【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 42151512軸承所受的軸向力忽略不計(jì)對(duì)主動(dòng)軸的軸承進(jìn)行壽命校核：當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算：由表44得e=，Y=，Y0=對(duì)于圓錐滾子軸承查表得徑向動(dòng)載荷系數(shù)X=由軸的受力分析時(shí)得到的軸承處所受的徑向力FN中較大的是FN2=12776N根據(jù)錐齒輪的受力有錐齒輪所受的徑向力軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P= (47)式中 X—徑向動(dòng)載荷系數(shù) Y—軸向動(dòng)載荷系數(shù)—沖擊載荷系數(shù)根據(jù)所受的載荷性質(zhì)為輕微沖擊選取=查表得可得X=，Y=故有=則軸承的壽命計(jì)算由公式48得： （48）對(duì)于圓錐滾子軸承有ε==≈滿足設(shè)計(jì)要求的三年時(shí)間。故軸承壽命滿足設(shè)計(jì)要求。傳送帶采用平帶傳動(dòng)，帶的型號(hào)及帶輪餓尺寸形狀均可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)來確定。查表13149選取帶的厚度為5mm，帶輪的直徑選為140mm。平帶選用三層棉帆布參考層數(shù)為n=4，則帶的厚度δ=。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13149覆膠帆布帶單位截面積傳遞功率P0得P0=。傳送帶的功率約為100W，則有A= （49）為包角修正系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13147得=為傳動(dòng)布置系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13148得=則有A=2cm2帶寬b==42mm查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13138，可取帶寬b=40mm同樣由表13138可確定帶輪的寬度為50mm圖46 帶輪同時(shí)取帶長(zhǎng)為2000mm，中心距a=920mm，帶輪直徑d=140mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13141確定帶輪的內(nèi)孔直徑D=18mm，輪緣寬度取50mm腹板厚度取S=12mm，最終確定的帶輪的結(jié)構(gòu)如圖46所示。根據(jù)帶輪的結(jié)構(gòu)，帶輪的運(yùn)動(dòng)是通過錐齒輪傳遞來的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的。帶輪軸兩端用軸承來支撐固定，軸承安裝在軸承座內(nèi)，將軸承座通過支架固定在工作臺(tái)上。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由于軸徑不大，做成實(shí)心軸。數(shù)據(jù)查表43由公式41得：P ——軸傳遞的功率，kW[τT] —— 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa—— 系數(shù)，下述情況時(shí)，取較大值，取較大值：彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只有較小軸向載荷、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之，取較小值，取=103取軸的最小直徑d=16mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖47所示：圖47 帶輪軸的結(jié)構(gòu)尺寸帶輪軸的校核與減速箱主動(dòng)軸的校核相似，經(jīng)校核，帶輪軸滿足強(qiáng)度要求，可以使用。該軸的軸承選用圓錐滾子軸承，內(nèi)徑為d1=25mm選取型號(hào)如表45所示：表45 軸承的型號(hào)軸承基本尺寸基本額定載荷計(jì)算系數(shù)軸承代號(hào)dDTBCCrC0reYY0329052542121291帶輪軸兩端的軸承放在軸承座中，然后將軸承座通過支架固定在工作臺(tái)上，起到支撐帶輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。軸承座的結(jié)構(gòu)如圖48所示：圖48 軸承座的結(jié)構(gòu)三個(gè)長(zhǎng)軸上的錐齒輪嚙合均是傳動(dòng)比為1:1的傳動(dòng)，兩對(duì)錐齒輪的尺寸數(shù)據(jù)相同，因此只需設(shè)計(jì)并校核其中的一個(gè)齒輪滿足使用要求即可。為設(shè)計(jì)方便三處的錐齒輪采用同一結(jié)構(gòu)的錐齒輪。直齒圓錐齒輪尺寸的初步確定：按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算： （410）現(xiàn)按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：1）參數(shù)選取由公式——功率，單位 kW；——轉(zhuǎn)速，單位 r/min；得齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩= 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14181取：KA=查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14334取=齒形系數(shù)=c 而變?yōu)橄禂?shù)為1直齒輪查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14324得：β=0，c=0==u=1查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表13328取：=500MPa錐齒輪材料選取45鋼，正火處理。2）計(jì)算由公式410得：=取=69mm有δ1=δ2=選m=3mm 則有 z1==23mm錐距R==齒寬系數(shù)查表取=1/5齒寬b==10mm齒寬b==齒頂高h(yuǎn)a=ha*m=3mm齒高h(yuǎn)=（2ha*+c*）m=齒根高h(yuǎn)f=hha=齒頂圓直徑da=d+2hacosδ=69+23=齒根腳tanθf(wàn)===外錐 AK==該錐齒輪的外形尺寸如圖49所示：圖49錐齒輪的外形尺寸電機(jī)的運(yùn)動(dòng)經(jīng)過變速器減速之后通過錐齒輪嚙合將運(yùn)動(dòng)傳遞到間歇運(yùn)動(dòng)變速器中，下面將對(duì)這對(duì)錐齒輪進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)和校核。按彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，由公式410：d1=50經(jīng)計(jì)算=72mm 錐距R1==齒寬=齒頂高=3mm齒高=齒根高=齒頂圓直徑=齒根腳tanθf(wàn)===外錐 AK==取=34mm錐齒輪的外形尺寸如圖410所示：圖410錐齒輪撥瓶轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)安裝在裝粉工位和蓋塞工位；主要由撥瓶盤、傳動(dòng)軸、幾個(gè)等分嚙合的電磁離合器以及剎車盤組成的過載保護(hù)機(jī)構(gòu)等組成。其作用是通過間歇機(jī)構(gòu)的控制，準(zhǔn)確地將輸送的玻璃瓶送至分裝轉(zhuǎn)盤和蓋塞頭下進(jìn)行裝粉和蓋膠塞。；為使瓶子容易進(jìn)入定位槽，r1比r2稍大；由于分裝轉(zhuǎn)盤與分度盤同步旋轉(zhuǎn)定位槽數(shù)與分度盤端面的滾子數(shù)相對(duì)應(yīng)。圖411撥瓶轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)圖412所示為機(jī)器左側(cè)的一個(gè)豎軸，該軸頂端（右端）與一錐齒輪配合，與其嚙合配對(duì)的錐齒輪帶動(dòng)帶輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；該軸的底端（左端）也與一錐齒輪配合，與其嚙合的錐齒輪帶動(dòng)機(jī)器底部一根橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即帶動(dòng)如圖413所示的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。中間有鍵槽的軸段與一直齒輪配合，該處齒輪嚙合為本軸的動(dòng)力輸入。圖412 機(jī)器右邊一豎軸結(jié)構(gòu)圖413所示軸安放在機(jī)器的最底部，通過軸承座來固定和支撐，軸承座固定在機(jī)架上。該軸的右端與一錐齒輪配合，然后與圖412所示的軸底端的錐齒輪相嚙合，來傳遞運(yùn)動(dòng)；該軸的左端也與一錐齒輪相嚙合，帶動(dòng)如圖414所示的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖413機(jī)器底部一橫軸圖414所示軸位于機(jī)器的左端，本軸帶動(dòng)的是分瓶撥輪機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過平鍵連接來固定撥輪機(jī)構(gòu)與該軸的周向運(yùn)動(dòng)，在軸的最上端（左端）通過一螺釘和一墊片來固定撥瓶機(jī)構(gòu)相對(duì)于軸的軸向運(yùn)動(dòng)。螺釘連接的結(jié)構(gòu)如圖415所示：圖414 機(jī)器左端一豎軸圖415 軸端的螺釘連接結(jié)構(gòu)圖414所示的軸上一共有三個(gè)軸承，底部的軸承是為了保證軸的剛度而加設(shè)的，通過軸承套固定在機(jī)架上。在軸的上半部分通過一個(gè)套杯將軸固定在工作臺(tái)上，套杯內(nèi)有兩個(gè)圓錐滾子軸承，因?yàn)樵撦S不僅要承受軸向的重力，還有錐齒輪嚙合時(shí)的徑向力和軸向力，用圓錐滾子軸承會(huì)使得機(jī)器的綜合性能有所提高。軸上套杯的結(jié)構(gòu)如圖416所示，套杯通過螺栓固定在工作臺(tái)上。圖416 套杯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本章主要針對(duì)進(jìn)瓶、撥瓶、下粉的部分進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)主要采用帶輪傳動(dòng)，通過電機(jī)連接減速器并連接帶及帶輪，從而實(shí)現(xiàn)減速效果。第五章 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)器中的部件或大型零件都應(yīng)有機(jī)座支承，各種傳動(dòng)件也必須加以保護(hù)并與外界隔開，以免零件損傷或造成人身或設(shè)備安全事故，所以也應(yīng)有箱體或殼體加以保護(hù)并支持各傳動(dòng)部件。機(jī)器中的樣一種零件，它能夠支撐零件或部件并保持與它們之間的聯(lián)系，以及包容傳動(dòng)體的箱體統(tǒng)稱為機(jī)架零件，如機(jī)器中的箱體，儀器儀表的殼體，機(jī)床的床身，立柱，其他機(jī)器中的底座及發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體等。鑄鐵、鑄鋼、鑄造鋁合金1）鑄鐵；鑄鐵是鑄造機(jī)架的最好材料，鑄鐵的流動(dòng)性好，鑄造方法成熟，毛坯質(zhì)量穩(wěn)定。鑄鐵中加入少量合金元素可提高其耐磨性，鑄鐵中的片狀石墨增大了阻尼作用，有吸振作用，因而其動(dòng)態(tài)剛度較好。根據(jù)材料對(duì)比優(yōu)選HT200作為底座材料。2）鑄鋼；鑄鋼有良好的塑性和韌性，較好的焊接性和切削加工性。但鑄造時(shí)排除鋼水中的氣體和雜質(zhì)比較困難，容易產(chǎn)生斷裂，多用于重型機(jī)架。3）鑄造鋁合金；重量輕，有較好的塑性，低溫韌性和耐熱性，常用作輕型機(jī)架。鋼材焊接性能的優(yōu)劣決定于鋼中含碳量，一般是含碳量低的鋼，焊接性能優(yōu)于含碳量高的鋼。常用鋼16Mn，19Mn，20號(hào)鋼，20Cr等。1）混凝土機(jī)架，混凝土的彈性模量小，內(nèi)阻尼大，熱膨脹系數(shù)低，抗壓強(qiáng)度較好，耐腐蝕，經(jīng)濟(jì)性好和生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。2）塑料，塑料有重量輕，防腐蝕和絕緣等優(yōu)點(diǎn)，用注射?？芍瞥尚螤钶^復(fù)雜的塑料材料而無需后繼加工，大大簡(jiǎn)化了工藝和生產(chǎn)過程。3）花崗巖，組織穩(wěn)定，幾乎不會(huì)在變形，加工簡(jiǎn)單，可以獲得較高而又穩(wěn)定的精度。導(dǎo)熱系數(shù)和膨脹系數(shù)均很小，對(duì)溫度不敏感，不導(dǎo)電，無磁性，耐腐蝕，吸振性好。使用中維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低，但脆性較大，不能承受沖擊載荷。本分裝機(jī)中的機(jī)架是用來安裝軸承、間歇運(yùn)動(dòng)變速器和支撐工作臺(tái)的，由H型鋼支架組成，對(duì)機(jī)架的剛度要求不是很高。結(jié)構(gòu)如圖51所示： 圖51 支架的結(jié)構(gòu)輸料支架大部分采用角鋼，型號(hào)均采用邊寬30mm，厚度4mm的角鋼，其接頭均采用焊接。結(jié)構(gòu)如圖52所示。機(jī)架受到工作臺(tái)以及固定在工作臺(tái)上的部件的壓力作用，會(huì)發(fā)生一定的變形，這里不對(duì)機(jī)架進(jìn)行剛度穩(wěn)定性的校核，只設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)。 圖52 輸料支架結(jié)構(gòu)49結(jié)論結(jié)論與展望本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外的粉料分裝機(jī)的綜合分析的基礎(chǔ)上，并對(duì)各種分裝機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，提出了步進(jìn)電機(jī)控制的螺桿型粉料分裝機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案。本分裝機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)分兩個(gè)部分：分裝頭部分和主傳動(dòng)部分。分裝部件與主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是互不干涉的，各自有自己的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)來源，但是兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)又是相互配合的。分裝部件中，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)下料螺桿旋轉(zhuǎn)下料，攪拌電機(jī)帶動(dòng)攪拌器旋轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌。主傳動(dòng)系統(tǒng)由主電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)減速器，然后再經(jīng)過一個(gè)產(chǎn)生間歇運(yùn)動(dòng)的變速箱，將運(yùn)動(dòng)傳遞到分瓶撥輪機(jī)構(gòu)、輸送帶機(jī)構(gòu)和滾塞機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。通過對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制，使其能夠與主傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)形成一定的配合：分裝頭下料時(shí)，主傳動(dòng)系統(tǒng)間歇；主傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，分裝頭間歇，停止下料。最終完成粉料的連續(xù)的自動(dòng)分裝。本分裝機(jī)具有以下特點(diǎn)：（1）下料螺桿采用了變螺距形式，能夠適應(yīng)多種性質(zhì)不同的粉料的分裝。（2）攪拌器的攪拌葉片采取了雙斜面式的攪拌，在對(duì)粉料進(jìn)行攪拌的同時(shí)，不僅能夠起到攪拌粉料，防止粉料結(jié)塊的作用，還可以對(duì)粉料產(chǎn)生或向上或向下的作用力，配合變螺距螺桿，使得分裝機(jī)對(duì)粉料份的適應(yīng)性增強(qiáng)。致謝參考文獻(xiàn)[1] 2010年度中國(guó)醫(yī)藥市場(chǎng)發(fā)展藍(lán)皮書[N], SFDA南方醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)研究所,2010, 11(3):2[2][M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007:2,1[3]顧金梅,[J].工礦自動(dòng)化,2006,1:4041[4][J].當(dāng)代包裝和食品機(jī)械——2000年全國(guó)包裝和食品機(jī)械及相關(guān)技術(shù)發(fā)展研討會(huì)論文集,2000 [5][J].農(nóng)機(jī)與食品機(jī)械,1999(5):5—9.[6]葉濤,黃之初,[J].我國(guó)粉體機(jī)械及裝備數(shù)字化的研究進(jìn)展2007,2[7],2002,2:1920[8] [J].機(jī)電信息2007,5[9][N].中國(guó)包裝報(bào),2010,2 (1):8[10][D].[11]抗生素玻璃瓶粉劑分裝聯(lián)動(dòng)線[S].制藥裝備行業(yè)標(biāo)委會(huì)2004,6[12] 2007年第2期綜述中國(guó)粉體技術(shù)摘要[J].山東:中國(guó)粉體技術(shù),2007, 2[13][M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010[14] G Wheeler, A Mantrala, S Ashmore, et. Integration of virtual Prototyping with instrumented testing of vehieles. 2000 North American MDI Users Conference papers[15]陳立平,].北京:清華大學(xué)出版社,2005,1[16][J].[17][M].北京:清華大學(xué)出版社,2009,12:778779[18]張加林,[C].北京:中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì),2001,10[19] JLA3型綜合粉體測(cè)試儀報(bào)告[R].中國(guó)化工機(jī)械網(wǎng)[20][M].北京:高等教育出版社,2007, 1[21]U?H?漢森,J?彼得森,P?[P].瑞典:阿斯特拉公司1995, 2[22] AND, . CHAOTIC DYNAMICS of REPEATED IMPACTS IN VIBRATORYBOWL FEEDERS. Journal of Sound and Journal of Sound and Vibration[J],2002,249(3):529541[23]陳中奎,垂直驅(qū)動(dòng)式壓電振動(dòng)給料器的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D].吉林大學(xué),2007[24]孫智慧,戴夢(mèng)德,[J].包裝工程,2008, 02: 3335[25][M].北京:輕工業(yè)出版社,1984[26]張文軍,官炳政,徐中洲,翟福新,李路波,劉彥峰,尹玉雷,[P].山東:軟控股份有限公司,2011,6[27]步進(jìn)電機(jī)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用[28][J].食品與機(jī)械,2005,5[29]黎海青,郭百巍,[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)2009, 11[30] Nakao Masayuki, Tanata Shuji, hatamura Yotaro. Ultraprecise feeder controlled by knowledge of deviarion fedding position. Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, Chen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engneers, 1996,2:779786[31] ,2n the conveying velocity of a vibratory feede