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黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 1 页 机械传动 械传动 有多种形式 ,主要可分为两类： 靠机件间的摩擦力传递动力和运动的摩擦传动，包括 带传动 、绳传动和 摩擦轮传动 等。摩擦传动容易实现无级变速 ,大都能适应轴间距较大的传动场合 ,过载打滑还能起到缓冲和保护传动装置的作用，但这种传动一般不能用于大功率的场合，也不能保证准确的 传动比 。 靠主动件与从动件啮合或借助中间件啮合传递动力 或运动的啮合传动，包括 齿轮传动 、链传动、 螺旋传动 和谐波传动等。啮合传动能够用于大功率的场合，传动比准确，但一般要求较高的制造精度和安装精度。 基本产品分类： 减速机 、 制动器 、 离合器 、连轴器、无级变速机、丝杠、滑轨等 发展历史 机械 传动机构 ，可以将动力所提供的运动的方式、方向或速度加以改变，被人们有目的地加以利用。中国古代传动机构类型很多，应用很广，除了上面介绍的以外，像地动仪、鼓风机等等，都是机械传动机构的产物。中国古代传动机构，主要有齿轮传动、绳带传动和链传动。 1、齿轮传动。其出现时间不晚于西汉，西汉时的 指南车 、记里鼓车，东汉 张衡 发明的水力天文仪器上，都使用了相当复杂的齿轮传动系统。这些齿轮只用来传递运动，强度要求不高。至于生产上所采用的齿轮，要传递较大的动力，受力一般较大，强度要求较高。古代在利用畜力、水力和风力进行提水、粮食加工等工作时，都要应用此类齿轮。例如在翻车上，须应用一级齿轮传动机构，以改变运动的方位和传递，适应翻车的工作要求。 2、 链传动 。链，在我国古代出现很早，商代的马具上已有青铜链条，其他青铜器和玉器上也有用链条作为装饰的。 西安 出土的秦代铜车马上，有十分精美的金属链条。但这都不能算是链传动。作为动力传动的链条，出现在东汉时期。东汉时 毕 岚 率先发明翻车，用以引水。根据其工作原理和运动关系，可以看作是一种链传动。翻车的上、下链轮，一主动，一从动，绕在轮上的翻板就是传动链，这个传动链兼做提水的工作件，因此，翻车是链传动的一种特例。到了宋代， 苏颂 制造的水运仪象台上，出现了一种 “天黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 2 页 梯 ”，实际上是一种铁链条，下横轴通过 “天梯 ”带动上横轴，从而形成了真正的链传动。 3、绳带传动。这是一种利用摩擦力的传动方式。在西 汉时， 四川 出产井盐，在凿井、提水时，都是用牛带动大绳轮，收卷绕过 滑轮 上的绳索，来提升凿井工具、卤水等。西汉时出现的手摇纺车，是一种典型的绳带传动。在西汉时期的画像石上，有几幅手摇纺车图，可以清楚地看到：大绳轮主动，通过绳索带动纱锭，用手摇大绳轮旋转一 周，纱锭旋转几十周，效率很高。以后出现的三锭、五锭的纺车，效率就更高了。元代的水运大纺车，也是用绳带传动的。东汉时，冶金手工业有一项重要发明 “水排 ”，用于鼓风。这种绳带传动的工作原理是：水力推动卧式水轮旋转，水轮轴上装有大绳轮，通过绳带带动小绳轮，小绳轮轴上端曲柄随之旋转，通过连杆推动鼓风器鼓风。这种水排鼓风效力很高，可以抵得上几百匹马鼓风。它的出现，标志着东汉时发达的机械已经在我国出现了，因而意义十分重大。 传动方式分类 机械传动按传力方式分，可分为 ： 1 摩擦传动。 2 链条传动。 3 齿轮传动。 4 皮带传动。 5 涡轮涡杆传动。 6 棘轮传动。 7 曲轴连杆传动 8 气动传动。 9 液压传动（液压刨） 10 万向节传动 11 钢丝索传动（电梯中应用最广） 12 联轴器传动 13 花键传动。 传动方式详解 皮带传动 带传动是具有中间挠性件的传动方式，在机械传动中应用较为普遍，特别是带传动黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 3 页 中的 V 带传动，应用极为广泛。 一、 带传动的类型 带传动是利用带作为中间挠性件来传递运动或动力的一种传动方 式。 按传动原理不同，带传动分为摩擦型（平带传动、 V 带传动等）和啮合型两类。 目前 机械设备 中应用的带传动以摩擦型带传动居多，下面主要以 V 带传动为例介绍有关带传动的基本知识。 二、带传动的基本原理 传动带套在主动带轮 1 和从动带轮 2 上，对带施加一定的张紧力，带与带轮接触面之间就会产生正压力；主动轮转动时，依靠带和带轮之间的摩擦力来驱动从动轮转动。 带 传动的基本原理是依靠带和带轮之间的摩擦力来传递运动和动力。 三、带传动的特点和传动比 1、带传动的特点 由于带富有弹性，并靠 摩擦力 进行传动，因此它具有结构简单，传动平稳、噪声小，能缓冲吸振，过载时带会在带轮上打滑，对其他零件起过载保护作用，适用于中心距较大的传动等优点。 但带传动也有不少缺点，主要有：不能保证准确的传动比，传动效率低 (约为 带的使用寿命短，不宜在高温、易燃以及有油和水的场合使用。 2、带传动的传动比 带传动中，主动轮转速 与从动轮转速 之比称为传动比，用符号 表示。 四、常用带传动 常用的带传动有两种形式，即平带传动和 V 带传动。 1、平带传动 横剖面为扁平矩形，工作是环形内表面与带轮外表面接触。平带传动结构简单，平带较薄，挠曲性和扭转性好，因而适用于高速传动、平行轴间的交叉传动或交错轴间的半交叉传动 2、 V 带传动 横剖面为等腰梯形，工作时置于带轮槽之中，两侧面接触，产生摩擦 力较大，传动能力较强。 五、带传动的张紧装置 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 4 页 带传动工作时，为使带获得所需的张紧力，两带轮的中心距应能调整；带在传动中长期受拉力作用，必然会产生塑性变形而出现松弛现象，使其传动能力下降，因此一般带传动应有张紧装置。带传动的张紧方法主要有调整中心距和使用 张紧轮 两种，其中它们各自又有定期张紧和自动张紧等不同形式。 六、安装和维护 为提高 V 带传动的效率，延 长 V 带的使用寿命和确保带传动的正常运转，必须正确做好带传动装置的安装、维修与保养工作。 1、 V 带必须正确地安装在轮槽之中，一般以带的外边缘与轮缘平齐为准。 2、 V 带传动中两带轮的轴线要保持平行，且两轮相对应的 V 形槽的对称平面应重合。 3、拆、装 V 带时，应先调小两带轮中心距，避免硬撬而损坏 V 带或设备。套好带后，再将中心距调回到正确位置，带的松紧要适度。 4、 V 带传动必须安装 防护罩 ，防止因 润滑油 、 切削液 或其他杂物等飞溅到 V 带上而影响传动，并防止伤人事故的发生。 5、对一组 V 带，损坏时一般要成组更换，新旧带不能混用。 齿轮传动 齿轮传动是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮 合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。 一、齿轮传动的基本特点 1、齿轮传递的 功率 和速度范围很大，功率可从很小到数十万千瓦，圆周速度可从很小到每秒一百多米以上。齿轮尺寸可从小于 1大于 10m。 2、齿轮传动属于啮合传动，齿轮齿廓为特定曲线，瞬时传动比恒定，且传动平稳、可靠。 3、齿轮传动效率高，使用寿命长。 4、齿轮种类繁多，可以满足各种传 动形式的需要。 5、齿轮的制造和安装的精度要求较高。 二、齿轮传动的分类 齿轮的种类很多，可以按不同方法进行分类。 按啮合方式分，齿轮传动有外啮合传动和内啮合传动。 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 5 页 按齿轮的齿向不同分，齿轮传动有直齿圆柱齿轮传动；斜齿圆柱齿轮传动；人字齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动。 三、标准直齿圆柱齿轮传动 直齿圆柱齿轮传动是齿轮传动的最基本形式，它在机械传动装置中应用极为广泛。 齿线为分度圆直母线的圆柱齿轮称为直齿圆柱齿轮，简称直齿轮。 直齿圆柱齿轮的主要参数 （ 1）齿数 z 一个齿轮的轮齿总数称为齿数。 （ 2）齿形角 a 在端平面上，过端面齿廓与分度圆交点处的径向直线与齿廓在该点处的切线所夹的锐角称为齿形角。 标准规定渐开线齿轮的标准齿形角 a =20。 （ 3） 模数 m 齿距 p 除以圆周率 所得的商称为模数，模数的单位为 已经标准化。 四、其他类型齿轮传动 常用的齿轮传动除直齿圆柱齿 轮传动外，还有斜齿圆柱齿轮传动、直齿锥齿轮传动和蜗杆传动等。 1、斜齿圆柱齿轮传动 齿线为螺旋线的圆柱齿轮称为斜齿圆柱齿轮。 斜齿圆柱齿轮根据螺旋角的方向不同，分为左旋齿轮和右旋齿轮两种，其旋向可用右手法则 来判断。伸出右手，手掌朝上，四指指向齿轮轴向方向，若齿向与拇指方向一致则为右旋，反之为左旋。 一对斜齿圆柱齿轮啮合时，由于轮齿在圆柱面上是螺旋放置的 ，所以两啮合轮齿齿面是逐渐接触又逐步脱离的，而一对直齿圆柱齿轮啮合时，两啮合齿齿面是同时在齿向全长上接触，之后又同时脱离。因此，斜齿圆柱齿轮传动平稳性好，冲击小，特别是在高速重载下更为明显。 斜齿圆柱齿轮传动适用于传动平稳性要求高的两平行轴之间的传动。 2、直齿锥齿轮传动 分度曲面为圆锥面的齿轮称为锥齿轮，它是轮齿分布在圆锥面上的齿轮，当其齿向线是分度圆锥面的直母线时称为直齿锥齿轮。 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 6 页 锥齿轮传动用于空间两相交轴之间的传动，一般多用于两轴垂直相交成 90的场合。 五、齿轮的 失效 形式 齿轮在工作过程中由于某种原因而损坏，使其失去正常工作能力的现象称为失效。齿轮的失效形式有很多种，常见的失效形式有： 1、齿面 磨损 齿轮在传动过程中，轮齿啮合表面间存在相对滑动。齿轮在受力情况下，齿面间的相对滑动使齿面发生磨 损。磨损会破坏齿面形状，造成传动不平稳；另外，磨损使轮齿变薄，造成齿侧间隙增大，轮齿 强度 降低。齿面磨损是润滑条件差的开式齿轮传动 (外露的齿轮传动 )的主要失效形式，也是开式 蜗杆传动 的主要失效形式。 2、轮齿折断 齿轮在工作中，其轮齿的受 力状况相当于悬臂梁，齿根处受到的弯矩最大，所产生的应力集中。在啮合过程中，齿轮根部所受的弯矩是交替变化的，因此，在该处最容易产生疲劳裂纹而使轮齿折断，轮齿的这种失效形式称为轮齿的疲劳折断。齿轮的另一种折断是长期过载或受到过大冲击载荷时的突然折断，称为过载折断。 3、轮齿 塑性变形 在低速重载的工作条件下，齿轮的齿面承受很大的压力和摩擦力，由于这些力的作用，材料较软的 齿轮的局部齿面可能产生塑性流动，使齿面出现凹槽或凸起的棱台，从而破坏齿轮的齿廓形状，使齿轮丧失工作能力。齿轮的这种失效形式称为轮齿的塑性变形。 4、齿面点蚀 齿轮工作时，当啮合表面反复受到接触挤压作用，且由此所产生的压力过大或使用时间过长时，齿面会产生细微的疲劳裂纹。随着齿轮的连续工作，裂纹会沿表层不断扩大，使齿面出现小块金属剥落，形成麻点和斑坑。轮齿齿面发生的这种失效形式称为齿面点蚀。严重的齿面点蚀会破坏齿轮轮齿的工作表面，造成传动不平稳，产生噪声，甚至使齿轮失去工作能力。 齿面点蚀这种 失效形式多发生在 润滑 条件良好的闭式齿轮传动中。 5、齿面胶合 在高速重载的闭式齿轮传动中，齿面润滑较为困难，啮合面在重载作用下产生局部高温使其粘结在一起，当齿轮继续运动时，会在较软的齿面上撕下部分金属材料而出现黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 7 页 撕裂沟痕，这种由于齿面粘结和撕裂而造成的失效称为齿面胶合。齿面出现胶合现象后，将严重损坏齿面而导致齿轮失效。闭式蜗杆传动中极易发生这种失效。 链传动 链传动是由两个具有特殊齿形的的齿轮和一条闭合的链条所组成，工作时主动连轮的齿与链条的链节相啮合带动与链条相啮合的从动链轮传动。链条传动主要用于传动比要求较准确，且两轴相距离较远，而且不宜采用齿轮的地方。这就是我们常见的自行车链轮链条传动原理。 一、链传动的特点 1）能保证较精确的传动比（和皮带传动相比较） 2）可以在两轴中心距较远的情况下传递动力（与齿轮传动相比） 3）只能用于平行轴间传动 4） 链条 磨损后，链节变长，容易产生脱链现象。 二、滚子链 1、滚子链的结构 在机械传动中，常用的传动链是 滚子链 (也称套筒滚子链 )。滚子链由内链板 1、外链板 2、销轴 3、套筒 4 和滚子 5 组成。 滚子链的内链板与套筒、外链板与销轴分别采用过盈配合固定，销轴与套筒、滚子与套筒之间分别为间隙配合；各链节可以自由 屈伸 ，滚子与套筒能相对转动。滚子链与链轮啮合时，由于滚子的作用，将套筒与链轮齿直接接触的滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而减小了链轮齿的磨损。 滚子链的长度用节数来表示。为了使链条的两端便于连接，链节数应尽量选取偶数，链接头处可用开口销或弹簧夹锁定。当链节数为奇数时，链接头需采用过渡链节，过渡链节不仅制造复杂，而且传递能力低，因此应尽量避免使用。 2、滚子链的标记 滚子链是标准件，其标记为： 链号 排数 整链链节数 标准编号 标记示例 08A18812431997 表示链号为 08A(节距为 单排， 88 节的滚子链。 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 8 页 3、链传动的使用 (1)为保证链传动的正常工作，两链轮轴线应相互平行，且两链轮应位于同 一铅垂平面内。 (2)为了提高链传动的质量和使用寿命，应注意进行润滑。 (3)链传动可不施加预紧力，必要时可采用张紧轮装置。 (4)为了安全和防尘，链传动应加装防护罩。 蜗轮蜗杆传动 当一个齿轮具有一个或几个螺旋齿，并且与涡轮（类似于螺旋齿轮）啮合而组成交错轴传动时，这种传动称为蜗杆传动。 蜗轮蜗杆 传动用于两轴交叉成 90 度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。 （ 1）蜗杆传动的特点 单级传动就能获得很大的传动比，结构紧凑，传动平稳，无噪声，但传动 效率 低。 （ 2）蜗杆传动中涡轮转向的判定 蜗杆传动中蜗杆、涡轮转向间的关系取决于两者间的相对位置、蜗杆的旋向及其旋转方向。 判断涡轮相对于蜗杆的转向用左手或右手法则，挡蜗杆为右旋（蜗杆也分左右旋且判断方法与斜齿轮方向判断方法相同）时用右手法则，蜗杆为左旋时用 左手法则 。弯曲四指 ，是之指向蜗杆的旋向方向（直箭头表示蜗杆可见侧的圆周运动方向），则拇指的反方向就是涡轮相对于蜗杆的运动方向。 螺旋传动 螺旋传动是利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求的，主要用于将回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。 螺旋传动的分类： 1）传力螺旋：以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，用于克服工作阻力。如各种起重或加压装置的螺旋。这种传力螺旋主要是承受很大的轴向力，一般为简写工作，每次工作时间较短，工作速度也不高。 &xx/ 2) 传导螺旋：以传递运动为主，有时也承受较大的轴向 载荷 。如机床进给机构的螺旋等。传导螺旋主要在较长的时间内连续工作，工作速度较高，因此，要求具有较高的传动精度。 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 9 页 3）调整螺旋：以调整、固定零件的相对位置。如 机床 、 仪器 、及测试装置中的微调机构的螺旋。调整螺旋不经常转动，一般在空载下调整。 螺旋传动的特点：传动精度高、工作平稳无噪音，易于自锁，能传递较大的动力等特点。 重要性 工作机一般都要靠原动机供给一定形式的能量，但是，把原动机和工作机直接连接起来的情况很少，往往需要在二者之间加入传递动力或改变运动状态的传动装置： （ 1）工作机所需要的速度一般与原动机的最优速度不相符合。 （ 2）很多 工作机都需要根据生产要求进行速度调整，但是依靠原动机的速度来达到这一目的是不经济的，也不可能。 （ 3）在有些情况下，需要用一台原动机带动若干个工作速度不同的工作机。 （ 4）为了安全及维护方便，或因机器的外廓尺寸受到限制等原因，不能将原动机和工作机直接连接在一起。 设计概要 当设计传动时，如传动的功率、传动比和工作条件已定，则不同的类型传动各有其优缺点。 （ 1）功率和效率 各类传动所能传递的功率取决于其传动原理、承载能力、载荷分布、工作速度、制造精度、 机械效率 、发热情况等因素。 效率是评定传动性能的主要指标之一。 （ 2）速度 速度是传动的主要 运动特性 之一。提高传动速度是机器的重要发展方向。 （ 3）外廓尺寸、质量、成本 传动的外廓尺寸和质量与功率和速度的大小密切相关，也与传动零件材料的力学性能有关。 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 10 页 a of be on of of to to to be to II by by or of or of be a as he by of or to In of is in to so is a 1, in a is As of to a in of it be to in a of a in to to 2, in 河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 11 页 is as a Xian in be As in an an of to be as a a a of is of is a of a of a is an on a 3, is a of In in a on to as is a of In of a a a is of be an is a a is a to is be of It in so it is of by of be 12黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 12 页 34 567 9 101 in 23is a of in is in is is as a to of a to of V in of to as an to of of he is on , on to on to to is of on to 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 13 页 , s on so it of on on of is a in 2, of is by in 1, he of a is an is in of is so it is to of or n 2, V is an on is in to to be in to a is to so so of 河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 14 页 in In n to of of , V be in to of , V in to to be 3, V to a or A is to to to , V be to or to , a to is on of a of , of a be be to 00mm to 0m. , to a , a , a a of , of In of be to to 黄河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 15 页 to to to of it is in as to as of 1) of of a is (2) of a In at of in of is of a = 20(3) I is of n to 1, in by to to if is . A of in a is so 河科技学院毕业设计 （文献翻译） 第 16 页 is a of is at in of at is of in is of to of , is a it is on 毕业设计 文献翻译 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 田春伟 指导教师 李安生 2012 年 02 月 20 日 黄河科技学院毕业设计说明书 第 I 页 肠衣自动压缩设备结构设计 摘 要 肠衣自动压缩设备是将圆筒状 压缩，代替目前火腿肠片状外包装膜，简化生产工艺，降低工人的劳动强度，提高生产效率，增强市场竞争力。本文侧重其传动系统的设计，理论上能够实现肠衣的自动压缩，现实中还需进行必要的改进。 首先，本文介绍了 在肉制品包装产业的发展及应用。由此映射出肠衣自动压缩设备的前景。 其次，本文将介绍肠衣自动压缩设备的电机选择，为了提高生产效率，选择的电机能够实现同时带动四台压缩设备。 再次，本文将重点设计和计算传动 设备，通过带轮机构，齿轮机构，链轮机构以实现压缩设备所需要的进给速度。 最后，本文简要叙述了压缩系统部件的尺寸确定，及其理想状态的运动状态。最后的控制系统由于时间关系，已经简化。 关键词： ，压缩设备，传动系统，控制系统 黄河科技学院毕业设计说明书 第 is of on of in in to in of we in to of to on of in to a of of to of of 黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 1 页 文献综述 前 言 本人的毕业设计的课题为火腿肠肠衣自动压缩设备结构设计，主要是对目前肉类食品加工包装生产线进行技术改进，提高生产线的自动化，降低工人的劳动强度，降低厂家成本，为厂商在食品领域的价格战中争取优势，提高产品的市场竞争力。 众所公认，在商业竞争中，物美与价廉始终必须兼顾。若能切实做到这一点，就不难占领市场，立于不败之地。出路之一在于切实实现合理包装与简化包装的辩证统一。 本文根据国内外工作者在食品包装类机械设备领域的研究成果，借鉴他们的成功经验，运用于设计之中。目前国内大多采用片状 衣，生产线需要多名工人辅助操作。生产成本较高。而直筒状 衣能够进一步实现自动化，提高生产效率。以下就是在设计过程中参考到的文献， 这些文献给与本文很大的参考价值，本文主要查阅有关机械设计和包装设备的文献期刊。 黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 2 页 在最近一些年来，我国肉制品加工发展迅速，产品多样化，随之而来的是带动了产品包装业的发展，包装机械在企业中的地位日益重要，包装机械可以提高生产效益，改善生产环境，降低生产成本，提高商品档次，增加附加值，从而增强商品的市场竞争力，带来更大的社会效益和经济效益。 包装机 械行业是一个市场潜力很大的新兴行业，面临着巨大的国内外市场，目前美国、日本和欧洲的食品包装化率分别为 90%、 80%、 70%，我国食品包装化率不足 10%，因此包装机械发展潜力巨大。 刘筱霞（ 2006）在包装机械中介绍了包装机械的发展现状及趋势，包装机械的种类。书中第 3 章介绍了灌装机械原理、类型。对肠衣自动压缩设备有着重要的参考价值，肠衣压缩后就会被用来灌装物料。所以了解灌装机是很有必要的。 陈守强（ 2008）机械装备导论一书第 6 章食品包装机械中介绍了我国包装机械工业的概况和发展趋势。重点介绍包装机械组 成、特点和典型食品包装机械的构造，介绍了几种食品机械的工作原理，传动系统，主要结构等。 左健民（ 2007）液压与气压传动一书力求贯彻少而精、理论与实际结合。第一篇介绍了液压传动基础知识、液压元件、液压基本回路、典型液压传动系统及其设计。第二篇介绍了气压传动基础知识、气源装置、气动元件、气动基本回路以及气动程序控制系统的分析和设计。 濮良贵和纪名刚（ 2006）机械设计是以一般通用零件的设计为核心的设计性课程，而且论述它们的基本设计理论与方法的技术基础课程。介绍整台机械部分设计的基础知识，重点讨 论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件的设计，包括它们的基本设计理论和方法以及技术资料、标准的应用。全书共 18 章，包括：机械设计总论；机械零件的强度分析；摩擦 、 磨损及润滑概述；螺纹连接和螺纹传动；键 、 花键 、 无键连接和销连接；焊接 、 胶结和过盈连接；带传动 、 链传动 、齿轮传 、 蜗杆传动的分析及应用；滑动轴承和滚动轴承的设计；联轴器和离合器的选择；轴及弹簧的概述和设计；机座和箱体简介；减速器和变速器的简介。 王爱珍（ 2009）机械工程材料侧重于应用技术，以掌握基本概念、强化应用、扩大知识面为重点，列举了常见的典型机 械零件选材及工艺。重点突出金属材料力学性能、组织结构、金属材料热处理、表面处理、钢材与铸铁材料、非铁与非金属材料、工程材料及工艺选择。 王爱珍（ 2009）热加工工艺基础注重内容体系与要求相符，理论联系实际，循序渐进，介绍了各种毛坯的热成形原理，以及各种工艺环节间的相互联系，以黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 3 页 常见的典型零件毛坯为例，进行了纵、横向分析比较，从而选出最合适的成形方法及工艺。既注意增加生产中急需解决的实际问题，又注意拓宽并加深解决问题的思路与方法，还注意了新材料、先进技术的应用与发展趋势。内容包括：金属铸造、锻压、焊接、非金 属模压、毛坯选择。 向红（ 2002）包装设计工程基础一书中主要介绍了包装设计的数学基础、静力学基础、包装设计动力学基础、包装件的力学模型、包装设计振动理论基础以及缓冲包装设计理论等内容，该书提出为了适应现代商品经济社会的发展，将国外流行的“理想设计过程”（ 设计新思路包装设计中来，即运输包装设计应该尽可能地从产品的设计开始，和包装装潢设计一起，将三者有机地结合起来。 孙桓、陈作模和葛文杰（ 2006）机械原理是一门技术基础课程。一方面它比理论力学等理论 课程更加结合工程实际；另一方面，它又与专业的机械课程有所不同，它只是对各种机械中的一些共性问题和常用的机构进行较为深入的探讨。全书共 14 章，内容包括机构的结构分析、平面机构的运动分析、平面机构的力分析、机械的效率和自锁、机械的平衡、机械的运转及其速度波动的调节、平面连杆机构及其设计、凸轮机构及其设计、齿轮机构及其设计、齿轮系及其设计、其他常用机构、工业机器人机构及其设计、机械系统的方案设计。 胡凤兰（ 2005）互换性与技术测量基础系统而精炼地阐述了互换性与技术测量的基本知识，介绍了几何量各种误差检测方法 的原理。共 9 章，包括：绪论；极限与配合；技术测量基础；形状和位置公差；表面粗糙度；光滑极限量规；常用结合件的互换性；渐开线圆柱齿轮传动的互换性；尺寸链。 孔凌嘉（ 2008）简明机械设计手册是一本内容综合的速查手册，其主要内容包括：常用数据资料和标准规范；公差和表面粗糙度；工程材料；各类传动装置选择和设计；轴的选用；轴承的类型选择及尺寸性能等。在常用工程材料一章中以列表的方法将各种材料展现出来，一目了然，对设计中的材料选择帮助很大。在轴这一章里主要对轴的结构设计和轴的材料的选择作了详细的介绍。 高 愿军和熊卫东（ 2005）食品包装新技术注重技术的基本原理、设备，注重技术的工艺与应用，注重技术的实用性和科学性。理论联系实际，特点突出，内容丰富，实用性强。内容主要包括：收缩与拉伸包装技术；防伪包装技术；活性包装技术；无菌包装技术；纳米包装技术；可食性包装技术；绿色包装技术；真空包装技术；气调包装技术；其他食品包装技术。给我们展现了在包装方面的黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 4 页 多种包装技术，以及各种包装技术的发展和应用，让我们对包装技术有了一定的认识了解。对我们的设计有较大的参考价值。 尹章伟等（ 2003）包装概论一书中给我们展现了 包装机械的功能，包括实现包装机械化合自动化；提高包装质量和增强内装物的可靠性；降低包装成本、节省原材料、节约总投资费用；改善工人工作环境、减轻工人劳动强度；促进包装工业的发展等作用。 崔若光、盖玉杰和高海峰（ 2005）商品包装概论介绍了我国包装工业的发展现状，其主要内容包括包装的分类与作用；包装的设计；包装材料的生产与制造；包装与印刷；瓦楞纸箱的生产与制造；复合包装制品的生产与制造等。为我们展示了包装在社会文明进步中在日常生活中的最要位置，包装形式日趋多样化，有很多抽象意义的包装也被人们推出使用。例如艺 术包装、广告包装、媒体包装等。 机械工业部通用机械研究所包装机械分所（ 1994）包装机械产品样本一书中包括了包装机械、包装辅助设备、包装材料加工机械和包装容器加工机械四大部分。包装机械有：计量充填机械、灌装设备、封口机械、裸包机械、真空包装机械、多功能包装机械、收缩包装机械、捆扎机械、打包集装机械及贴标机械；辅助包装设备有：洗瓶输瓶机械、杀菌机械、饮料混合机和过滤机、装潢印刷机械及其它辅助设备；包装材料加工机械油：塑料材料加工机械、纸质材料加工机械及其复合材料加工机械；包装容器加工机械有：塑料容器加工机 械、纸质容器加工机械、复合材料容器加工机械、玻璃容器加工机械及金属容器加工机械。结合样本，给我们的设计带来了很大的帮助。 现代机械传动手册编辑委员会编制第二版（ 2002）现代机械传动手册一书是机械传动 齿轮、连杆、凸轮、其他机械传动（链、带、无级变速等）设计用的综合性专业手册。该手册反映出我国十几年来在发展产品方面的新成果，如轧机重载齿轮、矿用重载齿轮以及高速齿轮等。同时也展现了近年来机械传动的新的设计方法，如机构创新设计、非圆齿轮传动等。对传动类设计有参考意义。 黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 5 页 总 结 通过以上文献综述 ，不难发现： 随着现代食品加工工业的发展，食品包装机械的重要性逐渐增加。目前国内肉制品加工对 料的肠衣的需求较大，由于肠衣自动压缩设备在国内技术还不成熟，没有推广开来，相对国外，技术上落后很多。在技术上的局限性，导致压缩式肠衣没有得到广泛应用，有些工厂不得不改变生产工艺，不得不用人工的方法，延续以前的片状膜包装。在社会经济的浪潮中，生产线的自动化，产品安全化，包装标准化是未来食品包装的重心。所以对食品加工工厂来说，降低工人劳动强度，提高生产效率，减少人为因素对产品的影响等能够为企业带来更广阔的市场，提 高企业资源的优化配置，提高企业在国内乃至国际的竞争力。 黄河科技学院毕业设计 （文献综述） 第 6 页 参考文献 1刘筱霞 北京：化学工业出版社， 2006. 2陈守强 西安：西安电子科技大学出版社， 2008. 3濮良贵，纪名刚 八版） 等教育出版社， 2006. 4胡凤兰 北京：高等教育出版社， 2005. 5王爱珍 北京：北京航空航天大学出版社， 2009. 6王爱珍 北京：北京航空航天大学出版社， 2009. 7左健民 4 版） 等教育出版社， 2007. 8孙桓，陈作模，葛文杰 七版） 等教育出版社， 2006. 9孔凌嘉 北京：北京理工大学出版社， 2008. 10高愿军，熊卫东 . 食品包装新技术 学工业出版社， 2005. 11尹章伟，等 . 包装概论 学工业出版社， 2003. 12崔若光，盖玉杰，高海峰 . 商品包装概论 北林业大学出版社，2005. 13向红 . 包装设计工程基础 防 科技大学出版社， 2002. 14机械工业部通用机械研究所包装机械分所 . 包装机械产品样本 械工业出版社， 1994. 15现代机械传动手册编辑委员会 . 现代机械传动手册（第二版） 械工业出版社， 2002. 毕业设计 文献综述 院（系）名称 工学院机械系 专业名称 机械设计制造及其自动化 学生姓名 田春伟 指导教师 李安生 2012 年 02 月 20 日 黄河科技学院 毕业设计（论文）开题报告表 课题名称 火腿肠肠衣自动压缩设备结构设计 课题来源 教师拟订 课题类型 导教师 李安生 学生姓名 田春伟 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105663 一、 调研资料的准备 件及总装图，初步了解火腿肠肠衣手动压缩设备，对课题有进一步的认识； 络资源和参观实习的基础上对知识进行整合，具备对肠衣手动压缩设备的创新设计并实现自动压缩的初步思路。 二、 设计的目的和要求 作原理、发展前景以及设计的价值； 型美观、节能先进为目标。肠衣压缩率： 1： 35，未压缩肠衣进给速度 5m 火腿肠肠衣自动压缩设备进行结构设计； 合运用在校期间所学的专业知识和技能，实现设计的最好效果。 三、 设计的思路与预期成果 料的搜集和信息的整理，了解手动压缩设备类型，与分析研究的创新设计及进行自动化改造工作； 创新设计，并实现自动压缩的改造； 献翻译、设计说明书一份，设计零、部件图及总装图； 一步加深对肠衣自动压缩机设计的运用，并且所设计的装置能运用于实际生产，自动化的创新设计能为生产带来预期效果。 四、 任务完成的阶段内容及时间安排 1. 1 4 周：完成开题报告、文献翻译、文献综述及总体方案设计； 2. 5 10 周：完成总体设计、完成部分机构的装配图及部分零件图并撰写说明书； 3. 10 12 周：修改论文、资格审查等； 4. 13 周：毕业答辩。 五、 完成设计所具备的条件因素 课题来源： （ 1）教师拟订；（ 2）学生建议；（ 3）企业和社会征集；（ 4）科研单位提供 课题 类型：（ 1） A 工程设计（ 艺术设计 ）； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研究； E调研报告 （ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题 要求（ 1）、（ 2）均要填，如 。 书资源以及高度发达的校园网络为资料的查询提供了便利； 导老师的精心指导，同学之间的团结合作是完成本次设计的基石。 指导教师签名： 日期： 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 1 页 肠衣主要用在火腿、香肠等产品的包装上，包装可分成内包装和外包装，外包装主要是使产品与外部隔绝，保证卫生，让消费者了解产品的名称、成分、重量、制造厂家、生产日期等。内包装主要目的是防止在制造过程中产品形状被破坏，保持产品规格化。在市场经济条件下，许多食品包装厂越来越重视生产线的自动化，生产的高效率化。用最低的成本实现最大的经济效率。 目前，国内火腿、香肠等食品生产厂家普遍使用的是片状 来包装食品，聚偏二氯乙烯的英文缩写 ,它是由偏二氯乙烯单体 (以下简写 过聚合反应 生成的高分子化合物。 当今世界上塑料包装材料中综合阻隔性能最好的一种包装材料。 一种优秀的食品包装材料 ,特别是耐高温蒸煮和对氧气、水蒸气、各种气味具有很好的阻隔性。 世界上目前惟一大工业化生产、可以承受高温蒸煮、具有高阻隔性能的塑料。用它制造的薄膜在中国获得广泛的应用 ,其中最大用途就是用于火腿肠肠衣 ,这些应用充分显示了 料的性能和无与伦比的优势。由于它的性能独特 ,在塑料包装材料行业特别是食品包装行业占 据着重要位置。用它作为中间层 , 制造多层复合材料 ,更是目前塑料包装行业 技术进步和技术创新的前沿阵地。 我国从 20 世纪 80 年代初开始了 脂实际应用的研究工作 ,首先是火腿肠的诞生将 膜引入中国 , 后以洛阳春都为代表打破美国和日本对此技术的封锁 , 引进了 膜的加工技术和设备 ,开创了中国 膜加工工业。 20 世纪 90 年代末以我国著名的 膜加工专家、洛阳春都高级工程师范书德先生为代表的一批包装材料研究工作者 ,尝试着将 料应用到其它包装领域 ,并取得了成功。 通过采用 挤薄膜对肉制品进行包装 ,可以延长肉制品的保 鲜期 ,大大提高了肉制品在长途运输中的储存期 ,扩展了肉类加工企业的销售领域 ,可以覆盖到国内外远距离的市场。 圆筒状 装膜压缩技术在国内应用较少，研究领域接近空白，但是在当今最优化生产，最大经济效率化，激烈竞争化的社会，力求创新成为产品保证市场竞争的基石，在竞争激烈的浪潮中，如何实现成本最小化，提高生产效率，是一个企业值得深刻思考的问题。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 2 页 动方案选择 现代机械通常由动力机、传动系统和执行机构三部分组成。此外，为了保证机器的正常运转还需要控制系统，用来控制机 械各组成部分协调运作。由于设计的多解性和复杂性，满足某种功能要求的机械系统运动方案可能会有很多种，因此，在考虑机械系统运动方案时，除了满足基本的功能要求外，还应该遵循以下原则： 机构运动链尽量简短 在保证实现功能要求的前提下，应尽量采用构件数和运动副少的机构，这样能够简化机械的构造，减轻重量，节省材料，避免浪费，降低成本。此外，也可以减少由零件的制造误差形成的运动链的积累误差。 选择运动副 高副机构可以减少构件数和运动副数，设计简单。但是低副机构的运动副元素加工方 便，容易保证配合精度以及有较高的承载能力。在一般情况下，应优先考虑低副机构，而且尽量少用移动副；执行构件的运动规律要求复杂，采用连杆机构很难完成精确设计时，应考虑采用高副机构。 选择原动机 机械系统的运动与原动机的形式密切相关。目前，电动机、内燃机使用最广泛，应结合具体情况灵活选择。 机械的尺寸和重量随选择的机构类型不同而有很大差别，在相同的传动比情况下，周转轮系减速器的尺寸和质量比普通定轴轮系减速器要小的多。在连杆机构和齿轮机构中，可利用齿轮传动时节圆作纯滚动的原理 ，或者利用杠杆放大或缩小的原理来缩小机构尺寸。 机构在机械系统中不仅传递运动，同时还要传递动力，因此要选择有较好动力学特性的机构。 采用传动角较大的机构 要尽可能选择传动角较大的机构，以提高机器的传动效率，减少功耗。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 3 页 采用增力机构 对于执行构件行程不大，而短时克服工作阻力很大的机构，应采用增力的方法，即瞬时有较大机械增益的机构。 采用对称布置的机构 对于高速运转的机构，其作往复运动和平面一般运动的构件以及偏心的回转构件的惯性力和惯性力矩较 大，在选择机构时，应尽可能考虑机构的对称性，以减少运转工程中的动载荷和振动。 任何机械系统都是有人类设计的，并且用来服务人类，而且大部分机械都是有人老操作和使用，因此在机械设计的同时，必须考虑人的生理特点，以求得人与机械系统的和谐统一。 图 压缩设备机构布局图 动机类型和结构型式 根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于 Y 系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型电动机。 Y(型封闭自扇冷式电动机 ,具有防止灰尘或其他杂物侵入之特点。故优先选用卧式封闭型 Y 系列三相交流异步电动机。 择电动 机容量 由于压缩设备主要靠滚轮与轴之间的摩擦力来压缩肠衣，所需要的力较小，故选择黄河科技学院毕业设计 说明书 第 4 页 的电机 时带动四台压缩设备。实现资源的最大化利用的同时也保证工人工作的安全性，提高生产效率。 表 机型号及参数 电动机型号 额定功率 步转速 r/大转矩 额定转矩 满载转速 r/量 13250 10 63 机的外形 图 电动机示意图（ 1） 图 电动机示意图（ 2） 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 5 页 图 电动机示意图（ 3） 表 电机的安装及外形尺寸 型号 尺 寸 H A B C D E C 32 216 140 89 38 80 210 33 210 135 315 475 传动比的确定及各级传动比的分配 理论总传动比总5m/取进给速度为 8m/ 选取压缩滚轮的直径 D=50 2（ 由式（ m i n/2 12 w ； 总传动比 1 0 各级传动比的分配 （ 1） V 带传动的理论传动比带带明书 第 6 页 （ 2） 直齿圆柱齿轮的理论传动比齿齿i（ 3） 齿带 总链 轴转速，转矩与输入功率 设定电动机轴为 0 轴， 减速器高速轴为 1 轴， 减速器低速轴为 2 轴， 大链轮轴为 3 轴。 各轴理论转速 m i n/710m 102312010各轴的输入功率 各轴的理论转矩 9550（ 由式（ 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 7 页 各轴运动和动力参数 表 动和动力参数汇总表 轴号 理论转速（ r/ 输入功率（ 输入转矩(N理论传动比 电动轴 710 410 3 第轴 410 3 第轴 510 轴 510 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 8 页 V 带传动设计 原始数据 电动机功率 2.2 电动机同步转速 750动机满载转速 710电n r/ 带理论传动比 带i 3 单向运转、双班制、工作机为带式运输机 设计计算 （ 1）确定计算功率（ 根据双班制工作，即每天工作 16 小时，工作机为带式运输机， 由表 得工作系数 作情况系数 工况 空、轻载启动 每天工作小时数 /h 16 载荷变动微小 液体搅拌机、通风机和鼓风机)、离心式水泵和压缩机、轻载荷输送机 公式（ =河科技学院毕业设计 说明书 第 9 页 （ 2）选取普通 V 带带型 由图 据定选用普通 V 带 A 型。 图 通 V 带选型图 （ 3）确定带轮基准直径 1和 2小带轮基准直径 1140mm 2d 42014031 据普通 V 带轮的基准直径系列标准 圆整 2400 （ 4）确定普 V 带的基准长度和传动中心距 根据公式 1 2 20 时，选用 V35m/S,直径较大，功率较大时用 35 钢、 40 钢或高速小功率用工程塑料。 批量大时，可选用压铸铝合金或其它合金。 （ 2） 带轮的结构 V 带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮基准直径为 d 小于等于 的轴颈时，可采用实心式，当 d 300，可采用腹板式，当 d 300时 100，可采用孔板式，当 d 300，可采用轮辐式。所以小带轮选用实心式，大带轮选用轮辐式。 图 小带轮结构图 图 小带轮三维实物图 图 大带轮结构图 图 大带轮三维实物图 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 14 页 轮传动设计 原始数据 输入转矩 T= N入功率 P=链轮转速 78.9 r/动比 i = 选择链轮齿数 小链轮的齿数 z 不宜过小，一般 z 17，小链轮的齿数也不宜太大，会增大传动的总体尺寸而且还容易发生跳链和脱链。所以选取小链轮的齿数 1z =17 ， 则大链轮的齿数为 2z = 1 =17=大链轮齿数 2z =27 确定计算功率 由表 得工况系数 表 况系数 从动机械特性 主动机械特征 平稳运转 电动机、汽轮机和燃气轮机、带有液力耦合器的内燃机 平稳运转 离心式的汞和压缩机、印刷机械、均匀加料的带式输送机、纸张压光机、自动扶梯、液体搅拌机和混料机、回转干燥炉、风机 图 得主动链轮齿数系数 排链， 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 15 页 图 主动链轮齿数系数 则计算功率为 = 选择链条型号和节距 根据 1n =78.9 r/由图 选链号 20A 图 A 系列、单排滚子链额定功率曲线 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 16 页 由表 得链条节距为 p = 表 子链规格和主要参数 号 节距 P 滚子直径 1d 内链节内宽1b 销轴直径 2d 内链 板高度 2h 排距 抗拉载荷 单排 双排 5 170 计算链条型号和中心距 初选中心距 0a=(3050)p 取0a=40 则 p = =1270 相应的链长节数为0212210 )2(22 （ 001)2 1727(2 2717402 2 =链长节数02 节。 2121 zz zL p 表 心距计算系数 1f 121zz 1f 8 21zz = 由表 得中心距计算系数 1f = )(2 211 （ 由公式 )(2211 p = )2717( 9 7 =1268.9 河科技学院毕业设计 说明书 第 17 页 计算链速 v ，确定润滑方式 100060 由公式 1 s 由图 得， v =s 链号为 20A ，应采用滴油润滑。 图 润滑范围选择图 计算压轴力 e= 链轮水平布置时的压轴力系数 则压 轴力为 9 7 链轮结构设计与计算 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 18 页 图 轮结构图 表 子链链轮的主要尺寸 名称 计算公式 小链轮 大链轮 分度圆 顶圆 1m a i 根圆 1f 毂厚度 k 200 链轮材料 链轮轮齿要具有足够的耐磨性和强度，由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮应采用较好的材料制造。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 19 页 表 轮常用的材料及齿面硬度 材料 热处理 热处理后的硬度 应用范围 15、 20 渗碳、淬火、回火 50605z ，有冲击载荷的主、从动链轮 35 正火 160200正常工作条件下，齿数较多（ 25z ）的链轮 40、 50、 70 淬火、回火 4050剧烈振动及冲击的链轮 1520碳、淬火、回火 5060动载荷及传递较大功率的重要链轮（ 25z ） 354035火、回火 4050用优质链条的重要链轮 接后退火 140等速度、传递中等功率的较大链轮 普通灰铸铁 淬火、回火 26028052 z 的从动轮 夹布胶木 功率小于 6速度较高、要求传动平稳和噪音小的链轮 由表 知选择小链轮材料为 20 号钢，选择大链轮的材料为普通灰铸铁。 轮传动设计 原始数据 输入转矩 T = N齿轮转速 236.7 r/数比 3i 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 20 页 由电动 机驱动单向运转、每天工作 16 小时、工作寿命为 10 年、工作机为带式运输机、载荷较平稳。（设每年工作日为 300 天） 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 （ 1） 选择直齿圆柱齿轮传动。 （ 2） 工作机速度不高，选择齿轮精度为 7 级精度（ 009588） . （ 3） 材料的选择 表 用齿轮材料及其力学特性 材料牌号 热处理方式 强度极限 屈服极限 硬度 齿芯部 齿面 250 170240 00 188255 50 197269 常化 500 147241 00 229302 80 320 156217 50 350 169229 45 580 290 162217 调质 700 380 241269 45 650 360 217255 30100 900 310360 3550 450 217269 3800 550 217269 4000 500 241286 45 调质后表面淬火 217255 40500 241286 48550渗碳后淬火 650 400 300 580100 850 121100 850 320 201200 1100 350 35质后氮化 （ 氮化层后） 950 750 255321 8508000 850 夹布塑料 100 2535 由表 择小齿轮材料为 40 调质 )，硬度为 275齿轮材料为 45 号钢（调质），材料硬度为 236者材料硬度差为 39 （ 4） 初选小齿轮齿数 201z 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 21 页 （ 5） 修正传动比 修正后的带轮 传动比 链轮传动比 链带 总齿 取 63 1z 、 2z 互为质数。 （ 6） 工作寿命计算 4 8 0 0 01630010 时） 按齿面接触强度设计 3211 （ （ 1） 确定公式内的各计算数值 1） 试选载荷系数 3.1计算小齿轮传递的转矩 41 3）由表 取齿宽系数 1d表 柱齿轮的齿宽系数d装置状况 两支承相对于小齿轮做对称布置 两支承相对于小齿轮做不对称布置 小齿轮做悬臂布置 d ）由表 得材料的弹性影响系数 。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 22 页 表 性影响系数 齿轮 材料 弹性模量 E/ 配对齿轮材料 灰铸铁 球墨铸铁 铸钢 锻钢 夹布塑胶 锻钢 钢 88 球墨铸铁 灰铸铁 5） 由图 得按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 001 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 502 。 图 调质处理钢的 6）由公式（ 算应力循环次数。 60（ 811 N 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 23 页 7）由图 得接触疲劳寿命系数 K。 图 接触疲劳寿命系数，可根据经验在网纹区内取 8）计算接触疲劳许用应力。 取失效率为 1%，安全系数 S=1， （ 由式 M P i M P i （ 2） 计算 1）试算小齿轮分度圆直径 带入 H 中较小的值。 带入公式 3211 = =）计算圆周速度 v 。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 24 页 1100060 11 tm/s 3）计算齿宽 b td ）计算齿宽与齿高之比 模数 高 算载荷系数。 根据 762.0v m/s,7 级精度，由图 得动载系数 1 K； 图 动载系数由表 得使用系数 1 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 25 页 表 用系数 载荷状态 工作机器 原动机 电动机、均匀运转的蒸汽机、燃气轮机 均匀平稳 发动机、均匀传送的带式输送机或板式输送机 、螺旋输送机、轻型升降机、包装机、机床进给机构、通风机、均匀密度材料搅拌机等 表 插值法查得 7 级、小齿轮相对支承非对称布置时， 表 触疲劳强度计算用的齿向载荷分布系数软齿面齿轮 非对称布置 d b/ 等级精度 6 7 8 0 0 89.8 由图 得 图 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数明书 第 26 页 故载荷系数 实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径， 3 （ 由式 311 ）计算模数。 ， 按齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 3 2112 F （ （ 1） 确定公式内的各计算数值 1）由图 得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001 ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802 ； 图 调质处理钢的 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 27 页 2）由图 弯曲疲劳寿命系数 K； 图 弯曲疲劳寿命系数，可根据经验在网纹区内取 3） 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 S= （ 由式（ 得 M P M P 4）计算载荷系数 K 5）查取齿形系数 由表 得 取应力校正系数 由表 得 7 2 明书 第 28 页 表 形系数Y)( 8 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 ( 5 40 45 50 60 70 80 90 100 150 200 )计算大、小齿轮的 加以比较。 1 F Y 0 1 6 3 4 7 2 2 F Y 大齿轮的数值大。 （ 2） 设计计算 由式 3 2112 F = 比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的黄河科技学院毕业设计 说明书 第 29 页 模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲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 近圆整为标准值 ，按接触强度算得的分度圆直径 ， 算出小齿轮的齿数 这样设计出的齿轮，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免了浪费。 几何尺寸计算 （ 1） 计算分度圆直径 （ 由式（ （ 2）计算中心距 2 21 （ 由式（ 352 205652 21 （ 3）计算齿轮宽度 db d （ 由式（ 56511 小齿轮宽度要比大齿轮大 510 065 12 ， 。 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 30 页 齿轮结构 小齿轮由于分度圆直径较小，故和轴做成一 体，为齿轮轴。 表 轮尺寸参数 名称 代号 小齿轮 大齿轮 分度圆 D 6585顶圆 90根圆 齿轮的机构为腹板式机构，如图 示 图 大齿 轮结构图 速器箱体及其附件 箱体结构形式及材料 本减速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。 此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。 箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。 减速器箱体用 造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。黄河科技学院毕业设计 说明书 第 31 页 铸造箱体多用于批量生产。 箱体主要结构尺寸 表 体主要结构尺寸表 名称 数值 (箱座壁厚 =8 箱盖壁厚 1 =8 箱盖凸缘厚度 1b =12 箱座凸缘厚度 b=12 箱座底凸缘厚度 0 地脚螺钉直径 16 地脚螺钉数目 n=6 轴承旁联接螺栓直径 盖、箱座联接螺栓直径 承盖螺钉直径和数目 高速轴 选用 M6 n=4 低速轴 选用 M8 n=4 轴承盖（轴承座端面）外径 高速轴 102 低速轴 130 观察孔盖螺钉直径 承旁凸台高度和半径 R= 壁至轴承端面的距离 +1+(5 10)=40 的设计 按扭转强度条件计算 这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强 度；如果还受有不大的弯矩时，则用降低许用扭转切应力的方法予以考虑。在做轴的结构设计是，通常用这种方法初步估算轴径。对于不大重要的轴，也可以作为最后的计算结果。轴的扭转强度条件为 5 0 0 0 0 （ 式中： T 扭转切应力， 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 32 页 T 轴所受的转矩， ； 轴的抗扭截面系数， 3 n轴的转速， r ； P 轴传递的功率， d计算截面处轴的直径， T 许用扭转切应力， 见下表 常用几种材料的 T 及0轴的材料 20 35 （ 1 45 403538 T /1525 2035 2545 3555 0A 149126 135112 126103 11297 注： 1)表中 T 值是考虑了弯矩影响而降低了的许用扭转切应力。 2)在下述情况时， T 取较大值， 0A 取较小值：弯矩较小或只受扭矩作用、载荷较平稳、无轴向载荷或只有较大的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只做单向旋转；反之， T 取较小值， 0A 取较大值。 30333 000 d （ 初步确定轴的最小直径 选取小齿轮轴的材料为 40质处理。由表 0A =110，带入公式 得 30m i n 选取大齿轮轴的材料为 45 号钢，调质处理。取 0A =120，带入公式 得 30m i n 所以小齿轮轴的最小径取 d=26 ；大齿轮轴的最小处去 d=36。 确定轴的尺寸 黄河科技学院毕业设计 说明书 第 33 页 1. 确定高速轴尺寸 图 高速轴图 （ 1） 根据装配零件的状况，现选用图 示轴的结构 图 高速轴结构图 （ 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求， 段左端需制出一轴肩，故取 0端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=34联轴器与轴配合的毂孔长度0了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 长度应略短一些，现取 8 2） 初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力作用，故选用单列深沟球轴承。参照工作要求并根据 0轴承产品目录中初步选取 0 基本游隙组、标准精度级的单列深沟球轴承 6207，其尺寸为 d=35T=18 d5=5 8 左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。因此取 0）取安装齿轮处的轴段 直径 8轮的右端与左端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂宽度为 70了使套筒断面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 8轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度 h=4轴环处的直径 6环宽度取 2 4）轴承端盖的总宽度为 20减速器及轴承端盖的结构设计而定