自动抹灰机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本论文设计的是一种自动抹灰机，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a of To of in of of of To in of on of in on of at of of to In of up to as 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 1 . 2 目 录 . 3 第一章 绪 论 . 5 言 . 5 灰机的研究现状与发展趋势 . 5 灰机的背景 . 6 灰机的工作特点 . 6 灰机的适用范围 . 7 第二章 总体方案和结构设计 . 8 体结构方案 . 8 料装置 . 9 灰装置 . 10 第三章 减速器各部件的设计 . 13 动比的分配及转速校核 . 13 速器各轴转速，功率，转矩的计算 . 13 轴转速 . 13 轴的输入功率 . 14 轴输入转矩 . 14 轮蜗杆设计 . 14 择材料 . 14 齿面接触疲劳强度计算进行设计 . 14 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸确定 . 16 核齿根弯曲疲劳强度 . 17 蜗杆圆周速度并校核效率 . 17 算蜗杆传动主要尺寸 . 17 轮蜗杆的结构设计 . 18 平衡校核 . 18 轮齿条 设计 . 19 择材料 . 19 齿面接触强度计算设计 . 19 杆轴的设计 . 22 矩初算轴径 . 22 的结构设计 . 23 出轴的设计计算 . 24 出轴上的功率，转速和转矩： . 24 作用在蜗杆上的力 . 24 步确定轴径的最小直径 . 24 的结构设计 . 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 度校核轴的疲劳强度 . 27 准件的选择 . 30 动轴承的选择 . 30 连接的选择及校核计算 . 30 第四章 输料器零部件的设计计算 . 32 座轴的校核 . 32 料电动机的选择 . 32 旋轴的功率 . 32 动装置的总效率 总： . 33 机所需的工作功率： . 33 定电动机的转速 . 33 定电动机的型号 . 34 轴器选择 . 34 旋轴选择 . 35 的疲劳强度安全系数校核 . 35 总结与展望 . 37 参考文献 . 38 致 谢 . 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一章 绪 论 言 自动抹墙机由底座、垂直支架、水平支架、抹头箱、送料装置、电气控制箱组成，其特征是底下装有走轮和可伸缩支腿，垂直支架分左右支架，分别固定在底座的 两端，水平支架通过两端的左右导向支承座套在左右垂直立柱上，抹头箱在水平支架上可以左右移动，抹头箱上有抹板和抹头罩，抹板靠抹头旋转电机带动旋转，抹料是通过送料装置上的送料软管送往抹板的。该抹墙机属全自动，它具有：抹墙速度快，抹出的墙质量高，易生产、制造等优点。 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买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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。 灰机的背景 我国建筑业 各种工程特别是一般民用建筑需大量抹灰 ,因此抹灰施工一直保持着在建筑装饰工程中的重要地位。随着绿色建筑概念在 21 世纪的兴起 ,人们日益追求自然与舒适 ,内外墙以涂料为主的环保型装饰方式已经成为 21世纪的新潮流 ,这给机械喷涂抹灰带来了新的发展契机。 在建筑工程中就工期而言 ,装修工程要占总工期的三分之二 ,就劳力而言则占总量的 35%,而抹灰工程一项就占人工总数的 1526%。在我国长期以来装修落后于主体工程形成拖后腿的局面 ,拖延了工期 ,原因在于手工操作 ,效率不高 ,一般砖混结构中砖墙面抹灰每 100 平方米需抹灰工 4. 75 个，而抹灰机的使用则是一个时效性抹灰工具。 灰机的工作特点 特点可以用四个字来概括，那就是：多、快、好、省。 1、自动粉墙机它粉墙的速度快，每分钟可粉墙 4 平方米左右，比人工粉墙快得多。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2、它所粉出的墙面平整度垂直度能达到国家有关标准，附着力好 ,粘结力强 ,绝不会出现空鼓、空壳现象，所粉的墙面质量好。 3、省工、省力、省料。粉刷中没有落地灰，不要搭脚手架，节省了建筑架子的费用，体现了一个省字。 4、精心设计、精心制造，制造过程中的每道工序都有专职检验员严把质量关，整机在出厂前要经过几个小时的带负载检 验。因此机器作业安全可靠、经久耐用。 灰机的适用范围 自动抹灰机是居民楼、办公楼、地面硬化的民房室内立墙抹灰的理想设备。可抹得墙体有：水泥墙、砖混墙、空心墙、轻体砖墙、免烧砖墙等。适用的灰有：白沙灰、石粉、水泥粉、发泡沙浆、干粉沙浆、石膏等。抹灰厚度 5下，抹墙高度 5m 以下都可以使用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二章 总体方案和结构设计 体结构方案 此次设计的抹灰机为自动抹灰机，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。结构如图 灰机整体结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料装置 带有地面行走轮的槽钢固定着底板和各机构，输料器底盘上有电动机，电动机与减速器，接着与联轴器，然后与输料筒相连接构成灰浆输送装置。输料装置中的各部件装配在底座上，底座主要起固定零件和支撑作用。底座设计成简易小拖车的形式，前边配有拉杆孔，因为设计的小拖车是纯机械式的，所以设计拉杆孔方便对小拖车进行拖拉。其简易结构如图 图 底座 由图 2知从左到右主要的工作部件是电动机、减速器、离合器、螺旋输料器。在工作时，当输料器电机启动后，按要求配置的灰浆就从送料口送到输料机内，再由输料机内的螺旋输送器通过旋转将灰浆挤压到末端出料口处，并经过输料管送达抹灰装置上的圆型抹灰斗中，以此来实现灰浆输送。 这样设计与以往的抹灰机不同之处在于把料斗单独隔离出来，通过输料机进行灰浆输送 ,这一工作主要是通过电机带动输料筒中的螺旋输料器来实现的。这买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一装置主要是考虑到了喷灰机的特点，喷灰机工作时候是不需要移动灰浆输送机的，这样可以定点输送灰浆，不需要和普通抹灰机那 样随时运灰。这样可以节省人力和物力，在一定程度上提高效率。同时对于抹灰装置的设计及总体设计都是有利的。 灰装置 图 2此次设计的抹灰机主体结构中的另一部分抹灰装置部分。墙面抹灰就是通过抹灰装置实现的。具体结构如图 图 图 灰、传动装置结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 灰板侧面图 抹灰机的抹灰装置主体结构采用门架安装的方式，底部固定在底盘上，此部分结构主要包括门架、抹灰装置和传动装置。其中抹灰装置和传动装置与门架分别固定在两个不同的底座上。抹灰装置上的底座是固定在一起的，这样 可以构成一个固定的整体，在进行抹灰工作时可以整体上升和下降。而门架固定的底盘是拖车式的。 门架是由两根钢管和方管横梁构成的。钢管是抹灰机工作时抹灰装置和传动装置上下滑行的轨道，适应高度为 2 米 4 米。在进行移动时，如果需要抹灰的墙面高度较高时，每侧支架可分两节套管组成，通过这样的方式可以增加抹灰的高度，提高抹灰效率。横梁上两边各有一个固定的滑轮，钢丝绳穿过滑轮后通过电机带动的卷扬筒提升抹灰装置。横梁的作用是，在抹灰机工作时顶住房屋顶端固定住门架结构。横梁和钢管在搬运或者不用时可以拆分放置， 这样不但可以减小抹 灰机的体积，而且运送起来方便，快捷，省时省力。 门架固定在底盘上，而底盘与灰浆输送装置底盘基本相同，但是考虑到抹灰时稳定性的要求，底盘上会有螺纹支撑杆。根据实际工作要求，在抹灰时，上下墙面灰的厚度应保持一致，这就要求有一个机构固定底板，使其与墙面的距离保持不变，螺纹支撑杆就是起的这个作用。在具体工作时，底盘与墙体保持一定的距离，且是水平放置的，其水平移动是通过人力拖动实现的。底盘也是由方槽钢构成。在使用时钢管插入底盘上的与钢管所对应的孔中。由于采用自上而下抹灰方式，在确定好底盘位置后，固定好底盘，先让抹灰上 升，到达顶部后再下降进行抹灰。不需要和以前自下而上工作方式需要多次重复移动底座 1。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 此次设计的抹灰装置是灰头和灰斗一体圆型封闭式的，这样可以保重在电机停掉时由于其封闭性，可以防止灰浆外漏，灰斗是抹灰机的执行机构，在从上到下抹灰时，抹灰采用搅灰、压灰、抹灰方式来实现抹灰动作。工作部件还有螺旋轴，其主要作用在工作时通过搅灰、圧灰把灰浆压到墙壁上，螺旋轴的转动是通过电机带动卷扬轴，通过皮带连接带动螺旋轴带轮转动，实现抹灰，通过这个抹灰动作，可以使会将结合更紧密，抹灰质量更好。同时抹灰装置之所以这样设计主要是考 虑到墙面抹灰的压实效果和采用自上而下的抹灰方式。其他工作部件还有抹平板、耐压橡胶板，而根据对墙面平整度和光泽度的要求，对抹平板的粗糙度也是有要求的，以达到施工要求。 动力和传动装置主要由电动机、减速器、皮带及带轮、联轴器、钢丝绳、螺旋轴、卷筒等主要部件组成。电机产生的动力经减速器和皮带传动装置减速后，一方面带动螺旋轴旋转实现抹灰，另一方面通过卷筒工作，带动钢丝绳经门架上方的横梁上的滑轮带动整个抹灰装置沿着钢管移动。动力系统中取消了液压系统，也无气动系统，这样设计是考虑到这些系统中本身存在不稳定因素，不利于提 高抹灰质量。在传动系统中，电机和螺旋轴的连接是通过皮带实现的，皮带传递动力比较安全，如果突然负载过大，皮带可以通过打滑起到保护电机作用，使电机不至于因负载过大而烧毁。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴的输入功率 蜗杆轴 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 )( (1)确定作用在蜗轮上的转矩 T 按 Z=1,估取 ，有 4 1 4 9312 8 4 0 0 09 5 5 0 0 09 5 5 01 0 0 09 5 5 012 (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 中心距 a 的比值 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 P 1 22 6 (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，蜗买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 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 4 831822 (式 喉圆直径 50122482 222 (式 齿根圆直径 22482 222 (式 咽喉母圆半径 2 (式 图 轮简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 482 (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 (21 22 m 在 间符合要求。 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=20C 热散系数 K 从 4k 取 217 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 中较小的值的。 243 21 (式 8）计算圆周速度