齿轮齿条式抹灰机设计

精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院机械电子工程系 本科毕业设计（论文） 题 目 齿轮齿条式抹灰机设计 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 设计所在单位 2010 年 5 月 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）任务书 题 目 齿轮齿条式抹灰机设计 学生姓名 学 号 2 专业班级 指导教师 职 称 讲 师 教 研 室 机械 毕业设计（论文）任务与要求 任务： 对齿轮齿条式自动抹灰机的机械结构部分进行设计，包括主要部件和总装的方案确定，参数计算，强度校核，主要零部件和总装图纸的绘制。 要求： 1、学习齿轮齿条式抹灰机相关理论及原理，确定设计方 案； 2、根据方案完成主要零部件的设计； 3、运用相关软件完成主要零部件图和总装图； 4、撰写毕业论文。 毕业设计（论文）工作进程 起止时间 工作内容 第 12 周 3 周 4 周 5 周 67 周 89 周 10 周 11 周 12 周 阅相关资料，完成开题报告 对抹灰机的整体结构进行分析，根据机械设计手册相关规定完成减速器的传动装置设计。 对减速器的轴、滚动轴承、键和联轴器设计 减速器的箱体、润滑、密封及附件的设计 抹灰机构的设计 用 图软件绘制抹灰机机构的结构图以及重要部件的零件图。 撰写论文 论文定稿 整理 全部材料准备答辩 答辩 开始日期 完成日期 教研室主任（签字） 系主任（签字） 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 齿轮齿条式抹灰机设计 学生姓名 学 号 08102060142 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 开题时间 2010年 1月 18日 班 级 1 班 一、 选题目的和意 义： 在建筑工程中，墙体抹灰这一必不可少的工序，多年以来都是通过人工操作实现的，既费时又费力，是对人力资源的极大浪费。在施工时，抹灰的质量难以控制，参差不齐，这与工人的技术水平有极大关系，能够使用机械化或半机械化的抹灰机械来代替人工操作，是几代建筑工人的夙愿，也是中国机械制造工程人员一直在积极探索的课题。但到目前为止，市场上还没有出现成熟的产品。这次毕业设计中，我设计的是新型 自动抹灰机 。它 可广泛用于墙壁、墙裙、边角等所需砂 浆 、水泥 浆 、石灰 浆 的抹灰工作 ， 能自动抹灰、自动压光、自动升降、厚薄可调 、 速度快 、质量好、效率高、使用方便 。该 抹灰机日施工面积可达 200人工抹灰速度的 10 倍 ，并且避免 了传统抹灰作业 中 墙面找平、贴饼、补空填平、刮去多余部分、回收落地灰、搭架子、苦脏累等诸多不利因素， 它 的研制成功是建筑机械领域中的一次革命，结束了千百年来人工抹灰的历史，减少了劳动强度，降低成本，增加效益，提高了建筑机械行业的自动化程度，同时也将取得更大的经济效益和社会效益。 二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势： 通过对国内外近十年公布的有关抹灰机的专利分析，抹灰机的研制现状可归纳为以下几个方面 ： 根据执行机构和抹灰装置的操纵方式，抹灰机一般可分为两种： 一类是手持式抹灰机，其特点是抹灰装置没有固定安装在抹灰机器上，工作时工人用手掌控抹灰装置。抹灰装置沿墙壁高度方向上、下移动，沿墙宽度方向左、右移动。抹灰装置与墙壁厚度方向的相对距离都完全凭操作工人手工掌控。 另一类是机械式抹灰机，这类机器的特点是将抹灰装置安装在机器的立柱或门架上，而立柱或门架则固定在底盘上，整台机器形成一个刚性整体。抹灰装置借助于升降架可在立柱或门架上上下移动。 抹灰装置可分为两种： 一类是旋转盘式抹灰装置，它借 助于旋转的抹灰盘将来自灰浆管的灰浆压到墙壁上，并予以抹平。这类抹灰装置的驱动方式有：电动机 软轴式、油马达式、气马达式和压缩空气式直接叶轮工作等四种，以上的四种形式的抹灰装置结构都过于复杂。 另一类是平移式抹灰装置，它是借助于移动的抹灰板将来自灰浆管的灰浆抹到墙壁上并予以抹平，抹灰板和板体之间没有相对的移动，其结构相对简单。 该产品是国内最为理想的建筑抹灰机械，社会需求量大，很少生产厂家，市场空间极为广阔，适宜建设规模生产企业。 该项目技术先进，生产成本低，具有前列的市场竞争优势和生命力，因返本快、 利润大，可以说该项目投资风险是不存在的。 该项目在生产中纯属机械加工制造、组装，不存在三废排放，对环境无任何污染。 精品资料，值得下载学习！ 三、 主要研究内容： 1根据搜集到的相关资料及课题要求，初步确定设计方案； 2. 确定方案以后开始计算并选择材料。 （包括：电机型号选择 减速器设计 升降架的尺寸确定 支撑杆的刚度校核 带的选择及校验 顶杆传动机构的设计） 3用制图软件 4整理设计资料、撰写论文。 指导教师意见及建议： 签字 ： 年 月 日 教研室审核意见： 签字 ： 年 月 日 注：此表前三项由学生填写后，交指导教师签署意见，经教研室审批后，才能开题。 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表 题 目 齿轮齿条式抹灰机设计 学生姓名 学 号 08102060142 专业名称 机械设计制造及 其自动化 指导教师 检查时间 级 06机电 1班 毕 业 设 计（论文） 进 展 情 况 查阅相关资料详细了解了国内外抹灰机的现状及未来发展的趋势，对本次所设计齿轮齿条式抹灰机的草图进行简单的绘制，对各个部分的的功能、受力进行详细的分析。 进度方面，在老师的指导下，根据设计的要求，完成了电机的选择 ,根据电机转速及最后所设计抹灰部件的抹灰速度，完成了蜗轮蜗杆的设计及校核。 在接下来 的任务中，将要完成轴的设计并校核，各附件、标准件的选择及顶杆、机架的设计，并完成所设计主要部件的 及最终的总装配图。撰写论文，答辩。 指 导 教 师 意 见 签字 ： 年 月 日 教研室意见 签字 ： 年 月 日 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）指导教师评分表 学生姓名 学 号 专 业 班 级 毕业设计（论文）题目 设计（论文）起止时间 年 月 日至 年 月 日 指导教师评语： （应从选题、收集资料与运用、论点、论述依据、结论、论证方法、写作规范以及日常表现等方面对论文进行评述。） 建议成绩： 指导教师签名： 年 月 日 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）评阅教师评分表 学生姓名 学 号 专 业 班 级 毕业设计（论文）题目 设计（论文）起止时间 年 月 日至 年 月 日 评阅教师评语： （应从选题、写作规范、问题论证或说明效果等方面对论文进行评述） 建议成绩： 评阅教师签名： 年 月 日 精品资料，值得下载学习！ 西安文理学院本科毕业设计（论文）答辩记录 学生姓名 学 号 专业名称 答辩时间 年 月 日 答辩地点 指导教师 题 目 答辩小组 成 员 姓 名 职 称 姓 名 职 称 提问及回答情况记录： 记录人签字： 年 月 日 答辩成绩： 答辩小组组长签名： 年 月 日 毕业论文成绩 答辩委员会 认定成绩 毕业论文等级 系（院）答辩委员会意见 ： 负责人签名： 年 月 日 注： 1、 毕业论文成绩 =指导教师成绩 40%评阅教师成绩 20%答辩成绩 40%； 2、论文等级分优秀（ 90 分）、良好（ 8089 分）、中等（ 7079 分）、及格（ 6069 分）、 不及格（ 60 分）。 精品资料，值得下载学习！ 齿轮齿条式抹灰机设计 摘要： 本论文设计的是一种齿轮齿条式抹灰机， 文中简要概述了 抹灰机目前的发展状况和趋势。对产品进行了方案的确定，按照机械设计的一般步骤，计算并设计了抹灰机上的主要零部件。设计中对工作零件和支架均进行了必要的校核计算。抹灰机的 固定导轨纵向固定在装有轮子的基座上，抹灰装置在升降架上，其特点在于：增设活动导轨，活动导轨驱动装置包括固定在平台上的蜗轮减速电机、通过键安装在蜗轮轴端部的齿轮、与齿轮啮合且固定在固定导轨内侧的齿条。升降架与蜗轮蜗杆电机的平台固定连接，并经减震装置与抹灰装置连接。 本论文所设计的减速器动力通过齿轮齿条传动，带动活动导轨和抹灰装置上下运动，克服了传统 的带轮传动、液压传动等的脉动现象的出现，实现自动抹灰。 关键词： 抹灰装置，减速器，升降架，齿轮齿条。精品资料，值得下载学习！ is a of on of of in of to a to in is an a on in of by is is to up to 精品资料，值得下载学习！ 目录 第一章 绪论 . 1 . 1 . 1 . 2 第二章 方案确定 . 3 定传动方案 . 3 . 3 . 4 . 4 . 5 . 5 第三章 减速器各部件的设计 . 6 . 6 率，转矩的计算 . 6 . 6 . 6 . 7 . 7 . 7 . 7 . 8 . 9 率 . 10 . 10 . 11 . 11 . 11 . 11 . 12 . 15 精品资料，值得下载学习！ . 15 . 15 . 16 速和转矩： . 16 . 16 . 16 . 17 . 19 . 21 . 21 . 22 . 23 . 23 . 23 . 23 . 23 . 23 第四章 外部设备设计计算 . 24 . 24 . 24 . 24 . 24 . 25 . 25 . 25 . 26 带及带轮的设计 . 26 . 26 带的型号 . 26 . 27 . 27 a . 27 . 27 精品资料，值得下载学习！ 带的根数 Z . 28 . 28 . 28 . 28 . 29 结束语 . 30 致 谢 . 31 参考文献 . 32 附 录 . 33 精品资料，值得下载学习！ 第一章 绪论 题的背景和意义 在建筑工程中，墙体抹灰这一必不可少的工序，多年以来都是通过人工操作实现的，既费时又费力，是对人力资源的极大浪费。在施工时，抹灰的质 量难以控制，参差不齐，这与工人的技术水平有极大关系。到目前为止，市场上还没有出现成熟的产品。本设计为新型自动抹灰机，可广泛用于墙壁、墙裙、边角等所需砂浆、水泥浆、石灰浆的抹灰工作，能自动抹灰、自动压光、自动升降、厚薄可调、速度快、质量好、效率高、使用方便。该抹灰机避免了传统抹灰作业中墙面找平、贴饼、补空填平、刮去多余部分、回收落地灰、搭架子、苦脏累等诸多不利因素，它的出现标志着千百年来手工抹灰历史的结束，实为建筑行业一大改革力作，必将会产生巨大的经济和社会效益动抹灰机械产品。 灰机的研究现状与发展趋 势 目前，市场上销售的抹灰机械一般由两部分组成：一部分是抹灰机；另一部分配套设备。国内抹灰机械的研制主要集中在抹灰机部分，其配套设备已有现成产品可供选择。通过对国内近十年公布的有关抹灰机的专利分析，我国抹灰机的研制现状可归纳为以下几个方面： 根据执行机构和抹灰装置的操纵方式，抹灰机一般可分为两种： 一类是手持式抹灰机，其特点是抹灰装置没有固定安装在抹灰机器上，工作时工人用手掌控抹灰装置。抹灰装置沿墙壁高度方向上、下移动，沿墙宽度方向左、右移动。抹灰装置与墙壁厚度方向的相对距离都完全凭 操作工人手工掌控。 另一类是机械式抹灰机，这类机器的特点是将抹灰装置安装在机器的立柱或门架上，而立柱或门架则固定在底盘上，整台机器形成一个刚性整体。抹灰装置借助于升降架可在立柱或门架上上下移动。 根据公布的专利，抹灰装置可分为两种： 一类是旋转盘式抹灰装置，它借助于旋转的抹灰盘将来自灰浆管的灰浆压到墙壁上，并予以抹平。这类抹灰装置的驱动方式有：电动机 软轴式、油马达式、气马达式和压缩空气式直接叶轮工作等四种，以上的四种形式的抹灰装置结构都过于复杂。 另一类是平移式抹灰装置，它是借助于移动的 抹灰板将来自灰浆管的灰浆抹到墙壁上并予以抹平，抹灰板和板体之间没有相对的移动，其结构相对简单。 抹灰机械的传动方式多采用液压传动，如液压多功能抹灰机，其抹灰的旋转驱 精品资料，值得下载学习！ 动、上下升降、水平移动和灰浆泵的驱动都采用液压传动。屋面抹灰机除旋转盘式抹灰装置本身的驱动采用电动机 软轴外，其他传动都采用液压传动。 通过在使用中发现以上的设计存在许多的缺点 :采用手持式抹灰机存在的主要问题是劳动强度仍然较大，不能起到减轻工人劳动强度的作用，且抹灰质量难以控制。为解决上述问题大都采用机械式抹灰机。但是现有的抹灰机存在平整度和表面光泽度达不到国家规定要求的问题，尤其是相邻两个刚抹出灰面不在同一个平面上。机械传动采用的液压传动易产生脉动现象，抹灰质量难以控制，同样会出现平整度和表面光泽度达不到国家规定要求的问题。为了解决上述问题，特研制设计了新型抹灰机。 课题研究的主要内容 本论文设计的主要内容有两部分： 第一部分是传动部分即减速器总成，此部分包括： 1、 蜗轮蜗杆设计及校核， 2、 齿轮齿条设计及校核， 3、 轴的设计及校核， 4、 轴承、键等标准件的选择及校核， 5、 箱体及各附件的设计选择 第二部分是抹灰机构，主要包括： 1、 顶杆机构的设计及校核， 2、 抹灰 装置的 设计及校核。 精品资料，值得下载学习！ 第二章 方案确定 析、拟定传动方案 此次设计的抹灰机为齿轮齿条式抹灰机，它是由电动机带动减速器实现减速效果，然后带动齿轮齿条系统使摸灰装置上下运动，以完成抹灰机的工作。为了使结构紧凑，此次设计的减速器为一级蜗轮蜗杆减速器。因为抹灰装置回程时速度远大于工作速度，所以要求选用可调速电动机。 1支撑螺杆， 2抹灰装置， 3升降架， 4支架， 5微调装置， 6轮子 图 灰机简图 精品资料，值得下载学习！ 图 灰装置简图 速器电动机的选择 择电动机类型 根据目前市场上抹灰装置的 的速度，在此估取抹灰机的最大工作速度为，则选用 择电动机功率 根据实际情况，估取抹灰装置为 50活动导轨为 30电动机和减速器估计100 则可知抹灰装置的牵引力： 7 6 03050 ）（牵(式 最大工作速度： ， (式 由电动机至抹灰机的总效率为 43321 )( a (式 (式中 1 、 2 、3、 4 分别为联轴器、蜗杆传动的轴承、蜗杆传动、齿轮齿条传动的效率。取 、 、 、 )， 精品资料，值得下载学习！ 则 (式 电动机所需的输入功率： d 0 0 6 41 0 0 0 (式 用电动机 由于考虑使减速器和电动机的重量最轻所以选取 机的选择 额定功率 (满载转速（ 1r ） 电机轴直径 (电机轴伸出端安装长度 (840 24 50 部电机的选择 估取抹灰装置的牵引力： 00牵(式 最大工作速度： 则工作机所需的有效功率： (式 电动机所需的功率： (式 表 因此选用的电动机为 定功率为 额定功率 (同步转速 (r/满载转速 (r/电机轴直径 (500 1390 19 精品资料，值得下载学习！ 第三章 减速器各部件的设计 动比的分配及转速校核 采用一级蜗轮蜗杆减速器减速并且要求自锁，当要求自锁时 11Z ，且蜗轮的齿数要求大于 29，2912 m 所以齿轮的直径 D(式 取齿轮分度圆直径为 63数 m=数为 31 则实际蜗轮转速 m i i 01 0 0 03 传动比 1i (式 则蜗轮的实际转速为 m (式 检验转速误差 转速误差 %5% n ，合乎要求。 速器各轴转速，功率，转矩的计算 轴转速 蜗杆轴 (式 蜗轮轴 n(式 轴的输入功率 蜗杆轴 精品资料，值得下载学习！ 蜗轮轴 轴输入转矩 计算电动机轴的输入转矩 4 5 09 5 5 0满(式 蜗杆轴 式 轮轴 (式 表 传动参数 运动和动力参数的计算结果列于下表： 参数 轴名 电动机轴 蜗杆轴 蜗轮轴 转速 n/（ r/ 2840 2840 入功率 P/入转矩 T/（ N M） 动比 i 1 31 效率 轮 蜗杆设计 择材料 蜗杆选 45钢，齿面要求淬火，硬度为 45 蜗轮用 属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 齿面接触疲劳强度计算进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计算进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。由式（ 11 传动中心距 23 )( (1)确定作用在蜗轮上的转矩 T 按 Z=1,估取 ，有 精品资料，值得下载学习！ 4 1 4 9312 8 4 0 0 09 5 5 0 0 09 5 5 01 0 0 09 5 5 0 12 (式 (2)确定载荷系数 K 因工作比较稳定，取载荷分布不均系数 K；由表 11取使用系数；K 由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系 05.1则 (式 (3)确定弹性影响系数 因选用的是 45钢的蜗杆和蜗轮用 配的缘故，有 21160 (4)确定接触系数 Z 先假设蜗杆分度圆直径 可查到 Z(5)确定许用接触应力 H 根据选用的蜗轮材料为 属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度 45从 11查蜗轮的基本许用应力 68 应力循环次数 0 0 (式 寿命系数 则 M (式 (6)计算中心距 5)2 1 0(5 (式 因要求自锁，所以取 a=160 i=31，则从表 11查取模数 m=4，蜗杆分度圆直径 1查 Z ，由于 Z Z ，即以上算法有效。 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸确定 (1)蜗杆 轴向尺距 径系数 q 精品资料，值得下载学习！ 齿顶圆直径 51 齿根圆直径 分度圆导程角 28133 蜗杆轴向齿厚 2)蜗轮 蜗轮齿数 312 z , 变位系数 x 验算传动比 i= 31131 这时传动比误差 031 = 是允许的 蜗轮分度圆直径 2 431422 (式 喉圆直径 2 42 222 (式 齿根圆直径 21242 222 (式 咽喉母圆半径 16021 22 (式 图 轮简 图 核齿根弯曲疲劳强度 T 当量齿数 o o s 3322 根据 螺旋角系数 9 7 01 Y(式 许用弯曲应力 查得有 造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F =56精品资料，值得下载学习！ 寿命系数 M P (式 M P (式 弯曲强度是满足的。 蜗杆圆周速度并校核效率 )t t v (式 已知 : ；vv ；关。 o o 1 (式 从表中用差值法查得： ;0279.0971.1v代入式 中，得大于原估计值。因此不用重算。 算蜗杆传动主要尺寸 传动比 i、蜗杆头数 2 i=31 1 蜗杆导程角 错误 !未找到引用源。 式 得 q (式 蜗杆分度圆直径 q 取 711d q 4m 蜗轮分度圆直径 242 (式 中心距 21 (式 取整数 100位系数 通圆柱蜗杆传动变位的主要目的是配凑中心距使之符合标准或推荐值。蜗杆传动的变位方法与齿轮传动相同，也是在切削时，将刀具相对于蜗轮移位。凑中心距时，蜗轮变位系数 精品资料，值得下载学习！ (21 22 m 在 轮蜗杆的结构设计 蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。 蜗轮采用整体式，铸造 平衡校核 初步估计散热面积 A 00200(00(33.0 (式 周围空气的温度 t 取 t=20 C 热散系数 K 从 4k 取 217 热平衡校核 由式 (1000 11 (式 得符合条件。 轮齿条设计 择材料 齿条选用 40质），硬度为 280 齿轮的材料为 45 钢（调质），硬度为 240二者之差为 40 精度等级选 7级精度。 选齿轮齿数 171 Z 图 轮简图 精品资料，值得下载学习！ 齿面接触强度计算设计 按式（ 10算，即 3 21 )( (式 (1)确定各计算值 1)试选 ，齿宽系数 8.0d2)由表查得材料的弹性影响系数 3)按图 10 齿条的接触疲劳强度极限 001 齿轮的接触疲劳强度极限 502 4)计算应力系数 0 0 09 1 . 6 16060 nn 5)由图 10接触疲劳寿命系数 算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1%，安全系数 1S ，由式 10 M P 11 (式 M P i (式 7)计算齿轮传递的分度圆直径 入 H 中较小