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自动穿串机设计【6张CAD图纸和说明书】

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从动轴-A2.dwg
减速器装配图-A0.dwg
小带轮-A3.dwg
穿串机装配图-A0.dwg
载物台-A1.dwg
齿轮-A3.dwg
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自动 穿串机 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单
资源描述：

自动穿串机适用于新型食品加工行业。目的是研制一种自动穿插机构，能够代替手工

劳动， 提高工作效率， 降低劳动强度。 本文针对传动系统， 进给机构及自动控制系统设计。

并对所用的齿轮传动和轴进行计算。本产品采用电动机带动，通过各系统的相互协作，实

现穿插动作。本机构是在食品装料机械的基础上设计的。此机构具有结构简单、体积小、

成本低的优点。

设计要求完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。

入料选用排序机构，动力源的选定选用电动机，传动系统采用 V 带传动、齿轮传动、

连续传送机构，执行机构采用插签机构、压盘装置，落料机构一个挡棒和盘子。



关键词自动穿插；传动系统；自动控制系统


Abstract


Automatic wear string machine is suitable for new food processing industry. Purpose is to

develop a kind of automatic thrust institution, can replace manual labor, improve work efficiency

and reduce labor intensity. Based on transmission system, lathe and automatic control system

design. And on the gear and axis. This product adopts motor driving through the cooperation and

realizing the system into action. The agency is in charge of food machinery based on the design.

The agency has simple structure, small volume, low cost advantage.

Complete the design requirements of power and selected, transmission system, actuators,

blanking institutions.

The ranking selection, the selected chooses motor, power transmission adopts the V belt

transmission, gear, continuous transmission, actuator adopts inserted sign institutions, pressure

plate blanking institution, a block sticks and plates.



Keywords automatically alternates, Transmission systems, Automatic control system


目录


1 绪论……………………………………………………………………………………………..1

1.1 序言 …………………………………………………...………………………………….1

1.2 自动穿串机的设计思路 ……………………………………………………………….1

2 自动穿串机各机构的选择及设计设计思路………………………………………………......2

2.1 入料机构的选择及设计 ……………………………………………………………….2

2.2 振动筛的设计………………………………………………………………………………2

2.3 穿插机构的设计 …………………………………………………………………….…..5

2.3.1 插签机构 ……………………………………………………………………………..5

2.3.2 压盘装置 ……………………………………………………………………………..5

2.4 落料机构的设计 ………………………………………………………………………...6

3 轴承的选定………………………………………………………………………………..…....7

3.1 概述 ………………………………………………………………………………………7

3.2 滚动轴承的主要类型、特点和代号…………………………………………………8

3.3 轴承的寿命计算 …………………………………………………………………….…10

3.3.1 滚动轴承的基本额定寿命 ……………………………………………………..…..10

3.3.2 基本额定动负荷………………..………………………………………………..…..10

3.3.3 寿命计算公式 …………………….………………………………………………....11

3.3.4 额定寿命的修正 ……………..………………………………………………..…..11

3.3.5 滚动轴承的当量动载荷 ……………………………………………………..…..11

3.3.6 角接触轴承的计算 …………...……………………………………………..…..12

3.3.7 主动轴轴承的校核……………………………..………………………………..…..12

3.3.8 从动轴轴承的校核………………………..……………………………………..…..13

4 传动机构设计………………………………………………………………………………....14

4.1 传动系统的选择 ……………………………………………………...…………..……14

4.1.1 带传动的类型和特点………………………..…………………………………..…..14

4.1.2 V 带传动的设计………………………..………………………………………..…..15

4.2 电动机的选择 ………………………………...……………………….....………………18

4.2.1 电动机类型和结构的选择………………………..……………………………..…..18

4.2.2 电动机功率的选择………………………..……………………………………..…..18

4.2.3 确定电动机转速………………………..………………………………………..…..18

4.2.4 电动机型号的确定………………………..……………………………………..…..18

4.3 齿轮传动的设计 …………………………....………………………...…………..……19

4.3.1 选择齿轮材料并确定许应应力………………………..………………………..…..19

4.3.2 按齿面接触强度设计计算 ………………………..……..……………………..…..19

4.4 传动装置运动、动力参数计算 ……………...………………………...………..………21

4.4.1 总传动比的确定 ………………………..……..…………………………..…..…..21

4.4.2 分配各级传动比 ………………………..……..………………………..……..…..21

4.4.3 计算各轴转速 ………………………..……..…………………………………...…..21

4.4.4 计算各轴的功率 ………………………..……..…………………..…………..…..21

4.4.5 计算各轴转矩………………………..……..……………………..………..…..21

4.4.6 传动装置运动、动力参数汇总表 ………………………..…………………..…..22

4.5 轴的设计计算 ……………...…………………………………………...……………..…22

4.5.1 输入轴的设计计算 ………………………..……..….……………..………..…..22

4.5.2 输出轴的设计计算………………………..…………………..………..…..25

4.6 输送机的设计 ……………...…………………………………………...……………..…26

5 减速器的选择………………………………………………………………………………....31

5.1 概述 ……………...………………………………………………..…...…………..……31

5.2 减速器的机构和附件的设计 …………...…………………………...……………..…31

5.3 减速器的润滑和密封 …………….........……………………………...…………..……32

结论…………………………………………………………...………………………………....33

致谢………………………………………………………………………………………...…....34

参考文献………………………………………………………...……………………………....35

附录……………………………………………………………………………...……………....36

附录 1 …………….........……………………………...............................…………..……47


1.1 序言




1 绪论




目前，许多生产食品串类的厂家，穿串的工序都是靠手工来完成的，手工穿串不仅

劳动强度大、生产效率低，食品串形状不规则，但是由于穿串耗费时间长，串类的食品极

其容易变质，从而难以达到食品卫生标准。因此，传统的手工操作存在的弊端是本设计有

待解决的难题。

有鉴于此，本实用新型的设计主要目的在于提供一种自动完成穿串，减少劳动力的投

入，提高生产效率高，可达到卫生质量要求的设备。

在我国的食品机械行业中，这类机械还是新型行业，主要用于一些小型机械。

1.2 自动穿串机的设计思路


自动穿串机要完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。


入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因

为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我

选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。


动力源是电动机， 自动穿串机虽然不是大型机器， 但是它对速度的要求还是很严格的，

在穿串的时候输送机是要停止输送的，然后进行穿串。最后考虑到缓冲加了个减速器。


传动系统首先是 V 带传动、齿轮传动、连续输送传动。带传动和齿轮传动不用多说。

连续输送机构采用的是凹槽形状的输送链。


执行机构就是插签机构。插签机构采用多排。因为工作需要一次达到 20 串，在插签

机构的上面有个压盘机构，大小和插签机构差不多大。压盘装置的齿和输送链上的齿结构

一样。面团在这两个齿的中间。


落料机构为设置在所述连续传送链上方的档棒。在面团到达传送链的末端有个档棒挡

住面团上的签，使穿好的面团掉落在下面的盘子中。


2 穿串机各机构的设计思路

2.1 入料机构的选择及设计


入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因

为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我

选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。

2.2 振动筛的设计


内容简介：
毕 业 设 计 (论 文 )图 书 分类 号：密 级：自动穿串机自动穿串机自动穿串机自动穿串机AUTOMATICWEARSTRINGMACHINE学 生 姓 名 周 文 娟学 院 名 称 机 电 工 程 学 院专 业 名 称 机械制造及其自动化指 导 教 师 刘 文 君201年 5月 25日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I摘要自动穿串机适用于新型食品加工行业。 目的是研制一种自动穿插机构， 能够代替手 工劳动， 提 高工作效率， 降低劳动强度。 本文针对传动系统， 进 给机构及自动控制系统设 计 。并对所用的齿轮传动和轴进行计算。 本产品采用电动机带动， 通过各系统的相互协作， 实现穿插动作。本机构是在食品装料机械的基础上设计的。此机构具有结构简单、体积小、 成本低的优点。 设计要求完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。 入料选用排序机构，动力源的选定选用电动机，传动系统采用 V带 传 动 、 齿 轮 传 动 、连续传送机构，执行机构采用插签机构、压盘装置，落料机构一个挡棒和盘子。关键 词 自动穿插；传动系统；自动控制系统徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )IAbstractAutomaticwearstringm achineisuitablefornewfoodprocesingindustry.Purposeistodevelopakindofautomaticthrustinstiution,canreplacem anuallabor,im proveworkeficencyandreducelaborintensity.Basedontransm isionsytem ,latheandautomaticcontrolsytemdesign.Andonthegearndaxis.Thisproductadoptsm otordrivingthroughthecooperationandrealizngthesytem intoaction.heagencyisinchargeoffoodm achinerybasedonthedesign.Theagencyhasim plestructure,sm alvolume,lowcostadvantage.Completthedesignrequirem ntsofpowerandselcted,transm isionsytem ,actuators,blankinginstiutions.Therankingselction,theselctedchoosesm otor,powertansm isionadoptstheVbelttransm ision,gear,continuoustransm ision,actuatoradoptsinsertdsigninstiutions,presureplateblankinginstiution,ablocksticksandplates.K eywordsK K K automaticalyalternates,Transm isionsytem s,Automaticcontrolsytem徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I目目目目录录录录1绪论 11.1序言 .11.2自动穿串机的设计思路 .12自动穿串机各机构的选择及设计设计思路 22.1入料机构的选择及设计 .22.2振动筛的设计 22.3穿插机构的设计 .52.3.1插签机构 52.3.2压盘装置 52.4落料机构的设计 .63轴承的选定 73.1概述 73.2滚动轴承的主要类型、特点和代号 83.3轴承的寿命计算 .103.1滚动轴承的基本额定寿命 103.2基本额定动负荷 103.3寿命计算公式 . 113.4额定寿命的修正 113.5滚动轴承的当量动载荷 113.6角接触轴承的计算 .123.7主动轴轴承的校核 123.8从动轴轴承的校核 134传动机构设计 144.1传动系统的选择 .144.1带传动的类型和特点 144.12V带传动的设计 154.2电动机的选择 .184.21电动机类型和结构的选择 184.2电动机功率的选择 184.23确定电动机转速 184.24电动机型号的确定 184.3齿轮传动的设计 .19徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I4.31选择齿轮材料并确定许应应力 194.32按齿面接触强度设计计算 194.传动装置运动、动力参数计算 .214.1总传动比的确定 214.2分配各级传动比 214.3计算各轴转速 .214.4计算各轴的功率 214.5计算各轴转矩 214.6传动装置运动、动力参数汇总表 224.5轴的设计计算 .224.51输入轴的设计计算 .224.52输出轴的设计计算 254.6输送机的设计 .265减速器的选择 315.1概述 .315.2减速器的机构和附件的设计 .315.3减速器的润滑和密封 .32结论 .33致谢 .34参考文献 .35附录 .36附录 1.47徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )11绪论1.序言 目前， 许多生产食品串类的厂家， 穿串的工序都是靠手工来完成的， 手工穿串不 仅劳动强度大、 生产效率低， 食品串形状不规则， 但是由于穿串耗费时间长，串类的食品 极其容易变质， 从而难以达到食品卫生标准。 因此， 传统的手工操作存在的弊端是本设计 有待解决的难题。 有鉴于此， 本实用新型的设计主要目的在于提供一种自动完成穿串， 减少劳动力的 投入，提高生产效率高，可达到卫生质量要求的设备。 在我国的食品机械行业中，这类机械还是新型行业，主要用于一些小型机械。1.2自动穿串机的设计思路自动穿串机要完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。 入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我 选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。动力源是电动机，自 动穿串机虽然不是大型机器，但是它对速度的要求还是很严格 的 ，在穿串的时候输送机是要停止输送的，然后进行穿串。最后考虑到缓冲加了个减速器。 传动系统首先是 V带传动、齿轮传动、连续输送传动。带传动和齿轮传动不用多说。连续输送机构采用的是凹槽形状的输送链。执行机构就是插签机构。插签机构采用多排。因为工作需要一次达到 20串，在插签机构的上面有个压盘机构， 大小和插签机构差不多大。 压盘装置的齿和输送链上的齿结 构一样。面团在这两个齿的中间。 落料机构为设置在所述连续传送链上方的档棒。 在 面团到达传送链的末端有个档棒 挡住面团上的签，使穿好的面团掉落在下面的盘子中。徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )22穿串机各机构的设计思路2.1入料机构的选择及设计 入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。2.振动筛的设计21振动筛的用途振动筛是利用振动的大小孔工作面将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机械。 筛 分工作一般适用于尺寸为 1300毫米或更细物料的分级。 当 用于分级时， 一 层筛 面可以获得两种产品；用 n层筛面分级，可得到 n+1种产品。振动筛除了用于分级之外， 还常用于物料的脱水， 即除去物料中的水分； 脱介，即 在筛机中用水清洗并回收重要介质微粒；振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。 22筛分的方法目前已在工业中获得应用的筛分方法， 有普通筛分法、 薄层筛分法、 概率筛分法、 等厚筛分法和概率等厚筛分法等。本设计只要介绍普通筛分法。 在工业部门中长期沿用的筛分法就是普通筛分法，这是一种中等料层厚度的筛分方法，在普通振动筛和共振筛中进行筛分就是利用这种筛分方法。它的特点如下。 （ 1）料层厚度一般为筛孔尺寸的 36倍。（ 2）筛面层数位 12层。（ 3）物料颗粒的透筛是在筛面连续振动的情况下按照筛孔的大小进行的。小于筛孔的物料颗粒在沿筛长方向运动的过程中， 不断透过筛孔； 而大于筛孔的物料颗粒沿筛面 方向移动，最后从筛面上方排出。徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )3图 1 -振动 筛（ 4）在一般情况下，筛孔尺寸与筛下面的最大颗粒尺寸有如下关系：对于圆孔，筛孔尺寸 a是筛下物做大颗粒尺寸 d的 1.31.4倍，即 a=1.31.4d；对于方形孔，边长a=1.11.13d；对于长方形孔，狭长边 a=0.70.8d。利用普通筛分方法对物料进行筛分， 物料的透筛过程进行的比较缓慢， 在筛长一定 的情况下， 该种筛分方法的筛分频率较低。 因此近十多年来， 不少国家的科技工作者对物 料筛分过的理论进程了许多研究， 相继提出了几种新的筛分发发， 这些发发对提高筛分过 程的质量和产量都有一定的实际价值。 23计算1.滑行指数的选择选取抛郑指数 D1，正向滑行指数 D1 。2.振动方向角的计算当摩擦系数 0=0.95时，摩擦角 0=4344，计算出C=D9sin(0+0)/Dksin(0-0)=0.5 0.33式（ 2.1）振动反方向角计算： =arctg(1-c)(1+c)0=1919 2756 式（ 2.2）当取 Dk=2.5时，振动方向角 =22。3.振幅的计算 =900 D9sin(0+0)/2ncos(0 ) 式（ 2.3）=15.36mm取 =15毫米。4.精算抛郑指数和正向滑行指数及反向滑行指数振动强度徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )4K=2n/900g=1.828式（ 2.4）抛郑指数 D=Ksin/cos0=0.6851有轻微的反向滑动。 5.计算滑始角与滑止角，确定滑行运动状态正向滑始角k0=k=arcsin1/DK0=24 式（ 2.8）反向滑始角 90=9=arcsin(-1/D90)=24633 式（ 2.9）根据滑始角 k0和 k，查得正向滑止角 0=233，因为 ， 058400h 预期寿命足够38从动轴轴承的校核（ 1）计算当量载荷 P1、 P2由机械设计课本 P280表 16-1查得 X=1， Y=0， p=1.5两轴承径向反力： Fr1=Fr2=1761.6N初选两轴承为角接触球轴承。 根据机械设计课本 P279（ 16-4）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5 (1 1761.6+0)=2642.4NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5 (1 1761.6+0)=2642.4N(2)轴承寿命计算 P1=2故取 P=2642.4N 角接触球轴承 =3查机械设计手册得： 7213C角接触球轴承型额定静载荷 ，基本当量动载 荷orC=55.2KN， 根据课本 P279表 16-8得： ft=1。由课本 P278（ 16-3）式得rC=69.8KNL=16670/n(ftCr/P) =16670/72.15 (1 69800/2642.4)3=4258629h58400h 预期寿命足够徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )144传动机构设计4.1传动系统的选择4.1.带传动的类型和特点带传动由主动带轮 1、 从动带轮 2和挠性带 3组成， 借助带与带轮之间的摩擦或啮合 ，将主动轮 1的运动传给从动轮 2，如图 4-1所示。图 4-1带传 动示 意图一、带传动的类型 根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。1.摩擦带传动摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。 按 带的横截面形状不同可分 为四种类型，如图 4-2所示。a) b) c) d)图 4-2带传 动的 类型(1)平带传动。 平带的横截面为扁平矩形 （图 a）， 内 表面与轮缘接触为工作面。 常 用 的平带有普通平带 (胶帆布带 )、 皮革平带和棉布带等， 在 高速传动中常使用麻织带和丝织带 。其中以普通平带应用最广。平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。 (2)V带传动。 V带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图 b）， 工 作 时 V带与带轮槽两侧面接触，在同样压力 FQ的作用下， V带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。 (3)多楔带传动。多楔带是若干 V带的组合 (图 c),可避免多根 V带长度不等 ,传力不均的缺点。 (4)圆形带传动。横截面为圆形 (图 d),常用皮革或棉绳制成 ,只用于小功率传动。徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )152.啮合带传动啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。啮合带传动有两种类型，如图 4-3所示。a)同步齿形带传动 b)齿孔带传动图 4-3啮合 带传 动(1)同步带传动。利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图 a） 。(2)齿孔带传动。带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图 b） 。二、带传动的特点 摩擦带传动具有以下特点： (1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。(3)过载时可产生打滑、 能防止薄弱零件的损坏， 起 安全保护作用。 但 不能保持准确 的传动比。 (4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。(5)外廓尺寸大 ,传动效率低 (一般 0.940.96)。根据上述特点，带传动多用于 中、小功率传动 （通常不大于 100KW） ； 原动机输出轴的第一级传动 （工作速度一般为 525m /s） ； 传动比要求不十分准确的机械。本设计所选择的是 v带传动。4.1.2V带的传动设计一、带的构造和标准标准 V带都制成无接头的环形， 其横截面由强力层 1、 伸张层 2、 压 缩层 3和包布层 4构成，如图 4-4所示。伸张层和压缩层均由胶料组成，包布层由胶帆布组成，强力层是承受载荷的主体，分为帘布结构 （由胶帘布组成）和线绳结构 （由胶线绳组成）两种。 帘 布结构抗拉强度高， 一 般用途的 V带多采用这种结构。 线 绳结构比较柔软， 弯 曲疲劳强度 较好，但拉伸强度低，常用于载荷不大，直径较小的带轮和转速较高的场合。 V带在规定张徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )16紧力下弯绕在带轮上时外层受拉伸变长， 内层受压缩变短， 两层之间存在一长度不变的 中性层，沿中性层形成的面称为节面，如图 4-4所示。节面的宽度称为节宽 bp。节面的周长为带的基准长度 Ld。a)帘布结构 b)线绳结构图 4-4V带剖 面结 构V带和带轮有两种尺寸制， 即 有效宽度制和基准宽度制。 基 准宽度制是以 V带的节 宽为特征参数的传动体系。普通 V带和 SP型窄 V带为基准宽度制传动用带。按 GB/T11544-97规定，普通 V带分为 Y、Z、 A、 、 C、 D、 E七种，截 面高度与节宽的比值为 0.7；窄 V带分为 SPZ、 SPA、 SPB、 SPC四种， 截面高度与节宽的比值为 0.9。带的截面尺寸如表 4-1所示，基准长度系列如表 4-2所示。 窄 V带的强力层采用高强度绳芯， 能 承受较大的预紧力， 且可挠曲次数增加， 当 带高与普通 带相同时其带宽较普通 V带小约 1/3,而承载能力可提高 1.52.5倍。 在传递 相同功率时，带轮宽度和直径可减小，费用比普通 V带降低 2040，故应用日趋广泛。 V带的型号和标准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。例： B2240GB/T11544-97,表示 B型 V带，带的基准长度为 2240m m 。图 4-5V带的 节面 和节 线二、带传动的受力分析 带以一定的预紧力套在带轮上。静 止时带轮两边的拉力相等，均 为预紧力 F0，如 图 4-6a)所示。负载转动时，由于带与带轮接触面摩擦力的作用，带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，紧边的拉力由 F0增加到 F1；另一边被放松，称为松边，拉力由 F0降至 F2。如图 4-6b)所示。徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )17a)b) 图 4-6带传 动的 受力 分析紧边与松边拉力的差值 （ F1 F2） 为带传动中起传递力矩作用的拉力， 称 为有效拉力 F即： F=F1 F2式 (4.1)若带传递功率为 P（ KW） 、带速为 v（ m /s） 则：F=1000P/N 式 (4.2)如果近似的认为工作前后胶带总长不变， 则 带的紧边拉力增量应等于松边拉力的减 少量，即 F1 F0 F0 F2，即： 式 (4.3)021 2FFF=+由式 （ 4-1） 、 （ 4-3） 得： F1=0+F/2F2=+F0/2 式 (4.4)三、带传动的应力分析带在工作过程中主要承受拉应力， 离心应力和弯曲应力三种应力。 三 种应力迭加后， 最大应力发生在紧边绕入小带轮处，其值为： 式（ 4.5）cb +=11m ax 式中： 1=F1/A为紧边拉应力 (MPa),A为带的横截面积 (m m 2)； b1=Eh/d为带 绕过小带轮时发生弯曲而产生的弯曲应力 ,E为带的弹性模量 (MPa),h为带的高度 (m m ),d为带轮的基准直径 (m m )； C=qv/A为带绕带轮作圆周运动产生的离心应力， q为每米 长带的质量（ kg/m ）， 见 表 （ 4-1） 。在带的高度 h一定的情况下， d越小带的弯曲应力就越大，为防止过大的弯曲应力 对各种型号的 V带都规定了最小带轮直径 dm in如表 4-1所示。表 4-1V带轮 的最 小基 准直 径型 号 YZSP ASP BSP CSP DEdm in(m m ) 2050 6375 90125140200224355500徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )184.2电动机的选择4.2.1电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是： 载荷平稳、 单向旋转。 所以选用常用的封闭式 Y系列三 相异步电动机。 4.2.电动机功率的选择传动装置的总功率由设计手册得， V型带传动的效率： 0.96滚动轴承（一对）的效率： 0.98圆柱齿轮（闭式）的效率： 0.97齿轮联轴器的效率： 0.99输送机卷筒的效率为： 0.96 总 = 卷 轴承 2 齿轮 联轴器 带 =0.96 0.982 0.97 0.99 0.96=0.854.22电动机所需的工作功率：P工作 =FV/ 总 =3.5 1.7/0.85=7.0（ KW）4.2.3确 定 电 动 机 转 速计算卷筒的工作转速： 60V1000/D601.71000/(3.14450)72.15r/m inn = = =筒 （ ）按手 册 推 荐 的 传 动 比 合 理 范 围 ， 取 圆 柱 齿 轮 传 动 一 级 减 速 器 传 动 比 范 围 I1=36。取 V带传动比 I2=24，则 总传动比理时范围为 I总 =624。故电动机转速的可选范围 为 ：n筒 =（ 624） 72.15=432.91731.6r/m in符合这一范围的同步转速有 750、 1000、和 1500r/m in。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传动比方案： 通 过综合考虑电动机和传动装置尺寸、 重 量、 价 格和带传动、 减速器的传动比 ，可见第 2方案比较适合，则选 n=1000r/m in。4.2.4电动机型号的确定根据以上选用的电动机类型，及所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y160M-6。其主要性能：额定功率： 7.5KW，满载转速 970r/m in，额定转矩 2.0。4.3齿轮传动设计4.3.1选择齿轮材料并确定许应应力徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )19考虑到减速器传递功率不大及其工作条件，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40Cr，调质； 大 齿轮选用 45钢， 调 质。 其 主要参数如表 4-2。 根 据课本 P168表 4-2选 8级精度 。圆周速度 。smV/6 表 4-2齿轮 材料 及其 力学 性能取表中所示范围的中间值，得 ，lim 1700H MPa= lim 2580H MPa=，1590FE a 1450FE a根据课本 P171表 11-5取 。许用接触应力为：1.0, 1.25H FSS=， lim 11 7007001.0HH H MPaS= lim 22 5805801.0HH H MPaS=许用弯曲应力为： ，11 5904721.25FEF F MPaS= 22 4503601.25FEF F MPaS=4.3.2按齿面接触强度设计计算 根据软齿面闭式齿轮传动准则，应首先按齿面接触强度设计公式进行设计计算，然后再按软齿面弯曲强度验算公式进行验算。根据课本 P171，可知设计计算公式为： m213121EHd HKTuuZd + 确定计算参数计算小齿轮上的名义转矩： 61T=9.55107.0/433=154388.0Nm 选取载荷系数 K，根据课本 P169表 11-3，取 1.4K=选取齿宽系数 ，根据课本 P175表 11-6，取d 1.1d=选取弹性系数 ，根据课本 P171表 11-4，取 （选用锻钢）EZ 189.8EZ=选取区域系数 ，对于标准齿轮，HZ 2.5HZ=令 =Z21，则 6ui=因 代入公式计算。 2 1 2, 580HH HH MPa =故 用初算小齿轮分度圆直径材料 牌号 热处 理 方式 硬度 接触 疲劳 极限 lim /HMPa 弯曲 疲劳 极限 /FEMPa40Cr调质 217 286HBS650 750560 62045调质 197 550 620410 480徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )202 21 33121 21.4154388.061189.82.567.451.16580EHd HKTu muZd + + = = 确定齿数和模数齿数 ： 取 1 2120, 620120ZZiZ= =则模数 ： m=d1/d2=67.45/20=3.37mm，按设计手册上，选取标准参数 4mm=确定中心距和齿宽中心距 124( )(20120)2802 2maZZ m=+=+=齿 宽 。11.167.4574.20db m=圆取整数 175, 80bmbm= =验证齿轮弯曲强度根据课本 P172，可知验证公式为： 1212FaSaF FKTY MPabmZ = 根据课本 P173和 P174中的图 11-8和图 11-9可得出：选取齿形系数 ：FaY1 22.93, 2.22Fa FaY Y= =选取应力修正系数 ：Sa1 21.56, 1.82SaSaYY= =分别验算两轮的齿根弯曲应力： 1111 12 212 21.4154388.02.931.5682.3375420FaSaF FKTY MPabmZ = = = 1222 2222 21.4154388.02.221.8212.13754120FaSaF FKTY MPabmZ = = = 验算结果：软齿齿根弯曲疲劳强度足够。 齿轮的基本尺寸设计确定齿轮的主要几何尺寸：分度圆直径： mmZd 00.8020411 =d 00.480120422齿顶圆直径： mmhddaa 00.88211 =+=22 488.00a addh=+=齿根圆直径： ( )112 70.00f addhcmm=+=( )22 470.00f addhc=+=计算齿轮的圆周速度 V smndV /81.1060438014.3106021 =徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )21根据课本 P168表 11-2，可以确定齿轮传动的精度等级为 8级。4.传动装置运动、动力参数计算41总传动比的确定由已知数据可知：。97013.4472.15ni n=满 载总 筒42分配各级传动比查阅资料可知，单级减速器 i=3 6合理，故可取齿轮 i齿轮 =6则有 ，可得：iii=总 带 齿 轮 13.442.246iii=总带 齿 轮43计算各轴转速电动机轴 ：1 970/m inn r=电 机V带轮轴 ： 433/m in2.24nn ri=12带 970大齿轮轴 ： 43372.15/m in6nn ri=23齿 轮卷 筒 轴 : n4=n筒 =72.15r/min44计算各轴的功率电动机轴 ：P1=P电机 =7.0kwV带轮轴 ： P2=P1 带 =7.0 .96=6.75kw大齿轮轴 ： P3=P2 轴承 齿轮 =6.72 0.98 0.97=6.39kw卷 筒 轴 : 4P=3.51.7=5.95kwFV45计算各轴转矩电动机轴 ：6 611 P 7.0T=9.5510=9.551068917.5N970mn= 1V带轮轴 ：徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )26 622 P 6.72T=9.5510=9.5510148212.5N433mn= 2大齿轮轴 ： 6 633 P 6.39T=9.5510=9.5510845566.0N72.17mn= 3卷 筒 轴 : 6 644 P 5.95T=9.5510=9.5510787560.6N72.15mn= 446传动装置运动、动力参数汇总表 表 3.1传动 装置 运动 、动 力参 数计 算4.5轴的设计计算4.5.1输入轴的设计计算按扭矩初算轴径选用 45#调质， 硬度 197286HBS， 根据课本 P245式 （ 14-2）， 并 查 表 14-2， 取 c=15。3 37.011529.08433PdC mn=考虑有键槽，将直径增大 5%，则 29.08(15%)30.53d m=+= 选 d=32mm轴的结构设计(1)轴上零件的定位，固定和装配由于根据给定条件设计出来的齿轮的齿根圆直径与根据经验公式设计出来的轴径接近，于是将齿轮和轴做成一体，称为齿轮轴。如图 4-1。轴 名参数 电动 机轴 V带轮 轴 大齿 轮轴 卷筒 轴转速r/min97043372.1572.15输入 功率P/kw7.06.726.395.95输入 转矩 T/N mm68917.5148212.5845566.0787560.6传动比 i 2.246.01.0效率 0.960.950.93徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )23图 4-1齿轮 轴根据齿轮轴上零件的位置，封油环、左轴承、轴承盖和大带轮由左端装配，右轴承、轴承盖从右端装配，轴上零件要做到定位准确，固定可端，其中轴承采用角接触球轴承， 嵌入式轴承盖使轴系两端固定，齿轮通常采用油浴润滑，轴承采用脂润滑。（ 2）确定轴各段直径和长度从左端起，一次设计各段直径和长度： 第一段： d1=32mm ， L1的长度可根据皮带的条数和宽度，及根据轴径而确定出来的键槽长度确定出来。 第二段： d2=40mm （符合国家标准油封毡圈尺寸，可以外购）， L2=40mm 。第三段： d3=45mm （此处轴肩位置不需要承受较大的轴向力，于是轴肩可以设置小点；同时 符合轴承内径，便于轴承装拆。轴承型号初选为 7209角接触球轴承 ） ， L3=41mm 。第四段： d4=55mm （此处轴肩设计比较高， 是 为了更好地承受封油环产生的较大轴向 力 ）， L4=10mm 。第五段： d5=88mm （因为此轴设计成齿轮轴，所以此尺寸为小齿轮齿顶圆的直径），L5=80mm （此尺寸即为设计齿轮的宽度）第六段： 因为齿轮轴是对称分布， 所以此段尺寸与第四段一样。 d6=55mm ， L6=10mm 。第七段： d7=45mm ， L7=41mm 。由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=141mm(3)按弯矩复合强度计算 求分度圆直径：已知 d1=80mm 求转矩：已知 T2=148212.5N m m 求圆周力： Ft Ft=2 T2/d1=2 14821.5/80=3705.3N 求径向力 Fr Fr=t tan=3705.3 tan20 =1348.6N40 41 80 1010 4132 40 45 58 5 45徐 州 工 程 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )24 因为该轴两轴承对称，所以： LA=B=70.5mm(1)绘制轴受力简图（如图 a）（ 2）绘制垂直面弯矩图（如图 b）轴承支反力： FAy=FBy=Fr/2=674.3N,FAz=FBz=Ft/2=1852.65N由两边对称，知截面 C的弯矩也对称。截面 C在垂直面弯矩为 MC1=FAyLA=674.370.5=47.54N m(3)绘制水平面弯矩图（如图 c）(a) Ft CFr BAzy xTFByFrFAyAz FtMc1FBzMc2McTMec(b)(c)(d)(e)(f) 图 4-2轴受 力简 图截面 C在水平面上弯矩为： MC2=FAZLB=1852.65 141/2=130.6N m(4)绘制合弯矩图（如图 d）MC=(C12+MC2)1/2=47.542+130.62)1/2=138.98N m(5)绘制扭矩图（如图 e）转矩： T=9.55 （ P2/n2） 106=148.2N m(6)绘制当量弯矩图（如图 f）转矩产生的扭剪力按脉动循环变化，取 =1，截面 C处的当量弯矩：Mec=MC2+( T)21/2=138.982+(1 148.2)21/2=203.17N m毕业设计 (论文 )自动穿串机AUTOMATICWEAR STRING MACHINE学生姓名学院名称专业名称指导教师机电工程学院机械制造及其自动化自动穿串机适用于新型食品加工行业。目的是研制一种自动穿插机构，能够代替手工劳动， 提高工作效率， 降低劳动强度。 本文针对传动系统， 进给机构及自动控制系统设计。并对所用的齿轮传动和轴进行计算。本产品采用电动机带动，通过各系统的相互协作，实现穿插动作。本机构是在食品装料机械的基础上设计的。此机构具有结构简单、体积小、成本低的优点。设计要求完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。入料选用排序机构，动力源的选定选用电动机，传动系统采用 V 带传动、齿轮传动、连续传送机构，执行机构采用插签机构、压盘装置，落料机构一个挡棒和盘子。关键词自动穿插；传动系统；自动控制系统IIAutomatic wear string machine is suitable for new food processing industry. Purpose is todevelop a kind of automatic thrust institution, can replace manual labor, improve work efficiencyand reduce labor intensity. Based on transmission system, lathe and automatic control systemdesign. And on the gear and axis. This product adopts motor driving through the cooperation andrealizing the system into action. The agency is in charge of food machinery based on the design.The agency has simple structure, small volume, low cost advantage.Complete the design requirements of power and selected, transmission system, actuators,blanking institutions.The ranking selection, the selected chooses motor, power transmission adopts the V belttransmission, gear, continuous transmission, actuator adopts inserted sign institutions, pressureplate blanking institution, a block sticks and plates.Keywords automatically alternates, Transmission systems, Automatic control systemIII目 录1 绪论11.1 序言 .11.2 自动穿串机的设计思路 .12 自动穿串机各机构的选择及设计设计思路22.1 入料机构的选择及设计 .22.2 振动筛的设计22.3 穿插机构的设计 .52.3.1 插签机构 52.3.2 压盘装置 52.4 落料机构的设计 .63 轴承的选定73.1 概述 73.2 滚动轴承的主要类型、特点和代号 83.3 轴承的寿命计算 .103.3.1 滚动轴承的基本额定寿命 103.3.2 基本额定动负荷103.3.3 寿命计算公式 .113.3.4 额定寿命的修正 113.3.5 滚动轴承的当量动载荷 113.3.6 角接触轴承的计算 .123.3.7 主动轴轴承的校核123.3.8 从动轴轴承的校核134 传动机构设计144.1 传动系统的选择 .144.1.1 带传动的类型和特点144.1.2 V 带传动的设计154.2 电动机的选择 .184.2.1 电动机类型和结构的选择184.2.2 电动机功率的选择184.2.3 确定电动机转速184.2.4 电动机型号的确定184.3 齿轮传动的设计 .19I4.3.1 选择齿轮材料并确定许应应力194.3.2 按齿面接触强度设计计算 194.4 传动装置运动、动力参数计算 .214.4.1 总传动比的确定 214.4.2 分配各级传动比 214.4.3 计算各轴转速 .214.4.4 计算各轴的功率 214.4.5 计算各轴转矩 214.4.6 传动装置运动、动力参数汇总表 224.5 轴的设计计算 .224.5.1 输入轴的设计计算 .224.5.2 输出轴的设计计算 254.6 输送机的设计 .265 减速器的选择315.1 概述 .315.2 减速器的机构和附件的设计 .315.3 减速器的润滑和密封 .32结论.33致谢.34参考文献.35附录.36附录 1 .47毕业设计 ( )自动穿串机AUTOMATICWEAR STRING MACHINE学生姓名学院名称专业名称指导教师自动穿串机适用于新型食品加工行业。目的是研制一种自动穿插机构，能够代替手工劳动， 提高工作效率， 降低劳动强度。 本文针对传动系统， 进给机构及自动控制系统设计。并对所用的齿轮传动和轴进行计算。本产品采用电动机带动，通过各系统的相互协作，实现穿插动作。本机构是在食品装料机械的基础上设计的。此机构具有结构简单、体积小、成本低的优点。设计要求完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。入料选用排序机构，动力源的选定选用电动机，传动系统采用 V 带传动、齿轮传动、连续传送机构，执行机构采用插签机构、压盘装置，落料机构一个挡棒和盘子。关键词自动穿插；传动系统；自动控制系统IIAbstractAutomatic wear string machine is suitable for new food processing industry. Purpose is todevelop a kind of automatic thrust institution, can replace manual labor, improve work efficiencyand reduce labor intensity. Based on transmission system, lathe and automatic control systemdesign. And on the gear and axis. This product adopts motor driving through the cooperation andrealizing the system into action. The agency is in charge of food machinery based on the design.The agency has simple structure, small volume, low cost advantage.Complete the design requirements of power and selected, transmission system, actuators,blanking institutions.The ranking selection, the selected chooses motor, power transmission adopts the V belttransmission, gear, continuous transmission, actuator adopts inserted sign institutions, pressureplate blanking institution, a block sticks and plates.Keywords automatically alternates, Transmission systems, Automatic control systemIII目 录1 绪论11.1 序言 .11.2 自动穿串机的设计思路 .12 自动穿串机各机构的选择及设计设计思路22.1 入料机构的选择及设计 .22.2 振动筛的设计22.3 穿插机构的设计 .52.3.1 插签机构 52.3.2 压盘装置 52.4 落料机构的设计 .63 轴承的选定73.1 概述 73.2 滚动轴承的主要类型、特点和代号 83.3 轴承的寿命计算 .103.3.1 滚动轴承的基本额定寿命 103.3.2 基本额定动负荷103.3.3 寿命计算公式 .113.3.4 额定寿命的修正 113.3.5 滚动轴承的当量动载荷 113.3.6 角接触轴承的计算 .123.3.7 主动轴轴承的校核123.3.8 从动轴轴承的校核134 传动机构设计144.1 传动系统的选择 .144.1.1 带传动的类型和特点144.1.2 V 带传动的设计154.2 电动机的选择 .184.2.1 电动机类型和结构的选择184.2.2 电动机功率的选择184.2.3 确定电动机转速184.2.4 电动机型号的确定184.3 齿轮传动的设计 .19I4.3.1 选择齿轮材料并确定许应应力194.3.2 按齿面接触强度设计计算 194.4 传动装置运动、动力参数计算 .214.4.1 总传动比的确定 214.4.2 分配各级传动比 214.4.3 计算各轴转速 .214.4.4 计算各轴的功率 214.4.5 计算各轴转矩 214.4.6 传动装置运动、动力参数汇总表 224.5 轴的设计计算 .224.5.1 输入轴的设计计算 .224.5.2 输出轴的设计计算 254.6 输送机的设计 .265 减速器的选择315.1 概述 .315.2 减速器的机构和附件的设计 .315.3 减速器的润滑和密封 .32结论.33致谢.34参考文献.35附录.36附录 1 .47II1.1 序言1 绪论目前，许多生产食品串类的厂家，穿串的工序都是靠手工来完成的，手工穿串不仅劳动强度大、生产效率低，食品串形状不规则，但是由于穿串耗费时间长，串类的食品极其容易变质，从而难以达到食品卫生标准。因此，传统的手工操作存在的弊端是本设计有待解决的难题。有鉴于此，本实用新型的设计主要目的在于提供一种自动完成穿串，减少劳动力的投入，提高生产效率高，可达到卫生质量要求的设备。在我国的食品机械行业中，这类机械还是新型行业，主要用于一些小型机械。1.2 自动穿串机的设计思路自动穿串机要完成入料、动力源的选定、传动系统、执行机构、落料机构。入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。动力源是电动机， 自动穿串机虽然不是大型机器， 但是它对速度的要求还是很严格的，在穿串的时候输送机是要停止输送的，然后进行穿串。最后考虑到缓冲加了个减速器。传动系统首先是 V 带传动、齿轮传动、连续输送传动。带传动和齿轮传动不用多说。连续输送机构采用的是凹槽形状的输送链。执行机构就是插签机构。插签机构采用多排。因为工作需要一次达到 20 串，在插签机构的上面有个压盘机构，大小和插签机构差不多大。压盘装置的齿和输送链上的齿结构一样。面团在这两个齿的中间。落料机构为设置在所述连续传送链上方的档棒。在面团到达传送链的末端有个档棒挡住面团上的签，使穿好的面团掉落在下面的盘子中。12 穿串机各机构的设计思路2.1 入料机构的选择及设计入料机构的选择很重要，它包括入料口和排序机构，排序机构在这里是个重点，因为面团是有黏性，所以如果选择以它的自重来排序就不稳当，要重新选择排序机构，我选择的是振动筛，在振动筛出料口有一个类似于齿轮形状的花盘。2.2 振动筛的设计2.2.1 振动筛的用途振动筛是利用振动的大小孔工作面将颗粒大小不同的混合物料按粒度进行分级的机械。筛分工作一般适用于尺寸为 1300 毫米或更细物料的分级。当用于分级时，一层筛面可以获得两种产品；用 n 层筛面分级，可得到 n+1 种产品。振动筛除了用于分级之外，还常用于物料的脱水，即除去物料中的水分；脱介，即在筛机中用水清洗并回收重要介质微粒；振动筛也常用于清洗物料表面的污泥。2.2.2 筛分的方法目前已在工业中获得应用的筛分方法，有普通筛分法、薄层筛分法、概率筛分法、等厚筛分法和概率等厚筛分法等。本设计只要介绍普通筛分法。在工业部门中长期沿用的筛分法就是普通筛分法，这是一种中等料层厚度的筛分方法，在普通振动筛和共振筛中进行筛分就是利用这种筛分方法。它的特点如下。（1）料层厚度一般为筛孔尺寸的 36 倍。（2）筛面层数位 12 层。（3）物料颗粒的透筛是在筛面连续振动的情况下按照筛孔的大小进行的。小于筛孔的物料颗粒在沿筛长方向运动的过程中，不断透过筛孔；而大于筛孔的物料颗粒沿筛面方向移动，最后从筛面上方排出。2图1-1振动筛（4）在一般情况下，筛孔尺寸与筛下面的最大颗粒尺寸有如下关系：对于圆孔，筛孔尺寸 a 是筛下物做大颗粒尺寸 d 的 1.31.4 倍，即 a=1.31.4d；对于方形孔，边长a=1.11.13d；对于长方形孔，狭长边 a=0.70.8d。利用普通筛分方法对物料进行筛分，物料的透筛过程进行的比较缓慢，在筛长一定的情况下，该种筛分方法的筛分频率较低。因此近十多年来，不少国家的科技工作者对物料筛分过的理论进程了许多研究，相继提出了几种新的筛分发发，这些发发对提高筛分过程的质量和产量都有一定的实际价值。2.2.3 计算1.滑行指数的选择选取抛郑指数 D1，正向滑行指数 D11。2.振动方向角的计算当摩擦系数 0=0.95 时，摩擦角 0=4344，计算出振动反方向角计算：C=D9sin(0+0)/Dksin(0-0)=0.50.33=arctg(1-c)(1+c)0=19192756式（2.1）式（2.2）当取 Dk=2.5 时，振动方向角 =22。3.振幅的计算=900D 9sin(0+0) /2n2cos(0) =15.36mm取=15 毫米。4.精算抛郑指数和正向滑行指数及反向滑行指数振动强度3式（2.3）抛郑指数正向滑行指数反向滑行指数有轻微的反向滑动。K=2n2/900g=1.828D=Ksin/cos0=0.6851式（2.4）式（2.5）式（2.6）式（2.7）5.计算滑始角与滑止角，确定滑行运动状态正向滑始角k0=k=arcsin1/DK0=24反向滑始角90=9=arcsin(-1/D90)=24633式（2.8）式（2.9）根据滑始角 k0和 k，查得正向滑止角 0=233，因为 ， 058400h预期寿命足够3.3.8 从动轴轴承的校核（1）计算当量载荷 P1、 P2由机械设计课本 P280 表 16-11 查得X=1，Y=0 ， p=1.5两轴承径向反力：Fr1=Fr2=1761.6N初选两轴承为角接触球轴承。根据机械设计课本 P279（ 16-4）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(11761.6+0)=2642.4NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(11761.6+0)= 2642.4N(2)轴承寿命计算P 1=P2故取 P=2642.4N角接触球轴承=3查机械设计手册得：7213C 角接触球轴承型额定静载荷 Cor ，基本当量动载荷C=69.8KNr ，根据课本 P279 表 16-8 得：ft=1 。由课本 P278（16-3）式得L=16670/n(ftCr/P)=16670/72.15(169800/2642.4)3=4258629h58400h预期寿命足够13( )4.1 传动系统的选择4.1.1 带传动的类型和特点4 传动机构设计带传动由主动带轮 1、 从动带轮2 和挠性带 3 组成， 借助带与带轮之间的摩擦或啮合，将主动轮 1 的运动传给从动轮 2，如图 4-1 所示。图 4-1 带传动示意图一、带传动的类型根据工作原理不同，带传动可分为摩擦带传动和啮合带传动两类。1.摩擦带传动摩擦带传动是依靠带与带轮之间的摩擦力传递运动的。按带的横截面形状不同可分为四种类型，如图 4-2 所示。a) b)图 4-2 带传动的类型c) d)(1)平带传动。平带的横截面为扁平矩形（图a ） ，内表面与轮缘接触为工作面。常用的平带有普通平带(胶帆布带)、皮革平带和棉布带等，在高速传动中常使用麻织带和丝织带。其中以普通平带应用最广。平带可适用于平行轴交叉传动和交错轴的半交叉传动。(2)V 带传动。 V 带的横截面为梯形，两侧面为工作面（图 b） ，工作时V 带与带轮槽两侧面接触，在同样压力 FQ 的作用下，V 带传动的摩擦力约为平带传动的三倍，故能传递较大的载荷。(3)多楔带传动。多楔带是若干 V 带的组合(图 c),可避免多根 V 带长度不等,传力不均的缺点。(4)圆形带传动。横截面为圆形(图 d), 常用皮革或棉绳制成, 只用于小功率传动。142.啮合带传动( )啮合带传动依靠带轮上的齿与带上的齿或孔啮合传递运动。啮合带传动有两种类型，如图 4-3 所示。a)同步齿形带传动图 4-3 啮合带传动b)齿孔带传动(1)同步带传动。利用带的齿与带轮上的齿相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速度同步（图 a） 。(2)齿孔带传动。带上的孔与轮上的齿相啮合，同样可避免带与带轮之间的相对滑动，使主、从动轮保持同步运动（图 b） 。二、带传动的特点摩擦带传动具有以下特点：(1)结构简单，适宜用于两轴中心距较大的场合。(2)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。(3)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，起安全保护作用。但不能保持准确的传动比。(4)传动带需张紧在带轮上，对轴和轴承的压力较大。(5)外廓尺寸大,传动效率低(一般 0.940.96)。根据上述特点，带传动多用于中、小功率传动（通常不大于 100KW）；原动机输出轴的第一级传动（工作速度一般为 525m/s）； 传动比要求不十分准确的机械。本设计所选择的是 v 带传动。4.1.2V 带的传动设计一、带的构造和标准标准 V 带都制成无接头的环形， 其横截面由强力层 1、 伸张层2、 压缩层3 和包布层 4构成，如图 4-4 所示。伸张层和压缩层均由胶料组成，包布层由胶帆布组成，强力层是承受载荷的主体，分为帘布结构（由胶帘布组成）和线绳结构（由胶线绳组成）两种。帘布结构抗拉强度高，一般用途的 V 带多采用这种结构。线绳结构比较柔软，弯曲疲劳强度较好，但拉伸强度低，常用于载荷不大，直径较小的带轮和转速较高的场合。V 带在规定张15( )紧力下弯绕在带轮上时外层受拉伸变长，内层受压缩变短，两层之间存在一长度不变的中性层，沿中性层形成的面称为节面，如图 4-4 所示。节面的宽度称为节宽 bp。节面的周长为带的基准长度 Ld。a)帘布结构 b)线绳结构图 4-4 V 带剖面结构V 带和带轮有两种尺寸制， 即有效宽度制和基准宽度制。基准宽度制是以 V 带的节宽为特征参数的传动体系。普通 V 带和 SP 型窄 V 带为基准宽度制传动用带。按 GB/T11544-97 规定，普通 V 带分为 Y、Z、A、 B、C 、 D、E 七种， 截面高度与节宽的比值为0.7； 窄V 带分为 SPZ、SPA、SPB、SPC四种，截面高度与节宽的比值为 0.9。带的截面尺寸如表 4-1 所示，基准长度系列如表 4-2所示。窄 V 带的强力层采用高强度绳芯，能承受较大的预紧力，且可挠曲次数增加，当带高与普通 V 带相同时其带宽较普通 V 带小约 1/ 3,而承载能力可提高 1.52.5 倍。在传递相同功率时，带轮宽度和直径可减小，费用比普通 V 带降低 2040，故应用日趋广泛。V带的型号和标准长度都压印在胶带的外表面上，以供识别和选用。例：B2240GB/T11544-97,表示 B 型 V 带，带的基准长度为 2240mm。图 4-5 V 带的节面和节线二、带传动的受力分析带以一定的预紧力套在带轮上。 静止时带轮两边的拉力相等， 均为预紧力F 0， 如图4-6a)所示。负载转动时，由于带与带轮接触面摩擦力的作用，带绕上主动轮的一边被拉紧，称为紧边，紧边的拉力由 F0增加到 F1；另一边被放松，称为松边，拉力由 F0降至 F2。如图 4-6b)所示。16b)带传动的受力分析( )a)图 4-6紧边与松边拉力的差值（F 1F 2）为带传动中起传递力矩作用的拉力，称为有效拉力 F即：F = F1 F2式(4.1)若带传递功率为 P（KW）、带速为 v（m/s）则：F=1000P/ N 式(4.2)如果近似的认为工作前后胶带总长不变，则带的紧边拉力增量应等于松边拉力的减少量，即 F1F 0F 0F 2，即：由式（4-1 ） 、 （4-3 ）得：三、带传动的应力分析F1+ F2= 2F0F1=F0+F/2F2=F+F0/2式(4.3)式(4.4)带在工作过程中主要承受拉应力， 离心应力和弯曲应力三种应力。 三种应力迭加后，最大应力发生在紧边绕入小带轮处，其值为：max= 1+ b1+c 式（4.5）式中： 1= F1/A 为紧边拉应力 (MPa), A 为带的横截面积(mm2)； b1= Eh/dd为带绕过小带轮时发生弯曲而产生的弯曲应力, E 为带的弹性模量 (MPa),h 为带的高度(mm),d d为带轮的基准直径(mm)； C=qv/A 为带绕带轮作圆周运动产生的离心应力，q 为每米长带的质量（kg/m） ，见表（4-1）。在带的高度 h 一定的情况下，d d越小带的弯曲应力就越大，为防止过大的弯曲应力对各种型号的 V 带都规定了最小带轮直径 dmin如表 4-1 所示。表 4-1 V 带轮的最小基准直径型 号 YSPZZSPAASPBBSPCC D Eddmin(mm) 20 50 63 75 90 12514017200224355 5004.2 电动机的选择( )4.2.1 电动机类型和结构的选择因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式 Y 系列三相异步电动机。4.2.2 电动机功率的选择 传动装置的总功率由设计手册得，V 型带传动的效率：0.96滚动轴承（一对）的效率：0.98圆柱齿轮（闭式）的效率：0.97齿轮联轴器的效率：0.99输送机卷筒的效率为：0.96总=卷u951X 轴承 2u951X齿轮u951X联轴器u951X带=0.960.98 20.970.990.96=0.8 电动机所需的工作功率：P 工作=FV/总 =3.51.7/0.85=7.0（KW ）4.2.3 确定电动机转速计算卷筒的工作转速：= =n60=D1000/(3.14450)72.15r/min筒按手册推荐的传动比合理范
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