皮带传动工作台

摘要

本文按照精密机械设计的步骤，选择2HB42-38型步进电机作为皮带传动工

作台的动力系统，并完成对传动速度5mm/s的控制；选取齿数为48，传动比为1，齿宽为6.4的XL型同步带作为工作台的传动系统；并通过计算校核设计了轴的径向和轴向尺寸分布；根据轴的径向尺寸和轴上力的方向和大小，选择了6000型深沟球轴承；根据轴的径向尺寸选择标准件键连接带轮和轴，它的尺寸为5?10?(3?2)；通过比较联轴器的性能和轴的尺寸，选择刚性套筒型联轴器；根据工作台的密封和润滑的特点设计轴上的套筒挡油板和轴短挡圈；根据工作台的刚度要求，计算校核设计得到箱体的结构尺寸。同时应用SolidWorks软件画出各个零件的零件图，同时完成各个零件的工程图，应用软件将装配体完成，并生成装配图。

关键词：带轮 皮带 SolidWorks 零件 装配 工程图

I

目录

摘要................................................................................................................................ I 目录............................................................................................................................... II 1 设计要求.................................................................................................................... 1

1.1设计要求 ............................................................................................................. 1 1.2设计内容 ............................................................................................................. 1 1.3任务要求 ............................................................................................................. 1

2 总体方案.................................................................................................................... 1

2.1电机的类型 .......................................................................................................... 1 2.2皮带的类型 .......................................................................................................... 2 2.3工作台的传动结构 ............................................................................................... 2

3 电机的选择................................................................................................................ 2 4 同步带和带轮的设计 ............................................................................................... 3

4.1同步带齿 ............................................................................................................. 3 4.2选择同步带型号 ................................................................................................... 4 4.3确定带轮齿数和节圆直径以及同步带的带长和齿数 .............................................. 4 4.4选择带宽 ............................................................................................................. 4 4.5计算作用在轴上的载荷 ........................................................................................ 4 4.4 XL带的结构尺寸。 ............................................................................................. 4 4.5确定带轮的材料和尺寸结构 ................................................................................. 5

4.51 带轮的材料 ................................................................................................ 5 4.52带轮的结构设计 .......................................................................................... 5 4.53确定带轮挡圈的尺寸 ................................................................................... 6

5轴的结构设计............................................................................................................. 6

5.1轴的类型和材料 ................................................................................................... 6 5.2 轴的最小直径设计计算 ....................................................................................... 7 5.3 轴的结构设计 ..................................................................................................... 7 5.4 结构调整和工程图 .............................................................................................. 8

II

6 轴承的设计................................................................................................................ 9

6.1当量动载荷计算 ................................................................................................... 9 6.2计算所需的径向基本额定动载荷 .......................................................................... 9 6.3选择轴承号 .......................................................................................................... 9 6.4轴承的配合 ........................................................................................................ 10

7联轴器的设计........................................................................................................... 10

7.1设计条件 ........................................................................................................... 10 7.2联轴器的确定 .....................................................................................................11

8轴上密封、定位零件设计 ...................................................................................... 12

8.1套筒设计 ........................................................................................................... 12 8.2轴承端盖 ........................................................................................................... 12

9 导轨的设计.............................................................................................................. 12

9.1方案对比 ........................................................................................................... 13 9.2方案的选取 ........................................................................................................ 13

10 箱体的设计............................................................................................................ 14

10.1机体有足够的刚度............................................................................................ 14 10.2机体内零件的润滑，密封散热。....................................................................... 15 10.3机体结构工艺性和附件设计.............................................................................. 16

11．相关量的校核...................................................................................................... 16

11.1键的校核.......................................................................................................... 16 11.2箱体刚度的校核 ............................................................................................... 16 11.3轴承寿命校核................................................................................................... 17 11.4重复精度.......................................................................................................... 18

12 工作台的装配........................................................................................................ 18 12 心得体会................................................................................................................ 20 13参考文献................................................................................................................. 21 14 附录........................................................................................................................ 21

III

1 设计要求

1.1设计要求

工作台水平行程100mm，重复精度0.1mm，承重1.5kg，运行速度5mm/s 1.2设计内容

确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；皮带传动的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。 1.3任务要求

① 皮带传动装配图1张（A4图纸）； ② 零件工作图2张；

③ 设计计算说明书1份。

2 总体方案

总体方案：采用由步进电机带动小同步带轮转动，然后经同步带上的楔形突起带动同样有楔形突起的工作台在导轨上滑动，通过调节脉冲的宽度来调节步进电机的速度，并通过减速箱减速以实现5mm/s的速度，通过控制脉冲的个数以实现较高精度的定位。从题设要求可以基本确定工作台的组成两件及基本结构，主要包括电动机、轴、箱体、皮带、带轮、联轴器以及其他小零件。所以在整个设计过程中，包括各个零件结构和尺寸的设计，工作台总体结构的设计，以及密封润滑方式的设计。 2.1电机的类型

从题设的要求可以来看，工作台的速度为5mm/s，这个速度极小，对于一般的电机，即使使用减速器减速来控制带轮的传动，也很难实现如此大的传动比的减速器，即使有也是需要较大的花费，同时不易控制皮带的传动精度。那么我们在这里选在具有速度可调的步进电机，具体的电机选择详见电机的方案设计。

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