香皂包装机构设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 编号： 设计说明书 题 目 ： 香皂包装机构设计 院 （系） ： 机电工程学院 专 业 ： 机械设计制造及其自动化 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 职 称 ： 副 教 授 2012 年 7 月 2 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 目 录 1. 香皂包装机设计任务书 . 1 程设计要求 . 1 能要求 . 1 始数据和设计要求 . 1 皂包装机设计参数 . 1 皂包装机设计任务 . 1 2. 香皂包装机传动方案 . 2 . 2 . 3 机类型和结构形式 . 3 机容量选择 . 3 . 5 传动 . 5 传动 . 5 速箱 . 6 齿轮 . 7 3. 传动零件的设计计算 . 8 带传动计算 【 1】 . 8 轮计算 . 11 的计算 . 18 承计算 . 23 、螺纹和联轴器的计算 . 24 的计算 . 24 纹的计算 . 26 轴器的计算 . 27 4. 箱体结构设计及润滑 . 28 5. 设计总结 . 31 6. 参考文献 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 1. 香皂包装机设计任务书 程设计要求 能要求 实现对香皂的进料、包装、出料工作。 始数据和设计要求 生产率为每分钟 50。 皂包装机设计参数 生产率： 60 块 /分钟 香皂尺寸： 905035皂盒子尺寸： 956035香皂重量： 125g ( 上料器：长 500 约 6 块，待进入大约 100 块 进料带：长 1000约 11 块 出料带：长 500约 5 块 总计质量： 皂包装机设计任务 1、说明书一份（ 10000 字以上）； 2、所设计产品（或产品的某个部分）的装配图一张（ 幅绘制， 幅打印）； 3、有关键零件的零件图 4 张（绘制图幅根据需要选定， 幅打印）。注：如果 是 1 个人独立完成设计的，只需要关键零件的零件图 2 张 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 2. 香皂包装机传动方案 皂包装机传动方案分析 如图 示，是本次设计的香皂传动路线 示意图。香皂由最左端的上料器进入，经过筛选方向，不符合方向要求的滑落到回收箱中，等收集满后由人工回送到上料器上；符合要求的进入到进料传动链上，传动到了轮右边等待包装。包装盒在中部上料器内，用不完全轮抽出，经滚轮进入到设定位置，等待包装。包装完的香皂，被推到出料链轮上，被运送到设计位置。 如图 示，为本次设计的香皂包装机主要传动部分示意图。动力由电机输出，经减速箱，减速箱输出三种转速，分别为链轮、凸轮、不完全轮、抽纸轮等提供动力。然后，完成相应的预定设计动作。同时，由锥齿轮完成垂直轴的传动，由链轮完成 相距较远的两根轴的传动，由齿轮完成相距较近的和传动比要求较高的轴之间的传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 动机选择 机类型和结构形式 一般选用 Y 系列三项交流异步电动机。 Y 系列电动机具有高效、节能、噪声小、运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准（ 适用于无特殊要求的各种机械设备，如机床、鼓风机、运输机以及农用机械和食品机械。 所以，此处选用 Y 系列三项交流异步电动机。 机容量选择 由于工作机稳定（变化较小）载荷连续运转的机械，而且传递功率较小，故只需使电动机的额 定功率 于或稍大于电动机的实际输出功率 可以了。 电动机的输出功率 P 式中： 工作机所需输入功率（ R 传动装置总效率。 图 皂包装及传动部分示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 工作机所需功率 ）和运动参数（ v或 n）确定，即 1000 或 9550 推香皂推杆： 选择 10钢管， m3，则 推杆香皂总 m=m 动摩擦系数查表得 = 杆摆角2，则角速度 最大线速度为 推杆部分所需功率： 总效率： 321= 2 0 01 =理，可求得： 料链轮： 6 链条香皂总 最大线速度为 ，最大力取 F= 5/总链轮部分所需功率： 总效率： 0 02 进料链轮： 链条香皂总 m=6+m 2m=大线速度为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 链轮部分所需功率： 总效率： 321= 0 0 23 同理，可得： 出料链路所需功率： 34 1000 所以，电机所需 功率： 5 考虑到传动零件，如：齿轮、轴、链轮的转动惯量，以及各滑动、滚动摩擦副间的摩擦等诸多因素。 所以，选择电机： ( Y： Y 系列三相异步电动机（ 80M：机座号； 1：代表同一机座号和转速下不同的功率； 4:4 级电机，同步转速 1500 转 /分 ) 电机转速： 同步转速 1500r/载转速 1390r/定功率是 皂包装机传动方案确定 传动 选取电机转速 n 电 动机 =1390r/据转速需要，拟通过带轮把转速降到 n 带轮=480r/可知带轮传动比 1： m 80 m 90 传动 进料链： 进料带轮带速： v=90s 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 链轮用于传输，功率、转速要求均不高，可直接选 08A1进行校核强度 。 节距 1： p=量 m3） 线速度 1： 1 ，则 20， p= 0,s 链轮直径 1： 18 0s 进料链： 进料带轮带速： =90s 链轮用于传输，功率、转速要求均不高，可直接选 08A 进行校核强度 。 节距： p=量 m） 线速度：100060 22 s，则 20， p= 0,s 链轮直径： 2180 速箱 转速需求： 合盖子机构转速及行程中： 第一步转速： n=1r/r/s=240r/二部转速： n=1r/r/s=240r/三步转速： n=1r/r/s=240r/四步转速： n=1r/r/s=240r/纸不完全轮： n=1r/s=80r/纸轮转速：为减少变速箱输出转速数取 n=4r/s 链轮转速：暂时选为 s，根据后面链传动设计在进行修正。 根据 分析，需要三种转速，分别为： n 合盖子 =240r/n 抽纸 =80r/n 链轮 =30r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 则： 一级传动比： 2m 4 0 m 8 021121 择 7，则 4。 二级传动比： 3m 0 m 4 032342 了减小减速箱体积，选择 7，则 1。 三级传动比： 38m 0m 043563 了减小减速箱体积，选择 8，则 8。 齿轮 此处采用锥齿轮传动，只改 变传动方向，所以，直接选择 z 锥齿轮 1=z 锥齿轮 2=17。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 3. 传动零件的设计计算 假设电机的输出功率不大于 算各个传动零件的尺寸强度，在进行校核功率是否大于 大于，则重新调整输出功率进行校核。 带传动计算 【 1】 1、确定计算功率 得工作情况系数 1.1 、选择普通 V 带的带型 根据带n=1390r/表 8用 Z 型 3、确定带轮的基准直径 1）初选小带轮的基准直径1 由表 8表 810 ）验算带速 。按式（ 8算带的速度： = 100060 11 = 100060 390190 m/s=m/s 因为 5m/s 30m/s，故带速合适。 3）计算大带轮的基准直径2式（ 8 带 290=261 据文献 3，圆整为 65 4、确定 V 带的中心距 a 和基准长度据式（ 8初定中心距0a=300 2）由式（ 8算所需的基准长度 0 02)()(2 3004 9036512690230022 1176文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 由表 8带的基准长度120 ）由式（ 8算实际中心距 a。 76111 1 2 03002 00 328式（ 8得中心距的变化范围为 311 361 、验算小带轮上的包角 1 1 90501283 02 6 1(1 8 1 8 0 12 6、计算带的根数 z 1）计算单根 V 带的额度功率 由10 1390r/表 8：0P= 根据 1n =1390r/i = Z 型带，查表 8：0P= 查表 8：K=表 8： 是， 0 . 4 01 . 1 3 5 2 8()( 00 ）计 V 带的根 数 z 。 z = 2 根即可。 7、 计算单根 q =m，所以 F= 3. 5 5 2 3 1) 0 0) 0 0 22 应使带的实际初拉力0FF。 8、计算压轴力 3 . 7 52501s i i n)(201m i 带型 基准直径 /速v/m/s 基准长度 包角 最小压轴力 10 261 120 150o 2 3V 带相关参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 9、带轮结构设计 （ 1）带轮的材料 由于减速器的转速不是很高，故选用 。 （ 2）带轮的结构形式 V 带轮由轮缘、轮辐、和轮毂组成。根据 V 带根数 Z=2，小带轮基准直径10，大带轮基准直径261，小带轮选择腹板式，大带轮选择孔板式。 （ 3） V 带轮的轮槽 V 带轮的轮槽与所选用的 V 带的型号相对应； V 带绕在带轮上以后发生弯曲变形，使 V 带工作面的夹角发生变化。为了使 V 带的工作面与带轮的轮槽工作面紧密贴合，将 V 带轮轮槽的工作面的夹角做成小于 40 度，选择 38 度。 （ 4） V 带轮的技术要求 铸造、焊接或烧结的带轮在轮缘、腹板、轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔及气泡；铸造带轮在不提高内部应力的前提下，允许对轮缘、凸台、腹板及轮毂的表面缺陷进行修补；转速高于极限转速的带轮要做静平衡，反之要做 动平衡。 槽型 bd 2 380 3轮槽的截面尺寸 （ 5）带轮参数计算 轮毂宽度： 由于 12722 所以， 查表 5 37得： 取轮毂宽度为 L=45板厚度 1： 1/ 所以，取 S=C/=5毂孔径 d及 30333 0 0 0 0 00 d 查表 15 31可知： 若使用 40轴，则孔径可取 d=19的公差带可选 ( ， 0 5的宽度 b=6 )( 查表 8 117得；最小轮缘厚度 轮缘厚度取 =6文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 查表 5 37得： 板上空的位置 D1+=135径 5 轮计算 圆柱直齿数： 7， 41 1、选定齿轮类型、精度、材料、齿数 1）按表 10用直齿圆柱齿轮传动，选择 7 级精度。 2）由表 10择小齿轮材料为 40 质），硬度为 280齿轮 材料为 45 号钢（调质），硬度为 240者材料硬度相差为 40 3）齿： 7， 4（ i=2） 2、按齿面接触强度设计 由设计计算公式（ 10行计算。即 3 2Z( （ 1）确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 计算小齿轮传递的转矩。 电 轴承带 =T = = 480 =表 10取齿宽系数d=1. 查表 10材料的弹性影响系数 1 查表 10齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 1=600 齿轮的接触疲劳强度极限 2=550 由公式 10算应力循环次数。 1N =60 91 102 . 0 7 3 6)153 0 082(14 8 060 2N =109 查图 10接触疲劳寿命系数1 计算接触疲劳许用应力： 取失效概率为 1，安全系数 S=1，由式（ 10： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 1H 5 4 06 0 N i 2）计算 1）试算小齿轮分度圆直径入 H 中较小值。 3 221 )( )1( = 1 = ）圆周速度 v : v = 100060 11 nd t 0 . 58 61 00 060 4 802 3. 3 3）齿宽 b: b=d ）计算齿宽与齿高之比 模数 1 172 3 齿高 82 5）计算载荷系数。 根据 v=m/s， 7 级精度，查图 10动载系数； 直齿轮， 1 K； 查表 10使用系数 由表 10插值法查得 7 级精度、小齿轮相对于支承非对称布置时， 查图 10 故载荷 系数 K= 1 1 ）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 3311 41 72 3. 3 ）计算模数 m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 齿根弯曲强度设计 由式（ 10弯曲强度的设计公式为 3 2112 Fd （ 1）确定公式内的各计算数值 1）查图 10小齿轮的弯曲疲劳强度极限 1=500齿轮的弯曲强度极限2=380 2）查图 10弯曲疲劳寿命系数1 3）计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数 S=式（ 10： 11 = M P a M P 4）计算载荷系数 K 取齿形系数。 查表 10： 1 2插值法求得） . 6）查取应力校正系数 查表 10： 1 2插值法求得） 7）计算大、小齿轮的 加以比较。 11= Y 22= 69 64 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 大齿轮的数值大。 （ 2）设计计算3 2171 970 1 7 9 m=于计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度 计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的的模数 就近圆整为标准值 m=接触强度算得的分度圆直径1d =出小齿轮齿数 1z = 1z = 24 2z =2 24=48。 这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。 4、几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 1 =24 1=24 2 =48 1=48）计算中心距 2 48242 21 6 3）计算齿宽宽度 242411 db d取 4， 0。 直齿锥齿轮： 寿命为 5 年（每年按 300 天计算） 传动功率： P 锥 =齿轮用于转换方向 : 90 20 1、选择齿轮材料和精度等级 （ 1）查表 10择齿轮材料为 45 号调质钢，大小齿轮 都选择硬度为 250级为8 级。 （ 2）选齿轮齿数： 取 Z 锥 7=Z 锥 8=17， 传动比： U=78，转速： n 锥 =0 r/、按齿面接触疲劳强度设计 由齿面接触疲劳强度设计公式 3 212593 进行计算。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 1）选载荷系数 ）计算小齿轮传递的转矩 106 7106 0=N 3）由表选取齿宽系数 4）确定弹性影响系数查表 10 15）确定区域载荷系数标准直齿圆锥齿轮传动 ）由公式 10算应力循环次数。 00 30 1 (2 8 300 5)=107 00 30 1 (2 8 300 5)=107 7）查教材图 10线得接触疲劳强度寿命系数 ， ）查教材图 10接触疲劳强度极限应力 600， 00）计算接触疲劳许用应力 取失效率为 1%，安全系数 1H 5 5 86 0 K 5 5 i K 0）由接触强度计算小齿轮的分度圆直径 3 212593 = 3 2210 532 0 2 9 3 1 81 8 9 9 3 =105.1 1）计算齿轮的圆周速度 m /1 12）齿轮的使用系数载荷状况以均匀平稳为依据查表 10 .0 )=(图 10得 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 取 表 10轴承系数K=以由公式得 =触强度载荷系数 =3）按实际的载荷系数校正分度圆直径 3311 06.2 数：17 1 标准值 m= 4）则计算相关的参数： d1=7 d2=7 4511 1co 452 锥距：2122d 212221 85 22 =78 5）圆整并确定齿宽 圆整取 5 5 、校核齿根弯曲疲劳强度 1）确定弯曲强度载荷系数 =）计算当量齿数： 45co 4 45co 4 3）查表 10 1 2 2）计算弯曲疲劳许用应力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 由图得弯曲疲劳寿命系数 安全系数 图（ 10 40 40 脉动循环变应力确定许用弯曲应力 - K 111 = K 222 =）校核弯曲强度： 根据弯曲强度条件公式 22 111 进行校核： 122 1111 = 170 5 2 2 0 2 9 3 1 2 22 = 1F 222 2212 = 170 5 2 2 0 2 9 3 1 2 22 = 2F满足弯曲强度，所选参数合适。 经校核，其他齿轮均满足强度要求，同理可得： 表 3 3 齿轮传动参数 小齿轮 材料 硬度 热处理 精度 压力角 齿宽径毂毂宽L 第一组 40 80质 7 级 20o 30 第二组 40 80质 7 级 20o 35 第三组 40 80质 7 级 20o 50 第四组 45 250质 8 级 20o 18 表 3 4 小齿轮设计参数 齿轮 类型 传动比 i 设计齿数 z 校核齿数 z 模数 m 小齿轮 齿轮心距一组 直齿 2 17： 34 24： 48 1 30 60 45 第二组 直齿 3 17： 51 19： 57 7 第三组 直齿 8/3 18： 48 27： 72 08 四组 锥齿 1 17： 17 24： 24 5 105 105 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 大齿轮 材料 硬度 热处理 精度 压力角 齿宽径毂毂宽L 第一组 45 240质 7 级 20o 30 19 0 第二组 45 240质 7 级 20o 9 0 第三组 45 240质 7 级 20o 9 5 第四组 45 250质 8 级 20o 18 表 3 5 大齿轮设计参数 第三组齿轮参数计算 7： 根据轴颈计算，选择 9 于是，有： l=(.5)l 为了满足 V 带轮的轴向定位要求， 段右端需制出一轴肩，故 I 段直径9端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=42 据大带轮轮毂与轴的配合长度 8192)2 且为了保证轴端挡圈只压在大带轮上而不压在轴的端面上， 的长度应比 l 略短一些，故得 24 2 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承。按工作要求并根据 5取轴承代号 32905，其尺寸为 d D T=254212右端滚动轴承采用封油盘进行轴向定位（采用脂润滑）； 3 由于 22d=40以，取安装齿轮处的轴段 用齿轮轴，齿轮左端与左轴承之间采用轴套和封油盘定位。已知齿轮宽度为 30 常为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此处轴段应略小于轮毂宽度，此处使用齿轮轴则不必考虑。通常，齿轮另一端端采用轴肩定位，轴肩高度 。轴环宽度 ，此处取 b=30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 4 轴承端盖的总宽带为 20（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求 ，取端盖的外端面与大带轮右端面间的距离为20 取 0 。 5 取齿轮距箱体内壁之间距离 a =16虑采用脂润滑，轴承与箱体内壁间距 0知滚动轴承宽度 T=12轮轮毂长 30 至此，已初步确定轴的各段直径和长度。 3）轴上零件的周向定位 齿轮、 V 带轮、与轴的周向定位均采用圆头平键连接。按 d=19表 6平键截面 b h=66槽用键槽铣刀加工，查文献 1表 6 1，选择标准 超度系列，L=40时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合 ,查文献 7，选择配合为67动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 6m 4）确定轴上圆角和倒角尺寸 取轴倒角为 0452 ，各轴肩处的圆角半径见图。 （ 5）求轴上的载荷 做出轴的受力简图；作为简支梁的轴的支承距 1 2 . 2 56 4 . 54 7 . 7 532 做出轴的弯矩 图和扭矩图。大带轮的重量忽略不计。 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 4 1 9 0 1 1 ,6 9 21 弯矩 M 9 6 8 0 . 63 3 1 1 . 99 0 9 6 . 4 22 扭矩 T 表 3 6 轴上载荷分布 表 （ 6）按弯扭合成应力校核轴的强度 校核该轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的强度 。根据上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取 ，轴的计算应力 M P . 3 3 9 7 9 . 1 6 8 0 . 6)( 3 2222 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表 15 。因此 1，故安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 图 3 2 轴上载荷分布图 同理可得：第二根轴：选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表 15： 。因此 1，故安全。 第二根轴的装配方案如下图所示： 图 二根轴装配方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 第三根轴：选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表 15： 。因此 1 ，故安全。 第三根轴的装配方案如下图所示： 图 三根轴装配方案 第四根轴：选定轴的材料为 45 钢，调质处理，查表 15： 。因此 1 ，故安全。 第四根轴的装配方案如下图所示： 图 四根轴装配方案 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 轴 第一根轴 25 78 齿轮轴 25 18 23 39 19 43 第二根轴 14 55 15 20 齿轮轴 19 2 29 5 19 29 14 30 第三根轴 14 56 15 29 19 29 29 5 19 2 齿轮轴 14 30 第四根轴 14 55 15 20 19 35 29 5 19 14 30 表 3 7 各轴的结构 承计算 根据轴的直径，查文献 3，可知： 选择轴承代号 32905 的轴承，其尺寸为 d D T=254212、求两轴承所受的径向载荷 1 2由上表得： 1 3 6190 . 5 222121 2 3 4141 . 1 222222 2、求两轴承的计算轴向力12905 型轴承，查机械设计手册 e=承派生轴向力， Y 是对应 的 Y 值。 9 . 5 0. 12,5 3 . 0 2. 72 2211 因为外加轴向载荷为 0，且21 F ，所以1 3、计算轴承当量动载荷 21, 2 0 对轴承 1： X=1 Y=0 对轴承 2： X= Y=表 13得 0 2 . 7)5 3 . 902 0 2 . 71( 111 6 1 . 4)5 3 . 91 . 8 81 5 0 . 10 . 4( 222 4、验算轴承寿命 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 因为 21 ，所以按轴承 1 的受力大小验算 h 9310631016 104 . 7)2 0 2 . 75 5 8 00(4806010)(6010 预期使用寿命 6 0 0 0243 0 05h ，所以： h 故所选轴承满足寿命要求。 5、滚动轴承的润滑 1）润滑方式的选择 滚动轴承的润滑方式，通常根 据速度因数 （ d 为