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

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ZB350―A傳糖果包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總圖 圖1-1傳動(dòng)系統(tǒng)總圖 1－卷紙筒 2－滾刀軸 3－橡皮滾筒 4－扭手 5－扭手套軸 6－糖鉗 7－轉(zhuǎn)盤 8－凸輪 9－馬氏輪 10－偏心輪（2） 11－撥銷 12－撥盤 13－扭手凸輪 14－手輪 15－后沖頭 16－偏心輪（4） 17－打棒 18－偏心輪（3） 19－偏心輪（1） 20－扇形齒輪 21－齒條 22－后沖頭 23－抄紙板 24－盤手手輪 糖果包裝機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 自動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)一般都比較復(fù)雜，對(duì)整機(jī)性能影響很大，所以在確定傳動(dòng)系統(tǒng)方案時(shí)要十分重視。應(yīng)注意以下原則： 1） 自動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)力求最短。 2） 自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有無級(jí)調(diào)速功能。 3） 自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的精度保持性要好。 4） 自動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)應(yīng)具有安全裝置和調(diào)整環(huán)節(jié)。 5） 自動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量采用標(biāo)件、通用件。 第二部分：設(shè)計(jì)部分 一﹑傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求:設(shè)計(jì)后的糖果包裝機(jī)的生產(chǎn)能力在200～300粒/min，能夠?qū)崿F(xiàn)無極調(diào)速，主電機(jī)的功率為0.75kw,額定轉(zhuǎn)速為1410r/min。 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф13mm、長度Ф32mm； 長方形糖的厚11mm、寬16mm、長27mm； 以下是電機(jī)、傳動(dòng)軸、分配軸之間的傳動(dòng)簡圖 馬氏輪 撥銷盤力： 200～300粒/min (無級(jí)調(diào)速)； 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑Ф13mm、長度Ф32mm； 長方形糖的厚11mm、寬16mm、長27mm； 主電機(jī)：0.75kW，額定轉(zhuǎn)速n=1410r/min。 撥盤 轉(zhuǎn)盤 圖2-1 按設(shè)計(jì)要求，糖果包裝機(jī)每分鐘生產(chǎn)200~300顆糖，簡單分析可得轉(zhuǎn)盤和撥盤要求轉(zhuǎn)速也為200~300r/min,因?yàn)閾鼙P與軸Ⅱ配合處齒輪的齒數(shù)相同，所以得出軸Ⅱ的轉(zhuǎn)速為200~300r/min。 由圖2-1得出軸Ⅱ與軸Ⅰ的傳動(dòng)比為 可算出軸Ⅰ的轉(zhuǎn)速 由于知道和可以得到皮帶的傳動(dòng)比 二﹑無級(jí)調(diào)整的設(shè)計(jì) （1） 確定計(jì)算功率 根據(jù)V帶工作載荷變動(dòng)微小，工作時(shí)間長的工作情況 工作情況 空，輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng) 每天工作小時(shí)數(shù) ＜10 10~16 ﹥16 ＜10 10~16 ﹥16 載荷變動(dòng)微小 液體攪拌機(jī)，通風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)，離心式水泵和壓縮，輕型輸送機(jī)等 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷變動(dòng)小 帶式輸送機(jī)，通風(fēng)機(jī)。壓縮機(jī)，發(fā)電楊金屬切削機(jī)床，印刷機(jī)等 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷變動(dòng)較大 制磚機(jī)，斗式提升機(jī)，起重機(jī)，沖剪床機(jī)，紡織機(jī)，橡膠機(jī)械，重載輸送機(jī)，磨粉機(jī)等 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷變動(dòng)大 破碎機(jī)，磨碎機(jī)等 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 圖2-1 可得到工作情況系數(shù)=1.3，根據(jù) 可得出計(jì)算功率為0.975kw。 （2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑和 1）確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑 圖2-2 根據(jù)和，由上圖應(yīng)該z型V帶。 并據(jù)下圖出于方便計(jì)算的原因初選取 圖2-3 若的把當(dāng)成直徑最小時(shí)，即， 又∵可得 ① ② 由①②得 ，再根據(jù)圖表2-3，圓整得 2）驗(yàn)算帶速v 在小帶輪直徑確定后，可根據(jù) 若 時(shí)， 若時(shí) ， 算出的帶速均在5~25m/s范圍內(nèi)，故初選合理。 3）確定大帶輪基準(zhǔn)直徑 把代入①得； 把代入②得，據(jù)上計(jì)算和圖表2-3 取帶輪直徑系列標(biāo)準(zhǔn)值。 （3）確定中心距和基準(zhǔn)直徑長度（按） 因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求中沒有給出中心距，可以按下式初步確定中心距 得出，由計(jì)算方便的原則初選。 根據(jù)下列式計(jì)算V帶的初選長度 由下表選取基準(zhǔn)長度 圖表2-4 計(jì)算實(shí)際中心距a 計(jì)算給中心距的調(diào)整余量 （4）驗(yàn)算小帶輪上的包角 當(dāng) 時(shí)， 時(shí)， ∴主動(dòng)輪上的包角合適。 （5）計(jì)算所需要V帶的根數(shù)Z ，根據(jù)和下表用插值法可得 圖2-5 ，，由下表得出而圖2-4得 圖2-6 ∴，設(shè)計(jì)要求能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整，故要滿足經(jīng)濟(jì)性， V帶根數(shù)等于1的要求。 ∴初選Z型帶不合適，再選用A型V帶。 （6）重新選取小帶輪基準(zhǔn)直徑及計(jì)算其它參數(shù) 根據(jù)、在圖2-2上交得的點(diǎn)可以看出交點(diǎn)在A型區(qū)的上方區(qū)域，故要選擇與A型帶配合的小帶輪的基準(zhǔn)直徑比較小，所以由圖2-3得出，因?yàn)榕c上的小帶輪直徑相同，可以得出以下相同的結(jié)論： 1　 、 2　 3　 ，所選取的V帶滿足要求。 4　 ， 5　 ， 6　 ，滿足要求。 （7）重新計(jì)算所需要V帶的根數(shù)Z 4） ，根據(jù)從圖2-4，2-5，2-6表中使用插值法可以得到： ，， 本次選用的是A型V帶，經(jīng)查閱相關(guān)單根A型V帶的基本額定功率為 ∴ Z小于1，即使用一根帶就能滿足要求，所以選A型V帶滿足設(shè)計(jì)要求。 （8） 計(jì)算V帶的初拉力和作用在軸上的載荷 圖2-7 保持適當(dāng)?shù)某趵鲃?dòng)工件 的首要條件。初拉力不足，極限摩擦力小，傳動(dòng)能力下降，初拉力過大，將增大作用在軸上的載荷并降低帶的壽命。 圖2-8 每米V帶的質(zhì)量 型號(hào) Y Z A B C D E 0.02 0.06 0.10 0.17 0.30 0.62 0.90 由上表得到q=0.10kg/m,再由圖2-6得到包角系數(shù) ∴ ∴ 三、皮帶輪及彈簧的設(shè)計(jì) 1、 帶傳動(dòng)的工作原理圖如下 圖2-9 工作前，如左圖所示兩邊初拉力相等為；工作時(shí)如右圖所示，主動(dòng)輪的一邊被拉緊 ，其上拉力由增大到，從動(dòng)輪的一邊則被放松，帶上的拉力由減少到 。 設(shè)帶的總長度不變，則帶緊邊拉力的增加量就等于松邊拉力的減少量，即 ........① .........② 在圖2-9的右圖中，當(dāng)取主動(dòng)輪一端的帶為分離時(shí)，則總摩擦力和兩邊拉力對(duì)軸心力矩的代數(shù)和為零。即 在帶傳動(dòng)中，去邊拉力和松邊拉力之差就是帶傳動(dòng)傳遞的圓周力，稱為有效拉力F，這在數(shù)值上等于任意一個(gè)帶輪接觸弧上的摩擦力總和，即 ..........③ 帶傳動(dòng)所能傳遞的功率P ........................④ 由④得，結(jié)合②得 ...........⑤ .........⑥ 由⑤⑥得 , 從歐拉公式，化簡可得 解出 ，由上算得結(jié)合 ，解得N=363.17N。 由圖2-10得出，為帶輪輪槽的角度，下次設(shè)計(jì)選用的輪槽角為，故 2、 皮帶輪部分參數(shù)確定 （1）帶輪輪槽的選擇 由上方計(jì)算得知 △ 當(dāng)選擇 圖2-10 圖2-11 本次設(shè)計(jì)選用的是A型V帶，由上表可以得出A型V帶的頂寬為13mm,若槽輪角選用，當(dāng)兩片帶輪合緊時(shí)，最邊緣的距離為比13mm多出較多，故槽輪角不可以選擇38o。 再次試用，當(dāng)選用, ，邊緣只有0.76mm的差距，長度差小，不影響調(diào)速。 ∴選擇。 圖2-12 根據(jù)左表，f取10mm 3、彈簧的設(shè)計(jì) （1）由力的相互作用性可得彈簧受到最大載荷與相等。 已知和可求得彈簧的最大變化量 根據(jù)彈簧所受載荷特性，選用Ⅲ類碳素彈簧鋼絲，B級(jí)制造。 （2）查相關(guān)的表格得到許用應(yīng)力應(yīng)力，G=80 000MPa。假設(shè)d=2.5~5mm,查閱可得到對(duì)應(yīng)值 （3） 初選彈簧指數(shù)C=5 （4） 根據(jù)由度系數(shù)K求出彈簧直徑d 圓整后d=3。 （5） 求出彈簧內(nèi)徑 本次設(shè)計(jì)要滿足彈簧的內(nèi)徑必須大于電機(jī)軸心的直徑的要求，經(jīng)查閱BZ350-A型糖果包裝機(jī)使用電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是Y802——4，功率為0.75Kw，額定頻率和電壓分別為50Hz和380V,2對(duì)磁極，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min. 根據(jù)，可得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為6% 中心高為80mm ；地腳孔距100mm（軸向）×125mm（橫向）；軸徑19mm ；軸伸長40mm ；鍵槽寬6mm ；長×寬×高為285mm×235mm×170mm。 40 6 15.5 3.5 圖2-11 （6） 重新選擇彈簧指數(shù)C 當(dāng)C=8時(shí)， ，圓整d=4mm (7) 計(jì)算彈簧有效圈數(shù)n 兩端各取1.5圈死圈，則壓縮彈簧總?cè)?shù)n1=2+1.5×2=5圈 (8) 計(jì)算工作極限載荷和變形量(Ⅲ類載荷) (9) 計(jì)算彈簧的其它幾何參數(shù) 1　 彈簧外徑D=D2 +d=32+4=36mm 2　 彈簧內(nèi)徑D1=D2－d=32-4=28mm 3　 節(jié)距mm 4　 彈簧自由高度 5　 為了使彈簧能可靠而穩(wěn)定地安裝在預(yù)定位置上，一般要在彈簧上預(yù)加一初始載荷，而，∴取 由于，解得 。、 ∴常態(tài)下彈簧的長度為 圖2-12 4、 齒輪的設(shè)計(jì) 1、 選擇齒輪材料及精度等級(jí) 因傳遞功率只有0.75Kw是小功率的傳遞，故小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，大齒輪選用45 鋼正火，查下圖表2-12硬度分別為217~255HBS和169~217HBS。因?yàn)樵擙X輪是一級(jí)減速，所以可以早、歸類為普通減 速器，由圖表2-13選擇8級(jí)精度，要求大齒輪粗糙度Rs ≤3.2~6.3μm。 圖2-13 2、 確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 因?yàn)辇X輪的硬度小于350是軟齒面齒輪傳動(dòng)，故按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 （1） 扭矩T （2）載荷系數(shù)K?？刹榈肒=1.1 （3）確定齒寬系數(shù)。 小齒輪的齒數(shù)為25，大齒輪的齒數(shù)為80。因單級(jí)齒輪傳動(dòng)為非對(duì)稱布置，且為軟齒面，所以，選用。 圖2-14 （4） 許用接觸應(yīng)力 通過查閱相關(guān)資料可得，，安全系數(shù)。 假設(shè)機(jī)器使用壽命為10年，每天工作20h，則 由下圖可得 圖2-15 ∴ ∵ ∴ 故，根據(jù)漸開線齒輪的模數(shù)表，在第一系列中選取m=2mm。 （5） 主要參數(shù)的計(jì)算 1) 2) 3) 4) （6）彎曲疲勞強(qiáng)度的校核 查下表可得 圖2-16 由下圖可查得 安全系數(shù) 軟齒面 硬齒面 重要傳動(dòng)、滲碳淬火齒輪 1.0~1.1 1.1~1.2 1.3 1.3~1.4 1.4~1.6 1.6~2.2 從圖2-18得 圖2-18 ∴ 齒根彎曲強(qiáng)度合格 （7） 驗(yàn)算齒輪的圓周速度v ,故選擇精度8是合適的 5、 軸的設(shè)計(jì)（一） Z 圖2-19 電機(jī)外伸軸的長度分布如上圖2-11，下圖為2-12和2-13為電機(jī)俯視和側(cè)視的受力圖 Fy 圖2-20 圖2-21 分析該軸受力屬于壓彎組合，由上可得 (1) 水平方向（壓應(yīng)力） 圖2-22 (2) 正應(yīng)力： 。 軸使用的為碳鋼。查表可得E=216GPa 變形量 （2）垂直方向(彎曲變形) ， 扭矩： ∴電機(jī)軸的彎矩和扭矩圖如右圖所示 圖2-23 4、 軸的設(shè)計(jì)（二）~Ⅰ軸 （1） 選料并確定最小直徑 本次設(shè)計(jì)選用的是經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45號(hào)鋼，經(jīng)查閱相關(guān)資料得到軸的材料和受載情況決定系數(shù)C=118~107，C取110。 ， 該軸的最小直徑為T ，考慮到鍵槽的影響，，根據(jù)軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑，選用d=20mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （2）確定軸Ⅰ各段的直徑大小 軸Ⅰ各段直徑的確定，先從確定兩邊，逐漸向中間確定。 直徑20mm最小處用于安裝皮帶輪；軸環(huán)處是該軸的最大處選用28mm； 與齒輪配合處d=26mm;與軸承配合處d=24mm; 圖2-24 （3） 軸Ⅰ的受力分析如下 FQ Fr FAy FCy FCz FAz 圖2-25 Ft D FCy 圖2-26 ①根據(jù)，p=0.75Kw,n=640N,得 ∵,故 ②,算得bz350-a糖果包裝機(jī)的齒輪模數(shù)為2,所軸Ⅰ上的齒輪直徑 ∵ ③垂直面內(nèi)的彎矩圖 圖2-27 由 ①②得 軸在垂直面內(nèi)沒有均布載荷，故只要求出B 處彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 ④求水平面內(nèi)的彎矩圖 由受力分析可得 ，由④可算得FCy=N,則FCy方向與原圖 2-25設(shè)的方向相反。 把FCy=157.51N代入③中可得FAy=-257.51N 軸在水平面內(nèi)沒有均布載荷,只需求出B和C處的彎矩便可畫出該面的彎矩圖。 根據(jù)上方的計(jì)算畫出右圖2-27 ⑤合成彎矩，求斜率 分別合成B、C處的彎矩 AB段斜率: BC:段斜率： CD:段斜率： 圖2-28 軸Ⅰ的彎矩合力圖 ⑥求B處當(dāng)量彎矩 由圖2-18可以看出B截面的彎矩約是C截面處的彎矩大小的10倍左右，B處直徑為25mm,而C處為22mm倆者只相差4mm，故只有B是危險(xiǎn)截面，軸Ⅰ只要求單向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以認(rèn)為是脈動(dòng)循環(huán)變化型的扭矩，可查得修正系數(shù)α≈0.6。 ∴B截面處的當(dāng)量彎矩為 ⑦計(jì)算B處應(yīng)具有最小的直徑 因?yàn)锽處要使用鍵與齒輪鏈接，因此要把上面直徑所得的直徑放大5%，∴。B處開始設(shè)定直徑為26mm,所以B處能滿足設(shè)計(jì)要求。 六、槽輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1. 槽輪機(jī)構(gòu)，以叫馬爾他機(jī)構(gòu)或日內(nèi)瓦機(jī)構(gòu)，主要由帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪組成。 2. 類型：Ⅰ平面槽輪機(jī)構(gòu) ①外嚙合槽輪機(jī)構(gòu) ②內(nèi)嚙合槽輪機(jī)構(gòu) Ⅱ空間槽輪機(jī)構(gòu) 3. 特點(diǎn)：槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。但是其動(dòng)程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時(shí)的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實(shí)現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。 4. 主要參數(shù)的計(jì)算 槽數(shù) z=6mm 圓銷數(shù)k=1mm 中心距 a=150mm 1　 圓銷轉(zhuǎn)動(dòng)半徑 2　 圓銷半徑 3　 槽頂高 4　 槽底高 ，取b=50mm 5　 槽深 6　 鎖止弧半徑 7　 槽頂口壁寬 8　 鎖止弧張開角 9　 運(yùn)動(dòng)系數(shù) 七、總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)三年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)，與以前每個(gè)學(xué)期末的考試不一樣的是，這次所涉及到的知識(shí)不是單單的某一科而是好幾個(gè)科，設(shè)計(jì)中所用到的知識(shí)較多來自《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線》、《工程力學(xué)》、《工程材料》、《機(jī)械制圖》、《autoCAD》等，而涉及其中卻使用很少的有機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)械制造工程等。由于本人在大二上學(xué)期到外地實(shí)習(xí)，把該學(xué)期的學(xué)習(xí)科目都?jí)旱较聦W(xué)期的周末來進(jìn)行學(xué)習(xí)，所以對(duì)于其中涉及最多的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》并沒有學(xué)得很牢固。這讓我不得不花比較多的時(shí)間去再學(xué)習(xí)一次，還有像《工程力學(xué)》、《工程材料》、《機(jī)械制圖》這幾門課都是大一時(shí)所習(xí)的，事過兩年，其中有很多的知識(shí)也忘了，單單用在復(fù)習(xí)相關(guān)的知識(shí)就用了差不多2~3周的時(shí)間。 設(shè)計(jì)中遇到是最大問題就是課本上的例子和內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求相差較大，但是辦法總比困難多。通過上網(wǎng)查閱相關(guān)例子和詢問老師的意見后，得出今天大家所看到的報(bào)告。文中使用的表格多數(shù)來自網(wǎng)絡(luò)搜索得來，其中的受力分析，彎矩、扭矩圖則是使用autocad來完成。暫時(shí)完成的是畢業(yè)設(shè)計(jì)的文檔部分，還有零件圖和裝配圖尚未完成，個(gè)人會(huì)盡力來完成剩余部分。 三年時(shí)間匆匆而過，很快我就要離開校園的懷抱，去迎接社會(huì)的挑戰(zhàn)。在這里我要感謝日夜相伴的同學(xué)和朋友，是你們支持著我走到今天，更要感謝老師們的辛勤付出。如果在大學(xué)的路途中沒有你們的關(guān)心和提醒，也就沒有今天的我。不管將來我們走到何方何地，你們永遠(yuǎn)在我心中，我會(huì)時(shí)時(shí)刻刻記著你們，記著我是輕工的一份子。 馮健釗 機(jī)電122班 2014年10月6日 七、主要參考文獻(xiàn) 1．所學(xué)習(xí)過的相關(guān)教材； 2．中國輕工總會(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．戚長政.自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線. 北京：科學(xué)出版社，2004 4．尚久浩. 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：中國輕工業(yè)出版社，2003 5．張聰. 自動(dòng)化食品包裝機(jī). 廣州：廣東科技出版社，2003 6．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：石化出版社， 7、廣東輕工業(yè)機(jī)械集團(tuán)公司.全國啤酒瓶裝設(shè)備技術(shù)培訓(xùn)教材，1996 8、其他技術(shù)資料及產(chǎn)品手冊(cè)。 六、指導(dǎo)教師： 陳學(xué)文 教研室主任： 系（教學(xué)）主任： 校外指導(dǎo)教師： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目：BZ350-A型糖果包裝機(jī)工序盤裝置設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 評(píng)定成績： 設(shè)計(jì)日期： 年 2 月 13 日 至 3 月 30 日 前言 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各大市場(chǎng)不乏有好質(zhì)量的糖果出現(xiàn)，而在眾多競(jìng)爭對(duì)手中，想要達(dá)到本企業(yè)糖果的標(biāo)新立異就要從包裝入手，討巧的包裝使得糖果更加具有觀賞性，同時(shí)激發(fā)消費(fèi)者的購買欲，糖果包裝機(jī)是為糖果賦予完美外衣的設(shè)備，它從產(chǎn)品的包裝上為企業(yè)產(chǎn)品贏得市場(chǎng)。 我國的糖果發(fā)展歷史悠久，從紙質(zhì)包裝到塑料紙、鋁箔紙?jiān)俚饺缃竦钠垦b，糖果一直是人們休閑時(shí)光的最愛，而可以代替人工包裝的糖果包裝機(jī)則僅有不到二十年的發(fā)展背景，因此，我國的糖果包裝機(jī)還有很長的路要走。隨著儲(chǔ)存環(huán)境、包裝方式的不斷提升，糖果種類更是層出不窮，現(xiàn)代糖果的包裝更傾向于個(gè)性化、簡單化發(fā)展。 國內(nèi)糖果包裝機(jī)與國際相比，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)力的國內(nèi)企業(yè)來說，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)過程中，多借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)以及參考書籍資料，查閱手冊(cè)等。 由于編者水平有限，書中難免出現(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和撥盤的圓柱銷數(shù)K的確定 29 5.2 槽輪的槽數(shù)Z和撥盤的圓柱銷數(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，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)簡單，壽命比較長。 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（無級(jí)調(diào)速）； 糖果規(guī)格：圓柱形糖的直徑?13mm、長度32mm； 長方形糖的厚11mm、寬16mm、長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-盤車手輪 2-扭結(jié)部件 3-料斗 4-理糖盤裝置 5-離合器手柄6-張緊輪 7-開關(guān) 8-調(diào)速輪 9-機(jī)座 10-機(jī)架 11-工序盤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)包裝過程為：糖塊從振動(dòng)料斗3被送入理糖盤裝置4，理糖盤為一高速旋轉(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的外圍，經(jīng)過初步定向，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)行定長切割，并置于托紙板上；輸送帶送來的糖塊推送到托紙板上后，安裝在工序盤上的鉗糖機(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；工序盤轉(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，工序盤繼續(xù)轉(zhuǎn)位，糖鉗機(jī)械手在凸輪的控制下開啟，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、送紙；3—夾糖；4—切紙；5—紙、糖進(jìn)入糖鉗手； 6—接、送糖桿離開；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；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；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)、理糖盤裝置、供紙切紙裝置、鉗糖工序盤、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 9－偏心輪（2） 10－槽輪 11－撥銷 12－撥盤 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，通過調(diào)節(jié)手輪13來調(diào)節(jié)帶輪的中花距，靠分離錐輪分開或趨近，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)通過連桿帶動(dòng)扇形齒輪來回?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)通過安裝在工序盤根部的斜面凸輪7驅(qū)動(dòng)糖鉗6開合，完成鉗糖和放糖工作;偏心輪(3)通過連桿驅(qū)動(dòng)活動(dòng)折紙板19折紙;偏心輪((4)通過連桿驅(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)過齒輪、槽凸輪、擺桿等傳動(dòng)的;轉(zhuǎn)盤由軸Ⅱ經(jīng)齒輪、槽輪機(jī)構(gòu)來傳動(dòng)。糖果包裝機(jī)設(shè)置無級(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D50/D 112的三角皮帶傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸I旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過齒輪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)盤送來的糖快送到包裹工位。軸I通過蝸桿蝸輪Z4/Z32帶動(dòng)軸IV，由軸IV驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤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 鉗糖工序盤裝置 如圖1-8所示是BZ350-A型糖果包裝機(jī)的鉗糖工序盤的結(jié)構(gòu)簡圖。 轉(zhuǎn)盤軸9與轉(zhuǎn)盤10以圓錐銷固聯(lián)，在轉(zhuǎn)盤軸上裝有銅套8，通過偏心輪及連桿機(jī)構(gòu)使銅套在轉(zhuǎn)盤軸上轉(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糖鉗的開合運(yùn)動(dòng)，工序盤轉(zhuǎn)一圈，糖鉗只打開一次、關(guān)閉一次。糖鉗的開合運(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，此時(shí)，彈簧2受拉，鉗手的閉合由受拉狀態(tài)的彈簧控制來完成。設(shè)置兩片凸輪的目的是，通過調(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柑糖工序盤結(jié)構(gòu)簡圖 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)盤軸10一轉(zhuǎn)盤 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一工序盤上分布裹包頭數(shù)量，即糖鉗對(duì)數(shù)(顆/r); N一工序盤的工作轉(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增加工序盤上分布裹包頭數(shù)量;②提高工序盤的工作轉(zhuǎn)速。 若僅僅靠增加工序盤上分布裹包頭數(shù)量，就會(huì)增加工序盤的外形尺寸，會(huì)帶來機(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;并且理糖盤的速度過快，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，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)簡單，壽命比較長。 第2章 無級(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)簡圖 圖2-1傳動(dòng)簡圖 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)無極調(diào)速的要求，若是兩根皮帶，可能帶來調(diào)速操作的不便，可能也會(huì)帶來其他的問題，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—帶單位長度的質(zhì)量，kg∕m，見《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，所以由下圖可 圖3-1 動(dòng)片的受力簡圖 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承沒有受到軸向力，只需選用普通的深溝球軸承，通過查機(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2φ20=2π/z角度時(shí)撥盤1所轉(zhuǎn)過的角度為 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2φ20=2π/z角度時(shí)撥盤1所轉(zhuǎn)過的角度為 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，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)過為期一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在說明書完成之時(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)，通過溫習(xí)以前學(xué)過的知識(shí)，查閱相關(guān)資料，計(jì)算出相關(guān)數(shù)據(jù)，通過多次修改，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)的過程中也是對(duì)知識(shí)的溫習(xí)，以前沒太注意的細(xì)節(jié)經(jīng)過這一次的不斷修改注意到了，在設(shè)計(jì)的過程中，出過的錯(cuò)誤有內(nèi)外螺紋的畫法，軸上零件的固定，無級(jí)調(diào)速結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等等，經(jīng)過陳老師的指正，加上對(duì)書本里的知識(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)我來說，錯(cuò)的多并不一定是壞事，因?yàn)殄e(cuò)的多了改過來之后就會(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，擁有不同長處的人之間進(jìn)行的合作結(jié)果必然是可觀的。 總的來說，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)過的相關(guān)教材； 2、 中國輕工總會(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、 戚長政. 自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線. 北京：科學(xué)出版社，2004 4、 尚久浩. 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：中國輕工業(yè)出版社，2003 5、 張聰. 自動(dòng)化食品包裝機(jī). 廣州：廣東科技出版社，2003 6、 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：石化出版社，1996 7、 王軍. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 北京：科學(xué)出版社，2007 8、 周文玲. 互換性與測(cè)量技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 9、 李勤偉 賀愛東. 機(jī)械制圖（機(jī)械類）. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006 33