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主運(yùn)動(dòng)端物體的總效率。</p><p><b>　　3.2.2傳動(dòng)效率</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置

51、的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積,即</p><p><b>　　=··…</b></p><p>　　其中:分別為每一傳動(dòng)副,每對(duì)軸承,每個(gè)連軸器的效率.傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按下列選取,軸承及連軸器效率的概略值為:</p><p>　　滾動(dòng)軸承 0.98-0.995</p><p>　　滑動(dòng)軸承

52、 0.97-0.99</p><p>　　彈性連軸器 0.99-0.995</p><p>　　齒輪連軸器 0.99</p><p>　　萬(wàn)向連軸器 0.97-0.98</p><p>　　圖3-3 螺旋起升機(jī)傳動(dòng)示意圖</p><p>　　該設(shè)計(jì)中根據(jù)要求選擇滾子軸承效率=0.98；蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率=0

53、.97；聯(lián)軸器傳動(dòng)效率=0.99；</p><p><b>　　螺桿螺母?jìng)鲃?dòng)效率：</b></p><p><b>　　總效率為=···=</b></p><p>　　電機(jī)功率為：= kw</p><p>　　3.2.3確定電機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p&g

54、t;<b>　　螺母轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/min</b></p><p>　　蝸輪蝸桿減速器傳動(dòng)比為15~60，則，電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為</p><p>　　=（15~60）83.3=1250~5000轉(zhuǎn)/min</p><p>　　同一功率的同一類(lèi)型電動(dòng)機(jī)可以有幾種同步轉(zhuǎn)速供選擇。高轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)的極數(shù)少，外形尺寸小、重量輕、價(jià)格低，但傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比及尺寸大

55、，增大了減速器的成本和制造成本。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則正好相反，因此應(yīng)全面分析比較其利弊，合理選定其功率。 </p><p>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常采用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 和1000r/min 左右的電動(dòng)機(jī)，沒(méi)有特殊說(shuō)明，不選用低于750r/min 的電動(dòng)機(jī)。在此，自己綜合考慮，選用1390r/min 的電動(dòng)機(jī)。 </p><p>　　由查表可以看出，Y2-802-4 型三相異步電動(dòng)機(jī)符合

56、自己的需要，因此就選用該電動(dòng)機(jī)。Y2-802-4型三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)見(jiàn)表3-3、3-4。</p><p>　　表3-3 Y2-802-4 型三相異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)</p><p>　　表 3-4 Y2-802-4 型三相異步電動(dòng)機(jī)的尺寸參數(shù)</p><p>　　圖 3-4 三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.3減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)&l

57、t;/p><p>　　3.3.1材料的選擇</p><p>　　考慮到蝸桿傳動(dòng)難于保證高的接觸精度，滑動(dòng)速度由較大，以及蝸桿變形等因素，故蝸桿、蝸輪不能都用硬材料制造，其中之一（通常是蝸輪）應(yīng)該用減磨性良好的軟材料來(lái)制造。</p><p>　　蝸輪材料主要有以下幾種：</p><p>　?。?）鑄錫青銅 適用于Vs>=12m/s~26m/

58、s和持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，離心鑄造的可得到致密的細(xì)晶粒組織，可取大值，沙型鑄造的取小值。</p><p>　?。?）鑄鋁青銅 適用于Vs<=10m/s的工況，抗膠合能力差，蝸桿硬度應(yīng)不低于45HRC。</p><p>　　（3）鑄鋁黃銅 點(diǎn)蝕強(qiáng)度高，但磨損性能差，宜用于低滑動(dòng)速度場(chǎng)合。</p><p>　　（4）灰鑄鐵和球墨鑄鐵 適用于Vs<=2m/s的

59、工況，前者表面經(jīng)硫化物處理有利于減輕磨損，后者若與淬火蝸桿配對(duì)能用于重載場(chǎng)合。直徑較大的蝸輪常用鑄鐵。</p><p>　　蝸桿材料按材料分有碳鋼和合金鋼。蝸輪直徑很大時(shí)，也可采用青銅蝸桿，蝸輪則用鑄鐵。按熱處理不同分可分為硬面蝸桿和調(diào)質(zhì)蝸桿。在要求持久性高的動(dòng)力傳動(dòng)中，可選用滲碳鋼淬火，也可選用中碳鋼表面或整體淬火以得到必要的硬度，制造時(shí)必須磨削。用氮化鋼滲氮處理的蝸桿可以不磨削，但需要拋光。只有在缺乏磨削設(shè)備

60、時(shí)才選用調(diào)質(zhì)蝸桿。受短時(shí)沖擊載荷的蝸桿，不宜用滲碳鋼淬火，最好用調(diào)質(zhì)鋼。鑄鐵蝸輪與鍍鉻蝸桿配對(duì)時(shí)，有有利于傳動(dòng)的承載能力和滑動(dòng)速度。</p><p>　　綜合考慮，在本設(shè)計(jì)中選擇蝸輪材料為減磨性較好的鑄鋁青銅，蝸桿材料為45號(hào)鋼。</p><p>　　3.3.2蝸輪蝸桿傳動(dòng)基本尺寸</p><p>　　螺母轉(zhuǎn)速=蝸輪轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)/min，</p><

61、;p>　　蝸桿轉(zhuǎn)速=電機(jī)轉(zhuǎn)速，即轉(zhuǎn)/min，</p><p><b>　　要求傳動(dòng)比</b></p><p>　　表3-5鋼蝸桿和青銅蝸輪間的當(dāng)量摩擦系數(shù)及當(dāng)量摩擦角</p><p><b>　　當(dāng)量摩擦系數(shù)</b></p><p>　　設(shè)，查表3-5，取大值，在參考文獻(xiàn)[1]圖13.11的線(xiàn)

62、上選取一點(diǎn)，查得：，且設(shè)定，</p><p><b>　　蝸輪轉(zhuǎn)矩： ，</b></p><p>　　使用系數(shù)： 查表3-6得： ，</p><p>　　表3-6使用系數(shù)KA</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速系數(shù)：，</b></p><p>　　彈性系數(shù)：根據(jù)蝸輪副材料查

63、表3-7得，</p><p>　　壽命系數(shù)：設(shè)機(jī)器使用壽命，則壽命系數(shù)</p><p>　　接觸系數(shù)：由參考文獻(xiàn)[1]圖13.12I線(xiàn)查得</p><p>　　接觸疲勞極限：查參考文獻(xiàn)表3-7得</p><p>　　表3-7蝸輪材料 力學(xué)性能和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</p><p>　　續(xù)表3-7 </p>

64、<p>　　注：表中每項(xiàng)第一行為砂型鑄造，第二項(xiàng)為離心鑄造</p><p>　　接觸疲勞最小安全系數(shù)： 取</p><p><b>　　中心距：</b></p><p>　　代入數(shù)據(jù)得：， 取標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　蝸桿頭數(shù)：， 取&

65、lt;/b></p><p>　　蝸輪齒數(shù)：， 取</p><p>　　模數(shù)： ， 取</p><p>　　蝸桿分度圓直徑：， 取標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　蝸輪分度圓直徑：</b></p><p

66、>　　蝸桿導(dǎo)程角： </p><p>　　蝸輪寬度： ， 取</p><p><b>　　蝸桿圓周速度： </b></p><p>　　蝸桿尺寸：齒頂圓直徑 </p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p>　　蝸桿螺紋長(zhǎng)

67、度 ， 取</p><p>　　蝸輪尺寸：齒頂圓直徑</p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　3.3.3 強(qiáng)度校核</p><p>　?。?）齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力：</b></p>&

68、lt;p><b>　　最大接觸應(yīng)力：</b></p><p><b>　　滿(mǎn)足條件</b></p><p>　　（2）輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p><b>　　齒根彎曲疲勞極限</b></p><p>　　彎曲疲勞最小安全系數(shù)</p><p&g

69、t;<b>　　許用彎曲疲勞應(yīng)力</b></p><p>　　輪齒最大彎曲應(yīng)力 滿(mǎn)足條件。</p><p>　　3.3.4蝸輪蝸桿傳動(dòng)中的作用力分析</p><p>　　在蝸桿傳動(dòng)中作用在齒面上的法向壓力仍可分解為圓周力、徑向力和軸向力。顯然，作用于蝸桿上的軸向力等于蝸輪上的圓周力，蝸桿上的圓周力等于蝸輪上的軸向力；蝸桿上的徑向力則等于蝸輪上

70、的徑向力。這些對(duì)應(yīng)的力的數(shù)值相等，方向彼此相反。如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5蝸輪蝸桿受力圖</p><p><b>　　蝸輪上作用力 </b></p><p>　　3.3.5實(shí)際傳動(dòng)動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　由于蝸輪蝸桿各基本尺寸需圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，傳動(dòng)比最終確定為且蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率與估計(jì)值略有差別，

71、因此，實(shí)際傳動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)如下：</p><p>　?。?）各軸實(shí)際轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　螺母：N·mm</b></p><p>　　蝸輪：=54059/0.98=55162 N·mm</p><p><b>　　蝸桿： N·mm</b></p>

72、<p><b>　　電機(jī)軸： N·mm</b></p><p><b>　?。?）各軸實(shí)際轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　蝸桿：r/min</b></p><p><b>　　蝸輪： r/min</b></p><p>&

73、lt;b>　　螺母： r/min</b></p><p><b>　　螺桿：m/min</b></p><p><b>　?。?）電機(jī)實(shí)際功率</b></p><p><b>　　KW<Pe</b></p><p><b>　　電機(jī)滿(mǎn)足使用要求

74、。</b></p><p><b>　　（4）總效率</b></p><p>　　本電動(dòng)起升機(jī)構(gòu)實(shí)際效率</p><p><b>　　4 輔助裝置的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1軸承的選擇</b></p><p>　　4.1

75、.1軸承的選擇因素</p><p>　　在許多場(chǎng)合，軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的具體結(jié)構(gòu)所限定。不論工作壽命，靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前，都必須經(jīng)過(guò)尺寸演算。該演算包括將軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的（內(nèi)外圈間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)）或旋轉(zhuǎn)速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動(dòng)體過(guò)量塑性變形的安全系數(shù)。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外圈做

76、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。只有在特殊情況時(shí)，才根據(jù)DIN ISO 281對(duì)實(shí)際可達(dá)到的工作壽命做名義壽命演算。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對(duì)軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。</p><p><b>　?。?）靜負(fù)荷軸承</b></p><p>　　計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù)S0有助于確定

77、所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。 S0 =C0/P0 其中S0靜負(fù)荷安全系數(shù)，C0額定靜負(fù)荷[KN]，P0當(dāng)量靜負(fù)荷[KN] 。靜負(fù)荷安全系數(shù)S0是防止?jié)L動(dòng)零件接觸區(qū)出現(xiàn)永久性變形的安全系數(shù)。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求S0的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場(chǎng)合，可選用小一些的S0；一般推薦采用下列數(shù)值： S0=1.5~2.5適用于低噪音等級(jí) S0=1.0~1.5適用于常規(guī)噪音等級(jí) S0=0.7~1.0適用于中等噪音等級(jí)。額定

78、靜負(fù)荷（對(duì)向心軸承來(lái)說(shuō)是徑向力，對(duì)推力軸承而言則是軸向力），在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為： 4600 N/mm2 自調(diào)心球軸承 4200 N/mm2其它類(lèi)型球軸承 4000 N/mm2 所有滾子軸承在額定靜負(fù)荷C0的作用下，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產(chǎn)生的總塑性變形量約為滾動(dòng)體直徑的萬(wàn)分之一。當(dāng)量靜負(fù)荷P0[KN]是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)講是軸向和向心力。P0在滾動(dòng)體和滾道的最大承載

79、接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同。 P0=X0*F r+Y0*F</p><p><b>　　（2）動(dòng)負(fù)荷軸承</b></p><p>　　DIN ISO 281所規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷軸承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效（出現(xiàn)凹坑），壽命計(jì)算公式為： L10=L=(C/P)P ，其中L10=L 名義額定壽命，C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] ，P 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷[

80、KN] ，P 壽命指數(shù)，L10是以100萬(wàn)轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來(lái)說(shuō)，其中90%應(yīng)該達(dá)到或者超過(guò)該值。額定動(dòng)負(fù)荷C [KN]在每一類(lèi)軸承的參數(shù)表中都可以找到，在該負(fù)荷作用下，軸承可以達(dá)到100萬(wàn)轉(zhuǎn)的額定壽命。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P [KN]是一項(xiàng)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)說(shuō)是軸向力。其方向、大小恒定不變。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷作用下的軸承壽命與實(shí)際負(fù)荷組合作用時(shí)相同。 P=X*Fr+Y*Fa 其中：P當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，F(xiàn)

81、r徑向負(fù)荷，F(xiàn)a軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓，X徑向系數(shù)，Y軸向系數(shù)。不同類(lèi)型軸承的X,Y值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類(lèi)軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù)P有所不同。對(duì)球軸承，P=3 對(duì)滾子軸承，P=10/3。如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線(xiàn)就要用分段近似值來(lái)替代。</p><p>　　滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷過(guò)小的負(fù)荷加上潤(rùn)滑不足，會(huì)造成滾

82、動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。</p><p>　　4.1.2軸承的型號(hào)確定</p><p>　?。?）自制螺母處軸承的選擇</p><p>　　結(jié)合自制螺母的受力特點(diǎn)與箱體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，此處選用平面推力軸承。分析傳動(dòng)示意圖不難發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)中自制螺母下端的軸承幾乎承受所有的軸向載荷，而其上端的軸承只需承受上端蓋和螺母的預(yù)警力。</p><p><

83、;b>　　載荷</b></p><p>　　查參考文獻(xiàn)[5]可知，51111型平面推力軸承的基本額定載荷>F，滿(mǎn)足條件，因此下端軸承選用51111型。</p><p>　　上端軸承受力比較小，因此只需考慮安裝問(wèn)題，結(jié)合自制螺母的直徑，選用51108型平面推力軸承。</p><p>　　（2）蝸桿軸承的選擇</p><p&g

84、t;　　根據(jù)蝸桿的受力圖可知，蝸桿牙部分除受徑向力外還受軸向力的作用，因此選用軸承時(shí)考慮優(yōu)先選用能同時(shí)承受徑向力和軸向力的圓錐滾子軸承，型號(hào)：30205。</p><p><b>　　4.1.3軸承校驗(yàn)</b></p><p>　?。?）計(jì)算圓錐滾子軸承壽命</p><p>　　圖4-1 蝸桿及軸承受力分析</p><p&g

85、t;　　已求得：蝸桿所受徑向力,軸向力.</p><p>　　查手冊(cè)30205軸承主要性能參數(shù)：Cr=32.2KN，=37KN，=7000r/min，e=0.37，Y=1.6，=0.9，a=12.5°</p><p><b>　　所以，附加軸向力；</b></p><p>　　因?yàn)?，所以，右端軸承被壓緊，則：</p>&

86、lt;p><b>　　軸承軸向力,</b></p><p><b>　　，取=1，=0；</b></p><p>　　，取=0.4，=0.4cot12.5°=1.8</p><p>　　考慮平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，沖擊載荷系數(shù)=1,</p><p><b>　　當(dāng)量動(dòng)載荷</b&g

87、t;</p><p>　　因?yàn)镻1<P2，只需計(jì)算右端軸承壽命，</p><p><b>　?。?）靜載荷計(jì)算：</b></p><p>　　=0.5，=0.22cot12.5=0.99；</p><p><b>　　當(dāng)量靜載荷：</b></p><p><b&g

88、t;　　兩式取大值：；</b></p><p><b>　　兩式取大值：</b></p><p>　　，只需計(jì)算右端軸承。</p><p><b>　　計(jì)算額度靜載荷：</b></p><p>　　由表4-1，取=2.5</p><p><b>　　，合

89、格。</b></p><p>　　表4-1 軸承靜載荷安全系數(shù)S0(旋轉(zhuǎn)軸承)</p><p><b>　　（3）許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算</b></p><p>　　載荷系數(shù) 查得，</p><p><b>　　查得，</b></p><p><b>　　載

90、荷分布系數(shù)</b></p><p><b>　　查得：</b></p><p><b>　　查得</b></p><p><b>　　許用轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　許用轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　均

91、大于工作轉(zhuǎn)速1390r/min。</p><p>　　綜上所述：所選軸承能滿(mǎn)足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。</p><p><b>　　4.2鍵的選擇</b></p><p>　　鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，分為兩大類(lèi)，1）平鍵和半圓鍵，構(gòu)成松聯(lián)結(jié)；2）斜鍵，構(gòu)成緊聯(lián)接。</p><p>　　鍵的側(cè)面是工作面。工作時(shí)，靠鍵與鍵槽的互壓

92、傳遞轉(zhuǎn)矩。按用途， 平鍵分為普通平鍵，導(dǎo)向平鍵和滑鍵三種，導(dǎo)向平鍵簡(jiǎn)稱(chēng)平鍵。有一種鍵高較小的普通平鍵稱(chēng)為薄型平鍵，可以用于薄壁零件。普通平鍵用于靜聯(lián)接，按結(jié)構(gòu)分為圓頭的，方頭的和一端圓頭一端方頭的。</p><p>　　導(dǎo)鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接都是動(dòng)聯(lián)接。導(dǎo)鍵固定在軸上，而轂可以沿著軸移動(dòng)，滑鍵固定在轂上而隨轂一同沿著軸上的鍵槽移動(dòng)。鍵與鍵槽的滑動(dòng)面應(yīng)具有較低的粗糙度值，以減少移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力。</p>

93、<p>　　設(shè)計(jì)鍵聯(lián)接時(shí)，通常被聯(lián)接鍵的材料，構(gòu)造和尺寸已初步?jīng)Q定，聯(lián)接的載荷也已求得。因此，可以根據(jù)聯(lián)接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使用要求和工作條件來(lái)選擇鍵的類(lèi)型，再根據(jù)軸徑從標(biāo)準(zhǔn)件中選出鍵的截面尺寸，并參考轂長(zhǎng)選出鍵的長(zhǎng)度，然后用適當(dāng)?shù)男：擞?jì)算公式做強(qiáng)度校核。</p><p>　　對(duì)于平鍵聯(lián)接，如果忽略摩擦，則當(dāng)聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)鍵軸一體時(shí)可能的失效形式有：較弱零件的工作面被壓潰或磨損和鍵的剪斷等。對(duì)于實(shí)際采用的材料

94、組合和標(biāo)準(zhǔn)尺寸來(lái)說(shuō)，壓潰或磨損常是主要失效形式。因此，通常只做聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度或耐磨性計(jì)算，但在重要場(chǎng)合，也要驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度。</p><p>　　鍵標(biāo)準(zhǔn)考慮了聯(lián)接中的各個(gè)零件的強(qiáng)度，按照等強(qiáng)度的設(shè)計(jì)觀(guān)點(diǎn)，視轂材料的不同，規(guī)定鍵在軸和轂中的高度也不同。</p><p>　?。?）螺母與蝸輪聯(lián)接處鍵的選擇</p><p>　　參考輪轂及軸徑，選擇為的鍵，取鍵長(zhǎng)L=30mm

95、；</p><p><b>　　由剪切強(qiáng)度條件：</b></p><p><b>　　許用扭矩</b></p><p>　　=>T1（54059）</p><p>　?。?）螺桿與聯(lián)軸器處鍵的選擇</p><p>　　參考輪轂及軸徑，選擇為的鍵，取鍵長(zhǎng)L=25mm；&l

96、t;/p><p><b>　　許用轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　= >T3(4352) 合格</p><p>　　4.3聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　聯(lián)軸器是用于連接不同機(jī)構(gòu)中兩軸，使他們?cè)趥鬟f運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過(guò)程中一起回轉(zhuǎn)而不脫開(kāi)。聯(lián)軸器主要有機(jī)械式，液力式和電磁式三種。機(jī)械式連軸器是應(yīng)用最廣泛的連軸器，它

97、借助于機(jī)械構(gòu)件相互間的機(jī)械作用力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。液力式好電磁式是借助于液力和電磁力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　聯(lián)軸器廣泛用于船舶，機(jī)車(chē)，汽車(chē)，冶金礦山，石油化工，其重運(yùn)輸，紡織，輕工，農(nóng)業(yè)機(jī)械，印刷機(jī)械和泵，風(fēng)機(jī)，機(jī)床等各類(lèi)機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)中。</p><p>　　聯(lián)軸器的種類(lèi)很多，按其性能分為：</p><p><b>　?。?） 剛性聯(lián)軸器</

98、b></p><p><b>　　1）套筒聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　2）凸緣聯(lián)軸器</b></p><p><b>　　3）夾殼聯(lián)軸器</b></p><p>　　4）緊箍咒夾殼聯(lián)軸器</p><p><b>　?。?）

99、撓性聯(lián)軸器</b></p><p>　　1）無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器</p><p>　　2）非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器</p><p>　　3）金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器</p><p>　　聯(lián)軸器選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題：</p><p>　　在深知所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工況及技術(shù)要求的情況下，選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮以下問(wèn)題：（1）所需

100、傳遞轉(zhuǎn)矩大小、載荷性質(zhì)及產(chǎn)品對(duì)緩沖和減振方面的要求；（2）軸的轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小；（3）兩軸對(duì)位移大?。◤较蛭灰啤⑤S向位移、角位移）；（4）聯(lián)軸器的制造、安裝、維修、成本。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，選擇聯(lián)軸器的基本決定因素是聯(lián)軸器所受扭矩的大小。（也即電機(jī)軸的扭矩）</p><p><b>　　求得，電機(jī)軸的扭矩</b></p><

101、p>　　由于聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，只需根據(jù)其所受最大扭矩及軸徑大小選擇聯(lián)軸器，因此，綜合考慮，選擇YL1型凸緣聯(lián)軸器，其基本參數(shù)見(jiàn)表4-2。</p><p>　　表4-2YL1型凸緣聯(lián)軸器基本參數(shù)</p><p>　　圖4-2YL1型凸緣聯(lián)軸器</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是

102、大學(xué)所學(xué)知識(shí)的全面應(yīng)用和檢測(cè)，它使我對(duì)產(chǎn)品的先期調(diào)研、設(shè)計(jì)方案的提出、到最終設(shè)計(jì)的完成有了比較理性的認(rèn)識(shí)，為以后的工作打下了基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的起升機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、動(dòng)力源廣泛、無(wú)噪音、安裝方便、使用靈活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)?？梢詥闻_(tái)或組合使用，能大致控制調(diào)整提升的高度，可以用電動(dòng)機(jī)或其他動(dòng)力直接帶動(dòng)，也可以手動(dòng)。比如說(shuō)如果用液壓馬達(dá)代

103、替電動(dòng)機(jī)，則可以實(shí)現(xiàn)液壓的遠(yuǎn)程控制；也可以用柴油機(jī)代替電動(dòng)機(jī)，在沒(méi)有電的時(shí)候使用。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的時(shí)候，把起升的最大載荷和起升的速度作為設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，因此，可以根據(jù)使用的場(chǎng)合不同、起升的最大載荷不同設(shè)計(jì)出相應(yīng)的產(chǎn)品。</p><p>　　通過(guò)這次比較完整的起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能

104、力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。</p><p>　　順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前景充滿(mǎn)信心，但也存在一

105、定的不足，這新不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在蝸輪和螺母的材料選擇上有一定的不足，我選擇的材料是鑄鋁青銅，這種材料比較昂貴，以后必須研制出一種新型的低成本的減磨材料，這樣產(chǎn)品才有推向市場(chǎng)，得到廣泛推廣的可能。在這個(gè)能源、原材料緊缺的社會(huì)中，這無(wú)疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技

106、術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　到今天我的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿(mǎn)的完成了。在此，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師，在這段時(shí)間內(nèi)他給了我莫大的幫助，對(duì)于我的每一個(gè)問(wèn)題都耐心的講解和指導(dǎo)。正由于他的熱心地幫助和指導(dǎo)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能夠順利的完成。老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和精神也是我在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到的

107、寶貴的財(cái)富。指導(dǎo)老師不僅關(guān)心我的設(shè)計(jì)，還在找工作方面給了我無(wú)微不至的關(guān)懷和正確的建議，這些都是我不斷前進(jìn)的動(dòng)力，必將對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和生活受益匪淺，我將終生學(xué)習(xí)和銘記。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師的培育之恩表示最深的謝意！</p><p>　　大學(xué)四年的學(xué)習(xí)和生活即將告別。感謝這四年各位任課老師對(duì)我的教誨，各位同學(xué)給我的幫助！</p><p>　　感謝與我共同走過(guò)大學(xué)的朋友們、同學(xué)們！</p&g

108、t;<p>　　感謝所有幫助過(guò)我的老師、同學(xué)、朋友，同時(shí)祝愿你們?cè)谝院蟮娜兆永?，開(kāi)心、快樂(lè)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第四版. 高等教育出版社, 2003.4</p><p>　　[2] 龔湘義. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū). 第二版.高等教育出版社, 2004.4

109、</p><p>　　[3] 張建中. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社, 2005.2</p><p>　　[4] 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 龔湘義. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè).第三版. 高等教育出版社, 2004.1 </p><p>　　[5] 實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編。實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第二版 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[6]

110、范思沖等編著《畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖》. 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[7] 李洪、曲中謙. 實(shí)用軸承手冊(cè). 遼寧科學(xué)技術(shù)出版社</p><p>　　[8] 楊黎明. 傳感器技術(shù). 國(guó)防工業(yè)出版社</p><p>　　[9] (德)尼曼，溫特爾著.機(jī)械零件.第2版.第1卷，余夢(mèng)生，倪文馨譯，1985；第2卷，余夢(mèng)生，王成燾，高建華譯；1989；第3卷，張海明譯，