機械畢業(yè)設(shè)計86易拉式罐蓋墊的自動上料機構(gòu)的設(shè)計

題 目： 易拉式罐蓋墊的自動上料機構(gòu)的設(shè)計 姓 名： 班級學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 摘 要 清華大學(xué) 第 I 頁 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及包裝業(yè)的發(fā)展以及針對目前市場上所使用的瓶蓋，特別是酒類所用的瓶蓋更是開啟不方便，因此不少廠家生產(chǎn)出了一種易拉式瓶蓋。本課題是針對目前市場上所使用的一種易拉式瓶蓋，準備研究一種拉蓋與墊的送料與定位器以解決目前此種瓶蓋的問題。 本設(shè)計主要是在指導(dǎo)老師的幫助下，應(yīng)用自己所設(shè)計的凸輪定位器來完成瓶蓋與墊定位壓緊設(shè)計的主 要部分，其中包括鏈板式輸送機來輸送拉蓋，凸輪定位器定位，共同為下一步與拉蓋墊片的組合提供準確定位。設(shè)計了一個轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)來完成瓶墊的開口方向的分選。再通過輸送管來控制瓶墊的翻轉(zhuǎn)。此時就可以通過撥盤來進行送料。 設(shè)計工作所取得的主要成果有以下幾個方面： 1.完成墊片的輸送與定位的方案制定。 2.完成拉蓋定位器的方案制定； 3.完成瓶墊的開口方向的分選以及翻轉(zhuǎn)控制的方案制定。 4.完成瓶墊送料機構(gòu)的方案制定； 5.給出機構(gòu)所需的各部分零件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計、受力分析、運動分析和計算； 6.用 AUTOCAD2004 中文版完成機構(gòu)設(shè)計的計算機繪圖。 本設(shè)計的應(yīng)用價值是能給目前易拉式瓶蓋的生產(chǎn)廠家提供一些拉蓋與墊片的自動送料與定位方面的啟發(fā)，也可以作為正式的設(shè)計被采用而應(yīng)用于現(xiàn)實生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞 易拉式瓶蓋；凸輪定位器；板式輸送鏈； AUTOCAD Abstract 清華大學(xué) 第 II 頁 Abstract Along with the technical development of science, and the development of the packing industry and aim at currently on the market a cover use, especially a cover that wet goods use is also to open inconvenient, so not a few factories house produced a kind of easily the pull type bottle cover。 This topic is to aim at currently on the market use a kind of easily the pull type bottle cover, preparing to study a kind of pull the cover and mats to position the machine to resolve the this kind bottle cover currently of fixed position problem. This design is mainly while guide the teachers help, the cam fixed position machine that applied oneself design to complete the main part that a bottle of cover and the mat fixed position compress tightly the design, among them include the chain plank type to transport the machine to transport to pull the cover, the cam fixed position machine fixed position, common for next move with pull to cover the mat slice of combination provide the accurate fixed position. Design the work obtain of main result have following few aspectses： 1. Complete the mat project establishment of slice transport and fixed position. 2.Complete the project of pull the cover fixed position machine establishment. 3.Design, be subjected to the dint analysis and exercise to analyze and compute to the structure of each parts of spare parts that positions the machine to need. 4. Completes the bottle pad feed mechanism the plan formulation; 5.Produces each part of components structural design, stress analysis,movement analysis and computation which the organization needs; 6.Completes the organization design with the AUTOCAD2004 Chinese edition the computer cartography. The application value of this design is can give currently easily the production factory house of a cover of pull type provide some pull the cover and the mat slice to position of inspire, can also be the formal design drive adopt but apply to produce in the actuality. Keywords easy pull type bottle cap; the cam the localizer; apron conveyer; AUTOCAD 目 . 錄 清華大學(xué) 目 錄 摘 要 .I Abstract . II 第 1 章 前 言 . 3 1.1 本設(shè)計的目的和意義 . 3 1.1.1 本設(shè)計的目的 . 3 1.1.2 本設(shè)計的意義 . 3 1.2 本設(shè)計的技術(shù)要求 . 3 1.2.1 墊 的尺寸要求 . 3 1.2.2 墊 的定位效率和送料機構(gòu)的效率 . 3 1.3 本設(shè)計的發(fā)展狀況 . 4 1.3.1 國內(nèi)發(fā)展狀況 . 4 1.3.2 國外發(fā)展狀況 . 4 1.4 本設(shè)計存在的難點問題 . 4 1.5 本設(shè)計的指導(dǎo)思想 . 4 1.6 本設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題 . 4 第 2 章 設(shè)計方 案 . 5 2.1 設(shè)計的總體方案 . 5 2.1.1 總方案的簡述 . 5 2.1.2 傳動機構(gòu)簡述 . 5 2.1.3 墊的輸送機構(gòu)和墊定位機構(gòu)的簡述 . 5 2.2 與其他方案的比較 . 5 2.2.1 方案原理以及方案的論證 . 5 2.2.2 方案的比較 . 6 第 3 章 設(shè)計說明 . 7 3.1 傳動裝置的選擇 . 7 3.1.1 鏈傳動 . 7 3.1.2 帶傳動和齒輪傳動 . 7 3.1.3 電動機的選擇 . 7 3.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 . 9 3.2.1 總傳動比和分配傳動比 . 9 3.3 傳動裝置的選擇 . 9 3.3.1 帶輪的設(shè)計 . 9 3.3.2 鏈輪的設(shè)計 . 13 3.4 錐齒輪的傳動的強度校核和凸輪設(shè)計 . 14 3.4.1 錐齒輪傳動的強度校核 . 14 3.4.2 凸輪設(shè)計 . 19 3.5 軸的校核以及軸承的校核 . 20 3.5.1 軸的校核 . 20 目 . 錄 清華大學(xué) 3.5.2 軸承校核 . 28 結(jié) 論 . 31 參考文獻 . 32 致 謝 . 33 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 第 1 章 前 言 1.1 本設(shè)計的目的和意義 1.1.1 本設(shè)計的目的 畢業(yè)設(shè)計對于培養(yǎng)機械工程師來說具有重要的意義。在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，我不僅 統(tǒng) 的 復(fù) 習(xí) 了 四 年 來 學(xué) 習(xí) 的 理 論 知 識 ， 而 且 通 過 調(diào) 查 研 究 收 集 的 資 料 ， 查閱圖書和手冊，制定設(shè)計方案，計算，試驗研究，繪圖，編寫技術(shù)文件等等，能擴大知識面，大大的 提高了我分析解決機械設(shè)計問題的能力。本設(shè)計的主要目的是設(shè)計一種在 易拉式瓶蓋 的生產(chǎn)過程中的瓶墊的自動送料裝置，實現(xiàn)在 易拉式瓶蓋在生產(chǎn)過程中的自動送料 ，為以后的生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。 1.1.2 本設(shè)計的意義 本課題主要研究易拉式瓶蓋生產(chǎn)過程中的瓶墊的自動送料問題，主要想解決目前的易拉式瓶蓋的生產(chǎn)生產(chǎn)過程中需要人工送料的問題。針對目前的國際和國內(nèi)的市場，可以預(yù)測在不久的將來，易拉式瓶蓋將會被更加廣泛的應(yīng)用。所以，設(shè)計能生產(chǎn)一種生產(chǎn)率高的綠色的易拉式瓶蓋和瓶墊的送料機，將會帶來很大的利潤和效益。而且，就現(xiàn)實的市場前景來說， 對于瓶蓋和瓶墊送料機的研究還處在不斷更新和完善的地步，因此，開發(fā)的越早就越有競爭力和市場占有力。而且現(xiàn)在的生產(chǎn)趨勢是向自動化，智能化的方向發(fā)展。綜上所述，對于易拉式瓶蓋自動送料機的研究還是有很大的科研價值和經(jīng)濟效益的。 1.2 本設(shè)計的技術(shù)要求 1.2.1 墊 的尺寸要求 拉蓋的外徑是 36mm,內(nèi)徑是 28mm,并且定位座的幾何中心與拉蓋中心的偏心距離為 1mm;所以墊的外徑是 28mm，中心凸臺底面半徑為 18mm 頂面半徑為 10mm. 1.2.2 墊 的定位效率和送料機構(gòu)的效率 按照拉蓋的生產(chǎn)效率為 120 個 /分的要求，拉蓋的定位要與蓋的輸送同步， 因此 墊 的定位為 120 個 /分，由設(shè)計的定位裝置的大小得出，即定位裝置轉(zhuǎn)動率為 3 圈 /分的速度；由設(shè)計的送料機構(gòu)的尺寸得出，即轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)的轉(zhuǎn)動率為 15 圈 /分，撥盤的轉(zhuǎn)動率畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 為 5 圈 /分。 1.3 本設(shè)計的發(fā)展狀況 1.3.1 國內(nèi)發(fā)展狀況 我國是一個 13 億人口的大國，包裝工業(yè)就有很大的發(fā)展空間，易拉蓋就是其中的重要一項。對于易拉蓋的研究已經(jīng)很久了，但是對于它的定位裝置的研究確實依賴國外的經(jīng)驗和技術(shù)為主，國內(nèi)自行開發(fā)的效果都不是太好，性能較差，難以滿足目前的市場要求。 1.3.2 國外發(fā)展狀況 國外在這方面的研究已經(jīng)有很多的經(jīng)驗，并且他們的設(shè) 備性能優(yōu)越，技術(shù)成熟，占領(lǐng)的國內(nèi)的市場也越來越多。 1.4 本設(shè)計存在的難點問題 本課題的設(shè)計難點：是用機械的方法將瓶墊準確的送到指定位置，這包括瓶墊的開口方向的分選、翻轉(zhuǎn)方向的控制以及瓶墊的準確送料，主要的難點是由于瓶墊的不對稱性而產(chǎn)生的開口方向的選擇、翻轉(zhuǎn)的控制以及準確送料等問題。 1.5 本設(shè)計的指導(dǎo)思想 本設(shè)計是運用所學(xué)的機械原理和機械設(shè)計的指導(dǎo)思想，特別是機械原理中的凸輪的設(shè)計思想的指導(dǎo)，按照生產(chǎn)的要求，設(shè)計出符合要求的定位用的主要部件定位凸輪和盤式定位下壓裝置。查閱各種資料以及工具書，按照生 產(chǎn)的要求，參照現(xiàn)有的各種機構(gòu)特點（主要是轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)）設(shè)計出滿足生產(chǎn)要求的瓶墊自動送料機構(gòu) 1.6 本設(shè)計擬解決的關(guān)鍵問題 欲解決的關(guān)鍵問題是有以下幾個方面： 1、 設(shè)計并且用 AUTOCAD 繪制出轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)； （ 1） 定向機構(gòu)中對于瓶墊的開口方向的分選； （ 2） 定向機構(gòu)中對于瓶墊翻轉(zhuǎn)的控制； 2、 寫出所需零部件的結(jié)構(gòu)、運動、受力分析； 3、 給出所需零部件的零件圖和設(shè)計說明； 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 第 2 章 設(shè)計方案 2.1 設(shè)計的總體方案 2.1.1 總方案的簡述 本設(shè)計采用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)，傳動機構(gòu)，瓶 墊 輸送機構(gòu)，瓶蓋定位機構(gòu)，來實現(xiàn)瓶蓋的準確定位和 瓶墊的 自動 送料 。 2.1.2 傳動機構(gòu)簡述 本設(shè)計采用多種傳動機構(gòu)來實現(xiàn)瓶墊的自動送料，其中轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)的轉(zhuǎn)速要求不是很精確，只用帶傳動就可以滿足。而撥盤的轉(zhuǎn)速要求比較精確，所以就就在傳遞的過程中加了傳動比較精確的齒輪傳動來達到精確控制轉(zhuǎn)速的目的。 2.1.3 墊的輸送機構(gòu)和墊定位機構(gòu)的簡述 本設(shè)計采用板式輸送鏈的傳動裝置來實現(xiàn)拉蓋在水平方向內(nèi)的運動，保證按照設(shè)計所要求的運動速度來實現(xiàn)輸送機構(gòu)和壓蓋定位機構(gòu)的同步。 同時采用自行設(shè)計的凸輪機構(gòu)和齒輪以及鏈輪機構(gòu)的組合來實現(xiàn)拉蓋在輸送裝置上的準確定位。采用轉(zhuǎn)盤形孔式定向機構(gòu)進行墊的自動送料。 2.2 與其他方案的比較 2.2.1 方案原理以及方案的論證 本設(shè)計采用前述的方案。由于要設(shè)計出拉蓋的準確定位裝置，而拉蓋要定位就要滿足以下要求，在水平方向的運動和在垂直平面的定位，因此，考慮用立式下壓裝置和水平輸送裝置，同時要將水平運動轉(zhuǎn)化為垂直平面的運動必然要用錐齒輪進行換向，同時考慮準確的傳動比和遠距離的傳送，所以采用鏈輪傳動，為了保證拉蓋在垂直平面的下壓定位，所以采用自行設(shè)計的凸輪來實現(xiàn)這一運動。由于要設(shè)計出拉墊的自動送料機構(gòu)中有瓶墊的開口方向的分選以及瓶墊的翻轉(zhuǎn)控制等問題，也就是說在瓶墊的 自動送料機構(gòu)中，當(dāng)瓶墊到達指定位置時只能以一種位置姿態(tài)出現(xiàn)。因此，考慮用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)，工件倒入料斗中后進入轉(zhuǎn)筒中，利用與工件型面相當(dāng)?shù)奶字?，是只有開口方向正確的工件才能落入轉(zhuǎn)動著的圓盤和圓環(huán)的縫隙中去，而且通過輸送管來控制瓶墊的翻轉(zhuǎn)問題。從而被帶出型孔而進入儲料槽中，而且通過輸送管來控制瓶墊的翻轉(zhuǎn)問題。解決這個瓶墊的定位后就是畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 要解決瓶墊的同步輸送問題了，對于這個問題用撥盤來解決。通過齒輪的精確傳動來獲得比較精確的撥盤轉(zhuǎn)速。從而到達與生產(chǎn)過程中的同步輸送。 2.2.2 方案的比較 本設(shè)計采用上述的方案與設(shè) 計剛開始的方案比較有以下幾點優(yōu)點，由于設(shè)計初的方案為用機械臂來完成拉蓋的傳送并且定位，因為機械臂的制造和成本都比較困難，而采用凸輪等機構(gòu)卻可以減少成本在完成相同功能的基礎(chǔ)上，同時，采用凸輪定位機構(gòu)比較簡化機構(gòu)，若采用機械臂機構(gòu)卻使機構(gòu)變的復(fù)雜了起來； 在這個指導(dǎo)思想下比較了以下兩個方案： （ 1）是用漿葉式定向機構(gòu)。它適用于方螺母、六角螺母、圓環(huán)、圓片形工件的自動上料。工件在料斗中成一定角度的底部落人溝槽中，從而被葉輪的漿葉推撥進入儲料倉中。 （ 2）是用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)。適用于盤盒類工件的自動上料。工件到入 料斗中后進入轉(zhuǎn)筒中，利用與工件型面相當(dāng)?shù)奶字?，是只有開口方向正確的工件才能落入轉(zhuǎn)動著的圓盤和圓環(huán)的縫隙中去，從而被帶出型孔而進入儲料槽中 相對所學(xué)的知識來說，采用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機構(gòu)更能將課本和實際聯(lián)系的更緊密，并且相對畢業(yè)設(shè)計的時間來說，由于設(shè)計任務(wù)繁重，相對來說，采用上述機構(gòu)更能節(jié)省時間。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 第 3 章 設(shè)計說明 3.1 傳動裝置的選擇 3.1.1 鏈傳動 鏈條傳動比較準確，方便，在實際安裝時，雖然傳動鏈由于自的重量，長度過長會出現(xiàn)傳動鏈的懸垂，下墜掉鏈等現(xiàn)象，但是由于我們按電動機的最低轉(zhuǎn)速計算，所以在轉(zhuǎn)速低的情況下，并 且只要設(shè)計一個張緊裝便會基本上解決這個問題，而且鏈傳動裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，符合經(jīng)濟的要求并且能實現(xiàn)所要求的運動。所以我們采用套筒滾子鏈和鏈板式輸送鏈這些普通的鏈條來實現(xiàn)所需的運動。來實現(xiàn)拉蓋的準確定位便于蓋墊的組合?？偡桨傅暮喪?3.1.2 帶傳動和齒輪傳動 傳動能緩和載荷沖擊，運動較平穩(wěn)，噪聲小，易實現(xiàn)較遠的運動傳輸，并且容易購買，制造和安裝精度并不像嚙合傳動那樣有嚴格的要求，一般都用于電動機與減速裝置之間的傳動件，我們決定選擇普通 V 帶 A 型的皮帶，和輻板式的傳動鏈輪。 齒輪傳動是具有傳動 比較穩(wěn)定有準確的傳動比和較小的噪聲，傳動效率高的特點等等，同時考慮到本次設(shè)計中要求的運動中，既有水平方向的運動又有垂直平面內(nèi)的運動，必然考慮要改變運動的方向，所以采用錐齒輪是必然的選擇。 通過上述分析，鏈傳動和齒輪傳動對于本設(shè)計來說都是比不可少的裝置。其中，帶傳動應(yīng)用于電動機上的第一級減速上的控制送料裝置的傳動速度，我們所設(shè)計的這個機構(gòu)要求送料機構(gòu)的傳動部分的轉(zhuǎn)速在 40分轉(zhuǎn)，使得傳動達到平穩(wěn)狀態(tài)。又因為送蓋部分要求運送大量的易拉蓋，使得傳 動的距離變的長了起來，若用帶傳動機構(gòu)，還需要設(shè)計載蓋機構(gòu)，增加了了設(shè)計任務(wù)的工作量，為了在平衡工作量和完成設(shè)計任務(wù)兩者選出較優(yōu)的方案，力求設(shè)計機構(gòu)簡單，故采用鏈傳動，直接將送蓋板安裝，用螺釘緊固。 3.1.3 電動機的選擇 選擇電動機應(yīng)該考慮的問題由電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定： 首先，根據(jù)機械的負載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機的啟動，制動，調(diào)速等的要求，選擇電動機的類型。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩，速度的變化范圍和啟動的頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制，過載能力和啟動的轉(zhuǎn)矩，選擇電動機的容量 ，并且確定冷卻通風(fēng)方式，所選定的電動機容量應(yīng)該留有余量，負載度一般取 0.8 0.9，過大的備用容量會使電動機的效率降低，對于感應(yīng)電動機，其功率因數(shù)將變化，并且使按電動機最大轉(zhuǎn)矩校驗的強度的機械造價提高。 根據(jù)使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、腐蝕和易燃易爆氣體等考慮，必要的保護方式，選擇電動機的結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標準和對功率因數(shù)的要求，確定電動機的電壓等的類型。 根據(jù)生產(chǎn)機械的最高轉(zhuǎn)速和電力傳動調(diào)整速度系統(tǒng)的過程性能的要求，以及機械減速機構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動機的額定轉(zhuǎn)速。 除此之外 ，選擇電動機還必須符合節(jié)能要求，考慮運行的可靠性，設(shè)備的供貨情況及備品備件的通用性，安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價格，建設(shè)費用，運行和維修費用及生產(chǎn)過程中前后期電動機容量變化關(guān)系等各因素。 其次，要注意選擇電動機的容量。電動機的容量主要根據(jù)電動機運行時的發(fā)熱條件決定。由于本設(shè)計是受不變載荷長期連續(xù)運動的機械，因此只需選用的電動機的額定功率 Pcd等于或大于所需的電動機的工作功率 Pd 即 PcdPd，電動機在工作時就不會發(fā)熱。本設(shè)計電動機所需的工作功率為 Pd=nPkw。根據(jù)以上的分析選三相異步電動機，其主要性能如下： 型 號 功率 kw 電流 A 轉(zhuǎn) 速 minr 效率 % 功率因數(shù) Cos 各轉(zhuǎn)電流 各轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 YCT 160-4B 0.75 2.0 1390 80 0.76 3.2A 4.9 4.9 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 3.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 3.2.1 總傳動比和分配傳動比 由于采用的是 YCT 系列的電磁調(diào)速異步電動機，其調(diào)速范圍是 125 minr 1250 minr ，我們采用 250 minr 。因為拉蓋輸送裝置的轉(zhuǎn)速是 40 minr ，所以總的傳動比是 i= 40250 =6.25,因此得到拉蓋定位部分主軸的轉(zhuǎn)速是 6 minr 。 3.3 傳動裝置的選擇 3.3.1 帶輪的設(shè)計 由于本設(shè)計中兩個電機采用的都是三相電磁調(diào)速異步電動機，其型號是 YCT160，額定功率是 P=0.75,轉(zhuǎn)速 n=250 minr ,傳動比是 i=6.25,以次定 V帶的型號和帶輪的直徑，電動機的效率是 80%。 首先對定位機構(gòu)帶輪進行設(shè)計 確定帶輪的計算功率 Pca 由機械零件書中 8-6表查出帶輪的工作情況系數(shù)是 Ka=1.1,因此， Pca=Ka P =1.1 0.75 0.8=0.66 kw 選取普通 V帶的型號 根據(jù) Pca, ,由書查出 8-11確定選用 A型 V帶 確定帶輪的基準直徑 由表 8-3取主動帶輪的基準直 徑是 D1=95 mm 根據(jù)式子 D2=i D1=6.25 95=593.75 mm 按照式子 8-13驗算帶的速度 V V=100060 11 nP=100060 4095 =0.2 sm 25 sm ， 所以帶的速度合適。 確定帶的基準長度和傳動中心距 根據(jù)公式： 0.7（ D1+D2） 610 按持久壽命計算，按齒寬中點指數(shù) mm =4.17，查得 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 1 .012YY 最小安全系數(shù) sFmin由表 10-16，按失效率低于 0.01，查得 sFmin=1.0 計算彎曲應(yīng)力 F1F = mm mb K FK FK VK AF rm c o s YF 1 YS1 Y Y Y Y0 =（ 6993 1.1 1.0 1.5 1.15） /（ 8 4.17 1） 2.95 1.55 1.38 1.0 1.0 1.0 =885.5 Mpa 2F = mm mb K FK FK VK AF rm c o s YF 1 YS1 Y Y Y Y0 =(6993 1.1 1.0 1.15 1.5)/(18 4.17 1.0) 2.375 1.68 1.38 1.0 1.0 1.0 =873Mpa 彎曲疲勞極限 1limF = YY R n e ltY S n e ltY NTY STF 11111lim =420 2.1 1.0 0.948 1.025 1.0 =887Mpa 2limF = YY R n e ltY S n e ltY NTY STF 11111lim =420 2.1 1.0 0.975 1.025 1.0 =881.45Mpa 安全系數(shù) sf 1 1lim1 fffs =887/885.5sflim=1.0 2 2lim2 fffs =881.45/873.4sflim=1.0 由此可知 ssff 21,均大于極限安全系數(shù)，彎曲強度校核通過。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 3.4.2 凸輪 設(shè)計 由于拉蓋外形結(jié)構(gòu)的特殊，送蓋板座上安置一浮動的定位銷，當(dāng)易拉蓋運送到定位器時，將蓋扣在定位銷上，實現(xiàn)定位。這樣就需要一個凸輪機構(gòu)，我們選擇移動凸輪，因蓋四勻速運動的，所以定位器在定位的過程中也要勻速運動，則凸輪機構(gòu)中從動件做等速運動，雖然選擇等速運動規(guī)律易產(chǎn)生沖擊，但本機器的轉(zhuǎn)速低，從動件質(zhì)量小，所以可以選用。等速運動規(guī)律推程是的運動方程為：如圖 3-2，圖 3-3 所示 圖 3-2 所選凸輪行程時間關(guān)系圖 v= h ， s= h ， a=0 圖 3-3 所選凸輪速度時間關(guān)系圖 回程時的等速運動規(guī)律：如圖 3-4 所示 s=h- h 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) v=- h ,a=0 圖 3-4 所選凸輪加速度時間關(guān)系圖 其中 h=7 ,根據(jù)運動規(guī)律繪出凸輪輪廓線如圖 3-5 所示 圖 3-5 凸輪輪廓簡圖 從圖 3-5 看出，凸輪的兩端是完全相同的，這樣保證了在壓蓋和定位時行程的對稱性，以及運動的平穩(wěn)性，在整個中間部分，是凸輪在豎直方向上不在發(fā)生位移，這樣就使凸輪的側(cè)面與壓蓋定位銷完全處于摩擦的狀態(tài)，此時可以保證在垂直平面內(nèi)的穩(wěn)定性。 3.5 軸的校核以及軸承的校核 3.5.1 軸的校核 由于定位機構(gòu)傳動主軸在整個運動傳遞的過程中，所承 受的載荷最多，因此應(yīng)該先對定位機構(gòu)傳動主軸進行校核。下圖是定位機構(gòu)的主傳動軸的簡易圖： 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 圖 3-6 傳動主軸輪廓簡圖 帶輪上所受的力對軸的影響如圖 3-6 所示 確定帶的預(yù)緊力 0F 由式1112200 111fc fe eF F Fec fcefe 其中各個符號代表的意義如下所示： Fec ：最大有效拉力； e:自然對數(shù)的底；（ .e=2.718 ） f:摩擦系數(shù)（對于普通 V 帶，應(yīng)該是當(dāng)量摩擦系數(shù)） ：帶在帶輪上的包角（前文已經(jīng)計算出大帶輪的包角是 0199 ；同時考慮離心力的不利影響時，單根 V 帶所需預(yù)緊力為 11 20 2 1f ve q vFF ec f ve 用 Fec =1000pcazv帶入上式，并且考慮包角對所需預(yù)緊力的影響，可按下式計算為：2 . 5 25 0 0 ( 1 )0 p ca q vFzv k ，由于新帶容易松弛，所以對非自動張緊的帶傳動在安裝新帶時的預(yù)緊力為上述預(yù)緊力的 1.5 倍 計算帶傳動作用在軸上的力（壓軸力） Q，若不考慮帶的兩邊的拉力差，則壓軸力可以用相似的方法，按照帶的兩邊的預(yù)緊力 0F 的合力來計算： Q= 12 c o s 2 s i n0022dZZFF 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) 將上邊的 0F 帶入上式，則： Q= 2 . 5 1 6 122 5 0 0 ( 1 ) s i n2p caZq vZ v k =2 3 500 0 . 6 6 2 . 5 2( 1 ) 0 . 10 . 6 2 23 0 . 6 2 2 k =67.19 KN 鏈輪作用在軸上的力（ 1F 軸力） 送蓋的傳動鏈輪， ,1 KQQ F e ,1 KQQ F e 1 rv 大帶輪 ， 1Z =32 按水平布置取壓軸力系數(shù)為 kq =1.15，孤 0 . 7 5 0 . 8 0 . 9 410001 1 2 . 740 180s i nF ez=0.1088 KN Q1 =1000 1.15 0.1088=125.22 N 安置在主動輪上與錐齒輪的配合的小錐齒輪產(chǎn)生的壓軸力 Q2 = FeKQ 2 Fe2 =1000vp2=0.241 KN 則 Q2 =1.15 0.241 1000=277.2 N 軸承受力對軸的影響：根據(jù)前面對帶輪的及鏈輪壓軸力的計算由圖 1-1 轉(zhuǎn)矩 T=N P9550000=40 94.08.075.09 5 5 0 0 0 0 =134655 Nm 根據(jù)前面解出 Q1 =68130 N Q2 =125.22N， Q3=272.2N Q1 62-T=2Q2 79+Q3（ 79+131） -R2（ 79+131+132） R2=11.73 KN 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) T+R1（ 79+132+131） =Q1 （ 62+79+131+132） +Q2 （ 131+132） +Q3 132 得出 R1=80.203 KN 這樣對軸的受力分析全部結(jié)束，僅僅針對定位機構(gòu)的主傳動軸。 按照扭轉(zhuǎn)強度條件計算 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為： )(2.09 5 5 0 0 0 0 3 M p aNPTtTt d 式中 t-扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 Mpa T-軸所受的扭矩 Nm N-軸的轉(zhuǎn)速， P-軸傳遞的功率 kw , d-計算截面處軸的直徑 t 許用扭矩切應(yīng)力 Mpa 一般取值為 25 45 中的較大值， A0一般取值中的較小的值。 帶輪處： D=28, 67.302832.040 94.080.075.09550000 tt主動鏈輪處： D=38， 67.302832.040 94.080.075.09550000 t t因此我們可以得出結(jié)論：此軸的彎曲強度均符合要求 按照彎扭合成強度條件計算 作出軸的計算簡圖，計算帶的松緊邊拉力 P=1000Fev， Nv pF e 75.9 0 66 2 2.0 94.08.075.01 0 0 01 0 0 0 FFF FFF e21 0212 NqzvFFvkpFF ca75.906)15.2(500221221解出KNKNFF 45.10355.1121 鏈輪所受拉力： 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 用 紙 清華大學(xué) FFFF fce 1 FFF fc 2 75.9061000 cpF e ， 27.02 vF qc （ q 為單位鏈條的質(zhì)量） 由表 9-1 得，取 q=0.70 /m FFF fff 和由 中較大者決定 10 2 aqkF ff 10 2)s in( aqkF ff ， a 為鏈傳動的中心距， q 單位長度鏈條的質(zhì)量。 kf 為重度系數(shù)為 30， =0， q=0.70,a=1100 NF f 221 NF f 221 F1 =906.75+0.271+221=1128.02 N F2 =221+0.271=221.271 N 作出彎矩圖 按計算結(jié)果分別作出水平面上的彎矩， M4 圖和垂直面上的彎矩 mw，然后合成為 M= MM W 224 KNFFFR eeeV113.234213226340275.906)13213179/(132)132131()1321317962( 3211NFFFR eeeV02.512402)62131158(75.906)6213213179/()13179(79)62( 3212如圖所示危險截面是 A 面 作出計算轉(zhuǎn)矩圖（ Mca），其中取 =0.3 則依據(jù)公式： 畢 業(yè) 論