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宠物垫的部件机械设计【含6张CAD图纸】,含6张CAD图纸,宠物,部件,机械设计,CAD,图纸

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目目 录录目 录.11 绪论.32 宠物垫生产线介绍.52.1 概述.52.2 设备特点.52.3 产品规格.52.4 产品生产流程.52.5 各种传动系统的比较.62.5.1 传动装置的作用和分类.6252 选择传动方式的一般原则.7253 各种传动的比较.73 宠物垫生产线部件机构设计.143.1 压实机构.143.1.1 概述.143.1.2 工作原理及装配图.153.2 热封机构.163.2.1 概述.163.2.2 工作原理及装配图.173.3 折叠机构.173.3.1 概述.173.3.2 工作原理及示意图.173.4 切断机构.183.4.1 概述.183.4.2 工作原理及结构图.183.5 打折机构.213.5.1 概述.213.5.2 工作原理及装配图.213.6 机头粉碎机构.223.6.1 概述.223.6.2 装配图.224 主要部件介绍.234.1 概述.234.2 差速器的工作原理及相关计算.234.2.1 概述.234.2.2 工作原理及示意图.244.2.3 传动部分的受力分析.254.2.4 行星轮系的计算.274.3 蜗轮蜗杆传动的计算.324.4 轴承的选择.354.4.1 概述.35442 选择的依据.36443 深沟球轴承.3745 轴的设计.374.6 电动机.38结 论.40参考文献.41致 谢.421 绪论绪论时光如水，岁月如歌，短短四年的大学生活转眼就站走到了末尾。在这四年中，我不仅在课堂上学到了大量的基础理论知识，而且初步掌握了一定的专业知识和专业技能，尽管每学期都有一次理论联系实际的学习机会，我们曾到校办工厂动手操作加工零件，参观学习，但这对于我们从整体提高设计能力，理论联系实际的能力还是不够的。我选的设计课题是宠物垫生产线的部件机械设计，是根据外面工厂实际要求进行设计的，这就要求我们要从各个方面综合考虑生产线的可行性。这次设计不仅锻炼我们要养成综合分析、全面考虑的习惯，而且要我们明白了工程问题都要经过实践的严格考验，不允许有半点粗心大意，要求我们不论是在学习中还是以后的工作中，始终要坚持科学的严谨的、一丝不苟的工作作风，认真负责的工作态度，讲求实效的工程观点。我选的设计课题是“宠物垫生产线的部件机械设计” 。随着我国人民生活水平的提高和生活质量的改善，城市中喂养宠物的家庭的数量迅速膨胀，本来就不富余的居住空间，由于宠物这一特殊成员的加入，使室内的环境卫生的保持成为一大难题。宠物垫就是针对这一情况应运而生的。它的出现使用使喂养宠物家庭的室内环境得到很大的改善，并且它的价格也非常便宜，一般市民都能接受，因此很快得到大量的使用。从世界范围来看，一个国家的造纸工业发展水平始终高于国家的经济增长水平，它标志着一个国家的文化教育事业的发展水平和文明程度。同样，生活用纸 20 年前还是单一卫生用纸，发展到现在的日常生活用纸、生理卫生制品和一次性用品，已有 6 大类近 50 多个品种。目前，发达国家的人均年消费量普遍超过 10kg，而中国的人均年消费量仅 1.84kg，为发达国家人均年消费量的十分之一。从产品品种来看，中国的生活用纸消费中的 95%为单一的卫生纸、餐巾纸、卫生巾，仅涉及到生活用品的十分之一。在数量、品种、产品档次、消费层次上都远远落后于发达国家和地区。目前，我国的一次性纸卫生制品虽然已经起步并得到长足发展，需求量在迅速增长，而我国现有的一次性纸卫生产品在品种、质量上还远远不能满足全国人民的需求。近年来，国内外投资商相继引进了高速宠物垫生产线及卫生巾、餐巾纸、面巾纸、婴儿尿布等加工设备，但由于引进这些设备非常的昂贵，所以，我国大部分中小企业难以接受。另外，由于一次性制品应具有价格低廉这一内在要求，所以，对此投资不应太高，以免增加它的生产成本。在这种国内环境和我国现有的技术水平下，我们急切需要设计一种结构简单、效率高、有自主产权的简易式宠物垫生产线。在此情况下，我们在老师的要求指导下，借鉴了各种相关生产线的运作流程和工作方式，尽力试设计了一种宠物垫生产线，我负责里面的部件机械设计。但由于人力、物力和时间等原因，其中还存在着许多不足，原则上已经达到此生产线的基本操作要求。希望老师多提宝贵意见，多加指导以利于以后有时间可以加以改正。本生产线的结构简单、操作简易、体积适中、价格便宜，很适合当前我国中小企业的生产要求。另外，其生产精度和效率都很高，所以该生产线的产品在质量和类型上都能满足市场的需求。在设计过程中，我得到了高金莲老师的悉心指导，高老师丰富的教学和实践经验，在各个方面都给予了莫大的帮助，提高我设计和理论联系实际的综合能力。同时，高老师严谨的治学态度和诲人不倦的精神都让我收益匪浅。在此，我对高老师和其他在设计过程中给我我帮助的同学表示衷心的感谢。2 宠物垫生产线介绍宠物垫生产线介绍2.1 概述概述通过深入的观看老师所给的生产线录象和对生产线的调研，对多种生产线的反复比较，最后我们设计了这条宠物垫生产线。此宠物垫生产线包括来年感部分：宠物垫的生产和宠物垫的折叠。这两部分联机同步，由同一台电机传动动力，主电机采用无级调速。该生产线的设计思想是简易式和多功能式。由所生产的纸产品的特点和各种传动系统特点的比较，最后确定此生产线主要传动系统包括：链传动、皮带传动、齿轮传动、蜗轮传动和螺纹传动等。宠物垫从生产棉芯、压实、切断、热封、打折等各部分采用内联系运动，通过同步带和链条有机的衔接在一起。同时个部分通过差速器调整相位，使各部分动作协调一致。2.2 设备特点设备特点噪音小，粉尘少，耗电量低；结构简单，国产率高，所以成本低廉；操作简易，可靠性强，精度和效率高；具有施加高分子吸水剂的功能，使产品轻型化；具有完整的生产和折叠功能。2.3 产品规格产品规格棉芯宽：405棉芯长：S260 L560总宽：450总长：S300 L6002.4 产品生产流程产品生产流程生产棉芯压实切断棉芯热封成品切断打折2.5 各种传动系统的比较各种传动系统的比较.1 传动装置的作用和分类传动装置的作用和分类各种传动装置是将原动机的运动和动力转化为符合工作机需要的中间装置。传动装置一般功能有：减速或增速；改变运动形式：分配运动和动力：实现停歇，结合、分离、制动或反转。除上述功能外，某些机器由于结构、部位布置或其他需要等原因，也有采用传动装置以实现联结或其他作用。传动装置按其工作原理可分为机械传动、流体（液体、气体）传动、电力传动三类。宠物垫生产线主要机械传动。机械传动按传动力原理可分为摩擦传动、啮合传动和推压传动（如凸轮机构传动）三类；按传动装置的结构可分为直接接触传动和有中间挠性（或刚性件）的传动；按传动比能否改变可分为固定传动比、可调传动比和变传动比，变传动比是指在工作过程中传动比按一定规律周期性变化，如非圆齿轮传动、不完全齿轮传动等。机械传动常用的类型如下表所示。摩擦轮传动直接接触摩擦式无级变速器带传动带式无级变速器摩擦传动有中间挠性件绳传动普通齿轮传动行星齿轮传动蜗杆传动直接接触螺旋传动链传动链式无级变速器啮合传动有中间挠性件同步带传动推压传动直接接触凸轮传动棘轮传动槽轮传动有中间挠性件连杆机构 表 2-1252 选择传动方式的一般原则选择传动方式的一般原则选择机械传动形式时，常需要根据一些指标，其中比较重要的是：传动效率，输入、输出轴的布置，外轮廓尺寸，重量，工作寿命，可靠性，价格，以及结构工艺性等。一般情况对小功率的传动，在满足工作性能的前提下，选用结构简单，初始奋勇低的传动，如带传动、链传动、普通精度的齿轮传动等。对大功率传动，尤其是需要长期连续运动的传动，应优先选用效率高的传动，如高精度齿轮传动等，以节约能源，降低运转和维护费用。要求传动齿轮紧凑时，应优先选用齿轮传动、蜗杆传动、行星齿轮传动等。要注意通常说蜗杆传动结构紧凑、轮廓尺寸小，这只是对传动比较大时才是正确的，当传动比不是很大的时候（如 i10） ，此优点并不显著。当传动的噪声受到严格限制时应优先选用带传动、蜗杆传动、摩擦传动或螺旋传动。当需要采用其他传动时，也需要从制造和装配精度、结构上等方面采取措施，力求降低噪声。当运动有同步要求和精度的传动比要求时，只采用齿轮传动、蜗杆传动、同步带传动、链传动等，而不能采用有可能打滑的带传动、摩擦传动等。此外，还需要考虑布置上的要求，如两轴的间距大小，两轴上平行传动还是垂直传动或交叉传动，要根据这些要求选出恰当的传动形式。传动形式的选择往往需要进行反复分析比较，不要时应拟订出两个或两个以上方案，最终确定最佳方案。253 各种传动的比较各种传动的比较1.带传动一般说来，带传动是一种摩擦传动，由具有弹性和柔性的带饶在带轮上所产生的摩擦力来传动运动和动力。带传动主要用在中、小功率传递中，传动平稳，噪音小。与其他传动相比，带传动是一种比较经济的传动形式。带传动一般有以的特点：1) 带有良好的饶性，能吸收震动，缓和冲击，传动平稳噪音小。2) 当带传动过载时，带在带轮上打滑，防止其他机件损坏，起到保护作用。3) 结构简单，制造，安装和维护方便。4) 带与带轮之间存在一定的弹性滑动，故不能保证恒定的传动比，传动精度和传动效率较低。5) 由于带工作时需要张紧，带对带轮轴有很大的压轴力。6) 带传动装置外廓尺寸大，结构不够紧凑。7) 带的寿命较短，需经常更换。由于带传动存在上述特点，一般情况下，带传动传动的功率 P100KW，带速v=5-25m/s，平均传动比 i5，传动效率为 94%-97%。同步齿形带的带速为 40-50m/s，传动比 i10，传递功率可达 200KW,效率高达 98%-99%。由于传动带的材料不是完全弹性体，因而带在工作一段时间后会因塑性变形而松弛，使带传动的张紧力降低。为保证带传动的正常工作，需要张紧装置。 图2链传动 链传动由链条和主、从动链轮所组成，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。属于带有中间挠性件的啮合传动。具有以下特点： 与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，传动效率高； 需要的张紧力小，径向压轴力小； 能在高温及低速、有油污等恶劣环境下工作； 与齿轮传动相比，链传动制造精度和安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动，结构简单。 链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声。不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。 链传动的张紧链传动的张紧对提高工作可靠性，延长使用寿命有明显的效果。但应注意过分的张紧会使铰链比压增加，降低链传动能力。因此，在下列情况下需要张紧： 1) 链长磨损后伸长，为保证合理下垂度及松边载荷 平稳。2) 两轮中心距不可调或调整困难时； 3) 链轮中心距过工（A50P）时； 4) 垂直布置时；5) 脉动载荷、振动、冲击； 6、速比大、小链轮包角小于 120。 链条张紧程度用下垂量 h 控制：hmin 对垂直布置量为(0.01-0.015)A,对水平布置为 0.02A；hmax 对一般传动为 3hmin，对精密传动为 2hmin。链传动的张紧链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的垂度过大时产生哨合不良和链条的振动现象；同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当两轮轴心连线倾斜角大于60时，通常设有张紧装置。张紧的方法很多。当链传动的中心距可调整时，可通过调节中心距来控制张紧程度；当中心距不能调整时，可设置张紧轮（下图） ，或在链条磨损变长后从中取掉一、二个链节，以恢复原来的长度。张紧轮一般是紧压在松边靠近小链轮处。张紧轮可以是链轮，也可以是无齿的滚轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧（图 a、b）及定期调整（图 c、d）两种，前者多用弹簧、吊重等自动张紧装置，后者可用螺旋、偏心等调整装置，另外还可用压板和托板张紧（图 e） 。 图链传动的润滑链传动的润滑是决定链传动工作能力和寿命的重要因素。良好的润滑可使用使铰链形成油膜，减少磨损和冲击，防止铰链胶合。链传动的润滑方法可按如下选择。 1、当传速 V8 米/秒时，可采用溅油润滑，采用甩油盘溅油，甩油盘浸油深度 12-15 毫米，线速大于 3 米/秒。也可采用压力喷油润滑，喷口对准链条松边啮进处，喷油量 1-3 毫升/分链传动有套筒链，套筒滚子链和齿行链等传动。该生产线用套筒滚子链传动。3齿轮传动齿轮传动能传递两个平行轴或相交轴或交错轴间的回转运动和转矩，是一种应用最广泛的传动，其主要优点是： 1)效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动效率为最高，闭式传动效率为96%99%，这对大功率传动有很大的经济意义。 2）结构紧凑 比带、链传动所需的空间尺寸小。 3)工作可靠、寿命长 设计制造正确合理、使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可长达一二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。这对车辆及在矿井内工作的机器尤为重要。 4)传动比稳定 传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。齿轮传动获得广泛应用，正是由于其具有这一特点。 其缺点：齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，且不宜用于传动距离过大的场合。在高速运行的情况下，震动和噪音大。齿轮的分类：按齿向分：直齿轮传动、斜齿轮传动、人字齿轮传动按工作条件分：闭式齿轮传动、开式齿轮传动最常用的材料是钢，其次是铸铁。该生产线选用的是 45#钢轴交角=90的标准直齿锥齿轮传动的强度计算。设计参数直齿锥齿轮传动是以大端参数为标准值的。在强度计算时，则以齿宽中点处的当量齿轮作为计算的依据。对轴交角=90的直齿锥齿轮传动，其齿数比u、锥距R(图)、分度圆直d1,d2、平均分度圆直径dm1,dm2、当量齿轮的分度圆直径dv1,dv2 之间的关系分别为：令R=b/R，称为锥齿轮传动的齿宽系数，通常取R=0.25-0.35,最常用的值为R=1/3。于是由下图可找出当量直齿圆柱齿轮得分度圆半径rv 与平均分度圆直径dm 的关系式为： 图现以 mm 表示当量直齿圆柱齿轮的模数，亦即锥齿轮平均分度圆上轮齿的模数（简称平均模数） ，则当量齿数 zv 为显然，为使锥齿轮不至发生根切，应使当量齿数不小于直齿圆柱齿轮的根切齿数。另外，由式(d) 极易得出平均模数mm 和大端模数m的关系为3 宠物垫生产线部件机构设计宠物垫生产线部件机构设计3.1 压实机构压实机构3.1.1 概述概述宠物垫棉芯生产出来后，首先经过压实机构压实。3.1.2 工作原理及装配图工作原理及装配图图 3-1 图 3-2工作原理：棉芯经过一大两小组成的一组光轴压实，用这样的光轴组合是为了接触面大，接触时间长，让棉芯经过充分的压实。上刀轴外端接传动带，下边两光轴靠与上光轴的摩擦传动。3.2 热封机构热封机构3.2.1 概述概述宠物垫经过压实后要热封周边为成品切断做准备。热合块表面为斜纹状，在纸品经过时，将流延膜压出斜纹，既完成边封。将其侧边热封起来主要是为了防止吸水剂的外漏，以及防止液体外漏等功能。在此过程中从外边缘向内热封。3.2.2 工作原理及装配图工作原理及装配图该部分功能的实现是由上下辊对滚完成的。上下辊都装有热封块，热封块中镶有电热管和热电偶，上下轴端均有电滑环和电刷接触，电滑环上接有接线柱，可由导线通过轴中心孔接到辊上的电热管和热电偶上，这样就形成了闭合回路，电热管通电使热合块发热，热电偶将温度信号反馈到控制系统，由温度控制器进行控制。 图 3-33.3 折叠机构折叠机构3.3.1 概述概述折叠机构是指对宠物垫进行两次折叠：第一次由外向里叠，第二次由里向外叠。两次折叠的机构相似，只是折叠的方向不同。3.3.2 工作原理及示意图工作原理及示意图图*为第一次折叠机构（由外向里叠） ，图*为第二次折叠机构（由里向外叠）第一次折叠宠物垫总宽的 1/3。折叠后宽为 S=450*2/3=300mm，第二次折叠总宽的 1/3。最后折叠完的宠物垫宽度为 S=450/3=150mm。 图 3-5 图 3-63.4 切断机构切断机构3.4.1 概述概述宠物垫棉芯经过压实，需要进行滚切，实现棉芯的年成型。切断后经差速器调速拉开距离，为上面料做准备，并且当宠物垫经过热封，用传动带经过折叠板后的成品切断做准备。3.4.2 工作原理及结构图工作原理及结构图该装置由上、下两滚切刀轴构成，上刀轴带有滚切刀，靠板后链条带动其轴端链轮旋转，下刀轴为光辊，靠与上刀轴摩擦转动。初定切刀转速为 1r/片，即每转一圈切出一个成品，则其直径 D=L/ L成品长度，取 L=560mm； 则 D=L/=560/=178.25mm， 取 D=178mm。 图 3-6图 3-6 为切断的左视图，图 3-6 为切断的主视图，图 3-6 为切断的剖视图。 图 3-7 图 3-8结合部件装配图滚切装置中的具体结构及前视图，可以看出：定位机构将纸品输送到切断部分。由于此结构要求的刀具比较宽，所以刀具选用一个宽直刀，刀的定位装置放在刀辊轴的一个切台上，有一个垫刀板，刀具和压刀板组成。三部分靠一组螺栓连接到上刀辊上，刀具的连接孔是长孔，为了调节刀具的切断直径，刀具下方有对应的一组螺栓来调节刀具的伸出长度。3.5 打折机构打折机构3.5.1 概述概述宠物垫经过成品切断后，还要进行一次打折，以利于包装。3.5.2 工作原理及装配图工作原理及装配图 图 3-9 图 3-10由外接传动带动上部有个偏心轮，打折片靠偏心轮带动在支撑轴上来回运动，从而实现打折过程。3.6 机头粉碎机构机头粉碎机构3.6.1 概述概述宠物垫棉芯的原料为废纸，靠机头粉碎机把纸张粉碎，然后作为原料使用。3.6.2 装配图装配图 图 3-11如图所示：纸带传送到粉碎装置，针布辊把纸粉碎。4 主要部件介绍主要部件介绍4.1 概述概述整个宠物垫生产线在机械传动过程中都是通过差速器来调相位的。为了能使宠物垫按已设计好的速度平稳的从一个机构进入下一个机构，皮带在带动宠物垫向前移动时，在皮带的下面装有真空箱和吸附板。4.2 差速器的工作原理及相关计算差速器的工作原理及相关计算4.2.1 概述概述相位可调差速器主要由一个 NGW 行星轮系和一对蜗轮蜗杆传动构成。常规传动比 1：3，并且该差速器可用来调整传动系统的各部分相位，使宠物垫生产线的各部分协调一致。其中，NGW 行星轮系减速的特点是：输入轴和输出轴在同一轴线上，结构紧凑，体积小，重量轻；传动过程中多为多齿啮合，运转平稳可靠，噪音低。4.2.2 工作原理及示意图工作原理及示意图 图 4-1如图结构示意图所示，小中心轮（太阳轮）通过花键和左键轴相连接，大中心轮（内齿轮）和蜗轮用螺钉固联，行星轮通过轮轴联接在行星架上，行星架的作用相当于行星轮系的系杆，它与轴相联。当宠物垫生产线的各部分工作相位一致时，蜗杆没有输入。此时由于蜗杆传动反行程自锁的特点，蜗轮不转动，相当于固定。因此，这时和蜗轮固联的大中心轮成为固定的中心轮，轮系构成行星轮系。原动力由左键轴输入太阳轮，四个行星轮为从动轮绕太阳轮同时做自转和公转运动，支撑行星轮的系杆（左右轮架）通过花键轴将力输出。当生产线的各部分工作相位不一致时，启动微电机（微电机和蜗杆相联） ，蜗杆此时有输入，为正行程传动。行星轮系的大中心轮随蜗杆一起转动，此时的轮系变成差动轮系，轮系的自由度 W=2。原动件有两个，即太阳轮和大中心轮，这两个原动件带动一个从动件（行星轮及行星架） ，属于复合运动。其转动方程为： 则：23acHnnn2/3Hacnnn左键轴和大中心轮有输入，使的输出有变化，带动前视的传动位置有变化，实现相位可调差速器的调相作用。图 4-2 行星轮系传传动关系示意图注：当变为差动轮系时，中心轮 C 变为不固定4.2.3 传动部分的受力分析传动部分的受力分析1.中心轮与行星轮受力分析如下图所示，四个行星轮均匀分布，设 n1 顺时针转，则各轮在啮合点处的受力如图所示 图 4-3由图可见，各啮合点处的受力关系为：=,=,=,=1tF1tF2tF2tF3tF3tF4tF4tF=,=,=,=1rF1rF2rF2rF3rF3rF3rF4rF=,=,=,=1tF1tF2tF2tF3tF3tF4tF4tF=,=,=,=1rF1rF2rF2rF3rF3rF4rF4rF1tF=, =,=, =1tF1tF2tF2tF3tF3tF4tF4tF=,=,=,=1rF1rF2rF2rF3rF3rF4rF4rF又由行星系分布的对称性可知： 1234rrrrFFFF1234ttttFFFF1234ttttFFFF由此可见，只要求出一个轮上的啮合点的受力，则其余各轮各啮合点的受力均可求出。又由图和以上受力关系可得出：1) 中心轮所受径向力可相互抵消；2) 中心轮所受切向力可形成力偶；3) 行星架 H 所受径向力可相互抵消；4) 行星架 H 所受切向力可形成力偶。4.2.4 行星轮系的计算行星轮系的计算 图已知： =3abi h1.配齿计算查机械设计手册表 22.2-1 选择行星数目，取 nw=4，初取齿数=48， aZ=24， =96。gZbZ验算传动比条件正常传动时，中心轮 b 固定=/=1-=1-（-/）=1-（-96/48）=1+2=3abi hababi hbZaZ满足传动比条件。验算同心条件m/2（+）=m/2（48+24）=36m=45mmaZgZm/2（-）=m/2（96-24）=36m=45mmbZgZm/2（+）=m/2（-）aZgZbZgZ验算装配条件由机械设计手册式 24.2-4 得：装配条件（+）/nw=c（整数）aZbZ（48+96）/4=36 为整数，满足装配条件验算临界条件满足 2a180/nwdw 即可2*45180/4=63.6432.5 满足 =48，=24，=96aZgZbZ2.承载能力的计算：NGW 型行星齿轮传动，其承载能力主要取决于外啮合，估算外啮合的齿轮强度。选材料确定初步参数已知大小齿轮材料 20CrMnTi，渗碳淬火，齿面硬度 HRC5862，齿芯硬度HRC3245。小齿轮齿数（行星轮） =24gZ大齿轮齿数（太阳轮） =48aZ小齿轮直径 =m*=1.25*24=30mmgdgZ其中模数 m=1.25 =b/=20/30=0.67dZ1d齿轮圆周速度 v=（*） （60*1000）=1.41m/sgdgn选择齿轮传动的精度等级为 7 级。确定载荷系数，HKFK取=1.25，动载荷系数=1.1，=1，=1.2AKVKHFKKHFKK则载荷系数=1.25*1.1*1.2*1=1.65HKFK齿面接触疲劳强度计算确定许用应力 Ha.总工作时间 =5*300*16=24000hhthtb.应力循环次数 =60（）gNgHnnht =60（900-150）24000=1.110 9 =60（）wngNaHnnht =60（450-150）424000 =1.710 9c.寿命系数 ， 查图取 =1NgZNaZNgNaZZd.接触疲劳极限 查图取接触疲劳极限Hlim=1300pae.安全系数， 查取安全系数HgSHaS =1HgHaSSf.许用应力, Hg Ha=1300/1=1300Mpa Hg Halim2HngZ弹性系数 189.8EZMpa节点系数 2.5HZ重合度系数 ,Z Y重合度 =1.88-3.2(1/+1/)=1.681Z2Z查表得 =0.88Z弯曲计算重合度 =0.25+0.75/=0.7Y允许传递功率每个行程轮 L 的传递的转矩为 T,则 233.54 .21gdHHEHd Z uTN mmKuZ Z Z齿面弯曲疲劳强度验算求许用弯曲应力查图.取寿命系数,取极限应力,取尺寸系数1NgNaYYlim450FMpa1xy 查表,取安全系数=2FS许用弯曲应力 2450FNXFFY YMpaS齿型系数 ,2.67agYF2.34aaYF应力修正系数 ,agYSaaYS查图 =1.58,=1.7agYSaaYS齿面弯曲疲劳强度允许传递的功率 3.46 .2ggFgFYFagsagb d mTN mKY Y 7.35 .2aaFaFYFaasaab d mTN mKY Y为太阳轮一处啮合传递的转矩,因为2,所以,太阳轮 e 传递的最大转矩为aTaTgT=24.06N.mmaTaggZnWTKCZ太阳轮允许传递的功率P=611.339.55 10aaT nKW结论:=48,=24,=96,m=3mm,b=20mm 时,允许传递的功率可以达到 11KWaZgZbZ3.几何计算以及结构设计基本尺寸模数 m=1.25齿数 =48，=24，=96aZgZbZ齿形角 =20 度几何尺寸计算分度圆直径： =m*=1.24*48=60mmadaZ =m*=1.25*24=30mmgdgZ =m* =1.25*96=120mmbdbZ齿顶高： =*m=1.25mmahah齿根高： =（*+c*）m=1.56mmfhah齿全高： h=+=2.81mmahfh齿顶圆直径： =（+2*）m=6.25mmaadaZah =（+2*）m=32.5mmagdgZah =（Z-2*）m=11.75mmabdah齿根圆直径： =（Z-2*-2c*）m=56.88mmfadah =-2=26.88mmfgdgdfh =+2=123.12mmfbdbdfh基圆直径： =cos=56.38mmbadad =cos=28.19mmbgdgd =cos=112.76mmbbdbd周节： P=m=3.92mm齿厚： s=m/2=1.96mm齿间宽： e=s=1.96mm顶隙： c=C*m=0.25*1.25=0.31mm中心距： a=（+ ）/2=（48+24）/2=45mmadgd4.3 蜗轮蜗杆传动的计算蜗轮蜗杆传动的计算1主要传动尺寸的计算根据简明机械设计手册表 12-4 蜗轮蜗杆的参数匹配关系当=1，=64，M=2.5 时1Z2Z则=45mm，i=64，a=103mm，=+0.21d2x= =2.5*64=160mm2dzMQ=/m=4.5/2.5=1.8 蜗杆直径系数1d=x=200 齿行角2求载荷系数 K=11.11=1.1AVK K K3蜗杆传动的接触疲劳强度计算方法去弹性系数=162EZMpa2229.470.48621cosHT kZETdd且 12cossVVV 21035HV令H H即可求得2T4蜗轮轮齿弯曲疲劳强度验算 图2121.64FFkT Y Yd d m2364.296cosrZZ取1.58FY 涡轮齿形齿数 螺旋角系数010.977140Y 20.00016FT 0.1248bbF令 可求得，从而计算得 F2T18PW许用5蜗轮蜗杆的几何尺寸计算基本尺寸中心距 a=103蜗杆系数 =11Z蜗轮系数 =642Z2.5xtmm传动比 i=/=641Z2Z蜗杆直径系数 q=18蜗轮变位系数 x=a/m-0.5(q+)=0.22Z齿形角 =200x几何尺寸计算： 蜗杆轴向齿距： 2.5=7.85mmXPm 蜗杆导程： 12.5=7.85mmZPm Z 蜗杆分度圆直径： 145dmm 蜗杆齿根圆直径： *m=50mm11aaddh 蜗杆节圆直径： =-2m(*+c*)=39mm1fd1dah 蜗杆分度圆导程角： 11arctan1047mzdo（）=3 蜗杆节圆柱导程角： 1arctan6392zqxo（）=3 蜗轮分度圆直径： 22160dmzmm 蜗轮喉圆直径： (*+x)=166mm222addmah 蜗轮齿根圆直径： (*+x+c*)=155mm222fddmah 蜗轮外径： 222165eaddmmm 蜗轮咽喉母圆直径： 22202agdamm 蜗轮齿宽角： ()=2arc21bd67.115o4.4 轴承的选择轴承的选择4.4.1 概述概述滚动轴承依靠其主要元件间的滚动接触来支承转动或摆动零件，其相对运动表面间的摩擦是滚动摩擦。 图1.滚动轴承的主要功能：在保证轴承有足够寿命条件下，用以支承旋转（或摆动）零件，传递负荷，减少运动副之间的摩擦，使之旋转（或摆动）灵活。2.对轴承的基本要求：能够满足工作条件所要求的负荷、转速、工作精度、动态性能（噪声、振动） 、环境温度和使用寿命。3.滚动轴承的基本结构：由内圈、外圈、滚动体和保持架（俗称四大件）组成。内圈与轴、外圈与轴承座孔装配在一起。当内圈或外圈为旋转套圈时采用的是紧配合，不是旋转套圈时采用的是过渡配合。滚动体（钢球、滚子或滚针）是滚动轴承的核心零件，当内外圈相对转动时，滚动体在内外圈的滚道之间滚动。滚动体的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。 图保持架能够使滚动体均匀分布、引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能。4.滚动轴承的材料套圈和滚动体材料必须具有的特性：接触疲劳强度高；硬度高；纯洁度高；耐磨性好；组织稳定性好；机械加工性能好。与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点为：摩擦力矩和发热较小。在通常的速度范围内，摩擦例句很少随速度而改变。启动转矩比滑动轴承要低得多（后者比前者小 80%90%） ；维护比较方便，润滑剂消耗较小；轴承单位宽度的承载能力较大；大大的减少了有色金属的消耗。滚动轴承的缺点是：径向外轮廓尺寸比滑动轴承大；接触应力高，承受冲击载荷能力较差，高速重负荷下寿命较低；小批量生产特殊的滚动轴承时成本较高；减振能力比滑动轴承低。442 选择的依据选择的依据各类轴承的特点是选择轴承的基础，而轴承在工作中所受载荷的大小、方向和性质是选择轴承的主要依据。根据载荷的大小选择轴承1） 载荷冲击大的选用滚子轴承2） 较轻或中等载荷时，选用球轴承2根据载荷方向1） 纯轴向载荷，较小载荷时，选用推力球轴承 8000较大载荷时，选推力滚子轴承 20002） 纯径向载荷，较大载荷时选向心滚子轴承 2000一般载荷时，选向心球轴承 00003） 同时受径向和轴向载荷，选用接触球轴承 6000，以径向为主时，选用圆锥滚子轴承 7000，且一般成对使用。 轴向载荷和大时，选组合轴承。443 深沟球轴承深沟球轴承在结构上深沟球轴承的每个套圈均具有横面积大约为球赤道圆周长的三分之一的连续沟型滚道。深沟球轴承主要用于承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。当轴承的径向间隙增大时，具有角接触球轴承的性质，可承受 2 个方向交变的轴向载荷。与尺寸相同的其他类型轴承相比，该类轴承摩擦系数小，极限转速高，精度高，是用户选型时首选的类型。深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大，应用最广泛的一类轴承。45 轴的设计轴的设计在机械零件设计中，轴的设计有一定的代表性，通过他可以学习到典型的设计方法，掌握结构设计与强度计算的关系，将两者密切的结合起来。在设计轴之前应先完成轴上零件的主要参数和结构设计，并进行受力分析。由于轴上零件的轮廓尺寸和轴承尺寸需轴径来定，而计算轴径所需的受力点和支点位置又与轴上零件和轴承尺寸位置有关。因此，轴的设计过程常常是先估算轴径，再进行轴的结构草图设计，然后进行轴的强度计算。在此基础上，再对轴的结构进行修改，并细化各部分尺寸。所以轴的强度计算和结构设计要交替进行，边画图边计算，逐步完善。轴是组成机器的重要零件之一。用于支承做回转运动或摆动的零件来实现其回转或摆动，使其有确定的工作位置。按照所受载荷性质分类：轴可分为心轴、转轴和传动轴。心轴：通常是指只承受弯矩而不承受转矩的轴。转轴：既承受弯矩又承受转矩的轴。传动轴：只承受转矩而不承受弯矩的轴。轴的材料：首先应该有足够的强度，对应力集中敏感性低；还应满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性和良好的加工性能。4.6 电动机电动机三相交流异步电动机的选用，主要从选用的电动机的功率、工作电压、种类、型式及其保护电器的考虑。功率的选择选用电动机的功率大小是根据生产机械的需要所确定的。连续运行电动机功率的选择对于连续运行的电动机，先算出生产机械的功率，所选用的电动机的额定功率等于或大于生产机械的功率即可。例如，带动车床切削的电动机功率：P=P1/1=Fv/1000*60*1（KW）式中 P1 为车床的切削功率：F 为切削力，V 为切削速度，1 为传动机构的效率。短时运行电动机功率的选择短时运行电动机的功率可以允许适当过载，设过载系数为 。则电动机的额定功率可以是生产机械所要求的功率的 1/。如上例是短时切削加工车床，起电动机的功率为：P= =Fv/1000*60*1*（KW）种类和型式的选择种类的选择选择电动机的种类是从交流或直流、机械特性、调速与启动特性、维护及价格等方面考虑。因为生产常用的是三相交流点，如果没有特殊要求，多采用交流电动机。由于三相鼠笼异步电动机结构简单，坚固耐用，工作可靠，价格低廉，维护方便；其缺点就是调速困难，功率因素较低，启动性能较差。因此，在要求机械特性较硬而无特殊要求的一般生产机械拖动，都采用三相鼠笼异步电动机。绕线式电动机的基本性能和鼠笼异式相同。其特点是启动性能较好，并可在不大的范围内平滑的调速。但它的价格较鼠笼异步电动机为贵，维护也较不方便。因此只有在某些必须采用绕线式电动机的场合，如起重机、锻压机等，大多数采用鼠笼异步电动机。在不同的工作环境，应采用不同结构形式的电动机，已保证安全可靠地运行。电动机常用的结构形式有：开启式、防护式、封闭式和防爆式。电压和转速的选择电动机电压等级的选择，要根据电动机的类型，功率以及使用地点的电压来决定。电动机的额定转速根据生产机械的要求而决定，一般采用尽量高转速的电动机。此生产线的主传动电机采用的 YCT225-4B 型滑差调速电机，它的拖动功率是15KW，额定转矩是 94N.M,调速范围为 1250r/min-125r/min，转速变化率2.5%。主要特点如下： 无失控区，能平滑调速；调速范围光，调速比可达 10：1。 具有速度负反馈的自动调节系统。启动性能好，启动转矩大，启动平滑。结构简单，使用维护方便，价格低。控制功率小，便于自控。使用条件： 环境温度：不超过+40C 海拔高度：不超过 1000m 额定电压波动范围：5%结结 论论我的毕业设计“宠物垫生产线的部件机械设计”已近尾声，在这短暂的两个多月中，我对宠物垫生产线的起初的懵懂认识，到自己动手设计出宠物垫生产线的部件，在这个过程中，我从轴承，螺钉，螺栓等标准件的选择到各种非标准件的如支架，轴的设计，还有刀具及夹具的选择和各种专用件的形状，尺寸和空间布局等。从简化机构、降低成本到考虑到整个生产线的可行性，真正体会到了实践和理论相结合不仅能巩固所学的理论知识，而且把理论充分应用到生产，以转变为生产力的巨大力量。尽管在设计过程中，我尽最大的努力在多个方面考虑生产线各个机构的可行性，但由于水平和知识有限，希望以后从事此项设计研究的同学继续完善此项工作。这次设计总的来说还是成功的，所设计的生产线也适合我国当前在纸卫生制品方面的生产要求，适合我国的实际情况，推动了我国生活用纸工业的