【正文】 20a r c c os a r c c os 41 .742 2 37 .54 2 0VvaVaVvaVaZZ h xZZ h x??????? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2110 .8 5t A V H HaH H E K HPmF K K K K u Z Z Z Z Zb d u????? ?? ? ? 112021tmTF d? 查 手冊(cè) ? 動(dòng)載荷系數(shù) 2112 2( ) 1/ 0 . 8 5 0 1 0 0 1VmV At ZvK uKKK F u? ? ?? 使用要求選用 8 級(jí)精度錐齒輪，查表得 122 8 .7 6 , 0 .0 1 9 3KK?? 11mv 60 1000mdn?? ? 故可求出動(dòng)載荷系數(shù)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁 齒向載荷分布系數(shù) HK ? ? 齒間載荷分布系數(shù) ? ? 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ? 彈性系數(shù) MP? 重合度系數(shù) 43vaZ? ??? 螺旋角系數(shù) c o s c o s 0 1mZ? ?? ? ? 錐齒輪系數(shù) 1KZ? limlimHH P n T L V R X WH Z Z Z ZS?? ?? 壽命系數(shù)查表得 , nTZZ?? 齒數(shù)應(yīng)力循環(huán)數(shù) 1206 0 6 0 1LZ jn t u? ? ? ? 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) ? 工作硬化系數(shù) ? 尺寸系數(shù) 1Z?? 將上述系數(shù)帶入計(jì)算可得如下結(jié)果： H HP??? 滿足強(qiáng)度要求。 由于本機(jī)構(gòu)錐齒輪所受彎曲應(yīng)力極小，故不作彎度強(qiáng)度校核。 ： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁 圖 錐齒輪結(jié)構(gòu)圖 本章小結(jié) 本章介紹了 GDR80 包裝機(jī)給袋系統(tǒng)送袋裝置鏈輪鏈條機(jī)構(gòu)、升降螺桿機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)錐齒輪機(jī)構(gòu)的組成材料、尺寸和不同的性能指標(biāo)，只有把這寫材料和不同的性能指標(biāo)弄清楚了以后和對(duì)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行必要的校核才能對(duì)給袋系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 第 4 章 吸袋裝置設(shè)計(jì) 吸袋裝置簡(jiǎn)介 吸袋裝置結(jié)構(gòu)如圖 所示 1— 凸輪杠桿滾子軸 2— 吸盤平行機(jī)構(gòu)軸 3— 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂盒 4— 吸盤座 5— 取袋氣管緊固螺栓 6— 取袋氣管 7— 吸盤 8— 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂盒蓋 9— 吸盤平行機(jī)構(gòu)小軸 10— 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂 11— 軸 B 12— 吸盤機(jī)構(gòu)臂座 13— 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂 2 圖 吸袋裝置 如上圖所示 該機(jī)構(gòu) 包括凸輪杠桿滾子軸（ 1）、吸盤平行機(jī)構(gòu)軸（ 2）、吸盤平行機(jī)構(gòu)臂盒（ 3）、吸盤座（ 4）、取袋氣管緊固螺栓（ 5）、取袋氣管（ 6）、吸盤 （ 7）、吸盤平行機(jī)構(gòu)臂盒蓋（ 8）、吸盤平行機(jī)構(gòu)小軸（ 9）、吸盤平行機(jī)構(gòu)臂（ 10）、軸B（ 11）、吸盤機(jī)構(gòu)臂座（ 12）、吸盤平行機(jī)構(gòu)臂 2（ 13）等主要零件和其他未標(biāo)注零件西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 組成。 該機(jī)構(gòu)采用凸輪控制，通過凸輪 運(yùn)動(dòng)， 凸輪杠桿滾子軸（ 1）緊貼其作圓周運(yùn)動(dòng)，使吸盤平行機(jī)構(gòu)臂（ 10）作四桿運(yùn)動(dòng) ， 周期運(yùn)動(dòng) 的凸輪使得 取袋氣管（ 6）和吸盤（ 7）實(shí)現(xiàn)來回的循環(huán) 直線 運(yùn)動(dòng)， 由于采用 拉伸彈簧 可 保持 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂（ 10）在內(nèi)的 四桿機(jī)構(gòu) 與凸輪的緊貼。本機(jī)構(gòu)還采用三吸盤錯(cuò)落布置以保證吸袋的準(zhǔn)確與牢固。 吸袋裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本機(jī)構(gòu)中要桿組實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)是將凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為吸盤機(jī)構(gòu)的平移運(yùn)動(dòng)故設(shè)計(jì)如下四桿機(jī)構(gòu)：如圖 圖 四桿機(jī)構(gòu) 如上圖所示，機(jī)構(gòu)壁座 3 固定作為機(jī)架，桿件 4 通過軸承與原動(dòng)件凸輪連接，與壁盒 1和桿件 2一起構(gòu)成了該四桿機(jī)構(gòu) 。 此機(jī)構(gòu)中桿件 2 受力最大，為了保證該 桿具 有足夠的強(qiáng)度，必須使桿件危險(xiǎn)截面的 最大工作應(yīng)力不超過材料拉伸的許用應(yīng)力 。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 max []??? 即 ? ?.maxNFA ?? ? ? ssn?? ? sn — 材料的安全系數(shù) s? — 屈服極限 ??? — 許用應(yīng) 力 .maxNF — 許用最大拉力 A — 桿件 危險(xiǎn) 截面積 材料為 Q235 鋼， ? ? 170MPa? ? 3m a x 61 0 1 0 4 1 . 6 71 2 2 0 1 0 M P a? ?????? 滿足 ? ?.maxNFA ?? 故四桿機(jī)構(gòu) 可正常工作 吸盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 吸盤機(jī)構(gòu)如圖 圖 吸盤機(jī)構(gòu) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 本機(jī)構(gòu)采用三個(gè)高低錯(cuò)落吸盤保證物袋不易脫落，在吸袋四桿機(jī)構(gòu)的推動(dòng)下，真空吸盤前進(jìn)到送 袋機(jī)構(gòu)擋板推動(dòng)的包裝袋吸取自立包裝袋，送與夾袋夾下完成送袋后倒退回原位置，完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給袋目的。 吸袋機(jī)構(gòu)的推動(dòng)力有由凸輪運(yùn)動(dòng)并經(jīng)單向鏈輪通過鏈條與重錘相連實(shí)現(xiàn)，利用重力原理實(shí)現(xiàn)給袋機(jī)構(gòu)的自動(dòng)給袋 。 同時(shí)本機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，性能價(jià)格比高，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，能夠減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率?；境叽缭O(shè)計(jì)如下 圖 、 圖 所示： 圖 圖 吸盤平行機(jī)構(gòu)臂尺寸如下圖 、 圖 所示： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 圖 圖 吸盤控制凸輪設(shè)計(jì) 1． 電機(jī)的選擇 通過 測(cè)繪工作選擇電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下表： 表 41 電機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù) HZ U A r/min 60 200 1735 總的減速比為 1： 50，通過計(jì)算凸輪的轉(zhuǎn)速為 。 根據(jù)以上分析，可進(jìn)行凸輪材料的選取 。 2． 凸輪材料的選取 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 本凸輪的工作條件是低速低載，故選材如下： 材料 HT300 合金鑄鐵 熱處理、極限應(yīng)力σ HO 退火 180～ 250HB， σ HO=2HB 從動(dòng)件接觸端 材料 45 熱處理 表面淬火 40～ 50HRC 3． 凸輪公 面粗糙度 差及表 表 42 凸輪公差及表面粗糙度 凸輪精度 極 限 偏 差 表面粗糙度 Ra/μ m 向徑 /mm 極角 基準(zhǔn)孔 凸輪槽寬 凸輪工作輪廓 凸輪槽壁 一般精度 177。 ( ～) 177。 (30 ′～40′ ) H7(H8) H8 ～ 4． 凸輪尺寸的確定 要確定出凸輪的具體尺寸，需確定從動(dòng)件的位移、速度、加速度等與凸輪轉(zhuǎn)角的函數(shù)關(guān)系，然后在確定出相應(yīng)的邊界條件。一般 的設(shè)計(jì)原則是：從動(dòng)件的位移線圖、速度線圖和加速度線圖應(yīng)該都是連續(xù)的，尤其是在凸輪速度比較高的時(shí)候。 在確定具體尺寸之前可以先設(shè)計(jì)出凸輪輪廓線，凸輪的輪廓線可以用參數(shù)方程的形式表示。凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是建立凸輪輪廓曲線的參數(shù)方程，利用計(jì)算機(jī)或者手工畫出凸輪的輪廓，如果出現(xiàn)輪廓不光滑、有尖點(diǎn)等問題，則要修改凸輪、從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸，甚至重新設(shè)計(jì)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)體測(cè)繪進(jìn)行的，故通過掃描可直接得出凸輪的輪廓曲線，然后在根據(jù)具體要求進(jìn)行相關(guān)的修正。掃描并修正后所得凸輪如下 圖： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 圖 吸盤控制凸輪 由上圖可知： AB段為推程運(yùn)動(dòng)段，最大推程運(yùn)動(dòng)角∠ AOB=90176。 BC段為遠(yuǎn)休止段，遠(yuǎn)休止角∠ BOC=138176。 AC段為回程運(yùn)動(dòng)段，最大回程運(yùn)動(dòng)角∠ AOC=132176。 推程運(yùn)動(dòng)角 α — 從動(dòng)件由離凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最近位置到達(dá)最遠(yuǎn)位置時(shí)的相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 遠(yuǎn)休止角 — 從動(dòng)件在距凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)的位置上停歇時(shí)相應(yīng)的凸輪轉(zhuǎn)角 。 回程運(yùn)動(dòng)角 β — 從動(dòng)件由離凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)中心最遠(yuǎn)位置到達(dá)最近位置時(shí)的相應(yīng)的凸輪 角 。 通過測(cè)量得出該凸輪推程段與回程段各點(diǎn)坐標(biāo)如表 43 與表 44 所示： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 28 頁 表 43 吸盤控 制凸輪推程段各點(diǎn)坐標(biāo) 推程角α（176。） 半徑 R1（㎜） 推程角α（176。） 半徑 R1（㎜） 0 48 3 51 6 54 9 57 12 60 15 63 18 66 21 69 24 72 27 75 30 78 33 81 36 84 39 87 42 90 45 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 表 44 吸盤控制凸輪回程段各點(diǎn)坐標(biāo) 回程角β（176。） 半徑 R2（㎜） 回程角β（176。） 半徑 R2（㎜） 0 66 3 69 6 72 9 75 12 78 15 81 18 84 21 87 24 90 27 93 30 96 33 99 36 102 39 105 42 108 45 111 48 114 51 117 54 120 57 123 60 126 63 129 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁 5． 吸盤控制凸輪強(qiáng)度的校核 凸輪強(qiáng)度校核 2()H E H FF NZ mmb????? （ 41） 式中 F — 凸輪與從動(dòng)件在接觸處的法向力， N b — 凸輪與從動(dòng)件的接觸寬度， mm ? — 綜合曲率半徑， 1212??? ??? ?（兩個(gè)外凸面接觸用“ +”） （ 42） 1212??? ??? ?（外凸與內(nèi)凹接觸時(shí)用“ ”） （ 43） 1? — 凸輪輪廓在接觸處的曲率半徑， mm 2? — 從動(dòng)件在接觸處的曲率半徑， mm EZ — 綜合彈性系數(shù)2()Nmm， 121220 .4 1 8E EEZ EE? ? （ 44） 1E 、 2E — 分別為凸輪和從動(dòng)件接觸端材料的彈性模量， 2Nmm 鋼對(duì)鋼 EZ =、鋼對(duì)鑄鐵的 EZ =、鋼對(duì)球墨鑄鐵的 EZ = HP? — 許用 接觸應(yīng)力 6H P H O R O HZ N N S??? （ 45） ~1,RZ ? 粗糙度值低時(shí)取大值 N — 60nT n — 凸輪轉(zhuǎn)速， minr T — 凸輪預(yù)期壽命， h 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁 ON — 對(duì) HT氮化處理的表面 62 10ON ?? ，其他材料 510ON ? HS — 安全系數(shù)， ~ ? 其中 EZ = ? N 10b? mm 為了使凸輪輪廓曲線不出現(xiàn)尖點(diǎn)須 ?? （ 46） r 為滾子半徑， 由測(cè)繪知 ? mm，則 m in 1 7 .5 2 1 .8 7 50 .8? ??mm 取 min ? ? mm 則 由公式（ 31）得： 2 2 . 7 81 8 1 . 3 4 4 . 2 2 61 7 . 5 2 1 . 8 7 5b? ? ? ? ??Ｈ Ｅ F＝ Z 其中 2HO? ? HB 1RZ? 50 10N ? 460 35 .6 12 2. 56