陶瓷抛光机旋风磨头机构的设计【10张CAD图纸】

陶瓷抛光机旋风磨头机构的设计

63页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+10张CAD图纸【详情如下】

中期检查表.doc

任务书.doc

大锥齿轮_A3.dwg

小锥齿轮轴_A3.dwg

总封面.doc

指导老师评阅表.doc

电动机联接盖_A2.dwg

磨头壳体_A1.dwg

磨头箱体套环_A2.dwg

磨头装配图_A0.dwg

答辩最终成绩评定表.doc

答辩资格审查表.doc

蜗杆轴_A3.dwg

蜗杆齿圈_A3.dwg

蜗轮轴_A1.dwg

蜗轮部件装配图_A1.dwg

评阅教师评阅表.doc

陶瓷抛光机旋风磨头机构的设计开题报告.doc

陶瓷抛光机旋风磨头机构的设计说明书.doc

摘  要

旋风磨头是用于粗磨机对瓷砖进行加工的执行部件，是比较新式的磨头，该磨头是采用八组高速旋转的金刚石砂轮对瓷质砖表面进行刚性磨削，对抛光砖进行粗加工，使砖面平整细滑，减小粗抛磨块的消耗量，降低生产成本，提高了生产效率。

本设计主要是对于旋风磨头的磨轮高速自转和磨头慢速公转进行结构设计和计算。由于两个传动的转速差较大采用两个电机分别进行驱动。磨轮的自转设计为大锥齿轮啮合八个小锥齿轮进行转动，用于实现金刚磨轮的高速自转，磨头的公转采用蜗轮蜗杆传动设计用来实现磨头的公转，并且分别对锥齿轮和蜗轮蜗杆进行了强度校核。本设计还对磨头中各轴、轴承和键进行了强度校核。使用CAD绘制完二维视图后还采用PRO/E建模对箱体壳体进行重量计算。

关键词：陶瓷抛光，旋风磨头，锥齿轮，蜗轮蜗杆

ABSTRACT

A whirling wheelhead on a rasping machine is an executive unit that is used to process the ceramic tile, and it is a new type. The wheelhead uses eight groups high- speed whirling diamond grinding wheel to grind the surface of porcelain brick., and process minimally to the polishing brick in order to make the surface even and lubricious, then it can minish the comsuption of unprocessed brcik, reduce the production cost and improve productivity and efficiency.

This design is mainly on contruction designming and calculation of the high-speed rotation of grinding wheel and slow-speed revolution of wheelhead. Because of the difference of rotate speed of the two drives, so it has to use two electric machine to drive. The rotation of grinding wheel is degined into a big bevel gear running with eight samll bevel gear in mesh, so as to realize the high-speed rotation of diamond grinding wheel. Worm wheel and worm transmission designment is used to realize the revolution of it. And this design checks the strength of gear and the worm wheel, axis, bearing and bond separately. Two-dimensional view is drawn by CAD, and the weight calculation of the cabinet and shell is done by PRO/E medeling.

Keywords: Polish ceramic tile；whirling wheelhead；bevel gear；worm and worm wheel

目  录

1  绪论1

2  磨头传动装置的总体设计2

2.1 确定传动方案2

2.1.2 方案一2

2.1.1 方案二3

2.1.3 磨头传动方案的选定3

2.2 电动机的确定4

2.2.1 电动机类型和结构形式4

2.2.2 电动机的容量4

2.2.3 确定电动机的转速5

2.3 总传动比的确定和各级传动比的分配5

2.4 磨头的运动和动力参数的计算6

2.4.1 各轴转速的计算6

2.4.2 各轴功率的计算7

2.4.3 各轴转矩的计算7

3  磨头传动件的设计计算9

3.1 选则联轴器的类型和型号9

3.2 磨轮自转的直齿圆锥齿轮的设计计算9

3.2.1 齿轮材料的选则9

3.2.2 主要参数的选则9

3.2.3 直齿圆锥齿轮的几个尺寸设计和强度校核10

3.3 磨头公转的蜗轮蜗杆传动计算15

3.3.1传动类型、精度等级和材料的确定15

3.3.2 初选几何参数15

3.3.3 确定许用接触应力15

3.3.4 按接触强度设计15

3.3.5 主要几何尺寸16

3.3.6 蜗轮圆周速度的计算并核对传动的效率16

3.3.7接触强度的校核16

3.3.8 蜗轮弯曲强度的校核17

3.3.9 其他几何尺寸计算17

4  磨头轴系的设计19

4.1 初绘装配底图及验算轴系零件19

4.1.1 确定箱内传动件轮廓及其相对位置19

4.1.2 箱体内壁位置的确定20

4.1.3 初步进行视图布置及绘制装配底图20

4.1.4 磨头公转蜗杆轴的设计21

4.1.5 磨轮自转的直齿圆锥主动齿的轮轴的设计26

4.1.6 磨轮公转蜗轮轴的设计30

4.1.7 磨轮自转小锥齿轮轴的设计34

4.1.8 旋风磨头上各轴键联接的强度校核38

4.1.9 旋风磨头上各轴承的疲劳强度校核40

4.1.10 磨头主要部件螺栓联接强度的校核45

4.1.11 轴结构的修改45

4.2 设计和绘制磨头的轴系结构45

4.2.1 锥齿轮和蜗轮蜗杆的结构设计45

5  磨头箱体的设计48

5.1 磨头箱体的结构设计48

5.1.1 磨头箱体的装配48

5.1.2 磨头壳体的尺寸确定51

5.1.3 箱体的润滑及密封和散热52

结  论55

参考文献57

致  谢58

1  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2000年底，在我国现在仍生产的2900条建筑陶瓷生产线中，瓷质砖抛光线共有580条，其中进口线约占30％，大多进口线为97年以前引进，其余70%为95年开始投放市场的国产线。在广东地区984条建筑陶瓷生产线中，瓷质砖抛光线有387条，约占全国瓷质砖抛光线总量的70％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一，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，第一台进行精磨、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8根轴，每根轴上各安装一个圆筒形金刚磨轮，磨头由2根电机驱动产生两个动作，一是每根轴上的金刚磨轮自身的高速自转（转速高达2700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70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，仅由一个电机驱动，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。此陶瓷抛光机旋风磨头的结构设计已经完成，在磨头的整个设计过程中：

1.在设计任务书的要求下，分析和设计了两个传动方案，经过对比选择了具有较好传动的双电机方案，在确定了是两个电动机传动下，磨头的转动路线就分明了，一是蜗轮蜗杆的磨头公转，二是锥齿轮的磨轮自转。在根据任务书上磨头的运动和动力参数要求，选择适当的电动机型号来作为磨头的原动机。选定了电动机就根据电动机的转速和磨头要求的转速来分配两条传动路线的传动比。接下来就进行各传动轴的转速、功率和转矩的计算为以后的设计做好准备。

2.锥齿轮的设计主要是根据齿面接触疲劳强度估算齿轮大端分度圆直径，由大端分度圆的直径和齿数计算出锥齿轮的模数，在模数、齿数和分度圆数据都出来后便开始对锥齿轮的各个几何参数进行计算，最后再根据齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度对锥齿轮进行校核。

蜗轮蜗杆的传动计算也是按接触强度进行设计在保证强度的前提下查表选择标准的模数和齿数再对蜗轮蜗杆进行接触强度和弯曲强度进行校核，最后便计算蜗轮蜗杆的其它几何参数。

3.在锥齿轮和蜗轮蜗杆设计完成后，开始对其在磨头内部的位置进行布置，在初步估算箱体壁厚后，确定蜗轮蜗杆和锥齿轮对于箱体内壁的间距，得出箱体和壳体的大致尺寸后开始绘制蜗轮蜗杆和锥齿轮的装配底图。

4.对各个传动轴进行设计，首先主要是轴材料的选择，这部分是比较重要的，轴的材料要根据轴的工作参数和轴的形状来确定，接下来便对轴的最小直径进行估算，估算是按照轴的扭转切应力来进行，在轴的结构设计中主要对轴上零件的定位进行设计同时也要考虑到箱体的支撑结构。待轴的各段直径和长度确定完后开始对轴进行受力分析，以轴承为支点，齿轮为受力部件画出轴的受力简图，计算轴所受的弯矩再与扭矩根据强度理论合成当量弯矩便可对轴进行强度校核来验算该轴是否可行。

5.轴上零件的选用及校核也是比较重要的，本设计对轴的联接键和轴承分别进行了强度校核和疲劳强度校核，确保所选用的键和齿轮再工作寿命内不发生破坏。蜗轮轴轴端挡圈上的螺栓是磨头上较重要的连接件，本设计对其进行了强度校核。

6.蜗轮蜗杆和锥齿轮的几何尺寸已经确定，但其与轴连接的轮毂的方案有多种选择，本设计在根据蜗轮蜗杆和锥齿轮几何大小的基础上分别选用了整体式和实体式。

7.磨头箱体的设计其主要是考虑到磨头内部传动件的安装和拆卸，因此将磨头分为磨头箱体和磨头壳体两个部分，其中为方便蜗轮的安装将磨头箱体以蜗杆轴线为水平面分为上下两个箱体，这样整个磨头就别分为三个部分。箱体和壳体均采用铸造件的方式。再来便考虑箱体内传动件的润滑，分为三个主要的润滑区域，然后在相应箱体和壳体部位布置密封件。

事实表明，旋风磨头因其效率高、磨削质量好、磨具使用寿命长等优点而深受用户的赞赏。但目前存在的主要缺陷是小锥齿轮轴颈处的密封容易泄漏，用户要花较多的时间做维护工作。

由于磨轮的转速较高，而本设计采用的是直齿锥齿轮进行传动，直齿锥齿轮虽然加工简单但存在的问题比较明显比如传动时噪声较大，寿命短等问题，因此可采用大模数的格里森制螺旋伞齿轮形式，因为螺旋伞齿轮有着比直齿锥齿轮更好的啮合性能，传动平稳和噪声小等优点，同时还可以通过提高齿形精度和降低齿面表面粗糙度，合理的齿轮安装间隙等措施来降躁，这两点将是今后重点的研究改进对象。

参考文献

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