机械毕业设计68邵阳学院I型瓷砖转弯机设计

邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 1 摘 要 本课题是设计一个改变瓷砖走向的机器，在空间上能保证生产顺利进行，分析说明 I型瓷砖转弯机设计的组成，分类，优点及各零件的装配原理；转弯机的设计方法。 I型瓷砖转弯机设计由理论设计和的制图两个部分。在 I型瓷砖转弯机设计过程中，用 Auto CAD 进行各零件的制图，使转弯机的各项技术要求得到保证，特别是部分配合零件的加工精度得到保证，在设计过程中尽量降低制造成本，提高经济效益，让企业在竞争处于有利的地位。 关键词： Auto CAD 转弯机 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 2 ABSTRACT The topic is to design a machine to change tiles in space can ensure the smooth progress of the production, analysis on the design of I-tiles around the composition, classification, merit principles and components assembly; Making aircraft design methodology. I make the design of tiles from the theoretical design and mapping two parts. I type tiles in the design making process, using Auto CAD various components mapping to make the technical requirements of the guaranteed, especially in parts of the processing precision guaranteed in the design process to reduce production costs, improve economic efficiency, so that enterprises in the competition in an advantageous position. Key Words: Auto CAD Making machine 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 3 目 录 摘 要 1 ABSTRACT 2 前言 4 1 Auto CAD 概述和转弯机技术要求 5 1.1 Auto CAD 的主要功能 5 1.2 转弯机在瓷砖生产中作用 6 2 电机带动 7 2.1 电机的选择和固定 7 2.2 链和轮的 选择 8 2.3 电机带动组装图 10 3 转弯机棍棒的材料选择和各部分结构 10 3.1 棍棒材料确定 10 3.2 棍棒组件 11 3.3 棍棒大端结构 12 3.4 棍棒中端结构 12 3.5 棍棒小端结构 12 4 棍棒与机 架的连接 13 4.1 棍棒大端与机架连接 13 4.2 棍棒小端与机架的连接 15 4.3 连接总图 16 5 转弯机机架的材料、结构和各零件 17 5.1 机架材料的确定 17 5.2 机架平面图 18 5.3 机架特点 19 5.4 转弯机技 术参数（已知参数） 19 5.5 转弯机零件清单 20 5.6 转弯机自制零件 21 结 论 22 参考文献 23 致谢 24 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 4 前 言 I型瓷砖转弯机是在瓷砖生产中不可却少的一部分，由于空间的限制，用以改变瓷砖的走向以达到空间合理的应用。其造砖过程是：砖土经过压砖机 形成砖模型 经过翻胚机（使瓷砖正面朝上） 经烘干部分 转弯机 加工 转弯机 窑炉 收砖。因空间的限制转弯机在瓷砖生产中是不可缺少的部分。转弯机是一项配合起重点的项目。 由于转弯机是因为空间而产生的，瓷砖在转弯机上的走向是 90度，所以关键的问题是是棍棒的锥度。转弯机的半径确定、棍棒长度确定、棍棒大端直径确定算出棍棒的小端的直径大小。已知棍棒间距可确定齿轮的大小和齿轮的配合。 计算及说明部分内容 (设计应包括的项目 )：零件的设计、方案及结构设计绘图部分内容：各零件的平面图；转弯机局部 装配图。本文介绍是基于 Auto CAD 制图 的 转弯机设计，随着社会生产力和科学技术的发展，零件的加工要求已成为机械制造工厂里不可缺的一种工艺设备。制造转弯机是在金属切削加工中，通过 Auto CAD 制图得到图纸，在图纸中标明各零件的技术要求，加工零件能完美配合。转弯机直接影响：瓷砖生产的质量、加工效率、制造成本、劳动强度、保证瓷砖的顺利生产。转弯机设计在企业的产品设计和制造以及生产技术准备中占有一定的地位。转弯机设计是一项重要的技术工作。 本文是设计一台瓷砖转弯机，是从空间上满足了生产的要求，能使瓷砖生成能得到 顺利进行。 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 5 1 Auto CAD概述和转弯机技术要求 AutoCAD 是美国 Autodesk 公司推出的一个通用的计算机辅助绘图和设计软件包 AutoCAD 从 1982 年问世至今，版本不断更新，从最早的 V1.0 版到现在的Auto 2006版，其中 R12前都是 for DOS版 ,从 R12开始增加了 for Windows 版 ,以适应于 Windows 操作系统 , R14 以后的版本取消了 DOS 版 ,并且其内容越来越丰富 ,功能越来越强 ,操作也越来越方便。由于它易于使用、适应性强（可用于机械、水工、建筑、电子等许多行业 ）、易于二次开发而成为当今世界上应用最广泛的 CAD软件包之一。 在 Windows平台下更方便、更快捷的进行绘图和设计工作，以更高质量与更高速度的超强图形功能、三维功能、 Internet 功能，而为广大用户所深爱，并广泛流行。转弯机是在瓷砖生产过程中，由于空间的因素，用以改变瓷砖的走向使瓷砖能顺利的进入下一个环节加工。 I型瓷砖转弯机是在瓷砖生产中不可却少的一部分，由于空间的限制，用以改变瓷砖的走向以达到空间合理的应用。其造砖过程是：砖土经过压砖机 形成砖模型 经过翻胚机（正面朝上） 经烘干部分 转弯机 加工 转弯机 窑炉 收砖。因空间的限制转弯机在瓷砖生产中是不可缺少的部分。转弯机是一项配合起重点的项目。 1 1Auto CAD 的主要功能 Auto CADJ是一种通用的计算机辅助设计软件，它能根据用户的指令迅速而准确地绘制出所需要的图形，是手工绘图根本无法比拟的一种高效绘图工具。 用户可以通过单击图标按钮、执行菜单命令及输入参数的方法，方便地绘制出各种基本图形，如：直线、多边形、圆、圆弧、文字、尺寸等。在 AotoCAD中可用不同的条件来绘制同一实体，可按尺寸直接绘制一般不需要换算。 Auto CAD 的强大功能并不仅是它的绘图功能，更主要的是它的图形编辑、修改能力。用户可以以各种方式对单一或一组图形进行修改，对图形实体进行移动、复制、改变大小、删除局部或整体。用户还可以改变图形的颜色、线型以及使图形在三维空间旋转。 Auto CAD 设计中心相当于一个中心仓库，用户利用它不仅可以有效顾管理图纸，而且还可以方便地借鉴和使用他人的设计思想和设计图形，从而提高绘图效率。 Auto CAD 具有一体化的打印输出体系，它支持所有常见的绘图仪和打印机，打印方式灵活、快捷、多样。造和管理，这些装配体中零件的数 量不受限制。 Auto 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 6 CAD能够让用户在任何时间、任何地点保持沟通，从而迅速而有效地共享设计信息。 1 2 转弯机在瓷砖生产中作用 了解一下瓷砖厂里瓷砖生产过程，用以下平面图可说明： 两组砖两组砖中间处理窑炉烘干炉翻胚机收砖台转弯机转弯机压砖机首先，砖从压砖机出来，经过翻胚机（在此不具体解释），再经烘干炉烘干瓷砖，烘干炉出来的瓷砖经转弯机，经转弯机后，进行中间处理（包括：水处理、扫灰处理、颜色处等等），再经转弯机，送上窑炉，经窑炉后，就变成可用砖。转弯机是一种瓷砖生成过程中必不可 少的部分，压砖机出来的砖经过烘干炉，烘干炉出来的砖如下图：邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 7 要进入转弯机的砖烘干炉出来两组砖的走向烘干炉出来的砖分成两组进入转弯机，分成两组的原因是易于砖的中间处理。 电机带动 1 电机的选择和固定 根据棍棒的滚动的速度确定电机的类型，因为是带动瓷砖，速度不求很高，转速范围要求在 100500r/min. r/min,不同的瓷砖要求的速度不一样。 JWB-X0. -190D的特性：是一种无级变速器输入功率为，为压铸铝中座型，最低输出转速为 r/min，最 高输出转速为 r/min，为底座连接 根据 JWB-X0. -190D无级变速电机的变速范围在 190950r/min以及其它的特性，根据电机转速 190950r/min和要求棍棒的转速 100500 r/min，初步决定链轮的传动可为为 5： 9，此电机满足转弯机所要求的。 所以选择的电机是 JWB-X0. -190D 型无级变速电机。 因为转弯机的转速要求范围是 100500r/min，估计无级电机所须的变速范围为 190950r/min，假设主动轮的齿数为 15齿，则链速 v： 11 1 5 1 5 . 8 7 5 1 9 0 0 . 7 56 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0z p n XXv X m/s1 5 1 5 . 8 7 5 9 5 0 3 . 760000 m/s 100r/min和 190r/min 的对比，可先假设传动比为 5： 9，可得： 112251 5 , , 2 79zz i zz , 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 8 初定中心距 a=40p 链节数 21 2 2 122221 5 2 7 4 0 1 7 1 522 2 4 0101pppz z z zapLpappLXL 电机的固定：先是用一块电机板固定在机架上，固定方式是用螺栓固定。电机固定板如下： 左视图两个 M10孔是用来电机板和机架的固定，另一方是用一块固定块连接。俯视图四个槽是用来固定电机，用螺栓连接。 （具体参照图 ZW I(R200) 03 07） 2 链和轮的选择 链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条所组成，以链作中间挠性件，靠链与链轮轮齿的啮合来传递动力。链传动的主要缺点是：瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。 目前，链传动广泛应用于矿山机械、农业机械、石油机械、机床及摩托车中。 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 9 通常， 链传动的传动比 i 8；中心距 a 56m;传递功率 P 100KW；圆周速度 v 15m/s;传动效率约为 0.950.98。 链传动的特性满足转弯机的要求，所以转弯机的带动用链带动。 1. 链条 链条的各零件由碳素钢或合金钢制成，并经热处理，以提高其强度和耐磨性。 滚子链上相邻两滚子中心的距离称为链的节距，以 P 表示，它是链条的主要参数。节距越大，链条各零件的尺寸越大，所能传递的功率也越大。 根据棍棒的传动力确定链的型号为：链号为 10A。（节距为 15.875mm） 2. 链轮 有以上可知，电机的转速在 190950r/min，而转弯机要求的转速在100500r/min， 链轮上被链条节距等分的圆称为分度圆，其直径用 d 表示。若已知节距p和齿数 z 时，链轮主要尺寸的计算式为： 分度圆直径直 d=p/sin(180/z) 齿顶圆直径 damax=d+(1-1.6/z)p-d1 damin=d+(1-1.6/z)p-d1 齿根圆直径 df=d-d1(d1 为滚子直径 ) Z为齿数， p 为节距， d1为滚子外径。 齿数的选择：可按链速由下 表选取 z1,然后按传动比确定另一链轮的齿数，z2=iz1。 链速 v(m/s) 0.63 38 8 Z1 确定主动链轮的齿数为 5齿，被动链轮 27齿。 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 10 3电机带动组装图 （ 具体参照图 ZW I(R2000) 00 00A） 3 转弯机 棍棒的材料选择和各部分结构 3 1 棍棒材料确定 所生产瓷砖规格： 700X600X10（ MM），经查证一般瓷砖密度为 2.32.4 3/g cm ,可算出一块砖的质量为 966010080 克。如下图所示不难看出瓷砖运动的瞬间至少有 6根棍棒支撑着。 六根棍棒支撑瓷砖走向瓷砖因为棍棒运动速度比较小（受力可忽略），所以每根棍棒受力为 10080/6=1680 克。棍棒受力很小，所以设计棍棒时比较好设计。 棍棒工作时所承受瓷砖给它的压力可约等 1680 克。 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 11 棍棒承受力的计算： 棍棒面积 224s D d棍棒 采用的材料是： 采用做为材料有下列特点： 1为了机架在生产应用时能得到质量保障和安全保障，应用时确保材料有足够的硬力保证生产。 2从经济效益考虑从价格是比较适合。 3从运输方面，和空心质量不会很重，送货就省了不少工夫。 4 从加工方面， 具有质轻、易切割、易成型 ,免拆无需打毛面、节省支架和工时等优点。 并实现该工序的加工精度的要求。 3 2 棍棒组件 由转弯机技术参数表可知已知是棍棒大端直径 78mm，棍棒长度 900mm,转弯半径 2000mm，可解出棍棒小端直径 2r,公式如下： 900/200=（ 78/2-r） /78 r=42.9(mm) 可解出 r,在制图时要标出棍棒的锥度，根据锥度公式： 锥度 =(D-d)/900,D 是棍棒大端直径， d 是棍棒小端直径。 可算出锥度 = 7 8 4 2 . 9 19 0 0 9 0 0 2 5 . 6 4 1Dd棍棒组件结构： 棍棒是由三部分组成的：棍棒大端、棍棒中端、棍棒小端，经以上锥度公式可求棍棒的锥度 K 为： K=1： 25.641 看详图请参照 (ZW-I(R2000) 02 00） 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 12 3 3 棍棒大端结构 棍棒大端结构 棍棒大端结构由上图可见，棍棒是空心和轴之间是焊接连接起来。具体参照图 ZW I(R2000) 02 01 3 4 棍棒中端结构 棍棒 中 端结构 （具体参照图 ZW I(R2000) 02 02） 3 5 棍棒小端结构 由于棍棒滚动是电机带动链轮，链轮和棍棒小端的固定配合从而带动棍棒，固其中有一只棍棒小端较长和链轮连接。 棍棒 小 端 A 结构 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 13 （具体参照图 ZW-I(R2000) 02 03A） 棍棒 小 端 B 结构 （具体参照图 ZW-I(R2000) 02 03B） 4 棍棒与机架的连接 4 1 棍棒大端与机架连接 棍棒大端与机架连接详细图 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 14 （具体参照图 ZW-I(R2000) 00 00B） 棍棒大端与大端之间的传动是靠齿轮的传动，如以下图所示： 齿轮传动放大图如下： 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 15 齿轮参数请参照图： 过桥齿轮和传动齿轮。 过桥齿轮的固定：用齿轮固定板、齿轮调节板轴承套、螺栓等固定具体请参照图： （ ZW-I(R2000) 00 00B） 4 2 棍棒小端与机架的连接 棍棒 小 端与机架连接详细图 以上是棍棒小端 A 与机架的连接 （具体参照图 ZW-I(R2000) 00 00B） ，棍棒小端 B与机架的连接如下： 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 16 （具体参照图 ZW-I(R2000) 00 00A） 轴承的选取： 求计算功率 cp 根据装置工作状况查表 13-6工作情况系数 得 1aK ，故 1 3 7 0 3 7 0cap k p X W （ 1）求出轴承基本额定载荷 由 61/610()6060()10thpphtfCLhn f pfp nCLf 得 1/660()10prhtfp ncLf上式中 1tf 、 1pf 查表 16-9和 16-10 温度系数 tf 和载荷系数 pf ，工作载荷稳定，温度不高。所以 1 / 361 0 . 3 7 6 0 5 0 0 5 0 0 0 0 4 . 2 3 61 1 0rXXC X X根据 UCP205 外球面调心带座轴承性能可确定为此轴承。 4 3 连接总图 棍棒与机架连接总图如下 （不包括链轮带动那根） 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 17 （具体参照图 ZW-I(R2000) 00 00B） 转弯机 机架的材料和结构 1机架材料的确定 机架采用的材料是： 80X40(mm)空心方管（方管材料是 Q235，厚 1.5mm） 采用 80X40方管做为材料有下列特点： 1、 为了机架在生产应用时能得到质量保障和安全保障，应 用时确保材料有足够的硬力保证生产。 2、 从经济效益考虑 80X40(mm)空心方管 从价格是比较适合。 3、 从运输方面， 80X40(mm)空心方管 是空心的质量不会很重，送货就省了不少工夫。 4、 从加工方面， 具有质轻、易切割、易成型 ,免拆无需打毛面、节省支架和工时等优点。 并实现该工序的加工精度的要求。 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 18 2 机架平面图 机架 平面 体图 按要求转弯机的转角为 90 度，把机架做成小一点，如上图所标 100MM，机架小点，上面的确棍棒 的棍棒能容易 的配合。 （具体参照图 ZW-I 01 01） 机架 平面 体图 (具体参照图 ZW-I 01 01) 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 19 机架特点 机架的大部分是用 80X40(mm)空心方管 焊接而成的，除了机架脚如下图： ，机架与地面接触部分是用双头螺栓连接成的，可以控制机架的升降。 (具体参照图 ZW-I 01 01) 5 4 转弯机技术参数（已知参数） （ 90 R2000）字面意思说明： 90为转弯机转弯 角度， R2000 为转弯机外围半径为 2000mm. 90 R2000 转弯机技术参数 序号 项 目 参 数 单 位 备 注 1 转弯半径 R 2000 mm 2 转弯角度 90 度 3 辊棒间距 S 138 mm 大端 4 辊棒直径 78 mm 大端 5 辊 棒 长 L 900 mm 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 20 6 转弯方向 逆时针 7 走砖速度 V 8 平台高度 H 1400 mm 9 配 JWB-X0.37B-190D 无级变速器电机 1台 5 5 转弯机零件清单 90 R2000 转弯机 零件 一、 机架组件 ： 1锥度辊棒组合件： 23根（其中一根小端支承轴长度加大，装配被动链轮） 2 UCP205 外球面调心带座轴承 23只 3 UC204 特制外球面调心带座轴承 23只 4 Mn=3 Z=27 =8.5左旋传动齿轮 23只 5 Mn=3 Z=28 =8.5右旋过渡齿轮 22只 6 6003-2RZ深沟球轴承 22只 7轴承套 22只 8主动链轮 P=15.875 Z=15 24 孔 1只 9被动链轮 P=15.875 Z=27 20 孔 1只 10无级变速器电机 JWB-X0.37 1 台 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 21 5 6 转弯机自制零件 R2000产品自制明细表 序号 名称 图号 材料 数量 备注 1 转弯机机架 ZW-I-01-01 1 2 转弯机小头连接底板 ZW-I-01-02A Q235 1 3 转弯机大头连接底板 ZW-I-01-02B Q235 1 4 锥度辊棒组件 ZW-I-02-00 45 23 5 传动轴 I（大端） ZW-I-02-01 45 23 6 传动轴 （中段） ZW-I-02-02 45 23 7 传动轴 （小端） ZW-I-02-03A 45 22 8 传动轴 （小端） ZW-I-02-03B 45 1 9 齿轮固定板 ZW-I-03-01 Q235 22 10 齿轮调节板 ZW-I-03-02 Q235 22 11 油槽底 ZW-I-03-03 Q235 1 12 油槽固定块 ZW-I-03-04 Q235 6 13 轴承套 ZW-I-03-05 Q235 22 14 过桥齿轮（ 28） ZW-I-03-06（ 28） 45 22 15 传动齿轮（ 27） ZW-I-03-07（ 27） 45 23 邵阳学院毕业设计 （ 论文 ） 22 结 论 通过对上述工序图的分析、说明，设计出的转弯机有提高加工效率、降低成本等优点。 通过毕业设计，我进一步了解了实际工程与所学专业之间的联系。只有理论知识是远 远不够的，把所学知识应用到实际工