（全套CAD）陶瓷抛光机旋风磨头机构的设计（终稿）

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Ⅱ轴间的传动效率则磨轮自转是各轴的功率为Ⅰη由于大锥齿轮啮合个小锥齿轮ⅡⅠη..磨头公转时各轴的功率为Ⅰη.ⅡⅠη.各轴转矩的计算ⅠηⅡⅠη式中电动机轴的输出转矩ⅠⅡ为Ⅰ轴Ⅱ轴的输入转矩则磨轮自转的各轴转矩为Ⅰη.•ⅡⅠη...•磨头公转的各轴转矩为Ⅰη.•ⅡⅠη...•将运动和动力参数的计算结果整理为列表备查。表磨头各轴运动和动力参数序号自转公转Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅰ轴Ⅱ轴转速功率转矩•.磨头传动件的设计计算.选则联轴器的类型和型号对于磨轮自转和磨头公转都是直接采用联轴器使电动机直接和磨头内部的传动轴相连，并且受限于磨头的体积和重量所选的联轴器不能太大太重，根据计算结果两电动机所传递的转矩和转速不是太大，再综合考虑的情况下两者均选用平键套筒联轴器。对于磨轮自转电机和轴Ⅰ相连时由于其是垂直安装采用螺钉用作轴向固定。查表,得知磨轮自转电机型和磨头公转电机型电机驱动轴的直径分别为和。键槽宽分别为和。传递的转矩为•和•。根据以上数据查表.由于套筒联轴器尚未标准化，故只将所选平键套筒联轴器的轴孔直径列出，主要尺寸和特性参数直接看表即可。.磨轮自转的直齿圆锥齿轮的设计计算齿轮材料的选则由于直齿圆锥齿轮是在磨头壳体之内属于密封的工作环境再加上大的锥齿轮要啮合个小锥齿轮转动而且转速较高，因此对齿轮的要求是具有足够的硬度，以抵抗齿面磨损，对齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷，再此选择具有强度高，韧性好，便于制造便于热处理的锻钢，具体选则材料为经渗碳淬火，硬度达到，热处理后需要磨齿。主要参数的选则传动比由前面计算可知直齿圆锥齿轮的传动比为.齿数根据磨头的工作条件，在封闭硬齿面齿轮传动中齿根折断为主要的失效形式，因此可适当的减少齿数以保证模数取值的合理，般计算中取,查表.，取小锥齿轮齿数，则.。根据齿数重新计算自转Ⅱ轴的转速Ⅱ并更新表数据。齿轮精度等级选择由于直齿锥齿轮啮合转速较高，因此齿轮精度等级选定为级，齿面粗糙度。锥齿轮的齿高形式以往广泛应用直齿锥齿轮中的不等顶隙收缩齿因缺点较严重，近来被等顶隙收缩齿代替，因此本设计选择的直齿锥齿轮为等顶隙收缩齿。直齿圆锥齿轮的几个尺寸设计和强度校核初步设计根据材料的许用应力和齿轮所传递的转矩初步估计齿轮大端分度圆直径，查表.得载荷系数由于所设计的圆锥齿轮均为悬臂布置，故取.齿数比.实验齿轮的接触疲劳极限，根据图.得估算的安全系数.齿轮的许用接触应力.估算结果几何计算由表.查得等顶隙收缩齿齿数由前面设计得分锥角大端模数取.大端分度圆直径.陶瓷,抛光机,旋风,机构,设计,毕业设计,全套,图纸绪论随着中国经济的快速发展，人们生活水平的持续提升，中国老百姓对陶瓷墙地砖的消费也产生了多样化的需求，抛光砖的产销量仍然保持强劲增长。而陶瓷砖的生产是由建筑陶瓷机械来完成的。截止年底，在我国现在仍生产的条建筑陶瓷生产线中，瓷质砖抛光线共有条，其中进口线约占，大多进口线为年以前引进，其余为年开始投放市场的国产线。在广东地区条建筑陶瓷生产线中，瓷质砖抛光线有条，约占全国瓷质砖抛光线总量的左右。陶瓷抛光砖在国内市场风行以来，各种利用机械加工瓷砖以提高产品档次的方法不断涌现，如水刀切割圆弧抛光线条抛光等等。深加工已经成为陶瓷产品锦上添花的主要手段之，在提高产品附加值方面大有可为。为陶瓷深加工专门制作的深加工机械是陶瓷机械行业中的后起之秀，近年来在国内外的需求呈现急剧上升的势头。抛光机是瓷砖深加工，也就是生产抛光砖的关键生产设备，抛光加工由两台的抛光机完成，第台进行精磨粗抛，第二台进行半精抛精抛。根据抛光磨头所用磨料的粗细，按工艺将抛光机分为粗抛机和精抛机，抛光过程是瓷砖由主传动皮带送到机内,有砖检测装置检出有砖进入,磨头上的气缸动作,使旋转的磨头缓慢下降,磨轮对瓷砖表面进行磨削抛光,瓷砖经过若干个个磨头的抛光后由人工取料。连续进砖,磨头便对瓷砖连续磨削。采用先进的磨头对陶瓷墙地砖表面进粗磨抛光的，有效率高加工表面质量好破损率少等优点，经抛光机加工的瓷砖表面可达镜面光度。旋风磨头它的结构特点是向外伸展出根轴，每根轴上各安装个圆筒形金刚磨轮，磨头由根电机驱动产生两个动作，是每根轴上的金刚磨轮自身的高速自转转速高达转分钟，二是整个磨头带动八个金刚磨轮的低速公转转速为转分钟。这种磨头与滚动式磨头有些相似，但区别也是很明显的，前者使用金刚磨具，并由两个电机驱动，自转高速，公转低速而后者则是使用普通磨料磨具，仅由个电机驱动，自转低速，公转高速。旋风磨头可取代原来的刮平磨头，适用于刮平阶段和粗磨阶段。本设计所研究的是陶瓷抛光机的旋风磨头机构。磨头传动装置的总体设计.确定传动方案方案电动机联轴器齿轮组主动齿轮从动公转齿轮从动自转齿轮空套锥齿轮轴磨头磨轮图磨头传动方案简图该方案采用个电机为整个磨头提供动力，减少了整体的成本，其传动路线是通过个主动齿轮带动个齿轮组，该齿轮组啮合两个齿轮，分别是从动公转齿轮和从动自传齿轮，由从动公转齿轮带动磨头进行公转，由从动自转齿轮带动空套锥齿轮轴，再由空套锥齿轮啮合着个磨轮进行高速自转。从而实现磨头公转和自转不同转速的分离。方案二自转电机主电机联轴器公转电机蜗杆蜗轮空心蜗轮轴自转主轴磨头磨轮大锥齿轮小锥齿轮图磨头转动方案二简图该方案采用两个电动机分别用于磨头的公转和磨轮的自转，两个电动机分两条路线进行传动，线路主电机通过联轴器将动力传递至自转主轴，再到大锥齿轮，由大锥齿轮啮合着个小锥齿轮，将动力传递至金刚磨轮上，实现金刚磨轮的高速自转运动。线路二公转电机也是通过联轴器将动力传递至蜗杆，蜗杆带动蜗轮把动力传递至空心蜗轮轴上，空心蜗轮轴上安装磨头，因此磨头将随空心蜗轮轴起旋转，从而实现磨头的公转运动。由于磨头的公转和磨轮的自转转速相差较大，因此该方案能较好的实现传动比，但是需要使用两个电机。磨头传动方案的选定由于磨头的公转转速大约为，自转转速大约为,转速相差较大。因此采用方案二有利于减小磨头的尺寸简化传动部件的设计计算也能提高整个磨头的工作效率.而方案虽然只用个电动机但是要实现两个相差较大的转速比较困难，不仅会增大传动比使齿轮的体积增加而且结构比较复杂。因此选定方案二为磨头传动方案。.电动机的确定电动机类型和结构形式陶瓷抛光机由轮毂宽度并参考键的长度系列取键长。校核键的联接强度键轴和轮毂的材料都是钢，由表查得许用挤压应力，取其平均值，键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度由式可得经计算该轴上两键均有足够强度，因此小锥齿轮键的标记为旋风磨头上各轴承的疲劳强度校核各轴承的预期寿命为年，每年工作天，天工作小时。预期寿命蜗杆轴上轴承的选用及疲劳强度校核根据图.的受力分析以及前面设计所得可知蜗杆轴上的受力为由于轴向力较大，因此初选轴承为型圆锥滚子轴承，为提高刚度采用面对面安装。如图所示计算轴承的径向力根据水平面内和垂直面内轴承所受径向力的情况将两平面的力合成得到各轴承所受径向力为图蜗杆轴轴承受力图计算轴承的轴向力由表查得型轴承的查表.得圆锥滚子轴承内部轴向力计算公式为则根据图.因为所以端为压紧端计算轴承的当量动载荷查表.取.查表可知计算公式为求轴承应具有的基本额定动载荷值按式取端进行计算根据计算结果查表选择轴承的型号为端型圆锥滚子轴承蜗轮轴上的轴承选用及疲劳强度校核根据图.的受力分析以及前面的计算数据可知蜗杆轴上的受力大小为磨头重初步估计为可以看出轴承的受力不大，但该轴承是垂直安装，上部轴承即轴承需承受磨头下半部的重量，故选用型圆锥滚子轴承，采用背对背安装，如图.所示图蜗轮轴轴承受力图轴承所受水平和垂直方向上的力为计算轴承的径向力将水平面内和垂直面内的径向力合成得轴承所受径向力计算轴承的轴向力由表查得型轴承的查表.得圆锥滚子轴承内部轴向力计算公式为则根据图因为所以端为压紧端计算轴承的当量动载荷查表.取.查表可知计算公式为求轴承应具有的基本额定动载荷值按式根据计算结果查表选择轴承的型号为端型圆锥滚子轴承小锥齿轮轴轴承的选用及疲劳强度校核根据图的受力分析以及前面的计算数据可知小锥齿轮的受力大小为可以看出轴的受力不大，而且轴向力较小，因此初步选用型深沟球轴承，轴承上所受水平力和垂直力为求轴承所受的径向载荷求轴承的当量动载荷根据式.得查表.得.，式中径向载荷系数和轴向载荷系数要根据值查取。是轴承的径向额定静载荷，未选轴承型号前暂不知道，故用试算法，根据表.暂取.,则.，由查表.得则验算轴承的基本额定动载荷按式根据计算结果查表并考虑到小锥齿轮轴的安装选择轴承型号为端型深沟球轴承大锥齿轮轴轴承的选用及疲劳强度校核根据图.受力分析以及前面的计算数据可知大锥齿轮的受力大小为轴左端轴承为，右端轴承为则轴承径向水平和垂直受力为由于轴受定的轴向力且大锥齿轮是同时啮合个小锥齿轮传动，故设轴左端由对轴承支撑初选型号为型角接触球轴承，右端因载荷不大可选用型深沟球轴承来支撑。支撑轴承的型号确定．由表.查得型轴承背对背或面对面安装在个支点时当量动载荷可按下式计算当因为..则..，若装配时不控制预紧力，则螺栓的许用应力与其直径有关，故采用试算法。假定螺栓直径，由表.查得,则许用应力为,所以采用蜗杆齿圈配合于轴上。蜗轮的结构设计由于蜗轮是通过空心轴来带动，而空心轴的外径，蜗轮的，考虑到蜗轮的拆装问题，将蜗轮与轴分开安装，因此蜗轮与轴采用键联接，而蜗轮的结构用轮箍式，为防止轮缘滑动加台肩和螺钉固定，螺钉个，蜗轮轮毂部分与轮缘的配合尺寸参考图.的部分，计算尺寸如下.查表选用开槽盘头螺钉，螺纹规格为，螺距。锥齿轮的结构设计由于小锥齿轮的转速较高，为保证转动平稳，简化结构，将小锥齿轮与轴做成锥齿轮轴的形式。由于大锥齿轮顶圆直径.,尺寸不大，故将大锥齿轮做成实体式即轮毂部分做成实心的齿轮，如图.所示取取如果采用垂直剖面则部利于箱体的密封。磨头壳体与箱体的分界线由以后磨头的总体尺寸来确定，将磨头壳体从箱体中分离出来是因为传动的需要，这里磨头的公转即是磨头壳体的自转。图箱内传动件轮廓及其相对位置箱体内壁位置的确定磨头箱体主要为安装蜗轮蜗杆，查表，箱体的壁厚为.，为蜗轮蜗杆中心距。计算得.,取箱体壁厚为，而箱体内壁与蜗轮顶圆之间应留有定的间距此间距值应大于或等于箱体壁厚，现在确定。磨头壳体主要为安装锥齿轮，查表，壳体的壁厚为.。计算得，取壳体壁厚与箱体样为。为了避免干涉，使壳体内壁与锥齿轮轮毂端面间距.。壳体底部的内壁位置，由于考虑到润滑及冷却，需要定的装油量，并使脏物能沉淀，所以箱体底部内壁与小锥齿轮大端齿顶圆的距离应大于倍模数，这里结合磨头壳体的结构，其底部面积较大，取。图轮系端面与箱壁的间距初步进行视图布置及绘制装配底图在确定箱体内壁壁厚和距离后即可确定箱体的最大轮廓尺寸了。蜗轮蜗杆和锥齿轮具体的视图布置如图所示。图蜗轮蜗杆装配底图图锥齿轮装配底图磨头公转蜗杆轴的设计选则轴的材料确定许用应力由已知条件可知旋风磨头的功率属中小功率，对材料无特殊要求，故选用钢并经调质处理，由表.查得强度极限,再由表.得许用弯曲应力按扭转强度估算轴径根据表.得,又由式.得考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大取为.，由于蜗杆轴是经由联轴器与