【正文】 是未來(lái)包裝機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 廣泛采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和技術(shù) 世界包裝機(jī)械強(qiáng)國(guó)為適應(yīng)市場(chǎng)不斷變化的要求，努力提高設(shè) 計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，廣泛采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技術(shù)。 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介 5 第 2章 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介 設(shè)計(jì)題目 粉料立式包裝機(jī)整體及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 粉料包裝機(jī)是針對(duì)粉狀物料而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包裝而設(shè)計(jì)的單輥筒多配置的包裝機(jī)械。本機(jī)采用可調(diào)量杯式計(jì)量方式， 該計(jì)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(jī)械速度控制采用變頻器調(diào)節(jié)。 圖 21 包裝機(jī)總體簡(jiǎn)圖 第 2 章 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介 7 ： 本章主要介紹了設(shè)計(jì)題目，設(shè)計(jì)任務(wù)以及包裝機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)和用途。 確定電機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)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(diǎn)的潤(rùn)滑油，當(dāng)工作環(huán)境溫度高于 40176。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變速范圍小，它廣泛應(yīng)用于金屬切削機(jī)床、紡織機(jī)械、造紙機(jī)械 、印刷機(jī)械、化學(xué)機(jī)械、食品工業(yè)及造船工業(yè)等，起著傳遞動(dòng)力和曾減速的作用。 另外根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的型號(hào)，所選變速器的型號(hào)為： 。 鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時(shí)有噪聲，不易用在載荷變化很大，高速和急速反向的傳動(dòng)中。時(shí)，通常設(shè)有張緊裝置。 同理，計(jì)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(hào)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(jī)軸 — 中心軸 中心軸 — 凸輪軸 凸輪軸 — 計(jì)量盤驅(qū)動(dòng)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(jì)（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(dòng)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(zhǎng)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(jiàn)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(dòng) 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 1)瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定。 **大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 5)結(jié)構(gòu)緊湊，適用于近距離傳動(dòng)。 齒輪的材料 對(duì)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(kāi)式傳動(dòng)齒輪和功率不大的場(chǎng)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(jì)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(qiáng)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(jì)（論文） 20 使用系數(shù) AK ：查表 及 得 1AK? 動(dòng)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(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度計(jì)算的載荷分配系數(shù) FK? ： 查表 得 ?? 彎曲強(qiáng)度計(jì) 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(jì)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(dòng)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(qiáng)度計(jì)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(duì)齒根圓角敏感性系數(shù)： 1 1reTY? ? 相對(duì)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(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 熱封裝 置錐齒輪設(shè)計(jì)： 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(jì)（論文） 22 選擇兩齒輪材料為 45， 調(diào)質(zhì)，硬度 220～ 240HBS，精度等級(jí)為 8 級(jí) 。 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(wú)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(jìn)一步分析和校核。 （ 4）驗(yàn)算軸承的負(fù)荷能力與極限轉(zhuǎn)速。 （ 2）速度特性：在一定負(fù)荷和潤(rùn)滑條件下，滾動(dòng)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(dòng)補(bǔ)償軸和外殼孔中心線的相對(duì)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(huì)影響軸承的運(yùn)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(fù)荷比軸向負(fù)荷都比較大時(shí)，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(jì)（論文） 34 若轉(zhuǎn)速不高宜用圓錐滾子軸承；當(dāng)徑向負(fù)荷比軸向負(fù)荷大的多并且轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜用向心球軸承；當(dāng)軸向負(fù)荷比徑向負(fù)荷大的多并且轉(zhuǎn)速較低時(shí)，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(fù)荷。 在滿足使用要求的情況下，優(yōu)先選用價(jià)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(jì)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(duì)主要進(jìn)行了傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)鏈輪，齒輪，軸的計(jì)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(shí)，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(fù)荷不大。 （ 4）運(yùn)轉(zhuǎn)精度：對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求高的軸承需選用過(guò)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(jìn)措施。負(fù)荷能力一般以額定動(dòng)負(fù)荷比粗略表示，其含義為某種滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)負(fù)荷值與相同外形尺寸的深溝球軸承額定動(dòng)負(fù)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(hào)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(jì)（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(guò)度圓角 1r mm? ，又因?yàn)? 28 ??， 1 ?? 由 650b MPa? ? 查得 ?? ， ?? 。 第 3 章 傳動(dòng)系統(tǒng) 27 切割裝置錐齒輪設(shè)計(jì) ： 齒數(shù)： 1230ZZ?? 模數(shù)： mm? 大端分度圓直徑： 2. 5 30 75eed m Z mm? ? ? ? 中點(diǎn)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