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Manuf智力J備有工藝(2005):551-559 25.10.1007 / s00170-003-1843-3 Masood?b?阿巴斯懸Shayan?a?e卡拉調(diào)查設(shè)計(jì)和制造機(jī)械輸送系統(tǒng)，有食品加工。 2003年3月29日收到:2003年6月21日/接受:6月23日/發(fā)表在線:2004年，斯普林格出版社倫敦有限ó2004年 摘要：本文章介紹了開發(fā)方法和技術(shù)進(jìn)行將降低成本和時間的設(shè)計(jì)、制造和裝配的機(jī)械輸送系統(tǒng)的研究的結(jié)果，應(yīng)用于食品和食品飲料行業(yè)。改進(jìn)后的方法來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件是基于新的材料、零件、成本、使用規(guī)則的設(shè)計(jì)制造和面向裝配的設(shè)計(jì)。結(jié)果在一個測試輸送系統(tǒng)驗(yàn)證的好處——通過采用改進(jìn)的技術(shù)。整體材料成本和傳統(tǒng)的方法相比降低了19%，整體裝配成本相比,降低了20%。 關(guān)鍵字：裝配.DFA?DFM.設(shè)計(jì)，機(jī)械輸送。 1介紹 輸送系統(tǒng)應(yīng)用于食品和飲料行業(yè)高度自動化的定制結(jié)構(gòu)組成的一個大型零件的數(shù)量和用來攜帶產(chǎn)品,如食物紙箱裝,喝的瓶子和罐子在快速生產(chǎn)和組裝線。大部分的處理和包裝的食品和飲料-在紙箱、持續(xù)經(jīng)營再保險(xiǎn)——瓶或罐等。在一個被控制quired移動速度,對充填或者裝配墨粉壽命結(jié)束- 成為。他們的操作需要高效、可靠的我-傳送帶運(yùn)輸,操作時,范圍從高架地板-類型的安裝類型的連鎖店,或者帶式輸送機(jī)滾筒驅(qū)動系統(tǒng)。近年來,極大的壓力來自客戶低成本但高效的機(jī)械輸送系統(tǒng)使得制造商重新檢查他們的當(dāng)前的設(shè)計(jì)和組裝等看看另一種方法和手段來制造更多經(jīng)濟(jì)、可靠的輸送帶,為他們的客戶帶來方便，目前,懸Masood(u)?b?a?e Shayan阿巴斯卡拉工業(yè)研究所一本史文朋, 一本史文朋理工大學(xué),墨爾本,澳大利亞3122山楂, 電子郵件：smasood@swin.edu.au: 改進(jìn)后的新零件大多數(shù)物料搬運(yùn)設(shè)備,硬件和軟件兩個方面,都是高度專業(yè)化,呆板的和昂貴的配置、安裝維持[1]。輸送帶,被固定在以他們的位置和根據(jù)他們的同步輸送帶速度,任何轉(zhuǎn)換的輸送系統(tǒng)非常困難和前期陷入沉思。在今天的從根本上改變工業(yè)市場,有一個需要執(zhí)行一種新的制造策略,一個新的系統(tǒng)經(jīng)營理念,并提出了一種新的系統(tǒng)控制軟件和硬-陶瓷的發(fā)展理念,可應(yīng)用于設(shè)計(jì)的新一代的開放、靈活物料搬運(yùn)系統(tǒng)[2]。何鴻燊和Ranky[3]模型,提出了一種新的模塊化可重構(gòu)二維和三維的輸送系統(tǒng),包括一個開放的稀土-可配置的軟件體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,CIM-OSA(打開 系統(tǒng)架構(gòu))模型。指出研究地區(qū)輸送系統(tǒng)的改進(jìn)、完善和提高,用于飲料-焦化是非常有限的。大部分的發(fā)表的研究論文是指揮 用于改善輸送系統(tǒng)的操作和交互的系統(tǒng)非常復(fù)雜的軟件和硬件。本文提出一種研究調(diào)查，實(shí)踐證明,使用當(dāng)前技術(shù)標(biāo)志、制造和裝配型鏈?zhǔn)降牡匕迳? 驅(qū)動機(jī)械輸送設(shè)備,以減少制造這樣的運(yùn)輸機(jī)的時間和成本。應(yīng)用了并行工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施的基本原則 面向裝配的設(shè)計(jì)制造和[4、5],幾個關(guān)鍵研究了輸送機(jī)零部件都是為他們的功能、材料適宜性、強(qiáng)度準(zhǔn)則、成本和簡化了安裝的 整體輸送系統(tǒng)。這個關(guān)鍵零部件進(jìn)行了改性用新的形狀和幾何位置重新設(shè)計(jì),以及一些新材料。改進(jìn)后的設(shè)計(jì)方法和功能 驗(yàn)證了新型平零件上測試了一種新測試,系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造和組裝過程中使用。 設(shè)計(jì)制造和裝配DFMA) 近年來,研究在該地區(qū)的可制造性設(shè)計(jì)和裝配已成為非常有用,因?yàn)樗麄冋诳紤]提高工業(yè)設(shè)施和生產(chǎn)。然而,沒有足夠的工作完成后,在該地區(qū)輸送機(jī)的設(shè)計(jì),特別是相關(guān)的組件是使得越來越多的圖紙數(shù)據(jù)與重組。輸送過程的設(shè)計(jì)基于傳統(tǒng)的方法。 大量的文章發(fā)表,investi -DFMA封閉的相關(guān)問題,并將其應(yīng)用于各種methodolo -要達(dá)成目標(biāo),使經(jīng)濟(jì)、高效和成本證明 有效的對這些公司正在調(diào)查之中。 主要的分類知識就可以影響DFMA - 問題的一般準(zhǔn)則為(1)、(2)特定公司的最佳 (3)進(jìn)行resource-specific過程和或約束。一般指通常適用rules-of-thumb指南,到制造領(lǐng)域的設(shè)計(jì)師應(yīng)該注意。下面的列表整理了DFM指南[6]。 ?設(shè)計(jì)最小數(shù)目的部分 ?開發(fā)一種模塊化設(shè)計(jì) ?最小化部分變化 多功能?設(shè)計(jì)部件 multiuse?設(shè)計(jì)零件 為便于設(shè)計(jì)部分的0.9%的制造 ?避免單獨(dú)緊固件 靈活性:?最大化設(shè)計(jì)為便于裝配 處理:設(shè)計(jì)?最小化處理的簡報(bào) ?評估的裝配方法 ?消除調(diào)整 避免靈活的組件?:他們很難對付 ?使用零件已知的能力 偏執(zhí)?允許的最高部分 使用已知的和證明?零售商和供應(yīng)商 在derated?使用零件析出大量的價值觀與沒有邊際 ?最小化組件 ?強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)化 ?使用盡可能簡單的操作 使用已知的能力?操作 啟動和干預(yù)措施。?最小化 承接的工程更改?批量生產(chǎn) 這些設(shè)計(jì)指導(dǎo)方針應(yīng)該被認(rèn)為是“最優(yōu)的建議”。他們通常會導(dǎo)致高質(zhì)量、低-成本,地設(shè)計(jì)。偶爾的妥協(xié)必須被做,當(dāng)然。在這些情況下,如果一個指導(dǎo)方針,走過去了對市場營銷或性能要求,下一個最好的選擇應(yīng)選擇[7]。 它是指特定公司的最佳實(shí)踐的內(nèi)部設(shè)計(jì)公司開發(fā)的條例,通常是在很長一段時間,和設(shè)計(jì)師是沿襲。這些設(shè)計(jì)規(guī)則是確定的公司等導(dǎo)致質(zhì)量得以改善嗎通過識別和效率的總體關(guān)系特定的過程和設(shè)計(jì)決策。公司使用這樣的培訓(xùn)指導(dǎo)方針的一部分給設(shè)計(jì)師的產(chǎn)品需要大量的手工裝配或-維護(hù)。值得注意的是,大部分的方法論擅長任選一種被快速和容易的開始,或者是被更正式的。例如,指導(dǎo)方針,布斯羅伊德Dewhurst[8],在DFA被視為定量和系統(tǒng)的。 而DFM指導(dǎo)方針,這僅僅是法則經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員,是源自于一些定性和不那么正式的[9]。 3．傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造是一個非常復(fù)雜和費(fèi)時的過程。像每個輸送系統(tǒng)一個定做的產(chǎn)品,每個項(xiàng)目不同于其他的項(xiàng)目在規(guī)模、產(chǎn)品和布局。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)是基于客戶需求,產(chǎn)品的規(guī)格要求。該系統(tǒng)布局必須適合在空間所提供的公司。這個過程的設(shè)計(jì)規(guī)劃系統(tǒng)-輸送機(jī)瞬變電磁法(tem)涉及修改以及可能要花上數(shù)天到數(shù)月不等或某些情況下十年。一個以最低的成本和最大。 最有可能的客戶適用性得到認(rèn)可。圖1顯示一個圖解的布局對一典型輸送機(jī)系統(tǒng)安裝在生產(chǎn)線用于標(biāo)簽塑料瓶。輸送機(jī)系統(tǒng)的不同地區(qū)特殊的技術(shù)鑒定的名字,一般運(yùn)用于類似的工業(yè)應(yīng)用。美國證券交易委員會(sec)的“singlizer”-使產(chǎn)品的聲譽(yù)形成一條車道從多個車道?！敖?jīng)濟(jì)放緩的速度表“降低產(chǎn)品一旦它的出口,labeller填料等。美國證券交易委員會(sec)的“大規(guī)模流動”-興是用來跟上高速過程,例如,填料,labeller等。“轉(zhuǎn)會表”的方向發(fā)展,促進(jìn)轉(zhuǎn)移-流動。這些不同的目的是輸送機(jī)部分因此為了控制產(chǎn)品,通過不同的處理流程。一個典型的機(jī)械輸送系統(tǒng)用于食品應(yīng)用包括了兩百機(jī)械根據(jù)大小電器部件的系統(tǒng)。一些常見的但又極為重要的組件,可能是標(biāo)準(zhǔn)和積累了家族的輸送系統(tǒng)。側(cè)架、間隔臂的酒吧,最后板、覆蓋板、內(nèi)彎板、外板、彎曲的軌道和井(開車,尾巴和奴隸)。大小和數(shù)量的變化來表明自己的這些部分的長度的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的對應(yīng)部分的內(nèi)容和數(shù)量的軌跡-ing的寬度和類型的鏈所要求的。存在的問題及在當(dāng)前的設(shè)計(jì)缺陷、制造和裝配機(jī)械輸送設(shè)備多樣化、包括: ?在設(shè)計(jì)對部分 ?高成本的一些組件 ?長時間參與總裝/維修 ?使用非標(biāo)零件 圖1 4．部分的改進(jìn) 為了識別領(lǐng)域的材料、降低成本勞動的成本分析的主要輸送部件進(jìn)行了研究估計(jì)成本的百分比各部分的關(guān)系所有這類零件的總成本。這個分析的目的是為了識別關(guān)鍵零部件,主要負(fù)責(zé)在-壓痕的成本,從而探討輸送方式對于降低成本的部分。 表1顯示了一個50-section輸送機(jī)的成本分析系統(tǒng)-瞬變電磁法(tem)。通過分析可知,有12個零件組成的15達(dá)79%總材料成本的輸送系統(tǒng),在那里的進(jìn)一步研究的重點(diǎn)改進(jìn)設(shè)計(jì),降低成本是可能的。從這些,七個部分,分別鑒定為關(guān)鍵的部位(顯示的 星號符號在表1)構(gòu)成最大數(shù)量的成分-達(dá)71%的數(shù)量,并包括在整體上的資料成本。在這些人之中,三種成分(腿套,側(cè)架和支持渠道)被發(fā)現(xiàn)占總數(shù)的50%輸送機(jī)材料成本。詳細(xì)分析了每一種12考慮到零件的原則進(jìn)行并行en -工程、設(shè)計(jì)制造和面向裝配的設(shè)計(jì),和研制了一種新的改進(jìn)設(shè)計(jì),每宗[10]。德-改進(jìn)設(shè)計(jì)的尾巴的一些選定的主要部件 5.腿套附件的重新設(shè)計(jì) 在一個輸送系統(tǒng),腿是安裝在側(cè)架保持整個輸送系統(tǒng)在了地板上。現(xiàn)有的設(shè)計(jì)工作的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的腿,但是花費(fèi)也很昂貴的制造、他們有穩(wěn)定的問題,并會造成延誤發(fā)貨。延遲 通常是造成這些部分不到位從超過- 供應(yīng)商準(zhǔn)時。最關(guān)鍵的規(guī)格要求為輸送機(jī)是: 帶式輸送機(jī)?強(qiáng)度負(fù)荷 ?穩(wěn)定性 ?簡化了安裝 安逸的靈活性(?調(diào)整高)。 圖2顯示的所有部件的使用現(xiàn)有的設(shè)計(jì)輸送機(jī)的腿。指定的密碼是零件編號表2中所描述的,體現(xiàn)了一種——的一個故障成本。 完整的勞動時間要求組裝系統(tǒng)性的腿?，F(xiàn)有的腿設(shè)置由塑料腿括號內(nèi)的命令來自海外,不銹鋼管,腿 切成指定的尺寸,腿管子塑料的調(diào)整,是哪一種管夾到腿是在底部,如圖2。凸耳,切成大小、鉆孔、焊接而成廣場到腿 管螺栓角度拉條和背襯板,以支持腿支架螺栓。#各部分的表2意味著這個號碼在每個部分元件的數(shù)量和質(zhì)量是特殊的。 腿各部分的設(shè)計(jì)。公司利用這個設(shè)計(jì)為許多年,但一個常見的投訴。據(jù)報(bào)導(dǎo),客戶是不穩(wěn)定的腳。從最初的調(diào)查,就變得很明顯就是不銹鋼管的聲譽(yù)之間和塑料腿支架(部分 在圖1和第3部分。2)沒有剛性足夠了。連接這些零件是唯一一個6毫米螺栓。有時,當(dāng)輸送系統(tǒng)正載著滿載荷、觀察發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品 輸送機(jī)的腿是不穩(wěn)定的,并引起了機(jī)械震動。其中最主要的原因是由于一個單一的螺栓連接兩端的凸耳在第三部分和部分的——輸送機(jī)可靠性具有重要物質(zhì)和要求。 為了滿足顧客的期望立即改正?？紤]到存在的問題——輸送機(jī)腿德標(biāo)志和客戶的喜好,一個新設(shè)計(jì)的輸送機(jī)腿被發(fā)展。一般的強(qiáng)度和穩(wěn)定性腿被認(rèn)為是主要的標(biāo)準(zhǔn)。 在新的設(shè)計(jì)方案的觀點(diǎn),但其他的考慮簡單的計(jì),海外部分的安逸裝配環(huán)節(jié)的調(diào)試。圖3顯示,新設(shè)計(jì)的輸送機(jī)的腿總成,和表3給出了描述和造價的每一部分。 圖3顯示,新設(shè)計(jì)僅由五個主要的各部位為輸送機(jī)的腿比八種主要的部件舊的設(shè)計(jì)。在舊的設(shè)計(jì)、塑料腿支架,腿塑料調(diào)節(jié)和腿管子管是最貴的項(xiàng)目成本核算的72%的腿總成。 表1。輸送機(jī)關(guān)鍵零部件,基于部件成本分析 產(chǎn)品說明 腿*設(shè)置 *側(cè)架 支持渠道* 彎曲軌跡 *Rt.滾子軸 尾軸 間隔條* 支持*穿帶 支持一端穿條* 終板 蓋板 彎板 轉(zhuǎn)矩臂支架 槽蓋 彎板內(nèi) 總 關(guān)鍵零部件 數(shù)量 68 80 400 8 139 39 135 400 132 39 39 8 18 97 8 材料應(yīng)用 塑料腿+ SS管 2 5.m m SS C 信道SS 塑料 20直徑的S軸 35直徑不銹鋼 50X50X6 SS 40×10毫米塑料 塑料 2 5.m m / SS 1 6.m m S / S 2 5.m m / SS 6毫米的飛船空間站板 不銹鋼2 5.m m / SS 花費(fèi)(%) 20.22 16.07 15.00 14.36 6.70 6.27 5.43 5.36 3.01 1.88 1.57 1.29 1.21 0.97 0.66 100.00 改進(jìn)的可能 是的 是的 是的 沒有 是的 沒有 是的 是的 是的 是的 沒有 是的 是的 是的 是的 是的 *表2。成本分析對老腿設(shè)計(jì)組裝 部分描述。 1 塑料腿支架 5 腿管子塑料調(diào)整 6 凸 4 角度拉條 7 背襯板 2 腿管 3 螺栓 8 總裝配成本(焊接) 圖2 圖3 表3。成本分析對新設(shè)計(jì)的腿總成 （部分描述） 1 不銹鋼角(50×50×3毫米) 3 腿塑料調(diào)整 4 交叉brassing 5 螺栓 2 背襯板 結(jié)果,那些部分都已經(jīng)被一種不銹鋼角的影響并提出了一種新的塑料腿調(diào)整降低生產(chǎn)成本的腿assem -bly由接近50%。因此零件的總數(shù)量的腿從19日已減少到15和總成本為每回合的設(shè)置 減少了55美元的新設(shè)計(jì)。新輸送機(jī)腿設(shè)計(jì)、測試時,被發(fā)現(xiàn) 更為安全、穩(wěn)定的比舊的設(shè)計(jì)。消除零件號1個月和5從老式輸送機(jī)設(shè)計(jì)作出了新的設(shè)計(jì)更加穩(wěn)定和剛性的。此外,寬度,釘在十字架上支撐也有提高,而不是兩個螺栓的山一個在舊的設(shè)計(jì)。這樣就提供了整個輸送機(jī)腿的設(shè)置額外的力量。 6側(cè)架的重塑 邊框架是首要支持輸送系統(tǒng)提供體力輸送機(jī)及幾乎所有的 零件安裝在它。側(cè)架的預(yù)計(jì)也會有一個剛性的力量來提供必要的支持給所有的荷載進(jìn)行了輸送機(jī)。它也可適應(yīng)所有相關(guān)的輸送機(jī) 組件的裝配。關(guān)鍵的考慮的一面框架設(shè)計(jì)是: 側(cè)架的大小(?深度) ?強(qiáng)度的材料 ?易于裝配 ?易于制造 圖4顯示了側(cè)架尺寸和參數(shù)。 側(cè)架的使用,在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)深度尺寸(尺寸H在圖4)調(diào)查時,發(fā)現(xiàn)之間的距離間隔的酒吧，軸(孔尺寸和回報(bào)G和F,如圖4)降低的時候,就像有了一些不必要的兩個人之間的距離。更為重要的一點(diǎn),定義之前先檢查一下設(shè)計(jì)參數(shù),以確保帶來另外兩份關(guān)系更加密切,返回鏈不會趕上間隔條而輸送機(jī)在運(yùn)行。該模型的新球隊(duì)的框架設(shè)計(jì)畫在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),以確保所有的規(guī)格是聲音部分是放置在位置和檢查的間隙很適合。通過這一原則的可制造性設(shè)計(jì)的新球隊(duì)的框架設(shè)計(jì)是對稱的,以便它適用于所有類型 側(cè)架的。這個變化將減小尺寸的一邊所有通徑的框架顯著鏈。 表4顯示的維度上的比較舊的設(shè)計(jì)和新設(shè)計(jì)的側(cè)架為同一鏈類型。 圖4 表4。新的和舊的側(cè)架尺寸參數(shù) 它指出整體規(guī)模(深度)的輸送機(jī)有什么期望減少241 mm 199毫米(尺寸H),節(jié)約了42毫米不銹鋼在每側(cè)架馬努-factured。因此,從一個不銹鋼薄板×毫米,1500 3000股老設(shè)計(jì)參數(shù)只允許六3米長的側(cè)架但隨著新的設(shè)計(jì)參數(shù),現(xiàn)在它是可能的生產(chǎn)7側(cè)架3米長從同樣的表大小。用于的資料數(shù)量也是再保險(xiǎn)——側(cè)架認(rèn)為為更深入的研究。據(jù)估計(jì),約55%總成本的輸送系統(tǒng)都花在材料。 目前的資料用于側(cè)架是2.5毫米厚污點(diǎn)-304鋼的等級食物少。目前,還有其他的材料市場上可以買到的厚度,可以選擇作為一個選項(xiàng)。為此,一位撓度分析進(jìn)行了預(yù)測,如果有任何其他類型的資料西裝能夠取代現(xiàn)有的資料,這樣它才不會沒有通過它的 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。分析6.1撓度側(cè)架圖5給出了確定的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)踐新球隊(duì)的框架下,在X,Y方向不同加載條件。隨著新的設(shè)計(jì)參數(shù)的一組側(cè)架的生產(chǎn)調(diào)查撓度等1 6.m米厚的不銹鋼側(cè)架。一段側(cè)架螺栓與間隔條和回歸測試-軸是組裝做這個實(shí)驗(yàn)。獲得的結(jié)果撓度運(yùn)用可變荷載側(cè)架的一個區(qū)段通過一個液壓。顯示在圖5,撓度表 放置在垂直(Y)和橫向(X)軸來測量嗎任何閱讀上觀察到的側(cè)架。應(yīng)用的負(fù)荷是通過對側(cè)架的液壓機(jī)向下方向。 側(cè)架的支持上從同樣的位置那里的腿是安裝在側(cè)架。 8的軌跡輸送機(jī)路段觀察任何異常在大負(fù)載。負(fù)載的應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)輸送機(jī)部分在估算和高于實(shí)際負(fù)荷欺詐-在真正輸送機(jī)系統(tǒng)條件應(yīng)用。輸送設(shè)備的通常用來攜帶下的荷載一公噸,每米 工業(yè)應(yīng)用于食品和飲料行業(yè)。掣普珥-應(yīng)用大量的輪廓點(diǎn)是估計(jì)偏轉(zhuǎn)對側(cè)架在高負(fù)載下。數(shù)字6和7取得成果的 通過實(shí)驗(yàn)對輸送機(jī)的四個進(jìn)程和部分六軌,分別。 從獲得的結(jié)果,觀察2 KN下?lián)隙戎档暮奢d作用下,幾乎是在2毫米 圖5 圖6 圖7 類型的部分。在一定情況下,1.6毫米不銹鋼側(cè)架的設(shè)計(jì),可以一種可能的選擇在現(xiàn)有的輸送機(jī)側(cè)架的設(shè)計(jì)。據(jù)預(yù)計(jì),有更大的部分,對輸送帶撓度的側(cè)架的意志呆在允許范圍內(nèi),也就是說,±5毫米。主要的是為什么這個試驗(yàn)是確保側(cè)架裂紋不扣在高負(fù)載下。因此沒有 對于任何證據(jù)屈曲發(fā)生的各種類型的部分使用。但預(yù)計(jì)也,經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上工程師和調(diào)查研究,在當(dāng)前完整的總成后,輸送設(shè)備想像的力量,這將進(jìn)一步額外減少可靠性偏斜對側(cè)架。例如,撓度,對于每一套測量實(shí)驗(yàn)的意義。與安裝在側(cè)架腿,部隊(duì)將行為相反的方向,將極大推動側(cè)架里面。完整的觀察可見特發(fā)性肺纖維化-保護(hù)的這個假設(shè)當(dāng)一個完整可以得出結(jié)論 輸送機(jī)是內(nèi)制造和測試試驗(yàn)的基礎(chǔ)上的新設(shè)計(jì)參數(shù)。 所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到了令人滿意的結(jié)果,它是騙人的-那1.6毫米不銹鋼304側(cè)架品位是專為輸送帶,對于食物和飲料行業(yè) 指定的指導(dǎo)方針下負(fù)載。制造的成本節(jié)約這個地區(qū)有顯著的自預(yù)計(jì)80%的材料的用量在一個輸送系統(tǒng)是不銹鋼做的。 6.2側(cè)架成本分析 物料檢討和撓度的分析表明了現(xiàn)有2.5毫米不銹鋼薄板設(shè)計(jì)是一個在身邊的時候我是誰框架的食品和飲料輸送機(jī)應(yīng)用。alysis也顯示,1.6毫米厚的不銹鋼薄板即可作為一種替代性材料為側(cè)架,這將履行令人滿意。表5顯示一個比較成本的舊的,新設(shè)計(jì)的側(cè)架,哪個 表明,節(jié)約每側(cè)架在新設(shè)計(jì)是37億美元(例如:一個儲蓄的50.1%)。除此之外,節(jié)約成本,減少側(cè)架從尺寸241 mm 199 mm也將允許生產(chǎn)一個額外側(cè)架的3000×1500毫米不銹鋼。 在圖紙上。新設(shè)計(jì)的改善是開展了好幾個其他關(guān)鍵的部位,如支持渠道,還滾子軸上,穿條間隔的酒吧,支持和支持,一端穿帶 導(dǎo)致更多的成本和勞動的儲蓄和緩解肌肉吉諾比利-成和組裝等。例如,新的設(shè)計(jì)的支持總成(包括支持渠道穿帶和一端穿條)要求降低若干進(jìn)程,減少磨損的紙條厚度、使用一個新的M截面通道和規(guī)定使用不同種類的鏈給人們提供了一種節(jié)約成本的33.7%實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)的設(shè)計(jì)。這種新設(shè)計(jì)的輥軸的回報(bào)-用一種節(jié)約成本和減少50% 44.5%的勞動力時間。這種新設(shè)計(jì)間隔酒吧提供費(fèi)用估計(jì)從節(jié)省25%的舊的設(shè)計(jì)。 7 一個在測試設(shè)計(jì)實(shí)施的輸送系統(tǒng) 設(shè)計(jì)改進(jìn)的實(shí)施零件和部件進(jìn)行設(shè)計(jì),圖靈測試和組裝的一個較為完整的輸送系統(tǒng)。這新的和改進(jìn)的測試和驗(yàn)證輸送機(jī)當(dāng)時性能與實(shí)際產(chǎn)品(塑膠瓶)。分析了成本——還進(jìn)行了比較sis是整體成本的儲蓄,在這個測試輸送機(jī)與所涉及的費(fèi)用與一個相同的輸送機(jī) 基于陳舊的設(shè)計(jì)[7]。新的考試輸送機(jī)是一種類型(圖8),共有三個不同的部分的總長度5米。部分six-track C1是一段截面C2輸送機(jī),加入是一個six-track彎曲90?輸送機(jī)。這是連接到輸送機(jī)補(bǔ)體C3,它是一段eight-track輸送機(jī)的部分,稱為雜合- 國家的兩種不同類型的枷鎖,標(biāo)簽和力量。測試輸送含有共有26主要部分。圖9所示的是用于測試的測試輸送機(jī)在合作產(chǎn)品開發(fā)流程 公司。性能和效率的新測試方法的輸送機(jī)和它的重要的新零件進(jìn)行了光滑、無噪音的表演-通過觀察極佳的產(chǎn)品開發(fā)流程的空的塑膠喝瓶輸送鏈條。所有的器官和輸送系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)良好的靜動態(tài)性能充分展示功能。一個完整的成本分析在測試輸送機(jī)進(jìn)行了研究 為了衡量不同新與舊的設(shè)計(jì)也在組裝評價緩解和減少勞動expendi -真正的。部件數(shù)量,所用的原材料、生產(chǎn)成本進(jìn)行了計(jì)算和百分比等各個部分的存款每一部分和整體系統(tǒng)進(jìn)行測定。 圖8 圖9 8結(jié)果和討論 最關(guān)鍵的面積來查看是否考慮是新的支持通道的設(shè)置和滴盤中加入已經(jīng)執(zhí)行用較少的勞動消耗。注意的是,也已經(jīng)向 確保勞動者已經(jīng)工作有效地工作。 《紐約時報(bào)》用于組裝的輸送系統(tǒng)是在意料之中的對取決于心情的工人和其他外部前沿空中管制官-工具。但是努力達(dá)到盡可能密切的時間制造的輸送設(shè)備。一項(xiàng)研究揭示了證明成本分析的事實(shí):生產(chǎn)成本節(jié)約?40%或更多達(dá)到了 八改良設(shè)計(jì)部分節(jié)約成本實(shí)現(xiàn)了26%,34%在其他三個部分組成。 ?在高成本部分,最大的儲蓄為實(shí)現(xiàn)軸側(cè)架,還輥,腿集和支持穿條紋的。 ?的總費(fèi)用降低了19%的輸送機(jī)。 ?整體勞動力成本在裝配的輸送機(jī)降低了20%。 研究表明,該儲蓄完成主要輸送機(jī)的零件,達(dá)到或超過設(shè)計(jì) 不是設(shè)計(jì)專業(yè)。其中最主要的變化,這些變化輸送機(jī)系統(tǒng)的影響是設(shè)計(jì)的修訂側(cè)架的設(shè)計(jì)參數(shù),這也會影響到這些變化在其他地方,都是同盟。其次,發(fā)展支持新的M剖面的通道隨著標(biāo)準(zhǔn)磨損 條添加到巨大的成就在新的輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。完成從全新的設(shè)計(jì)減少了勞動也做出了重大影響成本和流水線上提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造。同時也注意到,它是由categorising間隔棒不同數(shù)量的軌跡im - 證明了選拔程序的設(shè)計(jì)。新輸送機(jī)制度已成為更經(jīng)濟(jì)且有效的成本和需求使用額外的增強(qiáng)材料被淘汰出局。 9結(jié)論 在設(shè)計(jì)和制造機(jī)械輸送系統(tǒng)-等方面,有相當(dāng)不足的研究工作的輸送機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化,特別是缺乏應(yīng)用技術(shù)來設(shè)計(jì)改進(jìn)在這樣的系統(tǒng)。在為了提高成本和訂貨至交貨的時間——在輸送系統(tǒng) 瞬變電磁法(tem)、一個完整的故障分析,這也是一種試輸送機(jī)等久了進(jìn)行評估的高消費(fèi)地區(qū)于輸送機(jī)馬努-成。分析運(yùn)用原則的支持 可制造性設(shè)計(jì),為提高面向裝配的設(shè)計(jì)在不犧牲的功能設(shè)計(jì)和運(yùn)行的系統(tǒng)。一種新的式輸送機(jī)設(shè)計(jì)提出了一種基于所有 建議的修改的自動調(diào)節(jié)式氣力輸送的組件。該建議驗(yàn)證了輸送系統(tǒng)以及在考試的時候所采用的合作公司。結(jié)果證明見sub - cessful與整體的儲蓄,在成本和19%下降20%總勞動成本。研究結(jié)果顯示,應(yīng)用DFMA的規(guī)則,設(shè)計(jì)和組裝的費(fèi)用的一個情結(jié) 像機(jī)械輸送系統(tǒng)為食品加工即可戲劇性的減少。 參考 1. Anderasen MM, Ahm T (1986) Flexible assembly system. Springer, Berlin Heidelberg New York 2. Ho JKL, Ranky PG (1994) The design and operation control of a recon- figurable ?exible material handling. Proceedings of 1994 Japan-USA Symposium of Flexible Automation, vol. 2, Kobe, Japan, pp 825-828 3. Ho JKL, Ranky PG (1997) Object oriented modelling and design of reconfigurable conveyors in ?exible assembly systems. Int J Comput Integr Manuf 10(5):360-379 4. Kusiak A (1990) Intelligent manufacturing systems. Prentice Hall, New York 5. Corbett J, Dooner M, Meleka J, Pym C (1991) Design for manufactur- ing: strategies principles and techniques. Addison-Wesley, UK 6. Mize JH, Glenn P (1989) Some fundamentals of integrated manufac- turing. International Industrial Engineering Conference Proceedings, Washington, DC, pp 546-551 7. Mize JH (1987) CIM-a perspective for the future of IE's. IIE Integrated Systems Conference Proceedings, Nashville, TN, pp 3-5 8. Boothroyd G, Dewhurst P (1988) Product design for manufacturing and assembly. Manuf Eng April:42-46 9. Bedworth DD, Henderson MR, Wolfe PM (1991) Computer integrated design and manufacturing. McGraw-Hill, Singapore 10. Abbas B (2001) An investigation into design and manufacturing of mechanical systems for food processing and beverage industry. Disser- tation, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia 炒栗栗子機(jī)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論…………………………………………………………………………………………1 1.1 概述:炒栗栗子機(jī)食品機(jī)械的應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀……………………………………1 1.2 炒栗栗子機(jī)的相關(guān)介紹、研制意義和目標(biāo)、未來的發(fā)展方向…………………………1 2 機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定………………………………………………………………… 3 2.1動力系統(tǒng)的擬定……………………………………………………………………………3 2.2傳動系統(tǒng)的擬定……………………………………………………………………………3 2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定……………………………………………………………………………3 3 工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動需求分析及初步設(shè)計(jì)………………………………………………………4 3.1模型的建立與分析……………………………………………………………………4 3.2 生產(chǎn)效率與成型盤的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………4 3.3 橫、豎蛟龍的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………5 3.4 供栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………6 3.5 出栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………6 4 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………………7 4．1 傳動比的分配……………………………………………………………………………7 4.2 蝸輪蝸桿傳動副的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………7 4.3 直齒圓錐齒輪傳動副的傳動設(shè)計(jì)………………………………………………………9 4.4 鏈傳動設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………11 4.5 出栗機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核……………………………………………………12 4.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核………………………………………………………13 5 分流軸及其附件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………15 5.1 分流軸的設(shè)計(jì)與校核……………………………………………………………………15 5.2 軸承的設(shè)計(jì)與校核………………………………………………………………………20 5.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)與校核……………………………………………………………………25 5.4 花鍵連接的設(shè)計(jì)與校核…………………………………………………………………28 6結(jié)論…………………………………………………………………………………………39 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………30 致 謝…………………………………………………………………………………………31 炒栗栗子機(jī)設(shè)計(jì) 1 緒論 1.1 炒栗栗子機(jī)(食品機(jī)械的應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀 炒栗栗子機(jī)(食品在我國歷史悠久，伴隨著幾千年的文明的發(fā)展已經(jīng)成為我國食品文化中的代表，如餃栗子、包栗子、餛沌是主食的一部分；湯圓、月餅、粽栗子是傳統(tǒng)節(jié)日中必不可缺的食物。如今，經(jīng)濟(jì)的迅速增長、人民生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對食品行業(yè)提出了新的要求。而本人認(rèn)為這些要求可以歸納為兩大類： 其一是食品的質(zhì)量：如食用口感、衛(wèi)生狀況、營養(yǎng)含量等。 其二便是食品供應(yīng)的速度。 而解決這兩個矛盾要求的辦法便是實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，通過機(jī)械動作可以極大程度的提高食品的生產(chǎn)率；采用環(huán)保的機(jī)械材料和嚴(yán)格的密封技術(shù)可以很好的保證食品衛(wèi)生；而合理的工藝編排更能改善食品的口感。 目前國內(nèi)外廠家在炒栗栗子機(jī)(食品機(jī)械化上的研究已經(jīng)取得了一定的成果,成功研發(fā)了餃栗子機(jī)、包栗子機(jī)、餛沌機(jī)、湯圓機(jī)、月餅機(jī)以及自動化程度更高的全自動萬能炒栗栗子機(jī)機(jī)。 因東西方飲食文化的差異，目前國外炒栗栗子機(jī)成型類機(jī)械主要為日本所生產(chǎn)，如日產(chǎn)的自動萬能炒栗栗子機(jī)機(jī)，其最大生產(chǎn)能力可達(dá)每小時8000個，且加工范圍極廣，能生產(chǎn)各式饅頭、包栗子、餃栗子、夾餡餅干、壽司、等等近百種產(chǎn)品，采用可拆卸料斗能實(shí)現(xiàn)快速更換餡料，內(nèi)置的無級變速調(diào)控裝置可以實(shí)現(xiàn)皮和餡的任意配比。廣泛用于各種帶餡食品的加工。 而國內(nèi)相關(guān)機(jī)械雖然在自動化和多功能方面較之日本產(chǎn)品還有一定的差距，但是通過改革開放以后二十余年的發(fā)展亦取得了很大的進(jìn)步。以上海滬信飲料食品機(jī)械有限公司生產(chǎn)的水餃機(jī)為例：配備1.1Kw的電動機(jī)，生產(chǎn)效率達(dá)每小時7000個。已相當(dāng)接近日產(chǎn)餃栗子機(jī)的生產(chǎn)水平。 1.2 炒栗栗子機(jī)的相關(guān)介紹、研制意義和目標(biāo)、未來的發(fā)展方向 1.2.1 炒栗栗子機(jī)的介紹 “炒栗栗子機(jī)”顧名思義是以機(jī)械動作代替手工操作來進(jìn)行炒栗栗子的機(jī)械。按照食品機(jī)械的分類應(yīng)屬于食品炒栗栗子機(jī)成型類機(jī)械，其能實(shí)現(xiàn)的功能均為通過機(jī)械動作將某一類帶餡并且有特定外型要求的食品生產(chǎn)出來。當(dāng)前該類機(jī)械中比較成熟的有餃栗子機(jī)、包栗子機(jī)、餛飩機(jī)、湯圓機(jī)。而其他特殊類型的食品炒栗栗子機(jī)成型機(jī)械一般通過借鑒以上四類機(jī)械的某些結(jié)構(gòu)并加以改良設(shè)計(jì)從而使之適應(yīng)本類食品生產(chǎn)加工的需求。本課題所設(shè)計(jì)的自動栗子機(jī)便屬于后者。 1.2.2 炒栗栗子機(jī)的研制意義和目標(biāo)及未來的發(fā)展方向 栗子是我的家鄉(xiāng)修水縣的一種特色小吃，以其獨(dú)特外型和口感在全縣乃至周邊地區(qū)博得人們的欣賞，但長期以來它只能通過手工生產(chǎn)，既費(fèi)時費(fèi)力，又難以保證衛(wèi)生，而且無法長期在常溫下保存。因此如果能研究開發(fā)一種能夠以機(jī)械動作代替人工勞動的機(jī)器，那么除了可以節(jié)約大量的時間、降低栗子的生產(chǎn)成本、提高利潤之外，更可以免除人們冬日里冒寒排隊(duì)購物之苦，一舉多得。 炒栗栗子機(jī)的初步目標(biāo)確定為能夠?qū)崿F(xiàn)栗子炒栗栗子機(jī)工藝的機(jī)械化。未來可在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)和擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)橫縱兩方向發(fā)展。即炒栗栗子全過程的無人干預(yù)自動化與多功能化。 2 機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定 2.1動力系統(tǒng)的擬定 動力系統(tǒng)可按原動機(jī)的類型分為電動式、氣動式、液壓式等。炒栗栗子機(jī)功率小、結(jié)構(gòu)較簡單、產(chǎn)品無嚴(yán)格精度要求，因此對動力源亦沒有過多限制，且通過從便捷性和適用性方面的考慮決定選用兩相或三項(xiàng)交流電動機(jī)作為動力輸出裝置。經(jīng)比較國內(nèi)眾多相關(guān)機(jī)械的電機(jī)型號及結(jié)合本設(shè)計(jì)自身特性，選用2.2Kw三相交流電動機(jī)Y112M-6。 2.2傳動系統(tǒng)的擬定 傳動系統(tǒng)按傳動件的不同可分為帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸輪蝸桿傳動、等幾大類。炒栗栗子機(jī)的傳動系統(tǒng)屬于復(fù)合傳動系統(tǒng)，綜合了鏈、齒輪、蝸輪蝸桿以及槽輪機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)傳動系統(tǒng)的最優(yōu)化。 具體傳動系統(tǒng)見下圖。 圖2-1 傳動系統(tǒng)圖 2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個大部分： 其一是實(shí)現(xiàn)餡料輸送的供餡機(jī)構(gòu)。即供栗機(jī)構(gòu)。 其二是實(shí)現(xiàn)輸送的供面機(jī)構(gòu)。分為橫、豎絞龍兩小部分。其中豎絞龍為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔充當(dāng)餡料輸送的通道，即餡管。 其三是整個設(shè)計(jì)的核心部分--成型機(jī)構(gòu)。由兩個同向運(yùn)動的成型盤構(gòu)成。 3 工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動需求分析及初步設(shè)計(jì) 3.1栗子模型的建立與分析 根據(jù)家鄉(xiāng)栗子的實(shí)物研究，初步選定: 使用體積測量功能測得栗子總體積為，其中空心部分(即餡部分)體積為，實(shí)心部分體積（即部分）。 3.2 生產(chǎn)效率與成型盤的設(shè)計(jì) 因本設(shè)計(jì)為地方特殊食品的生產(chǎn)機(jī)械，故沒有完善的理論計(jì)算方面的支持，因此在參考了國內(nèi)外眾多成型機(jī)械后擬定生產(chǎn)效率為個每小時，且由于成型盤每旋轉(zhuǎn)一周可生產(chǎn)栗子一個，故而確定成型盤的轉(zhuǎn)速為。 通過觀察手工炒栗子過程了解到速度越快越易成型，手工生產(chǎn)時速度大約為。因考慮到機(jī)器生產(chǎn)效率高的影響，決定將搓制速度提高一倍，初步確定為。 則成型盤的基礎(chǔ)直徑應(yīng)為，圓整后取。 3.3 橫、豎蛟龍的設(shè)計(jì)計(jì)算 橫、豎蛟龍的作用主要是輸送，即上述三維分析中的實(shí)心部分。 3.3.1 豎絞龍的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知每個栗子部分體積為, 栗子內(nèi)腔壁直徑，即豎絞龍螺旋管的外徑為，初步擬定豎絞龍的套筒內(nèi)徑為，螺旋帶厚度為，螺旋帶最外緣半徑，且忽略因螺旋帶扭曲所帶來的體積增加（即認(rèn)定每個導(dǎo)程內(nèi)螺旋帶所占體積近似為一個內(nèi)徑，外徑，厚度的圓環(huán)體所占的體積），則： 設(shè)豎絞龍的轉(zhuǎn)速與成型盤轉(zhuǎn)速相同，即豎絞龍每旋轉(zhuǎn)一周，垂直向下運(yùn)動一個導(dǎo)程，且該導(dǎo)程內(nèi)的恰好能供成型盤生產(chǎn)一個栗子，為。則螺旋管的導(dǎo)程可按下式近似計(jì)算: （3-1） 代入數(shù)據(jù)有: 考慮到壓實(shí)體積需要收縮,故將導(dǎo)程圓整為。 3.3.2 橫絞龍的設(shè)計(jì)計(jì)算 初選設(shè)計(jì)參數(shù)： 橫絞龍螺旋管外徑；橫絞龍導(dǎo)料槽內(nèi)徑；螺旋帶厚度；螺旋帶最外緣半徑；考慮到橫絞龍采用單端固定的形式，不適合承受過大彎矩，因此決定增大轉(zhuǎn)速縮小導(dǎo)程以減小作用在螺旋管上的徑向分力。擬定轉(zhuǎn)速為成型盤轉(zhuǎn)速的倍，即。 則有: 同理考慮到壓實(shí)體積需要收縮，將導(dǎo)程圓整為。 3.4 供栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 因?yàn)轲W料需要在底部搓制完成時方可送入，故需要間歇輸送，擬定采用槽輪機(jī)構(gòu)與雙滑片泵組合使用。輸送頻率在數(shù)值上等同于成型盤每秒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，即有Z=1Hz。 根據(jù)供栗機(jī)構(gòu)為雙滑片偏心泵的結(jié)構(gòu)可確定。 3.5 出栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 為了避免在搓制成型過程中產(chǎn)生撕裂，應(yīng)當(dāng)使面嘴轉(zhuǎn)速等于或接近于在成型盤中的轉(zhuǎn)速。設(shè)與成型盤之間沒有相對滑動，則轉(zhuǎn)速可由下式確定： （3-2） 給公式變形并代入數(shù)據(jù)有： 4. 傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4．1 傳動比的分配 4.1.1 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 Y112M-6型電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為。 4.1.2 傳動比的總體分配及各軸轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)總體傳動系統(tǒng)圖和各執(zhí)行部件所需的轉(zhuǎn)速可確定出各傳動部件的傳動比。 最大傳動比； 最小傳動比； 確定減速器的傳動比為； 確定錐齒輪副的傳動比為； 確定橫絞龍鏈輪副的傳動比為； 確定成型盤鏈輪副的傳動比為； 確定面嘴齒輪副的傳動比為； 確定豎絞龍齒輪副的傳動比為； 確定槽輪機(jī)構(gòu)的傳動比為； 列出各個軸的轉(zhuǎn)速： 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速； 蝸桿軸轉(zhuǎn)速； 蝸輪軸轉(zhuǎn)速； 分流軸轉(zhuǎn)速； 4.1.3 確定各個執(zhí)行部件所需的功率 根據(jù)各個執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動要求分配其所占的比例： 成型機(jī)構(gòu)40%； 橫絞龍 25%； 豎絞龍 15%； 出栗機(jī)構(gòu) 12%； 供栗機(jī)構(gòu) 8%。 4.2 蝸輪蝸桿傳動副的設(shè)計(jì) 4.2.1 設(shè)計(jì)要求 蝸桿要求右旋；輸入功率；輸入轉(zhuǎn)速；傳動比；工作時單向運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷較平穩(wěn)；要求累計(jì)工作時間不小于；可靠性要求一般；電動機(jī)驅(qū)動；工作環(huán)境通風(fēng)良好，減速器有效散熱面積A不小于；平均室溫；工作油溫不高于。 4.2.2 初選參數(shù)及材料 根據(jù)使用要求，選用ZA型阿基米德蝸桿，蝸桿頭數(shù)，對應(yīng)的蝸輪的齒數(shù)，變位系數(shù)，傳動效率,蝸輪使用系數(shù)，蝸輪動載系數(shù)，減速器散熱系數(shù)。 蝸桿材料：45鋼淬火，要求達(dá)到齒面硬度45HRC。 蝸輪材料：ZCuSn10P1離心鑄造。 疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù) 材料彈性系數(shù) 則有： 蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力； 蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力； 4.2.3 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)速系數(shù)； 壽命系數(shù)； 蝸輪材料許用接觸應(yīng)力： ； 蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力： ； 蝸桿轉(zhuǎn)矩； 蝸輪轉(zhuǎn)矩； 工作系數(shù) 4.2.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿副 根據(jù)設(shè)計(jì)公式有： （4-1） 據(jù)查表數(shù)據(jù)圓整，并查得；；。 計(jì)算可得： 蝸輪分度圓直徑：； 實(shí)際中心距：； 蝸桿速度：； 蝸桿齒頂圓直徑：； 蝸桿齒根圓直徑：； 導(dǎo)程角：； 導(dǎo)程角系數(shù)：； 當(dāng)量齒數(shù)：； 蝸輪輪齒齒形系數(shù)：； 螺桿螺紋部分長度：； 蝸輪喉圓直徑：； 蝸輪齒頂圓直徑：； 蝸輪齒根圓直徑：； 蝸輪輪緣寬度：，圓整取。 4.2.5 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和熱平衡 根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度校核條件有： （4-2） 可見齒根彎曲疲勞強(qiáng)度合格。 根據(jù)熱平衡計(jì)算條件有： （4-3） 可見減速器熱平衡條件亦滿足要求。 4.2.6 蝸輪蝸桿受力計(jì)算 ； ； 。 4.3 直齒圓錐齒輪傳動副的傳動設(shè)計(jì) 4.3.1 設(shè)計(jì)要求 輸入功率；輸入轉(zhuǎn)速；傳動比；工作時單向運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷較平穩(wěn)；要求累計(jì)工作時間不小于；可靠性要求一般。 4.3.2 初選參數(shù)及材料 工作載荷系數(shù)：、、； 壽命系數(shù)：、； 齒寬系數(shù)：； 分度錐角：； 齒形系數(shù)：； 應(yīng)力修正系數(shù)：； 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：； 最小安全系數(shù)：、； 錐齒輪選擇材料45鋼調(diào)質(zhì)，要求達(dá)到齒面硬度230HBS。 材料系數(shù)；、； 4.3.3 初步計(jì)算 許用齒面接觸應(yīng)力：； 許用齒根彎曲應(yīng)力：； 輸入轉(zhuǎn)矩： ； 工作系數(shù)：。 4.3.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)直齒圓錐齒輪傳動副 根據(jù)設(shè)計(jì)公式有： （4-4） 圓整后取； 選取模數(shù)：，齒數(shù)：； 錐距：； 齒寬：，圓整后??； 圓整齒寬系數(shù)：。 4.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)校核公式有： （4-5） 可見齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求。 4.3.6 圓錐齒輪受力計(jì)算 4.4 鏈傳動設(shè)計(jì) 4.4.1 橫絞龍鏈傳動設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動比。 橫絞龍鏈傳動采用單排滾栗子鏈結(jié)構(gòu)，查手冊可知需選用08A型滾栗子鏈，鏈節(jié)距。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動比可計(jì)算得。 鏈速：； 工作拉力：； 選取壓軸力系數(shù)； 軸壓力：。 4.4.2 成形機(jī)構(gòu)鏈傳動設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求：輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動比。 成形機(jī)構(gòu)鏈傳動亦采用單排滾栗子鏈結(jié)構(gòu)，查手冊可知需選用08A型滾栗子鏈，鏈節(jié)距。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動比可計(jì)算得。 鏈速：； 工作拉力：； 選取壓軸力系數(shù)； 軸壓力：。 4.5 出栗機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核 4.5.1 設(shè)計(jì)要求 輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動比，要求中心距，齒寬。 4.5.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計(jì)算 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： 初選模數(shù)，齒數(shù)；。 4.5.3 選擇參數(shù)與材料并進(jìn)行初步計(jì)算 工作系數(shù)：、、、。 壽命系數(shù)：、； 最小安全系數(shù)：、； 齒形系數(shù)：； 應(yīng)力修正系數(shù)：； 。 。 材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度要求達(dá)到230HBS； 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：； 材料系數(shù)：； 重合度系數(shù)：、 齒數(shù)比 、； 許用齒面接觸應(yīng)力：； 許用齒根彎曲應(yīng)力：； 4.5.4 校核齒輪強(qiáng)度條件 校核齒面解除疲勞強(qiáng)度條件： （4-6） 齒面解除疲勞強(qiáng)度合格。 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： （4-7） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件合格。 4.5.5 受力計(jì)算 4.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核 4.6.1 設(shè)計(jì)要求 輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動比，要求中心距，齒寬。 4.6.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計(jì)算 計(jì)算大小齒輪分度圓直徑： 初選模數(shù)，齒數(shù)；。 4.6.3 選擇參數(shù)與材料并進(jìn)行初步計(jì)算 工作系數(shù)：、、、。 壽命系數(shù)：、； 最小安全系數(shù)：、； 齒形系數(shù)：； 應(yīng)力修正系數(shù)：； 。 。 材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度要求達(dá)到230HBS； 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：； 材料系數(shù)：； 重合度系數(shù)：、 齒數(shù)比 、； 許用齒面接觸應(yīng)力：； 許用齒根彎曲應(yīng)力：； 4.6.4 校核齒輪強(qiáng)度條件 校核齒面解除疲勞強(qiáng)度條件： （4-8） 齒面解除疲勞強(qiáng)度合格。 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： （4-9） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件合格。 4.6.5 受力計(jì)算 5分流軸及其附件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 分流軸的設(shè)計(jì)與校核 5.1.1 設(shè)計(jì)要求 軸上分布有4個以鍵聯(lián)接的傳動件，位置已固定。軸末端加工成花鍵軸。軸靠三個軸承支撐固定。軸材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。各個軸端軸向尺寸如下圖（5-1）a所示。 5.1.2 分流軸扭矩圖的繪制 各軸段扭矩大小分別為： ；；；；。 扭矩圖如下圖（5-1）b。 圖5-1軸結(jié)構(gòu)簡圖及扭矩圖 5.1.3 計(jì)算初選軸徑 由扭矩圖上可見從左向右數(shù)第二鍵槽左側(cè)位置（設(shè)為位置1）與末端花鍵左側(cè)位置（設(shè)為位置2）受扭情況最壞，故以該兩位置（定位受扭危險(xiǎn)截面）扭矩大小計(jì)算初選軸徑。由于軸選用45鋼，確定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力系數(shù) （5-1） 。 考慮到軸上開鍵槽影響軸的強(qiáng)度，故將軸徑擴(kuò)大并圓整數(shù)據(jù)得。 。 考慮到軸徑太小不利于花鍵的加工，因此選取末端軸徑，為花鍵軸的大徑。 5.1.4 分流軸各段軸徑的確定 因軸段5需要安放軸承，故在軸段6的基礎(chǔ)上略微增大軸徑，確定該段軸徑為； 因軸段5上的軸承需要軸段4來進(jìn)行軸向定位，故確定軸段4軸徑為； 軸段1與軸段5同樣需要安放軸承，則該段軸徑亦為； 軸段2上開鍵槽以便安裝圓錐齒輪，且兼有給軸段1上軸承做軸向定位之功用，故確定該段軸徑為； 軸段3為錐齒輪定位軸環(huán)，尺寸選定為。 5.1.5 軸的受力分析 軸上所有力分布如下圖所示： 圖5-2軸受力示意圖 將所有受力情況繪制成如下三線表（5-1）： 表5-1軸受力狀態(tài)表（含未知數(shù)） 力名稱 力大小() 509.5 -1979.5 -509.5 -2341.5 115.3 316.7 289.7 795.8 11141.7 可見表中有7個未知數(shù)，而根據(jù)受力平衡可直接列出下列5個方程。故該結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)。需要根據(jù)軸承處（即3位置）撓度為0列變形協(xié)調(diào)方程方可求解出表中全部未知數(shù)。 受力平衡條件方程： （5-2） （5-3） （5-4） （5-5） （5-6） 其中（60為圓錐齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓半徑值）。 變形協(xié)調(diào)方程： （5-7） （5-8） 其中 ； （5-9） ； （5-10） ； （5-11） ； （5-12） 注：上述4式中x代表位置3至位置1的距離；l代表位置1至位置7的距離；a代表力或力矩的作用點(diǎn)至位置1的距離；b代表力或力矩作用點(diǎn)至位置7的距離；E為材料的彈性模量，I為材料截面的極慣性矩（為簡化計(jì)算過程，設(shè)各個軸徑極慣性矩I均相同）。 則有： 聯(lián)立方程 聯(lián)立方程 根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新繪制如下三線表： 表（5-2）軸受力狀態(tài)表 力名稱 力大小() 5.1.6 軸的校核 根據(jù)上節(jié)內(nèi)容繪制如下彎矩圖 圖（5-3）軸彎矩圖 確定危險(xiǎn)截面為4位置左側(cè)，復(fù)合彎矩大小為，該段軸徑為，鍵槽寬度，入軸深度，抗彎截面系數(shù)，許用彎曲應(yīng)力。 （5-13） 可見軸強(qiáng)度合格。 5.2 軸承的設(shè)計(jì)與校核 5.2.1 軸承的選擇 根據(jù)轉(zhuǎn)速及載荷初選1、3位置為圓錐滾栗子軸承，7位置為深溝球軸承。 根據(jù)各個軸徑選取具體軸承型號： 1、3位置選取圓錐滾栗子軸承329/32，7位置選取深溝球軸承6005。 5.2.2 1位置軸承的校核 徑向力 ；軸向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。 查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)； 當(dāng)量動載荷 軸承壽命。 軸承壽命要求合格。 5.2.3 3位置軸承的校核 徑向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。 查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)； 當(dāng)量動載荷 軸承壽命。 軸承壽命要求合格。 5.2.4 7位置軸承的校核 徑向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤滑方式：脂潤滑；基本額定動載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。 查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)； 當(dāng)量動載荷 軸承壽命。 軸承壽命要求合格。 5.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)與校核 5.3.1 鍵的選型 根據(jù)2、4、5、6位置軸徑大小選取鍵，2位置鍵尺寸；4、5、6位置鍵尺寸。 5.3.2 鍵的校核 材料選用：Q235鋼；許用壓強(qiáng)；；鍵校核公式： （5-13） 位置2鍵的校核：； ； 位置4鍵的校核：； ； 位置5鍵的校核：； ； 位置6鍵的校核：； ； 鍵強(qiáng)度要求均合格。 5.4 花鍵連接的設(shè)計(jì)與校核 根據(jù)軸末端尺寸查表可得花鍵尺寸為，最小接觸長度；校核參數(shù)；；許用壓強(qiáng)。 花鍵強(qiáng)度要求合格。 6 結(jié)論 本設(shè)計(jì)是以家鄉(xiāng)實(shí)情為出發(fā)點(diǎn)，在參考國內(nèi)外各種類似機(jī)械的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和成型原理后設(shè)計(jì)而成，其作用為以機(jī)械動作替代手工勞動來生產(chǎn)栗子。使之成為一能實(shí)現(xiàn)特定功能動作的機(jī)械實(shí)體。由于該次設(shè)計(jì)為僅為畢業(yè)設(shè)計(jì)，無論是時間方面還是設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)方面均有很大的欠缺，設(shè)計(jì)內(nèi)容亦不甚完善，較之國內(nèi)外主流類似產(chǎn)品有很大差距。亦望本設(shè)計(jì)中失誤之處能得到師長或同行的不吝指正，甚為感謝。 參考文獻(xiàn) 1 普通圖書 [1] 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