筷子清洗消毒烘干排序整理机设计-筷子清洗机【三维SW】【6张CAD图纸、文档所见所得】
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三维SW
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筷子
清洗
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筷子清洗消毒烘干排序设备目录筷子清洗消毒烘干排序设备设计院 系：专 业： 姓 名：指 导 教 师： 完 成 日 期： 47目 录摘要1ABSTRACT2第1章. 概述31.1 筷子清洗消毒烘干排序设备的国内外研究现状31.2 研究背景41.3 研究内容51.4 论文章节安排5第2章. 筷子清洗消毒烘干排序设备总体方案的选择62.1 筷子清洗消毒烘干排序设备总体机械结构设计62.2 筷子清洗消毒烘干排序设备机架设计方案72.3 筷子传动装置设计方案72.4 筷子分选整齐排列设计方案92.5 筷子清洗消毒烘干设计方案10第3章. 筷子清洗消毒烘干排序设备改造设计113.1 电机选型113.2 同步带设计143.2.1同步带传动的设计准则153.2.2同步带分类163.2.3同步带传动设计计算163.2.4同步带的主要参数193.2.5同步带的设计213.2.6同步带轮的设计的基本要求223.2.7同步带轮的设计结果233.3 压紧排轮设计233.4 切割装置设计24第4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274.1 轴的结构设计274.2 轴的强度、刚度及临界转速的校核274.3 轴的结构设计284.4 传动轴的强度校核304.5 滚动轴承的选择及计算33第5章. 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模与设计365.1 Solidworks三维建模技术365.2 Solidworks软件概述365.3 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模375.3.1筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型的建立375.3.2筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型的组装42第6章. 结论46参考文献47致谢48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 筷子清洗；排序；消毒；同步带传动；结构设计第1章 概述ABSTRACTChopsticks 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1.1 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。第2章 传统车险定损业务流程的分析第2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。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2.3 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，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。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。第7章 系统应用分析第3章. 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/RJL=1/2XM1Xr12 + (1/2XM2Xr22)/R2 + M3Xr12JL=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.cm22. 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 + Ta3. 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： 查机械设计课程设计手册第3页表1-7：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99同步带轮的传动效率：0.96联轴器的传动效率：0.993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： =XX=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1Y112M-40.4KW120014404.3Kg1:102Y132S1-40.55KW120014406.8Kg1:103Y132S2-40.75KW120014408.1Kg1:10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： 图3-2额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHLAB0.55144015006821638801033132475280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：计算传动轴的输入功率：KW传动轴的输入扭矩为：3.2 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；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。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=716W2、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=1.7。则计算功率为:1217W3、小带轮转速计算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，节距表3-3 工作情况系数看图3-6 同步带选型图5、选取主动轮齿数 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=表3-4 小带轮最小齿数表7、大带轮相关数据确定 由于系统传动比为，所以大带轮相关参数数据与小带轮完全相同。齿数，节距8、带速v的确定9、初定周间间距根据公式得现在选取轴间间距为600mm。10、同步带带长及其齿数确定=() =1720.67mm11、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=20。12、基本额定功率的计算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=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步带的基准额定功率为=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=716N3.2.4 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H12.740。6.124.31.021.02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。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=611.55mm6、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=140.27N7、选择润滑方式根据链速v=6.416m/s，链节距p=15.875，按图6-8链传动选择油浴或飞溅润滑方式。设计结果：滚子链型号10A-1136GB1243.1-83，链轮齿数z1=25，z2=81，中心a=611.55mm，压轴力FQ=140.27N。第4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4.1 轴的结构设计轴是组成机器的主要零件之一，轴的设计和其他零件的设计相似，包括轴的结构设计和工作能力计算两方面。工作能力计算指轴的强度、刚度、和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力取决于轴的强度。在机械设计中,经常会遇到轴类零件的设计。轴是旋转零件中必不可少的部件,也是容易损坏或产生振动、弯扭变形的部件。轴的设计将影响到轴上各个零件的配合、传动和运转,从而影响整个机构的工作情况。特别是在高速旋转机械中,轴类零件的设计显得更加重要。由于影响轴的结构因素很多,且结构形式又要随具体情况不同而异,所以轴没有标准的结构形式。设计时,必须针对不同情况进行具体分析。但是,不论何种具体条件,轴在结构上都应满足:轴和装在轴上的零件要有准确的工艺位置;轴上零件应便于拆装和调整;轴应具有良好的制造工艺性等。4.2 轴的强度、刚度及临界转速的校核轴的强度、刚度及临界转速可以采用传统的计算方法进行校核,凭工程技术人员的经验进行结构修改,通过校核结果来校正设计,重复多次计算,费时费力。还可以采用工程上广泛应用的CAE 软件ANSYS 来对轴进行强度、刚度及临界转速的校核,即利用建立的有限元模型来进行校核,可以大大缩短轴结构设计的周期,从而减少设计成本,并有利于多种型产品的开发。传动轴的功率P1、转速n1、转矩T1P=0.528kwn=1200r/minT=3.502Nm 2估算轴的最小直径由机械设计第八版P370表15-3，取A 0 =110，由于需要考虑轴上的键槽放大,d0 =15.37mm4.3 轴的结构设计1 传动轴的结构图图4-1每段设置退刀槽，由左至右为： (1)12段应用圆螺母定位，可承受较大的轴向力，但是轴上螺纹处会有较大的应力集中，会降低轴的疲劳强度，故一般用于固定轴端的零件，有双头螺母和圆螺母与止动垫圈两种形式，当轴上两零件间距较大不宜使用套筒定位时，也常采用螺母定位。选取此处的长度为L12=15mm，可变化。 （2）23段此处安装小带轮，考虑到小带轮的内径和强度的需求，考虑齿轮轴向定位，LVI-VII略小于齿宽，齿轮右端用套筒定位。套筒定位的结构简单，定位可靠，轴上不需要开槽、钻孔和切制螺纹，因而不会影响到轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的定位。如果两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的质量及材料用量。因套筒与轴的配合较松，如轴的转速较高时，也不宜采用套筒定位。取d23=32mm,L23=70mm。（3）34段为安装轴承段，左端采用非定位轴肩，右端采用定位轴肩，有所选择轴承的内径和强度的要求，可得: (4)45段处安装有一处轴承端盖，用螺钉或榫（sun）槽与箱体连接而使滚动轴承的外圈得到轴向定位。一般情况下，整轴的轴向定位也常利用轴承端盖来实现。D=45mm，长度L=32mm。（5）56段为定位轴肩，L=8mm,D=68mm,此处的圆角半径为5mm。4.4 传动轴的强度校核(1).作用在传动轴上的力法向力为，周向力为：分析传动轴的受力来计算它的强度计算轴上的载荷载荷分析图图 4-4垂直面 由对左端轴承的弯矩为0，可得M=0, 可得，Fnv2=3047.8N，方向与图示方向相反。 Fnv1=12.2N,方向与图示方向相反。Mv1=106068.5=72.61NXm Mv2=1060118.512.250=125 NXm载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定水平面Mh1=0可得Fnh1=158.75N,方向与图示方向相同。Fnh2=285.75N，方向与图示方向相反。所以可以得到水平方向的弯矩为：Mh2=158.750.05=7.94 NXm. 总弯矩从轴的结构以及扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面，现将计算出的截面C处的MH、M V、M V及M的值例于下表： 表9载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=12.2NFNH2=304.80NFNV1=158.75NFNV2=285.75N弯矩MMv1=72.61NXmMv2=125 NXmMV =7.94 NXm.总弯矩扭矩TT=Nm进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由机械设计课本P362 表（15-1），得：轴的抗弯截面系数W的取值方法：W=/32=3.14=4207mm由机械设计课本P374 式（15-5），取，轴的计算应力为：经校核，此轴的设计符合强度的要求。4.5 滚动轴承的选择及计算滚动轴承（rollingbearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由外圈，内圈，滚动体和保持架组成。内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。选择轴承的型号为深沟球轴承6005根据载荷分析，径向载荷与轴向载荷同时存在，所以前轴承选用3个深沟球轴承，前面两个大口向外，后面一个大口向里布置，形成背靠背组合形式。主轴的后支承采用2个深沟球轴承背靠背布置。前后轴承的精度均取级12。 （1）轴承支反力主轴最大输出扭矩 (N) （6-4）床身最大加工工件直径为320mm。半径R=m (N) （6-5） =0.5(N) （6-6）总切削力 (N) （6-7）前后支反力分别为： (N) （6-8） (N) （6-9）（2）确定轴承的型号及基本参数我国生产的深沟球轴承有3种：根据轴径查表7-2-5213可选轴承有9种，初步确定前轴承型号为6005，后支承轴承型号6005。基本额定动载荷计算校核（1）前支承由表7-2-49查得当量动载荷计算公式 （6-10） （N）基本额定动载荷 （6-11）式中 为寿命系数 为速度因数 为力矩载荷因数 为冲击载荷因数 为温度因数查表7-2-413到表7-2-713得。则：(N)由于前支承是由三个深沟球轴承背靠背布置，则:i=3(N) （6-12）满足设计要求。(2)后支承由表11.49查得当量动载计算公式Pr=Fr+0.92RB(N) （6-13）基本额定动载荷(N)由于后支承是由两个深沟球轴承支承。则：(N)满足设计要求。机动车辆保险远程定损方案与实现第7章 系统应用分析第5章. 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模与设计5.1 Solidworks三维建模技术在SolidWorks 中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大的提高。 SolidWorks 可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。 用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。 SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。 从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。 增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。 使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。 用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。 5.2 Solidworks软件概述Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。 在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。” 在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用SolidWorks ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。5.3 筷子清洗消毒烘干排序设备三维建模5.3.1 筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型的建立三维模型仿真之前，首先得建立筷子清洗消毒烘干排序设备三维模型。下面将采用Solidworks建立筷子清洗消毒烘干排序设备的三维模型。以转轴的设计为例简要介绍Solidworks的使用及其工具箱的功能。Solidworks软件的界面如下图所示。图5-1 Solidworks软件的界面下面以上传动轴为例建立三维模型，然后对补筷子清洗消毒烘干排序设备进行组装。首先选取参考面，绘制草图。操作过程如下：1、运用鼠标点击草绘按钮，选取前视基准面绘制草图如下图所示图5-2 绘制草图2、绘制好该特征的草图之后，点击旋转凸台按钮进行特征生成，旋转凸台按钮里面具有参数选择的功能，可以设置旋转角度，选取不同类型尺寸的生成，其拉伸菜单如下图所示。图5-3 旋转凸台菜单示意图3、选取给定旋转角度，设置参数为360度，选取旋转凸
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