【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 r/min，所以轉(zhuǎn)速比大約為 i=1500/=400。 由于設(shè)計(jì)的洗瓶機(jī)的傳動(dòng)軸是直接和電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器相連的，所以要選用立式的電機(jī)。減速電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件是正常工作條件（無(wú)高溫、低溫，一般溫度，低載荷的工作條件），我們?cè)诰W(wǎng)上瀏覽資料，決定選用淘寶網(wǎng)上型號(hào)為 NCV40380400SBTG1的立式三相減速電機(jī)。 當(dāng)齒輪減速電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)，定子相電壓與相電流之間的相位差為 cosφN=,效率 4 極 ? =,安全系數(shù)取 K=3。 電機(jī)總功率計(jì)算公式為 P=P 總 247。 cosφ247。 ? K=247。 247。 3=，所以選用 750w 的電機(jī)。 圖 21 NCV立式電機(jī) 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 同步帶的設(shè)計(jì) 中心軸和上下料架是通過(guò)同步帶來(lái)連接，傳動(dòng)動(dòng)力的。之所以選用同步帶，是因?yàn)橥綆У钠綆?層輕而且薄，主要是靠平帶層的齒來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。由于齒帶是用精密加工的模具鑄造出來(lái)的，因此，和齒輪一樣，同步帶也具有一定精度的節(jié)距，因而可以保證傳動(dòng)的過(guò)程中的同步。另一方面，同步帶是通過(guò)帶齒來(lái)傳動(dòng)的，而不是通過(guò)摩擦傳動(dòng)的，所以同步帶和 V帶、平帶相比，體現(xiàn)出預(yù)緊力小，傳動(dòng)很平穩(wěn)，沒(méi)有噪音，不需要潤(rùn)滑等諸多優(yōu)點(diǎn)。 選用梯形齒同步帶， ①確定計(jì)算功率 Pca（ Kw） ： pca=Ka x P， Ka 為同步帶工作情況系數(shù)， P 為梯形齒同步帶的傳動(dòng)功率 P= 310?? （ Kw）， 查機(jī)械設(shè)計(jì)表得 ，同步帶工作情況系數(shù) Ka=，則計(jì)算功率 pca=Ka x P= x = 310? Kw， (pca=Ka x P= x =)而同步帶的轉(zhuǎn)速為 min/1 rn ??。 ②選用梯形齒同步帶的類型：由 ⑴ 得，同步帶的 計(jì)算功率 pca= x 310? Kw，轉(zhuǎn)速 min/1 rn ??。查機(jī)械設(shè)計(jì)表得，選用 L 型的梯形齒同步帶。 ③確定帶輪的齒數(shù) Z1 Z2 及帶輪節(jié)圓直徑 1d 、 2d 小帶輪的齒數(shù)應(yīng)滿足： min1 ZZ? ， minZ 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 62 得 minZ =12。取 1Z =85，大小帶輪的出動(dòng)比為 i=163π /8π =，大帶輪齒數(shù)取 2Z =i 1Z =127。 查機(jī)械設(shè)計(jì)附表 68得， L 型的梯形齒同步帶的節(jié)距 bP = mm( bP = mm)，兩個(gè)帶輪的節(jié)圓直徑分別為 719 .5 2 56021 ????? ππ bd PZd， 253612 ????? ππ bd PZd ④驗(yàn)證梯形齒同步帶的帶速 帶速 v 應(yīng)當(dāng)滿足 snV /0 .0 3 5 m1 0 0 060 0 0 060 d 1d1 ?? ???? ??? ππ 50 m/s，符合要求。 ⑤確定中心距及同步帶長(zhǎng) 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，按照 V 帶的計(jì)算公式 )(2)( 21021 dddd ddadd ???? 來(lái)初定中心距 a0。 21 dd dd ? =+=，所以有 ≤ 0a ≤，根據(jù)實(shí)際需要，將中心距選取為 mma ? 。 ( ? ?210 dd dda ?? = x 477=) 由計(jì)算 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0dL 的公式得，02212100 4 )()(22 addddaL ddddd ????? π=2+π 247。 2+=。查機(jī)械設(shè)計(jì)附表得，當(dāng)選用帶長(zhǎng)代號(hào)為 600 的同步帶時(shí)，它的節(jié)線長(zhǎng) dL =1524，一共有 160 個(gè)齒。按照公式計(jì)算實(shí)際中心距，可得實(shí)際有中心 a 的實(shí)際長(zhǎng)度距 為 mmLLaa dd 5 5 00 ??????? 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 ⑥確定 梯形齒同步帶的寬度 根據(jù)公式112 )621( ZaddZ ddm ???計(jì)算小同步帶帶輪嚙合齒數(shù) mZ 得， mZ =≈ 41。 確定基準(zhǔn)額定功率 0P ，對(duì)應(yīng)同步帶型基準(zhǔn)寬度 0sb 的基準(zhǔn)額定功率 0P 為vqvFP p )(10 230 ?? ? ，式中 0P 為同步帶的基準(zhǔn)額定功率（ kw）； p F 為寬度為 0sb 時(shí)同步帶的許用工作應(yīng)力（ N）， q 是寬度為 0sb 時(shí)同步帶的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（ kg/m），查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 63 得， 0sb =,pF=,q=,v=。 vqvFP p )(10 230 ?? ? = 。（ 0sb =,pF=,q=,v=。 vqvFP p )(10 230 ?? ? =） 計(jì)算 同步帶帶寬 sb ：由同步帶的抗拉強(qiáng)度，計(jì)算同步帶的帶寬 sb ，帶寬 sb 應(yīng)當(dāng)滿足00 PKpbbzcass ? ，因?yàn)橥綆У男л喌膰Ш淆X數(shù)為 16 齒，大于 6，所以 zK =1， mmb s 3 3 ??????? ? ?（ mmb s 8 ??? ） 計(jì)算同步帶輪軸上的壓力 pF Nv PF cap 0 0 01 0 0 0 3 3 ?? ???? ? ? 傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì) 上下料用的傳動(dòng)鏈鏈輪取 85 齒，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的公式，鏈輪分度圓直徑 d =z180sin ?p =429 .61m m， ω 1 =25π / 132rad / s。根據(jù)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)和傳動(dòng)鏈鏈輪的角速 度，可得出兩者的轉(zhuǎn)速， min/8451 rn ?≈ r / min。根據(jù)功率公式 9550nTp ??得，鏈要傳動(dòng)的功率為 kwp 31 55 06 ?????，選 10A。 ①鏈輪齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 按照生產(chǎn)要求，上下料架的兩個(gè)鏈輪選擇大小一樣，即傳動(dòng)比為 1。 ②確定鏈型號(hào)和節(jié)距 P 由于自動(dòng)洗瓶機(jī)是載荷平穩(wěn)，不反轉(zhuǎn)的一般機(jī)械，動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，所以工作系數(shù) AK =，鏈傳動(dòng)工作在機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖 7— 11 中高峰左側(cè)，表明主要失效形機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 式為鏈板疲勞破壞，即有： )1953()19( ?? ZK z ≈ 。 傳送鏈中采用一排鏈，所以多排鏈系數(shù) mK =1。 因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)時(shí)的工作條件和確定額定功率時(shí)的工作條件不是完全一致的，所以，要將鏈傳動(dòng)的功率修正，當(dāng)量單排鏈的功率 cP 為：KwK PKKP m zAc ??????? ③驗(yàn)證鏈速 傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)速度為： 100060?? nzpv ， v 為傳動(dòng)鏈鏈速（ m/s）， n 為主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速（ r/min）； z 為主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)； p 為傳動(dòng)鏈的節(jié)距（ mm）， 10 A 型的滾子鏈 的 節(jié) 距 P = mm 。 所 以 傳 動(dòng) 鏈 的 傳 動(dòng) 速 度100060?? nzpv = sm / 610 0060 87 3???? ?? ④計(jì)算鏈節(jié)數(shù) pL 和和中心距 初選定中心距 a=（ 30～ 50） P=～ 中心距因生產(chǎn)需要定為 a=2020 mm，計(jì)算鏈節(jié)數(shù) 0pL 的公式為： 20202)2(22 1202100 ????????? π ZZapZZpaL p ⑤計(jì)算軸壓力 傳動(dòng)軸上鏈輪的有效壓力 Fe=1000P/v=1000/=。由于傳動(dòng)鏈輪是水平放置的，所以壓軸力系數(shù) KFP=Fe= =。 ⑥鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪的材料一般選用 40 號(hào)鋼，熱處理后表面硬度為 40～ 50HRC。 鏈輪的分度圓直徑為 d =z180sin ?p =429 .61mm,中心孔直徑取 dk=42mm 齒頂圓直徑為 da=P（ +cot z?180 ） =（ +） = mm，鏈輪齒側(cè)凸緣直徑 dgpcot z180? ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 10A 型傳動(dòng)鏈內(nèi)鏈板高度 h2 為 ， 即得 鏈輪 齒側(cè) 凸緣 直徑 dg 。輪轂 厚度h=K+dk/6+ ，因?yàn)?d=≥150mm ，所以 K= ，即有h=K+dk/6+=+7+=。輪轂長(zhǎng)度 l要求大于 ，而小于 ， ≤ l≤ ,取 l=45mm。 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 夾子設(shè)計(jì) 夾瓶子的夾子的設(shè)計(jì)，主要是運(yùn)用到機(jī)械原理中運(yùn)動(dòng)副的知識(shí)，確定連桿機(jī)構(gòu)中連桿和連桿之間的位置關(guān)系。夾子由底座、夾頭，夾板、推桿、銷釘、螺釘和螺母組成。夾頭是用橡膠來(lái)做的，由于瓶子的直徑有，夾頭是可以更換的，通過(guò)螺釘連接在夾板上。夾板就是用不銹鋼板做成的，通過(guò)銷釘、連桿和推桿相連。連接把四個(gè)夾子連接在一塊圓弧板上，組成夾子組。 自由度計(jì)算： F=3N— 2P=3x5— 2x7=15— 14=1 張開角度：夾板的張開角度和推桿的運(yùn)動(dòng)幾何關(guān)系如圖所示 ，當(dāng)推桿推進(jìn) 35mm，一邊夾板將會(huì)張開 27176。，兩邊即張開 54176。 工作原理：夾子中推桿一段和連桿相連，另一端裝著滾子在機(jī)架的一個(gè)圓弧軌道上滑動(dòng)，圓弧軌道只是在上料架和下料架之間的 90176。安裝，起著頂開夾子，使彈簧處于壓縮狀態(tài)。其他沒(méi)有軌道，彈簧自動(dòng)恢復(fù)原長(zhǎng)，使夾子處于夾緊狀態(tài)。 圖 22 夾子的設(shè)計(jì) 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到和上料架相切處夾瓶子，也就是在之前 176。一定要完成翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)是有時(shí)間的限制的，要求翻轉(zhuǎn)的角度和位置要準(zhǔn)確，所以選用廣泛應(yīng)用于自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)控制裝置中的凸輪機(jī) 構(gòu)，根據(jù)實(shí)際情況，選用空間凸輪。選用凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)就是只要凸輪的輪廓曲線被設(shè)計(jì)好，在凸輪上運(yùn)動(dòng)的桿件就能按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而且響應(yīng)快，還能使機(jī)構(gòu)顯得緊湊，減少不必要的動(dòng)力源。 機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 23 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 空間凸輪的外形如圖所示，外輪廓是個(gè)開了槽的圓環(huán)，上下兩端直徑相等的圓弧中間是直線段連接，圓弧過(guò)度，形成形封閉。 軸的設(shè)計(jì) 軸作為機(jī)器的重要零件，主要的作用有定位、安裝支承作為輸入輸出傳動(dòng)件用的齒輪、同步帶輪、聯(lián)軸器，使各個(gè)部件之間有確定的位置，不互相干涉。另外 ，軸也傳遞功率、力和扭矩等，減少機(jī)器所要用的動(dòng)力源。 ①軸的材料： 軸的設(shè)計(jì)首先要根據(jù)工作條件要求，設(shè)計(jì)好適當(dāng)?shù)牟牧希谝痪鸵x定能滿足要求的強(qiáng)度的材料，對(duì)應(yīng)力集中敏感度低，還應(yīng)該滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性的要求，同時(shí)要求具有良好的加工性能。實(shí)際應(yīng)用中軸的材料主要有碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵。此外，在選擇材料時(shí)，在滿足材料物理性能時(shí)，還要考慮其經(jīng)濟(jì)性能。合金鋼雖然力學(xué)性能好，質(zhì)量輕，能適用于低溫和高溫的工作環(huán)境，但其應(yīng)力集中性高，要通 過(guò)各種熱處理、化學(xué)處理及表面強(qiáng)化處理等才能充分顯示其優(yōu)越的力學(xué)性能。在一般的工作環(huán)境中，碳鋼的彈性模量和合金鋼的彈性模量十分相近，而且碳鋼有足夠的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中性低，容易進(jìn)行機(jī)械加工，價(jià)格低，市場(chǎng)供應(yīng)量足，應(yīng)用最廣。 洗瓶機(jī)里面所要用到的軸轉(zhuǎn)速低，功率傳遞也比較小，所以選用 45 號(hào)鋼即能滿足各種要求。軸的材料為經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的 45 號(hào)鋼，硬度為 217～ 255HBS。查機(jī)械手冊(cè)得，調(diào)質(zhì)過(guò)的 45 號(hào)鋼的毛坯直徑小于 200HBS，屈服強(qiáng)度極限為 640Mpa，彎曲疲勞極限為 275Mpa，扭轉(zhuǎn)疲勞極限 1?? 為 155Mpa。 由于軸的直徑最多處也小于 150mm