220型復(fù)合管脫模裝置（鏈條式）設(shè)計(jì)

220型復(fù)合管脫模裝置（鏈條式）設(shè)計(jì),復(fù)合管,脫模,裝置,鏈條,設(shè)計(jì) 220型復(fù)合管脫模裝置（鏈條式）設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第一章 緒論 1 1.1 課題背景及來(lái)源 1 1.2 課題研究的目的及意義 1 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容 2 第二章 脫模裝置方案的確定 3 2.1 總體方案設(shè)計(jì) 3 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 3 2.3 傳動(dòng)比的分配 5 2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 6 第三章 主要零件的設(shè)計(jì) 8 3.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8 3.2 鏈條的設(shè)計(jì) 10 3.3 鏈輪的設(shè)計(jì) 13 3.4 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑、布置和張緊 14 3.5 軸的設(shè)計(jì)和校核 15 3.6 液壓缸的設(shè)計(jì) 19 3.7 主要部件的設(shè)計(jì) 22 第四章 標(biāo)準(zhǔn)件的選型 25 4.1 螺栓的選擇 25 4.2 鍵的選擇 25 4.3 聯(lián)軸器的選擇 25 4.4 滾動(dòng)軸承的選型 26 總結(jié)體會(huì) 28 參考文獻(xiàn) 29 致謝 30 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是15t鏈條式脫模裝置，在國(guó)內(nèi)外脫模裝置發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一款具有成本低、操作簡(jiǎn)便、傳動(dòng)平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)的脫模裝置，要求其傳動(dòng)方式為鏈條傳動(dòng)。本畢業(yè)論文，詳細(xì)介紹了脫模裝置的種類(lèi)和工作原理；主要零件鏈、軸的尺寸設(shè)計(jì)及校核；主要標(biāo)準(zhǔn)件鍵、軸承、銷(xiāo)的選型；主要部件機(jī)架、托輥、直線導(dǎo)輥的設(shè)計(jì)。 本文中的鏈條式脫模裝置，采用了兩根鏈條，通過(guò)兩個(gè)圓柱銷(xiāo)把移動(dòng)頭分別連接在鏈條相對(duì)稱的位置；為了防止在脫模過(guò)程中移動(dòng)頭運(yùn)動(dòng)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(dòng)滑塊組成，可確保移動(dòng)頭始終沿一個(gè)方向做直線運(yùn)動(dòng)。脫模過(guò)程中的執(zhí)行元件是脫模環(huán)和移動(dòng)頭，當(dāng)移動(dòng)頭牽引著制品運(yùn)動(dòng)到脫模環(huán)并繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)，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(dòng)、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(dòng)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便、保護(hù)芯模、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：脫模裝置；鏈條傳動(dòng)；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 for 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 components 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 installed 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 the 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 roller 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 operation, to protect the core module and high efficiency advantages. Keywords: ejection device; chain drive; roller; core module. Ⅱ 第一章 緒 論 1.1 課題背景及來(lái)源 隨著時(shí)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(kāi)發(fā)周期。復(fù)合材料的發(fā)展已成為衡量一個(gè)國(guó)家的科技經(jīng)濟(jì)實(shí)力的一個(gè)重要指標(biāo)，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。 玻璃鋼是由合成樹(shù)脂以玻璃纖維及其制品復(fù)合而成。玻璃鋼是玻璃纖維加強(qiáng)塑料的俗稱。1940年，美國(guó)一家一家實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員不小心將加有催化劑的不飽和聚酯樹(shù)脂傾倒在玻璃布上，第二天發(fā)現(xiàn)固化后的這種復(fù)合材料的強(qiáng)度喝高，就是通過(guò)這樣多的偶然機(jī)緣產(chǎn)生了玻璃鋼。在第二次世界大戰(zhàn)的戰(zhàn)場(chǎng)上就出現(xiàn)了玻璃鋼復(fù)合材料的身影。這種新型材料剛剛誕生就得到了廣泛應(yīng)用原因在于玻璃鋼具有有優(yōu)良的成型工藝性能，由于其在較低的溫度下（所用樹(shù)脂的熔融溫度為100°C~150°C)具有流動(dòng)性能，所以玻璃鋼制品不受零部件形狀的限制。許多復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件都可以而且容易使用玻璃鋼成型。 1.2 課題研究的目的及意義 先進(jìn)復(fù)合材料是一種由起增強(qiáng)作用的纖維材料和起粘合作用的基本材料經(jīng)適合工藝復(fù)合而成的新型材料。它具有重量輕、強(qiáng)度大、剛度大、熱膨脹系數(shù)小、耐疲勞、抗腐蝕、減震性能好、制造周期短和維修方便的等優(yōu)點(diǎn)。因此先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用對(duì)管道的結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、小型化和高性能化起著至關(guān)重要的作用。 纏繞玻璃鋼管道的優(yōu)良性能有：（1)耐腐蝕性能好。不生銹，不需要對(duì)其表面進(jìn)行刷漆防銹，也不存在全面腐蝕和電偶腐蝕、縫隙腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕等局部腐蝕。（2)水力學(xué)性能優(yōu)良。玻璃鋼管道內(nèi)表面極為光滑，不結(jié)垢，摩擦阻力小，絕對(duì)粗糙度僅為O.Olnm左右。（3)電絕緣性好。玻璃鋼管道是絕緣體。(4)重量輕，安裝運(yùn)輸方便。玻璃鋼管道比重約為1.6左右，由于質(zhì)量輕可明顯減低運(yùn)輸費(fèi)用。另外還具有如下優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)壁光滑，流體阻力小，對(duì)輸送介質(zhì)無(wú)高的要求，保溫性能優(yōu)良，工程質(zhì)量好。 脫模裝置是模具的主要功能結(jié)構(gòu)部件之一，它的設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到模具內(nèi)成形的制品，能否完好無(wú)損地從模具中順利地脫出以獲得合格的制品。在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)中，制品脫模方式的選櫛往往足憑借設(shè)計(jì)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。由于設(shè)計(jì)者知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的差異，常發(fā)生因脫模方式選擇不合理，而導(dǎo)致試模時(shí)制品產(chǎn)生彎曲、扭曲變形或頂白、破裂等脫模缺陷，嚴(yán)重時(shí)甚至損傷模具成型零件或推出元件。尤其對(duì)薄壁、深腔或脫模斜度較小的制品，發(fā)生制品脫模缺陷的問(wèn)題更加嚴(yán)重，致使模具無(wú)法正常使用。因此針對(duì)不同的制品結(jié)構(gòu)，靈活運(yùn)用相關(guān)設(shè)計(jì)原則與知識(shí)，合理的確定適合特定制品的脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是注塑模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，模具的其它部分設(shè)計(jì)的再完美，也無(wú)法獲得合格的成形制品。因此，有經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)師都很重視模具脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于制品的種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜各異，相應(yīng)的脫模方式也有多種。這無(wú)疑增加了模具脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度。 如何發(fā)揮國(guó)內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備的潛能，生產(chǎn)出高質(zhì)量的大，中口徑厚壁無(wú)縫鋼管，是一個(gè)急需解決的課題。而脫管機(jī)的設(shè)計(jì)，則是生產(chǎn)出要求鋼管的的一項(xiàng)重要工程。 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容 1)了解玻璃鋼的制造工藝流程，模具的結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計(jì)制造 ； 2)鏈條式電工絕緣管脫模裝置的電動(dòng)機(jī)的選型，減速箱的選型，鏈條鏈輪 的設(shè)計(jì)，軸的設(shè)計(jì)，液壓缸的設(shè)計(jì)，機(jī)架的設(shè)計(jì)以及其他主要零部件的設(shè)計(jì)； 3)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)裝置進(jìn)行鏈條和鏈輪的校核，軸的校核，液壓 缸缸筒和活塞桿的校核及相關(guān)零件工藝性分析； 4)運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件完成設(shè)計(jì)裝置總裝圖繪制及主要零部件圖的繪制。 第二章 脫模裝置方案的確定 2.1 脫模方案的確定 玻璃鋼的機(jī)械生產(chǎn)工藝主要有:樹(shù)脂傳遞模塑成型、低壓成型工藝、模塑成型工藝以及連續(xù)成型工藝等。模塑成型是將浸漬過(guò)樹(shù)脂的連續(xù)纖維，在張力的作用下，按定的規(guī)律纏繞到芯模上，層疊至所需的厚度，固化后脫模即成制品。 本次設(shè)計(jì)采用的是機(jī)械脫模方法，脫模力主要由液壓驅(qū)動(dòng)話塞桿提供。牽引芯模小車(chē)的傳動(dòng)方式主要有鏈條傳動(dòng)，螺旋傳動(dòng)及卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)三種。螺旋傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，但由于傳動(dòng)距離長(zhǎng)，螺桿剛度難以保證，卷?yè)P(yáng)機(jī)操作起來(lái)相對(duì)其他兩種比較復(fù)雜。鏈條傳動(dòng)雖然速度波動(dòng)較其他兩種大，但其設(shè)計(jì)操作方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，綜合分析考慮最終選擇了鏈條式傳動(dòng)方式。 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)主要是提供動(dòng)力以供后續(xù)部件進(jìn)行工作。電動(dòng)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(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型。 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)的升源限過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率，并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量，負(fù)荷率般取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)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高 2.2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電源種類(lèi)(直流和交流)、工作條件(環(huán)境和溫度)、工作時(shí)間的長(zhǎng)短(連續(xù)或間歇) 及載荷的性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過(guò)載情況等來(lái)選擇。 工業(yè)上一般采用三相交流電動(dòng)機(jī)。Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方使等優(yōu)點(diǎn)，故其應(yīng)用最廣。在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)、間隙和短時(shí)工作的場(chǎng)合(如起重機(jī)械和冶金設(shè)備等)，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小 和過(guò)載能力大。由于本次設(shè)計(jì)的脫模機(jī)在脫模剛開(kāi)始時(shí)，應(yīng)用液壓缸將芯模頂出一段距離，在靠鏈條傳動(dòng)拉動(dòng)芯模，前后的速度不，故選用的電動(dòng)機(jī)需具有變速的功能。此次設(shè)計(jì)選用的是YZD起重用多速三相異步電動(dòng)機(jī)。根據(jù)脫模工作條件選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式為防護(hù)式。 2.2.2 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 Y型電動(dòng)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(lái)說(shuō)，電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對(duì)數(shù)越少，外廓尺寸越小，其價(jià)格越低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，選用高速電動(dòng)機(jī)越經(jīng)濟(jì)。但當(dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)也選用高速電動(dòng)機(jī)，則這時(shí)總傳動(dòng)比增大，會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，造價(jià)較高。在本次設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)的功率和型號(hào) ??電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選得過(guò)小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞;?功率選得過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，且經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)功率的確定，主要與其載荷大小、工作時(shí)間長(zhǎng)短、發(fā)熱多少有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)工作、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(dòng)機(jī)所需的功率來(lái)選擇、而不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和氣動(dòng)力矩。選擇時(shí)，應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的額定功率稍大于電動(dòng)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15t,故每根鏈條的 脫模力F=10t,則工作機(jī)所需的有效功率為: ??PW=Fv/1000=7500×9.8×0.1=7.35kw ??電動(dòng)機(jī)所需的功率為: 式中：η為傳動(dòng)裝置的總效率。 式中：，分別為鏈傳動(dòng)和滾動(dòng)軸承傳動(dòng)的效率，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得：=0.96，=0.98，則總效率為： 則電動(dòng)機(jī)的功率為： 綜上，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知電動(dòng)機(jī)的額定功率=15kw。 查Y型電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)可選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y200L-8起重用多速三相異步電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速有750r/min，對(duì)應(yīng)的功率為15kw. 綜上，將所選取電動(dòng)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)列于表2-1中。 表2-1 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 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(dòng)比的分配 在設(shè)計(jì)多級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置時(shí)，分配傳動(dòng)比是設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題。傳動(dòng)比分配的不合理，會(huì)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(wèn)題。因此，分配傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)原則。 (1) 鏈傳動(dòng)的每級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦值(2～4) 的范圍內(nèi)。 (2) 各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)使傳動(dòng)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(rùn)滑時(shí)，為使各級(jí)大齒輪浸油深度合理，各級(jí)大齒輪直徑應(yīng)相差不大，以避免低速級(jí)大齒輪浸油過(guò)深而增加攪油損失。 設(shè)計(jì)方案中采用兩根鏈條，主傳動(dòng)軸和從動(dòng)軸上安裝相同的鏈輪，所選取滾子鏈的鏈號(hào)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(dòng)軸的傳動(dòng)比如下: 故可知電動(dòng)機(jī)到從動(dòng)軸上鏈輪的總傳動(dòng)比為： 電動(dòng)機(jī)和減速器、減速器和主傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)方式均為鏈傳動(dòng)，而且取其傳動(dòng)比相同，結(jié)合鏈傳動(dòng)比i≤7，故可取其傳動(dòng)比，故可知減速器的減速比為： 2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 電動(dòng)機(jī)上傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速： 減速器上兩個(gè)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，分別如下： 主傳動(dòng)主和從傳動(dòng)主的轉(zhuǎn)速，分別如下： 2.4.2 各軸的輸入功率計(jì)算 2.4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 將上述計(jì)算結(jié)果列于表2-2中。 表2-2 各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù) 軸號(hào) 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 9.8 4926 31 第三章 主要零件的設(shè)計(jì) 3.1 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.1.1 鏈的類(lèi)型選擇 鏈傳動(dòng)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(dòng)。與帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)相比鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是: 沒(méi)有彈性滑動(dòng)和打滑，能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高，軸的壓力較小，傳動(dòng)功率大，過(guò)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(chǎng)合)。 其缺點(diǎn)是: 瞬時(shí)傳動(dòng)比不是常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的脫模裝置主要用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。傳動(dòng)鏈的主要類(lèi)型有滾子鏈和齒形鏈，本次設(shè)計(jì)中選用的是滾子鏈。滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷(xiāo)軸、套筒和滾子組成。銷(xiāo)軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板均用過(guò)盈配合連接，分別成為外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)。而銷(xiāo)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(shí)，內(nèi)、外鏈節(jié)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。鏈板一般做成“8”字形，以使個(gè)各截面接近等強(qiáng)度，并可減輕重量和運(yùn)動(dòng)時(shí)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(jì)中，鏈輪設(shè)計(jì)中選用單排鏈的滾子鏈。綜上，所選取的鏈的類(lèi)型為單排鏈的滾子鏈，型號(hào)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 表3-1滾子鏈的類(lèi)型和主要參數(shù) 鏈號(hào) 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(xiāo)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(dòng)的設(shè)計(jì)約束 鏈傳動(dòng)中的多種失效形式是制約鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)的約束條件。所以鏈傳動(dòng)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(lái)確定。 鏈傳動(dòng)的主要失效形式 (1)鉸鏈磨損。銷(xiāo)條在進(jìn)入嚙合和推出嚙合時(shí)，銷(xiāo)軸和套筒之間存在相對(duì)滑動(dòng)，在不能保證充分潤(rùn)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(xiāo)與鏈輪的嚙合點(diǎn)外移，最終將導(dǎo)致跳齒或脫鏈而使傳動(dòng)失效。 (2)鏈的疲勞破壞。由于鏈在傳動(dòng)過(guò)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(guò)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(diǎn)蝕和疲勞裂紋。在潤(rùn)滑良好和設(shè)計(jì)正確的情況下，疲勞強(qiáng)度是決定鏈傳動(dòng)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(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)或受重復(fù)沖擊載荷時(shí)承受較大的動(dòng)載荷，經(jīng)過(guò)多次沖擊，滾子、套筒和銷(xiāo)軸最后產(chǎn)生沖擊斷裂。 (4)膠合。由于套筒和銷(xiāo)軸之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在變載荷的作用下，潤(rùn)滑油膜難以形成，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，使套筒和銷(xiāo)軸間發(fā)生金屬直接接觸而產(chǎn)生很大的摩擦力，其產(chǎn)生的熱量將導(dǎo)致套筒和銷(xiāo)軸的膠合。 (5)過(guò)載拉斷。在低速重載的傳動(dòng)中或是鏈突然受到很大的過(guò)載時(shí)，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(dòng)中，鏈輪輪齒磨損或塑性變形超過(guò)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?lái)降低其磨損量和塑性變形。 圖3-2 滾子鏈傳動(dòng)功率曲線 圖3-2為滾子鏈傳動(dòng)的額定功率曲線，它是將在特定的條件下由實(shí)驗(yàn)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(rùn)滑方式潤(rùn)滑；工作壽命為15000小時(shí)； 鏈輪因磨損而引起的相對(duì)伸長(zhǎng)量不超過(guò)3%。 3.2 鏈條的設(shè)計(jì) (1)確定鏈輪齒數(shù)和速比 鏈輪齒數(shù)的多少對(duì)傳動(dòng)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(guò)少，運(yùn)動(dòng)速度的不均勻性和動(dòng)載荷都會(huì)很大；鏈輪在 進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，相對(duì)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(guò)多。如選得太大，大鏈輪齒數(shù)則將更大，除了增大傳動(dòng)尺寸和 質(zhì)量外，也會(huì)因鏈條節(jié)距伸長(zhǎng)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(dòng)比按表3-2 選取. 表3-2小鏈輪的齒數(shù) 傳動(dòng)比 1～2 3～4 5～6 ＞6 齒數(shù) 27～31 25～33 17～21 17 由于設(shè)計(jì)的鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3，故可選鏈輪的齒數(shù)=27，=81 (2)確定計(jì)算功率 表3-3鏈傳動(dòng)的工作情況系數(shù) 原動(dòng)機(jī)的種類(lèi) 載荷情況 電動(dòng)機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 有流體機(jī)構(gòu) 無(wú)流體機(jī)構(gòu) 平穩(wěn)的傳動(dòng) 1.0 1.0 1.2 稍有沖擊的傳動(dòng) 1.3 1.2 1.4 有大沖擊的傳動(dòng) 1.5 1.4 1.7 由于設(shè)計(jì)的脫模裝置由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，稍有沖擊傳動(dòng)，故依據(jù)表3-3可以選=1.3，計(jì)算功率為 (3)初選中心距，取定鏈節(jié)數(shù) 中心距的大小對(duì)傳動(dòng)有很大影響。中心距小時(shí)，鏈節(jié)數(shù)較少，鏈輪一定時(shí)，單位時(shí)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(shí)，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(shí)，又會(huì)發(fā)生鏈的顫抖現(xiàn)象，是運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性降低。 初選中心距由于兩鏈輪的實(shí)際中心距比較大，故選 計(jì)算得155取156節(jié)（取偶數(shù)）。 (4)選擇型號(hào)，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(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性，產(chǎn)生沖擊、振動(dòng)和噪音。為了既保證鏈傳動(dòng)有足夠的承載能力，又減小沖擊、振動(dòng)和噪音，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用較小的鏈節(jié)距。在高速、重載時(shí)，宜用小節(jié)距多排鏈；低速、重載時(shí)，宜用大節(jié)距排數(shù)少的鏈。 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.34,=1.09,選單排鏈有=1.0 所需傳動(dòng)的功率 計(jì)算有=10.3kw 由滾子鏈的額定功率圖選定滾子鏈型號(hào)為24B，鏈節(jié)距為38.1mm，單排鏈。 (5)確定鏈長(zhǎng)和中心距 鏈長(zhǎng) 中心距 計(jì)算得中心距=2726mm，符合設(shè)計(jì)要求。 中心距的調(diào)整量一般應(yīng)大于2。 實(shí)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(duì)于v＜0.6m/s的低速鏈轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)應(yīng)按靜強(qiáng)度校核。靜強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)滿足下式要求： 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(jì)手冊(cè)可查得=86700N; —鏈的總拉力，按公式計(jì)算； —許用安全系數(shù)，≥4～8；但若鏈傳動(dòng)速度較低、從動(dòng)系統(tǒng)慣性小，不太重要的傳動(dòng)或力的去頂比較準(zhǔn)確時(shí)，可取≥2. F為鏈傳動(dòng)圓周力，即有效拉力 為由做圓周運(yùn)動(dòng)的鏈節(jié)所產(chǎn)生的離心拉力，，通常當(dāng)v≤10m/s時(shí)，離心力可以忽略。由于20t鏈條式脫模裝置中設(shè)計(jì)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(dòng)的布置方式及鏈在工作時(shí)允許的垂度，用求懸索拉力的方法計(jì)算：。 式中：q—鏈每米長(zhǎng)度的質(zhì)量，由表3-1可知q=3.8kg/m; v—鏈的圓周速度，v=0.1m/s； a—鏈傳動(dòng)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(shí)的拉力系數(shù)，結(jié)合，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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(jì)中選取的鏈輪滿足強(qiáng)度校核。 3.3 鏈輪的設(shè)計(jì) 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(jì)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(zhǎng)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(dòng)的潤(rùn)滑、布置和張緊 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑有利于減少鉸鏈磨損、提高傳動(dòng)效率，緩和沖擊從而延長(zhǎng)鏈條壽命。通常根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距選擇推薦的潤(rùn)滑方式。該設(shè)計(jì)中選擇人工定期潤(rùn)滑。 鏈傳動(dòng)的布置合理與否，對(duì)傳動(dòng)的工作性能和使用壽命有較大的影響。布置時(shí)，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。 鏈傳動(dòng)張緊的目的主要是為了避免鏈的垂度過(guò)大，嚙合時(shí)鏈條上下顫抖，同時(shí)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(shí)，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(wú)齒的輥輪，其大小應(yīng)與小鏈輪接近。 本設(shè)計(jì)中采用的張緊方法是附加張緊裝置。 3.5 軸的設(shè)計(jì)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(jì)，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(jì)時(shí)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(duì)工作位置；2)軸的結(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(jì)中應(yīng)主要解決下面幾個(gè)問(wèn)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(shí)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(wèn)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(jì)的前提。所謂布置方案，就是考慮合理安排動(dòng)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(zhǎng)度的確定 對(duì)一般減速器中高速級(jí)輸入軸，可按估算（D為電動(dòng)機(jī)軸徑）；相應(yīng)各級(jí)低速軸的最小直徑可按同級(jí)齒輪中心距a估算， 。 軸的各段長(zhǎng)度主要是根據(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(lái)確定。 （3） 軸上零件的定位與固定 為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有特殊的結(jié)構(gòu)要求外（如游動(dòng)或空轉(zhuǎn)），一般都必須要求定位準(zhǔn)確、可靠。本設(shè)計(jì)方案中采用平鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)周向固定，采用軸肩、套筒和擋盤(pán)來(lái)實(shí)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(shí)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、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(duì)只受轉(zhuǎn)矩或以承受轉(zhuǎn)矩為主的傳動(dòng)軸，應(yīng)按扭矩轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的直徑。若有彎矩作用，可用降低許用應(yīng)力的方法來(lái)考慮其影響。 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的約束條件為： 對(duì)實(shí)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(duì)于同時(shí)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(jì)算。計(jì)算時(shí)，先根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所確定的軸的幾何結(jié)構(gòu)和軸上零件的位置，畫(huà)出軸的受力簡(jiǎn)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(duì)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(duì)實(shí)心軸，上式也可寫(xiě)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(duì)于一般用途的軸，按當(dāng)量彎矩計(jì)算軸的強(qiáng)度或直徑已經(jīng)足夠精確。但由于上述計(jì)算中沒(méi)有考慮應(yīng)力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響，因此對(duì)于重要的軸，還需要進(jìn)行危險(xiǎn)截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計(jì)算，評(píng)定軸的安全系數(shù)。即建立軸在危險(xiǎn)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轉(zhuǎn)速約束條件。 3.5.3 軸的設(shè)計(jì) 本次脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)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(lái)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?yàn)樾妮S，只承受彎矩的作用?，F(xiàn)主要分析軸Ⅰ的設(shè)計(jì)。 （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(lái)源；4）材料加工工藝性；5）材料價(jià)格等。結(jié)合脫模裝置中的強(qiáng)度要求，而且碳素鋼價(jià)格低廉，對(duì)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(jì)中軸的材料選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)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；。 （2）初步計(jì)算軸徑 選 C等于108，，計(jì)算得。 考慮到軸端裝聯(lián)軸器需開(kāi)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(jì) 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(dòng)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(jì)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(huà)受力簡(jiǎn)圖 畫(huà)軸空間受力簡(jiǎn)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）。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(duì)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(diǎn)。 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(jì)算有 鏈輪的軸向力： ③計(jì)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(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)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(huà)出轉(zhuǎn)矩圖（f）。 ⑤計(jì)算并畫(huà)出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，去，則 按計(jì)算。 3.5.4 軸的強(qiáng)度校核 一般而言軸的強(qiáng)度是否只需滿足對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險(xiǎn)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(xiǎn)，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(jì)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(jì)。 強(qiáng)度校核：考慮到鍵槽的影響，查邊計(jì)算， 而45號(hào)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的 顯然， 故安全，該軸設(shè)計(jì)合格。 3.6 液壓缸的設(shè)計(jì) 由于液壓傳動(dòng)具有：工作平穩(wěn)，響應(yīng)速度快；體積小重最輕；易于實(shí)現(xiàn)大范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，工作安全可靠等眾多優(yōu)點(diǎn)。在脫模裝置在剛開(kāi)始脫模時(shí)，脫模力非常大，很容品過(guò)載。運(yùn)用液化傳動(dòng)的話，就能很好的解決過(guò)載的問(wèn)題。而且，利用液壓傳動(dòng)的恒功率特性，能夠使得在脫模剛進(jìn)行時(shí)，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(jì)在液壓部分主要是針對(duì)液壓鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3.6.1 液壓缸簡(jiǎn)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(dòng)或者小于360°的往復(fù)擺線運(yùn)動(dòng)。 液壓缸的種類(lèi)很多，按其結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸、柱塞缸、擺動(dòng)缸和組合缸：按其輸出運(yùn)動(dòng)又可分為推力液壓缸和擺動(dòng)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(jì)采用的是雙作用單桿活塞缸。 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(shí)，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(jiàn)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(dòng)，因此，活塞必須具有較高的強(qiáng)度和良好的耐磨性。活塞一 般用耐磨的鑄鐵或鋼制造，如HT200～300、球墨鑄鐵、優(yōu)質(zhì)碳素鋼等，有時(shí)也用鋁合金材料。活塞桿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(gè)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(duì)環(huán)境的污染。常見(jiàn)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(dòng)時(shí)具有很大的動(dòng)能，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到行程終端時(shí)會(huì)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(dòng)系統(tǒng)在安裝的過(guò)程中或者長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液壓系統(tǒng)中往往會(huì)混入空氣，導(dǎo)致系統(tǒng)工作不能穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲、發(fā)熱、低速爬行和啟動(dòng)前沖等不正常的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作，因此，設(shè)計(jì)液壓缸是需考慮空氣的排出。對(duì)于要求不高的液壓缸，一般不設(shè)計(jì)專門(mén)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?gòu)? 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(gè)：缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長(zhǎng)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(guó)標(biāo)GB/T 7938-1978可選4，6.3，10，16，25等。液壓缸回油腔應(yīng)有背壓，初選液壓缸工作壓力P=10MPa。 （2） 計(jì)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(guó)標(biāo)GB/T 2348-1993液壓缸內(nèi)徑系列取 ；液壓缸外徑可選為168mm 活塞桿直徑，查國(guó)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(zhǎng)度L 活塞桿的行程可根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 2349-1980選擇第一系列中的320mm。缸筒長(zhǎng)度是由各工作部件的行程長(zhǎng)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(zhǎng)度H及特殊要求其它長(zhǎng)度C等。最終設(shè)計(jì)的液壓缸長(zhǎng)度L為740mm。 （5） 缸筒壁厚的強(qiáng)度校核 設(shè)計(jì)中缸筒壁厚；，按照材料力學(xué)知識(shí)，當(dāng)時(shí)，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3-5 液壓缸 3.7 主要部件的設(shè)計(jì) 3.7.1 機(jī)架設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 機(jī)架的設(shè)計(jì)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(jì)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(píng)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)轉(zhuǎn)過(guò)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(lái)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(wèn)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(jì)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(dòng)幅限制在允許范圍內(nèi)。 ③溫度場(chǎng)分布合理，熱變形對(duì)精度的影響小。 ④結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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，故一般都采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好、價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計(jì)采用鑄鋼機(jī)架。 鑄造碳鋼：由于鋼水的流動(dòng)性差，在鑄型中凝固冷卻時(shí)體收縮和線收縮較大，故不宜設(shè)計(jì)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(guò)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?cái)U(kuò)散退火和焊補(bǔ)后回火。結(jié)合本次設(shè)計(jì)，形狀比較復(fù)雜，對(duì)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(jì)與緊固連接 根據(jù)本次設(shè)計(jì)制品結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)計(jì)機(jī)架的長(zhǎng)度為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(jì)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(jì)中共使用了13個(gè)地腳螺栓來(lái)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(gè)肋板以增強(qiáng)機(jī)架的強(qiáng)度，其中6個(gè)是水平肋板，8個(gè)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(gè)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(jì) 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(lái)的芯模，防止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(jì)中， 托輥采用絕緣性的軟材料，防止芯模在托輥上移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)刮痕，該設(shè)計(jì)中，托輥 的材料選用聚酯胺。 3.7.4 直線導(dǎo)輥的設(shè)計(jì) 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(dòng)， 其具有如下特點(diǎn): （1）磨耗少能長(zhǎng)時(shí)間維持精度； （2）大幅降低電機(jī)所需驅(qū)動(dòng)力； （3）可同時(shí)承受上下左右方向的負(fù)荷； （4）組裝容易并具互換性； （5）潤(rùn)滑構(gòu)造簡(jiǎn)單。 該設(shè)計(jì)中采用兩根鏈條傳動(dòng)，兩根鏈條分別通過(guò)圓柱銷(xiāo)和移動(dòng)頭連接起來(lái)， 移動(dòng)頭通過(guò)螺釘和接頭連接起來(lái)，進(jìn)而通過(guò)接頭帶動(dòng)待脫模的制品往左運(yùn)動(dòng)。由 于兩根鏈條帶動(dòng)移動(dòng)頭向左運(yùn)動(dòng)時(shí)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(dòng)頭的導(dǎo)向裝置，確保移動(dòng)頭做直線運(yùn)動(dòng)，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(jì)中用到的連接方式主要有螺紋連接、鍵連接和焊接。設(shè)計(jì)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(diǎn)是用于連接兩個(gè)較薄的零件。在被連接件上開(kāi)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(jiǎn)單、裝拆方便，應(yīng)用廣泛。采用鉸制孔螺栓時(shí)，孔與螺桿常用過(guò)渡配合。這種連接能精確固定被連接件的相對(duì)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(jiǎn)單、緊湊。用于兩個(gè)連接件中一個(gè)較厚，但不需要經(jīng)常拆卸，以免螺紋孔損壞。設(shè)計(jì)中使用的主要是六角頭螺栓-全螺紋-C級(jí)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(dòng)和轉(zhuǎn)矩。常用的軸轂連接有鍵連接、花鍵連接和過(guò)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(shí)靠鍵同側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)。因此得到廣泛應(yīng)用本次設(shè)計(jì)使用的主要是普通平鍵中的A型鍵。 鍵的類(lèi)型可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)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(zhǎng)度L可根據(jù)輪轂長(zhǎng)度確定，輪轂長(zhǎng)度一般選取(1.5～2) d，鍵長(zhǎng)等于或略小于輪轂的長(zhǎng)度，此外鍵的長(zhǎng)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(lái)連接兩軸，使之一起轉(zhuǎn)動(dòng)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(chē)后，通過(guò)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(lèi)。本次設(shè)計(jì)使用的是剛性聯(lián)軸器。 剛性聯(lián)軸器無(wú)位移補(bǔ)償能力，用在被連接兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中以及工作中無(wú)相對(duì)位移之處。剛性聯(lián)軸器中應(yīng)用較多的是套簡(jiǎn)式、夾殼式、凸緣式等幾種類(lèi)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(gè)由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器用一組螺栓連接而成。凸緣聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，按軸徑、轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速 選定凸緣聯(lián)軸器型號(hào)，必要時(shí)應(yīng)對(duì)連接兩個(gè)半聯(lián)軸器的螺栓進(jìn)行強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì) 中使用的是凸緣聯(lián)軸器GY6和GY8。 圖4-1 凸緣聯(lián)軸器外形 4.4 滾動(dòng)軸承的選型 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它已標(biāo)準(zhǔn)化。滾動(dòng)體是滾動(dòng)軸承的核心元件，當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)外圈的滾道間滾動(dòng)。內(nèi)外圈的滾道多為凹槽形，它起著降低接觸應(yīng)力和限制滾動(dòng)體軸向移動(dòng)的作用。滾動(dòng)體的形狀有:球、圓柱滾子、圓錐滾子、鼓形滾子、滾針等。保持架將滾動(dòng)體均勻地隔開(kāi)以避免滾動(dòng)體間直接接觸而產(chǎn)生的摩擦和磨損。滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈利滾動(dòng)體用強(qiáng)度高、耐磨性好的含鉻合金鋼制造，常用的牌號(hào)如GCr15 (G表示專用的滾動(dòng)軸承鋼)，淬火后硬度應(yīng)不低于60-65HRC，工作表面要求磨削拋光。保持架多用軟鋼沖壓而成，也可用銅合金或塑料的。在設(shè)計(jì)和使用滾動(dòng)軸承時(shí)，我們應(yīng)正確選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑方式，其主要目的在于減輕工作表面的摩擦和磨損，同時(shí)還起到冷卻、吸震、防銹等作用。 在機(jī)械設(shè)計(jì)中，選擇軸承類(lèi)別時(shí)，必須先了解軸承所承受工作載荷的大小、方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速的高低，調(diào)心性能的要求，裝拆方便及經(jīng)濟(jì)性等要求。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們只需要根據(jù)工作條件選用合適滾動(dòng)軸承類(lèi)型和尺寸進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)中，軸主要承受徑向載荷，同時(shí)承受少量的軸向載荷，故可選取 深溝球軸承。而且該種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用最廣泛。 本次設(shè)計(jì)中，連接軸承處的住傳動(dòng)軸和從動(dòng)軸的軸段軸徑均為80mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，所選取深溝球軸承的型號(hào)為6216,代號(hào)為GB/T 276-1994。 總結(jié)體會(huì) 隨著畢業(yè)日子的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是: 15t鏈條式脫模裝置設(shè)計(jì)。雖不懂得很多，但是在老師的指導(dǎo)和幫助下，我克服了許多困難，經(jīng)過(guò)多次的修改完善，基本上完成了課題的設(shè)計(jì)。 通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我覺(jué)得我對(duì)本專業(yè)的知識(shí)有了個(gè)更全新全面的理解，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我充分認(rèn)識(shí)到了自己的弱點(diǎn)以及不足，同時(shí)也讓我明白了動(dòng)手能力的重要性，因?yàn)槲野l(fā)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的掌握只有在不斷實(shí)踐中才能夠更好的掌握，也才能夠更深刻的理解。 此外，畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的很多問(wèn)題其實(shí)都是我在平時(shí)學(xué)習(xí)中都會(huì)遇到的，只是在平時(shí)的學(xué)習(xí)中沒(méi)有去重視而已，如果在平時(shí)的學(xué)習(xí)中我能夠充分認(rèn)識(shí)那些瑣碎知識(shí)的重要性，那樣我在畢業(yè)設(shè)計(jì)中很多遇到的問(wèn)題就迎刃而解了，因此，我現(xiàn)在覺(jué)得很多知識(shí)的學(xué)習(xí)不在于難，而在于我們是否細(xì)心，是否在平時(shí)的學(xué)習(xí)中留意了。 其實(shí)，在以前的課程設(shè)計(jì)中我經(jīng)常只注重自己設(shè)計(jì)的東西，很多東西及零件認(rèn)為只要自己設(shè)計(jì)好了就可以了，而沒(méi)有想到在很多情況下要考慮到實(shí)用性及可行性，以及零件的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其實(shí)很多自己設(shè)計(jì)的東西比如變速箱里面的部分結(jié)構(gòu)以及零部件，這些東西不能夠僅憑我們自己想怎樣設(shè)計(jì)就怎樣設(shè)計(jì)，而必須要充分運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)件，很多情況下最好盡量用標(biāo)準(zhǔn)件，因?yàn)檫x擇了標(biāo)準(zhǔn)件不僅給繪圖帶來(lái)了方便，而且也充分考慮到了零部件的經(jīng)濟(jì)性，而且非標(biāo)準(zhǔn)件的加工也是極其不方便，所以在設(shè)計(jì)中最好用標(biāo)準(zhǔn)件。 其次，我也明白的設(shè)計(jì)時(shí)候不可能將計(jì)算和畫(huà)圖分開(kāi)來(lái)做，因?yàn)椴豢赡軐⑺械挠?jì)算及等部件都做完然后再進(jìn)行畫(huà)圖，在畫(huà)圖的時(shí)候很多零件的選取和等件尺寸的都會(huì)要進(jìn)行修改的，不可能下子成功， 而且也不可能先面圖在計(jì)算，這樣很容易造成很多不必要的計(jì)算，浪費(fèi)了很多時(shí)間，最好的方法就是邊計(jì)算使面圖，可以在計(jì)算和繪圖的對(duì)比中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以及可以使很多過(guò)程得以優(yōu)化，已達(dá)到做好的優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中必須多問(wèn)，如果把問(wèn)題積思起米而不向會(huì)導(dǎo)致自己設(shè)計(jì)進(jìn)度的滯后，同時(shí)也可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)，所以為了做成好的設(shè)計(jì)就必須經(jīng)常問(wèn)老師或者同學(xué)問(wèn)題，只有問(wèn)得多才能夠掌握更多的知識(shí)，才可以使自己的專業(yè)技能得到更好的提高。 總之，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的設(shè)計(jì)與不斷完善，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算完成了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白了自己在學(xué)習(xí)中的弱點(diǎn)，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)和工作中加強(qiáng)訓(xùn)練的。 參考文獻(xiàn) [1] 彭文生，李志明，黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2002. 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