BZ350-A型糖果包裝機(jī)工序盤(pán)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)【含9張CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】

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國(guó)內(nèi)糖果包裝機(jī)與國(guó)際相比，仍存在差距，具體表現(xiàn)在包裝設(shè)備配置較低，包裝材料種類較少，部分糖果包裝機(jī)的包裝效果并不理想等缺點(diǎn)，而對(duì)于一些有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)力的國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)說(shuō)，需要努力的方向仍然是提高相關(guān)配置、豐富包裝材料、加強(qiáng)技術(shù)投入，在巨大的市場(chǎng)潛力下，讓國(guó)內(nèi)的糖果包裝機(jī)踏上更好的臺(tái)階。 本設(shè)計(jì)適應(yīng)形勢(shì)的發(fā)展，對(duì)糖果包裝機(jī)工序盤(pán)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，希望為糖果包裝行業(yè)盡一份綿薄之力，由于編者知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，多借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)以及參考書(shū)籍資料，查閱手冊(cè)等。 由于編者水平有限，書(shū)中難免出現(xiàn)疏漏和不足之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。 目錄 前言 2 摘要 4 第1章 BZ350—A型糖果包裝機(jī) 5 1.1 概述 5 1.2 主要技術(shù)特征及工藝流程 5 1.3 主要組成結(jié)構(gòu) 9 1.4 生產(chǎn)率分析及技術(shù)特點(diǎn) 12 第2章 無(wú)級(jí)調(diào)速的設(shè)計(jì) 14 2.1 電機(jī)選擇 14 2.2 傳動(dòng)帶選型及帶輪設(shè)計(jì) 14 第3章 彈簧的設(shè)計(jì) 21 3.1 彈簧最大載荷，最大變形量的計(jì)算 21 3.2 確定彈簧絲材料的選擇和許用應(yīng)力［ζ］ 22 3.3 設(shè)計(jì)彈簧有效圈數(shù)n 23 3.4 工作極限載荷（Ⅱ類載荷） 23 3.5 求出彈簧的幾何尺寸 23 第4章 帶輪軸（軸Ⅰ）的設(shè)計(jì) 24 4.1 選擇軸Ⅰ的材料及確定C值 24 4.2 計(jì)算軸Ⅰ的計(jì)算直徑 24 4.3 確定軸Ⅰ各段的直徑 24 4.4 軸Ⅰ的強(qiáng)度校核 25 第5章 槽輪的設(shè)計(jì) 29 5.1 槽輪的槽數(shù)Z和撥盤(pán)的圓柱銷數(shù)K的確定 29 5.2 槽輪的槽數(shù)Z和撥盤(pán)的圓柱銷數(shù)K的再確定 30 5.3 兩種設(shè)計(jì)的比較 30 心得體會(huì)及謝辭 32 主要參考文獻(xiàn) 33 摘要 糖果包裝機(jī)屬于食品類產(chǎn)品包裝機(jī)，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 本次設(shè)計(jì)的BZ350—A型糖果包裝機(jī)屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳動(dòng)的一種糖果包裝機(jī)。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動(dòng)化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡(jiǎn)單美觀，結(jié)實(shí)牢靠，消費(fèi)者使用方面。 BZ350-A型糖果包裝機(jī)具有如下特點(diǎn)： 1）本機(jī)上的糖塊、包裹、卸糖果全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，自動(dòng)化程度高，減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，符合人性化特點(diǎn)，產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生要求。 2）設(shè)有無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，機(jī)器的生產(chǎn)率可以根據(jù)不同的需要改變，且能夠滿足不同的包裝材料要求。 3）關(guān)鍵零部件做到可以方便地調(diào)節(jié)，使機(jī)器能滿足不同的產(chǎn)品規(guī)格要求。 4）采用六槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工序盤(pán)，使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，同步性能可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 5）設(shè)有故障自動(dòng)停機(jī)等功能，方便操作，維護(hù)簡(jiǎn)單，壽命比較長(zhǎng)。 第1章 BZ350—A型糖果包裝機(jī) 1.1 概述 糖果包裝機(jī)屬于食品類產(chǎn)品包裝機(jī)，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機(jī)一般采用卷盤(pán)式包裝材料，在主機(jī)上實(shí)現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 這里所介紹的BZ350-A型糖果包裝機(jī)屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳統(tǒng)的一種糖果包裝機(jī)。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動(dòng)化程度較高，既可以完成單層或多層紙的包裝，也可以包裝多種形狀的硬糖或軟糖，包裝方法簡(jiǎn)單美觀、結(jié)實(shí)牢靠，消費(fèi)者使用方便。 1.2 主要技術(shù)特征及工藝流程 1.2.1 BZ350-A型糖果包裝機(jī)主要技術(shù)特征 BZ350-A型糖果包裝機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下： 生產(chǎn)能力：200~300粒/min（無(wú)級(jí)調(diào)速）； 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑?13mm、長(zhǎng)度32mm； 長(zhǎng)方形糖的厚11mm、寬16mm、長(zhǎng)27mm； 主電機(jī)：0.75kW，額定轉(zhuǎn)速n=1410r/min。 1.2.2 工藝流程及循環(huán)圖 圖1-1是BZ350-A型糖果包裝機(jī)外形圖。 圖1-1 BZ350-A型糖果包裝機(jī)外形圖 1-盤(pán)車手輪 2-扭結(jié)部件 3-料斗 4-理糖盤(pán)裝置 5-離合器手柄6-張緊輪 7-開(kāi)關(guān) 8-調(diào)速輪 9-機(jī)座 10-機(jī)架 11-工序盤(pán)12-薄膜卷 13-內(nèi)襯薄膜卷 14-供紙裝置 15-成品輸出裝置 整個(gè)包裝過(guò)程為：糖塊從振動(dòng)料斗3被送入理糖盤(pán)裝置4，理糖盤(pán)為一高速旋轉(zhuǎn)著的螺旋槽機(jī)構(gòu)，在離心力的作用下，糖果沿螺旋槽被甩到理糖盤(pán)的外圍，經(jīng)過(guò)初步定向，在出口處，由旋轉(zhuǎn)著的毛刷將豎立或重疊著的糖塊刷平且成單層排布，進(jìn)一步定向后進(jìn)入輸送帶被送往下一工序；同時(shí)，安裝在卷紙架上成卷的薄膜紙也由牽引輥經(jīng)導(dǎo)輥被送到供紙位置，由旋轉(zhuǎn)刀實(shí)行定長(zhǎng)切割，并置于托紙板上；輸送帶送來(lái)的糖塊推送到托紙板上后，安裝在工序盤(pán)上的鉗糖機(jī)械手將包裝紙和糖塊一起夾緊，接著前后沖頭相繼動(dòng)作，糖塊便由包裝紙裹包起來(lái)；工序盤(pán)轉(zhuǎn)位到扭結(jié)工位停歇，扭結(jié)機(jī)械手夾住糖果的縱向兩邊并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下同向回轉(zhuǎn)約450°，完成扭結(jié)工序。在扭結(jié)回轉(zhuǎn)過(guò)程中，扭結(jié)機(jī)械手沿糖果的縱向要有一個(gè)微小的進(jìn)給量，以抵消糖果的縱向尺寸變化，否則，糖紙會(huì)被扭破；扭結(jié)結(jié)束后，工序盤(pán)繼續(xù)轉(zhuǎn)位，糖鉗機(jī)械手在凸輪的控制下開(kāi)啟，由打糖桿將已經(jīng)包裝好的糖果打下，糖果沿輸送槽被送入后續(xù)裝盒工位。 圖1-2是其扭結(jié)裹包工藝流程示意圖。 圖1-2扭結(jié)裹包工藝流程示意圖 1—送糖；2—糖鉗手張開(kāi)、送紙；3—夾糖；4—切紙；5—紙、糖進(jìn)入糖鉗手； 6—接、送糖桿離開(kāi)；7—下折紙； 8—上折紙；9—扭結(jié)；10—打糖 包裝扭結(jié)工藝路線圖如下圖1-3所示 圖1-3 包裝扭結(jié)工藝路線圖 1—扭結(jié)手；2—工序盤(pán)；3—打糖桿4—活動(dòng)折紙板； 5—接糖桿；6—包裝紙；7—送糖桿；8—輸送帶；10—固定折紙板 圖1-4 工藝流程圖 1—內(nèi)襯紙；2—商標(biāo)紙；3—送紙輥；4—切紙刀；5—糖塊；6—推糖桿； 7—送糖帶；8—折紙板；9—接糖桿；10—工序盤(pán)；11—糖鉗；12—打糖桿； 13—固定折紙板 如圖1-5所示是糖果包裝機(jī)的工作循環(huán)圖 圖1-5 BZ350-A糖果包裝機(jī)的工作循環(huán)圖。 1.3 主要組成結(jié)構(gòu) BZ350-A型糖果包裝機(jī)主要由傳動(dòng)系統(tǒng)、理糖盤(pán)裝置、供紙切紙裝置、鉗糖工序盤(pán)、扭結(jié)機(jī)械手及裹包裝置、電器控制裝置、缺糖檢測(cè)裝置等組成。 1.3.1 傳動(dòng)系統(tǒng) （1）主傳動(dòng)系統(tǒng) 圖1-6是BZ350-A型糖果包裝機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。 圖1-6主傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。 1－卷紙筒 2－橡皮滾筒 3－滾刀軸 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－凸輪 8－轉(zhuǎn)盤(pán) 9－偏心輪（2） 10－槽輪 11－撥銷 12－撥盤(pán) 13－手輪 14－后沖頭 15－偏心輪（4） 16－打棒 17－齒條 18－扇形齒輪 19－抄紙板 20－偏心輪（1） 21－偏心輪（3） 22－后沖頭 23－盤(pán)手手輪 24－扭手凸輪 由主電機(jī)驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主電機(jī)至分配軸II間采用兩級(jí)減速，第一級(jí)用寬帶實(shí)現(xiàn)三級(jí)變速，第二級(jí)為齒輪傳動(dòng)，在分配軸II上裝有偏心輪（1）、（2）、（3）、（4）和兩個(gè)輪Z52，傳動(dòng)到各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成裹包作業(yè)。在主電機(jī)軸上設(shè)置有一對(duì)分離錐輪，通過(guò)調(diào)節(jié)手輪13來(lái)調(diào)節(jié)帶輪的中花距，靠分離錐輪分開(kāi)或趨近，改變錐輪的接觸半徑，而達(dá)到調(diào)節(jié)帶輪傳動(dòng)比的要求。 分配軸上裝有四個(gè)偏心輪，其中偏心輪(1)通過(guò)連桿帶動(dòng)扇形齒輪來(lái)回?cái)[動(dòng)，扇形齒輪再驅(qū)動(dòng)與前沖頭一體的齒條往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成沖糖工作:偏心輪(2)通過(guò)安裝在工序盤(pán)根部的斜面凸輪7驅(qū)動(dòng)糖鉗6開(kāi)合，完成鉗糖和放糖工作;偏心輪(3)通過(guò)連桿驅(qū)動(dòng)活動(dòng)折紙板19折紙;偏心輪((4)通過(guò)連桿驅(qū)動(dòng)后沖頭14和打糖桿16工作。采用偏心輪機(jī)構(gòu)，使得整個(gè)傳動(dòng)鏈結(jié)構(gòu)緊湊，容易布局，維護(hù)方便。 供紙部分(1. 2. 3)是經(jīng)軸II由齒輪、鏈輪傳動(dòng)的;扭結(jié)機(jī)械手由軸II經(jīng)過(guò)齒輪、槽凸輪、擺桿等傳動(dòng)的;轉(zhuǎn)盤(pán)由軸Ⅱ經(jīng)齒輪、槽輪機(jī)構(gòu)來(lái)傳動(dòng)。糖果包裝機(jī)設(shè)置無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，一方面，可以滿足當(dāng)產(chǎn)品規(guī)格變化即糖塊外形變化時(shí)，要求生產(chǎn)率隨著改變;二是由于包裝材料對(duì)生產(chǎn)率的要求不同，隨著季節(jié)的變化，其延展性也不一樣，因此，生產(chǎn)率要做相應(yīng)的改變。 機(jī)器還設(shè)置手動(dòng)調(diào)整，可通過(guò)手輪23實(shí)現(xiàn)。 (2)理糖傳動(dòng)系統(tǒng) 理糖裝置的作用是使待包裝糖塊通過(guò)整理排列，依次整齊的傳入輸送帶，由輸送帶被送至裹包工位。 圖1-7為理糖部分的傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。 理糖電機(jī)1通過(guò)D50/D 112的三角皮帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸I旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過(guò)齒輪Z 17/Z46帶動(dòng)軸II。軸II上裝有輸送帶輪，驅(qū)動(dòng)輸送帶6運(yùn)動(dòng)，把轉(zhuǎn)盤(pán)送來(lái)的糖快送到包裹工位。軸I通過(guò)蝸桿蝸輪Z4/Z32帶動(dòng)軸IV，由軸IV驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)3回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，周邊裝有固定的螺旋導(dǎo)向板5。轉(zhuǎn)盤(pán)3回轉(zhuǎn)時(shí)，由料斗2落下的糖塊受到離心力的作用甩向周邊，在導(dǎo)向板作用下沿環(huán)形槽列隊(duì)排列整齊，依次落入輸送帶上。另外，軸II通過(guò)鏈輪Z13/Z20帶動(dòng)軸III，經(jīng)螺旋齒輪Z11/Z28, Z15/Z15帶動(dòng)軸VI，由軸UI驅(qū)動(dòng)毛刷4旋轉(zhuǎn)，毛刷的作用是將重疊在一起的糖塊掃平，使其一粒接著一粒排隊(duì)由輸送帶向前輸送。 圖1-7理糖傳動(dòng)示意圖 1一理糖電機(jī)2一料斗3一轉(zhuǎn)盤(pán)4一毛刷5一導(dǎo)向板6一糖塊輸送帶7一帶輪 1.3.2 鉗糖工序盤(pán)裝置 如圖1-8所示是BZ350-A型糖果包裝機(jī)的鉗糖工序盤(pán)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 轉(zhuǎn)盤(pán)軸9與轉(zhuǎn)盤(pán)10以圓錐銷固聯(lián)，在轉(zhuǎn)盤(pán)軸上裝有銅套8，通過(guò)偏心輪及連桿機(jī)構(gòu)使銅套在轉(zhuǎn)盤(pán)軸上轉(zhuǎn)動(dòng)。下凸輪12用鍵7固定在銅套8上，上凸輪Ⅱ用螺釘與下凸輪12固聯(lián)，凸輪11和12會(huì)隨著銅套一起擺動(dòng)。鉗糖工序盤(pán)上安裝有六副鉗糖機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)運(yùn)動(dòng):①間歇轉(zhuǎn)位，每次轉(zhuǎn)過(guò)60°，停歇一個(gè)工藝時(shí)間。間歇轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)由六槽輪機(jī)構(gòu)(圖中未繪出)帶動(dòng);②糖鉗的開(kāi)合運(yùn)動(dòng)，工序盤(pán)轉(zhuǎn)一圈，糖鉗只打開(kāi)一次、關(guān)閉一次。糖鉗的開(kāi)合運(yùn)動(dòng)由凸輪驅(qū)動(dòng)滾子5帶動(dòng)擺臂6擺動(dòng)，擺臂6帶動(dòng)扇形齒輪3和4嚙合擺動(dòng)，扇形齒輪帶動(dòng)糖鉗手1張開(kāi)，此時(shí)，彈簧2受拉，鉗手的閉合由受拉狀態(tài)的彈簧控制來(lái)完成。設(shè)置兩片凸輪的目的是，通過(guò)調(diào)整上下兩片凸輪的位置可以改變凸輪的工作曲線，從而改變鉗糖機(jī)械手的開(kāi)口大小和持續(xù)時(shí)間，以滿足不同厚度的糖塊包裝要求，保證扭結(jié)質(zhì)量。 圖1-8柑糖工序盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1一糖鉗 2一彈簧 3、4一扇形齒輪 5一滾子 6一滾子臂 7一鍵 8一井寸套 9一轉(zhuǎn)盤(pán)軸10一轉(zhuǎn)盤(pán) 11一上凸輪 12一下凸輪 1.4 生產(chǎn)率分析及技術(shù)特點(diǎn) 從以上分析可知:糖果包裝機(jī)的生產(chǎn)率與工序盤(pán)的轉(zhuǎn)速和其上所分布的裹包頭數(shù)量有關(guān)，計(jì)算公式為 Q=60K·n (5.5) 式中，Q—糖果包裝機(jī)的生產(chǎn)率; K一工序盤(pán)上分布裹包頭數(shù)量，即糖鉗對(duì)數(shù)(顆/r); N一工序盤(pán)的工作轉(zhuǎn)速(r/min )。 根據(jù)式( 5.5 )可知:要提高糖果包裝機(jī)的生產(chǎn)能力有兩個(gè)途徑:①增加工序盤(pán)上分布裹包頭數(shù)量;②提高工序盤(pán)的工作轉(zhuǎn)速。 若僅僅靠增加工序盤(pán)上分布裹包頭數(shù)量，就會(huì)增加工序盤(pán)的外形尺寸，會(huì)帶來(lái)機(jī)構(gòu)的龐大;而且增加糖鉗數(shù)量，糖鉗凸輪的輪廓曲線就要改變，必須重新設(shè)計(jì)糖鉗凸輪的工作曲線，這給設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)變化較大，不利于加速產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)進(jìn)程。實(shí)際上糖鉗數(shù)量增加，對(duì)生產(chǎn)率的效果不很明顯。而提高工序盤(pán)的工作轉(zhuǎn)速，雖是比較有效的辦法，但若一味地提高工序盤(pán)的轉(zhuǎn)速，會(huì)增加機(jī)構(gòu)間千涉的可能性，使機(jī)器制造精度增加;并且理糖盤(pán)的速度過(guò)快，糖塊容易堵塞，不利于正常供料;況且受包裝材料限制，速度也不宜過(guò)快，否則包裝紙容易被扯斷。因此，要提高機(jī)器的生產(chǎn)率，必須權(quán)衡考慮。 BZ350- A型糖果包裝機(jī)具有如下特點(diǎn): 1)本機(jī)的上糖塊、包裹、卸糖果全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，自動(dòng)化程度高，減輕人工勞動(dòng)強(qiáng)度，符合人性化特點(diǎn)，產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生要求。 2)設(shè)有無(wú)級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)，機(jī)器的生產(chǎn)率可以根據(jù)不同的需要改變，且能夠滿足不同的包裝材料要求。 3)關(guān)鍵零部件做到可以方便地調(diào)節(jié)，使機(jī)器能滿足不同的產(chǎn)品規(guī)格要求。 4)采用六槽輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)工序盤(pán)，使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，同步性能可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 5）設(shè)有故障停機(jī)等功能，方便操作，維護(hù)簡(jiǎn)單，壽命比較長(zhǎng)。 第2章 無(wú)級(jí)調(diào)速的設(shè)計(jì) 2.1 電機(jī)選擇 由于主電機(jī)的功率為：P=0.75kw，n=1410r/min 查《電機(jī)型號(hào)大全》選擇電機(jī)型號(hào)為Y80M2-4， 可知：P=0.75kw，n=1390r/min 由于外槽輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臂每轉(zhuǎn)一圈，生產(chǎn)一粒糖果 可知：n槽=200-300r/min 即生產(chǎn)能力：200-300r/min 下圖2-1為電機(jī)、傳動(dòng)軸、分配軸之間的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖2-1傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 為皮帶輪軸的轉(zhuǎn)速，為分配軸上的轉(zhuǎn)速。 2.2 傳動(dòng)帶選型及帶輪設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，小帶輪必須能夠?qū)崿F(xiàn)直徑可調(diào)，因此以下就是確定小帶輪的直徑范圍。 2.2.1 確定計(jì)算功率 因?yàn)樘枪b機(jī)承受的載荷變動(dòng)小，且是小批量生產(chǎn)，依此查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表7.8可知工作情況系數(shù)KA=1.2， 再由式（7.12）得： Pc=KA·P=1.2×0.75=0.9KW， 2.2.2 選擇V帶帶型 根據(jù)P=0.9KW，n=1390r∕min由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖7.11選擇Z型帶。 2.2.3 確定小帶輪基準(zhǔn)直徑d 當(dāng)產(chǎn)量為200粒/min時(shí) 1）、初選小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1， 由于Pc-n1坐標(biāo)的交點(diǎn)落在圖7.11中Z型帶上方，由表7.3初選dd1=90mm， 2）、驗(yàn)算帶速v， 由式（7.13）得 V= =≈6.55m/s 符合帶速應(yīng)在5～25m/s范圍內(nèi)。也即初選dd1=90符合要求。 3）、確定大帶輪的直徑dd2 = 得dd2=195mm， 由表7.3取dd2=180mm 該數(shù)值以產(chǎn)量為200粒/min計(jì)算，此次設(shè)計(jì)主要以小帶輪的無(wú)級(jí)調(diào)速為準(zhǔn)。 所以當(dāng)產(chǎn)量為300粒/min時(shí)，dd2=180mm，同理 可得dd1 =123mm。 以上結(jié)果可得無(wú)級(jí)調(diào)速的傳動(dòng)比范圍為i=~=0.5~0.68 2.2.4 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ∵0.7×﹙dd1＋dd2﹚≤≤2×﹙dd1＋dd2﹚， 代入數(shù)據(jù)求得， 189mm≤≤540mm ∴初選=500mm， 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度2a0+π（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)2/4a0 即=2×500+3.14×（90+180）/2+(180-90)2/4×500=1427.95mm， 由表7.4,取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 =1400mm， 實(shí)際中心距a=＋=500＋=490mm， 安裝時(shí)所需的最小中心距： =a－0.015=469mm， 安裝時(shí)所需的最大中心距： =a＋0.03=532mm。 2.2.5 驗(yàn)算小帶輪的包角 =180°－(dd2 -dd1)/a×57.3°=180°－(180 -90)/490×57.3°= 169.4°>120° 因此驗(yàn)證能滿足要求。 2.2.6 確定V帶的根數(shù)Z Z = = 由n=1390r/min,dd1=90, 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.5，用插值法，得=0.4kw， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.7，用插值法，得=0.3kw， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.6,(包角系數(shù))=0.96， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.2,（長(zhǎng)度系數(shù)）=1.14 所以，Z==≈1.15 根據(jù)實(shí)際要求：z=2 因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速的要求，若是兩根皮帶，可能帶來(lái)調(diào)速操作的不便，可能也會(huì)帶來(lái)其他的問(wèn)題，且從經(jīng)濟(jì)效益等各方面綜合考慮，一般只用一根皮帶傳動(dòng)，可以比較方便改變轉(zhuǎn)速。所以Z=2不符合要求，因此需重新選帶型。選用A型V帶 2.2.7 確定中心距a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld ∵0.7×﹙dd1＋dd2﹚≤≤2×﹙dd1＋dd2﹚， 代入數(shù)據(jù)求得， 189mm≤≤540mm ∴初選=500mm， 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度2a0+π（dd1+dd2）/2+(dd2-dd1)2/4a0 即=2×500+3.14×（90+180）/2+(180-90)2/4×500=1427.95mm， 由表7.4,取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 =1400mm， 實(shí)際中心距a=＋=500＋=490mm， 安裝時(shí)所需的最小中心距： =a－0.015=469mm， 安裝時(shí)所需的最大中心距： =a＋0.03=532mm。 2.2.8 驗(yàn)算小帶輪的包角 =180°－(dd2 -dd1)/a×57.3°=180°－(180 -90)/490×57.3°= 169.4°>120°。 因此驗(yàn)證能滿足要求。 2.2.9 確定A型V帶的根數(shù)Z Z== 由n=1390r/min,dd1=90, 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.5,用插值法,得 PO=1.07 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.7，用插值法，得 =0.17kw， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.6，用插值法，得 =0.96， 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表7.2，用插值法，得 =0.96 ∴Z===≈0.789 ∴Z取1根，適合無(wú)極調(diào)速。  2.2.10 計(jì)算初拉力F0和軸上壓力FQ（也即是徑向力） 圖2-2 帶傳動(dòng)對(duì)軸壓力簡(jiǎn)圖 單根普通V帶合適的初拉力可按下式計(jì)算 =500＋q 式中，v—帶速，m∕s； Z—帶的根數(shù)； —包角系數(shù)； —計(jì)算功率，KW； q—帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg∕m，見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表7.9，查A型帶為0.10 kg∕m。. ∴代入數(shù)據(jù)可得，=500××﹙﹚＋0.10×6.642≈113.13N 由圖2-2可知 =2Zsin=2×1×113.13×sin≈225.29N 帶輪的受力分析 圖2-3帶輪受力圖 對(duì)點(diǎn)A進(jìn)行受力分析： cos17°+sin° = =×f(摩擦系數(shù))（查資料可得f=0.485） 所以 ×0.485×0.95+ ×0.31= 可得=146.1N = ×cos17°=139.7N 因?yàn)?的力來(lái)自彈簧，根據(jù)作用力與反作用力，需要對(duì)彈簧進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核 第3章 彈簧的設(shè)計(jì) 3.1 彈簧最大載荷，最大變形量的計(jì)算 可求得動(dòng)輪動(dòng)片的水平移動(dòng)最大距離 x=×tan=tan=9.17mm 也即是彈簧的最大變形量。 由下圖3-1 有效拉力F==－， 由P=， 得F==112.95N 即－=112.95N， ＋=2=226.26N ∴=169.605N，為緊邊 =56.655N，為松邊。 由歐拉公式=（α為包角，單位為π） ∴fα=㏑， 即f·×170.89°=㏑=1.1268 ∴f=0.378 皮帶作用在皮帶輪上，在緊邊和松邊的共同作用下，通過(guò)帶輪的作用在軸上，而軸上的壓力由作用在帶輪上的軸載荷FQ得來(lái)，所以由下圖可 圖3-1 動(dòng)片的受力簡(jiǎn)圖 對(duì)A點(diǎn)進(jìn)行受力分析： ∴=112.95=0.378·N，即N=298.81N ∴=N·cos17°=280.75N ∴此時(shí)的已知條件為：彈簧的最大工作載荷=285.75N，最大變形量=9.17mm。 3.2 確定彈簧絲材料的選擇和許用應(yīng)力［ζ］ 考慮到所受的負(fù)荷較大，要有較好的彈性，所以初選彈簧材料為60Si2Mn，Ⅱ類（選自機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表17.2）許用切應(yīng)力： =680Mpa 所以，由式17.6： K=＋ =＋=1.19 再由式17.7：d≥1.6=1.6×=3.20mm 查表17.7，彈簧絲直徑d的標(biāo)準(zhǔn)系列， 選d=6mm 則由式17.5：τmax===192.52Mpa τmax ﹤，強(qiáng)度足夠。 中徑D2=Cd=8×6=48 3.3 設(shè)計(jì)彈簧有效圈數(shù)n 由表17.2可知剪切彈性模量G=80000Mpa 再由式17.9： n===2.83圈， 圓整為3圈 兩端各取一圈死圈，則壓縮彈簧總?cè)?shù)=3＋2=5圈 3.4 工作極限載荷（Ⅱ類載荷） 極限載荷下的變形量≤1.15=1.15×6.9=7.94mm 工作極限載荷由F≤=285.75×1.12=320.04N 3.5 求出彈簧的幾何尺寸 彈簧絲直徑d= 6mm ， 彈簧中徑=48mm， 彈簧外徑D=＋d=54mm 彈簧內(nèi)徑=－d=44mm 節(jié)距t=＋d＋=0.5＋6＋=8.8mm， 有效圈數(shù)n=3圈， 總?cè)?shù)=5圈 彈簧自由長(zhǎng)度=n·t＋﹙－n＋1﹚·5=16.25mm（并緊，不磨平端） 螺旋升角a=arctan（）= arctan（）=3.34 第4章 帶輪軸（軸Ⅰ）的設(shè)計(jì) 4.1 選擇軸Ⅰ的材料及確定C值 選擇45鋼，調(diào)制處理，按表14.3選取計(jì)算系數(shù)C=110 4.2 計(jì)算軸Ⅰ的計(jì)算直徑 按照式14.2可知該軸的最小直徑為： d≥C=110×=11.59mm 考慮到鍵槽的影響，則d=1.05×11.59=12.17mm，根據(jù)軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑可選d=14，由于軸上除了齒輪，皮帶輪，還有軸承，因?yàn)檩S承沒(méi)有受到軸向力，只需選用普通的深溝球軸承，通過(guò)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表13.10選用軸承6205，因?yàn)榛境叽鏳最小為25，考慮軸的結(jié)構(gòu)及其加工方便，可適當(dāng)將軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑放大，同時(shí)可增加軸的強(qiáng)度，所以初取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=20mm 4.3 確定軸Ⅰ各段的直徑 采用階梯軸，尺寸按由小到大，由兩端至中央的順序確定。 外伸端取最小直徑20mm，參考相關(guān)資料軸各段直徑的確定可選出各段軸徑如下（圖4-1為軸Ⅰ的簡(jiǎn)圖）： 圖4-1 軸身=d＋2a，[a為軸肩的高度，a≥（0.07~0.1）d]，取a=0.1d=2，即=24mm 軸頸=＋（1~5）mm，考慮軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，所以取=25mm 軸頭=＋（1~5）mm，取=28mm 軸身=26mm 軸環(huán)=32mm 4.4 軸Ⅰ的強(qiáng)度校核 4.4.1 繪出軸Ⅰ的總體受力圖，圖4-2 圖4-2軸Ⅰ的總體受力圖 4.4.2 作扭矩圖 由圖4-2可知， =帶M電= 0.96×9549×=0.96×9549×=10.7N·m， 扭矩圖如圖4-3， 4.4.3 作水平面內(nèi)的彎矩圖 ∵==×1000=428N ∴=tan20°=155.7N，由前面計(jì)算可知 =113.13N，=225.29N。 由可得， =﹣270.32N，=-157.68N， ∴截面C處的彎矩為=×=-37.85N·m 即水平面內(nèi)的彎矩圖如圖4-4 4.4.4 作垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖1-8，由以下兩式 可得，=0.47N，=380.50N， ∴截面C處的彎矩為 =×=0.47×0.240=0.11N·m 截面B處的彎矩為 =×=225.29×0.140=31.54N·m。 ∴垂直平面的彎矩圖如圖4-5 4.4.5 作合成彎矩圖 截面C處的彎矩為 ===37.85N·m 截面B處的彎矩為 ===31.54N·m。 ∵BC段的斜率==≈－0.06， BD段的斜率==≈－0.33， ∴＜ ∴可畫(huà)出合成彎矩圖如圖4-6 4.4.6 求當(dāng)量彎矩 由圖4-6可知C、B兩處都可能為危險(xiǎn)截面，因?yàn)閱蜗蜣D(zhuǎn)動(dòng)，可以認(rèn)為扭矩是脈動(dòng)循環(huán)變化，故修正系數(shù)α≈0.6，則危險(xiǎn)截面C、B兩處的當(dāng)量彎矩分別為 ===38.39N·m ===32.19N·m 4.4.7 分別計(jì)算危險(xiǎn)截面C、B處的軸徑 由C處，d≥==19.11mm， B處，d≥==18.02mm 考慮截面C處鍵槽，故將直徑放大5%， 即18.17×1.05=20.07mm， 因?yàn)榇颂幹睆綖?8mm，因此強(qiáng)度足夠。 而B(niǎo)處為裝軸承，此處設(shè)計(jì)的尺寸為25mm，因此強(qiáng)度也足夠大。 第5章 槽輪的設(shè)計(jì) 5.1 槽輪的槽數(shù)Z和撥盤(pán)的圓柱銷數(shù)K的確定 ①初選槽數(shù)Z為6（根據(jù)現(xiàn)有機(jī)械作參考） 當(dāng)槽輪轉(zhuǎn)過(guò)2φ20=2π/z角度時(shí)撥盤(pán)1所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 2φ10=π-2φ20=π-=180°-60°=120° 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ==0.5-=0.33 圓柱銷數(shù)K與槽數(shù)Z的關(guān)系為 K<=1.5 因?yàn)閗為整數(shù)，所以k只能為1 ②槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 因?yàn)檩SⅠ與軸Ⅱ上傳動(dòng)齒輪中心距為 a12=m×=2.5×105÷2＝131.25mm 軸Ⅱ上的齒輪與撥盤(pán)上的齒輪之間的中心距為 a23=131.25mm 綜合可知各軸傳動(dòng)齒輪之間占據(jù)的縱向距離為 L= a12＋ a23=262.5mm 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)箱所量高度為650mm 可將槽輪與撥盤(pán)之間的中心距定為150mm較為合理 *圓銷轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑R=asin=150×sin30°=75mm 圓銷半徑r1=R/6=12.5mm *槽頂高r2=a×cos30°=150×cos30°=129.9mm 槽底高b≤a-（R+ r1）=150-(75+12.5)=62.5mm 槽深h= r2-b=129.9-62.5=67.4mm 鎖住弧半徑Rx=Kx r2=0.34×129.9=44.2mm 槽頂口壁厚e=R-（r1+Rx）=75-（12.5+44.2）=18.3mm 鎖住弧張開(kāi)角r=2π/k-2φ1=2π（1/k+1/z-1/2）=360°×2/3=240° 5.2 槽輪的槽數(shù)Z和撥盤(pán)的圓柱銷數(shù)K的再確定 ①再選槽數(shù)為z=8 當(dāng)槽輪轉(zhuǎn)過(guò)2φ20=2π/z角度時(shí)撥盤(pán)1所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 2φ10=π-2φ20=π-=180°-45°=135° 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)τ==0.5-=0.375 圓柱銷數(shù)K與槽數(shù)Z的關(guān)系為 K<=1.6 因?yàn)閗為整數(shù)，所以k只能為1 ②槽輪機(jī)構(gòu)的幾何尺寸計(jì)算 中心距的確定原則與上一致，故依舊a=150mm *圓銷轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑R=asin225°=150×sin225°=57.4mm 圓銷半徑r1=R/6=9.6mm *槽頂高r2=a×cos30°=150×cos30°=138.6mm 槽底高b≤a-（R+ r1）=150-(57.4+9.6)=83.0 mm 槽深h= r2-b=138.6-83.0=55.6mm 鎖住弧半徑Rx=Kx r2=0.2×138.6=27.7mm 槽頂口壁厚e=R-（r1+Rx）=57.4-（9.6+27.72）=20.08mm 鎖住弧張開(kāi)角r=2π/k-2φ1=2π（1/k+1/z-1/2）=360°×5/8=225° 5.3 兩種設(shè)計(jì)的比較 因?yàn)椴蹟?shù)z.>9槽輪結(jié)構(gòu)比較少見(jiàn)，因?yàn)楫?dāng)中心距一定時(shí)，z越大，槽輪的尺寸就越大，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的慣性就越大，力矩也增大，又因?yàn)閷r(shí)間比用轉(zhuǎn)角比來(lái)表示，對(duì)于只有一個(gè)圓柱銷的槽輪機(jī)構(gòu)，有公式知 τ=t2/t1=(π-2π/z)/2π=（z-2）/2z=0.5-1/z 當(dāng)z>9時(shí)，槽數(shù)增加，動(dòng)停比τ的變化也不大，起不了明顯的作用，故z取值范圍只在4到8，故8之后不做討論。 以八與六相對(duì)比作討論，雖然都能完成工作任務(wù)，但槽數(shù)八槽輪相比槽數(shù)六槽輪，形狀更為復(fù)雜，即加工難度會(huì)更大，花費(fèi)也更多，考慮后決定選擇第一方案，即槽數(shù)為六的槽輪。圖形如下： 心得體會(huì)及謝辭 經(jīng)過(guò)為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在說(shuō)明書(shū)完成之時(shí)落下帷幕，這一設(shè)計(jì)涵蓋了大學(xué)三年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)及基礎(chǔ)知識(shí)，通過(guò)溫習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，查閱相關(guān)資料，計(jì)算出相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)多次修改，最終敲定設(shè)計(jì)出的內(nèi)容。在此，我要特別感謝陳學(xué)文老師，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，陳老師適時(shí)給予我們輔導(dǎo)，給我們答疑解惑，讓我們少走彎路。 在這一個(gè)多月的時(shí)間里，我們組員之間相互合作，相互學(xué)習(xí)，共同完成了我們的課題，為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提交了一份沉甸甸的答卷。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也是對(duì)知識(shí)的溫習(xí)，以前沒(méi)太注意的細(xì)節(jié)經(jīng)過(guò)這一次的不斷修改注意到了，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，出過(guò)的錯(cuò)誤有內(nèi)外螺紋的畫(huà)法，軸上零件的固定，無(wú)級(jí)調(diào)速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等，經(jīng)過(guò)陳老師的指正，加上對(duì)書(shū)本里的知識(shí)進(jìn)行溫習(xí)，最終對(duì)這些模糊的知識(shí)有了深刻的了解，對(duì)我來(lái)說(shuō)，錯(cuò)的多并不一定是壞事，因?yàn)殄e(cuò)的多了改過(guò)來(lái)之后就會(huì)深刻的認(rèn)識(shí)，記憶會(huì)更深刻。 團(tuán)隊(duì)合作的精神在我們的這次設(shè)計(jì)中體現(xiàn)得淋漓盡致，每個(gè)人的長(zhǎng)項(xiàng)都可能不同，有人在制圖方面比較突出，有人在設(shè)計(jì)方面有獨(dú)特的想法，有人對(duì)數(shù)據(jù)的整理及計(jì)算，有人對(duì)文檔進(jìn)行整理及排版等等，擁有不同長(zhǎng)處的人之間進(jìn)行的合作結(jié)果必然是可觀的。 總的來(lái)說(shuō)，這一次的設(shè)計(jì)讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖等多了一些經(jīng)驗(yàn)，雖然還不夠完美，但是經(jīng)過(guò)多次的修改總體上還是有學(xué)到一些知識(shí)，正所謂是溫故而知新。 以上是我對(duì)這次設(shè)計(jì)的總結(jié)，不完善之處請(qǐng)讀者批評(píng)指正！ 主要參考文獻(xiàn) 1、 所學(xué)習(xí)過(guò)的相關(guān)教材； 2、 中國(guó)輕工總會(huì). 輕工業(yè)裝備技術(shù)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 3、 戚長(zhǎng)政. 自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線. 北京：科學(xué)出版社，2004 4、 尚久浩. 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