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鹽城工學院機械工程系畢業(yè)設計說明書
0前言
目前,筆記本電腦主板的生產分為SMT和PCBA兩部分,SMT即表面粘貼技術的英文縮寫,PCBA是印刷電路板裝配的含義.SMT已實現(xiàn)了自動化,而PCBA主要由人工作業(yè)來完成,因此如何充分發(fā)揮人的工作效率,如何組織生產,就成為至關重要的問題.很明顯,采用流水作業(yè)是最有效的.而目前流水作業(yè)生產線有許多種類型.根據筆記本電腦主板的生產特點,采用帶傳動流水作業(yè)生產線
帶傳動用于傳遞動力和運動，是機械傳動中重要的傳動形式，已得到越來越廣泛的應用并日益起著更為重要的作用。近年來，特別是在汽車工業(yè)、家用電器和辦公機械以及各種新型機械裝備中使用相當普遍?？茖W技術的進步，合成材料不斷發(fā)展并迅速地在帶傳動上得到使用，伴隨制帶設備、工藝水平的持續(xù)提高，使得帶傳動的工作能力顯著增強。為滿足各種用途的需要，品種也不斷增加。帶傳動具有結構簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉，不需潤滑及可以緩沖吸振等特點。這一切，使帶傳動在機械傳動中占據了重要地位，而且從易損件向傳動的功能部件演變，以至在許多場合替代了其它傳動形式。
帶傳動通常根據其傳動原理分為摩擦型和嚙合型兩大類；根據其用途分為一般工業(yè)用、汽車用和農業(yè)機械用三大類。家用電器和各種辦公機械用帶傳動漸成第四大類。摩擦型帶傳動包括平帶傳動、V帶傳動、多楔帶傳動以及雙面V帶傳動、圓型帶傳動等。嚙合型帶傳動即同步帶傳動。
V帶傳動 以骨架材料聚脂化、結構線繩化、膠料氯丁化、帶體窄形化、底膠短纖維化為中心，近年來開展了帶傳動產品的技術改造和產品更新?lián)Q代。線繩成組成型、膠套硫化和成品切割技術得到了應用。隨著國內汽車工業(yè)的發(fā)展和進口汽車的增加，用以驅動冷卻風扇、空氣壓縮機、交流電機和液壓泵等的汽車V帶成為重要產品，主要品種由切割V帶替代包布V帶。洗衣機V帶成為新的帶傳動應用增長領域。
同步帶傳動 同步帶是單面或雙面具有等
距齒的環(huán)形傳動帶，優(yōu)點是嚴格同步元滑差、傳動效率高、傳動準確、節(jié)能效果好、傳動速度范圍大，兼有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動的特點和長處，發(fā)展較快。在汽車、紡織、煙草機械等行業(yè)有較大市場，其它方面如糧食食品機械、石化機械、家用電器、辦公機械等，亦廣泛予以應用。近年來，數(shù)控機床中，同步帶傳動的應用呈顯著增長趨勢。
多楔帶傳動 多楔帶傳動在近幾年來得到了顯著的發(fā)展，其應用隨著引進設備以及采用國際先進技術的汽車發(fā)動機的增加而迅猛發(fā)展。其帶體輕薄、傳動效率高、運動平穩(wěn)、曲撓性好，傳動比范圍大、傳動速度高，結構合理、使用壽命長，兼具平帶傳動和V帶傳動的特點，因而具有明顯的優(yōu)勢，并有著極大的發(fā)展前景。機床、汽車發(fā)動機輔助設備、各種機械設備尤以各類引進和新設計的設備中應用十分廣泛。其生產狀況在我國逐漸形成規(guī)模，生產設備基本為引進或吸收消化制造，產品質量較好，持續(xù)大批量為汽車等多種機械傳動裝置配套。
平帶傳動 平帶是老產品，過去主要是棉帆布結構。近年來，在紡織機械、精密機床中采用了尼龍
片基平帶，它以橡膠、PVC、皮革或聚氨脂作覆蓋層，用尼龍片基作骨架材料。強度大、伸長小、效率高，比一般平帶傳動節(jié)能15％以上。幾個主要新型平帶生產廠生產率較高，產量大。隨著原材料的不斷發(fā)展，新型平帶傳動有著非常好的發(fā)展前景
由于機械設備不斷向高精度、高速度、大功率、長壽命、低噪聲、低成本和緊湊化發(fā)展，使近年來的帶傳動產品在保證一定強度的條件下亦逐步向輕薄方向發(fā)展。過去一直在使用方面占絕對優(yōu)勢的普通V帶傳動出現(xiàn)下降趨勢，同步帶傳動、多楔帶傳動、窄V帶傳動和復合平帶傳動的應用持續(xù)增長。如同步帶傳動用于汽車發(fā)動機中正時系統(tǒng)、機床、紡織機械等行業(yè)，多楔帶傳動在汽車發(fā)動機輔助設備以及各類機械裝備中的應用等，使同步帶傳動、多楔帶傳動的應用大幅度增加。此外，近年來對帶傳動安全性、多樣性的要求也日益增多。如難燃帶、抗靜電帶等。除用于傳遞動力外‘由于帶的品種增加，帶的背面可制成各種輸送結構、傳遞信號、控制開關等，使它更為廣泛地應用于各行各業(yè)。
設計流水作業(yè)生產線的總思路是首先選擇生產線類型,確定傳動方案, 選擇輸送帶類型,進行生產線結構設計.
傳動方案為電動機通過蝸輪蝸桿減速機傳至驅動輪, 驅動輪再驅動輸送帶實現(xiàn)傳動, 電動機與蝸輪蝸桿減速機之間為帶傳動, 減速機與驅動輪之間為鏈傳動從而使筆記本電腦主板在輸送帶上依此經過各個工位, 實現(xiàn)流水作業(yè),提高勞動生產率和經濟效益,也在一定程度上促進社會效益
1．傳動系統(tǒng)總體方案論證
1.1齒輪減速與蝸輪蝸桿減速方案比較
齒輪傳動是機械傳動中最重要.應用最廣泛的一種傳動. 齒輪傳動有平行軸 齒輪傳動,交錯軸齒輪傳動,相交軸齒輪傳動等方式.常用的有漸開式直齒圓柱齒輪,斜齒圓柱齒輪,直齒圓錐齒輪等.
漸開線圓柱齒輪傳動具有傳動速度,功率大, 傳動效率高,精度越高, 效率越高,對中心距敏感性小,裝配和維修簡便,可進行變位切削,易于精確加工等特點.應用非常廣泛,主要用于機床傳動
單圓弧齒輪傳動接觸強度高, 效率高,磨損小而均勻,沒有根切現(xiàn)象,彎曲強度低于漸開線圓柱齒輪;不能做成直齒, 雙圓弧齒輪傳動除具有單圓弧齒輪的優(yōu)點外, 彎曲強度高于漸開線圓柱齒輪; 傳動平穩(wěn);振動和噪聲較單圓弧齒輪小; 應用于高速及低速傳動. 低速傳動主要用于重載場合,如軋鋼機械,礦山機械等.
直齒圓錐齒輪傳動軸向力小,可用滑動軸承;比曲線圓錐齒輪易制造, 用于機床,汽車,拖拉機等機械中軸線相交的傳動
曲線圓錐齒輪傳動平穩(wěn);噪音小;承載能力大; 軸承應優(yōu)先用止推軸承, 用于汽車驅動橋傳動.
雙曲面齒輪傳動比弧線錐齒輪傳動更平穩(wěn).利用偏置距增大小齒輪直徑,因而可以增加小齒輪剛性,實現(xiàn)兩端支承,沿齒長方向有滑動.最廣泛用于越野及小客車,也用于卡車.
總之齒輪傳動其主要優(yōu)點是: 傳動效率高,工作可靠,壽命長, 傳動比準確,結構緊湊,其主要缺點是: 制造精度要求高,制造費用大, 精度低時振動和噪音大,不宜用于軸間距離較大的傳動.
齒輪傳動分為開式和閉式齒輪傳動. 開式齒輪傳動, 齒輪完全外露,易落入雜物,不能保證良好的 滑,故輪齒易磨損,多用于低速,不重要的場合. 閉式齒輪傳動,其齒輪和軸承完全封閉在箱體內, 能保證良好的 滑和較好的嚙合精度
齒輪傳動常見的失效形式有輪齒折斷和齒面損傷. 齒面損傷又分為齒面點蝕磨損,膠合和塑性變形等.
輪齒受力后,其根部受交變彎曲應力作用.在齒根過渡圓角處,應力最大且有應力集中,當此處的交變彎曲應力超過材料的極限疲勞值時,其拉伸一側將產生疲勞裂紋. 裂紋不斷擴展,最終造成輪齒的彎曲疲勞折斷.
輪齒受力后, 齒面接觸處將產生循環(huán)變化的接觸應力, 輪齒在接觸應力的反復作用下,在其表面或次表層出現(xiàn)不規(guī)則的細線性疲勞裂紋. 疲勞裂紋擴展的結果,使齒面金屬脫落而形成麻點狀凹坑稱為齒面疲勞點蝕,簡稱為點蝕.
在齒輪傳動中,當齒面間落入砂粒,鐵屑,非金屬等磨粒性物質時,會引起齒面磨損,這種磨損稱為磨粒磨損.這是開式齒輪傳動的主要失效形式.
互相嚙合的輪齒齒面,在一定的溫度和壓力下,發(fā)生粘著,隨著兩齒面間的相對運動,使軟齒面上的金屬撕落而引起嚴重的粘著磨損,這就是齒面膠合.
當輪齒材料較軟,載荷及摩擦力又很大時, 輪齒在嚙合過程中, 齒面表層的材料就會沿著摩擦力的方向產生塑性變形.
常用的硬齒面圓柱齒輪減速器有三個系列,分別為ZDY,ZLY,ZSY,主要用于冶金,礦山輸送,水泥,建筑,化工,紡織,能源等行業(yè). 減速器高速軸轉速不大于1500R/MIN, 齒輪的圓周速度不大于20R/MIN.工作環(huán)境溫度為-40-+45`C,低于0C時,起動前潤滑油應預熱.
圓弧圓柱齒輪減速器分為ZDH,ZLH,ZSH三個系列廣泛應用于冶金,礦山輸送,水泥,建筑,化工,紡織,能源等行業(yè)減速器齒輪傳動的圓周速度不大于18R/MIN. 工作環(huán)境溫度為-40-+45`C,能正反兩向運轉.
蝸桿傳動是用來傳遞空間交錯軸之間的運動與動力的,它由蝸桿.蝸輪和機架所組成.該傳動廣泛用于機器和儀器設備中. 蝸桿傳動具有其它傳動無可比擬的優(yōu)點:1. 傳動比大,結構緊湊. 傳遞動力時, 一般I12=8-100, 傳遞運動時I可達1000 .2. 蝸桿傳動相當于螺旋傳動,為多齒嚙合傳動,故傳動平穩(wěn), 振動小, 噪音低.3.當蝸桿的導程角小于當量摩擦角時,可實現(xiàn)反向自鎖.但蝸桿傳動也存在著一些難以克服的缺點:1. 摩擦損失大,效率底,2.為減輕齒面磨損及防止膠合, 蝸輪一般使用貴重的耐磨材料,故成本高,3.對制造和安裝誤差很敏感, 安裝時對中心距的尺寸精度要求高.所以蝸桿傳動用來傳動功率在50KW以下,滑動速度VS在15M/S以下的機器設備中
按蝸桿形狀的不同, 蝸桿傳動分為圓柱蝸桿,環(huán)面蝸桿和錐蝸桿傳動三類.
圓柱蝸桿傳動按蝸桿齒廓形狀分為普通圓柱蝸桿和圓弧圓柱蝸桿傳動.
普通圓柱蝸桿按垂直軸線的橫截面上不同的齒廓形狀分為阿基米德圓柱蝸桿ZA,漸開線蝸桿ZI,法向直廓蝸桿ZN,錐面包絡圓柱蝸桿ZK.
阿基米德圓柱蝸桿ZA傳動效率較低,(約為0.5-0.8,自鎖時為0.4-0.45),齒面易磨損,一般用于頭數(shù)較少,載荷較小,轉速較低或不太重要的傳動.
漸開線蝸桿ZI效率較高, 一般用于頭數(shù)較多, 轉速較高和要求較精密的傳動.
法向直廓蝸桿ZN常用作機床的多頭精密蝸桿傳動.
錐面包絡圓柱蝸桿ZK.便于加工,磨削,能獲得較高的精度.
圓弧圓柱蝸桿ZC精度高, 效率高(為0.65-0.95),承載能力是普通圓柱蝸桿的1.5-2倍.
環(huán)面蝸桿分為直廓環(huán)面蝸桿,平面一次包絡環(huán)面蝸桿(TVP蝸桿) 平面二次包絡環(huán)面蝸桿(TOP蝸桿).
直廓環(huán)面蝸桿(TSL蝸桿) 承載能力是普通圓柱蝸桿的4倍.應用廣泛,但工藝復雜,不易磨削,蝸桿修形技術難掌握.
TVP與TOP蝸桿可淬硬磨削,因此加工精度高,效率高, 承載能力大, 應用日益廣泛.
單級蝸輪蝸桿減速器分為蝸桿下置式與蝸桿上置式.
蝸桿下置式潤滑條件較好,但當蝸桿圓周速度太高時,油的攪動損失較大,一般用于V<=4M/S的場合.
蝸桿上置式蝸輪下部浸入油池內,旋轉時將油帶到嚙合處,金屬磨粒不易進入嚙合處,可用于圓周速度V>4M/S的場合, 但蝸桿軸承潤滑不便.
普通圓柱蝸桿減速器系列是單級阿基米德普通圓柱蝸桿減速器,也稱為ZA型減速器,軸交角為90,適用范圍為蝸輪與蝸桿嚙合的滑動速度不大于7.5M/S, 工作環(huán)境溫度為-40-+40`C,蝸桿轉速不大于1500R/MIN, 能正反兩向運轉.
綜上考慮,本設計是計算機主板裝配線的輸送帶傳動裝置,載荷較小,功率不大,要求輸送帶線速較小,慮及以上幾個方面,所以選用蝸桿減速器.
1.2鏈傳動與帶傳動方案比較
鏈傳動是由主,從動鏈輪和繞在鏈輪上的鏈所組成,這種傳動是用鏈作為中間撓性件,通過鏈與鏈輪輪齒的嚙合來傳遞運動和動力的.
鏈傳動和帶傳動相比,沒有彈性滑動和打滑,能保持準確的平均傳動比, 傳動尺寸比較緊湊,不需要很大的張緊力,作用在軸上的載荷也小,承載能力大,效率高,以及能在溫度較高,濕度較大的環(huán)境使用.與齒輪傳動相比,鏈傳動能吸振和緩和沖擊,結構簡單,加工成本低,安裝精度低,適合較大中心距傳動,能在惡劣環(huán)境中工作
鏈傳動的缺點是高速運轉時不夠平穩(wěn), 傳動中有沖擊和噪音;不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動中使用,只能用于平行軸間的傳動,安裝精度和制造費用比帶傳動高.
鏈傳動應用于中心距較大,多軸,平均傳動比要求準確的傳動.環(huán)境惡劣的開式傳動,低速重載傳動及潤滑良好的高速傳動,均可采用鏈傳動.鏈條按其用途不同可分為傳動鏈,起重鏈,和輸送鏈三種.
傳動鏈可分為滾子鏈,雙節(jié)距滾子鏈,套筒鏈,彎板滾子傳動鏈,齒形鏈和成形鏈,
滾子鏈由內外鏈節(jié)鉸接而成.銷軸和外鏈板, 套筒和內鏈板為過盈配合,銷軸和套筒為間隙配合,滾子空套在套筒上能自由轉動,以減少摩擦和磨損,緩和沖擊,主要用于動力傳動.
雙節(jié)距滾子鏈鏈板節(jié)距為滾子鏈的兩倍,,其他尺寸與滾子鏈相同但質量減輕,用于中小載荷,中低速和中心距較大的傳動裝置,也可用于輸送裝置.
套筒鏈用于不經常工作的傳動,中低速傳動或起重裝置.
彎板滾子傳動鏈用于低速,重載荷有粉塵的開式傳動和兩鏈不易共面的情況.
齒形鏈用于高速或運動精度要求較高的傳動.
成形鏈應用在速度小于3m/s的傳動和農業(yè)機械.
帶傳動是機械設備中應用較多的傳動裝置之一,主要由主動帶輪,從動帶輪和傳動帶組成.工作時,靠帶與帶輪間的摩擦或嚙合實現(xiàn)主, 從動帶輪間運動和動力的傳遞.
按工作原理的不同, 帶傳動分摩擦帶傳動和嚙合帶傳動兩類.按帶的截面形狀, 摩擦帶分平帶,V帶,圓帶和多鍥帶等.
普通V帶較平帶摩擦力大,允許包角小,傳動比大,張緊力小,外廓尺寸小,應用于P<700KW,V<25-30M/S,U<10的傳動.
窄V帶摩擦系數(shù)大,傳遞功率大,外廓尺寸小,結構要求緊湊,速度較高的場合.
大鍥角V帶傳遞功率大, 允許速度和曲撓次數(shù)高, 應用于高速,低速, 大功率且結構要求緊湊的傳動
接頭V帶長短規(guī)格不受限制,局部磨損可更換, 接頭處強度低,平穩(wěn)性差,單根帶傳遞的功率為普通V帶的70%,應用于中,小功率,低速傳動中臨時使用,或不重要的傳動.
高速繩芯平帶帶體薄且軟,曲撓性好, 強度高,傳動平穩(wěn),耐磨性,耐油性好,適用高速傳動.
帆布芯平帶強度較高,價廉,疊層式較柔軟,用于P<500KW,V<30M/S,U<6中心距較大的傳動.
編織平帶多用于小功率高速傳動.
復合平帶多用于大功率傳動,薄型可用于高速傳動./
多鍥帶用于要求尺寸緊湊或帶輪軸線與水平面垂直的傳動.
聯(lián)組V帶要求尺寸緊湊或帶輪軸線與水平面垂直的傳動
同步帶傳動比準確,壓軸力小,效率高, 結構緊湊,但制造及安裝精度高,用于P<500KW,U<10, 傳動比準確的傳動及低速傳動.
2.傳動系統(tǒng)計算
2.1鏈傳動設計計算
已知小鏈輪軸功率P=0.75kw, 小鏈輪轉速n1=28r/min, 傳動比i=2.1,工作載荷平穩(wěn)
1. 選擇鏈輪齒數(shù)
1) 小鏈輪齒數(shù)Z1
查表6-5(文獻5),當i=2.1時,推薦Z1=14
2)大鏈輪齒數(shù)Z2
Z2=i*Z1=2.1*14=29.4,取Z2=30 [5]
3)實際傳動比
i=Z2/Z1=30/14=2.14, 取i=2.1 [5]
2. 計算設計功率Pd
1)工況系數(shù)ka
查表6-6(文獻5), 取ka=1.0
2) 齒數(shù)系數(shù)kz
查表6-8(文獻5), 取kz=0.719
3)多排鏈排數(shù)系數(shù)km
查表6-7(文獻5)單排km=1
雙排km=1.7
4) 設計功率Pd
Pd=P*KA/KzKm=1.0KW [5]
Pd=P*KA/KzKm=0.61KW [5]
3. 確定鏈條節(jié)距p
根據圖6-13(文獻5)
P=19.05mm
4. 初定中心距
取a.=35p=666.75mm [5]
5. 確定鏈節(jié)數(shù)Lp
Lp=2a./p+(Z1+Z2)/2+p/a.*((Z2-Z1)/2Π) [5]
=92
6. 驗算鏈速v
由式6-1 V=n1*Z1*p/(60*1000)=0.12m/s [5]
=0.12m/s
7.計算理論中心距a
a=(P/4(Lp-(Z1+Z2)/2)+((Lp-(Z1+Z2))^2-8(z2-z1)/2Π^2)^1/2 [5]
=403mm
2.1.1滾子鏈鏈輪的基本參數(shù)和尺寸
鏈輪齒數(shù)Z1,Z2
Z1=14,Z2=30
鏈條節(jié)距p
P=19.05mm
配用鏈條的滾子 外徑dr
dr=11.91mm
排距Pt
Pt=22.78mm
分度圓直徑
d1=P/SIN(180/Z1)=85.61mm [5]
d2=P/SIN(180/Z2)=182.25mm [5]
齒頂圓直徑
da1MAX=d+1.25P-dr=97.51mm [5]
da1MIN=d+(1-1.6/Z)P-dr=90.57mm [5]
da2MAX=194.15mm
da2MIN=188.37mm
齒根圓直徑
df1=d1-dr=73.7mm [5]
df2=d2-dr=170.34mm [5]
分度圓弦齒高
ha1MAX=(0.625+0.8/Z)P-0.5dr=7.04mm [5]
ha1MIN=0.5(P-dr)=3.57mm [5]
ha2MAX=6.46mm
ha2MIN=357mm
齒側凸緣直徑
dg1<=P*COT(180/Z)-1.04h-0.76=64mm [5]
dg2=162mm
軸向齒廓
齒寬
bf1=0.95B1=0.95*12.57=11.94mm [5]
倒角寬
ba=(0.10-0.15)*P [5]
=1.905-2.8575mm
倒角半徑rx
rx>=P=19.05
倒角深
齒側凸緣圓角半徑
ra=0.04P=0.762mm [5]
鏈輪齒總寬
bfm=(m-1)Pt+bf1=11.94mm [5]
整體式鋼制鏈輪主要結構尺寸
輪轂厚度
h=k+dk/6+0.01d [5]
輪轂長度
l=3.3h [5]
lMIN=2.6h [5]
輪轂直徑dh
dh=dk+2h [5]
齒寬bf
bf=11.94mm
2.2普通V帶傳動設計計算
已知電機額定功率P=0。75KW，電機轉速n=1680r/min，從動帶輪轉速n2=1680 r/min每天工作20h，
1． 確定計算功率Pca
（1） 由表格5-9(文獻5)查得工況系數(shù)KA=1。2
（2） 由式5-23(文獻5)Pca=KA*P=1。2P=0。9KW
2． 選擇V帶型號
查圖5-12A(文獻5)選取A型V帶
3． 確定帶輪直徑dd1,dd2
(1) 參考圖5-12A(文獻5)及表5-3(文獻5), 選取小帶輪直徑dd1=80mm
(2) 驗算帶速 由式5-7(文獻5)
V=Πdd1*n1/(60*1000)=5.2359*10e(-5)dd1*n1=7.04m/s [5]
(3) 從動帶輪直徑dd2
dd2=i*dd1=n1*dd1/n2=80mm [5]
(4) 傳動比
i=dd2/dd1=1 [5]
(5) 從動輪轉速n2
n2=n1/I=1680r/min [5]
4確定中心距a和帶長Ld
(1) 按式5-23(文獻5)初選中心距a0
0.7*(dd1+dd2)<=a0<=2*(dd1+dd2) [5]
112<=a0<=320,取a0=300mm
(2) 按式5-24（文獻5）求帶的基準長度
L0=2a0+(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)(2)/4a0=850mm [5]
查圖5-7(文獻5),取帶的基準長度Ld=800mm
(3) 按式5-25(文獻5)計算中心距a
a=a0+(Ld-L0)/2=275MM [5]
(4) 按式5-26(文獻5)確定中心距調整范圍
aMAX=a+0.03Ld=299mm [5]
aMIN=a-0.015Ld=263mm [5]
5驗算小帶輪包角
α1=180-(dd2-dd1)*60/a [5]
=180
6確定V帶根數(shù)Z
(1) 由表5-7(文獻5)查得dd1=75mm,n1=1600r/min及n1=2000r/min時,單根A型V帶的額定功率分別為0.73KW和0.84KW,用線性插值法求n1=1680r/min時的額定功率P.值
P.=0.84+(0.73-0.84)/(2000-1600)*(2000-1600)
=0.77
(2) 由表5-10(文獻5)查得 P.=0.00
(3) 由表5-12(文獻5)查得包角系數(shù)Ka=1
(4) 由表5-13(文獻5)查得長度系數(shù)KL=0.85
(5) 計算V帶根數(shù) 由式5-28(文獻5)
Z>=Pca/(P.+ ΔP)KaKL [5]
=1.735
取Z=2根
7.計算單根V帶初拉力F.
由式5-29(文獻5)
F.=500Pca(2.5/Ka-1)/VZ+qv^2 [5]
=500*0.9*(2.5/1-1)/7.04*2+0.1*7.04^2
=53N
8. 計算對軸的壓力FQ
由式5-30(文獻5)
FQ=2ZF.SIN(a1/2)=2*2*53*SIN180/2 [5]
=212N
9.確定帶輪的結構尺寸,繪制帶輪工作圖,小帶輪基準直徑dd1=80mm,采用實心式結構,大帶輪基準直徑dd1=80mm,采用實心式結構
2.2.1普通V帶輪幾何尺寸
外徑da
da=85.5mm
V帶輪槽形尺寸
bd=11 haMIN=2.75 b=13.2 hfMIN=8.7
e=15+0.3 f=10 MIN=6 r2=0.5-1.0
輪緣寬B
B=35
L=45
d0MAX=32
2.3蝸輪蝸桿減速機設計計算
一. 選擇材料
蝸桿:功率不大,速度中等,根據表8-4(文獻5)選用45鋼,整體調質,但考慮效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋面要求表面淬火,齒面硬度45HRC-50HRC
蝸輪齒圈:初估Vs=6.3m/s,選定蝸輪齒圈材料ZCuSn10Pb1,金屬型鑄造,滾銑后加載跑合.
m^2d1>=KT2(3.25ZE/[δH]Z2)^2 [5]
1. 選Z1,Z2
選Z1=1
Z2=n1XZ1/n2=60x1=60 [5]
2. 蝸輪轉矩T2
T2=T1XiXη =9.55X10E6XP1XiXη /n1 [5]
=209759Nmm
3. 載荷系數(shù)K
K=1.1(表8-5) (文獻5)
4.材料系數(shù)ZE
ZE=155(MPa)^1/2
4. 許用接觸應力
[δH ]=ZNX[δoH ]=0.82*220=180.4=180MPa [5]
其中[δoH ]=220MPa
T=5*300*20=30000h
N=60*n2*a*t=50400000 [5]
ZN=((10E7)/N)^1/8=0.82 [5]
6. m^2d1>=KT2(3.25ZE[δH]Z2) ^2 [5]
=1.1*9.55*1000000*P1*i*0.82/n1=502mm [5]
初選m,d1
初選m=4,d1=40mm,q=10,
此時m^2d1=640mm^2
導程角
tanr=Z1/q=0.1 [5]
r=5`42’36”
驗算滑動速度VS
VS=π d1Xn1/(60 X1000cosr) [5]
= X40X1680/(60X1000Ccosr)
=3.54m/s<6.3m/s
二.計算傳動效率
1.嚙合效率
ФV=1`22’ 表8-12(文獻5)
Η1=tanr/(tan(r+ )) [5]
=0.81
傳動效率
η=η1η2η3=0.81*0.98*1=0.79 [5]
3.檢驗m^2d值
T2=T1XiXη1=9.55*1000000*P1*i*0.79/n1 [5]
=202085Nmm
m^2d1>=KT2(3.25ZE/[δπH]Z2)^2 [5]
=484mm^3<640 mm^3
原選參數(shù)強度足夠
三.確定傳動的主要尺寸
m=4mm,d1=40mm,q=10,Z1=1 ,Z2=60
1. 中心距a
a=m(q+Z2)/2=140mm [5]
2. 蝸桿尺寸
分度圓直徑d
d1=mq=40mm [5]
齒頂圓直徑da1
da1=d1+2ha1=48mm [5]
齒根圓直徑df1
df1=d1+2hf1=30.4mm [5]
導程角r
r==5`42’36” 右旋
軸向齒距px1
px1= πm=3.14X4=12.566mm [5]
輪齒部分長度
b1>=m(11+0.06Z2)=4*(11+0.06*60) [5]
=58.4
取b1=60mm
3. 蝸輪尺寸
分度圓直徑d2
d2=mZ2=4*60=240mm [5]
齒頂圓直徑da2
da2=d2+2ha=248mm [5]
齒根圓直徑df2
df2=d2+2hf=230.4mm [5]
外圓直徑de2
de2=da2+1.5m [5]
=248+1.5*4=254mm [5]
蝸輪輪齒寬度b2
b2=0.75da1=0.75*48=36mm [5]
螺旋角
β2=r=5`42’36” 右旋 [5]
齒寬角
SINθ /2=b2/d1=36/40=0.9 [5]
=128`
咽喉母圓半徑rg2
rg2=a-da2/2 [5]
=12mm
四.熱平衡計算
1. 傳動效率
η=0.79
2.估算散熱面積A
A=0.33(a/100)^1.75 [5]
=0.59m^2
4. 油的工作溫度
TI=1000P1(1-η)/KaA+T0 [5]
T0=20C Ks=14W/m^2C)
TI=1000P1(1-η)/14+20 [5]
=39C<70C 油溫未超過限度
五.潤滑方式
根據Vs=3.54m/s,查表8-13(文獻5)
采用浸油潤滑,油的粘度320X10E-6m^2/s
六.彎曲強度驗算
δF=1.7KT2*YF*YB/m^2d1Z2<=[δF ] [5]
1. 齒形系數(shù)YF
ZV=Z2/cpsr^3=61[5]
Yf=2.23
2. 螺旋角系數(shù)YB
YB=1-r/140=0.959[5]
3. 許用彎曲應力[δF ]
[δF ]=YN[δoF ]=47.45MPa[5]
其中[δoF ]=73MPa
YN=(1000000/N)^1/9=0.65[5]
4彎曲應力
δF =1.7KT2YFYB/m^2d1Z2[5]
=1.7*1.1*(8.4995*10E6P1i/n1)YF/4^2*63*Z2
=21.0MPa<[δF ]
滿足強度要求
2.3.1普通圓柱蝸桿傳動的主要幾何尺寸
蝸桿導程s
s=z1*px1=1*12.566=12.566mm[5]
蝸桿壓力角a
a=ax1=20`[5]
蝸桿齒頂高
ha1=ha1*m=4mm[5]
蝸桿齒根高
hf1=(ha1+c)*m=6mm[5]
蝸桿全齒高
h=ha+hf=10mm[5]
蝸輪齒頂高
ha2=ha2*m=4mm[5]
蝸輪齒根高
hf2=(ha2+c)*m=6mm[5]
3.蝸桿減速器整體設計
1. 選擇減速器類型
根據前面齒輪減速器與蝸桿減速器的比較，故選擇蝸桿減速器，采用上置式蝸桿，這樣裝拆方便，蝸桿 圓周速度可高些。
2. 確定傳動方案及繪制方案簡圖
帶傳動承載能力較低，在傳遞相同扭矩時結構尺寸較嚙合傳動大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振，且有過載打滑保護作用，因此用于電機與蝸桿之間的傳動。
鏈傳動具有運動不均勻性和多邊效應沖擊，但具有準確的傳動比，故宜布置在低速級，即蝸輪與驅動主輥之間。
方案簡圖見圖紙。
3. 電機類型和結構型式的選擇
電機類型選用三相交流異步 電機，且是籠型的調速電
3． 2功率的確定
電機所需的輸出功率P。為
p．=Pw/
Pw為工作機所需功率 kw
為由電機至工作機間傳動裝置的總機械效率。
Pw=fw*Vw/1000 kw
Fw：工作機的生產阻力 ，N
Vw：工作機的線速度 m/s
總效率
3．3轉速的確定
傳動裝置的設計功率通常按實際需要的電機工作功率P?？紤]，而轉速則按電機額定功率時的轉速nm計算。
4． 確定總傳動比和分配各級傳動比
總傳動比為
i=nm/nw=1680/1307=128。54[1]
分配傳動裝置各級傳動
帶傳動，取ib=1
蝸輪蝸桿傳動，取ig=60
則鏈傳動il=128。54/60=2。1
5計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)設電機軸為I。，其它軸由高
速至低速分別為1軸，2軸，3軸。。。。。
三角帶傳動效率
軸承效率
蝸輪蝸桿傳動效率
鏈傳動效率
相鄰兩軸間的傳動比
P．，P1。。。。。各軸的輸入功率
T．，T1，T2。。。。各軸的輸入轉矩
N．n1，n2。。。各軸的轉速
（1） 各軸的轉速
n1=n。/i=1680/1=1680r/min[1]
n2=n1/ig=1680/60=28r/min[1]
工作軸nw=n2/il=28/2。1=13。07 r/min[1]
（2） 各軸的輸入KW功率
P1=P。 =0。75*0。96=0。72KW
P2=P1 =0。72*0。*0。82=0。59 KW
工作軸Pw=P2* =0。59*0。995*0。96=0。56 KW
（3） 各軸輸入轉矩
T1=9550*P1/n1=4。09Nm[1]
T2=9550*P2/n2=201。23 Nm[1]
Tw=9550*Pw/nw=409。18 Nm[1]
6傳動件的設計計算
見各部分傳動件的設計計算,此處略
7減速器裝配工作圖設計
8. 減速器箱體的結構與附件尺寸
箱座壁厚
δ=0.04*a+(2-3)>8[1]
=0.04*511.5+3+23.46[1]
箱蓋壁厚
δ=δ=23.46[1]
地腳螺栓直徑
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
d1=0.75d[1]
箱體凸緣軸承螺栓直徑
d2=(0.5-0.6)d[1]
軸承蓋固定螺釘中心分布圓直徑
d.0=d+2.5d3[1]
軸承座凸緣直徑(端蓋外徑)
d1=d01+2.5d3[1]
d2=d03+2.5d3[1]
箱座與箱蓋聯(lián)接螺栓中心距離
l1=100-180
交接尺寸
X,Y
凸緣圓角半徑
R1=2.6d2
R2=1.1d
鑄造圓角
R3
蝸輪外圓直徑與箱體內壁間的間隙
軸承鏜孔邊至螺栓d1中心距離
e=(1-1.2)d1[1]
軸承座與蝸輪外徑間最小距離
蝸桿中心線距底面距離
Hd=a
地腳螺栓數(shù)目
n=4
4.夾具的設計
治具的制作是一項較為復雜的工作,目前由我們工業(yè)工程部負責治具的制作,一般可以分為以下幾個步驟:
一. 明確待做治具的功能及用途,同時找一片主板樣板,合理的選取定位點,確定夾緊方式,這是治具的設計階段.
二下料,找準定位點,鉆孔. 目前治具材料一般采用電木等因為. 電木具有較好的剛度,強速,經濟性較好, 下料時一般先劃線,再用電鋸鋸下所需材料. 找定位點通過銑床先確定了一個基準點,再用坐標法找到相應的定位點并鉆孔.
三,攻絲,上定位螺釘,裝定位塊.鉆孔后需對孔進行攻絲,便于上定位螺釘,有時需安裝支撐柱. 裝定位塊時,把定位塊用強力膠水粘于定位點,有時需用螺釘加固.
四.若有夾緊要求,則進行夾緊裝置的制作
五.外觀處理.對治具進行棱角倒鈍,棱邊倒圓,有時需貼絨布進行外觀保護,去毛刺.
貼治具合格標簽于治具上, 治具合格標簽內容包括治具名稱,編號,日期等.
5.ED馬達及控制裝置
ED馬達
ED馬達是一種能調整轉速的原動裝置,由驅動感應電動機和ED耦合機組合而成.
ED耦合機是一種渦流耦合機,利用渦流將驅動馬達之轉矩傳遞到從動機械.
ED耦合機產生的轉矩由激磁電流的大小控制.因此利用轉速同授方法自動調整激磁電流,不論負載變化如何,轉速均能保持一定.
構造
ED馬達構造,驅動用的凸緣型鼠籠式感應電動機是安裝在ED耦合機的框架上,故稱為ED馬達.
鼠籠式感應電動機采用全密閉外扇形. ED耦合機采用半密閉保護形,它是利用轉動轉筒所發(fā)生的風扇作用來冷卻ED耦合機.
6.2T綠色防靜電皮帶技術參數(shù)
1. 導電能力
底部布層 4.0X10e6歐姆
頂部PVC層 4.1X10e8歐姆
2. 延伸率
0.4-0.7% 3-6N/mm
3.適用工作溫度
-5-80C
4.接頭溫度應力
鋸形齒 上溫168C 壓力 1.8MPa
中溫165C
下溫162C
5.滾輪限制 正轉 min 25mm
反轉 min 50mm
6.成份
表層PVC 0.5mm
內部纖維 二層聚脂絲
7.比重
2.3Kg/m^2
7.輸送設備保養(yǎng)
壹. 機械方面
一. 傳動部分
1. 車頭機架應注意不使結合螺絲松脫.
2. 馬達鏈條隔三個月,應使用刮子除去附著的灰塵,雜物等,并加上充分的潤滑油.
3. 軸承每一個月加滑油.一次即可.
4. 減速機潤滑請用30#機油.
5. 馬達定期檢查外表的清潔,接頭的穩(wěn)定,接地及絕緣電阻等.
6. 蝸輪蝸桿減速機開始使用500小時之后換游一次,以后每隔運轉2599小時之后換游一次
二. 輸送鏈條的潤滑及調整
1. 輸送機每一個月應定期加滑油.一次
2. 輸送鏈條應保持于適當?shù)木o度,過緊或太松均會發(fā)生 動現(xiàn)象,影響鏈條的壽命.
3. 非可逆運轉的輸送線,切忌任意更改馬達的轉向,以免發(fā)生不良的后果
三. 機身各部分結合用螺絲每6個月檢查一次.
(
8.設備備品明細表
序號
名稱
規(guī)格
數(shù)量
備注
1
軸承
P205
10
主輥用
2
軸承
6003Z
10
頭尾壓帶輪用
3
保險絲
10A
200
4
急停開關
3
德力西牌
5
按鈕開關
5
德力西牌
6
光電開關
E3JK-5MI
OMRON
7
繼電器
MY2NJAC220V
10
OMRON
8
東元益動馬達
EDVS41B-1HP*4P(3*380V*50Hz)
9
三角帶
V型*1198
10
10
自由滾筒
38*500RL
5
11
鏈條
RS50
9.結論
本畢業(yè)設計對筆記本電腦主板裝配線（輸送帶）及其主要夾具進行了設計，通過本次畢業(yè)設計，實現(xiàn)了筆記本電腦主板裝配線的流水作業(yè)，解決了原來生產線效率低下，單位時間內產量較少的問題，提高勞動生產率和經濟效益，
該設計的傳動系統(tǒng)較為可靠,經久耐用,安裝和拆卸比較方便,具有非常高的實用價值,但也不可避免地存在一些問題，如選擇的東元益動電動機價格較為昂貴,采用的蝸輪蝸桿減速機雖然傳動比較齒輪減速機大,但其傳動效率較低,價格也要比同規(guī)格的齒輪減速機貴, 電動機與蝸輪蝸桿減速機之間采用普通V帶傳動, 具有結構簡單，傳動平穩(wěn)，價格低廉，不需潤滑及可以緩沖吸振等特點,但也難以避免的出現(xiàn)彈性滑動與打滑.蝸輪蝸桿減速機與驅動輪間采用鏈傳動, 缺點是高速運轉時不夠平穩(wěn), 傳動中有沖擊和噪音;安裝精度和制造費用比帶傳動高.所用的夾具雖然簡便易用,但由于材料的強度金屬低,故壽命較低,一般為三個月.
總之, 本畢業(yè)設計在指導老師姜主任的指導下,完成了筆記本電腦主板裝配線（輸送帶）及其主要夾具的設計.
致謝
為期三個月的畢業(yè)設計即將結束,在這期間,我在姜老師的悉心指導下,從明確設計課題,收集,整理資料,確定總體方案,進行設計計算,繪制結構總裝圖,拆畫工程圖,一直到設計說明書的書寫,整個過程都是在導師的指引下獨立完成的.
本畢業(yè)設計確定了主板裝配線各工位之間的間距及裝配線總長, 確定裝配線
的調速方法,設計傳動系統(tǒng). 輸送帶材料的選擇及其結構, 皮帶輸送機的支架及其張
緊裝置的設計,確定主要夾具的安裝位置及定位夾緊形式,且進行結構設計.
通過本畢業(yè)設計,我加深了對傳動系統(tǒng)設計理念,設計思路,設計方法的理解,鞏固
了有關各種傳動類型知識,提高了我的設計能力與繪圖技巧,開闊了設計思路,增加了
我對筆記本電腦主板生產流程及生產工藝的了解
通過本畢業(yè)設計,我深刻體會到設計工作是一項艱辛而復雜的勞動,鍛煉了我的意志與
決心,增強了團隊合作精神
本畢業(yè)設計由于本人水平有限,錯誤及不當之處一定難免,懇請各位老師予以批評指正.
在本畢業(yè)設計過程中,得到了姜老師的悉心指導與同學們的幫助,在此一并表示感謝.
參考文獻
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附件清單
1.筆記本電腦主板輸送帶裝配圖 BDZC-I A2 一張
2.蝸輪蝸桿減速機部裝圖 BDZC-2 A0 一張
3.蝸輪 BDZC-202 A3 一張
4.軸承透蓋 BDZC-207 A3 一張
5.蝸輪軸 BDZC-210 A3 一張
6.蝸桿 BDZC-214 A3 一張
7.軸承透蓋 BDZC-216 A3 一張
8.軸承悶蓋 BDZC-229 A3 一張
9.軸承悶蓋 BDZC-230 A3 一張
10.帶輪 BDZC-3 A4 一張
11.頭尾輪 BDZC-4 A3 一張
12.壓輪 BDZC-5 A3 一張
13.驅動輪 BDZC-6 A3 一張
14.大鏈輪 BDZC-7 A4 一張
15.小鏈輪 BDZC-8 A4 一張
16.腳架 BDZC-110 A3 一張
17.驅動部腳架 BDZC-111 A3 一張
18.驅動部腳架2 BDZC-112 A3 一張
19.貼麥拉治具 BDZC-01 A3 一張
20.鎖PCIMIA夾具 BDZC-02 A3 一張
21.鎖PCIMIA夾具2 BDZC-03 A3 一張
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