麥秸打包機(jī)課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理

(精編 )麥秸打包機(jī)課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理福州大學(xué)機(jī)械原理及設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名XXX序號(hào)XX一、設(shè)計(jì)題目：麥秸打包機(jī)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)二、打包機(jī)工作原理簡(jiǎn)介人工將麥秸挑到料倉(cāng)上方，撞板B 上下運(yùn)動(dòng)（不一定是直線運(yùn)動(dòng)）將麥秸喂入料倉(cāng)，滑塊A 在導(dǎo)軌上水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將麥秸向料倉(cāng)前部推擠。每隔一定時(shí)間往料倉(cāng)中放入一塊木板，木版的兩面都切出兩道A 2水平凹槽。這樣，麥秸將被分隔在兩塊木版之間并被擠壓成長(zhǎng)方形。從料倉(cāng)側(cè)面留出的空隙中將兩根彎成型的鐵絲穿過(guò)兩塊木版凹槽留出的空洞，在料倉(cāng)的另一側(cè)將鐵絲絞接起來(lái)，麥秸即被打包，隨后則被推出料倉(cāng)。打包機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)傳動(dòng)裝置減速，再通過(guò)適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑塊和撞板的運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)裝置有以下三種方案：I ：帶傳動(dòng) + 二級(jí)圓柱斜齒輪減速器；空回行程負(fù)載II：圓錐圓柱齒輪減速器；III ：蝸桿減速器。三、設(shè)計(jì)參數(shù)及說(shuō)明執(zhí)行構(gòu)件的位置和運(yùn)動(dòng)尺寸如圖1 所示，當(dāng)滑塊處于極限位置A 1 和 A 2時(shí)，撞板分別處于極限位置B1 和 B2 。一個(gè)工作循環(huán)所需時(shí)間為T。撞板的質(zhì)量m=15kg，依靠重力將麥秸喂入料倉(cāng)?；瑝K所受載荷如圖 2 所示，其中 P1=50N ，P2 及其余尺寸見下表：序號(hào)123456789101112131415161718傳動(dòng)裝置IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIT(s)1.001.00 1.051.05 1.081.08 1.10 1.10 1.12 1.121.14 1.150.32 0.320.34 0.340.35 0.35P (N)780790078079007908000800810082083084085017018001801900200210l (mm)300300300300300300300300300300300300320320320320320320l (mm)400400400400400400400400400400400400420420420420420420l (mm)250250260260260260260260250250250250280280270270280270l (mm)800800820820840840840840830820810820850840860850870880l (mm)200200200200200200200200200200200200210210210210210210l (mm)600600 600600 600600 600600600600600600650650650650650650序號(hào)192021222324252627282930313233343536傳動(dòng)裝置IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIT(s)0.36 0.36 0.38 0.380.40 0.400.830 .850.870.89 0.91 0.930.950.97 0.99 1.011.03 1.05P (N)21022021022002 302200360037037003800 38003 9004000410420420430430l(mm)320320320320310310 3 10310 3 10310 310310310310310310 3 10310l(mm)420420420420410410 4 10410 4 10410 410410 410 410410410410410l(mm)280270270270260260 2 60260 2 60270 260260 270 270260270270270l(mm)890900900910900910 8 50850 8 50860 850840860 860850860860 860l(mm)210210210210200200 2 00200 2 00200 200200200 200200200200 200l(mm)650650650650620620 6 20620 6 20620 620620620 620620620620 620說(shuō)明和要求：（ 1 ）工作條件：一班制，田間作業(yè)，每年使用二個(gè)月；（ 2 ）使用年限：六年；（ 3 ）生產(chǎn)批量：小批量試生產(chǎn)（十臺(tái)）；（ 4 ）生產(chǎn)條件：一般機(jī)械廠，可加工7 級(jí)精度齒輪、蝸桿及蝸輪；（ 5 ）動(dòng)力來(lái)源：三相交流電（ 220V/380V ）；（ 6 ）工作周期 T 的允許誤差為 3% 之內(nèi)；四、設(shè)計(jì)任務(wù)及進(jìn)度（一）執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析1 運(yùn)動(dòng)方案擬定； （ 1天）2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)； （ 2天）3 機(jī)構(gòu)受力分析計(jì)算。 （ 2 天）（二）傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1 選擇電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器，分配傳動(dòng)比；（ 0.5 天）2 各級(jí)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 1天）3 軸的設(shè)計(jì)；（ 0.5 天）4 軸承的選擇和驗(yàn)算； （ 0.5天）5 鍵連接的驗(yàn)算；6 減速器的設(shè)計(jì)； （ 7天）7 零件圖設(shè)計(jì)； （ 1.5天）8 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書； （ 2 天）9 考核。（ 2 天）五、設(shè)計(jì)完成工作量1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；2 減速器裝配圖；3 零件圖 2 張（低速級(jí)大齒輪或蝸輪和低速軸）；4 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（計(jì)算機(jī)程序作為附件） 。六、設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括的主要內(nèi)容1 多個(gè)運(yùn)動(dòng)方案示意圖及其分析比較和最佳方案確定；2確定機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，畫機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，機(jī)構(gòu)位置分析，畫出兩執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖（計(jì)算機(jī)畫出），檢驗(yàn)不干涉條件；3機(jī)構(gòu)力分析，編程計(jì)算原動(dòng)件所需轉(zhuǎn)矩和各運(yùn)動(dòng)副反力；4 選擇電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器，分配傳動(dòng)比；5 各級(jí)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；6 低速軸的設(shè)計(jì)；7 低速軸軸承的選擇和驗(yàn)算；8 鍵連接的驗(yàn)算；9減速器的設(shè)計(jì)的輔助計(jì)算和說(shuō)明。七、考核方法1 出勤和進(jìn)度考核；2 工作能力；3 工作量完成質(zhì)量；4 考試；5 答辯。指導(dǎo)教師：藍(lán) 兆 輝系主任：陳亮2010年 11 月29日設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算過(guò)程及其說(shuō)明結(jié)果一 .執(zhí)行機(jī)構(gòu)方一執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及分析、比較案設(shè)計(jì)和分析為了實(shí)現(xiàn)麥秸打包機(jī)打包的總功能，機(jī)構(gòu)需要有兩個(gè)功能：滑塊的左提出五個(gè)方案(一 )方案設(shè)計(jì)右運(yùn)動(dòng)，撞板的上下運(yùn)動(dòng)?；瑝K向前移動(dòng)，將草桿向右推；滑塊快速下面進(jìn)行比較選方案一向左移動(dòng)同時(shí)撞板向下運(yùn)動(dòng)，將草桿打包；當(dāng)撞板向下移動(dòng)到最大位擇方案二移處時(shí)，滑塊也將再次準(zhǔn)備向右移動(dòng)，至此，此機(jī)構(gòu)完成了一個(gè)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)方案三循環(huán)。連桿機(jī)構(gòu)方案四（一） 方案設(shè)計(jì)、選擇、比較分析連桿滑塊機(jī)構(gòu)方案五麥秸打包機(jī)工作精度要求不高。故首先排除一些有高精度的機(jī)構(gòu)。打連桿滑塊機(jī)構(gòu)( 二 ) 方案的選包機(jī)水平移動(dòng)的滑塊受力大，排除使用高副機(jī)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，提出連桿組合機(jī)構(gòu)擇5 個(gè)方案。方案五(1). 五 個(gè) 方 案方案一齒輪齒條組合機(jī)構(gòu)比較能滿足要求的比較方案說(shuō)明：如圖 1 所示，機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳輸由三個(gè)齒輪聯(lián)合組成，齒輪選擇方案五二 .麥秸打包機(jī)傳動(dòng)有著高穩(wěn)定性，可以承受重載和高速載荷等優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)Lab=400.6mm設(shè)計(jì)及分析單，加工方便易于維護(hù)，整體方案相對(duì)節(jié)省空間。Lbc=1339.5(一 )機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 1 齒輪齒條組合機(jī)構(gòu)偏置 e=450mm1 曲柄滑塊機(jī)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：主動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)搖桿進(jìn)行擺動(dòng)，和搖桿同軸的齒輪使極位夾角構(gòu)設(shè)計(jì)底部齒條水平移動(dòng)的同時(shí)再將運(yùn)動(dòng)傳給下一級(jí)齒輪，而下一級(jí)齒輪的傳動(dòng)角 >50 2 撞板引導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)最右邊的齒輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，最右邊的齒輪帶動(dòng)第二個(gè)齒條進(jìn)行Lfm=871.6mm的確定豎直運(yùn)動(dòng)。最小傳動(dòng)角 >50 3 曲柄搖桿的方案二連桿組合機(jī)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)方案說(shuō)明：如圖 2 此方案?jìng)鲃?dòng)性能可以滿足要求，運(yùn)動(dòng)有急回，結(jié)構(gòu)傳動(dòng)角 >50 4、機(jī)構(gòu)的串接雖簡(jiǎn)單但緊湊，其全部由連桿和滑塊組成使得加工與維護(hù)容易，成本機(jī)構(gòu)尺寸參數(shù)詳5 完成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)較低。見于附圖圖圖 2 連桿組合機(jī)構(gòu)撞板和滑塊不產(chǎn)（二）機(jī)構(gòu)分運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：主動(dòng)桿為一曲柄，它帶動(dòng)從動(dòng)復(fù)合桿做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而復(fù)合生運(yùn)動(dòng)干涉。析桿的一端帶動(dòng)滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，另一端帶動(dòng)滑塊做水平運(yùn)動(dòng)。P1=50N機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)循環(huán)方案三連桿滑塊組合機(jī)構(gòu)P2=3700N圖，驗(yàn)證不干此方案?jìng)鲃?dòng)性能類似方案二，有急回性能。由連桿和滑塊組成。成本得到 A 點(diǎn)所受力涉條件低。矩，水平力和垂直2 機(jī)構(gòu)受力分圖 3 連桿滑塊組合機(jī)構(gòu)力析運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：主動(dòng)桿為一曲柄，它帶動(dòng)從動(dòng)復(fù)合桿做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而復(fù)合導(dǎo)出轉(zhuǎn)角和力矩根據(jù)要求桿的一端帶動(dòng)連桿上的滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，另一端帶動(dòng)滑塊做水平運(yùn)以及支反力編輯主程序動(dòng)。繪制link方案四連桿滑塊組合機(jī)構(gòu)曲線圖rrr方案說(shuō)明：其力學(xué)性能滿足要求，運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊層次清晰。蝸桿減速器采用link圖 4 連桿滑塊組合機(jī)構(gòu)下置式link運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：主動(dòng)桿帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)，滑塊上下移動(dòng)的同時(shí)，帶動(dòng)撞板豎打包機(jī)轉(zhuǎn)速：繪制機(jī)構(gòu)動(dòng)畫直運(yùn)動(dòng)，同時(shí)拉動(dòng)滑塊做水平運(yùn)動(dòng)。nW =72.289r/mi繪制曲線圖方案五連桿組合機(jī)構(gòu)n；三動(dòng)力和傳方案說(shuō)明：如圖 5 此方案?jìng)鲃?dòng)性能可以滿足要求，運(yùn)動(dòng)有急回，結(jié)構(gòu)周期： T=0.83動(dòng)分析雖簡(jiǎn)單但緊湊 ，方案有平行四邊形機(jī)構(gòu) ，代替了滑塊 ，使機(jī)構(gòu)更簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)矩：（一）選擇傳加工與維護(hù)容易，成本降低。M b =1050(N.m)動(dòng)方案圖 5 連桿組合機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)采用 Y 系（二）選擇電動(dòng)運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：主動(dòng)桿為曲柄，它帶動(dòng)從動(dòng)復(fù)合桿做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，而復(fù)合桿列電動(dòng)機(jī)，封閉式機(jī)功率的另一端帶動(dòng)滑塊進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)由于平行四邊形機(jī)構(gòu)的存在，使撞板結(jié)構(gòu)，三相交流電確定總效率運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定的幅度，幅度在允許范圍內(nèi)，另一組為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，工作功率確定轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)四計(jì)算傳動(dòng)裝置傳動(dòng)參數(shù)各軸輸入功率計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩四傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）箱內(nèi)零件設(shè)計(jì)1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型2 選擇蝸桿的頭數(shù)3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)載荷系數(shù)彈性影響系數(shù)接觸系數(shù)許用接觸應(yīng)力確定中心距帶動(dòng)滑塊做水平運(yùn)動(dòng)。（二）機(jī)構(gòu)組合方案的確定根據(jù)所選方案是否能滿足要求的性能指針，結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、緊湊；制造是否方便；成本是否低等選擇原則。經(jīng)過(guò)前述方案評(píng)價(jià)，采用系統(tǒng)工程評(píng)價(jià)法進(jìn)行分析論證，列出下列表格。表 1. 總體方案定性分析性能指針一二三四方五運(yùn)動(dòng)性能平急急平急運(yùn)動(dòng)規(guī)律穩(wěn)回回穩(wěn)回運(yùn) 動(dòng) 速 度 及 精 較一 一一一度高般般般般工作性能工作效率高一一般 較較般高高使用空間小一一一一般般般般承載能力大較較較較大大大大傳力性能大較較一較動(dòng)力性能大大般大震動(dòng)與噪聲較較較較較小大大大大加工難度一易易一易經(jīng)濟(jì)性般般維護(hù)難度易較較一易Pw=2.7Kw總效率 =0.7607電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1500r/min選 擇Y112M-4電動(dòng)機(jī)i 總 =19.92電 機(jī)軸n滿=1440r/min蝸桿軸n =n滿=1440r/min蝸輪軸n=n W =72.289r/min渦 輪 軸 ：P =3.514kw蝸 輪 軸 ：P =.783kw工作機(jī) Pw =2.7kw各參數(shù)結(jié)果見于表格采用漸開線蝸桿蝸桿選用 45 鋼表面淬火驗(yàn)算中心距和模數(shù)五蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)與尺寸蝸桿各項(xiàng)參數(shù)蝸輪的各項(xiàng)參數(shù)與尺寸( 三 ) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（四）驗(yàn)算效率（五）熱平衡計(jì)算（六）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定（七）輪滑油的選擇及裝油量的選擇六蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）估算最易易般蝸 輪 輪 芯 選 用能耗大小一一一一一HT200鑄造，輪般般般般般緣選用使用壽命較較較較較ZCuSn10Pb1，長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)長(zhǎng)砂型鑄造機(jī)構(gòu)尺寸小較較一較蝸桿齒數(shù) Z=2大大般大蝸輪齒數(shù) =41機(jī)構(gòu)重量重輕輕一輕蝸輪工作轉(zhuǎn)矩結(jié)構(gòu)般.3復(fù)雜程度簡(jiǎn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)一簡(jiǎn).05單單單般單載荷系數(shù) K=1.57彈 性 硬 性 系 數(shù)經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)方案五最滿足設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，并且綜合性能良好所ZE=160MPa以將方案五作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終方案。接粗系數(shù) =3二最終打包機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析許用應(yīng)力（一）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)H =268MPa 執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別為 :曲柄滑塊左右沖壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；工作壽命撞板引導(dǎo)桿的確定；Lh=2880h曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；中心距機(jī)構(gòu)的串接。a=160mm1 、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)模數(shù)按 l4 作出 C1C2 ，取極位夾角 =10 20 ，作直角 C1C2M 并作其外m=6.3接圓。取適當(dāng)?shù)钠?e，作 C1 C2 的平行線，交外接圓與A，則曲柄滑分度圓塊機(jī)構(gòu)確定。=63mm小軸徑曲柄長(zhǎng)：驗(yàn)算結(jié)果滿足條選擇聯(lián)軸器連桿長(zhǎng) ：AC1AC2件l BC2（二）設(shè)計(jì)蝸2 、撞板導(dǎo)引桿的確定輪軸各段直徑參照曲柄固定轉(zhuǎn)動(dòng)副A 的位置，適當(dāng)選定 F 點(diǎn)作為撞板導(dǎo)引桿轉(zhuǎn)動(dòng)副和長(zhǎng)度位置。量取 F 點(diǎn)到撞板的水平距離FQ ，則（三）蝸輪軸上搖桿 FM 的擺角2 QFM 1l62 arctan2FQ蝸桿采用一體式蝸桿的各項(xiàng)參數(shù)確定=23 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) =11 18 36 零件的周向定位任取一長(zhǎng)度，按照搖桿擺角作出搖桿的兩個(gè)極限位置F E 1 、 Pa=19.782mm七 .蝸桿軸的結(jié)F E 2 ，以E 1E 2為一直角邊作直角E 1E 2P ，使構(gòu)設(shè)計(jì)E1 E 2 P 90（ 1 ）估算最小E 1E 2P的外接圓，在圓上選一點(diǎn)A，可確定一曲柄搖桿機(jī)作軸徑構(gòu) A D E F。驗(yàn)算其最小傳動(dòng)角。（ 2 ）.設(shè)計(jì)蝸桿量取線段 A F和 AF 的長(zhǎng)度，按照 AF/A F比值放大或縮小曲柄軸各段直徑搖桿機(jī)構(gòu) A D E F，使其機(jī)架長(zhǎng)為 AF八 .軸的校核和4 、機(jī)構(gòu)的串接計(jì)算移動(dòng)縮放后的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，使其機(jī)架落到AF 位置上。使曲柄滑塊（一）蝸輪粗機(jī)構(gòu)處于右極限位置，而曲柄搖桿機(jī)構(gòu)處于搖桿的左極限位置，將兩校核曲柄合二為一。再加上桿組GHM ，構(gòu)成平行四邊形機(jī)構(gòu) FGHM 。根確定軸承支點(diǎn)據(jù)撞板的下極限位置，延長(zhǎng)桿HM 至 N 。機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖完成。間距（二）、機(jī)構(gòu)分析求水平承受的作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析可知，該機(jī)構(gòu)由曲柄ABD 、 RRP 桿組、 RRR 桿組和載荷機(jī)架組成。建立坐標(biāo)系，確定機(jī)架上各運(yùn)動(dòng)副的位置，從滑塊處于右求水平平面彎極限位置開始，曲柄每轉(zhuǎn)5 作一次運(yùn)動(dòng)分析，求出運(yùn)動(dòng)副 B、C、D、Da=175.6mmdf1=47.88mmSa=9.699mmha1=ha*m=6.3mmhf1=7.56mm蝸輪的各項(xiàng)參數(shù)確定=41=-0.1032i=20.5傳動(dòng)比誤差在允許值內(nèi)=258.3mmda2=269.6mmE、 M 的位置坐標(biāo)，求出連桿BC、 DE 的傾角BC、DE ，也求出滑矩df2=241.88mm快右上角T 點(diǎn)和撞板N 點(diǎn)的坐標(biāo)，將其位移曲線畫出，作為機(jī)構(gòu)運(yùn)Ha=25.650mm垂 直 平 面動(dòng)循環(huán)圖。hf2hf2=彎矩分析：當(dāng)撞板運(yùn)動(dòng)到和滑塊同一高度時(shí)，即YN YT 時(shí)，撞板的水平B=55mm求出合成彎矩位置在滑塊的右邊，即XN XT 。如圖所示，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)不干涉。滿足蝸輪采用裝配式作出轉(zhuǎn)矩圖條件。YFa=2.48確定危險(xiǎn)截面2 、機(jī)構(gòu)受力分析（二）蝸輪軸首先，根據(jù)滑塊的位移確定滑塊上的外載荷P:P P1( xCxC min ) ( P2P1 )的精校核推程：l4剛度校核回程：FBCPcos BC（ 1 ）危險(xiǎn)截面由滑塊力平衡得：FNP tan BC的選擇撞板為三力構(gòu)件，由力平衡條件可知，撞板重量Q=mg 將都作用在搖桿 EFM 上?？紤]搖桿 EFM 的力平衡 ,由對(duì) F 點(diǎn)的力矩平衡條件得：（ 2 ）強(qiáng)度校核計(jì)算安全系數(shù)FDEQ( xMxF )yF )cos DE( xE xF ) sin DE( yESca求 F 點(diǎn)支座反力由水平方向力平衡方程得：精校核截面右由垂直方向力平衡方程得：RFyFDE sinDEQ側(cè)考慮曲柄 ABD 的力平衡，由對(duì)A 點(diǎn)的力矩平衡方程得：計(jì)算安全系數(shù)M AFDE ( yDyA ) cosDE( xDxA ) sinDE九軸承的校( yByA ) cos BC(xB xA ) sinFBCBC求 A 點(diǎn)支座反力核由水平方向力平衡方程得：1 求支反力RAyFBC sinBCFDE sin DE由垂直方向力平衡方程得：2 計(jì)算內(nèi)部軸程序：向力SETWINDOW-100,300,-100,2003 計(jì)算軸承所OPTIONNOLET受的軸向載荷Y =0.9192許 用 彎 曲 應(yīng) 力 F =56MPa F=19.64MPa F 滿F足，彎曲強(qiáng)度條件效率 =0.855>0.8滿足條件滑動(dòng)速度 4.8m/s熱平衡滿足輪滑要求8fGB/T10089-1988蝸桿齒面粗糙度Ra 為 1.6 ，頂圓粗糙度 Ra 為 1.6蝸輪齒面粗糙度4 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)FORI=0TO360STEP5Ra 為 1.6 ，頂圓載荷CALLLINK(0,0,0,0,0,0,I*PI/180,7.57,0,412.08,XB,YB,VBX,VBY,ABX粗糙度 Ra 為 3.25 壽命計(jì)算,ABY)SH0094-1991其他校核CALLRRP(1,-200,909.16,YB,VBY,ABY,QBC,WBC,EBC)蝸輪蝸桿油 680CALLLINK(XB,YB,VBX,VBY,ABX,ABY,QBC,WBC,EBC,909.16,XC,YC浸油深度應(yīng)為蝸十 .鍵的設(shè)計(jì)和,VCX,VCY,ACX,ACY)桿的一個(gè)齒高計(jì)算XT=XC+205蝸輪軸的結(jié)構(gòu)圖蝸輪輪轂與軸YT=YC+155d>39.7mm連接處鍵的設(shè)QAD=(I-79)*PI/180=1.3計(jì)CALLLINK(0,0,0,0,0,0,QAD,7.57,0,308.21,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ATca=489.48N.m聯(lián)軸器與軸連DY)選擇 LT7 型聯(lián)軸接處鍵的設(shè)計(jì)CALLRRR(495.38,351.25,0,0,0,0,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADY,531.5器和計(jì)算8,488.54,QFE,WFE,EFE,QDE,WDE,EDE)最小直徑十一 .潤(rùn)滑和密CALLLINK(495.38,351.25,0,0,0,0,QFE,WFE,EFE,531.58,XE,YE,VEX=40mm封的選擇及說(shuō),VEY,AEX,AEY)L1=84明QFM=QFE-145*PI/180選取氈圈 48十二 .箱體的結(jié)CALLLINK(495.38,351.25,0,0,0,0,QFM,WFE,EFE,526.05,XM,YM,Vd2=48mm構(gòu)MX,VMY,AMX,AMY)l2=57mmXN=XMd3=50mmYN=YM-286.13L3=47mmXG=501.35d4=55mmYG=630L4=82XH=XM選 軸 承 型 號(hào)YH=YM+18030210P1=50P2=3700Q=150L4=850QAD1=-80.56*PI/180QAD2=84.37*PI/180IFQAD1<QADANDQAD<QAD2THENP=-P1FBC=P/(COS(QBC)FN=P*TAN(QBC)FDE=Q*(XM-XF)/(YE-YF)*COS(QDE)-(XE-XF)*SIN(QDE)RFX=FDE*COS(QDE)RFY=FDE*SIN(QDE)+QMA=FDE*(YD-YA)*COS(QDE)-(XD-XA)*SIN(QDE)+FBC*(-(YB-YA)*COS(QBC)+(XB-XA)*SIN(QBC)RAX=FBC*COS(QBC)-FDE*COS(QDE)RAY=FBC*SIN(QBC)-FDE*SIN(QDE)ELSEP=P1+(XC-867.6)*(P2-P1)/L4FBC=P/(COS(QBC)FN=P*TAN(QBC)FDE=Q*(XM-XF)/(YE-YF)*COS(QDE)-(XE-XF)*SIN(QDE)RFX=FDE*COS(QDE)RFY=FDE*SIN(QDE)+QMA=FDE*(YD-YA)*COS(QDE)-(XD-XA)*SIN(QDE)+FBC*(-(YB-YA)*COS(QBC)+(XB-XA)*SIN(QBC)滾動(dòng)軸承 30210d5=62mmL5=10mmd6=35mmL6=35mm蝸輪尺寸基本確定渦輪與軸采用平鍵b h l=16mm 10mm 70mm半聯(lián)軸器與軸的連接選用平鍵b h l=12 mm 8mm70mm一端固定一端游動(dòng)蝸桿結(jié)構(gòu)圖蝸桿材料45 鋼P(yáng)ca=4.61Kw=1.3Tca=30.6N.mRAX=FBC*COS(QBC)-FDE*COS(QDE)選擇 LT7 聯(lián)軸器RAY=FBC*SIN(QBC)-FDE*SIN(QDE)初選ENDIF深溝球軸承 6207PRINTI,MA,RAX,RAY角 接 觸 球 軸 承NEXTI7207ACCLEAR內(nèi)徑!ANIMATION=28mmLETR=2選擇 J 型顧家橡FORI=0TO360STEP5膠油封 32CALLLINK(0,0,0,0,0,0,I*PI/180,7.392,0,40,XB,YB,VBX,VBY,ABX,Ad2=32mmBY)軸段（ 3 ）CALLRRP(1,-45,141.4,YB,VBY,ABY,QBC,WBC,EBC)圓螺母 M33CALLLINK(XB,YB,VBX,VBY,ABX,ABY,QBC,WBC,EBC,141.4,XC,YC,止動(dòng)墊圈 33VCX,VCY,ACX,ACY)退刀槽XT=XC+20.535mmYT=YC+15.5退刀槽QAD=(I-66.24)*PI/180蝸桿結(jié)構(gòu)確定CALLLINK(0,0,0,0,0,0,QAD,7.392,0,17.707,XD,YD,VDX,VDY,ADX,初選圓錐滾子軸ADY)承，型號(hào) 30210CALLRRR(50.135,45,0,0,0,0,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADY,58.893,69軸 承 跨距.3,QFE,WFE,EFE,QDE,WDE,EDE)l=133.5CALLLINK(50.135,45,0,0,0,0,QFE,WFE,EFE,58.893,XE,YE,VEX,VEY彎矩圖如圖所示,AEX,AEY)Ft=4620NQFM=QFE-154.68*PI/180Fa=739.7NCALLLINK(50.135,45,0,0,0,0,QFM,WFE,EFE,92.514,XM,YM,VMX,Fr=1082.1NVMY,AMX,AMY)Ma=95532.6N.XN=XMmmYN=YM-63.483截面左側(cè)為危險(xiǎn)XG=50.135截面YG=63抗彎截面系數(shù)XH=XMW=14238.4YH=YM+18ca<-1XO=XC-20.5滿足彎扭強(qiáng)度校YO=YC+15.5核XR=XC-20.5校核IV截面兩側(cè)YR=YC-15.5Sca=11.31>>1.XS=XC+20.55YS=YC-15.5IV截面左側(cè)安全PLOTXO,YO;XR,YR;XS,YS;XT,YT;XO,YO滿足要求PLOT0,0;XB,YB;XC,YC安全系數(shù)PLOTXD,YD;XB,YBSca=5.94>1.5PLOT0,0;XD,YD;XE,YE;50.135,45;XM,YM;XN,YN滿足安全的要求PLOTXG,YG;XH,YH;XM,YM減速器強(qiáng)度和剛PLOT80,-45;175,-45度都滿足條件BOXCIRCLE-R,R,-R,RFr1=1924.6NPLOTTEXT,AT4,0:"A"Fr2=1468.1NBOXCIRCLEXB-R,XB+R,YB-R,YB+RFd1=688NPLOTTEXT,ATXB+4,YB:"B"Fd2=524NBOXCIRCLEXC-R,XC+R,-45-R,-45+RP1=3041NPLOTTEXT,ATXC,-54:"C"p2=1761.7NBOXCIRCLEXD-R,XD+R,YD-R,YD+RP1>P2故只要計(jì)PLOTTEXT,ATXD+4,YD:"D"算校核P1BOXCIRCLEXE-R,XE+R,YE-R,YE+RP=P1PLOTTEXT,ATXE+4,YE:"E"Lh>>2880hBOXCIRCLE50.135-R,50.135+R,45-R,45+R滿足壽命要求PLOTTEXT,AT54,45:"F"蝸輪輪轂與軸連BOXCIRCLEXM-R,XM+R,YM-R,YM+R接處PLOTTEXT,ATXM+4,YM:"M"選用BOXCIRCLEXN-R,XN+R,YN-R,YN+R鍵 16 10 70PLOTTEXT,ATXN+4,YN:"N"滿足強(qiáng)度要求BOXCIRCLE50.135-R,50.135+R,63-R,63+R聯(lián)軸器與軸連接PLOTTEXT,AT54,63:"G"處BOXCIRCLEXH-R,XH+R,YH-R,YH+R選擇PLOTTEXT,ATXH+4,YH:"H"鍵 12 8 70BOXCIRCLEXT-R,XT+R,YT-R,YT+R滿足強(qiáng)度要求PLOTTEXT,ATXT+4,YT:"T"PAUSE0.05CLEARNEXTIPAUSE2CLEAR!drawthecurveSETWINDOW-50,450,-200,200PLOT0,0;400,0PLOT0,-100;0,100FORI=-0TO360STEP5CALLLINK(0,0,0,0,0,0,I*PI/180,7.392,0,40,XB,YB,VBX,VBY,ABX,ABY)CALLRRP(1,-45,141.4,YB,VBY,ABY,QBC,WBC,EBC)CALLLINK(XB,YB,VBX,VBY,ABX,ABY,QBC,WBC,EBC,141.4,XC,YC,VCX,VCY,ACX,ACY)XT=XC+20.5YT=YC+15.5QAD=(I-66.24)*PI/180CALLLINK(0,0,0,0,0,0,QAD,7.392,0,17.707,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADYCALLRRR(50.135,45,0,0,0,0,XD,YD,VDX,VDY,ADX,ADY,58.893,69.3,QFE,WFE,EFE,QDE,WDE,EDE)CALLLINK(50.135,45,0,0,0,0,QFE,WFE,EFE,58.893,XE,YE,VEX,VEY,AEX,AEY)QFM=QFE-154.68*PI/180CALLLINK(50.135,45,0,0,0,0,QFM,WFE,EFE,92.514,XM,YM,VMX,VMY,AMX,AMY)XN=XMYN=YM-63.483XG=50YG=63XH=XMYH=YM+18SETCOLOR1PLOTI,XTSETCOLOR1PLOTI,YTSETCOLOR6PLOTI,XNSETCOLOR6PLOTI,YNNEXTIPAUSE4END（一）分析和擬定傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖根據(jù)要求使用閉式蝸桿減速器蝸桿減速器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率低，適用于中小功率、間隙工作的場(chǎng)合。當(dāng)蝸桿圓周速度V45m/s時(shí) ,下置式 ,冷卻、輪滑條件好；當(dāng)蝸桿圓周速度V45m/s時(shí) ,下置式。經(jīng)初步計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用下置式。系統(tǒng)組成簡(jiǎn)圖根據(jù)打包機(jī)機(jī)構(gòu)特征，可得：工作機(jī)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)原動(dòng)件）主軸：轉(zhuǎn)速： n W =72.289r/min；周期： T=0.83轉(zhuǎn)矩： M b =1050(N.m)（二）選擇電動(dòng)機(jī)功率1 電動(dòng)機(jī)類型：Y 系列電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V2 工作機(jī)平均功率工作機(jī)所需功率Pw= （1.31.5 ），計(jì)算后，取Pw=2.7Kw由電動(dòng)機(jī)至活塞的總效率取聯(lián)軸器效率 =0.99 ，軸承傳動(dòng)效率蝸桿傳動(dòng)效率，軸承傳動(dòng)效率聯(lián)軸器效率則實(shí)際功率Pd=Pw/=2.7/0.7607=3.549Kw電動(dòng)機(jī)額定功率Pm= （ 11.3 ） Pd=3.554.614Kw（三）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì) 于 一 般 傳 動(dòng) ， 傳 動(dòng) 比i 2080滿 足 要 求 的 電 動(dòng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 有750r/min， 1000r/min， 1500r/min， 2800r/min，根據(jù)推薦選用1500r/min。（四）確定電動(dòng)機(jī)根據(jù)【 1】 *167168頁(yè)表 12-1 ，選擇 Y112M-4電動(dòng)機(jī)。Y112M-4電動(dòng)機(jī)資料如下:額定功率： 4Kw滿載轉(zhuǎn)速： n 滿 =1440r/min同步轉(zhuǎn)速： 1500r/min四計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i 總 =n 滿 /n W =1440/72.289=19.92傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸 n 滿=1440r/min蝸桿軸 n =n 滿 =1440r/min蝸輪軸 n =n W =72.289r/min計(jì)算各軸的輸入功率：渦輪軸： P =P d 1 =3.549 0.99=3.514kw蝸輪軸： P =P 23=3.612 0.99 0.8=2.783kw工作機(jī) Pw =P 45=2.783 0.98 0.99=2.7kw計(jì)算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電 動(dòng) 機(jī) 的 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 ： Td=9.55 10 6 Pd/n電 =9.55 10 6 3.5494/1440=23.54Nm蝸桿軸：T =9.55 10 6 P/n =9.55 10 6 3.514 1440=23.30Nm蝸桿軸： T=9.55 10 6P/n =9.55 10 62.783 72.289=367.66Nm工作機(jī)： Tw=9.55 10 6 P/n =9.55 10 62.7/72.289=356.69Nm將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名電機(jī)軸蝸桿軸渦輪軸工作機(jī)參數(shù)轉(zhuǎn)速 n1440144072.29872.298r/min功率 P3.5493.51392.7832.7Kw轉(zhuǎn)矩 T23.5423.30367.66356.69N m傳動(dòng)比 i119.921效率0.990.78410.7607四傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）箱內(nèi)零件設(shè)計(jì)1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型由 GB/T10085 1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI ）。參考【 2】 *253254頁(yè)，表 11-6,11-7，考慮到渦輪傳動(dòng)功率不大，相對(duì)滑動(dòng)速度不大，故蝸桿選用45 鋼表面淬火，表面硬度（ 45-55） HRC ， 蝸 輪 輪 芯 選 用HT200鑄 造 ， 輪 緣 選 用ZCuSn10Pb1，砂型鑄造， 。2 選擇蝸桿的頭數(shù)根據(jù)【 2】*344頁(yè)，表 11-1 ，為提高效率，蝸桿頭數(shù)采用推薦的值2.Z=2 ， =i Z=19.92 2=39.84 ，取 =413 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式參考【2 】*254頁(yè)式（ 11-12 ），傳動(dòng)中心距（1 ）蝸輪工作轉(zhuǎn)矩（2 ）確定載荷系數(shù)K由文獻(xiàn)【 2】 *252253頁(yè)，表11-5 ；打包機(jī)載荷有沖擊，取工作情況系數(shù)，齒向載荷分布系數(shù).3；渦輪轉(zhuǎn)速72.289r/min，初步計(jì)算設(shè)蝸輪圓周速度，取動(dòng)載荷系數(shù) .05;故 .3 1.15 1.05=1.57（3 ）確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的是鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故ZE=160MPa(4) 確定接觸系數(shù)取 d/a=0.3, 查文獻(xiàn)【 2】 *253 頁(yè)，表 11-18, 得 =3（5 ）確定許用接觸應(yīng)力 H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫青銅ZCuSn10P1 ，金屬模鑄造，蝸桿