題 目： 易拉式罐蓋墊的自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 姓 名： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 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(duì)目前市場(chǎng)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(duì)目前市場(chǎng)上所使用的一種易拉式瓶蓋，準(zhǔn)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(jì)主要是在指導(dǎo)老師的幫助下，應(yīng)用自己所設(shè)計(jì)的凸輪定位器來完成瓶蓋與墊定位壓緊設(shè)計(jì)的主 要部分，其中包括鏈板式輸送機(jī)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(zhǔn)確定位。設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)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(shí)就可以通過撥盤來進(jìn)行送料。 設(shè)計(jì)工作所取得的主要成果有以下幾個(gè)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(jī)構(gòu)的方案制定； 5.給出機(jī)構(gòu)所需的各部分零件的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)、受力分析、運(yùn)動(dòng)分析和計(jì)算； 6.用 AUTOCAD2004 中文版完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)繪圖。 本設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)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(dòng)送料與定位方面的啟發(fā)，也可以作為正式的設(shè)計(jì)被采用而應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)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(jì)的目的和意義 . 3 1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的 . 3 1.1.2 本設(shè)計(jì)的意義 . 3 1.2 本設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)的效率 . 3 1.3 本設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r . 4 1.3.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r . 4 1.3.2 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r . 4 1.4 本設(shè)計(jì)存在的難點(diǎn)問題 . 4 1.5 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 . 4 1.6 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問題 . 4 第 2 章 設(shè)計(jì)方 案 . 5 2.1 設(shè)計(jì)的總體方案 . 5 2.1.1 總方案的簡(jiǎn)述 . 5 2.1.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)述 . 5 2.1.3 墊的輸送機(jī)構(gòu)和墊定位機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)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(jì)說明 . 7 3.1 傳動(dòng)裝置的選擇 . 7 3.1.1 鏈傳動(dòng) . 7 3.1.2 帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng) . 7 3.1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 7 3.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 . 9 3.2.1 總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 . 9 3.3 傳動(dòng)裝置的選擇 . 9 3.3.1 帶輪的設(shè)計(jì) . 9 3.3.2 鏈輪的設(shè)計(jì) . 13 3.4 錐齒輪的傳動(dòng)的強(qiáng)度校核和凸輪設(shè)計(jì) . 14 3.4.1 錐齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 . 14 3.4.2 凸輪設(shè)計(jì) . 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(xiàn) . 32 致 謝 . 33 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 第 1 章 前 言 1.1 本設(shè)計(jì)的目的和意義 1.1.1 本設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于培養(yǎng)機(jī)械工程師來說具有重要的意義。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)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(shí) ， 而 且 通 過 調(diào) 查 研 究 收 集 的 資 料 ， 查閱圖書和手冊(cè)，制定設(shè)計(jì)方案，計(jì)算，試驗(yàn)研究，繪圖，編寫技術(shù)文件等等，能擴(kuò)大知識(shí)面，大大的 提高了我分析解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力。本設(shè)計(jì)的主要目的是設(shè)計(jì)一種在 易拉式瓶蓋 的生產(chǎn)過程中的瓶墊的自動(dòng)送料裝置，實(shí)現(xiàn)在 易拉式瓶蓋在生產(chǎn)過程中的自動(dòng)送料 ，為以后的生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)。 1.1.2 本設(shè)計(jì)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(dòng)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(duì)目前的國(guó)際和國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)，可以預(yù)測(cè)在不久的將來，易拉式瓶蓋將會(huì)被更加廣泛的應(yīng)用。所以，設(shè)計(jì)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(jī)，將會(huì)帶來很大的利潤(rùn)和效益。而且，就現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)前景來說， 對(duì)于瓶蓋和瓶墊送料機(jī)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(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)占有力。而且現(xiàn)在的生產(chǎn)趨勢(shì)是向自動(dòng)化，智能化的方向發(fā)展。綜上所述，對(duì)于易拉式瓶蓋自動(dòng)送料機(jī)的研究還是有很大的科研價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益的。 1.2 本設(shè)計(jì)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(tái)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(jī)構(gòu)的效率 按照拉蓋的生產(chǎn)效率為 120 個(gè) /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(gè) /分，由設(shè)計(jì)的定位裝置的大小得出，即定位裝置轉(zhuǎn)動(dòng)率為 3 圈 /分的速度；由設(shè)計(jì)的送料機(jī)構(gòu)的尺寸得出，即轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)率為 15 圈 /分，撥盤的轉(zhuǎn)動(dòng)率畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 為 5 圈 /分。 1.3 本設(shè)計(jì)的發(fā)展?fàn)顩r 1.3.1 國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)是一個(gè) 13 億人口的大國(guó)，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(xiàng)。對(duì)于易拉蓋的研究已經(jīng)很久了，但是對(duì)于它的定位裝置的研究確實(shí)依賴國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)為主，國(guó)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(chǎng)要求。 1.3.2 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外在這方面的研究已經(jīng)有很多的經(jīng)驗(yàn)，并且他們的設(shè) 備性能優(yōu)越，技術(shù)成熟，占領(lǐng)的國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也越來越多。 1.4 本設(shè)計(jì)存在的難點(diǎn)問題 本課題的設(shè)計(jì)難點(diǎn)：是用機(jī)械的方法將瓶墊準(zhǔn)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(zhǔn)確送料，主要的難點(diǎn)是由于瓶墊的不對(duì)稱性而產(chǎn)生的開口方向的選擇、翻轉(zhuǎn)的控制以及準(zhǔn)確送料等問題。 1.5 本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 本設(shè)計(jì)是運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，特別是機(jī)械原理中的凸輪的設(shè)計(jì)思想的指導(dǎo)，按照生產(chǎn)的要求，設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)特點(diǎn)（主要是轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)）設(shè)計(jì)出滿足生產(chǎn)要求的瓶墊自動(dòng)送料機(jī)構(gòu) 1.6 本設(shè)計(jì)擬解決的關(guān)鍵問題 欲解決的關(guān)鍵問題是有以下幾個(gè)方面： 1、 設(shè)計(jì)并且用 AUTOCAD 繪制出轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)； （ 1） 定向機(jī)構(gòu)中對(duì)于瓶墊的開口方向的分選； （ 2） 定向機(jī)構(gòu)中對(duì)于瓶墊翻轉(zhuǎn)的控制； 2、 寫出所需零部件的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)、受力分析； 3、 給出所需零部件的零件圖和設(shè)計(jì)說明； 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 第 2 章 設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)的總體方案 2.1.1 總方案的簡(jiǎn)述 本設(shè)計(jì)采用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，瓶 墊 輸送機(jī)構(gòu)，瓶蓋定位機(jī)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)瓶蓋的準(zhǔn)確定位和 瓶墊的 自動(dòng) 送料 。 2.1.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)述 本設(shè)計(jì)采用多種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)瓶墊的自動(dòng)送料，其中轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速要求不是很精確，只用帶傳動(dòng)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(dòng)比較精確的齒輪傳動(dòng)來達(dá)到精確控制轉(zhuǎn)速的目的。 2.1.3 墊的輸送機(jī)構(gòu)和墊定位機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)述 本設(shè)計(jì)采用板式輸送鏈的傳動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)拉蓋在水平方向內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，保證按照設(shè)計(jì)所要求的運(yùn)動(dòng)速度來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)構(gòu)和壓蓋定位機(jī)構(gòu)的同步。 同時(shí)采用自行設(shè)計(jì)的凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪以及鏈輪機(jī)構(gòu)的組合來實(shí)現(xiàn)拉蓋在輸送裝置上的準(zhǔn)確定位。采用轉(zhuǎn)盤形孔式定向機(jī)構(gòu)進(jìn)行墊的自動(dòng)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(jì)采用前述的方案。由于要設(shè)計(jì)出拉蓋的準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)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(shí)要將水平運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為垂直平面的運(yùn)動(dòng)必然要用錐齒輪進(jìn)行換向，同時(shí)考慮準(zhǔn)確的傳動(dòng)比和遠(yuǎn)距離的傳送，所以采用鏈輪傳動(dòng)，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(jì)的凸輪來實(shí)現(xiàn)這一運(yùn)動(dòng)。由于要設(shè)計(jì)出拉墊的自動(dòng)送料機(jī)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(dòng)送料機(jī)構(gòu)中，當(dāng)瓶墊到達(dá)指定位置時(shí)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(jī)構(gòu)，工件倒入料斗中后進(jìn)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(dòng)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(jìn)入儲(chǔ)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(gè)瓶墊的定位后就是畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 要解決瓶墊的同步輸送問題了，對(duì)于這個(gè)問題用撥盤來解決。通過齒輪的精確傳動(dòng)來獲得比較精確的撥盤轉(zhuǎn)速。從而到達(dá)與生產(chǎn)過程中的同步輸送。 2.2.2 方案的比較 本設(shè)計(jì)采用上述的方案與設(shè) 計(jì)剛開始的方案比較有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，由于設(shè)計(jì)初的方案為用機(jī)械臂來完成拉蓋的傳送并且定位，因?yàn)闄C(jī)械臂的制造和成本都比較困難，而采用凸輪等機(jī)構(gòu)卻可以減少成本在完成相同功能的基礎(chǔ)上，同時(shí)，采用凸輪定位機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，若采用機(jī)械臂機(jī)構(gòu)卻使機(jī)構(gòu)變的復(fù)雜了起來； 在這個(gè)指導(dǎo)思想下比較了以下兩個(gè)方案： （ 1）是用漿葉式定向機(jī)構(gòu)。它適用于方螺母、六角螺母、圓環(huán)、圓片形工件的自動(dòng)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(jìn)入儲(chǔ)料倉中。 （ 2）是用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)。適用于盤盒類工件的自動(dòng)上料。工件到入 料斗中后進(jìn)入轉(zhuǎn)筒中，利用與工件型面相當(dāng)?shù)奶字侵挥虚_口方向正確的工件才能落入轉(zhuǎn)動(dòng)著的圓盤和圓環(huán)的縫隙中去，從而被帶出型孔而進(jìn)入儲(chǔ)料槽中 相對(duì)所學(xué)的知識(shí)來說，采用轉(zhuǎn)盤型孔式定向機(jī)構(gòu)更能將課本和實(shí)際聯(lián)系的更緊密，并且相對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間來說，由于設(shè)計(jì)任務(wù)繁重，相對(duì)來說，采用上述機(jī)構(gòu)更能節(jié)省時(shí)間。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 第 3 章 設(shè)計(jì)說明 3.1 傳動(dòng)裝置的選擇 3.1.1 鏈傳動(dòng) 鏈條傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，方便，在實(shí)際安裝時(shí)，雖然傳動(dòng)鏈由于自的重量，長(zhǎng)度過長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)鏈的懸垂，下墜掉鏈等現(xiàn)象，但是由于我們按電動(dòng)機(jī)的最低轉(zhuǎn)速計(jì)算，所以在轉(zhuǎn)速低的情況下，并 且只要設(shè)計(jì)一個(gè)張緊裝便會(huì)基本上解決這個(gè)問題，而且鏈傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，成本低廉，符合經(jīng)濟(jì)的要求并且能實(shí)現(xiàn)所要求的運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)所需的運(yùn)動(dòng)。來實(shí)現(xiàn)拉蓋的準(zhǔn)確定位便于蓋墊的組合?？偡桨傅暮?jiǎn)述 3.1.2 帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)能緩和載荷沖擊，運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)，噪聲小，易實(shí)現(xiàn)較遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)傳輸，并且容易購買，制造和安裝精度并不像嚙合傳動(dòng)那樣有嚴(yán)格的要求，一般都用于電動(dòng)機(jī)與減速裝置之間的傳動(dòng)件，我們決定選擇普通 V 帶 A 型的皮帶，和輻板式的傳動(dòng)鏈輪。 齒輪傳動(dòng)是具有傳動(dòng) 比較穩(wěn)定有準(zhǔn)確的傳動(dòng)比和較小的噪聲，傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)等等，同時(shí)考慮到本次設(shè)計(jì)中要求的運(yùn)動(dòng)中，既有水平方向的運(yùn)動(dòng)又有垂直平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，必然考慮要改變運(yùn)動(dòng)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(dòng)和齒輪傳動(dòng)對(duì)于本設(shè)計(jì)來說都是比不可少的裝置。其中，帶傳動(dòng)應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)上的第一級(jí)減速上的控制送料裝置的傳動(dòng)速度，我們所設(shè)計(jì)的這個(gè)機(jī)構(gòu)要求送料機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速在 40分轉(zhuǎn)，使得傳動(dòng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。又因?yàn)樗蜕w部分要求運(yùn)送大量的易拉蓋，使得傳 動(dòng)的距離變的長(zhǎng)了起來，若用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還需要設(shè)計(jì)載蓋機(jī)構(gòu)，增加了了設(shè)計(jì)任務(wù)的工作量，為了在平衡工作量和完成設(shè)計(jì)任務(wù)兩者選出較優(yōu)的方案，力求設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，故采用鏈傳動(dòng)，直接將送蓋板安裝，用螺釘緊固。 3.1.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)該考慮的問題由電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定： 首先，根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，制動(dòng)，調(diào)速等的要求，選擇電動(dòng)機(jī)的類型。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度的變化范圍和啟動(dòng)的頻繁程度等要求，考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制，過載能力和啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)的容量 ，并且確定冷卻通風(fēng)方式，所選定的電動(dòng)機(jī)容量應(yīng)該留有余量，負(fù)載度一般取 0.8 0.9，過大的備用容量會(huì)使電動(dòng)機(jī)的效率降低，對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)將變化，并且使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)的強(qiáng)度的機(jī)械造價(jià)提高。 根據(jù)使用場(chǎng)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(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式。 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等的類型。 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和電力傳動(dòng)調(diào)整速度系統(tǒng)的過程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 除此之外 ，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)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(jià)格，建設(shè)費(fèi)用，運(yùn)行和維修費(fèi)用及生產(chǎn)過程中前后期電動(dòng)機(jī)容量變化關(guān)系等各因素。 其次，要注意選擇電動(dòng)機(jī)的容量。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件決定。由于本設(shè)計(jì)是受不變載荷長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械，因此只需選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pcd等于或大于所需的電動(dòng)機(jī)的工作功率 Pd 即 PcdPd，電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)發(fā)熱。本設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)，其主要性能如下： 型 號(hào) 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(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 3.2 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 3.2.1 總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 由于采用的是 YCT 系列的電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速范圍是 125 minr 1250 minr ，我們采用 250 minr 。因?yàn)槔w輸送裝置的轉(zhuǎn)速是 40 minr ，所以總的傳動(dòng)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(dòng)裝置的選擇 3.3.1 帶輪的設(shè)計(jì) 由于本設(shè)計(jì)中兩個(gè)電機(jī)采用的都是三相電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)是 YCT160，額定功率是 P=0.75,轉(zhuǎn)速 n=250 minr ,傳動(dòng)比是 i=6.25,以次定 V帶的型號(hào)和帶輪的直徑，電動(dòng)機(jī)的效率是 80%。 首先對(duì)定位機(jī)構(gòu)帶輪進(jìn)行設(shè)計(jì) 確定帶輪的計(jì)算功率 Pca 由機(jī)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(hào) 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(zhǔn)直徑 由表 8-3取主動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)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(yàn)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(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)公式： 0.7（ D1+D2） 610 按持久壽命計(jì)算，按齒寬中點(diǎn)指數(shù) mm =4.17，查得 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 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(jì)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(qiáng)度校核通過。 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 3.4.2 凸輪 設(shè)計(jì) 由于拉蓋外形結(jié)構(gòu)的特殊，送蓋板座上安置一浮動(dòng)的定位銷，當(dāng)易拉蓋運(yùn)送到定位器時(shí)，將蓋扣在定位銷上，實(shí)現(xiàn)定位。這樣就需要一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，我們選擇移動(dòng)凸輪，因蓋四勻速運(yùn)動(dòng)的，所以定位器在定位的過程中也要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)，則凸輪機(jī)構(gòu)中從動(dòng)件做等速運(yùn)動(dòng)，雖然選擇等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律易產(chǎn)生沖擊，但本機(jī)器的轉(zhuǎn)速低，從動(dòng)件質(zhì)量小，所以可以選用。等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律推程是的運(yùn)動(dòng)方程為：如圖 3-2，圖 3-3 所示 圖 3-2 所選凸輪行程時(shí)間關(guān)系圖 v= h ， s= h ， a=0 圖 3-3 所選凸輪速度時(shí)間關(guān)系圖 回程時(shí)的等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律：如圖 3-4 所示 s=h- h 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) v=- h ,a=0 圖 3-4 所選凸輪加速度時(shí)間關(guān)系圖 其中 h=7 ,根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律繪出凸輪輪廓線如圖 3-5 所示 圖 3-5 凸輪輪廓簡(jiǎn)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(shí)行程的對(duì)稱性，以及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，在整個(gè)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(shí)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(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸在整個(gè)運(yùn)動(dòng)傳遞的過程中，所承 受的載荷最多，因此應(yīng)該先對(duì)定位機(jī)構(gòu)傳動(dòng)主軸進(jìn)行校核。下圖是定位機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)軸的簡(jiǎn)易圖： 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 用 紙 清華大學(xué) 圖 3-6 傳動(dòng)主軸輪廓簡(jiǎn)圖 帶輪上所受的力對(duì)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(gè)符號(hào)代表的意義如下所示： Fec ：最大有效拉力； e:自然對(duì)數(shù)的底；（ .e=2.718 ） f:摩擦系數(shù)（對(duì)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(jì)算出大帶輪的包角是 0199 ；同時(shí)考慮離心力的不利影響時(shí)，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(duì)所需預(yù)緊力的影響，可按下式計(jì)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(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)在安裝新帶時(shí)的預(yù)緊力為上述預(yù)緊力的 1.5 倍 計(jì)算帶傳動(dòng)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(jì)算： Q= 12 c o s 2 s i n0022dZZFF 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計(jì) ） 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(dòng)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(dòng)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(duì)軸的影響：根據(jù)前面對(duì)帶輪的及鏈輪壓軸力的計(jì)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(jì) ） 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(duì)軸的受力分析全部結(jié)束，僅僅針對(duì)定位機(jī)構(gòu)的主傳動(dòng)軸。 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(jì)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(dòng)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(qiáng)度均符合要求 按照彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)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(jì) ） 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(dòng)的中心距， q 單位長(zhǎng)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(jì)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(xiǎn)截面是 A 面 作出計(jì)算轉(zhuǎn)矩圖（ Mca），其中取 =0.3 則依據(jù)公式： 畢 業(yè) 論