糖果包裝機工序盤傳動裝置的設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】

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ZB350―A傳糖果包裝機傳動系統(tǒng)總圖 圖1-1傳動系統(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 糖果包裝機傳動系統(tǒng)設(shè)計原則 自動機的傳動系統(tǒng)一般都比較復(fù)雜，對整機性能影響很大，所以在確定傳動系統(tǒng)方案時要十分重視。應(yīng)注意以下原則： 1） 自動機的傳動系統(tǒng)應(yīng)力求最短。 2） 自動機傳動系統(tǒng)應(yīng)具有無級調(diào)速功能。 3） 自動機傳動系統(tǒng)的精度保持性要好。 4） 自動機的傳動應(yīng)具有安全裝置和調(diào)整環(huán)節(jié)。 5） 自動機傳動系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)盡量采用標件、通用件。 第二部分：設(shè)計部分 一﹑傳動部分的設(shè)計 設(shè)計要求:設(shè)計后的糖果包裝機的生產(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、傳動軸、分配軸之間的傳動簡圖 馬氏輪 撥銷盤力： 200～300粒/min (無級調(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：0.75kW，額定轉(zhuǎn)速n=1410r/min。 撥盤 轉(zhuǎn)盤 圖2-1 按設(shè)計要求，糖果包裝機每分鐘生產(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,因為撥盤與軸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比 二﹑無級調(diào)整的設(shè)計 （1） 確定計算功率 根據(jù)V帶工作載荷變動微小，工作時間長的工作情況 工作情況 空，輕載啟動 重載啟動 每天工作小時數(shù) ＜10 10~16 ﹥16 ＜10 10~16 ﹥16 載荷變動微小 液體攪拌機，通風機，鼓風機，離心式水泵和壓縮，輕型輸送機等 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷變動小 帶式輸送機，通風機。壓縮機，發(fā)電楊金屬切削機床，印刷機等 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷變動較大 制磚機，斗式提升機，起重機，沖剪床機，紡織機，橡膠機械，重載輸送機，磨粉機等 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷變動大 破碎機，磨碎機等 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) 可得出計算功率為0.975kw。 （2） 確定帶輪基準直徑和 1）確定小帶輪的基準直徑 圖2-2 根據(jù)和，由上圖應(yīng)該z型V帶。 并據(jù)下圖出于方便計算的原因初選取 圖2-3 若的把當成直徑最小時，即， 又∵可得 ① ② 由①②得 ，再根據(jù)圖表2-3，圓整得 2）驗算帶速v 在小帶輪直徑確定后，可根據(jù) 若 時， 若時 ， 算出的帶速均在5~25m/s范圍內(nèi)，故初選合理。 3）確定大帶輪基準直徑 把代入①得； 把代入②得，據(jù)上計算和圖表2-3 取帶輪直徑系列標準值。 （3）確定中心距和基準直徑長度（按） 因為設(shè)計要求中沒有給出中心距，可以按下式初步確定中心距 得出，由計算方便的原則初選。 根據(jù)下列式計算V帶的初選長度 由下表選取基準長度 圖表2-4 計算實際中心距a 計算給中心距的調(diào)整余量 （4）驗算小帶輪上的包角 當 時， 時， ∴主動輪上的包角合適。 （5）計算所需要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)計要求能實現(xiàn)無級調(diào)整，故要滿足經(jīng)濟性， 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直徑及計算其它參數(shù) 根據(jù)、在圖2-2上交得的點可以看出交點在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直徑比較小，所以由圖2-3得出，因為與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)計要求。 （8） 計算V帶的初拉力和作用在軸上的載荷 圖2-7 保持適當?shù)某趵鲃庸ぜ?的首要條件。初拉力不足，極限摩擦力小，傳動能力下降，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 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 1、 帶傳動的工作原理圖如下 圖2-9 工作前，如左圖所示兩邊初拉力相等為；工作時如右圖所示，主動輪的一邊被拉緊 ，其上拉力由增大到，從動輪的一邊則被放松，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，當取主動輪一端的帶為分離時，則總摩擦力和兩邊拉力對軸心力矩的代數(shù)和為零。即 在帶傳動中，去邊拉力和松邊拉力之差就是帶傳動傳遞的圓周力，稱為有效拉力F，這在數(shù)值上等于任意一個帶輪接觸弧上的摩擦力總和，即 ..........③ 帶傳動所能傳遞的功率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 由上方計算得知 △ 當選擇 圖2-10 圖2-11 本次設(shè)計選用的是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，當兩片帶輪合緊時，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 （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)計要滿足彈簧的內(nèi)徑必須大于電機軸心的直徑的要求，經(jīng)查閱BZ350-A型糖果包裝機使用電動機的型號是Y802——4，功率為0.75Kw，額定頻率和電壓分別為50Hz和380V,2對磁極，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min. 根據(jù)，可得電動機的轉(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C=8時， ，圓整d=4mm (7) 計算彈簧有效圈數(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) 計算工作極限載荷和變形量(Ⅲ類載荷) (9) 計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 1、 選擇齒輪材料及精度等級 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。因為該齒輪是一級減速，所以可以早、歸類為普通減 速器，由圖表2-13選擇8級精度，要求大齒輪粗糙度Rs ≤3.2~6.3μm。 圖2-13 2、 確定設(shè)計準則 因為齒輪的硬度小于350是軟齒面齒輪傳動，故按接觸疲勞強度設(shè)計。 （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。因單級齒輪傳動為非對稱布置，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)的計算 1) 2) 3) 4) （6）彎曲疲勞強度的校核 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、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 ∴ 齒根彎曲強度合格 （7） 驗算齒輪的圓周速度v ,故選擇精度8是合適的 5、 軸的設(shè)計（一） Z 圖2-19 電機外伸軸的長度分布如上圖2-11，下圖為2-12和2-13為電機俯視和側(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： ∴電機軸的彎矩和扭矩圖如右圖所示 圖2-23 4、 軸的設(shè)計（二）~Ⅰ軸 （1） 選料并確定最小直徑 本次設(shè)計選用的是經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，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)軸的標準直徑，選用d=20mm進行設(shè)計。 （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是危險截面，軸Ⅰ只要求單向轉(zhuǎn)動，因此可以認為是脈動循環(huán)變化型的扭矩，可查得修正系數(shù)α≈0.6。 ∴B截面處的當量彎矩為 ⑦計算B處應(yīng)具有最小的直徑 因為B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)計要求。 六、槽輪機構(gòu)的設(shè)計 1. 槽輪機構(gòu)，以叫馬爾他機構(gòu)或日內(nèi)瓦機構(gòu)，主要由帶圓銷的撥盤、帶有徑向槽的槽輪組成。 2. 類型：Ⅰ平面槽輪機構(gòu) ①外嚙合槽輪機構(gòu) ②內(nèi)嚙合槽輪機構(gòu) Ⅱ空間槽輪機構(gòu) 3. 特點：槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準確，機械效率高。但是其動程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，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，多用來實現(xiàn)不需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運動。 4. 主要參數(shù)的計算 槽數(shù) z=6mm 圓銷數(shù)k=1mm 中心距 a=150mm 1　 圓銷轉(zhuǎn)動半徑 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　 運動系數(shù) 七、總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計是對三年大學所學知識的一次檢驗，與以前每個學期末的考試不一樣的是，這次所涉及到的知識不是單單的某一科而是好幾個科，設(shè)計中所用到的知識較多來自《機械設(shè)計基礎(chǔ)》、《自動機與生產(chǎn)線》、《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》、《autoCAD》等，而涉及其中卻使用很少的有機電傳動控制、機械制造工程等。由于本人在大二上學期到外地實習，把該學期的學習科目都壓到下學期的周末來進行學習，所以對于其中涉及最多的《機械設(shè)計基礎(chǔ)》并沒有學得很牢固。這讓我不得不花比較多的時間去再學習一次，還有像《工程力學》、《工程材料》、《機械制圖》這幾門課都是大一時所習的，事過兩年，其中有很多的知識也忘了，單單用在復(fù)習相關(guān)的知識就用了差不多2~3周的時間。 設(shè)計中遇到是最大問題就是課本上的例子和內(nèi)容與設(shè)計要求相差較大，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。暫時完成的是畢業(yè)設(shè)計的文檔部分，還有零件圖和裝配圖尚未完成，個人會盡力來完成剩余部分。 三年時間匆匆而過，很快我就要離開校園的懷抱，去迎接社會的挑戰(zhàn)。在這里我要感謝日夜相伴的同學和朋友，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，你們永遠在我心中，我會時時刻刻記著你們，記著我是輕工的一份子。 馮健釗 機電122班 2014年10月6日 七、主要參考文獻 1．所學習過的相關(guān)教材； 2．中國輕工總會. 輕工業(yè)裝備技術(shù)手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1997 3．戚長政.自動機與生產(chǎn)線. 北京：科學出版社，2004 4．尚久浩. 自動機械設(shè)計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2003 5．張聰. 自動化食品包裝機. 廣州：廣東科技出版社，2003 6．機械設(shè)計手冊. 北京：石化出版社， 7、廣東輕工業(yè)機械集團公司.全國啤酒瓶裝設(shè)備技術(shù)培訓教材，1996 8、其他技術(shù)資料及產(chǎn)品手冊。 六、指導(dǎo)教師： 陳學文 教研室主任： 系（教學）主任： 校外指導(dǎo)教師：