畢業(yè)設(shè)計（論文）風(fēng)能驅(qū)動的全自動物料傳送裝置設(shè)計與制造

1、廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書系 名 稱 機 械 工 程 系 專業(yè)名稱 機械制造與自動化數(shù)控方向?qū)W生姓名 班級學(xué)號 數(shù)控081 20081096 畢業(yè) 實踐 題目 風(fēng)能驅(qū)動的全自動物料 傳送裝置設(shè)計與制造 指 導(dǎo)教 師（簽字） 教研室主任（簽字） 系 主 任（簽字） 年 月 日目 錄設(shè)計任務(wù)書 2第一部分 傳動裝置總體設(shè)計 4第二部分 6第三部分 各齒輪的設(shè)計計算 9第四部分 軸的設(shè)計13第五部分 軸承選取22第六部分 鍵的選取25第七部分 聯(lián)軸器的選取26第八部分 減速器的潤滑和密封26第九部分 主要尺寸及數(shù)據(jù)27第十部分 參考文獻(xiàn)31機械設(shè)計課程設(shè)計小結(jié)32附頁： 33設(shè) 計 任 務(wù) 書

2、一、 設(shè)計題目：風(fēng)能傳動機構(gòu)（簡圖如下）： 設(shè)計數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組編號一系統(tǒng)總功率P（W）0.5KW葉輪軸角速度n(rad/min)60r/min工作條件：連續(xù)單向傳動，載荷較小，空載起動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，一班制工作（8小時/天）。二、設(shè)計內(nèi)容1）傳動裝置的總體設(shè)計。2）傳動件及支承的設(shè)計計算。3）裝配圖及零件工作圖。4）編寫設(shè)計計算說明書。三、 設(shè)計任務(wù)1、開題報告；2、任務(wù)書；3、同一個組的同學(xué)，完成一副模具（或產(chǎn)品）的設(shè)計加工；(自己分工協(xié)調(diào)好各自的任務(wù)) 你做的是傳動裝置的設(shè)計，不用設(shè)計到模具，把該裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計好就可以了。模具：零件圖、模具總裝圖、模具零件圖、模具零件加工工藝

3、圖及非標(biāo)準(zhǔn)件圖等數(shù)控：產(chǎn)品各零件的零件圖及各零件的加工工藝圖等。也不用寫加工工藝。4、編寫設(shè)計說明書，字?jǐn)?shù)不少于20000字，約30-40頁左右。5、翻譯一篇與設(shè)計相關(guān)的外文資料，字?jǐn)?shù)不少于3000字；6、要求運用計算機輔助設(shè)計與繪圖（三維、二維），最終折合圖紙約2.53.5張A0圖紙.7、查閱與課題相關(guān)文獻(xiàn)十篇以上；8、填寫指導(dǎo)老師指導(dǎo)記錄表，一個星期兩次（在壓縮包里附表8）。9、答辯前填寫：附表9：廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生答辯申請表附表10-1：廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評閱教師評分表附表11：廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯評分表這些不要寫，設(shè)計任務(wù)書單獨做一本，不要

4、和說明書放在一起。第一部分 傳動裝置整體設(shè)計1、 傳動方案該部分應(yīng)寫一下課題背景，設(shè)計意義，有何功能以及工作原理。要把工作原理講清楚，要不不知道你設(shè)計的是什么，設(shè)計的對不對。然后是總體設(shè)計（有幾個部件組成）；然后是部件設(shè)計、零件設(shè)計。該裝置傳動方案如下圖所示： 采用風(fēng)能作為動力源，驅(qū)動軸1上的葉輪轉(zhuǎn)動，帶動軸1轉(zhuǎn)動，軸1上固聯(lián)的齒輪1也跟著轉(zhuǎn)動，帶動軸2上的從動齒輪2轉(zhuǎn)動，從而帶動軸2轉(zhuǎn)動。軸2 上裝有凸輪3和凸輪4。凸輪3和頂桿5配合，將物料沿與軸2垂直的方向頂出；凸輪4與頂桿6配合，將物料沿與軸2平行的方向頂出。二、方案分析 機器一般是由原動機、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原

5、動機的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機器的工作性能、重量和成本。本設(shè)計中原動機為風(fēng)力驅(qū)動，工作機為齒輪傳動。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機器中應(yīng)用最為廣泛的機構(gòu)之一?？紤]到實際工作中，物料輸送需要的功率不大，齒輪承受的軸向力也相對較小，因此，本設(shè)計采用的是標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動。 根據(jù)任務(wù)的要求，要實現(xiàn)兩個方向的同時往復(fù)運動，為了使裝置的結(jié)構(gòu)盡量簡單，工作可靠，采用不同形式的凸輪機構(gòu)，分別實現(xiàn)兩個方向的同時往復(fù)輸出，效率較高，壽命較長?？傮w來講，該傳動方案滿足工作機的性能要求，適應(yīng)工作條件、

6、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高、使用維護便利。第二部分 設(shè)計計算一、效率估算1、工作機(軸)所需功率： 由于是風(fēng)力驅(qū)動，系統(tǒng)的總功率很小,初步擬定為P=500W=0.5KW(注意：設(shè)計計算所依據(jù)的功率，可以是電動機的額定功率，也可是工作機實際需要的功率，對于通用機械，常用電動機的額定功率作為設(shè)計功率。對于傳動裝置的設(shè)計功率，一般按實際需要的電動機功率。轉(zhuǎn)速按電動機額定功率時的轉(zhuǎn)速nm（滿載轉(zhuǎn)速，不等于同步轉(zhuǎn)速）計算。)由風(fēng)能驅(qū)動級到工作機（傳動裝置）總效率： =0.97=0.9411式中：閉式齒輪；滾動（球）軸承（一對）（見課設(shè)表2-3）2. 傳動比計算 因

7、為系統(tǒng)是勻速送料，而且進(jìn)料速度不高，故設(shè)定轉(zhuǎn)速為60r/min 即一秒轉(zhuǎn)一圈。2、 主軸的設(shè)計1.選擇軸的材料及熱處理 機構(gòu)傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料45鋼,正火處理。硬度170-217HBS,由表20-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)）查得抗拉強度600，由表20-4（機械設(shè)計基礎(chǔ)）查得許用彎曲應(yīng)力55。2. 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表20-3（機械設(shè)計基礎(chǔ)）,得c（）=126-103，則軸端直徑: 20.6-25.3mm 考慮到與齒輪和圓柱凸輪相配的軸段有幾個鍵槽，故將估算直徑加大5%，故選取整數(shù)21mm。3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1）、繪制結(jié)構(gòu)簡圖2）、各零件的

8、裝配方案及固定方式由于要采用齒輪聯(lián)接和凸輪等機構(gòu)，所以采用階梯軸。 裝配方案軸端擋圈、左端齒輪、左端軸承依次由軸的左端向右安裝；右端圓柱凸輪、右端軸承、右端軸承蓋、右端盤形凸輪則依次由軸的右端向左安裝。軸上零件的固定方式零件軸向固定周向固定左右齒輪軸端擋圈軸肩鍵左端軸承軸承蓋軸肩過盈配合盤形凸輪軸肩軸端擋圈鍵右端軸承軸肩軸承蓋過盈配合圓柱凸輪軸肩軸端擋圈鍵3）、確定各軸段直徑1段： 21mm 估算（外伸端直徑最小，安裝齒輪）為齒輪軸段的軸肩尺寸。，取2段：25mm 與軸承配合。表17-16（機械工程基礎(chǔ)）：選輕系列深溝球軸承6205。其內(nèi)徑為，外徑為，寬度為，安裝尺寸。軸段1、2之間的軸肩是齒

9、輪的定位軸肩，其高度應(yīng)保證定位可靠。，取3段：30mm 主干部分 沒有特定要求。4段：28mm 與盤形凸輪機構(gòu)配合。5段：25mm 軸承成對使用，與2段相同。6段：21mm 與圓柱凸輪機構(gòu)配合。4）、確定各軸段的長度1段： 13mm 比齒輪寬度寬2-3mm2段： 26mm （軸承寬21 ）3段： 86mm 4段：20mm （）5段：40mm （ ）6段：46mm軸總長： 5）.軸上倒角與圓角為保證6205軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。4.軸的受力分析 （略）

10、3、 齒輪設(shè)計因傳遞功率不大，載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不高，對結(jié)構(gòu)無特殊要求，故兩齒輪均用軟齒面齒輪。設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。1. 選擇齒輪的材料、精度,確定許用應(yīng)力1）、選擇齒輪的材料按軟齒面定義（HBS 350）,查表13-7（機械設(shè)計基礎(chǔ)），小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，表面淬火，硬度為50HRC。查表13-8可得47-57 HRC）；大齒輪選用45號鋼，大齒輪選用45號鋼，硬度為45HRC，一般保證小齒輪比大齒輪齒面硬度高30-50HBS（換算為5-10HRC）以上兩者材料硬度差為5HRC。2）、選擇齒輪的精度輸送機為一般工作機械，速度不高，對精度無特殊要求，

11、故選用9級精度（課程表10-17，北京機設(shè)表6-7：一般減速器為6-9級）。輪齒表面粗糙度為Ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為齒面疲勞點蝕。3）、確定許用應(yīng)力由圖13-35C和13-36C（機械設(shè)計基礎(chǔ)）分別查得：接觸疲勞極限 1180mPa 1130mPa彎曲疲勞極限 280mPa 240mPa由表13-8（機設(shè)）查得齒輪強度的安全系數(shù)： 故許用應(yīng)力：1072.7 mPa 1027.2mPa200mPa 171.4mPa2.設(shè)計計算。1）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計載荷系數(shù)K查表 6-10（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）取K=1； 查表6-12（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）取189.9；根據(jù)圖6-35（機械設(shè)計

12、基礎(chǔ)與實踐）取1轉(zhuǎn)矩 需用接觸應(yīng)力根據(jù)圖6-29 （機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐） 1180mPa 1130mPa 由表6-9 （機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐） 取 1.1根據(jù)6-30 （機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）中曲線1得 3.確定基本參數(shù)，計算主要尺寸1）、選擇齒數(shù)對于閉式軟齒面齒輪傳動，選取.通常在20-40之間選取，現(xiàn)取20,則取602）、確定模數(shù) 由表6-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓柱齒輪模數(shù)系列：第一系列：1、1.25、1.5、2、2.5、3、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50第二系列：1.75、2.25、2.75、（3.25）、3.5、（3.75）、4.5、5.5、（

13、6.5）、7、9、（11）、14、18、22、28、36、453）、齒寬系數(shù)為保證接觸齒寬，比略大，4）、分度圓直徑：5） 、中心距注：為嚴(yán)格的等式關(guān)系，一般不能隨意圓整或變動。中心距的系列：第一系列：40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500第二系列：140、180、225、280、355、450、560、710、900、1120、1400、1800、22404. 校核齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度，防止輪齒疲勞折斷。1）、齒形系數(shù) 由圖6-33（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）可得 由圖

14、6-28（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）可得 2）、彎曲疲勞許用應(yīng)力 由表6-9（機械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）得 3） 、校核計算 故齒根彎曲強度足夠5. 驗算齒輪圓周速度 故符合9級精度6. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 、小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計模數(shù) 分度圓周長或者 分度圓直徑 分度圓直徑邊也可以表示為 壓力角為 基圓直徑 齒厚 兩輪中心距 因為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)為 齒頂高 齒根高 齒高 4、 凸輪設(shè)計 由前面可知凸輪的角速度 由于系統(tǒng)要求兩個傳動齒輪機構(gòu)（頂桿）之間的夾角呈90°，本著設(shè)計從簡的思路從而選取一個盤形凸輪驅(qū)動側(cè)面的傳動機構(gòu)；一個圓柱凸輪驅(qū)動前面的傳動機構(gòu)。二兩個凸輪機構(gòu)保持相同的推料速度。1. 盤形

15、凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 、凸輪類型的選擇由于課題要求不能使用彈性元件，所以盤形凸輪機構(gòu)采用閉型凸輪機構(gòu)，材料選用45鋼調(diào)制。2） 、凸輪機構(gòu)的運動規(guī)律系統(tǒng)要求的載荷很小，所以采用等加速等減速運動基圓半徑凸輪機構(gòu)的壓力角20°滾子半徑的選擇與平底尺寸的確定 固滾子半徑選擇為5mm2.圓柱凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 、凸輪類型的選擇 由于要保持軸與傳動機構(gòu)平行方向運轉(zhuǎn)，固采用圓柱凸輪設(shè)計。材料45鋼調(diào)制2） 、凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計圓柱凸輪直徑定位60mm 槽寬4深6 凸輪長度為40mm5、 鍵的選擇1. 鍵的類型 選擇普通平鍵2. 鍵的型號選擇 主軸上有一個齒輪 兩個凸輪 故有三處鍵連接1） 、齒輪的鍵

16、齒輪軸徑為d=21 查表19-1（機械設(shè)計基礎(chǔ)）可得工稱尺寸 寬b選取軸 轂深度 軸 轂 半徑為 0.16-0.25mm 鍵長為18mm2） 、凸輪I和凸輪II的鍵 凸輪I軸部分直徑25mm 查表19-1(機械設(shè)計基礎(chǔ)）可得工稱直徑 寬b選取軸 轂深度 軸 轂 半徑為 0.16-0.25mm 鍵長為14m 凸輪I軸部分直徑21mm 查表19-1(機械設(shè)計基礎(chǔ)）可得工稱直徑 寬b選取軸 轂深度 軸 轂 半徑為 0.16-0.25mm 鍵長為32mm參考資料1、機械設(shè)計基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社2、數(shù)控加工手冊 機械工業(yè)出版社3、機械設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社4、機械工程基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社5、機械設(shè)計基

17、礎(chǔ)與實踐 冶金工業(yè)出版社6、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計 機械工業(yè)出版社7、畫法幾何與工業(yè)制圖 高等教育出版社8、機械制造設(shè)計基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社9、機械制圖與計算機制圖 人民郵電出版社tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYC

18、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