大红鹰 ZB-45型棉苗制钵机设计(带CAD图）
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大红鹰
ZB-45型棉苗制钵机设计(带CAD图）
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型棉苗制钵机
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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)ZB-45型棉苗制钵机设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级xx机自x班姓 名学 号指导老师 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）ZB-45型棉苗制钵机设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： (手签) (手签) 2017 年 3 月 31 日33摘 要本次设计是对ZB-45型棉苗制钵机设计,研制出一种一种能够自动完成“填料冲压成型播种覆土冲出成品进入下一个循环”，具有高生产率，降低成本，批量化生产，实现机械化育苗，工厂化育苗，不仅具有良好的市场前景，更有利于提高工厂的竞争力，是棉花制钵机能够生产出优质、高标准的钵体，从而更有利于植物的生长。整机结构主要由电动机产生动力通过带传动 带动整机运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。本论文研究内容：(1) 棉花制钵机设计总体结构设计。(2) 棉花制钵机设计工作性能分析。(3)电动机的选择。(4)棉花制钵机设计的传动系统、执行部件及机架设计。(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。(6)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词：棉花制钵机设计， 电动机,设计AbstractThis article is the design of the cotton bowl machine, developed a kind of automatic completion of the filler - shaped stamping molding, and then the next cycle, with high productivity, reduce costs, mass production, to achieve mechanized seedling, industrial plant seedling, not only has a good market prospects, is more conducive to improving the competitiveness of the plant, is the cotton bowl machine to produce high quality, high standards, which is more conducive to the growth of plants.The structure of the whole machine is driven by the motor to drive the whole machine through belt drive, improve labor productivity and automation level. More show its superiority, has a broad development prospects.Research content of this thesis:(1) the overall structure design of the cotton bowl machine design.(2) performance analysis of the design of the cotton bowl machine.(3) motor selection.(4) the transmission system, the implementation part and the frame design of the cotton bowl machine design.(5) design and calculation analysis and verification of design parts.(6) drawing the assembly drawing and the assembly drawing of the important parts.Key words: Cotton Bowl Machine design,motor,design目录摘 要IIIAbstractIV1 引言11.1选题目的、意义11.2生产需求现状12 棉苗制钵机设计要求22.1课题的内容22.2设计要求23 棉苗制钵机总体方案的设计13.1 工艺分析13.2 机构的方案比较及选择23.3 拌料、填料63.4 物料输送和各工序转移63.5 钵体的成型和冲出63.6 播种和覆土63.7协调配合关系73.8拟定传动方案74 传动系统的设计104.1电动机的选择104.2传动比的确定，各轴功率以及带传动设计124.3齿轮设计和校对155 主要结构设计245.1模盘的结构和尺寸确定245.2曲柄（偏心轮）滑块（滑杆）机构的结构尺寸255.3轴的结构设计及其校核28结论34参考文献35致谢372 棉苗制钵机设计要求1 引言1.1选题目的、意义棉花是关系国计民生的战略物资，也是仅次于粮食的第二大农作物。棉花是涉及农业和纺织工业两大产业的商品，是全国1亿多棉农收入的主要来源，是纺织工业的主要原料，也是广大人民的生活必需品，棉纱、棉布和服装还是出口创汇的重要商品。棉花还可以用来制造轮胎等的帘线、火药以及医药用棉等。因此,棉花的生产、流通、加工和消费,与人民群众的生活和广大棉农的利益息息相关,对国民经济的发展也有着重要影响在国内外都有大面积棉花种植。研制出一种一种能够自动完成“填料冲压成型播种覆土冲出成品进入下一个循环”，具有高生产率，降低成本，批量化生产，实现机械化育苗，工厂化育苗，不仅具有良好的市场前景，更有利于提高工厂的竞争力，是棉花制钵机能够生产出优质、高标准的钵体，从而更有利于植物的生长。1.2生产需求现状 我国是世界第一大棉花生产国和消费国，棉花栽植历史悠久，植棉地区非常辽阔。长期以来，党和政府非常重视棉花工作，采取了一系列政策措施，促进了棉花产业的稳步发展。同时我国也是世界最大的纺织品和服装出口国，中国棉花总产量和消费量均占世界总额的1/4左右。中国是有13亿人口的大国，有广阔的国内市场，同时纺织品又是中国出口的大宗产品，2010年我国纺织品出口己占贸易额的13%，占生产总量的1/3左右，占棉纺织品1/3以上。因此，中国棉花生产面对国内和国际两个市场，近年来全球棉花播种面积和生产都有所减少，但是受全球物价影响，棉花价格居高不下，即消费增加，产量减少，贸易量增加，价格上涨，为我国棉花产业发展的创造了良好的市场环境。2 棉苗制钵机设计要求2.1课题的内容1.设计内容（1）制钵效率 6000个/小时；（2）配套动力 1.3kW。假设工作年限6年，每年工作250天，每天工作8小时。要求完成机器的总体设计，主要部件的设计计算，总装图的绘制，绘制主要零部件图。机器尽可能紧凑。2.研究思路：本次所研究设计的棉花育苗棉花制钵机广泛应用于农业生产中，营养土钵棉花制钵机是一种制作培育苗钵体土胚的机器，该机可替代人工自动制作钵体，具有生产效率高，结构简单，稳固可靠，容易操作等特点。本论文从棉花制钵机的工作原理、运动协调性、总体结构以及各执行机构的运动和尺寸进行了分析和说明。 3.工作流程：制造钵体需要五个工艺流程，即填料冲压成型播种覆土冲出成品进入下一个循环。2.2设计要求1. 钵的结构尺寸（见图2.1） 拟定设计一种棉花育苗用棉花制钵机，代替传统的手工制钵，钵体为圆台形状，尺寸高7cm，上底6cm，下底6cm。图2.1 营养土钵3 棉苗制钵机总体方案的设计3 棉苗制钵机总体方案的设计3.1 工艺分析步骤：（1）将肥料和土壤拌均匀，用筛子筛细。 （2）将上述土壤放入一个模子，见图3.1 a 。 （3）用一冲头将土壤冲紧，冲头下部有一凸头，见图3.1 b 。 （4）再将模子托起，育苗钵被冲出，见图3.1 c 。a) b) c)图3.1 手工制作营养土钵由手工制造方法可知，制造钵体需要五个工艺流程，即填料冲压成型播种覆土冲出成品进入下一个循环 图3.2 工艺流程图3.2 机构的方案比较及选择3.2.1制钵压钵、送钵执行机构的方案比较方案一：曲柄（偏心轮）滑块（滑杆）机构（如图3.3所示）图3.3 曲柄滑块机构 图3.3偏心轮的匀速转动，推动滑块上下滑动，滑块带动压杆推杆上、下移动实现对模盘孔内土进行冲压成钵。优点：偏心轮适合较高的转速，在曲柄转动下，带动压杆往复运动，并且采用对心结构，能使压杆推杆运动平稳，而且能够承受较大的载荷，机械效率较高。缺点：传动路线较长。方案二：凸轮机构（如图3.4所示）图3.4凸轮机构 图3.4凸轮机构匀速转动，推动推杆上下移动，压杆推杆对营养土钵冲压成型。优点：通过设计不同的轮廓曲线，可以实现预期的各种运动规律，并能有效冲击，只要恰当设计好轮廓曲线，能使压力大小随运动而变化并且凸轮机构响应快速，机构紧凑。缺点：凸轮不适合较快速的运转，很容易磨损。方案三：曲柄滑块机构（如图3.5所示）图3.5曲柄滑块机构 图3.5曲柄匀速转动，推动滑块上下移动，滑块带动压杆推杆上下移动实现对营养土的冲压。此方案与方案一、二比较，区别在于驱动构件的不同，在大麻烦是动力部分，无法提供足够的动力带动驱动件转动。综上三种方案所述，由于要求机构运动速度较快，传动平稳，机械效率高，机械使用寿命长，综合考虑选择方案一。 3.2.2排种机构的设计与分析 方案一、槽轮机构（如图3.6所示）图3.6槽轮机构 图3.6拨盘匀速转动，拨盘上的圆销进入槽轮径向槽时，推动槽轮转动，从而实现排种，圆销未进入槽轮，槽轮不动，不排种，槽轮间歇性运动实现定时定地的排种。优点：机构简单，外形尺寸小，机械效率搞，并能较平稳的间歇性转动，适用于速度不太高的场合。缺点：存在柔性冲击，使构件损坏，而且槽轮机构制造工艺复杂。方案二：几轮机构（如图3.7所示）图3.7几轮机构 图3.7当摇杆逆时针转动时，棘爪推动棘轮顺时针转动一个角度，止动爪阻止棘轮转动，棘轮静止不动，摇杆往复摆动以拨动棘轮间歇转动，棘轮没转动一格，就往下排种，摇杆顺时针转动不排种。优点：机构简单，制造方便，运动可靠。缺点：工作时有较大的冲击和噪声，运动槽度较差，不适合高速转动和重载荷场合。方案三：不完全齿轮机构（如图3.8所示）图3.8不完全齿轮机构 图3.8完全齿轮转动一圈，推动从动轮转动一格，从而使种子下落到钵孔内，在不啮合时，种子则不会下落。优点：结构简单，容易制造，工作可靠，制造成本低。缺点：受到冲击较大，不适合高速的运动场合，齿数较少，会产生根切，对齿轮造成破坏，传动平稳性较差。综上三种方案，考虑到传动平稳性，及更好地满足设计要求，选择方案一合适。3.2.3钵盘转动机构的设计与分析方案一、槽轮机构（如图3.6所示）主动拨盘带动圆销转动，圆销进入槽轮时，驱动槽轮转动，带动钵盘转动，圆销未进入槽轮时，槽轮被卡住，钵盘不转动，从而实现了钵盘每转过60的间歇运动。优点：槽轮机构简单，外形尺寸小，机械效率高，并能够平稳地间歇性转位。方案二、棘轮机构（如图3.7所示）摇杆往复摆动，使棘轮间歇性转动，棘轮每转动一格，钵盘就转动一格，棘轮静止时，钵盘不动。优点：机构简单，制造方便，运动可靠，棘轮每转过角度的大小可以在较大范围内调节。缺点：工作时有较大的冲击和噪声而且运动精度较差。方案三、不完全齿轮（如图3.8所示）优点：结构简单，容易制造，工作可靠。缺点：不完全齿轮有较大的冲击。综上所述选择方案一，方案一机械效率高，传动平稳，能够间歇的转位。3.3 拌料、填料 将已拌好的营养土在搅拌箱内继续充分拌匀，并填入模孔然后刮平。搅拌箱内的搅拌叉可起填料推杆的作用，同时它也起到破坏营养土的“安息状态”的作用，它在搅拌箱内作连续回转运动。3.4 物料输送和各工序转移 转盘上的模孔数至少应有六个，其工艺职能分别为待料，填料，成型，播种，覆土和冲出。转盘和模孔作间歇的转动。由控制系统带动起回转速度的快慢和各工序之间的转移。3.5 钵体的成型和冲出 两冲头作直线往复运动，在模孔中将土壤挤压成型和冲出钵体，成型冲头比冲出冲头的工作行程要长，其差值取决于钵体的尺寸、土壤的压缩比以及所选曲柄滑块机构的杆长关系等。3.6 播种和覆土 在钵体的成型和冲出过程之间要有播种和覆土机构，该机构由棉花播种机的播种机构演变而来，是由同步带带动机构转动，同时取一定量的种子和土壤由导管导入钵体，同时完成播种和覆土。其机构采用下图结构：图3.9 采用的机构 上面的结构非常简单。由下端回转体的回转，通过其上的凹坑来取种子或营养土。其坑的的大小可以由种子的尺寸和需要覆土量来调节。3.7协调配合关系 两冲头作直线往复运动。当转盘静止时，由冲头冲模而脱离模孔，再回复到冲压位置，完成一次冲压，同时播种轮转一周完成一次播种和覆土；周而复始。3.8拟定传动方案 棉花制钵机主要由两部分组成：工作机构和传动机构。主要包括搅拌箱、搅拌叉、槽轮转盘、冲头，导管等。主要功能是：（1）将配有各种肥料的土壤拌匀，然后填入模孔中；（2）将模孔中松散的土壤经压紧、成型并最终将钵体冲出；（3）在成型和将钵体冲出之间有导管将种子和土壤导入，完成播和覆土。传动机构：主要包括电动机、皮带轮、齿轮副、曲柄连杆机构等，传动路线有三条： 一条是由电动机皮带传动直齿轮圆柱齿轮传动曲柄连杆机构所组成，主要功能是完成压紧和冲出动作； 另一条是由直齿圆柱齿轮圆锥齿轮传动直齿圆柱齿轮转盘，其主要功能是完成土壤的搅拌和填料动作。并且由转盘上的槽轮完成间歇运动。 还有一条是由直齿轮圆柱齿轮传动直齿圆柱齿轮（曲柄连杆机构）-同步带-导管，主要功能是完成播种和覆土工作；1）传动系统的分析图3.10 传动系统如图3.10所示，棉花制钵机的总体布局的特点为：（1）搅拌箱处于整机的最高的位置，便于直接将土壤在填料推杆即搅拌叉作用下，通过箱体底部的缺口自动填入下部转盘的模孔中。（2）两冲头由同一个曲柄滑块机构带动，并且带动两冲头的滑轴V轴（即曲柄滑块机构中的滑块）与转盘的回转轴合二为一，搅拌器的转轴与小齿轮9的转轴共用轴IV，结构因此得到简化，传动链紧凑，提高了传动精度。（3）搅拌箱下面的支撑体采用“双八字”形铸件，电动机处于机体的最低位置有利于降低重心，稳定机身。（4）带轮和高速齿轮置于支撑体左侧，滑轴，冲头及转盘置于支撑体右侧，一方面高速传动部分便于集中安装防护罩，另一方面有利于整机的平衡，此外也有利于装配，检修。（5）播种和覆土机构采用导管引入，减小了体积，简化了机构。4 传动系统的设计4 传动系统的设计4.1电动机的选择1.选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压220V。2.选择电动机的功率 1）选择依据：电动机额定功率 电动机所需工作功率为： 工作机的有效功率，单位（KW）。从动机到工作输送带间的总效率。其中带传动的效率直齿轮传动8级；滚子轴承的效率（一对）；锥齿轮的效率槽轮的效率；2）电动机的功率由该设备所消耗的功率决定，该设备的消耗的功率主要有： 压紧冲出营养钵所做功； 转盘转动过程中克服摩擦力做功； 搅拌器消耗功率；1、压紧和冲出时营养钵作功冲头工作时平均所受的压力取100kg（按经验选取），冲头行程为160mm，上下的总位移为320mm，6000个/小时，所消耗的功率按下式计算：式中 F冲头在行程所受的平均压力，单位 N; S冲头每次行程的位移量，单位 m； n冲头每小时的行程次数，单位 次/小时。因此压紧和冲出时作功，但主要消耗在第一工位。模孔转盘上均匀分布着6个模孔，根据每小时生产定额，模孔转盘的转速为 转盘每转一圈，冲头上下6次往复运动。则偏心轮的转速为：2、 转盘转动过程中克服摩擦做功3、 转盘克服的摩擦力有：1、底板（土钵挡板）与转盘的摩擦； 2、搅拌箱的搅拌器与转盘上的摩擦； 3、土壤与转盘的摩擦。其消耗的功率大约为：=0.2kw （类比法，参考文献5）；3、搅拌器消耗功率由于搅拌器的转速不高，估计推动1立方米的土料需要1吨的力。搅拌器的体积为：=3.140.25=0.03142推动的土料需要的平均力： =消耗功率：总的工作功率：总的机械功率：则电动机的功率为：（3)选择电动机由于该机为农用机械，主要是针对农村和农场设计的，一般的农村用电电压为220V，又异步电动机比直流电动机使用方便，价格低廉，因此该机采用单相电容启动异步电动机作动力源。电动机型号为YD90L-4，其特性参数见下表。表4.1电动机主要技术数据、外形和安装尺寸表型号额定功率/kW满载转速/r/min最大转矩重量/kgYD90L-41.314002.222外形尺寸/mmmmmmL(AB/2+AD)+HD中心高/mmH安装尺寸/mmAB轴伸尺寸/mmmmDE平键尺寸/mmmmFG3102451909014010024508204.2传动比的确定，各轴功率以及带传动设计4.2.1传动比的确定由设计要求可知，电动机的给定转速，而生产率的给定值为 6000个/小时，即生产率为所以总传动比的大小可以确定根据机械设计中关于V型带传动比分配原：由于带传动的传动比不宜太大，一般5，故可分。要求偏心轮转6圈时转盘旋转一圈，因此就要求两锥齿轮的传动比和转盘齿轮的传动比乘积等于6，即： =其它齿轮的传动比为了保证转盘和搅拌器的尺寸和搅拌器的速度，并简化机构，选两直齿锥齿轮的传动比=1，则小齿轮5和直齿圆柱齿轮的传动比=6。所以小齿轮5的转速、搅拌器的转速和偏心轮的转速三者相同。4.2.2计算各轴的转速和功率（1）各轴的转速 轴 轴 轴 （2）各轴功率由机械设计课程设计指导书表9.2查得，带传动的效率；直齿轮传动8级的效率0.97；滚子轴承的效率0.98（一对）；锥齿轮传动8级的效率0.97；=0.9 类比法，参考文献5，则转盘所需功率=0.2kw 轴所需功率 轴所需功率 轴所需功 4.2.3 设计V型带轮的结构和尺寸和校对1.确定计算功率 计算功率，KW；工作情况系数；所需传递的额定功率，KW;根据机械设计表8-7，载荷变动小，空、轻载起动，选取=1.1，则 =1.11.3=1.43KW2. 选择V带型，小带轮转速， 由机械设计图8-11选择Z型V带。取，由机械设计表8-8进行圆整选择。3. 验证带速 因为，故V带合适。4. 确定中心距a和基准长度 根据机械设计知： 所以取=450由 根据机械设计表8-2选取基带长度 =1600mm 5. 计算实际中心距小带轮上的包角： 即符合设计验证条件，所以此设计方案合理。6. 确定带的根数Z 1）计算单根V带的额定功率 由根据机械设计表8-4a得。 根据和Z型带查表8-4b得。 查机械设计表8-5得，查表8-2得，于是 2）计算V带的根数z 取4根7计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得Z型带的单位长度，所以应使带的实际初拉力。8计算压轴力压轴力的最小值9带轮的结构设计带轮的材料都采用HT200，由大带轮的基准直径，所以大带轮采用轮辐式；由于小带轮的安装直径d=26mm,查得小带轮为实心轮。4.3齿轮设计和校对4.3.1直齿轮设计和校对(1) 第一对齿轮设计（类型、材料、精度、齿数）1）选用直齿圆柱齿轮传动；2）由于农业机械搅拌机械为一般工作机器，速度不高，所以选用8级精度（GB10095-88）.3)材料由查机械设计10-1表，选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。4)选小齿轮齿数，大齿轮齿数。(2) 按齿面接触强度计算由设计计算公式（机械设计10-9a）进行计算，即1）确定公式内各计算数值1. 选择载荷系数 =1.3；2. 计算小齿轮传递的转矩：3. 由机械设计表10-7可知，选择齿宽系数4. 由机械设计表10-6查得材料的弹性影响系数5. 由机械设计图10-21d按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限。6. 计算应力缩环次数 7.由机械设计10-19图，取接触疲劳寿命系数 8.计算接触疲劳需用应力。 取失效概率为1%,安全系数 2） 计算1试计算小齿轮分度圆直径 带入中较小的值2计算圆周速度1. 计算齿宽 1) 计算齿宽与齿高之比模数 齿高 所以齿宽与齿高之比 2. 计算载荷系数根据，7级精度，查机械设计图10-8可得，动载系数=1.05直齿轮由机械设计表10-2查得使系数；由机械设计 表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对称位置时由,，查机械设计图10-13得；故载荷系数 3. 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由机械设计10-10a得 4. 计算模数 (3)按齿根弯曲疲劳强度计算由弯曲强度的设计计算公式： 1）确定公式内的各计算数值1、由机械设计中图10-20查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的的弯曲疲劳强度极限。2、由机械设计图10-18取弯曲寿命系数；3、计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数，得 4、 计算载荷系数 5、 查取齿形系数由机械设计表10-5查得 6、查取应力校正系数由机械设计表10-5查得 7、计算大、小齿轮并加以比较大齿轮的数值大。2）设计计算对比计算结果，由曲面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲疲劳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，可取由弯曲强度算得的模数1.63并就近圆整为，按接触疲劳强度算得的分度圆直径，算出小齿轮的齿数: 大齿轮齿数 ，取。（4）几何尺寸计算1)计算分度圆直径 2）计算中心距3)计算齿轮宽度取。齿轮1和2的几何尺寸如下：(5) 结构设计及绘制齿轮零件图 (6)验算设计1）由设计过程知 ，即小齿轮齿数大于发生根切的最小齿数，所以该设计满足不发生根切的条件；2)重合度验算由 则 即该设计满足重合度条件要求。4.3.2圆锥齿轮设计和校对 在决定锥齿轮的尺寸之前，先要确定以下一些条件（1）由于为小型农用机械锥齿轮传动,初取，因为，取； （2）该齿轮的受力较大，故材料选用铸钢ZG35； （3）该齿轮的传动功率是第轴的功率；则设计参数可依次得出：（1）计算基本参数1)齿数比 锥距 平均分度圆直径 所以 以表示当量直齿圆柱齿轮的模数，则当量齿数为 2)根据求齿形系数Y，查表可得Y=0.282；3)根据齿轮材料求4）查表查得的铸钢单向工作时的=16.5，因为是开式传动，所以将降低20%使用，得=13.25）求Y =0.28213.2=3.72;6)求齿宽系数及齿宽一般取，则：7）求锥齿轮的评价模数由上述一些条件查得=4.5，所以求得锥齿轮大端模数 由于m=5.4mm不是标准模数，所以取m=6mm,所以齿顶高。（2）各尺寸计算数值齿根高 齿高 分度圆直径 齿顶直径 齿根圆直径 锥距 齿宽 齿顶角 齿根角 齿顶锥角 齿根圆锥角图 4.2锥齿轮的各部分尺寸 锥齿孔的直径与其配合的轴径决定，现取为；轮毂直径 轮毂宽度 5 主要结构设计5 主要结构设计5.1模盘的结构和尺寸确定 模盘上有6个均匀分布的模孔，根据苗钵的规格和土壤的压缩比，现确定模孔的高度H=96mm,孔径d=60mm，转盘的材料为铸铁HT250，由于强度低，孔与外圆之间的壁厚不宜太薄，取10mm，孔与孔之间的壁厚为10mm，由于是间歇传动，故采用了槽轮结构。 槽轮机构的典型机构如下图所示，他有主动拨盘1，从动槽轮2和机架组成。 槽轮机构的结构简单，外形尺寸小，其机械效率高，并能较平稳地，间歇的进行转位。但因传动时尚存在柔性冲击，故常用于转速不太高的场合。普通的槽轮机构有外槽轮和内槽轮机构之分。它们均用于平行轴间的间歇传动，但前者槽轮与拨盘的转向相反，而后者则转向相同。外槽轮机构应用比较广泛。在机械中最常用的是径向槽均匀分布的槽轮机构。对于这种机构，在设计计算时，首先应根据工作要求确定槽轮的槽数Z=6和主动拨盘的圆销数n=1；再按受力情况和实际机械所允许的安装空间尺寸，确定中心距L和圆销半径r；最后可按图中机构的几何关系，由下列各式求出其它尺寸：拨盘轴的直径及槽轮的直径受以下条件限制: 锁止或弧的半径大小，根据槽轮轮叶齿顶厚度b来确定，通常取b=3-10mm 取L=315mm，计算得： r=10mm b=10mm R=157.5mm, S=272.8mm125.3mm 取 h=125.3mm转盘的结构和尺寸见下图图5.1 槽轮转盘结构、尺寸图5.2曲柄（偏心轮）滑块（滑杆）机构的结构尺寸见图6.2，此处偏心轮的偏心距即相当于曲柄长度a，滑杆即相当于滑块，画成简图，如图6.2。它是属于对心曲柄滑块机构。（1） 偏心距的确定见图3.7可见，滑杆上下往复移动的行程S，要等于模孔的高度和冲头在模孔外的一段距离之和，即S=96+64=160mm。参考平面连杆机构部分，S=2a，见图6.2，得到：图5.2曲柄连杆示意图（2） 具体结构 （见图5.3）图5.3曲柄连杆机构结构图偏心轮用平键，止退垫圈，圆螺母固定在轴上，凡是用此种方法固定的，都要求轴颈长度比轮毂孔长度短。为了使螺母不与连杆相碰，将偏心轮设计成凹坑，将螺母置于凹坑中，凹坑直径可比止退垫圈直径大。偏心轮不宜做的太厚，可在之间。为了增加与轴的配合部分长度，还必须设计一凸缘。偏心轮外圆与偏心销孔之间的壁厚考虑为15mm左右，因此可以算出偏心轮的外圆直径为210mm。偏心轮的结构与尺寸见图6.4。图5.4偏心轮的结构 图5.5 曲柄连杆机构（3）决定连杆的长度和尺寸曲柄滑块机构存在的条件是：曲柄的长度a要小于或等于连杆的长度b,见图5.5，即。在设计时，一般取最小的传动角适当的选的偏大一些，为此，将选为70度。则连杆的长度为： （4）偏心销的装配图5.6偏心销的装配图1-偏心轮 2圆螺母 3-平垫圈 4-连杆 5-轴套 6-轴 7-垫片 8-螺母 9-平键10-套筒 11-轴 连杆与偏心销的装配其摩擦部分用铜套。铜套的厚度根据经验一般取，铜套的长度，d为铜套的内径25mm，则 取； mm取L=30mm。在决定铜套内径的公差时，要特别注意当铜套压入连杆孔时铜套内径的缩小，对薄壁铜套其收缩量约为铜套外径过盈量的0.80.9倍，因此在确定铜套尺寸时，要适当加大铜套的内径与轴配合的间隙。5.3轴的结构设计及其校核 以轴为例说明棉花制钵机各轴的结构设计。轴上装有一个直齿圆柱齿轮2，一个直齿圆锥齿轮3和一个偏心轮13，既承受弯距，又承受扭距，属转轴类型。1选择轴的材料该轴传动中小功率，且转速较低，故选用45钢，调质处理，其力学性能由表21-1查得， 由表21-23查得A=1142，初步估计轴的直径由表21-22公式初步估算轴2直径 取 3轴的结构设计 图5.7轴的结构简图如图所示 ：圆柱齿轮、偏心轮轴向定位的轴肩直径不能太小，故加用套筒帮助轴向承压，其轴端固定采用小圆螺母和平垫圈。从表3-2-75选择小圆螺母的尺寸参数为：M301.5 ；由表8-288选择C级平垫圈的尺寸参数：。圆锥齿轮用 的轴环定位并承受轴向力，用紧定螺钉加以固定。由表3-2-46，选取开槽圆柱头螺钉M625。圆柱齿轮、圆锥齿轮及偏心轮的周向定位采用普通平键B型，由表9-5得，其尺寸bhL分别为、12840、10832。由于锥齿轮的存在，轴上有轴向力，所以两个滚动轴承均采用角接触球轴承，其型号分别为7308C，7307C，其外形尺寸dDB分别为409023、358021。采用脂润滑。其结构见附图4 按当量弯距法校核做出轴的受力简图（如图6.8），求作用在轴上的力水平面（）垂直面（）直齿轮锥齿轮偏心轮轴承反 力图5.8轴的受力分析图当时，轴为最危险。偏心轮与同它啮合的齿轮，中心线的连线与水平面成45度夹角，则偏心轮作用于轴的力在水平面的分力为在垂直面的分力为其中轴承反力分别在水平面内和垂直面内进行计算。在水平面里求支反力：由得，则可求得。则N在垂直面里求支反力：由得， 则可求得。则=3070.3N作出弯矩图（如图6.9）（N.m）垂直面（）水平面（）截面合成弯距截面合成弯距截面=42.63合成弯距图5.9 弯矩图5，作出转距图(如图6.10) T=189.07N.m图5.10 转矩图6作出当量弯距图（如图5.11） 图5.11当量弯矩图7确定许用应力 由上已知8校核轴径则按照当量弯距法较核，轴的强度足够。结论本课题结合目前国棉花制钵机设计的研究现状和发展方向，具体阐述了一种棉花制钵机设计开发过程。本文主要完成的工作如下：1、棉花制钵机设计结构方案的确定。分析了棉花制钵机设计的特点，确定了棉花制钵机设计基本结构，并确定其基本尺寸。2、确定了棉花制钵机设计技术指标及参数。对该棉花制钵机设计进行了计算。3、零件的刚度和寿命计算与校核。对各个已设计零件进行刚度和寿命计算，确保满足使用要求，使该棉花制钵机设计有足够的可靠性。通过本次毕业设计，不仅把大学所学到的理论知识很好的运用到毕业设计中，而且培养了自己认真思考的能力，在处理问题时有了新的认识和方法，并加强了和同学之间进行探讨和解决问题的能力。通过对专业知识的接触和深入学习，以及对相关信息的获取，我深切地认识到，就目前的发展而言，我国的工业还比较落后，与发达国家相比还存在很大的差距。尽管我们不断地在努力，但想在很短的时间内改变这种现状是很难的，尤其是对于我们这样一个国情的大国。所以，我们应该拥有的是一种民族意识，不断的追求创新。本次毕业设计中，我做的是全自动自动物料分选装置整体设计部分，通过本次毕业设计，不仅锻炼了自己查阅资料的能力，而且能够熟练运用国家标准、机械类手册和图册等工具进行设计计算分析。这次毕业设计还让我体会到团体的力量，提高自己的团队意识，遇到问题时和小组成员进行讨论和分析或是请教老师，直到得到满意的结果。展望:希望能将这套设计应用到具体实践当中,通过实践来验证理论的正确性。通过理论知识与具体实践结合起来，才能真正把一门知识应用起来。致谢参考文献1 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