【正文】 行的機械，要求所選用的電動機的 額定功率稍大于工作機功率。在一般情況下不必校驗電動機的發(fā)熱和起動力矩。 工作機所需要工作功率 w? 一般根據工作機的生產阻力和運動參數計算： wwFv?1000?? 或www n?9550??? (52) 式中 F —— 工作機的生產阻力， N； v —— 工作機的速度， m/s； ? —— 工作機的阻力矩， N m； wn —— 工作機的轉速， r/min； w? —— 工作機的效率。 容量相同的同類型電動機，可以有不同的轉速。低轉速電動機的極數多，外廓尺寸及重量陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 14 都較大，幾個高，但可使傳動裝置總傳動比及尺 寸較小；高轉速電動機則相反。 通常多選用同步轉速為 1500 和 1000r/min 的電動機，如無特殊需要，不選用同步轉速低于 750r/min 的電動機。 通過計算可知，中心軸下面安裝的滾子軸承在工作時，所受的摩擦力大約為 40N，所以 灌裝機主軸的啟動轉矩不大， 根據《機械 設計手冊單行本 減（變）速器178。 減速器的設計選擇 由于所選電動機的額度轉速為 1400r/min， 灌裝機的生產能力為 4000 瓶 ／小時，灌裝機的灌裝閥頭數為 16 頭，所以灌裝機每轉生產 16 瓶，所以灌裝機主軸的轉速為250r/小時，即 625 r/min。由于電動機的功率為 ，所以選擇該型號的減速器符合要求 [2]。 (4)確定普通 V帶的基準長度和傳動中心距 根據 1 2 0 1 20. 7 ( ) 2( )d d d dd d a d d? ? ? ?， 初步確定中心距 0 250a mm? 根據式 239。210 1 20() ( 1 3 2 6 3 )2 ( ) 2 2 5 0 ( 6 3 1 3 2 ) 8 1 1 . 12 4 2 4 2 5 0ddd d dddL a d d m ma?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 由《機械設計（第七版）》表 (82)選帶的基準長度 800dL mm? 按式 39。0 2452ddLLa a mm?? ? ? (5)驗算主動輪上的包角 1a 由式 39。1 132 63180 180 120245ddLL a? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 故主動輪上的包角合適 . (6)計算 V 帶的根數 z 由《機械設計（第七版）》式 (822)知 : 00()caLpz p p K K?? ?? (54) 由 n1=1400r/min、 1 63dd mm? 、 2i? 查《機械設計（第七版）》表 85a 和表 85b得 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 16 00000 .2 50 .0 3()caLP KWP KWpzp p K K????? ?? 查《機械設計（第七版）》表 88 得 ? ? ,查《機械設計（第七版）》表 82得 1?LK則 ( ) 1z ??? ? ? 取 z =5 根。 (2)中心軸上的功率 1 . 1 0 . 9 7 0 . 7 5 0 . 9 6 0 . 7 6 8P K W? ? ? ? ? 中心軸轉速： 25 / min6nr? (3)初步估計 軸 的最小直徑，由式33 55m in 4 49 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 0 . 7 6 8 5 9 . 3250 . 2 [ ] ( 1 ) 0 . 2 4 5 ( 1 0 . 5 )6TPd m mn??? ? ?? ? ?? ? ? ? (4)按扭轉強度條件計算 查表 153，對于空 心軸 m in 0 4(1 )PdA n ?? ? (55) 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 17 式中 1dd??，即空心軸內徑 1d 和外徑 d 之比，通常取 ? ? 取 ?? ， 0 110A? ，則 m i n 0 4 40 . 7 6 81 1 0 6 425( 1 ) ( 1 0 . 5 )6Pd A m mn ?? ? ?? ?? (5)考慮到軸上鍵槽的影響 m in 64( 1 7% ) m m? ? ? 由于軸選擇的是空心軸，因為由于灌裝機的結構的要求需要在軸中裝一個直徑為35mm 左右的升降軸，由裝配圖可知，在傳動軸上還裝有調節(jié)升降的渦輪蝸桿，而渦輪蝸桿的尺寸比所計算出來的中心軸的最小直徑要大的多，并且按上面的公式求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑。 中心軸 齒輪的設計 計算 一般，設計齒輪傳動時，已知條件是：傳遞的功率 ? (KW)或轉矩 T(N? m)；轉速n(r/min)；傳 動 比 i ；預定的工作壽命 h；原動機及工作機的載荷特性；結構及外形尺寸限制等 [8]。所以需要先初步選擇某些參數，按簡化計算或類比方法確定主要尺寸，然后再進行精確的校驗計算。 圓柱齒輪傳動強度設計的原則： 齒輪傳動的承載能力，需要根據在設計壽命期間出現破壞形式的幾率 ,不超過所要求的失效幾率來確定。 鑄鐵或閉式傳動的硬齒面（工作齒面硬度 HBS＞ 350）的鋼齒輪傳動的承載能力主要取決于齒根彎曲強度；閉式傳動的軟齒面（ HBS≤ 350）的鋼齒輪傳動的承載能力主要取決于齒面接觸強度；開式齒輪傳動的主要破壞形式是齒面磨損，一般可在計入磨損的影響后，按齒輪彎曲強度計算。 軟齒面閉式齒輪傳動，宜取較多齒數，較小模數，以增大重合度，提高傳動平穩(wěn)性，減小加工量，提高刀具的耐久度，一般 1z ≥ 24。 對載荷變動的齒輪傳動和開式齒輪傳動，宜使 1z 與 2z 互為質數，或二者的最大公約陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 18 數為最小，以利于減小或避免周期振動，對開式齒輪傳動還可提高其耐磨損能力?！?15176?！?40176。） 對于小功率的高速傳動 ,? 宜取大小些；對于大功率的低速傳動 ,? 宜取小些。 齒寬系數取大些，可使齒輪傳動中心距及直徑減??；但齒寬越大，載荷沿齒寬分布不均的現象越嚴重。變速箱中換檔齒輪常 取 a? =～ 。設計標準 圓柱齒輪減速器時， a? 要符合標準中規(guī)定的數值，其值為： ， ， ， ， ， ， ， 。對閉式傳動，當 HB＜ 350 ，齒輪對稱軸承布置并靠近軸承時， d? =～ ；齒輪不對稱或懸臂布置、傳動裝置結構剛性大時，取 d? =～ ，結構剛性較小時 , d? =～ 。對開式傳動，取 d? =～ 。當加工和安裝精度高時， 可取大些；對開式傳動可取 m? =8～ 15 ；對重栽低速齒輪傳動，可取 m? =20～ 25。 選擇中心軸上的大齒輪和減速器上小齒輪的傳動比6i? [1]。 (3)材料選擇 選擇小齒輪材料位 40Cr(調質 )，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 19 度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 2． 按齒面接觸強度設計 ? ?3 1112 .3 2 . .t Et dHkT Zidi??????? ???? (58) 確定公式內的各計算參數 ： (1)初選載荷系數 t? = (2)計算小齒輪傳遞的轉矩 1151 / n???? = ? ? 25 ?? =? 410 Nmm (3)由《機械設計（第七版）》表 107選取齒寬系數 d? =； (4)由《機械設計（第七版）》表 106選取 1/ 2EZ ? ； 由《機械設計（第七版）》圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限lim1H? =600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim2H? =550MPa； (5)由式 160 hN n jL? 計算應力循環(huán)次數 811826 0 6 0 2 5 1 2 4 3 0 0 1 5 1 . 6 2 1 00 . 2 7 1 0hN n jLN ? ? ? ? ? ? ? ? ??? (6)由《機械設計（第七版）》圖 1019查的接觸疲勞壽命系數 , N H NKK?? (7)計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%,安全系數 S=1,由式 ? ? limNK S?? ? 得 ? ?? ?1 l i m 111 l i m 221 . 0 8 6 0 0 64811 . 2 5 5 5 0 6 8 7 . 51H N HHH N HHK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? (1)試計算小齒輪分度園直徑 1td 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 20 ? ?311 12 .3 2 9 3 .8 2 4t EtdHkT Zid m mi?????? ? ????? (2)計算圓周速度 v 11 9 3 . 8 2 4 2 5 0 . 1 2 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv m s? ? ??? ? ??? (3)計算齒寬 b 1 0. 6 93 .2 84 56 .2 95dtb d m m?? ? ? ? (4)計算齒寬 /齒高之比 模數 tm = 11/tdz=； 齒高 5 98thm?? 95/ 98bh?? (5)計算載荷系數 根據 /v m s? ,7級精度 ,由 《機械設計（第七版）》 圖 108查的動載系數 VK = 直齒輪 ,假設 bFK tA / 100N/mm,由表 103 查的 ?? ?? FH KK ； 由 《機械設計（第七版）》 表 102查得使用系數 ? 由 《機械設計（第七版）》 表 104查得 7級精度、小齒輪懸臂 布置時，2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 (1 6 . 7 ) 0 . 2 3 1 0H d dKb? ??? ? ? ? ? 將數據代入后得 ? ? 由 / 6 .4 , 1 .3 5 4Hb h K ???，查 《機械設計（第七版）》 圖 1013 得 ?? ；故載荷系數 1 1 . 0 2 1 . 2 1 . 3 5 4 1 . 6 5 7AVK K K K K??? ? ? ? ? ? 按實際載荷系數校正所算的分度圓直徑 ,由式 311 /ttd d K K? 得 3311 / 9 3 . 8 2 4 1 . 6 5 7 / 1 . 3 1 0 1 . 7 3 4ttd d K K m m? ? ? ? (6)計算模數 m 11 1 0 1 .7 3 4/ 4 .2 424m d Z? ? ? 負壓自動灌裝機系統(tǒng)設計 21 由《機械設計（第七版）》式（ 105）得彎曲強度的設計公式為 m= ? ?3 112 Fa SadFYYkTZ???????? (59) 確定公式內的各計算值： (1)由《機械設計（第七版）》圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE MPa? ? ，大齒輪的彎曲疲勞強度極限 2 380FE MPa? ? ； (2)由《機械 設計（第七版）》圖 1018查得彎曲疲勞壽命系數 , FNKK??； (3)計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 S=,由式 ? ? limNK S?? ? 得 ? ?? ?1112220 . 9 5 5 0 0 3 3 9 . 2 91 . 41 . 0 3 8 0 2 7 1 . 4 31 . 4F N F EFF N F EFK M P aSK M P aS?????? ? ??? ? ? (4)計算載荷系數 K 1 1 . 0 2 1 . 2 1 . 3 1 . 5 9 1A V F FK K K K K??? ? ? ? ? ? (5)查取齒形系數 。 1. 84 4SSYY???? (7)計算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY? 并加以比較： ? ?? ?1112222. 52 1. 62 5 0. 01 2133 9. 292. 13 2 1. 84 4 0. 01 4527 1. 43FSFFSFYSYS???????????? 大齒輪數值大 陜西科技大學畢業(yè)設計說明書 22 ? ?3112 Fa SadFYYKTmZ??