某圓環(huán)打包機的結構設計摘要：本論文首先介紹了圓環(huán)打包機的國內外研究現(xiàn)狀，然后對其結構進行了整體設計，該打包機由兩個電機驅動兩根不同的主動軸，一主動軸使圓環(huán)對象轉動，另一主動軸通過帶傳動使7個圓輪旋轉從使一個帶有薄膜膠條的打包圓環(huán)穿過圓環(huán)對象，通過一定速度比使薄膜穩(wěn)定的纏繞于圓環(huán)對象上，從而實現(xiàn)圓環(huán)打包功能。論文第三部分對關鍵零部件進行了設計校核，最后給出了總結和展望。關鍵詞：圓環(huán)打包機；打包機械；帶傳動；打包圓環(huán)目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 11.1研究背景及意義 11.2國內外研究現(xiàn)狀 11.2.1國內研究現(xiàn)狀 21.2.2國外研究現(xiàn)狀 21.3本文主要研究內容 32圓環(huán)打包機的總體設計 42.1圓環(huán)打包機主要組成和預期效果 42.2各結構設計思路 42.2.1包裝底座 42.2.2打包圓環(huán) 52.2.3圓輪 52.2.4滾軸支架 62.2.5軸承端蓋 62.2.6皮帶輪保護輪罩 72.2.7蓋板 72.3圓環(huán)打包機的總體方案 83設計計算 93.1圓環(huán)打包機的原始參數(shù) 93.2電動機的選擇 93.2.1動力驅動電機 93.3帶傳動的設計 93.3.1帶傳動的類型 93.3.2V帶的設計計算 93.4軸的尺寸確定和校核 123.4.1材料的選擇以及熱處理方法 123.4.2主軸的功率P2，轉速n2和轉矩T2計算 123.4.3初步計算傳動軸的軸徑 123.4.4軸的結構設計 133.4.4按彎扭合成強度條件計算校核傳動軸 143.4.8軸的剛度校核計算 174總結與展望 19參考文獻 201緒論1.1研究背景及意義我國國民經(jīng)濟的發(fā)展速度與制造業(yè)技術水平的高低有著十分密切的聯(lián)系。一個國家若想實現(xiàn)經(jīng)濟快速、健康的發(fā)展，一個國家想要穩(wěn)定和安全，一個國家要想實現(xiàn)現(xiàn)代化，都需要強大的制造業(yè)。自經(jīng)濟全球化以來，中國汽車市場對外開放，使國內汽車的銷售量與汽車保有量不斷攀升[1]，總所周知，輪胎對車輛的各種性能起著關鍵的作用，輪胎產品的各項性能，能否充分有效的進行體現(xiàn)，與輪胎的設計方法、制造精度和保存情況都有著緊密的關系。當前，我國以輪胎制造強國為目標，由于國內汽車保有量巨大，對各類汽車類型需求量極大，在國內外也先后擁有自主品牌的輪胎企業(yè)，但是生產的輪胎成品依舊存在許多質量問題,與國外也還有一定差距[2]。一種良好的輪胎保存技術對提高輪胎質量來說至關重要，而在輪胎保存過程，最主要的就是輪胎打包，最重要的設備便是輪胎打包機。為了提高輪胎打包精度，進而提高輪胎產品的質量，同時又可以針對不同的環(huán)形對象如水管進行打包，使打包對象多樣化，簡化打包過程，改革繁瑣的打包過程，從而達到以機械取代人打包減少人工成本，緩減人們不必要的勞動，節(jié)約勞動成本，提高打包效率。針對以上目的，本文提出了“圓環(huán)打包機結構設計”這一課題。本課題的研究目的在于通過研究相關數(shù)據(jù)，運用所學的知識來設計一款實用、操作簡單的圓環(huán)打包機。目前國內市場上圓環(huán)打包機較少，通過借鑒輪胎纏繞機的設計方法和思路，為設計圓環(huán)打包機提供一定的理論依據(jù)和分析。1.2國內外研究現(xiàn)狀長期以來，輪胎或者其它圓環(huán)對象的打包是生產鏈中最耗時、最費力的一個環(huán)節(jié)，人工打包打包勞動強度大、費用高、打包質量不高。當前，運用膠布纏繞輪胎或者其它圓環(huán)對象是通用方法。國內外學者都是根據(jù)所提出的理論和所設計的機構來改進打包機，從而達到改善打包質量。隨著科技的不斷進步與發(fā)展，出現(xiàn)了一定高效的先進的打包理論和設計，這大大提高了輪胎或者其它圓環(huán)對象的打包效率，減輕了勞動強度，而且促進了輪胎和其他產業(yè)的發(fā)展。1.2.1國內研究現(xiàn)狀2006年林遠艷和陳樂庚在《自適應預測控制在輪胎胎面纏繞系統(tǒng)的應用》一文中針對自適應輪胎胎面纏繞控制系統(tǒng)中所需要使用的一些具有大滯后和模型緩慢時變的特點,提出了一種自適應預測控制的解決辦法,有效彌補、消除了系統(tǒng)的大滯后和膠條速度波動的干擾作用[3]；2012年江瑞雪,申偉波和馬忠可在《胎面纏繞智能壓型和纏繞方式改進》一文中改進了膠條的擠出方式，解決了目前國產胎面纏繞電動機普遍存在的技術問題[4]；2016年付燕銘在《胎面纏繞機測控系統(tǒng)的研究》一文中研發(fā)一套纏繞機控制系統(tǒng)，從而滿足工藝要求，生產出高規(guī)格的輪胎，但存在所設計的纏繞機測控系統(tǒng)自動化程度還不是很高的問題[5]；2016年CWang，LZhang，AWang和LFan在《ImprovementofRubberStripWidthMeasurementandControlSystemofTreadWindingMachine》一文中，對胎面纏繞機膠條寬度測控系統(tǒng)進行了改進，顯著改善了胎面纏繞工藝[6]。2018年沈春鋒，任洵濤，韓江，程楠楠和王亮在《纖維纏繞張力控制系統(tǒng)設計研究》一文中，針對纖維由于卷紗輪與送紗輪之間存在速度差發(fā)生形變產生張力，設計了一款張力控制系統(tǒng)，從而有效的緩沖了擾動對張力系統(tǒng)的影響[7]；2018年王宗環(huán)，楊洪彬，鄭濤，趙啟偉，徐超和湯環(huán)宇在《轎車輪胎新型2-1冠帶條纏繞方式》一文中針對膠料流動而導致胎里不平的問題，提出新型2-1冠帶條纏繞方式[8]；2020年張鵬在《基于B樣條曲線的輪胎胎面纏繞仿真系統(tǒng)設計》一文中針對提高輪胎纏繞精度這一問題進行了深入研究，并基于自己掌握的輪胎胎面纏繞生產線與B樣條曲線的基本知識，設計了基于B樣條輪胎胎面纏繞仿真系統(tǒng)，提高了纏繞精度和膠條位置精度[9]；2020年吳少斌在《基于PLC的玻纖纏繞機自動化控制系統(tǒng)設計》一文中針對現(xiàn)有的單螺旋纏繞機連續(xù)纖維帶拉伸變形問題，設計了雙螺旋纏繞工藝及其連續(xù)纏繞工藝，并基于PLC設計了雙螺旋纖維纏繞機電氣控制系統(tǒng)，但并未實現(xiàn)自動化[10]。1.2.2國外研究現(xiàn)狀1946年，美國率先提出纖維纏繞成型工藝；1947年，世界上第一臺纏繞機由美國的Kellog公司研制成功；2000年，美國NoboruOkada申請了專利，提出繞帶纏繞成型綠色輪胎的方法；國外的輪胎胎面纏繞技術經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，其制造水平與生產的成品質量相對我國較高。就目前的世界輪胎行業(yè)發(fā)展情況來看，主要以美國NRM公司與意大利的MARANGONI公司為代表，它們的產品質量在國內外都有著極高的評價，其輪胎胎面纏繞生產線已經(jīng)系列化。1.3本文主要研究內容本課題最主要內容是設計適用于圓環(huán)對象打包所用的圓形打包機，完成圓圓環(huán)打包機結構設計，并最終通過相關分析、計算和仿真其合理性，并為設計圓環(huán)打包機提出改進方案。主要研究內容為：研究圓環(huán)對象的打包纏繞方法，明確圓環(huán)對象打包纏繞的排布規(guī)律；推導圓環(huán)對象數(shù)學模型，確定其圓環(huán)打包的相關參數(shù)，為打包機控制系統(tǒng)提供控制參數(shù)；運用SOLIDWORKS軟件進行三維建模；針對目前國內市場上圓環(huán)打包機較少的情況，通過借鑒輪胎纏繞機的設計方法和思路，為設計圓環(huán)打包機提供一定的理論依據(jù)和分析，從而確定圓環(huán)打包機的總體設計方案；對圓環(huán)打包機機的組成系統(tǒng)進行詳細設計，針對關鍵零部件進行詳細計算，并對零件進行校核，檢驗其合理性。2圓環(huán)打包機的總體設計2.1圓環(huán)打包機主要組成和預期效果本論文所設計了一種適用于圓環(huán)對象打包的圓環(huán)打包機，主要結構如下：含有一個包裝底座，底座上裝有兩個電機，由兩個電機驅動兩根不同的主動軸，一根主動軸使圓環(huán)對象轉動，另一根主動軸通過帶傳動使7個圓輪旋轉從使一個帶有薄膜膠條的打包圓環(huán)穿過圓環(huán)對象，通過一定速度比使薄膜穩(wěn)定的纏繞于圓環(huán)對象上，從而達到圓環(huán)打包的目的。2.2各結構設計思路2.2.1包裝底座包裝底座頂部開有兩個平行的槽，使兩個軸承座于這兩個槽內相對固定，從而固定一根主動軸，下槽旁開有一個矩形口，此矩形口是為了方便主動軸的帶輪與電機的帶輪配合，矩形口四周的四個螺紋孔，用于與皮帶輪保護輪罩的定位與固定，矩形口的左側上下共開六個螺紋孔與蓋板上的六個螺紋孔相配合，便于拆裝，矩形口右側開的階梯口是便于帶有薄膜的打包圓環(huán)旋轉纏繞打包，階梯口的右側的豎直板上開有七個圓孔是用于七根軸帶動七個圓輪，七個圓輪正好可以夾持所設計的打包圓環(huán)，七個圓輪旁邊的螺栓孔適用于固定所設計的軸承端蓋，七個圓孔中間的矩形開口是用于圓環(huán)對象的放置與固定，矩形開口的左右八個螺紋孔是用于固定兩個滾軸支架，兩個滾軸支架中間也開有槽用于從動軸的滑動和固定，豎直擋板的右側的底板用于放置第二個電機。圖2-1包裝底座2.2.2打包圓環(huán)打包圓環(huán)上方開有一個60°的豎直口，其口有兩個原因，原因一：本論文所設計的圓環(huán)打包機適用的圓環(huán)對象可以從此豎直口放入；原因二：開邊緣與圓心構成的度數(shù)為60°與夾持打包圓環(huán)的圓輪相配合，圓輪等角度分布，除去最上方的圓盤正好為7個，當所開的豎直口正對一個圓輪時，另外六個圓輪能將其夾持，使之不會脫離所規(guī)定的軌道；打包圓環(huán)上開有一軌道，與其配合的圓輪于此軌道中，七根主動輪帶動七個圓輪旋轉，圓輪通過摩擦力從而使打包圓環(huán)旋轉；打包圓環(huán)一面的正東側有一圓柱，其作用是放置纏繞打包用的薄膜膠條。圖2-2打包圓環(huán)2.2.3圓輪圓輪開孔與軸配合，使主動軸帶動其旋轉，圓輪通過摩擦帶動所夾持的打包圓環(huán)旋轉，打包圓環(huán)軌道的高度要離其主動軸有一定距離，圓輪要有一定圓角，防止損傷打包圓環(huán)的軌道壁，造成不必要的磨損。圖2-3圓輪2.2.4滾軸支架滾軸支架左端開有四個螺紋口，其與包裝底座的的螺紋口相對應，螺紋口開口要考慮并計算其能否滿足其自身的重力，拉伸應力，扭轉應力，并且需要考慮安裝螺栓時是否方便有效；滾軸支架右端開有直槽其作用是便于從動軸根據(jù)圓環(huán)打包機所針對圓環(huán)打包對象的大小尺寸來滑動，當確定適宜的位置時，此時需要固定，若未固定，則會因為圓環(huán)打包對象作用在從動輪上的力而滑動，從而導致圓環(huán)對象的脫離，甚至導致所設計的圓環(huán)打包機破壞并停止工作。圖2-4滾軸支架2.2.5軸承端蓋軸承端蓋對軸承起軸向定位和防灰塵的作用，首先軸承對于運轉環(huán)境是有要求的，軸承尤其害怕塵土或者石沙進入軸承內部，這將影響軸承的正常使用，此時加入軸承端蓋能有效的阻隔塵土或者石沙，起到防灰塵的作用；因為本論文設計的軸較為特殊，所設計的軸承端蓋內有距離軸承外徑3mm的圓環(huán)，圓環(huán)頂于軸承外圈，軸承端蓋上有四個螺紋孔，螺紋孔與箱體上的螺紋孔相對應，通過螺栓連接，達到軸向定位的作用。圖2-5軸承端蓋2.2.6皮帶輪保護輪罩輪皮帶在使用過程中若直接暴露在外面，會有異物進入皮帶輪，從而影響皮帶輪的工作，嚴重時甚至會損壞皮帶輪和皮帶。本機構所設計的皮帶輪保護輪罩的目的是為了保護皮帶輪和皮帶，皮帶輪保護輪罩的底部上開有四個螺紋孔，螺紋孔與箱體上的螺紋孔相對應，通過螺栓連接，固定于箱體上。圖2-6皮帶輪保護輪罩2.2.7蓋板本論文所設計的蓋板，其目的是防止異物進入箱體內安裝的電機中，影響電機和皮帶輪的工作，從而起到保護電機和帶輪的作用；其次蓋板上下共開有六個螺紋孔，螺紋孔與箱體上的螺紋孔相對應，通過螺栓連接，這樣也方便拆裝，便于箱體內部的電機的安裝。圖2-7蓋板2.3圓環(huán)打包機的總體方案此課題所研究的為圓環(huán)打包機，通過包裝底座，打包圓環(huán)，圓輪，部件一以及其他零件相互組裝，對圓環(huán)對象進行打包的過程。工作原理：兩個電機通過V帶傳動，帶動兩根主動軸，一根主動軸上套有圓筒，圓筒選用橡膠材質，通過摩擦帶動圓環(huán)對象以較慢的速度旋轉，圓環(huán)對象靠于被兩滾軸支架夾持的從動軸上，從動軸上也裝有橡膠材質套筒；另一根主動軸通過帶傳動，帶動剩下的六根軸旋轉，七根軸同方向旋轉，帶動七個圓輪旋轉，圓輪與軸固定好，圓輪以等個角度分布，與打包圓環(huán)的軌道相配合，通過摩擦帶動打包圓輪快速旋轉，打包圓輪一次的圓柱放置纏繞打包用的薄膜膠條，通過計算設計達到打包速度快、打包質量好的目的。圖2-8圓環(huán)打包機正視圖圖2-9圓環(huán)打包機背部圖3設計計算3.1圓環(huán)打包機的原始參數(shù)汽車輪胎一般呈圓環(huán)狀，直徑為50cm，內圈直徑20cm，打包圓環(huán)應盡量靠近輪胎或其他圓環(huán)對象的圓心，同時所設計的圓環(huán)打包機上的打包圓環(huán)內外圈不應觸碰到輪胎或其他圓環(huán)對象的內徑。根據(jù)生產需要，初步設定打包圓環(huán)1s轉動2圈，輪胎或其他圓環(huán)對象15s左右轉動一圈。經(jīng)過估算圓輪480r/min，套筒60r/min。3.2電動機的選擇3.3.1圓筒的電機選擇根據(jù)查數(shù)據(jù)得輪胎重G=500N，橡膠與橡膠得摩擦系數(shù)為μ=0.50，假定輪胎得重力與輪胎對主動軸上得壓力得夾角為45°，則摩擦力為f=T=9.55×得出P=0.039KW所以選擇偉普調速電機P=60W，型號M560-502，經(jīng)調速輸出n1故所選電機的轉速符合要求。3.3.2打包圓環(huán)的電機選擇根據(jù)考慮電機所傳動軸的需再進行傳輸，且存在傳動效率，能量損失等，所以選擇三相異步電機P2=0.75kW，型號YS7144，轉速n1=1400r/min，扭矩3.3帶傳動的設計3.3.1帶傳動的類型本裝置中采用到的帶傳動都選用V帶傳動。3.3.2V帶的設計計算1）確定驅動圓環(huán)對象旋轉的V帶設計（1）確定V帶的設計功率Pca設計功率：Pca=KAP式中KA?工作情況系數(shù)，如表3-18所示；P?傳遞的功率，單位為kW。根據(jù)載荷變化平穩(wěn)和每天工作小時數(shù)≤10h，表8-8查得工作情況系數(shù)這里取KA=1.1P（2）選擇V帶型根據(jù)所計算的Pca=0.066kW和n1=68r/min，在8-11，選擇帶型為A型。根據(jù)表8-9，選取小帶輪基準直徑dd1=75mm。按式（8-13）驗算帶的速度v(3)計算大帶輪的基準直徑帶傳動的傳動比不宜過大，取i=1，根據(jù)式i=d根據(jù)表8-9，取標準值d（4）確定V帶的中心距a和基準長度L根據(jù)式（8-20）0.7dd1+dd2由式（8-22）計算帶所需的基準長度L根據(jù)Ld0由表8-2由式（8-22）計算中心距a按式（8-24），amin=a?0.015ld和a（5）驗算小帶輪包角a（6）計算V帶的根數(shù)z①單根v帶的額定功率p由dd1=75mm和nn1=68根據(jù)計算所得的小帶輪包角a1=180°查表8-6得Kp②計算V帶的根數(shù)zz取1根。（7）計算單根V帶的初拉力F由表8-3得A型帶質量qF（8）計算壓軸力FF選用1根A型普通V帶，帶基準長度為630mm，大小帶輪的基準直徑分別為dd1=75mm，dd2=7502）確定驅動圓輪旋轉的V帶設計（1）確定V帶的設計功率Pca設計功率：Pca=K式中KA?工作情況系數(shù)，如表3-18所示；P?傳遞的功率，單位為kW。根據(jù)載荷變化平穩(wěn)和每天工作小時數(shù)≤10h，表8-8查得工作情況系數(shù)這里取KP（2）選擇帶型根據(jù)Pca=0.825kW和n1=1400/min，在圖8-11選擇帶型為Z型。根據(jù)表8-9，取小帶輪基準直徑按式（8-13）驗算帶的速度v（3）計算大帶輪的基準直徑根據(jù)需要確定傳動比為i=3，根據(jù)i=d根據(jù)表8-9，取標準值d（4）確定V帶的中心距a和基準長度Ld根據(jù)式（8-20）0.7dd1+d由式（8-22）計算帶所需的基準長度L根據(jù)Ld0由表8-2由式（8-22）計算中心距a按式（8-24），amin=a?0.015ld和amax=a（5）驗算小帶輪包角a（6）計算帶的根數(shù)z①單根v帶的額定功率p由dd1=50mm和n1n1=1400r/min,根據(jù)小帶輪包角a1≈161°查表8-6得包角修正系數(shù)Kp②計算V帶的根數(shù)zz取4根。（7）計算單根V帶的初拉力F由表8-3得Z型帶質量q=0.060kg/mF（8）計算壓軸力FF選用Z型普通V帶4根，帶基準長度920mm，帶輪基準直徑dd1=50mm，dd2=150mm3.4軸的尺寸確定和校核3.4.1材料的選擇以及熱處理方法由于此設計的主軸與皮帶輪連接，由于此為圓環(huán)打包裝置，故采用45號鋼，調質，毛坯直徑≤100mm，硬度HBS=170~217，表面處理：考慮到要防止氧化銹蝕或酸蝕，選擇發(fā)藍處理。3.4.2主軸的功率，轉速和轉矩計算若取帶輪傳動的效率（包括軸承效率在內）η=0.96，則主軸功率轉速轉矩3.4.3初步計算傳動軸的軸徑由于軸的支承距離未定，所以按純扭矩并降低許用扭轉切應力確定軸徑設為d，即其計算公式為：d≥A式中P—傳動軸所傳遞的功率，Kw；n—連接軸的轉速，r/min；d—軸的直徑，m；A—隨材料的許用扭轉剪應力而變的系數(shù)，其數(shù)值見表15-3；此設計取A=126。d≥1263本設計在最小軸段直徑處開1個鍵槽，軸徑應增大5%?7%；本論文設計選擇7%，并將計算出來的軸徑圓整。dmin查表GB2822-81取dmin3.4.4軸的結構設計1）擬定軸上零件的裝配方案圖3-1軸示意圖2）確定軸的直徑和各段長度根據(jù)前面計算，第I?II軸段將要安裝帶輪，帶輪輪轂長27.5mm，根據(jù)d1=16mm查標準和設計手冊，選普通平鍵，A型圓頭鍵，b×h=5×5mm,鍵長L=16mm，lΙ?Π第Ⅱ?Ⅲ軸段將要安裝帶輪，已知帶輪輪轂長51.5mm，查表選取標準軸徑，lII?III=51.5mm，d2=32mm，根據(jù)d2=32mm查標準和設計手冊，選普通平鍵，第III?IV軸段，為了下一軸承，此軸端將安裝軸承端蓋用于定位軸承，因此設計lIII?IV=20mm，第Ⅳ?Ⅴ軸段，考慮到軸承承受軸向力，選滾動球軸承，根據(jù)d4=40mm，選擇深溝球軸承6008，其尺寸為d×D×B=40×68×15mm，查設計手冊，軸承的安裝尺寸d2≈46mm，D2≈62mm，故設第Ⅳ?Ⅴ軸段l第Ⅴ?Ⅵ軸段根據(jù)箱體厚度，設計lⅤ?Ⅵ=90mm，第Ⅵ?Ⅶ軸段，同樣裝有軸承，也選擇深溝球軸承6008，其尺寸為d×D×B=40×68×15mm，查設計手冊，軸承的安裝尺寸d2≈46mm，D2≈62mm，故設第Ⅳ?Ⅴ第Ⅶ?Ⅷ軸段，為了上一軸承，此軸端將安裝軸承端蓋用于定位軸承，因此設計lⅦ?Ⅷ=20mm，第Ⅷ?Ⅸ軸段，設置階梯軸段，設計lⅧ?Ⅸ=20mm，d8第Ⅸ?Ⅹ軸段將要安裝圓輪，預計設計圓輪厚度為20mm，根據(jù)最小軸徑16mm查標準和設計手冊，選普通平鍵，A型圓頭鍵，b×h=5×5mm,鍵長L=10mm，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度，列此下表。表3-1各軸段的長度和直徑軸段123456789長度l37mm51.5mm20mm13mm90mm13mm20mm20mm30mm直徑d16mm32mm36mm40mm46mm40mm36mm30mm16mm3）軸上零件的固定a、軸上零件的軸向固定由于所設計圓環(huán)打包機的軸需要承受軸向力，且希望所設計的軸承定位可靠，因此采用軸肩和軸承端蓋的方法來固定軸的軸向。b、軸上零件的周向固定本論文設計的軸與帶輪與圓輪的周向定位均采用普通A型圓頭平鍵鏈接。根據(jù)d1=16mm，d2=32mm，d9=116mm由查表6-1分別選鍵的尺寸b×h=5×5mm，L=16mm3.4.4按彎扭合成強度條件計算校核傳動軸1）計算軸的支反力第一個帶輪中心到第二個帶輪中心距離:l第二個帶輪中心到第一個軸承壓力中心距離:l第一個軸承壓力中心到第二個軸承壓力中心距離:l第二個軸承壓力中心到圓輪帶輪中心距離:l(1)相關受力分析：轉矩大帶輪上在處置方向上受壓軸力為：F查資料得小帶輪上的壓力為：F壓V帶與帶輪的摩擦系數(shù)為μ=0.51圓輪承受的壓力為打包圓環(huán)的重力：F壓塑料與橡膠的摩擦系數(shù)為μ=0.5經(jīng)設計：r帶輪=25mm作用在小帶輪上：轉矩：T帶輪=2×0.51×400×25=10200N?mm，順時針垂直方向的力：F作用在圓輪上：轉矩：T垂直方向的力：在垂直方向上假定FRC所以根據(jù)軸上受力平衡，可列出以下方程：FplFpl2FRC=?559.01N作出剪力圖，如圖3―2所示。2）計算軸的彎矩，并做彎矩圖AB：MBC：MMCD：MM作出彎矩圖，如圖3―2所示。3）作出扭矩圖作用在帶輪上：轉矩：T=2×0.51×400×25=10200N?m作用在圓輪上：轉矩：T=0.5×100×50=2500N?mm由上可得傳動軸的扭矩圖，如圖3―2所示。圖3-2軸受力及彎矩圖4）校核軸的強度已知軸的彎矩和扭矩，對危險截面作彎扭合成強度校核計算。σca=σ2+4為了考慮彎曲應力與扭矩切應力循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)ασca=σ2+4(ατ)2式中的彎曲應力為對稱循環(huán)應力，扭轉切應力為靜應力，所以取α≈0.3。對于直徑為d的圓軸，彎曲應力σ=M/W，扭轉切應力τ=T/WT=T/2W，將σ和τσ其中，由于本軸上開有鍵槽，在近似計算時鍵槽可忽略，所以采用平均直徑的圓截面進行計算截面系數(shù)W：W=0.1×靜應力時，軸的許用彎曲應力[σ?1]σ=經(jīng)計算所設計的軸符合要求。3.4.8軸的剛度校核計算1）軸的當量直徑計算由于設計的軸為階梯軸，階梯軸的當量直徑按下式計算：d式中：lidiL——階梯軸的計算長度；z——階梯軸計算長度內的軸段數(shù)。d2）軸的扭轉剛度校核計算軸的扭轉變形用每米長的扭轉角?來表示。階梯軸扭轉角?[單位為(°?=5.73×1因為此前已經(jīng)計算過當量直徑dv?=式中T—軸所受的扭矩；G—軸的材料的剪切彈性模量，單位為MPa，鋼材G=8.1×Ip—軸截面的極慣性矩，對于圓軸，IpTi,lz—階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。根據(jù)計算得：?=5.73×1軸的扭轉剛度條件為?≤對于要求精密，穩(wěn)定的傳動，可取?=0.25~0.5(°)/m；此次設計取

4總結與展望本論文首先分析了制造業(yè)和輪胎及其他圓環(huán)對象的現(xiàn)狀，通過分析得出一款良好、實用、操作簡單的圓環(huán)打包機能簡化打包過程，改革繁瑣的打包過程，從而達到以機械取代人打包減少人工成本，緩減人們不必要的勞動，節(jié)約勞動成本，提高打包效率；其次分析了圓環(huán)打包機的國內外研究現(xiàn)狀，在對比中明白目前我國圓環(huán)打包機設計較國外設計落后的情況。接著對圓環(huán)打包機結構進行了整體設計，該打包機由兩個電機驅動兩根不同的主動軸，一主動軸通過套筒的摩擦使圓環(huán)對象轉動，另一主動軸通過帶傳動使7個圓輪旋轉從使一個帶有薄膜膠條的打包圓環(huán)穿過圓環(huán)對象，通過一定速度比使薄膜穩(wěn)定的纏繞于圓環(huán)對象上，從而實現(xiàn)圓環(huán)打包功能；并用圖文介紹了圓環(huán)打包機的關鍵零件及工作原理。然后進行了圓環(huán)打包機關鍵零部件的設計計算：1、給出圓環(huán)打包機的部分參數(shù)技術指標；2、選用型號為M560-502的偉普調速電