廢舊電池拆解機畢設說明書

1、.摘要電池作為一種常見的日用品深入到我們的生活。它的種類繁多，按照使用次數可以分為：一次性電池和充電電池。根據材料，可分為：鋅錳電池、堿錳電池、鋰電池、鎳電池、燃料電池及太陽能電池等。根據用途可分為：一般電池、車載電池、手機電池等。本設計只針對7號電池.本設計為廢舊電池拆解機，它可以一次性將7號電池的碳棒，內部物質，電池皮一次分開，它的工作流程簡單，并是一次性對電池分解，每兩秒鐘分解一枚電池，效率較高，無污染，分解出的三種物質可以自動分開，并分別處理。然而7號電池作為一種結構較為復雜的東西，在沒有人工的處理下，很難再將其進行更為細化的拆分處理，本設計將電池也僅能拆分出三部分。這也是電池在拆分這

2、個領域很難完成的一個技術難點。此次設計的重點在于效率的提高，和分解的成功率上。這兩點的提高將能夠很大程度上解決電池對環(huán)境的污染，和再回收利用。關鍵詞：7號電池； 污染； 回收利用；AbstractBattery as a common commodity in-depth to our lives. It's a wide range, according to frequency of use can be divided into: single cells and rechargeable batteries. According to materials, can be div

3、ided into: battery, alkaline manganese batteries, lithium battery, nickel battery, fuel cells and solar batteries. According to use can be divided into: general batteries, car batteries, cell phone batteries. This design is used batteries dismantling machine, it can be a one-time battery to 7 carbon

4、 rod, the internal material, a separate battery skin, its work flow is simple and one-time battery decomposition, decomposition of a battery every two seconds, high efficiency, no pollution, decomposition of the three substances can be automatically separated and treated separately. However, the bat

5、tery 7 as a more complex structure of things, in the absence of manual processing, it is difficult then a more detailed split of its processing, the design of the battery has only a three-part split. This is also the battery is difficult to split this field to complete a technical difficulty. The de

6、sign focuses on efficiency, and success rate of decomposition. These two points will be able to resolve much of the battery to improve the environmental pollution, and recycled.Key words: 7th battery; pollution; recycling;目 錄畢業(yè)設計（論文）任務書··········

7、3;·····························1摘要（中文）···················

8、83;·······························5（英文）·················

9、3;·································6第一章 概述···············

10、83;···································81.1電池拆解的意義············

11、3;···························81.2研究的現(xiàn)狀及已有成果····················&#

12、183;·············81.3針對現(xiàn)狀進行改進··································&#

13、183;···8第二章 文獻綜述·············································

14、;··92.1使用電池的概況········································92.2當前電池回收狀況····

15、··································92.3針對現(xiàn)狀進行改進··············

16、························9第三章 廢舊電池拆解機的用途、規(guī)格、主要技術性能···············103.1 廢舊電池拆解設備的用途····

17、····························103.2目標、規(guī)格、主要技術性能···················&

18、#183;··········10第四章 廢舊電池拆解機的方案分析與設計·························114.1 設備的功能原理分析········&

19、#183;···························114.2廢舊電池拆解機的總體方案設計···················

20、········114.3主要技術參數的確定及校核·······························164.3.1尺寸參數的確定······

21、;······························164.3.2運動參數的確定·················

22、83;··················214.3.3動力參數的確定及校核····························

23、3;·22結束語················································

24、;·········22參考文獻········································

25、;···············33第一章 概述由于資源緊張和治理環(huán)境的需要，世界各國都對廢電池的回收利用予以高度的重視，廢電池的管理刻不容緩，如何使廢電池資源化和無害化已迫在眉睫。面對日益增加的廢舊電池，一些專家指出我國廢電池潛在危害不容忽視，急待引起全社會的廣泛重視和關注。我國是電池生產和消費大國，廢電池污染已成為迫切需要解決的重大環(huán)境問題。但面對大量的廢舊電池，它的電池回收處理正面臨著非常困難的局面。專家指出，這種困難緣于國內廢舊電池處理行

26、業(yè)還沒有建立一套產業(yè)化、規(guī)?；\作模式，以及缺乏政策扶持。如果不能盡快采取措施制止這一污染蔓延，其后果要比“白色污染”嚴重得多。1.1電池拆解的意義另一方面，如果能對這些廢棄電池中各種物質進行有效回收再利用，這些廢棄物又可變成一種新的資源來源，即減少了環(huán)境的污染程度，又增加了可利用資源的數量和品種。1.2研究的現(xiàn)狀及已有成果中國專利申請文件公開了一種回收處理混合廢舊電池的方法及其專用焙燒爐，該方法包括：（1）廢舊電池的去包裝放電處理；（2）電池破碎并洗去電池中的電解液；（3）水洗粉碎物、球磨、焙燒分離有機物、汞、鎘和鋅；（4）用篩分的方法分離電池外殼、鐵質和銅質集流體；（5）篩下物用堿浸除鋁和

27、鋅，再經焙燒后酸溶解，在使用化學沉淀、溶劑萃取方法分離酸溶液中的稀土元素、雜質、鎳和鉛元素。據稱該方法工藝經濟合理，效果良好，不需對混合廢舊電池進行預先分類分揀。但是該方法及其設備，采用火法冶金和濕法冶金工藝，對大量的混合回收的廢舊電池僅僅作雜燴式、不加區(qū)分的處理很難適應電極材料和結構日益更新的發(fā)展趨勢，二處理回收效率和二次污染殘留也難以進一步改善。1.3針對現(xiàn)狀進行改進針對現(xiàn)有技術的上述缺點，本設計的目的是要提供一種廢棄電池拆分工藝及系統(tǒng)，其具有如下優(yōu)點：能適應和結構日益發(fā)展的趨勢、能對混合搜集的常用廢棄帶你吃進行多級高效分解，且自動化程度高，為提高廢舊電池深度回收的效率、改善二次污染殘留奠

28、基基礎。第二章 文獻綜述2.1使用電池的概況我國是電池生產和消費大國，電池年產量在140億150億枚。電池作為一種常見的日用品深入到我們的生活。它的種類繁多，按照使用次數可以分為：一次性電池和充電電池。根據材料，可分為：鋅錳電池、堿錳電池、鋰電池、鎳電池、燃料電池及太陽能電池等。根據用途可分為：一般電池、車載電池、手機電池等。然而廢舊電池也是一種很厲害的污染物。據中國電池工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計：2006年我國生產電池總量（不含鉛酸電池）322億只，其中國內市場消費量146億只，折合重量達30余萬噸。2006年鉛酸蓄電池產量8500萬千伏安時，耗用金屬鉛約170 萬噸，產生廢舊鉛酸蓄電池約260萬噸。這些

29、電池作廢以后如果得不到良好的處理，將對環(huán)境產生極大地危害。含汞、含鎘、含鉛的這類電池有很多可以回收利用的金屬元素，如果能加以利用不僅起到了環(huán)保的作用，還節(jié)省了資源。我國干電池生產年消耗鋅，約為年鋅總產量的15%左右。另外有資料顯示廢電池中有用的資源可占到90%以上.。如果能加以利用，其資源價值十分可觀。2.2當前電池回收狀況法律法規(guī)方面：我國有關政府管理部門對廢電池問題非常重視。國家環(huán)保總局等9部委于1997年出臺的關于限制電池中含汞量的規(guī)定中要求：自2001年1月1日起，禁止在國內生產汞含量大于電池總重量0.025%的電池；自2001年1月1日起，凡進入國內市場銷售的國內、外電池產品（含與用

30、電器配套的電池），在單體電池上均需標注汞含量（例如：“低汞”或“無汞”）字樣，未標注汞含量的電池不準進入市場銷售。自2002年起，禁止在國內經銷汞含量大于0.025%的電池。自2005年1月1日起，禁止在國內生產汞含量大于電池總重量0.0001%（1ppM）的堿錳電池；自2006年1月1日起，禁止在國內經銷汞含量大于0.0001%的堿錳電池。   2003年國家環(huán)?？偩值任宀课C布的廢電池污染防治技術政策中要求：各級人民政府應制定鼓勵性經濟政策等措施，加快符合環(huán)境保護要求的廢電池分類收集、貯存、資源再生及處理處置體系和設施建設，推動廢電池污染防治工作。同時規(guī)定：廢一次電池的

31、回收,應由回收責任單位審慎地開展。目前,在缺乏有效回收的技術經濟條件下，不鼓勵集中收集已達到國家低汞或無汞要求的廢一次電池。2.3目前電池處理的方法1.運往專門的有毒、有害垃圾填埋場這種做法不僅花費太大，而且還造成浪費。2.高溫高壓分解瑞士有兩家專門加工利用舊電池的工廠，采取的方法是將舊電池磨碎，然后送往爐內加熱，這時可提取揮發(fā)出的汞，溫度更高時鋅也蒸發(fā)，它同樣是貴重金屬。不過，熱處理的方法花費較高，瑞士還規(guī)定向每位電池購買者收取少量廢電池加工專用費3.人工拆解：我國有些地區(qū)采用人工拆解來得到電池中的有用物質。這種方法對工人的健康又很大影響，所以不應提倡。 4.磁性低溫分解將廢舊干電池放進一臺

32、體積為2立方米的機器內，利用地球磁場和低溫，經過一天的時間可將電池完全分解成為灰渣，這臺機器就是鍋爐廠近日發(fā)明制造的廢舊電池及廢棄有機固化物分解裝置。但此裝置只能對電池進行無污染的銷毀，并沒有回收利用第三章 廢舊電池拆解機的用途、規(guī)格、主要技術性能3.1 廢舊電池拆解設備的用途我所設計的電池拆解設備只針對7號電池的拆分A) 將尺寸相同的電池上載到相同的傳送帶上。B) 采用電池無損檢測器，對傳送帶上的電池內部結構作實施測定。C) 排列整齊后從各料倉出口輸出。D) 將從各料倉出口輸出地排好的電池輸出到廢棄電池破殼機，進行自動破殼。E) 將破殼后得到的課題與電池的正極、負極、隔膜進行分離，歸入相應的

33、儲槽。F) 將各儲槽中電極分貝進行處理。 圖1 拆解裝置流程圖3.2目標、規(guī)格、主要技術性能平均每兩秒鐘完成一次對一枚7號電池的拆解。將碳棒，電解質，電池皮基本分開，每天的總量在500kg上下。第四章 廢舊電池拆解機的方案分析與設計4.1設備的功能原理分析根據7號電池結構的特性 如圖所示圖1在切除了電池的正極或負極之后，電池為中通的結構，如此結構可用沖壓的方式推動電池軸向撞擊分解裝置，從而一次性將電池的碳棒，電解質，電池皮分離開來。但在電池撞擊分解裝置之前，首先接觸分解裝置的那一極（正極或負極均可）必須先被切開才可，所以在沖壓機構在推動電池的過程當中必須在中途有一次停頓，然后由切削機構將電池首

34、先接觸分解裝置的那一極切開，即可以順利分解。4.2廢舊電池拆解機的總體方案設計現(xiàn)在我們需要一個可以做間歇運動的曲柄滑塊機構，以此帶動沖壓一般來說，傳動方案的選擇有如下原則(1) 綜合利用各種類型的傳動方式通常，電氣傳動用作動力機的驅動和控制系統(tǒng)；機械傳動是傳動裝置中支撐性的部件，用于傳動比確定和精度要求較高的場合；液壓傳動不僅擔負傳動功能同時也用于實現(xiàn)工作機部分的執(zhí)行機構；氣動傳動多用于輔助性的傳動；磁力傳動多用于有阻隔要求的場合。(2) 功率是方案選擇的重要因素對于一些功率傳動裝置，在滿足工作性能的前提下應選用結構簡單，初始費用低廉的方案；對于大功率傳動系統(tǒng)，為了節(jié)能和降低成本，在選擇方案時

35、要著重考慮傳動效率。 (3) 工作機的變速要求若動力機本身的調速性能能夠適應工作機的要求，可選直聯(lián)方式或固定傳動比的傳動裝置；若動力機調速特性不能滿足要求，除非工作機要求無級變速，否則應優(yōu)先采用有級變速傳動；要求工作機與動力機同步時，應采用無滑動的傳動裝置。(4) 標準化應盡量選用專業(yè)廠家生產的標準部件或組件，同時應考慮所設計的產品在制造時的技術水平。(5) 固定傳動比傳動對于固定傳動比的傳動應優(yōu)先采用機械式傳動裝置。 1) 采用盡量短的傳動鏈。 2) 合理安傳動機構順序。連桿機構、凸輪機構等通常設置在靠近工作機即低速的一端，摩擦傳動、圓錐齒輪副等安排在高速端。3) 合理分配傳動比。單級傳動比

36、一般不要超過規(guī)定值級傳動的各級傳動比不要超過規(guī)定值；各級傳動比的差值亦不要過大，最好是對傳動比分配進行優(yōu)化設計。(6) 有級變速傳動變速比較頻繁而且精度要求較高時宜采用直齒圓柱齒輪變速裝置，如機床主軸箱、進給箱等；變速不頻繁的可采用變換齒輪的變速裝置，但變速須在停車時操作，難以自動控制功率的簡單傳動可用柔性傳動帶(鏈) 和塔輪裝置實現(xiàn)，如自行車、臺鉆等機械力傳動中用變極電動機可直接得到多級輸出轉速，輸出特性是剛度較大；液壓傳動中可使用有級變速液壓馬達擴大傳動系統(tǒng)的調速比。 (7) 無級變速傳動機械、電力和流體傳動等都可實現(xiàn)無級調速。1) 機械式無級調速傳動。應用廣泛，有標準化或系列化的無級變速

37、器，適合中功率傳動，恒功率特性好。2) 電力無級調速傳動。功率范圍大而且容易實現(xiàn)自動控制和遙控，響應速度很高，但恒功率特性差。 3) 液壓無級調速傳動。與電力調速相比，其尺寸、質量、轉動慣量等都比較小，響應速度更高，但受管路長度的影響較大，另外，可能會有油液泄漏和噪聲發(fā)生。 4) 氣壓無級調速傳動。多用于小功率和防燃、防爆的場合。(8) 按能量流動方向選擇1) 單流傳動結構相對簡單、故應用廣泛。但能量經過每個傳動組件，所以各組件都要設計成較高的效率和較大的尺寸。 2) 分流傳動工作機的執(zhí)行組件較多且功率不大時，可采用一個動力機的分流傳動，加普通車床。其中最大功率流的傳動效率應設法盡量提高。 3

38、) 匯流傳動工作機速度低而功率大時，可采用多動力機的匯流傳動，以便減少產品的整體尺寸和質量。 4) 混流傳動可以獲得良好的輸出特性(效率，變矩系數，調速比等) 。混流傳動以雙流傳動的應用較多。如轎車采用的液力-機械、機械-機械的雙混流傳動。(9) 考慮特殊的傳動要求 1) 起動如起動時有負載，而負載轉矩超過動力機起動轉矩，那么必須在動力機與傳動裝置之間設置離合器(或液力偶合器) 。2) 制動要求急速停車或大轉動慣量的機器應設置制動裝置，通常安置在傳動部分或工作機部分，有時也需要在動力機部分制動。 3) 逆向優(yōu)先考慮利用動力機本身的反轉功能，其次考慮在傳動裝置中設置反向機構。 4) 過載載荷變化

39、頻繁、幅度較大，容易產生過載而工作機部分又無過載保護時，傳動系統(tǒng)中應設過載保護裝置。其安裝位置應以能保護多數重要零部件不受損壞為原則。 5) 空檔與空載如果動力機不能適應工作機的起動、停車、變速等要求時，應在變速裝置中設置空檔；對于可能因空載而導致動力機升速甚至“飛車”的系統(tǒng)，應在動力機部分設置極限調速裝置。所以我選取了由槽輪機構驅動曲柄滑塊機構，便可實現(xiàn)間歇運動的沖壓機構如圖所示圖2沖壓機構推動電池間歇向前運動，在間歇期間由切削機構將電池的正極或負極切斷。因此切削機構也需要做間歇切削運動，并且和沖壓機構基本形成交替間歇運動（沖壓機構運動時切削機構停止且反之）。所以我選擇用槽輪帶動曲柄導桿機構

40、，并且此槽輪主動輪與沖壓機構中的槽輪主動輪為同軸同步運動，選擇使用同軸是用來避免兩套機構的運動誤差隨著時間愈來愈大。如圖圖3若如此做，切刀也需要做出簡單的調整設計，因為在切刀向下切削后，由于沖壓頭的阻擋切刀無法正常返回原位來進行下一次的切削，故添加一個由拉力彈簧驅動復位的轉動副，這樣便可以使切刀在彎曲后回到初始位置，并在拉力彈簧作用下回復直立。如圖圖4然后是分解裝置，切刀將電池的正或負極切除后，沖壓頭繼續(xù)推動電池向前移動，便會接觸到分解裝置，分解裝置是我設計的分解頭，結構圖如下圖5圖中1中心通孔，2分離孔，3弧形刀刃。由圖可知電池從左側接觸分解頭后，碳棒由中心通孔走出，電池內部物質由分離孔流出

41、，而電池皮經過弧形刀刃后被撐開并由弧形刀刃外側脫落。這樣電池的碳棒，內部物質，電池皮由此分開，被分別裝在不同箱體內。而在所有這些之前，還需要很關鍵的一步，因為電池需要一枚一枚的被拆解，所以我們需要將集中在一起的電池（一箱雜亂放置的電池）分離開來，將電池一枚一枚的傳送到沖壓裝置的電池沖壓腔內，并且還要保持電池傳送頻率與沖壓頻率相吻合，為了讓兩者的時序配合誤差不隨時間的變化而增大，還要保持恒定，我們要將電池傳送裝置和沖壓裝置的槽輪同軸（即兩者由同一臺電動機驅動）。電池傳送裝置簡圖如下圖6圖中電池槽與傳送帶相連接且同步運動，第一枚電池從傳送帶掉落到蹺蹺板上然后滾到蹺蹺板左側，待第二枚電池掉落到翹翹板

42、上時，將第一枚電池翹起，翹起后進入到前行腔軌道，最后進入到沖壓腔內。如此往復，形成頻率基本穩(wěn)定的電池傳送系統(tǒng)。優(yōu)點在于電池槽，蹺蹺板，前行腔軌道，可以保持電池方向不變，且只進行滾動不發(fā)生滑動，最后以正確的狀態(tài)進入沖壓行腔。 驅動及減速部分是由電動機-小帶輪-V帶-大帶輪-減速器順序來完成。布局方案的確定結構及布局的方案確定有以下機電注意事項(1) 注意機械結構和功能結構的對應關系； (2) 防止遺漏那些實現(xiàn)局部功能的結構設計； (3) 實現(xiàn)結構設計的優(yōu)化； (4) 掌握循序漸進和反復修改的關系； (5) 比前幾個設計階段更加重視工藝性； (6) 結構草圖的繁簡程度和取舍內容應以能夠進行比較和評

43、價為原則。整體布局方案圖7 工作原理的三維建模圖形4.3主要技術參數的確定4.3.1尺寸參數的確定連桿類機構尺寸確定7號電池的尺寸：高度h=44mm，正負極直徑r=10mm。沖壓行腔的腔內直徑d=11mm。這樣能夠保持7號電池徑向的固定作用。設計沖壓頭的行程s=200mm，所以可知曲柄的長度L1=s/2=100mm。連桿的長度設計為L2=240mm。如圖所示圖8此曲柄滑塊機構由槽輪機構去動做間歇運動。切削機構采用曲柄導桿機構。導桿的終端擺動弧度（rad）設計在30度。擺動弧長為 20。則導桿總長度為370mm。轉動副在導桿的2/3處。如圖所示圖9此曲柄導桿機構由上述槽輪與其同軸轉動的另一個槽輪

44、驅動，做間歇回轉運動。傳送帶部分尺寸確定傳送帶的傳送方向與地面呈45度角。經測量傳送帶兩卷筒的中心距為280mm，且傳送帶的帶寬應稍長于7號電池的高度，帶寬取長50mm。而卷筒直徑r=40mm.規(guī)定每天處理電池的量=500kg，根據7號電池的平均重量，可得出處理一枚電池需要2秒鐘時間。因此我設計卷筒的轉速也為2秒鐘一轉。故在傳送帶上安裝的每個電池槽的距離應為卷筒的直徑長度，即s=80mm。V帶部分尺寸確定傳動功率取q=1.05kW主動軸轉速n1取1440r/min從動軸轉速n2取360 r/min傳動比為i=4設計功率Pd=KAP 取KA=1.1則Pd=1.04kW則小帶輪的基準直徑為dd1=

45、63mm大帶輪的基準直徑為dd2=idd1（1-）取=0.015（0.010.02）dd2=248.22mm選取標準值dd2=250mm初定軸間距通過計算的方法確定0.7（dd1+ dd2）a02（dd1+ dd2）219a0626取a0=450mmLd0=1411.09mm選取基準長度Ld0=1400mm實際軸間距a444mm單根V帶傳遞的額定功率P1=2.8kW傳動比i1的額定功率增量P1=0.5kW計算公式帶速小帶輪包角V帶的根數確定參數小帶輪包角修正系數K=0.99帶長修正系數KL=0.96計算結果V=4.62m/s=155.87°z=1單根V帶的預緊力作用在軸上的力確定參數

46、V帶每米的長質量m=0.12kg/m計算結果=174.23N =340.76N則實際傳動比為i=3.97則輸出速度為n=352.64r/min。卷筒尺寸的確定總卷繞圈數n總= H m/D0+n安+n固H揚程，11m；m滑輪倍率，6；D0卷筒直徑，0.04m;n安安全圈數，1.5； n固鋼絲繩固定所需要的圈數，3則n總=11×6/(×1.226)+1.5+322圈取節(jié)距t=29mm則L0=22×29=38mm取L1=43 mm，L2=100 mm，L光=64 mm則L=2 L0+ L1+ L2+ L光=143mm卷筒壁厚的確定0.015D0+10=0.015

47、5;126+10=8mm，取=10 mm如圖所示圖10滾筒軸的設計尺寸二級減速器齒輪部分尺寸的確定布置與結構結構形式 ConS=閉式齒輪1布置形式 ConS1=對稱布置齒輪2布置形式 ConS2=對稱布置齒輪3布置形式 ConS3=對稱布置齒輪4布置形式 ConS4=對稱布置減速器的總傳動比 i=6，則設計分配到兩組齒輪i1=i2=2.45。齒輪精度齒輪1第組精度 JD11=7齒輪1第組精度 JD12=7齒輪1第組精度 JD13=7齒輪1齒厚上偏差 JDU1=F齒輪1齒厚下偏差 JDD1=L齒輪2第組精度 JD21=7齒輪2第組精度 JD22=7齒輪2第組精度 JD23=7齒輪2齒厚上偏差 J

48、DU2=F齒輪2齒厚下偏差 JDD2=L齒輪3第組精度 JD11=7齒輪3第組精度 JD12=7齒輪3第組精度 JD13=7齒輪3齒厚上偏差 JDU1=F齒輪3齒厚下偏差 JDD1=L齒輪4第組精度 JD21=7齒輪4第組精度 JD22=7齒輪4第組精度 JD23=7齒輪4齒厚上偏差 JDU2=F齒輪4齒厚下偏差 JDD2=L齒輪基本參數模數(法面模數) Mn=2.5(mm)端面模數 Mt=32.5螺旋角 =0.00 (度)基圓柱螺旋角 b=0.00 (度)齒輪1齒數 Z1=20齒輪1變位系數 X1=0.00齒輪1齒寬 B1=25.00(mm)齒輪1齒寬系數 d1=0.298齒輪2齒數 Z2=

49、49齒輪2變位系數 X2=0.00齒輪2齒寬 B2=20.00(mm)齒輪2齒寬系數 d2=0.069齒輪3齒數 Z1=25齒輪3變位系數 X1=0.00齒輪3齒寬 B1=30.00(mm)齒輪3齒寬系數 d1=0.298齒輪4齒數 Z2=61齒輪4變位系數 X2=0.00齒輪4齒寬 B2=25.00(mm)齒輪4齒寬系數 d2=0.069總變位系數 Xsum=0.00標準中心距a1=100(mm)a2=122.5(mm)實際中心距其中中心距變動系數因為角度為0，所以實際中心距即為標準中心距中心距變動系數 yt=0.00齒高變動系數 yt=0.00端面重合度 =1.74縱向重合度 =0.00總

50、重合度 =1.74分度圓直徑齒頂高齒根高壓力角 an=20°齒輪1分度圓直徑 d1=50 (mm)齒輪1齒頂圓直徑 da1=54.8 (mm)齒輪1齒根圓直徑 df1=44.3 (mm)齒輪1基圓直徑 db1=40.43 (mm)齒輪1齒頂高 ha1=2.4 (mm)齒輪1齒根高 hf1=2.85 (mm)齒輪1全齒高 h1=5.25 (mm)齒輪1齒頂壓力角 at1=28.71 (度)齒輪2分度圓直徑 d2=122.5 (mm)齒輪2齒頂圓直徑 da2=127.5 (mm)齒輪2齒根圓直徑 df2=116 (mm)齒輪2基圓直徑 db2=106.42 (mm)齒輪2齒頂高 ha2=

51、2.5 (mm)齒輪2齒根高 hf2=3 (mm)齒輪2全齒高 h2=5.5(mm)齒輪2齒頂壓力角 at2=22.998480(度)同理可得到齒輪3齒輪4的齒頂圓、齒根圓、分度圓、基圓直徑，及齒頂高、齒根高齒全高。齒頂高系數 ha*=1.00頂隙系數 c*=0.25壓力角 *=20(度)端面齒頂高系數 ha*t=1.00端面頂隙系數 c*t=0.25端面壓力角 *t=20.00 (度)端面嚙合角 t'=20.00 (度)4.3.2運動參數的確定沖壓及切削機構運動參數的確定根據已知數據，處理電池的速度為0.5枚/s，也就是兩秒鐘處理一枚電池。所以沖壓頭往復一次需要2s則帶動沖壓頭的曲柄

52、滑塊轉速n=0.5r/s，且與槽輪的從動輪同軸同速，即0.5r/s 我所選用的槽輪機構，其主動輪與從動輪的平均速度的比值=2，即兩輪的平均傳動比i=2 所以槽輪主動輪轉速n=1r/s 而切削機構由另一組槽輪驅動，且與上述槽輪同軸同速 所以n=1r/s電機及減速部分運動參數的確定若選取轉速為1440r/min的電動機，每秒轉速為24轉，n=24r/s i=24r/s/1r/s=24，故傳動比為24 所以我們從電機到槽輪主動輪的傳動需要傳動比i=24的減速部分。 經過設計計算，我選取由帶傳動及二級減速器共同完成這傳動比i=24的減速部分，首先由電動機連接小帶輪，大帶輪連接二級減速器，二級減速器連接

53、槽輪機構的主動輪，達到減速效果，并設計帶傳動的傳動比i=4，二級減速器的傳動比i=6，故i總=24，可達到預期效果。傳送帶部分運動參數的確定本設計中，由于傳送帶卷筒的運動方向與槽輪主動輪的運動方向呈90度的夾角，且槽輪1r/s的轉速高于卷筒所需轉速（如圖7所示）。經實際考察，卷筒所需轉速n=0.5r/s，因此我們需要即改變傳動方向，又改變傳動轉速的裝置。我選擇使用一級錐齒輪減速器，傳動比i=2，如圖所示圖11 一級錐齒輪減速器4.3.3動力參數的確定及校核電動機動力性能的選擇選擇相應的電動機。設計沖壓頭對電池的沖壓力為300N，沖壓速度為70mm/sV帶傳送的效率1=0.96滾動軸承的效率2=

54、0.99（4對）聯(lián)軸器的效率3=0.97齒輪傳動的效率為0.95總效率=1243=0.841電動機所需的功率為=25w則選擇Y801M-4即可，同步轉速1440r/min，額定功率為0.55kw，滿載轉速1390r/min減速器齒輪動力參數確定傳遞功率 P=1.04(kW)減速器的輸入轉速 360(r/min)輸出轉速 60(r/min)總傳動比 i=6則i1=i2=2.45高速齒輪設計由T=9549P/n式中：P為齒輪傳遞的功率（kW）；T為傳遞的轉矩（N·m）；n為齒輪的轉速傳遞轉矩 T=28.16(N·m)原動機載荷特性 SF=輕微振動工作機載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)預

55、定壽命 H=10000(小時)材料及熱處理（高速齒輪）齒面嚙合類型 GFace=硬齒面熱處理質量級別 Q=ML齒輪1材料及熱處理 Met1=45<表面淬火>齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=4550齒輪1硬度 HBS1=48齒輪1材料類別 MetN1=0齒輪1極限應力類別 MetType1=11齒輪2材料及熱處理 Met2=45<表面淬火>齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=4550齒輪2硬度 HBS2=48齒輪2材料類別 MetN2=0齒輪2極限應力類別 MetType2=11強度校核數據（高速軸校核）齒輪1接觸強度極限應力 Hlim1=960.0(MPa)齒輪1抗彎疲勞基

56、本值 FE1=480.0(MPa)齒輪1接觸疲勞強度許用值 H1=1210.6(MPa)齒輪1彎曲疲勞強度許用值 F1=709.2(MPa)齒輪2接觸強度極限應力 Hlim2=960.0(MPa)齒輪2抗彎疲勞基本值 FE2=480.0(MPa)齒輪2接觸疲勞強度許用值 H2=1210.6(MPa)齒輪2彎曲疲勞強度許用值 F2=709.2(MPa)接觸強度用安全系數 SHmin=1彎曲強度用安全系數 SFmin=1.40接觸強度計算應力 H= 408.2 (MPa)接觸疲勞強度校核 HH=滿足齒輪1彎曲疲勞強度計算應力 F1= 67.0MPa)齒輪2彎曲疲勞強度計算應力 F2= 63.7 (

57、MPa)齒輪1彎曲疲勞強度校核 F1F1=滿足齒輪2彎曲疲勞強度校核 F2F2=滿足強度校核相關系數齒形做特殊處理 Zps=特殊處理齒面經表面硬化 Zas=不硬化齒形 Zp=一般潤滑油粘度 V50=120(mm2/s)有一定量點饋 Us=不允許小齒輪齒面粗糙度 Z1R=Rz6m(Ra1m)載荷類型 Wtype=靜強度齒根表面粗糙度 ZFR=Rz16m (Ra2.6m)圓周力 Ft=670.476(N)齒輪線速度 V=1.551(m/s)使用系數 Ka=1.10動載系數 Kv=1.31齒向載荷分布系數 KH=1.00綜合變形對載荷分布的影響 Ks=1.00安裝精度對載荷分布的影響 Km=0.00

58、齒間載荷分布系數 KH=1.33節(jié)點區(qū)域系數 Zh=2.495材料的彈性系數 ZE=189.800接觸強度重合度系數 Z=0.86接觸強度螺旋角系數 Z=1.00重合、螺旋角系數 Z=0.86接觸疲勞壽命系數 Zn=1.30潤滑油膜影響系數 Zlvr=0.97工作硬化系數 Zw=1.00齒間載荷分布系數 KF=1.47抗彎強度重合度系數 Y=0.68抗彎強度螺旋角系數 Y=1.00抗彎強度重合、螺旋角系數 Y=0.68壽命系數 Yn=2.06齒接觸強度尺寸系數 Zx=1.00齒向載荷分布系數 KF=1.00根圓角敏感系數 Ydr=1.00齒根表面狀況系數 Yrr=1.00尺寸系數 Yx=1.0

59、0齒輪1復合齒形系數 Yfs1=4.15齒輪1應力校正系數 Ysa1=1.60齒輪2復合齒形系數 Yfs2=3.95齒輪2應力校正系數 Ysa2=1.78低速軸齒輪設計傳遞功率P=1.04kW齒輪3轉速n3=147r/min齒輪4轉速n4=60r/min由T=9549P/n式中：P為齒輪傳遞的功率（kW）；T為傳遞的轉矩（N·m）；n為齒輪的轉速傳遞轉矩 T=96.57(N·m)原動機載荷特性 SF=輕微振動工作機載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)預定壽命 H=10000(小時)材料及熱處理齒面嚙合類型 GFace=硬齒面熱處理質量級別 Q=ML齒輪3材料及熱處理 Met1=45&l

60、t;表面淬火>齒輪3硬度取值范圍 HBSP1=4550齒輪3硬度 HBS1=48齒輪3材料類別 MetN1=0齒輪3極限應力類別 MetType1=11齒輪4材料及熱處理 Met2=45<表面淬火>齒輪4硬度取值范圍 HBSP2=4550齒輪4硬度 HBS2=48齒輪4材料類別 MetN2=0齒輪4極限應力類別 MetType2=11強度校核數據齒輪3接觸強度極限應力 Hlim3=960.0(MPa)齒輪3抗彎疲勞基本值 FE3=480.0(MPa)齒輪3接觸疲勞強度許用值 H3=1210.6(MPa)齒輪3彎曲疲勞強度許用值 F3=709.2(MPa)齒輪4接觸強度極限應力

61、 Hlim4=960.0(MPa)齒輪4抗彎疲勞基本值 FE4=480.0(MPa)齒輪4接觸疲勞強度許用值 H4=1210.6(MPa)齒輪4彎曲疲勞強度許用值 F4=709.2(MPa)接觸強度用安全系數 SHmin=1.00彎曲強度用安全系數 SFmin=1.40接觸強度計算應力 H=708.1(MPa)接觸疲勞強度校核 HH=滿足齒輪3彎曲疲勞強度計算應力 F3=153.5(MPa)齒輪4彎曲疲勞強度計算應力 F4=142.4(MPa)齒輪3彎曲疲勞強度校核 F3F1=滿足齒輪4彎曲疲勞強度校核 F4F2=滿足7.強度校核相關系數強度校核相關系數齒形做特殊處理 Zps=特殊處理齒面經表

62、面硬化 Zas=不硬化齒形 Zp=一般潤滑油粘度 V50=120(mm2/s)有一定量點饋 Us=不允許小齒輪齒面粗糙度 Z3R=Rz6m(Ra1m)載荷類型 Wtype=靜強度齒根表面粗糙度 ZFR=Rz16m (Ra2.6m)刀具基本輪廓尺寸 圓周力 Ft=2799.130(N)齒輪線速度 V=0.372(m/s)使用系數 Ka=1.100動載系數 Kv=1.016齒向載荷分布系數 KH=1.00綜合變形對載荷分布的影響 Ks=1.00安裝精度對載荷分布的影響 Km=0.00齒間載荷分布系數 KH=1.00節(jié)點區(qū)域系數 Zh=2.495材料的彈性系數 ZE=189.80接觸強度重合度系數

63、Z=0.87接觸強度螺旋角系數 Z=1.00重合、螺旋角系數 Z=0.87接觸疲勞壽命系數 Zn=1.30潤滑油膜影響系數 Zlvr=0.97工作硬化系數 Zw=1.000接觸強度尺寸系數 Zx=1.00齒向載荷分布系數 KF=1.00齒間載荷分布系數 KF=1.00抗彎強度重合度系數 Y=0.689抗彎強度螺旋角系數 Y=1.00抗彎強度重合、螺旋角系數 Y=0.689壽命系數 Yn=2.06齒根圓角敏感系數 Ydr=1.00齒根表面狀況系數 Yrr=1.00尺寸系數 Yx=1.00齒輪3復合齒形系數 Yfs1=4.27齒輪3應力校正系數 Ysa1=1.57齒輪4復合齒形系數 Yfs2=3.

64、96齒輪4應力校正系數 Ysa2=1.77軸部分結構設計及校核先以卷筒軸的設計為例。此卷同軸為主動軸。如圖10所示為卷同軸尺寸圖滾筒軸的校核計算圖12 受力分析數據如下：d=25 q=0.63N/mm p=0.925kW n=30r/min由：由：得：FB=119.00NFE=181.00NAB段：M1=0 （0x100）BC段： （100x152）CD段： （152x628）DE段：應用第四強度理論校核：符合強度要求。二級減速器的輸入軸結構及校核(1)初步確定輸入軸的最小直徑選取軸材料為45鋼， A0=115，根據公式因為軸上有三個鍵槽，適當加大最小軸徑1015%?？梢匀?7mm以上即可。(2)輸入軸的結構布置方案考慮到輸入軸是動力輸入端，有一個與聯(lián)軸器相連接的鍵槽，另外與三片內齒環(huán)板相連接的地方有三個沿著圓周方向分別間隔180°分布的鍵槽，因此，取輸入軸最小直徑為25mm。為了便于軸上零件的裝拆，將齒輪軸制成階梯軸，軸上定位采用軸肩和定距環(huán)相結合的方式。軸的兩端采用滾動軸承固定于減速器箱體。(3) 輸入軸的強度校核輸入軸的受力圖如圖2-9所示。在危險工況下行星軸承作用于輸入軸上的力分別為：正負號表示受力的正負向。輸入軸的約束反力求解及各個關鍵截面的彎矩值根據上述數值將輸入軸在豎直平