機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-圓柱形產(chǎn)品帶震動(dòng)的填充粉末料的自動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)【全套u(yù)g三維圖紙】

1、<p><b>　　編號(hào)</b></p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目：圓柱形產(chǎn)品帶震動(dòng)的填充粉末料的自</p><p>　　動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) </p&g

2、t;<p>　　信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)</p><p>　　學(xué) 號(hào)： 　　　　　　</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　 （職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月25日&l

3、t;/p><p>　　無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　誠(chéng) 信 承 諾 書</b></p><p>　　全套三維圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圓柱形帶震動(dòng)的填充粉末料的自動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除

4、了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級(jí)： 機(jī)械93 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 0923134 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5

5、 月 25 日</p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p>　　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動(dòng)化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　圓柱形產(chǎn)

6、品帶震動(dòng)的填充粉末料的自動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì) </p><p>　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來源及選題依據(jù) </p><p>　　1、課題來源：來源于工廠 </

7、p><p>　　2、選題依據(jù)：近年來，加工粉末料的自動(dòng)機(jī)發(fā)展迅速，在日常生活中所起的作用也越來越大。例如膠囊機(jī)，由于膠囊填充機(jī)生產(chǎn)膠囊效率高，質(zhì)量好，能達(dá)到制藥行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，膠囊填充機(jī)被廣泛應(yīng)用。膠囊填充機(jī)在制藥企業(yè)中逐顯其重要地位。現(xiàn)在市場(chǎng)上主要有全自動(dòng)膠囊填充機(jī)和半自動(dòng)膠囊填充機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，PLC應(yīng)用于膠囊填充機(jī)系統(tǒng)，使膠囊填充機(jī)的技術(shù)性能和安全性有了很大的提高。

8、 </p><p>　　三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：</p><p>　?、?熟練運(yùn)用UG繪制三維圖 </p><p>　　② 熟悉各種粉末料加工的自動(dòng)機(jī)

9、 </p><p>　　③ 了解粉末料填充會(huì)遇到的各種問題 </p><p>　?、?設(shè)計(jì)出合理的帶震動(dòng)的填充粉末料的自動(dòng)機(jī) </p><p><b>　　四、接受任務(wù)學(xué)生：</b>

10、</p><p>　　機(jī)械93 班 　　姓名 陳 棟 </p><p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月12日 至2013年5月25日</p><p>　　六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：</p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名</p><p&

11、gt;<b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><p>　　〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p&

12、gt;　　2012年11月12日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　粉末料填充問題在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用都非常廣泛，例如膠囊填充、炸藥填充、粉末成型等。但現(xiàn)在大多數(shù)粉末料填充無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線生產(chǎn)，很多依然需要人工裝填容器，并且完成后也需人工取出。而有些粉末料成型機(jī)只是單純的對(duì)粉末料進(jìn)行上下兩端加壓成型，受力不均勻?qū)е鲁尚偷漠a(chǎn)品內(nèi)部依然是粉末料

13、。</p><p>　　本次論文主要設(shè)計(jì)的是將粉末料填入圓柱形容器中并加壓使粉末料被均勻的壓實(shí)。為此共設(shè)計(jì)了四個(gè)步驟，既校正容器、容器傳送、填粉壓粉和成品送離。校正容器是通過二階段校正將裝填粉末料的圓柱形容器以口向上的方式固定住，以便之后的操作。容器傳送和成品送離是通過雙軌V帶輪將固定住得容器送至填粉壓粉處，并在填粉壓粉結(jié)束后將成品送離。填粉壓粉則是通過由升降支柱帶動(dòng)的螺旋形填粉器與升降軌道之間的配合，使粉末料能

14、夠填入容器中并均勻的壓實(shí)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：粉末料；填粉壓粉；螺旋；自動(dòng)化；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Powder material filled in the application at home and abroad are very wide , such a

15、s capsule filling , explosive filling, powder molding . But now most of the powder material filling can not be achieved automated production lines , many still require manual loading container , and after the completion

16、of the need to manually remove the . Some powder metal forming machine simply the powder material compression molding of the upper and lower ends , the uneven force evenly inside the molded product</p><p>　　

17、The paper is designed primarily powder filling and pressurized cylindrical container of the powder material is uniform compaction . To this end were designed in four steps correction container , container shipping , fill

18、 powder pressed powder and finished to send from . Correction container is filled through a two-stage correction of the cylindrical container of the powder material to hold the mouth up , so that after the operation . Co

19、ntainer delivery and finished to send from two-track V pulle</p><p>　　Key words: Powder material ; Powder filling pressure powder ; Spiral ; Automation ;</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

20、t;<p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義1</p>

21、;<p>　　1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況1</p><p>　　1.3 膠囊填充機(jī)結(jié)構(gòu)和原理3</p><p>　　1.4本課題應(yīng)達(dá)到的要求4</p><p>　　2 總體設(shè)計(jì)方案的擬定5</p><p>　　2.1 自動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程5</p><p>　　2.2 校正裝置的設(shè)計(jì)6</p>

22、;<p>　　2.2.1 一階段校正：6</p><p>　　2.2.2 二階段校正：6</p><p>　　2.3 傳送裝置的設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.4 填粉壓粉裝置的設(shè)計(jì)8</p><p>　　3 各部結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)過程及計(jì)算11</p><p>　　3.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定11<

23、;/p><p>　　3.2 電動(dòng)機(jī)的選取11</p><p>　　3.3 傳動(dòng)比的分配13</p><p>　　3.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與選擇15</p><p>　　3.5 齒輪傳動(dòng)17</p><p>　　3.6 動(dòng)力軸的計(jì)算和校核20</p><p>　　4 粉末壓制過程及問題22&

24、lt;/p><p><b>　　4.1 引言22</b></p><p>　　4.2 粉末顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡方程22</p><p>　　4.2.1 研究方法22</p><p>　　4.2.2 速度分析23</p><p>　　4.2.3 軌跡方程25</p><p>　

25、　4.3 粉末顆粒受力分析26</p><p>　　4.4 容積計(jì)算28</p><p>　　4.4.1 研究方法28</p><p>　　4.4.2 展開高度29</p><p>　　4.4.3 三角形區(qū)域的容積31</p><p>　　4.4.4 矩形區(qū)域的容積32</p><p&g

26、t;　　4.5 本章小結(jié)33</p><p>　　5 結(jié)論與展望33</p><p><b>　　5.1 結(jié)論34</b></p><p>　　5.2不足之處及未來展望34</p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考

27、文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的研究?jī)?nèi)容和意義</p><p>　　我國(guó)在定量包裝設(shè)備的發(fā)展方面相對(duì)滯后，雖然自動(dòng)定量充填包裝技術(shù)在我國(guó)發(fā)展了將近二十年，從八十年代開始，發(fā)展壯大，在定量充填的某些技術(shù)方面上發(fā)展比較成熟，但是國(guó)內(nèi)的定量充填設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)大部分以小規(guī)模為

28、主，產(chǎn)品設(shè)備的設(shè)計(jì)和自主研發(fā)環(huán)節(jié)非常的薄弱[1]。定量包裝行業(yè)在過去長(zhǎng)期處于一種生產(chǎn)效率低下、關(guān)鍵技術(shù)不高的狀況，相當(dāng)一部分企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ饺匀皇钦瞻嵴粘瓏?guó)外先進(jìn)技術(shù)，以此降低生產(chǎn)成本。還有很多家庭作坊式的小企業(yè)依然依賴一套圖紙生存，從不投資研發(fā)，這種單純的追求降低成本的發(fā)展模式，導(dǎo)致同行業(yè)之間互相抄襲，沒有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，嚴(yán)重破壞國(guó)內(nèi)市場(chǎng)秩序。</p><p>　　最近幾年，國(guó)內(nèi)企業(yè)順應(yīng)歐美國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)，非常

29、看重自主知識(shí)創(chuàng)新，正在積極研發(fā)高速度高精度的新產(chǎn)品。但隨著社會(huì)進(jìn)步和人民對(duì)生活水平要求的提高，尤其在我國(guó)進(jìn)入WTO之后，企業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力更大，在商品的包裝方面，要求也越來越高。其中，粉末顆粒狀物料與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和我們的日常生活密切相關(guān)，比如，我們每天都用到的食鹽、味精和洗衣粉等日用品，還有農(nóng)藥、化肥和化工原料等生產(chǎn)用品，以及病人經(jīng)常用到的藥品和營(yíng)養(yǎng)食品等，這些產(chǎn)品都需要各種規(guī)格的定量包裝。</p><p>　　目

30、前國(guó)內(nèi)雖然已經(jīng)有部分粉末顆粒產(chǎn)品采用自動(dòng)定量充填包裝，但采用手工定量充填包裝的產(chǎn)品也不在少數(shù)，人工定量包裝的缺點(diǎn)是效率不高、精確度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大導(dǎo)致最后經(jīng)濟(jì)效益比較低，另外，自動(dòng)定量充填一般都是對(duì)粉末顆粒物料進(jìn)行包裝，粉末顆粒狀物料定量充填過程中可能導(dǎo)致粉塵飛揚(yáng)，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，若手工包裝有毒有害的粉末顆粒體極易對(duì)人體造成傷害，而且如果采用手工包裝藥品或者食品很難達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此實(shí)現(xiàn)粉末顆粒狀物料高速自動(dòng)準(zhǔn)確的定量充填有很重要的現(xiàn)實(shí)

31、意義[2]。我們國(guó)家人口較多，對(duì)包裝商品的消耗量無疑是巨大的，如果單純依靠購(gòu)買昂貴的進(jìn)口設(shè)備，我國(guó)很多小包裝生產(chǎn)廠家難以承受。</p><p>　　因此，我們當(dāng)前的任務(wù)比較艱巨，需要加大科研開發(fā)的力度，努力采用自動(dòng)化控制技術(shù)和實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化作業(yè)，提高機(jī)器零件的加工工藝水平，盡量保證定量充填包裝商品的準(zhǔn)確度，加強(qiáng)包裝新材料的研發(fā)和應(yīng)用，保證被包裝商品的衛(wèi)生安全，注意減少對(duì)自然環(huán)境的破壞，注意包裝材料的二次利用，開發(fā)

32、出運(yùn)行可靠、定量精確、生產(chǎn)效率高的自動(dòng)定量充填機(jī)，改變整個(gè)定量包裝機(jī)械行業(yè)的低水平發(fā)展，滿足我國(guó)廣大的市場(chǎng)需求，積極拓展更加廣闊的國(guó)際市場(chǎng)。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)機(jī)適合多種產(chǎn)品，現(xiàn)已膠囊機(jī)為例。</p><p>　　1.國(guó)外研究現(xiàn)狀 </p><p>　　近年來，由于膠囊填充機(jī)生產(chǎn)

33、膠囊效率高，質(zhì)量好，能達(dá)到制藥行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，膠囊填充機(jī)被廣泛應(yīng)用。膠囊填充機(jī)在制藥企業(yè)中逐顯其重要地位?，F(xiàn)在市場(chǎng)上主要有全自動(dòng)膠囊填充機(jī)和半自動(dòng)膠囊填充機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，PLC應(yīng)用于膠囊填充機(jī)系統(tǒng)，使膠囊填充機(jī)的技術(shù)性能和安全性有了很大的提高。但是膠囊填充機(jī)的結(jié)構(gòu)依然很復(fù)雜，它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，會(huì)使操作復(fù)雜化，這樣容易出差錯(cuò)，造成不必要的損失，對(duì)于操作技術(shù)不熟練的操作來說更是如此。為了解決這個(gè)問題，國(guó)外近年來通過應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)

34、，改進(jìn)顯示裝置和操作結(jié)構(gòu)，使操作簡(jiǎn)便化，甚至自動(dòng)化。九十年代末以來，自動(dòng)化應(yīng)用于膠囊充填機(jī)，使得膠囊充填機(jī)的生產(chǎn)效率大大提高。具體有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　第一：控制模塊的改進(jìn)</p><p>　　增加了自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由可編程邏輯控制智能模塊和人機(jī)界面操作系統(tǒng)組成，界面分為手動(dòng)試運(yùn)行和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并采用了智能模塊和探測(cè)器，對(duì)于缺料、缺囊、料道阻塞和機(jī)械故障等運(yùn)行故障實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)診斷監(jiān)

35、控、自動(dòng)報(bào)警停車，同時(shí)可實(shí)時(shí)粒計(jì)產(chǎn)量和累計(jì)產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)。</p><p><b>　　第二：凸輪的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)上加大了凸輪的尺寸，使充填所需要的運(yùn)行壓力較大，既能適應(yīng)西藥又能適應(yīng)中藥，以保證設(shè)備的使用壽命和運(yùn)行的可靠性。</p><p><b>　　第三：剔除廢囊裝置</b></p>

36、<p>　　該裝置利用真空裝置剔除廢膠囊（合格率指標(biāo)以外的），將廢膠囊以外的藥品回收重新利用斷絕浪費(fèi)，大大提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　2.國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　膠囊劑可以保護(hù)藥物藥性不被破壞，解決了由藥物流失和浪費(fèi)所造成的藥效降低問題，防止了藥物對(duì)消化器官和呼吸道的傷害，便于吞服。受到了廣大患者的歡迎。使膠囊充填機(jī)在各個(gè)制

37、藥企業(yè)中占了主導(dǎo)地位。由于科技的發(fā)展，膠囊機(jī)的改進(jìn)成為至關(guān)重要的課題。80年代初，我國(guó)才剛引用手動(dòng)膠囊機(jī)，這種膠囊機(jī)操作難，生產(chǎn)效率低，廢膠囊的比率較大，浪費(fèi)了大量的人力、物力。90年代的半自動(dòng)膠囊填充機(jī)，雖然大大降低了廢膠囊的比率，但是生產(chǎn)效率仍然沒有提高。如今全自動(dòng)膠囊充填機(jī)自動(dòng)完成膠囊的播囊、分囊、充填物料、剔除廢囊、鎖囊、成品輸出以及模具清潔等功能，受到了廣大藥企業(yè)的歡迎。</p><p>　　我國(guó)現(xiàn)有的

38、NJP型系列膠囊充填機(jī)主要仿制了BOSCH GKF的系列產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量也算佼佼者，但受國(guó)內(nèi)整體制造工藝、基礎(chǔ)工業(yè)水平等方面的影響，在設(shè)備傳動(dòng)、輔助設(shè)施配置與進(jìn)口設(shè)備之間還存在一些差距，如在線稱重檢測(cè)需進(jìn)一步完善。MG2與BOSCH的膠囊充填機(jī)均具有集成的NETT系統(tǒng)，可以在線對(duì)充填的膠囊進(jìn)行檢查，剔除不符合重量標(biāo)準(zhǔn)的膠囊。</p><p>　　NJP3200型膠囊填充機(jī)的研制成功適應(yīng)了國(guó)內(nèi)外較大規(guī)模的藥品生產(chǎn)需求

39、，解決了藥品訂單數(shù)量大、交貨時(shí)間短、任務(wù)緊迫的矛盾，降低生產(chǎn)成本，提高規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效益。該設(shè)備既可作大型規(guī)模企業(yè)的主導(dǎo)生產(chǎn)設(shè)備，又可作為中小規(guī)模企業(yè)的機(jī)動(dòng)性裝備。</p><p>　　圖1.1 間歇回轉(zhuǎn)式全自動(dòng)膠囊填充機(jī)</p><p>　　1.3 膠囊填充機(jī)結(jié)構(gòu)和原理</p><p><b>　　1.3.1結(jié)構(gòu) </b></p>

40、<p>　　全自動(dòng)膠囊充填機(jī)的結(jié)構(gòu)由空膠囊下料裝置、膠囊分送裝置、粉劑下料裝置、計(jì)量盤機(jī)構(gòu)、膠囊充填封合機(jī)構(gòu)、箱內(nèi)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電器控制系統(tǒng)等組成。 </p><p>　　1）空膠囊下料裝置：由料斗與輸送管路組成，主要儲(chǔ)存空膠囊并使空膠囊逐個(gè)的豎直進(jìn)入膠囊分總裝置。 </p><p>　　2）膠囊分送裝置：使空膠囊進(jìn)入分送裝置的選送叉內(nèi)，選送叉向下動(dòng)作一次會(huì)送下六粒膠囊，并且膠帽在

41、上。同時(shí)，真空分離系統(tǒng)把膠囊順入到模塊中，并將體帽分開。 </p><p>　　3）粉劑下料裝置：由粉斗、粉斗螺桿、下料輸送管等組成，主要把在螺桿和攪拌作用下把存儲(chǔ)的粉劑有控制入計(jì)量盤上。 </p><p>　　4）計(jì)量盤機(jī)構(gòu)：根據(jù)膠囊規(guī)格及裝量所匹配的計(jì)量盤規(guī)格。粉劑在間歇旋轉(zhuǎn)的計(jì)量盤內(nèi)經(jīng)過五次充填壓實(shí)成藥柱，并推入到下模塊的膠囊內(nèi)。 </p><p>　　5）膠

42、囊充填封合機(jī)構(gòu)：當(dāng)推入藥柱膠囊下膠囊體后，上、下模塊的膠帽與下膠囊體推向上使之扣合。 </p><p>　　6）箱內(nèi)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：箱內(nèi)通過電機(jī)、箱式福開森間歇回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、齒輪副、減速、凸輪副和鏈傳機(jī)構(gòu)完成執(zhí)行工作所需動(dòng)力，同時(shí)，變頻電機(jī)達(dá)到變頻調(diào)速功能。 </p><p>　　7）電器控制系統(tǒng)：由PLC系統(tǒng)控制顯示各膠囊充填的工藝要素。 </p><p><b&g

43、t;　　1.3.2 原理 </b></p><p>　　全自動(dòng)膠囊充填機(jī)主要工作原理是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，膠囊料斗內(nèi)的膠囊會(huì)逐個(gè)的豎直進(jìn)入分送裝置的先送叉內(nèi)。當(dāng)先送叉向下動(dòng)作一次會(huì)送下六粒膠囊，并且膠帽在上。在第一工作上真空分離系統(tǒng)把膠囊順入到模塊中，同時(shí)將體帽分開。轉(zhuǎn)盤間歇旋轉(zhuǎn)到第二工作時(shí)，上米快升為并向內(nèi)這動(dòng)，在第五工作充填桿把壓實(shí)的藥柱推入到下模塊的膠囊內(nèi)，未分開的膠囊在第八工作上排除。上、下模塊在第十

44、工作上合在一起，并將下膠囊體推向上使之扣合，十一工作位上，將扣好的膠囊成品被推出收集。在第十二工位，吸塵器清理模塊后又進(jìn)入下一循環(huán)。藥柱是在間歇旋轉(zhuǎn)的計(jì)量盤內(nèi)經(jīng)過五次充填壓實(shí)而成。 </p><p>　　1.4本課題應(yīng)達(dá)到的要求</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的帶震動(dòng)的填充粉末料的自動(dòng)機(jī)，需要完成容器的校正，粉末料的填充與壓實(shí)，并能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化流水線作業(yè)。</p><p&

45、gt;　　容器被運(yùn)送過來時(shí)是以任意形式擺放于傳動(dòng)帶上，需通過一系列校正使其能口朝上被固定住，以便實(shí)現(xiàn)接下來的操作。</p><p>　　粉末需被填充入圓柱形容器中，并且粉末的壓實(shí)必須均勻。為此填充粉末料時(shí)必須同時(shí)通過震動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作同時(shí)進(jìn)行才能達(dá)成目的。</p><p>　　2 總體設(shè)計(jì)方案的擬定</p><p>　　2.1 自動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程</p>&

46、lt;p>　　本次設(shè)計(jì)共由三部分組成，分別是：校正裝置，傳送裝置，填粉壓粉裝置。</p><p><b>　　運(yùn)行過程：</b></p><p>　　圖2.1 整體裝配圖</p><p>　　2.2 校正裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2.2 校正裝置三維視圖</p><p><b&

47、gt;　　運(yùn)行過程：</b></p><p>　　校正裝置主要是為了將裝填粉末料的料筒（簡(jiǎn)稱料筒）調(diào)整為口豎直向上的狀態(tài)并將其固定住。為此共分為兩個(gè)階段的校正。</p><p>　　2.2.1 一階段校正：</p><p>　　這一步驟主要是為了將任意方式擺放于傳送帶上的料筒調(diào)整為平行于傳送帶擺放的形式。由傳送帶傳送而來的料筒，將于傳送帶尾端下落至滑坡上

48、，并將由于滑坡而調(diào)整為平行于軌道的形式落于下端傳送帶上。</p><p>　　2.2.2 二階段校正：</p><p>　　經(jīng)過一階段校正后傳送而來的料筒將被以平行于軌道的方式向筒鉤處運(yùn)送。而經(jīng)過一階段校正的料筒主要有兩種存在方式，一是料筒口面向筒鉤，二是料筒口背向筒鉤。當(dāng)料筒口面向筒鉤時(shí)，料筒口將被筒鉤鉤住，當(dāng)料筒上半部脫離傳送帶時(shí)，由于筒鉤的作用，料筒上半部將不會(huì)下落，直至料筒后半部脫

49、離傳送帶，率先下落。由此當(dāng)料筒向下端管道下落時(shí)，料筒口將向上。當(dāng)料筒口背向筒鉤時(shí)，筒鉤將無法鉤住料筒，當(dāng)料筒下半部率先脫離傳送帶時(shí)，由于無其他支撐，料筒下半部將率先下落，由此保證料筒下落時(shí)料筒口朝上。</p><p>　　當(dāng)料筒經(jīng)過兩次校正后，將以料筒口向上的方式經(jīng)過管道后落于下端軌道上的套筒（為固定住料筒而設(shè)計(jì)的殼體）中，料筒將被以筒口向上的方式被固定住，目的達(dá)成。</p><p>　　

50、2.3 傳送裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　傳送裝置是為了將固定于套筒中的料筒由校正裝置處傳送至填粉壓粉裝置處，并在完成填粉壓粉后將成品運(yùn)離。傳送裝置主要分為兩部分，雙軌V帶輪與升降軌道。</p><p>　　方案一 ：環(huán)式多磨具操作</p><p>　　圖2.3 傳送裝置三維視圖（方案一）</p><p>　　這種操作方式即系統(tǒng)上的模具全部

51、環(huán)形排列，一個(gè)模具進(jìn)行完最后一道工序后馬上回到初始工位進(jìn)行下一步動(dòng)作。根據(jù)生產(chǎn)率及工藝要求，確定工作臺(tái)靜止和轉(zhuǎn)為時(shí)間。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，工作高效。</p><p>　　缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)復(fù)雜，產(chǎn)量不如雙軌V帶傳送。</p><p>　　方案二：雙軌V帶輪傳送</p><p>　　圖2.4 傳送裝置三維視圖（方案二）</p&

52、gt;<p><b>　　運(yùn)行過程：</b></p><p>　　雙軌V帶輪由兩條平行的V帶輪構(gòu)成，分兩段連接于升降軌道兩端。前端作用是將料筒傳送至升降軌道處，進(jìn)行填粉壓粉操作。后端作用是將完成填粉壓粉的料筒從升降軌道處運(yùn)離。</p><p>　　升降軌道分為傳送部分與升降部分。傳送部分為擁有單獨(dú)動(dòng)力系統(tǒng)地一小段雙軌V帶輪，升降部分為上下滑動(dòng)軌道和彈簧。

53、當(dāng)料筒被傳送到升降軌道上時(shí)，受上部填粉壓粉裝置擠壓，升降軌道傳送部分將帶著料筒向下降。當(dāng)完成填粉壓粉，填粉壓粉裝置開始上升時(shí)，受彈簧作用，傳送部分將帶著料筒上升直至回到原軌道?；氐皆壍篮螅瑐魉筒糠謱㈤_始運(yùn)轉(zhuǎn)，將料筒傳送至后端雙軌V帶輪以便運(yùn)離。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量高，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：占地面積大。</b></p>

54、<p>　　比較方案一、方案二，再根據(jù)課題，決定選擇方案二。</p><p>　　2.4 填粉壓粉裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　填粉壓粉裝置是為了將粉末料填入升降軌道上的料筒中，同時(shí)將填入料筒中的粉末料均勻的壓實(shí)。它由支柱與填粉壓粉器組成。</p><p>　　方案一：撞擊式振動(dòng)填粉壓粉</p><p>　　圖2.5 填粉壓粉器

55、三維視圖（方案一）</p><p>　　方案一是將粉末料填入容器后，由振動(dòng)帶動(dòng)撞錘對(duì)粉末料進(jìn)行連續(xù)撞擊，以此實(shí)現(xiàn)粉末料的壓實(shí)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：效率高，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。</p><p>　　缺點(diǎn)：無法使做到粉末料均勻壓實(shí)，無法做到自動(dòng)化流水線作業(yè)。</p><p>　　方案二：螺旋式下料壓粉</p><p>　　圖

56、2.6 填粉壓粉器支柱三維視圖（方案二）</p><p><b>　　運(yùn)行過程：</b></p><p>　　支柱分為上下兩部分，上部為支架，與填粉器相連，作用是為了固定填粉器。而下部為殼體，與上部的支架通過螺紋桿與螺紋齒輪相連。螺紋齒輪內(nèi)圈是螺紋，當(dāng)外部齒輪帶動(dòng)螺紋齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺紋桿將帶動(dòng)支柱上部分上下移動(dòng)，由此帶動(dòng)填粉器上下移動(dòng)。</p><p

57、>　　圖2.7 填粉壓粉器填粉部分三維視圖（方案二）</p><p>　　填粉器由螺旋桿與殼體構(gòu)成，主要作用是將填粉器中的粉末料填入料筒中并壓實(shí)。殼體與支柱上部分相連并固定，螺旋桿通過推力軸承與殼體相連。當(dāng)料筒被送至升降軌道時(shí)，支柱將帶動(dòng)填粉器向下移動(dòng)，并將填粉器管道置于料筒內(nèi)，結(jié)束后填粉器內(nèi)部螺旋桿將開始旋轉(zhuǎn)，將填粉器內(nèi)粉末料送入料筒內(nèi)。同時(shí)由于螺旋旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)對(duì)任意一點(diǎn)形成向下的壓力，填入料筒的粉末料將因此

58、被均勻的壓實(shí)。再填粉壓粉結(jié)束后，支柱將帶動(dòng)填粉器上升，使填粉器脫離料筒。填粉壓粉步驟完成。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：粉末均勻壓實(shí)，自動(dòng)填粉壓粉流水線作業(yè)。</p><p><b>　　缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)復(fù)雜。</b></p><p>　　比較方案一、方案二，再根據(jù)課題，選擇方案二。</p><p>　　3 各部結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)過程

59、及計(jì)算</p><p>　　3.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的擬定</p><p>　　傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)和擬定是設(shè)計(jì)機(jī)器的第一步，其好壞關(guān)系到總體設(shè)計(jì)的成敗或優(yōu)劣。因此，擬定機(jī)器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，應(yīng)從多方面考慮，首先應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)（如原動(dòng)機(jī)類型及特性、工作機(jī)構(gòu)的職能與運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、傳動(dòng)系統(tǒng)地類型及各類傳動(dòng)的特性、生產(chǎn)和使用等）作充分的了解，然后根據(jù)各類傳動(dòng)的特點(diǎn)，考慮受力、尺寸大小、制造、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便等，擬定

60、不同的方案，并加以分析、對(duì)比，擇優(yōu)而定，使擬定的傳動(dòng)方案滿足簡(jiǎn)單、緊湊、經(jīng)濟(jì)和效率高等要求。</p><p>　　若是設(shè)計(jì)任務(wù)中已給定了傳動(dòng)方案，此時(shí)應(yīng)論述采用該方案的合理性（說明其優(yōu)缺點(diǎn)）或提出改進(jìn)意見，作適當(dāng)修改。</p><p>　　在擬定傳動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，往往一個(gè)傳動(dòng)方案由數(shù)級(jí)傳動(dòng)組成，通?？拷妱?dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為高速級(jí)，靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為低速級(jí)。哪些機(jī)構(gòu)宜放在高速級(jí)，哪些機(jī)構(gòu)宜放在

61、低速級(jí)，應(yīng)按下述原則處理：</p><p>　?。?） 帶傳動(dòng)承載能力較低，傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)比其他機(jī)構(gòu)的尺寸大，故應(yīng)將其放在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以便獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸，又能發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音小、能緩沖吸振的特點(diǎn)。</p><p>　　（2） 斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性比直齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性好，因此在二級(jí)圓柱齒輪減速器中，如果既有斜齒輪傳動(dòng)，又有直齒輪傳動(dòng)，則斜齒輪傳動(dòng)應(yīng)位于高速級(jí)。</p&g

62、t;<p>　?。?） 錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)布置在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以減小錐齒輪的尺寸，因此大模數(shù)的錐齒輪加工比較困難。</p><p>　?。?） 開式齒輪傳動(dòng)工作環(huán)境較差，潤(rùn)滑條件不良，磨損較嚴(yán)重，使用壽命較短，因此宜布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)。</p><p>　?。?） 蝸桿傳動(dòng)多用于傳動(dòng)比很大、傳遞功率不太大的情況下。因其承載能力比齒輪傳動(dòng)低，故應(yīng)將其布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)

63、，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸。蝸桿傳動(dòng)的速度高一些，嚙合齒面間易于形成油膜，也有利于提高承載能力及效率。而在對(duì)傳動(dòng)精度要求高的裝置中，蝸桿傳動(dòng)常布置在低速級(jí)，這樣，高速級(jí)的傳動(dòng)誤差被低速級(jí)蝸桿傳動(dòng)的大傳動(dòng)比微小化了。</p><p>　?。?） 鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的，會(huì)引起速度波動(dòng)和動(dòng)載荷，故不適宜高速運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的低速級(jí)。</p><p>　　3.2 電動(dòng)機(jī)的選取</p&

64、gt;<p>　　選擇電動(dòng)機(jī)是一項(xiàng)專門性的技術(shù)工作。要合理選取電動(dòng)機(jī)，就必須對(duì)電動(dòng)機(jī)的特性作分析，對(duì)其發(fā)熱、起動(dòng)力矩、最大力矩等進(jìn)行核算。而在作機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)，只要求根據(jù)工作機(jī)的輸出功率選擇電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　類型和結(jié)構(gòu)類型的選擇</p><p>　　三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)

65、先選用。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、噪音低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。</p><p>　　在經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的工作場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用YZR和YZ系列電動(dòng)機(jī)。</p&g

66、t;<p><b>　　功率的確定</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電動(dòng)機(jī)不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因長(zhǎng)期過載而過早損壞；若容量過大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力不能充分利用，而且因?yàn)榻?jīng)常不在滿載下運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，造成浪費(fèi)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)容量

67、主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱又與其工作情況有關(guān)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷不變或變化很小，常溫下工作的機(jī)械，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)只要使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不超過其額定值，電動(dòng)機(jī)便不會(huì)過熱。也就是可按電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于所需電動(dòng)機(jī)的功率，在手冊(cè)中選取相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。這類電動(dòng)機(jī)的功率按下述步驟確定：</p><p><b>　　工作機(jī)所需功率</b></p><p>

68、　　或 </p><p>　　式中，為工作機(jī)的阻力，N；為工作機(jī)的線速度，m/s；為工作機(jī)的阻力矩，Nm；為工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，r/min；為工作機(jī)的效率，帶式輸送機(jī)可取 ，鏈板式輸送機(jī)可取。</p><p>　　2.電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率（串聯(lián)時(shí)）</p><p>　　式中，，，，，為傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，軸承以

69、及聯(lián)軸器的效率。各類機(jī)械傳動(dòng)的效率見表3-1。</p><p>　　3．所需電動(dòng)機(jī)的功率</p><p>　　所需電動(dòng)機(jī)的功率由工作機(jī)所需功率和傳動(dòng)裝置的總效率按下式計(jì)算</p><p>　　4. 電動(dòng)機(jī)額定功率Pm</p><p>　　按來選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)。電動(dòng)機(jī)功率裕度的大小應(yīng)視工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化狀況而定。 </p><

70、p>　　表3-1 機(jī)械傳動(dòng)效率概率值</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p>　　額定功率相同的同類型電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速。例如三相異步電動(dòng)機(jī)有四種常用的同步轉(zhuǎn)速，即3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min。同步轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)磁極多，外廓尺寸大，重量大，價(jià)格高，但可使傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)尺寸減

71、小，從而降低了傳動(dòng)裝置的制造成本。因此，確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸，重量和價(jià)格，使整個(gè)設(shè)計(jì)既合理又較經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　一般最常用，市場(chǎng)上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。如無特殊需要，則不選用同步轉(zhuǎn)速為3000r/min和750r/min的電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)，功率

72、和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)后，應(yīng)將其型號(hào)，額定功率、滿載轉(zhuǎn)速，以及電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸，外形尺寸和軸連接尺寸等記下以備后用。</p><p>　　設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置時(shí)，對(duì)于通用設(shè)備，常以電動(dòng)機(jī)的額定功率作為計(jì)算功率，以電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速作為計(jì)算轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3.3 傳動(dòng)比的分配</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選定后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速即可確定傳動(dòng)系

73、統(tǒng)的總傳動(dòng)比，即</p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)地總傳動(dòng)比是各串聯(lián)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的連乘積，即</p><p>　　式中，，，，，為傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。</p><p>　　合理的分配傳動(dòng)比是傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題，它將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外廓尺寸、重量、潤(rùn)滑及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心距等很多方面，因此必須認(rèn)真對(duì)待。</p><p>　　傳動(dòng)

74、比分配的一般原則</p><p>　?。?） 各級(jí)傳動(dòng)比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取。各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比薦用值和最大值見表3-2.</p><p>　　表3-2 各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比</p><p>　?。?） 分配傳動(dòng)比應(yīng)注意使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱及利于安裝。例如帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜過大，以免大帶輪的半徑大于減速器箱體的中心高，使帶輪與底座平面相碰，造成安

75、裝不便。</p><p>　　（3） 傳動(dòng)零件之間不應(yīng)造成互相干涉。如圖所示，由于高速級(jí)傳動(dòng)比過大，造成高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與低速級(jí)大齒輪的軸發(fā)生干涉。</p><p>　?。?） 使減速器各級(jí)大齒輪直徑相近，以便浸油深度大致相等，以利實(shí)現(xiàn)油池潤(rùn)滑。</p><p>　　（5） 使所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)具有緊湊的外廓尺寸。</p><p>　　傳動(dòng)

76、比分配的參考數(shù)據(jù)</p><p>　　（1） 帶傳動(dòng)與一級(jí)齒輪減速器 設(shè)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，一級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)比為，應(yīng)使，以便使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　?。?） 二級(jí)圓柱齒輪減速器 為了使兩個(gè)大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)使兩級(jí)的大齒輪具有相近的直徑（低速級(jí)大齒輪的直徑應(yīng)略大一些，使高速級(jí)大齒輪的齒頂圓與低速軸之間有適量的間隙）。設(shè)高速級(jí)的傳動(dòng)比為，低速級(jí)的

77、傳動(dòng)比為，減速器的傳動(dòng)比為，對(duì)于二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配：</p><p>　　對(duì)于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動(dòng)比可按下式分配：</p><p>　　但應(yīng)指出，齒輪的材料、齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小。欲獲得兩級(jí)傳動(dòng)的大齒輪直徑相近，應(yīng)對(duì)傳動(dòng)比，齒輪的材料、齒數(shù)、模數(shù)和齒寬等作綜合考慮。</p><p>　?。?） 圓錐—圓柱齒輪減速器 設(shè)減速

78、器的傳動(dòng)比為，高速級(jí)錐齒輪的傳動(dòng)比為，傳動(dòng)比可按下式分配：</p><p>　　為便于大錐齒輪的加工，應(yīng)使大錐齒輪的尺寸不致過大，一般限制錐齒輪的傳動(dòng)比，當(dāng)希望兩級(jí)傳動(dòng)的大齒輪浸油深度相近時(shí)，可取。</p><p>　　由于V帶輪直徑要符合帶輪的基準(zhǔn)直徑系列，齒輪和鏈輪的齒數(shù)需要圓整。同時(shí)，為了調(diào)整高、低速級(jí)大齒輪的浸油深度，也可適當(dāng)增減齒輪的齒數(shù)。因此，傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際傳動(dòng)比與原數(shù)值（）會(huì)

79、有誤差，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將誤差限制在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)所設(shè)計(jì)的機(jī)器對(duì)傳動(dòng)比的誤差未作明確規(guī)定時(shí)，通常機(jī)器總傳動(dòng)比的誤差應(yīng)限制在以內(nèi)。</p><p>　　機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng).參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，它是進(jìn)行傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算的重要依據(jù)?，F(xiàn)以圖3.7所示二級(jí)圓柱齒輪減速器，說明機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。</p><p>　　1）各軸的轉(zhuǎn)速n（r/min）</p>

80、<p>　　高速軸I的轉(zhuǎn)速 </p><p>　　中間軸II的轉(zhuǎn)速 </p><p>　　低速軸III的轉(zhuǎn)速 （3.9）</p><p>　　滾筒軸IV的轉(zhuǎn)速 </p><p>　　

81、式中：為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速； 為高級(jí)傳動(dòng)比；為低級(jí)傳動(dòng)比。</p><p>　　圖3.6 二級(jí)圓柱齒輪減速器簡(jiǎn)圖</p><p>　　2）各軸的輸入功率P（kW）</p><p>　　高速軸I的輸入功率 </p><p>　　中間軸II的輸入功率 </p><p>

82、;　　低速軸III的輸入功率 （3.10）</p><p>　　滾筒軸IV的輸入功率 </p><p>　　式中：為電動(dòng)機(jī)的額定功率（kW）；為聯(lián)軸器的效率；為一對(duì)軸承的效率；為高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率；為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率。</p><p>　　3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩T（

83、N·m）</p><p>　　高速軸I的輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　中間軸II的輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　低速軸III的輸入轉(zhuǎn)矩 （3.11）</p><p>　　滾筒軸IV的輸入轉(zhuǎn)矩

84、 </p><p>　　3.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與選擇</p><p><b>　　傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. V帶傳動(dòng)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)需確定的主要內(nèi)容是：帶的型號(hào)、根數(shù)、長(zhǎng)度，中心距，帶輪直徑和寬度等，以及作用在軸上力的大小和方向。設(shè)計(jì)時(shí)

85、應(yīng)注意相關(guān)尺寸的協(xié)調(diào)，例如小帶輪孔徑是否與電動(dòng)機(jī)軸一致，小帶輪外援半徑是否小于電動(dòng)機(jī)的中心高，大帶輪直徑是否過大而與減速器底架相碰等。</p><p><b>　　2. 鏈傳動(dòng)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)滾子鏈傳動(dòng)需確定的主要內(nèi)容是：鏈節(jié)距、排數(shù)和鏈節(jié)數(shù)，中心距，鏈輪的材料、齒數(shù)、輪轂寬度等，以及作用在軸上力的大小和方向。當(dāng)用單排鏈而鏈傳動(dòng)尺寸過大時(shí)，應(yīng)改用雙排

86、或多排鏈，以減小鏈節(jié)距從而減小鏈傳動(dòng)的尺寸。當(dāng)鏈傳動(dòng)的速度較高時(shí)，應(yīng)采用小節(jié)距多排鏈。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意鏈輪直徑尺寸、軸孔尺寸、輪轂尺寸等，是否與工作機(jī)、減速器等的相關(guān)尺寸協(xié)調(diào)。</p><p><b>　　3. 圓柱齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　斜齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大的優(yōu)點(diǎn)，所以在減速器中多采用斜齒輪。直齒輪不產(chǎn)生軸向力，但傳動(dòng)平穩(wěn)性差一些，在圓周速度

87、不大的場(chǎng)合亦可選用直齒輪，例如低速的開式直齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸有嚴(yán)格的要求，應(yīng)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、圓整或計(jì)算其精確值。例如模數(shù)必須標(biāo)準(zhǔn)化；齒寬應(yīng)圓整成整數(shù)；嚙合尺寸（節(jié)圓、分度圓、齒頂圓及齒根圓直徑，螺旋角等）必須計(jì)算精確值，長(zhǎng)度尺寸應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后三位（單位為mm），角度應(yīng)精確到秒（"）。在減速器中，齒輪傳動(dòng)的中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5的整數(shù)，以便于箱體的制造和檢測(cè)

88、。直齒輪傳動(dòng)的中心距可以通過模數(shù)、齒數(shù)、齒寬系數(shù)以及變位系數(shù)等來調(diào)整；斜齒輪傳動(dòng)的中心距可以通過模數(shù)、齒數(shù)、齒寬系數(shù)以及螺旋角等來調(diào)整。</p><p>　　對(duì)于動(dòng)力傳動(dòng)中的齒輪，為安全可靠，一般齒輪的模數(shù)不應(yīng)小于2mm。</p><p>　　強(qiáng)度計(jì)算和幾何計(jì)算的關(guān)系是，強(qiáng)度計(jì)算所得尺寸是幾何計(jì)算的依據(jù)和基礎(chǔ)。幾何計(jì)算尺寸要大于強(qiáng)度計(jì)算尺寸，使其既滿足強(qiáng)度要求又符合嚙合幾何關(guān)系。</

89、p><p>　　開式齒輪傳動(dòng)一般只需計(jì)算齒輪彎曲強(qiáng)度，考慮到因齒面磨損而引起的輪齒強(qiáng)度的削弱，應(yīng)將計(jì)算求得的模數(shù)加大。開式齒輪傳動(dòng)精度低，多安裝在輸出軸外伸端，懸臂機(jī)構(gòu)剛度較差，故齒寬系數(shù)宜取小些。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意齒輪結(jié)構(gòu)尺寸是否與工作機(jī)等協(xié)調(diào)。</p><p>　　4. 錐齒輪傳動(dòng) </p><p>　　除了參看圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題外，還應(yīng)注意：</p&

90、gt;<p>　?。?） 錐齒輪大端模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算錐距和分度圓直徑時(shí)都要用大端模數(shù)。</p><p>　?。?） 分度圓錐角、的計(jì)算應(yīng)精確到秒（"）、錐距以及分度圓直徑應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后3位（單位為mm）。</p><p>　?。?） 小錐齒輪齒數(shù)一般取。</p><p>　?。?） 齒數(shù)系數(shù)，求得齒寬后應(yīng)圓整，大、小錐齒輪齒寬應(yīng)相等。&l

91、t;/p><p><b>　　5. 蝸桿傳動(dòng)</b></p><p>　　模數(shù)和蝸桿分度圓直徑要取標(biāo)準(zhǔn)值。中心距應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5的整數(shù)。為保證、、、的幾何關(guān)系，長(zhǎng)需對(duì)蝸桿傳動(dòng)進(jìn)行變位。在變位蝸桿傳動(dòng)中，蝸輪的幾何尺寸將產(chǎn)生變位修正，蝸桿幾何尺寸不變。</p><p>　　蝸桿上置或下置取決于蝸桿分度圓的圓周速度，當(dāng)時(shí)，一般將蝸桿下置；當(dāng)時(shí)，

92、為了減少蝸桿的攪油損耗，應(yīng)將蝸桿上置。</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)尺寸確定后，要校驗(yàn)其滑動(dòng)速度和傳動(dòng)效率，并考慮其影響，檢查材料選擇是否合適，是否需要修正有關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)。</p><p>　　蝸桿的強(qiáng)度、剛度驗(yàn)算以及蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算，在裝配圖設(shè)計(jì)確定了蝸桿支點(diǎn)距離和箱體輪廓尺寸后進(jìn)行。</p><p><b>　　6. 初算軸徑</b>&l

93、t;/p><p>　　軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要在初步估算的軸徑基礎(chǔ)上進(jìn)行。軸徑可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算，初算的軸徑為軸上受扭段的最小直徑，此處如有鍵槽還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響。對(duì)于直徑的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)直徑增大3%，有兩個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大7%；對(duì)于直徑的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大5%~7%，有兩個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大10%~15%，然后圓整。</p><p>　　若軸的外伸軸段與聯(lián)軸器相連接，則該軸段的直徑應(yīng)

94、符合聯(lián)軸器的孔徑系列要求；若軸的外伸段與帶輪、鏈輪或齒輪相連接，則該軸段為配合軸段，其直徑應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行圓整。</p><p><b>　　3.5 齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式最多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá)200m/s。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有：&l

95、t;/p><p>　　效率高 在常用的機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá)99%。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐手惶岣?%，也有很大的經(jīng)濟(jì)意義。</p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。</p><p>　　工作可靠、壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一

96、、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。</p><p>　　傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。</p><p>　　但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)可做成開式、半開式及閉式。如在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建

97、筑機(jī)械以及簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備中，有一些齒輪傳動(dòng)沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動(dòng)。這種傳動(dòng)不僅外界雜物極易侵入，而且潤(rùn)滑不良，因此工作條件不好，齒輪也很容易磨損，故只宜用于低速傳動(dòng)。當(dāng)齒輪傳動(dòng)裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分地浸入油池中，則稱為半開式齒輪傳動(dòng)。他的工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤(rùn)滑條件也不算最好。而汽車、機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等所用的齒輪傳動(dòng)，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體（機(jī)

98、閘）內(nèi)，這稱為閉式齒輪傳動(dòng)（齒輪箱）。它與開式或半開式的相比，潤(rùn)滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要的場(chǎng)合。</p><p>　　齒輪傳動(dòng)的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則</p><p><b>　　失效形式</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)就裝置形式來說，有開式、半開式及閉式之分；就使用情況來說，有低速、高速及輕載、重載之別；就齒輪材料的性能及熱處理工藝的

99、不同，輪齒有較脆（如經(jīng)整體淬火、齒面硬度很高的鋼齒輪或鑄鐵齒輪）或較韌（如經(jīng)調(diào)制、常華的優(yōu)質(zhì)碳鋼及合金鋼齒輪），齒面有較硬（齒輪工作面的硬度大于350HBS或38HRC，并稱為硬齒面齒輪）或較軟（輪齒工作面的硬度小于或等于350HBS或38HBC，并稱為軟齒面齒輪）的差別等。由于上述條件的不同，齒輪傳動(dòng)也就出現(xiàn)了不同的失效形式。一般地說，齒輪傳動(dòng)的失效主要是齒輪的失效，而齒輪的失效形式又是多種多樣的，這里只就較為常見的齒輪折斷和工作齒面

100、磨損、點(diǎn)蝕、膠合及塑性變形等略做介紹。至于齒輪的其他部分（如齒輪、輪輻、輪轂等），除了對(duì)齒輪的質(zhì)量大小需加嚴(yán)格限制外，通常只按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，所定的尺寸對(duì)強(qiáng)度及剛度來說均較富裕，實(shí)踐中也極少失效。</p><p><b>　　1.齒輪折斷</b></p><p>　　齒輪折斷有多種形式，在正常工況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷，因?yàn)樵谳嘄X受載時(shí)，齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大，再加上

101、齒根過度部分的截面突變及加工刀痕等引起的應(yīng)力集中作用，當(dāng)齒輪重復(fù)受載后，齒根處就會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐步擴(kuò)展，致使輪齒疲勞折斷。</p><p>　　此外，在齒輪受到突然過載時(shí)，也可能出現(xiàn)過載折斷或剪斷；在輪齒經(jīng)過嚴(yán)重磨損后齒厚過分減薄時(shí)，也會(huì)在正常載荷作用下發(fā)生折斷。</p><p>　　在斜齒圓柱齒輪（簡(jiǎn)稱斜齒輪）傳動(dòng)中，輪齒工作面上的接觸線為一斜線，輪齒受載后，如有載荷集中時(shí)，就會(huì)發(fā)生

102、局部折斷。若制造及安裝不良或軸的彎曲變形過大，輪齒局部受載過大時(shí)，即使是直齒圓柱齒輪（簡(jiǎn)稱直齒輪），也會(huì)發(fā)生局部折斷。</p><p>　　為了提高輪齒的抗折斷能力，可采取下列措施：1）用增大齒根過渡圓角半徑及消除加工刀痕的方法來減小齒根應(yīng)力集中；2）增大軸及支承的剛性，使齒輪接觸線上受載較為均勻；3）采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；4）采用噴丸、滾壓等工藝措施對(duì)齒根表層進(jìn)行強(qiáng)化處理。</p&

103、gt;<p><b>　　齒面磨損</b></p><p>　　在齒輪傳動(dòng)中，齒面隨著工作條件的不同會(huì)出現(xiàn)多種不同的磨損形式。例如當(dāng)嚙合齒面間落入磨料性物質(zhì)（如砂粒、鐵屑等）時(shí)，齒面即將逐漸磨損而致報(bào)廢。這種磨損稱為磨粒磨損。它是開始齒輪傳動(dòng)的主要失效形式之一。改用閉式齒輪傳動(dòng)是避免齒面磨粒磨損最有效的辦法。</p><p><b>　　2.齒

104、面點(diǎn)蝕</b></p><p>　　點(diǎn)蝕是齒面疲勞損傷的現(xiàn)象之一。在潤(rùn)滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)中，常見的齒面失效形式多為點(diǎn)蝕。所謂點(diǎn)蝕就是齒面材料在變化著的接觸應(yīng)力作用下，由于疲勞而產(chǎn)生的麻點(diǎn)狀損傷現(xiàn)象。齒面上最初出現(xiàn)的點(diǎn)蝕僅為針尖大小的麻點(diǎn)，如工作條件未加改善，麻點(diǎn)就會(huì)逐漸擴(kuò)大，甚至數(shù)點(diǎn)連成一片，最后形成了明顯的齒面損傷。</p><p>　　輪齒在嚙合過程中，齒面間的相對(duì)滑動(dòng)起

105、著形成潤(rùn)滑油膜的作用，而且相對(duì)滑動(dòng)速度越高，越易在齒面間形成油膜，潤(rùn)滑也就越好。當(dāng)輪齒在靠近節(jié)線處嚙合時(shí)，由于相對(duì)滑動(dòng)速度低，形成油膜的條件差，潤(rùn)滑不良，摩擦力較大，特別是直齒輪傳動(dòng)，通常這時(shí)只有一對(duì)齒嚙合，輪齒受力也最大，因此，點(diǎn)蝕也就首先出現(xiàn)在靠近節(jié)線的齒根面上，然后再向其他部分?jǐn)U展。從相對(duì)意義上說，也就是靠近節(jié)線處的齒根面抵抗點(diǎn)蝕的能力最差（即接觸疲勞強(qiáng)度最低）。</p><p>　　提高齒輪材料的硬度，可

106、以增強(qiáng)輪齒抗點(diǎn)蝕的能力。在嚙合的輪齒間加注潤(rùn)滑油可以減小摩擦，減緩點(diǎn)蝕，延長(zhǎng)齒輪的工作壽命。并且在合理的限度內(nèi)，潤(rùn)滑油的粘度越高，上述效果也越好。因?yàn)楫?dāng)齒面上出現(xiàn)疲勞裂紋后，潤(rùn)滑油就會(huì)浸入裂紋，而且粘度越低的油，越易侵入裂紋。潤(rùn)滑油侵入裂紋后，在齒輪嚙合時(shí)，就有可能在裂紋內(nèi)受到擠脹，從而加快裂紋的擴(kuò)展，這是不利之處。所以對(duì)速度不高的齒輪傳動(dòng)，以用粘度高一些的油來潤(rùn)滑為宜；對(duì)速度較高的齒輪傳動(dòng)（如圓周速度v>12m/s），要用噴油潤(rùn)

107、滑（同時(shí)還起散熱的作用），此時(shí)只宜用粘度低的油。</p><p>　　開式齒輪傳動(dòng)，由于齒面磨損較快，很少出現(xiàn)點(diǎn)蝕。</p><p><b>　　3.齒面膠合</b></p><p>　　對(duì)于高速重載的齒輪傳動(dòng)（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)減速器的主傳動(dòng)齒輪），齒面間的壓力大，瞬時(shí)溫度高，潤(rùn)滑效果差，當(dāng)瞬時(shí)溫度過高時(shí)，相嚙合的兩齒面就會(huì)發(fā)生粘在一起的現(xiàn)象，由于

108、此時(shí)兩齒面又在作相對(duì)滑動(dòng)，相粘結(jié)的部位即被撕破，于是在齒面上沿相對(duì)滑動(dòng)的方向形成傷痕，稱為膠合。傳動(dòng)時(shí)的齒面瞬時(shí)溫度越高、相對(duì)滑動(dòng)速度越大的地方，越易發(fā)生膠合。</p><p>　　有些低速重載的重型齒輪傳動(dòng)，由于齒面間的油膜遭到破壞，也會(huì)產(chǎn)生膠合失效。此時(shí)，齒面的瞬時(shí)溫度并無明顯增高，故稱為冷膠合。</p><p>　　加強(qiáng)潤(rùn)滑措施，采用抗膠合能力強(qiáng)的潤(rùn)滑油（如硫化油），在潤(rùn)滑油中加入極

109、壓添加劑等，均可防止或被減輕齒面的膠合。</p><p><b>　　塑性變形</b></p><p>　　塑性變形屬于輪齒永久變形一大類的失效形式，它是由于在過大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動(dòng)所形成的。塑形變形一般發(fā)生在硬度低的齒輪上；但在重載作用下，硬度高的齒輪上也會(huì)出現(xiàn)。</p><p>　　塑性變形屬于輪齒

110、永久變形一大類的失效形式，它是由于在過大的應(yīng)力作用下，輪齒材料處于屈服狀態(tài)而產(chǎn)生的齒面或齒體塑性流動(dòng)所形成的。塑性變形一般發(fā)生在硬度低的齒輪上；但在重載作用下，硬度高的齒輪上也會(huì)出現(xiàn)。</p><p>　　塑性變形又分為滾壓塑變和錘擊塑變。滾壓塑變是由于嚙合齒輪的相互滾壓與滑動(dòng)而引起的材料塑性流動(dòng)所形成的。由于材料的塑性流動(dòng)方向和齒面上所受的摩擦力方向一致，所以在主動(dòng)輪的齒輪上沿相對(duì)滑動(dòng)速度為零的節(jié)線處將被碾出溝

111、槽，而在從動(dòng)輪的輪齒上則在節(jié)線處被擠出脊棱。這種現(xiàn)象稱為滾壓塑變。錘擊塑變則是伴有過大的沖擊而產(chǎn)生的塑性變形，它的特征是在齒面上出現(xiàn)淺的溝槽，且溝槽的取向與嚙合輪齒的接觸線相一致。提高輪齒齒面硬度，采用高粘度的或加有極壓添加劑的潤(rùn)滑油均有助于減緩或防止輪齒產(chǎn)生塑性變形。</p><p>　　提高輪齒對(duì)上述幾種失效形式的抵抗能力，除上面所說的辦法外，還有減小齒面粗糙度值，適當(dāng)選配主、從動(dòng)齒輪的材料及硬度，進(jìn)行適當(dāng)?shù)?/p>

112、磨合（跑合），以及選用合適的潤(rùn)滑劑及潤(rùn)滑方法等。</p><p>　　前以說明，輪齒的失效形式很多。除上述五種主要形式外，還可能出現(xiàn)過熱、侵蝕、電蝕和由于不同原因產(chǎn)生的多種腐蝕與裂紋等等。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)準(zhǔn)則</b></p><p>　　由上述分析可知，所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)在具體的工作情況下，必須具有足夠的、相應(yīng)的工作能力，以保證

113、在整個(gè)工作壽命期間不致失效。因此，針對(duì)上述各種工作情況及失效形式，都應(yīng)分別確立相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。但是對(duì)于齒面磨損、塑性變形等，由于尚未建立起廣為工程實(shí)際使用而且行之有效的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，所以目前設(shè)計(jì)一般使用的齒輪傳動(dòng)時(shí)，通常只按保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度及保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于高速大功率的齒輪傳動(dòng)（如航空發(fā)動(dòng)機(jī)主傳動(dòng)、汽輪發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)等），還要按保證齒面抗膠合能力的準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算（參閱GB/T 3480—1997）。至于抵抗