毕业设计（论文）-筷子清洗消毒烘干排序整理机设计（全套图纸三维）.pdf

学 号： 043053242 上海第二工业大学 本 科 毕 业 论 文 筷子清洗消毒烘干排序设备设计筷子清洗消毒烘干排序设备设计 院 系： 机电工程学院 专 业： 姓 名： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 2012 年 2 月 27 日 筷子清洗消毒烘干排序设备 目录 I 目目 录录 摘要摘要 . 1 ABSTRACT . 2 第第 1 章章. 概述概述 . 3 1.1 筷子清洗消毒烘干排序设备的国内外研究现状. 3 1.2 研究背景. 4 1.3 研究内容. 5 1.4 论文章节安排. 5 第第 2 章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备总体方案的选择筷子清洗消毒烘干排序设备总体方案的选择 . 6 2.1 筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构设计. 6 2.2 筷子清洗消毒烘干排序设备机架设计方案. 7 2.3 筷子传动装置设计方案. 8 2.4 筷子分选整齐排列设计方案. 9 2.5 筷子清洗消毒烘干设计方案. 10 第第 3 章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备改造设计筷子清洗消毒烘干排序设备改造设计 . 12 3.1 电机选型. 12 3.2 同步带设计. 15 3.2.1 同步带传动的设计准则 . 16 3.2.2 同步带分类 . 17 3.2.3 同步带传动设计计算 . 17 3.2.4 同步带的主要参数 . 20 3.2.5 同步带的设计. 22 3.2.6 同步带轮的设计的基本要求 . 23 3.2.7 同步带轮的设计结果 . 24 3.3 压紧排轮设计. 24 3.4 切割装置设计. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第第 4 章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备的主要传动零部件设计计算筷子清洗消毒烘干排序设备的主要传动零部件设计计算 . 27 4.1 轴的结构设计. 27 筷子清洗消毒烘干排序设备 目录 II 4.2 轴的强度、刚度及临界转速的校核. 27 4.3 轴的结构设计. 28 4.4 传动轴的强度校核. 29 4.5 滚动轴承的选择及计算. 32 第第 5 章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模与设计筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模与设计 . 35 5.1 Solidworks 三维建模技术 . 35 5.2 Solidworks 软件概述 . 35 5.3 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模. 36 5.3.1 筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型的建立 . 36 5.3.2 筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型的组装 . 41 第第 6 章章. 结论结论 . 45 参考文献参考文献 . 46 致谢致谢 . 47 机动车辆保险远程定损方案与实现 摘要 1 摘要摘要 筷子是日常生活中不可或缺的饮食工具，它的卫生状况直接关系到人的健 康， 然而现今食堂、宾馆等中型以上用餐场所的筷子集中清洗基本上采用人工清 洗的方式，不仅其清洗效果不能得到保证，其效率也较差。筷子清洗不是简单的 清洗过程，它要完成筷子的清洗、消毒、烘干、排序和装盒，各个工序的独立会 造成时间和人力的浪费，并会带来二次污染，而市场上还未出现能实现全自动筷 子集中清洗的产品设备。本项目根据以上研究领域存在的不足，设计了一台集中 筷子清洗、消毒、烘干、排序和整理多功能模块一体化的设备。 总体设计思路： 根据自动化机械设计方法中的模块化设计理念， 将整机按功能用途分模块进行模 块化设计，即分为传动模块，进料模块，清洗模块，烘干消毒模块，筛选模块和 装盒模块及电路模块（控制模块） ，先进行生产率分析后逐步设计各功能模块。 关键词关键词 筷子清洗；排序；消毒；同步带传动；结构设计 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 第 1 章 概述 2 ABSTRACT Chopsticks are essential to life daily diet tools, its health status directly related to peoples health, but now the dining room, hotels and other medium above the chopsticks dining on cleaning with artificial clean way basically, not only its cleaning effect cannot be guaranteed, and its efficiency is poorly. Chopsticks cleaning is not a simple cleaning process, it to complete the chopsticks cleaning and disinfection, drying, sorting and boxes, processes all the independent can cause time and manpower waste, and will bring secondary pollution, and the market had been there can realize the automatic cleaning products equipment on chopsticks. For this project, according to the study of the defects in the field, the design of a concentrated chopsticks cleaning and disinfection, drying, sorting and finishing multifunctional module integration equipment. The overall design ideas: according to the design method of automatic machine modular design concept, will the machine according to the function use points module modular design, namely into transmission module, feeding module, cleaning module, the drying disinfection module, screening module and boxes module and circuit module (control module), first for productivity analysis gradually the function module design. Keywords: Chopsticks cleaning; Sort, Disinfection; Synchronous belt transmission; Structure design 第 1 章 概述 3 第第1章章. 概述概述 1.1 筷子清洗消毒烘干排序设备的国内外研究现状筷子清洗消毒烘干排序设备的国内外研究现状 清洗是一种与人们生活实践关系十分密切的劳动， 人类从远古时期就开始从 事这种劳动。由于传统清洗操作简单，或只是作为一道工序依附于生产过程中， 没有引起广泛关注。进入 21 世纪，人们生活已经从温饱阶段进入到舒适时代， 对于清洗产品越来越多的需求，加速了新产品研发步伐；同时，制造业的高速发 展，也促进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。民用、工业两大清洗领域巨 大的市场需求，造就了中国清洗行业崭新的未来。 清洗可以从不同的角度进行分类，根据清洗范围的不同，目前通常将清洗分 为民用清洗和工业清洗两类。 在日常生活中， 与个人和家庭生活密切相关的洗涤， 包括衣物清洗，人体皮肤，头发清洗，家庭用品，房屋的清洗等，通常称为民用 清洗。在工业生产劳动过程中涉及到的清洗都属于工业清洗的范畴。食品工业。 纺织工业。造纸工业。印刷工业石油加工业。交通运输业，电力工业、金属加 工业、机械工业汽车制造，仪器仪表，电子工业、邮电通讯、家用电器、医疗 仪器。光学产品、军事装备，航空航天，原子能工业等都大量应用到清洗技术。 清洗机的发展与清洗机电源的发展息息相关， 而开关型电源发展又与电力电 子开关器件的发展紧密相连。发展可以分为三个大的阶段；第一个阶段是采用电 子管放大器；第二个阶段是采用晶体管模拟放大器；第三个阶段是采用晶体管数 字(开关)放大器。 今后，清洗技术的发展将更加迅速普及，大批的大专院校、科研院所、专业 公司的科技人员将加入清洗技术研究开发队伍， 一些现在存在的行业技术问题得 到解决，行业总体技术水平大幅度提高。新技术、新产品大量涌现，各种新颖的 清洗设备进入市场和人们的日常生活。人们将不再只是依靠经验来清洗各种实 用化的计算机软件将问世；行业分工更加专业、细致，行业标准和技术规范得到 推广普及，行业管理规范有序，清洗行业的前景无限美好。 按照清洗精度的要求不同，主要分为一般工业清洗，精密工业清洗和超精密 工业清洗三大类。一般工业清洗包括车辆，轮船、飞机表面的清洗，一般只能去 掉比较粗大的污垢；精密工业清洗包括各种产品加工生产过程中的清洗，各种材 料及设备表面的清洗等，以能够去除微小的污垢粒子为特点；超精密清洗包括精 密工业生产过程中对机械零件、电子元件，光学部件等的超精密清洗，以清除极 微小污垢颗粒为目的。近年来，干式清洗发展迅速如激光清洗、紫外线清洗、 等离子清洗、 干冰清洗、 真空清洗等。 在高,精， 尖工业技术领域得到快速发展 尤 第 1 章 概述 4 其是碳氢真空清洗技术的引入已在形成现在精密五金零件的主要清洗趋势， 是目 前替代 ODS 最好工艺路线。 中国清洗行业的现状我国到处都在建设新的工厂和生 产线正在逐步成为“世界加工厂”，巨大的市场需求，为工业清洗设备制造商 和专业清洗剂生产供应商提供了快速发展的良机。目前，各种清洗设备生产制造 经营企业已达 1000 多家，其中，超声波清洗机生产企业已从 20 世纪 90 年代初 的几家发展到现在的 200 多家，从而形成了一个巨大的产业同时，许多的科研 机构及大学院所也投入到这方面的研究， 第三届全国大学生挑战杯竞赛设计了一 款新型筷子清洗消毒烘干排序整理机，本机集清洗模块，消毒模块，烘干模块， 排序模块，整理模块等多功能模块一体化的自动化产品。经过浸泡的筷子能在本 机中自动化实现清洗，消毒，烘干，排序，整理等多道工序。如下图所示。 图 1- 1 筷子清洗消毒烘干排序整理机 1.2 研究背景研究背景 本产品是根据市场需求设计的筷子清洗机，本机是集清洗，消毒，烘干，排 序， 整理等多功能模块为一体的自动化产品。经过浸泡的筷子能在本机中自动实 现清洗，消毒，烘干，排序，整理等所有筷子清洗工序，不仅避免了人工操作带 来的二次污染，而且节省了劳动力，整机的工作效率为 20 分钟清洗 600 双筷子， 每秒为 1 根筷子，完全符合大型就餐场所筷子的提供周期，其中的筷子大小头 排序整理技术，更是填补了目前该领域的空白，而且其正确率为百分之百。 本 机适用于大型就餐场所，如学校食堂，宾馆酒店等，同时也适合筷子生产厂家和 专业的筷子清洗公司。 在上述产品背景下，可以创立公司生产产品，从满足消 费者需求出发，一方面向有条件购买的餐饮单位提供筷子清洗机；另一方面提供 第 1 章 概述 5 餐具清洗服务， 为尚无条件购买该设备的就餐场所提供筷子清洗消毒烘干排序整 理等服务，提高筷子的重复利用率，从而减少对一次性餐具的使用，进而达到保 护国家宝贵的森林资源，改善生态环境的目的，以此达到经济、社会、环境三大 效益的有机结合。 1.3 研究内容研究内容 本产品是根据市场需求设计的筷子清洗机，本机是集清洗，消毒，烘干，排 序，整理等多功能模块为一体的自动化产品。 筷子清洗消毒烘干排序设备的研究内容主要包括：清洗模块设计、烘干消毒 模块设计、传动模块设计、排序模块设计。 1.4 论文章节安排论文章节安排 第一章阐述了筷子清洗消毒烘干排序设备设备的研究背景、研究内容和研究 目标。 第二章分析了现有的筷子清洗消毒烘干排序设备设备的结构，并从提高生产 效率及减少成本损耗要求考虑，提出了该设备的设计方案。 第三章主要针对电机的选择进行设计计算、 同步带传动设计、 链轮传动设计。 第四章重点进行了该筷子清洗消毒烘干排序设备的传动零部件设计计算及 分析。 第五章重点介绍了该筷子清洗消毒烘干排序设备的三维建模及装配过程，最 后绘制三维总体装配。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 6 第第2章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备总体方案的选择筷子清洗消毒烘干排序设备总体方案的选择 筷子清洗消毒烘干排序设备由出料装置、输送装置、带传动装置、及机架所 组成。其具有高效率、高品质的自动化生产线，为企业提高效益，减少成本，减 少资源的浪费。本机适用于大型就餐场所，如学校食堂，宾馆酒店等，同时也适 合筷子生产厂家和专业的筷子清洗公司。 2.1 筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构设计筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构设计 筷子清洗消毒烘干排序设备由输送装置、带传动装置、出料装置、储料装置 及机架所组成。其筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构如下图所示： 图 2- 1 筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构示意图 1- 分隔滑料板；2- 输送轴；3- 分料同步带；4- 螺栓；5- 横架板；6 分料板；7- 挡料螺栓；8- 传动轴；9- 压线；10- 机架；11- 链轮；12- 链条；13- 翻动板；14- 主 电机；15- 小同步带；16- 分料电机；17- 分料同步轮；18- 清洗装置；19- 筷子；20- 清洗池；21- 出料槽；22- 压线座。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 7 筷子清洗消毒烘干排序设备具有输送筷子，整齐排列筷子的功能，并通过气 清洗刷子对筷子进行清洗，去污渍，传送链的上方装有喷水装置，可以进行清水 喷洗，清洗过的筷子再经过输送装置，进行排序整理装置分料排序，最后进行筷 子的整齐收纳，红外灯管装在收纳盒的上方，进行杀菌消毒，同时进行烘干，清 洗杀菌消毒， 。筷子的摆放分为两种方式，筷子头部整齐摆放一致及筷子尾部整 齐摆放。所以出料需将这两种方式同时考虑到，设置两个收纳盒进行收纳。下面 将具体就各个部分的功能设计方案进行简要地介绍。 2.2 筷子清洗消毒烘干排序设备机架设计方案筷子清洗消毒烘干排序设备机架设计方案 机架是各种机械地基本部件，它主要起支承作用，机械的其他部件一般固定 在机架上，有些部件是在机架的导轨面上运动。机架起基准作用，以保证各部件 间正确的相对位置，并且使整个机器组成一个整体。在其他部件及工件本身的重 量与工作过程中的载荷（包括各种冲击力）作用下，机架要有足够的强度，而且 变形部超过允许值。 此外还应考虑机架的动刚度， 阻尼， 热变形性， 尺寸稳定性， 疲劳强度等。对于移动式机器的机架则要求重量轻；对于在寒冷、酷热、潮湿等 环境下工作的机架分别要求耐高温、耐低温、抗锈烛等性能。机架采用 45 钢型 材焊接而成。结构简单，美观大方，耐用牢靠。型材可以选用 45 钢 40X4OX2mm。 图 2-2 筷子清洗消毒烘干排序设备机架设计示意图 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 8 2.3 筷子传动装置设计方案筷子传动装置设计方案 筷子清洗消毒烘干排序设备主要包括同步带传动装置，同步带输送装置，链 传动装置等。其皮带的优点：适用于两轴中心距较大的传动场合。工作时传动平 稳无噪声,能缓冲、吸振。工作中如遇到过载，带将会在带轮上打滑,可防止薄弱 零部件损坏,起到安全保护作用。不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁 等。造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护等特点。皮带的缺点：滑动 损失， 皮带在工作时， 由于带轮两边的拉力差以及相应的变形经差形成弹性滑动， 导致带轮与从动轮的速度损失。弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构 有关，弹性滑动率通常在 1%-2%之间。有的皮带传动还有几何滑动。 采用同步带传动， 考虑到其优点： 它兼有带传动、 齿轮传动及链传动的优点； 能实现较远中心距的传动， 传动比准确， 工作时无滑动； 传动效率高， 可达 98%， 传动平稳，能吸收振动，噪声小；使用范围广，传动比可达 10； 链传动特点：由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确 的平均传动比；与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递 的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；与齿 轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。链传动运 转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪 音且链速不宜过高。适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传 递的功率一般在 100kW 以下，最大传动比 8 max =i ，链速不超过 15m/s。 筷子清洗消毒烘干排序设备主要包括同步带传动装置，同步带输送装置，链 传动装置等。其布局示意图如下图所示。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 9 图 2- 3 筷子清洗消毒烘干排序设备传动装置布局示意图 2.4 筷子分选整齐排列设计方案筷子分选整齐排列设计方案 筷子清洗消毒烘干排序设备的排序功能该设备设计的创新点， 是该设备设计 最为巧妙的地方。通过上述的分析，排序是分两种可能的，筷子头部及尾部整齐 放置。筷子的质量密度基本是一致的，但是由于筷子的截面积是从筷子的尾部到 头部逐渐变小的，所以重心（质心）位置不在筷子的中间位置，而是偏离中心位 置上的一个点，基于这种设计思路，因此可以巧妙地分选筷子，整齐排列。筷子 的形状示意图如下。 图 2- 4 筷子形状示意图 通过观察该筷子的形状，为达到分选排序的目的，假设设计一根细横梁，然后让 筷子横着往下掉，筷子中间位置摆放横梁，那么根据物理特性，质量重的一段会 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 10 像亚翘翘板一样，往下掉，该方案设计的示意图如下图所示。 图 2- 5 筷子分选整齐排序装置示意图 2.5 筷子清洗消毒烘干设计方案筷子清洗消毒烘干设计方案 筷子清洗装置示意图如下图 2- 6 所示，在筷子排序输送链的上方装有清水喷管， 在清水喷管及筷子输送链的中间装有清洗毛刷，清水喷管不停的喷水，毛刷不停 的转动，对筷子进行洗刷。 图 2- 6 清洗装置示意图 采用碗筷消毒柜方式进行杀菌消毒，并进行筷子烘干，远红外线消毒工作原理： 远红外线消毒是以远红外线作为热源产生的高温进行灭菌消毒的。 远红外线消毒 方式是采用英电热管产生 120 摄氏度以上高温来消毒的。远红外线是一种磁波， 它以辐射方式向外传播，热效应好，可达到 120 度左右的高温，且特别易被生物 体如各种病菌吸收。病菌吸收热能超过它的承受极限，自然会被活活“热”死。远 红外线的特点：这种消毒方式具有速度快、穿透力强的特点，日常生活中常用的 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 2 章 传统车险定损业务流程的分析 11 餐具、茶具都可进行高温消毒。物体能充分吸收热能，加热效率高，能在短时间 内达到消费杀菌所需的 120 摄氏度高温。 该消毒原理在日常生活当中， 应用较多， 筷子清洗消毒烘干排序设备中杀菌消毒装置设计如下图所示。 图 2- 6 筷子杀菌消毒装置设计示意图 将红外杀菌消毒灯悬挂至筷子输送线的上方，筷子经过红外杀菌消毒灯的下方， 因此能达到杀菌消毒的效果。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 12 第第3章章. 筷子清洗消毒烘干排序设备改造设计筷子清洗消毒烘干排序设备改造设计 为了进行筷子清洗消毒烘干排序设备机械结构的改造工作。 需要对同步带 传动，伺服电机等部件进行有必要的相关设计和参数的设定、模拟、计算、分析 等工作任务。 3.1 电机选型电机选型 1）伺服电机选型 同步带传动时惯量计算 JL（ ） ， （以电机轴心为基准计算转动惯量） 电机转矩 T （N.m） 小轮 1 质量 M1(kg) 小轮 1 半径 r1(m) 小轮 2 质量 M2(kg) 小轮 2 半径 r2(m) 重物质量 M3(kg) 减速比 r1/r2=1/R JL=1/2XM1Xr12 + (1/2XM2Xr22)/R2 + M3Xr12 JL=1/2XM1Xr12 + 1/2XM2Xr12 + M3Xr12 图 3-1 橡胶切割电机传动示意图 已知：负载重量 M=10kg，同步带轮直径 D=120mm，减速比 R1=10，R2=2，负载 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 13 与机台摩擦系数 =0.6，负载最高运动速度 10m/min，负载从静止加速到最高速度 时间 200ms，忽略各传送带轮重量， 1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 JL = M X D2 / 4 / R12 = 50 X 144 / 4 / 100 = 18 kg.cm2 按照负载惯量 6 kg.cm2 2. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩 Tf = M X g X X (D / 2) / R2 / R1 = 50 X 9.8 X 0.6 X 0.06 / 2 / 10 = 0.882 N.m 加速时所需转矩 Ta = M X a X (D / 2) / R2 / R1 = 50 X (30 / 60 / 0.2) X 0.06 / 2 / 10 = 0.375 N.m 伺服电机额定转矩 Tf ，最大扭矩 Tf + Ta 3. 计算电机所需要转速 N = v / (D) X R1 = 30 / (3.14 X 0.12) X 10 = 796 rpm 根据以上数据分析，最小可以选择 ECMA-G31306ES 电机。 2）筷子清洗传动交流异步电机选型 （一）计算电机所需功率dP： 查机械设计课程设计手册第 3 页表 1-7： 1 带传动效率：0.96 2 每对轴承传动效率：0.99 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 14 3 同步带轮的传动效率：0.96 4 联轴器的传动效率：0.993 5 链轮的传动效率：0.96 说明： 电机至输送带之间的传动装置的总效率： = 1 X 2 X 2 =0.9409 （二）确定电机转速：查机械设计课程设计手册指导书第 7 页表 1：取 V 带传动比 i=1:10，电机的转速为 1200r/min.，所以电动机转速的可选范围是： n（电机）=ni（总）=120:1200 符合这一范围的转速有： 1500r/min,根据电动机所需功率和转速查 机械设计课 程设计手册第 155 页表 12-1 有 3 种适用的电动机型号，因此有 3 种传动比方案 如下： 表 3-1 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 总传动比 1 Y112M-4 0.4KW 1200 1440 4.3Kg 1:10 2 Y132S1-4 0.55KW 1200 1440 6.8Kg 1:10 3 Y132S2-4 0.75KW 1200 1440 8.1Kg 1:10 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动的传动比，可见第 2 种 方案比较合适，因此选用电动机型号为 Y132S1-4，其主要参数如下： 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 15 图 3-2 额 定 功 率 kW 满 载 转速 同 步 转速 质量 A D E F G H L AB 0.55 1440 1500 68 216 38 80 10 33 132 475 280 确定传动装置的总传动比: 总传动比：i(总)=n/n(传动轴)=1:1.6 （三）计算传动装置的运动和动力参数： 传动轴的转速：.6=n2304minnr=传动电机1 计算传动轴的输入功率：=1PP=5.5 0.96=0.528传动电机KW 传动轴的输入扭矩为： 5.28 9550955035.02 1440 d p TNm n = 传动 3.2 同步带设计同步带设计 采用同步带传动， 考虑到其优点： 它兼有带传动、 齿轮传动及链传动的优点； 能实现较远中心距的传动， 传动比准确， 工作时无滑动； 传动效率高， 可达 98%， 传动平稳，能吸收振动，噪声小；使用范围广，传动比可达 10； 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 16 图 3- 5 同步带传动示意图 同步带及带轮设计计算如下表所示： 防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质，提向材料的耐寒、耐热性和 抗老化性能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。 3.2.1 同步带传动的设计准则 据对同步带传动失效形式的分析， 可知如同步带与带轮材料有较高的机械性 能，制造工艺合理，带、轮的尺寸控制严格，安装调试也正确，那么许多失效形 式均可避免。 因此， 在正常工作条件下， 同步带传动的主要失效形式为如下三种； (1)同步带的承载绳疲劳拉断； (2 同步带的打滑和跳齿； (3)同步带带齿的磨损。 因此，同步带传动的设计淮则是同步带在不打滑情况下，具有较高的抗拉 强度，保证承线绳不被拉断。此外，在灰尘、杂质较多的工作条件下应对带齿进 行耐磨性计算。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 17 3.2.2 同步带分类 同步带齿有梯形齿和弧齿两类， 弧齿又有三种系列： 圆弧齿(H 系列又称 HTD 带)、平顶圆弧齿(S 系列又称为 STPD 带)和凹顶抛物线齿（R 系列)。 梯形齿同步带 梯形齿同步带分单面有齿和双面有齿两种，简称为单面带 和双面带。双面带又按齿的排列方式分为对称齿型（代号 DA)和交错齿型(代号 DB 。 梯形齿同步带有两种尺寸制：节距制和模数制。我国采用节距制，并根 据 ISO 5296 制订了同步带传动相应标准 GB/T 1136111362- 1989 和 GB/T 11616- 1989。 弧齿同步带 弧齿同步带除了齿形为曲线形外， 其结构与梯形齿同步带基 本相同，带的节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿 受载后，应力分布状态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。故 弧齿同步带比梯形齿同步带传递功率大，且能防止啮合过程中齿的干涉。 弧齿同步带耐磨性能好，工作时噪声小，不需润滑，可用于有粉尘的恶 劣环境。已在食品、汽车、纺织、制药、印刷、造纸等行业得到广泛应用。 3.2.3 同步带传动设计计算 1.电机额定输出功率估算 设 T=48N.m,w=1rad/min =TwP067. 0148=716W 2、确定计算功率 电动机每天使用 24 小时左右，查表 4- 1 得到工作情况系数 A K=1.7。则 计算功率为: =7 . 1716PKP Aca 1217W 3、小带轮转速计算 min/6 .8960067. 01/rrvn= 4、选定同步带带型和节距 由同步带选型图 4.1 可以看出，由于在这次设计中功率转速都比较小， 所以带的型号可以任意选取，现在选取 H 型带，节距mmPb 7 . 12= 表 3- 3 工作情况系数看 A K 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 18 图 3- 6 同步带选型图 5、选取主动轮齿数 1 z 查表 4- 2 知道小带轮最小齿数为 14，现在选取小带轮齿数为 41。 6 小带轮节圆直径确定 = b Pz d 1 1 14. 3 7 .1241 =mm82.165 表 3- 4 小带轮最小齿数表 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 19 7、大带轮相关数据确定 由于系统传动比为1:1， 所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。 齿 数29 2 =z，节距mmPb 7 . 12= 8、带速 v 的确定 sm dn v/1 . 0 100060 96. 829.11714. 3 100060 = = = max v 9、初定周间间距 根据公式 )(2)(7 . 0 21021 ddadd+ 得 mmamm663232 0 现在选取轴间间距为 600mm。 10、同步带带长及其齿数确定 0 L = 2 2 0 +a( 21 dd +) =2/ )82.16582.165(14. 36002+=1720.67mm 11、带轮啮合齿数计算 有在本次设计中传动比为一，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即 m z =20。 12、基本额定功率 0 P 的计算 1000 )( 2 0 vmvT P a =查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表 4- 3 可 以知道 a T =2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步带的基准额定功率为 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 20 0 P = 1000 1 . 0)1 . 0448 . 0 85.2100( 2 =0.81KW 表 3- 5 基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量 13、计算作用在轴上力 r F r F= v Pd1000 =716N 3.2.4 同步带的主要参数 1、同步带的节线长度 同步带工作时，其承载绳中心线长度应保持不变，因此称此中心线为同 步带的节线， 并以节线周长作为带的公称长皮， 称为节线长度。 在同步带传动中， 带节线长度是一个重要 参数。当传动的中心距已定时，带的节线长度过大过小，都会影响带齿与轮 齿的正常啮合，因此在同步带标准中，对梯形齿同步带的各种哨线长度已规定公 差值，要求所生产的同步带节线长度应在规定的极限偏差范围之内（见表 4- 4） 。 表 3- 6 带节线长度表 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 21 2、带的节距 Pb 如图 4- 2 所示，同步带相邻两齿对应点沿节线量度所得约长度称为同步带的 节距。带节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各 部分尺寸越大，承载能力也随之越高。因此带节距是同步带最主要参数在节距 制同步带系列中以不同节距来区分同步带的型号。在制造时，带节距通过铸造模 具来加以控制。梯形齿标准同步带的齿形尺寸见表 4- 5。 3、带的齿根宽度 一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽 度，以 s 表示。带的齿根宽度大，则使带齿抗剪切、抗弯曲能力增强，相应就能 传送较大的裁荷 图 3- 7 带的标准尺寸 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 22 表 3- 7 梯形齿标准同步带的齿形尺寸 4、带的齿根圆角 带齿齿根回角半径 rr的大小与带齿工作时齿根应力集中程度有关 t 齿根 圆角半径大，可减少齿的应力集中，带的承载能力得到提高。但是齿根回角半径 也不宜过大，过大则使带 齿与轮齿啮合时的有效接触面积城小，所以设计时应选适当的数值。 5、带齿齿顶圆角半径八 带齿齿项圆角半径八的大小将影响到带齿与轮齿啮合时会否产生于沙。 由于在同步带传动中，带齿与带轮齿的啮合是用于非共扼齿廓的一种嵌合。因此 在带齿进入或退出啮合时， 带齿齿顶和轮齿的顶部拐角必然会超于重叠，而产生干涉，从而引起带齿的 磨损。因此为使带齿能顺利地进入和退出啮合，减少带齿顶部的磨损，宜采用较 大的齿顶圆角半径。但与齿根圆角半径一样，齿顶圆角半径也不宜过大，否则亦 会减少带齿与轮齿问的有效接触面积。 6、齿形角 梯形带齿齿形角日的大小对带齿与轮齿的啮合也有较大影响。 如齿形角霹过 小， 带齿纵向截面形状近似矩形， 则在传动时带齿将不能顺利地嵌入带轮齿槽内， 易产生干涉。但齿形角度过大，又会使带齿易从轮齿槽中滑出，产生带齿在轮齿 顶部跳跃现象。 3.2.5 同步带的设计 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 23 在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表 4- 6。带的图形如图 3- 8。 表 3- 8 同步带尺寸 型号 节距 齿形角 齿根厚 齿高 齿根圆角半径 齿顶圆半径 H 12.7 40 。 6.12 4.3 1.02 1.02 图 3- 8 同步带 3.2.6 同步带轮的设计的基本要求 1、保证带齿能顺利地啮入与啮出 由于轮齿与带齿的啮合同非共规齿廓啮合传动， 因此在少带齿顶部与轮齿顶 部拐角处的干涉，并便于带齿滑入或滑出轮齿槽。 2、轮齿的齿廊曲线应能减少啮合变形，能获得大的接触面积，提高带齿的 承载能力即在选探轮齿齿廓曲线时， 应使带齿啮入或啮出时变形小， 磨擦损耗小， 并保证与带齿均匀接触，有较大的接触面积，使带齿能承受更大的载荷。 3、有良好的加了工艺性 加工工艺性好的带轮齿形可以减少刀具数量与切齿了作员， 从而可提高 生产率，降低制造成本。 4、具有合理的齿形角 齿形角是决定带轮齿形的重要的力学和几何参数， 大的齿形角有利于带齿的 顺利啮入和啮出，但易使带齿产生爬齿和跳齿现象；而齿形角过小，则会造成带 齿与轮齿的啮合干涉，因此轮齿必须选用合理的齿形角。 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 24 3.2.7 同步带轮的设计结果 同步带轮用梯形齿，其图形如图 3- 9。 图 3- 9 同步带轮结构 3.3 链传动设计计算链传动设计计算 链传动在安装时，应使链条受一定的张紧力，其张紧力是通过使链保持适当 的垂度所产生的悬垂拉力获得的。链传动张紧的目的主要是使松边不致太松，以 免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象，因而所需的张紧力比带 传动小得多。筷子清洗消毒烘干排序设备链传动基本参数设计如下: 1、选择链轮齿数 链传动速比： 由表 6-5 选小链轮齿数 z1=25。 大链轮齿数 z2=iz1=3.2325=81，z2550mm，符合设计要求。 中心距的调整量一般应大于 2p。 a2p=215.875mm=31.75mm 实际安装中心距 a=a-a=(643.3-31.75)mm=611.55mm 机动车辆保险远程定损方案与实现 第 7 章 系统应用分析 26 6、求作用在轴上的力 链速 工作拉力 F=1000P/v=10007.5/6.416=116.89N 工作平稳，取压轴力系数 KQ=1.2 轴上的压力 FQ=KQ F=1.21168.9N=140.27N 7、选择润滑方式 根据链速 v=6.416m/s，链节距 p=