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徐州工程學院畢業(yè)設計(論文)
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摘要
本產品適用于新型食品加工行業(yè)。由于傳統(tǒng)手工穿串不衛(wèi)生、人員不穩(wěn)定、人工在穿插不注意時很容易穿到手上發(fā)生危險、產量不高，所以研制一種手動穿插機構代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工，提高工作效率降低勞動強度。
本文介紹傳動系統(tǒng)和進給機構設計方案的選定，并對所用的齒輪傳動和鏈傳動進行了詳細計算，對彈簧、齒輪、鏈輪和軸進行強度、剛度的校核計算。
本產品采用同步鏈達到供料和穿插動作同步，實現(xiàn)穿插動作的完成。
本機構是在食品裝料機械的基礎上設計的。此機構具有結構簡單、體積小、成本低等優(yōu)點。
關鍵詞 穿插機械；鏈傳動；食品加工
Abstract
This product is suitable the new food processing profession. Because the tradition puts on the sting not health,the personnel is not stably,the man-power when interludes dose not pay attention is very easy to be danger,the out put is not to be higher, therefore develops one kind of manual interludes organization to replace the traditional manual enhancement working efficiency to reduce the labor intensity.
This article introduced that the transmission system and the feed system design proposal’s designation,and to the gear drive which and the chain drive used has carried on the detailed computation,to the springing, the gear,the chain wheel and the axis carried on the intensity,the rigidity examination computation.
This produce uses the synchronized chain to achieve for the material and the interludes movement synchronization,realizes interludes movement completion.
This organization is in food feed in machinery’s foundation to design,this organization has the structure to be simple,the volume is small,cost low and otherwise merit.
Keywords Insertes machinery Chain drive Food processing
II
徐州工程學院畢業(yè)設計(論文)
目 錄
1 緒論……………………………………………………………………………………………1
2 方案的設計及其論證…………………………………………………………………………2
2.1 穿串工作的現(xiàn)狀…………………………………………………………………………2
2.2 手工穿串存在的問題……………………………………………………………………2
2.3 方案設計…………………………………………………………………………………2
2.4 優(yōu)點和缺點………………………………………………………………………………2
2.4.1 優(yōu)點 …………………………………………………………………………………2
2.4.2 缺點 …………………………………………………………………………………2
3 傳動機構設計 ………………………………………………………………………………3
3.1 傳動系統(tǒng)的選擇…………………………………………………………………………3
3.2 齒輪傳動的設計…………………………………………………………………………3
3.2.1 選擇齒輪材料 ………………………………………………………………………4
3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計計算 ……………………………………………………4
3.3 鏈輪、鏈條的設計及潤滑 ………………………………………………………………7
3.3.1 鏈條的設計計算 ……………………………………………………………………7
3.3.2 鏈輪的設計計算 ……………………………………………………………………8
3.3.3 鏈傳動的潤滑………………………………………………………………………10
3.4 軸承的選定……………………………………………………………………………10
3.5 軸承的潤滑……………………………………………………………………………11
3.5.1 軸承潤滑的作用……………………………………………………………………11
3.5.2 脂潤滑和油潤滑的比較……………………………………………………………11
3.5.3 脂潤滑………………………………………………………………………………12
3.5.4 潤滑脂的選擇………………………………………………………………………12
3.5.5 油潤滑………………………………………………………………………………12
3.5.6 潤滑劑的補充與更換………………………………………………………………13
3.5.7 軸承的密封…………………………………………………………………………13
4 振動系統(tǒng)的設計 ……………………………………………………………………………14
4.1 振動系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀………………………………………………………………14
4.2 彈簧的設計……………………………………………………………………………17
4.2.1 計算彈簧的直徑……………………………………………………………………17
4.2.2 彈簧的強度計算……………………………………………………………………18
4.2.3 彈簧的剛度計算……………………………………………………………………19
4.2.4 彈簧的穩(wěn)定性計算…………………………………………………………………19
4.3 凸輪機構的設計………………………………………………………………………19
4.3.1 圓柱凸輪機構在自動機械中的作用………………………………………………19
4.3.2 凸輪機構的組成……………………………………………………………………20
4.3.3 凸輪機構的分類……………………………………………………………………20
4.3.4 凸輪機構的特點……………………………………………………………………21
4.3.5 凸輪機構輪廓曲面的通用計算…………………………………………………22
4.3.6 圓柱凸輪機構輪廓曲面參數(shù)的求解……………………………………………22
4.3.7 圓柱凸輪分度機構的設計參數(shù)選擇……………………………………………24
5 軸的設計 ……………………………………………………………………………………28
5.1 軸的設計步驟 …………………………………………………………………………28
5.2 基于疲勞強度的安全系數(shù)約束 ………………………………………………………29
5.3 基于靜強度的安全系數(shù)約束………………………………………………………30
5.4 初步確定軸的最小直徑………………………………………………………………31
5.5 軸的結構設計 …………………………………………………………………………31
5.6 按彎扭合成應力校核軸的強度 ………………………………………………………32
結論 ……………………………………………………………………………………………35
致謝 ……………………………………………………………………………………………36
參考文獻 ………………………………………………………………………………………37
附錄 ……………………………………………………………………………………………38
附錄 1………………………………………………………………………………………38
53
1 緒論
1.1 序言
畢業(yè)設計是培養(yǎng)我們理工科學生的一個實踐性教學環(huán)節(jié)，也是最后一個教學環(huán)節(jié)，它是在我們學完了全部基礎課、技術基礎課及專業(yè)課后，并在一些課程設計基礎上，到工廠進行參觀實習，搜集原始資料之后，進行的一次大規(guī)?；局R和基本技能的全面的、系統(tǒng)的設計。
設計的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應用所學基本知識和基本技能去分析和解決專業(yè)范圍內的一般工程技術問題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設計思想、掌握工程設計的一般程序、規(guī)范和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運用資料的能力。通過畢業(yè)設計，進一步鞏固、擴大和深化我們所學的基本理論、基本知識和基本技能，提高我們設計、計算、制圖、編寫技術文件，正確使用技術資料、標準手冊等工具書的獨立工作能力。通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)我們嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，樹立正確的生產觀、經濟觀和全局觀，從而實現(xiàn)我們向工程技術人員的過度，同時學會調查、研究、收集技術資料的方法。
在制造業(yè)信息化環(huán)境中，工藝設計是生產技術準備工作的第一步，工藝規(guī)程是進行工裝設計制造和決定零件加工方法與加工路線的主要依據，它對組織生產、保證產品質量、提高勞動生產率、降低成本、縮短生產周期及改善勞動條件等都有直接的影響，是生產中的關鍵工作。工藝知識是制造企業(yè)中重要的知識資源之一，是使產品設計變?yōu)槌善返恼麄€制造過程中的基礎資源，它對保證產品質量以及提高企業(yè)經濟技術效益具有十分重要的作用。
隨著國民經濟的發(fā)展，工程機械的應用越來越多，因為工程機械能夠代替工人從事重體力勞動。使用工程機械的優(yōu)點有很多，如工程機械的適應能力很強，一般不受氣候影響，工程機械可以不需要休息，工作效率高，工程機械動力強勁等。但是工程機械一般只注重實用性，而舒適性大都會被忽略。而由于社會的進步，國家對工人的工作條件日益關注（工人在工作條件惡劣的情況下，一般工作效率都比的低，）。所以開發(fā)一些能改善工人工作條件的產品上很有必要的。而本課題也正是從這一方面考慮的。
當前，社會經濟正經歷著從工業(yè)經濟向知識經濟轉變的過程，知識正在成為生產力要素中最活躍、最重要的部分。相信通過這次設計，使我的知識積累達到了一個新的層面！
2 方案的設計和論證
2.1 穿串的現(xiàn)狀
到目前為止都是用手工穿制的，速度慢工作效率低，直接影響產量。我們迫切需要解決這一個難題。隨著一些廠家研制出一系列的自動穿串機械。在很大程度上解決一些問題。但是，自動穿串機都存在著體積大，成本高，結構復雜的特點。僅僅適用于一些規(guī)模較大的食品廠家。所以在很大程度上在市場上還是采用手工穿制。
2.2 手工穿串存在的問題
人工穿制主要的存在一系列的問題，例如：
1、不衛(wèi)生。
2、人員不穩(wěn)定，影響產量。
3、人工在穿插不注意時很容易穿到手上發(fā)生危險。
4、產量不高。
2.3 方案設計：
整體設計：本產品包括：動力輸入設備、輸送設備、震動設計、穿插設備、傳動設備等。
動力輸入：本產品采用人工手搖輸入動力 。按一個正常的工人體能可輸入196N 的力。
傳動設備：本產品通過人工手搖動一個搖柄，帶動Z1 齒輪。按傳動比為68/22 大小，帶動Z2齒輪工作。
輸送設備：本產品采用齒輪和鏈輪同軸實現(xiàn)同步，同過輸送鏈來實現(xiàn)輸送。在工作過程中一頂要保證輸送竹簽和面團同步，一一對應。
震動設計：本產品的料從漏斗下來時，為了保證在下料過程中不發(fā)生堵塞情況發(fā)生，采用凸輪震動來保證。
穿插設備：在本產品中關鍵在實現(xiàn)穿插動作。采用斜插入式，在設備的中部用一光軸當著軌道。下端和Z2 齒輪用一彎桿相連接。保證穿插機構和傳動設備同步。此設備采用兩邊對插，相差半個周期。
2.4 優(yōu)點和缺點
2.4.1 優(yōu)點：
1、結構簡單，成本低，體積??；
2、操作方便，工作安全；
3、噪音小
4、操作部位適應人體生理條件，維修方便；
2.4.2 缺點：有輕微的沖擊
3 傳動機構設計
3.1 傳動系統(tǒng)的選擇
根據上一章的方案選擇，本系統(tǒng)采用齒輪傳動和鏈傳動，傳動系統(tǒng)簡圖(簡單的原理)如圖3-1 所示：
圖3-1傳動系統(tǒng)簡圖
本產品通過人工手搖動一個搖柄，帶動Z1 齒輪。按傳動比為68/22 大小，帶動Z2 齒輪工作。在和同軸上是三對鏈輪，分別有來帶動三條傳輸鏈。每個鏈輪的大小和齒數(shù)完全相同。在Z1 齒輪轉動時，帶動Z2齒輪的轉動同時帶動O1 軸上的三個鏈輪轉動，實現(xiàn)同步運動。達到穿插的同步。在Z2 齒輪上有一銷釘帶動彎桿1，作扇形運動。拉動推進機構1 作來回往復運動，完成穿插動作。在O1 軸的另一端也用同樣的Z2齒輪，帶動彎桿2 完成推進機構2 的穿插動作。彎桿1 和彎桿2 和Z2 齒輪和齒Z2齒輪在連接時要相差半個周期。實現(xiàn)相互穿插。在推進機構1 完成穿插動作時，推進機構2 已經開始穿插。當推進機構2 完成時，推進機構1 也已經準備穿插。
3.2 齒輪傳動的設計
齒輪傳動的適用范圍很廣，傳遞功率高。其主要優(yōu)點工作可靠，使用壽命長；瞬間傳動比為常數(shù)；傳動效率高；結構緊湊；功率和速度適用范圍廣泛等。齒輪傳動應滿足：
1 傳動平穩(wěn)：要求瞬時傳動比不變，盡量減小沖擊；
2 承載能力高：要求在尺寸很小，重量輕的前提下，齒輪的強度高，耐磨性好，在預定的使用期間內不出現(xiàn)斷齒等失效情況。
3.2.1 選擇齒輪材料
查閱《機械設計工程學1》（中國礦業(yè)大學出版社）（以下稱為《機械設計1》）表8-17：齒輪選用45號鋼調質，表面淬火。HBS=245-275
3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計計算
采用硬齒面，非對稱分布。查《機械設計1》的表8-23 得齒寬系數(shù)
=0.4 齒輪齒數(shù)在推薦值20 到40 中選取 =22
齒輪模數(shù)m可由《機械傳動裝置設計手冊》(上冊，卜炎主編)查得。 m=3
齒輪分度圓直徑
固圓周速度
參考《機械設計1》表8-14和表8-15選取
齒輪的齒距