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1、本科学生毕业设计柴油机气缸磨缸机需CAD图纸，联系 153893706系部名称： 机电工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化 08-13 学生姓名： 指导教师： 职 称： 教授 二一二年六月The Graduation Design for Bachelors DegreeDiesel Engine Cylinder GrinderCandidate： Specialty： Mechanical Design and Manufacture &AutimationClass： 08-13Supervisor： Heilongjiang Institute of Technology2012
2、-06Harbin摘 要柴油机磨缸机是发动机气缸表面精加工所用设备,在机械加工工业中占有重要的地位。通过对国内外柴油机磨缸机的发展现状和趋势，以及现代生产的珩磨机采用的新技术（如控制技术、双膨胀珩磨头制造技术）和柴油机磨缸机的磨削精度等问题的分析提出了设计方案。为了提高柴油机磨缸机的珩磨质量和生产效率，对柴油机磨缸机主轴往复及旋转运动系统进行了分析与设计。根据系统特点珩磨头采用液压传动方案。要求珩磨轴往复运动和转动速度均可调，从而使设计出的柴油机磨缸机满足设计指标的要求。关键词：柴油机磨缸机；珩磨；珩磨轴；液压传动；磨削精度ABSTRACTDiesel engine cylinder grin
3、der which is used for finishing the surface of engine cylinder occupies an important position in the machining industry. By analyzed the status and trends of cylinder honing machine, modern honing technologies.(such as control technology, double expansive honing heads manufacturing technology) and g
4、rinding accuracy of cylinder honing machine, the design program is put forward. To improve the quality and production efficiency of honing cylinder machine, reciprocating and rotating system of the spindle is analyzed and designed. Based on features of the system, hydraulic transmission program is d
5、ecided. The speed of reciprocating movement and notation is adjusted to meet the requirement of the design.Key words: Diesel Engine Cylinder Grinder; Honing; Honing Spindle; Hydraulic Transmission; Grinding Precision 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1课题背景及研究的意义11.2珩磨技术及国内外发展现状11.3柴油机磨缸机的发展趋势31.4本课题研究的主要内容
6、3第2章 柴油机磨缸机本体结构方案设计42.1柴油机磨缸机的组成42.1.1床身42.1.2动力传动系统42.1.3工作机构42.1.4液压系统42.2柴油机磨缸机的工作原理52.2.1珩磨轴往复运动52.2.2珩磨轴旋转传动62.2.3横拖板部分62.2.4工作台部分62.2.5磨头控制72.3柴油机磨缸机主要技术参数的确定72.4传动系统设计方案82.5机身结构设计方案82.6本章小结9第3章 柴油机磨缸机传动系统设计103.1电动机规格的选取103.2带传动设计103.3链传动设计133.3.1滚子链设计143.3.2链轮设计153.3.3链轮传动的布置、张紧和润滑163.4本章小结16
7、第4章 柴油机磨缸机主要零部件设计174.1 轴的校核174.1.1轴的材料选择174.1.2轴的设计174.1.3轴的扭转强度的校核184.1.4轴的静强度安全系数校核194.2键连接设计204.3弹簧的选用214.3.1弹簧的主要功用214.3.2弹簧的类型214.3.3弹簧的材料214.4 机身结构设计224.5 液压缸的选取224.6 本章小结23结 论24参考文献25致 谢26 第1章 绪 论1.1课题背景及研究的意义我国生产珩磨机的历史还不太长，过去主要是仿照国外的样机设计制造，从六十年代起，开始独立设计自己的珩磨机床。现在自己设计的珩磨机床从数量和品种上已占国产珩磨机床的绝大多数
8、，其经济技术指标已显著增高，其主要性能（如加工精度，生产效率等）已达到或接近世界先进水平。随着珩磨技术的发展，生产珩磨机床的公司和厂家也日趋增多，珩磨理论的研究也越来越深人。我国珩磨加工在汽车、拖拉机气缸内表和齿轮表面加工中应用较早，但主要作为一种光饰加工使用，对精密小孔，珩磨的研究则起步较晚，经过多年的生产实践，越来越多的人认识到珩磨是一种有效而经济的加工方法，已引起机械制造行业的重视。 伴随国民经济的飞速发展和科学技术的日益提高，我国的五金工具、医疗器械、餐具等行业的发展日新月异。汽车、火车、拖拉机 、航空等交通行业的机械锻造工艺对设备的吨位、精度、可靠性及自动化程度提出了更高的要求，所以
9、现代生产的柴油机磨缸机应具有主轴旋转和往复运动变速机构、珩磨头向进给机构、短程区段磨削机构和强制冷却系统。至于实现上述机构的传动方式，应由生产厂家自行确定，以保证标准的最大自由度原则。但是，根据汽车保修机械的特点和汽车维修行业对保修机械的特殊要求，以及珩磨机的工作特点和珩磨工艺的发展趋势，实现主轴旋转和往复运动的无级调速，更能满足现代珩磨业的需要，从而还可以提高珩磨质量和生产效率。近年来，电子技术、计算机技术与机床技术相结合，强烈要求分析设计内容完善化、目标最优化、使机床加工高速化、加工过程自动化和柔性化，并且具有高可靠性和良好的经济效益。因此，研究高精度、高质量、高效率、自动化程度高、安全可
10、靠的柴油机磨缸机对现代的机械加工行业具有重要的现实意义。1.2珩磨技术及国内外发展现状珩磨是磨削加工的特殊形式，又是一种高效率的加工方法。它不仅能去除预留的加工余量，而且是一种提高工作尺寸、几何形状精度和表面光洁度的有效加工方法。珩磨的加工特点是：（1）加工精度高，工件经珩磨后，尺寸精度、形位精度均能提高，表面粗糙度可打Ra0.8-Ra0.2m，有的甚至低于Ra0.025m.(2)表面质量好，珩磨加工面具有交叉网纹，有利于润滑油的贮存及油膜的保持，并有较高的表面支撑率（孔与轴的实际接触面积与两者间的配合面积之比），因而能承受较大的载荷，耐磨损，从而延长了受用寿命等。（3）加工范围较广，珩磨主要
11、用于加工各种圆柱形孔（包括光孔、轴向或径向间断表面孔、通孔、盲孔和多台阶孔），还能加工圆锥孔、椭圆形孔等。珩磨的加工原理是利用安装与珩磨头圆周上的若干条油石，由涨开机构将油石径向涨开，使其压向工件孔壁以便产生一定的面接触，同时使磨头作旋转和往复运动（工件不动），由此而实现对孔的低速磨削。影响工件珩磨精度的因素很多，但主要有三种：珩磨头旋转速度，油石的膨胀压力，珩磨头往复运动速度。这三种因素合理的配合可以极大的提高工件的加工质量，而以往珩磨件的加工精度主要取决于操作工人的技术水平，存在着很大的不确定性，这就限制了珩磨技术在更广泛的场合应用。传统的珩磨，即早期的珩磨实际上是采用一种摩擦工艺，最初生
12、产珩磨头装于钻床上进行珩磨，来处理各种类型气缸套的机械加工，以原孔中心为导向，砂条与工件间相对运动来切削工件，即用来作最后光整加工，其切削量非常小，切削量最大0.15mm。因此对机床本身的精度要求较低，对控制系统、液压系统、冷却系统要求不是很高。现代珩磨可定义为一种切削金属的方法，实现尺寸、圆度、直线度、位置度、表面粗糙度的要求。珩磨作为一种万能的孔加工方法，在粗珩工序采用大切削量的粗珩，最大切削量可达0.70-0.10mm。并可取消传统的精镗、精磨工序，具有安全、经济、可靠、耐用、高效等优点，被广泛地应用于加工气缸套、油缸、齿轮内孔、活塞销孔、连杆孔、泵体缸孔、液压阀孔、轴承孔、轴瓦等。现代
13、生产的珩磨机大量采用新的技术，如控制技术、双膨胀珩磨头制造技术、多种材质的珩磨条的制造和使用、现代测量技术的使用等使得珩磨机的生产日新月异。特别是随着现代珩磨工件的要求，对与之配套的刀具材料也提出了越来越高的要求，总体来说是由单一的油石向金刚石、刚玉、CBN、氮化物、碳化硅发展，从而实现大加工余量的切削。而在测量系统上，由传统的手动量缸表测量到用机械塞规、空气塞规、内擂式测表，自动定时器、千分表设定头、机械步进头AMIS测盘系统、电机步进头MFSA测量系统等多种测量系统，实现珩磨过程的自动循环。由上可知珩磨是一种高效、精密的加工工艺，它具有加工精度高，表面质量好，加工范围广，切削余量小，纠孔能
14、力强等特点，而且随着珩磨工艺的技术成熟，可以预感到珩磨工艺将会与计算机系统结合起来，通过科学的推理和准确的判断，引导人们采用先进科学的珩磨工艺，排除人工操作的不利影响因素，获得理想的珩磨网纹结构，实现珩磨技术的飞跃。由于珩磨工作压力和加工质量的要求，必须保证珩磨条的粒度准确和硬度均匀，不但磨粒要均匀分布，不允许含有杂质和混有个别粗磨粒，并要让珩磨条切削部分具有一定硬度、弹性和耐磨性，使其保证具备较好的加工效益、获得较高的加工精度。国外珩磨技术的飞速发展对中国的珩磨机制造业和珩磨工艺的使用行业提出了挑战。我们应该抓住历史机遇，吸收、消化从国外引进的先进技术，把我国的珩磨机科研、制造业提高一个档次
15、，在保住我们自己的市场的基础上，把我们的产品打进国际市场。1.3 柴油机磨缸机的发展趋势1.高速化、高效化、低能耗。提高柴油机磨缸机的工作效率，降低生产成本。2.机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个液压系统的完善。 3.自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液压珩磨机的自动化和智能化提供了充分的条件。自动化不仅仅体现的在加工，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有故障预处理的功能。 4.液压元件集成化、标准化。集成的液压系统减少了管路连接，有效地防止泄漏和污染。标准化的元件为机器的维修带来方便。1.4 本课题研究的主要内容本论文主要对柴油机磨缸机的传动系统进行设计与研究，
16、包括主运动系统的设计、珩磨轴的无级变速、电动机规格的选取、带传动的设计，链轮传动的设计等。本课题要求气缸珩磨机主轴能进行往复及旋转运动, 珩磨轴往复运动和转动速度均可调。第2章柴油机磨缸机本体结构方案设计2.1柴油机磨缸机的组成柴油机磨缸机主要由床身，传动部分，减速装置，液压系统，电气设备等五部分组成。2.1.1 床身 床身由珩磨箱、立柱、机座、横拖板、工作台组成。机身大多为铸铁材料，床身首先要满足刚度、强度条件，有利于减振降噪，保证珩磨机的工作稳定性。机座用于支承其他零件并承受工作载荷，故首先要求其具有一定的强度和刚度，以保证整台机械的正常工作；其次要求机座的尺寸具有一定的稳定性，即热变形小
17、，磨损小。机座应具有良好的工艺性和经济性，最后还要求起外型美观，操作方便等。床身布局形式对机床整体结构和使用性能有较大影响，设计时，必须充分考虑机床和珩磨头的调整、工件的装卸、机床操作的方便性，以及机床的加工精度，并考虑到排屑性和抗震性，选择适合的布局形式。柴油机磨缸机的床身布局主要有水平床身、立式床身。一般的柴油机磨缸机都采用立式床身和水平床身布局。采用立式床身布局的柴油机磨缸机，可以在同等条件下，改善受力情况，提高床身的刚度，特别是珩磨头的布置比较方便。因此，在此设计中采用了立式床身布局。2.1.2 动力传动系统动力传动系统由电动机、传动装置（链轮传动或带传动），其中电动机是动力部件。2.
18、1.3 工作机构工作机构是由珩磨轴、磨头，光杆、丝杠和链轮组成。珩磨头是珩磨机最主要部分，输入的动力通过减速装置-丝杠带动珩磨箱上下移动，链轮将运动转化成珩磨轴的往复旋转运动。2.1.4 液压系统由油箱，油泵，控制阀，压力泵及压力表等组成。液压系统由于具有容易实现往复运动和多种动作驱动，调速方便、工作平稳和便于进行自动控制等优点，所以广泛应用于珩磨机床上。现代珩磨机床大多数都采用液压驱动，特别是主轴行程大于l00mm、往复速度较高、自动化程度较高的珩磨机床，液压系统更是不可取代的。液压系统的水平高低对珩磨机床的性能有决定性的影响。液压系统在珩磨机床中具有多种功能，除主要地用于驱动主轴往复和旋转
19、外，还广泛地用于许多其它方面，如液动回转式、往复移动式工作台，停车时主轴部件定位用的液压挂钧，实现主轴往复运动短行程的控制机构，实现主运动变速的液压预选变速机构。使主轴旋转运动迅速停止的液压刹车机构，液压夹具，甚至还有用于控制加工时间的液压延时机构。用液压装置实现这些复杂的辅助动作，大大简化了机床结构，提高了机床的使用性能和自动化程度。2.2柴油机磨缸机的工作原理柴油机磨缸机是主传动系带动珩磨头旋转，使珩磨头作往复和旋转运动，并实现工件夹紧，磨头涨开等动作。现多数配有气动测量仪，与PLC配合控制，可实现半自动或全自动加工。2.2.1珩磨轴往复运动1、3、4、7、8、15、16、17、18、19
20、. 链轮 2. 端架 5. 主动架 6. 油缸9. 旋阀 10. 磨头 11. 凸轮 12. 摇杆 13. 撞块 14. 行程盘图2.1 链轮传动示意图如图2.1所示,由油泵输出的油液经过旋阀9 ,到油缸6。图示位置为推动油缸活塞向下移动，并通过与活塞杆相连的主动架5使链轮1,3,4,7,8,15,16,17,18,19全部转动，链轮15带动行程盘14摆动。行程盘上有两个位置可调的撞块13,通过撞块13推动摇杆12往同一方向摆动，并经过轴使旋阀9内的旋塞转动，油路方向改变，油缸6内活塞向上移动，以达到活塞往复运动带动珩磨轴(用端架2与链条连在一起)和珩磨头往复运动。2.2.2珩磨轴旋转传动如图
21、2.2所示，摇动手轮22，经过链轮25, 20，使丝杆螺母17转动，由丝杆15带动杠杆11,推动无级变速皮带轮10，实现调速，通过减速箱9使丝杆4、光杆5转动。光杆5有滑动键槽，带动链轮6(链轮6下有平面轴承座7，固定在珩磨箱30平面上)，由链轮6传动链轮29，使珩磨轴28作旋转运动。丝杆4转动(在减速箱内有变速装置)，使珩磨箱30上下往复运动。1立柱 2、3. 平衡链轮 4、15、18. 丝杠 5. 光杆 6、20、25、29 链轮 7.轴承座8. 平衡块 9. 减速箱 10. 丝杆 11. 杠杆 12. 无级变速皮带轮 13. 电动机 14. 齿轮链条 16横拖板 17. 丝杠螺母 19.
22、 工作台操纵杆 21、24. 齿轮 22. 无级变速手轮 23. 横拖板手轮 26. 工作台 27. 磨头 28. 珩磨轴 29. 珩磨箱图2.2 传动系统简图2.2.3横拖板部分 由手轮23通过齿轮24, 21，转动丝杆18，使横拖板16前后移动。2.2.4工作台部分 由手动操纵杆19，通过齿轮14传动齿条，使工作台26左右移动。2.2.5.磨头控制10. 砂条 11. 推动销 12. 弹簧 13. 柱塞 14. 推杆 15. 万向节 16活塞 17. 珩磨轴图2.3 磨头控制示意图 如图2.3所示，由调节阀传递出的油压作用在珩磨轴内的活塞16上，推力经活塞杆与推杆的传递作在柱塞13上，利用
23、柱塞圆锥面通过推动销11，克服拉簧12的拉力，把砂条10涨开。如果将调节阀弹子阀门打开，油液即由此阀门流回到油箱，磨头砂条10在拉簧12的作用下回到原来位置(即磨头收紧)。2.3柴油机磨缸机主要技术参数的确定柴油机磨缸机的主要技术参数如下图：表2.1气缸珩磨机技术参数表项目名称量值单位1珩磨轴往复运动速度最快16m/min最慢4.6m/min2珩磨轴转速80-350m/min3珩磨轴行程（最大）400mm4珩磨箱行程（最大）700mm5可磨最长缸孔450mm6可磨缸径50-240mm7电动机功率（旋转运动）1.7kw（往复运动）0.6kw（冷却液泵）0.125kw8外型尺寸（长宽高）14001
24、5202360mm2.4传动系统设计方案传动系统由电动机、传动装置（皮带轮传动和滚子链轮传动）构成，其形式及布置对柴油机磨缸机的总体结构、外观、能量损耗都有影响。传动系统的作用是将电动机的能量传递给珩磨头，使其完成珩磨动作。目前国内生产的珩磨机按其驱动方式分为机械、液压一机械两类。本设计中珩磨轴的旋转、进给动作为无级调速，速度特性良好，被加工件的光洁度能达到Q9，珩磨头的胀缩由液压系统执行。柴油机磨缸机的主传动为：电动机传动轴与带轮之间采用普通V形皮带，可起到保护电机的作用，传动轴与珩磨轴之间采用圆柱滚子链轮，传动平稳，噪音低、效率高。2.5机身结构设计方案机身是柴油机磨缸机的一个基本部件，柴
25、油机磨缸机机身不仅要承受珩磨机工作时全部的变形力，还要承受各种装置和各个部件的重力。机身的结构形式与珩磨机的类型密切相关，它主要决定于使用时的工艺要求和自身的承载能力。2.6本章小结本章给出了柴油机磨缸机的本体结构初步设计方案。包括主要执行机构、传动系统、机身结构的设计。通过介绍柴油机磨缸机的组成、原理以及气缸珩磨机的主要参数确定了机床设计的整体方案。第3章 柴油机磨缸机传动系统设计3.1电动机规格的选取柴油机磨缸机主传动系统一般采用直流或交流电动机，通过带传动和减速箱，带动主轴旋转，由于这种电动机调速范围广，可无机调速，使得柴油机磨缸机结构大为简化，直流电动机在额定转速时，可输出全部功率和最
26、大转矩。在额定转速和最高转速之间，为调压调速、恒功率；在额定转速以下，为恒转矩调速，功率随转速下降而线性降低。对于珩磨机床来说，由于主运动所需的是恒功率调速，而恒转矩调速只有在转速很低时才需要。所以，要使机床在大的转速范围内实现恒功率切削，必须使主轴变速。可见，对于主运动来说，最主要的是电动机的选择。由于本次设计的柴油机磨缸机是通用系列的加工气缸内表面的机床。经调研，加工所需的功率绝大部分在1.7kw之内，转速在之间。所以从功率方面来看，1.7kw完全能满足要求三相异步电动机，一般有3000、1500、1000及750四种同步转速。电动机同步转速愈高，磁极对数愈少，价格愈低。但是电动机转速愈高
27、，传动装置总传动比愈大，会使传动装置外部尺寸增加，提高制造成本。而电动机同步转速愈低，其优缺点刚好相反。因此，在确定电动机转速时，应综合考虑，分析比较。电动机转速对整个机构的运动的速度都有很大的影响，由此可得电动机速度的选择要根据带传动的变速来综合考虑。表3.1 Y系列三相异步电动机的技术数据型号额定功率（kw）电流（A）转速r/min效率功率因子堵转电流/额定电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y100L1-42.25.01420810.827.02.22.3由参考文献14可查得选用电动机的型号：旋转运动电动机：Y100L 1-43.2带传动设计带传动是由主动带轮、从动带轮和挠性传动带组
28、成。根据工作原理不同，分为摩擦型的啮合型两类。在摩擦型带传动中，带必须以一定的张紧力F（又称初拉力）紧套在两带轮上，使带与带轮接触面具有一定的正压力。当原动机驱动主动带轮回转时，带与带轮接触面上便产生摩擦力。正是依靠这种摩擦力，主动带轮牵动了带，带又牵动从动带轮，从而传动运动和转矩。按传动带的截面形状不同，摩擦型带传动可分为平带传动、V带传动、和圆带传动等。其中V带传动靠带的两侧面与带轮槽侧面之间的摩擦力传递动力，带的厚度较大，挠性较差，带轮制造较复杂。但与平带传动相比，在同样张紧力下，V带传动能产生更大的摩擦力，因而在同样条件下能传递更大的功率，或在传递相同功率时传动结构尺寸较紧凑。此外，V
29、带传动允许的传动比较大，加之V带多已经标准化并大量生产，故在一般机械传动中，V带传动以基本取代了平带传动成为最常用的带传动装置。带传动的特点：易于实现两轴中心距较大的传动；带富有弹性，能缓冲吸收，因而传动平稳无噪声；结构简单，制造、安装、维护方便，成本低；摩擦型带传动过载时，带会在带轮上打滑，可防止其他机件损坏，起过载保护作用。其缺点是外轮廓尺寸大，不紧凑；传动效率低，平带传动一般为0.95，V带传动一般为0.92；带的寿命较短，一般为2000-3000小时；摩擦型带传动因带轮间存在相对滑动，而不能保证准确的传动比。带传动的设计：确定计算功率Pc（kw） 由参考文献13表8-9查得工作情况系数
30、KA=1.2, 故 Pc=KA P=1.22.2kw=2.64 kw (3.1) 选择带型 根据Pc=2.64 kw，n1=1420 r/min,由机械设计基础图8-12初步选用普通V带A型 确定带轮的基准直径D1、D2 初选小带轮的基准直径D1 根据带截型，参考文献13表8-4选取D1 Dmin。为了提高带的寿命，宜选取较大的直径。Dmin=75mm，选取主动轮基准直径 D1=95mm，从动轮基准直径D2 = i1D1= 496=380mm，根据参考文献13表8-4选取基准直径系列值D2=400 mm 验算带的速度带速太高则离心力大，减小带与带轮间的压力，易打滑；带速太低，要求传递的圆周力大
31、，使带根数过多，故V应在525m/s之内。若V超此范围可调整小带轮基准直径D1或转速。带速计算式为： (3.2)带入数值得带的速度合适。确定中心距a和带的基准长度Ld带传动中心距不宜过大，否则将由于载荷变化引起带的颤动。中心距也不宜过小否则带短饶转次数多，会降低带的使用寿命，同时也使a1减小，降低传动能力。所以，对于带传动，中心距a0一般可取为： 0.7（D1+ D2） a0 2（D1+ D2） (3.3) 将D1、D2代入 初选中心距a0 =300 mm 带长 (3.4) =901.4mm 查参考文献13表8-3选取A型带的标准基准长度Ld=900 mm实际中心距 a= 299.3 mm 中
32、心距可调范围amin=a-0.015d=286.5mm amin=a+0.03Ld=327mm验算小带轮上的包角11=180o- (D2- D1) 57.3o/a =180o120o故包角合适。 确定带的根数Z取Z=1根 确定带的初拉力F0初拉力的大小是保证带传动正常工作的重要因素。初拉力过小，摩擦力小，容易打滑；初拉力过大，带的寿命低，轴和轴的承受力大。单跟V带张紧后的初拉力F0为： (3.5)查参考文献13表8-2得q=0.10 kgm-1 查参考文献13表8-2得 Ka=1=5002.04/(17.13)(2.5/11)+0.17.132=219.6 N 计算带传动作用在轴上的力（压轴力
33、）Q 为了设计安装带轮的轴和轴系，必须计算V带传动作用在轴上的力Q，它等于两边拉力的合力，该力可近似按下式计算： Q=2zF0sin (3.6） =439.2N 带轮结构设计 对带轮的设计的主要要求设计带轮的一般要求为：质量小；结构工艺性好；无过大的铸造应力；质量分布均匀；与带接触的工作面要精细加工（表面粗糙度一般为a3.2m),以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度都应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀。带轮材料当带速v 30m/s时，用铸铁HT200；当带速v 25-45m/s时宜用球墨铸铁或铸钢，也可用钢板冲压焊接；小功率传动可用铸铝或塑料。由于带速v=7.13m/s 30 m/s,所以选用
34、铸铁HT200。 结构尺寸铸铁制的带轮的典型结构有实心式，腹板式，孔板式，轮辐式。由D1=96mm300 mm,故小带轮采用腹板式结构；D2=384 mm300 mm，故大带轮采用轮辐式结构。根据带轮截型确定轮槽尺寸。3.3链传动设计链传动是一种常见的机械传动形式，它由链条和主，从动轮组成，工作时依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和转矩，是一种具有中间挠性件的啮合运动。链传动有许多优点。与摩擦型带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率较高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用与轴上的压力小；能在高温、多尘、潮湿、有污染等恶劣环境中工作。与齿
35、轮传动相比，易于实现较大中心距的传动或多轴传动，结构轻便；制造和安装要求较低，成本低廉。链传动主要缺点是：瞬时的链速和传动比不恒定，传动平稳性较差，有噪声，不宜用于载荷变化很大和急速反向的传动中。链传动应用广泛。中心距较大有要求平均传动比准确的传动、环境恶劣的开式传动、低速重载传动、润滑良好的高速传动，都可以成功的应用链传动。通常。链传动传递的功率P 100kw，链速v 15m/s,传动比i8,传动中心距a 5-6m。目前，链传动最大的传递功率可达5000kw，链速可达40m/s,传动比可达15，中心距可达8m。按用途不同链可分为：传动链、起重链和牵引链。起重链和牵引链主要用于起重和输送机械中
36、。在一般机械传递运动和动力的链传动装置中，常用的是传动链，其形式主要有短节距精密滚子链和齿形链两种。其中滚子链产量最多，应用广泛。链的使用寿命在很大程度上取决于链的材料及热处理方法。因此，组成链的所有元件均需经过热处理，以提高强度、耐磨性和耐冲击性。链传动的设计：3.3.1滚子链设计 1.确定链轮齿数z1 、z2 由题意估计链速v=3-8m/s,希望结构紧凑，由参考文献13表8-13选取小链轮齿数z1=21;取i=3,从动大链轮齿数z2=iz1=63(z2120,合适)。 2.确定链条链节数LP 初定中心距ao=40P, 则链节数 LP = (3.7) =123.12(节) 取LP=124节
37、3.计算单排链所能传递的功率PO及链节距P 由参考文献13表8-14查得工作情况系数KA=1，故 Pca=KAP=2.2 kw 由参考文献13图8-21按小链轮链速估计，链工作在功率曲线凸峰左侧时，可能出现链板疲劳破损。由参考文献13表8-15查得小链轮齿数系数Kz=1.11；由机械设计基础查得链长系数KL=1.07；选单排链，由参考文献13表8-16查得KP=1.0，故得所需传递功率为 PO Pc/KzKLKP=1.431 kw 根据小链轮转速n1=1050 r/min及功率PO=1.431KW，链节距P=12.70mm。选择链好为8A-1124 GB1243.1-83。同时也证实原估计链工
38、作在额定功率曲线凸峰左侧是正确的。 4.确定链实际长度L及中心距 L=LPP/1000=1.57m a= (3.8) =514mm 中心距调整量 2P=25.4mm 实际中心距1=- 488mm 5.验算链速 V=n1z1P/(601000) 4.67m/s (3.9) 与原估计链速相符。 6.验算小链轮毂孔dK小链轮毂孔许用最大直径dkmax=47mm,大于电动机轴径D=28 mm，合适。 7.作用在轴上的压轴力Q 圆周力 F=1000P/V 370N 按水平布置取压轴力系数KQ=1.15，有 Q=KQF 426N3.3.2 链轮设计链轮是链传动的主要零件，起齿形已经标准化。链轮设计主要是确
39、定其结构和尺寸、选择材料及热处理方法。链轮的结构尺寸与其直径有关。小尺寸的链轮一般做成整体结构，中等尺寸的链轮则制成孔板式结构，大尺寸的链轮常采用齿圈式的焊接结构或装配结构，具体的结构尺寸查有关的机械设计手册可得。1.小链轮 小链轮几何尺寸计算分度圆直径 d=p/sin(180/z1)=94mm齿顶圆直径 d=P0.54+cot(180/ z1)=100.61mm齿根圆直径 df= d- d0 d0为滚子外径可得d0=7.95mm所以 df=94-7.95=86.05mm由相关手册可以查出p=12.7mm单排链轮的轴面齿行几何参数，链轮毛坯公差和轮齿尺寸公差，形状位置公差。根据使用条件为，采用
40、45号钢经淬火处理，轮齿表面硬度为HRC40-45。由上述设计结果，可绘出小链轮的零件图。 2.大链轮（参照小链轮设计）3.3.3链轮传动的布置、张紧和润滑 链传动的布置是否合理，对传动的工作能力及使用都有较大的影响。链传动张紧的目的在于调节链条松边的垂度，增大包角和补偿链条磨损后的伸长，使链条和链轮啮合良好，减小冲击和振动。链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲击，减轻磨损，避免链铰链的早期啮合，延长链条的使用寿命，提高传动效率。根据许用功率曲线图查出此链轮需用油浴和飞溅润滑。3.4本章小结本章叙述了气缸珩磨机的传动系统设计过程及尺寸计算，包括电动机规格的选取
41、、带传动的设计、链轮传动的设计，并进行校核计算。第4章气缸珩磨机主要零部件设计4.1 轴的校核4.1.1轴的材料选择为了使主轴长时期保持旋转精度，合理选择主轴材料和热处理方法也是非常重要的.砂轮主轴的表面应有较高的硬度，而中心部分又要有较高的强度和韧性，以保证工作时耐磨且变形小。.本设计轴的材料选择45号钢，调质到200-250HB左右。该材料即具有一定的韧性，又有良好的可焊性，具有良好的耐腐蚀性能，因此有着较为广泛应用于腐蚀条件下工作的轴。4.1.2轴的设计： 已知工件主轴电动机的功率为P=1.7 kw,工作转速为1420r/min. 对实心圆轴，其强度条件为： = （4.1） 式中：T 轴
42、传递的转矩(N.mm) WT轴的抗扭截面模量mm3 P 轴所传递的功率(kw), n 轴的转速(r/min) 轴的许用扭转应力(MPa)表4.1 轴常用几种材料的及A值轴的材料Q235-A，20Q275，354540Cr,35SiMn/MPa15-2520-3525-4535-55A149-126135-112126-103112-97轴的直径d的计算公式: d=A （4.2） 式中:P轴传递的额定功率1.7 kwN轴的转速473.3r/min 轴的许用应力MPaA按所定的系数：查表得A=120将数据带入公式得： 34mm圆整后取工件主轴的直径d=40mm4.1.3轴的扭转强度的校核： （4.3）式中：T轴传递的转矩（Nmm） 轴的抗扭截面模量(mm3) P轴的传递功率
