畢業(yè)設(shè)計(jì)論文零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

南陽理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號： 21406273 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化系 別： 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師： 起止日期：2008.03.012008.06.13零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,機(jī)械產(chǎn)品在交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械產(chǎn)品行業(yè)的應(yīng)用非常普及，人們不僅要求有高效、高性能、使用可靠、操作舒適及自動化程度高的優(yōu)質(zhì)機(jī)具，而且對環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng)，要求低污染，少污染甚至不污染環(huán)境,清洗設(shè)備作為重要的工藝裝備，越來越引起人們的關(guān)注,其設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平直接影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，作用十分重要。本課題所涉及的是零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。關(guān)鍵詞 清洗機(jī) 輥刷 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)Parts cleaning machine design of the roller brushAbstract：In recent years, with rapid economic development and improve the living standards of people, machinery products in the transportation, medical equipment products industry is very popular application, People not only requires a highly efficient, high-performance, reliable, comfortable and operation of high-quality high degree of automation equipment, but also to enhance awareness of environmental protection, require cleaner and less pollution are not even pollute the environment, cleaning equipment as a major technology and equipment, more Arouse peoples concern that the design, manufacturing technology directly affect the development of relevant industries, has become a national economic development one of the important basic industries, the role is very important.This topic is covered by parts cleaning machine design of the roller brush, a mechanical product design. Mechanical product design is based on the use of mechanical requirements of the working principle, structure, movement, power and energy transfer method, the various parts of the size and shape of materials, methods of lubrication for ideas, analysis and calculations and translate them into specific description of As a basis for the manufacturing process.Key words：washing machines roller brush mechanical design machinery目 錄1. 緒論11.1 選題的目的和意義11.2 國內(nèi)外清洗技術(shù)的比較11.3 本課題要研究的內(nèi)容22. 零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)分析32.1 輥刷機(jī)構(gòu)的需求性分析32.1.1 機(jī)構(gòu)功能分析32.1.2 結(jié)構(gòu)需求性解決方案42.2 輥刷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析43. 標(biāo)準(zhǔn)件的選用63.1 電動機(jī)的選擇63.1.1 電動機(jī)容量的選擇63.1.2 電動機(jī)型號的確定63.2 聯(lián)軸器的選擇63.3 鍵的選擇73.4 軸承的選擇83.4.1 深溝球軸承的選擇83.4.2 調(diào)心球軸承的選擇93.5 同步帶輪及同步帶的選擇94. 機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與校核114.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)與校核114.1.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)114.1.2 毛輥連接軸A的強(qiáng)度和剛度校核124.2 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)與校核134.2.1 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)134.2.2 毛輥連接軸B的強(qiáng)度和剛度校核144.3 從動壓輥A的設(shè)計(jì)與校核154.4 從動壓輥B的設(shè)計(jì)與校核164.4.1 從動壓輥B的設(shè)計(jì)164.4.2 從動壓輥B強(qiáng)度和剛度校核174.5 從動壓輥C的設(shè)計(jì)與校核184.5.1 從動壓輥C的設(shè)計(jì)184.5.2 從動壓輥C的強(qiáng)度和剛度校核194.6 毛輥的設(shè)計(jì)204.6.1 毛絲的選擇204.6.2 毛輥輥軸的設(shè)計(jì)214.7 壓輥的設(shè)計(jì)與校核214.7.1 壓輥的設(shè)計(jì)214.7.2 壓輥的校核224.8 毛輥軸承座的設(shè)計(jì)224.9 壓輥軸承座的設(shè)計(jì)234.10 軸承立支架A的設(shè)計(jì)244.11 軸承立支架B的設(shè)計(jì)254.12 傳動支架的設(shè)計(jì)264.13 導(dǎo)軸的設(shè)計(jì)274.14 墊塊的設(shè)計(jì)284.15 軸承滑道的設(shè)計(jì)294.16 軸承橫支板的設(shè)計(jì)294.17 毛輥軸承蓋的設(shè)計(jì)305. 結(jié)論及尚存在的問題32致謝33參考文獻(xiàn)34零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)姓名：盧鵬飛 學(xué)號：21406273 班級：0621441. 緒論1.1 選題的目的和意義近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的提高,機(jī)械產(chǎn)品在交通運(yùn)輸、醫(yī)療器械行業(yè)的應(yīng)用非常普及，人們不僅要求有高效、高性能、使用可靠、操作舒適及自動化程度高的優(yōu)質(zhì)機(jī)具，而且對環(huán)境保護(hù)意識增強(qiáng)，要求低污染，少污染甚至不污染環(huán)境,清洗設(shè)備作為重要的工藝裝備，越來越引起人們的關(guān)注,其設(shè)計(jì)、制造技術(shù)水平直接影響到相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一，作用十分重要。 本課題的研究是將噴淋清洗和機(jī)械清洗結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)邊噴淋邊輥刷的清洗技術(shù)。清洗的目的主要表現(xiàn)在清洗本身是一工藝流程，合理的清洗可以維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn),長設(shè)備的使用壽命，大幅度地提高產(chǎn)品的使用質(zhì)量,提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的質(zhì)量,有利于裝置、設(shè)備的維護(hù),節(jié)約能源、提高能源的利用率,創(chuàng)造有利于人體健康的良好衛(wèi)生環(huán)境等。鑒于清洗的重要性，國內(nèi)外對清洗技術(shù)都進(jìn)行了廣泛的研究，使得這項(xiàng)技術(shù)有了迅速發(fā)展。本課題的研制正是以此為目的，將噴淋與輥刷結(jié)合在一起，必將提高工作效率，減少勞動強(qiáng)度，獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益。1.2 國內(nèi)外清洗技術(shù)的比較 由于我國清洗技術(shù)起步較晚，因此與國外相比存在一定差距，主要表現(xiàn)在:(l)清洗技術(shù)簡單，以噴淋式清洗機(jī)為主，且研究不夠深入，有時對工件清洗工藝安排也不夠合理，很難滿足我國各行業(yè)的要求，雖然有超聲波清洗機(jī)，但也不能形成競爭力。(2)清洗機(jī)配套技術(shù)有待提高，如過濾、吸霧排風(fēng)、浮油排除等。清洗液過濾對工件清洗影響較大，國內(nèi)對各種過濾方法及工藝參數(shù)的研究不足，對吸霧排風(fēng)、浮油排除等裝置研究重視不足。(3)清洗噴嘴品種單一，不能滿足特殊清洗部位的需要。國外噴嘴有專業(yè)的生產(chǎn)廠，且種類繁多、規(guī)格齊全；國內(nèi)對噴嘴研究不多，沒有系列化產(chǎn)品。(4)清洗介質(zhì)種類少，質(zhì)量符合要求的不多。清洗介質(zhì)對清洗技術(shù)的發(fā)展影響很大，國內(nèi)生產(chǎn)廠較多，但對此投入研究的卻不多。(5)清洗質(zhì)量有待提高，主要是保證清潔度要求，降低設(shè)備的故障率，以及防漏、防腐、噪音、外觀質(zhì)量、整體造型等方面。同時，配套部件的水平低，嚴(yán)重阻礙了清洗機(jī)的提高。如風(fēng)機(jī)、水泵噪音超過了用戶要求的標(biāo)準(zhǔn)，配套的動力部件，如油缸漏油、信號開關(guān)工作不穩(wěn)定等。因此，對配套的研究也應(yīng)得到足夠的重視。隨著我國經(jīng)濟(jì)改革的進(jìn)一步深入，清洗機(jī)行業(yè)面臨著國外先進(jìn)設(shè)備的挑戰(zhàn)和國內(nèi)行業(yè)各廠家的激烈競爭，各廠家應(yīng)冷靜研究新形勢下自身發(fā)展捷徑。通過國家經(jīng)濟(jì)體制改革和企業(yè)體制改革，吸取國外公司發(fā)展的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自身情況，不斷的發(fā)展壯大自己。1.3 本課題要研究的內(nèi)容(1)對零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)的功能進(jìn)行分析，確定出功能參數(shù)，提出原理性設(shè)計(jì)方案，如原理圖或機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖。(2)對設(shè)計(jì)的方案提出可能的解決辦法，可按原動部分、傳動部分及執(zhí)行部分等分別進(jìn)行討論，然后進(jìn)行決策，選定方案。(3)根據(jù)確定的結(jié)構(gòu)方案，確定原動件的參數(shù)，以及各運(yùn)動構(gòu)件的運(yùn)動參數(shù)。(4)結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動參數(shù)，計(jì)算各主要零件所受公稱載荷的大小。(5)對各零件做初步計(jì)算和設(shè)計(jì)，定出所有零件的結(jié)構(gòu)及外形尺寸。(6)對主要零件進(jìn)行校核。2. 零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)分析本次零件清洗機(jī)的設(shè)計(jì)主要是針對一些薄型、輕型零件的外表面進(jìn)行清洗，利用清洗機(jī)的輥刷機(jī)構(gòu)和噴淋裝置(如圖21所示)，通過邊輥刷邊噴淋的原理，以及清洗機(jī)上下兩層設(shè)計(jì)，使被清洗件經(jīng)過噴淋、輥刷、噴淋、再輥刷的清洗的過程，有效去除零件上下外表面的污垢。因此，輥刷機(jī)構(gòu)在整個清洗過程的中起著重要的作用，其設(shè)計(jì)直接影響到整個清洗機(jī)的清洗效果。圖21 清洗機(jī)整體裝配圖1傳送帶； 2噴淋裝置； 3機(jī)架； 4輥刷機(jī)構(gòu)2.1 輥刷機(jī)構(gòu)的需求性分析2.1.1 機(jī)構(gòu)功能分析本課題所研究的是零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，輥刷機(jī)構(gòu)作為在整個清洗過程的中的主要工作機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對機(jī)構(gòu)的功能進(jìn)行分析：(1)考慮到被清洗件是一些薄型、輕型的零件，且僅對被清洗件的外表面進(jìn)行清洗，故機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足清洗被清洗件外表面的功能。(2)考慮到被清洗件外表面的復(fù)雜性，包括零件的平整度、厚度不同等，因此其主要工作部分的設(shè)計(jì)應(yīng)有適應(yīng)不同被清洗件的功能，即應(yīng)有調(diào)節(jié)功能。(3)由經(jīng)驗(yàn)知道，當(dāng)輥刷機(jī)構(gòu)速度達(dá)到傳送帶速度三倍時，清洗效果最佳，同時考慮到傳送帶低速、勻速運(yùn)動，故輥刷機(jī)構(gòu)應(yīng)有恒速功能。(4)該機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)還應(yīng)拆裝方便，以便在維護(hù)或長時間停用時，能與機(jī)架分離，單獨(dú)存放，延長使用壽命。2.1.2 結(jié)構(gòu)需求性解決方案由于被清洗件有著不同的材料、不同的精度，其表面的污垢也不盡相同，故對零件清洗所采用的清洗水溶液不同，于是，清洗水溶液所反映出的化學(xué)特性對在噴淋環(huán)境下工作的輥刷機(jī)構(gòu)有著明顯的腐蝕性和氧化性。根據(jù)機(jī)構(gòu)所處的工作環(huán)境以及功能特點(diǎn)，初步提出以下幾條可行的解決方案：(1)針對清洗機(jī)裝有噴淋裝置，清洗水溶液對機(jī)構(gòu)有腐蝕性和氧化性，故機(jī)構(gòu)在選材上應(yīng)注重防腐蝕性和抗氧化性，初步可選不銹鋼材料。(2)針對被清洗件外表面的復(fù)雜性，包括零件的平整度、厚度不同等，輥刷機(jī)構(gòu)可采用具有高彈性和一定柔性的非金屬材料制成的毛輥，初步選用尼龍材料；同時該機(jī)構(gòu)還必須滿足高低可調(diào)性。 (3)為了能使清洗效果達(dá)到最佳，輥刷機(jī)構(gòu)必須滿足低速、勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，機(jī)構(gòu)可采用單獨(dú)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動；考慮到傳送帶速度為15m/s,故輥刷機(jī)構(gòu)速度采用45m/s；同時考慮到該機(jī)構(gòu)毛輥初步采用尼龍材料，查相關(guān)資料知，為達(dá)到清洗要求，初步確定毛輥轉(zhuǎn)矩為6.2 NM。(4)考慮到該輥刷機(jī)構(gòu)采用的清洗工作表面材料為彈性、柔性的尼龍材料，因此輥刷機(jī)構(gòu)所受摩擦阻力相對較小，各工作零件所受扭矩、彎矩等也相應(yīng)較小，對零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在滿足其強(qiáng)度、剛度、壽命等要求的情況下可盡量簡單化。(5)為滿足機(jī)構(gòu)的拆裝方便，機(jī)構(gòu)各部分之間可采用螺紋連接。(6)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件，對非標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)注重其設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。2.2 輥刷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析根據(jù)機(jī)構(gòu)需求性分析，現(xiàn)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析如下：(1)根據(jù)要求，機(jī)構(gòu)的原動機(jī)采用小功率步進(jìn)電機(jī)。(2)機(jī)構(gòu)能正常工作，傳動部分必不可少。步進(jìn)電機(jī)的動力首先傳給毛輥連接軸B，兩者之間采用聯(lián)軸器連接，毛輥連接軸B與毛輥連接，驅(qū)動毛輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，通過毛輥的毛刷對被清洗件進(jìn)行清洗；另一方面，毛輥與毛輥連接軸A連接，毛輥連接軸A與主動同步帶輪連接，通過同步帶將動力傳到從動壓輥上，驅(qū)動從動壓輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使壓輥和傳送帶同時驅(qū)動被清洗件運(yùn)動。(3)傳動部分的正常工作還離不開其支撐部分，兩個毛輥連接軸用毛輥軸承座支撐，從動壓輥采用采用壓輥軸承座支撐，同步帶輪固定在對應(yīng)的傳動軸上；其次，整個機(jī)構(gòu)也需支撐，毛輥軸承座固定在軸承立支架上，壓輥軸承座固定在傳動支架上，軸承立支架則固定在傳動支架上。(4)根據(jù)要求，機(jī)構(gòu)還應(yīng)有調(diào)節(jié)功能，故采用導(dǎo)軸與軸承滑道對毛輥軸承座進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到調(diào)節(jié)毛輥的作用。導(dǎo)軸采用螺紋設(shè)計(jì)，以滿足定位需求；壓輥和電機(jī)應(yīng)隨著做相應(yīng)調(diào)節(jié)，故壓輥軸承座和電機(jī)連接板均采用U型螺栓光孔設(shè)計(jì)。(5)針對各部分之間的連接和拆裝需求，各部分可都采用螺栓或鍵連接；為滿足相應(yīng)的精度要求，還可采用一定的的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行連接；考慮到壓輥結(jié)構(gòu)的要求，故壓輥與從動壓輥之間采用銷軸連接，同時配合相應(yīng)的開口銷。根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，初步做輥刷機(jī)構(gòu)圖如下：圖22 輥刷機(jī)構(gòu)1步進(jìn)電機(jī)；2電機(jī)連接板；3毛輥軸承蓋；4軸承滑道；5軸承橫支板；6導(dǎo)柱； 7毛輥軸承座A；8毛輥；9毛輥軸承座B；10主動同步帶輪；11同步帶；12從動同步帶輪；13軸承立支架B；14-墊塊；15壓輥軸承座；16從動壓輥B；17壓輥； 18銷軸；19從動壓輥A；20軸承立支架A；21傳動支架3. 標(biāo)準(zhǔn)件的選用3.1 電動機(jī)的選擇因?yàn)楸緳C(jī)構(gòu)傳動的工作特點(diǎn)是：平穩(wěn)、勻速、低速、單向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)其要求選用感應(yīng)子式永磁步進(jìn)電動機(jī)。3.1.1 電動機(jī)容量的選擇步進(jìn)電機(jī)一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用、其功率是變化的，一般只用力矩來衡量，力矩與功率換算為：P=M, =2n/60，P=2nM/60(其P為功率單位為瓦，為每秒角速度，單位為弧度，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為轉(zhuǎn)矩單位為NM)。機(jī)構(gòu)正常工作所需功率Pw（毛輥連接軸與步進(jìn)電機(jī)通過套筒式聯(lián)軸器連接），則：=143r/min，2nM/60=293W。電動機(jī)的輸出功率/，0.904，則103W。3.1.2 電動機(jī)型號的確定初選為轉(zhuǎn)矩在6.2NM左右的步進(jìn)電動機(jī)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得，步進(jìn)電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)：表31感應(yīng)子式永磁步進(jìn)電機(jī)的選用參數(shù)型號相數(shù)步距角()齒數(shù)轉(zhuǎn)矩范圍(NM)86BYG41.8502.88.2符合題目所需的要求。3.2 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，初選套筒聯(lián)軸器。套筒聯(lián)軸器的特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，徑向尺寸小，成本低，但裝拆時需沿軸向移動較大的距離，而且只能用于聯(lián)接兩軸直徑相同的圓柱形軸伸，一般用于工作平穩(wěn)的小功率的傳動軸系。根據(jù)要求初選參數(shù)為：表32套筒聯(lián)軸器選用參數(shù)軸徑范圍(mm)最高轉(zhuǎn)速(r/min)軸直徑d(H7)(mm)許用轉(zhuǎn)矩(Nm)4100一般2002501416由于套筒軸器的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以選用它。根據(jù)實(shí)際要求，可得設(shè)計(jì)簡圖如下：圖31 套筒聯(lián)軸器根據(jù)設(shè)計(jì)簡圖及結(jié)構(gòu)分析，可得套筒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)尺寸如下：表33套筒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)尺寸DLCC1設(shè)計(jì)尺寸(mm)25450.50.5根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下套筒聯(lián)軸器的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。3.3 鍵的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得鍵的選用尺寸如下：表34鍵的選用尺寸與聯(lián)軸器配合與主動帶輪配合與從動帶輪配合代號(mm)518825412材料不銹鋼0Cr18Ni9不銹鋼0Cr18Ni9不銹鋼0Cr18Ni9其它尺寸GB/T1095-2003GB/T1095-2003GB/T1095-2003由于鍵采用靜連接，沖擊輕微，且整個傳動轉(zhuǎn)矩小 ，所以上述鍵皆安全。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下，鍵的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。3.4 軸承的選擇3.4.1 深溝球軸承的選擇特點(diǎn)：徑向承載能力中等，高精度性優(yōu)，低噪音性優(yōu)，剛性中，使用壽命長，價(jià)格低，軸熱伸長補(bǔ)償方式為外圈端面與端蓋間的間隙；結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，工作期間不需保養(yǎng)，應(yīng)用極為廣泛。圖32 深溝球軸承及裝配關(guān)系根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定軸承的選用尺寸如下：表35深溝球軸承的選用尺寸DdB選用尺寸(mm)30177選用軸承代號61903根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，從動壓輥徑向轉(zhuǎn)矩小，軸向不受力，對調(diào)心性無要求，故選用此軸承。3.4.2 調(diào)心球軸承的選擇特點(diǎn)：徑向承載能力中等，軸向載荷差，高精度性中，調(diào)心性優(yōu)，摩擦性良，使用壽命較短，價(jià)格較高，承載能力較小，主要承受徑向載荷，也可同時承載少量的軸向載荷，不宜承受純軸向載荷；具有很好的調(diào)心性，可以自動補(bǔ)償由于軸的撓曲和殼體變形產(chǎn)生的同軸度誤差，適用于支撐座孔不能嚴(yán)格對中的部件中。圖33 調(diào)心球軸承根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定軸承的選用尺寸如下： 表36深溝球軸承的選用尺寸Dd B選用尺寸(mm)472018選用軸承代號2204根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，毛輥連接軸徑向轉(zhuǎn)矩小，軸向不受力，對調(diào)心性要求高，故選用此軸承。3.5 同步帶輪及同步帶的選擇 圖34 主動同步帶輪簡圖 圖35 從動同帶輪簡圖根據(jù)已知的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可得主動軸轉(zhuǎn)速為143r/min，從動軸轉(zhuǎn)速為286r/min，傳動比i=0.5，設(shè)計(jì)功率為=1.193=102.3W (為載荷修正系數(shù)，輕載時選值1.1)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選定帶型為XL及節(jié)距為5.08mm，查相關(guān)數(shù)據(jù)得主動帶輪為36，則：=i=18確定帶輪直徑58mm，29mm。計(jì)算帶速為V0.43m/s。計(jì)算確定軸間距：0.7（）2（） 61mm174mm；取70mm，確定帶長及齒數(shù)： 280mm。 查手冊，選取標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長為254mm，節(jié)線長上齒數(shù)為50，實(shí)際軸間距：62mm主動帶輪嚙合齒數(shù)：=21根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下同步帶輪的材料必須具有防腐蝕和抗氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；同步帶的材料應(yīng)滿足一定的抗老化性和抗疲勞性，故選用聚氨酯橡膠。4. 機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與校核4.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)與校核4.1.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)圖41 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥連接軸A的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，2035MPa，=135112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。初步估算軸的直徑1359.74mm故此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d9.74mm，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，則軸徑增大57，即開有鍵槽的最小軸徑d9.74(1+0.07)=10.42mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下：(1)軸的總長為157mm。(2)第1段軸用于安裝軸承2204，故取直徑為20mm，軸承寬度18mm，故軸的寬度為18mm。(3)第12段的軸肩用于固定軸承，查手冊的直徑為23mm。(4)第3段用于安裝主動同步帶輪，帶輪軸孔為25mm，故取直徑25mm。(5)同步帶輪厚度25mm，故取軸長為25mm，鍵槽寬8mm，槽長為24mm。(6)第4段軸肩用于固定同步帶輪，得到直徑為32mm，長度為5.5mm。(7)第5段無裝配要求，故取直徑25mm，長度隨總長而定。(8)第6段為連接毛輥，外徑60mm，端面有四個均勻分布6.5mm的螺釘光孔，因與毛輥通過螺栓連接，故不宜太厚，厚度為5mm。(9)第7段為連接毛輥，外徑25mm，與毛輥端孔配合。因毛輥跨距大，為減少彎曲變形帶來的誤差，該段長度為30mm。(10)第8段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度，直徑為20mm，長度尺寸大于3mm。(11)第9段為軸承用彈性擋圈槽，查手冊直徑為19mm，槽寬為1.1mm。4.1.2 毛輥連接軸A的強(qiáng)度和剛度校核(1)進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。因本傳動軸主要承受扭矩，故按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為。式中為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T為軸所受的扭轉(zhuǎn)，Nmm； 為軸的抗扭截面系數(shù)，；n為軸的轉(zhuǎn)速，r/min；P為軸傳遞的功率，KW；d為計(jì)算截面處軸的直徑，mm；為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸的第3段即配合同步帶輪的軸段，承受的扭矩最大，則1.99MPa。軸的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，2035MPa，因此<，故安全。(2)軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。階梯軸扭轉(zhuǎn)角單位為()/m的計(jì)算公式為5.73。式中T為軸所受的扭轉(zhuǎn)，Nmm；G為軸的材料的剪切彈性模量，MPa，對于鋼材，G=8.1MPa；為軸截面的極慣性距，對于圓軸，；L為階梯軸受扭矩租用的長度，mm；、分別代表階梯軸第i段上所受的扭轉(zhuǎn)、長度和極慣性矩，單位同前；Z為階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為，對于一般傳動軸，可取0.51/m，已知該軸承受扭矩的軸段只有一個，故可得：0.018/m因?yàn)?lt;,故安全。該軸因無瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.2 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)與校核4.2.1 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)圖42 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥連接軸B的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，2035MPa，=135112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135；初步估算軸的直徑得9.74mm。故此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d9.74mm，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，軸徑增大57，即開有鍵槽的最小軸徑d9.74(1+0.07)=10.42mm,根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下：(1)軸的總長為161mm。(2)第1段由于聯(lián)軸器一端連接電動機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，直徑選為14mm，長度為18mm，鍵槽寬度為5mm，鍵槽長為18mm。(3)第2段為軸承用彈簧擋圈槽，查手冊外徑19mm，槽寬1.1mm。(4)第3段軸用于安裝軸承2204，故取直徑為20m，軸承寬度18mm，故軸的寬度18mm。(5)第34段間的軸肩用于固定軸承，查手冊得到直徑為25mm。(6)第4段根據(jù)設(shè)計(jì)要求外徑為25mm，其長度隨總長而定。(7)第5段為連接毛輥，外徑60mm，端面有四個均勻分布6.5mm的螺釘光孔，因與毛輥通過螺栓連接，故不宜太厚，厚度為5mm。(8)第6段為連接毛輥，外徑25mm，與毛輥端孔配合；因毛輥跨距大，為減少彎曲變形帶來的誤差，該段長度為30mm。4.2.2 毛輥連接軸B的強(qiáng)度和剛度校核參考毛輥連接軸A的校核可得：(1)該軸的第1段即配合聯(lián)軸器的軸段，承受的扭矩最大。11.3MPa已選定軸的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，2035MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。(2)對于一般傳動軸，可取0.51/m，已知該軸承受扭矩的軸段只有一個，故可得：0.13/m因此<,滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。該軸因無瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.3 從動壓輥A的設(shè)計(jì)與校核圖43 從動壓輥A設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動壓輥A的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；因本本段軸僅作為整個壓輥的支撐，故不承受扭矩，校核略。參照本課題4.4的設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)要求，本軸設(shè)計(jì)尺寸如下：(1)軸的總長為70mm。(2)第1段用于安裝軸承61903，故直徑為17mm，軸承寬度為7mm，此處采用孔用軸承彈性擋圈，為使壓輥在軸向能有一定的活動間隙，故軸長為10mm。(3)第12段間的軸肩用于固定軸承，外徑為24mm。(4)第2段軸要與壓輥配合，故采用部分空心設(shè)計(jì)，考慮到內(nèi)徑尺寸，外徑設(shè)計(jì)為24mm。(5)第3段軸孔無裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長度隨總長而定。(6)第4段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為17mm，長度為20mm；同時外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷軸孔(如圖43中標(biāo)號5所示)，銷軸孔中心到右端部距離為7mm。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.4 從動壓輥B的設(shè)計(jì)與校核4.4.1 從動壓輥B的設(shè)計(jì)圖44 從動壓輥B的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動壓輥B的材料必須具有防腐蝕和抗氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，2035MPa，=135112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。因兩個從動同步帶輪受扭矩相同，且286r/min,=46.5W；初步估算軸的直徑得:(1)實(shí)心軸部分：1357.37mm；(2)空心軸部分：1357.37mm(，即空心軸的內(nèi)徑和外徑之比，通常取0.50.6)。此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d7.37mm，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，軸徑增大57，即開有鍵槽的最小軸徑d7.37(1+0.07)=7.89mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下：(1)軸的總長為83mm。(2)第1段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度，直徑為12mm，長度尺寸應(yīng)大于2mm。(3)第2段從動同步帶輪用彈簧擋圈槽，查手冊外徑11mm，槽寬1mm。(4)第3段用于安裝從動同步帶輪，帶輪軸孔為12mm，厚度為12.5mm，故取直徑為12mm，長度為12mm，鍵槽寬為4mm，鍵槽長為12mm。(5)第34段間的用于固定帶輪，外徑為16mm。(6)第4段無裝配要求，直徑為16mm，其長度隨總長而定。(7)第5段安裝軸承61903，故直徑為17mm，軸承寬度為7mm，故軸長為7mm。(8)第56段間的軸肩用于固定軸承，外徑為24mm。(9)第6段軸要與壓輥配合，考慮到內(nèi)徑尺寸，外徑設(shè)計(jì)為24mm。(10)第7段軸孔無裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長度隨總長而定。(11)第8段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為17mm，長度為20mm；同時外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷軸孔(如圖44中標(biāo)號9所示)，銷軸孔中心到右端部距離為7mm。4.4.2 從動壓輥B強(qiáng)度和剛度校核(1)根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸的第3段即配合從動同步帶輪的軸段，承受的扭矩最大。4.49MPa已選定軸的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，2035MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。(2)對于一般傳動軸，可取0.51/m。已知該軸承受扭矩的軸段只有一個，故可得:0.31/m因此<,滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。該軸因無瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.5 從動壓輥C的設(shè)計(jì)與校核4.5.1 從動壓輥C的設(shè)計(jì)圖45 從動壓輥C的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動壓輥C的材料必須具有防腐蝕和抗氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，2035MPa，=135112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。與從動壓輥B轉(zhuǎn)矩相同，故286r/min,=46.5W；初步估算軸的直徑得:(1)實(shí)心軸部分：1357.37mm；(2)空心軸部分：135 7.37mm(，即空心軸的內(nèi)徑和外徑之比，通常去0.50.6)。此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d7.37mm，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱。對直徑d100mm的，軸徑增大57，即開有鍵槽的最小軸徑d7.37(1+0.07)=7.89mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下：(1)軸的總長為91mm。(2)第1段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度直徑定為12mm，長度尺寸大于2mm。(3)第2段從動同步帶輪用彈簧擋圈槽，查手冊外徑11mm，槽寬1mm。(4)第3段用于安裝從動同步帶輪，帶輪軸孔為12mm，故取直徑為12mm，鍵槽寬為4mm，鍵槽長為12mm。(5)第34段間的用于固定帶輪，外徑為16mm。(6)第4段無裝配要求，直徑為16mm，其長度隨總長而定。(7)第5段安裝軸承61903，故直徑為17mm，軸承寬度為7mm，故軸長為7mm。(8)第56段間的軸肩用于固定軸承，外徑為24mm。(9)第6段軸要與壓輥配合，考慮到內(nèi)徑尺寸，外徑設(shè)計(jì)為24mm。(10)第7段軸孔無裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長度隨總長而定。(11)第8段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為17mm，長度為20mm；同時外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷軸孔(如圖45中標(biāo)號9所示)，銷軸孔中心到右端部距離為7mm。4.5.2 從動壓輥C的強(qiáng)度和剛度校核(1)根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸的第3段即配合從動同步帶輪的軸段，承受的扭矩最大。4.49MPa已選定軸的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，2035MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。(2)對于一般傳動軸，可取0.51/m。已知該軸承受扭矩的軸段只有一個，故可得0.31/m因此<,滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。該軸因無瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.6 毛輥的設(shè)計(jì)毛輥是輥刷機(jī)構(gòu)的重要零件，是整個清洗機(jī)清洗零件的核心部分，其設(shè)計(jì)和材料的選擇對零件的清洗效果至關(guān)重要。圖46 毛輥的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，毛輥的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表41 毛輥的設(shè)計(jì)尺寸LDd1d2d3d4d5設(shè)計(jì)尺寸(mm)83010060202535244.6.1 毛絲的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛絲要選擇高彈性、柔性的材料。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，尼龍具有機(jī)械性能高、韌性好、耐磨、耐水、耐油、且運(yùn)轉(zhuǎn)時噪聲小，初步選擇尼龍材料，毛絲絲徑為0.3mm。4.6.2 毛輥輥軸的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，考慮到毛輥的毛絲與輥軸的制造要求，初選輥軸材料為尼龍，為節(jié)省材料可適當(dāng)做成空心，毛絲在輥軸上應(yīng)連接牢固，不得出現(xiàn)掉毛、卷曲、傾倒等疵病，且毛絲在輥軸上排列前后交錯，前行與后行排列縱向相錯一束的位置，周向28等分分布。4.7 壓輥的設(shè)計(jì)與校核4.7.1 壓輥的設(shè)計(jì)(1)壓輥的作用：當(dāng)被清洗零件經(jīng)過毛輥時，毛輥兩側(cè)的壓輥壓著被清洗零件，零件在傳送帶上緩慢移動被清洗時，壓輥暫時壓著被清洗件，使毛輥清洗零件時，零件不會在傳送帶上發(fā)生躥動。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求及壓輥的作用，要求壓輥與被清洗件柔性接觸?？紤]到壓輥也需做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，壓輥又必須滿足一定的剛度和強(qiáng)度要求，故初步設(shè)計(jì)壓輥為金屬心軸和非金屬外套結(jié)合的組合件。(3)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，壓輥心軸(如圖47中標(biāo)號2所示)選用外徑18mm，壁厚2.5mm的不銹鋼0Cr18Ni9無縫鋼管(GB/T14975-1994)。(4)因聚乙烯泡沫塑料具有質(zhì)輕、耐油、耐寒、耐酸堿、彈性好、吸水性小、易于彎曲等特點(diǎn)，故壓輥外套(如圖47中標(biāo)號1所示)選用聚乙烯泡沫塑料。圖47 壓輥的設(shè)計(jì)簡圖因該軸與從動壓輥配合，故286r/min；=46.5W；初步估算軸的直徑得 7.37mm,(，即空心軸的內(nèi)徑和外徑之比，通常取0.50.6)。此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d7.37mm，根據(jù)壓輥與其它配合件的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下：表42 壓輥的設(shè)計(jì)尺寸DD1D2D3LL1L2設(shè)計(jì)尺寸(mm)261715188638184.7.2 壓輥的校核(1)根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸在圖示47中標(biāo)號2所示的位置即配合從動壓輥的軸段，承受的扭矩最大。11.52MPa已選定軸的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，2035MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。(2)對于一般傳動軸，可取0.51/m。已知該軸承受扭矩的軸段只有一個，故可得：0.01/m因此<,滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。該軸因無瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，該軸的設(shè)計(jì)結(jié)束。4.8 毛輥軸承座的設(shè)計(jì)毛輥軸承座用于支撐毛輥的兩端，根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足以下條件：(1)其設(shè)計(jì)要考慮到與毛輥連接軸及相應(yīng)的軸承的配合(如圖48中標(biāo)號5和標(biāo)號1所示)。(2)應(yīng)有一定的滑道(如圖48中標(biāo)號2所示)，用于調(diào)節(jié)毛輥的位置。(3)要有與導(dǎo)軸配合的孔(如圖48中標(biāo)號3所示)，用于定位毛輥的位置。(4)要有與毛滾軸承蓋配合的螺釘孔(如圖48中標(biāo)號4所示)。(5)選材要有防腐蝕性和防氧化性。(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)簡單可靠。圖48 毛輥軸承座設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，毛輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表43 毛輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸 DdH設(shè)計(jì)尺寸(mm)702833根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下毛輥軸承座的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.9 壓輥軸承座的設(shè)計(jì)壓輥軸承座用于支撐壓輥的兩端和調(diào)節(jié)兩壓輥的水平位置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足以下條件：(1)其設(shè)計(jì)要考慮到與從動壓輥及相應(yīng)的軸承的配合(如圖49中標(biāo)號1、2、3所示)。(2)應(yīng)有一定的滑道，用于調(diào)節(jié)壓輥的位置(如圖49中標(biāo)號4所示)。(3)選材要有防腐蝕性和防氧化性。(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)簡單可靠。圖49壓輥軸承座設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，壓輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表44 壓輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸LDHR設(shè)計(jì)尺寸(mm)82.5251825根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下壓輥軸承座的材料必須具有防腐蝕和抗氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.10 軸承立支架A的設(shè)計(jì)軸承立支架用于步進(jìn)電機(jī)和整個毛輥部件的支撐，是整個輥刷機(jī)構(gòu)的骨架，根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足以下條件：(1)其設(shè)計(jì)要考慮到與毛輥軸承座及電機(jī)連接板等的配合。(2)要有必要的螺紋連接孔，便于與電機(jī)連接板和傳動支架等的連接和固定(如圖410中標(biāo)號2、3所示)。(3)要有固定軸承滑道的螺釘孔(如圖410中標(biāo)號4所示)。(4)要有與軸承橫支板配合的螺栓孔(如圖410中標(biāo)號1所示)。(5)選材要有防腐蝕性和防氧化性。(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)布局合理、簡單可靠。圖410 軸承立支架A設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，軸承立支架A的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表45 軸承立支架A的設(shè)計(jì)尺寸 LL1B1B2B3B4設(shè)計(jì)尺寸(mm)1379039396410根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下軸承立支架A的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.11 軸承立支架B的設(shè)計(jì)其作用與軸承立支架A相同，根據(jù)設(shè)計(jì)要求應(yīng)滿足以下條件：(1)其設(shè)計(jì)要考慮到與毛輥軸承座及電機(jī)連接板等的配合。(2)要有必要的螺紋連接孔，便于與電機(jī)連接板和傳動支架等的連接和固定(如圖410中標(biāo)號2、3所示)。(3)要有固定軸承滑道的螺釘孔(如圖410中標(biāo)號4所示)。(4)要有與軸承橫支板配合的螺栓孔(如圖410中標(biāo)號1所示)。圖411 軸承立支架B設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，軸承立支架B的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表46 軸承立支架B的設(shè)計(jì)尺寸 LL1B1B2B3B4設(shè)計(jì)尺寸(mm)1379039396410根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下軸承立支架B的材料必須具有防腐蝕和抗氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.12 傳動支架的設(shè)計(jì)傳動支架位于機(jī)構(gòu)最下方，用于支撐整個輥刷機(jī)構(gòu)，應(yīng)滿足以下設(shè)計(jì)要求：(1)其設(shè)計(jì)要考慮到與軸承立支架配合(如圖410中標(biāo)號3所示)，根據(jù)前面的設(shè)計(jì)，螺栓光孔直徑為10.5mm，每側(cè)兩個，中心距為30mm，孔中心到底端距離22.5mm。(2)要有與機(jī)架連接的螺栓光孔(如圖410中標(biāo)號2所示)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)成三個均勻分布的U型光孔，則孔兩端中心距離為60mm，孔寬為10.5mm，孔對稱中心到底端距離為19.5mm。(3)要有與壓輥軸承座連接的螺栓孔(如圖410中標(biāo)號1所示)，根據(jù)要求，該孔設(shè)計(jì)成四個U型光孔，兩兩一組，兩組對稱；孔兩端中心距離為50mm，孔寬為8.5mm，每組中孔的中心間距為20mm。(4)選材要有防腐蝕性和防氧化性。(5)要有足夠的強(qiáng)度、剛度，防止受力過大而變形。(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)布局合理、簡單可靠。圖412傳動支架的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，傳動支架的設(shè)計(jì)尺寸如下表：表47 傳動支架的設(shè)計(jì)尺寸LHB設(shè)計(jì)尺寸(mm)3007939.5根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度的情況下壓輥軸承座的材料必須具有防腐蝕和防氧化性，故選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.13 導(dǎo)軸的設(shè)計(jì) 導(dǎo)軸是對整個毛輥部分調(diào)節(jié)和固定的關(guān)鍵，為達(dá)到能根據(jù)不同情況容易調(diào)節(jié)毛輥軸承座的目的，同時考慮到整個輥刷機(jī)構(gòu)的布置，故對本零件采用螺紋設(shè)計(jì)。圖413 導(dǎo)軸設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)要求，設(shè)計(jì)如下：(1)光軸端(如圖413中標(biāo)號1所示)安裝在毛輥軸承座對應(yīng)的孔內(nèi)定位，故直徑定為9mm，長度為7.5mm，為使其連接牢固，同時考慮與毛輥軸承座裝配后不在拆卸，故將其焊接于毛輥軸承座上。(2)螺紋端(如圖413中標(biāo)號2所示)配合兩個14mm的螺母，故螺紋外徑為14mm，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，長度為70mm，導(dǎo)軸穿過軸承橫支板的中心孔，兩螺母分別安裝在軸承橫支板的上下兩側(cè)，通過旋轉(zhuǎn)兩側(cè)螺母，可以輕松調(diào)節(jié)導(dǎo)軸高度，同時也調(diào)節(jié)了整個毛輥的高度。(3)導(dǎo)軸的材料選擇仍需滿足防腐蝕性和抗氧化性，同時還要擁有足夠的強(qiáng)度，故材料選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.14 墊塊的設(shè)計(jì)由于本機(jī)構(gòu)采用了同步帶傳動，且結(jié)構(gòu)緊湊，為使從動壓輥能有良好的定位在傳動支架上，必須在從動壓輥與傳動支架之間加一墊塊。圖414 墊塊設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)要求，設(shè)計(jì)如下：(1)墊塊的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能簡單，考慮到加工的要求，故墊塊設(shè)計(jì)成直徑D為38mm圓柱型，根據(jù)裝配要求，厚度H定為27mm。(2)端面上設(shè)計(jì)兩個貫穿的直徑為8.5mm螺栓光孔，用于配合從動壓輥的安裝，兩個光孔中心距為20mm。(3)雖然墊塊不是受力的重要零件，但考慮到整個機(jī)構(gòu)工作環(huán)境的特殊性，故材料的選擇仍須有防腐蝕性和抗氧化性，故材料選用不銹鋼0Cr18Ni9。4.15 軸承滑道的設(shè)計(jì)軸承滑道用于毛輥軸承座以及整個毛輥的軸向定位，同時在調(diào)節(jié)毛輥高度時，也起到了引導(dǎo)毛輥軸承座上下移動的作用。圖415軸承滑道設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)要求，設(shè)計(jì)如下：(1)軸承滑道可用螺釘固定在軸承立支架的側(cè)面。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，每個軸承立支架上都應(yīng)有一個軸承滑道，分別用兩個4mm的沉頭螺釘連接，圖示415中標(biāo)號1所示為沉頭螺釘用沉孔，沉孔直徑為9mm，沉孔深度為6mm，螺釘用光孔直徑為5.5mm，兩沉孔間距為80mm。(2)軸承滑道的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到與毛輥軸承座上滑道的配合關(guān)系(如圖415中標(biāo)號2所示)，每個毛輥軸承座須有兩個軸承滑道來配合引導(dǎo)，故其寬度和厚度的設(shè)計(jì)應(yīng)從裝配角度出發(fā)。參考毛輥軸承座滑道的設(shè)計(jì)尺寸，軸承滑道的寬度B=12mm , 厚度H=8mm ,長度L=112mm。(3)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，軸承滑道選用的材料需滿足防腐蝕性和抗氧化性，故選材料為不銹鋼0Cr18Ni9。4.16 軸承橫支板的設(shè)計(jì)兩軸承立支架的底端用螺栓連接在傳動支架上，則頂端須用軸承橫支板固定，防止在整個機(jī)構(gòu)工作時，受力引起軸承立支架的變形，同時與導(dǎo)軸的配合也起到引導(dǎo)和定位毛輥軸承座的作用。圖416 軸承橫支板的設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步設(shè)計(jì)如下：(1)軸承橫支板與軸承立支架采用兩個8mm的螺栓連接，故圖416中標(biāo)號1所示采用9mm的螺栓光孔；兩螺栓光孔到對稱中心距離為57mm，如圖，光孔中心到上側(cè)面距距離16mm。(2) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)軸用光孔(如圖416中標(biāo)號2所示)直徑為14.5mm，位于支板中心距上側(cè)面22mm的位置。(3)軸承橫支板厚度為7mm，其它尺寸如圖所示長為154mm，寬為39mm。(4)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，軸承橫支板選用的材料需滿足防腐蝕性和抗氧化性，故選用材料為不銹鋼0Cr18Ni9。4.17 毛輥軸承蓋的設(shè)計(jì)毛輥軸承蓋用于軸承的軸向定位和緊固，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，兩個毛輥連接軸的軸端處各裝配一個，且在毛輥連接軸B軸端處裝配的軸承蓋要開一個軸孔，以便毛輥連接B與聯(lián)軸器裝配。圖417 毛輥軸承蓋設(shè)計(jì)簡圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步設(shè)計(jì)如下：(1)毛輥軸承蓋與毛輥軸承座采用4個M4的螺栓連接，故圖417中標(biāo)號1所示采用4.5mm的螺栓光孔，4個螺栓光孔，均勻分布，光孔中心到對稱中心距離為29mm。(2) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥軸承蓋的伸出部分 (如圖417中標(biāo)號2所示)外直徑為47mm，內(nèi)直徑為41mm，裝配到毛輥軸承座的軸承孔內(nèi)，用于定位和固定軸承，軸承蓋與軸承間留有一定的間隙，目的是為保證毛輥在工作和安裝時不被卡死，伸出部分長度為4.5mm。(3)帶軸孔的軸承蓋，軸孔直徑為30mm。(4)軸承蓋的總厚為8mm，外直徑為70mm。(5)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，軸承橫支板選用的材料需滿足防腐蝕性和抗氧化性，故選材料為不銹鋼0Cr18Ni9。5. 結(jié)論及尚存在的問題我設(shè)計(jì)的這種清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)將機(jī)械清洗與噴淋清洗有機(jī)的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了邊輥刷邊噴淋的清洗技術(shù)。其總重量在26.3Kg左右，因此，其重量較輕。另外，其操作、拆裝方便安全，適應(yīng)范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)比較低廉。本課題設(shè)計(jì)的是一種簡易的清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)，通過對清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)的需求性及結(jié)構(gòu)性分析，對各零部件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型，并對主要的傳動零件進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度校核，盡可能滿足整體的性能要求。輥刷機(jī)構(gòu)是整個機(jī)器工作的核心，也是本次課題的核心內(nèi)容，由于該機(jī)構(gòu)相對較復(fù)雜，涉及的零件類型廣，用到了機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)等多方面的知識，對其選材、設(shè)計(jì)計(jì)算與校核，變得相當(dāng)困難，故在設(shè)計(jì)中遺漏了很多細(xì)節(jié)。由于本人知識層面以及課題時間等限制，有不少方面沒有深入研究，可能存在一些問題，現(xiàn)提出一下幾條改良建議：(1)因輥刷機(jī)構(gòu)工作環(huán)境惡劣，故更應(yīng)提高的自身的密封，防止一些標(biāo)準(zhǔn)件的腐蝕和氧化。(2)希望能通過試驗(yàn)等方法找出一種密度小質(zhì)量輕，防腐蝕和抗氧化能力更好，更廉價(jià)的不生銹材料，用于輥刷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。(3)輥刷機(jī)構(gòu)在清洗機(jī)支架上的位置能改變，以滿足不同的清洗需求。致謝借此機(jī)會，我以最誠摯的心情衷心向各科老師對我的辛苦教導(dǎo)表示感謝！畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)我們運(yùn)用過去兩年所學(xué)的知識進(jìn)行分析問題、解決問題的能力的一種方法。同時，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，也可以把所學(xué)的知識融會貫通，扎實(shí)自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識。為了搞好這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)老師組織我們到上野忠公司進(jìn)行了參觀，并面對面地講解。 眾所周知，機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)就是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計(jì)算并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以作為制造依據(jù)的工作過程。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段要全面確定整個產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、規(guī)格，從而確定整個生產(chǎn)系統(tǒng)的布局，因而，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義重大，具有“牽一發(fā)而動全局”的重要意義。好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅表現(xiàn)在功能上的優(yōu)越性，而且便于制造，生產(chǎn)成本低，從而使產(chǎn)品的綜合競爭力得以增強(qiáng)。鑒于此，我選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目為“零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”，專題是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)。作為一個即將要從事機(jī)械行業(yè)的工作者，選擇這一課題將為我自己今后的設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)中得到了楊老師和劉工的指點(diǎn)。同時也非常感謝南陽理工學(xué)院各位老師的精心教誨。由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足，設(shè)計(jì)中難免有不足之處，敬請各位老師和同學(xué)指正，本人將不甚感激！參考文獻(xiàn)1成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊：第1卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000. 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