畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-四桿中頻數(shù)控淬火機(jī)床總體及上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　目前，我國對數(shù)控淬火機(jī)床的需求在日益增加，數(shù)控淬火機(jī)床的性能也日趨完善，自動(dòng)化程度和生產(chǎn)率大大提高，從而取代了人的大部分體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)，但同時(shí)也就使得數(shù)控淬火機(jī)床在更高層次上依賴于人，從而構(gòu)成技術(shù)密集型的人機(jī)系統(tǒng)。對于數(shù)控淬火機(jī)床來說，人的主要工作不只是體力勞動(dòng)，而且還包含了一定程度的腦力勞動(dòng)，隨著數(shù)控淬火機(jī)床的發(fā)展，腦力勞

2、動(dòng)的負(fù)荷越來越大，對操作者的知識技能水平的要求也就更高了。但是，對于操作者來說，體力勞動(dòng)是依然存在的，這時(shí)人的主要體力作業(yè)集中在加工前的準(zhǔn)備工作和加工后的一些后續(xù)工作。從數(shù)控淬火機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造、使用過程表明，數(shù)控淬火機(jī)床的工作質(zhì)量不但取決于機(jī)器本身的性能和質(zhì)量，還取決于操作的勞動(dòng)者，而操作者的勞動(dòng)質(zhì)量在很大程度上又取決于該系統(tǒng)中人機(jī)系統(tǒng)的功能質(zhì)量。人是生產(chǎn)的主體，滿足了人的基本安全需要，使人心情舒暢，才可能充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，調(diào)動(dòng)

3、人的積極態(tài)度，它對提高生產(chǎn)效率有著重要的意義。</p><p><b>　　1. 緒論</b></p><p>　　1.1淬火機(jī)床的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　1）感應(yīng)淬火機(jī)床在國內(nèi)普遍采用液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu),也有的采用機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用普通絲桿和齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)。這些淬火機(jī)床傳動(dòng)速度不穩(wěn)定,傳動(dòng)定位精度低。目前,對感應(yīng)熱處理

4、要求的提高,對淬火機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的要求也相應(yīng)提高,液壓系統(tǒng)傳動(dòng)的淬火機(jī)床已逐步被淘汰,取而代之的淬火機(jī)床將采用變頻調(diào)速電機(jī),步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī),通過滾珠絲桿傳動(dòng)。這種淬火機(jī)床移動(dòng)速度均勻、精確, 托架重復(fù)定位精度高, 可達(dá)±0.03mm 或0. 001mm ; 轉(zhuǎn)臺定位精度高, 達(dá)到±0.01mm。若再采用步進(jìn)鏈傳動(dòng),托盤送料,機(jī)械手或機(jī)器人送料及對感應(yīng)淬火零件裝卸料,就成為全自動(dòng)化的專用機(jī)床。淬火變壓器與感應(yīng)器X 軸

5、向(上下) 移動(dòng)應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程,Z 軸向(前后) 移動(dòng)同樣也可進(jìn)行編程,機(jī)床運(yùn)行完全按照計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行,是高度自動(dòng)化的感應(yīng)加熱設(shè)備。</p><p>　　2）感應(yīng)加熱淬火機(jī)床的控制,現(xiàn)在普遍采用PLC與NC控制,完全應(yīng)用繼電器進(jìn)行控制的淬火機(jī)床已逐步被淘汰。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制的自動(dòng)淬火機(jī)床也越來越普遍。淬火機(jī)床的工作狀態(tài)通常被顯示在顯示屏上,同時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行故障報(bào)警或故障診斷。</p><

6、;p>　　3）感應(yīng)加熱過程的能量監(jiān)控系統(tǒng)和工件加熱溫度的監(jiān)控精度大大提高,其重現(xiàn)性達(dá)±0. 1 %。最近發(fā)展了感應(yīng)器監(jiān)控儀直接測量感應(yīng)器上的輸入能量kW- S ,以取代設(shè)備的能量監(jiān)控。</p><p>　　4） 在感應(yīng)加熱淬火過程應(yīng)用脈動(dòng)加熱式能量分配器,進(jìn)行曲軸連桿頸淬火時(shí),給上死點(diǎn)和下死點(diǎn)分配不同能量達(dá)到加熱溫度均勻的目的。</p><p>　　5） 在感應(yīng)熱處理過程中

7、,感應(yīng)電源根據(jù)振蕩因素及時(shí)顯示感應(yīng)器阻抗值的變化,根據(jù)阻抗值的變化及時(shí)調(diào)節(jié)電源振蕩狀態(tài),保證零件感應(yīng)加熱在相對理想的狀態(tài)下進(jìn)行。AEC-Elotherm</p><p>　　曲軸淬火機(jī)床有此裝置，用以顯示感應(yīng)器阻抗，能顯示數(shù)值變化。</p><p>　　6） 淬火機(jī)床附帶測量及顯示儀表,測量顯示工件的淬火過程。在對滾珠絲桿感應(yīng)淬火時(shí)淬火機(jī)床能自動(dòng)測量伸長量,如果伸長超差,淬火機(jī)床能自動(dòng)降低

8、功率以減少滾珠絲桿感應(yīng)淬火的伸長量,并在淬火過程中自動(dòng)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。感應(yīng)淬火機(jī)床能夠在曲軸淬火過程中應(yīng)用安裝的曲軸彎曲變形測量儀測定曲軸的淬火彎曲量,并調(diào)整其參數(shù)對曲軸淬火彎曲情況進(jìn)行修正。淬火機(jī)床附帶的液體流量監(jiān)控儀可直接顯示淬火液的流量,能有效地監(jiān)控淬火件質(zhì)量。水電導(dǎo)值指示器可以監(jiān)控軟水的質(zhì)量。</p><p>　　7） 油煙吸抽。新型淬火機(jī)床上直接安裝抽風(fēng)設(shè)備，吸抽工件加熱時(shí)產(chǎn)生的油煙。</p>

9、<p>　　8） 多軸化。為了適應(yīng)小件提高產(chǎn)量，通用淬火機(jī)床出現(xiàn)多軸化，如Welduction公司最近推出2軸、4軸淬火機(jī)床，同時(shí)可處理多種0.508m（20in）長以內(nèi)，重9.08kg以下的工件。</p><p>　　9） 功能復(fù)合化與柔性化。在一臺淬火機(jī)床進(jìn)行淬火，隨后用較低功率進(jìn)行回火，二工序在一臺淬火機(jī)床上完成，英國Etchells機(jī)械制造有限責(zé)任公司生產(chǎn)的全自動(dòng)抽油桿生產(chǎn)線，可生產(chǎn)符合A.

10、P.I標(biāo)準(zhǔn)的5/8",3/4",7/8" 和1"的抽油桿,長度可以是25-30米長，實(shí)現(xiàn)了包括鍛造、感應(yīng)加熱等一整套工序的集成，全自動(dòng)生產(chǎn)。BJ型軸類淬火機(jī)能自動(dòng)編14種程序、自動(dòng)識別進(jìn)機(jī)零件。Roborton.Elotherm最近推出了雙主軸立式淬火機(jī)床，在一個(gè)緊湊的工藝單元內(nèi)進(jìn)行工件的淬火與回火，能處理輪軸、三槽套及其他萬向節(jié)件，轉(zhuǎn)換工件只需2～5min，用計(jì)算機(jī)編程，根據(jù)工件號在2min內(nèi)調(diào)

11、出有關(guān)工藝數(shù)據(jù)。</p><p>　　10） 一機(jī)多工位或一個(gè)電源帶多臺機(jī)床，摩擦片雙工位淬火機(jī)床是高頻自動(dòng)切換的，摩托車曲柄有三個(gè)淬火部位，電氣興業(yè)公司的產(chǎn)品是一個(gè)電源帶三臺淬火機(jī)床；國內(nèi)產(chǎn)品是一個(gè)超音頻電源帶一臺具有三個(gè)淬火變壓器的回轉(zhuǎn)工作臺淬火機(jī)，節(jié)省了占地面積與裝卸工序。</p><p>　　11） 機(jī)電一體化的緊湊式淬火裝置，以單個(gè)電源、淬火機(jī)床、附屬裝置組成成套裝置在我國是在2

12、0世紀(jì)70年代中期開始的，工業(yè)發(fā)達(dá)國家現(xiàn)在發(fā)展的是將電源與淬火機(jī)構(gòu)組合在一起的淬火機(jī)床，Inductoheat Co公司的輪轂淬火機(jī)床Welduction的通用淬火機(jī)等均屬此范疇。</p><p>　　12） 冷卻水及淬火液循環(huán)裝置，由于采用換熱器降溫，設(shè)備冷卻水及淬火液槽容量普遍減小，冷卻水槽容量在0.5～1.0或更小，淬火液槽亦相似，完善的淬火液槽內(nèi)有磁性吸鐵屑裝置及油分離器，對使用聚合物淬火液更為有利。&l

13、t;/p><p>　　1.2四桿中頻數(shù)控淬火機(jī)床概述</p><p>　　四桿中頻淬火機(jī)床是對抽油桿（包括空心桿）進(jìn)行淬火的專用設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)合理、性能穩(wěn)定、工效高、易于操作等特點(diǎn)。</p><p>　　機(jī)床主要由上料裝置、下料裝置、中頻淬火裝置、冷卻系統(tǒng)以及氣動(dòng)裝置和控制裝置組成。淬火過程全部采用斜輥道進(jìn)給，使工件邊前進(jìn)邊旋轉(zhuǎn)，保證加熱溫度均勻。在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下,斜

14、輥輸送抽油桿完成全部運(yùn)動(dòng)。上料與下料均有自動(dòng)裝置，可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此自動(dòng)裝置由限位開關(guān)、氣動(dòng)裝置及其控制以及機(jī)械部分組成。冷卻水套采用均勻多孔噴口，使工作冷卻速度快且硬度均勻。此系統(tǒng)是獨(dú)立封閉式。前后斜輥道采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，分別由兩臺調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，保證整條傳動(dòng)線作勻速前進(jìn)。電氣控制是由中頻電源柜，電氣控制柜組成，用以完成整機(jī)動(dòng)作的控制。</p><p>　　2 四桿中頻淬火機(jī)床總體設(shè)計(jì)</p&

15、gt;<p>　　機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)器要求進(jìn)行功能設(shè)計(jì)研究。總體設(shè)計(jì)包括確定工作部分的運(yùn)動(dòng)和阻力，選擇原動(dòng)機(jī)的種類和功率，選擇傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力計(jì)算，確定各級傳動(dòng)比和各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率?？傮w設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到機(jī)械的操作、維修、安裝、外廓尺寸等要求，確定機(jī)械系統(tǒng)各主要部件之間的相對位置關(guān)系及相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，人—機(jī)—環(huán)境之間的合理關(guān)系?？傮w設(shè)計(jì)對機(jī)械系統(tǒng)的制造和使用都有很大的影響，為此，常需作出幾個(gè)方案加以分析、

16、比較，通過優(yōu)化求解得出最佳方案。</p><p>　　機(jī)床主要由上料裝置、下料裝置、中頻淬火裝置、冷卻系統(tǒng)以及氣動(dòng)裝置和控制裝置組成。</p><p>　　2.1 機(jī)床動(dòng)作流程</p><p>　　工件從上料架→感應(yīng)開關(guān)→翻料器→至上料裝置的斜輥上→進(jìn)給→中頻淬火裝置→冷卻水套→繼續(xù)進(jìn)給→至下料裝置的斜輥上→碰撞到限位開關(guān)→翻料器→至下料架。</p>

17、<p><b>　　2.2 斜輥傳輸</b></p><p>　　本機(jī)床采用斜輥傳輸, 使工件邊前進(jìn)邊旋轉(zhuǎn)，保證加熱溫度均勻。工件的進(jìn)給速度應(yīng)滿足機(jī)床的額定工作效率，因此，在設(shè)計(jì)中必須保證工件的進(jìn)給速度和自身旋轉(zhuǎn)速度參數(shù)應(yīng)與中頻淬火裝置的各設(shè)計(jì)參數(shù)相匹配。工件的進(jìn)給速度和自身旋轉(zhuǎn)速度主要取決于斜輥的旋轉(zhuǎn)速度和工件與斜輥的切點(diǎn)位置。對于同一型號的工件，切點(diǎn)位置不同，其水平與豎直方向的

18、受力就不同,從而工件的進(jìn)給速度和自身旋轉(zhuǎn)速度就隨之變化。因此，在設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確計(jì)算并把握切點(diǎn)的位置至關(guān)重要。在本機(jī)床中，將斜輥軸與工件進(jìn)給方向調(diào)為60度，滿足所需工件的進(jìn)給速度和自身旋轉(zhuǎn)速度的要求。</p><p>　　2.3 工件進(jìn)給過程</p><p>　　淬火機(jī)床在工件進(jìn)給過程中，采用左右對稱式。即以床身縱軸為對稱軸，左右各安排兩桿進(jìn)給。兩桿一前一后錯(cuò)開進(jìn)給，保證上下料及其它裝置可同時(shí)滿

19、足兩通道使用要求。</p><p>　　2.4 中頻淬火過程</p><p>　　抽油桿采用連續(xù)加熱、噴水淬火的方式。為使抽油桿達(dá)到技術(shù)要求，很大程度上取決于感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造，感應(yīng)器的設(shè)計(jì)一般應(yīng)考慮：</p><p>　　使被加熱零件的表面溫度均勻。</p><p>　　感應(yīng)器損耗小， 電效率高，這與感應(yīng)器內(nèi)面與工件的間隙有關(guān)。<

20、/p><p>　　感應(yīng)器冷卻良好。感應(yīng)器通過較大的中頻電流所引起的發(fā)熱量，必須用冷卻水帶走。</p><p>　　感應(yīng)器制造簡單，操作方便。</p><p>　　2.5 機(jī)床電氣、水循環(huán)和氣動(dòng)系統(tǒng)</p><p>　　1）　數(shù)控系統(tǒng)及配套電源</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)以可編程控制器（PLC）為核心,具有豐富故障診斷功能

21、及過流、欠壓、過熱和短路等各種保護(hù)功能,在抗電磁干擾方面采取了一系列有效措施。顯示器漢字顯示工況及報(bào)警信息內(nèi)容。系統(tǒng)配有合理的控制程序,操作方便,并可根據(jù)需要隨時(shí)編程或修改工藝參數(shù),以滿足不同類型抽油桿感應(yīng)熱處理機(jī)床配套使用可控硅中頻電源,功率250kW ,頻率8kHz。</p><p><b>　　2）　水循環(huán)系統(tǒng)</b></p><p>　　機(jī)床水路分冷卻水和淬火

22、介質(zhì)兩路,冷卻水路實(shí)現(xiàn)對電源、變壓器、電容器和感應(yīng)器的冷卻,淬火水路為工件加熱提供淬火介質(zhì)。兩大水路均采用全封閉循環(huán)冷卻方式,冷卻水與淬火介質(zhì)分別與工廠供給的外循環(huán)硬水通過板式換熱器進(jìn)行換熱冷卻,并具有壓力、溫度檢測功能,保證水溫恒定及水質(zhì)穩(wěn)定,為生產(chǎn)線調(diào)試淬火工藝提供可靠保證。</p><p><b>　　3） 氣動(dòng)系統(tǒng)</b></p><p>　　為了提高生產(chǎn)效

23、率，減輕生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)床上下料裝置采用汽缸帶動(dòng)連杠實(shí)現(xiàn)上下料動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了上下料的全自動(dòng)控制。</p><p>　　3.上料傳送裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1上料傳送裝置料架的設(shè)計(jì)</p><p>　　為了提高生產(chǎn)效率，減輕生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)床上下料裝置采用汽缸帶動(dòng)連杠實(shí)現(xiàn)上下料動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了上下料的全自動(dòng)控制。</p><p&g

24、t;　　3.1.1上料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作步驟(如圖3.1所示)</p><p><b>　　圖3-1 上料機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　Fig.3-1 mechanical body for bringing works</p><p><b>　　圖3-2擺臂機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　Fig.

25、3-2 mechanical body for Swinging</p><p>　　動(dòng)作1：用機(jī)械手將抽油桿整齊的平鋪在平面1上，使一根抽油桿滑落斜面2上</p><p>　　動(dòng)作2：控制系統(tǒng)將動(dòng)作指令發(fā)給上料機(jī)構(gòu)主汽缸，主汽缸活塞桿伸長，帶動(dòng)連桿旋轉(zhuǎn)，通過固定在轉(zhuǎn)軸上的四個(gè)翻料器將一根抽油桿翻過小擋板到斜面3上，抽油桿在重力作用下沿斜面滑落到里面斜輥上。</p><

26、p>　　動(dòng)作3：控制系統(tǒng)發(fā)送脈沖給上料機(jī)構(gòu)輔汽缸，汽缸活塞桿伸長帶動(dòng)連桿動(dòng)作將擺臂支起（如圖3.2所示）。</p><p>　　動(dòng)作4：重復(fù)動(dòng)作1，抽油桿沿斜面3滑落到外面斜輥上。即此完成單面雙輥道的上料操作，對面亦然。由于上料運(yùn)動(dòng)的分時(shí)性，四桿分時(shí)上料，但結(jié)構(gòu)上的對稱性可保證兩桿同時(shí)上料。</p><p>　　3.1.2上料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理</p><p>　

27、　基于以上動(dòng)作要求，上料機(jī)構(gòu)采用汽缸連桿機(jī)構(gòu)，主汽缸選用SC80×75-CA（活塞直徑80mm，行程75mm），如圖3.3、圖3.4所示，當(dāng)主汽缸活塞桿處于初始狀態(tài)時(shí)，翻料器處于水平狀態(tài)；當(dāng)主汽缸活塞桿處于最大行程時(shí)，翻料器與初始位置成30夾角。</p><p>　　圖3-3 主汽缸活塞桿處于初始狀態(tài) 圖3-4 主汽缸活塞桿處于極限狀態(tài)</p><p>　　F

28、ig.3-3 The cylinder piston rod in the initial state Fig.3-3 The cylinder piston rod in the Limit state</p><p>　　輔汽缸選用汽缸SC80×150-CA（活塞直徑80mm，行程150mm），如圖3.5、圖3.6所示，當(dāng)主汽缸活塞桿處于初始狀態(tài)時(shí)，翻料器處于水平線成8.13；當(dāng)主汽缸活塞桿處

29、于最大行程時(shí)，翻料器與初始位置成22夾角。</p><p>　　圖3-5 輔汽缸活塞桿處于初始狀態(tài) 圖3-6 輔汽缸活塞桿處于極限狀態(tài) </p><p>　　Fig.3-5 Auxiliary cylinder piston rod in the initial state Fig.3-6 Auxiliary cylinder piston rod in the

30、 initial state</p><p><b>　　3.2 選取電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　3.2.1選擇電動(dòng)機(jī)系列</p><p>　　按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y系列。</p><p>　　3.2.2選擇電動(dòng)機(jī)功率</p><p><

31、b>　　V型滾所需功率</b></p><p><b>　　傳動(dòng)裝置總效率 </b></p><p>　　其中 減速器效率 0.75</p><p>　　鏈輪效率 0.96</p><p>　　軸承效率 0.99</p><p>　　V型滾效率 0.95</p>

32、;<p>　　則傳動(dòng)總效率 =0.6772</p><p><b>　　所需電動(dòng)機(jī)功率</b></p><p>　?。?-1） </p><p>　　查手冊，可選Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)Y100L2-4型，額定功率：,轉(zhuǎn)速：。</p><p><b>　　3.3

33、 選取減速器</b></p><p>　　3.3.1選擇減速器的功率</p><p>　　依據(jù)電動(dòng)機(jī)額定功率：，選用減速器的額定功率為。</p><p>　　3.3.2選擇減速器的傳動(dòng)比</p><p>　　依據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速：，V型滾軸的轉(zhuǎn)速：，得</p><p><b>　?。?-2）<

34、/b></p><p>　　通過查取減速器的型號，選用減速器的傳動(dòng)比為152，較為接近，其差值由設(shè)計(jì)鏈輪時(shí)的傳動(dòng)比進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　查手冊，選用擺線針輪減速器，型號：XWED-3.0-74-187</p><p>　　其中減速器代號意義如下：</p><p>　　擺線針輪代號：B表示B系列標(biāo)準(zhǔn)；X表示X系列標(biāo)準(zhǔn)?！　?安

35、裝型式：W表示臥式；L表示立式；D表示電機(jī)直連；E表示兩級減速；S表示三級減速；F表示法蘭臥式。 　　 X系列型式有：XW、XWD、XL、XLD、XWE、XWED、 XLE、XLED、XWS、XWSD、XLS、XLSD</p><p><b>　　3.4 鏈輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.4.1鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)和類型</p><p>　

36、　鏈傳動(dòng)由裝在平行軸上的鏈輪和跨繞在兩鏈輪上的環(huán)形鏈條所組成（圖3.7），以鏈條作中間撓性件，靠鏈條與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。</p><p>　　鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，耐用、維護(hù)容易，運(yùn)用于中心距較大的場合。</p><p>　　與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；沒有彈性滑動(dòng)和打滑；需要的張緊力??；能在溫度較高，有油污等惡劣環(huán)境條件下工作。</p><p&

37、gt;　　與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造和安裝精度要求較低；成本低廉；能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳動(dòng)；但瞬時(shí)速度不均勻，瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定；傳動(dòng)中有一定的沖擊和噪音。</p><p>　　鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤8；中心距a≤5~6m；傳遞功率P≤100kW；圓周速度v≤15m/s；傳動(dòng)效率=0.92~0.96。鏈傳動(dòng)廣泛用于礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、石油機(jī)械、機(jī)床及摩托車中。</p><p>　　按照鏈條的結(jié)構(gòu)不同，

38、傳遞動(dòng)力用的鏈條主要有滾子鏈和齒形鏈兩種（圖3.8）。其中齒形鏈結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高，因此其應(yīng)用不如滾子鏈廣泛。</p><p><b>　　圖3-7 鏈傳動(dòng)</b></p><p>　　Fig.3-7 Transmission by chain</p><p>　　圖3-8 傳動(dòng)鏈的類型</p><p>　　Fig.

39、3-8 The typies of transmission by chain</p><p>　　1-內(nèi)鏈板； 2-外鏈板； 3-銷軸； 4-套筒； 5-滾子。</p><p>　　1- Internal chain plates; 2- External chain plates; 3-pin; 4- Sleeve; 5-

40、 roller.</p><p>　　1） 滾子鏈傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)與選擇</p><p>　　滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖3.8a所示，其內(nèi)鏈板1和套筒4、外鏈板2和銷軸3分別用過盈配合固聯(lián)在一起，分別稱為內(nèi)、外鏈節(jié)。內(nèi)、外鏈節(jié)構(gòu)成鉸鏈。滾子與套筒、套筒與銷軸均為間隙配合。當(dāng)鏈條嚙入和嚙出時(shí)，內(nèi)、外鏈節(jié)作相對轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，滾子沿鏈輪輪齒滾動(dòng)，可減少鏈條與輪齒的磨損。</p><p>　

41、　為減輕鏈條的重量并使鏈板各橫剖面的抗拉強(qiáng)度大致相等。內(nèi)、外鏈板均制成“∞”字形。組成鏈條的各零件，由碳鋼或合金鋼制成，并進(jìn)行熱處理，以提高強(qiáng)度和耐磨性。</p><p>　　滾子鏈相鄰兩滾子中心的距離稱為鏈節(jié)距，用p表示，它是鏈條的主要參數(shù)。節(jié)距p越大，鏈條各零件的尺寸越大，所能承受的載荷越大。</p><p>　　滾子鏈可制成單排鏈和多排鏈，如雙排鏈或三排鏈。排數(shù)越多，承載能力越大。由

42、于制造和裝配精度，會(huì)使各排鏈?zhǔn)芰Σ痪鶆?，故一般不超過3排。</p><p>　　滾子鏈已標(biāo)準(zhǔn)化，分為A、B兩個(gè)系列，常用的是A系列。表3-1列出了幾種A系列滾子鏈的主要參數(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)載荷大小及工作條件等選用適當(dāng)?shù)逆湕l型號；確定鏈傳動(dòng)的幾何尺寸及鏈輪的結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　表3-1 A系列滾子鏈的主要參數(shù)</p><p>　　Table 3-1 m

43、ajor parameter of roller chain A</p><p>　　滾子鏈的長度以鏈節(jié)數(shù)Lp表示。鏈節(jié)數(shù)Lp最好取偶數(shù)，以便鏈條聯(lián)成環(huán)形時(shí)正好是內(nèi)、外鏈板相接，接頭處可用開口銷或彈簧夾鎖緊（圖3.9）。若鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，則需采用過渡鏈節(jié)（圖3.10），過渡鏈節(jié)的鏈板需單獨(dú)制造，另外當(dāng)鏈條受拉時(shí)，過渡鏈節(jié)還要承受附加的彎曲載荷，使強(qiáng)度降低，通常應(yīng)盡量避免。</p><p>

44、　　圖3-9偶數(shù)鏈的鏈節(jié)過渡 圖3.10 奇數(shù)鏈的過渡鏈節(jié)</p><p>　　Fig.3-8 even numbers chain Fig.3-8 odd numbers chain</p><p><b>　　2）齒形鏈</b></p><p>　　齒形傳動(dòng)鏈?zhǔn)怯梢唤M齒形鏈板并

45、列鉸接而成（圖3.11），工作時(shí)，通過鏈片側(cè)面的兩直邊與鏈輪輪齒相嚙合。齒形鏈具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小，承受沖擊性能好，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，重量較大，價(jià)格較高。齒形鏈多用于高速（鏈速v可達(dá)40m/s）或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)。</p><p>　　圖3-11 齒形鏈</p><p>　　Fig.3-11 chain of gear shape</p><p>

46、　　3.4.2鏈傳動(dòng)的受力分析</p><p>　　鏈傳動(dòng)工作時(shí)，緊邊和松邊的拉力不相等。若不考慮動(dòng)載荷，則緊邊所受的拉力F1為工作拉力F、離心拉力Fc和懸垂拉力Fy之和（圖3.12）</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　松邊拉力為</b></p><p>&

47、lt;b>　　（3-4）</b></p><p>　　圖3-12作用在鏈上的力</p><p>　　Fig.3-12 The force on the chain</p><p><b>　　工作拉力為</b></p><p>　?。∟） （3-5）<

48、/p><p>　　式中，P為鏈傳動(dòng)傳遞的功率，KW；v為鏈速，m/s。</p><p><b>　　離心拉力為</b></p><p>　　（N） （3-6）</p><p>　　式中，q為每米鏈的質(zhì)量，kg/m，見表3-1。</p><p><b>　　懸

49、垂拉力為</b></p><p>　?。∟） （3-7）</p><p>　　式中，a為鏈傳動(dòng)的中心距，m；g為重力加速度，g=9.81m/s2；Ky為下垂度y=0.02a時(shí)的垂度系數(shù)。Ky值與兩鏈輪軸線所在平面與水平面的傾斜角有關(guān)。垂直布置時(shí)Ky=1，水平布置時(shí)Ky=7，對于傾斜布置的情況，=30時(shí)Ky=6，=60時(shí)Ky=4，=75時(shí)Ky=2.

50、5。</p><p>　　鏈作用在軸上的壓力FQ可近似取為</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　有沖擊和振動(dòng)時(shí)取大值。</p><p>　　3.4.3 滾子鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、滾子鏈傳動(dòng)的失效形式</p><p>　　鏈傳動(dòng)

51、的失效形式主要有以下幾種：</p><p><b>　　1．鏈板疲勞破壞</b></p><p>　　由于鏈條受變應(yīng)力的作用，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，鏈板會(huì)發(fā)生疲勞破壞，在正常潤滑條件下，疲勞強(qiáng)度是限定鏈傳動(dòng)承載能力的主要因素。</p><p>　　2．滾子、套筒的沖擊疲勞破壞</p><p>　　鏈節(jié)與鏈輪嚙合時(shí)，滾子與

52、鏈輪間會(huì)產(chǎn)生沖擊，高速時(shí)沖擊載荷較大，套筒與滾子表面發(fā)生沖擊疲勞破壞。</p><p>　　3．銷軸與套筒的膠合</p><p>　　當(dāng)潤滑不良或速度過高時(shí)，銷軸與套筒的工作表面摩擦發(fā)熱較大，而使兩表面發(fā)生粘附磨損，嚴(yán)重時(shí)則產(chǎn)生膠合。</p><p><b>　　4．鏈條鉸鏈磨損</b></p><p>　　鏈在工作過程

53、中，銷軸與套筒的工作表面會(huì)因相對滑動(dòng)而磨損，導(dǎo)致鏈節(jié)的伸長，容易引起跳齒和脫鏈。</p><p><b>　　5．過載拉斷</b></p><p>　　在低速（v<6m/s）重載或瞬時(shí)嚴(yán)重過載時(shí)，鏈條可能被拉斷。</p><p><b>　　二、額定功率曲線圖</b></p><p>　　以上

54、各種失效形式，將使鏈傳動(dòng)的工作能力受到限制。圖3.13是通過實(shí)驗(yàn)作出的單排滾子鏈的極限功率曲線。1是在正常潤滑條件下，鉸鏈磨損限定的極限功率曲線；2是鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率曲線；3是套筒、滾子沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極限功率曲線；4是鉸鏈（套筒、銷軸）膠合限定的極限功率曲線。圖中陰影部分為實(shí)際使用的許用功率（區(qū)域）。若潤滑不良及工作情況惡劣，磨損將很嚴(yán)重，其極限功率大幅度下降。如圖3.13中虛線5所示。</p><p&

55、gt;　　圖10-26是部分型號滾子鏈的額定功率曲線。它是在特定條件下制定的，即：（1）兩輪共面；（2）小輪齒數(shù)z1=19；（3）鏈長Lp=100節(jié)；（4）載荷平穩(wěn)；（5）按推薦的方式潤滑（圖3.15）；（6）工作壽命為15000h；（7）鏈條因磨損而引起的相對伸長量不超過3%；</p><p>　　圖3-13 極限功率曲線</p><p>　　Fig.3-13 The curve of

56、limit frequency</p><p>　　圖3-14 滾子鏈的額定功率曲線</p><p>　　Fig.3-14 The normal rated power curve of roller-chain</p><p>　　圖3-14表明，當(dāng)采用推薦的潤滑方式時(shí)，鏈傳動(dòng)所能傳遞的功率P0，小輪轉(zhuǎn)速n1和鏈號三者之間的關(guān)系。</p><p

57、>　　圖3-15 推薦的潤滑方式</p><p>　　Fig.3-14 Recommended lubricated way</p><p>　　若潤滑條件與推薦的潤滑方式不同時(shí)，則根據(jù)鏈速v的不同，將P0的值降低。當(dāng)鏈速v≤1.5m/s時(shí)，降低到50%；當(dāng)1.5m/s≤v≤7 m/s時(shí)，降低到25%；當(dāng)v>7m/s而潤滑又不當(dāng)時(shí)，則不宜用鏈傳動(dòng)。</p>&l

58、t;p>　　設(shè)計(jì)時(shí)，若實(shí)際選用參數(shù)與上述特定條件不同，則需要引入一系列相應(yīng)的修正系數(shù)對圖中額定功率P0進(jìn)行修正。單排鏈傳動(dòng)的額定功率應(yīng)按下式確定：</p><p><b>　　（3-9）</b></p><p>　　式中，KA為工作情況系數(shù)，由表3-2確定；P0為單排鏈的額定功率，kW；</p><p>　　P為鏈傳動(dòng)傳遞的功率，KW；

59、</p><p>　　Kz為小鏈輪的齒數(shù)系數(shù)，由表3-3確定，當(dāng)工作點(diǎn)落在圖3.14的曲線頂點(diǎn)左側(cè)時(shí)（屬于鏈板疲勞），查表中Kz；當(dāng)工作點(diǎn)落在圖3.14的曲線右側(cè)時(shí)（屬于套筒、滾子沖擊疲勞），查表中k’z。</p><p>　　KL為鏈長系數(shù)（圖3.16），圖中曲線1為鏈板疲勞計(jì)算用，曲線2為套筒、滾子沖擊疲勞計(jì)算用；當(dāng)失效形式無法預(yù)先估計(jì)時(shí)，取曲線中小值代入計(jì)算；</p>

60、<p>　　Kp為多排鏈系數(shù)（表3-4）。</p><p>　　表3-2 工作情況系數(shù)KA</p><p>　　Table 3-2 working modulus KA</p><p>　　表3-3 小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz和</p><p>　　Table 3-3 small chain wheel gear modulus K

61、z and</p><p>　　圖3-16 鏈長系數(shù)</p><p>　　Fig.3-14 The chain length’s modulus</p><p>　　1—鏈板疲勞； 2—滾子套筒沖擊疲勞</p><p>　　表3-4 多排鏈系數(shù)KP</p><p>　　Table 3-4 most rows

62、modulus KP</p><p>　　3.4.4滾子鏈傳動(dòng)參數(shù)的選擇</p><p>　　1）鏈輪齒數(shù)z1、z2</p><p>　　由鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性得知，齒數(shù)越少，瞬時(shí)鏈速變化越大，而且鏈輪直徑也較小，當(dāng)傳遞功率一定時(shí)，鏈和鏈輪輪齒的受力也會(huì)增加，為使傳動(dòng)平穩(wěn)，小鏈輪齒數(shù)不宜過少，但如齒數(shù)過多，又會(huì)造成鏈輪尺寸過大，而且，當(dāng)鏈條磨損后，也容易從鏈輪上脫落。滾

63、子鏈傳動(dòng)的小鏈輪齒數(shù)z1應(yīng)根據(jù)鏈速v和傳動(dòng)比i，由表3-5進(jìn)行選取，然后按z2=iz1，選取大鏈輪的齒數(shù)；并控制z2≤120。</p><p>　　表3-5 小鏈輪齒數(shù)</p><p>　　Table 3-5 number of small chain wheel gear</p><p>　　因鏈節(jié)數(shù)常取偶數(shù)，故鏈輪齒數(shù)最好取奇數(shù)，以使磨損均勻。</p>

64、;<p><b>　　2）鏈的節(jié)距p</b></p><p>　　鏈的節(jié)距p是決定鏈的工作能力、鏈及鏈輪尺寸的主要參數(shù)，正確選擇p是鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)要解決的主要問題。鏈的節(jié)距越大，承載能力越高，但其運(yùn)動(dòng)不均勻性和沖擊就越嚴(yán)重。因此，在滿足傳遞功率的情況下，應(yīng)盡可能選用較小的節(jié)距，高速重載時(shí)可選用小節(jié)距多排鏈。</p><p><b>　　3）傳動(dòng)比

65、i</b></p><p>　　傳動(dòng)比受鏈輪最小齒數(shù)和最大齒數(shù)的限制，且傳動(dòng)尺寸也不能過大，因此傳動(dòng)比一般不大于6。傳動(dòng)比過大時(shí)，小鏈輪上的包角1將會(huì)太小，同時(shí)嚙合的齒數(shù)也太少，將加速輪齒的磨損。因此，通常要求包角1不小于120。</p><p>　　4）中心距a和鏈節(jié)數(shù)Lp</p><p>　　若鏈傳動(dòng)中心距過小，則小鏈輪上的包角也小，同時(shí)嚙合的鏈輪齒

66、數(shù)也減少；若中心距過大，則易使鏈條抖動(dòng)。一般可取中心距a=（30~50）p，最大中心距amax≤80p。</p><p>　　鏈的長度以鏈節(jié)數(shù)LP（節(jié)距p的倍數(shù)）來表示。與帶傳動(dòng)相似，鏈節(jié)數(shù)LP與中心距a之間的關(guān)系為</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　計(jì)算出的Lp應(yīng)圓整為整數(shù)，最好取為偶數(shù)。</p>

67、;<p>　　如已知Lp時(shí)，也可由式（10-37）計(jì)算出實(shí)際中心距a，即：</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　　為了便于鏈條的安裝和調(diào)節(jié)鏈的張緊，通常中心距設(shè)計(jì)成可調(diào)的；若中心距不能調(diào)節(jié)而又沒有張緊裝置時(shí)，應(yīng)將計(jì)算的中心距減小2~5mm。使鏈條有小的初垂度，以保持鏈傳動(dòng)的張緊。</p><p>　

68、　3.4.5低速鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　對于v<0.6m/s的低速鏈傳動(dòng)，其失效形式主要是鏈條因過載被拉斷；故應(yīng)按抗拉靜強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)已知的傳動(dòng)條件，由圖10-26初選鏈條型號，然后校核安全系數(shù)S</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中，S為靜強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)；</p>

69、<p>　　FQ為鏈條的最低破壞載荷，由鏈號查表3-1；</p><p>　　KA為工作情況系數(shù)，由表3-2確定；</p><p>　　[S]為許用靜強(qiáng)度安全系數(shù)，通常[S]=4~8。</p><p>　　3.4.6鏈傳動(dòng)的布置和潤滑</p><p><b>　　一、鏈傳動(dòng)的布置</b></p>

70、<p>　　在鏈傳動(dòng)中，兩鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)平面應(yīng)在同一平面內(nèi)，兩軸線必須平行，最好成水平布置（圖3.17a），如需傾斜布置時(shí)，兩鏈輪中心連線與水平線的夾角應(yīng)小于45（圖3.17b）。同時(shí)鏈傳動(dòng)應(yīng)使緊邊（即主動(dòng)邊）在上，松邊在下，以便鏈節(jié)和鏈輪輪齒可以順利地進(jìn)入和退出嚙合。如果松邊在上，可能會(huì)因松邊垂度過大而出現(xiàn)鏈條與輪齒的干擾，甚至?xí)鹚蛇吪c緊邊的碰撞。</p><p>　　圖3.17 鏈傳動(dòng)布置&l

71、t;/p><p>　　Fig.3-17 fix up transmission chain</p><p>　　為防止鏈條垂度過大造成嚙合不良和松邊的顫動(dòng)，需用張緊裝置。如中心距可以調(diào)節(jié)時(shí)，可用調(diào)節(jié)中心距來控制張緊程度；如中心距不可調(diào)節(jié)時(shí)，可用張緊輪。張緊輪應(yīng)安裝在鏈條松邊靠近小鏈輪處，放在鏈條內(nèi)，外側(cè)均可，分別如圖10-29c、d所示。張緊輪可以是鏈輪，也可以是無齒的滾輪，其直徑可比小鏈輪略

72、小些。</p><p><b>　　二、鏈傳動(dòng)的潤滑</b></p><p>　　鏈傳動(dòng)良好的潤滑將會(huì)減少磨損、緩和沖擊，提高承載能力，延長使用壽命，因此鏈傳動(dòng)應(yīng)合理地確定潤滑方式和潤滑劑種類。</p><p>　　常用的潤滑方式有幾種：</p><p>　　1）人工定期潤滑：用油壺或油刷給油（圖3.18a），每班注油一

73、次，適用于鏈速v≤4m/s的不重要傳動(dòng)。</p><p>　　2）滴油潤滑：用油杯通過油管向松邊的內(nèi)、外鏈板間隙處滴油，用于鏈速v≤10m/s的傳動(dòng)（圖3.18b）。</p><p>　　3）油浴潤滑：鏈從密封的油池中通過，鏈條浸油深度以6~12mm為宜，適用于鏈速v=6~12m/s的傳動(dòng)（圖3.18c）。</p><p>　　4）飛濺潤滑：在密封容器中，用甩油盤將

74、油甩起，經(jīng)由殼體上的集油裝置將油導(dǎo)流到鏈上。甩油盤速度應(yīng)大于3m/s，浸油深度一般為12~15mm（圖3.18d）。</p><p>　　5）壓力油循環(huán)潤滑—用油泵將油噴到鏈上，噴口應(yīng)設(shè)在鏈條進(jìn)入嚙合之處。適用于鏈速v≥8m/s的大功率傳動(dòng)（圖3.18e），鏈傳動(dòng)常用的潤滑油有L-AN32、L-AN46、L-AN68、L-AN100等全損耗系統(tǒng)用油。溫度低時(shí)，粘度宜低；功率大時(shí)，粘度宜</p>&l

75、t;p>　　圖3.18 鏈傳動(dòng)潤滑方法</p><p>　　Fig.3-18 The lubricated way of transmission chain</p><p>　　3.4.7 設(shè)計(jì)減速器與軸Ⅰ的鏈傳動(dòng)</p><p>　　已知，減速器輸出軸轉(zhuǎn)速n1=9.30r/min，軸Ⅰn2=10.1r/min，傳遞功率P=3KW，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。

76、并要求中心距a不大于600mm，電動(dòng)機(jī)可在滑軌上移動(dòng)。</p><p>　　解：1）選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2</p><p>　　傳動(dòng)比 （3-13）</p><p>　　按表3-3取小鏈輪齒數(shù)z=23，大鏈輪齒數(shù)z==23/0.9208= 24.9783，取=25。</p><p><b&

77、gt;　　2）求計(jì)算功率PC</b></p><p>　　由表3-1查得KA=1.0，計(jì)算功率為</p><p>　　kW （3-14）</p><p>　　3）確定中心距a0及鏈節(jié)數(shù)Lp</p><p><b>　　初定中心距，取</b></p>

78、;<p>　　由式（3-1）求Lp</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p><b>　　取Lp=82</b></p><p>　　4）確定鏈條型號和節(jié)距p</p><p>　　首先確定系數(shù)Kz、KL、Kp。</p><p>　　根據(jù)鏈速

79、估計(jì)鏈傳動(dòng)可能產(chǎn)生鏈板疲勞破壞，由表3-2查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.23，由圖3.16查得KL=1.02，考慮傳遞功率不大，故選單排鏈，由表3-3查得Kp=1</p><p><b>　　所能傳遞的額定功率</b></p><p>　　kW （3-16）</p><p>　　由圖3.14選擇滾子鏈

80、型號為12A，鏈節(jié)距p=19.05mm，由圖證實(shí)工作點(diǎn)落在曲線頂點(diǎn)左側(cè)，主要失效形式為鏈板疲勞，前面假設(shè)成立。</p><p><b>　　5）驗(yàn)算鏈速V</b></p><p>　　m/s （3-17）</p><p>　　6）確定鏈長L和中心距a</p><p><b>　　

81、鏈長</b></p><p>　　m （3-18） </p><p><b>　　中心距</b></p><p>　　=552.4167mm （3-19）</p><p>　　7

82、）求作用在軸上的力</p><p><b>　　工作拉力 N</b></p><p>　　因載荷平穩(wěn)，取FQ=1.1F=1.1×40650=44715N</p><p><b>　　8）選擇潤滑方式</b></p><p>　　根據(jù)鏈速v=0.0738 m/s，節(jié)距p=19.05mm

83、，按圖3.18選擇人工定期潤滑。</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果：滾子鏈型號12A-1×82 GB1243.1—1983，鏈輪齒數(shù)z1=25，z2=23，中心距a=552.4167mm，壓軸力FQ=44715N。</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸間的鏈傳動(dòng)</p><p>　　已知各傳動(dòng)軸為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞功率P=2.39KW，兩班制工作，載荷平穩(wěn)。并要

84、求中心距a不大于800mm</p><p>　　解：1）選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2</p><p><b>　　傳動(dòng)比</b></p><p>　　因?yàn)殒溳嘄X數(shù)z1=23，鏈輪齒數(shù)z2=iz1=1×23=23</p><p><b>　　2）求計(jì)算功率PC</b></p><

85、;p>　　由表3-1查得KA=1.0，計(jì)算功率為</p><p>　　kW （3-20）</p><p>　　3）確定中心距a0及鏈節(jié)數(shù)Lp</p><p><b>　　初定中心距，取</b></p><p>　　由式（3-1）求Lp</p><p

86、><b>　　（3-21）</b></p><p><b>　　取Lp=110</b></p><p>　　4）確定鏈條型號和節(jié)距p</p><p>　　首先確定系數(shù)Kz、KL、Kp。</p><p>　　根據(jù)鏈速估計(jì)鏈傳動(dòng)可能產(chǎn)生鏈板疲勞破壞，由表3-2查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.23，由圖

87、3.16查得KL=1.02，考慮傳遞功率不大，故選單排鏈，由表3-3查得Kp=1</p><p><b>　　所能傳遞的額定功率</b></p><p>　　kW （3-22）</p><p>　　由圖3.14選擇滾子鏈型號為12A，鏈節(jié)距p=19.05mm，由圖證實(shí)工作點(diǎn)落在曲線頂點(diǎn)左側(cè)，主要失效形式為鏈板疲勞，前

88、面假設(shè)成立。</p><p><b>　　5）驗(yàn)算鏈速V</b></p><p>　　m/s （3-23）</p><p>　　6）確定鏈長L和中心距a</p><p><b>　　鏈長</b></p><p>　　m （3-

89、23）</p><p><b>　　中心距</b></p><p>　　=828.20mm （3-24）</p><p>　　7）求作用在軸上的力</p><p><b>　　工作拉力 N</b></p

90、><p>　　因載荷平穩(wěn)，取FQ=1.2F=1.1×32385=35624 N</p><p><b>　　8）選擇潤滑方式</b></p><p>　　根據(jù)鏈速v=0.0738 m/s，節(jié)距p=19.05mm，按圖3.18選擇人工定期潤滑。</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果：滾子鏈型號12A-1×110

91、GB1243.1—1983，鏈輪齒數(shù)z1=23，z2=23，中心距a=828.20mm，壓軸力FQ=35624 N。</p><p><b>　　3. 鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鏈輪有整體式、孔板式、組合式等結(jié)構(gòu)形式（圖3.19）</p><p>　　圖3.19 鏈輪的結(jié)構(gòu)</p><p>　　Fig.

92、3-19 structure of chain wheel </p><p>　　輪齒的齒形應(yīng)保證鏈節(jié)能平穩(wěn)地進(jìn)入和退出嚙合，受力良好，不易脫鏈，便于加工。</p><p>　　滾子鏈鏈輪的齒形已標(biāo)準(zhǔn)化（GB1244—1985），有雙圓弧齒形（圖3.20a）和三圓弧一直線齒形（圖3.20b）兩種，前者齒形簡單，后者可用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工。</p><p>　　圖3.20鏈

93、輪的齒形</p><p>　　Fig.3-20 structure of gear shape</p><p>　　鏈輪上被鏈條節(jié)距等分的圓稱為分度圓，其直徑用d表示，則</p><p><b>　?。?-25）</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑</b></p><

94、p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p>　　df=d-dt （3-26）</p><p>　　式中，dt為滾子外徑。</p><p>　　鏈輪的輪齒應(yīng)有足夠的接觸

95、強(qiáng)度和耐磨性，故齒面多經(jīng)熱處理。因小鏈輪的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受沖擊力也大，故所用材料一般優(yōu)于大鏈輪。常用的鏈輪材料有碳素鋼（如Q235、Q275、45、ZG310-570等），灰鑄鐵（如HT200）等。重要的鏈輪可采用合金鋼。</p><p>　　ZZJS四桿中頻淬火機(jī)床鏈輪為整體式結(jié)構(gòu)，材料選用45鋼，齒型按（GB1244—1985），選雙圓弧齒形，則減速機(jī)鏈輪與傳動(dòng)軸鏈輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：</p>

96、<p><b>　　分度圓直徑 ：</b></p><p>　　mm （3-27）</p><p>　　mm （3-28）</p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p>　　mm

97、（3-29） </p><p>　　mm （3-30）</p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p>　　mm （3-31）</p><p>　　mm （3-32）</p>&

98、lt;p><b>　　3.5 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.5.1半軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　半軸是與減速器相連接的第一根軸。它的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。軸的強(qiáng)度計(jì)算方法主要有三種方法—按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，安全系數(shù)校核計(jì)算。</p><p>　　以下為按三種計(jì)算方法對ZZJS中

99、頻淬火機(jī)床軸Ⅰ進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　已知ZZJS中頻淬火機(jī)床半軸Ⅰ傳遞功率2.39kW,轉(zhuǎn)數(shù)10.1r/min.</p><p><b>　　解：</b></p><p>　　1 .軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核計(jì)算 </p><p>　　實(shí)心圓軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算公式為：</p><p><b

100、>　?。?-33）</b></p><p>　　對于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的軸，也可用上式初步估算軸的直徑；但必須把軸的許用扭剪應(yīng)力[]適當(dāng)降低(見表16-2)，以補(bǔ)償彎矩對軸的影響。將降低后的許用應(yīng)力代入上式，并改寫為設(shè)計(jì)公式</p><p>　?。╩m）式中，C是由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)，見表1。應(yīng)用上式求出的d值作為軸最細(xì)處的直徑。</p

101、><p><b>　　式中： </b></p><p>　　——扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa； </p><p>　　T——軸所受的扭矩，N·mm； </p><p>　　WT——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； </p><p>　　n——軸的轉(zhuǎn)速，r／min； </p><p>

102、　　P——軸傳遞的功率，Kw； </p><p>　　[τ]T——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa，見表3-4。</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取C=115，得：</p><p><b>　?。?-34）</b></p><p>　　3 軸的彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　對

103、于一般鋼制的軸，可用材料力學(xué)第三強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力e，其強(qiáng)度條件為</p><p>　　（3-35） </p><p>　　式中， b為危險(xiǎn)截面上彎矩M產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。</p><p>　　其中，W，WT為軸的抗彎和抗扭截面系數(shù)。將 b和值代入式(2-1)，得</p><p><b>　　

104、（3-36）</b></p><p>　　由于一般轉(zhuǎn)軸的b為對稱循環(huán)變應(yīng)力，而 的循環(huán)特性往往與b不同，為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，對上式中的轉(zhuǎn)矩T乘以折合系數(shù)，即</p><p><b>　　（3-37）</b></p><p>　　式中，Me為當(dāng)量彎矩，；為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的校正系數(shù)。對不變的轉(zhuǎn)矩0.3；當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變化時(shí)，

105、0.6；對于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸，可看為對稱循環(huán)變應(yīng)力，=1。若轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律不清楚，一般也按脈動(dòng)循環(huán)處理。[-1b]、[0b]和[+1b]分別為對稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力，見表4。</p><p><b>　　對稱扭矩</b></p><p><b>　　不變扭矩</b></p><p><b>

106、　　脈動(dòng)扭矩</b></p><p>　　通常外載荷不是作用在同一平面內(nèi)，這時(shí)應(yīng)先將這些力分解到水平面和垂直面內(nèi)，并求出各面的支反力，再繪出水平面彎矩MH圖、垂直面彎矩MV圖和合成彎矩M圖，；繪出轉(zhuǎn)矩T圖；最后由公式繪出當(dāng)量彎矩圖。</p><p>　　1) 計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力</p><p>　　軸Ⅰ上傳遞扭矩：.mm</p>&l

107、t;p>　　鏈輪作用在軸上的壓力FQ=44715 N</p><p>　　2) 選擇軸的材料和熱處理方式　　選擇軸的材料為45，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理, 其機(jī)械性能由表3-6查得：　　＝650MPa，=360MPa，=300MPa，＝155MPa；</p><p>　　表3-8 軸的常用材料及其主要機(jī)械性能</p><p>　　Table 3-8 axle’s u

108、sual materials and major mechanical performance</p><p>　　3) 初選軸承　　因軸承只承受徑向力的作用。故選用一對向心球軸承。根據(jù)工作要求及結(jié)構(gòu)特性，由軸承產(chǎn)品目錄中選取型號為6312的滾動(dòng)軸承，其尺寸（內(nèi)徑×外徑×寬度）為d×D×b=60×130×31。</p><p>

109、　　4) 按彎扭合成校核</p><p>　　① 畫受力簡圖(如圖（b）)　　畫軸空間受力簡圖c，將軸上作用力分解為垂直面受力圖c和水平受力圖d。分別求出垂直面上的支反力和水平面上支反力。對于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩(因軸上零件如齒輪、聯(lián)軸器等均有寬度)可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。對于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，向心球軸承一般可近似認(rèn)為支反力位于軸承寬度的中點(diǎn)。</p>

110、;<p>　?、?計(jì)算作用于軸上的支反力</p><p>　　F=44715 N，F(xiàn)=35624 N，G=11.61*9.8*3=341.334N</p><p>　　l1=228mm,l2=450,l3=97.3,l4=383.2，</p><p>　　水平面內(nèi)支反力(圖（d）)：</p><p><b>　?。?-

111、38）</b></p><p>　　23301 N， -27307N</p><p>　　垂直面內(nèi)支反力(圖（c）)：</p><p><b>　　（3-39）</b></p><p>　　15576N，16384N　　　　　　　　　　</p><p>　?、?計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、轉(zhuǎn)

112、矩圖(圖（e）、(圖（f）)</p><p>　　1、2截面水平面和垂直面彎矩為：</p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p><b>　　N.mm</b></p><p>　　N.mm　

113、　分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖f、g，并按計(jì)算合成彎矩(圖（g）)。</p><p>　　10193000 N.mm</p><p>　　3470100 N.mm?、?作轉(zhuǎn)矩圖(圖（h）)　　轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算, 取 , 則　　　　　　　　　　</p><p>　　1355.9N.mm</p><p>　?、?計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖(

114、圖（i）)</p><p>　　1截面處當(dāng)量彎矩為：</p><p>　　2 截面處當(dāng)量彎矩為：</p><p>　?、?確定危險(xiǎn)截面并校核軸的強(qiáng)度　　一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足要求只需對危險(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)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知，1截面處彎矩最大,屬于危險(xiǎn)截面；2截面處當(dāng)量彎矩不大，也

115、屬于危險(xiǎn)截面；</p><p>　　1、2 截面處軸的抗彎截面系數(shù)21206mm</p><p>　　軸的材料為45，調(diào)質(zhì)處理，Mpa，</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，截面1不滿足強(qiáng)度要求，截面2不滿足強(qiáng)度要求</p><p>　　3.5.2傳動(dòng)軸

116、的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　軸的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。軸的強(qiáng)度計(jì)算方法主要有三種方法—按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，安全系數(shù)校核計(jì)算。</p><p>　　以下為按三種計(jì)算方法對ZZJS中頻淬火機(jī)床軸Ⅰ進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　已知ZZJS中頻淬火機(jī)床傳動(dòng)軸傳遞功率1.905kW,轉(zhuǎn)數(shù)10.1r/min</p&g

117、t;<p><b>　　解：</b></p><p>　　傳動(dòng)軸的彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p>　　對于一般鋼制的軸，可用材料力學(xué)第三強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力e，其強(qiáng)度條件為</p><p>　　式中， b為危險(xiǎn)截面上彎矩M產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。</p><p>　　其中，W，WT為軸的抗彎和抗扭截

118、面系數(shù)。將 b和值代入式(2-1)，得</p><p>　　由于一般轉(zhuǎn)軸的b為對稱循環(huán)變應(yīng)力，而 的循環(huán)特性往往與b不同，為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，對上式中的轉(zhuǎn)矩T乘以折合系數(shù)，即</p><p>　　式中，Me為當(dāng)量彎矩，；為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的校正系數(shù)。對不變的轉(zhuǎn)矩0.3；當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變化時(shí)， 0.6；對于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸，可看為對稱循環(huán)變應(yīng)力，=1。若轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律不清楚，一般也按脈

119、動(dòng)循環(huán)處理。[-1b]、[0b]和[+1b]分別為對稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。</p><p><b>　　對稱扭矩</b></p><p><b>　　不變扭矩</b></p><p><b>　　脈動(dòng)扭矩</b></p><p>　　通常外載荷不是作用在