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)

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1、 南陽(yáng)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(hào)： 21406273 專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系 別： 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師： 起止日期：2008.03.01—2008.06.13 零件清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) [摘要] 近年來(lái)，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

2、、操作舒適及自動(dòng)化程度高的優(yōu)質(zhì)機(jī)具，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)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(lái)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(guó)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(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)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(guò)程。 [關(guān)鍵詞] 清洗機(jī) 輥刷 機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)

3、 Parts cleaning machine design of the roller brush Abstract：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 requir

4、es 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 technolo

5、gy 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 machi

6、ne 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

7、, 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 1 1.1 選題的目的和意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外清洗技術(shù)的比較 1 1.3 本課題要研究的內(nèi)容 2 2. 零件清洗

8、機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)分析 3 2.1 輥刷機(jī)構(gòu)的需求性分析 3 2.1.1 機(jī)構(gòu)功能分析 3 2.1.2 結(jié)構(gòu)需求性解決方案 4 2.2 輥刷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析 4 3. 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 6 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 6 3.1.1 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 6 3.1.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 6 3.2 聯(lián)軸器的選擇 6 3.3 鍵的選擇 7 3.4 軸承的選擇 8 3.4.1 深溝球軸承的選擇 8 3.4.2 調(diào)心球軸承的選擇 9 3.5 同步帶輪及同步帶的選擇 9 4. 機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)與校核 11 4.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)與校核 11 4.1.1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì) 11 4.1

9、.2 毛輥連接軸A的強(qiáng)度和剛度校核 12 4.2 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)與校核 13 4.2.1 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì) 13 4.2.2 毛輥連接軸B的強(qiáng)度和剛度校核 14 4.3 從動(dòng)壓輥A的設(shè)計(jì)與校核 15 4.4 從動(dòng)壓輥B的設(shè)計(jì)與校核 16 4.4.1 從動(dòng)壓輥B的設(shè)計(jì) 16 4.4.2 從動(dòng)壓輥B強(qiáng)度和剛度校核 17 4.5 從動(dòng)壓輥C的設(shè)計(jì)與校核 18 4.5.1 從動(dòng)壓輥C的設(shè)計(jì) 18 4.5.2 從動(dòng)壓輥C的強(qiáng)度和剛度校核 19 4.6 毛輥的設(shè)計(jì) 20 4.6.1 毛絲的選擇 20 4.6.2 毛輥輥軸的設(shè)計(jì) 21 4.7 壓輥的設(shè)計(jì)與校核 21 4.

10、7.1 壓輥的設(shè)計(jì) 21 4.7.2 壓輥的校核 22 4.8 毛輥軸承座的設(shè)計(jì) 22 4.9 壓輥軸承座的設(shè)計(jì) 23 4.10 軸承立支架A的設(shè)計(jì) 24 4.11 軸承立支架B的設(shè)計(jì) 25 4.12 傳動(dòng)支架的設(shè)計(jì) 26 4.13 導(dǎo)軸的設(shè)計(jì) 27 4.14 墊塊的設(shè)計(jì) 28 4.15 軸承滑道的設(shè)計(jì) 29 4.16 軸承橫支板的設(shè)計(jì) 29 4.17 毛輥軸承蓋的設(shè)計(jì) 30 5. 結(jié)論及尚存在的問(wèn)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(hào)：21406273 班級(jí)：062144 1. 緒論 1

11、.1 選題的目的和意義 近年來(lái)，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(dòng)化程度高的優(yōu)質(zhì)機(jī)具，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)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(lái)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(guó)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(lái)，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(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，大幅度地提高產(chǎn)品的使用

12、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(guó)內(nèi)外對(duì)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(dòng)強(qiáng)度，獲得較高的經(jīng)濟(jì)利益。 1.2 國(guó)內(nèi)外清洗技術(shù)的比較 由于我國(guó)清洗技術(shù)起步較晚，因此與國(guó)外相比存在一定差距，主要表現(xiàn)在: (l)清洗技術(shù)簡(jiǎn)單，以噴淋式清洗機(jī)為主，且研究不夠深入，有時(shí)對(duì)工件清洗工藝安排也不夠合理，很難滿足我國(guó)各行業(yè)的要求，雖然有超聲波清洗機(jī)，但也不能形成競(jìng)爭(zhēng)力。 (2)清洗機(jī)配套技術(shù)有

13、待提高，如過(guò)濾、吸霧排風(fēng)、浮油排除等。清洗液過(guò)濾對(duì)工件清洗影響較大，國(guó)內(nèi)對(duì)各種過(guò)濾方法及工藝參數(shù)的研究不足，對(duì)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(guó)外噴嘴有專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)廠，且種類(lèi)繁多、規(guī)格齊全；國(guó)內(nèi)對(duì)噴嘴研究不多，沒(méi)有系列化產(chǎn)品。 (4)清洗介質(zhì)種類(lèi)少，質(zhì)量符合要求的不多。清洗介質(zhì)對(duì)清洗技術(shù)的發(fā)展影響很大，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠較多，但對(duì)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(shí)，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(guò)了用戶(hù)要求

14、的標(biāo)準(zhǔn)，配套的動(dòng)力部件，如油缸漏油、信號(hào)開(kāi)關(guān)工作不穩(wěn)定等。因此，對(duì)配套的研究也應(yīng)得到足夠的重視。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)改革的進(jìn)一步深入，清洗機(jī)行業(yè)面臨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)備的挑戰(zhàn)和國(guó)內(nèi)行業(yè)各廠家的激烈競(jìng)爭(zhēng)，各廠家應(yīng)冷靜研究新形勢(shì)下自身發(fā)展捷徑。通過(guò)國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制改革和企業(yè)體制改革，吸取國(guó)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(duì)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(dòng)簡(jiǎn)圖。 (2)對(duì)設(shè)計(jì)的方案提出可能的解決辦法，可按原動(dòng)部分、傳動(dòng)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)

15、構(gòu)方案，確定原動(dòng)件的參數(shù)，以及各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 (4)結(jié)合各部分的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)，計(jì)算各主要零件所受公稱(chēng)載荷的大小。 (5)對(duì)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(duì)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(duì)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2－1所示)，通過(guò)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(guò)噴淋、輥刷、噴淋、再輥刷的清洗的過(guò)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(gè)清洗過(guò)程的中起著重要的作用，其設(shè)計(jì)直接影響到整個(gè)清洗機(jī)的清洗效

16、果。 圖2－1 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(gè)清洗過(guò)程的中的主要工作機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)之前，應(yīng)對(duì)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(duì)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

17、時(shí)，清洗效果最佳，同時(shí)考慮到傳送帶低速、勻速運(yùn)動(dòng)，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(zhǎng)時(shí)間停用時(shí)，能與機(jī)架分離，單獨(dú)存放，延長(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)清洗機(jī)裝有噴淋裝置，清洗水溶液對(duì)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。

18、(2)針對(duì)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(shí)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(dòng)，機(jī)構(gòu)可采用單獨(dú)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；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(shí)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

19、阻力相對(duì)較小，各工作零件所受扭矩、彎矩等也相應(yīng)較小，對(duì)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(jiǎn)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(shí)盡可能的采用標(biāo)準(zhǔn)件，對(duì)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(dòng)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(dòng)部分必不可少。步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)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(dòng)毛輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)毛輥的毛刷對(duì)被清洗件進(jìn)行清洗；另一方面，毛輥與毛輥連接軸A連接，

20、毛輥連接軸A與主動(dòng)同步帶輪連接，通過(guò)同步帶將動(dòng)力傳到從動(dòng)壓輥上，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使壓輥和傳送帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)被清洗件運(yùn)動(dòng)。 (3)傳動(dòng)部分的正常工作還離不開(kāi)其支撐部分，兩個(gè)毛輥連接軸用毛輥軸承座支撐，從動(dòng)壓輥采用采用壓輥軸承座支撐，同步帶輪固定在對(duì)應(yīng)的傳動(dòng)軸上；其次，整個(gè)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(dòng)支架上，軸承立支架則固定在傳動(dòng)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(duì)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

21、對(duì)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(dòng)壓輥之間采用銷(xiāo)軸連接，同時(shí)配合相應(yīng)的開(kāi)口銷(xiāo)。 根據(jù)結(jié)構(gòu)分析，初步做輥刷機(jī)構(gòu)圖如下： 圖2－2 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(dòng)同步帶輪；11－同步帶；12－從動(dòng)同步帶輪；13－軸承立支架B；14-墊塊；15－壓輥軸承座；16－從動(dòng)壓輥B；17－壓輥； 18－銷(xiāo)軸；19－從動(dòng)壓輥A；20－軸承立支架A

22、；21－傳動(dòng)支架 3. 標(biāo)準(zhǔn)件的選用 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 因?yàn)楸緳C(jī)構(gòu)傳動(dòng)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(dòng)機(jī)。 3.1.1 電動(dòng)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(lái)衡量，力矩與功率換算為：P=ΩM, Ω=2πn/60，P=2nM/60(其P為功率單位為瓦，Ω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(guò)套筒式聯(lián)軸器連接），則：==143r/min，＝2nM/60=2＝93W。 電動(dòng)機(jī)的輸出功率＝/η，η＝0.904，則＝103

23、W。 3.1.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 初選為轉(zhuǎn)矩在6.2NM左右的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)： 表3－1感應(yīng)子式永磁步進(jìn)電機(jī)的選用參數(shù) 型號(hào) 相數(shù) 步距角() 齒數(shù) 轉(zhuǎn)矩范圍(NM) 86BYG 4 1.8 50 2.8～8.2 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(cè)，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(jiǎn)單，制造容易，徑向尺寸小，成本低，但裝拆時(shí)需沿軸向移動(dòng)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(dòng)軸系。 根據(jù)要求初選參數(shù)為： 表3－2套筒聯(lián)軸器選用

24、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) 4～100 一般≤200～250 14 16 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(jiǎn)圖如下： 圖3－1 套筒聯(lián)軸器 根據(jù)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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3－3套筒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)尺寸 D L C C1 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 25 45 0.5 0.5 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(cè)得鍵的選用尺寸如下：

25、 表3－4鍵的選用尺寸 與聯(lián)軸器配合 與主動(dòng)帶輪配合 與從動(dòng)帶輪配合 代號(hào)(mm) 518 825 412 材料 不銹鋼0Cr18Ni9 不銹鋼0Cr18Ni9 不銹鋼0Cr18Ni9 其它尺寸 GB/T1095-2003 GB/T1095-2003 GB/T1095-2003 由于鍵采用靜連接，沖擊輕微，且整個(gè)傳動(dòng)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?xún)?yōu)，低噪音性?xún)?yōu)，剛性中，使

26、用壽命長(zhǎng)，價(jià)格低，軸熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償方式為外圈端面與端蓋間的間隙；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，工作期間不需保養(yǎng)，應(yīng)用極為廣泛。 圖3－2 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3－5深溝球軸承的選用尺寸 D d B 選用尺寸(mm) 30 17 7 選用軸承代號(hào) 61903 根據(jù)軸的設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)壓輥徑向轉(zhuǎn)矩小，軸向不受力，對(duì)調(diào)心性無(wú)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?xún)?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(shí)承載少量的軸向載荷，不宜承受純

27、軸向載荷；具有很好的調(diào)心性，可以自動(dòng)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?chē)?yán)格對(duì)中的部件中。 圖3－3 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3－6深溝球軸承的選用尺寸 D d B 選用尺寸(mm) 47 20 18 選用軸承代號(hào) 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(duì)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3－4 主動(dòng)同步帶輪簡(jiǎn)圖 圖3－5 從動(dòng)同帶輪簡(jiǎn)圖 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可得主動(dòng)

28、軸轉(zhuǎn)速為143r/min，從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為286r/min，傳動(dòng)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(shí)選值1.1)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選定帶型為XL及節(jié)距為5.08mm，查相關(guān)數(shù)據(jù)得主動(dòng)帶輪為36，則： =i==18 確定帶輪直徑＝＝58mm，＝29mm。 計(jì)算帶速為V＝＝0.43m/s。 計(jì)算確定軸間距：0.7（）2（） 61mm174mm；?。?0mm，確定帶長(zhǎng)及齒數(shù)： ＝280mm。 查手冊(cè)，選取標(biāo)準(zhǔn)值，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)為254mm，節(jié)線長(zhǎng)上齒數(shù)為50，實(shí)際軸間距： ＝＋＝62mm 主動(dòng)帶輪嚙合齒數(shù)： ＝=21 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在滿足強(qiáng)度

29、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4－1 毛輥連接軸A的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(cè)，＝20～35MPa，=135～112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。 初步估算軸的直徑＝135＝9.74mm 故此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d＝9.74mm，當(dāng)軸

30、截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，則軸徑增大5％～7％，即開(kāi)有鍵槽的最小軸徑d＝9.74(1+0.07)=10.42mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)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1～2段的軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)的直徑為23mm。 (4)第3段用于安裝主動(dòng)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(zhǎng)為25mm，鍵槽寬8mm，槽長(zhǎng)為24mm。 (6)第4段軸肩用于固定同步帶輪，得到直徑為32mm，長(zhǎng)

31、度為5.5mm。 (7)第5段無(wú)裝配要求，故取直徑25mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定。 (8)第6段為連接毛輥，外徑60mm，端面有四個(gè)均勻分布6.5mm的螺釘光孔，因與毛輥通過(guò)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?gòu)澢冃螏?lái)的誤差，該段長(zhǎng)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(zhǎng)度尺寸大于3mm。 (11)第9段為軸承用彈性擋圈槽，查手冊(cè)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(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)

32、的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。因本傳動(dòng)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，＝20～35MPa，因此<，故安全。 (2)軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)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

33、的材料的剪切彈性模量，MPa，對(duì)于鋼材，G=8.1MPa；為軸截面的極慣性距，，對(duì)于圓軸，；L為階梯軸受扭矩租用的長(zhǎng)度，mm；、、分別代表階梯軸第i段上所受的扭轉(zhuǎn)、長(zhǎng)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(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[]＝0.5～1/m，已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得： ＝＝＝0.018/m 因?yàn)?[],故安全。 該軸因無(wú)瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)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4－2 毛輥連接軸B的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，毛輥連

34、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(cè)，＝20～35MPa，=135～112，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d＝9.74mm，當(dāng)軸截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，軸徑增大5％～7％，即開(kāi)有鍵槽的最小軸徑d＝9.74(1+0.07)=10.42mm,根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)為161mm。 (2)第1段由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，直徑

35、選為14mm，長(zhǎng)度為18mm，鍵槽寬度為5mm，鍵槽長(zhǎng)為18mm。 (3)第2段為軸承用彈簧擋圈槽，查手冊(cè)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3～4段間的軸肩用于固定軸承，查手冊(cè)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(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定。 (7)第5段為連接毛輥，外徑60mm，端面有四個(gè)均勻分布6.5mm的螺釘光孔，因與毛輥通過(guò)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?gòu)澢冃螏?lái)的誤差，該段長(zhǎng)度

36、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，＝20～35MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。 (2)對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[]＝0.5～1/m，已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得： ＝＝＝0.13/m 因此<[],滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。 該軸因無(wú)瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)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(dòng)壓輥A的設(shè)計(jì)與校核 圖4－3 從動(dòng)壓輥A設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)

37、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(gè)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(zhǎng)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(dòng)間隙，故軸長(zhǎng)為10mm。 (3)第1～2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(wú)裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定。 (6)第4段軸孔與壓輥端

38、軸配合，內(nèi)徑為17mm，長(zhǎng)度為20mm；同時(shí)外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷(xiāo)軸孔(如圖4－3中標(biāo)號(hào)5所示)，銷(xiāo)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(dòng)壓輥B的設(shè)計(jì)與校核 4.4.1 從動(dòng)壓輥B的設(shè)計(jì) 圖4－4 從動(dòng)壓輥B的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)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(cè)，＝20～35MPa，=135～112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。 因兩個(gè)從動(dòng)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：＝135＝7.37mm

39、； (2)空心軸部分：135＝7.37mm (，即空心軸的內(nèi)徑和外徑之比，通常取0.5～0.6)。 此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d＝7.37mm，當(dāng)軸截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。若直徑d100mm，軸徑增大5％～7％，即開(kāi)有鍵槽的最小軸徑d＝7.37(1+0.07)=7.89mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)為83mm。 (2)第1段軸為保證彈性擋圈槽的強(qiáng)度，直徑為12mm，長(zhǎng)度尺寸應(yīng)大于2mm。 (3)第2段從動(dòng)同步帶輪用彈簧擋圈槽，查手冊(cè)外徑11mm，槽寬1mm。 (4)第3段用于安裝從動(dòng)同步帶輪，帶輪軸孔為12mm，厚度為12.5mm

40、，故取直徑為12mm，長(zhǎng)度為12mm，鍵槽寬為4mm，鍵槽長(zhǎng)為12mm。 (5)第3～4段間的用于固定帶輪，外徑為16mm。 (6)第4段無(wú)裝配要求，直徑為16mm，其長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)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(zhǎng)為7mm。 (8)第5～6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(wú)裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定。 (11)第8段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為17mm，長(zhǎng)度為20mm；同時(shí)外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷(xiāo)軸孔(如圖4－4中標(biāo)號(hào)9所示

41、)，銷(xiāo)軸孔中心到右端部距離為7mm。 4.4.2 從動(dòng)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(dòng)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，＝20～35MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。 (2)對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[]＝0.5～1/m。 已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得: ＝＝＝0.31/m 因此<[],滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。 該軸因無(wú)瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)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(dòng)壓輥C的設(shè)計(jì)與校核 4.5.1 從動(dòng)壓輥C的設(shè)計(jì)

42、圖4－5 從動(dòng)壓輥C的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，從動(dòng)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(cè)，＝20～35MPa，=135～112，因本軸主要承受扭矩作用，故取35 MPa，=135。 與從動(dòng)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：＝135＝7.37mm； (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0.5～0.6)。 此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d＝7.37mm，當(dāng)軸截面上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。對(duì)直徑d100mm的，軸徑增大

43、5％～7％，即開(kāi)有鍵槽的最小軸徑d＝7.37(1+0.07)=7.89mm，根據(jù)要求，設(shè)計(jì)尺寸如下： (1)軸的總長(zhǎng)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(zhǎng)度尺寸大于2mm。 (3)第2段從動(dòng)同步帶輪用彈簧擋圈槽，查手冊(cè)外徑11mm，槽寬1mm。 (4)第3段用于安裝從動(dòng)同步帶輪，帶輪軸孔為12mm，故取直徑為12mm，鍵槽寬為4mm，鍵槽長(zhǎng)為12mm。 (5)第3～4段間的用于固定帶輪，外徑為16mm。 (6)第4段無(wú)裝配要求，直徑為16mm，其長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)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(zhǎng)為7mm。

44、 (8)第5～6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(wú)裝配關(guān)系，內(nèi)徑為15mm，長(zhǎng)度隨總長(zhǎng)而定。 (11)第8段軸孔與壓輥端軸配合，內(nèi)徑為17mm，長(zhǎng)度為20mm；同時(shí)外圓上設(shè)計(jì)有一直徑為6mm的銷(xiāo)軸孔(如圖4－5中標(biāo)號(hào)9所示)，銷(xiāo)軸孔中心到右端部距離為7mm。 4.5.2 從動(dòng)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(dòng)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，＝20～35MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全

45、。 (2)對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[]＝0.5～1/m。 已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得 ＝＝＝0.31/m 因此<[],滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。 該軸因無(wú)瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)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(gè)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(duì)零件的清洗效果至關(guān)重要。 圖4－6 毛輥的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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4－1 毛輥的設(shè)計(jì)尺寸 L D d1 d2 d3 d4 d5 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 830 100 60 20

46、 25 35 24 4.6.1 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(cè)，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(shí)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(cuò)，前行與后行排列縱向相錯(cuò)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(guò)毛輥時(shí)，毛輥兩側(cè)的壓輥壓著被清

47、洗零件，零件在傳送帶上緩慢移動(dòng)被清洗時(shí)，壓輥暫時(shí)壓著被清洗件，使毛輥清洗零件時(shí)，零件不會(huì)在傳送帶上發(fā)生躥動(dòng)。 (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(dòng)，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(cè)，壓輥心軸(如圖4－7中標(biāo)號(hào)2所示)選用外徑18mm，壁厚2.5mm的不銹鋼0Cr18Ni9無(wú)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4－7中標(biāo)號(hào)1所示)選用聚乙烯泡沫塑料。

48、 圖4－7 壓輥的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 因該軸與從動(dòng)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0.5～0.6)。 此軸承受扭矩的軸段的最小直徑d＝7.37mm，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4－2 壓輥的設(shè)計(jì)尺寸 D D1 D2 D3 L L1 L2 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 26 17 15 18 863 8 18 4.7.2 壓輥的校核 (1)根據(jù)該軸的配合關(guān)系，該軸在圖示4－7中標(biāo)號(hào)2所示的位置即配合從動(dòng)壓輥的軸段，承受的扭矩最大。 ＝11.52MPa 已選定軸

49、的材料為不銹鋼0Cr18Ni9，＝20～35MPa，因此<，滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件，故安全。 (2)對(duì)于一般傳動(dòng)軸，可取[]＝0.5～1/m。已知該軸承受扭矩的軸段只有一個(gè)，故可得： ＝＝＝0.01/m 因此<[],滿足扭轉(zhuǎn)剛度條件，故安全。 該軸因無(wú)瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)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4－8中標(biāo)號(hào)5和標(biāo)號(hào)1所示)。 (2)應(yīng)有一定的滑道(如圖4－8中標(biāo)號(hào)2所示)，用于調(diào)節(jié)毛輥的位置。 (3)要有與導(dǎo)

50、軸配合的孔(如圖4－8中標(biāo)號(hào)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4－8中標(biāo)號(hào)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(jiǎn)單可靠。 圖4－8 毛輥軸承座設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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4－3 毛輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸 D d H 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 70 28 33 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

51、條件： (1)其設(shè)計(jì)要考慮到與從動(dòng)壓輥及相應(yīng)的軸承的配合(如圖4－9中標(biāo)號(hào)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4－9中標(biāo)號(hào)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(jiǎn)單可靠。 圖4－9壓輥軸承座設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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4－4 壓輥軸承座的設(shè)計(jì)尺寸 L D H R 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 82.5 25 18 25 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

52、步進(jìn)電機(jī)和整個(gè)毛輥部件的支撐，是整個(gè)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(dòng)支架等的連接和固定(如圖4－10中標(biāo)號(hào)2、3所示)。 (3)要有固定軸承滑道的螺釘孔(如圖4－10中標(biāo)號(hào)4所示)。 (4)要有與軸承橫支板配合的螺栓孔(如圖4－10中標(biāo)號(hào)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(jiǎn)單可靠。 圖4－10 軸承立支架A設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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4－5 軸承立支架A的設(shè)計(jì)尺寸

53、L L1 B1 B2 B3 B4 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 137 90 39 39 64 10 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(dòng)支架等的連接和固定(如圖4－10中標(biāo)號(hào)2、3所示)。 (3)要有固定軸承滑道的螺釘孔(如圖4－10中標(biāo)號(hào)4所示)。 (4)要有與軸承橫支板配合的螺栓孔(如圖4－10中標(biāo)號(hào)1

54、所示)。 圖4－11 軸承立支架B設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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4－6 軸承立支架B的設(shè)計(jì)尺寸 L L1 B1 B2 B3 B4 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 137 90 39 39 64 10 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(dòng)支架的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)支架位于機(jī)構(gòu)最下方，用于支撐整個(gè)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4－10中標(biāo)號(hào)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(gè)，中

55、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4－10中標(biāo)號(hào)2所示)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)成三個(gè)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(duì)稱(chēng)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4－10中標(biāo)號(hào)1所示)，根據(jù)要求，該孔設(shè)計(jì)成四個(gè)U型光孔，兩兩一組，兩組對(duì)稱(chēng)；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(guò)大而變形。 (6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)布局合理、簡(jiǎn)單可靠。 圖4－12傳動(dòng)支架的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根

56、據(jù)設(shè)計(jì)需求和結(jié)構(gòu)需求，傳動(dòng)支架的設(shè)計(jì)尺寸如下表： 表4－7 傳動(dòng)支架的設(shè)計(jì)尺寸 L H B 設(shè)計(jì)尺寸(mm) 300 79 39.5 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(duì)整個(gè)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(shí)考慮到整個(gè)輥刷機(jī)構(gòu)的布置，故對(duì)本零件采用螺紋設(shè)計(jì)。 圖4－13 導(dǎo)軸設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)要求，設(shè)計(jì)如下： (1)光軸端(如圖4－13中標(biāo)號(hào)1所示)安裝在毛輥軸承座對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)定位，故直徑定為9mm，長(zhǎng)度為7.5mm，為

57、使其連接牢固，同時(shí)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4－13中標(biāo)號(hào)2所示)配合兩個(gè)14mm的螺母，故螺紋外徑為14mm，，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，長(zhǎng)度為70mm，導(dǎo)軸穿過(guò)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(guò)旋轉(zhuǎn)兩側(cè)螺母，可以輕松調(diào)節(jié)導(dǎo)軸高度，同時(shí)也調(diào)節(jié)了整個(gè)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(shí)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(dòng)，且結(jié)構(gòu)緊湊，為使從動(dòng)壓輥能有良好的定位在傳動(dòng)支架上，必須在從動(dòng)壓輥與傳動(dòng)支架之間加一墊塊。 圖4

58、－14 墊塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(jiǎn)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(gè)貫穿的直徑為8.5mm螺栓光孔，用于配合從動(dòng)壓輥的安裝，兩個(gè)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(gè)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(gè)毛輥的軸向定位，同時(shí)在調(diào)節(jié)毛輥高度時(shí)，也起到了引導(dǎo)毛輥軸承座上下移動(dòng)的作用。 圖4－15軸承滑道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 根據(jù)要求

59、，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(gè)軸承立支架上都應(yīng)有一個(gè)軸承滑道，分別用兩個(gè)4mm的沉頭螺釘連接，圖示4－15中標(biāo)號(hào)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4－15中標(biāo)號(hào)2所示)，每個(gè)毛輥軸承座須有兩個(gè)軸承滑道來(lái)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(zhǎng)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

60、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(dòng)支架上，則頂端須用軸承橫支板固定，防止在整個(gè)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，受力引起軸承立支架的變形，同時(shí)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4－16 軸承橫支板的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(gè)8mm的螺栓連接，故圖4－16中標(biāo)號(hào)1所示采用9mm的螺栓光孔；兩螺栓光孔到對(duì)稱(chēng)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4－16中標(biāo)號(hào)2所示)直徑為14.5mm，位于支板中心距上側(cè)面2

61、2mm的位置。 (3)軸承橫支板厚度為7mm，其它尺寸如圖所示長(zhǎng)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(gè)毛輥連接軸的軸端處各裝配一個(gè)，且在毛輥連接軸B軸端處裝配的軸承蓋要開(kāi)一個(gè)軸孔，以便毛輥連接B與聯(lián)軸器裝配。 圖4－17 毛輥軸承蓋設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(gè)M4的螺栓連接，故圖4－17中標(biāo)號(hào)1所示采用4.5mm的螺栓光孔，4個(gè)螺栓光孔，均勻分布，光孔中

62、心到對(duì)稱(chēng)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4－17中標(biāo)號(hào)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(shí)不被卡死，伸出部分長(zhǎng)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(wèn)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

63、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(jiǎn)易的清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)清洗機(jī)輥刷機(jī)構(gòu)的需求性及結(jié)構(gòu)性分析，對(duì)各零部件進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì)計(jì)算和選型，，并對(duì)主要的傳動(dòng)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(gè)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(duì)較復(fù)雜，涉及的零件類(lèi)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(shí)，對(duì)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(shí)層面以及課題時(shí)間等限制，有不少方面沒(méi)有

64、深入研究，可能存在一些問(wèn)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(guò)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(huì)，我以最誠(chéng)摯的心情衷心向各科老師對(duì)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(guò)去兩年所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的一種方法。同時(shí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，也可以把所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，扎實(shí)自己的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。為了搞好這次畢

65、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(duì)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(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞方式、各個(gè)零件的材料和形狀尺寸、潤(rùn)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(guò)程。由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段要全面確定整個(gè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、規(guī)格，從而確定整個(gè)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(dòng)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(jìng)爭(zhēng)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(zhuān)題是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和零件的設(shè)計(jì)。作為一個(gè)即將要

66、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(shí)也非常感謝南陽(yáng)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(qǐng)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(cè)：第1卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000. [2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，單行本，常用工程材料，化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1 [3]岑軍鍵.非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1994. [4]曾正明.機(jī)械工程材料手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1 [5]陸致深.我國(guó)水工金屬結(jié)構(gòu)防腐方法簡(jiǎn)介.廣西水利水電，2002.(2) [6][美]伯爾.機(jī)械分析與機(jī)械設(shè)計(jì).汪一麟譯.北京:高等教育出版社,1988. [7][美]約翰遜RC.機(jī)械設(shè)計(jì)綜合.陳國(guó)賢譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987. [8]秦國(guó)治，田志明.高壓水射流清洗機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用.管道技術(shù)與設(shè)備，2001.(l) [9]孫訓(xùn)方，方孝淑，關(guān)來(lái)泰