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偏心导杆调速器设计

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偏心导杆调速器设计

摘要本篇毕业设计的论文主要阐述的是偏心导杆调速器的设计。随着世界包装机械技术的不断发展和完善,包装制造技术和成形理论研究得到了飞速的发展,偏心导杆调速器就也属于包装机械。偏心导杆调速器是一种角速度变换装置,经多用于包装机回转式封切刀具的传动。该调速器是一种角速度变化机构。它目的是输出周期性的变角速度运动,可运用于包装机封切道具传动。该设备是利用了曲柄连杆滑块机构,操作方便,输出稳定。其工作原理为当主动链轮输入等角速度时,由于导杆和曲柄的轴心线偏置,从动链轮就输出周期性的变角速度运动。首先松开带柄螺母,然后转动手柄对照标尺进行调节,调整完毕,再将带柄螺母重新固紧。偏心导杆调速器主要由带柄螺母、锥齿轮、手柄、导杆、螺杆、曲柄、滑块、主动链轮、从动链轮等部分组成。本篇论文首先通过分析该设备的工作原理,确定系统总体方案、确定进行偏心导杆调速器的相关计算其次就是对偏心导杆调速器的结构设计,绘制零件图最后整理资料,撰写设计说明。关键词偏心导杆调速器曲柄滑块IIAbstractThisgraduatedesignthesismainlyelaboratesthedesignoftheeccentricrodspeedgovernor.Automaticregulatingdevicetoreducesomemachinesaperiodicspeedfluctuationforgovernor.Canmakethemachinespeedtomaintainconstantvalueorisclosetothesetvalue.Theoryanddesignofthegovernor,istheresearchcontentofmechanicaldynamics.Alotofgovernortype.Eccentricrodgovernorisamechanicalgovernor.Thegovernorisakindofangularspeedchangemechanism.Itisaperiodicoutputvariableangularvelocitymotion,canbeusedinpackagingmachinesealingandcuttingpropstransmission.Eccentricrodgovernorismainlycomposedofshanknuts,bevelgear,ahandle,aguiderod,screw,acrank,slider,adrivingsprocket,adrivensprocketetc..Thispaperfirstanalyzedtheworkingprincipleoftheequipment,determinetheoverallplan,systemdeterminestherelatedcalculationofeccentricrodgovernorsecondistostructuredesignofeccentricrodgovernor,drawthepartdrawingfinallysorteddata,writingthedesigndescription.KeywordseccentricrodgovernorcranksliderV目录摘要.......................................................................IAbstract..........................................................................................................................................II目录............................................................................................................................................V1绪论.............................................................................................................................................11.1本课题的研究内容和意义................................................................................................11.2国内外的发展概况............................................................................................................11.3本课题应达到的要求........................................................................................................21.4本课题的主要研究内容发展趋势...................................................................................21.5设计的目的和意义............................................................................................................32总体方案设计.............................................................................................................................52.1主要组成结构...................................................................................................................52.2工作原理和工作过程概述...............................................................................................53方案设计、分析和比较.............................................................................................................83.1调速器的整体分析...........................................................................................................83.2偏心导杆调速器原理分析...............................................................................................83.3设计方案的制定.............................................................................................................104调速器主要部件.......................................................................................................................124.1无级调速器综述.............................................................................................................124.2偏心导杆主动、从动链轮.............................................................................................134.3偏心导杆连杆.................................................................................................................134.4滑块.................................................................................................................................144.5曲柄.................................................................................................................................144.6主动链轮承力轴.............................................................................................................154.7主动链轮定位轴.............................................................................................................154.8从动链轮定位轴.............................................................................................................164.9壳体支架.........................................................................................................................164.10上、下锥形齿轮...........................................................................................................174.11带柄螺母.......................................................................................................................174.12手柄...............................................................................................................................184.13手柄垫块.......................................................................................................................184.14滚动轴承.......................................................................................................................195偏心导杆调速器的相关计算...................................................................................................205.1偏心导杆调速器的主要要求.........................................................................................205.2链轮参数的相关计算.....................................................................................................205.2.1链轮失效形式.......................................................................................................205.2.2相关计算...............................................................................................................205.3调速器的主动系统.........................................................................................................21VI5.4轴的相关计算.................................................................................................................215.4.1轴的计算...............................................................................................................215.4.2主轴上键的强度校核...........................................................................................225.4.3轴承的校核及总表...............................................................................................225.5轴承的相关计算.............................................................................................................245.5.1轴承选用...............................................................................................................245.5.2轴承失效形式.......................................................................................................245.5.3轴承的寿命计算...................................................................................................245.6斜齿轮的相关计算.........................................................................................................245.6.1齿轮的失效形式...................................................................................................245.6.2斜齿轮的相关计算...............................................................................................256结论与展望...............................................................................................................................276.1结论.................................................................................................................................276.2不足之处及未来展望.....................................................................................................28致谢...............................................................................................................................................30参考文献.......................................................................................................................................29偏心导杆调速器11绪论随着世界包装机械技术的不断发展和完善,包装制造技术和成形理论研究得到了飞速的发展,偏心导杆调速器就也属于包装机械。偏心导杆调速器是一种角速度变换装置,经多用于包装机回转式封切刀具的传动。1.1本课题的研究内容和意义大学四年,眨眼间已经接近尾声。在这四年中,我不仅在老师孜孜不倦的教导下学习了很多知识,同时也使自己的能力得到了加强。但是,在大学期间学到的很多知识仅仅都是理论上的,与生产实际有着巨大的差距。通过这次的毕业设计,我将自己在大学期间所学到的理论知识与生产实际相结合起来,从中能够锻炼我们对大学四年所学知识的综合运用,同时也为将来我们的职业生涯打下坚实的基础。毕业也是一个四年制的大学教育最关键的环节,我想在本次毕业设计是灵活的,系统地运用所学知识,提高他们分析问题,解决问题的能力,培养认真,严谨的教学风格和硬工作细致,严谨的治学态度。也使自己更加熟练的掌握了如何看待中国的有关技术资料和文档研究所调查,收集,整理更多有价值的信息,同时保持同类产品优点的同时,利用新技术,新工艺,新信息,新材料,大胆创新,以弥补同类产品的缺点,产品趋向于更合理,更先进,更优化,更多的利用价值和良好的经济效益。调速器固定或分档到输出轴和输入轴改变的传动比的齿轮传动装置,齿轮箱也称为。由驱动机构和传动机构组成的调速器的齿轮机构,可单独或一起装在同一机壳内的驱动机构。大多与普通的传动齿轮,而有些行星齿轮传动。一般用普通换档机制滑动齿轮和传播者。滑动齿轮滑动齿轮和可变比特滑动齿轮分。与三联滑动齿轮传递,一个大的轴向尺寸,滑动可变比特紧凑型的齿轮传动装置,但传输比中的一个小的变化。离合器和点的摩擦订婚仪式。咬合式离合器,变速器应停止或速度差时,摩擦离合器时,可以用在任何操作速度的速度差,但承载能力小,并不能得到保证两轴严格同步。为了克服这个缺点,接合的离合器摩擦片的顶端,通过再次将第一摩擦板相啮合的从动轮的同步速度。行星齿轮调速用制动控制。总督被广泛应用于机床,车辆和其他必要的齿轮机床。通常安装在主轴州长,所谓的启闭,其结构紧凑,便于集中操作。在机器量的改变饲料省长称为饲料框。随着包装机的运用组件广泛,2012年包装机调速器需求量也将出现上涨,涨幅大约在6左右。其中偏心式导杆调速器的需求量将同比增长2.62左右。1.2国内外的发展概况目前在中国,共有20多家企业从事调速器的生产,根据统计2015年中国调速器的生产量将会达到775万台。解放初期,我国调速器事业刚刚开始起步,几乎一片空白,在生产过程中产品主要从苏联进口。50~60年代,我国调速器大部分系机械液压型调速器。在六七十年代,我国研制了第一台调速器,并且组装起来安装运行了一段时间。同时在七八十年代初,我国新建的大多数类型的水电站都采用了电液调速器。无锡太湖学院学士学位论文21.3本课题应达到的要求设计分析主要操作部件锥齿轮、导杆、曲柄、滑块、带柄螺母、轴承等之间的相互配合关系及尺寸大小,做出连续、稳定的周期性变速运动。设计规范,严格保证设计内容的正确性。要做到l提高生产效率2改善劳动条件3降低产品成本4提高产品质量5节约基建投资。根据包装工艺,偏心导杆调速器要采用立式包装布局。在设计中总体布局要求l各个系统要求简单明了,在能满足各个部件正常工作的基础上保证其结构简单2机械操作,调整简单,易上手,装拆方便,联锁防护可靠3操纵手柄位置方便操作,也考虑到润滑系统等4传动机构要考虑方便、安全5外形美观大方,移动安装方便。1.4本课题的主要研究内容发展趋势本课题主要研究的内容是对偏心导杆调速器进行机械结构部分的设计与计算机三维实体造型以及二维图的绘制。所设计的偏心导杆调速器满足下面的性能要求l采用连杆滑块曲柄机构2采用手动旋转轮带动锥齿带动垂直的丝杠达到调整偏心距的作用3主动轴与从动轴均采用滚动轴承,轴的固定采用限位和螺栓锁紧的方法。偏心导杆调速器3图1.1偏心导杆调速器设计要求本设计要求设计出实现上述要求的较为合理的方案,并进行相关计算。最后对整个偏心导杆调速器进行机械结构设计,用AutoCAD绘制整个偏心导杆调速器的二维图。1.5设计的目的和意义偏心导杆调速器的设计是使学生较全面、系统掌握和深化有关机械课程的基本原理和方法的重要环节,是培养学生机械运动方案设计、创新设计以及应用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一门课程。其目的是1使学生初步了解毕业设计的全过程,训练运用所学知识拟定设计方案的能力。2以偏心导杆调速器的方案设计为结合点,把大学四年所学习的理论和方法融会贯通起来,对大学四年所学到的理论知识进行一次巩固和复习。3使学生掌握偏心导杆调速器方案设计的方法、步骤、内容,并对方案分析与设计有一个比较清晰的概念。4进一步提高学生运算、绘图以及运用计算机和技术资料的能力。无锡太湖学院学士学位论文45通过编写说明书,培养学生表达、归纳、总结的能力。偏心导杆调速器52总体方案设计2.1主要组成结构图2.1偏心导杆调速器装配示意图2.2工作原理和工作过程概述1工作原理调速器用于减小某些机器非周期性速度波动的自动调节装置。可使机器转速保持定值或接近设定值。调速器的理论和设计问题,是机械动力学的研究内容。调速器的种类很多。但目前应用最广的当属机械式调速器,其结构简单,工作可靠,性能良好。其中应用最广泛的是机械式离心调速器。偏心导杆调速器就属于一种机械式调速器。偏心导杆调速器是一种角速度变换机构。当主动链轮输入等角速度时,由于导杆和曲柄的轴心线偏置,从动链轮就输出周期性的变角速度运动。偏心导杆调速器主要由带柄螺母、锥齿轮、手柄、导杆、螺杆、曲柄、滑块、主动链轮、从动链轮等部分组成。偏心导杆调速器是一种角速度变换机构。其工作原理为当主动链轮输入等角速度时,由于导杆和曲柄的轴心线偏置,从动链轮就输出周期性的变角速度运动。无锡太湖学院学士学位论文62工作过程首先松开带柄螺母,然后转动手柄对照标尺进行调节,调整完毕,再将带柄螺母重新固紧。2.3主要参数的计算图2.2封切刀具传动示意图角速度变化程度可用从动链轮的输出角速度从与主动链轮的输入角速度主之比来表示K主从K称角速度变化系数,它由导杆所处的工作位置α、曲柄转动半径R以及导杆和曲柄的轴心线偏移量决定。其变化规律如下222sin1cos1RRK调速器的曲柄转动半径R是固定的导杆位置α视工作情况选定后角速度变化系数K就由偏移量决定(参见下图K曲线图)。偏心导杆调速器7图2.3K曲线图调节偏移量时应先松开带柄螺母,然后转动手柄对照标尺进行,调整完毕,应将带柄螺母重新固紧。当偏心导杆调速器用于包装机回转式封切刀具的传动时,常取导杆的工作位置α0°,此时产品包装长度和偏移量可以从下式推算21刀RlR由于受包装厚度、材料、封口花纹等不同因素的影响,在使用时尚应根据实际情况作微量调整。无锡太湖学院学士学位论文83方案设计、分析和比较3.1调速器的整体分析根据调速器的原理不难确定,调速器的机械结构部分可以分为如下几个主要的系统输入输出链轮、调速速机构、偏心距调整装置、轴承及固定轴装置系统等主要部分。下面将阐述设计方案。图3.1偏心导杆调速器3.2偏心导杆调速器原理分析曲柄和滑块实现平面连杆机构,也被称为曲柄旋转和移动之间的转换。机架组件构成的滑块移动副曲柄滑块机构,转动副A,B曲柄连杆滑块成员(图32曲柄滑块机构简图)。机构动动时,如铰链中心B的轨迹不通过曲柄的转动中心O,称为偏置曲柄滑块机构图32a曲柄滑块机构简图,其中为偏距。如采取了不同的成员机架,还能得到导杆旋转机构(图1b曲柄滑块机构简图)、曲柄摇块机构(图32c曲柄滑块机构简图)和移动导杆机构(图22d曲柄滑块机构简图)。如再将曲柄摇块机构中的导杆和滑块对换,即得到摆动导杆机构图32e曲柄滑块机构简图。偏心导杆调速器9图3.2曲柄滑块机构简图如滑块B的轨迹mm通过O,则称为对心曲柄滑块机构图33对心曲柄滑块机构。图3.3对心曲柄滑块机构曲柄滑块机构广泛应用于往复活塞式发动机,压缩机,印刷机和其他主要机构。活塞式发动机滑入活性部位,往复运动转换是不是整周或整周旋转运动压缩机,压力机曲柄活跃的部分,全周旋转转换来而不往非礼也。偏移滑块曲柄滑块机构,回报快的特点,看到的是利用这一特性来实现锯片和空气,慢跑回报快的目的。的心曲柄滑块机构(图33的曲柄滑块机构),当OAAB时,除D点ADAB的运动轨迹为直线外,杆沿着椭圆形的轨迹,这种机制也被称为为椭偏仪。曲柄滑块运动特性曲线(图34曲柄滑块机构的运动特性)来表示共同的曲轴转角和滑块行程。无锡太湖学院学士学位论文10图3.4曲柄滑块机构运动特性3.3设计方案的制定图35是设计方案图。该方案满足了以下要求1采用连杆滑块曲柄机构2采用手动旋转轮带动锥齿带动垂直的丝杠达到调整偏心距的作用3主动轴与从动轴均采用滚动轴承,轴的固定采用限位和螺栓锁紧的方法。图3.5偏心导杆调速器的设计方案A向主视图B向A向B向12345678910111314121718壳体支架手柄垫块14滚动轴承A3组合件滑块尼龙1010A3定位螺钉A31手柄A31手柄轴承尼龙101017x13x18311Q235连杆1QT501.51曲柄QT501.51主动链轮定位轴锻钢1锁紧螺母3螺钉A33螺钉A33螺钉A31上锥齿45钢1下锥齿45钢1带柄螺母A31标尺H62GB/T65M12X401刻度指针不锈钢191615序号数量材料备注单件总计重量名称标准号1丝杠不锈钢20GB/T307.1200525x52GB/T578286M12X20GB/T578286M12X25GB/T578286M6X1623303760Dd25d52Gb25d52Gb12104634455131220802055521817偏心导杆调速器11设计方案一各部分的组成1输入输出链轮即主动链轮、从动链轮2调速机构采用连杆滑块曲柄机构3偏心距调整装置采用手动旋转轮带动锥齿带动垂直的丝杠旋转,从而从动固定轴在丝杠的作用下可以上下运动达到调整偏心距的作用4轴承及固定轴装置系统主动轴与从动轴均采用两个滚动轴承,轴的固定采用限位和螺栓锁紧的方法。无锡太湖学院学士学位论文124调速器主要部件4.1无级调速器综述无级变速器变速器与一个共同的液压最大的区别是在结构上,这是由液压换档系统的配置,或齿轮,它可以实现两个块之间的无级变速器,无级变速器的变速轮组和构成的皮带,比传统的自动变速器中,一个简单的结构和较小的。另外,它可以自由地改变传动比,以实现充分的变速,所以速度变化更为平稳,没有传统的变速器的换挡时的那种顿的感觉。图4.1无级调速器偏心导杆调速器采用曲柄连杆滑块机构,输入稳定的转速,通过连杆与滑块的作用,输出到与曲柄相连接的从动链轮上去,从而达到改变角速度的目的。如图42偏心导杆调速器所示图4.2偏心导杆调速器

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