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1、 编号： 机械设计课程设计说明书 题 目： 香皂包装机构设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 匡 兵 职 称： 副 教 授 2012年7月2日目录 第 I 页 共I 页目 录1.香皂包装机设计任务书1 1.1 课程设计要求1 1.1.1功能要求1 1.1.2原始数据和设计要求1 1.2 香皂包装机设计参数1 1.3 香皂包装机设计任务12.香皂包装机传动方案2 2.1香皂包装机传动方案分析2 2.2电动机选择3 2.2.1 电机类型和结构形式3 2.2.1 电机容量选择3 2.3香皂包装机传动方案确定5 2.3.1 带传动5 2.
2、3.2 链传动5 2.3.3 减速箱6 2.3.4 锥齿轮73.传动零件的设计计算8 3.1 V带传动计算【1】8 3.2 齿轮计算11 3.3 轴的计算18 3.4 轴承计算23 3.4 键、螺纹和联轴器的计算24 3.4.1 键的计算24 3.4.1 螺纹的计算26 3.4.1 联轴器的计算274.箱体结构设计及润滑285.设计总结316.参考文献32 桂林电子科技大学课程设计说明书 第 33 页 共 32 页1. 香皂包装机设计任务书 1.1 课程设计要求 1.1.1功能要求实现对香皂的进料、包装、出料工作。 1.1.2原始数据和设计要求生产率为每分钟50-100件。 1.2 香皂包装机
3、设计参数生产率：60块/分钟香皂尺寸：90mm50mm35mm香皂盒子尺寸：95mm60mm35mm香皂重量：125g( 上料器：长500mm，大约6块，待进入大约100块 进料带：长1000mm，大约11块 出料带：长500mm，大约5块 总计质量：15.25kg) 1.3 香皂包装机设计任务1、说明书一份（10000字以上）；2、所设计产品（或产品的某个部分）的装配图一张（A0图幅绘制，A3图幅打印）；3、有关键零件的零件图4张（绘制图幅根据需要选定，A3图幅打印）。注：如果 是1个人独立完成设计的，只需要关键零件的零件图2张.2. 香皂包装机传动方案 2.1香皂包装机传动方案分析如图1.
4、1所示，是本次设计的香皂传动路线示意图。香皂由最左端的上料器进入，经过筛选方向，不符合方向要求的滑落到回收箱中，等收集满后由人工回送到上料器上；符合要求的进入到进料传动链上，传动到了轮右边等待包装。包装盒在中部上料器内，用不完全轮抽出，经滚轮进入到设定位置，等待包装。包装完的香皂，被推到出料链轮上，被运送到设计位置。如图1.2所示，为本次设计的香皂包装机主要传动部分示意图。动力由电机输出，经减速箱，减速箱输出三种转速，分别为链轮、凸轮、不完全轮、抽纸轮等提供动力。然后，完成相应的预定设计动作。同时，由锥齿轮完成垂直轴的传动，由链轮完成相距较远的两根轴的传动，由齿轮完成相距较近的和传动比要求较高
5、的轴之间的传动。图2.1 香皂包装机整机传动示意图（部分结构略）图2.2 香皂包装及传动部分示意图 2.2电动机选择 2.2.1 电机类型和结构形式一般选用Y系列三项交流异步电动机。Y系列电动机具有高效、节能、噪声小、运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准（IEC），适用于无特殊要求的各种机械设备，如机床、鼓风机、运输机以及农用机械和食品机械。所以，此处选用Y系列三项交流异步电动机。 2.2.1 电机容量选择由于工作机稳定（变化较小）载荷连续运转的机械，而且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率Pcd等于或稍大于电动机的实际输出功率Pd，即PcdPd就可以了。电动机的输出功率Pd为
6、式中：PW工作机所需输入功率（kw）； R传动装置总效率。工作机所需功率PW由工作机的工作阻力（F或T）和运动参数（v或n）确定，即或 推香皂推杆：选择10mm方钢管，0.785kg/m3，则=0.125kg+0.785kg/m0.25m=0.3125kg滑动摩擦系数查表得=0.140.10.3125kg9.8N/kg=0.30625N杠杆摆角，则角速度最大线速度为推杆部分所需功率：总效率： =0.850.990.960.990.960.96=0.74=0.25W同理，可求得：PW1=0.41W，PW2=0.54W，PW3= PW4=0.55W上料链轮：最大线速度为，最大力取F=链轮部分所需功
7、率：总效率： 进料链轮：=0.125kg6+0.6kg/m2m=2.575kg最大线速度为链轮部分所需功率：总效率： =0.960.90.990.960.960.960.96=0.73同理，可得：出料链路所需功率：所以，电机所需功率：考虑到传动零件，如：齿轮、轴、链轮的转动惯量，以及各滑动、滚动摩擦副间的摩擦等诸多因素。所以，选择电机：Y801-46( Y：Y系列三相异步电动机（IP44）； 80M：机座号； 1：代表同一机座号和转速下不同的功率； 4:4级电机，同步转速1500转/分)电机转速：同步转速1500r/min、满载转速1390r/min、额定功率是0.55kw 2.3香皂包装机传
8、动方案确定 2.3.1 带传动选取电机转速n电动机 =1390r/min，根据转速需要，拟通过带轮把转速降到n带轮=480r/min，则可知带轮传动比1：2.90 2.3.2 链传动 进料链：进料带轮带速：v=90mm/0.75s=0.12m/s链轮用于传输，功率、转速要求均不高，可直接选08A1进行校核强度。节距1：p=12.7mm（质量0.6kg/m3）线速度1：，则z1n1p=120，p=12.7mm，取 z1=20,n1=0.5r/s链轮直径1：进料链：进料带轮带速：=90mm/0.75s=0.12m/s链轮用于传输，功率、转速要求均不高，可直接选08A进行校核强度。节距：p=12.7
9、mm（质量0.6kg/m）线速度：=0.12m/s，则z2n2p=120，p=12.7mm，取 Z2=20,n2=0.5r/s链轮直径：121.5mm 2.3.3 减速箱转速需求：合盖子机构转速及行程中：第一步转速：n=1r/0.25s=4r/s=240r/min第二部转速：n=1r/0.25s=4r/s=240r/min第三步转速：n=1r/0.25s=4r/s=240r/min第四步转速：n=1r/0.25s=4r/s=240r/min抽纸不完全轮： n=1r/0.75s=1.33r/s=80r/min抽纸轮转速：为减少变速箱输出转速数取n=4r/s链轮转速：暂时选为0.5r/s，根据后面
10、链传动设计在进行修正。根据分析，需要三种转速，分别为：n合盖子=240r/min、n抽纸=80r/min、n链轮=30r/min，则：一级传动比：为了减小减速箱体积，选择z1=17，则z2=34。二级传动比：同理，为了减小减速箱体积，选择z3=17，则z4=51。三级传动比：同理，为了减小减速箱体积，选择z5=18，则z6=48。 2.3.4 锥齿轮此处采用锥齿轮传动，只改变传动方向，所以，直接选择z锥齿轮1=z锥齿轮2=17。3. 传动零件的设计计算假设电机的输出功率不大于0.21kw，计算各个传动零件的尺寸强度，在进行校核功率是否大于0.21kw。若大于，则重新调整输出功率进行校核。 3.
11、1 V带传动计算【1】1、确定计算功率P 由表8-7查得工作情况系数=1.1=1.10.21kw=0.231kw2、选择普通V带的带型 根据=0.231 kw 、=1390r/min 由表8-4a选用Z型3、确定带轮的基准直径并验算带速1）初选小带轮的基准直径。 由表8-6和表8-8，取=90 mm2）验算带速。按式（8-13）验算带的速度：=m/s=6.55 m/s 因为5m/s30m/s，故带速合适。3）计算大带轮的基准直径。由式（8-15a）得=2.990=261 mm 根据文献3，圆整为dd2=265mm。4、确定V带的中心距a和基准长度1）根据式（8-20），初定中心距=300 mm
12、.2）由式（8-22）计算所需的基准长度 1176mm 由表8-2选带的基准长度=1120 mm3）由式（8-23）计算实际中心距a。328mm 由式（8-24）算得中心距的变化范围为311361 mm5、验算小带轮上的包角6、计算带的根数1）计算单根V带的额度功率。由=90mm和=1390r/min，查表8-4a得：=0.3528kw 根据=1390r/min，=2.9和Z型带，查表8-4b得：=0.03kw。 查表8-5得：=0.92查表8-2得：=1.08于是，kw2）计V带的根数。= 由此可知，取2根即可。7、计算单根V带的初拉力的最小值 由表8-3得：Z带的单位长度质量=0.06kg
13、/m，所以= 应使带的实际初拉力。8、计算压轴力压轴力的最小值为带型基准直径/mm带速v/m/s基准长度包角V带根数最小压轴力/NZ902616.551120150o263.75表3-1 V带相关参数9、带轮结构设计（1）带轮的材料 由于减速器的转速不是很高，故选用HT150型。（2）带轮的结构形式 V带轮由轮缘、轮辐、和轮毂组成。根据V带根数Z=2，小带轮基准直径=90，大带轮基准直径=261，小带轮选择腹板式，大带轮选择孔板式。（3）V带轮的轮槽 V带轮的轮槽与所选用的V带的型号相对应；V带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使V带工作面的夹角发生变化。为了使V带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，
