帶傳動自動旋轉(zhuǎn)餐桌設(shè)計說明書

1、集美大學專業(yè)設(shè)計 課程設(shè)計說明書學 院 名 稱：機械工程學院 設(shè) 計 題 目：帶傳動自動旋轉(zhuǎn)餐桌的設(shè)計 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 班 級：機制*班 姓 名：*學 號：*指 導 教 師：*2012年 1 月 13 日目錄一、設(shè)計目的 1 二、設(shè)計要求 2 三、方案設(shè)計 3 四、設(shè)計計算 （一）傳動帶設(shè)計計算 （二）轉(zhuǎn)動軸設(shè)計計算 （三）軸承設(shè)計計算 （四）鍵設(shè)計與計算 （五）轉(zhuǎn)盤導軌 （六）主桌面設(shè)計 五、設(shè)計評價 六、心得體會 七、參考文獻44 8 9 9 10 1112 13 14 2一、設(shè)計目的根據(jù)市場調(diào)查，電動旋轉(zhuǎn)餐桌已逐漸被一些高檔餐廳所起用，但均需依靠人工或遙控等方式來改變餐桌

2、轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)情況，其智能化、人性化程度較低。但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，自動旋轉(zhuǎn)的餐桌可以提高餐廳的檔次，也可以提供給進餐者方便。根據(jù)市場需求，在設(shè)計和制作時充分考慮了智能化、人性化，力求以最低的成本達到設(shè)計目的。我們設(shè)計的餐桌能實現(xiàn)自動旋轉(zhuǎn)，采用普通簡單傳動系統(tǒng)，價格應該是較低的，而且維護方便，而且實際應用時可以加上傳感器，實現(xiàn)客人伸手夾菜時，電動機隨即停止運行、客人伸手夾菜結(jié)束電動機恢復旋轉(zhuǎn)功能，不需要設(shè)置任何按鈕，加短路保護功能、確保人身安全和設(shè)備安全。總之，這是一款自動化、智能化、人性化程度較高的旋轉(zhuǎn)餐桌，穩(wěn)定性好，安全，具有很好的市場前景。二、設(shè)計要求條件：電動機60w，轉(zhuǎn)動桌面直徑60cm，最

3、大承受重量20kg要求: 餐桌轉(zhuǎn)速15rpm，可單獨選用調(diào)速電機，也可和減速箱并用；或采用普通電機加上減速箱，設(shè)計帶傳動機構(gòu)。圖1 餐桌結(jié)構(gòu)圖三、方案設(shè)計我們要實現(xiàn)的餐桌自動旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速較低，沒有剛好符合要求的電動機，所以要加一級減速，我們采用帶傳動，因為帶傳動適合于轉(zhuǎn)速較低的傳動，平穩(wěn)，安全，且價格低廉，方便拆卸。帶傳動自動旋轉(zhuǎn)餐桌，包含主桌體、旋轉(zhuǎn)桌面，它還包含帶輪、多個滾珠、軸承、轉(zhuǎn)軸及電動機。其主要技術(shù)特征是兩個可以相互套合形槽，下面的U形槽固定在餐桌上，槽上均勻分布一定數(shù)量的滾珠，滾珠之間的距離用保持架固定（以免滾珠分布不均勻時，轉(zhuǎn)盤失衡），另一形槽固定在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤與餐桌旋轉(zhuǎn)主軸相連

4、接。電動機連接帶輪，帶輪減速，傳到主軸，達到轉(zhuǎn)盤按設(shè)計要求轉(zhuǎn)動。同時，旋轉(zhuǎn)主軸與桌身之間采用一對深溝球軸承來固定，以防其偏心。轉(zhuǎn)盤材料可采用玻璃或者塑料制品，固定桌面材料可采用木材。本實用新型旋轉(zhuǎn)餐桌屬餐具類，適合低工資收入家庭及各類型飯店方便就餐用。其總體結(jié)構(gòu)圖如下圖圖2 餐桌總裝圖四、設(shè)計計算（一）傳動帶設(shè)計計算圖 3 帶傳動結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計任務要求選取的調(diào)速電動機，考慮到功率為60W，以及產(chǎn)品在使用時供電環(huán)境為220V，50Hz的交流電，我選用了小功率電動機YS系列三相異步電動機（體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單可靠、維修方便），由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊(第3版)【2】的表12-12選取型號YS561

5、4電動機，其功率為60W，轉(zhuǎn)速1400rpm。再選取小型調(diào)速異步電動機使主動軸轉(zhuǎn)速n1=30rpm。設(shè)計要求的旋轉(zhuǎn)餐桌轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速是n2=15rpm。由于本設(shè)計轉(zhuǎn)速較低，功率也比較低，選取普通V帶的帶型。1. 確定帶傳動的傳動比。傳動比公式 （8-15a） i=n1n2·······················（1）將n1=30rpm，n2=15rpm帶入公式（1）

6、計算可得帶傳動的傳動比 i=2。2 確定計算功率pca。計算功率pca的公式為（8-21）pca=KAp·····················（2） 由表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.1,設(shè)計任務p=60w=0.06kw， 帶入公式（2）計算得計算功率pca=0.066kw 。 3 選擇V帶的帶型。根據(jù)計算功率pca、主動軸轉(zhuǎn)速n1，由圖8-11選用A型皮帶。 4 確定帶輪的基準直

7、徑d并驗算帶速 。1）選取小帶輪的基準直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準直徑d1=75mm。2) 驗算帶速v。按式（8-13）得驗算帶的速度的公式v=d1n160*1000····················（3） 小帶輪的基準直徑d1=75mm，主動軸轉(zhuǎn)速n1=30rpm，帶入公式（3） 計算得驗算帶速v=0.118ms。速度很小，不影響其他參數(shù)。3) 計算大帶輪的基準直徑 。根據(jù)式

8、（8-15a），大帶輪的基準直徑計算公式 d2=id1 ····················（4） 帶傳動的傳動比i=2，小帶輪的基準直徑d1=75mm，帶入公式（4） 計算得大帶輪的基準直徑d2=150mm。4 確定V的中心距a和基準長度Ld。1）根據(jù)式（8-20）知初定中心距公式為7d1+d2）a0（2d1+d2） 0.（·····

9、3;·····（5）小帶輪的基準直徑d1=75mm，大帶輪的基準直徑d2=150mm，帶入 公式（5）計算得157.5mma0450mm，初定中心距 a0=350mm。2）計算帶所需的基準長度。由式（8-22）知帶所需的基準長度的公式為Ld02a0+2(d1+d2)+(d2-d1)4a02···········（6）小帶輪的基準直徑d1=75mm，大帶輪的基準直徑d2=150mm，初 定中心距a0=350mm，帶入公式（6）計算得帶基準

10、長度 Ld0=1057.3mm。由表8-2選帶的基準長度Ld=1000mm。3）計算實際中心距a 。由式（8-23）知實際中心距a 計算公式為aa0+Ld-Ld02·················（7）Ld=1000mm， 初定中心距a0=350mm，帶基準長度Ld0=1057.3mm，帶入公式（7）計算得實際中心距a=321.4mm。 5 驗算小帶輪的包角1。由式（8-25）小帶輪的包角1驗算公式為1180057.50-（

11、d2-d190···········（8） a0小帶輪的基準直徑d1=75mm，大帶輪的基準直徑d2=150mm，實際中 心距a=321.4mm，帶入公式（8）計算得小帶輪的包1166.690。 6 計算帶的根數(shù)z。由于傳動速度和功率都很小，取帶根數(shù)z=1。8 007 計算單根V帶的初拉力的最小值(F0)min。 由式（8-27）得單根V帶的初拉力的最小值(F0)min公式為 （F0） m=500in(2.5-K)pcaKzv+qv····

12、83;·····（9），查表8-5得修正系數(shù) 2 由表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量q=0.1kgmK=0.97,帶根數(shù)z=1，驗算帶速v=0.118ms，計算功率 pca=0.066kw，帶入公式（9）計算得單根V帶的初拉力的最小值 (F0)min=441N。應使帶的實際初拉力F0=1.5(F0)min=661.5N。 8 計算壓軸力FP由式（8-28）得壓軸力的最小值公式為 Fp=2zF0si12············&#

13、183;···（10）0帶根數(shù)z=1，實際初拉力F0=661.5N，小帶輪的包角1=166.6，帶入公式（9）計算得最小壓軸力Fp=1314N。圖4 大帶輪結(jié)構(gòu)尺寸（二）轉(zhuǎn)動軸設(shè)計計算圖 5 轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)尺寸1）初步確定軸的最小直徑d。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。則傳動功率p3的p3=p···················（11）取帶傳動的效率=0.96，設(shè)計任務功率p=60

14、w=0.06kw，代入公式（9）計算得傳動功率p3=0.0576kw。由式（15-2）得軸的最小直徑d的計算公式為dA0Pn··················（12）根據(jù)表（15-3），取材料面積A=112，傳動功率p3=0.0576kw，代入公式（12）計算得d17.5mm。選取軸的最小直徑為d1=dmin=20mm。2）根據(jù)桌子的高度和電動機的長度選取軸的第一段長度為3）軸的第三段用于安裝帶輪，需一非定位軸肩，

15、則取l1=300mm。 d3=22mm，根據(jù)參 考文獻可查出大帶輪的輪轂總長為L=30mm，則取l3=28mm。安裝帶輪處需有一軸肩定位，軸肩h=(0.070.1)d3=(0.070.1)*22mm=1.542.2mm， 則取d2=26mm，l2=3mm。再根據(jù)桌腳及支架的高度，選取 10l4=46mm。（三）軸承的選擇圖 6 深溝球軸承分析主軸的受力情況，由于轉(zhuǎn)盤上的重量多由滾珠承受，所以主軸受軸向力不大，主要承受徑向力的作用，并且受力不大，故選用深溝球軸承。又d1=20mm，按照軸承樣本或設(shè)計手冊選擇6004軸承。軸承壽命校核:軸承主要承受徑向載荷的作用，所以P=Fr，查表得取ft=1，f

16、p=1.2，取=3 Fr1=l2Fl1+l2=21*1314/(286+21)=90N;Fr2=F-Fr1=1224N6軸承壽命為LhCf= 60n Pftph=39年故符合要求，所以軸承選擇6004型號。（四）鍵的設(shè)計與計算根據(jù)d1=d2=20mm,且T=9550*P1/n=36.6KN*mm，確定帶輪選鑄鐵HT200，鍵采用A型普通鍵，查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊得，直徑d在17到22之間時，鍵的尺寸為b×h：6×6，根據(jù)軸的長度分別取配合的鍵長為14mm和25mm。鍵的強度=4T1dlh=436.6100020625=48.8MPa<p所以鍵符合條件。（五）轉(zhuǎn)盤導軌圖

17、 10 轉(zhuǎn)盤導軌為了使圓盤的轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)，同時減小摩擦力，設(shè)計的時候在圓盤和桌面之間布置了滾珠。這需要在圓盤和桌面上同時加工一道U形的凹槽，以形成滾珠的滾道，這樣就把圓盤的運動變?yōu)闈L動。轉(zhuǎn)盤導軌安裝于主桌面上，用于使旋轉(zhuǎn)桌面能平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。上面有十二顆滾 12珠，滾動自如，維修方便。（六）主桌面設(shè)計圖 11 主桌面結(jié)構(gòu)尺寸主桌面上為安裝軸承，配合軸承尺寸設(shè)計了凹槽，通過緊固螺釘，安裝拆卸方便。五、設(shè)計評價1、外表美觀且不會偏離中心。由于桌面上有一圓形凹槽，且凹槽的半徑略大于轉(zhuǎn)臺的半徑，凹槽的底面有一小凹槽，若干滾珠置于小凹槽內(nèi)。轉(zhuǎn)臺放置在凹槽內(nèi)的滾珠上，且轉(zhuǎn)臺在小凹槽相對應的位置也有一凹槽。桌面、

18、轉(zhuǎn)臺及凹槽的圓心處于垂直于桌面的同一直線上。采用這種裝置后，轉(zhuǎn)臺可以在滾珠上旋轉(zhuǎn)。且轉(zhuǎn)臺被限制在凹槽內(nèi)，所以轉(zhuǎn)臺在旋轉(zhuǎn)時不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，人們在使用時也更加方便。2、轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。由于設(shè)有多個滾珠，且旋轉(zhuǎn)桌面上有一導軌則旋轉(zhuǎn)桌盤與主桌面之間轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。3、結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣。自動旋轉(zhuǎn)餐桌，由旋轉(zhuǎn)桌面、固定桌面和固定在桌面下的機械傳動裝置構(gòu)成。機械傳動裝置是由以調(diào)速電動機為動力的能源機構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，通過帶傳動傳遞給轉(zhuǎn)軸，再由轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)盤上的鍵連接帶動桌面旋轉(zhuǎn)。帶傳動能較好的實現(xiàn)功能，價格低廉，維護方便，拆卸方便。本產(chǎn)品實用新型，結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，制作方便，便于推廣。4、結(jié)構(gòu)緊湊、齒輪傳動可靠、使用壽命長，安裝維修方便的優(yōu)點。5、本設(shè)計只涉及機械傳動部分，實際應用時還可以加上傳感器，自動控制何時轉(zhuǎn)何時停，比如說人手靠近時停止方便夾菜等。六、心得體會我學習機械系統(tǒng)設(shè)計、機械優(yōu)化設(shè)計等課程后進行課程設(shè)計，讓我能夠以較清晰的思路來進行設(shè)計，進過初步的系統(tǒng)功能分析和系統(tǒng)機構(gòu)等方面的分析，首先定出了這次設(shè)計的大概方案。在剛開始設(shè)計時，我遇到了不少問題，如系統(tǒng)的整體布局，機構(gòu)的形狀，應該先設(shè)計哪個機構(gòu)等各種問題。我通過各種途徑尋找解決的辦法，終于在我不斷努力的情況下找到了與之相識的解決辦法。在設(shè)計過程中經(jīng)過和同學交流與請教，更清晰了整個系