带传动自动旋转餐桌设计说明书

1、集美大学专业设计课程设计说明书设计题目:学院名称:专业:班级:姓名:学号:指导教师:带传动自动旋转餐桌的设计机械工程学院机械设计制造及其自动化机制*班*2012年1月13日目录一、设计目的1二、设计要求2三、方案设计3四、设计计算4（一）传动带设计计算4（二）转动轴设计计算8（三）轴承设计计算9（四）键设计与计算9（五）转盘导轨10（六）主桌面设计11五、设计评价12六、心得体会13七、参考文献14一、设计目的根据市场调查，电动旋转餐桌已逐渐被一些高档餐厅所起用，但均需依靠人工或遥控等方式来改变餐桌转盘的旋转情况，其智能化、人性化程度较低。但随着经济的发展，自动旋转的餐桌可以提高餐厅的档次，也

2、可以提供给进餐者方便。根据市场需求，在设计和制作时充分考虑了智能化、人性化，力求以最低的成本达到设计目的。我们设计的餐桌能实现自动旋转，采用普通简单传动系统，价格应该是较低的，而且维护方便，而且实际应用时可以加上传感器，实现客人伸手夹菜时，电动机随即停止运行、客人伸手夹菜结束电动机恢复旋转功能，不需要设置任何按钮，加短路保护功能、确保人身安全和设备安全。总之，这是一款自动化、智能化、人性化程度较高的旋转餐桌，稳定性好，安全，具有很好的市场前景。二、设计要求条件：电动机60w,转动桌面直径60cm最大承受重量20kg要求：餐桌转速15rpm,可单独选用调速电机，也可和减速箱并用；或采用普通电机加

3、上减速箱，设计带传动机构。图1餐桌结构图三、方案设计我们要实现的餐桌自动旋转，转速较低，没有刚好符合要求的电动机，所以要加一级减速，我们采用带传动，因为带传动适合于转速较低的传动，平稳，安全，且价格低廉，方便拆卸。带传动自动旋转餐桌，包含主桌体、旋转桌面，它还包含带轮、多个滚珠、轴承、转轴及电动机。其主要技术特征是两个可以相互套合U形槽，下面的U形槽固定在餐桌上，槽上均匀分布一定数量的滚珠，滚珠之间的距离用保持架固定（以免滚珠分布不均匀时，转盘失衡），另一U形槽固定在转盘上，转盘与餐桌旋转主轴相连接。电动机连接带轮，带轮减速，传到主轴，达到转盘按设计要求转动。同时，旋转主轴与桌身之间采用一对深

4、沟球轴承来固定，以防其偏心。转盘材料可采用玻璃或者塑料制品，固定桌面材料可采用木材。本实用新型旋转餐桌属餐具类，适合低工资收入家庭及各类型饭店方便就餐用。其总体结构图如下图四、设计计算（一）传动带设计计算图3带传动结构根据设计任务要求选取的调速电动机，考虑到功率为60W以及产品在使用时供电环境为220V,50Hz的交流电，我选用了小功率电动机一一YS系列三相异步电动机（体积小、重量轻、结构简单可靠、维修方便），由机械设计课程设计手册（第3版）【2】的表12-12选取型号YS5614电动机，其功率为60W转速1400rpm。再选取小型调速异步电动机使主动轴转速n=30rpm。设计要求的旋转餐桌转

5、盘的转速是n2=15rpm0由于本设计转速较低，功率也比较低，选取普通V带的带型。1.确定带传动的传动比。传动比公式（8-15a）i=1（1）n2将n=30rpm,%=15rpm带入公式（1）计算可得带传动的传动比2确定计算功率Pca计算功率Pca的公式为（8-21）Pca=KaP(2)由表8-7查得工作情况系数Ka=1.1，设计任务p=60w=0.06kw,带入公式（2）计算得计算功率Pca=0.066kw03选才V带的带型。根据计算功率Pca、主动轴转速,由图8-11选用A型皮带4确定带轮的基准直径d并验算带速。1）选取小带轮的基准直径。由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径d=75mm

6、2）验算带速v。按式（8-13）得验算带的速度的公式二d1nl(3)v二60*1000小带轮的基准直径d1=75mm,主动轴转速n=30rpm,带入公式（3）计算得验算带速v=0.118m/o速度很小，不影响其他参数。3）计算大带轮的基准直径。根据式（8-15a）,大带轮的基准直径计算公式d2=id1（4）带传动的传动比i=2,小带轮的基准直径d=75mm,带入公式（4）计算得大带轮的基准直径d2=150mm。4确定V的中心距a和基准长度Ld。1）根据式（8-20）知初定中心距公式为0.7（d1+d2）ea0M2（d1+d2）（5）小带轮的基准直径di=75mm,大带轮的基准直径d?=150m

7、m,带入公式（5）计算得157.5mmao450mm,初定中心距a0=350mm。2）计算带所需的基准长度。由式（8-22）知带所需的基准长度的公式为2（d2-di）,、Ldo定2a0+（di+d2）+（6）24a。小带轮的基准直径d=75mm,大带轮的基准直径d2=150mm,初定中心距aO=350mm,带入公式（6）计算得带基准长度Ld0=1057.3mm0由表8-2选带的基准长度Ld=1000mm03）计算实际中心距a。由式（8-23）知实际中心距a计算公式为L-Ldd0a定a0+（7）2初定中心距a0=350mm,带基准长度Ld0=1057.3mm,Ld=1000mm,带入公式（7）计

8、算得实际中心距a=321.4mm。5验算小带轮的包角为。由式（8-25）小带轮的包角%验算公式为057.500(8);1:180-(d2-d1)90a小带轮的基准直径d=75mm,大带轮的基准直径d2=150mm,实际中心距a=321.4mm,带入公式（8）计算得小带轮的包口定166.6至90。6计算带的根数z。由于传动速度和功率都很小，取带根数z=17计算单根V带的初拉力的最小值（F0）min。由式（8-27）得单根V带的初拉力的最小值（F0）min公式为F0)min=(2.5-K.)pca2500幺巴qv2K:zv(9)由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1%,查表8-5得修正系数Ku

9、=0.97，带根数z=1,验算带速v=0.118叱,计算功率sPca=0.066kw,带入公式（9）计算得单根V带的初拉力的最小值(F0)min=441N0应使带的实际初拉力F。=1.5（F0）min=661.5N。8计算压轴力FP由式（8-28）得压轴力的最小值公式为1.1(10)Fp=2zFSiZ20带根数z=1,实际初拉力F。=661.5N，小带轮的包角口1=166.6，带0剖面AA入公式（9）计算得最小压轴力Fp=1314NA图4大带轮结构尺寸（二）转动轴设计计算图5转轴结构尺寸1）初步确定轴的最小直径do选取轴的材料为45钢，调质处理。则传动功率P3的P3=P（11）取带传动的效率“

10、00-96,设计任务功率p=60w=0.06kw,代入公式（9）计算得传动功率P3=0.0576kw0由式（15-2）得轴的最小直径d的计算公式为根据表（15-3）,取材料面积A=112,传动功率P3=0.0576kw,代入公式（12）计算得d之17.5mm0选取轴的最小直径为d1=dmin=20mm。2）根据桌子的高度和电动机的长度选取轴的第一段长度为11=300mm。3）轴的第三段用于安装带轮，需一非定位轴肩，则取d3=22mm,根据参考文献可查出大带轮的轮毂总长为L=30mm则取13=28mm0安装带轮处需有一轴肩定位，轴肩h=0.070.1d3=0.070.1*22mm=1.542.2

11、mm则取d2=26mm,l2=3mm0再根据桌脚及支架的高度，选取l4=46mmo（三）轴承的选择图6深沟球轴承分析主轴的受力情况,由于转盘上的重量多由滚珠承受，所以主轴受轴向力不大，主要承受径向力的作用，并且受力不大，故选用深沟球轴承。又di=2mm,按照轴承样本或设计手册选择6004轴承。轴承寿命校核：轴承主要承受径向载荷的作用，所以P=Fr,查表得取ft=1,fp=1.2,取=312FFri=21*1314/(286+21)=90N;1112Fr2=F-Fr1=1224N轴承寿命为Lh610_60nJ年Pfp故符合要求，所以轴承选择6004型号。（四）键的设计与计算根据d1=d2=20m

12、mtT=9550*R/n=36.6KN*mm确定带轮选铸铁HT200键采用A型普通键，查机械设计课程设计手册得，直径d在17到22之间时，键的尺寸为bxh:6X6,根据轴的长度分别取配合的键长为14mmF025mm4Ti436.61000键的强度:-二dlh20625=48.8MPa：k-pl所以键符合条件（五）转盘导轨图10转盘导轨为了使圆盘的转动更加平稳，同时减小摩擦力，设计的时候在圆盘和桌面之间布置了滚珠。这需要在圆盘和桌面上同时加工一道U形的凹槽，以形成滚珠的滚道，这样就把圆盘的运动变为滚动。转盘导轨安装于主桌面上，用于使旋转桌面能平稳转动。上面有十二颗滚珠，滚动自如，维修方便。（六）

13、主桌面设计图11主桌面结构尺寸主桌面上为安装轴承，配合轴承尺寸设计了凹槽，通过紧固螺钉，安装拆卸方便。五、设计评价1、外表美观且不会偏离中心。由于桌面上有一圆形凹槽，且凹槽的半径略大于转台的半径，凹槽的底面有一小凹槽，若干滚珠置于小凹槽内。转台放置在凹槽内的滚珠上，且转台在小凹槽相对应的位置也有一凹槽。桌面、转台及凹槽的圆心处于垂直于桌面的同一直线上。采用这种装置后，转台可以在滚珠上旋转。且转台被限制在凹槽内，所以转台在旋转时不会发生偏转现象，人们在使用时也更加方便。2、转动平稳。由于设有多个滚珠，且旋转桌面上有一导轨则旋转桌盘与主桌面之间转动平稳。3、结构简单，便于推广。自动旋转餐桌，由旋转

14、桌面、固定桌面和固定在桌面下的机械传动装置构成。机械传动装置是由以调速电动机为动力的能源机构产生转动，通过带传动传递给转轴，再由转轴与转盘上的键连接带动桌面旋转。带传动能较好的实现功能，价格低廉，维护方便，拆卸方便。本产品实用新型，结构简单，安全可靠，制作方便，便于推广。4、结构紧凑、齿轮传动可靠、使用寿命长，安装维修方便的优点。5、本设计只涉及机械传动部分，实际应用时还可以加上传感器，自动控制何时转何时停，比如说人手靠近时停止方便夹菜等。六、心得体会我学习机械系统设计、机械优化设计等课程后进行课程设计，让我能够以较清晰的思路来进行设计，进过初步的系统功能分析和系统机构等方面的分析，首先定出了这次设计的大概方案。在刚开始设计时，我遇到了不少问题，如系统的整体布局，机构的形状，应该先设计哪个机构等各种问题。我通过各种途径寻找解决的办法，终于在我不断努力的情况下找到了与之相识的解决办法。在设计过程中经过和同学交流与请教，更清晰了整个系统的大概轮廓。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我用了分阶段的方式，同时在一定的阶段找同学共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，我认真的完成了这次课程设计。个人认为这次设计有一次很好的锻炼了自己的组织能力与思考能力，挺高了处理应