中原工学院郑永亮精梳机毕业设计说明书

-I-摘 要本 课 题 根 据 某 棉 纺 厂 要 求 完 成 精 梳 机 外 观 造 型 及 部 分 钣 金 设 计 、 精 梳 机 外 观钣 金 及 钳 板 给 棉 机 构 三 维 仿 真 设 计 。精 梳 机 的 主 运 动 机 构 主 要 分 为 两 部 分 ， 即 钳 板 运 动 机 构 和 分 离 罗 拉 运 动 机构 ， 其 好 坏 直 接 影 响 着 精 梳 机 的 性 能 。 所 以 对 精 梳 机 钳 板 机 构 进 行 运 动 学 和 动 力学 分 析 并 在 此 基 础 上 对 其 运 动 规 律 进 行 优 化 是 很 有 必 要 的 。 为 了 进 行 精 梳 机 钳 板机 构 的 仿 真 ， 本 文 的 建 模 部 分 主 要 涉 及 车 头 箱 驱 动 部 分 和 钳 板 运 动 部 分 。精 梳 机 在 高 速 条 件 下 稳 定 运 行 的 关 键 是 设 法 减 小 高 速 往 复 运 动 的 钳 板 组 件的 运 动 惯 量 。 减 轻 钳 板 组 件 的 重 量 同 时 保 持 其 足 够 的 刚 性 、 强 度 和 韧 性 是 减 小 钳板 组 件 运 动 惯 量 的 重 要 手 段 。 钳 板 机 构 包 括 上 、 下 钳 板 ， 下 钳 板 座 ， 上 钳 板 托 脚 ，前 后 摆 臂 ， 导 棉 架 ， 卷 簧 ， 齿 轮 及 给 棉 罗 拉 等 零 件 。 精 梳 机 锡 林 轴 通 过 曲 柄 、 滑杆 带 动 钳 板 摆 轴 摆 动 。 钳 板 后 摆 臂 固 定 在 钳 板 摆 轴 上 ， 从 而 带 动 下 钳 板 座 前 后 摆动 。 本 文 的 机 械 设 计 是 采 用 自 上 而 下 的 方 法 进 行 的 ， 即 从 总 装 图 开 始 ， 然 后 分 拆部 件 ， 最 后 在 进 行 零 件 的 具 体 设 计 。关 键 词 ： 精 梳 机 钳 板 机 构 机 构 组 成 前 后 摆 动-II-AbstractThis topic is based on a certain cotton mills asked to complete comber exteriormodelling and part of the sheet metal design, comber appearance sheet metal andclamppanelsto3dsimulationdesignofcottoninstitutions.Comber Lord movement mechanism mainly divided into two parts, namelyclamp board sports organizations and sports organization, and its detaching roller isdirectly affect the performance of comber. So for comber clamp board institutionskinematics and dynamics analysis and based on the movement rule of optimization isvery necessary. In order to perform the comber clamp board institutions, this papermodeling part of simulation mainly related to car driver part and clamp board boxmovingparts.Under the condition of comber stable operation at high speed and the key istrying to reduce high speed reciprocating motion of the clamp board groupwaremoving inertia. Reduce the weight of the board groupware clamps while keeping itssufficiently rigid, strength and toughness is to reduce the clamp board groupwaremoving inertia the important means. Clamp board institutions including upper andlower clamp plate, plate under the seat, clamp feet, torre before clamp board, swingarmguidecottonframe,coilsprings,gearandfeedrollerspareparts.Combercylindershaft through the crank, slider bar BaiZhou wobble. Driven clamp board Clamp platefixed swing arm in clamp after BaiZhou, thus facilitating board on next clamp boardseattoandfro.This paper is using the mechanical design of the top-down method, namely fromassembly figure start, and then split component parts, and the last in the specificdesign.Keywords:comberclampboardagenciescompositiontoandfro-III-目 录引 言 11、 课 题 概 述 21.1 课 题 来 源 .21.2 国 内 外 精 梳 机 发 展 现 状 21.2.1国 外 精 梳 机 发 展 现 状 .21.2.2国 内 精 梳 机 发 展 现 状 .31.3 研 究 主 要 问 题 .31.4 设 计 可 行 性 分 析 .42 总 体 方 案 53 关 键 零 部 件 设 计 校 核 及 理 论 计 算 83.1 零 部 件 设 计 校 核 .83.1.1 V带 传 动 的 设 计 计 算 .83.1.2 轴 校 核 123.1.3 轴 承 寿 命 校 核 103.1.4 齿 轮 设 计 计 算 123.2 钳 板 机 构 设 计 .163.2.1 钳 板 机 构 的 功 能 163.2.2 钳 板 结 合 件 材 料 确 定 173.2.3 钳 板 机 构 特 点 173.2.4 传 动 曲 柄 设 计 173.2.5 钳 板 座 和 摆 臂 设 计 183.3 钳 板 机 构 运 动 分 析 .193.3.1 钳 板 运 动 分 析 193.3.2 分 离 过 程 中 的 钳 板 运 动 速 度 分 析 223.3.3 钳 板 开 、 闭 口 定 时 224 钳 板 机 构 三 维 仿 真 254.1 软 件 介 绍 .254.2 钳 板 给 棉 机 构 三 维 造 型 .265钣 金 CAD275.1精 梳 机 外 观 造 图 275.2部 分 钣 金 设 计 28结 论 34参 考 文 献 35-IV-致 谢 36中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-1-引 言随 着 人 们 生 活 水 平 的 不 断 提 高 ， 对 纺 织 品 的 需 求 也 转 向 以 追 求 时 尚 和 变 现 个性 为 主 。 从 国 内 形 势 看 ， 我 国 纺 织 业 将 有 大 的 发 展 前 景 。 随 着 现 代 化 建 设 步 伐 的加 快 ， 国 内 装 饰 用 、 产 业 用 纺 织 品 的 供 需 矛 盾 将 日 益 突 出 ， 这 势 必 要 求 装 饰 用 、产 业 用 纺 织 品 的 改 革 速 度 大 大 快 于 以 往 任 何 一 个 时 期 。 从 国 际 环 境 来 看 ， 世 界 纺织 品 生 产 与 供 应 中 心 已 东 移 亚 洲 。 过 去 垄 断 世 界 纺 织 品 出 口 的 西 方 发 达 国 家 已 成为 纺 织 品 的 主 销 市 场 。 如 美 国 几 乎 所 有 的 纺 织 品 都 需 进 口 。 世 界 纺 织 品 贸 易 迅 速向 成 品 化 、 高 质 量 、 时 尚 化 转 变 ， 从 而 改 变 了 国 际 纺 织 品 市 场 的 商 品 构 成 。我 国 内 销 纺 织 品 的 消 费 水 平 ， 取 决 于 经 济 的 发 展 、 人 口 的 增 长 和 消 费 结 构 的变 化 。 未 来 5 10年 内 ,纺 织 品 的 消 费 ， 将 进 入 一 个 新 的 阶 段 ， 纺 织 工 业 的 发 展速 度 将 有 所 减 缓 ， 但 绝 对 量 仍 有 较 大 增 长 。 在 外 销 市 场 上 ， 总 体 上 看 ， 未 来 3 5年 内 世 界 纺 织 品 服 装 需 求 仍 然 较 为 旺 盛 ， 这 就 使 得 对 纺 织 机 械 的 要 求 更 高 。 尤 其是 使 用 频 率 较 高 的 精 梳 机 ， 更 应 受 到 足 够 的 重 视 。目 前 ， 我 国 生 产 的 精 梳 机 机 型 繁 多 、 品 种 不 一 ， 精 梳 机 的 速 度 水 平 与 纺 纱 质量 水 平 差 别 很 大 ， 大 致 可 分 为 4个 层 次 ： 第 1层 次 是 工 艺 速 度 在 300钳 次 分 以上 的 高 效 能 精 梳 机 ； 第 2 层 次 是 工 艺 速 度 在 200-280 钳 次 分 的 精 梳 机 ； 第 3层 次 是 工 艺 速 度 在 160-190钳 次 分 的 精 梳 机 ； 第 4层 次 是 工 艺 速 度 在 120-155钳 次 分 的 精 梳 机 。 在 这 4 个 层 次 中 ， 以 第 4 层 次 精 梳 机 最 多 ， 约 为 7200台 ，该 机 速 度 低 、 纺 纱 质 量 差 。 因 此 在 积 极 推 广 应 用 高 效 能 精 梳 机 的 同 时 ， 必 须 利 用精 梳 新 技 术 对 不 同 层 次 的 精 梳 机 进 行 技 术 改 造 ， 使 精 梳 设 备 的 整 体 技 术 水 平 和 纺纱 质 量 全 面 提 高 。本 课 题 是 “ 精 梳 机 外 观 钣 金 及 钳 板 给 棉 机 构 三 维 仿 真 设 计 ” 。 精 梳 机 的 钳 板给 棉 机 构 包 括 给 棉 机 构 和 钳 板 机 构 ， 其 作 用 是 ： 定 时 定 量 喂 给 棉 层 ， 及 时 可 靠 地握 持 棉 层 供 锡 林 梳 理 ， 向 前 输 送 须 丛 ， 参 与 分 离 接 合 工 作 。通 过 本 次 毕 业 设 计 我 了 解 了 国 内 外 精 梳 机 发 展 的 状 况 ， 并 通 过 对 比 知 道 了 国内 精 梳 机 行 业 与 国 外 的 差 距 。 本 课 题 的 意 义 在 于 发 现 现 如 今 精 梳 机 发 展 的 的 不 足之 处 ， 并 对 其 加 以 改 进 ， 希 望 能 对 精 梳 机 行 业 做 出 一 点 贡 献 。中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-2-1、 课 题 概 述1.1 课 题 来 源本 课 题 是 “ 精 梳 机 外 观 钣 金 及 钳 板 给 棉 机 构 三 维 仿 真 设 计 ” 。 根 据 某 棉 纺 厂要 求 完 成 精 梳 机 外 观 造 型 及 部 分 钣 金 设 计 、 精 梳 机 外 观 钣 金 及 钳 板 给 棉 机 构 三 维仿 真 设 计 ； 精 梳 机 产 量 ： 350钳 次 /分 ；精 梳 机 的 钳 板 给 棉 机 构 是 有 给 棉 机 构 和 钳 板 机 构 组 成 ， 其 作 用 是 定 时 定 量 喂给 棉 层 ， 及 时 可 靠 地 握 持 棉 层 供 锡 林 梳 理 ， 向 前 输 送 须 丛 ， 参 与 分 离 接 合 工 作 。承 卷 罗 拉 在 一 个 工 作 循 环 中 ， 退 解 一 定 长 度 的 棉 层 供 给 棉 罗 拉 喂 给 ， 给 棉 罗 拉 间歇 回 转 ， 每 次 输 出 一 定 长 度 的 棉 层 ， 向 前 进 入 上 、 下 钳 板 口 ， 钳 板 作 周 期 性 的 前后 摆 动 ， 当 钳 口 闭 合 时 ， 握 持 棉 层 ， 精 梳 锡 林 正 好 转 到 钳 板 口 下 ， 对 须 丛 进 行 梳理 除 杂 ， 梳 理 结 束 后 ， 随 着 钳 板 向 前 摆 动 ， 须 丛 头 端 逐 渐 接 近 分 离 罗 拉 和 分 离 胶辊 的 钳 口 ， 到 此 完 成 了 一 个 钳 板 给 棉 的 循 环 周 期 。精 梳 机 钣 金 设 计 主 要 考 虑 到 安 全 问 题 ， 还 有 美 观 的 问 题 。 在 结 构 合 理 的 情 况下 进 行 钣 金 设 计 还 是 比 较 具 有 人 性 化 和 美 观 化 。1.2 国 内 外 精 梳 机 发 展 现 状1.2.1国 外 精 梳 机 发 展 现 状从 精 梳 机 的 速 度 、 综 合 质 量 指 标 和 自 动 化 程 度 三 个 方 面 来 衡 量 ， 当 今 国 外 高水 平 精 梳 机 仍 然 是 由 瑞 士 立 达 公 司 制 造 的 。 立 达 公 司 早 在 上 世 纪 90年 代 初 就 推出 了 速 度 达 到 350钳 次 分 的 精 梳 机 。 近 年 来 该 公 司 又 推 出 最 新 型 E66 E76型精 梳 机 。 E66型 为 半 自 动 ， E76型 为 全 自 动 。 同 时 配 置 了 棉 卷 自 动 换 卷 、 自 动 接头 装 置 和 自 动 运 卷 系 统 ， 速 度 达 到 500钳 次 分 ， 台 时 产 量 68千 克 ， 生 产 效 率96%， 可 靠 性 指 标 MTBA(即 两 次 非 正 常 停 机 之 间 的 平 均 间 隔 时 间 )由 E65型 机 的120分 钟 提 高 到 140分 钟 。瑞 士 立 达 公 司 生 产 的 精 梳 机 技 术 水 平 始 终 处 于 世 界 领 先 地 位 ， 主 要 是 因 为 该公 司 掌 握 了 设 计 生 产 制 造 和 研 发 新 代 精 梳 机 需 要 的 纺 织 工 艺 技 术 和 核 心 技 术 。立 达 公 司 运 用 计 算 机 辅 助 设 计 精 确 模 拟 精 梳 工 艺 过 程 ， 优 化 工 艺 ， 优 化 部 件 运 动 ，优 化 钳 板 运 动 、 分 离 接 合 和 锡 林 梳 理 时 间 ， 优 化 钳 板 开 闭 、 钳 板 摆 动 和 分 离 结 合运 动 ， 将 工 艺 参 数 、 运 动 部 件 尺 寸 和 相 关 位 置 优 化 到 最 佳 状 态 。 因 而 使 公 司 生 产中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-3-的 精 梳 机 在 设 备 制 造 精 度 、 车 速 、 产 量 、 质 量 ， 效 益 以 及 自 动 化 程 度 ， 运 行 的 稳定 性 和 可 靠 性 等 方 面 ， 都 处 于 世 界 一 流 水 平 。1.2.2国 内 精 梳 机 发 展 现 状为 了 加 快 我 国 纺 织 业 的 发 展 ， 用 高 新 技 术 改 造 传 统 纺 织 工 业 ， 将 是 21世 纪最 重 要 的 产 业 政 策 。 当 前 ， 加 快 精 梳 机 和 精 梳 产 品 的 发 展 ， 也 是 棉 纺 织 行 业 结 构调 整 的 重 点 之 一 ， 因 为 ， 只 有 提 高 纺 织 产 品 的 质 量 和 档 次 ， 才 能 增 强 纺 织 产 品 在国 内 外 市 场 的 竞 争 能 力 。 我 国 目 前 精 梳 机 的 数 量 ， 约 有 15000台 左 右 ， 而 精 梳 纱占 纱 的 总 产 量 比 重 约 为 17%左 右 ， 因 此 ， 无 论 是 精 梳 机 的 比 重 和 精 梳 纱 按 占 总 量计 算 的 比 重 ， 与 工 业 发 达 国 家 相 比 ， 还 有 较 大 距 离 。 且 我 国 大 多 数 精 梳 机 老 化 情况 严 重 ， 更 重 要 的 是 近 十 年 仍 存 在 着 低 水 平 的 重 复 建 设 ， 这 不 但 浪 费 了 大 量 的 人力 、 物 力 和 财 力 ， 还 严 重 地 影 响 着 产 品 的 质 量 和 新 产 品 的 开 发 。近 年 来 ， 我 国 自 行 设 计 制 造 了 FA266 型 精 梳 机 ， 还 与 意 大 利 马 佐 利 公 司 合资 生 产 了 PX2-J型 精 梳 机 ， 这 两 种 精 梳 机 的 工 艺 速 度 都 在 300钳 次 /min以 上 ， 使我 国 精 梳 机 的 质 量 水 平 跃 上 了 一 个 新 台 阶 。 但 我 国 在 精 梳 机 的 设 计 与 生 产 方 面 和国 外 最 新 型 精 梳 机 （ 如 瑞 士 立 达 E72型 ） 相 比 ， 仍 存 在 相 当 大 的 差 距 。 如 何 在新 机 设 计 时 进 行 技 术 创 新 ， 赶 超 世 界 先 进 水 平 ， 是 我 们 面 临 的 一 大 课 题 。 另 一 方面 ， 高 效 能 精 梳 机 工 艺 性 能 与 一 般 精 梳 机 有 一 定 差 别 ， 有 些 使 用 厂 家 对 此 了 解 不够 ， 在 高 效 能 精 梳 机 上 仍 然 采 用 旧 工 艺 （ 或 落 后 工 艺 ） ， 使 高 效 能 精 梳 机 的 优 越性 没 有 得 到 体 现 和 完 全 发 挥 。 因 此 ， 在 新 机 设 计 与 高 效 能 精 梳 机 的 使 用 上 需 进 行技 术 与 工 艺 创 新 。1.3 研 究 主 要 问 题首 先 ， 了 解 企 业 中 精 梳 机 的 实 际 加 工 过 程 ， 包 括 从 棉 桶 到 棉 条 的 正 个 生 产 工艺 。 其 次 ， 根 据 精 梳 机 的 结 构 特 点 ， 在 设 计 该 机 构 时 应 注 意 以 下 几 个 问 题 ： 完 成 精 梳 机 外 观 造 型 及 部 分 钣 金 设 计 。 完 成 精 梳 机 外 观 钣 金 及 钳 板 给 棉 机 构 三 维 仿 真 设 计 ； 精 梳 机 产 量 ： 350钳 次 /分 。 绘 制 钳 板 给 棉 机 构 装 配 图 及 关 键 零 部 件 图 。中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-4-1.4 设 计 可 行 性 分 析精 梳 机 的 钳 板 给 棉 机 构 包 括 给 棉 机 构 和 钳 板 机 构 。 给 棉 机 构 又 包 括 承 卷 罗 拉机 构 和 给 棉 罗 拉 机 构 。 钳 板 机 构 是 由 上 下 钳 板 、 钳 板 摆 动 机 构 和 钳 板 摆 轴 传 动 机构 等 组 成 。经 调 研 得 知 承 卷 罗 拉 采 用 连 续 回 转 传 动 机 构 ， 由 锡 林 轴 尾 端 的 齿 轮 通 过 过 桥轮 系 传 动 承 卷 罗 拉 回 转 而 退 解 棉 层 ， 经 导 卷 板 喂 入 给 棉 罗 拉 与 弧 形 给 棉 板 钳 口 之间 ， 给 棉 罗 拉 安 装 在 下 钳 板 上 ， 弧 形 给 棉 板 装 在 给 棉 罗 拉 下 方 ， 两 者 共 同 握 持 棉层 。 给 棉 罗 拉 间 歇 回 转 ， 每 次 输 出 一 定 长 度 的 棉 层 ， 向 前 进 入 上 、 下 钳 板 的 钳 口间 。 钳 板 作 周 期 性 的 前 后 摆 动 ， 钳 口 拟 合 ， 握 持 棉 层 ， 精 梳 锡 林 正 好 转 到 钳 板 钳口 下 ， 对 须 丛 进 行 梳 理 除 杂 。在 熟 悉 了 精 梳 机 钳 板 给 棉 机 构 的 工 艺 流 程 后 ， 其 钳 板 摆 轴 传 动 机 构 可 用 曲 柄六 连 杆 机 构 实 现 ， 钳 板 摆 动 机 构 可 用 四 连 杆 机 构 实 现 ， 承 卷 罗 拉 和 给 棉 罗 拉 可 以通 过 连 杆 和 铰 链 来 实 现 其 运 动 状 态 。 由 此 可 见 该 机 构 传 动 是 可 行 的 。钣 金 的 设 计 可 行 性 判 断 ： 随 着 科 学 技 术 的 快 速 发 展 ， 到 目 前 为 止 运 用 计 算 机进 行 辅 助 设 计 的 越 来 越 多 。 钣 金 的 设 计 也 可 以 先 运 用 计 算 机 绘 图 软 件 进 行 模 拟 设计 ， 比 如 Pro/E、 SolidWorks等 软 件 都 能 实 现 钣 金 的 设 计 ， 这 就 使 得 在 做 钣 金 这方 面 设 计 时 省 时 省 力 ， 减 少 了 在 设 计 制 造 中 一 些 不 必 要 的 浪 费 。 对 于 我 们 工 科 的大 学 生 而 言 ， 运 用 计 算 机 软 件 辅 助 设 计 都 没 有 太 大 的 问 题 ， 所 以 我 认 为 精 梳 机 外观 钣 金 设 计 也 是 可 行 的 。中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-5-2 总 体 方 案（ 1） 钳 板 摆 轴 传 动 机 构 设 计钳 板 摆 轴 的 摆 动 来 自 钳 板 摆 轴 的 传 动 机 构 。 本 次 设 计 精 梳 机 钳 板 摆 轴 传 动机 构 为 一 双 曲 柄 六 连 杆 机 构 ， 其 机 构 简 图 如 图 1所 示 。 图 中 O1 为 锡 林 轴 ， 大齿 轮 固 装 在 其 上 ， A为 大 齿 轮 上 连 接 连 杆 AB的 铰 链 点 ， O1A构 成 主 动 曲 柄 。 O2为 车 头 墙 板 上 的 固 定 支 点 ， O2B为 从 动 曲 柄 ， O1-A-B-O2构 成 双 曲 柄 机 构 。 BC为 拉 杆 ， O3C为 摆 杆 ， O3为 钳 板 摆 轴 中 心 。 当 锡 林 轴 转 动 时 ， 主 动 曲 柄 O1A以O1 为 中 心 等 速 回 转 ， 通 过 连 杆 AB 带 动 从 动 曲 柄 O2B 以 O2 为 中 心 作 不 等 速 回转 ， 再 通 过 拉 杆 BC带 动 摆 杆 O3C摆 动 ， 使 钳 板 摆 轴 摆 动 。图 1 精 梳 机 钳 板 摆 轴 传 动 机 构该 机 构 的 力 学 和 工 艺 性 能 较 好 ， 运 转 平 稳 ， 振 动 和 噪 声 小 。中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-6-（ 2） 钳 板 摆 动 机 构 设 计如 图 2 所 示 ,该 机 构 按 照 下 钳 板 组 件 的 功 能 将 其 分 解 成 两 个 部 分 ,一 部 分为 给 棉 罗 拉 固 装 在 机 架 上 保 持 不 动 ,以 减 少 下 钳 板 组 件 的 质 量 ,减 小 运 动 惯 量 。锡 林 位 置 下 移 ,下 钳 板 由 原 来 的 前 后 往 复 摆 动 改 为 绕 钳 板 摆 轴 O 转 动 ,使 棉 花须 丛 的 搭 接 由 原 来 的 被 动 搭 接 变 为 主 动 搭 接 ,从 而 利 于 棉 花 须 丛 的 搭 接 。采 用 此 钳 板 摆 动 机 构 的 优 点 有 : 给 棉 罗 拉 不 随 座 架 往 复 运 动 ,故 可 大 大减 轻 钳 板 运 动 组 件 的 重 量 ; 下 钳 板 由 原 来 的 前 后 移 动 变 为 绕 定 点 摆 动 ,减 小了 往 复 运 动 惯 性 ; 给 棉 棉 花 须 丛 的 搭 接 由 原 来 左 右 的 被 动 搭 接 变 为 上 下 的 主动 搭 接 ,提 高 了 输 出 棉 网 的 质 量 。图 2 钳 板 摆 动 机 构 示 意（ 3） 钳 板 开 闭 口 运 动 传 动 机 构 设 计由 于 采 用 了 新 的 钳 板 摆 动 机 构 设 计 ,需 重 新 设 计 钳 板 开 闭 口 运 动 传 动 机构 。 如 图 3 所 示 ,新 的 钳 板 开 闭 口 运 动 由 曲 柄 滑 块 机 构 实 现 。 钳 板 摆 轴 O带 动下 钳 板 连 杆 绕 O点 转 动 ,通 过 曲 柄 滑 块 机 构 从 而 带 动 上 钳 板 连 杆 摆 动 。 上 下 钳板 连 杆 上 分 别 连 接 着 上 下 连 杆 ,上 下 钳 板 连 杆 间 角 度 的 变 化 可 实 现 钳 板 机 构 钳中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-7-口 的 开 闭 合 。 加 压 弹 簧 则 在 钳 口 闭 合 钳 持 时 提 供 稳 定 的 钳 持 力 。图 3 钳 板 开 闭 口 运 动 的 凸 轮 滑 块 机 构中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-8-3 关 键 零 部 件 设 计 校 核 及 理 论 计 算3.1 零 部 件 设 计 校 核3.1.1 V带 传 动 的 设 计 计 算根 据 现 有 精 梳 机 主 电 动 机 的 功 率 要 求 ， 采 用 类 比 法 选 用 Y90L-4型 号 电 动 机 ，输 出 功 率 P=3.7kW， 满 载 转 速 为 n=1400r/min， 初 定 传 动 比 i=2.0。（ 1） 确 定 计 算 功 率 Pca由 1查 得 工 作 情 况 系 数 KA=1.1， 故Pca=KAP=1.1 3.7 kW=4.07kW （ 3-1）式 中 ： Pca 计 算 功 率 ， kWKA 工 作 情 况 系 数P 所 需 传 递 的 额 定 功 率 ， kW（ 2） 选 择 V带 的 类 型根 据 计 算 功 率 和 小 带 轮 转 速 n1选 取 普 通 A带 的 带 型 。（ 3） 确 定 带 轮 的 基 准 直 径 dd并 验 算 带 速 v 根 据 V带 的 带 型 ， 确 定 小 带 轮 的 基 准 直 径 dd1=80mm。 验 算 带 速 v。 按 式 验 算 带 的 速 度 （ 3-2）因 为 5m/s（ F0） min。（ 7） 计 算 带 传 动 的 压 轴 力 Fp mmmm 13805004 2801601608025002 mmmmLLaa dd 4602138014005002 00 43.2674.1 07.4Pr Pcaz NNqvzvk PkF ca 4.18586.51.086.53972.0 07.4972.05.25005.2500 2min0 2 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-10-压 轴 力 的 最 小 值 为 （ 3-9）（ 7） 主 要 设 计 结 果A型 普 通 V带 ， 带 数 z=3， 小 带 轮 直 径 dd1=80mm， 大 带 轮 直 径 dd2=160mm，中 心 距 a=460mm， 带 的 基 准 长 度 Ld=1400mm。3.1.2 轴 校 核（ 1） 选 择 轴 的 材 料选 取 45钢 调 质 ， 硬 度 230HBS， 强 度 极 限 B=640MPa， 屈 服 极 限 s=355MPa，弯 曲 疲 劳 极 限 -1=275MPa， 剪 切 疲 劳 极 限 -1=155MPa， 对 称 循 环 变 应 力 时 的 许 用应 力 -1=60MPa。（ 2） 初 步 估 算 轴 的 最 小 直 径查 1取 A0=110， 则 （ 3-10）（ 3） 按 弯 扭 合 成 应 力 校 核 轴 的 强 度 计 算 作 用 在 轴 上 的 力作 用 在 小 齿 轮 上 的 受 力 ：（ 3-11）（ 3-12） 计 算 支 反 力垂 直 面 （ V面 ） ： （ 3-13）（ 3-14） NNFzFp 3.11062168sin4.185322sin)(2 01min0min mmnPd 9.18700552.311011110min33 NdTFt 91.717135 108459.422 411 NFF ntr 29.26120tan91.717tan 0 02vM NLLFrLFNV 34.2035.965.27 5.9629.26121 21 0)( 2211 FrLLLFNV中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-11-水 平 面 （ H面 ） ： 求 弯 矩 ： NmmLFM NVV 85.55915.2734.203111 （ 3-15）NmmLFM NHH 25.153645.277.55811 2211 HV MMM 单 向 运 转 ， 扭 转 切 应 力 按 脉 动 循 环 变 应 力 ， 取 系 数 =0.6， 则 01vM 0)( 1212 LFLLF rNV NLL LFF rNV 95.575.965.27 5.2729.26121 11 02HM 0)( 2211 LFLLF rNH NLL LFF rNH 7.5585.965.27 5.9691.71721 21 01HM NLL LFF rNH 21.1595.965.27 5.2791.71721 12 22 )364.15(59.5 Nm35.16 NmL MMM cacaca 54.2910M 2 32ca3 NmLMMcaca 95.5105.2735.16101 1 NmTMMca 38.33)5.486.0(35.16)( 222212 NmMca 1.29 NmTMca 1.295.486.03 NmMMca 35.1611 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-12-3.1.4 轴 承 寿 命 校 核（ 1） 按 轴 的 结 构 设 计 ， 初 步 选 用 角 接 触 球 轴 承 ， 其 型 号 为 ： 7306C。 安 装 方 式为 ： 单 向 固 定 ， 反 装 。 轴 承 的 转 速 为 n1=700r/min。 由 机 械 设 计 手 册 查 得 ， 轴 承7306C的 基 本 额 定 动 载 荷 Cr=23kN， 基 本 额 定 静 载 荷 Cor=15kN， 基 本 尺 寸 d D B=35 62 16， 因 轴 向 力 基 本 为 0， 所 以 X=1， Y=0。（ 2） 计 算 轴 承 1、 2的 径 向 载 荷 Fr1、 Fr2： （ 3-16）（ 3） 计 算 轴 承 1、 2的 当 量 动 载 荷 ：查1得 ， 取 载 荷 系 数 fp=1.2， 故 当 量 动 载 荷 为 （ 3-17）（ 4） 轴 承 的 额 定 寿 命 Lh1、 Lh2查 1得 温 度 系 数 ft=1， 则 轴 承 计 算 的 额 定 寿 命 为 （ 3-18）因 轴 承 的 预 期 使 用 寿 命 Lh， =10 300 10=30000h， 小 于 轴 承 计 算 的 额 定 寿命 ， 所 选 7306C轴 承 合 适 。3.1.2 齿 轮 设 计 计 算经 过 一 次 带 传 动 ， 可 知 齿 轮 输 入 功 率 P1=P v 带 =3.7 0.96kW=3.552kW， 小 齿轮 转 速 n1=700r/min， 齿 数 比 u=2， 工 作 寿 命 10年 ， 每 年 300天 ， 每 天 10小 时 。（ 1） 选 定 齿 轮 类 型 、 精 度 等 级 、 材 料 及 齿 数 按 传 动 方 案 ， 选 用 直 齿 圆 柱 齿 轮 传 动 。 精 梳 机 工 作 速 度 不 高 ， 故 选 用 7级 精 度 （ GB 10095-88） 。 材 料 选 择 。 查 1选 择 小 齿 轮 材 料 为 40Cr（ 调 质 ） ， 硬 度 为 280HBS， 大 齿 轮NFYFXfpP ar 32.20343.16912.1)( 22222 NFYFXfpP ar 47.71356.59412.1)( 11111 hPcfnL th 79764047.71323000170060106010 363161 hPcfnL th 7363262 104.332.20323000170060106010 NFFF NVNHr 56.59434.2037.558 2221211 NFFF NVNHr 43.16995.5721.159 2222222 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-13-材 料 为 45钢 （ 调 质 ） ， 硬 度 为 240HBS， 二 者 材 料 硬 度 差 为 40HBS。 选 小 齿 轮 齿 数 z1=45， 大 齿 轮 齿 数 z2=2 45=90。（ 2） 按 齿 面 接 触 强 度 设 计由 设 计 计 算 公 式 进 行 试 算 ， 即 （ 3-19）1） 确 定 公 式 内 的 各 计 算 数 值 试 选 载 荷 系 数 Kt=1.3。 计 算 小 齿 轮 传 递 的 扭 矩 。（ 3-20） 选 取 齿 宽 系 数 d=1。 材 料 的 弹 性 影 响 系 数 ZE=189.8MPa1/2。 按 齿 面 强 度 查 得 小 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限 Hlim1=600MPa； 大 齿 轮 的 接 触疲 劳 强 度 极 限 Hlim2=550MPa。 计 算 应 力 循 环 次 数 。 911 1026.1)1030010(17006060 hjLnN （ 3-21） 取 接 触 疲 劳 寿 命 系 数 KHN1=0.93； KHN2=0.97。 计 算 接 触 疲 劳 许 用 应 力 。取 失 效 概 率 为 1%， 安 全 系 数 S=1， 所 以 （ 3-22）2） 计 算 试 算 小 齿 轮 分 度 圆 直 径 d1t， 根 据 式 3-19带 入 H中 较 小 的 值 3 2d11 132.2 HEt ZuuKTd mmNmmNn PT 451 15 108459.4700 552.3105.95105.951992 1063.021026.1 N MpaMPaSKHNH 55860093.01lim11 MpaMPaSKHNH 5.53355097.02lim22 mmmmZuuKTdHEt 8.535.5338.189231 1084132.2 3 243 2d11 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-14- 计 算 圆 周 速 度 v。 （ 3-23） 计 算 齿 宽 b。经 验 公 式 （ 3-24）取 m=8 计 算 齿 宽 与 齿 高 之 比 （ 3-25） 计 算 载 荷 系 数 。根 据 v=1.97m/s， 7级 精 度 ， 查1得 动 载 系 数 Kv=1.1直 齿 轮 ， KH =KF =1使 用 系 数 KA=1用 插 值 法 查 得 7级 精 度 、 小 齿 轮 相 对 支 撑 非 对 称 布 置 时 ， KH =1.1。由 =3.56， KH =1.1查 1得 ， KF =1.062； 故 载 荷 系 数1 HHVA KKKKK （ 3-26） 按 实 际 的 载 荷 系 数 校 正 所 算 得 的 分 度 圆 直 径 ， 求 得 （ 3-27） 计 算 模 数 m（ 3-28）（ 3） 按 齿 根 弯 曲 强 度 设 计查 1得 弯 曲 强 度 的 设 计 公 式 为 （ 3-29）1） 确 定 公 式 内 的 各 计 算 数 值 由1查 得 小 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 强 度 极 限 FE1=500MPa， 大 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 强 度hb smsmndv t /97.1/100060 7008.53100060 11 106 tm mb hb mmmmzdm 17.14553.5211 3 21d 12 FSaFaYYzKTm mmKKdd tt 53.53 3311 56.325.28 ttmmhb中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-15-极 限 FE2=380MPa 由 1取 弯 曲 疲 劳 寿 命 系 数 KFN1=0.85， KFN2=0.9 计 算 弯 曲 疲 劳 许 用 应 力取 弯 曲 疲 劳 安 全 系 数 S=1.4， 由 此 得 计 算 载 荷 系 数 K 168.1062.111.11 FFVA KKKKK 查 取 齿 形 系 数由 1查 得 YFa1=2.35； YFa2=2.20 查 取 应 力 校 正 系 数由 1查 得 YSa1=1.68； YSa2=1.78 计 算 大 、 小 齿 轮 的 并 加 以 比 较大 齿 轮 的 数 值 大2） 设 计 计 算对 比 计 算 结 果 ， 由 齿 面 接 触 疲 劳 强 度 计 算 的 模 数 m大 于 由 齿 根 弯 曲 疲 劳 强 度计 算 的 模 数 ， 由 于 齿 轮 模 数 m的 大 小 主 要 取 决 于 弯 曲 强 度 所 决 定 的 承 载 能 力 ， 而齿 面 接 触 疲 劳 强 度 所 决 定 的 承 载 能 力 ， 仅 与 齿 轮 直 径 有 关 ， 考 虑 到 中 心 距 问 题 ，可 取 m=2.5， 在 z1=32， 则大 齿 轮 齿 数 z2=136分 度 圆 直 径 FSaFaYY MpaMPaSK FEFNF 57.3034.1 50085.0111 MpaMPaSK FEFNF 29.2444.1 3809.0222 013.057.303 68.135.2111 F SaFa YY 016.029.244 78.120.22 22 F SaFa YY mmmmm 447.0016.0451 108459.4168.123 42 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-16-d1=80mmd2=340mm中 心 距 （ 3-30）计 算 齿 轮 宽 度B1=B2=mm=14 2.5mm=35mm （ 3-31）3.2 钳 板 机 构 设 计3.2.1 钳 板 机 构 的 功 能钳 板 结 合 件 的 主 要 功 能 是 有 效 夹 持 棉 纤 维 丛 ， 配 合 锡 林 完 成 纤 维 丛 的 梳 理 工作 及 配 合 分 离 罗 拉 完 成 棉 网 的 分 离 接 合 工 作 。 对 钳 板 结 合 件 要 求 如 下 ：（ 1） 钳 板 结 合 件 的 钳 口 闭 合 时 ， 要 求 能 紧 密 夹 持 棉 纤 维 丛 完 成 梳 理 工 作 。上 下 钳 板 的 钳 唇 结 构 是 亮 点 啮 合 式 ， 有 利 于 待 遇 纤 维 丛 的 良 好 夹 持 。 为 了 不 使 长纤 维 在 梳 理 时 因 撒 谎 你 改 下 钳 板 钳 唇 啮 合 精 度 差 形 成 握 持 不 良 而 进 入 落 棉 中 ， 造成 原 棉 的 浪 费 ， 需 要 通 过 有 关 加 工 工 艺 和 加 工 、 装 配 精 度 要 求 严 格 加 以 控 制 ， 保证 良 好 的 夹 持 作 用 。（ 2） 为 保 证 锡 林 的 最 佳 梳 理 效 果 ， 梳 理 隔 距 应 控 制 在 （ 0.20 0.05） mm范围 内 。 梳 理 隔 距 太 大 ， 会 明 显 降 低 锡 林 的 梳 理 效 果 ； 梳 理 隔 距 太 小 ， 则 容 易 造 成锡 林 齿 尖 碰 上 钳 板 钳 唇 ， 形 成 意 外 事 故 。 为 此 ， 上 下 钳 板 与 锡 林 必 须 严 格 控 制 制造 精 度 。 对 锡 林 来 说 ， 必 须 严 格 控 制 外 圆 尺 寸 及 径 向 跳 动 量 。 对 钳 板 结 合 件 来 说 ，必 须 严 格 控 制 钳 板 座 安 装 下 钳 板 面 的 高 度 尺 寸 。（ 3） 钳 板 结 合 件 的 钳 口 开 启 、 闭 合 时 ， 应 能 满 足 合 适 的 落 棉 隔 距 。 精 梳 机的 落 棉 隔 距 影 响 落 棉 率 的 大 小 、 钳 板 开 口 的 大 小 以 及 钳 板 烤 漆 与 闭 合 定 时 ， 因 此影 响 到 梳 理 与 分 离 接 合 的 功 能 。 为 了 稳 定 有 关 工 艺 参 数 ， 落 棉 隔 距 的 调 节 应 与 钳板 开 口 结 合 起 来 考 虑 ， 以 保 证 钳 板 定 时 开 闭 和 有 合 适 的 开 口 量 ， 发 挥 钳 板 结 合 件的 主 要 功 能 ， 并 尽 可 能 减 少 长 纤 维 进 入 落 棉 中 来 降 低 落 棉 率 。（ 4） 钳 板 结 合 件 既 可 前 进 给 棉 ， 又 可 后 退 给 棉 ， 一 般 来 说 ， 前 进 给 棉 的 重复 梳 理 次 数 少 于 后 退 给 棉 ， 故 落 棉 率 低 ， 适 用 于 纺 低 档 精 梳 纱 。 后 退 给 棉 落 棉 率较 高 ， 适 用 于 纺 中 高 档 精 梳 纱 。mmmmdda 2102340802 21 中 原 工 学 院 毕 业 设 计 调 研 实 习 报 告-17-3.2.2 钳 板 结 合 件 材 料 确 定惯 性 力 、 惯 性 力 矩 都 与