【正文】 是未來包裝機械發(fā)展的重要趨勢。 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 廣泛采用先進的設(shè)計方法和技術(shù) 世界包裝機械強國為適應(yīng)市場不斷變化的要求，努力提高設(shè) 計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，廣泛采用了先進的設(shè)計方法和設(shè)計技術(shù)。 第 2 章 設(shè)計任務(wù)簡介 5 第 2章 設(shè)計任務(wù)簡介 設(shè)計題目 粉料立式包裝機整體及傳動系統(tǒng)設(shè)計 粉料包裝機是針對粉狀物料而實現(xiàn)自動包裝而設(shè)計的單輥筒多配置的包裝機械。本機采用可調(diào)量杯式計量方式， 該計量方式可根據(jù)需要調(diào)整包裝袋內(nèi)物料的體積。其中封口輥筒溫度控制采用智能溫度控制儀，機械速度控制采用變頻器調(diào)節(jié)。 圖 21 包裝機總體簡圖 第 2 章 設(shè)計任務(wù)簡介 7 ： 本章主要介紹了設(shè)計題目，設(shè)計任務(wù)以及包裝機的設(shè)計設(shè)計參數(shù)和用途。 確定電機容量 電動機的輸出功率主要 分配給 兩部分， 即切割裝置和封口裝置。 使用范圍為：減速器的輸入軸轉(zhuǎn)速 ≤1500r/min；減速器工作環(huán)境溫度40176。C 以上，或采用低凝固點的潤滑油，當(dāng)工作環(huán)境溫度高于 40176。其結(jié)構(gòu)簡單，變速范圍小，它廣泛應(yīng)用于金屬切削機床、紡織機械、造紙機械 、印刷機械、化學(xué)機械、食品工業(yè)及造船工業(yè)等，起著傳遞動力和曾減速的作用。 另外根據(jù)所選電動機的型號，所選變速器的型號為： 。 鏈傳動的主要缺點是：只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動，運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時有噪聲，不易用在載荷變化很大，高速和急速反向的傳動中。時，通常設(shè)有張緊裝置。 同理，計算出各軸之間的中心距和其他參數(shù)如下表 （其中鏈的規(guī)格型號均為 08A142GB/T 12431997，鏈條節(jié)距 P=） 表 31 各軸中 心距數(shù)值表 參數(shù) 減速機軸 — 中心軸 中心軸 — 凸輪軸 凸輪軸 — 計量盤驅(qū)動軸 X(mm) 88 66 80 L(mm) 1016 a(mm) 440 260 350 v(mm) FN(N) 899 432 577 FQ(N) 1078 571 736 2． 鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸： **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 32 鏈輪尺寸示意圖 1Z 2Z 齒數(shù)均為 16，節(jié)距 p=，滾子外徑 dr= 分度圓直徑 180s i n s i n 16pd mmZ????? 齒頂圓直徑 1 8 0 1 8 0( 0 . 5 4 c o t ) 1 2 . 7 ( 0 . 5 4 c o t ) 7 0 . 716ad p m mZ ??? ? ? ? ? 齒根圓直徑 65 .1 7. 92 57 .2frd d d mm? ? ? ? ? 齒寬 3 3 5 b mm? ? ? ? 齒側(cè)倒角 p m m? ? ? ? 第 3 章 傳動系統(tǒng) 17 齒側(cè)半徑 p mm?? 輪轂厚度 320 . 0 1 4 . 8 0 . 0 1 6 5 . 1 1 0 . 866kdh k d m m? ? ? ? ? ? ? ? 輪轂長度 h mm? ? ? ? 輪轂直徑 2 32 2 d h mm? ? ? ? ? ? 排距 mm? 各鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸見下表： 32 各鏈輪參數(shù)數(shù)值表 鏈輪 齒數(shù) d(mm) da(mm) df(mm) bf(mm) h(mm) Z1 Z2 16 Z3 16 Z4 Z5 32 Z6 16 Z7 Z8 24 Z9 32 Z10 12 49 齒輪傳動 齒輪傳動特點 1)瞬時傳動比恒定。 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 5)結(jié)構(gòu)緊湊，適用于近距離傳動。 齒輪的材料 對齒輪材料的基本要求是：齒面要硬，齒芯要韌，以抵抗齒面失效和輪齒折斷。 鑄鐵：由于抗彎和耐沖擊性能均較差，故鑄鐵主要用于制造低速不重要的開式傳動齒輪和功率不大的場合。 齒寬系數(shù) m? ：取 8m?? 齒數(shù)比 u ：取 1ui?? 許用彎曲應(yīng)力 FP? ： minFEFPFS?? ? 按表 ，取最小安全系數(shù) min ? 22m i n440 / 3 1 4 /1 .4FEFPF N m m N m mS?? ? ? ? 外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù) FSY ：查圖 得 ? 將以上數(shù)據(jù)代入計算模數(shù)的公式得 3 1 .9 2 9 3 .9 91 2 .6 1 5 .28 5 0 3 1 4m m m?????? 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m ： 2m mm? 齒寬 b ： 2 8 16mb m m m?? ? ? ? 分度圓直徑 ： 12 2 50 10 0d d mZ mm mm? ? ? ? ? 3)校核齒根彎曲疲勞強度 按表 tF A V F F F SF K K K K Y Ybm ? ? ?? ? **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 使用系數(shù) AK ：查表 及 得 1AK? 動載荷系數(shù) VK ： 2112 21 10 0 1VtAK Z v uKKF uKb????? ? ? ??? 式中齒輪分度圓上的圓周力 tF ： 2 0 0 0 2 0 0 0 2 9 580100t TFNd ?? ? ? 圓周速度 v ： 11 3 . 1 4 1 0 0 6 0 0 . 3 1 4 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ??? ? ??? 將各數(shù)據(jù)代入公式得 ? 彎曲強度計算的載荷分布系數(shù) FK? ： 22 3111 . 1 5 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 3 1 1 0FbbKbdd? ???? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 22 31 6 1 61 . 1 5 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 3 1 1 0 1 6 1 . 1 61 0 0 1 0 0 ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? 彎曲強度計算的載荷分配系數(shù) FK? ： 查表 得 ?? 彎曲強度計 算的重合度 Y? ： 4 3Y ?? ??? 121 1 1 11 . 8 8 3 . 2 1 . 8 8 3 . 2 1 . 7 55 0 5 0ZZ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 4 1 .7 5 0 .8 73Y ? ??? 將以上各數(shù)值代入齒根彎曲應(yīng)力計算公式得： 2580 1 1 . 1 2 1 . 1 6 3 . 9 9 0 . 8 7 1 . 2 9 8 . 1 /1 6 2F N m m? ? ? ? ? ? ? ? ?? 第 3 章 傳動系統(tǒng) 21 許用應(yīng)力 FP? ： 11m inF E N T re T R re T XFPFY Y Y YS??? ? NTY ：抗彎強度計算的壽命系數(shù) 1 0 0 .9NT LY N????????? 其中壽命極限 LN ： ? ? 86 0 6 0 6 0 1 2 8 3 0 0 1 5 2 .6 1 0LhN n jl? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 相對齒根圓角敏感性系數(shù)： 1 1reTY? ? 相對表面狀況系數(shù) ： 1 ? 尺寸系數(shù)： 1XY? 所以 24 4 0 0 . 9 1 0 . 9 1 2 5 4 . 6 /1 . 4F P FN m m??? ? ? ?? ? ? 安全系數(shù) 11 4 4 0 0 . 9 1 0 . 9 1 3 . 6 39 8 . 1F E N T T R r e T XFFY Y r e Y YS ?? ? ? ? ? ?? ? ? 取最小安全系數(shù) min ? 所以 minFFSS? 結(jié)論：結(jié)構(gòu)符合要求 4)主要尺寸 2nm mm? 1250zz?? ? ? ? ?2 2 5 0 2 1 0 4ad m z m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 .5 2 5 0 2 .5 9 5fd m z m m? ? ? ? ? 直齒錐齒輪傳動的設(shè)計計算 熱封裝 置錐齒輪設(shè)計： 1)選擇齒輪材料，初步確定齒數(shù) **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 選擇兩齒輪材料為 45， 調(diào)質(zhì)，硬度 220～ 240HBS，精度等級為 8 級 。 4）初步分析截面 1 有較大的應(yīng)力和應(yīng)力集中。 9）求安全系數(shù)（設(shè)無限壽命 1Nk? ）得 1 1 293 NamkS k????? ? ???? ?? ? ???? 1 1 169 9 NamkS k????? ? ???? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?22 229 . 0 1 0 . 4 6 . 8 1 . 59 . 0 1 0 . 4SSSSSS????? ?? ? ? ?? 結(jié)論：根據(jù)校核，截面 1 足夠安全，其他截面尚需進一步分析和校核。 （ 4）驗算軸承的負荷能力與極限轉(zhuǎn)速。 （ 2）速度特性：在一定負荷和潤滑條件下，滾動軸承所能允許的最大轉(zhuǎn)速稱為軸承的極限轉(zhuǎn)速。 （ 3）調(diào)心性：軸承能夠自動補償軸和外殼孔中心線的相對偏斜，從而保證軸承正常工作狀態(tài)的能力稱為軸承的調(diào)心性。軸承的套圈一般比較薄，因此與軸承相配合的軸和外殼孔的形狀誤差也會影響軸承的運轉(zhuǎn)精度，故配合件的精度必須與軸承相一致。 （ 2）當(dāng)徑向負荷比軸向負荷都比較大時，若轉(zhuǎn)速高宜用角接觸球軸承，**大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 若轉(zhuǎn)速不高宜用圓錐滾子軸承；當(dāng)徑向負荷比軸向負荷大的多并且轉(zhuǎn)速較高時宜用向心球軸承；當(dāng)軸向負荷比徑向負荷大的多并且轉(zhuǎn)速較低時，常用兩種不同類型的軸承組合，讓他們分別承受軸向及徑向負荷。 在滿足使用要求的情況下，優(yōu)先選用價格低的軸承。粉狀物料如豆奶粉、速溶咖啡、橙汁沖劑、洗衣粉、爽身粉、塑料粉粒等；液體物料如汽水、啤酒、牛奶、白酒、果汁、醬油等。根據(jù)定量裝置的不同，定量裝置有容積定量、稱重定量和計數(shù)定量三種。顆粒狀、塊狀、梗枝狀物料如紐扣、藥片、香皂、香煙、鉛筆、 火柴等。 本章小結(jié) 本章對主要進行了傳動系統(tǒng)中各個鏈輪，齒輪，軸的計算，確定了其基本尺寸，并介紹了軸承的選用原則。 （ 3）需要調(diào)整徑向間隙時，宜采用帶內(nèi)錐孔的軸承。下述原則可供參考： （ 1）轉(zhuǎn)速較高，負荷不大。 （ 4）運轉(zhuǎn)精度：對于運轉(zhuǎn)精度要求高的軸承需選用過盈配合。如果極限轉(zhuǎn)速不能滿足要求，需要另選軸承或采取改進措施。負荷能力一般以額定動負荷比粗略表示，其含義為某種滾動軸承的額定動負荷值與相同外形尺寸的深溝球軸承額定動負荷的比值。 （ 2）根據(jù)支承形式及軸承的工作特性確定軸承類型、精度。 5）軸材料選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)， 650b MPa? ? ， 360s MPa? ? ，求得疲勞極限： 1 0. 45 0. 45 65 0 29 3b MPa MPa??? ? ? ? ? 0 1 1 65 0 52 7b MPa MPa??? ? ? ? 1 0. 26 0. 26 65 0 16 9b MPa MPa??? ? ? ? ? 0 0 0 65 0 32 5b MPa MPa??? ? ? ? 由式 1002?? ?? ?? ?? ， 1002? ??? ?? ?? 得 2 2 9 3 5 2 7 0 .1 1527?? ???? 2 1 6 9 3 2 50 . 0 4325?? ???? **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 6）求截面 1 上的應(yīng)力 彎矩 1 910 12 10920M N mm N mm? ? ? ? ? 1 310920 1 3 . 60 . 1 2 0a M M p a M p aW??? ? ? ?? 329000 1 8 . 00 . 2 2 0T M p a M p aW??? ? ? ?? 9 .02am M Pa???? ? ? 7） 求截面 1 的有效應(yīng)力集中系數(shù) 因在此截面處有軸直徑變化，過度圓角 1r mm? ，又因為 28 ??， 1 ?? 由 650b MPa? ? 查得 ?? ， ?? 。 第 3 章 傳動系統(tǒng) 27 切割裝置錐齒輪設(shè)計 ： 齒數(shù)： 1230ZZ?? 模數(shù)： mm? 大端分度圓直徑： 2. 5 30 75eed m Z mm? ? ? ? 中點分度圓直徑： ? ? ? ?11 1 0. 5 75 1 0. 5 0. 3 63 .7 5m e Rd d m m?? ? ? ? ? ? 齒輪分度圓上的圓