【正文】 安全。 全自動折疊、粘箱、捆扎機構(gòu) 采用下折方式 ,集自動送紙、上膠、折疊、壓合成型、捆扎記數(shù)排出等功能于一體，主要用于對已經(jīng)印刷開槽或模切好的紙板進行自動折疊、粘合成型、捆扎輸出等。 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 3 專題部分 設(shè)計 主傳動系統(tǒng)設(shè)計滿足的基本要求和原則 在印刷機工作過程中，要求各個滾筒要動作平穩(wěn)，無沖擊現(xiàn)象。 ⑴ 印刷機的傳動系統(tǒng)設(shè)計通常需要滿足要求： ① 滿足印刷機使用性能的要求。傳 動設(shè)計合理，操縱方便、靈活、迅速、可靠安全等。 ③ 要使該傳動機構(gòu)符合勞動保護法規(guī)的要求；盡可能減少操作手柄的數(shù)量，操作手柄及按鈕等應(yīng)放置在便于操作的位置，合理地規(guī)定操作時的驅(qū)動力，操作方式要符合人們的心理和習慣。 ④ 在設(shè) 計時對組成機器的每一個零、部件進行可靠性分析與評估要求。 ② 零件在載荷作用下產(chǎn)生的彈性變形量小于或等于機器工作性能所允許的極限值。 ④ 滿足滾筒外大里小的排列要求，這樣做便于軸的裝拆、調(diào)節(jié)和維護。 ⑥ 由于對印刷產(chǎn)品套印精度的要求，應(yīng)使傳動平穩(wěn)、精確。動力源給執(zhí)行件提供動力，并使用其得到一定的運動速度和方向；變速裝置傳動動力以及變換運動速度；執(zhí)行件執(zhí)行機床所需的運動，完成旋轉(zhuǎn)或直線運動。直流電動機調(diào)速性能好，控制方便，調(diào)速精度高，范圍廣；但需配備的直流傳動箱體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成套設(shè)備成本高。但交流電動機體積小、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、堅固可靠、維護簡單。前一種調(diào)速系統(tǒng)使用較多，主要是調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合調(diào)速器調(diào)速、繞異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速和異步電動機串級調(diào)速，其中電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)由于是通過調(diào)節(jié)直流勵磁電 流達到調(diào)速目的，方法簡便可靠，調(diào)速范圍較寬。所謂變頻就是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成頻率和幅值均可調(diào)的交流電供給電動機來調(diào)節(jié)電動機同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率。 變頻調(diào)速：對于電動機而言，當轉(zhuǎn)差率變化不大時，電動機轉(zhuǎn)速基本上與電源頻率成正比，通過改變電源頻率可以實現(xiàn)調(diào)速。但當頻率較低時最大轉(zhuǎn)矩才逐漸減少，可以認為在基頻以下為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 ② 調(diào)速范圍比電磁離合器要大。 ④ 可以采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速、恒功率調(diào)速，適用性強。 ⑥ 能耗小，可靠性高。 ② 調(diào)速時過載倍數(shù)小。 電磁離合器調(diào)速：主要由電樞和磁極組成，通過調(diào)節(jié)離合器磁極轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對生產(chǎn)機械的無級調(diào)速。由理論可以知道其機械特性軟。且勵磁電流太低會造成失控。 2) 調(diào)速平滑性好。 2) 對電網(wǎng)影響大，只適合低速運轉(zhuǎn)時間短的場合。根據(jù)膠印機使用情況來看，在小型膠印機上使用變頻器是可行的，且效果很好，因此本膠印機選用變頻器來調(diào)速。 主電機功率用理論上的計算方法是可以計算的，但比較難確定一般是利用類比法萊確定，新設(shè)計的印刷機與同類型的進行比較，初步選定電機功率的大小，一般偏大些，待樣機試制出來后通過實際運轉(zhuǎn)，測定 整機消耗的功率，再最后加以修正，確定選用的電機的大小。 采用變頻調(diào)速后電動機可選用標準電動機，為結(jié)構(gòu)緊湊，選用 Y160M— 6 型一般三相異步電動機為本機的主電動機，滿載轉(zhuǎn)速為 970r/min?，F(xiàn)將傳動系統(tǒng)展開如圖 31。 圖 32 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 4 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)零件設(shè)計 由專題部分設(shè)計可知，本次設(shè)計的印刷機傳動主要是帶傳動將動力由電機傳到動力齒輪，動力齒輪經(jīng)過圖 32 所示的裝 置，經(jīng)過齒輪系的嚙合實現(xiàn)各滾桶的回轉(zhuǎn)。 帶傳動設(shè)計 總傳動比 ： i= mwnn =400970 = （ 1） 確定計算功率 Pca 查表 87[1]得工況系數(shù) KA=，則計算功率 Pca=KAP=?=9kW （ 2） 選擇 V帶的帶型 根據(jù) n=970r/min,pca=9kW,由圖 810[1]選 B型 V 帶 。由表 86[1]和表 88[1]，取小帶輪的基準直徑 1d =150mm 2）驗算帶速 v 按式（ 813） [1]驗算帶的速度 smsmndv d /?? ????? ?? 因為 5m/s＜ v＜ 30m/s，故帶速合適。 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設(shè)計 18 （ 4）確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 dL 1）根據(jù)式 )(2)( 2121 dddd ddadd ???? 初定中心距 mma 4000 ? 2）由式（ 822） [1]計算帶所需的基準長度 mmmmaddddaL ddddd1619]4004)150355()355150(24002[4)()(22202122100???????????????? 由表 82[1]選帶的基準長度 mmLd 16000 ? 3）計算實際中心距 a mmmmLLaa dd 410)2 160 0161 9400(2 00 ??????? 中心距的變化范圍為 390~420mm （ 5）驗算小帶輪上的包角 1? 410 )150355()(180 121 ?????????? add dd? ???? 90151 （ 6）計算帶的根數(shù) z 1）計算單根 v 帶的額定功率 rP 由 mmdd 1501 ? 和 min/970rn ? 查表 84a[1]得 kWP ? 根據(jù) min/970rn ? ， i= 和 B 型帶 查表 84b[1]得 kWP ?? 查表 85[1]得 ??K ，表 82[1]得 ?LK 于是 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 kWKKPPP Lr )()( 00 ?????????? ? 2）計算 v 帶的根數(shù) z 9 ??? rcaPPz 取 4 根 （ 7）計算單根 v 帶的初拉力的最小值（ 0F ） min 由表 83[1]得 B 型帶的單位長度質(zhì)量 q=，所以 2m in0 )(500)( qvzvK PKF ca ????? NN 9)(500 2 ??????? ??????? 應(yīng)使帶的實際初拉力 F0（ F0） min （ 8）計算壓軸力 FP 壓軸力的最小值為 NNFzF P 216 12151s i n279422s i n)(2)( 1m i n0m i n ??????? ? 齒輪系的設(shè)計及其校核 如圖 41所示為齒輪系的傳動路線圖，該裝置由 27 個齒輪經(jīng)過相互的嚙合，其傳動路線圖可由下圖表達 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設(shè)計 20 圖 41 齒輪系 傳動路線圖 現(xiàn)選擇其中主要的一個對齒輪 Z Z2 系統(tǒng)進行設(shè)計。 ② 運動機構(gòu)為一般的工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ GB 10095— 88）。由表 41 選擇小齒輪 Z2的材料為 40Cr（調(diào)制）硬度為 280HBS，大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)制），硬度為 240HBS，二者的材料硬度差為 40HBS。 蚌埠學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 表 41 常用齒輪材料及其力學(xué)性質(zhì) 材料牌號 熱處理方法 強度極限σ B/Mpa 屈服極限σ S/Mpa 硬度 齒芯部 齒面 HT250 250 170241 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT5005 ?；? 500 147241 QT6002 600 229302 ZG310570 500 320 156217 ZG340640 650 350 169229 45 580 290 162217 ZG340640 調(diào)質(zhì) 700 380 241269 45 650 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35MnSi 780 450 217269 38SiMnMo 700 550 217270 40Cr 700 500 241286 45 調(diào)質(zhì)后表面淬火 217255 4050HBC 40Cr 241286 4855HBC 20Cr 滲炭后淬火 650 400 300 5862HBC 20CrMnTi 1100 850 12Cr2Ni4 1100 850 320 20Cr2Ni4 1200 1100 350 35CrAlA 調(diào)質(zhì)后氮化（氮化層厚度φ≥、 950 750 255321 850HV 38CrMoAlA 1000 850 夾布塑膠 100 2535 注： 40Cr鋼可用 40MnB或 40MnVB鋼代替； 20Cr、 20CrMnTi鋼可用 20Mn2B鋼或 20MnVB鋼代替 ⑵ 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 有設(shè)計計算公式進行試算，即 ① 確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 A 試 選載荷系數(shù) Kt=1。 mmNn PT ???????? 551 151 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設(shè)計 22 C 由表 32選取齒寬系數(shù) ??d 表 42 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 裝置 狀況 兩支座相對于 小齒輪做對稱分布置 兩支座相對于 小齒輪做不對稱分布置 小齒輪做 懸臂布置 Φ d ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） ～ 注： ⑴、大小齒輪皆為硬齒面時， Φ d應(yīng)取表中偏下限制；若皆為軟齒面或較大的齒輪為軟齒面時，Φ d可取表中偏 上限的極值。 ⑶、金屬切削機床的齒輪傳動，若傳動的功率不大時， Φ d可小到 。 表 43彈性影響系數(shù) Zf 彈性模量 E∕ MPa 齒輪材料 配對齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑料 104 104 104 104 104 鍛鋼 162 鑄鋼 188 球墨鑄鐵 灰鑄鐵 注：表中所列的夾布塑料的泊松比μ為 E 由圖 42按齒面硬度查的小齒輪 Z2的接觸疲勞強度極限 錯誤 !未找到引用源。 =550MPa F 由公式計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 911 ?????????? hjLnN 992 ????N G 由圖 43取接觸疲 勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 H 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效的概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由計算公式的得到 ② 計算 A 試算小齒輪 Z2的分度圓直徑 d2t， 代入 ? ?H? 中較小的計算 ? ? mmZuuKTd Hfdt2532131 ???????????????????????? ? ? 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設(shè)計 24 1—— 允許一定點蝕的結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì)鋼；球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；珠光體可緞鑄鐵；滲炭淬火的滲碳鋼 2—— 結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì) 鋼；滲碳淬火鋼；火焰或感應(yīng)淬火的鋼，；球墨鑄鐵；球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；珠光體可鍛鑄鐵 3—— 灰鑄鐵；球墨鑄鐵（鐵素體）；滲氮的滲氮鋼；調(diào)質(zhì)鋼，滲碳鋼 4—— 氮炭供滲的調(diào)質(zhì)鋼，滲碳鋼 圖 43 接觸疲勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 值） B 計算圓周速度 V0 smsmndV t /?? ????? ? C 計算齒寬 b mmmmdb td ?????? D 計算齒寬與齒高之比 錯誤 !未找到引用源。 mmzdm ttt ??? 齒高 錯誤 !未找到引用源。 值 E 計算載荷系數(shù) 根據(jù) V=∕ s， 7級的精度，由圖 44 查得動載系數(shù) KV= 直齒輪 錯誤 !未找到引用源。 由表 45查得 7級的精度，小 齒輪相對于支撐非對稱布置時， 錯誤 !未找到引用源。 ，由圖 45得到 錯誤 !未找到引用源。 載載荷狀態(tài) 工作機器 原動機 電動機均勻運轉(zhuǎn)的蒸汽機燃氣輪機 蒸汽機、燃氣輪機液壓裝備 多缸內(nèi)燃機 單缸內(nèi)燃機 均勻載荷 發(fā)電機、均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、螺旋輸送機、輕型升降機、包裝機、機床進給機構(gòu)、通風機、均勻密度材料攪拌機等 1 輕微沖擊 不均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、機床的主傳動機構(gòu)、工業(yè)和礦用風機、重型升降機重型離心機、變密度材料攪拌機 中等沖擊 橡膠擠壓機、橡膠和塑料做間斷工作的攪拌機、輕型球磨機、木工機械、剛陪除軋機、提升裝置單杠活塞泵 2 嚴重沖擊 挖掘機、重型球磨機、橡膠糅合機、破碎機、重型給水泵，旋轉(zhuǎn)式鉆探機、壓磚機、帶材冷軋機、壓坯機 2 或更大 注：表中所列的 錯誤 !未找到引用源。 值約為表值的 ，當外部機械與齒輪裝置有撓性連接時，通常 錯誤 !未找到引用源。 表 45接觸疲勞強度計算用的齒向載荷分布系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 圖 45 彎曲強度計算的齒向載荷分布系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 大齒輪 Z1的彎曲疲勞強度極限 錯誤 !未找到引用源。 , 錯誤 !未找到引用源。 。 1—— 調(diào)質(zhì)鋼；球墨