【導讀】主要包括下料、沖壓、起模、工作臺換位、成品。并選擇一個最佳的方案就行設(shè)計計算。齒輪傳動和帶傳動主要設(shè)計其型號和傳動方式的設(shè)計和相關(guān)參數(shù)的設(shè)計。選取確定，確定最優(yōu)的轉(zhuǎn)動方式和最佳參數(shù)。軸主要設(shè)計其各段直徑大小和其形狀的設(shè)。潤滑和密封的設(shè)計還包括箱體其他參數(shù)的設(shè)計。最后完成相關(guān)設(shè)計論文的寫作和相關(guān)工

　　

【正文】 /limF 根據(jù)σ /limF =σ FlimYX YN得σ /limF 1=σ /limF 2=610**1= Mpa； （ 22）彎曲強度的最小安全系數(shù) SFmin 由《機械設(shè)計手冊》表 8121得 SFmin=1（按失效概率為 1%）； （ 23）彎曲強度的安全系數(shù) SF SF1=SF2=σ /limF 1/σ F=＞ SFmin=1；所以彎曲疲勞強度能滿足要求。即設(shè)計的齒輪能滿足其工作要求。 幾何尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計 輪的幾何尺寸 表 41 錐齒 輪幾何參數(shù) 名稱 分度圓直徑d（ mm） 齒數(shù) 分錐角（176。） 錐距 R（ mm） 輪齒大端模數(shù) m（ mm） 齒寬 b（ mm） 小齒輪 140 20 45 99 7 30 大齒輪 140 20 45 99 7 30 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 20 頁 共 53頁 5 不完全齒輪間歇運動設(shè)計 不完全齒輪機構(gòu)：主從動輪上都沒有布滿輪齒，主動輪連續(xù)轉(zhuǎn)動，從動輪間歇運動，從動輪停歇時，主從動輪鎖止弧鎖住，防止游動。根據(jù)產(chǎn)量要求 60個 /min，所以所以從動輪每旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn) 12個，所以從動輪轉(zhuǎn)速為 5r/min，所以從動輪每轉(zhuǎn)一次轉(zhuǎn)角 ? =30176。，即在自身回轉(zhuǎn)一周過程中運動與停歇各 12次， N=2π /? =12。主動輪回轉(zhuǎn)一周過程中，從動輪運動與停歇各一次，其運動時間和間歇時間之比在 。并且可知主動輪轉(zhuǎn)速為 60r/min。 初選主從動輪數(shù)據(jù) 由于軸Ⅱ轉(zhuǎn)速為 60r/min，曲柄直徑為 300mm，所以沖壓速度 v=，沖壓頭由靜止到離開模這段時間要求間歇機構(gòu)停止，沖壓頭離開模到頂端靜止時一段時間要求間歇機構(gòu)轉(zhuǎn)動 30176。這樣才能保證每次沖壓和脫模都沖在 模里。由圖 61可得間歇機構(gòu)間歇時間 t（ +*2） /=，間歇機構(gòu)運動時間 t=。選從動輪分度圓直徑 d2=300mm，根據(jù)公式 v= 1000*60 （ 51），所以主動輪分度圓直徑為 d1=76mm。初選主動輪齒數(shù) Z1=15（實際齒數(shù) 5），從動輪齒數(shù) Z2=60，模數(shù) m=5mm，壓力角α =20176。，齒定高系數(shù) h*a2 =1。 圖 51 主要尺寸 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 21 頁 共 53頁 計算確定不完全齒輪機構(gòu) (1)根 據(jù)公式計算 ? ????? ????????????)605( )560(2)605(5ar c c o s)2)(()(2)(ar c c o s21212122）（zzzzzzzz?（ 52） (2)根據(jù)公式計算α a2 ? ?? ? ????? ?? )20c os60(c os )2/(a c r c os * 22a2 ）（ ）（ac r hZC O SZ a??? （ 53） （ 3）計算 2? 2? =? ? ??? inv?? 22 in vz2/ ）（ （ 54） =? ? ????? )602/( in vin v? =176。 (4) 從動輪每次運動所轉(zhuǎn)角度中的齒數(shù) K K， = ? ? ???? 2/2)/2(2 2222 ?? ZZ （ 55） 代入數(shù)值得 K， =5 （ 5） 從動輪每次轉(zhuǎn)動角度 2? 2? =2π k/z2=（ 2*π *5） /60=30176。（ 56） （ 6） 開始嚙合時，與主動輪首齒相嚙合的從動輪齒厚中心線與連心線間夾角 2? 2? =（ k1）π /z2=（ 51）π /60=。（ 57） （ 7）主動輪末齒齒頂高系數(shù) *a2h *a2h = 2/2zz 212 ）（ G??? 代入數(shù)值得 *a2h =。（ 58） （ 8）主動輪首齒齒頂高系數(shù) ，*a1h 按照 ，*a1h ≤ *a2h 條件選取，所以 ，*a1h =。 （ 9） 1a1? 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 22 頁 共 53頁 1a1? =acrcos ?????? ?1*a111 h2zcosz ? （ 59）代入數(shù)值得 1a1? =176。 （ 10）齒間重疊系數(shù)ε ε =? ? ????? 2/t a nt a nzt a nt a nz a22a11 ）（）（ ， ??? （ 510）代入數(shù)值得ε =。 （ 11） a1?? a1?? =arcos ?????? ? ??a1*12 hz cosz ? （ 511）代入數(shù)值得 a1?? =176。 （ 12） 1? 1? =? ? ）（）（ ??? in v in vz2/ a11 ???? （ 512）代入數(shù)值得 1? =176。 （ 13）主動輪回轉(zhuǎn)一周的時間 T T=2π /ω（ 513）代入數(shù)值計算得 T=1s。 （ 14）從動輪每一次運動時間 tf Tf=T( 11 ??? ??? )/2π（ 514）代入數(shù)值計算得 tf=。 （ 15）從動輪每停一次停歇時間 td Td=Ttf==。（ 515） （ 16）動停比 k K=tf/td=。（ 516） （ 17）主從動輪的中心距 C C=m（ z1+z2） =5*(15+60)=375mm。 （ 517） 由上面計算結(jié)果 k=，ε =＞ 1，所以設(shè)計符合要求。即當主動輪齒數(shù) z1=15（實際齒數(shù)為 5），從動輪齒數(shù) z2=60，模數(shù)為 5mm,齒寬為 30mm時此不完全齒輪能實現(xiàn)間歇運動的 要求。主動輪材料選擇 40Gr，從動輪材料選擇 45鋼完全可以滿足其剛度要求。 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 23 頁 共 53頁 6 軸、軸承和鍵的設(shè)計 如圖 17所示，沖壓型壓縮營養(yǎng)缽成型機中一共有四根軸分別為軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ和軸Ⅳ。其中軸Ⅰ是連接大帶輪和小齒輪的傳動紐帶，大帶輪寬為 30mm小齒輪寬為30mm，所以軸Ⅰ長度要大于 60mm；軸Ⅱ是大齒輪、錐齒輪和曲柄連桿的連接軸，根據(jù)圖 27可知軸Ⅱ的長度要大于不完全齒輪機構(gòu)的長度，即軸Ⅱ長度要大于 380mm；軸Ⅲ是連接錐齒輪從動輪和不完全齒輪主動輪的，其中軸Ⅲ還連接攪拌機構(gòu)完成物料的攪拌和下料，所以軸Ⅲ長度 要大于 300mm；軸Ⅳ是連接不完全齒輪從動輪的，其長度可以根據(jù)整體安裝來定。因為沖壓型壓縮營養(yǎng)缽成型機載荷不是很大，所以材料都選擇 45鋼正火回火，選擇 45鋼不但能滿足工作要求同時由于 45鋼使用普遍，在一定程度上節(jié)約了制造成本。 軸Ⅰ、軸Ⅱ、軸Ⅲ和軸Ⅳ功率 P、轉(zhuǎn)速 n和轉(zhuǎn)矩 T。 表 61 軸功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)表 軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 功率P（ kw） 轉(zhuǎn)速n（ r/min） 60 60 5 轉(zhuǎn)矩T（ Nm） 注釋： P=P*η (皮帶轉(zhuǎn)動效率η為 ，齒輪轉(zhuǎn)動效率η為 ) n=ni（ i為傳動比） TNm = 3min/ 10?rKWnP 軸的設(shè)計 軸Ⅰ的設(shè)計計算 求作用在齒輪上的力 因小齒輪的分度圓直徑為： d1=m1z1（ 61） =19*5=95mm。 所以 Ft= NdT 4 4 9951 1 6 3 7 022 11 ???。（ 62） NFF tr a a n ???? ?? 。（ 63） 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 24 頁 共 53頁 NFF Tn 6 0 720c o s 4 4 9c o s ???? ? 。（ 64） Ft和 Fr的方向如圖 61所示： 圖 61 軸的載荷分布圖 初步確定軸的最小尺寸 軸的材料 45鋼，所以根據(jù)《機械設(shè)計手冊》表 8348選擇 A0=103 33 1101 ???? NPA （ 65），考慮軸端有鍵槽，軸徑應該適當?shù)姆糯?45%，所以取軸的輸入端直徑為 d1=25mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 取軸頸處的直徑為 40mm，與標準軸承 61808的孔徑相同；其余部分直徑均按 5mm放大。各軸段配合及表面光滑度如下：軸頸處 ；， 7h99 ?H 與帶輪配合的軸處為 ；， 5h88 ?H與齒輪配合的軸處為 5h89 ?，H 。 齒輪的軸向定位采用周肩定位和套筒定位，軸承軸向定位采用軸肩和軸承端蓋定 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 25 頁 共 53頁 位，帶輪軸向定位采用軸肩和套筒定位。 初步選定軸的結(jié)構(gòu)裝配方案，如圖 62所示： 圖 62 軸Ⅰ結(jié)構(gòu)草圖 根據(jù)軸向定位確定軸各段的長度： 帶輪輪轂寬為 50mm，所以裝帶輪軸段長為 50mm，軸肩定位，直徑為 36mm； 軸承端蓋和軸承段用套筒定位軸長 32mm套筒長 10mm軸徑為 40mm；裝齒輪段軸肩和套筒定位，軸長 30mm直徑 40mm；最后一段軸軸長 22mm，直徑 36mm，軸長用套筒定位。所以軸總長為 141mm。如圖 72所示。 初步選擇滾動軸承： 因為軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選用單向滾子軸承。參照工作要求根據(jù)安裝軸承處直徑根據(jù)《機械零件設(shè)計手冊》選擇 61808標準滾動軸承，其主要尺寸和性能如表 62所示。 表 62 滾動軸承主要尺寸和性能 基本尺寸 安裝尺寸 基本額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 軸承代號 d D B r da Da Cr Cor 脂潤滑 油潤滑 40mm 52mm 7mm 9500r/min 13000r/min 61808 軸承端蓋的總寬度為 20mm。根據(jù)軸上安裝零件確定基本確定軸各段長度。 桂林電子科技大學畢業(yè)設(shè)計報告紙 第 26 頁 共 53頁 軸上零件的周向定位： 帶輪和齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。帶輪上鍵根據(jù)《機械零件設(shè)計手冊》表54選擇平鍵尺寸為 b=10（ h9）， h=8mm（ h11） l=45mm（ h14），鍵用鍵槽銑刀加工，為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇帶輪與軸 的配合為6n7H ；同樣齒輪與軸連接，選用平鍵連接，根據(jù)《機械零件設(shè)計手冊》選擇平鍵為 b=12mm， h=8mm， l=28mm。配合為6n7H 。滾動軸承的周向定位是通過過度配合來保證的。查表確定軸倒角和圓角的尺寸，倒角 2*45176。，軸肩圓角直徑 r=1mm。 計算支承反力、彎矩和扭矩 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖，做出計算簡圖，再確定軸承位置為支點位置，從從手冊中查 a 值，對于 61808 滾動軸承，由手冊查得 a=。因此作為簡支梁的軸支承跨距L2+L3=10mm+45mm=55mm。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖 71 所示。 反支持力： NFLL LF TNH