山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)教材

1、作者聲明本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨(dú)立撰寫完成的，沒有剽 竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)） 的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè) 論文（設(shè)計(jì)）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成果歸武昌工學(xué)院所有。特此聲明作者專業(yè):作者學(xué)號(hào): 作者簽名:年 月曰山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)*The design of nuclear hawthorn machinery*摘要在我國，山楂去核機(jī)械的發(fā)展相對(duì)落后，因?yàn)槿狈α己玫脑O(shè)備，再加上生產(chǎn)手段落后, 生產(chǎn)效率低，果實(shí)積壓腐爛的現(xiàn)象出現(xiàn)在一些地區(qū)，給果農(nóng)帶來了巨大的損失。以目前的 手

2、工操作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代山楂加工的需求，不僅占用了大量的勞動(dòng)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大， 生產(chǎn)效率低，而且難以控制產(chǎn)品質(zhì)量。山楂去核機(jī)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大 機(jī)構(gòu)組成，利用切刀的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)工作盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)完成連續(xù)去核作業(yè)，其總功 能可分為送料、沖核、退回三個(gè)子功能。因要求各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相容性和盡量使結(jié)構(gòu)簡單和 空間布局緊湊，從而選擇旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為棘輪機(jī)構(gòu)。這樣的機(jī)械設(shè)計(jì)主要是為了解決山 楂去核工作勞動(dòng)強(qiáng)度大，提高生產(chǎn)效率，降低山楂果破損，保證山楂制品的質(zhì)量。這樣一 來，設(shè)計(jì)的山楂去核機(jī)具有良好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞 :去核機(jī)；機(jī)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)盤AbstractChina's curren

3、t development status of nuclear hawthorn machinery is relativelybackward, lack of good equipme nt, process ing methods backward, low productivity, result ing in a backlog of fruit rot in parts of the phenomenon, to farmers caused huge economic losses. Hawthorn nuclear manual now in China is still th

4、e main means of treatment, not only takes up a lot of labor, high labor intensity, low productivity, health and safety can not be effectively guaranteed. This nuclear machine by the drive mechanism, dynamic mechanism and actuator of three large institutions, using the reciprocating linear motion of

5、the cutter and intermittent rotation to complete work plate rotati ng continu ous to nu clear operati on s, its fun cti on can be divided into feeding, nuclear, returned to the three child functions. Due to the requirements of each actuator compatibility and try to make simple structure and space la

6、yout is compact, rotate for ratchet intermittent mechanism so as to chooseThe design is to solve the nuclear hawthorn labor inten sity, in crease productivity, reduce breakage rate hawthor n, to en sure product quality. Therefore, the applicati on prospect of small hawthor n core mach ine is very go

7、od.Keywords： nu clear hawthor n mach in ery;structure;rotary disk引論1山楂去核機(jī)的原理設(shè)計(jì)-2 -1.1山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)原理1.2執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)2動(dòng)力機(jī)構(gòu)3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.1確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比 -5 -3.2傳動(dòng)比的設(shè)計(jì) -7 -3.3軸的設(shè)計(jì) 153.4蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算 -19 -3.5鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 -21 -3.6聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算 -22 -3.7棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算 -22 -24 -4執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.1彈簧的受力計(jì)算 -24 -4.2山楂定位盤尺寸 -25 -4.3山楂定位盤主軸 -25 -

8、28 -主要參考文獻(xiàn)-29 -30 -我國地域遼闊，資源豐富。獨(dú)特的良好的條件水果加工業(yè)的發(fā)展。水果加工已成為農(nóng) 民增收致富的主要途徑之一，無論是社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。以前的手工操作是無 法滿足現(xiàn)代果品加工的需求，占用了大量的勞動(dòng)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，且難以控 制產(chǎn)品質(zhì)量。但我們也看到，由于缺乏性能良好的機(jī)械，在果樹種植業(yè)發(fā)展的今天，處理 手段過于落后，生產(chǎn)效率低，一些地區(qū)仍然會(huì)出現(xiàn)新鮮水果積壓腐爛的現(xiàn)象，給種植者造 成損失。在許多水果加工工廠，預(yù)處理環(huán)節(jié)，如核，去皮，清洗等，基本依靠手工或非常 簡單的工具來完成。因此，在我國發(fā)展去核的機(jī)械加工設(shè)備，以取代手工勞動(dòng)作業(yè)是必然 的趨勢(shì)

9、。根據(jù)中國含有豐富的水果資源的特點(diǎn)，且分布廣泛，特別適用于小型和中型去核 設(shè)備的研發(fā)，以適應(yīng)中型果和小型水果加工廠的需求。 這樣以來，才會(huì)有更加豐富的食品， 以滿足人們的需求，保障人們水果種植的積極性。國內(nèi)外核果類去核機(jī)械的發(fā)展情況國外在20世紀(jì)60年代開始發(fā)展水果去核機(jī)械，到1980年代早期美國，意大利，荷 蘭等國都推出了核桃去核機(jī)，橄欖去核機(jī)等。去核機(jī)械基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，經(jīng)幾十年的發(fā)展， 已日趨完善。目前，正向著節(jié)能，機(jī)電一體化的方向發(fā)展。但是，中國的去核機(jī)械設(shè)備發(fā) 展緩慢，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上種植業(yè)的發(fā)展，擁有巨大的應(yīng)用前景。日本也研發(fā)了刮板式去核機(jī)，去核后的果肉可高達(dá) 5毫米左右，通過篩孔，從機(jī)器

10、的 尾端排出核桃，該機(jī)適應(yīng)于粘核型桃的去核加工，它具有成本低，高生產(chǎn)率，去核效果好 等特點(diǎn)。國內(nèi)也開發(fā)了橄欖去核機(jī)，它可以依靠干果，裝配在鏈或滾筒輸送機(jī)上定位，并 采用一排刀，將橄欖進(jìn)行多個(gè)刀片去核操作，其生產(chǎn)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用單刀設(shè)備。早在80年代一家美國公司向市場(chǎng)推出了一種自動(dòng)轉(zhuǎn)矩型粘核桃去核機(jī)。每分鐘82桃子的加工能力，其生產(chǎn)效率是約 820公斤/小時(shí)。該機(jī)采用機(jī)采用十四個(gè)小杯對(duì)桃子進(jìn)行 定位和輸送。每個(gè)小杯的底部有一個(gè)凸起的小轉(zhuǎn)軸。小軸在鏈條帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，只要杯 內(nèi)桃子不在小凸起的上面，桃外環(huán)會(huì)與凸塊接觸并被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，直到在正確的地方。在這 一刻，桃處于直立狀態(tài)，切割刀將被桃核分成兩半

11、后，夾緊桃果實(shí)的兩個(gè)橡膠板后半相互 旋轉(zhuǎn)150度，分離桃仁與核桃。在加工季節(jié)可以連續(xù)工作且不需檢修，調(diào)整和清洗十分方 便。它保存果肉完整，因此，也用于罐頭和果脯及干果加工廠。由于機(jī)構(gòu)的復(fù)雜導(dǎo)致成本 較高。國內(nèi)罐頭，干果等食品產(chǎn)品是微利，因此，在我國推廣存在很大困難。國內(nèi)制造的核果水果去核機(jī)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作部件的不同，可分為剖分式、對(duì) 輥式和捅桿式等幾個(gè)類別。中國目前的去核設(shè)備已經(jīng)有剖分去核機(jī)，捅桿式去核機(jī)、打漿 式去核機(jī)、刮板式去核機(jī)、凸齒滾筒分離凹版式去核機(jī)幾種形式等幾種形式。我國去核機(jī) 器存在的突出冋題式咼損失率，水果后核損率咼，穩(wěn)定性，普遍性差，運(yùn)行成本咼，技術(shù) 含量較低。1山楂去

12、核機(jī)的原理設(shè)計(jì)1.1山楂去核機(jī)的設(shè)計(jì)原理圖1.1山楂去核機(jī)結(jié)構(gòu)圖如圖所示為小型山楂，主要包括去核刀具、山楂定位盤、定位盤主軸、傳動(dòng)間歇棘輪、 連桿、擋板、電動(dòng)機(jī)、減速器和皮帶輪。其中，去核刀具能去掉山楂的內(nèi)核，保證山楂不 發(fā)生形變；山楂定位盤給山楂定位；確保去核刀具能準(zhǔn)確地去掉山楂的內(nèi)核；傳動(dòng)間歇棘 輪，能夠在曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，每 30度轉(zhuǎn)動(dòng)一下，進(jìn)而使山楂定位盤間歇傳動(dòng)；曲柄， 每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)30度；連桿在曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，帶動(dòng)去核刀具的上下運(yùn)動(dòng)和拉 動(dòng)棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)曲柄使去核刀具向下去核運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿對(duì)棘輪無作用，山楂定位圓盤不 轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)曲柄帶動(dòng)刀具向上運(yùn)動(dòng)，連桿拉動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪與下

13、面的山楂定位盤通過軸連 接，從而使山楂定位盤轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)待去核的山楂處，擋板能收集去核后的山楂。山楂去 核機(jī)的工作原理：電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)后，通過皮帶輪傳把動(dòng)力傳給減速器，減速器減速后，帶動(dòng) 曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿與棘輪通過圓頭拉桿連接，另一 邊，曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)去核刀具的上下運(yùn)動(dòng)完成山楂去核的工作。曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)一周，帶動(dòng)棘輪 轉(zhuǎn)動(dòng)360度，主軸帶動(dòng)山楂定位圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使山楂定位圓盤帶動(dòng)山楂轉(zhuǎn)動(dòng)到刀具的 下面。當(dāng)曲柄往下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿推動(dòng)棘輪運(yùn)動(dòng)，山楂定位圓盤固定在去核刀具的下方，去 核刀具在曲柄的推動(dòng)下，向下運(yùn)動(dòng)完成山楂的去核工作；曲柄向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿拉動(dòng)棘輪, 山楂定位圓盤

14、轉(zhuǎn)動(dòng)到下一個(gè)待去核山楂處。山楂隨刀具向上，遇到擋板掉到山楂定位圓盤 上。1.2執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)程序執(zhí)行系統(tǒng)的核心是機(jī)械系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ，它可以實(shí)現(xiàn)所需的機(jī)械特性，性 能優(yōu)勢(shì)，以及對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有很大影響。山楂去核機(jī)的功能：送料、沖核、退回基于以上的分析，去核機(jī)完成該過程的幾個(gè)步驟：（1）加料：即人工加料；（2）沖核：每當(dāng)切刀自上向下運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)盤提前做一次間歇運(yùn)動(dòng)；（3）操作盤間歇傳動(dòng)：送料、沖核、退回三個(gè)工位的轉(zhuǎn)換。切刀往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)選電機(jī)作為動(dòng)力源，機(jī)構(gòu)的功能的實(shí)現(xiàn)如下：（1）擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、設(shè)計(jì)方便，只要做出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，?能使從動(dòng)桿得到任意預(yù)定的運(yùn)動(dòng)

15、規(guī)律。（2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：這種低副機(jī)構(gòu)具有良好的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)副幾何封閉， 制造簡單。（3）偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)。棘輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)。因旋轉(zhuǎn)盤間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求低速和輕 載，且需要準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)位，故選用棘輪機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)山楂去核機(jī)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大機(jī)構(gòu)組成。在送料的期間，切刀不 能接觸到轉(zhuǎn)盤上，切刀與操作盤之間的運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間順序和空間位置上都有嚴(yán)格的配合要 求。機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的的選擇和判定現(xiàn)在按照給定條件，要求各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相容性、結(jié)構(gòu)簡單和空間布局緊湊等要求來選 擇方案，產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)構(gòu)比較簡單的方案：方案1:旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為

16、棘輪機(jī)構(gòu)，沖壓機(jī)構(gòu)為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 方案2:沖壓機(jī)構(gòu)為擺動(dòng)從動(dòng)件圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)盤間歇機(jī)構(gòu)為槽輪機(jī)構(gòu)。評(píng)定：偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)能增力和急回的特性，選擇方案12動(dòng)力機(jī)構(gòu)選擇電動(dòng)機(jī)系列和結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)選擇應(yīng)保證：Po= Pr式中：Po電動(dòng)機(jī)額定功率 KV；Pr工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 KW所需電動(dòng)機(jī)功率由下式計(jì)算：Pr=Pw/?（式 1.1）式中：Pr工作機(jī)構(gòu)所需有效功率，由工作機(jī)的工藝阻力及運(yùn)行參數(shù)確定；?電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率。因電機(jī)主要為山楂定位圓盤提供動(dòng)力，操作盤的轉(zhuǎn)速取值45r/min，這樣的速度比較適合人工放置山楂，且效率較高。由工作的要求和條件，選用比較常見的 丫系列三相

17、異步電動(dòng)機(jī)。臥式封閉結(jié)構(gòu)具較其 他結(jié)構(gòu)有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的優(yōu)點(diǎn)，更能適應(yīng)市場(chǎng)需求。確定電動(dòng)機(jī)容量切刀的輸出功率Pw根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析：設(shè)定切刀的工作力 F=2502N設(shè)定切刀的速度為0.72m/s，則切刀的輸出功率為：Pw=FV1000=2500X 0.7/1000=1.78KW電動(dòng)機(jī)的輸出功率為Pd傳動(dòng)裝置的總效率為：？=?1?32?3?4?25（式1.2）式中，？1、？2、？3、？4、?5為電動(dòng)機(jī)至切刀各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率；由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)：查表得：V帶傳動(dòng)：？1=0.98，滾動(dòng)軸 承？2=0.96,減速器 ?3=0.95，棘摩擦輪 傳動(dòng)2?=?1?2?3? 4=0.85

18、電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pd=PW/?=1.1/0.8=1.38由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為Ped=1.5KW確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)通過查表可知，可選電動(dòng)機(jī) 丫9132M-8型電動(dòng)機(jī)。表2.1Y1001-6型電動(dòng)機(jī)的主要性能表電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（/KW）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）質(zhì)量（KG）Y100L-61.51000940333傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3.1確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比帶輪基準(zhǔn)半徑電動(dòng)機(jī)帶輪基準(zhǔn)半徑75mm減速器帶輪基準(zhǔn)半徑177.5mm可知帶傳動(dòng)傳動(dòng)比i 1=2.5若要使操作盤轉(zhuǎn)速保持在48r/min左右，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(900-1100) r/min。查表可知,

19、 選擇Y100L-6，其功率1.5KW。傳動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)(1) 計(jì)算功率Pca=KP=1 x 1.5=1.5KW(工作情況系數(shù)=K=1.0)(2) 皮帶輪的帶型選取根據(jù)np =940r/min,pca=1.5KW，確定使用Z型普通V帶電動(dòng)機(jī)帶輪基準(zhǔn)直徑：主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑D1=150mm減速器帶輪基準(zhǔn)直徑：D2=i x D仁2X 177.5=355mm (傳動(dòng)比i=2.5)(3) 驗(yàn)算帶的速度V= n D1 n/60X 1000(式 3.1)=n X 150X 1400/60X 1000=11 v 25m/s 合適初步選取中心距 a0=1.5 (d1 + d2)(式3.2)=1.5X (150+ 3

20、55)=757.5mma0取 760mm,符合 0.7 (D1 + D2)va°v2 (D1 + D2), L0=2a0+ n /2 (d2+d1)+ (d2 d”2/4a0(式 3.3)2=2X 760+ n /2(350+150)+(350-150)2/4X 760=2318.56mm則實(shí)際中心距：a0+ (Ld-L0)/2(式 3.3)=760+(2500-2318.56)/2=848.mm驗(yàn)算電動(dòng)機(jī)帶輪上的包角：a=1800- (d2-d1)X 57.30(式 3.4)167.85120°，合適。（4）計(jì)算Z型普通V帶根數(shù)令 di=50mm,ni=940r/min查

21、表式中：po為單根V帶的基本額定功率 取1.4KW?po為單根V帶額定功率的增量取0.2KWKl長度系數(shù)取0.98Ka為包角系數(shù)取0.99(式 3.5)Z=Pea(P0 P)K：Kl15-(0.14 0.02) 0.98 0.99= 0.97取 z=1 根(5) 求作用在帶輪軸上的壓力可知 q=0.06kg/m帶所能傳遞的最大有效拉力1-1/efa Fa。口（式 3-5）,當(dāng)考慮離心力的不利影響時(shí),單根帶所需的預(yù)緊力F。二1 Feeqv2，用F。二500PC（2-1） qv2帶入2 e -1zv ©前式，并考慮包角對(duì)所需預(yù)緊力的影響，可將F0的計(jì)算式子寫為：F0 =500電（空 -1

22、） qv2zv K;.式中：q為v帶單位長度質(zhì)量，0.06kg/m故由F5£J3C(2.5 _1) qv2 可得 zvka500 0.18/ 2.52F0（1） 0.06 3.672 3.67 0.98：19.83N計(jì)算帶傳動(dòng)在軸上的力（簡稱壓軸力）Fq設(shè)計(jì)安裝帶輪的軸和軸承，先確定帶傳動(dòng)作用在軸上的力Fq,壓軸力可以近似的按照的兩邊的預(yù)緊力F0的合力來計(jì)算：ot1Fq =2zF°sin -2167.85=2 2 19.83 Sin2-78.87N（6）各帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量較小、結(jié)構(gòu)工藝較好、無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力、轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過平衡以及輪槽工作面要

23、精細(xì)加工（表面粗糙度一般為3.2?m），以減少帶的磨損，每個(gè)槽的尺寸應(yīng)保持一定的精度，使載荷分布較為均勻等。依照此要求電動(dòng)機(jī)相連的主動(dòng)輪其帶輪基準(zhǔn)直徑d=38mmbd = 8.5mmba min =2mme = 12 士 0.3mmfmin =7mm hfmin =7.9mm：min = 5.5mm二 380由于與電動(dòng)機(jī)相連的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的傳動(dòng)比為i=1.5，由此知，與電機(jī)帶輪相連的減速器帶輪直徑d=355mmbd = 8.5mmbamin = 2mme = 12 士 0.3mmfmin 7 mmh f min = 7.9mm min 5.5mm> =36°3.2傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)

24、確定總的傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速j n mnm和工作機(jī)的總轉(zhuǎn)速n,由此知，傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比是：n940（式 3.6）48=19 .5i在6-24范圍內(nèi)可以選用采用耳機(jī)展開式此輪傳動(dòng)減速器，為使兩大齒輪浸油深度相近即h =132分配傳動(dòng)比i2 二 i/1.326.73/1.3 =4.53iii八i226.734.53= 5.90較實(shí)際傳動(dòng)比:i =4.53 5.90 =36.73傳動(dòng)比誤差:29.952 -29.9529.95100% =0.06%計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)減速箱內(nèi)三根軸的轉(zhuǎn)速如下:I軸：ni= nm =1470r / minII軸：山 1470nii= 242.37r/m

25、in11 5.90川軸：n242.37-.nm=53.50r/min12各軸的輸入功率為：I軸：Pl = pd 訐20.5 0.995 = 20.4KWII軸：pn = pn 2 3 =20.4 0.98 0.97 =19.4KW川軸：p皿二 pn 1 2 =19.4 0.995 0.97 =18.7KW蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度依據(jù)GB/T10085-1988，采用漸開線蝸桿（ZI）蝸桿材料選用45鋼，蝸輪齒圈材料選 用ZCuSn10Pb1,8級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)隙。計(jì)算步驟按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)22KT2i 3.25Ze）設(shè)計(jì)公式m di >h匕mm選 z1, z2: 查表

26、7.2取z1=2, z2= z1 x n1/n2=2X 1440/ 73.96=38.94" 39.z2在3064之間，故合乎要求。初估 =0.82蝸輪轉(zhuǎn)矩T2:T2=T1X i X=9.55X 106X 5.8X 19.47X 0.82/1440=614113.55 N mm載荷系數(shù)K:因載荷平穩(wěn)，查表7.8取K=1.1材料系數(shù)ZE查表 7.9, ZE=156 MPa許用接觸應(yīng)力二0H查表 7.10, L 0H=220 MpaN=60X jn2X Lh=60 X 73.96X 1 X 12000（式 3.7）（式 3.8）=5.325X 107ZN=8 1075.325 10=0.

27、81135338H=ZN二 0H= 0.81135338X 220=178.5 Mpa2m di >勺.25Ze=1.1X 614113.55X3.25 燈56220 疋 39=2358.75mm2初選m , di的值:查表7.1取m=6.3, d仁632m di=2500.472358.75導(dǎo)程角mz 6.3漢2tan =可二育=0.2=arcta n0.2=ii.3°滑動(dòng)速度Vs利（式 3.9）60xi000><cosY Vs=630440 兀60 1000 cos11.3=4.84m/s嚙合效率由 Vs=4.84 m/s 查表得 v =1 ° 16&

28、#39;tan（式 3.10） tan（丫 ）1 = tan 11.3°tan 11.32=0.2/0.223=0.896n傳動(dòng)效率取軸承效率 2=0.99，攪油效率3=0.98n n n n=1X 2X 3 =0.896X 0.99X 0.98=0.87T2=T1 Xi X =9.55X 106X 5.8X 19.47X 0.87/1440 =651559.494N mm2檢驗(yàn)m di的值占、23.25zel°h 匕丿=0.x 651559.494X、23.25S56220 x 39丿=1820v 2500.47原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求確定傳動(dòng)的主要尺寸m=6.3

29、mm， di =63mm，z1=2, z2=3963 6.3 39- 2=154.35mm蝸桿尺寸分度圓直徑d1d仁 63mm齒頂圓直徑da1da仁d1+2ha仁(63+2X 6.3)=75.6mm齒根圓直徑df1df1=d1 - 2hf=63 - 2X 6.3(1+0.2)=47.88mm導(dǎo)程角tan =11.30993247° 右旋軸向齒距Px1= n m=3.14X 6.3=19.78mm齒輪部分長度b1b1> m(11+0.06X z2)中心距a=di mz22(式 3.10)=6.3X (11+0.06X 39)=84.04mm取b仁90mm蝸輪尺寸分度圓直徑d2d2

30、=mX z2=6.3X 39=245.7mm齒頂高h(yuǎn)a2=ha*x m齒根高齒頂圓直徑da2=6.3X 1=6.3mmhf2= (ha*+c*) x m=(1+0.2)x 6.3=7.56mm da2=d2+2ha2齒根圓直徑df2導(dǎo)程角=245.7+2X 6.3 x 1.2=230.58mmdf2=d2 - 2m(ha*+c*)=384 - 19.2=364.8mmtan =11.30993247° 右旋軸向齒距Px2=Px1=n m=3.14X 6.3=19.78mm蝸輪齒寬b2b2=0.75da1=0.75X 75.6=56.7mm齒寬角蝸輪咽喉母圓半徑 熱平衡計(jì)算估算散熱面積

31、sin (a /2)=b2/d1=56.7/ 63=0.9rg2=a da2/2=154.35- 129.15=25.2mmA=0.33r a f =0.33訂00丿>a1.75154.35、2=0.7053m< 100 丿(式 3.11) 驗(yàn)算油的工作溫度ti室溫to，取20 。散熱系數(shù)ks : Ks=20 W/(卅C )。,1000(1-"P ,tito(式 3.12)ksA1000 "1-0.87 卜 5.8 “J=+20 !=、_20 97053丿73.45CV 80C油溫未超過限度。潤滑方式由Vs=4.84m/s,查表7.14，采用浸油潤滑，油的運(yùn)動(dòng)粘

32、度 V40 C =350x 10-6 m2/s蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位：mm）蝸輪軸的設(shè)計(jì)最小直徑估算dmin > cx（式 3.10）3產(chǎn)c查機(jī)械設(shè)計(jì)表 11.3得 c=120 dmin> =120x ，7396 =47.34 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5 選dmin=48d1= dmi n+2a =56a> （0.07 0.1） dmi n=4.08 4d2=d1+ （1 5）mm=56+4=60d3=d2+ （1 5）mm=60+5=65d4=d3+2a=65+2x 6=77a> （0.070.1） d3=5.525 6h由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4查得h=5.5b=1.4

33、h=1.4x 5.5=7.7 8d5=d4- 2h=77- 2x 5.5=66d6=d2=60l仁70+2=72蝸桿軸的設(shè)計(jì)最小直徑估算dmin >cx : n=120X=19.09 取 dmin=30d1=dmin+2a=20+2x 2.5=35a=（0.070.1）dmind2=d1+（1 5）=35+5=40d3=d2+2a=40+2x 2=44a=（0.07 0.1）d2d4=d2=40h查機(jī)械設(shè)計(jì)表2H7/S6 配蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用 合，并加臺(tái)肩和螺釘固定，螺釘選 6個(gè) 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表：表3.1幾何尺寸計(jì)算表名稱代號(hào)計(jì)算

34、公式結(jié)果蝸桿中心距aa/g +Z2 )a=154.35傳動(dòng)比iBii=19.47蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角YY = arctan 彳qY =11.31 °蝸桿軸向壓力 角«x1標(biāo)準(zhǔn)值oxi = 20齒數(shù)Ziz1=2分度圓直徑did1 = m qdi = 63齒頂圓直徑daldai =m(q + 2 )dai =75.6齒根圓直徑d f idf1 =m(q -2.4)df1=47.88蝸桿螺紋部分長度bia (ii +o.o6z2 md =90表3.2 幾何尺寸計(jì)算表名稱代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果蝸輪中心距aa = (q +Z2 )a=154.35傳動(dòng)比ii=19.47蝸輪端面壓力角ttt2

35、標(biāo)準(zhǔn)值% =20°蝸輪分度圓柱螺旋角PP = VP=11.31。齒數(shù)乙Z2 = iZi乙=39分度圓直徑d2d2 = m Z2d2 =245.7齒頂圓直徑da2da2 =m(z2 + 2)da2=258.3齒根圓直徑d f 2d f2 = m(z2 2.4 )d f 2= 230.58蝸輪最大外圓直徑de2de2 蘭 da2 +1.5mda2=267.753.3軸的設(shè)計(jì)蝸輪軸的設(shè)計(jì)選擇軸的材料選取45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)，硬度HBS=230,由表查得其許用彎曲應(yīng)力_b=55Mpa查機(jī) 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（表10-1、10-3） 初步估算軸的最小直徑3圧取 C=120，得 dmin> =120X

36、73.96 =47.34mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5,選dmin=63軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位、固定和裝配在單級(jí)減速器中，將齒輪放在箱體正中間，相對(duì)于兩軸承對(duì)稱分布，齒輪右面由軸肩 定位，左面用套筒軸向固定，其周向固定靠平鍵和軸的過渡配合。右面用軸端擋，擋圈作 軸向固定.鍵聯(lián)接作周向固定，軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和 聯(lián)軸器依次右面裝到軸上。 確定軸各段直徑和長度I 段 d仁50mmL仁70mmU段選30212型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為 60mm，寬度為22mm°U段直徑d2=60mm。 川段考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端蓋與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長為

37、38mm。故 L3=40mm， d3=65mm。W段 d4=77mm,L4=70mmV段 d5=d4+2h=77+2X 5.5=88mm,L5=8mm切段 d6=65mm,L6=22mm 叫段 d7=d2=760mm,L7=25按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖（a）圖 繪出軸的受力簡圖（b）圖 繪出垂直面受力圖和彎矩圖（c）圖Fa= 19.46NFt/ 1143?.02245.7= 93.1Fr = Ft ta n： = 93.1 tan 20 = 33.88 n軸承支反力：F RAV33.88 55110= 16.94NFRBV=Fr+FRAV =33.88+16.94=50

38、.82N計(jì)算彎矩：截面C右側(cè)彎矩M cv 二 Frbv L2 = 50.82 551000 =2.795N m截面C左側(cè)彎矩Mcv =Frav L2 =16.94 551000 =0.932N m 繪制水平面彎矩圖（d）圖軸承支反力：Frah = Frbh =93.% "6.55N m截面C處的彎矩M ch = Frah L 2 =46.55 '打。=2.56N m 繪制合成彎矩圖M c= Jm CV + M CH = J2.7952 +2.562 =3.79 “N *m(a)(b)(c)(d)(g)-u.FteA-FaFF RAV_ 132267ABHg AFaF RAV-

39、ABHt11M ec圖3.1低速軸的力矩圖低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩（a）軸的結(jié)構(gòu)與裝配（b）受力簡圖（c）水平面的受力和彎矩圖（f）轉(zhuǎn)矩圖（g）計(jì)算彎矩圖d）垂直面的受力和彎矩圖（e）合成彎矩圖mC = J(Mj )+mCh；0.93222.562 =2.72N *m（6）繪制轉(zhuǎn)矩圖 圖T =9.55 106 Pn6= 9.55 104.5473.96=5.86X 105 N « mm=586 N * m繪制當(dāng)量彎矩圖（g）圖取0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩：N *mM EC = <M f + (aT f = 3.79(0.586 f = 351.62校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度351.62 1

40、0330.1 77= 7.7MPa.二b = 55MPaJ因此安全。 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230,強(qiáng)度極限二B=650 Mpa,屈服極限匚s=360 Mpa,彎曲疲勞極限二=300 Mpa,對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力 匸b=60 Mpa。初步估算軸的最小直徑最小直徑估算dmin > ex3 pT=120x '1440 =19.09 取 dmin=20軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)d=35mm,選軸承圓錐滾子軸承（GB/T297根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承處的軸徑94）,采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)。其中，齒根圓直徑df1 = 47.88 mm分度圓直徑d 63mm，齒頂

41、圓直徑da1 75.6mm,經(jīng)過具體的設(shè)計(jì)和校核，得該蝸桿軸結(jié)構(gòu)符合安全要求3.4蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算d=60mm,外徑按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30212( GB/T297 94)圓錐滾子軸承，內(nèi)徑D=110mm,B=22mm.軸承的徑向載荷軸承B軸承A=46.55216.942 = 49.54 N（式 3.11）二 46.55250.822 =68.92N軸承的軸向載荷軸承的派生軸向力查表得：30212軸承=15S =%.8ctga38' 32（式 3.12）所以，'二氐0.815 3832 =17.173NRb70.8ctg15E832123.89N無外部軸向力因?yàn)镾a v

42、 Sb，軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為AA = SA T7.173N = AB計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由表查得圓錐滾子軸承30211的e = 0.4取載荷系數(shù)fP =1.2，咋 “347軸承 A: Ra49.54v e取X=1，Y=0，則卩“怙疋Y陽=1.2X（1X49.54 +0）=59.448N（式 3.14）軸承B:AbRb17.17368.92-0.25v e取 X=1 , Y=0，則 PrB =fp(XRB YAb)1.2 (1 68.92 0) =82.7N蝸桿軸的軸承的選擇和計(jì)算由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選30207圓錐滾子軸承(GB/T29794)，具體的校核過程略減速器鑄造箱體的主要結(jié)

43、構(gòu)尺寸(單位：mrj)(1)箱座(體)壁厚：;=0.04a 3 >8,取: =15,其中 a =154.35箱蓋壁厚：r=0.85、： >8,取"=12箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：b "5. f =22.5，6 =25. = 37.5地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)a=154.35,得df = 0.036a 1 15.76，取df=18,地腳螺釘數(shù)目為4個(gè) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d1 =0.75df4(6)箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d2 =(0.50.6)df =914.4,取d2=12(7)表3.3軸承端蓋螺釘直徑表高速軸低速軸軸承座孔(外圈)直 徑100130軸承端蓋

44、螺釘直徑d31216螺釘數(shù)目66(8) 檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為一級(jí)傳動(dòng)減速器，所以取d4=10(9) 軸承座外徑：DD (5 5.5)d3，其中D為軸承外圈直徑， 把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：高速軸：D2 =80+(5 5.5) "2=140144，取 D140 ,低速軸.D2 =110+(5 5.5)漢 16 = 190 198 取 D2 =190 ；(10)表3.4 螺栓相關(guān)尺寸表d f =丿 cf 18d = 14d2=12锪孔直徑D0363026至箱外壁的距離242018至凸緣邊緣的距離201816(10) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：S以di螺栓和d3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡

45、量靠近，一般取S' D2 ；(11) 軸承旁凸臺(tái)半徑：Rl =6 =20，根據(jù)dl而得(12) 軸承旁凸臺(tái)高度：h根據(jù)低速軸軸承外徑D2和dl扳手空間Cl的要求，由結(jié)構(gòu)確定(13) 箱外壁至軸承座端面的距離：L二G c, 5 22 20 5 47 50，取l =48(14) 箱蓋、箱座的肋厚：m1 >0.85 1，取 m1=12，m >0.85：,取 m=14(15) 大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離："'：1 »，取亠=16(16) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度x=1： 10，過渡斜度y=1: 20，鑄造外圓角Ro=5，鑄造內(nèi)圓

46、角r=3。3.5鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核(1) 選用普通平鍵(A型)按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長丨=73mm，查表，選用鍵 22X 14X 63 GB10962003。(2) 強(qiáng)度校核鍵材料選用45鋼，查表知Gp =100120MPa，鍵的工作長度丨=L - b = 63 - 22 = 41 mm,"切+ 7mm，按公式的擠壓應(yīng)力32T 103p kld7 41 63= 64.84MPa(式3.佝2 586.22 103Cp小于P，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。3.6聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算高速軸輸入端的聯(lián)軸器計(jì)算

47、轉(zhuǎn)矩 0=心丁 杳表得 Ka=1.5 有a = KaT =1.5x 38.46 = 57.69N m 杳表 選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器,材料為 35鋼,許用轉(zhuǎn)矩T=125Nm,許用轉(zhuǎn)速n= 4600 r/min。LT5 聯(lián)軸器 30 X 50 (GB4323 84)選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為 30mm,選用鍵8X 7X45 GB1096-79,對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見(),鍵的工作長度l = L - b = 45 - 8 = 37 mmk="=7=3.522 mm,按公式的擠壓應(yīng)力32T 103kld32 38.46 1033.5 37 30= 19.8M

48、Pa<；p合格。所以高速級(jí)選用的聯(lián)軸器為LT5聯(lián)軸器 30X 50 (GB432384)，所用的聯(lián)結(jié)鍵為 8X 7X 45 ( GB1096 79)。低速軸輸出端的聯(lián)軸器由低速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器LT8聯(lián)軸器50X 70 (GB432384)，所用的聯(lián)結(jié)鍵為14X 9X 60 (GB109679),具體的計(jì)算過程與上同，因此省略。減速器的潤滑減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤滑，這是為了減少摩擦磨損和提高傳動(dòng)效率，并 起冷卻和散熱的作用。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選型可完成機(jī)構(gòu)間歇運(yùn)動(dòng)的有：棘輪機(jī)構(gòu)，槽輪機(jī)構(gòu)和不完全齒輪機(jī)構(gòu)。在前面的傳輸方 案中，選擇棘輪機(jī)構(gòu)，其棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，易于

49、制造和相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)，可以比較 精確地控制旋轉(zhuǎn)角度以及較高機(jī)械效率等，常用在轉(zhuǎn)速不高和間歇傳動(dòng)裝置中。3.7棘輪機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算棘輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)確定棘輪齒面傾斜角一：。為了讓棘爪推動(dòng)棘輪時(shí)能始終保持緊壓狀態(tài)，齒面滑向齒根部，棘輪齒面傾斜角必須 大于棘輪與棘爪之間的摩擦角，即1：-,取1 =10。確定棘輪的齒數(shù)Z棘輪的最小轉(zhuǎn)角71 min為71 min=s/l 360° =36°所以 Z= 360° / 36° =12確定da df ,及pda=mz=6 30mm = 180mmdf=da-2h= (180 -2 0.75 6)mm=171mmP= n m

50、=3.14 6mm = 18.85mmL=2p=2 18.85mm = 37.70mm4執(zhí)行機(jī)構(gòu)4.1彈簧的受力計(jì)算計(jì)算彈簧受力設(shè)彈簧端克服果核的力，則彈簧受力為：F=PA=1 105N/mm n d12/4，其中山楂核dl彈簧還需克服山楂下降重力：2G=mv?= m 4n R /4其中R為山楂核半徑則彈簧受合力：F合=F+G考慮制造加工藝術(shù)，增加1.2倍系數(shù)FF G選材料：一般選用碳素彈簧鋼絲 65Mn或琴鋼絲選取65Mn,鋼絲直徑d=1.5mm。查表計(jì)算許用用力：查表I類載荷的彈簧考慮材料的抗拉強(qiáng)度二b與鋼絲直徑d有關(guān)查表二 b=21502450Mpa安全系數(shù) K=1.11.3，取 K=1

51、.2，貝，二 b=1791.72041.7Mpa因此二 b=1791.7Mpa查表，取切變模量 G=78.8 103Mpa查表，取許用用力 s =0.56 =0.3 1791.7 =537.51Mpa選擇彈簧旋繞比C:根據(jù)表初步選C=20計(jì)算鋼絲直徑：d 一 16. KFC /!. 1K為曲度系數(shù)，F(xiàn)為彈簧受力取 K=1.11.3計(jì)算彈簧中徑D=cd計(jì)算彈簧有效圈數(shù)n二Gd4f =8FD3， 則總?cè)?shù)n總二門+nl 計(jì)算實(shí)驗(yàn)載荷3Fs d s/8D自由高度H0=nt+1.5d=55t為初步估算節(jié)距t =d - f/n V(=：0.1d)系列值H0取整值節(jié)距計(jì)算t=(H0-1.5d)/n=2.3

52、彈簧螺旋角:-a r c t a/Tt(d)彈簧的穩(wěn)定性計(jì)算b :5.3,即可滿足穩(wěn)定性要b求 H0/d彈簧的展開長度：L= n Dnl/cos ： =80mm4.2山楂定位盤尺寸因考慮人工工作的效率和人性化的作業(yè)，所以本設(shè)計(jì)采用直徑300mm的圓盤作定位盤，圓盤上分布12個(gè)直徑為10mm的山楂定位孔。為了讓定位盤工作期間性能穩(wěn)定可靠， 不產(chǎn)生傾斜，本設(shè)計(jì)采用雙鍵連接軸，基孔制配合為H7。4.3山楂定位盤主軸選擇軸的材料該軸由于特殊要求，選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理230-280,查表得；b=640Mpa初步估算軸d min =110 30.34mm = 19mm取軸d=20mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由軸上零件

53、的布置和估算得到的軸徑，進(jìn)行軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定軸上與定位盤聯(lián)結(jié)鍵 截面尺寸為b h=8mm 7mm，配合為H7/r6。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合使用基孔制，軸的 尺寸公差m6。在軸的兩端均有2 45°倒角。軸的強(qiáng)度驗(yàn)算(1)主軸上間歇輪上的作用力大小轉(zhuǎn)矩：5 PT =95.5 10n0.34 = 95.5 1081170(N m)20圓作用直徑：df = 39.9mm圓周力：Ft=2T/a=2 81170/39.9 =4 0 62徑向力：Ft 二 Fv/2.653 =1534N軸向力：Fa 二 Fv /3.734 h 0 9ND求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩Fbv =(Ft 29.5 Fa d1)/210.5 29.5 = 279NFdv = Ft - Fbv = 1534 - 279 = 1255N界面C處彎矩為：Me站二Fbv 2 1 3=5 8 7 3N)M)Mm = Fdv "9.