350型復合管鏈條式脫模裝置設計-20t鏈條式脫模裝置【含6張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip

350型復合管鏈條式脫模裝置設計-20t鏈條式脫模裝置【含6張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip,含6張CAD圖帶開題報告-獨家,350,復合管,鏈條,脫模,裝置,設計,20,CAD,開題,報告,獨家 350型復合管脫模裝置（鏈條式）設計 目 錄 摘 要 Ⅰ Abstract Ⅱ 第一章 緒論 1 1.1 目的和意義 1 1.2 發(fā)展狀況 1 1.3 研究內(nèi)容 2 第二章 脫模裝置總體方案設計 4 2.1 總體方案設計 4 2.2 電動機的選擇 5 2.3 傳動比的分配 7 2.4 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 8 第三章 主要零件的設計 10 3.1 鏈傳動的設計 10 3.2 鏈條的設計 12 3.3 鏈輪的設計 15 3.4 鏈傳動的潤滑、布置和張緊 16 3.5 軸的設計和校核 16 3.6 液壓缸的設計 22 3.7 主要部件的設計 24 第四章 標準件的選型 27 4.1 螺栓的選擇 27 4.2 鍵的選擇 27 4.3 聯(lián)軸器的選擇 27 4.4 滾動軸承的選型 28 總結(jié) 30 參考文獻 31 致謝 32 摘 要 本次畢業(yè)設計的題目是20t鏈條式脫模裝置，在國內(nèi)外脫模裝置發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，設計出一款具有成本低、操作簡便、傳動平穩(wěn)、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點的脫模裝置，要求其傳動方式為鏈條傳動。本畢業(yè)論文，詳細介紹了脫模裝置的種類和工作原理；主要零件鏈、軸的尺寸設計及校核；主要標準件鍵、軸承、銷的選型；主要部件機架、托輥、直線導輥的設計。 本文中的鏈條式脫模裝置，采用了兩根鏈條，通過兩個圓柱銷把移動頭分別連接在鏈條相對稱的位置；為了防止在脫模過程中移動頭運動方向發(fā)生偏移，在機架上安裝了導向裝置，該導向裝置由直線導輥和移動滑塊組成，可確保移動頭始終沿一個方向做直線運動。脫模過程中的執(zhí)行元件是脫模環(huán)和移動頭，當移動頭牽引著制品運動到脫模環(huán)并繼續(xù)向前運動時，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，直至脫模結(jié)束；為了保護管芯表面，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、安置了導向裝置、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、傳動平穩(wěn)、操作簡便、保護芯模、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。 關鍵詞：脫模裝置；鏈條傳動；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1章 緒 論 1.1 目的和意義 隨著時代的進步，建材行業(yè)的發(fā)展日新月異，復合材料的研究也是一日千里。通常為了提高復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)品的開發(fā)周期。復合材料的 發(fā)展已成為衡量一個國家的科技經(jīng)濟實力的一個重要指標，是我國重點發(fā)展領 域，其中尤為顯著的就是玻璃鋼的應用。 經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，玻璃纖維復合材料（玻璃鋼）迅速由軍事轉(zhuǎn)為民用，并且向世界各地普及，已經(jīng)基本形成了集科研、教學、設計、生產(chǎn)和應用的一整套體系。我國是從1958年采用玻璃鋼工藝，到了60年代，由于玻璃鋼的優(yōu)異特性，許多國家都在廣泛的應用和發(fā)展。20世紀90年代以來，玻璃鋼方面的新材料、新工藝、新設備、新產(chǎn)品日益發(fā)展，如超高分子量聚乙烯纖維、高強高模碳纖維、新型添加劑；多軸高精度微機控制纖維纏繞機、機器人SMC模壓生產(chǎn)線、脫模裝置等。迄今，全世界已經(jīng)形成了從原材料、成型工藝、技術設備、制品生產(chǎn)到相關性能檢測等較系統(tǒng)完整的工業(yè)體系格局，標準化工作日臻完善，正向傳統(tǒng)材料挑戰(zhàn)。 在玻璃鋼的生產(chǎn)應用中，脫模是不可缺少的一部分，脫模是將固化在玻璃鋼中的芯模通過拉或頂?shù)姆绞饺〕?。脫膜技術在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，脫模機是玻璃鋼復合材料產(chǎn)品生產(chǎn)的主要配套設備之一，它是一種非標準產(chǎn)品。脫模過程中，由于芯模與玻璃鋼在相對運動過程中要產(chǎn)生熱應力、摩擦力、沖擊力和靜電等，當上述指標超過玻璃鋼的許多極限時，極易產(chǎn)生爆炸事故，所以玻璃鋼在脫模過程中要對芯模的速度、位移、拉壓力都要嚴格控制，以降低脫模過程中由于芯模的沖擊、爬行等對玻璃鋼帶來的損傷，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。脫模裝置的優(yōu)良與否直接關系到玻璃鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，從而影響工程的進行。通過對脫模設備的分析和設計，可提高設備的壽命及產(chǎn)品的質(zhì)量，以方便工程 1.2 發(fā)展狀況 玻璃鋼是復合材料的一種，玻璃鋼材料因其獨特的性能優(yōu)勢，已在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、廣告展示、工藝禮品、建材衛(wèi)浴、游艇泊船、體育用材、環(huán)衛(wèi)工程等等相關十多個行業(yè)中廣泛應用，并深受贊譽，成為材料行業(yè)中新時代商家的需求寵兒。玻璃鋼制品也不同于傳統(tǒng)材料制品，在性能、用途、壽命屬性上大大優(yōu)于傳統(tǒng)制品。其易造型、可定制、色彩隨意調(diào)配的特點，深受商家和銷售者的青睞，占有越來越大的市場比分，前景廣！具體有如下這些行業(yè):黑色冶金業(yè)、有色冶金業(yè)、電力行業(yè)、煤炭業(yè)、石油化工、化學工業(yè)、機電工業(yè)、紡織工業(yè)、汽車及摩托車制造業(yè)、鐵路業(yè)、船舶工業(yè)、建筑業(yè)、輕工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)、郵電業(yè)、文化、體育及娛樂業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生業(yè)，及軍工及民用應用等各個方面的應用領域。 涉及這些產(chǎn)業(yè)部門應用的主要玻璃鋼產(chǎn)品類別有:礦山通風設備、煉焦及相關設備、稀土冶煉及鐵合金治煉相關設備、冷軋及電鍍設備，輸變電設備、風力發(fā)電設備、火力發(fā)電用水管、冷卻水設備、電力管理及維修工器具，煤礦風簡、隔爆水袋、防爆裝置，石油開采相關部件及設備、石油化工設備，化工設備、化工建筑用材、礦山通風設備，電動機部件、零配件、電鍍設備、風力發(fā)電機及部件，紡織印染設備、設施及部件，汽車制造用材及部件、汽車維修用材、摩托車制造用材及部件，鐵路機車車輛用材及相關設施、鐵路信號系統(tǒng)用材及相關部件，各種各類江河湖海船艇、大型鋼船艇配套零部件及附屬設施，建筑設施及用材、衛(wèi)生間、廚房、門窗、波形瓦、冷卻塔、建筑通風空調(diào)設施、建筑模板等，輕工日用化學及造紙業(yè)用的相關設施、家用電器、酒類、制革、家俱用材，食品貯罐用途，電子工業(yè)用設備、生活消費品用材及電子設備配件，郵電電信器材配套設施，體育器械、游樂器材及相關設施，農(nóng)業(yè)噴灌設備、暖房溫室、農(nóng)機具配件、冷庫、水產(chǎn)養(yǎng)殖，商業(yè)柜臺、商業(yè)包裝箱、商用冷藏庫，醫(yī)藥工業(yè)設施及醫(yī)療衛(wèi)生用途等等。 伴隨著玻璃鋼應用的廣泛化，目前國內(nèi)常用的脫模方式有兩種，一種是脫模頂芯裝置，另一種是吊車直接拉出。 兩種脫模方式均不能有效地控制脫模力和脫模速度。為了保證脫模的順利進行，尤其是避免瞬時強力對模具的作用，脫模過程必須嚴格控制脫模力、脫模速度和脫模進程。當代，科技發(fā)展越來越快，脫模裝置得到了許多的改進，在結(jié)構(gòu)上有了許多的創(chuàng)新(有液壓式脫模，鏈式脫模，螺旋式脫模等)。本次畢業(yè)設計選取鏈條式傳動方案進行脫模。這是因為液壓式脫模無法使芯模自動地返回原位，而螺旋脫模裝置在脫模過程中不平穩(wěn)。鏈條式脫模裝置脫模時運行平穩(wěn)，對模縣和玻璃鋼都有保護作用。 1.3 研究內(nèi)容 脫模裝置的目的是把制品表面的玻璃鋼從型腔表面分離出來，用于工業(yè)生產(chǎn)中。當代社會許多成品的生產(chǎn)過程都含有脫模這一工藝流程，因此，對脫模裝置的選擇、設計和使用，需要考慮其經(jīng)濟的合理性、工作的可靠性和脫模精度。在設計脫模裝置時應根據(jù)材料的性能，使該裝置滿足制品脫模加工的工藝要求，力求結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低，精度高，耗能少，易于實現(xiàn)自動化等，從而獲得高質(zhì)量的玻璃鋼。但是在脫模這一工藝流程中，脫模不良是制品產(chǎn)程質(zhì)量缺陷的重要因素之一，它可造成制品表面出現(xiàn)白花、扭曲變形以及破裂等缺陷，有的甚至損傷模具，給正常生產(chǎn)帶來麻煩，這也是國內(nèi)外目前脫模工藝的總體現(xiàn)狀。因此，在設計脫模裝置時，綜合考慮影響塑件脫模的不利因素，并結(jié)合設計成本的合理性、裝置的簡便性和工作的高效及精密性，對保證制品質(zhì)量、防止缺陷、減少廢品率、提高生產(chǎn)效率及模具使用壽命具有重要意義。 在工業(yè)迅速發(fā)展的今天，脫模裝置也向著高效率、低成本的方向發(fā)展。為了迎合這個發(fā)展趨勢，在畢業(yè)設計中應該擁有查找、應用文獻資料的能力，獨立設計的能力，應用所學知識分析、解決設計過程中出現(xiàn)問題的能力，應用專業(yè)設計軟件的能力，以縮短與生產(chǎn)實踐的差距。 本次畢業(yè)設計需要對鏈條式脫模裝置的動力系統(tǒng)的選取，傳動系統(tǒng)的設計，執(zhí)行機構(gòu)的設計以及輔助裝置的設計（主要為電機、減速箱的選取，鏈條鏈輪的設計，軸的設計，液壓缸的設計以及機架的設計等）。 綜合運用所學知識對設計裝置進行主要零部件的校核及總體工藝性分析（主要為鏈條和鏈輪的校核，軸的校核，液壓缸缸筒和活塞桿的校核）；運用計算機繪圖軟件完成設計裝置總裝圖繪制及主要零部件圖的繪制。 設計的基本要求： 1、完成整體方案設計及總裝圖和零件圖的繪制； 2、設計中進行標準件的選型和主要零件的校核； 3、圖紙總量不少于2張A0； 4、按學校畢業(yè)設計書寫格式要求，撰寫設計說明書（不少于1.5萬字）； 5、在設計過程中要不斷查閱文獻資料，設計說明書中涉及參考文獻應不少于10篇； 6、翻譯英文資料（不少于3000單詞）。 32 第二章 脫模裝置總體方案設計 2.1 總體方案設計 在注塑成型的每一循環(huán)中，塑件必須從模具型腔中取出，完成取出塑件這個動作的機構(gòu)成為脫模裝置。脫模裝置的核心裝置是脫管機，脫管機是將卷制在管芯上的玻璃鋼層壓管管坯，經(jīng)過加熱固化后，用機械和液壓傳動的方法，把管芯拖出來的專用設備。脫模裝置的種類很多，但按傳動方式的不同脫模裝置大致分為三種，即手動脫模、機械式傳動脫模、氣動或液壓傳動脫模。 手動脫模是指當模具分型后，用人工操縱頂出機構(gòu)（如手動杠桿）取出塑件。該脫模方式，脫模力受人的勞動強度的限制，脫模力小，生產(chǎn)效率低，頂出力受人力限制；但是該方式動作平穩(wěn)，對塑件無撞擊，脫模后制品不易變形，而且操作安全，在大批量生產(chǎn)中不宜采用該脫模方式。氣動脫模裝置需要設立專門氣源或氣路，通過型腔里微小的頂出氣孔，靠壓縮空氣吹出塑件（芯模），氣動頂出時塑件上還不留頂出痕跡,但是操作復雜，而且對裝置的密封性要求比較高；液壓脫模裝置需要設立專門的頂出油缸、活塞桿和控制設備，該裝置不能實現(xiàn)拉桿分節(jié)移動過程的自動化，但該裝置的頂出力可以控制，由它帶動頂出機構(gòu)實現(xiàn)脫模，而且脫模制品的最大長度受油缸長度的限制，需要定期檢查油缸的泄漏情況，結(jié)構(gòu)復雜。因此該種脫模裝置，結(jié)構(gòu)復雜、自動化程度低、成本高、生產(chǎn)效率低、制品精度低等缺點。機械式脫模是利用注塑機的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達到一定位置時，脫模機構(gòu)被機床上固定不動的頂桿頂住，不再隨動模移動，從而把塑件從動模上脫下來。該脫模方式具有生產(chǎn)效率高，頂出力大等優(yōu)點。 畢業(yè)設計的題目是鏈條式脫模裝置，且設計的脫模裝置要滿足脫模力為20t，傳動形式采用鏈條傳動。鏈條式脫模裝置屬于機械式脫模，該脫模裝置是利用鏈條傳動提供的開模動力，分型后塑件隨動模一起移動，達到一定位置時，脫模機構(gòu)被機床上固定不動的擋架頂住，不在隨動模移動，從而把塑件（玻璃鋼）從動模上脫下來。該脫模方式較其他兩種脫模裝置具有脫模力大、生產(chǎn)效率高、使用與大批量生產(chǎn)等優(yōu)點。 鏈傳動是以鏈條為中間撓性件的嚙合傳動，它由裝在平行軸上的主、從動鏈輪和繞在鏈輪上的鏈條所組成，并通過鏈條和鏈輪之間的嚙合來傳遞動力。鏈傳動兼有齒輪傳動和帶傳動的特點，與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安裝，成本低廉；遠距離傳動（中心距最大 可達十多米）時，其結(jié)構(gòu)要比齒輪傳動輕便得多。與帶傳動比較，鏈傳動的平均傳動比準確、傳動效率高、需要的張緊力小、壓軸力也小、結(jié)構(gòu)尺寸緊湊、能在低速重載下較好地工作、能適應較惡劣環(huán)境如油污多塵和高溫等場合。因此，鏈條式脫模裝置具有成本低、操作方便、生產(chǎn)效率高、傳動平穩(wěn)等優(yōu)點。 該20t鏈條式脫模裝置的傳動脫模機構(gòu)采用兩根鏈條（每根鏈條受力要均勻，脫模力均為10t）和四個鏈輪，在兩根鏈條之間連接移動頭，采用兩個圓柱銷把移動頭和兩根鏈條分別連接起來。脫模機主要由四部分組成：鏈條傳動部分、芯模夾緊機構(gòu)、脫?；鸵簤候?qū)動活塞桿。具體工作原理如下：電機通過鏈輪帶動減速器，然后通過安裝在減速器上面的小鏈輪帶動安裝在主傳動軸上面的大鏈輪，使鏈輪以0.1m/s的速度做直線運動，然后分別帶動移動頭和接頭使待脫模的制品向左運動，當制品運動到固定在機架上面的鑄鐵擋架和法蘭盤時，制品表面的玻璃鋼管坯則被擋住，而管芯繼續(xù)以一定的速度在托輥上面向左移動，托輥采用絕緣性的軟材料聚氨酯，以保證管芯表面無損傷；而脫落后的管坯則保留在兩個支撐托架上面，從而達到脫模的目的。由于兩根鏈條帶動移動頭向左運動時路徑可能有一定的偏移，因此在機架上面安裝直線導輥，作為移動頭的導向裝置，確保移動頭做直線運動，保證脫模精度。在脫模工藝中，為了防止模具損傷，保護芯模，提高脫模效率，經(jīng)常在脫模模具上面涂上一定的脫模劑。 電動機提供移動頭直線運動的動力，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為鏈輪鏈條的橫向直線移動，鏈輪鏈條的橫向直線移動帶動溜板沿導軌做橫向直線移動，實現(xiàn)移動頭的橫向直線運動。移動頭底座通過滑塊和滾動直線導軌連接在脫模機基座上，為了防止小車底座滑出導軌，確保安全生產(chǎn)，可以在導軌的兩端安裝有兩個行程限位開關。包括電機、聯(lián)軸器、減速器、鏈輪鏈條、導軌、滑塊和移動頭。 芯模的固定主要是由卡圈、卡圈支架以及支撐架完成。根據(jù)不同的芯模直徑可以選擇不同直徑的卡圈。卡圈除用來擋住管胚外還可以防止芯模的左右擺動；支撐架是通過弧形的支架對芯模支撐，防止芯模的上下竄動。 2.2 電動機的選擇 電動機主要是提供動力以供后續(xù)部件進行工作。電動機的選擇主要是依據(jù)執(zhí)行件所受的力和功率。根據(jù)機械的負載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求，選擇電動機類型。 根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的升源限過載能力和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。所選電動機功率應留有余量，負荷率般取0.8～0.9。過大的備用功率會使電機效率降低，對于感應電動機，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗強度的生產(chǎn)機械造價提高。 2.2.1 選擇電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式 電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式應根據(jù)電源種類(直流和交流)、工作條件(環(huán)境和溫度)、工作時間的長短(連續(xù)或間歇) 及載荷的性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況等來選擇。 工業(yè)上一般采用三相交流電動機。Y系列三相交流異步電動機由于具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方使等優(yōu)點，故其應用最廣。在經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)、間隙和短時工作的場合(如起重機械和冶金設備等)，要求電動機的轉(zhuǎn)動慣量小 和過載能力大。由于本次設計的脫模機在脫模剛開始時，應用液壓缸將芯模頂出一段距離，在靠鏈條傳動拉動芯模，前后的速度不，故選用的電動機需具有變速的功能。此次設計選用的是YZD起重用多速三相異步電動機。根據(jù)脫模工作條件選擇電動機的結(jié)構(gòu)形式為防護式。 2.2.2 確定電動機的轉(zhuǎn)速 Y型電動機同步轉(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。一般來說，電機的同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)越少，外廓尺寸越小，其價格越低。當工作轉(zhuǎn)速高時，選用高速電動機越經(jīng)濟。但當工作機轉(zhuǎn)速低時也選用高速電動機，則這時總傳動比增大，會導致傳動裝置結(jié)構(gòu)復 雜，造價較高。在本次設計中，由于要保證脫模后芯模的質(zhì)量，必須使脫模速度足夠小，選擇電機轉(zhuǎn)速為300r/min和750r/min。 2.2.3?確定電動機的功率和型號 ??電動機的功率選擇是否合適，對電動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機的正常工作或使電動機長期過載而過早損壞;?功率選得過大，則電動機價格高，且經(jīng)常不在滿載下運行，電動機效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費。電動機功率的確定，主要與其載荷大小、工作時間長短、發(fā)熱多少有關。對于長期連續(xù)工作、載荷較穩(wěn)定的機械(如連續(xù)運輸機、鼓風機、 脫模機等)，可根據(jù)電動機所需的功率來選擇、而不必校驗電動機的發(fā)熱和氣動力矩。選擇時，應使電動機的額定功率稍大于電動機的所需功率,即≥。 ??設脫模速度為v=0.1m/s；由于采用兩根鏈條，脫模力為20t,故每根鏈條的 脫模力F=10t,則工作機所需的有效功率為: ?? ??電動機所需的功率為: 式中：η為傳動裝置的總效率。 式中：，分別為鏈傳動和滾動軸承傳動的效率，查機械設計手冊可得：=0.96，=0.98，則總效率為： 則電動機的功率為： 綜上，查閱機械設計手冊可知電動機的額定功率=15kw。 查Y型電動機的技術參數(shù)可選電動機的型號為Y200L-8起重用多速三相異步電動機，其同步轉(zhuǎn)速有750r/min，對應的功率為15kw。 綜上，將所選取電動機的相關數(shù)據(jù)列于表2-1中。 表2-1 電動機數(shù)據(jù) 電動機型號 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 傳動比的分配 在設計多級傳動的傳動裝置時，分配傳動比是設計中的一個重要問題。傳動比分配的不合理，會造成結(jié)構(gòu)尺寸大、相關尺寸不協(xié)調(diào)、成本高、制造和安裝不方便等問題。因此，分配傳動比時，應考慮下列幾點原則。 (1) 鏈傳動的每級傳動比應在推薦值(2～4) 的范圍內(nèi)。 (2) 各級傳動比應使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象。 (3)當減速器內(nèi)的齒輪采用油池浸油潤滑時，為使各級大齒輪浸油深度合理，各級大齒輪直徑應相差不大，以避免低速級大齒輪浸油過深而增加攪油損失。 設計方案中采用兩根鏈條，主傳動軸和從動軸上安裝相同的鏈輪，所選取滾子鏈的鏈號為20A，鏈節(jié)距P=31.75mm，鏈輪齒數(shù)z=25，故可得鏈輪的轉(zhuǎn)速，和主從動軸的傳動比如下: 故可知電動機到從動軸上鏈輪的總傳動比為： 電動機和減速器、減速器和主傳動軸之間的傳動方式均為鏈傳動，而且取其傳動比相同，結(jié)合鏈傳動比i≤7，故可取其傳動比，故可知減速器的減速比為： 2.4 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 2.4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算 電動機上傳動軸的轉(zhuǎn)速： 減速器上兩個傳動軸的轉(zhuǎn)速，分別如下： 主傳動主和從傳動主的轉(zhuǎn)速，分別如下： 2.4.2 各軸的輸入功率計算 2.4.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算 將上述計算結(jié)果列于表2-2中。 表2-2 各軸的運動及動力參數(shù) 軸號 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 第三章 主要零件的設計 3.1 鏈傳動的設計 3.1.1 鏈的類型選擇 鏈傳動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。與帶傳動、齒輪傳動相比鏈傳動的優(yōu)點是: 沒有彈性滑動和打滑，能保證準確的平均傳動比，傳動效率高，軸的壓力較小，傳動功率大，過載能力強，能在低速重載下較好工作，能適應惡劣環(huán)境(如多塵、油污、腐蝕和剛強度場合)。 其缺點是: 瞬時傳動比不是常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲。 在本次畢業(yè)設計中，設計的脫模裝置主要用來傳遞運動和動力。傳動鏈的主要類型有滾子鏈和齒形鏈，本次設計中選用的是滾子鏈。滾子鏈由內(nèi)鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。銷軸與外鏈板、套筒與內(nèi)鏈板均用過盈配合連接，分別成為外鏈節(jié)、內(nèi)鏈節(jié)。而銷軸和套筒、滾子和套筒之間則為間隙配合，所以當鏈條與鏈輪輪齒嚙合時，內(nèi)、外鏈節(jié)相對轉(zhuǎn)動。鏈板一般做成“8”字形，以使個各截面接近等強度，并可減輕重量和運動時的慣性。滾子鏈式標準件，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增大，承載能力也相應提高，但重量也隨之增大。 在20t鏈條式脫模裝置設計中，鏈輪設計中選用單排鏈的滾子鏈。綜上，所選取的鏈的類型為單排鏈的滾子鏈，型號為20A；鏈的材料為碳鋼，并經(jīng)熱處理，以提高其強度和耐磨性。 圖3-1 滾子鏈外形圖 表3-1滾子鏈的類型和主要參數(shù) 鏈號 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 鏈傳動的設計約束 鏈傳動中的多種失效形式是制約鏈傳動設計的約束條件。所以鏈傳動的承載能力，應根據(jù)其主要的失效形式，由滿足相應的約束條件來確定。 鏈傳動的主要失效形式 (1)鉸鏈磨損。銷條在進入嚙合和推出嚙合時，銷軸和套筒之間存在相對滑動，在不能保證充分潤滑的條件F，將引起餃鏈的磨損。磨損導致鏈輪節(jié)距的增加，銷與鏈輪的嚙合點外移，最終將導致跳齒或脫鏈而使傳動失效。 (2)鏈的疲勞破壞。由于鏈在傳動過程中所受的載荷不斷變化，因而鏈在變應力的狀態(tài)下工作，經(jīng)過定的循環(huán)次數(shù)后鏈板產(chǎn)生疲勞斷裂或滾子表面產(chǎn)生疲勞點蝕和疲勞裂紋。在潤滑良好和設計正確的情況下，疲勞強度是決定鏈傳動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啟動、制動、反轉(zhuǎn)或受重復沖擊載荷時承受較大的動載荷，經(jīng)過多次沖擊，滾子、套筒和銷軸最后產(chǎn)生沖擊斷裂。 (4)膠合。由于套筒和銷軸之間存在相對運動，在變載荷的作用下，潤滑油膜難以形成，當轉(zhuǎn)速很高時，使套筒和銷軸間發(fā)生金屬直接接觸而產(chǎn)生很大的摩擦力，其產(chǎn)生的熱量將導致套筒和銷軸的膠合。 (5)過載拉斷。在低速重載的傳動中或是鏈突然受到很大的過載時，鏈條靜力拉斷，承載能力受到鏈條元件的靜拉力強度限制。 (6)鏈輪輪齒的磨損或塑性變形。在滾子鏈傳動中，鏈輪輪齒磨損或塑性變形超過一定量后，鏈條的工作壽命明顯下降?？刹捎眠m當?shù)牟牧虾蜔崽幚韥斫档推淠p量和塑性變形。 圖3-2 滾子鏈傳動功率曲線 圖3-2為滾子鏈傳動的額定功率曲線，它是將在特定的條件下由實驗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)； 按照推薦的潤滑方式潤滑；工作壽命為15000小時； 鏈輪因磨損而引起的相對伸長量不超過3%。 3.2 鏈條的設計 (1)確定鏈輪齒數(shù)和速比 鏈輪齒數(shù)的多少對傳動的平穩(wěn)性和使用壽命有很大的影響。小鏈輪齒數(shù)的選 擇應適中。若小鏈輪齒數(shù)過少，運動速度的不均勻性和動載荷都會很大；鏈輪在 進入和退出嚙合時，相對轉(zhuǎn)角增大，磨損增加，沖擊和功率耗損也增大。小鏈輪齒數(shù)也不宜過多。如選得太大，大鏈輪齒數(shù)則將更大，除了增大傳動尺寸和 質(zhì)量外，也會因鏈條節(jié)距伸長而發(fā)生脫鏈，最終導致降低使用壽命。 一般小鏈輪的齒數(shù)可根據(jù)傳動比按表3-2 選取。 表3-2小鏈輪的齒數(shù) 傳動比 1～2 3～4 5～6 ＞6 齒數(shù) 27～31 25～33 17～21 17 由于設計的鏈傳動的傳動比為3，故可選鏈輪的齒數(shù)=27，=81。 (2)確定計算功率 表3-3鏈傳動的工作情況系數(shù) 原動機的種類 載荷情況 電動機 內(nèi)燃機 有流體機構(gòu) 無流體機構(gòu) 平穩(wěn)的傳動 1.0 1.0 1.2 稍有沖擊的傳動 1.3 1.2 1.4 有大沖擊的傳動 1.5 1.4 1.7 由于設計的脫模裝置由電動機拖動，稍有沖擊傳動，故依據(jù)表3-3可以選=1.3，計算功率為： (3)初選中心距，取定鏈節(jié)數(shù) 中心距的大小對傳動有很大影響。中心距小時，鏈節(jié)數(shù)較少，鏈輪一定時，單位時間內(nèi)每一鏈節(jié)的應力變化次數(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，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，又會發(fā)生鏈的顫抖現(xiàn)象，是運動的平穩(wěn)性降低。 初選中心距由于兩鏈輪的實際中心距比較大，故選 計算得155取156節(jié)（取偶數(shù)）。 (4)選擇型號，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的運動不均勻性，產(chǎn)生沖擊、振動和噪音。為了既保證鏈傳動有足夠的承載能力，又減小沖擊、振動和噪音，設計時應盡量選用較小的鏈節(jié)距。在高速、重載時，宜用小節(jié)距多排鏈；低速、重載時，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 所需傳動的功率 計算有=10.3kw 由滾子鏈的額定功率圖選定滾子鏈型號為24B，鏈節(jié)距為38.1mm，單排鏈。 (5)確定鏈長和中心距 鏈長 中心距 計算得中心距=2726mm，符合設計要求。 中心距的調(diào)整量一般應大于2。 實際安裝中心距 (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 對于v＜0.6m/s的低速鏈轉(zhuǎn)動，由于載荷較大，其主要失效形式是鏈條靜力拉斷，靜強度占主要地位，故在進行強度校核時應按靜強度校核。靜強度安全系數(shù)應滿足下式要求： 式中：n—鏈的排數(shù)； —單排鏈的極限拉伸載荷，由機械設計手冊可查得=86700N; —鏈的總拉力，按公式計算； —許用安全系數(shù)，≥4～8；但若鏈傳動速度較低、從動系統(tǒng)慣性小，不太重要的傳動或力的去頂比較準確時，可取≥2。 F為鏈傳動圓周力，即有效拉力 為由做圓周運動的鏈節(jié)所產(chǎn)生的離心拉力，，通常當v≤10m/s時，離心力可以忽略。由于20t鏈條式脫模裝置中設計的鏈速v=10m/s，故可取=0。 為由鏈條本身重量而產(chǎn)生的懸垂拉力，它取決于傳動的布置方式及鏈在工作時允許的垂度，用求懸索拉力的方法計算：。 式中：q—鏈每米長度的質(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時的拉力系數(shù)，結(jié)合，由機械設計手冊可查得=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 故設計中選取的鏈輪滿足強度校核。 3.3 鏈輪的設計 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。被刺設計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 鏈傳動的潤滑、布置和張緊 鏈傳動的潤滑有利于減少鉸鏈磨損、提高傳動效率，緩和沖擊從而延長鏈條壽命。通常根據(jù)鏈速和鏈節(jié)距選擇推薦的潤滑方式。該設計中選擇人工定期潤滑。 鏈傳動的布置合理與否，對傳動的工作性能和使用壽命有較大的影響。布置時，兩鏈輪應處于同一平面內(nèi)，兩軸平行，一般應采用水平或接近水平布置，并使松邊在下。 鏈傳動張緊的目的主要是為了避免鏈的垂度過大，嚙合時鏈條上下顫抖，同時也可增加嚙合包角。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。當中心距不可調(diào)時，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，也可以用無齒的輥輪，其大小應與小鏈輪接近。 本設計中采用的張緊方法是附加張緊裝置。 3.5 軸的設計和校核 3.5.1 軸的結(jié)構(gòu)確定 進行軸的結(jié)構(gòu)設計，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。在進行軸的結(jié)構(gòu)設計時考慮的主要因素有：1）軸的結(jié)構(gòu)形狀應滿足使用要求，零件在軸上的定位要可靠，保證軸和軸上零件有準確的相對工作位置；2)軸的結(jié)構(gòu)應有利于提高軸的強度和剛度，力求受力情況合理，避免或減輕應力集中；3)軸的加工及裝配的工藝性好。故軸在結(jié)構(gòu)設計中應主要解決下面幾個問題。 （1） 軸上零件的布置 軸上零件布置是否合理，關系到能否改善軸的結(jié)構(gòu)合理性和裝配工藝性，有時甚至關系到能否改善軸的受力情況，提高軸的強度等問題。因此，擬定軸上零件的布置方案是進行軸的結(jié)構(gòu)設計的前提。所謂布置方案，就是考慮合理安排動力傳遞路線和預定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關系。 （2） 各軸段直徑和長度的確定 對一般減速器中高速級輸入軸，可按估算（D為電動機軸徑）；相應各級低速軸的最小直徑可按同級齒輪中心距a估算， 。 軸的各段長度主要是根據(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確定。 （3） 軸上零件的定位與固定 為了防止軸上零件受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件除了有特殊的結(jié)構(gòu)要求外（如游動或空轉(zhuǎn)），一般都必須要求定位準確、可靠。本設計方案中采用平鍵來實現(xiàn)周向固定，采用軸肩、套筒和擋盤來實現(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的毛刺，軸和軸肩的端部應制出的倒角；在需磨制加工的軸段應留有砂輪和越程槽；需要切制螺紋的軸段應留有退刀槽。此外，為便于加工，應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布置在軸的同一母線上。 3.5.2 軸的物理約束 （1）扭矩強度 對只受轉(zhuǎn)矩或以承受轉(zhuǎn)矩為主的傳動軸，應按扭矩轉(zhuǎn)強度條件計算軸的直徑。若有彎矩作用，可用降低許用應力的方法來考慮其影響。 扭轉(zhuǎn)強度的約束條件為： 對實心圓軸，，代入上式，可得軸的直徑約束條件： （mm） （2）彎矩合成強度條件 對于同時承受彎矩和扭矩的軸，可根據(jù)彎矩和扭矩的合成強度進行計算。計算時，先根據(jù)結(jié)構(gòu)設計所確定的軸的幾何結(jié)構(gòu)和軸上零件的位置，畫出軸的受力簡圖，然后，繪制彎矩圖、扭轉(zhuǎn)圖，再按第三強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)生的彎矩應力和轉(zhuǎn)矩T產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩應力的性質(zhì)不同，對上式中的額轉(zhuǎn)矩T乘以折合系數(shù)，則強度約束的一般公式為： 式中成為當量彎矩；為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。 對實心軸，上式也可寫成軸徑的約束條件： （mm） （3）基于疲勞強度的安全系數(shù)約束 對于一般用途的軸，按當量彎矩計算軸的強度或直徑已經(jīng)足夠精確。但由于上述計算中沒有考慮應力集中、軸徑尺寸和表面品質(zhì)等因素對軸的疲勞強度的影響，因此對于重要的軸，還需要進行危險截面處的疲勞安全系數(shù)的精確計算，評定軸的安全系數(shù)。即建立軸在危險截面的安全系數(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 軸的設計 本次脫模機構(gòu)設計的軸主要有兩條，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為心軸，只承受彎矩的作用?，F(xiàn)主要分析軸Ⅰ的設計。 （1）選擇軸的材料 選擇軸的材料，應考慮下列因素：1）軸的強度、剛度及耐磨性；2）熱處理方法；3）材料來源；4）材料加工工藝性；5）材料價格等。結(jié)合脫模裝置中的強度要求，而且碳素鋼價格低廉，對應力集中敏感性小，可進行熱處理改變其綜合性能，加工工藝性好，故本次設計中軸的材料選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查機械設計手冊可知其抗拉強度極限，抗拉屈服極限，硬度為217，許用彎曲應力；。 （2）初步計算軸徑 選 C等于108，，計算得。 考慮到軸端裝聯(lián)軸器需開鍵槽，將其軸徑增加4%～5%，故選取軸徑為70mm。 （3）軸的結(jié)構(gòu)設計 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)設計基本要求，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畫受力簡圖 畫軸空間受力簡圖（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。對于零件作用在軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩可當做集中力作用在軸上零件的寬度中點。 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： ，計算有 鏈輪的軸向力： ③計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計算軸的彎矩，并畫出彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 分別作出垂直面和水平面的彎矩圖（d）、（e），并按進行彎矩合成。畫出轉(zhuǎn)矩圖（f）。 ⑤計算并畫出當量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算，去，則 按計算，并畫出當量彎矩圖（g）。 圖3-5軸的受力分析 3.5.4 軸的強度校核 一般而言軸的強度是否只需滿足對危險截面進行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當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，故只需校核該處軸的強度。若此處軸的強度滿足要求，則所設計的軸合格，若此處軸的強度不滿足要求，則該軸需要重新設計。 強度校核：考慮到鍵槽的影響，查邊計算， 而45號鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的 顯然， 故安全，該軸設計合格。 3.6 液壓缸的設計 由于液壓傳動具有：工作平穩(wěn)，響應速度快；體積小重最輕；易于實現(xiàn)大范圍的無級調(diào)速，易于實現(xiàn)過載保護，工作安全可靠等眾多優(yōu)點。在脫模裝置在剛開始脫模時，脫模力非常大，很容品過載。運用液化傳動的話，就能很好的解決過載的問題。而且，利用液壓傳動的恒功率特性，能夠使得在脫模剛進行時，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)進行，獲得較好的脫模質(zhì) 量。 本次脫模裝置的設計在液壓部分主要是針對液壓鋼的結(jié)構(gòu)設計。 3.6.1 液壓缸簡述 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械能，輸出直線運動或者小于360°的往復擺線運動。 液壓缸的種類很多，按其結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞缸、柱塞缸、擺動缸和組合缸：按其輸出運動又可分為推力液壓缸和擺動液壓缸；按其作用方式分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸。本次設計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、導向環(huán)和支撐環(huán)等零部件組成。液壓缸工作時，缸體組件與活塞組件構(gòu)成密閉的油腔，承受很大的負載壓力。因此，缸體組件要有足夠的強度、較高的表面精度和可靠的密封性能。常見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。活塞組件由活塞、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)不停的做往復運動，因此，活塞必須具有較高的強度和良好的耐磨性。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，有時也用鋁合金材料?；钊麠U是連接工作部件的傳力零件，它必須有足夠的強度和剛度，通常由鋼制造，一般進行調(diào)制處理。 ③密封裝置。液壓缸的泄漏主要包括兩個方面：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)的正常運行，減少油液的浪費，減低對環(huán)境的污染。常見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動時具有很大的動能，當活塞運動到行程終端時會引起機械碰撞，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有緩沖裝置。 ⑤排氣裝置。液壓傳動系統(tǒng)在安裝的過程中或者長時間停止運轉(zhuǎn)時，液壓系統(tǒng)中往往會混入空氣，導致系統(tǒng)工作不能穩(wěn)定，產(chǎn)生振動、噪聲、發(fā)熱、低速爬行和啟動前沖等不正常的現(xiàn)象，嚴重時會使系統(tǒng)不能正常工作，因此，設計液壓缸是需考慮空氣的排出。對于要求不高的液壓缸，一般不設計專門的排氣裝置，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，再從 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：缸筒內(nèi)徑D、活塞桿外徑d和缸筒長度L。 （1） 初選液壓缸的工作壓力 關于機床的液壓工作壓力，液壓缸的公稱壓力系列查國標GB/T 7938-1978可選4，6.3，10，16，25等。液壓缸回油腔應有背壓，初選液壓缸工作壓力P=10MPa。 （2） 計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， 查國標GB/T 2348-1993液壓缸內(nèi)徑系列?。灰簤焊淄鈴娇蛇x為168mm。 活塞桿直徑，查國標GB/T 7938-1978取d=100mm。 15.4噸>14噸，故液壓缸推力合格。 （4） 缸筒長度L 活塞桿的行程可根據(jù)國標GB/T 2349-1980選擇第一系列中的320mm。缸筒長度是由各工作部件的行程長度以及結(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、最小導向長度H及特殊要求其它長度C等。最終設計的液壓缸長度L為740mm。 （5） 缸筒壁厚的強度校核 設計中缸筒壁厚；，按照材料力學知識，當時，強度校核公式為： 式中，，為缸筒材料45鋼的抗拉強度。 ，故缸筒壁厚強度合格。 （6） 活塞桿直徑強度校核 活塞桿只受軸向推力或拉力的情況下，其直徑強度按下式進行強度校核。 故活塞桿直徑強度合格。 圖3-6 液壓缸 3.7 主要部件的設計 3.7.1 機架設計準則 機架的設計主要應保證剛度、強度和穩(wěn)定性。 （1）剛度：床身的剛度決定著機床生產(chǎn)率和生產(chǎn)精度，是設計大多數(shù)機架工作能力的主要準則。 （2）強度：強度是評定重載機架工作性能的基本準則。機架的強度應根據(jù)機器在運轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強度。 （3）穩(wěn)定性：機架受壓結(jié)構(gòu)及受壓彎結(jié)構(gòu)都存在失穩(wěn)問題。穩(wěn)定性是保證機架正常工作的基本條件。 機架設計一般要求: ①在滿足強度和剛度的前提下，機架的重量應要求輕、成本低。 ②抗振性好。把受迫振動幅限制在允許范圍內(nèi)。 ③溫度場分布合理，熱變形對精度的影響小。 ④結(jié)構(gòu)設計合理，工藝性良好，便于制造、焊接和機械加工。 ⑤機構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件。 ⑥有導軌的機架要求導軌面受力合理，耐磨性良好。 ⑦造型好，使之即使用經(jīng)濟，又美觀大方。 機架的材料及熱處理: 多數(shù)機架形狀比較復雜，故一般都采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好、價廉和吸振能力強，所以應用廣泛。本次設計采用鑄鋼機架。 鑄造碳鋼：由于鋼水的流動性差，在鑄型中凝固冷卻時體收縮和線收縮較大，故不宜設計復雜形狀的鑄件。鑄鋼的吸振性低于鑄鐵，但其彈性模量較大，強度也比鑄鐵商，故鑄鋼機架用于受力較大的機架。 鑄鋼機架的熱處理: 鑄鋼件一般都要經(jīng)過熱處理，熱處理的目的是為了消除鑄造內(nèi)應力和改善力學性能。鑄鋼機架的熱處理方法一般有正火加回火，退火，高溫擴散退火和焊補后回火。結(jié)合本次設計，形狀比較復雜，對力學性能要求也較高，所以我們采用正火加回火。 3.7.2 機架結(jié)構(gòu)設計與緊固連接 根據(jù)本次設計制品結(jié)構(gòu)尺寸，設計機架的長度為6435mm,寬度為1834mm,高度為764mm,機架的壁厚為30mm。機架結(jié)構(gòu)設計中必須保證機架與其上的零部件的連接以及機架與地基之間連接的強度和剛度，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)合面的機加工表面精度等。在本設計中共使用了13個地腳螺栓來加強機架的穩(wěn)定性，并且在機架內(nèi)部還安放了14個肋板以增強機架的強度，其中6個是水平肋板，8個豎直肋板。此外為了加強水平肋板的承載能力也為了提升整個機架的剛度，在肋板處還相應的設置了肋條。 3.7.3 托輥的設計 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的芯模，防止芯模因重力作用掉落并遭到破壞，起到保護芯模的作用。故設計中， 托輥采用絕緣性的軟材料，防止芯模在托輥上移動時出現(xiàn)刮痕，該設計中，托輥 的材料選用聚酯胺。 3.7.4 直線導輥的設計 導輥的是一種導向裝置， 保證零部件按照一定的方向往復運動， 其具有如下特點: （1）磨耗少能長時間維持精度； （2）大幅降低電機所需驅(qū)動力； （3）可同時承受上下左右方向的負荷； （4）組裝容易并具互換性； （5）潤滑構(gòu)造簡單。 該設計中采用兩根鏈條傳動，兩根鏈條分別通過圓柱銷和移動頭連接起來， 移動頭通過螺釘和接頭連接起來，進而通過接頭帶動待脫模的制品往左運動。由 于兩根鏈條帶動移動頭向左運動時路徑可能有一定的偏移， 因此在機架上面安裝直線導輥，作為移動頭的導向裝置，確保移動頭做直線運動，保證脫模精度。 第4章 標準件的選型 本次脫模機的設計中用到的連接方式主要有螺紋連接、鍵連接和焊接。設計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 螺栓連接的特點是用于連接兩個較薄的零件。在被連接件上開有通孔，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)簡單、裝拆方便，應用廣泛。采用鉸制孔螺栓時，孔與螺桿常用過渡配合。這種連接能精確固定被連接件的相對位置，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)比雙頭螺柱簡單、緊湊。用于兩個連接件中一個較厚，但不需要經(jīng)常拆卸，以免螺紋孔損壞。設計中使用的主要是六角頭螺栓-全螺紋-C級以及十字沉頭螺釘H型等。 4.2 鍵的選擇 軸轂連接主要是使軸上零件與軸進行周向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。常用的軸轂連接有鍵連接、花鍵連接和過盈連接。鍵連接按用途分為三種：普通平鍵、導鍵和滑鍵。鍵的兩側(cè)是工作面，工作時靠鍵同側(cè)面的擠壓來傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間留有間隙。平鍵連接具有機構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好等優(yōu)點。因此得到廣泛應用本次設計使用的主要是普通平鍵中的A型鍵。 鍵的類型可根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件來選定。鍵的截面尺寸（鍵寬b和鍵高h）按軸的直徑d由標準中選定；鍵的長度L可根據(jù)輪轂長度確定，輪轂長度一般選取(1.5～2) d，鍵長等于或略小于輪轂的長度，此外鍵的長度還要符合標準規(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 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)軸器是用來連接兩軸，使之一起轉(zhuǎn)動并傳遞轉(zhuǎn)矩的部件。聯(lián)軸器連接的兩軸只有在機械停車后，通過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。本次設計使用的是剛性聯(lián)軸器。 剛性聯(lián)軸器無位移補償能力，用在被連接兩軸要求嚴格對中以及工作中無相對位移之處。剛性聯(lián)軸器中應用較多的是套簡式、夾殼式、凸緣式等幾種類型，而凸緣式是應用最廣的剛性聯(lián)軸器。如圖示，凸緣聯(lián)軸器是用兩個由兩個帶凸緣