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

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第1章 BZ350—A型糖果包裝機 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 12 第2章 無級調(diào)速的設(shè)計 14 2.1 電機選擇 14 2.2 傳動帶選型及帶輪設(shè)計 14 第3章 彈簧的設(shè)計 21 3.1 彈簧最大載荷，最大變形量的計算 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 24 4.1 選擇軸Ⅰ的材料及確定C值 24 4.2 計算軸Ⅰ的計算直徑 24 4.3 確定軸Ⅰ各段的直徑 24 4.4 軸Ⅰ的強度校核 25 第5章 槽輪的設(shè)計 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)計的比較 30 心得體會及謝辭 32 主要參考文獻 33 摘要 糖果包裝機屬于食品類產(chǎn)品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 本次設(shè)計的BZ350—A型糖果包裝機屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳動的一種糖果包裝機。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動化程度較高，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)實牢靠，消費者使用方面。 BZ350-A型糖果包裝機具有如下特點： 1）本機上的糖塊、包裹、卸糖果全部實現(xiàn)機械化操作，自動化程度高，減輕人工勞動強度，符合人性化特點，產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生要求。 2）設(shè)有無級調(diào)速機構(gòu)，機器的生產(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)，使機器能滿足不同的產(chǎn)品規(guī)格要求。 4）采用六槽輪機構(gòu)驅(qū)動工序盤，使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，同步性能可靠，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 5）設(shè)有故障自動停機等功能，方便操作，維護簡單，壽命比較長。 第1章 BZ350—A型糖果包裝機 1.1 概述 糖果包裝機屬于食品類產(chǎn)品包裝機，按照包裝的形式有折疊式包裹、扭結(jié)式包裹兩大類。這種包裝機一般采用卷盤式包裝材料，在主機上實現(xiàn)包裝材料分切、包裹及封口工序。 這里所介紹的BZ350-A型糖果包裝機屬于扭結(jié)式包裹，是較為傳統(tǒng)的一種糖果包裝機。它廣泛應(yīng)用于中小型糖果生產(chǎn)企業(yè)，自動化程度較高，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)實牢靠，消費者使用方便。 1.2 主要技術(shù)特征及工藝流程 1.2.1 BZ350-A型糖果包裝機主要技術(shù)特征 BZ350-A型糖果包裝機主要技術(shù)參數(shù)如下： 生產(chǎn)能力：200~300粒/min（無級調(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：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型糖果包裝機外形圖。 圖1-1 BZ350-A型糖果包裝機外形圖 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-機座 10-機架 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 整個包裝過程為：糖塊從振動料斗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，進一步定向后進入輸送帶被送往下一工序；同時，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械手將包裝紙和糖塊一起夾緊，接著前后沖頭相繼動作，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)機械手夾住糖果的縱向兩邊并在驅(qū)動機構(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)機械手沿糖果的縱向要有一個微小的進給量，以抵消糖果的縱向尺寸變化，否則，糖紙會被扭破；扭結(jié)結(jié)束后，工序盤繼續(xù)轉(zhuǎn)位，糖鉗機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所示是糖果包裝機的工作循環(huán)圖 圖1-5 BZ350-A糖果包裝機的工作循環(huán)圖。 1.3 主要組成結(jié)構(gòu) BZ350-A型糖果包裝機主要由傳動系統(tǒng)、理糖盤裝置、供紙切紙裝置、鉗糖工序盤、扭結(jié)機械手及裹包裝置、電器控制裝置、缺糖檢測裝置等組成。 1.3.1 傳動系統(tǒng) （1）主傳動系統(tǒng) 圖1-6是BZ350-A型糖果包裝機的主傳動系統(tǒng)示意圖。 圖1-6主傳動系統(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 由主電機驅(qū)動各執(zhí)行機構(gòu)，主電機至分配軸II間采用兩級減速，第一級用寬帶實現(xiàn)三級變速，第二級為齒輪傳動，在分配軸II上裝有偏心輪（1）、（2）、（3）、（4）和兩個輪Z52，傳動到各個執(zhí)行機構(gòu)完成裹包作業(yè)。在主電機軸上設(shè)置有一對分離錐輪，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，而達到調(diào)節(jié)帶輪傳動比的要求。 分配軸上裝有四個偏心輪，其中偏心輪(1)通過連桿帶動扇形齒輪來回擺動，扇形齒輪再驅(qū)動與前沖頭一體的齒條往復(fù)運動，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)動活動折紙板19折紙;偏心輪((4)通過連桿驅(qū)動后沖頭14和打糖桿16工作。采用偏心輪機構(gòu)，使得整個傳動鏈結(jié)構(gòu)緊湊，容易布局，維護方便。 供紙部分(1. 2. 3)是經(jīng)軸II由齒輪、鏈輪傳動的;扭結(jié)機械手由軸II經(jīng)過齒輪、槽凸輪、擺桿等傳動的;轉(zhuǎn)盤由軸Ⅱ經(jīng)齒輪、槽輪機構(gòu)來傳動。糖果包裝機設(shè)置無級調(diào)速系統(tǒng)，一方面，可以滿足當產(chǎn)品規(guī)格變化即糖塊外形變化時，要求生產(chǎn)率隨著改變;二是由于包裝材料對生產(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。 機器還設(shè)置手動調(diào)整，可通過手輪23實現(xiàn)。 (2)理糖傳動系統(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為理糖部分的傳動系統(tǒng)示意圖。 理糖電機1通過D50/D 112的三角皮帶傳動，驅(qū)動軸I旋轉(zhuǎn)，再經(jīng)過齒輪Z 17/Z46帶動軸II。軸II上裝有輸送帶輪，驅(qū)動輸送帶6運動，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帶動軸IV，由軸IV驅(qū)動轉(zhuǎn)盤3回轉(zhuǎn)運動，周邊裝有固定的螺旋導(dǎo)向板5。轉(zhuǎn)盤3回轉(zhuǎn)時，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)形槽列隊排列整齊，依次落入輸送帶上。另外，軸II通過鏈輪Z13/Z20帶動軸III，經(jīng)螺旋齒輪Z11/Z28, Z15/Z15帶動軸VI，由軸UI驅(qū)動毛刷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由輸送帶向前輸送。 圖1-7理糖傳動示意圖 1一理糖電機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構(gòu)使銅套在轉(zhuǎn)盤軸上轉(zhuǎn)動。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會隨著銅套一起擺動。鉗糖工序盤上安裝有六副鉗糖機械手，實現(xiàn)兩個運動:①間歇轉(zhuǎn)位，每次轉(zhuǎn)過60°，停歇一個工藝時間。間歇轉(zhuǎn)位運動由六槽輪機構(gòu)(圖中未繪出)帶動;②糖鉗的開合運動，工序盤轉(zhuǎn)一圈，糖鉗只打開一次、關(guān)閉一次。糖鉗的開合運動由凸輪驅(qū)動滾子5帶動擺臂6擺動，擺臂6帶動扇形齒輪3和4嚙合擺動，扇形齒輪帶動糖鉗手1張開，此時，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，從而改變鉗糖機械手的開口大小和持續(xù)時間，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 從以上分析可知:糖果包裝機的生產(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)，計算公式為 Q=60K·n (5.5) 式中，Q—糖果包裝機的生產(chǎn)率; K一工序盤上分布裹包頭數(shù)量，即糖鉗對數(shù)(顆/r); N一工序盤的工作轉(zhuǎn)速(r/min )。 根據(jù)式( 5.5 )可知:要提高糖果包裝機的生產(chǎn)能力有兩個途徑: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，就會增加工序盤的外形尺寸，會帶來機構(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)計糖鉗凸輪的工作曲線，這給設(shè)計和制造帶來變化較大，不利于加速產(chǎn)品的系列化生產(chǎn)進程。實際上糖鉗數(shù)量增加，對生產(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，會增加機構(gòu)間千涉的可能性，使機器制造精度增加;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，要提高機器的生產(chǎn)率，必須權(quán)衡考慮。 BZ350- A型糖果包裝機具有如下特點: 1)本機的上糖塊、包裹、卸糖果全部實現(xiàn)機械化操作，自動化程度高，減輕人工勞動強度，符合人性化特點，產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生要求。 2)設(shè)有無級調(diào)速機構(gòu)，機器的生產(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)，使機器能滿足不同的產(chǎn)品規(guī)格要求。 4)采用六槽輪機構(gòu)驅(qū)動工序盤，使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，同步性能可靠，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 5）設(shè)有故障停機等功能，方便操作，維護簡單，壽命比較長。 第2章 無級調(diào)速的設(shè)計 2.1 電機選擇 由于主電機的功率為：P=0.75kw，n=1410r/min 查《電機型號大全》選擇電機型號為Y80M2-4， 可知：P=0.75kw，n=1390r/min 由于外槽輪機構(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、傳動軸、分配軸之間的傳動簡圖 圖2-1傳動簡圖 為皮帶輪軸的轉(zhuǎn)速，為分配軸上的轉(zhuǎn)速。 2.2 傳動帶選型及帶輪設(shè)計 為了實現(xiàn)無級調(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 確定計算功率 因為糖果包裝機承受的載荷變動小，且是小批量生產(chǎn)，依此查《機械設(shè)計基礎(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《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖7.11選擇Z型帶。 2.2.3 確定小帶輪基準直徑d 當產(chǎn)量為200粒/min時 1）、初選小帶輪基準直徑dd1， 由于Pc-n1坐標的交點落在圖7.11中Z型帶上方，由表7.3初選dd1=90mm， 2）、驗算帶速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計算，此次設(shè)計主要以小帶輪的無級調(diào)速為準。 所以當產(chǎn)量為300粒/min時，dd2=180mm，同理 可得dd1 =123mm。 以上結(jié)果可得無級調(diào)速的傳動比范圍為i=~=0.5~0.68 2.2.4 確定中心距a和帶的基準長度 ∵0.7×﹙dd1＋dd2﹚≤≤2×﹙dd1＋dd2﹚， 代入數(shù)據(jù)求得， 189mm≤≤540mm ∴初選=500mm， 計算帶所需的基準長度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,取帶的基準長度為 =1400mm， 實際中心距a=＋=500＋=490mm， 安裝時所需的最小中心距： =a－0.015=469mm， 安裝時所需的最大中心距： =a＋0.03=532mm。 2.2.5 驗算小帶輪的包角 =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, 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.5，用插值法，得=0.4kw， 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.7，用插值法，得=0.3kw， 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.6,(包角系數(shù))=0.96， 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.2,（長度系數(shù)）=1.14 所以，Z==≈1.15 根據(jù)實際要求：z=2 因為要實現(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，可能也會帶來其他的問題，且從經(jīng)濟效益等各方面綜合考慮，一般只用一根皮帶傳動，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和帶的基準長度Ld ∵0.7×﹙dd1＋dd2﹚≤≤2×﹙dd1＋dd2﹚， 代入數(shù)據(jù)求得， 189mm≤≤540mm ∴初選=500mm， 計算帶所需的基準長度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,取帶的基準長度為 =1400mm， 實際中心距a=＋=500＋=490mm， 安裝時所需的最小中心距： =a－0.015=469mm， 安裝時所需的最大中心距： =a＋0.03=532mm。 2.2.8 驗算小帶輪的包角 =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, 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.5,用插值法,得 PO=1.07 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.7，用插值法，得 =0.17kw， 查機械設(shè)計基礎(chǔ)表7.6，用插值法，得 =0.96， 查機械設(shè)計基礎(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 計算初拉力F0和軸上壓力FQ（也即是徑向力） 圖2-2 帶傳動對軸壓力簡圖 單根普通V帶合適的初拉力可按下式計算 =500＋q 式中，v—帶速，m∕s； Z—帶的根數(shù)； —包角系數(shù)； —計算功率，KW； q—帶單位長度的質(zhì)量，kg∕m，見《機械設(shè)計基礎(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 對點A進行受力分析： 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 因為 的力來自彈簧，根據(jù)作用力與反作用力，需要對彈簧進行設(shè)計與校核 第3章 彈簧的設(shè)計 3.1 彈簧最大載荷，最大變形量的計算 可求得動輪動片的水平移動最大距離 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 動片的受力簡圖 對A點進行受力分析： ∴=112.95=0.378·N，即N=298.81N ∴=N·cos17°=280.75N ∴此時的已知條件為：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（選自機械設(shè)計基礎(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的標準系列， 選d=6mm 則由式17.5：τmax===192.52Mpa τmax ﹤，強度足夠。 中徑D2=Cd=8×6=48 3.3 設(shè)計彈簧有效圈數(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 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選取計算系數(shù)C=110 4.2 計算軸Ⅰ的計算直徑 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)軸的標準直徑可選d=14，由于軸上除了齒輪，皮帶輪，還有軸承，因為軸承沒有受到軸向力，只需選用普通的深溝球軸承，通過查機械設(shè)計基礎(chǔ)表13.10選用軸承6205，因為基本尺寸d最小為25，考慮軸的結(jié)構(gòu)及其加工方便，可適當將軸的標準直徑放大，同時可增加軸的強度，所以初取標準直徑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，考慮軸承為標準件，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 求當量彎矩 由圖4-6可知C、B兩處都可能為危險截面，因為單向轉(zhuǎn)動，可以認為扭矩是脈動循環(huán)變化，故修正系數(shù)α≈0.6，則危險截面C、B兩處的當量彎矩分別為 ===38.39N·m ===32.19N·m 4.4.7 分別計算危險截面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， 因為此處直徑為28mm，因此強度足夠。 而B處為裝軸承，此處設(shè)計的尺寸為25mm，因此強度也足夠大。 第5章 槽輪的設(shè)計 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)有機械作參考） 當槽輪轉(zhuǎn)過2φ20=2π/z角度時撥盤1所轉(zhuǎn)過的角度為 2φ10=π-2φ20=π-=180°-60°=120° 槽輪機構(gòu)的運動系數(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 因為k為整數(shù)，所以k只能為1 ②槽輪機構(gòu)的幾何尺寸計算 因為軸Ⅰ與軸Ⅱ上傳動齒輪中心距為 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 綜合可知各軸傳動齒輪之間占據(jù)的縱向距離為 L= a12＋ a23=262.5mm 根據(jù)現(xiàn)場機箱所量高度為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 當槽輪轉(zhuǎn)過2φ20=2π/z角度時撥盤1所轉(zhuǎn)過的角度為 2φ10=π-2φ20=π-=180°-45°=135° 槽輪機構(gòu)的運動系數(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 因為k為整數(shù)，所以k只能為1 ②槽輪機構(gòu)的幾何尺寸計算 中心距的確定原則與上一致，故依舊a=150mm *圓銷轉(zhuǎn)動的半徑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)計的比較 因為槽數(shù)z.>9槽輪結(jié)構(gòu)比較少見，因為當中心距一定時，z越大，槽輪的尺寸就越大，轉(zhuǎn)動時的慣性就越大，力矩也增大，又因為將時間比用轉(zhuǎn)角比來表示，對于只有一個圓柱銷的槽輪機構(gòu)，有公式知 τ=t2/t1=(π-2π/z)/2π=（z-2）/2z=0.5-1/z 當z>9時，槽數(shù)增加，動停比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，即加工難度會更大，花費也更多，考慮后決定選擇第一方案，即槽數(shù)為六的槽輪。圖形如下： 心得體會及謝辭 經(jīng)過為期一個多月的畢業(yè)設(shè)計終于在說明書完成之時落下帷幕，這一設(shè)計涵蓋了大學(xué)三年所學(xué)的專業(yè)知識及基礎(chǔ)知識，通過溫習(xí)以前學(xué)過的知識，查閱相關(guān)資料，計算出相關(guān)數(shù)據(jù)，通過多次修改，最終敲定設(shè)計出的內(nèi)容。在此，我要特別感謝陳學(xué)文老師，在設(shè)計的過程中，陳老師適時給予我們輔導(dǎo)，給我們答疑解惑，讓我們少走彎路。 在這一個多月的時間里，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)計提交了一份沉甸甸的答卷。 在設(shè)計的過程中也是對知識的溫習(xí)，以前沒太注意的細節(jié)經(jīng)過這一次的不斷修改注意到了，在設(shè)計的過程中，出過的錯誤有內(nèi)外螺紋的畫法，軸上零件的固定，無級調(diào)速結(jié)構(gòu)的設(shè)計等等，經(jīng)過陳老師的指正，加上對書本里的知識進行溫習(xí)，最終對這些模糊的知識有了深刻的了解，對我來說，錯的多并不一定是壞事，因為錯的多了改過來之后就會深刻的認識，記憶會更深刻。 團隊合作的精神在我們的這次設(shè)計中體現(xiàn)得淋漓盡致，每個人的長項都可能不同，有人在制圖方面比較突出，有人在設(shè)計方面有獨特的想法，有人對數(shù)據(jù)的整理及計算，有人對文檔進行整理及排版等等，擁有不同長處的人之間進行的合作結(jié)果必然是可觀的。 總的來說，這一次的設(shè)計讓我對機械設(shè)計、機械制圖等多了一些經(jīng)驗，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，正所謂是溫故而知新。 以上是我對這次設(shè)計的總結(jié)，不完善之處請讀者批評指正！ 主要參考文獻 1、 所學(xué)習(xí)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(xué)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，1996 7、 王軍. 機械設(shè)計基礎(chǔ). 北京：科學(xué)出版社，2007 8、 周文玲. 互換性與測量技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2005 9、 李勤偉 賀愛東. 機械制圖（機械類）. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2006 33