自動(dòng)穿串機(jī)設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+文檔全套文件】
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畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )自動(dòng)穿串機(jī)AUTOMATICWEAR STRING MACHINE學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化自動(dòng)穿串機(jī)適用于新型食品加工行業(yè)。目的是研制一種自動(dòng)穿插機(jī)構(gòu),能夠代替手工勞動(dòng), 提高工作效率, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本文針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng), 進(jìn)給機(jī)構(gòu)及自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。并對(duì)所用的齒輪傳動(dòng)和軸進(jìn)行計(jì)算。本產(chǎn)品采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),通過(guò)各系統(tǒng)的相互協(xié)作,實(shí)現(xiàn)穿插動(dòng)作。本機(jī)構(gòu)是在食品裝料機(jī)械的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。此機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)要求完成入料、動(dòng)力源的選定、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、落料機(jī)構(gòu)。入料選用排序機(jī)構(gòu),動(dòng)力源的選定選用電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)系統(tǒng)采用 V 帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、連續(xù)傳送機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用插簽機(jī)構(gòu)、壓盤裝置,落料機(jī)構(gòu)一個(gè)擋棒和盤子。關(guān)鍵詞自動(dòng)穿插;傳動(dòng)系統(tǒng);自動(dòng)控制系統(tǒng)II徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)Abstract(論文 )Automatic wear string machine is suitable for new food processing industry. Purpose is todevelop a kind of automatic thrust institution, can replace manual labor, improve work efficiencyand reduce labor intensity. Based on transmission system, lathe and automatic control systemdesign. And on the gear and axis. This product adopts motor driving through the cooperation andrealizing the system into action. The agency is in charge of food machinery based on the design.The agency has simple structure, small volume, low cost advantage.Complete the design requirements of power and selected, transmission system, actuators,blanking institutions.The ranking selection, the selected chooses motor, power transmission adopts the V belttransmission, gear, continuous transmission, actuator adopts inserted sign institutions, pressureplate blanking institution, a block sticks and plates.Keywordsautomatically alternates, Transmission systems, Automatic control systemIII徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄(論文 )1 緒論.11.1 序言.11.2 自動(dòng)穿串機(jī)的設(shè)計(jì)思路.12 自動(dòng)穿串機(jī)各機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路.22.1 入料機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì).22.2 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)22.3 穿插機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).52.3.1 插簽機(jī)構(gòu).52.3.2 壓盤裝置.52.4 落料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).63 軸承的選定.73.1 概述73.2 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)83.3 軸承的壽命計(jì)算.103.3.1 滾動(dòng)軸承的基本額定壽命.103.3.2 基本額定動(dòng)負(fù)荷.103.3.3 壽命計(jì)算公式 .113.3.4 額定壽命的修正.113.3.5 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷.113.3.6 角接觸軸承的計(jì)算.123.3.7 主動(dòng)軸軸承的校核.123.3.8 從動(dòng)軸軸承的校核.134 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).144.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇.144.1.1 帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn).144.1.2V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).154.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .184.2.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇.184.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇.184.2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速.184.2.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定.184.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).19I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )4.3.1 選擇齒輪材料并確定許應(yīng)應(yīng)力.194.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算.194.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .214.4.1 總傳動(dòng)比的確定.214.4.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比.214.4.3 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 .214.4.4 計(jì)算各軸的功率.214.4.5 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩.214.4.6 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)匯總表.224.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .224.5.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.224.5.2 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.254.6 輸送機(jī)的設(shè)計(jì) .265 減速器的選擇.315.1 概述.315.2 減速器的機(jī)構(gòu)和附件的設(shè)計(jì).315.3 減速器的潤(rùn)滑和密封.32結(jié)論.33致謝.34參考文獻(xiàn).35附錄.36附錄 1.47畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )自動(dòng)穿串機(jī)AUTOMATICWEAR STRING MACHINE學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師機(jī)電工程學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化自動(dòng)穿串機(jī)適用于新型食品加工行業(yè)。目的是研制一種自動(dòng)穿插機(jī)構(gòu),能夠代替手工勞動(dòng), 提高工作效率, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 本文針對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng), 進(jìn)給機(jī)構(gòu)及自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。并對(duì)所用的齒輪傳動(dòng)和軸進(jìn)行計(jì)算。本產(chǎn)品采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),通過(guò)各系統(tǒng)的相互協(xié)作,實(shí)現(xiàn)穿插動(dòng)作。本機(jī)構(gòu)是在食品裝料機(jī)械的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。此機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)要求完成入料、動(dòng)力源的選定、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、落料機(jī)構(gòu)。入料選用排序機(jī)構(gòu),動(dòng)力源的選定選用電動(dòng)機(jī),傳動(dòng)系統(tǒng)采用 V 帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、連續(xù)傳送機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用插簽機(jī)構(gòu)、壓盤裝置,落料機(jī)構(gòu)一個(gè)擋棒和盤子。關(guān)鍵詞自動(dòng)穿插;傳動(dòng)系統(tǒng);自動(dòng)控制系統(tǒng)II徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)Abstract(論文 )Automatic wear string machine is suitable for new food processing industry. Purpose is todevelop a kind of automatic thrust institution, can replace manual labor, improve work efficiencyand reduce labor intensity. Based on transmission system, lathe and automatic control systemdesign. And on the gear and axis. This product adopts motor driving through the cooperation andrealizing the system into action. The agency is in charge of food machinery based on the design.The agency has simple structure, small volume, low cost advantage.Complete the design requirements of power and selected, transmission system, actuators,blanking institutions.The ranking selection, the selected chooses motor, power transmission adopts the V belttransmission, gear, continuous transmission, actuator adopts inserted sign institutions, pressureplate blanking institution, a block sticks and plates.Keywordsautomatically alternates, Transmission systems, Automatic control systemIII徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄(論文 )1 緒論.11.1 序言.11.2 自動(dòng)穿串機(jī)的設(shè)計(jì)思路.12 自動(dòng)穿串機(jī)各機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思路.22.1 入料機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì).22.2 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)22.3 穿插機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).52.3.1 插簽機(jī)構(gòu).52.3.2 壓盤裝置.52.4 落料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).63 軸承的選定.73.1 概述73.2 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)83.3 軸承的壽命計(jì)算.103.3.1 滾動(dòng)軸承的基本額定壽命.103.3.2 基本額定動(dòng)負(fù)荷.103.3.3 壽命計(jì)算公式 .113.3.4 額定壽命的修正.113.3.5 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷.113.3.6 角接觸軸承的計(jì)算.123.3.7 主動(dòng)軸軸承的校核.123.3.8 從動(dòng)軸軸承的校核.134 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).144.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇.144.1.1 帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn).144.1.2V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).154.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 .184.2.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇.184.2.2 電動(dòng)機(jī)功率的選擇.184.2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速.184.2.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定.184.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì).19I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )4.3.1 選擇齒輪材料并確定許應(yīng)應(yīng)力.194.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算.194.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 .214.4.1 總傳動(dòng)比的確定.214.4.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比.214.4.3 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 .214.4.4 計(jì)算各軸的功率.214.4.5 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩.214.4.6 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)匯總表.224.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .224.5.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.224.5.2 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.254.6 輸送機(jī)的設(shè)計(jì) .265 減速器的選擇.315.1 概述.315.2 減速器的機(jī)構(gòu)和附件的設(shè)計(jì).315.3 減速器的潤(rùn)滑和密封.32結(jié)論.33致謝.34參考文獻(xiàn).35附錄.36附錄 1.47II1.1 序言徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論(論文 )目前,許多生產(chǎn)食品串類的廠家,穿串的工序都是靠手工來(lái)完成的,手工穿串不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低,食品串形狀不規(guī)則,但是由于穿串耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng),串類的食品極其容易變質(zhì),從而難以達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。因此,傳統(tǒng)的手工操作存在的弊端是本設(shè)計(jì)有待解決的難題。有鑒于此,本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)主要目的在于提供一種自動(dòng)完成穿串,減少勞動(dòng)力的投入,提高生產(chǎn)效率高,可達(dá)到衛(wèi)生質(zhì)量要求的設(shè)備。在我國(guó)的食品機(jī)械行業(yè)中,這類機(jī)械還是新型行業(yè),主要用于一些小型機(jī)械。1.2 自動(dòng)穿串機(jī)的設(shè)計(jì)思路自動(dòng)穿串機(jī)要完成入料、動(dòng)力源的選定、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、落料機(jī)構(gòu)。入料機(jī)構(gòu)的選擇很重要,它包括入料口和排序機(jī)構(gòu),排序機(jī)構(gòu)在這里是個(gè)重點(diǎn),因?yàn)槊鎴F(tuán)是有黏性,所以如果選擇以它的自重來(lái)排序就不穩(wěn)當(dāng),要重新選擇排序機(jī)構(gòu),我選擇的是振動(dòng)篩,在振動(dòng)篩出料口有一個(gè)類似于齒輪形狀的花盤。動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī), 自動(dòng)穿串機(jī)雖然不是大型機(jī)器, 但是它對(duì)速度的要求還是很嚴(yán)格的,在穿串的時(shí)候輸送機(jī)是要停止輸送的,然后進(jìn)行穿串。最后考慮到緩沖加了個(gè)減速器。傳動(dòng)系統(tǒng)首先是 V 帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、連續(xù)輸送傳動(dòng)。帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)不用多說(shuō)。連續(xù)輸送機(jī)構(gòu)采用的是凹槽形狀的輸送鏈。執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是插簽機(jī)構(gòu)。插簽機(jī)構(gòu)采用多排。因?yàn)楣ぷ餍枰淮芜_(dá)到 20 串,在插簽機(jī)構(gòu)的上面有個(gè)壓盤機(jī)構(gòu),大小和插簽機(jī)構(gòu)差不多大。壓盤裝置的齒和輸送鏈上的齒結(jié)構(gòu)一樣。面團(tuán)在這兩個(gè)齒的中間。落料機(jī)構(gòu)為設(shè)置在所述連續(xù)傳送鏈上方的檔棒。在面團(tuán)到達(dá)傳送鏈的末端有個(gè)檔棒擋住面團(tuán)上的簽,使穿好的面團(tuán)掉落在下面的盤子中。1徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )2 穿串機(jī)各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路2.1 入料機(jī)構(gòu)的選擇及設(shè)計(jì)入料機(jī)構(gòu)的選擇很重要,它包括入料口和排序機(jī)構(gòu),排序機(jī)構(gòu)在這里是個(gè)重點(diǎn),因?yàn)槊鎴F(tuán)是有黏性,所以如果選擇以它的自重來(lái)排序就不穩(wěn)當(dāng),要重新選擇排序機(jī)構(gòu),我選擇的是振動(dòng)篩,在振動(dòng)篩出料口有一個(gè)類似于齒輪形狀的花盤。2.2 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)2.2.1 振動(dòng)篩的用途振動(dòng)篩是利用振動(dòng)的大小孔工作面將顆粒大小不同的混合物料按粒度進(jìn)行分級(jí)的機(jī)械。篩分工作一般適用于尺寸為 1300 毫米或更細(xì)物料的分級(jí)。當(dāng)用于分級(jí)時(shí),一層篩面可以獲得兩種產(chǎn)品;用 n 層篩面分級(jí),可得到 n+1 種產(chǎn)品。振動(dòng)篩除了用于分級(jí)之外,還常用于物料的脫水,即除去物料中的水分;脫介,即在篩機(jī)中用水清洗并回收重要介質(zhì)微粒;振動(dòng)篩也常用于清洗物料表面的污泥。2.2.2 篩分的方法目前已在工業(yè)中獲得應(yīng)用的篩分方法,有普通篩分法、薄層篩分法、概率篩分法、等厚篩分法和概率等厚篩分法等。本設(shè)計(jì)只要介紹普通篩分法。在工業(yè)部門中長(zhǎng)期沿用的篩分法就是普通篩分法,這是一種中等料層厚度的篩分方法,在普通振動(dòng)篩和共振篩中進(jìn)行篩分就是利用這種篩分方法。它的特點(diǎn)如下。(1)料層厚度一般為篩孔尺寸的 36 倍。(2)篩面層數(shù)位 12 層。(3)物料顆粒的透篩是在篩面連續(xù)振動(dòng)的情況下按照篩孔的大小進(jìn)行的。小于篩孔的物料顆粒在沿篩長(zhǎng)方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,不斷透過(guò)篩孔;而大于篩孔的物料顆粒沿篩面方向移動(dòng),最后從篩面上方排出。2徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 1 -1 振動(dòng)篩(論文 )(4)在一般情況下,篩孔尺寸與篩下面的最大顆粒尺寸有如下關(guān)系:對(duì)于圓孔,篩孔尺寸 a 是篩下物做大顆粒尺寸 d 的 1.31.4 倍,即 a=1.31.4d;對(duì)于方形孔,邊長(zhǎng)a=1.11.13d;對(duì)于長(zhǎng)方形孔,狹長(zhǎng)邊 a=0.70.8d。利用普通篩分方法對(duì)物料進(jìn)行篩分,物料的透篩過(guò)程進(jìn)行的比較緩慢,在篩長(zhǎng)一定的情況下,該種篩分方法的篩分頻率較低。因此近十多年來(lái),不少國(guó)家的科技工作者對(duì)物料篩分過(guò)的理論進(jìn)程了許多研究,相繼提出了幾種新的篩分發(fā)發(fā),這些發(fā)發(fā)對(duì)提高篩分過(guò)程的質(zhì)量和產(chǎn)量都有一定的實(shí)際價(jià)值。2.2.3 計(jì)算1.滑行指數(shù)的選擇選取拋鄭指數(shù) D1,正向滑行指數(shù) D11。2.振動(dòng)方向角的計(jì)算當(dāng)摩擦系數(shù)0=0.95 時(shí),摩擦角0=4344,計(jì)算出振動(dòng)反方向角計(jì)算:C=D9sin(0+0)/Dksin(0-0)=0.50.33=arctg(1-c)(1+c)0=19192756式(2.1)式(2.2)當(dāng)取 Dk=2.5 時(shí),振動(dòng)方向角=22。3.振幅的計(jì)算=900D9sin(0+0) /2n2cos(0)=15.36mm取=15 毫米。4.精算拋鄭指數(shù)和正向滑行指數(shù)及反向滑行指數(shù)振動(dòng)強(qiáng)度3式(2.3)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )拋鄭指數(shù)正向滑行指數(shù)反向滑行指數(shù)有輕微的反向滑動(dòng)。K=2n2/900g=1.828D=Ksin/cos0=0.6851式(2.4)式(2.5)式(2.6)式(2.7)5.計(jì)算滑始角與滑止角,確定滑行運(yùn)動(dòng)狀態(tài)正向滑始角k0=k=arcsin1/DK0=24反向滑始角90=9=arcsin(-1/D90)=24633式(2.8)式(2.9)根據(jù)滑始角k0和k,查得正向滑止角0=233,因?yàn)?,090,所以長(zhǎng)相滑動(dòng)終了與反向滑行開(kāi)始還有一段時(shí)間的間隔。再根據(jù)90和9,查得k=318,因?yàn)椋? - 360)58400h預(yù)期壽命足夠3.3.8從動(dòng)軸軸承的校核(1)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2由機(jī)械設(shè)計(jì)課本 P280 表 16-11 查得X=1,Y=0,p=1.5兩軸承徑向反力:Fr1=Fr2=1761.6N初選兩軸承為角接觸球軸承。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課本 P279(16-4)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(11761.6+0)=2642.4NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(11761.6+0)= 2642.4N(2)軸承壽命計(jì)算P1=P2故取 P=2642.4N角接觸球軸承=3查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得:7213C 角接觸球軸承型額定靜載荷 Cor,基本當(dāng)量動(dòng)載荷C=69.8KNr,根據(jù)課本 P279表 16-8 得:ft=1。由課本 P278(16-3)式得L=16670/n(ftCr/P)=16670/72.15(169800/2642.4)3=4258629h58400h預(yù)期壽命足夠13徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇4.1.1 帶傳動(dòng)的類型和特點(diǎn)4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)由主動(dòng)帶輪 1、 從動(dòng)帶輪2 和撓性帶 3 組成, 借助帶與帶輪之間的摩擦或嚙合,將主動(dòng)輪 1 的運(yùn)動(dòng)傳給從動(dòng)輪 2,如圖 4-1 所示。圖 4-1 帶傳動(dòng)示意圖一、帶傳動(dòng)的類型根據(jù)工作原理不同,帶傳動(dòng)可分為摩擦帶傳動(dòng)和嚙合帶傳動(dòng)兩類。1.摩擦帶傳動(dòng)摩擦帶傳動(dòng)是依靠帶與帶輪之間的摩擦力傳遞運(yùn)動(dòng)的。按帶的橫截面形狀不同可分為四種類型,如圖 4-2 所示。a)b)圖 4-2 帶傳動(dòng)的類型c)d)(1)平帶傳動(dòng)。平帶的橫截面為扁平矩形(圖a) ,內(nèi)表面與輪緣接觸為工作面。常用的平帶有普通平帶(膠帆布帶)、皮革平帶和棉布帶等,在高速傳動(dòng)中常使用麻織帶和絲織帶。其中以普通平帶應(yīng)用最廣。平帶可適用于平行軸交叉?zhèn)鲃?dòng)和交錯(cuò)軸的半交叉?zhèn)鲃?dòng)。(2)V 帶傳動(dòng)。V 帶的橫截面為梯形,兩側(cè)面為工作面(圖 b) ,工作時(shí)V 帶與帶輪槽兩側(cè)面接觸,在同樣壓力 FQ 的作用下,V 帶傳動(dòng)的摩擦力約為平帶傳動(dòng)的三倍,故能傳遞較大的載荷。(3)多楔帶傳動(dòng)。多楔帶是若干 V 帶的組合(圖 c),可避免多根 V 帶長(zhǎng)度不等,傳力不均的缺點(diǎn)。(4)圓形帶傳動(dòng)。橫截面為圓形(圖 d),常用皮革或棉繩制成,只用于小功率傳動(dòng)。142.嚙合帶傳動(dòng)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )嚙合帶傳動(dòng)依靠帶輪上的齒與帶上的齒或孔嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)。嚙合帶傳動(dòng)有兩種類型,如圖 4-3 所示。a)同步齒形帶傳動(dòng)圖 4-3 嚙合帶傳動(dòng)b)齒孔帶傳動(dòng)(1)同步帶傳動(dòng)。利用帶的齒與帶輪上的齒相嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,帶與帶輪間為嚙合傳動(dòng)沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng),可保持主、從動(dòng)輪線速度同步(圖 a) 。(2)齒孔帶傳動(dòng)。帶上的孔與輪上的齒相嚙合,同樣可避免帶與帶輪之間的相對(duì)滑動(dòng),使主、從動(dòng)輪保持同步運(yùn)動(dòng)(圖 b) 。二、帶傳動(dòng)的特點(diǎn)摩擦帶傳動(dòng)具有以下特點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適宜用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合。(2)膠帶富有彈性,能緩沖吸振,傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲。(3)過(guò)載時(shí)可產(chǎn)生打滑、能防止薄弱零件的損壞,起安全保護(hù)作用。但不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。(4)傳動(dòng)帶需張緊在帶輪上,對(duì)軸和軸承的壓力較大。(5)外廓尺寸大,傳動(dòng)效率低(一般 0.940.96)。根據(jù)上述特點(diǎn),帶傳動(dòng)多用于中、小功率傳動(dòng)(通常不大于 100KW);原動(dòng)機(jī)輸出軸的第一級(jí)傳動(dòng)(工作速度一般為 525m/s);傳動(dòng)比要求不十分準(zhǔn)確的機(jī)械。本設(shè)計(jì)所選擇的是 v 帶傳動(dòng)。4.1.2V 帶的傳動(dòng)設(shè)計(jì)一、帶的構(gòu)造和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) V 帶都制成無(wú)接頭的環(huán)形, 其橫截面由強(qiáng)力層1、 伸張層2、 壓縮層3 和包布層 4構(gòu)成,如圖 4-4 所示。伸張層和壓縮層均由膠料組成,包布層由膠帆布組成,強(qiáng)力層是承受載荷的主體,分為簾布結(jié)構(gòu)(由膠簾布組成)和線繩結(jié)構(gòu)(由膠線繩組成)兩種。簾布結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高,一般用途的 V 帶多采用這種結(jié)構(gòu)。線繩結(jié)構(gòu)比較柔軟,彎曲疲勞強(qiáng)度較好,但拉伸強(qiáng)度低,常用于載荷不大,直徑較小的帶輪和轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。V 帶在規(guī)定張15徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )緊力下彎繞在帶輪上時(shí)外層受拉伸變長(zhǎng),內(nèi)層受壓縮變短,兩層之間存在一長(zhǎng)度不變的中性層,沿中性層形成的面稱為節(jié)面,如圖 4-4 所示。節(jié)面的寬度稱為節(jié)寬 bp。節(jié)面的周長(zhǎng)為帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld。a)簾布結(jié)構(gòu)b)線繩結(jié)構(gòu)圖 4-4V 帶剖面結(jié)構(gòu)V 帶和帶輪有兩種尺寸制, 即有效寬度制和基準(zhǔn)寬度制。基準(zhǔn)寬度制是以V 帶的節(jié)寬為特征參數(shù)的傳動(dòng)體系。普通 V 帶和 SP 型窄 V 帶為基準(zhǔn)寬度制傳動(dòng)用帶。按 GB/T11544-97 規(guī)定,普通 V 帶分為 Y、Z、A、B、C、D、E 七種, 截面高度與節(jié)寬的比值為0.7; 窄V 帶分為 SPZ、SPA、SPB、SPC四種,截面高度與節(jié)寬的比值為 0.9。帶的截面尺寸如表 4-1 所示,基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列如表 4-2所示。窄 V 帶的強(qiáng)力層采用高強(qiáng)度繩芯,能承受較大的預(yù)緊力,且可撓曲次數(shù)增加,當(dāng)帶高與普通 V 帶相同時(shí)其帶寬較普通 V 帶小約 1/ 3,而承載能力可提高 1.52.5 倍。在傳遞相同功率時(shí),帶輪寬度和直徑可減小,費(fèi)用比普通 V 帶降低 2040,故應(yīng)用日趨廣泛。V帶的型號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度都?jí)河≡谀z帶的外表面上,以供識(shí)別和選用。例:B2240GB/T11544-97,表示 B 型 V 帶,帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 2240mm。圖 4-5V 帶的節(jié)面和節(jié)線二、帶傳動(dòng)的受力分析帶以一定的預(yù)緊力套在帶輪上。 靜止時(shí)帶輪兩邊的拉力相等, 均為預(yù)緊力F0, 如圖4-6a)所示。負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于帶與帶輪接觸面摩擦力的作用,帶繞上主動(dòng)輪的一邊被拉緊,稱為緊邊,緊邊的拉力由 F0增加到 F1;另一邊被放松,稱為松邊,拉力由 F0降至 F2。如圖 4-6b)所示。16b)徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的受力分析(論文 )a)圖 4-6緊邊與松邊拉力的差值(F1F2)為帶傳動(dòng)中起傳遞力矩作用的拉力,稱為有效拉力F即:F = F1F2式(4.1)若帶傳遞功率為 P(KW)、帶速為 v(m/s)則:F=1000P/N式(4.2)如果近似的認(rèn)為工作前后膠帶總長(zhǎng)不變,則帶的緊邊拉力增量應(yīng)等于松邊拉力的減少量,即 F1F0F0F2,即:由式(4-1) 、 (4-3)得:三、帶傳動(dòng)的應(yīng)力分析F1+ F2= 2F0F1=F0+F/2F2=F+F0/2式(4.3)式(4.4)帶在工作過(guò)程中主要承受拉應(yīng)力, 離心應(yīng)力和彎曲應(yīng)力三種應(yīng)力。 三種應(yīng)力迭加后,最大應(yīng)力發(fā)生在緊邊繞入小帶輪處,其值為:max= 1+ b1+c 式(4.5)式中:1= F1/A 為緊邊拉應(yīng)力(MPa),A 為帶的橫截面積(mm2);b1=Eh/dd為帶繞過(guò)小帶輪時(shí)發(fā)生彎曲而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力, E 為帶的彈性模量(MPa),h 為帶的高度(mm),dd為帶輪的基準(zhǔn)直徑(mm);C=qv/A為帶繞帶輪作圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心應(yīng)力,q 為每米長(zhǎng)帶的質(zhì)量(kg/m) ,見(jiàn)表(4-1)。在帶的高度 h 一定的情況下,dd越小帶的彎曲應(yīng)力就越大,為防止過(guò)大的彎曲應(yīng)力對(duì)各種型號(hào)的 V 帶都規(guī)定了最小帶輪直徑 dmin如表 4-1 所示。表 4-1V 帶輪的最小基準(zhǔn)直徑型 號(hào)YSPZZSPAASPBBSPCCDEddmin(mm)2050637590125140172002243555004.2 電動(dòng)機(jī)的選擇徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )4.2.1電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇因?yàn)楸緜鲃?dòng)的工作狀況是:載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇4.2.2.1傳動(dòng)裝置的總功率由設(shè)計(jì)手冊(cè)得,V 型帶傳動(dòng)的效率:0.96滾動(dòng)軸承(一對(duì))的效率:0.98圓柱齒輪(閉式)的效率:0.97齒輪聯(lián)軸器的效率:0.99輸送機(jī)卷筒的效率為:0.96總=卷u951X軸承2u951X齒輪u951X聯(lián)軸器u951X帶=0.960.9820.970.990.96=0.854.2.2.2電動(dòng)機(jī)所需的工作功率:P 工作=FV/總=3.51.7/0.85=7.0(KW)4.2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算卷筒的工作轉(zhuǎn)速:= =n60=D1000/(3.14450)72.15r/min筒按手冊(cè)推薦的傳動(dòng)比合理范圍,取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I1=36。取 V 帶傳動(dòng)比 I2=24, 則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為I 總=624。 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為:n 筒=(624)72.15=432.91731.6r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750、1000、和 1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速,由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào):因此有三種傳動(dòng)比方案:通過(guò)綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比,可見(jiàn)第 2 方案比較適合,則選 n=1000r/min 。4.2.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型,及所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速,選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-6。其主要性能:額定功率:7.5KW,滿載轉(zhuǎn)速 970r/min,額定轉(zhuǎn)矩 2.0。4.3齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1選擇齒輪材料并確定許應(yīng)應(yīng)力18徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文 )考慮到減速器傳遞功率不大及其工作條件,所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用 40Cr,調(diào)質(zhì);大齒輪選用 45 鋼,調(diào)質(zhì)。其主要參數(shù)如表 4-2。根據(jù)課本 P168 表 4-2 選 8 級(jí)精度。圓周速度V 6m / s 。表 4-2齒輪材料及其力學(xué)性能材料熱處理接觸疲勞極限彎曲疲勞極限牌號(hào)40Cr45方式調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)硬度217286HBS197286HBSHlim/MPa650750550620FE/ MPa560620410480取表中所示范圍的中間值,得Hlim1=700MPa ,Hlim2=580MPaFE1=590MPa ,F(xiàn)E1=450MPa根據(jù)課本 P171 表 11-5 取=SS=。許用接觸應(yīng)力為:=H1=FH1.0,Hlim1700700MPa,H2=SH1.0=H lim2580580MPaSH1.0許用彎曲應(yīng)力為:=F1=FE1590472MPa , =F2=FE2450360MPaSF1.25SF1.254.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)準(zhǔn)則,應(yīng)首先按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,然后再按軟齒面彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)課本 P171,可知設(shè)計(jì)計(jì)算公式為:22KT u1+1 HEd1 3umm4.3.2.1 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算小齒輪上的名義轉(zhuǎn)矩:H6dT=9.5517.0/433=154388.0N
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