1、设计题目：新型喷涂机设计全套图纸加V信153893706或扣 3346389411姓 名 学 号 专 业 班 级 指导教师 学 部 答辩日期 设计评语（一）姓名学号专业班级总成绩设计题目： 新型喷涂机设计答辩委员会评语答辩成绩主任签字： 年 月 日答辩委员会成员签字学部设计（设计）领导小组意见组长签字： 年 月 日 学部公章 设计评语（二）姓名学号专业班级设计题目：新型喷涂机设计指导教师评语指导教师成绩设计题目：新型喷涂机设计。是打连铝型材厂实际的一项题目是结合实际进行的实践题目，具有一定的实际应用和推广价值。赵同学的新型喷涂机设计。是对铝型材表面喷涂装饰涂料的工艺进行自动喷涂机进行结构方面的
2、设计。提出了喷涂机主要性能参数选择的理论和方法，计算出喷涂机性能的主要参数，根据大连铝型材厂的设计要求，结合国内外的生产实际。设计出一台满足设计要求的喷涂机，经过生产运行取得良好效果。 在整个设计过程中，该同学勤奋刻苦、踏实认真、工作热情高，理论基础较扎实，具有一定的独立分析问题和解决问题的能力。能够与其他同学进行很好的合作和协调，设计撰写完整规范，条理清楚。结合题目查阅了大量的相关资料，整个设计方案合理。较好地完成了设计任务。指导教师签字： 年 月 日 设计评语（三）姓名学号专业班级设计题目：新型喷涂机设计评阅教师评语评阅教师成绩赵同学设计题目：新型喷涂机设计，是打连铝型材厂实际的一项题目，
3、是结合实际进行的实践题目，具有一定的实际应用和推广价值。赵同学设计主要工作是对对铝型材表面喷涂装饰涂料的工艺进行自动喷涂机进行结构方面的设计。提出了喷涂机主要性能参数选择的理论和方法，计算出喷涂机性能的主要参数，根据大连铝型材厂的设计要求，结合国内外的生产实际进行了合理选择和设计。在论文的设计计算内容方面较系统，在零件图的绘制方面存在少量错误。从论文可以看出该生对专业知识掌握基本扎实，独立工作能力较强，但设计方法方面有些地方还需改进。论文格式基本准确，语言较规范，理论分析较深入准确，制图基本符合国家标准，对生产实践有一定指导作用。 评阅教师签字： 年 月 日 设计任务书姓名学号专业班级设计题目
4、新型喷涂机设计设计的立题依据 新型喷涂机是一种喷涂设备广泛应用于各种喷涂自动线，代替人完成喷涂作业。本设计是根据大连铝型材有限公司的生产需求而设计。主要技术参数：喷涂高度：1000-2700 mm, 喷涂速度：2-10m/分主要内容及要求1 总体设计：调研及查阅资料，撰写开题报告，理论分析计算；2 进行喷涂机结构设计绘制装配图一份、进行喷涂机零件设计零件图若干4 整理设计说明书、编写设计计算说明书一份。计算正确完整、文字简洁通顺，符合撰写规范；说明书中所引用的重要计算公式和数据应标明出处；文字不少于2万字。进度安排 2月25日 选题 2月26日 3月2 日 接受指导老师的指导 3 月 3日
5、3月9 日 拟定论文大纲 3 月10日3月16日 搜集、查阅、整理相关资料 3 月17日4月 8 日 初稿形成 4 月9 日 4月15日 初稿审定 4 月16日4月 29日 第一次修改 4 月30 日 5月6日 第一次审定 5 月7 日 5月9 日 第二次修改 5 月10 日5月13 日 定 稿 5月14日5月24 日 论文评阅小组评审论文（设计） 5 月 25 日 设计答辩学生签字：指导教师签字：年 月 日新型喷涂机设计不要删除行尾的分节符，此行不会被打印-I-千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”
6、这一行后加一空行- II -千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 1 -摘 要立式往复升降机是机械行业，建筑行业中用于喷涂的一种机械设备。传统的喷涂工作通常是由手工操作完成的，通过人工的经验或者视觉来进行喷涂工作。这样的工作量大，并且精度很低，工作效率不高，喷涂往往不均匀，难以达到工作要求。随着科学技术的发展，自动化科学的发展，这种手工操作已经可以用机电产品来代替完成。这种手工操作不适合现代发展的需要。本设计的任务是设计一台机电产品，来进行喷涂，以更好更快的完成喷涂工作。本设计采用链传动，传动比为1：1，链轮在垂直方向上，上下各置一个。在链
7、轮中间连接一个移动小车，移动小车通过链带动，在立柱上滚动。喷涂喷枪就安装在小车上。通过链传动带动小车上下往复运动，从而实现垂直往复喷漆。链传动由交流变频电机驱动链轮以实现，往复运动的位移、速度、启动、停止采用PLC和变频器进行控制。本设备设有专门的控制面板。关键词：喷涂机；链传动；UG模拟装配New sprayer assembly process design AbstractVertical reciprocating elevator is mechanical equipment used for spraying in mechanical industry and architec
8、ture industry .Usually, traditional work of spray is complete by handwork, and progress spray work through manual experience and vision. In this way, the quantity of work is great, precision and work efficiency are low, and something spraying is growl or not uniformity. So it is difficult to meet th
9、e demand of work. Along with the development of science and technology, automation science; such handwork does not suit the development of modernization and it can be substituted by mechanical-electrical equipment.The mission of this design is to designs a mechanical-electrical equipment to complete
10、 the spray work more fine and more rapidly. This equipment adopts chain drive, and the rate of the transmission is one to one. The chain wheel is fixed on the perpendicular direction, the top and bottom is each to place. In the middle of the chain, set a small car which is drive by the chain transmi
11、ssion and roll on the vertical pole. The spray guns install on the small car. Through the chain transmission drives the small car doing top and bottom moving. Just this vertical back and forth spray is complete. And the chain is derived by a direct current frequency conversion electromotor. The disp
12、lacement, speed startup and halt of the back and forth moving, are controlled by PLC and transducer. And this facility mounts a special control panel.Keywords：Assembly process design；Chain transmission；Unigraphics NX4-III-不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论1 1.1 课题背景1 1.2 设计任务1 1.3 UG软件介绍2 1.
13、3.1 工业设计和风格造型2 1.3.2 产品设计3 1.3.3 仿真、确认和优化3 1.3.4 有序的开发环境3 1.3.5 UG的兄弟软件3 1.3.6 UG的二次开发工具4第2章 机械结构设计5 2.1 总体方案设计5 2.1.1 传动类型的选择5 2.1.2 考虑功率消耗6 2.1.3 导柱形状选择6 2.1.4 关于各连接件的联接与配合6 2.2 总体结构设计6 2.2.1 传动小车整体结构设计6 2.2.2 底部设计8 2.2.3 导向柱的安装8 2.2.4 前后壳的配合8 2.3 零件设计9 2.3.1 电机选择和导向柱9 2.3.2 小车结构设计11 2.3.3 螺栓轴设计14
14、 2.3.4 链和链轮的选择15 2.3.5 前后壳设计18 2.3.6 电机箱设计19 2.3.7 基板、地轮架和底座设计20 2.3.8 上基板和上罩设计22 2.3.9 链轮轴24第3章 电气控制设计29 3.1 PLC简介29 3.1.1 PLC的概念29 3.1.2 PLC的特点29 3.1.3 S7-200 简介31 3.1.4 本设备对PLC的应用说明31 3.2 变频调速技术简介33第4章 产品说明书35 4.1 产品简介35 4.2 产品特点35 4.3 安装说明35 4.4 设定和调整37 4.4.1 注意事项37 4.4.2 设定、调整过程37 4.5 操作说明38 4.
15、5.1 注意事项38 4.5.2 操作说明38结 论40参考文献41附 录42致 谢46新型喷涂机设计第1章 绪 论1.1 课题背景当企业规划采购大型、复杂的生产设备或系统时，就产生了设备选型设计的问题。所谓选型设计是指对某个计划购进的设备，以工艺要求和预计的设备投资情况为依据，对设备可能的技术方案进行分析比较，确定该设备主要功能、结构形式和主要参数的过程。设备选型设计的好坏直接影响企业的生产质量和经济效益，关系重大，可谓是举足轻重。由于大型、复杂设备和系统的品种繁多，规格复杂，这使得企业的设备选型设计成为一项十分复杂的工作，绝不能等闲视之，掉以轻心。企业在设备选型中，不能仅仅依靠供应商的介绍
16、和推荐，必须充分保持自主性和主动性，在深入分析企业的生产现状，明确企业的发展规划的基础下，做出正确的决策。 本文自动喷涂机的选型设计的过程及结果进行总结，对选型设计的方法和原则进行了探讨和研究。由于自动喷涂机在改善产品质量、提高生产效率、节能降耗、健康环保等方面的突出优势，已经被广泛地应用于汽车行业，成为车身涂装的关键设备。自动喷涂机的复杂结构使得它的选型设计是一个复杂的、困难的过程。在充分分析了工艺要求和自动喷涂机的原理、性能指标、关键参数、主要结构后，对各子系统分别进行了选型设计，并综合考虑各子系统之间的数据信息接口和各部件的运作是否存在约束这两个问题，进行系统集成，最终形成完整的自动喷涂
17、机的选型设计方案，完成了自动喷涂机的选型设计。同时对和自动喷涂机配合工作，组成自动喷涂系统的其它相关设备也进行了细致的选型设计，以确保整个自动喷涂系统的协调性及兼容性。根据自动喷涂机及其相关设备的选型设计的结果，形成最终的设备采购标书，对这些设备进行了分解招标，满足了生产要求，取得了很好的效果。根据工作经验，论文总结了选型设计应该遵循的各项原则。 本文还对选型设计的发展做了展望，提出了智能化选型设计的构想，计划利用人工智能和专家系统来进行大型复杂设备和系统的选型设计。1.2 设计任务本设计的主要任务是根据厂方给的要求和相关数据，进行机械机构设计，零件设计，设计出比较优良的机械装置，能较好的完成
18、喷涂任务。另外，对自动控制进行大致的原理性设计。1.3 UG软件介绍EDS公司的Unigraphics NX是一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。Unigraphics NX为设计师和工程师提供了一个产品开发的崭新模式，它不仅对几何的操纵，更重要的是团队将能够根据工程需求进行产品开发。Unigraphics NX能够有效地捕捉、利用和共享数字化工程完整过程中的知识，事实证明为企业带来了战略性的收益。 来自 UGS PLM 的NX 使企业能够通过新一代数字化
19、产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。 NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。
20、 NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。1.3.1 工业设计和风格造型NX为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状，并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美
21、要求。 1.3.2 产品设计NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。1.3.3 仿真、确认和优化NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。1.3.4 有序的开发环境NX产品开发解决方案完全支持制造商所需的各
22、种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。NX与UGS PLM的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于CAD、CAM和CAE在可控环境下的协同产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。UG主要客户包括，通用汽车，通用电气，福特，波音麦道，洛克希德，劳斯莱斯，普惠发动机，日产，克莱斯勒，以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计，充分体现UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。在高端领域与CATIA并驾齐驱。1.3.5 UG的兄弟软件 1）Team Center，与达索的Smarteam并称为最强大的PLM软件。 2）Postbuild
23、er, 准确的说是UG软件的一部分，强大的CAM/CNC后置处理器。 3）Nestran，与NASA的Nestran同根同组，是军工及航空航天业强大的CAE软件，主要应用于线性问题求解。 4）I-DEAS，军方用高端软件，福特和日产使用，常用在CAE领域。5）SolidEdge，中端设计软件，除了Solidworks之外很常用的软件。6）Imagewre，逆向与汽车A面造型软件，在此领域市场领导者。1.3.6 UG的二次开发工具Open Grip，提供了最简单的解释性语言，类似于AutoCAD的Lisp，可以完成绝大多数曲线，实体CAD操作功能，生成的文件可以被UIStyler二次开发的菜单.
24、men文件调用，也可被Open API(C语言)或者Open C+调用。Open API，也叫Open C，UG的一个C语言函数库，将相似功能的函数放在同一个.h头文件中，只要被.c文件#include一下就能使用，编译后生成dll，这种dll文件可以直接由3种方式调用： 1）通过.men调用，需要写在.men文件中。 2）通过UI Styler二次开发的对话框.dlg中的按钮响应函数来调用。 3）通过Open Grip函数调用。 Open C，是最强大的二次开发工具，可以实现草图，三维实体曲面，产品装配，汽车模块，模具模块，知识工程（Knowledge fusion），CAM加工，有限元FE
25、M，数据库操作等所有UG功能的二次开发。 Open C+，与Open C类似，只是函数库为C+类库的形式，可以用C面向过程或者C+面向对象的方法来编写和调用。但是功能局限于CAD。Tooling Language，UG自己提供的一套工具说明性语言，比较多的用在Genius设备刀具管理和Postbuilder。 CAM后置处理器上，一般情况下，不需要做任何修改，Postbuilder为例，在这个用Java编写的跨平台工具中，机床类型、主轴、机床各轴，进给率，刀具描述等都已经由这种由Java生成的工具语言完成。 第2章 机械结构设计机械结构是本设备的最主要的部分，本章的任务就是设计一个合理的机械结
26、构，使其能更好的完成喷漆工作，并且在满足性能要求的前提下，我们还应该尽量考虑经济性、环保等诸多方面的因素。尽量做到各方面因素的最佳结合。本章主要分为三大部分：第一部分，立式往复升降机的总体方案设计。第二部分，立式往复升降机的总体结构设计。第三部分，具体的零件图设计。主要的设计思路是，首先确定关键部分应该采取的结构、方式；然后对机械结构的部分总体进行构思；最后才逐个进行具体的零件设计。2.1 总体方案设计2.1.1 传动类型的选择通常用传动方式主要有齿轮传动、蜗轮、蜗杆传动、链传动、带传动等。根据厂方提供的基本要求，由于该设备为立式往复升降机。按其垂直方向的行程规格的不同，要提供1.5米，2.0
27、米，2.5米三种规格。垂直行程较大，若采用齿轮传动，则整体结构就显得笨重，并且这样成本就比较高，不符合经济性。并且由于要安装喷涂设备，结构不易安排，所以齿轮传动不可取。考虑蜗轮、蜗杆传动，同样的，由于该设备要求的垂直方向的行程较大，若采用蜗轮、蜗杆传动，那么成本就很高，并且结构显得庞大，结构不易设计。所以排除采用蜗轮、蜗杆传动。再考虑带传动。考虑垂直方向的行程，带传动可以满足要求，并且结构可以安排得比较紧凑，只要选择V带传动就可以（因为平带在垂直安装下太容易打滑）。但是考虑到V带要带动喷涂设备，这样即便V带也容易造成打滑现象出现，虽然比平带要好得多，并且V带摩擦损失较大。这与该设备的基本特性要
28、求不相容。因为其往复喷涂运动要求连续性，否则喷涂不均匀或不连续，喷涂功能就无从谈起了。所以带传动也不可取。考虑链传动。首先，链传动效率较高，运动连续。这些特性正好适合本设备。但链传动噪音较大，并且极不适合急速换向运动。不过，由于本设备在低速条件下运行的，所以链传动的缺点不成大碍。采用链传动基本能符合要求，故初步选择链传动。2.1.2 考虑功率消耗根据该设备的喷涂要求可知，垂直往复运动十分频繁，所以链的损耗很大，功率消耗也较大。传统的常用的保护方法是进行润滑保护，以减少摩擦损失，达到保护链和节省功率的目的。但是，只是这样仍然不够，功率损耗依然很大。并且，喷涂设备往上运动时消耗的功率和往下运动时消
29、耗的功率一致或者相近。通常在这样的情况下，采用配重。通常配重是根据与之配合部分的重量以用设备形状尺寸来确定的。本设备中，配重质量等于喷涂部分的质量，其形状根据设备尺寸确定。这样就可以基本消除冲击载荷，并且能极大的减小功率消耗和磨损。2.1.3 导柱形状选择导柱形状可以选择为圆形或多边形，通常选用圆形或者正方形。若采用圆形导柱，那么导轮的固定不容易操作，定位也很难固定。因为如果采用圆形的导柱，则定位、支承件都要采用环型的。而采用正方形导柱，定位精准，并且固定和夹紧容易操作。采用角铁支架配合螺栓轴的方式进行定位与夹紧。2.1.4 关于各连接件的联接与配合由于各类机械配置，不论属什么类型的，只要是一
30、个完整的产品，其必然有许多的零件。而零件相互间的配合较多。就机械而言，更多的是螺栓或螺钉联接。这就关系到螺纹孔、通孔的配合、位置问题。在零件较多的情况下，这一设计较为繁琐。因为，一旦改动某些零件，那么必须按照联接关系逐一进行。为了避开这一情况。本设计中在一些这样的配合中采用配钻方式，即先设计较为重要的或变动较少的零件的尺寸，这样与配合的件上的通孔或螺纹孔就不用再设计了，直接配钻就可以。这样就更方便设计的修整，也节省了很多时间和精力。配钻孔在图纸中必须注明出来。2.2 总体结构设计2.2.1 传动小车整体结构设计2.2.1.1 传小车滚动部分设计如图2-1所示，小车安装在正方形的导柱上。根据厂方
31、所给数据，取方管为9595mm。上、下各安置8个尼龙轮，尼龙轮中装有轴承。如2.2.3所述，小车的定位与夹紧由支架和螺栓轴完成，如图2-1。图2-1 尼龙轮中装采用三个小支架和一个大支架，在用42=8个螺栓轴锁紧。选用一大个支架是为了给链条一个空间，以及安装挂板。支架两端都设计为封闭。所以其竖起方向中部应该设计一个孔，让链条通过。孔的位置由链轮直径以及相关的螺栓配合尺寸。关于锁紧，由于每个四上都有两个导轮，其间需要一定的间隙。所以在设计螺栓轴的时候要考虑这一点，让两导轮间间隔的一固定的距离。综合各方而把因素和经验，有两种方案可以选择。一是采用轴套，二是采用阶梯轴。采用轴套，那就要24个轴套，这
32、样零件就显得太多。增加了安装的工作量和难度。采用阶梯轴，可以减少零件数，但是需要轴为两端均为螺纹并且采用阶梯轴比采用轴套节省材料，成本也相对低些。所以采用第二种方案。图2-2 挂板示意图2.2.1.2 喷涂部分喷涂装置的喷枪联接在小车上。为了安装喷涂装置，设计二挂板。挂板通过四螺栓轴联接在支架上，从而达到定位和锁紧。如图2-2所示，螺栓轴分别布置在大支架和与之相邻的二小支架上，每侧各二个螺栓轴。然后在由挂板确定的平面上安装一连接板。这样在连接板上就可以安装部分的装置。挂板的定位单是螺栓轴还是不够的。所以设计轴套进行定位和夹紧。挂板应该设计在轴的中间位置。连接板和挂板配合的孔进行配钻。2.2.2
33、 底部设计为了方便操作以及工作需要，立式往复升降机需要一定的水平位移。所以在喷涂机底部设计二条平行的角铁导轨，用以实现水平方向的运动。为了与此配合，需要设计地轮及其需要的一些安装零件，比如地轮架等等。 电机箱的设计首先要确定电机的功率。一般情况下，电机功率能满足本设备的要求（负重不是很大），主要是考虑经济问题和电机的安装尺寸。这样才可以确定电机箱的机构尺寸。由于电机工作时发热，需采用散热装置，所以在电机箱两侧各开一散热口。2.2.3 导向柱的安装在该设备中对导向柱的位置要求较高，因为喷涂装置安装在移动小车上，而小车又依靠导向柱而运动。所以设计应该满足导向柱的垂直度需要。即设计应使其位置十分稳靠
34、导向柱立着安装，下端安装在电机箱上，中间有基板；上端安装在上基板上。为了保证导向柱在工作中不动，在其两端设计螺纹孔，使用螺钉坚固。与之配合的上板和基板上则需要焊接一方铁，以布置孔和导向柱配合。2.2.4 前后壳的配合由于要求密封性，所以最理想的方法是前后壳封闭，形成腔体。但是，由于挂板和装置，不可能采用这种方法。后壳设计较为容易，只要在考虑尺寸的情况下能盖住小车部分就可以；而前壳在小车之前挂板之后，所以必然的前后壳体之间有一定的间距，不可能密封。在本设计中，主要考虑的问题在于防尘。采用弹簧油纸即可达到要求。2.3 零件设计2.3.1 电机选择和导向柱2.3.1.1 电机选择根据厂方的要求，升
35、降的最高速度为0.75m/s。本设计中采用三相异步电机驱动。由于链条线速度低，而电机转速较快，所以需要设计一个变速器。常用的变速器有齿轮变速和蜗轮、蜗杆变速器。考虑安装尺寸，若采用齿轮变速，则结构较为庞大，而采用蜗轮、蜗杆变速则小得多。再考虑安装方式，若采用齿轮变速，那么电机必须和链轮轴同向。采用蜗轮、蜗杆则电机轴和链轮轴交错。综合考虑，选择蜗轮、蜗杆变速器。电机轴和蜗杆联接，而蜗轮轴通过联轴器和链轮轴联接。电机轴和变速器及链轮之间的配合关系如图2-3所示。图2-3 变速器与链轮的配合示意图在本设计中考虑功率，由于在低速下运行，所以，在电机选择时，转速一般都能满足，主要虑电机负载。又由于设计有
36、配重，链条受力均衡，所以电机负载很小。考电机轴受3个方向的力轴向力、切向力、和法向力，如图2-4。主要考虑切向力。在这里，我们估计F=300N。对链轮尺寸进行估计，取R=50mm，电机轴r=10mm,则公式 P=FV （2-1）有 考虑损失系数 取=0.85 则 （2-2）所以选电机 Y90L-6重量为 27kg， 其功率为 0.75kw。它的安装尺寸为：L=330mm,HD=195mm,AC=175mm,AD=155mm,H=90mm,D=24mm,E=50mm图2-4 电机受力图选用NMRV（带输入 法兰式减速成机）系列涡轮蜗杆变速器。减速比为1：10，DZ，Y0.75其与电机配合如图2-
37、5.图2-5 NMRV系列蜗轮减速器2.3.1.2 导向柱根据厂方的原始要求，取导向柱为9595，材料为45钢。由于导向柱基本不受水平方向力，并且其垂直方向的负载也不是很大，所以取其厚度为3mm，确定其长度尺寸。由于要求升降机的往复行程要求为：1.5米、2米、2.5米。取导向柱长度为2500mm。如前所述，导向柱在其两端应布置螺纹孔以保证其在工作中不产生晃动。具体布置如图2-6所示，在方管的每侧各设四个螺纹孔，方管两端各二，对称分布。孔的位置如图，孔中心离导向柱端面距离为20mm，到与孔所在面较近面的距离为25mm。导向柱是方管，棱角进行倒圆角R3。导向柱上安装有移动小车，而移动小车和导向柱之
38、间是通过16个导轮来配合的。导轮在导向柱上滚动从而实现小车的垂直运动。为了保障小车运动的精度，即小车运动需要垂直，需要对导向柱进行表面处理。因为和导轮接触的表面摩擦损失相对较大，所以我们采用在外表面喷涂聚四氯乙烯。在这里，影响小车运动精度的主要是表面粗糙度。该表面的粗糙度取为1.6，其余部分相对而言没这么重要，取粗糙度为3.2。 图 2-6 导向柱2.3.2 小车结构设计首先选择导轮，这样才能方便设计。选用塑脂轮603010，60为外径，30为导轮宽，10为导轮内径。在移动小车结构中，采用支架结构用于定位和锁紧。定位和锁紧是通过支架和螺栓轴的配合来实现的。先分析支架间的配合关系。首先，支架要锁
39、紧导轮，如前面所叙述的，上下各需要4螺栓轴，即每个支架的两端各有2孔，每侧一个。关于孔位置的安排，在一般机械装置中都采用对齐对称的布局，但是考虑到本装置中尺寸较小，若对齐对称安装，可能会产生干涉，所以将孔错开一定距离，以确保安装方便。另外支架还支承挂板，这一功能由大支架和相邻的两小支架来实现。因为挂板要支承喷涂部分的装置，受力相对较大，所以设计其支承轴外径为16mm，设计挂板宽度135 mm，取其厚度为5mm，材料为45钢，如图2-7所示。由于挂板从大支架两侧伸出，并形成平面以安装连接板，所以它中间拐角必须为135度。与连接板配合部分的尺寸设计如图2-7。图2-7 挂板两螺栓孔中心距为105m
40、m，与连接板配合的两个孔中心距设计为80，配合宽度为35mm。所以，支承挂板的支架上也必须有16mm孔。设计支架长度为350mm，厚度为3mm，材料为45钢。孔的水平方向的位置如图2-8。图2-8 大支架图小支架上支承导轮轴的孔和支承挂板的孔到支架另一面的距离均为20mm。大支架上螺栓孔到其顶角的距离为25mm，孔分布在三角两侧。大支架除支承导轮和挂板外，还要连接链条，这就要设计相关零件，本设计采用拉杆用以连接。所以在大支架上需留出一个孔，采用方孔，其尺寸和位置由链条和链轮可以确定。支架上的孔在垂直方向的配合如图2-9。图2-9 支架垂直方向配合图该图为大支架及其相邻的两个小支架。连接挂板的两
41、个孔，离端面最近的孔距离为100mm,两孔间的距离和挂板上的两螺栓孔一致，均为105mm ,偏差设计为0.5mm。两支承导轮的螺栓孔在上图已经清楚的表示出来。大支架每端的两个孔都错开25mm，与之配合的小支架上的孔位置也相应的变动。另外一个支架（没和大支架配合的支架）其外形尺寸和别的小支架一样，其上支承导轮的孔，在垂直方向上到较近端面距离为25mm。为保护支架，防止其受磨檫损失，采取保护措施。采用最常用并且较为经济的方法，在支架表面喷黑漆。2.3.3 螺栓轴设计支承导轮的螺栓轴，如第一章中所分析，采用阶梯式两头螺母锁紧结构。由于导向柱为9999mm，并且导轮轮宽为30mm，所以导向柱除与导轮接
42、触外，还有39mm，故设计阶梯轴部分为20mm。轴材料采用钢。由于导轮内径为10mm，所以设计阶梯轴部分为14mm。螺栓轴两端的螺纹设计时，考虑到导轮的固定。这里，采用轴套固定方式，即在导轮旁加个轴套用以定位和锁紧导轮。所以，设计螺纹时，距离阶梯轴45mm开始到螺栓轴端点。轴套长度可以在装配图中确定。由以上设计结果，可以大致画出小车部分的装配图2-10。图2-10 小车部分装配图这样就可以确定螺栓轴的长度。联接导轮的螺栓轴长度确定为145mm，而联接挂板的螺栓由长度为140mm。螺栓轴的具体尺寸可见下图2-11。图2-11 螺栓轴2.3.4 链和链轮的选择2.3.4.1 链条设计首先进行载荷估
43、计。链条带动的负载，主要是小车部分和喷涂部分的重力。喷涂部分尚未进行设计，对其质量进行估计，估计其质量m=60kg。然后对小车质量进行估算。由于小车这部分材料均采用钢，所以可以估算其体积，然后就可以估算出它的质量。三个小支架体积： 大支架体积 导轮螺栓轴体积 挂板螺栓轴体积 挂板体积 所以 有M= （2-3）再考虑导轮等重量，设总重量为M=100kg。则总负载为F=1000N。则由参考文献（一）表14.1可选择链TG158，即10A型号链，节距离P=15.875mm。 选择链轮齿数。齿数过少时将增加传动的不均匀性和动载荷；并且增加链间的相对角，从而功率消耗；增加铰链承压面的压强，从而加速铰链磨损。而齿数过多则将缩短链的寿命，并且容易产生脱链现象。一般在动力传动中， V=（0.63）m/s V=（38） m/s V8 m/s 根据厂方给的数据，选择=22，又在本设计中链轮垂直安装，而且链的主要作用是往复传动，所以设计为两个链轮一样，即。 中心距的确定。由于两个链轮安装在导轮柱两侧，所以中心距大于2500mm，又节距P=15.875mm。所以取a=177p。则可以算出链节数 （2-4） =3
