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包装机推包机构设计包装机推包机构设计 -- 20 元

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I摘要包装机是一个产品生产和外包的机器的统称,其主要功能是包装各种产品,而包装机推包机构则是给包装机提供包装产品的机构,其主要功能就是从生产线将产品输送到包装机的相应入口,推包机构的运动是一个按一定轨迹的循环往复运动。它推送物品到达指定包装工作台,该机构取代了传统的人工移动物品,改善了工作效率低的缺点。本文所设计的推包机构,有回程一体的全自动化功能,其主要设计思路来自于对传统工艺的分解,然后按照相应功能的机构部件进行设计,对比,选定,以及优化组合。综合利用凸轮的往复运动,齿轮的传动运动,以及减速器的定值调速比的设定。再利用AutoCad软件强大绘图功能,和Word的编辑功能,把设计方案图文并茂,栩栩如生的展现出来。在本系统中,用激光感应被包装工件并通过单片机对推包机构进行控制。激光测得被推物体确认到达后,由感光板上发出脉冲,通过89C51单片机及步进电动机驱动芯片ULN2803对步进电动机进行控制。同时被包装工件的件数由LED显示器显示。对推包机构则采用偏置滑块机构与盘形凸轮机构的组合机构相结合。其中,偏置滑块机构控制推头的水平方向上运动,凸轮机构则控制推头垂直方向的运动。在本设计中,在推头回程过程中不影响下一个工件的到来,从而总体来讲提高了效率。关键词包装机推包机构减速机齿轮AbstractPackingmachineisamachineofaproductionandoutsourcingcollectively,Itsmainfunctionisthepackagingofvariousproducts,However,thepackagingmachinepushpackagebodyistheinstitutionsofpackagingproducts,packagingmachine,Itsmainfunctionistotransportproductsfromtheproductionlinetothecorrespondingentryofthepackagingmachine,theagencysmovementisamovementofthecyclebyacertaintrajectory.Theagencypushitemsarrivedatthedesignatedpackingtable,theagencyreplacesthetraditionalmanualmovableobjectsinefficiency.Idesignedthepushpackageinstitutionpushpackage,returnoneofthefullyautomated,itsmaindesignideascomesfromthedecompositionoftraditionaltechnology,thendesignedfollowthecorrespondingfunctionbodyparts,contrast,selected,andoptimized.Theuseofthecamreciprocates,themovementofthegeardrive,andthesetvalueofthespeedratioofthereducer.TheuseofthepowerfuldrawingfeaturesAutoCadsoftwareandWordeditingfeatures,designillustrated,lifelike.Inthissystem,lasersensorpackagingworkpiecetopushpackageinstitutionscontrolledbythemicrocontroller.Lasertestobjecttobedriventoconfirmarrival,photosensitiveplatepulses,steppermotorcontrolledbythe89C51microcontrollerandsteppermotordriverchipULN2803.Thesametime,thenumberofpiecesofpackagingworkpiecebytheLEDdisplayshows.Pushinstitutionsusingthecombinedmechanismofthethebiasslidermechanismanddiscshapedcammechanism,amongthem,thebiasslidermechanismcontrolsthepusherinthehorizontaldirectionmovement,andthecammechanismcontrolsthepusherintheverticaldirectionmovement.Inthisdesign,inthereturnprocessitdoesnotaffectthearrivalofthenextworkpiece,andthusingeneral,toimproveefficiency.KeywordspackingmachinepushinstitutionreducergearV目录摘要......................................................................IABSTRACT...................................................................II1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..............................................................................................................21.3本课题应达到的要求..........................................................................................................32机械部分的设计............................................................42.1方案的选择..........................................................................................................................42.2凸轮及杆的设计...............................................................................................................62.2.1设计要求及计算...........................................................................................................72.2.2校核各杆的压杆稳定性...............................................................................................92.2.3校核各杆的强度...........................................................................................................92.2.4校核凸轮的强度...........................................................................................................92.3减速器概述........................................................................................................................102.4电动机的选择....................................................................................................................112.4.1初步确定负载推力.....................................................................................................112.4.2电动机选择步骤.........................................................................................................122.4.3确定传动装置的总传动比及其分配.........................................................................142.4.4计算传动装置的运动及动力参数.............................................................................142.5齿轮的设计........................................................................................................................142.5.1齿轮传动特点与分类.................................................................................................142.5.2齿轮传动的主要参数与基本要求.............................................................................142.5.3齿轮组的设计与强度校核.........................................................................................152.6轴的设计............................................................................................................................192.6.1轴的分类.....................................................................................................................192.6.2轴的材料.....................................................................................................................192.6.3轴的结构设计.............................................................................................................202.6.4低速轴的设计与计算.................................................................................................212.6.5高速轴的设计与计算.................................................................................................252.6.6选择和校验键联接.....................................................................................................262.7轴承的选用........................................................................................................................262.7.1轴承种类的选择.........................................................................................................262.7.2深沟球轴承结构.........................................................................................................262.8联轴器的选择....................................................................................................................272.8.1联轴器的功用.............................................................................................................272.8.2联轴器的类型特点.....................................................................................................272.8.3联轴器的选用.............................................................................................................282.8.4联轴器材料.................................................................................................................283控制部分的设计...........................................................293.1控制系统的功能与设计要求............................................................................................293.2系统总体方案的设计........................................................................................................293.3控制原理图........................................................................................................................324结论与展望...............................................................334.1结论....................................................................................................................................334.2不足之处及未来展望........................................................................................................33致谢.....................................................................34参考文献...................................................................35包装机推包机构设计11绪论包装机械是指能完成全部或部分包装过程的机器。作用是给有关行业提供必要的技术装备,以完成所要求的产品包装工艺过程。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证,因此包装机械在现代工业生产中起着相当重要的作用。机械包装的生产能力往往比手工包装提高几倍、十几倍甚至几十倍,无疑这将会更好地适应市场的实际需要,合理安排劳动力,为社会多创造财富。现代包装机械所能完成的工作已远远超出了简单地模仿人的动作,甚至可以说在很多场合用巧妙的机械方法包装出来的成品,不论在式样、质地或精度等方面,大都是手工操作无法胜任和媲美的。随着商品的多样化,这一点越来越引起了人们的重视。有些产品的卫生要求很严格,如药品、食品等,采用机械包装,避免了人手和药品、食品的直接接触,减少了对产品的污染。同时由于机械包装速度快,食品、药品在空气中停留时间短,从而减少了污染机会,有利于食品和药品的卫生和金属制品的防锈防蚀。另外,由于包装机械的计量精度高,产品包装的外形美观、整齐、统一、封口严密,从而提高了产品包装的质量,提高了产品销售的竞争力,可获得较高的经济效益。采用真空、换气、无菌等包装机械,可使食品和饮料等流通范围更加广泛,延长食品的保质期。采用自动包装生产线,产品和包装材料的供给是比较集中的,各包装工序安排比较紧凑,节约了包装的场地和仓储面积,并改善了后道包装工序的工艺条件。包装机械的特点包装机械即具有一般自动化机械的共性,也具有自身的特性,主要有如下特点1大多数包装机械结构复杂,运动速度快,动作精度高。为了满足性能要求,对零部件的刚度和表面质量等都具有较高的要求。2用于食品和药品的包装机械要便于清洗,与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经过化学处理的无毒材料制成。3进行包装时作用力一般都较小,所以包装机械的电动机功率较小。4包装机械一般都采用无级变速装置,以便灵活调整包装速度、调节包装机的生产能力。因为影响包装质量很多,诸如包装机的工作状态、包装材料和包装物的质量等。所以,为了便于机器的调整,满足质量和生产能力的需要,往往把包装机设计成无级可调的,即采用无级变速装置。5包装机械是特殊类型的专业机械,种类繁多,生产数量有限。为便于制造和维修,减少投资设备,在各种包装机的设计中应注意标准化、通用性及多功能性1。1.1本课题的研究内容和意义研究内容1方案设计。并确定传动系统中各机构的运动尺寸和各构件尺寸。2机械部分设计。确定电动机的功率与转速,并确定其尺寸。3进行推包及结构设计。绘制其装配图。意义迄今,一些科学技术发达的国家,在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门,已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程,有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装成品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。大量事实表明,实现包装的机械无锡太湖学院学士学位论文化和自动化,尤其是实现具有高度灵活性或称柔性的自动包装线,不仅体现了现代生产的发展方向,同时也可以获得巨大的经济效益2。1能增加花色品种,改善产品质量,加强市场竞争能力2能改善劳动条件,避免污染危害环境3能节约原材料,减少浪费,降低成本4能提高生产效率,加速产品的不断更新1.2国内外的发展概况90年代以来,包装机械工业每年平均以20~30的速度增长,发展速度高于整个包装工业平均增长速度的15~17,比传统的机械工业平均增长4.7个百分点。包装机械工业已经成为我国国民经济发展中不可缺少的新兴行业。我国目前从事包装机械生产的企业约有1500多家,其中具有一定规模的企业近400家。产品有40类,2700多种,其中有一批既能满足国内市场需要,又能参与国际市场竞争的优质产品。我国包装机械行业近些年取得了相当显著的成绩,但与国外产品相比仍存在20年左右的差距。3国外包装机械水平高的国家主要是美国、日本、德国。美国的包装工业发展较早,门类齐全,基础扎实,水平很高。仅就包装机械制造业而论,实力相当雄厚,其品种与总产值均居世界首位。由于国内已实现了工业现代化,自选市场蓬勃兴起,客观上要求包装机械沿着自动化方向发展,并将电子计算机及其他有关新技术广泛应用于生产过程。日本已建立起独立的包装工业体系,其包装工业总产值约为美国的一半而跃居世界的第二位。日本拥有一批规模不大的包装机械制造厂,侧重于开发中小型、半自动的包装机及配套设备,其技术水平好多已进入国际的先进行列。由政府资助的日本包装技术协会主要搞技术情报交流。另外设有日本包装机械工业协会,它乃是本行业的全部业务活动中心。而德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位。德国包装机械的77%为出口。中国是德国包装机械的主要出口国。最著名的是克朗斯公司KRONES,2002年销售额达到20亿欧元,中国知名的啤酒企业都进口过他们的设备4。最近几年德国设备表现出如下特点1工艺流程自动化程度越来越高。2提高生产效率,降低工艺流程成本,最大限度地满足生产要求。3适应产品变化,设计具有好的柔性和灵活性。4成套供应能力强。5包装机械设计普遍使用仿真设计技术。我国包装机械行业存在的问题研发经费少,技术力量薄弱。低水平重复太多。行业科技力量不足。国际贸易人员匮乏。应变能力不强。我国包装机械行业发展的新趋势1生产效率化。①机械功能多元化。②结构设计标准化、模块化。③控制智能化。2资源的高利用化3产品节能化4新技术实用化5大力加强科研、开发能力我国装机械既面临着国外先进产品的挑战和竞争,同时也面临着巨大的国内外市场和包装机推包机构设计3较好的发展机遇。进入21世纪,我国国民经济整体水平和综合国力又迈上了一个新的台阶,国际国内的环境都为我国经济的进一步发展提供良好的机遇5。1.3本课题应达到的要求运动控制技术在国内的发展特别快,但是在胶带机包装机械行业的发展动力却显得上升乏力。运动控制产品及技术在包装机械上的作用主要是达到精确的位置控制和严格的速度同步的要求,主要用在装卸、输送、打标、码垛、卸垛等工序。运动控制技术是区别高、中、低端胶带机包装机械的关键因素之一,也是中国包装机械升级的技术支撑。因此,需要对包装机的推包机构的运动方式做设计改善。经过考虑现在包装机械的现状及发展趋势后,为了更好地实现包装机械的自动化控制,改进推包机构的设计以提高生产效率而给定的。推包机构能够实现推送,回程全自动一体化的一个机构。它由推刨机构,回程机构以及电动机组成。现需要设计某一包装机的推包机构,要求待包装的工件先由输送带送到推包机构的推头的前方,然后由该推头将工件由推至包装工作台,再进行包装。为了提高生产率,希望在推头结束回程时,下一个工件已送到推头的前方。这样推头就可以马上再开始推送工作。这就要求推头在回程时先退出包装工作台,然后再低头,即从台面的下面回程。因而就要求推头实现平推水平退回下降降位退回上升复位的运动。我的设计是每56s包装一个工件,且假定滑块移动距离L400mm,推头在返程阶段到达离最大推程距离S100mm,推头回程向下的距离H50mm。行程速比系数K在1.21.5范围内选取,推包机由电动机推动。在推头回程中,除要求推头低位退回外,还要求其回程速度高于工作行程的速度,以便缩短空回程的时间,提高工效。无锡太湖学院学士学位论文2机械部分的设计2.1方案的选择实现改推包机构可以使用偏置滑块机构、往复移动凸轮机构、盘形凸轮机构、导杆机构、凸轮机构机构、双凸轮机构、摇杆机构滑块机构及组合机构。方案一双凸轮机构与摇杆滑块机构的组合图21方案一的运动简图方案一的运动分析和评价该机构由凸轮1和凸轮2,以及5个杆组成。机构一共具有7个活动构件。机构中的运动副有7个转动副,4个移动副以及两个以点接触的高副。其中机构的两个磙子存在两个虚约束。由此可知机构的自由度1PPP2N3h1F错误未指定书签。机构中有一个原动件,原动件的个数等于该机构的自由度。所以,该机构具有确定的运动。在凸轮1带动杆3会在一定的角度范围内摇动。通过连杆4推动杆5运动,然后连杆6在5的推动下带动推头做水平的往返运动,从而实现能推动被包装件向前运动。同时凸轮2在推头做回复运动的时候通过向上推动杆7,使连杆的推头端往下运动,从而实现推头在给定的轨迹中运动。该机构中除了有两个凸轮与从动件接触的两个高副外,所有的运动副都是低副。在凸轮与从动件的接触时,凸轮会对从动件有较大的冲击,为了减少凸轮对从动件冲击的影响,在设计过程中把从动件设计成为滚动的从动件,可以间接增大机构的承载能力。同时,凸轮是比较大的工件,强度比较高,不需要担心因为载荷的过大而出现机构的断裂。在整个机构的运转过程中,原动件1是一个凸轮,凸轮只是使3在一定角度的往复摆动,而对整个机构的分析可知,机构的是设计上不存在运转的死角,机构可以正常的往复运行。机构中存在两个凸轮,不但会是机构本身的重量增加,而且凸轮与其他构件的连接是高副,而高副承载能力不高,不利于实现大的载荷。而整个机构连接不够紧凑,占空间比较大。包装机推包机构设计5方案二偏执滑块机构与盘形凸轮机构组合图22方案二的运动简图方案二的运动分析和评价方案二的机构主要是由一个偏置滑块机构以及一个凸轮机构组合而成的。偏置滑块机构主要是实现推头的往复的直线运动,从而实现推头在推包以及返回的要求。而凸轮机构实现的是使推头在返程到达C点的时候能够按照给定的轨迹返回而设计的。这个组合机构的工作原理主要是通过电动机的转动从而带动曲柄2的回转运动,曲柄在整周回转的同时带动连杆3在一定的角度内摆动,而滑块4在水平的方向实现往复的直线运动,从而带动连着推头的杆运动,完成对被包装件的推送过程。在推头空载返回的过程中,推头到达C点时,凸轮的转动进入推程阶段,使从动杆往上运动,这时在杆5和杆6连接的转动副就成为一个支点,使杆6的推头端在从动件的8的推动下向下运动,从而使推头的返程阶段按着给定的轨迹返回。这个机构在设计方面,凸轮与从动见的连接采取滚动从动件,而且凸轮是槽型的凸轮,这样不但能够让从动件与凸轮之间的连接更加紧凑,而且因为采用了滚动从动件,能使减轻凸轮对它的冲击,从而提高了承载能力。而采用的偏置滑块机构能够实现滑块具有急回特性,使其回程速度高于工作行程速度,以便缩短空回程的时间,提高工作效率。但此机构的使用的是槽型凸轮,槽型凸轮结构比较复杂,加工难度大,因此成本会比较高。方案三偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合图23方案三的运动简图无锡太湖学院学士学位论文方案三的运动分析和评价用偏置滑块机构与凸轮机构的组合机构,偏置滑块机构与往复移动凸轮机构的组合(图4)。此方案通过曲柄1带动连杆2使滑块4实现在水平方向上的往复直线运动,在回程时,当推头到达C点,在往复移动凸轮机构中的磙子会在槽内相右上方运动,从而使杆7的推头端在偏置滑块和往复移动凸轮的共同作用下沿着给定的轨迹返回。在此方案中,偏置滑块机构可实现行程较大的往复直线运动,且具有急回特性,同时利用往复移动凸轮来实现推头的小行程低头运动的要求,这时需要对心曲柄滑块机构将转动变换为移动凸轮的往复直线运动。但是,此机构所占的空间很大,切机构多依杆件为主,结构并不紧凑,抗破坏能力较差,对于较大载荷时对杆件的刚度和强度要求较高。会使的机构的有效空间白白浪费。并且由于四连杆机构的运动规率并不能按照所要求的运动精确的运行只能以近似的规律进行运动。综合对三种方案的分析,方案二结构相对不是太复杂,而且能满足题目的要求,最终我选择方案二。2.2凸轮及杆的设计凸轮机构由凸轮、从动件或从动件系统和机架组成,凸轮通过直接接触将预定的运动传给从动件。凸轮机构具有结构简单,可以准确实现要求的运动规律等优点。只要适当地设计凸轮的轮廓曲线,就可以使推杆得到各种预期的运动规律。在各种机械,特别是自动机械和自动控制装置中,广泛地应用着各种形式的凸轮机构。凸轮机构之所以能在各种自动机械中获得广泛的应用,是因为它兼有传动、导引及控制机构的各种功能。当凸轮机构用于传动机构时,可以产生复杂的运动规律,包括变速范围较大的非等速运动,以及暂时停留或各种步进运动凸轮机构也适宜于用作导引机构,使工作部件产生复杂的轨迹或平面运动当凸轮机构用作控制机构时,可以控制执行机构的自动工作循环。因此凸轮机构的设计和制造方法对现代制造业具有重要的意义。凸轮是一个具有曲线轮廓或凹槽的构件。一般可分为三类盘形凸轮凸轮为绕固定轴线转动且有变化直径的盘形构件移动凸轮凸轮相对机架作直线移动圆柱凸轮凸轮是圆柱体,可以看成是将移动凸轮卷成一圆柱体。按从动件的形状分类①顶尖式从动件②滚子式从动件③平底式从动件④曲底式从动件。按从动件的运动形式分类①直动从动件。②摆动从动件按凸轮与从动件维持运动副接触的方式分类①力封闭方式。②几何形封闭方式。包装机推包机构设计7胶印机中应用最多的是盘形凸轮、滚子式从动杆凸轮。2.2.1设计要求及计算2.2.1.1偏置滑块机构的设计行程速比系数K在1.21.5范围内选取可由机械原理6曲柄滑块机构的极位夹角公式11801kkk1.21.5其极位夹角的取值范围为16.3636在这范围内取极位夹角为30滑块的行程L400mm偏置距离e选取240mm用图解法求出各杆的长度如下(见图24)由已知滑块的工作行程为400mm,作BB为400mm,过点B作BB所在水平面的垂线BP,过点B作直线BP交于点P,并使BPB30。然后过B、B、P三点作圆。因为已知偏距e240mm,所以作直线平行于直线BB,向下平移240mm,与圆O交于一点O,则O点为曲柄的支点,连接OB、OB,则OBOB2a,OBOB2b。从图中量取得OB632.11mmOB302.89mm则可知曲柄滑块机构的曲柄a164.61mm连杆b467.5mm图24连杆的运动简图2.2.1.2直动滚子从动件盘形凸轮轮廓设计用作图法求出凸轮的推程角,远休止角,回程角,近休止角。(见下图)在推头在返程阶段到达离最大推程距离为S100mm时,要求推头从按照给定的轨迹,从下方返回到起点。因此可利用偏置滑块机构,滑块在返回阶段离最大推程为100mm的地方作出其曲柄,连杆和滑块的位置,以通过量取曲柄的转动的角度而确定凸轮近休止角的无锡太湖学院学士学位论文角度,以及推程角,回程角。具体做法如下1先在离点B为100mm的地方作点B2过点B作直线AB交圆O于点A,并使ABAB3连接OA,则OA,AB为曲柄以及连杆在当滑块离最大推程距离为100mm时的位置。因为要求推头的轨迹在abc段内实现平推运动,因此即凸轮近休止角应为曲柄由A转动到A的角度,从图上量取,261OAA,即凸轮的近休止角为180261sOAA。因为题目对推头在返程cdea段的具体线路形状不作严格要求,所以可以选定推程角,远休止角,回程角的大小。现选定推程角为6o,回程角6s,远休止角18039o。图25连杆的运动简图推头回程向下的距离为30mm,因此从动件的行程H30mm。由选定条件近休止角为180261s推程角为6o回程角为6s远休止角为18039o,h50mm,基圆半径为0r60mm,从动杆长度为120mm,滚子半径为r10mm。参考文献连杆机构设计7画法几何及机械制图8后,通过CAD软件画出凸轮轮廓线及机构简图如下图包装机推包机构设计9图26凸轮的外形2.2.2校核各杆的压杆稳定性校核各杆中最长杆即可,若最长杆满足抗弯强度要求,则其他杆更满足强度要求。各杆中最长杆是1L467mm,规定压杆的稳定安全因数为stn10,由材料力学9P293页公式压杆的临界力为crF22EIL钢的材料E210GPa,I464D40.016481064,则crF22EIL29822101010640.396678.8NncrFF6678.8/3.292030stn,所以所设计的各杆满足抗弯强度的要求。2.2.3校核各杆的强度各推杆采用圆形截面,D取为10mm,用45钢,由机械设计课程设计指导书10表27P25查得45钢的抗拉强度b600MPa,s355MPa,由材料力学9公式(2.12)P29Aπd2/4≥F/σ代入数据求得d≥0.8104m所以所选杆的直径满足要求。2.2.4校核凸轮的强度由机械设计11表8.3P150选取凸轮的材料选为45钢,调质220260HBS,limH2HBS70MPa,与其对应的推杆表面淬火4045HRC。由机械设计11P152页公式11189.8nHHPTcFLr式中nF,凸轮的法向压力,本设计中,由设计数据知凸轮上所承受的所有物重约为6N,考虑其他因素如导杆上下滑动时摩擦等,取Fn20N无锡太湖学院学士学位论文c凸轮实际轮廓上接触点处的曲率半径,c80mmrr滚子半径,10mmL从动件接触端滚子与凸轮的接触宽度,20mmlimHNRHPHZZSlimH凸轮副材料接触疲劳强度极限应力,取limH72MPaNZ寿命系数,取为1RZ表面粗糙度系数,取RZ1HS安全系数,取HS1.1limHNRHPHZZS65.45MPa代入数据可得σH63.66MPa40的减速器。单级减速器的传动比如果过大,则其外廓尺寸将很大。二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式等数种。展开式最简单,但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置,因而将使载荷沿齿宽分布不均匀,且使两边电动机联轴器高速轴低速轴包装机推包机构设计11的轴承受力不等。为此,在设计这种减速器时应注意1轴的刚度宜取大些2转矩应从离齿轮远的轴端输入,以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀3采用斜齿轮布置,而且受载大的低速级又正好位于两轴承中间,所以载荷沿齿宽的分布情况显然比展开好。这种减速器的高速级齿轮常采用斜齿,一侧为左旋,另一侧为右旋,轴向力能互相抵消。为了使左右两对斜齿轮能自动调整以便传递相等的载荷,其中较轻的龆轮轴在轴向应能作小量游动。同轴式减速器输入轴和输出轴位于同一轴线上,故箱体长度较短。但这种减速器的轴向尺寸较大。圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的范围可从很小至40000kW,圆周速度也可从很低至60m/s70m/s,甚至高达150m/s。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷,有利于改善受力状况和降低传动尺寸。设计双驱动式或中心驱动式齿轮传动时,应设法采取自动平衡装置使各对齿轮副的载荷能得到均匀分配,例如采用滑动轴承和弹性支承。圆柱齿轮减速器有渐开线齿形和圆弧齿形两大类。除齿形不同外,减速器结构基本相同。传动功率和传动比相同时,圆弧齿轮减速器在长度方向的尺寸要比渐开线齿轮减速器约30%。2圆锥齿轮减速器它用于输入轴和输出轴位置布置成相交的场合。二级和二级以上的圆锥齿轮减速器常由圆锥齿轮传动和圆柱齿轮传动组成,所以有时又称圆锥圆柱齿轮减速器。因为圆锥齿轮常常是悬臂装在轴端的,为了使它受力小些,常将圆锥面崧,作为,高速极山手面锥齿轮的精加工比较困难,允许圆周速度又较低,因此圆锥齿轮减速器的应用不如圆柱齿轮减速器广。3蜗杆减速器主要用于传动比较大j10的场合。通常说蜗杆传动结构紧凑、轮廓尺寸小,这只是对传减速器的传动比较大的蜗杆减速器才是正确的,当传动比并不很大时,此优点并不显著。由于效率较低,蜗杆减速器不宜用在大功率传动的场合。蜗杆减速器主要有蜗杆在上和蜗杆在下两种不同形式。蜗杆圆周速度小于4m/s时最好采用蜗杆在下式,这时,在啮合处能得到良好的润滑和冷却条件。但蜗杆圆周速度大于4m/s时,为避免搅油太甚、发热过多,最好采用蜗杆在上式。4齿轮蜗杆减速器它有齿轮传动在高速级和蜗杆传动在高速级两种布置形式。前者结构较紧凑,后者效率较高。通过比较,我们选定圆柱齿轮减速器。2.4电动机的选择2.4.1初步确定负载推力假设物体重是20kg,摩擦系数为0.5,则外力为100N。稳定运转下凸轮主轴所需功率kwwFVP017.095.16100098.156.81000凸无锡太湖学院学士学位论文凸轮主轴转速为12r/min凸轮主轴上的转矩mNnP53.13129550017.09550凸凸初选联轴器为弹性柱销联轴器和凸缘联轴器,滚动轴承为滚子轴承,传动齿轮为闭式软齿面圆柱齿轮,因其速度不高,选用7级精度GB1009588,则机械传动和摩擦副的效率分别如下弹性柱销联轴器10.99滚子轴承20.98闭式圆柱齿轮(7级)30.98所以,电动机至工件主轴之间的总效率为总0.990.980.980.980.980.980.877所以电动机所需功率为kwPPd02.0877.0017.0总凸合理的选择电动机是正确使用的先决条件。选择恰当,电动机就能安全、经济,选择得不合适,轻者造成浪费,重者烧毁电动机。选择电动机的内容包括很多,例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等,但是结合农村具体情况,需要选择的通常只是功率、转速、防护形式等几项比较重要的内容,因此在这里介绍一下电动机的选择方法及使用。2.4.2电动机选择步骤电动机的选择一般遵循以下三个步骤2.4.2.1型号的选择电动机的型号很多,通常选用异步电动机。从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动机两种。常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中型异步电动机。绕线式的有JR、JRO2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式异步电动机。从电动机的防护形式上又可分为以下几种1防护式。这种电动机的外壳有通风孔,能防止水滴、铁屑等物从上面或垂直方向成45º以内掉进电动机内部,但是灰尘潮气还是能侵入电动机内部,它的通风性能比较好,价格也比较便宜,在干燥、灰尘不多的地方可以采用。J系列电动机就属于这种防护形式。2封闭式。这种电动机的转子,定子绕组等都装在一个封闭的机壳内,能防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部,但它的密封不很严密,所以还不能在水中工作,JO系列电动机属于这种防护形式。在农村尘土飞扬、水花四溅的地方(如农副业加工机械和水泵)广泛地使用这种电动机。
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