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机械毕业设计全套
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全自动槟榔切片机设计与仿真,机械毕业设计全套
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目 录 中文摘要、关键词 .1 英文摘要、关键词 .2 第 1 章 绪 论 . 3 1.1 引 言 . 3 1.1.1 湘潭的槟榔文化 . 3 1.1.2 设计全自动槟榔开边机的目的 . 3 1.1.3 国内外的研究现状 . 4 1.2 研究的主要内容及意义 . 5 1.2.1 主要研究内容及基本要求 . 5 1.2.2 本次设计的意义 . 5 第 2 章 全自动槟榔开边机输送系统的总体方案与分析 . 7 2.1.1 传输部分设计 . 7 2.1.2 分选机构设计 . 8 2.1.3 总结 . 9 第 3 章 全自动槟榔开边输送系统的结构设计及校核 . 10 3.1 链传动的设计计算 . 10 3.1.1 链传动的特点类型 . 10 3.1.2 链传动的参数选择 . 10 3.1.3 链条的选择 . 11 3.1.4 链轮的设计计算 . 12 3.2 传动轴的设计与校核 . 15 3.2.1 传动轴的设计 . 15 3.2.2 传动轴的校核 . 17 第 4 章 UG 建模 . 20 4.1 U G 软件的介绍 . 20 4.2 部分零件的建模 . 21 4.2.1 主动轴的 UG 建模 . 21 4.2.2 链轮的 UG 建模 . 22 nts 4.4 槟榔输送系统的 UG 装配 . 22 4.5 UG 装介 .23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 nts 1 全自动槟榔切片机设计与仿真 -槟榔输送系统的设计 摘要： 本毕业设计说明书槟榔切片机的研究情况，介绍了全自动槟榔切片的结构特点及工作原理。以前国内研究的自动槟榔切片机存在许多问题，切出的槟榔形状不规格，切片效率低，对工人人身不安全，本设计通过链条传动送料，凸轮振动把那些形状不规格的槟榔送到刀片下，切出合格的产品， 可切圆形片 ， 弧形片，斜片三种不同形状 的 槟榔 ，其切片效果极佳 ， 切片厚度均匀，稳定性能好 ， 切片性质可连续，效率高 ，本设计的槟榔切片机工作原理比较简单， 本机通过链条上面的板子把多个槟榔送到 V 型糟内，再通过凸轮振动，把那些 形状不规格的摆正再送到刀架下，再通过气缸推动刀片连续的运动，把槟榔切 成一片一片的。 关键词： 槟榔 ， 开边 ，链传动，摆正装置， UG 建模与仿真 。 nts 2 Automatic Betel-nut Squarecut Machines Design Abstract: This study on the graduation project instruction of betel nut slice machine, introduced the automatic betel nut slice structure features and how it works. Yiqian domestic research of automatically betel nut slicer exists many problem, cut out of betel nut shape does not specifications, slice efficiency low, on workers personal does not security, this design by chain drive sent material, cam vibration to those shape does not specifications of betel nut sent to blade Xia, cut out qualified of products, can cut round tablets, arc tablets, oblique tablets three species different shape of betel nut, its slice effect very better, slice thickness uniform, stability performance good, slice nature can continuous, efficiency high, this design of betel nut slicer work principle comparison simple, This machine through a chain of betel nut to the v-more above board in the worst, then cam vibrations, shape those specifications under the pendulum are then sent to the head, then through the cylinder to promote the continuous movement of the blade, cut a piece of betel nut Keywords： Betel nuts, open edge, chain, 7 fonts, modeling and simulation of UG nts 3 第 1 章 绪 论 1.1 引 言 1.1.1 湘潭的槟榔文化 说到槟榔（图 1-1），湘潭人嚼槟榔已有三百余年的历史了。湘潭人喜爱嚼槟榔盛极湘潭城乡，将它视为生命中不可缺少的因素。有首民谣形象地描述湘潭人嚼槟榔 “越嚼越有劲，这口出来那口进 ”；湘潭人 出外办事，必带上槟榔一包作为见面礼；如果在路上遇上亲朋好友，连忙从口袋掏出槟榔相敬，以示友好；如果平时客人来家寒暄，也是立即递上槟榔，然后才是泡茶款待。至于婚丧喜庆做酒请客之时，则进门一口槟榔一根香烟，离席时还要打发一包槟榔一包香烟，以表示浓重的谢意。 槟榔食品在湘潭有着巨大的市场。在 20 世纪 50 图 1-1 槟榔 年代初期，湘潭槟榔业还处在家庭手工作坊制作阶段。 90 年代中期，随着改革开放的深入发展，湘潭槟榔产业蓬勃兴起，从以家庭作坊、地摊小卖为特征的槟榔业，迅速拓展成为一个拥有相当规模的 独特新兴产业。到了现在，嚼食槟榔在湘潭乃至湖南已成为全民性的嗜好，槟榔的嚼食已形成了一种特殊的文化景观。有人用 “五步一摊、十步一铺 ”来描述湘潭槟榔销售的盛况，一点也不为过。据不完全统计，每年仅湖南一个省，槟榔的产值就达到了 50 亿元。，因而槟榔也被誉为 “中国的绿箭口香糖 ”。随着长株潭地区、湖南省及其周边地区人们对食用槟榔的需求量日益增大，其带来的巨大商机和利润也促使整个槟榔行业迅猛发展。 槟榔一直是湘潭的传统支柱产业，目前湘潭市的槟榔消费者占到了全市人口的 40%以上，截至去年，全市槟榔产品的年销售额达到了 6.8 亿元，不仅在湖南嚼食成风，而且全国众多省市包括东南亚国家和地区在湘潭都有订单。 1.1.2 设计全自动槟榔开边机的 目的 全自动槟榔开边机，是槟榔自动化生产线中的重要 设备 ，因为加工后槟榔产品的外形合格与否完全由开边机的开边效果决定，它是整个槟榔加工过程的核心部分。 在指导老师的帮助下，本人在某知名槟榔加工厂进行实地考察证实： nts 4 目前在槟榔生产加工中主要使用的开边装置仍然是手持式槟榔开边机，自动的切片机则应用较少。究其原因，主要是手 人工 开边装置依靠人工摆正槟榔，使得开边后的两片槟榔大小形状保持一 致，符合成品要求，但是由于依靠人工摆正和开边，生产效率低下，并且整个过程与工人的直接参与槟榔开边使得其卫生状况存在一定的隐患。 相比于手持式槟榔开边机，自动给料槟榔切片机市场上绝大多数的自动给料槟榔开边机的摆正效果不理想，有的机器甚至没有摆正这个工艺，从而使得开边后的槟榔形状大小不一，成品率低下。 由于还没有一种理想的槟榔开边机产品诞生，故全自动槟榔开边机在槟榔生产过程中的应用很少 ， 而槟榔行业内现迫切需要真正能代替人工开边的机器来带动整个槟榔行业的全新变革和跨越式发展。 因此，选择 全自动槟榔开边机的设计与仿 真这个课题， 不但能够培养本人自身机械设计制造的专业能力，更重要的是，该课题的内容切合实际，能紧跟市场需求。 1.1.3 国内外的研究现状 本人检索出 中华人民共和国国家知识产权局 中所有有关 槟榔开边机 的专利， 如：专利 ZL92239043.6手持式槟榔切割机，专利 ZL91221251.9槟榔切片机，专利 ZL00225666.5 一种自动给料槟榔切片机 ，专利 ZL03227399.1 槟榔切片机，专利 ZL200810031583.9一字型槟榔加工机，专利 ZL03227185.9 槟榔切片机自动给料机构等等 。在对它们 进 行仔细 研究分析 得出一个共同的结论：虽然他们都提出了自己许多独特的看法，但都在不同程度上存在各种各样的问题。 例如一字型槟榔加工机，虽然该机器包括了槟榔加工的各个工艺（工艺原则为：逐个、连续地对每颗槟榔从投料开始依次切片、除核、点卤、烘烤，直至成为成品），但它在开边工艺（由原料由料斗口落入小车，随着链轮的转动，槟榔进入槟榔固定装置，被圆刀片均匀切开）并没有提出槟榔的摆正工艺 ，无法保证槟榔切片的均与 ；又例如槟榔切片机的给料机构，它的工艺（由马达经减速机带动偏心轮，偏心轮活接连杆驱动送料棘轮带动转轴，转轴上固接多 个给料盘，盘的周边表面均布圆孔，其孔径限纳一个槟榔，盘上圆孔转至槟榔原料输送端口时接纳槟榔，再转至切片机构的入料孔前使槟榔准确落入而被剖切）也没有涉及到槟榔的摆正步骤 所以也就不能够保证最后槟榔切片的均匀。综合上述我们认识到设计一个成功的全自动槟榔切片机，我们还需要不断地去开拓创新。 nts 5 1.2 研究的主要内容及意义 1.2.1 主要研究内容及基本要求 研究内容 1、槟榔的输送问题： 包括槟榔摆正及摆正后的平稳运输。 2、 槟榔的分选问题 研究： 如何从一堆无序的槟榔堆中分选出单个的槟榔 。 3、槟榔 的送料问题 ： 包 括槟榔 由横向向竖向的转变以及准确送到切割装置 。 基本要求 设计一台用于全自动槟榔切片机的槟榔输送设备，要求对无序堆放槟榔进行自动分选、进料、传输等功能 ： 1、 利用链条输送线实现槟榔的输送 。 2、 通过拨片实现槟榔的分选 。 3、 利用换向导轨实现槟榔的送料。 技术指标 1、输送的时间间隔周期 2s 2、每次送料 8 颗槟榔 3、槟榔出料时为纵向方向 1.2.2 本次设计的意义 近段时间我国出台的新中华人民共和国食品安全法和新劳动合同法使得槟榔行业的发展瓶颈日益凸显，即：由于槟榔的加工工艺几乎是 100%完全依靠人工完成，劳动力的需求量大，属于劳动密集型生产方式，劳动的监督管理困难，手工生产的效率低下，仍保留着原始加工的简单化，食品的安全性也存在较大的隐患，这些问题都严重的影响到了整个槟榔的行业的健康快速发展。 从目前市场上来看，一条劳动生产率高、生产 成品率高、卫生条件优良、节能降耗nts 6 理想、占地及劳动力需求少的机械气动全自动槟榔加工生产线绝对有着巨大的研发意义和广阔的市场空间。 全自动槟榔开边机的设计符合槟榔行业在生产工艺领域深化发展的要求，它在极大地解放劳动力的同时能够有效地提高劳动生产率，使槟榔行业的人力资源得到优化，使整个槟榔行业全面协调而实现可持续发展。 因而，全自动槟榔开边机的研发有着巨大的市场和深远意义。 nts 7 第 2 章 全自动槟榔开边机的总体方案与分析 2.1 槟榔输送系统的设计 全自动槟 榔切片机的槟榔输送设备，要求对无序堆放槟榔进行自动分选、进料、传输等功能。 2.1.1 传输部分设计 输送线主要是完成其物料的输送任务。在环绕库房、生产车间和包装车间的场地，设置有由许多皮带输送机、滚筒输送机等组成的一条条输送链，经首尾连接形成连续的输送线。在物料的入口处和出口处设有和路径叉口装置、升降机和地面输送线。这样在库房、生产车间和包装车间范围内形成了一个既可顺畅到达各个生产位置同时又是封闭的循环输送线系统。所有生产过程中使用的有关材料、零件、部件和成品的等物料，都须装在贴有条形码的托盘箱里才能 进入输送线系统。在生产管理系统发出的生产指令的作用下，装有物料的托盘箱从指定的入口处进入输送线系统。 槟榔输送设备输送线的主要功能是带动槟榔进行直线运动，直到输送到指定位置（打包机打包工作区或转弯区位）。根据这种需求，目前可采用的输送方法主要有带式输送和链式输送两种。 带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送皮带、皮带辊筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输 送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。 带式输送机又称胶带输送机，俗称 皮带输送机 。目前输送带除了橡胶带外，还有其他材料的输送带（如 pvc、 PU、特氟龙、尼龙带等）。 带式输送机由驱动装置拉紧输送带，中部构架和托辊组成输送带作为牵引和承载构件，借以连续输送散碎物料或成件品。带式输送机可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：矿山的井下巷道、矿井地面运输系统、露天采矿场及选矿厂中。由于带式输送线不能承 载质量较大的物体进行输送，因此不符合砖块输送的工作条件。 链式输送线是利用链条牵引、承载，或由链条上安装的板条、金属网带、辊道等承载物料的输送机。根据链条上安装的承载面的不同，可分：链条式 /链板式 /链网式 /板条式 /链斗式 /托盘式 /台车式，此外，也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。 一、链板输送线 链板输送机可以满足饮料贴标、灌装、清洗等设备的单列输送的要求，同样也可以使单列变成多列并行走缓慢，从而产生储存量，满足杀菌机、储瓶台、冷瓶机的大量供料的要求，我们可以将两条链板输送机的头尾部做成重 叠式的混合链，使得瓶（罐）体处于动态过度状态，使输送线上不滞留瓶子，可以满足空瓶及实瓶的压力和无压力输送。 链板材质：碳钢、不锈钢、热塑链，根据您的产品的需要可选取不同宽度、不nts 8 同形状的链板来完成平面输送、平面转弯、提升、下降等要求。 二、悬挂链输送线 悬挂链是一种三维空间闭环连续输送系统，适用于车间内部和车间之间成件物品的自动化输送。根据输送物件的方法，可分为通用和轻型的牵引式悬挂输送、通用积放式和轻型积放式的推式悬挂输送。 悬挂链，采用滚珠轴承作为链条走轮，导轨均选用 16Mn 材质经过深加工而 成，使用寿命在 5 年以上。链条节距常用的有 150/200/240/250等，单点承重也各不一样。同时通过选择吊具类型，可增加链条的单点承重。该输送线能随意转弯、爬升，能适应各种地理环境条件。该输送线主要用在车间内的物料空中配送上，设计合理的方案，能将仓库、装配线等相关节点有机的结合起来，可在最大程度上理顺车间的物流，产生更大的效益。该输送线也能用作摩托车车架的部装，以及喷涂设备的烘干输送设备。 三、网带输送线 网带输送机 :模块式网带用延伸在输送带整个宽度上的塑料铰接销，把注塑成型的网带组装成互锁单元。这 种方法增加了输送带的强度，并可以组接成任何需要的宽度和长度。挡板和侧板也可以用铰接销互锁，成为输送带整体部件之一。 输送带的材质有：碳钢、不锈钢、热塑链，根据您的产品的需要可选取不同宽度、不同形状的链板来完成平面输送、平面转弯、提升、下降等要求。 网带输送机结构形式有：水平直线输送、提升爬坡输送等形式，输送带可增设提升挡板、侧挡板。 四、插件线输送线 插件线输送机采用专用铝合金导轨，靠近操作面一边的导轨固定，另一边可调节移动，保证操作每一次拾取元件距离最小，提高生产效率。该设备对于电子基板的流水作业非常适 合，其导轨间可调，各式基板悬空流动，带动基板引走的链条有不锈钢链条、碳钢链条、塑钢链条、导轨及机架有铝型材、不锈钢、碳钢等多种材质，可供选择。 五、链条输送线 链条输送线是以链条作为牵引和承载体进行输送物料的设备，链条可以采用普通的套筒滚子输送链 ,也可采用其它各种特种链条（如积放链 ,倍速链）。链条输送线是在承载链条上，每节之间再加上一较高的承载滚子附件来承载货物。而链条是以滚子来与轨道滚动滑行。由于链条上的滚子与轨道是以滚动接触，摩擦阻力小，动力损耗低且可承载较重的荷重。其荷重能力与支架强度、链条大小及滚子 尺寸、材质均有关系，而滚子材质一般为钢制，但有些场合为了降低噪音，而采用耐磨耗的工程塑料制造。 结合上述，和全自动槟榔切割机的实际，我们综合考虑选用链条输送线 。选用特种链条利用链条本身作为牵引和承载体实现槟榔的输送。 2.1.2 分选机构的设计 槟榔首先是无序的一堆摆放在那里，如何把槟榔从无序的一堆中分选出来，实现槟榔单个整齐的输送，对于整个全自动槟榔切片系统的实现，有着重要的作用。结合工厂的考察和槟榔的形状，我们设计一个 7 字型拨片来进行槟榔的分选。 拨片机构如下图 2.1 所示 nts 9 图 2.1 长拨块可分为依次相距 50mm 的 8 块 7 字型拨块，相邻长拨块间相距 30mm。槟榔无序的堆放在在拨块组成的平面内，拨块随着链条一起运动，链条的运动轨道设计为水平运动和斜面运动。水平运动中，夹在拨块间的槟榔被分选出来，在经过一个斜面运动多余的槟榔也因为自身重力的原因掉落下来，最终实现槟榔的整个分选过程。 2.1.3 总 结 综合输送部分，送料部分，分选部分就完成了全自动槟榔切片机设计与仿真 -槟榔输送系统的设计，本系统成功的实现了槟榔从无序的一堆到单个、有序的分选、输送、送料全过程。 nts 10 第 3 章 全自动槟榔开边的结构设计及校核 3.1 链传动的设计计算 3.1.1 链传动的特点和类型 1、链传动的类型 链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。如图 3-1 所示链传动由主动链轮 1、从动链轮 2 和绕在链轮上并与链轮啮合的链条 3组成。 按照用途不同，链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。起重链主要用于起重机械 图 3-1 链传动 中提起重物，其工作速度 v0.25m/s；牵引链主要用于链式输送机中移动重物，其工作速度 v4m/s；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度 v15m/s。 2、链传动的特点 (1)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小；能在低速重载和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。 (2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场合且制造精度较低。 (3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。 通常链传动传递的功率 P100KW，中心距 a5 6m,传动比 i8,线速度 v15m/s,广泛应用于农业机械、建筑工程机械、轻纺机械、石油机械等各种机械传动中。 3.1.2 链传动的参数选择 链传动的主要运动参数主要有： 1、链轮齿数 Z1 和 Z2； 2、传动比 i； 3、中心距 a； 4、链的节距 p 和排数； 表 3-1 链传动的主要成参数 名 称 符 号 单 位 计算结果 链轮 1 齿数 Z1 / 12 nts 11 链轮 2 齿数 Z2 / 12 传动比 i / 1 中心距 a mm 600 链的节距 P mm 31.75 排数 / / 单排 3.1.3 链条的选择 滚子链由内链板 1、套筒 2、销轴 3、外链板 4 和滚子 5 组成，如图 3-2 所示。内链板和套筒、外链板和销轴用过盈配合固定，构成内链节和外链节。销轴和套筒之间为间隙配合，构成铰链，将若干内外链节依次铰接形成链条。滚子松套在套筒上可自由转动，链轮轮齿与滚子之间的摩擦主要是滚动摩擦。链条上相邻两销轴中心的距离称为节距 ,用 p 表示，节距是链 图 3-2 滚子链结构 传动的重要参数。节距 p 越大，链的各部分尺寸和重量也越大 ,承载能力越高，且在链轮齿数一定时，链轮尺寸和重量随之增大。因此，设计时在保证承载能力的前提下，应尽量采取较小的节距。 表 3-2A 系列滚子链的基本 参数和尺寸 (GB/T1243-97) 链号 节距 p(mm) 排距 Pt(mm) 滚子外径 d1(mm) 内链节内宽 b1(mm) 销轴直径 d2(mm) 内链板高度 h2(mm) 单排极限拉伸载荷FQ（ KN） 单排每米质量 q(kg/m) 08A 12.70 14.38 7.92 7.85 3.98 12.07 13.8 0.60 10A 15.875 18.11 10.16 9.40 5.09 15.09 21.8 1.00 12A 19.05 22.78 11.91 12.57 5.96 18.08 31.1 1.50 16A 25.40 29.29 15.88 15.75 7.94 24.13 55.6 2.60 20A 31.75 35.76 19.05 18.90 9.54 30.18 86.7 3.80 24A 38.10 45.44 22.23 25.22 11.11 36.20 124.6 5.60 28A 44.45 48.87 25.40 25.22 12.71 42.24 169.0 7.50 32A 50.80 58.55 28.58 31.55 14.29 48.26 222.4 10.10 40A 63.50 71.55 39.68 37.85 19.85 60.33 347.0 16.10 48A 76.20 87.83 47.63 47.35 23.81 72.39 500.4 22.60 根据全自动槟榔开边机的设计要求结合表 3-9，确定本次设计选择的链条型号为： 20A-1-108 GB/T 1243-1997 nts 12 3.1.4 链轮的设计计算 1、链轮的基本参数及主要尺寸 链轮的基本参数为：链轮的齿数 z、配用链条的节距 p、滚子外径 d1 及排距 pt。链轮的主要 尺寸及计算公式如表 3-3所示。 表 3-3 滚子链链轮主要尺寸（ mm） 名 称 代 号 计 算 公 式 分度圆直径 d zpd 180sin/ 齿顶圆直径 ad 1maxa 25.1 dpdd 1mina )6.11( dpzdd 分度圆弦齿高 ah 1ma xa 5.0)8.0625.0( dpzh )(5.0 1mina dph 齿根圆直径 fd df = d d1 齿侧凸缘直径 gd 76.004.1180c o t 2 hzpd g h2内链板高度 注： da、 dg 值取整数，其他尺寸精确到 0.01mm. 根据链传动的主要运动参数，将其代入表 3-3计算得到链轮的主要尺寸参数。 具体如下表： 表 3-4 链轮的主要尺寸参数 名 称 代号 单位 计算结果 分度圆直径 d mm 123 齿顶圆直径 ad mm 132 nts 13 齿根圆直径 fd mm 104 齿侧凸缘直径 gd mm 60 1、 链轮的结构和材料 链轮的结构 链轮的结构如表 3-5中的图所示。直径小的链轮常制成实心式；中等直径的链轮常制成辐板式；大直径（ d 200mm）的链轮常制成组合式，可将齿圈焊接在轮毂上或采用螺栓联接。 表 3-5 滚子链链轮的齿槽尺寸计算公式 名 称 单 位 计 算 公 式 最 大 齿 槽 形 状 最 小 齿 槽 形 状 齿面圆弧半径 re mm )180(008.0 21m in zdr e )2(12.0 1m ax zdre 齿沟圆弧半径 ri mm 311m a x 069.0505.0 ddr i 1d.ri 5050min 齿沟角 () z 90120min z 90140max 注：链轮的实际齿槽形状，应在最大齿槽形状和最小齿槽形状范围内 表 3-5 是根据上表所计算得到的全自动槟榔开边机的滚子链链轮齿槽尺寸参数 表 3-6 开边机滚子链链轮的齿槽尺寸参数 名 称 代号 单位 计算结果 齿面圆弧半径 re mm 10 齿沟圆弧半径 ri mm 10 nts 14 表 3-7 滚子链链轮轴向齿廓尺寸计算公式 名 称 代 号 计 算 公 式 备 注 p12.7 p12.7 齿 宽 单排 双排、三排 四排以上 bf1 0.93 b1 0.91 b1 0.88 b1 0.95 b1 0.93 b1 0.93 b1 P12.7 时，经制造厂同意亦可使用 P12.7时的齿宽。 b1内链节内宽（见表9-1） 倒 角 宽 倒 角 半 径 倒 角 深 圆 角 半 径 链 轮 齿 总 宽 ba rx h ra bfm ba = (0.1 0.15) p rx p h = 0.5 p ra 0.04 p bfm = ( m 1) pt+ bf1 m排数 仅适用于 B 型 表 3-8 开边机滚子链链轮轴向齿廓尺寸参数 齿沟角 o 120o 名 称 代 号 单 位 计算结果 齿 宽 bf1 mm 10 倒 角 宽 ba mm 2.48 倒角半径 rx mm 10 nts 15 链轮的材料 链轮的材料应有足够的强度和耐磨性，齿面要经过热处理。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮轮齿的啮合次数多，受冲击也比较大，因此所用材料应优于大链轮。链轮所用材料及热处理工艺见表 3-9。 表 3-9 链轮材料及热处理 材 料 热 处 理 齿 面 硬 度 应 用 范 围 15、 20 渗碳淬火、 回火 50 60HRC z25有冲击载荷的链轮 35 正 火 160200HBS z 25 的主、从动链轮 45、 50 45Mn、 ZG310-570 淬火、回火 40 50HRC 无剧烈冲击振动和要求耐磨的主、从动链轮 15Cr、 20Cr 渗碳淬火、 回火 55 60HRC z 50 的从动链轮及外形复杂或强度要求一般的链轮 夹布胶木 P 6KW, 速度较高，要求传动平稳和噪声小的链轮 全自动槟榔开边机的链轮齿数 Z 等于 12，且无剧烈冲击振动和要求耐磨，故链轮材料选为 45。 3.2 传动轴的设计及校核 3.2.1 传动轴的设计 链条输送机构的链轮传动轴和凸轮轴都采用平键。 电动机正常工作的转速为n0=960r/min。根据带轮的传动比为 i1=2： 1 和齿轮的传动比为 i2=1： 1 得传动轴的转速n1=n0/i1=960/2(r/min)=480r/min；功率 P1=10KW。 从动轴的转速 n2=n1/i2=480r/min； 功率 P2=10KW。因此 各轴的转速如下： 链轮主传动轴 1： n1=480r/min nts 16 链轮从传动轴 2： n2=480r/min 1 确定轴 1最小直径 轴的扭转强度条件为： 2.095500003 TTT dnPWT （ 3-1） 式中： T 扭转切应力，单位 MPa； T 轴所受的扭距，单位 N*mm； TW 轴的抗扭截面系数，单位 3mm ； n 轴的转速，单位 r/min； P 轴传递的功率。单位 KW； d 计算截面处轴的直径，单位 mm； T 许 用扭转切应力，单位 MPa 由上式可得轴的直径 30333 2.095500 002.095500 00 nPAnPPnPdTT 选取轴的材料为 45钢，调质处理。 A0查表取 112， P=10KW， n=480r/min 带入得： 轴最小直径的初始值： d 19.65mm。 根据送退带机构轴上各齿轮、摩擦轮以及带轮与支架以及相互之间的尺寸关系确定轴 1的各部分轴径及长度如图 3.1： nts 17 图 3.3 轴 1 2.确定其它两根轴的尺寸 用同样方法确定轴 2 的尺寸如下； 图 3.4 轴 2 3.2.2 轴的校核 进行校 核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取 1 ，用公式 3-2计算轴的应力： WTMca22 )( （ 3-2） ca 轴的计算应力，单位 MPa； M 轴所受的弯距，单位 N.mm； T 轴所受的扭距，单位 N.mm； W 轴的抗弯截面系数，单位 3mm 。计算公式如 3-3： 324 45.4 9 532 )()( mmD zbdDdDdW （ 3-3） 从轴的结构图 3.3 可以看到轴的危险截面，现将计算出的截面处的 HM 、VM及总M的nts 18 值列出表 3-10： 表 3-10 载 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNF NHNH 5.237,8.302 21 NFNF NVNV 85.84,53.111 21 弯矩 M mmNM H 2 9 5 9 6 mmNM V 37.1 3 5 4 2 总弯矩 mmNM 3004537.1354229596 22总 扭矩 T mmNT 9.8057 画出轴的载荷分析图。如图 3.5： nts 19 图 3.5轴的载荷分析图 图 3.5中 c截面为危险截面。带入公式 3-2 中得： M PaWTMca 93.56)( 22 前已选定轴的材料为 45钢，调质处理，查得 MPa90 1 。因此， 1 ca，故安全。 nts 20 第 4 章 UG 建模 4.1 UG 简介 UG 软件是 Unigraphics Solutions 公司 (简称 UGS)推出的一款三维设计软件。它是一个交互式的计算机辅助设计和计算机辅助制造系统， 具备当今机械加工领域所需的大多数工程设计和制图功能。它还是一个全三维、双精度的造型系统，使用户几乎能够精确地描述任何几何形体，通过对这些形体的组合 , 就可以对产品进行设计、分析和制图。 UG 具有丰富的曲面建模工具。包括直 纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、标准二次曲线方法放样、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁减、编辑、点云生成、曲面编辑。 UG 的特点： 1、建模的灵活性 复合建模 ： 无需草图 ,需要时可进行全参数设计 ,无需定义和参数化新曲线 可直接利用实体边缘 。 几何特征 ： 具有凸垫、键槽、凸台、斜角、挖壳等特征、用户自定义特征 、引用模式 。 光顺倒圆 : 业界最好的倒圆技术 ， 可 自适应于切口、陡峭边缘及两非邻接面等几何构形，变半径倒圆的最小半径值可退化至极限零。 2、协同化装配建模 可提供自顶向下、自底向上两种产品结构定义方式并可在上下文中设计编辑 ，高级的装配导航工具 ， 可图示装配树结构，可方便快速的确定部件位置 ， 对装配件的简化表达，隐藏或关掉特定组件。局部着色 ， 强大的零件间的相关性 ， 配对条件，零件间的表达式（关系） ， 协同化团队工作 ， 可方便的替换产品中任一零部件，刷新部件以取得最新的工作版本，团队成员可并行设计产品中各子装配或零件， 3、直观的二 维绘图 对制图员来讲，简单并富于逻辑性 ， 剖视图自动相关于模型和剖切线位置 ， 正交视图的计算和定位可简便的由一次鼠标操作完成 ， 自动隐藏线消除 ， 自动尺寸排列 不需要了解设计意图 ， 自动工程图草图尺寸标注。 4、被业界证实的数控加工 轴铣 ， 车加工， 线切割， 钣金件制造 ， 刀
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