多功能蔬菜切片機的設計【含全套CAD圖紙】

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購買設計文檔后加 費領取圖紙 畢業(yè)設計說明書 題 目： 多功能蔬菜切片機設計 學 院： 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 多功能蔬菜切片機設計 學號： 姓名： 專業(yè)： 指導教師： 系主任： 一、主要內容及基本要求 （ 1）將質地較硬的蔬菜切成 片狀。切刀工作阻力約 100N。 （ 2）直動式切刀每分鐘往復次數(shù)為 300;旋轉式切刀轉速 150r/行程速比系數(shù) K=1。 （ 3） 主執(zhí)行 機構的最小傳動角不小于 040 ，輔助傳動機構的許用壓力角 ? ? 070? ? 。 機器運轉的不均勻系數(shù) ??? 為 動機功率儲備系數(shù)為 （ 4） 要求 機器運行平穩(wěn)，切片均勻。物料切 片厚度及生產(chǎn)率可調。 （ 5）分析 多功能蔬菜切片機設計 工作原理和技術要求及構思方案，并進行多方案對比分析。 （ 6） 完成 多功能蔬菜切片機設計 傳動系統(tǒng)的設計、執(zhí)行機構設計和結構設計；主要零部件的受力分析和強度計算。繪制所設計方案的機構運動簡圖。繪制多功能蔬菜切片機的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量 紙以上（ （ 7）設計說明書一份，電子文檔一份。 （ 8）英文文獻翻譯（含原文）。要求：原文 5000 個單詞以上，中文翻譯要求通順。 二、重點研究的問題 （ 1） 多功能蔬菜切片機 總體方案設計（含切刀機構、夾持機構和輸送機構等）。 （ 2） 多功能蔬菜切片機 傳動系統(tǒng)的設計。 （ 3）主執(zhí)行機構設計（ 多功能蔬菜 切片 機構選型及尺寸確定）及其結構設計。 三、進度安排 各階段完成的內容 起止時間 1 收集資料、查詢相關文獻 2014年 1月 18 日～ 2月 22日 2 掌握 多功能蔬菜切片機 工作原理和技術要求，進行方案構思與設計 2014年 2月 23 日～ 3月 8日 3 完成傳動系統(tǒng)及機構設計和主要零件設計計算 2014年 3月 9日～ 3月 31日 4 繪制裝配圖和零件圖草圖 2014年 4月 1日～ 5月 2日 5 完成裝配圖和零件圖的設計 2014年 5月 3日～ 5月 15日 6 撰寫畢業(yè)設計說明書及英文文獻翻譯 2014年 5月 16 日～ 5月 26日 7 交畢業(yè)設計說明書，準備答辯 2014年 5月 27 日～ 5月 28日 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設計）題目： 多功能蔬菜切片機設計 評價項目 評 價 內 容 選題 現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練的目的； 量是否適 當； 研、社會等實際相結合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運用能力； 論文 （設計）質量 述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該同學所完成的多功能蔬菜切片機的設計基本原理正確，傳動系統(tǒng)設計合理。畢業(yè)設計說明書的論述合理，設計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達到工程圖的要求。整個畢業(yè)設計工作體現(xiàn)了學科教學計劃的基本要求，所完成的工作達到了本科畢業(yè)設計要求，推薦成績?yōu)椤爸械取?，可參與答辯。 評閱人： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設計說明書） 頁 圖 表 張 論文（設計）題目： 多功能蔬菜切片機設計 內容提要： 多功能蔬菜切片機的設計目的是把大塊的質地較硬的蔬菜瓜果，實施切片切塊的一款機器，它能實現(xiàn)自動進料，自動出料，并能通過控制 本人設計的多功能蔬菜切片機，是利用電機為動力 來源，依次通過兩級皮帶減速和一級齒輪減速，達到減速增加力矩的目的，從而實現(xiàn)每分鐘 150次切削蔬菜的目的。本機器是通過切削執(zhí)行軸上的凸輪接通和斷開機械開關，從而把電信號傳遞到 制步進電機的進給，不僅不會打刀，還能良好的控制切削蔬菜的厚度。多功能蔬菜切片機的進料槽設計是采用 種方式能限制大塊蔬菜（例如紅薯，馬鈴薯，蓮藕，黃瓜等蔬菜）四個自由度，保證良好的切削。 本機器量身打造了出料槽，蔬菜被切成片以后，立即進入收集斗，即可進行下一 步深加工，本機器還設計了切刀的防護罩，避免工作人員被刀劃傷，是很符合人體工程學的一項設計。 指導教師評語 該同學對待畢業(yè)設計任務認真負責，積極查閱資料，認真思考解決問題的方法，并能主動和老師積極探討。具備綜合運用知識去確定設計方案，獨立解決設計中問題的能力。所設計的多功能蔬菜切片機的設計原理正確，控制方法得當。所繪制圖紙基本達到要求，所完成的畢業(yè)設計說明書條理清楚 、計算 正確，文字基本流暢。整個畢業(yè)設計工作量達到要求，完成質量較高，達到學士學位設計要求。 同意參加答辯，推薦畢業(yè)設計成績等級為“中等”。 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為： 答辯小組組長： 年 月 日 答辯 委員會意見 經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)設計成績評定為 ： 答辯委員會主任： 年 月 日 目 錄 第一 章 概述 ............................................................................................... .... 2 上已出現(xiàn)的切片機 ......................................... 2 制漿造紙行業(yè) ........................................... 2 作細胞或組織切片行業(yè)： ................................ 3 片加工行業(yè) ............................................ 3 果加工行業(yè) ............................................ 3 ............................................... 3 片、蔬果加工行業(yè) ...................................... 3 ............................................... 4 標 .................................................... 4 功能蔬菜切片機的設計要求 .............................. 4 多功能蔬菜切片機應滿足的基本要求 ....................... 4 第二章 切片機原理方案構思與擬定 ................................案的構思 ................................................... 6 案的設計 ................................................... 7 ................................................. 7 ................................................. 8 .............................................. 10 ............................................ 10 ............................................ 11 架的設計 .............................................三章 動力傳動部件的校核 ..................................... 13 3． 1 齒輪的計算和校核 ........................................... 13 齒輪 材料處理工藝及制造工藝的選定 ..................... 13 確定各主要參數(shù) ....................................... 13 傳動比 ............................................... 13 齒輪模數(shù) m ............................................ 13 齒輪接觸疲勞強度計算 ................................. 14 齒輪強度校核 ......................................... 15 3． 2 軸的計算與校核 ............................................ 19 軸的預選計算 ......................................... 19 軸的校核計算 ......................................... 19 3． 3 普通平鍵的計算與校核 ...................................... 20 鍵的選取 ............................................. 20 鍵聯(lián)接的強度校核 ..................................... 20 3． 4 軸承的計算與校核 ......................................... 21 圓錐滾子軸承壽命校核 ................................. 22 轉盤處單向推力球軸承的壽命的校核 ..................... 22 第 4章 基于 ............................................................................... 23 參考文獻 .......................................................... 24 致謝 ..............................................................錄一 ............................................................錄二 ............................................................1 摘要 多功能蔬菜切片機 是主要是通過驅動裝置，傳動裝置來實現(xiàn)進料以及對瓜果蔬菜進行進行切片，實現(xiàn)了能夠進料和出料，厚度可調的功能的裝置。多功能蔬菜切片機的創(chuàng)新設計的目的是按照設計題目的要求，設計可完成一定動作的切片機，完成理論方案的設計。然后對手動瓜果蔬菜切片機的基本結構進行分析，清楚設計多功能蔬菜切片機主要技術關鍵，主要是步進送料裝置和傳動裝置的機構設計，明確切片的原理，并對切片的厚度進行可控制性的調整設計。最后使用 件對手動瓜果蔬菜切片機進行三維造型，模擬運動仿真，進行動畫演示過程 ,并生成總裝圖和部裝及部分重要零件圖。 本 文主要對多功能蔬菜切片機的設計進行說明。 關鍵詞 ： 切片機 ；凸輪；齒輪傳動；步進送料；驅動裝置；傳動裝置；厚度調整。 - 2 - is to of a of is on a to of of is a of be G of of on of - 3 - 第一章 概述 品機械與設備主要 包括的內容 食品機械與設備的內容主要包括：輸送機械與設備、清洗和原料預處理機械與設備、攪拌及均質機械與設備、原料及半成品的熱處理機械與設備、真空濃縮設備、干燥機械與設備、排氣及殺菌機械與設備等。 場上已出現(xiàn)的切片機 制漿造紙行業(yè)： 一般形式有刀盤式切片機，鼓式切片機，螺旋切片機等。刀盤式切片機由刀盤、機殼、喂料槽以及傳動裝置等部分組成。沉重的刀盤還起到飛輪的作用，穩(wěn)定切片過程。刀片沿盤面輻射狀安裝，并突出２０ 右，原木通過溜槽喂入轉盤 的一側，刀片與原木軸線成一定角度進行切片，處理量為290h,通常情況下木片長度 24盤直徑 3360盤轉速 249盤上安裝有 16 只刀片 ,由４臺馬達帶動，總功率為 4×315馬達速度為25 作細胞或組織切片行業(yè)： 用于光學顯微鏡的有旋轉式和滑走式切片機。用于電子顯微鏡的有超薄切片機，使用玻璃刀或鉆石刀制作超薄切片。材料的裝置有機械推進式和熱膨脹式。用于冷凍切片法的有冷凍切片機、低溫恒溫器、冷凍超薄切片機。用于徒手切片的有圓筒切片機 。 - 4 - 片 加工行業(yè)： 羊肉、肥牛切片機：該款切片機的刀片采用了進口合金鋼材料，可適應高速度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自動可調，并與進料機構精巧配合，使之可根據(jù)所需肉片厚度自動控制推進速度；工作平臺完全由尼龍板制做，可防止肉卷融化，既高檔又保證了衛(wèi)生要求。尤其值得一提的是，從該切片機出來的成品肉片可自然成細卷，而且無需解凍立即包裝，非常方便。 果加工行業(yè)： 多功能切絲切片機，由重力棒、進料筒、轉盤、切刀、切絲刀、機架、底座、軸、支撐輪，動力裝置等組成，切刀和切絲刀安裝在轉盤上，轉盤在動力裝置作用下做旋轉 運動，轉盤上的切刀和切絲刀將原料切割成片或絲 ， 主要用于土豆、蘿卜、芥菜、瓜果、酸菜、白菜，肉類的片、絲加工，具有結構簡單、使用安全、操作方便、加工效率高等優(yōu)點，適合于個人經(jīng)商使用。 片機使用要求 片、蔬果加工行業(yè) 機，確定能夠設備正常工作后關機待用。 掉原料上的冰層）。 出片厚度，開機、推動離合器。 掉電源線，出片尺度掉到零點，徹底清理機器整體，嚴禁用水沖 - 5 - 刷機體。 標低于規(guī)定尺度及時加油。 設計研究內容 標 根據(jù)要求，設計一個能夠實現(xiàn)切片厚度均勻且能調整切片厚度，安全可靠，提高工作效率，適合各種瓜果類蔬菜的自動切片機的合理方案，并運用三維軟件建立該機器的模型，實現(xiàn)運動仿真。 功能蔬菜切片機的設計要求 1、 要確保機械的切實可行性； 2、要貼近生活，做到在生活中切切實 實用得到，有必要用； 3、要貼近一些時代主題，盡量做到低能高效； 4、能夠提高工作的效率； 5、 要確保機械的安全性，設計要符合人體工程學； 6、 可以調節(jié)切片的厚度，從而實現(xiàn)切塊，切丁等目的； 功能蔬菜切片機應滿足的基本要求 多功能蔬菜切片機應滿足的要求有以下幾個方面： 1、具有預定功能的要求 所設計制造的多功能蔬菜切片機必須實現(xiàn)預定的解決生產(chǎn)或生活問題的功能，這是機器設計的最基本出發(fā)點。為使所設計的機器具有預定功能，合理選擇機器的工作原理是最重要的。顯然，預定實現(xiàn)的功能不同，設計的要求也不 同。 2、經(jīng)濟性要求 機器的經(jīng)濟性是一個綜合指標，在切片機的設計、制造、使用、銷售、維修、管理等各個環(huán)節(jié)均有所體現(xiàn)。總之，經(jīng)濟性要求就是在滿足功能要求的前提下使解救人質機的總費用最低。 3、安全性要求 在多功能蔬菜切片機的設計階段就必須對機器的使用安全予 - 6 - 以足夠的重視。簡單地講，安全就是指多功能蔬菜切片機本身的工作安全及使用者的安全，特別是使用者手的安全。因此，要采用各種各樣的防護措施，使運行時刀具不會與人體直接接觸。 4、可靠性要求 簡單地講，可靠性就是多功能蔬菜切片機在使用中 性能的穩(wěn)定性，它是多功能蔬菜切片機的一個重要質量指標。可靠性水平越高，說明機器在使用過程中發(fā)生故障的概率越小，能正常工作的時間就越長。 5、操作使用方便的要求 多功能蔬菜切片機是一種給生活帶來方便的機械產(chǎn)品。在設計多功能蔬菜切片機時必須注意操作時要輕便省力；操作機構要適應人的生理條件；多功能蔬菜切片機的噪聲要??；防止污染等。此外，對有些機器還有一些特殊要求，如建筑機械要便于拆裝和搬運、交通機械要重量輕等。設計多功能蔬菜切片機時，在滿足基本要求的前提下還要滿足這些特殊要求，以提高機器的使用性能和保 證機器的工作質量。 - 7 - 第二章 切片機原理方案構思和擬定 案的構思 根據(jù) 多功能蔬菜切片機 的設計目標和要求，首先要考慮刀片的運動方式，以及采用何種機構帶動刀片運動。采用何種傳動裝置使蔬菜傳遞到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通過一個力帶動兩個機構同時運動。以及如何控制切片的厚度，如何讓切片順利排出機器，如何限制被切物的大范圍移動所導致的無法正確切片。 綜合考慮，經(jīng)過研究出兩種切片方式為備選切片方式： 方案一：采用周轉式切片方式，這種切片方式通 過刀具的圓周循環(huán)運動，進行切片，但是這種方式要求提供比較大的力矩給刀片，刀具的接頭部位，要設計的剛度要求高。優(yōu)點是結構簡單，易于拆裝和維護。 方案二：采用雙曲柄滑塊機構，這種切片方式切削力度比較均勻，是實現(xiàn)刀具的往復運動，但是結構較為復雜，不利于拆裝和維護。 最后通過綜合考慮，選定方式一，設定結構圖如 2 圖 2周轉式切片方案示意圖 - 8 - 案的設計 進料槽方案的設計，首先根據(jù)蔬菜的形狀大小，設計進料槽，進料槽必須滿足大多數(shù)蔬菜的進料方式，且不會出現(xiàn)卡死的情況，因此設計成 v 型進料槽是比較 合理的。 由于蔬菜處于加工位置時，要限制住蔬菜的自由度，因此，專門設計了一個刀槽，這樣，切菜的時候就不會出現(xiàn)蔬菜翻轉的現(xiàn)象。 切菜方案的設計，采用 240刀長，能滿足大多數(shù)蔬菜的切菜能力，且刀柄部位加強，以防止斷刀，刀柄用螺釘緊固在刀盤上，四個螺釘，限制刀具的位置。 料裝置 本機構采用自動可調節(jié)的自動進料方式，如圖 2示，它主要由以下零部件構成： 圖 2 驅動裝置示意圖 1、凸輪和機械開關：凸輪是安裝于輸出軸端的，他的作用是相當于計數(shù)的作用，和機械開關配合，當?shù)毒叩牡段惶幱诜?切削位置時凸輪頂起，機械開關接通，并把電信號送入 。 - 9 - 2、 機械開關接收信號，經(jīng)過處理，把輸出信號傳入步進電機，控制步進電機的轉角；同時對輸出信號計數(shù)，當一個周期完成，輸出回轉信號，使齒條回位。 3、步進電機：是進料機構的動力源，輸出軸接小齒輪。 4、電機安裝板：用來安裝步進電機。 5、小齒輪和齒條機構：把齒輪的旋轉運動轉化成齒條的直線運動。 6、 入料槽配合，把料往前頂。 動裝置 1．帶傳動 帶傳動是一種應用很廣泛的機械傳動。帶傳動由主動輪、從動輪和適度張緊在兩輪上 的封閉環(huán)形傳動帶組成。它是利用傳動帶作為中間的撓性件，依靠傳動帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動的，主動軸的動力通過撓性傳動帶傳遞給從動軸 。 其優(yōu)點是：（ 1）能緩和載荷沖擊；（ 2）運行平穩(wěn)無噪聲；（ 3）制造和安裝精度不像嚙合傳動那樣嚴格；（ 4）過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；（ 5）可增加帶長以適應中心距較大的工作條件； 其缺點是：（ 1）有彈性滑動，使傳動效率降低并且不能保持準確的傳動比；（ 2）傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大；（ 3）帶的壽命較短。 2．鏈傳動 鏈傳動 是由閉合的撓性環(huán)形鏈條和主、從動鏈輪所組成的，鏈輪是有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。 其優(yōu)點是：與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，能保持準確的平均傳動比，作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣使用條件下，鏈傳動的結構較為緊湊。鏈傳動能在高溫及油污惡劣環(huán)境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安裝，成本較低；在遠距離傳動時，其結構要比齒輪傳動輕便得多。 - 10 - 其缺點是：在兩平行軸間只能用于同向回轉的傳動；運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比；不宜在載荷變化很大 和急速反向的傳動中應用。 3．齒輪傳動 齒輪傳動是現(xiàn)代機械中廣泛應用的一種傳動形式，它主要用來傳遞空間任意兩軸之間的運動和動力，并可改變轉動速度和傳動方向。 其優(yōu)點是：齒輪傳動和其他形式的機械傳動相比較，傳遞的功率和圓周速度范圍大，傳動效率高，能保證恒定的傳動比，工作平穩(wěn)、安全可靠且使用壽命長，結構緊湊。 其缺點是：制造和安裝精度要求高，因而成本也較高，并且不宜用于軸間距離較大的傳動。 4．蝸桿傳動 蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動與動力。它由蝸桿與蝸輪組成，一般蝸桿主動，蝸輪從動，作減速運動。在少數(shù) 機械中，蝸輪主動蝸桿從動，作減速運動。 其優(yōu)點是：（ 1）傳動比較大，結構緊湊；（ 2）傳動平穩(wěn)噪聲低；（ 3）可具自鎖性 其缺點是：因為蝸桿蝸輪在嚙合處有較大的相對滑動，因而磨損大，發(fā)熱量大，效率低。為減少蝸桿傳動嚙合處的摩擦和磨損，控制發(fā)熱和防止膠合，蝸輪常采用青銅材料制造，因而成本增高。 通過對帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動和蝸桿傳動工作方式和優(yōu)缺點的比較以及本課題的設計要求，選取帶傳動和齒輪傳動。如圖 2 - 11 - 圖 2傳動機 構示意圖 機的選型 根據(jù)設計要求，要求刀具每分鐘切片 300次，根據(jù)此要求及其傳動比得： 總的傳動比： I=2=定電機型號為 額定功率為 核算，能夠滿足設計要求，此電機的額定轉速為 2880r/ 核算：電機轉速 q=2880r/ 總傳動比 I=刀具切片 440/=45*2=90 次 /致能夠滿足設計要求。 傳動設計 本機器采用兩級帶傳動設計，每級帶傳動比一定： - 12 - 1、第一級帶傳動： 0； 50; 傳動比 2/50/50=3 中心距 87 小帶輪包角為： 142°大于 120°，滿足帶傳動要求。 2、第一級帶傳動： 0； 50; 傳動比 2/50/50=3 中心距 21 小帶輪包角為： 135°大于 120°，滿足帶傳動要求。 帶傳動總傳動比 I1=i1**3=9 輪傳動設計 采用圓柱直齒輪傳動，為了保證齒輪齒面強度 ，選定齒輪模數(shù) m=4。 小齒輪齒數(shù)： 4； 小齒輪分度圓直徑 4*4=56。 大齒輪齒數(shù)： 0； 大齒輪分度圓直徑 0*4=200. 傳動比 I2=z2/ 機架的設計 按照自下而上的建模方法，把所有的功能部件設計布局完成以后，再依據(jù)各部件的安裝位置，設計出機架，要求能夠平穩(wěn)的支持整個機器運行。如圖 2 - 13 - 圖 2 - 14 - 第三章 動力 傳動部件的校核 3． 1 齒輪的計算和校核 齒輪材料處理工藝及制造工藝的選定 齒輪選用的材料均為 40質處理，硬度約為 62～ 293 試驗齒輪齒面疲勞極限如下： =650 2N/ =220 2N/齒輪的加工為插齒，精度為 7級。 確定各主要參數(shù) 由于 屬于低速傳動，采用齒形角 020 ，直齒輪傳動，精度為 6級，為提高承載能力，采用直齒輪傳動。 傳動比 由于對轉速沒有太嚴格的要求，只需實現(xiàn)傳動，故取 i=1 齒輪模數(shù) m 模數(shù) 1132l i m 11 2 . 1 ( ) Ym m ? （ 式中， K —— 綜合系數(shù)，齒輪為 7級精度等級沖擊取 K =8級精度等級中等沖擊取 K =擊較大、或不變位時取較大值。 — 主動輪的齒形系數(shù) 1T —— 主動輪的傳動轉矩 1 19550 () （ P —— 額定功率， 1n —— 齒輪轉數(shù)（一般為第一級即電機轉數(shù)）， /—— 實驗齒輪的彎曲疲勞極限，按 - 15 - d? —— 齒寬系數(shù)，齒寬 d 的比值。 將數(shù)代入 ( : 1 9 5 5 0 0 . 3 1 . 9 6 ( K )1460T N m?? ? ? 則 1 取圓整 m = 齒輪接觸疲勞強度計算 齒輪分度圓直徑 1d ，由下邊公式 2 131 2 ( 1 )()[] Z K T ???（ 式中，齒寬系數(shù) d? 查表，考慮傳遞功率不是很大 d? =輪齒數(shù) 12, 取 12=28 齒數(shù)比 u u = 21/ 齒輪轉矩 1T 1T =荷系數(shù) K K K K??? — 使用系數(shù)，查表取 1 — 動載系數(shù)，查表取 ? —— 齒間載荷系數(shù)，由表取 ? —— 齒間載荷分布系數(shù)，查表取 荷系數(shù) K K K K??? =1? 料彈性系數(shù) 查表取 ? 由推薦值 則 Z? =數(shù)帶入（ ： - 16 - 2 131 2 ( 1 )()[] Z K T ???=323 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 7 2 1 . 4 5 1 . 9 6 1 0 ( 1 1 )()5 7 7 0 . 2 8 1? ? ? ? ? ? =27.5 齒輪模數(shù) m m = 11/8=1取 m =齒輪輪分度圓直徑 12, 12= 1=28=70 標準中心距 a a = 12( ) / 2m z z? =28+28） /2=70 齒寬 b b = 1=70=19.6 圓整為 20 齒輪強度校核 Ⅰ）齒面接觸疲勞強度 計算接觸應力 H? H? = 11 Z Zd b u????（ 由公式（ 齒面接觸應力的基本值 0H? ： 0H? = 11 Z Zd b u????2N/ =1× 2 0 0 0 1 17 0 2 0 1??? =N/式中 , 端面內分度圓上的名義切向力，取 =2000 N b— 工作齒寬， 取 b =20 1d — 齒輪分度圓直徑，取 1d =70 u— 齒數(shù)比， u = =28/28 =1 節(jié)點區(qū)域系數(shù)，取 =- 17 - ? =0，查相關圖，取 =Z — 彈性系數(shù)，查表取 =? — 重合度系數(shù)，查圖取 Z? =? — 螺旋角系數(shù)，直齒 ? =0，取 Z? =1， 由公式（ 接觸應力 H? ： H? = 0H A v H H H K K K??? 2N/= 1 . 2 5 1 . 0 1 1 . 1 2 1 . 1 0 1 . 2? ? ? ? 2N/= N/ 式中， 使用系數(shù)，中等沖擊，查表 [1]6 取 = 動載系數(shù)， 6級精度，查表 [1]6取 =K? — 計算接觸強度的齒向載荷分布系數(shù)，，取 =K? — 計算接觸強度的齒間載 荷分布系數(shù)，取 =1 計算接觸強度的行星輪間載荷不均衡系數(shù) ,查表 [1]7 =H? — 計算齒面接觸應力的基本值， 許用接觸應力 =l i mm i v R Z Z Z （ 式中， — 試驗齒輪的接觸疲勞極限，取 =1400 2N/ 計算接觸強度的最小安全系數(shù)，取 = 計算接觸強度的壽命系數(shù)，取 = 潤滑油系數(shù)，取 = Z? — 工作硬化系數(shù)， Z? = 速度系數(shù)，取 = - 18 - 粗糙度系數(shù)，取 = 尺寸系數(shù)，取 =1； 則 = 1 4 0 0 1 . 0 3 1 . 0 6 0 . 9 0 0 . 9 5 1 . 1 1 11 . 2 5? ? ? ? ? =N/故 H? =d=10為β =以 D=30 軸的校核計算 軸的校核計算首先做出軸的計算簡圖，彎矩圖，扭矩圖，然后進行軸的強度校核即可。由于本空心軸是水平放置，靠它傳遞扭矩，少量的彎矩可忽略不計，故只需對其扭矩進行校核便可。空心軸所受扭矩圖如圖 扭轉切應力計算公式： /? （ 式中， ? T— 截面處得扭矩 圖 空心軸扭矩圖 - 21 - W? 對于空心軸： 340 . 2 ( 1 ) = d / ? ??? 其 中 查表得到 45號鋼1 1 4 0 M P a? ? ?1 9 6 0 /? ?? 34（ 0 . 2 3 0（ 1- （ 10/30 ） ） ）==55000 h 轉盤處單向推力球軸承的壽命的校核 此單向軸承推力球軸承其主要參數(shù)為 : d =12 D =26 B =9 同理由于該軸承只是承受軸向力，所以 P ==150 N 電 機 =360 r/公式（ 得： 610 )60c =106 31 0 1 0 2 0 0()6 0 3 6 0 1 5 0 h?? =610 h 10> '=55000 h 由以上的計算可知，各軸承的壽命符合要求。 其他幾對軸承承受的力相對較小，肯定滿足壽命的要求，校核省略。 - 24 - 第 4 章 基于 實體設計 概述 G 實體設計概述 發(fā)的具有國際先進水平的三維設計軟件， 它使實體設計跨越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復雜性方面受到的限制，不論是經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員，還是剛接觸 采用鼠標拖放式全真三維操作環(huán)境，具有無可比擬的運行速度、靈活性和強大功能，使設計更快，并獲得更高的交互性能， 真正使得實體設計做到了簡單易用 。 采用 第一， 用工程應用的特征（如孔、槽、螺紋、圓角、倒角等）作為構造零件的基本單元，改變了傳統(tǒng)二維 幾何設計為主的方 式，使設計過程更加直觀，設計人員可以將更多的精力用在創(chuàng)造性的產(chǎn)品構思上，提高了設計效率。 第二，三維裝配設計使設計人員可以準確進行結構和曲面復雜的部件設計。通過施加約束與配合關系，采用拖放方式操作，使得零件裝配就像搭積木一樣方便，對裝配、子裝配的零件、裝配特征、約束及輔助視圖以記錄樹形式進行管理，可以完成裝配件爆炸、剖切、干涉檢查、運動仿真、最小間隙計算、零件列表等活動，避免了需要試制樣機再驗證更改完善設計的周期過長、勞動強度高等弊端。 第三， 體設計 能自動處理從相片真實感到線框的渲染風格。設計環(huán)境下 集成的真實紋理、貼圖和表面凸痕效果可用于體現(xiàn)諸如螺紋和隔柵等設計細節(jié)?？缮删哂邢嗥鎸嵏械膱D象和生成任意數(shù)量的平行光、點光源或聚光光源；其特殊效果包括霧化效果和膠體效果。同時智能動畫提供了復雜的關鍵幀動畫功能，包括三維動畫軌跡編輯和渲染效果圖以 件的形式輸出，非常適合做設計作品的模擬演示及與他人的直接溝通。 正是 次畢業(yè)設計選擇了它。 - 25 - 參考文獻 ［ 1］濮良貴，紀名剛 . 機械設計 [M]. 北京 :高等教育出版社， 2002. ［ 2］胡宗武等 . 非標準機械設備設計 手冊 [M]. 北京 :機械工業(yè)出版社， 2005. ［ 3］趙 勻，武傳宇，胡旭東，等 J] 2003,19(1):20 4］何 平 ,金明河 ,劉 宏 ,等 J]2002,24(4):314［ 5］蔡自興 . 機器人學 [M] 清華大學出版社 ,［ 6］盧江舟 ,熊有倫 ,趙東波 J]1997,9(2)；76 7］楊 洋，陸 震，張啟先。 多指靈巧手考慮漸近穩(wěn)定性的優(yōu)抓持規(guī)劃 [J]1996,17(3):324［ 8］陳偉海 于守謙 驅動模塊化七自由度機器人軌跡跟蹤控制 007,29(4). ［ 9］吳宗澤、羅圣國 ，機械設計課程設計 手冊（第三版） ， 北京 高等教育出版社 ， ～ 170 ［ 10］王國慶，李大寨，錢夕康等．新型三指靈巧機械手的研究．機械工程學報， 1997(3)：71［ 11］張建國． 器人情報報， 1989(3)： 7 - 26 - 致謝 本設計和課題的研究工作實在尊敬的指導老師趙又紅副教授的親切關懷下完成的。趙老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、高度的責任心以及嚴于律己、待人誠懇的思想品德深深影響著我，這不僅是我順利完成了此項設計，而且也將成為使我受益終生的寶貴財富。 幾個月的時間里，從課題的選定、資料的收集、 方案的擬定、 課題的具體設計到 設計說明書 的審定改進， 李 老師都給與了極大的幫助，傾注了大量的心血 。通過這次的畢業(yè)設計， 學生不僅開拓 了思路、擴大了視野、豐富了知識面，還初步掌握了處理具體實踐問題的科學方法，為學生今后發(fā)展打下了堅實的基礎。 在設計的完成過程中，還得到了劉濤、羅建等同學不懈的支持與幫助，在此對他們表示衷心的感謝。 感謝這將近四年來在我身邊曾經(jīng)幫助和關心過我的人們。 同時也感謝在學習和生活中給予我無私關懷的各位老師。 - 27 - 附錄一：英文文獻翻譯 非圓齒輪與機械壓力機運動學優(yōu)化 1997年 1月 8日研制 摘要：使用金屬成形方法來加工生產(chǎn)零件的質量很大取決于 壓力桿。在機械壓力傳動時，有一種依賴于驅動旋轉角度速度比的非圓齒輪，提供了一種獲得這么動作時間的新途徑，我們致力于為不同的優(yōu)化金屬成型運作的制造。本文闡述了由漢諾威的大學研究所建成的金屬成形和金屬成形加工機床的使用原型原則，它就是目前運動學以及在原型產(chǎn)生的力和力矩。此外，本文展示了如何使用拉深和鍛造的一個例子，幾乎所有的金屬成形操作可有利用于機械傳動機構的非圓齒輪。 關鍵詞：壓力，齒輪，運動學。 1. 簡介 提高質量的要求在生產(chǎn)工程制造，所有的金屬成形以及在鍛造，有必要去攜手制定生產(chǎn)經(jīng)濟。日益增長的 市場定位要求技術和經(jīng)濟條件都得到滿足。提高質量、生產(chǎn)力、生產(chǎn)手段的創(chuàng)新解決方案 ,是一種用來維持和擴大的市場地位的關鍵所在。 所生產(chǎn)的金屬部件 ,我們需要分清期間所需的形成過程和處理零件所需的時間。隨著我們必須添加一些必要的額外工作，例如冷卻或潤滑的模具一次成型過程。根據(jù)質量和產(chǎn)量兩個方面，產(chǎn)生了兩個最優(yōu)化方法。為了滿足這兩個方面，我們的任務是設計運動學形成過程中考慮到該進程的要求，也考慮到的是改變部分以及與一個優(yōu)先線輔助運作所需的時間短周期的時間。 2. 壓力機的要求 一個生產(chǎn)周期 ,這相當于一個沖程來回 壓的過程 ,大致經(jīng)歷了三個階段 :加載、成型和移除零件。相反 ,在加載和移除零件階段，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)送料的薄板 ,尤其是在純粹的切割時候。為此，壓力泵必須要一個確定時間的最小高度。成型周期中桿應該有一個特別速度曲線 ,它將會降到最低。這個轉變期之間應盡快來確保短周期時間。 短周期的要求是事件的原因 ,以確保通過高產(chǎn)量低成本的部分。基于這個原因，關于對大型汽車車身沖壓片機和自動 1200/深 24/加沖程數(shù)是為了減少設計的周期變化導致增加的壓實機械應變率 , 然而，這對成形過程有很明顯影響 ,使它必須考慮參數(shù)確定過程和被它所影響。 - 28 - 在拉深成形過程中 ,當敲打板塊時的撞擊速度應盡量避免產(chǎn)生了深遠影響。一方面 ,速度成形時必須充分潤滑。另一方面 ,我們必須要考慮提高產(chǎn)量的相應的壓力來增加造成更大的應變速率力 ,這可能導致沖床半徑一側的一部分過渡疲勞而導致斷裂。在鍛造時，停留時間短的壓力是可取的。隨著停留時間的壓力下降了模具的表面溫度將降低，其結果是熱磨損。這是提高抵消了由于機械磨損形成更大的力量，但由于增加的應變率是較低的，因為較低的部分冷卻屈服應力補償。目前，最佳短住壓力可以用有限元分析法萊分析。此外 ,避免由于成本降低磨損、短壓住時間也是一個重要的技術要求的精密鍛造，近凈形部分有一個光明的未來。 高質量的要求和高產(chǎn)量將只能通過一個機技術 ,考慮到金屬成形過程的考察要求等同于減少工作的目標成本。以前按設計已經(jīng)不能同時滿足這些技術要求和經(jīng)濟的充分程度，或他們是非常昂貴的設計和制造，例如鏈接驅動壓力機。這就需要尋找對泵創(chuàng)新設計的解決方案，它的設計應主要標準化，模塊化，以降低成本。 3．非圓齒輪的壓力傳動 則 使用非圓齒輪傳動機械曲柄壓力機，它提供了一種新方式的技術和經(jīng)濟需求的壓力桿運動。一對非圓齒輪 有不變的中心距 , 因此采用了電動馬達，或由飛輪、曲柄和驅動機制本身。制服驅動器的速度傳送是通過一對非圓齒輪傳遞給非均勻的偏心軸。如果非圓齒輪的適當設計，從動齒輪的非均勻驅動器會導致泵所需的行程時間行為。調查中心的金屬成形和金屬成型機床 (諾威的大學已經(jīng)表明 ,在這個簡單的方式所有相關的壓力桿的連續(xù)運動，可以達到各種成形