热定型机设计与运动仿真（全套含CAD图纸+三维建模）
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热定型
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购买后包含有 纸和论文 ,咨询 热定型机设计 与 运动 仿真 摘要 热定型机 （拉幅机） 是利用热空气对纺织物 ，塑料等 进行干燥和整理并使之定型的 一种设备。随着 中国热定型机产业发展 ，它 已经 慢慢地 走到了瓶颈期， 很出问题都悄然出现， 如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源 资源 消耗 大、产出率低，对 环境 的污染严重，自然环境的破坏也极为严重 ；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。 其中，技术创新能力是相当的薄弱 的， 所以要改变热定型机发展的趋势，技术创新是重中之重。 从而，本 文 着重于热定型机的设计， 关于渔网热定型机 的设计。 它由动力部分 ,传动机构 ,拉伸机构 和热定型设备四部分组成。动力部分选择尽可能大的扭矩来满足传递，同时可以根据需定型的网线的粗细，材料来选择电动机的转 速。传动机构由电动机，联轴器，减速机，滚筒和其他组件构成的， 传动路线： 1电动机 2剪切削联轴器 3减速器 4主轴 5链传动 。拉伸机构是由固定架，中间架，桁架，滑轮组和固定渔网的挂网片组成，桁架受到从滑轮组上传来的拉力即渔网张紧时的拉力。最后即热定型部分，是在温度为 98的热定型池中完成渔网热定型的。 本文主要 设计渔网定型机的传动部分。我使用 从而减小工程设计的难度，提高工作效率。 并利用 仿真功能（ 来模拟渔网热定型机的传动过程，使得整个运行过程更加直观。 关键词 ： 齿轮传动；轴；渔网拉伸；热定型；减速器； 买后包含有 纸和论文 ,咨询 I et be is a of to it as on to of is to be in to to a is of as as we to at of we on s is up of 1 2 3 4 5 to a is a 8 . is of In I to of 买后包含有 纸和论文 ,咨询 录 前言 . 1章 概述 . 2 定型机的简述 . 2 要机械设计内容 . 3 第 2章 方案设计及说明 . 4 械传动设计 . 4 体设计方案示意说明 . 5 第 3章 结构零件的设计 . 7 丝绳的计算选择及卷筒设计 . 7 动机传动效率的确定 . 9 动机的选择 . 10 动比分配及运动参数确定 . 10 个轴参数的计算 . 11 速器的选择 . 12 轮的设计 . 13 齿轮各尺寸参数的计算确定 . 13 对齿轮的强度及重合度的校核 . 15 结构设计与强度校核 . 20 轴结构设计 . 20 . 24 . 27 齿轮轴上轴承的选用及校核 . 30 动器的选择 . 31 传动 . 32 统润滑及保养设计说明 . 35 第 4章 运动仿真 的应用 . 37 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 V 真的概念 . 37 动仿真软件的分类 . 37 真的应用与发展前景 . 37 . 38 定型机的仿真过程 . 38 结 论 . 41 致谢 . 42 参考文献 . 43 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 I 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 买后包含有 纸和论文 ,咨询 前言 当前沿海地区的渔民所使用的渔网，大多数以机编网居多，这种渔网的原料主要是 1536股 210旦锦纶（尼龙）、涤纶复丝和 380旦聚乙烯复丝等。这些原料加工成网后，网线连接处的丝结因为硬度与弹性的影响，会收缩反弹。不容易拉紧。所以现在要解决的就是，通过网机生产出来的渔网不能相对固定，网目会随张紧力大小相对自由缩放的问题。大多数情况，我们会采用高温烫的方式，使得渔网的丝结拉紧，但是放置一段时间之后，丝结又会出现松开的现象，仍然会网目大小不一，渔网松松垮垮。从而，我们的目的是设 计一种可以将锦纶丝渔网片的丝结拉紧，而且不会再松开，同时渔网片的网眼大小一致、结实的渔网。 因此，我设计的这种渔网定型机，是一种拥有过载自我保护，防止因定型机拉力过大而导致渔网断裂的系统。在确保基本定型的要求之外，还需要配置电热加热和蒸汽加热的方式，使得丝结更加牢固，在做这个步骤的时候，要应该要考虑相应的安全，过载保护问题，防止渔网损坏。另外，因为的材料问题，相对应的定型温度也不能太高。渔网在进出定型机的时候要注意相对运动速度和渔网的安全定型，从而确保渔网的定型成功，保证产量。定型后的渔网之后经过空气冷却， 渔网丝结和网眼的定型就完成了。这种渔网定型机加工过的渔网，具有网线大小一致，不会松垮的特点。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 3.1 m 26 章 概述 定型机 的 简述 热定型机 （拉幅机） 是利用热空气对纺织物 ，塑料等 进行干燥和整理并使之定型的 一种设备 。热空气的供给方式有多种途径，可以直接在定型机内燃烧煤气或轻柴油，也可以用循环的热油或蒸汽加热，或者利用电加热。 渔网 热定型机就是将送入机器的的渔网经过加热冷却等若干步骤之后使网结定型的一种设备。 拉伸热定型 机 按定型设备的形式、作用可分为连续式和间歇式两种 1。 1）连续式：由于该定型 是沿 着 网片编织方向定型，故通常又 被 称为纵向定型。具体 的 原理是：将网片沿 着 编织方向 ， 自入口处经卷网辊引入定型机内 部，绕经一系列压辊，从出口处拉出，出口速度同 入口速度的差，形成 了拉伸张力，从而 目脚平整，结节牢固，网目尺寸也 达到 了相应的设计要求，定型机内部设有热源，所以只可 一边拉伸，一边热定型。 连续式定型机的张力，也就是拉伸速比，不仅可以根据下机网目系数确定，同时也 可以根据实际情况 ， 反复试验 来 确定；热定型温度则根据不同 的 材料 来 进行选择。一般 来说， 乙纶网片采取湿定型方法，其定型温度可 被 控制在 8090；而尼龙网片则采 用干法定型， 它定型温度可 以 控制在 160170 之间 。 2）间歇式：此定型方式的详细工作原理 ：用网辊沿垂直于网片 的 编织方向，将网片两端的网目一个个穿在网辊之上，将一片或多片网片固定在 定型机 的横向 金属钩上。启动拉升装置，等网目尺寸达到设计要求 的时候 ，结节紧固后， 就可以停止拉伸，片刻后，使网片回缩，回缩后，再一次 拉伸，如此反复 两到三 次 之后，假如 是带翻盖 的 定型设备，则 需要 盖上定型盖，通 入 蒸汽，定型温度 9095，热蒸 大概 20分钟，开启定型盖，除去余汽，就可以 可卸网。如是罐式定型机，则将数片网片挂上网架，将网片架 推入定型罐中，关闭密封门，通蒸汽，达到设计定型温度后，热蒸 20 分钟左右，开启密封门，去除余汽，拉出网架，即可卸网。 新型的渔网拉伸热定型机，主要用在各种机织、手织渔网及其他其他用途 的冷热定型，结构 是比较 安全合理 的 ，拉伸 和 运转 过程平稳，性能可靠，操作简便易懂 ，维修容易，生产效率 高，本机安装了 超拉力，超电流的情况发生的时候，会自动停止运行并报警。额定拉力 为 40 吨，电动机速度 970转 /分，频率 50度不大于 98 通过齿轮变速箱变速 为 分，通过变频器在低吨位情况下，频率为 65机速度为1650 转 /分，从而达到在低吨位时速度快，随着吨位 的不断 增加，电流 也 增加，速度 开始 减慢。它放在长度 30米（有效长度 26米），宽度 效宽度 3米）的定型池中，保护功能为机上各种限位器。它主要 是用在各种机织、手织渔网，还有 其他各种用网的冷热定型。 表 数表 项目 拉力 温度 网眼规格 速度 有效长度 外型尺寸 工作湿度 有效宽度 参数 C98 35 %8535 纸和论文 ,咨询 要 机械 设计内容 内容：（ 1）主要工作原理 和传动 方案设计 ； （ 2）传动机构设计； 图纸：（ 1）传动机构原理图一张； （ 2）传动机构部件图一张； （ 3）传动机构零件图若干张； （ 4）传动机构零件 配图若干张： （ 5）设计计算说明书一份。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第 2 章 方案设计及说明 械 传动设计 在传动方式的选择上，大多数情况下 ，啮合传动传递功率的能力 相对是 高于摩擦传动 的 ；因为蜗杆传动工作时，发热情况较为严重，所以传递的功率也不应该过大；摩擦轮传动由于必须具备足够的压紧力，因此在传递同一个圆周 力的时候 ，其压轴力要比齿轮传动的大 上好几倍，因而一般不适合 大功率的传动； 而链传动和带传动为了增大传递功率的效率，必须增大链条和带的横截面积或排数（根数），这就要受到 限制 （载荷分配不均匀） 2。因为本设计中需要传递的功率和传动力都比较的大，所以使用 蜗杆传动、摩擦轮传动、带传动 还有链传动作为主传动机构都是不合适的。故 本设计中的传动 采用传动效率较高的圆柱齿轮传动。 齿轮传动主要有以下特点： 1）效率高。在机械传动中，齿轮传动的效率相比其他的传动是最高的 。每一级圆柱齿轮传动效率 ， 可达 到 99%， 这个对于 大功率传动 机械 设施，系统都是 十分重要，因为即使 在传动过程中 效率仅仅 提高 1%， 能源的利用率就可提高很多 。 2）结构紧凑，在相同的条件下，齿轮传动所需要的空间尺寸相对 较小。 3）工作性能可靠。 使用时限 长， 设计制造准确合理， 使用维护 性良好的齿轮传动，工作非常稳定可靠，寿命可长达一到 二十年 之久 ， 另外也相当的 方便维修与拆卸。 4）传动比稳定。这对于 传动性能 来说，是 最基本 的 要求。根据如上特点， 在这里 选择圆柱齿轮传动。在此结构中，齿轮与轴要承受重载的顺转，还有几乎不承受重载的反转所产生的冲击，从而要求轴与齿轮的位置在这个情况下保持不变，也就 是所说的精准定位 。 所以在此大功率传动过程中只考虑齿轮传动，在此选用普通直齿传动。因此如下要 对闭式齿轮传动和开 式 方式齿轮传动 这 两种方案进行比较。 设计方案一如图 321 - 电 动 机 2 - 带 制 动 轮 联 轴 器 3 - 标 准 齿 轮 减 速器 4 - 卷 筒 图 计方案一 图 设计方案二 1234 12 5678 卷筒 3轮减速器 4购买后包含有 纸和论文 ,咨询 此方案是将电机输出的转速经第一级标准减速器减速后与一个开齿三级传动相联结。 由于开式齿轮传动 并 没有防护罩或机壳，齿轮 就会完全暴露在空气中，外界杂质，颗粒物，灰尘会 极易侵入，而且润滑 也 不良，因此 当 工作条件不好 的时候 ，齿轮也 很 容易磨损，故只宜用于低速传动。 由于卷筒输出速度 慢，所以选择开齿传动，但由于电机输出转速 依旧 是 很快的，所以先让 标准减速器 来减速，之后 再 由开齿 来 传动， 这样 看起来 比较 合理。另外，分 两个减速器传动也 相应的 减小了齿轮的尺寸，使机构的结构 布置更加的紧凑。且让最后的大齿轮与卷筒直接相 连同样 使 得结构紧凑，同时 减小了卷筒轴所承受的扭矩。 方案二如图 方案结构简单，即 电机通过联轴器 ， 与齿轮减速器 直接的 相连，减速器只需选用标准 配置即可，但与前者 相比， 方案二具有使用年限长的优势，可 由于 价格昂贵， 当今社会渔场的工作条件所限 ， 标准减速器的寿命也不会太长，且维修 也很是麻烦。从经济性上 考虑，是 不合适 的 。 相同的传动比，此方案齿轮箱尺寸相当大，且从经济性上考虑，闭齿传动比开齿 贵很多。显然，由于本机构卷筒转速较 慢，而电机的转速大约为1000r/以传动比也较大， 从而 采用第一种结构较为合理。 体 设计 方案示意说明 现对整体机构 进行简单 说明：按照 机构 结构紧凑 的 原则，渔网热定型机整体 结构 如图 14 15 1716513 12764381092111 - 电 动 2 - 联 轴 器 3 - 齿 轮 箱 4 - 带 制 动 轮 联 轴 器 5 - 齿 轮 对 6 - 齿 轮 对 7 - 齿 轮 对 8 - 卷 筒 9 - 棘 轮 1 0 - 小 卷 筒 1 1 - 钢 丝 绳 1 2 - 钢 管 1 3 - 桁 架 1 4 - 盖 板 1 5 - 钢 丝 绳 1 6 - 滑 轮 组 1 7 - 导 向 机 构 , 螺 杆 传 动 1 8 - 导 轨 1 9 - 渔 网 2 0 - 定 滑 轮图 12346 78 卷筒 9011121314151617181920电动机 输出 一经过 标准一级减速器和一个三级传动齿轮 减速器共同组成 的传动部分 进行购买后包含有 纸和论文 ,咨询 减速 之 后 ， 其输出力 为 后经 6倍率单联动静滑轮组 的钢丝绳 ，分 成 6根 钢丝绳 共同作用，使其输出力变为 40 吨，以达到要求的 40吨拉力 的要求 ；而左侧小卷筒与棘轮连接以实 现当电机正转时被动而电机反转时主动从而使桁架小车能够前后运动，从而实现对渔网的加工目的。 其具体工作过程如下： 1、 先 将渔网 分片 放入定型池内，且将 它两端固定于 桁架小车上。 2、放下盖板，通过管道给 渔网 定型池 输送 蒸汽 ， 对渔网进行 加热。 3、电机正转，使下端桁架小车缓慢向下移动来 达到 拉 紧 渔网 的目的 。 4、拉到一定长度后，将电机反转一小段，以使网绳不被拉 变形 ， 从 而使 网结被紧固。 5、在制动器作用下在此状态停留 5钟，使网结被定型。 6、拉起盖板，管道停止 输送蒸汽 ，电机反转拉动活动小车向上运动，从而放松渔网。 7、 拿下整理渔网，这样整个网片热定型处理工作过程结束。 现为满足 这些 工艺要求 ,按上 诉传动 方案对传动机构进行设计。 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 第 3 章 结构零件 的 设计 丝绳的 计算 选择及卷筒设计 钢丝 在 不同 的 工作条件 下 ，应有 不同 的安全系数，即： pS n S(3式中： n 查表 5 ，取 n = 由（ 3得： k g fS p 43 钢丝绳选用 6w(19)型，其破断拉力 的 换算系数 为 ： k g p 44 （ 3 查表 5 ，公称抗拉 的 强度 ： 2002直径 ： d=200200 。 标记：钢丝绳 6w(19)右交 -( 筒尺寸 卷筒直径： 80)1( 所有 取 85mm,t=24, 计算 卷筒长度： 1 1 2( ) 2z t L （ 3 31 0 6 1 0 1 . 5 2 4 2 1 0 0 3 2 43 . 1 4 4 8 5 9 8 2 2 0 0 7 2 1254 式中： 1L 取 100 2L 2 ； H 1z 由于以上 是按标准 算法 的，减速器选择标准时，一般使用起 重机上所用 的 卷筒设计方法，但此时由于减速器是自行设计， 从 而 使卷筒 与减速器连成一体， 结构紧凑， 因此 设计过程中卷筒应适当 的 加长。又考虑到卷筒左部与轴连接部分，由于键传递力较大，键 应 取较长，同购买后包含有 纸和论文 ,咨询 时卷筒上与相应键连接部分也 应该 相应 的 加长。综上所述，卷筒两端在总长上都应加长，而加长量由齿轮结构及键长确定，卷筒总长可为 1350 算 钢卷筒： d ； 铸铁卷筒： )106( D ； 取 铁材料： 06(4 8 ； 考虑到卷筒是与大齿轮连接端 是 直接连接 的 ， 而另一端是与轴连接 的 ，这样势必使左右两端所受力矩相差 较 大，考虑到卷筒的工作平稳性以及抗扭转能力， 所以 有必要将其壁厚适当放 大 ，取 。其结构设计如图 图 对 卷筒壁 压力 的 验算： 2m a x. m a x 26670 9 2 6 /3 2 . 4y S kg k g c mt c m （ 3 压强度极限 是 ： 26 5 0 0 /by k g c m ； 抗拉强度极 限 是 ： 2/1500 。 故：许用压应力： 2/ 2 0 025.4 显然 故强度满足。 由于 L ， 故满足要求 、圆柱齿轮的强度校核 减速器齿轮的强度校核说明 因为开放式齿轮传动只适用于低速传动，出于经济性与结构的紧凑性考虑，由于最后一个大齿轮直接与卷筒相连，即大齿轮与卷筒处于同一根轴上，这样使结构更加紧凑。查 2第 187页，按保证齿根弯曲疲劳强度 及保证接触疲劳强度两准则进行计算。由实践得知，在开放式（半开放式）齿轮传动，按理应根据保证齿面抗磨损及齿根抗折断能力两准则进行计算，故对开放式齿轮传动，目前仅以保证齿根弯曲疲劳强度作为设计准则。现以发电动机满负荷工作来校核齿轮强度。 以每天工作两班制，工作寿命 10 年（每年为 300个工作日） 材料： 45# 调质处理， 40 配对齿轮：铸钢 质处理， 20 精度等级 7级 校核齿根弯曲疲劳强度。 由校核公式： M P (3式中： F 对第一对齿轮，确定公式的各计算数值 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 7 1) 计算圆周力 t 311 （ 3 2) 查取应力校正系数，查得： 强度极限及寿命系数，由图形卡 105 得： 8 045 023) 应力循环次数 计算 由于该机是周期性的停开运动，现以每天实际运动工作为 8小时，得 ： 8117226 0 6 0 1 5 3 . 9 7 1 ( 8 3 0 0 1 0 ) 2 . 0 2 2 1 06 0 6 0 4 8 . 4 2 1 ( 8 3 0 0 1 0 ) 6 1 0n j LN n j L （ 3 查得 121 K 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 由式： M P 8015012l i i （ 3 4) 计算载荷系数，根据 1 （ 3 查得 01.1 查得 k ；因为 K （ 3 又因是直齿圆柱齿轮，由表 10 得 K ； 0 。由表 31 查得 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 8 故载荷系数 (3由（ 3核计算： 211221211故满足安全要求。 校核 T I (3T 1) 计算圆周力（ 主动齿轮） 为： 3 2) 查取应力系数，查得 ： 被主查取弯曲疲劳强度极限及寿命系数 查得 ： 380l 4) 应力循环次数：由式得： 711 03008( 查得： 121 K 5) 算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 为： 由式得： M P i 6) 计算载荷系数根据 ： 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 9 52 060 1 查看图 102 得 01.1时由表 102 查得 ： K d 由表 31 查得 ： K 因为 K 1 0 090 又因是直齿传动，查得 ： K 故载荷系数 为： 7) 由公式（ 3核计算 I 7890 5 9 主 FS a I IF a I IS a I I IF a I I 满足要求。 校核 筒轴大齿被动的齿轮弯曲疲劳强度 为： v 44 002 卷筒出 计算圆周力 为 ： 1) 查取应力校正系数，查得 ： 查取弯曲疲劳强度极限及寿命系数 为： 8038043) 循环次数： h 611 03 0 08( 查得 ： 121 K 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 0 4) 计算弯曲疲劳许用应力，取弯曲疲劳安全系数 M P 801 3l i 5) 计算载荷系数。根据 公司 查得： 02.1同时查得 ： K 因为 d 又 查得 ： K 由于 K 00305150 啮合齿轮对分配系数 ： K 故载荷系数 为： 由公式（ 3核计算 得出： 343 F 主 Y 作 要求。 对减速器 各齿轮强度校核完毕，都满足要求。 结构设计与强度校核 轴结构设计 1 转矩 为 ： T 功率 为 ： 11 轴的材料 45#正火处理 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 1 2 扭矩初步估算轴径。 查得材料机械性能数据为：抗拉强度极限 90 ；屈服强度极限 95 ；弯曲强度极限 ；剪切疲劳强度 估算最小直径，取 1150 A ，于是 可以计算 出： 311m i n (3考虑装联轴器加键，需将其轴径增加 45%。故：轴延伸端直径为 d=55。根据轴和受力装拆方便 的需要 ，可以 装在相应的座孔内，选 安装轴承处直径 为 60，装齿轮让轴径 为 70，如图 图 轴结构图 轴上受力分析如图 扭矩图：垂直平面弯矩：在垂直平面受力：水平面弯矩图：在水平面受力：395132,5202,5R VF 图 轴力矩图 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 2 圆周力 : t 8022 1 (3径向力 : 9 8 7 (33 求出支反力 1) 在水平面内的支反力，如图 0 ： 2 R 4 4 7 (32) 在垂直平面内的支反力图，如图 R (3V 4. 作弯矩和扭矩图 1) 齿轮作用力在水平面的弯矩图，如图 N m 8 06 齿轮作用力在 垂直平面的弯矩图如图 由于齿轮作用力在 N m 6822 (32) 作扭矩图，如图 80 5. 轴的强度校核 1） 确定危险截面 根据轴的结构尺寸及弯矩，扭矩图， 可以得出 截面 有齿轮配合与键槽引起的应力集中 现象 ，故： 险截面，现对 2） 安全系数校核计算 由于该减速器轴转 动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力弯曲应力幅为 : 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 3 M P (3式中 W 抗弯剖面模量 : 02)670(32 (3由于是对称循环弯曲应力，故平均应力 为： 0m 。 根据公式 : 1(3k 正应力集中系数 1(3k 正应力集中系数 由表 45 按键槽查得 k 按照配合查得 k 取较大者 k 为 表面质量系数，轴径车削加工，按表 45 ，查得 ： 为 尺寸系数， 查得 ： ,由公式（ 3得： 566 M P 802 66 抗扭矩剖面模量，3323 10) )(16 按键槽查得 54.1按照配合查得 其 较大者，所以 , 同正应力情况。 t 平均应力折算系数，取 21.0t ,由公式 (3 : 购买后包含有 纸和论文 ,咨询 4 截面的安全系 数由式： 222 S= SS，轴 1） 于 所
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