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MTJ200型水果糖糖料拉白机的设计【优秀机械设备设计含10张CAD图纸】

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资源描述：

水果糖糖料拉白机的设计全套课程毕业设计

MTJ200型水果糖糖料拉白机的设计【优秀机械设备设计含10张CAD图纸】

【带任务书+开题报告】【31页@正文6900字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

TMJ200型水果糖糖料拉白机的设计说明书.doc

主轴.dwg

任务书.doc

图纸总汇9张.dwg

封面.doc

开题报告.doc

总装图1.dwg

曲柄.dwg

皮带轮及轴承盖.dwg

转杆及齿轮轴.dwg

轴座.dwg

轴座副本.dwg

轴承盖.dwg

齿轮.dwg

任 务 书

一、题目及专题：

１、题目　　      MTJ200型水果糖糖料拉白机        

２、专题　         总体设计、主要零部件设计        

二、课题来源及选题依据

     本课题设计的是一台水果糖糖料拉白机。型号为TMJ200型。该机的工作效率为25kg/次，次/8~10分钟。该机是一个传动机构，我对其传动机构进行设计。该机的工作状况是，通过电动机传到减速器，再通过减速器的变速运动，经过轴带动两曲柄的运动，两曲柄是进行相向运动，进行糖料的拉伸，达到工作的目的。

     在这次设计中我主要是对该拉白机的结构进行设计的。其主要步骤是，先选择其电动机的型号，根据其工作效率和要求来选择其型号的。然后再对其传动机构进行设计的，在这一部分我设计了主轴和齿轮，还计算了其传动比。其机的主要部分就是曲柄和杠杆。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：

1.设计技术图样折合A0不少于二张。                            

2.设计说明书一份，字数不少于10000字。                      

3.确定水果糖糖料拉白机总体结构方案。                        

4.对曲柄和杠杆进行精度的设计和计算。                  

参考文献

[1]  李德群 唐志玉主编.中国模具设计大典（第二卷).江西:江西科学技术出版社2003

[2]  中国机械工业教育协会组编.塑料模设计及制造.北京:机械工业出版社,2001

[3]  陈万林主编.塑料模具设计与制作教程.北京:北京希望电子出版社,2000

[4] 《塑料模设计手册》编写组.塑料模设计手册.北京:机械工业出版社,1994

[5]  王文广 田宝善主编.塑料注射模具设计技巧与实例.北京:化学工业出版社，2003

[6]  李海梅主编.注塑成型及模具设计实用技术.北京:化工出版社,2001

[7]  徐进等编著.模具材料应用手册.北京:机械工业出版,2001

[8]  于华主编.注射模具设计技术与实例.北京:机械工业出版社,2002

[9]  黄虹主编.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社,2003

[10]  K.stoeckhert/G.Menning 编著.模具制造手册.北京:化学工业出版社,2003

[11]  唐志玉主编.模具设计师指南.北京:国防工业出版社,1999

[12]  杨叔子主编.机械加工工艺师手册.北京:机械工业出版社,2002

[13]  大连理工大学工程画教研室编.机械制图.北京:高等教育出版社,1993

[14]  彩英主编.实用塑料注射模具设计与制造.北京:机械工业出版社,2003

[15]  许发樾主编.模具制造工艺与装备.北京:机械工业出版社,2003

[16]  张军编.材料专业英语与教程.北京:机械工业出版社,2001

[17]  马玉录 刘东学编译.机械设计制造及自动化专业英语.北京:化学工业出版社，2001

[18]  邢邦圣主编.机械工程制图.南京:东南大学出版社，2003

[19]  章飞主编.型腔模具设计与制造.北京:化学工业出版社,2003

[20]  徐灏主编.机械设计手册.北京:机械工业出版社,2001

[21]  黄毅宏主编.模具制造工艺.北京:机械工业出版社,1999


内容简介：
十一、减速箱加工工艺设计 11.1零件的工艺审查。 11.1.1 一级圆柱齿轮减速器箱体由上箱体下箱体主轴孔，通过高速轴与低速轴之间的转速来实现运动，从而实现拉白机对糖料的拉伸。 零件的主要工作表面为主轴孔内表面，主要配合面为 40mm 36mm和上下箱体的接触面即中分面。由于在工作时承受一定的力，因此要有足够的强度刚度和韧性。 11.1.2 主要技术要求 。 一级圆柱齿轮减速器箱体的主要技术要求为 :铸件 。 进行时效处理 ， 退火去应力处理 ， 去毛刺 ， 倒棱 ， 打磨 ， 清理 ， 箱体内外非工作表面涂耐防锈漆 。 11.1.3 加工表面及其要求 。 11.1.3.1 主轴输入孔 40mm的孔 :孔径 40mm，两端到角 1 45，表面粗糙度 Ra为 1.6um，平行度不大于 0.015。 11.1.3.2 主轴输出孔 36mm的孔 :孔径为 36mm，两端到角 1 45，表面粗糙度 Ra为 1.6um，平行度不大于 0.15。 11.1.3.3 上端面 4 M8内六角螺钉的孔：孔径为 8mm，表面粗糙度 Ra为 6.3。 11.1.3.4 16 M8的内六角螺钉的孔：孔径为 8mm，表面粗糙度 Ra为 6.3，左右均匀分布。 11.1.3.5 下端面 4M 16内六角螺钉的孔：孔径为 16mm，表面粗糙度 Ra为 6.3 11.1.3 零件材料 箱体材料为 HT18 36，是铸铁。为了尽量减少铸件内应力对以后加工质量的影响，零件工艺应设置退火工序，然后热处理，以获得所需的机械性能。 11.2 毛坯的选择 11.2.1 确定毛坯的类型及制造方法 由于零件的材料为 HT18 36，零件的行状不规则，因此选用铸造毛坯，由于零件年生产量为成批生产，零件的轮廓尺寸不大，而且工件有很多表面不切削，所以选用砂型机械器制造。 11.2.2 确定毛坯的形状、尺寸及公差 毛坯的形状，铸件采用带芯的分摸造型。 由于该零件，零件图上列出精铸，所以确定铸件尺寸公差等级为 JB737-65之三，机械加工余量等级为 AM-H。 11.2.3 确定毛坯的技术要求 11.2.3.1 铸件无明显的铸造缺陷 11.2.3.2 为注明铸造圆角为 R5-R10 11.2.3.3 机加工前正火、消除内应力 nts11.2.3.4 箱体内外非加工表面涂耐油防锈漆 绘毛坯图 根据零件结构形状在该各加工表面加上加工余量，绘制毛坯图。 11.3 基准选择 该箱体以 40、 36的孔及中分面为设计基准，因此必须首先将 40、 36的孔及中分面加工好以后续工序基准。根据粗、精基准选择的原则，确定各加工表面的基准如下： 11.3.1 40、 36的孔及中分面：轴座孔及中分面 11.3.2 16-M8深 15的螺孔深 20的孔及端面： 40、 36的孔及中分面 11.3.3 4-M8的孔及端面： 40、 36的孔及中分面 11.3.4 4-M16的孔及端面： 40、 36的孔及中分面 11.4 拟定机械加工工艺路线 11.4.1 确定各加工表面的加工方法及加工路线 该箱体的加工表面为 40、 36的孔及中分面、 16-M8深 15的螺孔深 20的孔及端面、4-M8的孔及端面、 4-M16的孔及端面。 根据各加工表面的精度要求和表面粗糙度要求， 40、 36的孔及端面的加工路线为粗镗 -半精镗 -精镗；中分面的加工为粗铣 -精铣 -刮研； 16-M8深 15的螺孔深20的孔及端面的加工路线为钻 -扩钻钻和铣平面； 4-M8的孔及端面的加工路线为钻 -攻丝 -铣平面； 4-M16的孔的加工路线为钻 -攻丝 -铣平面； 4-M16的孔及端面的加工路线为钻 -攻丝 -铣平面。 11.4.2 拟定加工工艺路线 工艺路线方案一 工序 1 铸 按图要求铸造成型 工序 2 热 退火去应力 工序 3 清理 打磨、清理 工序 4 检 用煤油做渗漏试验，不得有渗漏现象 工序 5 铣 1找正中分面并压牢，粗铣中分面 2校正中分面并压牢，精铣中分面 *以下见下箱体工艺，去应力后继续以下工艺 3垫平底面，校正中分面并压牢，精铣中分面 4刮研中分面 工序 6 钳 1 4 16孔 2 钻攻： 4 M16的螺栓孔 16 M8 15孔 20的螺栓孔 3 各孔口去毛刺倒棱 以下见下箱体工艺，拆箱后继续以下工艺 nts工序 7 漆 箱体内外非加工表面图耐油防绣底漆 工序 8 铣 粗铣窥视控盖板 工序 9 清理 箱内外清洗干净，无杂质。 下箱体 工序 1 铸 按图要求铸造成型 工序 2 热 退火去应力 工序 3 清理 打磨 清洁 工序 4 检 用煤油作渗漏实验，不得有渗漏现象。 工序 5 铣 1 铣平面，找正中分面并压牢 粗铣中分面 2 粗铣地底面。 3 精铣中分面 4 刮研中分面 5 工作转 140度，精铣底面 工序 6 镗 1 垫平底面，对其上下箱体，并用夹头夹紧，分别找正 40， 36孔位置在中分面上。粗镗孔 40， 36的端面 。 2 校正以加工孔中心并压紧，半精镗孔 40， 36孔端面。 3 校正已加工孔中心并压牢半精镗 40， 36孔端面 4 刮研孔 40， 36孔达图要求 工序 7 钻攻 钻攻：钻孔深 25的螺栓孔 工序 8 热 1 与上箱体同炉去火 2 喷砂处理，去除氧化皮 工序 9 漆 箱体内外非加工面漆耐油防锈漆 工序 10 清理 箱体内外清理干净，无杂质 工艺路线方案二 工序 1 铸 按图要求铸造成型 工序 2 热 退火去应力 工序 3 清理 ，打磨，清洁 工序 4 检 用煤油做成渗漏试验，不得有渗漏现象 工序 5 铣 1 垫平面，找中分面并压牢 粗铣中分面 2 粗铣底面 以下见下箱体工艺，去应力后继续以下工艺 工序 6 铣 1 铣垫平面，校正中分面，压牢精铣 中分面 2 刮研中分面 nts工序 7 钳 1 4 16孔 2 各孔去毛刺倒棱 *以下见下箱体工艺，拆箱后继续以下工艺 工艺 8 钳 1 攻钻： 4 M8的 +螺孔 16 8 20 25的螺孔 2 个孔口去毛次倒棱 工序 9 漆 箱体的内外非加工表面漆耐油防锈底漆 工序 10 铣 粗铣窥视孔盖板 精铣窥视控盖板 工序 11 清理 箱体内外清洗干净，无杂质 下箱体 工序 1 铸 按图要求铸造成型 工序 2 热 退火去应力 工序 3 清理 打磨 清洁 工序 4 检 用煤油做渗透实验不符和有渗透现象 工序 5 铣 1 垫平面，找正中分面并压牢粗铣中分面 2 工件转 140度，粗铣底面 工序 6 铣 1 垫平面，找正中分面并压牢粗铣中分面 2 刮研中分面 3 工件转 140度，精铣底面 工序 7 镗 1 垫平底面，对其上下箱体，用夹头夹紧 分别找正 40， 36孔位置在中分面上。 粗镗 40， 36孔端面。 2 校正已加工空中心并压牢 半粗镗孔 40 36孔端面 工序 8 镗 1 垫平面，校正已加工孔中心，精镗 40 36孔的端面 2 刮研孔 40， 36的端面 工序 9 钻攻 工序 10 热 1 与上箱体用炉去应力 2 喷沙处理，去氧化皮 工序 11 漆 箱体内外非加工面耐油防绣漆 工序 16 清理 箱体内外干净，无杂质 工艺路线方案一是工序集中原则组织工序，在以下机加工中要用 X15立式铣床，台式和 2518立式钻床，坐标镗床及专用夹具，优点是工艺路线短，粗铣在一道工序中完成，镗 40， 36的孔时，粗精镗也在一道工序中完成，这两道工序过于集中，应奖粗铣和精铣分开，粗镗和精镗分开。钻攻 4 M8， 4 M16时可用钻磨加工配以专用夹具完成。 nts工艺路线方案 2与工艺路线 1不用在于，加工中分面时，将粗，精铣分开，在加工40 ， 36孔时，将粗精镗分开，使工序分散一下，减小了工作疲劳强度，使工件加工中不至于过热。这样一来保证适当的工件装夹次数，易于保证加工面相互位置精度，需要的机床数量不多，辅助时间和准备总结时间，综合上述的两个工艺的优缺点，选择第 2方案。 11.5 确定机械加工余量，工序尺寸及公差 根据上述原始资料及加工工艺，查机械制造工艺手册，机械加工工艺手册来确定加工表面的加工余粮，工序尺寸及公差如下。 工序 工序内容 单边余粮 工序尺寸 表面粗糙度 上箱体 工序 5 粗铣中分面 5 15 10um 工序 6 精铣中分面 1.5 10 2um 刮研中分面 0.16 8 1.6 工序 7 4- M10其吊孔 7 10 6.3 工序 8 钻攻 4 M8螺栓孔 7 6 16.5 16-M8 20螺孔 25孔 7 6.6 16.5 下箱体 工序 5 粗铣中分面 2 15 10um 工序 6 精铣中分面 1.5 10 2um 刮研中分面 0.16 8 1.6um 工序 7 粗镗 40， 36 5 83 10 半精镗 40 36 1.6 81.4 101.4 工序 8 粗镗 40， 36 1 40.4 3.2 刮研孔端面 0.14 40 1.6 工序 9 攻钻铰 7 9 0.8um 11.6 选择机床设备及工艺设备 根据一般工厂现有的生产条件，为了满足生产需求，现选用工序所用设备为： 上箱体 工序 1 砂型铸造机 ，木磨，沙土 工序 2 电炉 ，火钳，碳 工序 3 铲刀，钳台，铣池 工序 4 煤油 工序 5 X51立式铣床，硬质 合金刀片面铣刀 ， 游标卡尺（ 0200/0.02mm） 工序 6 X51立式铣床，硬质 合金刀片面铣刀。专用夹具刮刀，研台。 工序 7 Z516钻床 Z518 Z535 专用夹具锉刀，钳台。 nts工序 8 Z4006钻床， Z516 专用夹具丝锥。 工序 9 油漆 ，刷帚 工序 10 X51立式铣床，硬质 合金刀片面铣刀。游标卡尺（ 0200/0.02mm）专用夹具合金刀片套式面铣刀。 工序 11 洗池 刷子 下箱体 工序 1 砂型铸造机，木磨，沙土 工序 2 电炉，火钳，石灰 工序 3 锉刀，钳台，洗 池 工序 4 煤油 工序 5 X51立式铣床，硬质合金刀片套式面。游标卡尺（ 0200/0.02mm） 工序 6 X51立式铣床，硬质合金刀片套式面铣。游标卡尺（ 0200/0.02mm） 工序 7 T4240镗床，端面浮动镗刀 工序 8 T4240镗床，端面浮动镗刀，夹具锉刀，钳台，刮刀，研台 工序 9 Z4006镗床， Z516钻床，丝锥，钻头，锉刀，钳台，绞刀 工序 10 电炉，火钳，石灰 。 锉刀，钳台，砂 工序 11 油漆 ，刷帚 工序 16 洗池 刷子 11.7 确定切削用量 加工条件 x51立宪床，硬质合金刀片套式面铣刀。刀直径为 400mm ，齿数为 26，游标卡尺（ 0200/0.02mm）。 11.7.1 确定背吃刀量，端面的加工量为 5，一次走刀加工， ap=5mm， ae=50 11.7.2 确定每齿进给量，根据机械制造工艺设计手册表 3-28，每齿进给量 f2=0.1。 取 f2=0.2 11.7.3 选择铣刀磨钝标准及耐用度 根据机械制造工艺设计手册表 3-26，铣刀刀齿面最大磨损量为 1.2mm，耐用度为 T=600min。 11.7.4 确定切削速度和工作台每分钟进给量，根据机 械制造工艺设计手册表 3-29 Cv=445， Zv=0.2 Xv=0.15 yi=0.35 Uv=0.2 pv=0 m=0.32 Kv=1。 nts 机械加工工艺卡片 卡 片 号 1 第 1 页 共 1 页 部件名称 减速箱体 材料 HT1836 产品型号及名称 零件名称 上箱体 毛坯尺寸 JMG200型水果糖糖料拉白机 零件图号 工序号 工步号 工 序 及 工 步 加 工 内 容 设备名称 量具名称 操作者 检验员 1 按要求铸造成型 2 热加工 ,退火去应力 3 清理 ,打磨 ,清洁 手锉 游标卡尺 4 检验 ,用煤油看有没渗漏 5 垫平面 ,找中分面压牢精铣 ,加工余量 1.5,粗糙度 2um, 粗铣底面 游标卡尺 6 铣垫平面 ,校正中分面 ,铣后刮研 ,单边余量 0.12 游标卡尺 7 1 攻钻 :4 M8,16 M8,15螺孔 ,20螺孔 游标卡尺 2 孔口去毛刺倒棱 8 给箱体非加工表面漆耐油防锈底漆 9 精铣窥视孔盖板 ,并清理箱体 编制 鲍磊 日期 校对 审核 nts 机械加工工艺卡片 卡片号 2 第 1 页 共 2 页 部件名称 减速箱体 材料 HT1836 产品型号及名称 零件名称 下箱体 毛坯尺寸 JMG200型水果糖糖料拉白机 零件图号 工序号 工步号 工 序 及 工 步 加 工 内 容 设备名称 量具名称 操作者 检验员 1 按要求铸造成型 2 热加工 ,退火去应力 3 清理 ,打磨 手锉 游标卡尺 4 检验 ,用煤油做渗透实验 ,看有没渗漏 5 1 垫平面 ,找正中分面并压牢 2 粗铣中分面 ,单边余量 2,粗糙度 10um 游标卡尺 3 精铣刮研中分面 , 单边余量 1.5,粗糙度 2 um 4 工件转 180度 ,精铣底面 6 1 镗 ,垫平面 ,对齐上下箱体 ,夹头夹紧 ,找正并粗镗 40,36孔端面 2 校正中心孔并压牢 ,半精镗 40,36孔端面 游标卡尺 7 1 镗 ,垫平面 ,校正已加工孔中心 ,精镗孔端面 编制 鲍磊 日期 校对 审核 nts 机械加工工艺卡片 卡片号 1 第 2 页 共 2 页 部件名称 减速箱体 材料 HT1836 产品型号及名称 零件名称 下箱体 毛坯尺寸 JMG200型水果糖糖料拉白机 零件图号 工序号 工步号 工 序 及 工 步 加 工 内 容 设备名称 量具名称 操作者 检验员 7 2 刮研孔 40,36的端面 游标卡尺 8 1 钻攻 ,铰 :钻铰 2-8H8锥销子 游标卡尺 2 钻攻 ,钻 (6+6)-M8的深 20孔 ,攻 (6+6)-M8深 10的螺栓孔 游标卡尺 3 钻攻 6-M13的螺孔 ,4-M9的栓孔 游标卡尺 9 1 与上箱体用退火炉去应力 2 喷沙处理 ,去氧化皮 10 漆 ,箱体内外非加工面耐油防锈漆 11 清理 ,箱体内外干净无杂质 编制 鲍磊 日期 校对 审核 nts-第 1 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 摘要 我设计的是一台水果糖糖料拉白机 。 型号为 TMJ200 型。该拉白机对熬出的糖料进行拉伸 ， 让糖料成为白色 ， 使其光泽光亮 ， 常用于酥芯糖糖衣的生产 。 该机的工作效率为 25kg/次 ， 次 /810 分钟 。 该机是一个传动机构 ， 我对其传动机构进行设计 。 该机的工作状况是 ， 通过电动机传到减速器 ， 再通过减速器的变速运动 ， 经过轴带动两曲柄的运动 ， 两曲柄是进行相向运动 ，进行糖料的拉伸 ， 达到工作的目的 。 在这次设计中我主要是对该拉白机的结构进行设计的。其主要步骤是，先选择其电动机的型号，根据其工作效率和要求来选择其型号的。然后再对 其传动机构进行设计的，在这一部分我设计 了主轴和齿轮，还计算了其传动比。其机的主要部分就是曲柄和杠杆。 关键字： 传动机构 减速器 曲柄 nts-第 2 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 目 录 摘要 . 1 一、电动机的选择 . 4 1.1 电动机的型号 . 4 1.2 电动机功率的计算 . 4 1.3 确定电动机的转速 . 5 二、总传动比和分配各级传动比 . 6 2.1 计算总传动比 . 6 2.2 分配传动装置传动比 . 6 三、传动装置的运动和动力参数的计算 . 7 3.1 计算各轴转速 . 7 3.2 计算各轴的功率 . 7 3.3 计算各轴的转矩 . 8 四、速器的设计计算 . 9 4.1 V 带传动的设计计算 . 9 4.2 齿轮的设计 . 11 五、轴的设计 . 16 5.1 选用轴的材料和初步估算轴径 . 16 5.2 轴的结构设计 . 17 5.3 轴上受力分析 . 17 5.4 绘制水平弯矩图 . 17 5.5 绘垂直面的弯矩图 . 17 5.6 绘合成弯矩图 . 18 5.8 确定危险截面并计算安全系数 . 18 六、轴承的寿命计算 . 23 6.1 计算内部轴向力 S . 23 6.2 计算实际轴向力 . 24 6.3 取系数 X、 Y 值 . 24 6.4 计算当量载荷 P . 24 七、曲柄的设计和杠杆的设计 . 25 7.1 曲柄的设计 . 25 7.2 杠杆的设计 . 26 八、选用键并校核强度 . 26 8.1 主轴上安装齿轮处选用键的内型为 ： . 26 8.2 主轴上安装曲柄处选用键的内型为 ： . 27 九、箱体的设计 . 27 十、齿轮和轴的润滑油的选择 . 28 nts-第 3 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 设计小结 . 29 参考文献 . 30 nts-第 4 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 一、电动机的选择 1.1 电动机的型号 初选电动机型号： 本拉白机在常温下连续工作 ， 载荷平稳 ， 对启动无特殊要求 ， 启动性能较好 ， 所以选用 Y 型三相鼠笼式异步电动机 ， 封闭式结构 ， 电压为 380V。 1.2 电动机功率的计算 所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率 ， 这样才能使拉白机很好的工作 ， 拉出更多的糖料 。 电动机的功率为 ： Pd=Pw/ 工作机所需功率： Pw=FV/1000 w =96.01000 5102.04 =1.16（ kw） 式中： F-工作机的阻力（ N） V-工作机的线速度（ m/s） w-工作机的效率 电动机到曲柄的总效率为： = 1 2 2 3式中： -电动机到曲柄的总效率 1 -电动机 V 带传动的效率 2 -滚子轴承的效率 3-两齿轮间的传动效率 由表 7.3 可查得： 1 =0.96 2 =0.97 nts-第 5 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 3=0.98 代入得 = 1 2 2 3=0.98 0.97 0.98 0.96=0.89 电动机的工作效率： Pd=Pw/ =1.69/0.89=1.35（ kw） 查表 7.2，所选电动机额定功率为 1.5kw。 1.3 确定电动机的转速 电动机的额定转速是根据该拉白机的生产要求而选定。在确定电动机额定转速时，要考虑减速装置的传动比，两者相互配合，经过技术，经济方面全面考虑才能确定。所以选用的电动机转速要求不低于 500r/min。 曲柄工作的转速： nw=D V100060 =25014.3 1100060 =19.11(r/min) 式中 : V-工作机的线速度 D-曲柄首端的直径 按表 7.5 推荐的传动比合理范围 ,取 V 带传动的传动比 i1 7。一级圆柱齿轮减速器传动比 1 i2 810,则总传动比 7 i 70。 则电动机的转速的可选范围为 nm=inw=(770) 19.11 133.71337.7（ r/min） 符合这一页范围的同步转速有 1000r/min,1500r/min 两种，可查得方案如下： 方案 电动机型号 额定功率 （ kw） 电动机转速(r/min) 同步转速 满载转速 1 Y100L-6 1.5kw 1000 940 2 Y90L-4 1.5kw 1500 1400 综合考虑电动机的传动装置和产品生产的工作效率的提高 ,节约资金 ,选nts-第 6 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 用第二方案 ,因此选定电动机的型号为 Y90L 4,其主要性能如下： 电动机型号 额定功率（ kw） 同步转速(r/min) 满载转速(r/min) 堵转转矩 额定转矩 最大转矩 Y90L-4 1.5 1500 1400 2.2 2.2 根据电动机型号 ,由 可查的电动机的外型尺寸 ,轴伸尺寸 ,键连接尺寸 ,地脚螺栓等参数 . 由 可查得 ,Y90L 4 型号的电动机主要外型和安装尺寸如下： 中心高 H 外型尺寸 L（ AC/2+AK） HD 安装尺寸 A B 轴伸尺寸 D E 平键尺寸 F GD 110 335 1)102175( 140 125 24j6 50 8 7 故，该水果糖糖料拉白机选用的电动机型号为 Y90L 4。 二、总传动比和分配各级传动比 2.1 计算总传动比 传动装置的总传动比要求应为： i=nm/nw式中： nm-电动机满载转速 nw-工作机的转速 则 i= nm/nw=1400 19.11=73.26 2.2 分配传动装置传动比 i=i0i 式中： i0-带传动的传动比 i -减速器的传动比 nts-第 7 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 为使 V带传动外廓尺 寸不太过大，初步取 i0=3，则 i= i/ i0=73.26/3=24.42 则 i=3.1i =3.142.24 =4.33 三、传动装置的运动和动力参数的计算 3.1 计算各轴转速 n=nm/i0n=n/i 式中： n、 n分别为、轴的转速 ,其中轴为高速轴 ,轴为低速轴 轴 : n=nm/i0=1400/3=466.7(r/min) 轴 : n=n/i=466.7/24.42=19.11(r/min) 曲柄轴的转速 :n=19.11(r/min) 3.2 计算各轴的功率 各轴的功率取决于电动机的功率 : P=Pd01P=P 12 式中： P-高速轴的输入功率 P-低速轴的输入功率 Pd-电动机的输入功率 01-电动机轴与高速轴的传动效率 nts-第 8 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 12 -高速轴 与低速轴的传动效率 轴 : P=Pd01=Pd 1 =1.35 0.96=1.296(kw) 轴 : P=P 12 =P 2 3=1.296 0.98 0.97=1.23(kw) 曲柄的拉伸功率 P=1.23(kw) 3.3 计算各轴的转矩 T=Tdi001T=Ti 12 式中： Td-电动机轴的输出转矩（ Nm） T-高速轴的输出转矩（ Nm） T-低速轴的输出转矩（ Nm） 电动机轴的输出转矩： Td=9550Pd/ nw=9550 1.35/1400=9.21(Nm) 轴 : T=Tdi001=Tdi0 1 =9.21 3 0.96=28.75（ Nm） 轴 : T=Ti 12 = Ti 2 3=28.75 24.42 0.98 0.97=667.4（ Nm） 曲柄的输入转矩： T=T=667.4（ Nm） nts-第 9 页 - 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 将计算数值列表如下： 四、速器的设计计算 4.1 V 带传动的设计计算 4.1.1 确定设计功率 P=KA PD 式中： PD -电动机的功率 KA -V 带工作情况系数 由机械设计基础表 5-13 查得，取 KA =1.1 代入 则 P=KA Pd=1.1 1.35=1.485(kw) 4.1.2 选 V 带的型号 根据 P 和电动机转速 nm，查机械设计基础图 5-8，选 A 型号普通 V带。 4.1.3 确定带轮的直径 由机械设计基础表 5-8 查得，取小带轮基准直径 d1d=50mm,查机械设计实用 手册取 V 带的传动比 i=3。则 从动轮的转速： n2 =nm/3=1400/3=466.7(r/min) 轴号 功率 P(kw) 转矩T(N/m) 转速n(r/min) 传动比 i 效率 电动机轴 1.35 9.21 1400 3 24.42 1 0.98 0.97 0.96 轴 1.296 28.75 466.7 轴 1.23 667.4 19.11 曲柄 1.23 667.4 19.11 nts-第 10 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 4.1.4 验算带速 V= d1dn1 /60 1000= 50 1400/60 1000 =0.5(m/s) 所以 V 带的速度合适。 4.1.5 确定带的基准长度和中心距 由 0.7(d1d+d2d) a0 2(d1d+d2d)初定中心距，取 a0=400mm，则 带的基准长度为： Ld 0=2a0+ (d1d+d2d)/2+( d2d d2d)2 4a0=2 4004 5015015050214.34002 =1120.25（） 式中： Ld 0-带的基准长度 a0-初定的中心距 查机械设计基础图 5.3，取带的基准长度 Ld0=1120 4.1.6 验算小带轮包角 1 =1800 600 ( d2d d1d)/a =1800 400 50150600 =1650 1200 所以，小带轮 的包角合适 4.1.7 计算带的根数 Z= LA KKPP P11 式中： P1 -基本额定功率增量 P1 -V 带轮传递的功率 nts-第 11 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 Ka-小带轮的包角系数 由 d1d=50 ， n1 =1400r/min，查表 5-9，得 P1 =0.68kw。由 i=3， n1=1400r/min，查表 5-10得 P1=0.13 kw。由 Ld=1120，查表 5-15，得 KL =0.91。 则 Z= 91.096.013.068.0 5.1 =2.2 所以取 V 带的根数为 Z=3 根 所以，该水果糖糖料拉白机减速器的 V 带，选用 A 型号带，根树为 3根。 4.2 齿轮的设计 4.2.1 选定齿轮传动类型、精度等级、材料、许用应力 根据该糖料拉白机的工作要求，选用圆柱齿轮传动。 该减速器受冲击强度较小，功率也比较小，大小齿轮均可选用 软齿面。选用大小齿轮的材料为 45 钢。大小齿轮采用调质处理，齿轮硬度为 162217HBS。齿轮精度按 6 级精度制造。 查机械设计基础图 7-33 和图 7-34，得 limH =1250Mpa limF =210Mpa 查表得， SH =1， YX =1 式中： SH -齿轮的最小安全系数 YX -弯曲强度的尺寸系数 故， H = limH / SH =1250/1=1250 Mpa F = limF Yx/ Sh=210 1/1=210 Mpa 式中： K -齿轮的许用接触应力 nts-第 12 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 F -齿轮的许用弯曲应力 4.2.2 齿轮弯曲疲劳强度的计算 计算齿轮的模数 m 3 Fd FSzYYKT2112 式中： m-齿轮的模数 K-齿轮的载荷系数 T1 -小齿轮传递的名义转矩 N d-圆柱齿轮的齿宽系数 Z1 -齿轮系 数 YFS-齿轮的复合齿形系数 Y-齿轮的重合度系数 F -齿轮的许用弯曲应力 确定公式内的各计算数据值 4.2.2.1 选定齿轮的参数 Z1 =20， Z 2 =iZ1 =4.33 20=86.6 取Z2 =88 查机械设计实用手册，可得d=0.7 4.2.2.2 计算小齿轮的名义转矩 T 1 =9550P/n 1 =9550 1.5/1400=10.23（ Nm） =10230（ Nmm） 4.2.2.3 计算齿轮的载荷系数 K 查机械设计实用手册，因水果糖糖料拉白机的电动机，在工作时平稳转动，所以取 KA =1.0。所以，初步估计转速 V1 =4m/s nts-第 13 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 查机械设计实用手册可得， KV=1.4， K=1.15， K=1.13 则 a=1.88 3.2（ 1/ Z1 +1/Z2 ） cos =1.88 3.2（ 1/20 1/88） 1 =1.7055 式中： -齿轮的端面重 cos -齿轮的螺旋角系数 K-齿轮间的载荷分配系数 K-齿轮齿向载荷分配系数 则 K=KA KVKK=1.0 1.4 1.15 1.13=1.82 4.2.2.4 查取齿轮的复合系数 YFS根据机械设计实用手册查得， Y1FS=4.2， Y2FS=3.55 式中： YFS-齿轮的复合齿形系数 4.2.2.5 计算大小齿轮的 YFS/ F Y1FS/ F 1 =4.2/210=0.02 Y2FS/ F 2 =3.15/210=0.015 所以， Y1FS/ F 1 Y2FS/ F 2 4.2.2.6 计算齿轮的重合系数 Y=0.25 0.75/a=0.25 0.75/1.7055=0.6898 4.2.2.7 齿轮的设计计算 求出齿轮的模数 nts-第 14 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 m 3 11 112 Fd FSZ YYKT =2207.06898.002.01023082.12 =1.355 将齿轮模数为标准值，所以，取 m=2 4.2.3 齿轮的几何尺寸计算 d1 =mZ1 =2 20=40 d2 =mZ =2 88=176 a=m（ Z1 Z2 ） /2=2（ 20 88） /2=108（） b2 =dd1 =0.7 40=28（） b1 = b2 （ 5 10） =28（ 5 10） =33 38（） 式中： d1 -小齿轮齿顶圆直径 d2 -大齿轮齿顶圆直径 a-两齿轮间的中心距 b2 -小齿轮的齿宽 b1 -大齿轮的齿宽 4.2.4 校核齿轮齿面接触疲劳强度 H =ZE ZH Z ubduKT211 12 式中： ZE=189.8 Mpa ， ZH =2.5， Z =0.7634 a =37055.14 H -齿轮齿面接触疲劳强度 nts-第 15 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 ZE -材料的弹性系数 ZH -齿轮节点区域系数 Z -齿轮重合度系数 K-齿轮的载荷系数 U -两齿轮的齿数 比 则， H =ZE ZH Z ubduKT211 12 =189.833.4133.440281023082.1276.05.22 =1023.15(Mpa) 所以，接触疲劳强度足够。 4.2.5 齿轮的实际圆周速度 V= d 1 n1 /60 1000=3.14 1400 38/60 1000=2.78（ m/s） 所以，实际圆周速度小于初估的速度 即 V V1， 合适 参照机械设计实用手册，可知，该减速器齿轮选用 6 级精度是合适的。根据计算，由于 V1Z1/100 与 VZ1/100 所选 KV值差距不大，对 K 值的影响很小，故无需修正以上设计计算。 4.2.6 绘制齿轮零件图 nts-第 16 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 小齿轮的齿顶圆直径为 d1=40mm 大齿轮的齿顶圆直径为 d2=174mm 小齿轮的齿宽为 b2=28mm 大 齿轮的齿宽为 b=38mm 故 ,选用齿轮的中心距为 107 ,小齿轮的直径为 40 ,齿宽为 28 ,大齿轮的直径为 164 ,这样的一对闭式圆柱直齿啮合齿轮 ,构成了该拉白机减速器的内部结构 . 五、轴的设计 5.1 选用轴的材料和初步估算轴径 主轴的设计 轴的材料选用 45 钢 .经调质 , b=637Mpa,E=210Gpa。按机械设计实用nts-第 17 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 手册表 24-4 查得，轴径 d=40 。由表 24-4 查得轴毂长度为 65 （轴上轴伸长度为 58 ）。 轴传递的转距 T 为 T=9550p/n=9550 1.23/19.11=614.67(Nm) 5.2 轴的结构设计 根据轴的受力情况，选用向心球面球轴承，为了便于轴承的装卸，取轴承处的直径为 d1=40mm,装卸齿轮处的轴径为 d2=46 。初选调心球轴承308 型号，轴承宽度 B=25 ，根据结构要求，取轴承环宽度 为 15 。 5.3 轴上受力分析 齿轮分度圆上的切向力 Ft=2000T/d1=2000 614.67/（ 87 2/cos） =6970.5（ N） 齿轮的径向力 Fr=Ft=tan n/cos =6970.5 0.364/0.986=2550（ N） 齿轮的轴向力 Fx=Fttan =6970.5 tan100 =1139.4（ N） 5.4 绘制水平弯 矩图 水平面轴的支点反力为 RAZ=RBZ=Ft/2=6970/2=3485（ N） 弯矩 MDZ=RAZa=3485 0.08=277.8（ N） 5.5 绘垂直面的弯矩图 垂直面轴的支点反力为 RBy=（ Fra Fxd1/2） /(a b) =(2550 0.08 1139.4 0.202/2)/(0.08+0.08) =556（ N） Ray=Fr RBy=2550 556=1994(N) Mdy=Raya=1994 0.08=159(Nm) MDy=MDy Fxd1/2 =159 1139 0.202/2=44(Nm) nts-第 18 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 5.6 绘合成弯矩图 合成弯矩 MD = 22DZDy MM = 22 278159 =320（ Nm） MD = 22DZDy MM = 22 27844 =281（ Nm） 5.7 转矩图 转矩 ,已求出 T=614.67N 5.8 确定危险截面并计算安全系数 根据轴的结构尺寸和弯矩图 ,转矩图 ,可知道危险截面可能有三处 :D、 B、E截面 .因为 D截面处弯矩最大 ,且受转矩 ,又有过盈联接的应力集中 ,键槽 的应力集中 ;B 截面弯矩较大但轴径亦小 ,且有圆角的应力集中。 以下将逐个校核之： 5.8.1 校核 D 截面的安全系数 由公式（ 24-9）及（ 24-10） ,可知 , n=mak 1n=mak 1式中： 1、 , 1-对称循环下材料试件的扭剪疲劳极限 k， k-弯曲，扭剪时的有效应力集中系数 -表面品质系数 nts-第 19 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 ， 弯曲，扭剪的绝对尺寸影响系数 ， -材料拉伸，扭剪的平 均应力计算系数 m，m-正应力，扭剪应力的平均应力 式中： 1 由机械设计使用手册表 24-1 查得， 1 =238Nmm2 . 1 =138N/mm2 k 、 ， k 由表 24-16 可以知道，过盈配合的应力集中系数远大于键槽的，故只按过盈配合考虑即可。查得， k=2.6， k=1.88。 查表 24-19，取 =0.92 查表 24-13，得=0.84，=0.78 ，查表 24-24，得=0.34，=0.21 则 a=max=MD/w =320/8.18=39(N/mm2) W由表 24-27可以知道，单键槽 d=46mm时 ， W=8.18cm2 ,Wp=17.1 cm2 . m=Fx/A=0 因为 ， Fx 为 D 截面以左的轴向应力， D 截面以右（即，受转矩的一段）不受轴向力。 a=m=T/W =1.172 67.614=17.9（ N/mm2 ） 将上列诸值代入公式， n=034.084.092.0 276.2238=2.6 nts-第 20 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 n=9.1721.078.092.0 9.1788.1138=2.9 代入式中 n= 22nnnn=22 9.26.29.26.2 =1.94 5.8.2 校核 B 截面的安全系数 公式 a=MB /W =35.51.0292 =17.55（ N/mm2 ） m=0 a=m=T/2Wp =35.52.0267.614 =9.24（ N/mm2 ） 查表 24-19，得 =1，其它系数同前面一样 代入式中 n=55.17184.0 6.2238=4.3 n=24.021.024.9178.0 88.1138=5.7 则 n = 22nnnn=22 7.53.47.53.4 nts-第 21 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 =3.43 n=1.3 1.5 5.8.3 校核 E 截面的安全系数 公式 a=ME /W MB /W=17.55（ N/mm2 ） m=0 a=m=35.52.0267.614 =12.3（ N/mm2 ） 查表 24-17 可得，应力系数 K=1.6， K=1.4。其它系数同上 n=55.1784.0 6.1238=5.7 n=3.1221.03.1278.0 4.1138=5.6 n = 22 6.57.56.57.5 =3.99 n 由计算可知 ,选取的三个危险截面的强度都满足要求 ,所以该主轴强度满足要求。 以下绘制该主轴的受力图和弯矩图： nts-第 22 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 结构简图垂直受力图nts-第 23 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 六、轴承的寿命计算 根据该水果糖糖料拉白机的功率和工作情况，选用双列向心球面球轴承，初选型号为 308. 查机械设计实用手册表 25-24，得如下数据： 额定动载荷 C=29.2KN,e=0.25,Y=2.5 载荷系数 fp=1.1 温度系数 由前面的计算可知： RAY =1994N, RBY =556N 即，轴承的径向力： FrA = RAY =1994N, FrB = RBY =556N 6.1 计算内部轴向力 S SA =FrA /2Y =5.22194=398.8（ N） SB =FrB /2Y nts-第 24 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 =5.22556=111.2（ N） 6.2 计算实际轴向力 FaA=max SA SB F2a =max 398.8,11.2 1139 =398.8（ N） FaB=max SB ,SA F2a =max 11.2,398.8 1139 =1537（ N） 6.3 取系数 X、 Y 值 FaA/FrA =398.8/1537=0.26 e FaB/FrB =1573/556=2.8 e 由机械设计实用手册查表得 XA =XB =0.65, YA =YB =2.6 6.4 计算当量载荷 P PA =fP （ XA FrA YA FaA） =1.1（ 0.65 1537 2.6 398.8） =2239.5（ N） PB =fp（ XB FrB YB FaB） =1.1（ 0.65 556 2.6 1573） =4896.3（ N） 因为 PB PA ，所以轴承的额定寿面为 Lh： nts-第 25 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 Lh= 366010 BtPcfn =184757（ h） 若该水果糖糖料拉白机，使用期限为 5 年，若每年以 300 工作日计，则，轴承的预期寿命为： L=8 2 300 5=24000（ h） 由于 Lh L，所以该轴承合乎要求 七、曲柄的设计和杠杆的设计 7.1 曲柄的设计 7.1.1 选择曲柄的材料 选用曲柄的材料为 HT20-40。 7.1.2 设计曲柄的工作直径 该拉白机的工作效率为 25kg/次，次 /8 10min,根据经验， 估算两曲柄间的工作直径为 d=516mm,即曲柄的长度 L=208mm。 7.1.2.1 轴套的直径 d 等于外伸轴的直径，即 d=36mm。 7.1.2.2 轴套的工作长度 L 为外伸轴头的直径，即 L=65 mm。 7.1.2.3 轴套外壁厚度的计算 轴的受力弯矩为 T=667.4Nm。 该拉白机的工作效率为 25kg/次，次 /8 10min。 则，杠杆的受力为 F=Gm=10 25=250N 因为 T=FL 则 L =T/F=667.4/250=260mm 壁的厚度为 d =（ L L） /2=26（ mm） 根据该拉白机的工作要求和工作强度，取轴套一端的壁厚为 22mm，套杠杆的壁厚为 20mm。 7.1.2.4 根据经验，估算经验值： 两孔的距离为 d=60mm nts-第 26 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 外曲柄的半径为 R1 =192mm 内曲柄的厚度为 L=32mm 装摆动杠杆孔的直径 D =30mm、 长度 L=50 mm 7.2 杠杆的设计 摆动杠杆的设计 摆动杠杆与曲柄的连接部分 直径 D=30mm 长度 L=50mm 7.2.1 工作长度 L1 =T/N=667.4/（ 25 10） =266.96（ mm） 为使摆动杠杆有足够的工作强度，所以取 L1=350mm 7.2.2 按经验估算值可知，摆动杠杆的外侧和内侧的半径都为 R=380mm 。 八、选用键并校核强度 8.1 主轴上安装齿轮处选用键的内型为 ： A 型键 14 75GB/T1096 1970。由机械设计实用手册表 27-23，查得，键的宽度 b=14mm，键的高度为 h=9mm,键的长度 L=45mm,键槽深t=3.5mm 则键的工作长度为 L2 =L b=45 14=31mm. 由前面的计算可以知道 ,T=667.4mm,d1 =46mm。 因为对于按标准选择的平键连接，具有足够的剪切强度，鼓按挤压强度进行强度校核。 则 P =4T/dhL =5.39946 104.66743 nts-第 27 页- 南京工程学院继续教育学院毕业设计专用纸 =143.2（ Mpa） 由教材查表得，键的许用挤压应力 P=（ 125 150） Mpa。显然 PP，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。 8.2 主轴上安装曲柄处选用键的内型为 ： A 型键 10 52GB/T1096 1979。由机械设计实用手册表 27-23，得 b=10mm,h=8mm,L=63mm,t=5.0mm 则键的工作长度 L3=L b/2=63 5/2=60.5mm 由前面的计算可以知道， T=667.4Nm d2 =36mm 则 P=4T/dhL =5.60836 1044.6673 =143.2（ Mpa） 同样，故，连接强度达到，能够满足要求，安全。 九、箱体的设计 箱体，箱座，箱盖的材料均为 HT18 36，铸造而成。其结构尺寸如下： 箱座壁厚： =0.025a 1 8（ mm） 则 =0.025 10
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本文标题：MTJ200型水果糖糖料拉白机的设计【优秀机械设备设计含10张CAD图纸】
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