車間裝料機設計方案分析

時間:2022-09-29 09:45:39

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車間裝料機設計方案分析

1傳動類型

按照傳動的方式可將傳動類型分如下四類:(1)機械傳動的特點是,傳動比準確、穩定、效率高,工作可靠性高、壽命長。但是要求要有較高的制造和安裝精度、成本較高。(2)電氣傳動的特點是精確度高,重復精度誤差能達到0.01%,同時還可將工作循環中的減速階段釋放的能量轉換為電能再次利用,從而減低了運行成本。并且,電氣傳動還能節約成本,沒有液壓油的成本和引起的麻煩,也不需硬管或軟喉。(3)液壓傳動的特點是,從結構上看,其單位重量的輸出功率和單位尺寸輸出功率在四類傳動方式中是最好的,有很大的力矩慣量比,在傳遞相同功率的情況下,液壓傳動裝置的體積小,重量輕,慣性小,結構緊湊,布局靈活,并且其動作響應性快,能迅速換向和變速,調速范圍寬。但是液壓傳動因有相對運動,表面不可避免的存在泄漏,同時油液也不是絕對不可壓縮的,加上油管等彈性變形,液壓傳動不能得到嚴格的傳動比,因而不能用于如加工螺紋齒輪等機床的內聯傳動鏈中。同時,為防止漏油以及為滿足某些性能上的要求,液壓元件制造精度要求高,給使用與維修保養帶來一定困難。(4)氣壓傳動的特點是僅以空氣為工作介質,工作介質獲得比較容易,用后的空氣排到大氣中,處理方便,不必設置回收的油箱和管道。由于空氣的粘度很小,其損失也很小,所以便于集中供氣、遠距離輸送。即便外泄漏也不會造成嚴重的環境污染。但是,由于空氣具有可壓縮性,因此工作速度穩定性稍差,工作壓力也較低,在高速排氣時還有較大噪聲。在綜合考慮系統設計的各項技術與經濟指標后,則可以確定適合的傳動類型,而對不同傳動比的分配,則會產生出不同的傳動方案。

2傳動機構的組合形式和布置順序

傳動鏈的布置將直接決定整個機械的工作性能和結構尺寸。在布置各機構在傳動鏈中的順序時,通常應遵循下述原則:(1)有利于提高傳動系統的效率;(2)有利于減少功率損失;(3)有利于機械運轉平穩和減少振動及噪音;(4)有利于傳動系統結構緊湊、尺寸勻稱;(5)有利于加工制造。此外,傳動裝置的潤滑和使用壽命,裝拆的難易程度、操作者的個人安全以及對產品的污染等因素都應作為考慮因素。

3傳動比的分配

傳動系統的方案設計中,如何合理的將總傳動比分配到各級傳動裝置,將是設計的重點。一般應遵循如下幾點:(1)每級傳動比的選取都應在傳動機構的合理范圍內;(2)大傳動比的齒輪傳動鏈,應采用多級齒輪傳動;(3)為使結構更加緊湊,當中間軸轉速較高而扭矩較小時,可選擇小直徑的軸及軸上零件;(4)按最小轉動慣量原則設計的分配方案,特別適合傳動平穩、動態性能好而又啟動頻繁的降速齒輪傳動鏈;(5)如果降速齒輪傳動鏈的重量需要嚴格控制時,可按下述原則分配傳動比:對于小功率裝置,若設各主動小齒輪材料和齒寬均相同,軸與軸承的轉動慣量、效率均不計,則可選各小齒輪的模數、齒數相同,且各級傳動比也相同;對于大功率裝置,為保證總重量最輕,各級傳動比應按“前大后小”逐漸減小的原則選取;(6)對于以提高傳動精度、減小回程誤差為主的降速齒輪傳動鏈,設計時,從輸入端到輸出端的各級傳動比應按“前大后小”的原則來選取,且最后兩級傳動比應盡可能增大,還應提高齒輪的制造精度,以減小齒輪的固有誤差、安裝誤差與回轉誤差對輸出軸運動精度的影響;(7)對于負載變化的齒輪傳動裝置,各級傳動比應盡可能采用不可約的分數,以避免同時嚙合;(8)將周轉輪系和定軸輪系或者其它類型的傳動結合起來使用可以滿足傳動比大的傳動鏈;(9)在考慮傳動比分配時,還應注意使各傳動件之間、傳動件與機器之間不要干涉、碰撞;(10)設計減速器時還應考慮到潤滑的問題。由于考慮問題的出發點不同,會有不同的傳動比分配方案。因此應根據具體要求和條件,綜合運用以上原則進行設計。

4裝料機的運動及動力要求

要在熱處理車間進行原料的傳送,所設計的機構必須要滿足如下三個基本功能。(1)能夠將旋轉運動變換為線性移動;(2)能夠將水平軸運動變換為垂直方向的運動;(3)能夠減小位移量或者速度,總而實現增力的要求。每一個分功能都可以用不同的機構來實現。如運動形式變換功能、運動軸線變換功能和運動速度縮小功能都可以通過連桿機構、螺旋、斜面機構、凸輪機構、摩擦輪機構、齒輪機構、流體機構等來實現。將它們相互組合,再進行一些完善工作,就可以構成多種可以滿足設計要求的方案。采用蝸桿傳動、齒輪機構和連桿機構。渦輪渦桿傳動適用于空間垂直而不相交的兩軸間的運動和動力,其優點傳動比大,結構尺寸緊湊。但軸向力大、易發熱、效率低且只能單向傳動。如果蝸輪采用了鑄錫青銅等材料,則可將蝸桿傳動布置在高速級,以利于形成潤滑油膜,從而提高承載能力和傳動效率。這里的齒輪機構必須采用開式傳動(連桿機構要和其聯接),因為開式齒輪傳動的工作環境較差,潤滑條件不理想,磨損較嚴重,因此應布置在低速級。平面六連桿機構布置在傳動系統的最后一級,作為工作機的執行機構,可以大大擴大機構從動件的工作行程;可以取得有利的傳動角,傳力性能好;可以使機構執行件在工作行程中的速度近于等速,避免沖擊載荷的產生。

綜上所述,采用蝸桿傳動、齒輪機構和連桿機構的方案才是優先選用的最佳方案。

作者:崔峰 單位:陜西省石油化工學校