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偏心导杆调速器设计【带PROE三维】【7张图纸】【优秀】

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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

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1本课题的研究内容和意义1

1.2国内外的发展概况1

1.3本课题应达到的要求2

1.4 本课题的主要研究内容发展趋势2

1.5设计的目的和意义3

2 总体方案设计5

2.1 主要组成结构5

2.2 工作原理和工作过程概述5

3 方案设计、分析和比较8

3.1 调速器的整体分析8

3.2 偏心导杆调速器原理分析8

3.3 设计方案的制定10

4 调速器主要部件12

4.1 无级调速器综述12

4.2 偏心导杆主动、从动链轮13

4.3 偏心导杆连杆13

4.4 滑块14

4.5 曲柄14

4.6 主动链轮承力轴15

4.7 主动链轮定位轴15

4.8 从动链轮定位轴16

4.9 壳体支架16

4.10 上、下锥形齿轮17

4.11 带柄螺母17

4.12 手柄18

4.13 手柄垫块18

4.14 滚动轴承19

5 偏心导杆调速器的相关计算20

5.1 偏心导杆调速器的主要要求20

5.2 链轮参数的相关计算20

5.2.1 链轮失效形式20

5.2.2 相关计算20

5.3 调速器的主动系统21

5.4 轴的相关计算21

5.4.1 轴的计算21

5.4.2 主轴上键的强度校核22

5.4.3 轴承的校核及总表22

5.5 轴承的相关计算24

5.5.1 轴承选用24

5.5.2 轴承失效形式24

5.5.3 轴承的寿命计算24

5.6 斜齿轮的相关计算24

5.6.1 齿轮的失效形式24

5.6.2 斜齿轮的相关计算25

6 结论与展望27

6.1 结论27

6.2 不足之处及未来展望28

致谢29

参考文献30

1 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1.3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。

偏心导杆调速器设计.jpg

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内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目偏心导杆调速器 2、专题二、课题来源及选题依据本课题来源于生产实际，由于在工作过程中水轮机、汽轮机、包装机等其输出力矩不能自动适应本身的载荷变化，因而需要设置调速器。中国包装机械在产品开发、性能、质量、可靠性、价格、服务等方面在与进口的竞争中处于劣势,抵挡不了进口产品的大量涌入。每年的进口设备，大都是国内不能制造或达不到使用技术要求的技术含量高的或大型的设备。中国包装机械的技术水平较低，在产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争力处于劣势，因此我国必须采取强有力的措施，以进一步加快包装机械发展速度，赶超世界先进水平。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左右，语句通顺、流畅、准确; 了解偏心导杆调速器的工作原理；根据具体结构和加工要求，拟定分析设备设计方案；绘制整套零件图，装配图；用Pro/e进行三维造型，画出三维总装图；撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。上机时数不少于200小时，整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论的正确性。四、接受任务学生：机械94 班姓名赵操超五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年 11月12日无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：偏心导杆调速器信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2012年 11月12日课题来源自拟题目科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义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。水轮机、汽轮机、燃气轮机和内燃机等与电动机不同，其输出的力矩不能自动适应本身的载荷变化，因而当载荷变动时，由它们驱动的机组就会失去稳定性。这类机组必须设置调速器，使其能随着载荷等条件变化，随时建立载荷与能源供给量之间的适应关系，以保证机组作正常运转。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。其中应用最广泛的是机械式离心调速器。而以测速发电机或其他电子器件作为传感器的调速器，已在各个工业部门中广为应用。调速器的种类很多，按其工作原理的不同可分为机械式、气动式、液动式、机械气动复合式和电子式等多种形式。目前应用最广泛的当属机械式调速器，其结构简单、工作可靠、性能良好。偏心导杆调速器也属于机械式调速器。（2）偏心导杆调速器的研究状况及其发展前景目前中国从事自动调速器生产的企业共有20多家，根据这些企业的已建产能和在建产能统计，2015年中国自动调速器产能将达到775万台。解放初期，我国调速器事业一片空白，几乎从零开始，大部分产品从苏联购买，少量制造亦是照搬苏联图纸生产。5060年代，我国调速器大部分系机械液压型调速器。在大跃进年代，当时的水利水电科学研究院、哈尔滨电机厂等单位曾联合研制了我国第一台调速器，并安装在广东从化流溪河水电站运行了一段时间。60年代初，当时的水利水电科学研究院、天津电气传动设计研究所、长江流域规划办公室等单位联合研制了我国第一台晶体管电液调速器，并在湖北陆水试验电站运行了相当长一段时间。70年代至80年代初，新建的大中型水电站较多地采用了电子管、晶体管或小规模集成电路电液调速器，一些小型水电站也少量采用了电液调速器，此阶段可算是机械液压调速器与电气液压调速器并重。但电气液压调速器由于所选用的主要电子元件组件质量不过关，其长期使用的可靠性普遍较低。研究内容1. 阅读外文资料，翻译与所学专业或课题相关的外文文献5000字左右，语句通顺、流畅、准确；2了解偏心导杆调速器的工作原理；3根据具体结构，拟定分析设备设计方案；4绘制整套零件图，装配图；5. 用Pro/E进行造型，装配后进行运动仿真；6. 撰写论文，要求符合本科论文的格式要求，语言简洁、流畅、层次分明。上机时数不少于200小时，整个毕业设计过程的技术工作要严谨、灵活、工作要有主动性，计算方法、计算的程序、计算结果、结论要正确。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析偏心导杆调速器主要由锥齿轮、主动链轮、从动链轮、导杆、曲柄、滑块、标尺、等部分组成。其工作原理是：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。先松开带柄螺母，然后转动手柄对照标尺进行调节，调节完毕后，再将带柄螺母重新固紧。可行性分析：通过各主要部分系统的确定，主要问题可以解决。细节问题也可以方便的处理，总的来说，此方案的可行性没有问题。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月25日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月5日：填写毕业实习报告。2013年3月8 日-2013年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日：绘制二维零件图。2013年4月12日-2013年4月25日：绘制三维图。2013年4月26日-2013年5月20日：毕业论文撰写和修改工作。预期成果：明确偏心导杆调速器预期达到的性能指标和工作路线。总体方案的设计，可行性的分析。偏心导杆调速器的初步设计，总体结构的设计，各部件的参数设计。强度计算，分析验证,优化设计。完成二维图和三维图的绘制。完成三维总装图的动态展示。完成设计说明书。特色或创新之处偏心导杆调速器属于常用的机械式调速器，其结构简单、加工方便、安全性高。其特色在于能按刻度调节速度的大小，寿命长，不易损坏。已具备的条件和尚需解决的问题各类资料比较齐全查阅方便；偏心导杆调速器已有类似的产品可以参考。锥齿轮的计算，轴承的寿命，标尺的刻度等等。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：偏心导杆调速器设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：） 2013年5月25日III无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）偏心导杆调速器设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械94 学号： 0923188 作者姓名： 2013 年 5 月 25日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AbstractThis graduate design thesis mainly elaborates the design of the eccentric rod speed governor. Automatic regulating device to reduce some machines aperiodic speed fluctuation for governor. Can make the machine speed to maintain constant value or is close to the set value. Theory and design of the governor, is the research content of mechanical dynamics. A lot of governor type. Eccentric rod governor is a mechanical governor. The governor is a kind of angular speed change mechanism. It is a periodic output variable angular velocity motion, can be used in packaging machine sealing and cutting props transmission.Eccentric rod governor is mainly composed of shank nuts, bevel gear, a handle, a guide rod, screw, a crank, slider, a driving sprocket, a driven sprocket etc. This paper first analyzed the working principle of the equipment, determine the overall plan, system determines the related calculation of eccentric rod governor; second is to structure design of eccentric rod governor, draw the part drawing; finally sorted data, writing the design description. Key words: eccentric rod;governor; crank;slider 目录摘要IIIAbstractIV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215.4 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29参考文献30III偏心导杆调速器1 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。5060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。1.3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。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。 (5)通过编写说明书，培养学生表达、归纳、总结的能力。2 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。 (2)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与主动链轮的输入角速度之比来表示： K称角速度变化系数，它由导杆所处的工作位置、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：调速器的曲柄转动半径R是固定的导杆位置视工作情况选定后角速度变化系数K就由偏移量决定（参见下图曲线图）。图2.3 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=0，此时产品包装长度和偏移量可以从下式推算：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。 3 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3-2 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3-2a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3-2c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3-2e曲柄滑块机构简图)。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3-3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3-3的曲柄滑块机构），当OA=AB时，除D点(AD=AB)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3-4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。图3.4 曲柄滑块机构运动特性3.3 设计方案的制定图 3-5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。4 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4-2偏心导杆调速器所示：图4.2 偏心导杆调速器本篇论文将重点阐述偏心导杆调速器。4.2 偏心导杆主动、从动链轮链轮是偏心导杆调速器中的主要传动部件之一，偏心导杆调速器通过主动链轮接收恒定转速、承载压力，而后再传递给变速机构，最后又由从动链轮输出转速、压力，而链轮齿数选用的一般原则：齿或以上一般用于中高转速、正常工作条件下运行的主动链轮。链轮的带式输片齿轮节上的绳子或链条节距精确的啮合块是一种固体或齿轮与轮辐（滚子）链啮合传递运动。被广泛应用于化工，纺织机械，食品加工，仪器仪表，石油和其他行业如机械传动链轮。仅用于细间距齿链轮。或超过23齿齿轮的影响的情况下，建议。当该比值较低时，具有大量的齿链轮链条第i旋转的量可以大大减少，链条的拉伸负荷和轴承负荷。本篇论文采用齿传动链轮。如图所示4-3所示。图4.3 偏心导杆调速器主动、从动链轮4.3 偏心导杆连杆连杆是偏心导杆调速器中的主要传动部件之一，在整个曲柄滑块连杆机构中，连杆是转动副，它把主动链轮的压力传递给滑块，又通过滑块的作用而带动曲柄活动，最后传给从动链轮。连杆在工作中承受载荷。在工作过程中，连杆受变压力的作用和惯性力的作用；连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。在连杆部件的大，小头两端设置了去不平衡的质量的凸块，以便于在称重后切除不平衡质量，连杆大，小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹，安放等要求，连杆大，小头的厚度相等（基本尺寸相同）。连杆的作用是把主动链轮与曲柄联接起来。因此，连杆的加工精度将直接变速器的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）：连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。如图所示4-4所示。图4.4 偏心导杆调速器连杆4.4 滑块滑块是偏心导杆调速器中的主要传动部件之一，在整个曲柄滑块连杆机构中，滑块是移动副，用移动副来实现不同的线速度转换从而达到角速度的变化。滑块是连接连杆和曲柄的纽带，起到至关重要的作用。如图所示4-5所示。图4.5 偏心导杆调速器滑块4.5 曲柄曲柄是偏心导杆调速器中的主要传动部件之一，在整个曲柄滑块连杆机构中，曲柄是转动副，用转动副来承载滑块传递的转速和压力，从而把变角速度传递给从动链轮。如图所示4-6所示。图4.6 偏心导杆曲柄4.6 主动链轮承力轴主动链轮承力轴是偏心导杆调速器中的传载速度和压力的重要部件之一，通过它把速度和压力传递给连杆。如图所示4-7所示。图4.7 偏心导杆主动链轮承力轴4.7 主动链轮定位轴主动链轮定位轴是偏心导杆调速器中的传载速度和压力的重要部件之一，通过它对主动链轮及连杆进行定位。如图所示4-8所示。图4.8主动链轮定位轴4.8 从动链轮定位轴从动链轮定位轴是偏心导杆调速器中的传载速度和压力的重要部件之一，通过它对从动链轮及曲柄进行定位，同时也和丝杠配合调整曲柄的偏心距。如图所示4-9所示。图4.9从动链轮承力轴4.9 壳体支架壳体支架是偏心导杆调速器中的传载速度和压力的重要部件之一，通过它对定位轴及螺栓进行定位，从而支架与地面进行焊接。如图所示4-10所示。图4.10壳体支架4.10 上、下锥形齿轮上下锥形齿轮是调节偏心距的重要部件之一，手柄的旋转力通过该锥形齿轮传递给丝杠，从而达到调节从动链轮的水平高度达到调节偏心距的作用。如图所示4-11所示。图4.11上下锥形齿轮4.11 带柄螺母从动链轮定位轴是偏心导杆调速器中的传载速度和压力和调节偏心距的重要部件之一，平时它起到锁紧的作用，在要调节偏心距的时候，需要掰动手柄螺母，然后再利用手柄调节。如图所示4-12所示。图4.12带柄螺母4.12 手柄手柄是偏心导杆调速器中的调节偏心距的重要部件之一，平时不参与调速的作用，但在要调节偏心距的时候，需要使用该手柄，然后对照标尺，调节到想要的偏心距。如图所示4-13所示。图4.13手柄4.13 手柄垫块手柄垫块是偏心导杆调速器中的调节偏心距的重要部件之一，平时不参与调速的作用，但在要使用手柄调节偏心距的时候，手柄垫块可以支撑手柄。如图所示4-14所示。图4.14手柄垫块4.14 滚动轴承滚动轴承是偏心导杆调速器中的传载速度和压力的重要部件之一，通过它对从动链轮及曲柄进行支撑定位，同时也和丝杠配合调整曲柄的偏心距。如图所示4-15所示。图4.15滚动轴承5 偏心导杆调速器的相关计算5.1 偏心导杆调速器的主要要求参考的各种调速器的参数，结合设计要求，确定该减速机的主要内容如下： (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。5.2 链轮参数的相关计算5.2.1 链轮失效形式链传动的主要失效形式有以下几种： (1)链板疲劳破坏链在松边链紧张和紧边张力下反复，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳失效。正常的润滑条件下，疲劳强度是有限的承载能力的链传动的主要因素。 (2)滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定的周期数辊，套筒会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。 (3)销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。 (4)链条铰链磨损铰链磨损链变长，俯卧或跳牙掉了链子。开放带动，环境条件或润滑不良，密封铰链时，可以很容易造成磨损，从而大大降低了链条的使用寿命。 (5)过载拉断这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。5.2.2 相关计算齿顶圆直径：（5.1）（5.2）分度圆直径：（5.3）齿顶圆(外径)：（5.4）分度圆直径：（5.5）齿根圆直径：（5.6）注：p 链条节距； z 链轮齿数；链条滚子直径；链轮型号：包含非标链轮（根据客户图纸定制），标准链轮（美标和公制）。5.3 调速器的主动系统由调速器的主轴转速范围和变速方式，可以选择步进电机来实现。因此该偏心导杆调速器的主传动路线为：输入转速主动链轮主动链轮承力轴连杆滑块曲柄盘从动链轮。5.4 轴的相关计算5.4.1 轴的计算 (1)选择轴的材料及热处理轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：轴的强度、刚度及耐磨性要求；轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；轴的材料来源和经济性等。轴常用材料为碳素钢，合金结构钢比低价格，低应力集中敏感性，可热处理以提高其整体性能，良好的加工，它是使用最广泛的，通用轴，多用途碳含量为0.250.5的碳钢。根据偏心导杆调速器的工作强度，选择优质碳素钢45钢，调制处理。 (2)主轴输出功率，转速，转矩计算：根据输入转速和输入功率计算转矩：（5.7） (3)轴的最小直径计算：计算公式为：（5.8）则（5.9） (4)轴的结构设计：拟定轴上的零件装配方案，见图5-1：图5.1 轴上零件的装配方案 (5)轴的强度校核：按扭矩强度条件计算，公式如下：（5.10）（5.11）则其他各段也符合要求。根据连杆的要求确定连杆最大长度和厚度，见图5-2。图5.2主轴结构设计5.4.2 主轴上键的强度校核根据主轴设计，键所在轴的直径为24mm，查机械设计手册（摘自GB/T1095-2003，GB/T1096-2003)选取键的尺寸选定为，普通平键连接的强度条件为：（5.12）式中： T传递的转矩，单位为Nmm； k键与轮毂键槽的接触高度，k=0.5h，h为键的高度，单位为mm； l键的工作长度，圆头平键l=L-b，平头平键l=L，单圆头平键l=L-b/2，L为键的长度，b为键的宽度，单位均为mm； d轴的直径，单位为mm； p键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为。 5.4.3 轴承的校核及总表从理论上讲该轴承应该是不承受载荷，但考虑到电机在高速离心力的作用力下会有变形，但也只有进行模态分析和相关有限元计算才能计算出改变形，不属于该论文范畴，所以未进行实际的校核。该论文轴承的目的是为了保护旋转轴的磨损程度小一点。具体结果见总表: 总表5-1：轴系直径及键的选取及校核序号名称符号单位计算依据及结果计算结果1功率HkW已知1.50 2转速rr/min已知3000 3轴系抗拉强度UN/mm2已知570 4影响因素c1560 5影响因素c2160 6影响因素KS1.00 7计算轴系直径Dsmm7.27 8键处轴系直径rmmmKnown24 9轴系抗拉强度YSN/mm2Known570 10键抗拉强度YKN/mm2Known570 11键的剪切面积Amm23.13 12键的尺寸BLHmmBLA6845.5 轴承的相关计算根据，查机械设计手册得：基本额定动载荷： KN 静载荷： KN轴承代号 62055.5.1 轴承选用轴承选用深沟球轴承，其主要性能和特点：主要承受径向载荷，也可同时承受较小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏差量816，大量生产，价格最低。5.5.2 轴承失效形式滚动轴承的正常失效形式是内外圈滚道或滚动体上的点蚀破坏。这是在安装、润滑、维护良好的条件下，由于大量重复的承受变化的接触应力所致。单个轴承，其中一个套管圈或滚动体首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数成为轴承的寿命。轴承的点蚀破坏后，在运转时通常会出现比较强烈的震动、噪音和发热现象。5.5.3 轴承的寿命计算在实际计算时，用小时数表示寿命比较方便。轴承基本额定寿命为：（5.13）式中：-轴承基本额定寿命，单位h； - 轴承的转速，单位； C- 轴承基本额定动载荷，单位N； P- 当量动载荷，单位 N； - 为指数，球轴承时，滚子轴承时。 5.6 斜齿轮的相关计算 5.6.1 齿轮的失效形式 (1)轮齿折断轮齿折裂有许多形式，在正常工作条件下，主要的齿根弯曲疲劳断裂，因为在负荷下的齿根弯曲处产生的最大应力，附加的齿根过渡段的突变和处理标记的横截面的齿引起的应力集中的效果，重复出现时，在负载下齿，齿根疲劳裂纹的产生，并逐渐扩大，造成齿疲劳断口。5 (2)齿面磨损在齿轮传动装置中，在轮齿表面的工作，也可以是各种不同条件下的不同的形式，如啮合的齿面时，磨蚀性的物质（如砂石，铁等），齿面的磨损下降的磨损和逐渐招致废料，这种磨损称为磨粒磨损，它是开式齿轮驱动器的主要故障模式之一，使用封闭齿轮的齿面的最有效的方法，以避免磨损。5 (3)齿面点蚀齿面点蚀疲劳损伤的现象，在润滑良好的封闭齿轮的齿面点蚀，常见故障，大多是所谓的齿面点蚀材料在压力下改变接触，因疲劳而产生点蚀损坏现象最早出现牙齿不添加表面点蚀只有针尖大小，如改善工作条件，挖坑将逐步扩大，甚至吃了几个点，并最终在牙齿表面形成一个明确的损害。5 (4)齿面胶合高速重载齿轮传动（如飞机发动机主传动齿轮减速机），瞬时高温润滑齿面之间的压力差，当瞬时温度过高，两啮合齿面上会出现的现象，因为粘在一起这个时候的两个齿面相对滑动相接合部再次招致撕裂，称为胶合时，齿面的瞬时传输温度越高，越大的相对滑动速度的地方，更容易产生胶合。5 (5)塑性变形永久变形的塑性变形是指一大类齿轮失效模式，这是确定的齿轮材料的状态产生过大的应力，得到的塑性变形的塑性流动体所形成的齿或牙通常发生在低硬度齿轮，但在重负载下，高硬度的齿轮会出现。5 5.6.2 斜齿轮的相关计算由齿轮传动的强度计算，可确定齿轮的主要尺寸，如模数，齿数，齿宽，螺旋角，节圆直径等，和齿圈，轮辐，轮毂等的结构和尺寸中，通常由结构设计。齿轮和齿轮的几何形状，坏的头发，材料，结构设计的处理方法，要求和经济及其他因素。的齿轮的结构设计中，必须考虑上述因素。一般按直径的齿轮，选择适当的结构，然后在结构设计。斜齿轮的几何尺寸计算：只要直齿圆柱齿轮的几何公式的每个参数作为参数，它是完全适用于平行轴斜齿轮几何标准计算，具体计算公式如下：表5-2 标准斜齿轮几何计算公式名称符号公式分度圆直径d基圆直径齿顶高齿根高全齿高h齿顶圆直径中心距a 从表中可以看出，斜齿轮传动的中心距与螺旋角有关。当一对斜齿轮的模数、齿数一定时，可以通过改变螺旋角的方法来凑配中心距。6 结论与展望6.1 结论根据本片篇论文的分析，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满足了下面的要求： (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。该设计只是针对偏心导杆调速器的机械结构部分进行了相关的设计计算和三维建模，而在曲柄的速度变化曲线还需要进一步的补充。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。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。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。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

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