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1、机械设计基础课程设计谭岳胜的课 设计目录设计任务书3二、所选方案说明及电动机的选择6三、计算传动装置的运动和动力参数6四、偏心轮的设计计算8五、轴的设计计算8六、轴承的设计计算10七、圆柱齿轮传动设计计算10八、滚筒及带输送设计计算10九、选用键并校核强度12十、齿轮和轴承的润滑12十二、设计小结13十三、参考资料目录14十四、附录15一、机械设计课程设计任务书设计题目：巧克力糖纸包装机原始数据：巧克力的单位长度l=40mm运输带的拉力F=3000N运输带的速度v=1.5m/s 驱动卷筒直径D=400mm要求传动效率n09带速允许偏差：5%单位时间包装量：1200个/分钟 传动尺寸无严格要求，
2、中小批量生产 使用期限为五年，三班制工作总体布置简图：1 一电动机；2一带轮传动；3一联轴器；4齿轮传动 工作情况：载荷平稳、单向旋转、传动精确设计内容：1、电动机的选择与运动参数计算2、圆柱齿轮传动设计计算3、轴的设计计算与校核4、键和连轴器的选择与校核5、齿轮和轴承的润滑6、装配图、零件图的绘制7、设计计算说明书的编写设计任务：1、包装机总装配图一张2、齿轮、轴零件立体图各一张3、设计说明书一份设计进度：1、第一阶段：总体计算和传动件参数计算2、第二阶段：轴与轴系零件的设计3、第三阶段：轴、轴承、联轴器、键的校核及草图绘制4、第四阶段：装配图、零件图的绘制及计算说明书的编写二、所选方案说明
3、及电动机的选择 2.1所选方案说明目前，全裹包是用柔性包装材料将被包装物品的表面全部包裹的形式。主要可分为 扭结式包装、枕式包装、折叠式包装。扭结式如图4-148 (b)及(c)主要用于糖果的包装。折叠式如图4-148 (d)折角 在两个端面，侧面接缝折角在一个端面，如香烟、磁带等的外包装；底部折叠如图4-148 (e) 端部多褶皱式如图4-148 (f)。覆盖式如图4-148 (h)将包装材料四边进行黏结或热封的包 装。接缝式如图4-148 (g)也成枕形裹包。本课程设计的内容就主要针对形状为长条状的 巧克力糖果的全包装。方案一：扭结式包装机如图1-1所示。由扭结式裹包原理和扭结式裹包机工艺
4、路线知，扭结式裹包机主要由主传动系统、 电器控制系统、料理供送传动系统、包装纸供送系统、裹包机构、扭结机构、机架等几部分 组成。图1-11-扭结手2-工序盘3-打糖杆4-活动折纸板5-接糖杆6-包装纸7-送糖杆8-输送带9-糖果10-固定折纸板方案二：折叠式裹包机如图1-2所示。图1-2由折叠式裹包机原理图和折叠式裹包机工艺路线知，折叠式裹包机主要由裹包材料输送机构、产品推送机构、裹包执行机构、传动机 构以及机架等组成。方案三：接缝式裹包机如第三页总体布置图所示。由图可知接缝式裹包机主要由进料填充部分、裹包输送及成型部分、机架、传动系统、 封接及切断机构、成品输送机构等组成。综上所述，方案三结
5、构比较简单，运行较为平稳，成本较低，经济性能较好，故本课程 设计选用方案三为巧克力包装方案。2.2电动机的选择计算带式运输机所需功率P=Fv/1000n=3000*1.5/1000=4.5kw（工作机传动效率为 1）初估电动机额定功率P电动机所需输出的功率P=P/n=4.5/0.9=5kw 选用电动机由机械设计基础实训教程表 7.2查出电动机型号为 Y132S-4,其额定功率为 5.5kW，满载转速1440r/min,电动机伸出端直径38mm,电动机伸出端安装长度为80mm。基 本符合题目所需的要求。计算传动装置的运动和动力参数3.1传动比的分配及转速校核参照机械设计相关资料，按传动比、功率、
6、效率、圆周速度、尺寸、价格、寿命及 平稳性的价值表可得到表3-1的结果：表3-1指标名权值万案1万案2万案3万案4万案5万案6传动比0.20.660.80.80.660.670.8功率0.10.80.80.70.80.80.8效率0.10.30.50.20.40.40.5圆周速度0.150.330.80.580.70.70.7尺寸0.10.20.60.80.50.50.3价格0.150.70.30.40.50.50.5寿命0.10.30.80.50.50.50.5平稳性0.10.60.50.70.40.30.2价值0.48650.6450.5970.5720.5640.585从上表可知第2传动
7、方案两级展开式减速器传动方案为较佳方案。考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应有相近的浸油深度，参照机械设计基础文献 if=（1.21.3）is取 if=1.28is总传动比i=20.107,经计算高速级传动比if=5.073低速传动比is=3.963因闭式传动取高速级小齿轮齿数z1=22,大齿轮齿数z2=z1*if=22*5.073=112齿数比低速级小齿轮齿数z3=28大齿轮齿数z4=z3*is=28*3.963=lll齿数比同理可得卩2=z4/z3=3.96实际总传动比i=yl*y2=20.18校核工作机驱动卷筒的转速误差卷筒的实际转速n=1440/20.18=71.36转速误差 An=(7
8、1.618-71.36)/71.618=3.6%v5%,合乎要求3.2减速器各轴转速，功率，转矩的计算传动装置的传动效率计算根据传动方案并查相关资料可知弹性联轴器效率ni=0-998级精度圆柱齿轮传动效率含轴承效率n2=0.97滑块联轴器效率n3=0.98运输机驱动轴一对滚动轴承效率n4=0.99故传动装置总效率 n=n1*n2*n3*n4=0.99*0.97*0.98*0.99=0.904与估计值相近，电动机额定功率确定无误 各轴功率计算带式运输机为通用工作机，取电动机额定功率为设计功率高速轴输入功率 P1=Pn1=5.5*0.99=5.445kw中间轴输入功率P2=Pn1n2=5.282k
9、w低速轴输入功率P3=Pn1n2n2=5.123kw各轴转速计算高速轴的转速n1=1440(r/min)中间轴的转速 n2=n1/y1=1440/5.091=284.529 低速轴的转速 n3=n1/i=1440/20.18=71.36各轴转矩的计算高速轴转矩 T1=9550*103P1/n1=9.55*106*5.445/1440=36.111*103N*mm 中间轴转矩 T1=9550*103P2/n2=177.286*103N*mm低速轴转矩 T3=9550*103P3/n3=685.603*103N*mm各轴运动动力参数如下表：轴名称功率kw转速(r/min)转矩N*mm高速轴5.44
10、5144036.111*103中间轴5.28284.529177.286*103低速轴5.12371.36685.603*103偏心轮的设计计算参考相关设计资料，为方便加工及计算，取偏心距e=1/2R根据巧克力单位长度l=40mm,两块巧克力之间距离设为s=35mm,带输送的速度 为1.5m/s，可知：偏心轮自传一周的时间T即为第一块巧克力完成切割任务至第二块巧克 力准备开始切割的时间间隔AT。则有：T=AT=75/(1.5*1000)=0.05s那么偏心轮的转速n=1/T=1/0.05=20r/s=1200r/min轴的设计1.选取轴的材料和热处理的方法 轴的材料选用45号钢，调质处理2齿轮
11、轴的计算（1）强度要求许用切应力验算因为所以即（2）按扭转刚度要求根据加工及安装要求，设l=220mmd3.7mm所取实际轴最小直径为（满足要求）（3）弯矩图设单位长度的轴重为q则，M=1/2*q*x最大值取到当x=1/2*220时， 即在轴的中点位置处。3.偏心轮轴的计算1.选取轴的材料和热处理的方法 轴的材料选用45号钢，调质处理2轴的计算轴的最小直径计算公式A=118107强度要求许用切应力验算因为所以所以（2）按扭转刚度要求设所取实际轴最小直径为20mm （满足要求）六、轴承的设计计算尺寸d=30mm参考相关文献及上述轴的参数确定，取深沟球轴承6206 则有：D=62mmB=16mmr
12、min=1Cr=19.5kNC0r=11.5KN极限转速：脂润滑9500r/min 油润滑 13000r/min安装尺寸：da min=36mmDa min=56mmra min=l校核寿命：Lh=(Cr/P)10/3=(19.5*1000/509pl67859h5*365*8=14600h 综上所述，满足使用寿命的要求。七、圆柱齿轮传动的设计计算参考相关齿轮选材资料，考虑本包装机在强度要求上不高，故采用45钢调质处理197286HBS查表得：接触面疲劳极限oHlim=550620MPa弯曲疲劳极限gFE=410480MPa取一般可靠度SH=1.1SF=1.25并取 oHlim=560MPa,
13、 oFE=420Pa则有：【gH】 =oHlim/SH=560/1.1=509MPa【gF】 =GFE/SF=420/1.25=336MPa由已确定的传动比i=1： 1齿轮转速n=71.36r/min 电动机功率P=4.5kw贝I：T=9.55*106*P/n=9.55*106*4.5/71.36=6.0223*105N*mm 那么：d12kT/d*2*(zEzH/【GH】)21/3=156.75mm(其中 k=1.5 d=0.8zE=188 zH=2.5 )取 z1=z2=z3=80则模数 m=d1/z1=156.75/80=1.959375 故取 m=2若按m=2mm算则实际 d1=m*z
14、1=2*80=160mm这里取齿宽b=30mm强度校核：查表教材 11-8 和 11-9,取 YFa=2.25, YSa=1.77 GF1=2KTYFaYSa/bm2z1=279.3048三【gF 】满足要求齿轮各参数如下：分度圆直径d1=160mm齿轮模数m=2mm啮合角等于压力角a=20o齿顶圆直径d=164mm齿根圆直径d=155mm 全齿高h=4.5mm 中心距a=160mm 齿宽b=30mm八、滚筒及带输送的设计计算已知运输带的传动速度为1.5m/s 根据设计要求，取塑料滚筒直径为200mm,两滚筒间相距L=600mm,l=300mm九、选用键并校核强度(1)键1校核T=602230N.mm d=40mml=25-5=20mm h=35mm查表得许用应力为 所以键1合格(2)键2校核T=602230N.mm d=40mm l=40mm-8mm=32mm h=20mm查表得许用应力为所以键2合格齿轮和轴承的润滑采用润滑脂用油杯，
