水果分選機(jī)分選部分設(shè)計(jì)

水果分選機(jī)分選部分設(shè)計(jì),水果,分選,部分,設(shè)計(jì) 第50頁(yè) 共50頁(yè)目 錄引言31 水果分選機(jī)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展?fàn)顩r31.1研究現(xiàn)狀31.2課題研究的意義與發(fā)展52 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求52.1內(nèi)容52.2要求與數(shù)據(jù)52.3技術(shù)參數(shù)63 功能原理設(shè)計(jì)63.1分選機(jī)的工作方式63.2分選機(jī)構(gòu)原理的設(shè)計(jì)73.3隔板的設(shè)計(jì)74 方案的選擇與設(shè)計(jì)84.1 分選機(jī)整體裝置的設(shè)計(jì)84.2電機(jī)的選擇84.3傳動(dòng)比及主要裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算105 重要零件的校核與計(jì)算115.1齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算115.2 V帶的設(shè)計(jì)145.2.1 帶傳動(dòng)的選擇145.2.2 V帶傳動(dòng)的計(jì)算175.3 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)195.3.1 鏈傳動(dòng)的選擇205.3.2 鏈傳動(dòng)的計(jì)算215.4 輸出軸部分的設(shè)計(jì)225.4.1 輸出軸的設(shè)計(jì)225.4.2 平鍵的設(shè)計(jì)275.5 輸入軸部分的設(shè)計(jì)285.5.1 輸入軸的設(shè)計(jì)285.5.2 平鍵的設(shè)計(jì)335.6 滾子軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算345.7 箱體的設(shè)計(jì)365.8 螺栓組的設(shè)計(jì)與計(jì)算385.9 潤(rùn)滑密封的設(shè)計(jì)426 三維數(shù)字化建模426.1分選機(jī)整體的三維建模426.2帶傳動(dòng)部分的三維建模446.2分級(jí)機(jī)構(gòu)的三維建模456.2入料斗的三維建模467 總結(jié)47謝 辭48參考文獻(xiàn)50引言 近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外水果品種越來(lái)越多，人們對(duì)水果的品質(zhì)也有了更高的要求。為了提高水果的加工質(zhì)量和出品等級(jí)，需要對(duì)水果進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量分級(jí)和大小分級(jí)。現(xiàn)有的水果分選機(jī)大多結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一般多以大型生產(chǎn)線為主，制造成本較高，分選效率也較低，分選成本較高，現(xiàn)有的水果分選機(jī)又以重量分選機(jī)為主，而農(nóng)產(chǎn)品基地的水果銷售多以尺寸大小、質(zhì)地為衡量標(biāo)準(zhǔn)，重量分選機(jī)就不適合在農(nóng)產(chǎn)品基地使用。因此有必要要設(shè)計(jì)一種成本較低，容易操作，適合中小型企業(yè)和水果產(chǎn)地使用的水果分選機(jī)。目前，我國(guó)具備先進(jìn)水果分選設(shè)備的企業(yè)很少，有大型生產(chǎn)線的企業(yè)也僅僅是對(duì)質(zhì)量和大小進(jìn)行分選,裝備比較落后。因此，市場(chǎng)上銷售的水果大多數(shù)依靠機(jī)械配合人工的方式實(shí)現(xiàn)分級(jí)。人工分級(jí)的主要缺點(diǎn)是：勞動(dòng)量大、生產(chǎn)率低而且分選精度不穩(wěn)定；水果分選難以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確和無(wú)損化。截止到目前為止，國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者及科研人員在此領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。根據(jù)水果檢測(cè)指標(biāo)的不同，水果分選機(jī)大致可分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)。1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和意義1.1研究現(xiàn)狀（1）大小分選機(jī)大小分選機(jī)是按照水果大小進(jìn)行分選，在水果分選機(jī)中應(yīng)用最為廣泛。目前可用于蘋果類圓形水果分選的方法有篩子分選法、回轉(zhuǎn)帶分選法、輥軸分選法、滾筒式分選法等。其中，前3種方法由于各自存在不同的缺點(diǎn)而未能推廣使用。滾筒式分選法其分選裝置主要由喂料機(jī)構(gòu)、V型槽導(dǎo)果板、分選滾筒、接果盤及傳動(dòng)系統(tǒng)組成。工作時(shí)，水果由傾斜輸送器提升后，先經(jīng)手選裝置由人工剔除傷殘果，然后通過輸送帶送入果箱，打開料門，輸送至導(dǎo)果槽板。在此，水果自然分行滾動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)水果堆積和阻礙現(xiàn)象。分選滾筒開有孔徑逐級(jí)增大的圓孔，水果從V型導(dǎo)果槽板流至滾筒外邊進(jìn)行自動(dòng)校徑的分選。小于分選孔的水果先從第一滾筒分選孔落入接果盤，大于分選孔的則經(jīng)V型導(dǎo)果槽繼續(xù)向前滾動(dòng)，直至遇到相應(yīng)分選孔落下，于是在不同的接果盤可得到不同等級(jí)的水果。此分選裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)水果損傷小，成本較低，分選精度和效率較高，適用于球形和近似球形物料的分選，在國(guó)外應(yīng)用較廣。為了減少水果碰撞，提高好果率，有的大小分選機(jī)是利用浮力、振動(dòng)和網(wǎng)格相配合的辦法進(jìn)行分選，但有關(guān)此方面的報(bào)道較少。由以上可知，水果大小機(jī)械式分選法中，滾筒式分選法是最優(yōu)的一種。另外，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展，采用光電傳感器或CCD攝像機(jī)對(duì)水果的大小進(jìn)行測(cè)量判別已成為此類分選機(jī)的研究熱點(diǎn)。因?yàn)樗鼈兪菍?duì)水果的大小進(jìn)行不損傷的非接觸性計(jì)量，適用于任何種類的水果。研究了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的水果大小檢測(cè)方法，試驗(yàn)表明該方法檢測(cè)速度快、正確率高、適用范圍寬，能夠滿足水果自動(dòng)檢測(cè)要求。（2）重量分選機(jī)按重量進(jìn)行分選的分選機(jī)械早期是利用杠桿原理進(jìn)行分選的。目前，機(jī)械式重量分選機(jī)主要有固定衡量秤體、運(yùn)動(dòng)輸送盤式和固定限位裝置、運(yùn)動(dòng)衡量秤體式兩種機(jī)型。機(jī)械式重量分選對(duì)水果的損傷較小，而且具有較廣的通用性，但是由于各種誤差及摩擦影響等使分選精度不是很高。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和稱重傳感技術(shù)的迅速發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的相互滲透，電子稱重技術(shù)及應(yīng)用有了新的發(fā)展。基于此，國(guó)內(nèi)外已開始研制電子稱重式分選機(jī)。電子稱重式分選機(jī)一般采用壓力傳感器稱量水果，微機(jī)系統(tǒng)對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行采樣、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、運(yùn)算和處理，并控制機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行分選。在現(xiàn)有電子稱重式水果分選臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)其測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了重新研制，將原有的PC機(jī)控制替代為單片機(jī)控制。由于系統(tǒng)采用微機(jī)控制，可按需選擇準(zhǔn)確的分選基準(zhǔn)，具有更高精度和更高的控制靈活度，在實(shí)際中具有更廣的應(yīng)用前景。但是由于該設(shè)備操作較為復(fù)雜，而且設(shè)備成本較高，難以在我國(guó)推廣使用。我國(guó)對(duì)該類型水果分選機(jī)的研制尚處于起步階段，需要科研人員充分利用國(guó)外已經(jīng)取得的研究成果，研制適合于我國(guó)實(shí)際情況的電子稱重式分選機(jī)。（3）外觀品質(zhì)分選機(jī)外觀品質(zhì)分選機(jī)是按水果的大小、表面缺陷、色澤、形狀、成熟度等進(jìn)行分選的分選機(jī)。其分選方法包括：光電式色澤分選法和計(jì)算機(jī)圖像處理分選法。色澤分選法是根據(jù)顏色不同反射光的波長(zhǎng)就不同的原理對(duì)水果顏色進(jìn)行區(qū)分。而計(jì)算機(jī)圖像處理分選法是利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)一次性完成果梗完整性、果形、水果尺寸、果面損傷、成熟度等檢測(cè),可以測(cè)得水果大小、果面損傷面積等具體數(shù)值,并根據(jù)其數(shù)值大小進(jìn)行分類。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)水果外部品質(zhì)檢測(cè)方面進(jìn)行了大量的研究，并取得了重大進(jìn)展。（4）內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)內(nèi)部品質(zhì)包括水果的糖度、硬度、酸度和內(nèi)部缺陷等指標(biāo)，通常水果內(nèi)部品質(zhì)主要依靠破壞性檢驗(yàn)方法。目前用于水果硬度的檢測(cè)方法主要有變形法和聲學(xué)法。但由于變形法只能測(cè)量水果的局部硬度，聲學(xué)法易受噪音和機(jī)械振動(dòng)的影響等而限制了其應(yīng)用。而近紅外法和核磁共振法可用于水果糖度、硬度的檢測(cè)。近紅外光譜技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)方面發(fā)展較快，具有檢測(cè)速度快、可同時(shí)檢測(cè)多種內(nèi)部成分等優(yōu)點(diǎn)。其基本原理是當(dāng)用近紅外光照射水果時(shí)，不同的水果內(nèi)部成分對(duì)于不同波長(zhǎng)的光學(xué)吸收和散射程度不同，而內(nèi)部光譜也會(huì)隨著水果內(nèi)部成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同而發(fā)生變化。利用這一特性，即可根據(jù)近紅外光譜特征分析水果中的主要成分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。何東健等利用近紅外分光法檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)，結(jié)果表明：近紅外分光法不但能檢測(cè)水果糖度、酸度，而且能檢測(cè)內(nèi)部缺陷，完全滿足在線檢測(cè)水果內(nèi)部品質(zhì)的要求。劉燕德等應(yīng)用近紅外漫反射光譜分析技術(shù)設(shè)計(jì)了一種近紅外光譜水果內(nèi)部品質(zhì)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠快速地用于水果內(nèi)部品質(zhì)的無(wú)損檢測(cè)和分級(jí)。核磁共振技術(shù)作為一項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)在水果內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)方面也有著較大的發(fā)展?jié)摿Α?.2課題研究的意義與發(fā)展在眾多場(chǎng)合下，大小和重量分選機(jī)應(yīng)用較多。而且目前常用的大多數(shù)是機(jī)械式大小和重量分選機(jī)。基于計(jì)算機(jī)視覺的水果大小分選機(jī)雖已用于實(shí)際生產(chǎn)，但是由于價(jià)格昂貴，還未能推廣使用。外部品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分選機(jī)還在進(jìn)一步研究中，研究過程還存在著一些難題：水果外部品質(zhì)檢測(cè)方面，水果的尺寸和顏色檢測(cè)技術(shù)已比較成熟，但是果面的缺陷檢測(cè)確是水果實(shí)時(shí)分級(jí)的難點(diǎn)，要快速準(zhǔn)確地測(cè)定水果表面的各種缺陷并與梗、萼凹陷區(qū)正確區(qū)分比較困難；內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)方面，多是就一種產(chǎn)品某一單項(xiàng)項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)果品多種內(nèi)部品質(zhì)的綜合檢測(cè)方面研究較少。同時(shí)，由于內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)的方法比較復(fù)雜，所需設(shè)備成本較高，故用于實(shí)際檢測(cè)中的還很少。另外，在水果在線檢測(cè)分選機(jī)的研究中，水果品質(zhì)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和分級(jí)還存在檢測(cè)精度低、速度慢等問題，這就要求圖像信息的處理和識(shí)別算法必須簡(jiǎn)單而有效，以滿足在線高生產(chǎn)率的要求。計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展為現(xiàn)代及未來(lái)的分級(jí)檢測(cè)技術(shù)提供了廣闊的空間。機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用已成為實(shí)現(xiàn)果蔬產(chǎn)品品質(zhì)自動(dòng)識(shí)別和分級(jí)的最有效的方法?？梢灶A(yù)見，將人工智能技術(shù)和圖像處理技術(shù)相結(jié)合，是今后應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行水果品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要發(fā)展方向1。2 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容與要求2.1 內(nèi)容水果分選機(jī)用于將水果按需要進(jìn)行分類的機(jī)械，是水果供應(yīng)企業(yè)進(jìn)行水果自動(dòng)化加工的關(guān)鍵設(shè)備之一。為實(shí)現(xiàn)將水果按大?。ㄖ亓浚┻M(jìn)行分類的功能，設(shè)計(jì)水果分選機(jī)分選部分。具體任務(wù)如下：1. 分析水果分選的要求，研究系統(tǒng)的工作原理；2. 提出水果分選機(jī)分選部分的工作原理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3. 繪制水果分選機(jī)分選部分的裝配圖及典型零件的零件圖；4. 對(duì)水果分選機(jī)分選部分的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和校核。2.2要求與數(shù)據(jù)1. 所提出水果分選的工作原理應(yīng)符合按大?。ㄖ亓浚┻M(jìn)行水果分類的要求，能實(shí)現(xiàn)高效的水果分選； 2. 用Solidworks建立水果分選機(jī)分選部分的3D裝配模型； 3. 繪制水果分選機(jī)分選部分的裝配圖及典型零件的零件圖；4設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書）應(yīng)包含中英文摘要、設(shè)計(jì)方案比較、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。2.3技術(shù)參數(shù)1. 按（重量）進(jìn)行分選范圍：0.35Kg ；0.35KgX0.3Kg ； 0.3KgX0.25Kg 0.25KgX0.2Kg ； 0.2Kg 2. 工作電壓：380V3. 產(chǎn)品用途：按重量分選水果4. 包裝：裸裝5. 功率：0.75Kw6. 分選等級(jí)：5個(gè)7. 主要技術(shù)性能噪聲：80dB（A） 8. 噸料電耗：0.25 kW.h/t 9. 純工作小時(shí)生產(chǎn)率：3000kg/h 10. 碰壓傷率：8 （%） 11. 分級(jí)合格率質(zhì)量分級(jí)：95（%）3功能原理設(shè)計(jì)3.1分選機(jī)的工作方式如圖1所示。杠桿式水果分級(jí)卸載裝置直接安裝在滾子式水果輸送裝置上，分選杠桿的分選臂正好處于、支撐在相鄰滾子之間水果的正下方?？v向水平軸固定在輸送鏈上，分選杠桿套裝在縱向水平軸上并可繞其自由旋轉(zhuǎn)，分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)則固定在輸送線上方的基體框架上。當(dāng)輸送鏈運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾子、水果、縱向水平軸和分選杠桿隨著輸送鏈一起向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)水果經(jīng)過分選機(jī)構(gòu)時(shí)，杠桿臂上翹使得水果被翻轉(zhuǎn)到相應(yīng)的入料斗2。圖1 分選卸載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖（a）主視圖 （b）俯視圖其動(dòng)作邏輯關(guān)系圖如下：清洗后的水果 滾輪傳送 分級(jí)機(jī)構(gòu) 翻轉(zhuǎn) 進(jìn)入料斗 不符合3.2 分級(jí)機(jī)構(gòu)原理的設(shè)計(jì)杠桿式水果分級(jí)卸料機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。分選杠桿的中部有一個(gè)水平套筒，其一端為承壓壁，另一端為分選臂。分選杠桿通過其水平套筒套裝在縱向水平軸上并可繞其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，上下限位銷則用于限制其轉(zhuǎn)動(dòng)范圍3。圖2 分級(jí)機(jī)構(gòu)原理示意圖1、水果 2、分選杠桿 3、上限位銷 4、下限位銷 5、縱向水平軸 6、套筒 7、滾子3.3 隔板的設(shè)計(jì)水果從料斗進(jìn)入機(jī)體后，通過隔板12導(dǎo)入分級(jí)器，為了使水果能順利滾入分級(jí)器，設(shè)定隔板的傾角為。隔板左右兩端應(yīng)向上進(jìn)行一定尺寸折邊，保證水果順利進(jìn)入下一級(jí)分級(jí)器而不會(huì)從隔板兩端掉落。并且，隔板靠近分級(jí)器一端應(yīng)向下進(jìn)行一定尺寸的折邊，這樣可避免損傷物料，同時(shí)是為了防止所需分選的物料未經(jīng)分選直接進(jìn)入下一分級(jí)器9。結(jié)構(gòu)如圖3圖34方案選擇與設(shè)計(jì)4.1分選機(jī)整體裝置設(shè)計(jì)4(1) 組成:電動(dòng)機(jī)、減速器、傳動(dòng)部分、分級(jí)部分、入料斗部分。(2) 特點(diǎn):齒輪相對(duì)于軸承不均勻分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。(3)分選機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖:（如圖4）圖4 分選機(jī)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖1、電動(dòng)機(jī) 2、帶輪1 3、皮帶 4、齒輪 5、輸送鏈 6、滾子 7、分選杠桿 8、縱向水平軸 9、滾子軸 10、收集箱4.2電機(jī)的選擇由本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和具體傳動(dòng)部分配合知:電動(dòng)機(jī)的功率初定為0.75Kw，額定電壓為380V。具體配合如圖5所示:圖5 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下的傳動(dòng)配合選擇Y90S6型籠型異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)采用B級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)IP44，冷卻方式為I（014）即全封閉自扇冷卻。額定電壓為380V，額定功率為50HZ5。如表1 Y90S6型籠型異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)所示：(附圖1) 型號(hào)額定功率KW滿載時(shí)電流A 轉(zhuǎn)速r/min效率功率因素Y90S60.7515.541000870.85由機(jī)械手冊(cè)知:L=340mm ，AC=195mm ，E=500.310mm ，C=561.5mm B=125mm4.3傳動(dòng)比及主要裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算由本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)知:減速器的傳動(dòng)比選擇為2.5，即一級(jí)減速器。帶傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為： 。因?yàn)閮涉溳喅叽缦嗤?，?。電動(dòng)機(jī)的額定功率為Kw。根據(jù)要求知，減速器所用的直齒輪精度如下，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知6，9級(jí)精度直齒輪的效率值:直齒輪=0.96，所以，減速器的傳遞效率為: 本設(shè)計(jì)為普通V帶傳動(dòng)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)手冊(cè)知，開式傳動(dòng)效率為：:由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知，鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相似，其主要特點(diǎn)是借助于中間撓性件鏈，在距離較遠(yuǎn)的軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉。鏈傳動(dòng)的常用功率范圍為100kW以下，傳動(dòng)比6（滾子鏈），開式鏈傳動(dòng)效率為：（1） 各軸轉(zhuǎn)速減速器部分的傳動(dòng)比為2.5，則1000/2.5400r/min帶傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為2.6，則400 /2.6154r/min鏈傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為1，則/154/1=154r/min=2.6r/s.（2）各軸輸入功率Kw0.690.94=0.6486Kw=0.5837kW（3） 各主要軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩：=9550 =95500.75/1000=7.1625Nm所以，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器輸入軸的轉(zhuǎn)矩：=7.16252.50.92=16.4738Nm帶輪帶動(dòng)下輸出軸的轉(zhuǎn)矩=16.47382.60.94=40.2620Nm 鏈輪傳動(dòng)中從動(dòng)輪上鏈輪軸的轉(zhuǎn)矩：5重要零件的校核與計(jì)算5.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知減速器所用到的齒輪齒數(shù)分別為:,。下面以加速器所用的低速直齒輪為例7:(一)標(biāo)準(zhǔn)直齒輪的計(jì)算1、齒輪材料，熱處理及精度 材料選擇由教材表10-1可知：大小齒輪材料均為鋼調(diào)質(zhì)。小齒輪齒面硬度為 250HBS ，取小齒齒數(shù)=17大齒輪齒面硬度為 220HBS ，則大齒輪齒數(shù)為: Z=iZ=2.517=42.5 取:Z=42 齒輪精度芯片拾取機(jī)構(gòu)為一般機(jī)器,速度不高，按GB/T100951998，選精度等級(jí)為7級(jí)初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸（1）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定各參數(shù)的值:試選載荷系數(shù)為=1.8計(jì)算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 T=9.5510=9.55100.75/1000=7162.5N.mm 確定齒寬系數(shù) 小齒輪做不對(duì)稱布置，查教材表10-7選取=1.0 確定彈性影響系數(shù) 查教材表10-6得 =189.8MP 確定區(qū)域載荷系數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)Z=2.5 齒數(shù)比 =42/17=2.47 根據(jù)循環(huán)次數(shù)公式N=60nj 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60nj =601000112000=0.7210hN2=60n2j =60100042/17112000=1.7810h取接觸疲勞壽命系數(shù)查教材圖10-19中曲線1得K=0.93 K=0.96計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力查教材圖10-21(d)得=600，=570取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1=0.93600=558=0.96570=547.2許用接觸應(yīng)力 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 =2.32計(jì)算齒輪的圓周速度計(jì)算齒寬b=1.030=30mm計(jì)算齒寬和齒高比 = = =7.56計(jì)算載荷系數(shù)齒輪的使用系數(shù)載荷狀況以輕微沖擊為依據(jù)查教材表10-2得KA=1.25。由教材圖10-8查得KV=1.12。對(duì)于軟齒面輪，假設(shè)KAFt/b100N/mm，由教材表10-3得K=1.2。由教材表10-4得K=1.32，由教材圖10-13得K=1.28。接觸強(qiáng)度載荷系數(shù) KK K K K =1.251.121.21.32=2.22按實(shí)際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑 d=d=30=32.17計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)=取標(biāo)準(zhǔn)值m=2mm d=mz1=217=34mm d2=mz2=242=84mma=( d+ d2)/2=59mm進(jìn)行圓整并最終確定齒寬 b = =15.78mm圓整后，取b2=15mm，b1=20mm。(3)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)KK K K K =1.251.161.11.12=1.7864查取齒形系數(shù)和盈利校正系數(shù)查教材表10-5得齒形系數(shù)Y2.97 Y2.37 應(yīng)力校正系數(shù)Y1.52 Y1.675計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力由教材圖10-18得。取安全系數(shù),由教材圖10-20（c）得， 。按對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力校核彎曲強(qiáng)度根據(jù)彎曲強(qiáng)度公式條件進(jìn)行校核108MPa如圖6所示標(biāo)準(zhǔn)直齒輪零件圖8圖6 直齒輪5.2 V帶的設(shè)計(jì)5.2.1帶傳動(dòng)的選擇傳動(dòng)的重要性:工作機(jī)一般都要靠原動(dòng)機(jī)提供給一定的能量(絕大多數(shù)是機(jī)械能)才能工作。但是，把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)直接連接起來(lái)的情況是很少的，往往需要在二者之間加入傳遞動(dòng)力或者改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的傳動(dòng)裝置。其主要原因是:1） 工作機(jī)所要求的速度，一般與原動(dòng)機(jī)的最優(yōu)速度不相符合，故需增速或減速（實(shí)用中多為減速）。此外，原動(dòng)機(jī)的輸出軸通常只作勻速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但工作機(jī)所要求的運(yùn)動(dòng)形式卻是多種多樣的，如直線運(yùn)功、間歇運(yùn)動(dòng)等。2） 很多工作機(jī)都需要根據(jù)生產(chǎn)要求而進(jìn)行速度調(diào)整，但依靠調(diào)整原動(dòng)機(jī)的速度來(lái)達(dá)到這一目的往往是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是不可能的。3） 在有些情況下，需要用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)若干個(gè)工作速度不同的工作機(jī)。4） 為了工作安全及維護(hù)方便，或因機(jī)器的外廓尺寸受到限制等其他原因，有時(shí)不能把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)直接連接在一起。由此可見，傳動(dòng)裝置是大多數(shù)機(jī)器或機(jī)組的主要組成部分。實(shí)踐證明，傳動(dòng)裝置在整臺(tái)機(jī)器的質(zhì)量和成本中都占有很大的比例。機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也很大程度上取決于傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提高傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和制造水平就具有極其重大的意義。傳動(dòng)分電傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)，本設(shè)計(jì)選擇機(jī)械傳動(dòng)中的摩擦型傳動(dòng)，摩擦型帶傳動(dòng)中，根據(jù)帶傳動(dòng)的橫截面的形狀的不同，又可以分為：平帶傳動(dòng)、圓帶傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)和多楔帶傳動(dòng)13。平帶傳動(dòng)各設(shè)計(jì)參數(shù)附表1、平帶傳動(dòng)傳遞功率的范圍及效率概值傳動(dòng)類型功率P/kW效率（未計(jì)入軸承中摩檫損失）V帶使用范圍常用范圍閉式傳動(dòng)開式傳動(dòng)可達(dá)100050-100-0.92-0.97平帶1-350020-30-0.94-0.98表22、平帶傳動(dòng)的最大允許速度、轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比傳動(dòng)類型最大允許速度/(m/s)最大允許轉(zhuǎn)速/(r/min)減速傳動(dòng)比普通平帶傳動(dòng)(30)-（5）普通V帶25-3012000（15）窄V帶35-4015000（15）摩擦輪傳動(dòng)15-25-（15）表33、平帶傳動(dòng)(功率P=75Kw，傳動(dòng)比i=n1 /n2=1000/250=4)的尺寸、質(zhì)量和成本對(duì)比傳動(dòng)類型【圓周速度/（m/s）】 中心距/mm輪寬/mm質(zhì)量概值/kg相對(duì)成本/%平帶傳動(dòng)(23.6)5000350500106有張緊輪的平帶傳動(dòng)（23.6）2300250550125普通V帶傳動(dòng)（23.6）1800130500100滾子鏈傳動(dòng)（7）830360500140齒輪傳動(dòng)（5.85）280160600165表4帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)。帶傳動(dòng)的基本組成零件為帶輪（主動(dòng)輪和從動(dòng)輪）和傳動(dòng)帶如圖2。當(dāng)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用帶輪和傳動(dòng)帶間的摩擦或嚙合作用，將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力通過傳動(dòng)帶傳遞給從動(dòng)帶。帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸震等特點(diǎn)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。圖7 帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖 因?yàn)椋綆鲃?dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的情況下應(yīng)用比較多。 圓帶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是多用于小功率傳動(dòng)。 多楔帶兼有平帶和V帶的摩擦力大的優(yōu)點(diǎn)，并解決了多根V帶長(zhǎng)短不一而使得各帶受力不均勻的問題。但要求傳遞功率大，結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合。 V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩側(cè)面和輪槽接觸。橫面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。V帶傳動(dòng)的上述特點(diǎn)使它獲得了廣泛的應(yīng)用。 所以，由本設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)及零件配合尺寸知，我們選擇平通V帶傳動(dòng)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知：選擇普通V帶的帶型為C型。具體截面尺寸如下表5：（附圖2） 普通V帶的帶型節(jié)寬頂寬高度h/mm橫截面積A/楔角C19.022.014.0237表5 V帶的橫截面積5.2.2 V帶傳動(dòng)的計(jì)算本設(shè)計(jì)的帶式傳送裝置，其齒輪減速器與鏈輪軸之間用普通V帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的功率為P=0.75Kw，減速器的傳動(dòng)比i=2.5,傳動(dòng)效率為：。減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速為：262 r/min ，鏈輪的輸入軸的轉(zhuǎn)速為：100 r/min 。允許誤差為，運(yùn)輸裝置工作時(shí)有輕度沖擊，兩班制工作。則此帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)如下：（1）確定計(jì)算功率 。查教材表8-7得工作情況系數(shù)=1.2。又因?yàn)?.750.92=0.69kW計(jì)算功率 =0.828Kw（2）選取V帶型號(hào)。根據(jù)=0.828Kw，262 r/min，查教材圖8-11選用A型 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速。 由教材表8-4a取主動(dòng)輪計(jì)算直徑=90mm ,從動(dòng)輪直接 查教材表8-8取。 從動(dòng)輪的實(shí)際的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速合適。驗(yàn)算帶的速度 帶速合適。 （4）確定帶的長(zhǎng)度和中心距 根據(jù)0.7（）=20齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離=10箱蓋、箱座肋厚、,=7=7軸承座外徑=125/90軸承端蓋螺釘直徑=6軸承旁聯(lián)接螺栓距離S 一般取S=1505.8 螺栓的設(shè)計(jì)與計(jì)算。圖26 箱體底板螺栓組連接示意圖由設(shè)計(jì)要求的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知箱體固定在鑄鐵支架上，已知螺栓所受軸向載荷,徑向載荷為。具體尺寸如上圖26圖所示。（1）螺栓組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用如圖所示結(jié)構(gòu)，螺栓數(shù)目z=4，對(duì)稱布置。（2）螺栓的受力分析在總載荷的作用下，螺栓組受以下各力和傾覆力矩的作用：由于帶輪的軸壓力為： =1064.67 N.所以，作用于軸上的總載荷1064.67N 。橫向力（的垂直分力，作用于接合面垂直向下）=1064.67N 。傾覆力矩(順時(shí)針方向)，又因?yàn)?0N 。 M=在傾覆力矩的作用下，下面兩個(gè)螺栓受到加載作用，而上面兩螺栓受到減載作用，故下面兩個(gè)螺栓受到的力較大，則所受到的載荷為 故下面的螺栓所受的軸向工作載荷為 在橫向載荷的作用下，底板接合面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板接合面不滑移條件由表5-5查得接合面間的摩擦系數(shù)f=0.16，并取,則=1-=0.8，取防滑系數(shù)Ks=1.2，則各螺栓所需要的預(yù)緊力為下面每個(gè)螺栓所受的總拉力（3）確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235、性能等級(jí)為4.6的螺栓，由表5-8查得材料的屈服極限，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力。則求得螺栓的危險(xiǎn)截面直徑為查手冊(cè)知，如下表9公稱直徑d1012141618小徑d18.37610.10611.83513.83515.294表9則應(yīng)選用螺紋公稱直徑d=12mm。（4）校核螺栓組連接接合面的工作能力連接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值，以防止接合面壓碎。 = =502.96=5.0296由表查得5.0296MPa,故連接接合面下端不致被壓碎。連接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止機(jī)架產(chǎn)生間隙，即則有故接合面上端受壓最小處不會(huì)產(chǎn)生間隙。（5）校核螺栓所需的預(yù)緊力是否合適由教材知，對(duì)碳素鋼螺栓，要求 又因?yàn)?，取預(yù)緊力下限即要求的預(yù)緊力小于上值，故滿足要求。確定螺栓的公稱直徑后，螺栓的類型、長(zhǎng)度、精度以及相應(yīng)的螺母、墊片等的結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)板厚、螺栓在機(jī)架的固定方法以及防松裝置定出16。5.9 潤(rùn)滑密封的設(shè)計(jì)。（1）傳動(dòng)件的潤(rùn)滑浸油潤(rùn)滑：浸油潤(rùn)滑適用于齒輪圓周速度V12m/s的減速器。為了減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以12個(gè)齒高為宜，速度高時(shí)還應(yīng)淺些，在0.7個(gè)齒高上下，但至少要有10mm,速度低時(shí)，允許浸入深度達(dá)1/61/3的大齒輪頂圓半徑。油池保持一定深度，一般大齒輪齒頂圓