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本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目 巧克力糖包裝機(jī)設(shè)計 系 別 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 職 稱  摘 要 科技的快速發(fā)展對社會的方方面面都產(chǎn)生的深遠(yuǎn)的影響。機(jī)械化和自動化設(shè)備的普遍應(yīng)用，使包裝行業(yè)從以前的單純手工包裝轉(zhuǎn)換成機(jī)械自動化包裝。這樣不僅降低了工人的勞動強(qiáng)度，而且使產(chǎn)品包裝的更美觀和衛(wèi)生。因此傳動系統(tǒng)對一個機(jī)械設(shè)備很重要，它不僅是設(shè)備的核心，保證機(jī)器正常運(yùn)行，還是給執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳遞動力的重要部分。 本次畢業(yè)設(shè)計,決定設(shè)計一種巧克力包裝機(jī)的傳動系統(tǒng)。該機(jī)主要包括箱體、主電機(jī)、減速器、傳動主軸、槽輪機(jī)構(gòu)、鏈輪及錐齒輪。此包裝機(jī)的傳動系統(tǒng)工作原理：電動機(jī)帶動帶輪轉(zhuǎn)動，將轉(zhuǎn)速和動力沿著減速器、鏈輪輸送到第一傳動軸，再經(jīng)過錐齒輪傳動傳遞到第二傳動軸，經(jīng)過槽輪傳動到第三傳動軸。本包裝機(jī)可完全實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)行，同現(xiàn)代機(jī)械相比較，本機(jī)器具有連續(xù)性好、容易維修、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：自動化； 現(xiàn)代化； 減速器； 機(jī)械化 ABSTRACT The rapid development of science and technology in all aspects of society will have a profound effect. The universal application of mechanization and automation equipment, the packaging industry conversion from the previous simple manual packaging packaging machinery automation. This not only reduces the labor intensity of workers, but also make the product packaging more beautiful and health. It is very important to a transmission system of mechanical equipment, it is not only the core equipment, ensure the normal operation of the machine, or to an important part of actuator power transmission. This graduation design, the decision of transmission system design of a chocolate packaging machine. This machine mainly comprises a box body, a main motor, speed reducer, transmission shaft, Geneva mechanism, sprocket and bevel gear. The transmission system working principle of the packaging machine: the motor drives the belt wheel, the speed and power along the reducer, transported to the first sprocket drive shaft, through the bevel gear transmission to the second drive shaft, the drive shaft third to drive sheave. The packaging machine can be fully automated operation, compared with the modern machine, this machine has the advantages of good continuity, easy repair, simple operation etc.. Key words:automation; modernization; reducer; mechanization 目 錄 1緒論 1 1.1包裝機(jī)械介紹 1 1.1.1包裝機(jī)械發(fā)展過程 1 1.1.2包裝的分類及作用 1 1.1.3包裝機(jī)械的組成 2 1.1.4包裝機(jī)械的特點(diǎn) 2 1.2包裝機(jī)發(fā)展趨勢 3 1.3我國包裝技術(shù)與國外先進(jìn)包裝技術(shù)的差距 3 2巧克力包裝機(jī)的傳動系統(tǒng) 4 2.1電動機(jī)的選擇 4 2.2傳動方案的確定 5 2.3各級傳動比的確定 6 3帶傳動的設(shè)計 6 3.1帶傳動的特點(diǎn) 6 3.1.1帶傳動的優(yōu)點(diǎn) 6 3.1.2帶傳動的缺點(diǎn) 6 3.2帶輪的設(shè)計 6 4鏈傳動的設(shè)計 8 4.1鏈傳動的特點(diǎn) 8 4.1.1鏈傳動的優(yōu)點(diǎn) 8 4.1.2鏈傳動的缺點(diǎn) 8 4.2鏈傳動設(shè)計過程 8 4.2.1鏈輪齒數(shù)z1和z2 8 4.2.2確定計算功率 8 4.2.3確定鏈節(jié)距p 9 4.2.4計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 9 4.2.5計算鏈速v，確定潤滑方式 9 4.2.6計算壓軸力Fp 9 5錐齒輪傳動的設(shè)計 10 5.1確定齒輪類型、精度等級、齒數(shù)及材料 10 5.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 10 5.2.1確定上式中各參數(shù) 10 5.2.2計算 11 5.2.3幾何尺寸的計算 11 6巧克力包裝機(jī)的槽輪設(shè)計 12 7結(jié)論 14 參考文獻(xiàn) 15 致 謝 16 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院2015屆畢業(yè)設(shè)計 1緒論 1.1包裝機(jī)械介紹 能完成全部或部分產(chǎn)品包裝過程的機(jī)械叫包裝機(jī)械。此外充填、裹包、封口、清洗、拆卸、堆碼、計量或在包裝件上蓋印等主要工序也屬于包裝過程。使用機(jī)械包裝產(chǎn)品不僅可以提高生產(chǎn)效率，減輕員工勞動強(qiáng)度，還可以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并使產(chǎn)品干凈衛(wèi)生等。[1] 1.1.1包裝機(jī)械發(fā)展過程 隨著新包裝材料的出現(xiàn)，包裝機(jī)械也應(yīng)運(yùn)而生，包裝技術(shù)也不斷的創(chuàng)新發(fā)展。中國發(fā)明的造紙術(shù)，為以紙為包裝材料的出現(xiàn)提供了條件。1850年世界紙價大跌，食品開始用紙來包裝。1852年美國的沃利發(fā)明出制紙袋機(jī)，紙制品機(jī)械從此誕生。世界上首個包裝機(jī)械廠是德國在1851年建立的， 1911年生產(chǎn)出了全自動成形充填封口機(jī)。中國包裝機(jī)械起步較晚，歷經(jīng)多年的發(fā)展，包裝機(jī)械已成為我國機(jī)械工業(yè)中十大行業(yè)之一。隨著中國包裝工業(yè)不斷的快速發(fā)展，有些包裝機(jī)械不僅在國內(nèi)暢銷，而且部分產(chǎn)品還有出口海外。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，中國包裝機(jī)械品種只有1000多種，缺少精度高和大型化量產(chǎn)產(chǎn)品，配套數(shù)量少，無法滿足市場需求；從產(chǎn)品質(zhì)量看，我國生產(chǎn)的包裝機(jī)械產(chǎn)品性能低，穩(wěn)定性和可靠性差、外觀造型不夠美觀、表面處理粗糙，許多元器件壽命短，質(zhì)量差、可靠性差；從企業(yè)狀況看，國內(nèi)包裝機(jī)械行業(yè)缺少生產(chǎn)規(guī)模大、高檔次產(chǎn)品的龍頭企業(yè)；從產(chǎn)品開發(fā)看，中國缺少自行開發(fā)能力，主要靠仿制生產(chǎn)。[1] 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，包裝機(jī)械不僅在流通領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用，同時對包裝材料和包裝設(shè)備要求也越來越高。包裝機(jī)械的競爭日益激烈，而且越來越朝著高度自動化、智能化、多功能、低消耗發(fā)展。[2]國外包裝和食品機(jī)械水平高的國家主要有德國、美國、意大利、日本和英國等。其中，德國的包裝機(jī)械在設(shè)計、制造材料等方面都處于領(lǐng)先地位。 1.1.2包裝的分類及作用 包裝的分類有很多種。 表1 包裝的分類 分類方式 舉例 按產(chǎn)品內(nèi)容 食品類、煙酒類、化裝品類、醫(yī)藥類、文體類、工藝品類、化學(xué)品類等 按包裝材料 紙包裝、金屬包裝、玻璃包裝、木包裝、陶瓷包裝、塑料包裝等 續(xù)表1 分類方式 舉例 按產(chǎn)品性質(zhì) 商業(yè)包裝、儲運(yùn)包裝、軍需品包裝等 按包裝容量 小包裝、中包裝、大包裝 按包裝方式 高陰隔包裝、防銹包裝、抗靜電包裝、防水防潮包裝等 包裝的主要目的在于保護(hù)產(chǎn)品的使用價值。此外，包裝還具有美化、推銷、吸引顧客的作用。包裝加工是產(chǎn)品在生產(chǎn)中的最后環(huán)節(jié)，也是提高產(chǎn)品的商品價值不可忽視的重要環(huán)節(jié)。 1.1.3包裝機(jī)械的組成 包裝機(jī)械主要由驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)等組成，根據(jù)其工作原理和性能特征可將其分為八個組成部分。 （1）包裝材料的整理與供送系統(tǒng)； （2）被包裝物品的供應(yīng)和系統(tǒng)； （3）主傳送系統(tǒng)； （4）包裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)； （5）成品輸出機(jī)構(gòu)； （6）動力機(jī)與傳動系統(tǒng)； （7）控制系統(tǒng)； （8）機(jī)身。 1.1.4包裝機(jī)械的特點(diǎn) （1）種類繁多。不同種類的包裝機(jī)械在原理與結(jié)構(gòu)上有很大的不同，即使是能夠完成同樣包裝功能的機(jī)械，其工作原理和結(jié)構(gòu)也可能不同。 （2）更新?lián)Q代快。隨著社會的發(fā)展，對包裝機(jī)械的要求也越來越高，包裝機(jī)械也朝著高速化和精密化發(fā)展，因此零部件容易疲勞磨損，所以更新?lián)Q代快。 （3）控制要求高。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、包裝工藝動作配合要求高的包裝機(jī)械，其自動控制不僅直接影響自身的結(jié)構(gòu)、 工作可靠性，還影響包裝后的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和操作環(huán)境等。因此對包裝機(jī)械的控制要求較快高。[3] （4）多動能性。包裝機(jī)械是生產(chǎn)數(shù)目有限的專業(yè)機(jī)械，為提高生產(chǎn)效率、方便制造和維修、控制智能化、模組化、結(jié)構(gòu)高精度化。 1.2包裝機(jī)發(fā)展趨勢 目前，包裝機(jī)械水平高的國家主要有美國、德國、意大利、日本和英國。而德國的包裝機(jī)械在設(shè)計、制造和技術(shù)性能等方面，都居于世界首位。 德國包裝機(jī)械設(shè)計部門和制造廠商，為適應(yīng)市場的需求，采取了如下措施： （1）提高自動化程度 前幾年，自動化技術(shù)只占包裝機(jī)械設(shè)計的30%左右，目前已達(dá)50%以上，并且大量使用機(jī)電一體化和電腦控制，其目的：一是為了為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；二是為了提高生產(chǎn)率；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜包裝動作的能力。 （2）提高生產(chǎn)效率，降低成本，更好的滿足生產(chǎn)要求 提高機(jī)器轉(zhuǎn)速可以降低單件生產(chǎn)成本，但廠房使用面積會隨之增加。另外，電動機(jī)轉(zhuǎn)速也是有限度的，所以不能想多快就多快。除了提高轉(zhuǎn)速可以提高生產(chǎn)率，還有其他三個辦法解決：①降低廢品率，提供故障分析系統(tǒng)。②采用連續(xù)工作或多頭工作方式。③使產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械和包裝機(jī)械合為一體。 （3）市場產(chǎn)品變化多樣，柔性和靈活性更好的設(shè)備很重要 包裝機(jī)械的靈活性和柔性主要表現(xiàn)在以下三個方面：① 量的靈活性。既能包裝單件產(chǎn)品，也能對批量的產(chǎn)品進(jìn)行包裝。②包裝機(jī)構(gòu)造的靈活性。整個包裝機(jī)采用單元組成，更換部分單元后，也能適應(yīng)產(chǎn)品的變化。③供貨的靈活性。 （4）提供成套設(shè)備 德國的包裝機(jī)械，在以用戶需求為前提下，為生產(chǎn)廠家提供完整的結(jié)構(gòu)性及經(jīng)濟(jì)性的系統(tǒng)方案，并用計算機(jī)仿真技術(shù)演示給用戶看，征求用戶意見后進(jìn)行修改，以滿足用戶需求。在為用戶提供流水線生產(chǎn)設(shè)備時，無論是技術(shù)和附加值高的設(shè)備，還是結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備，都配套要求。[2] （5）普遍使用計算機(jī)仿真設(shè)計技術(shù) 新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短，德國包裝機(jī)械設(shè)計大部分采用了計算機(jī)仿真技術(shù)，即將各種機(jī)器元素和圖紙數(shù)字化后以數(shù)據(jù)庫方式存入計算機(jī)，計算機(jī)即可自動顯示出直觀逼真的三維模型。再把實(shí)際生產(chǎn)時的數(shù)據(jù)和指標(biāo)以及可能發(fā)生的故障輸進(jìn)去，計算機(jī)三維模型就可以仿照真實(shí)工作情況進(jìn)行操作，演示出生產(chǎn)率和廢品率的情況，客戶根據(jù)顯示屏上顯示的曲線一目了然，并可根據(jù)客戶的意見修改模型。 1.3我國包裝技術(shù)與國外先進(jìn)包裝技術(shù)的差距 我國的食品包裝設(shè)備和國外的先進(jìn)的包裝設(shè)備相比，存在一些差距，綜合來說，國際先進(jìn)包裝設(shè)備比我國包裝設(shè)備先進(jìn)之處體現(xiàn)在以下六點(diǎn)： （1）靈活性強(qiáng)。只對同一種加工設(shè)備進(jìn)行簡單操作，就能改變包裝方式和種類，這一功能對小批量生產(chǎn)、多品種的市場需求非常有效。 （2）高精度、高效且高速。機(jī)器不僅能高速穩(wěn)定的工作，還能的減少空閑時間（如換料、維修等），如此就提高了工作效率。 （3）安全、節(jié)能且環(huán)保。這不僅能保護(hù)設(shè)備和操作人員的安全，同時能節(jié)能減排，使對環(huán)境的不利影響降到最低。[3] （4）互聯(lián)性強(qiáng)。把單機(jī)連成整線，不僅方便管理，還易于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、統(tǒng)計和分析。 （5）機(jī)器的控制軟件可容易地進(jìn)行維護(hù)和修改。標(biāo)準(zhǔn)化后的控制軟件，使控制程序結(jié)構(gòu)清晰、易讀性強(qiáng)和容易理解，可方便地對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和升級。 （6）故障自動診斷和恢復(fù)。該功能的實(shí)施不僅可減少排除故障時間，還能降低人員培訓(xùn)費(fèi)用。 2巧克力包裝機(jī)的傳動系統(tǒng) 根據(jù)巧克力的包裝步驟和工藝的具體要求，確定如圖1所示的傳動系統(tǒng)。 圖1巧克力包裝機(jī)的傳動系統(tǒng) 1—電動機(jī) 2—傳送帶 3—減速器 4—錐齒輪 5—鏈 6—盤車手輪 7—送糖盤 8—接糖桿 9—頂糖桿 10—機(jī)械手 11—槽輪機(jī)構(gòu) 電動機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min，功率為4kW,總傳動比i總=10.7～20，取i總=20。 2.1電動機(jī)的選擇 包裝機(jī)械中常用的電機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min，由于整個載荷比較小，所以綜合考慮最終選用Y112M-4型三相異步電動機(jī)，電壓為380V，功率為4Kw，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min，根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速及效率要求確定各級傳動比。電動機(jī)的外形圖及尺寸見表2、表3和圖2。 圖2 Y112M-4型三相異步電動機(jī) 表2 電動機(jī)安裝尺寸 安裝尺寸 D(j6) E F(N9) G M N(j6) P R S T 19 40 6 15.5 165 130 200 0 12 3.5 表3 電動機(jī)外形尺寸 外形尺寸不大于 AC AD AE L 175 120 110 300 2.2傳動方案的確定 先由電動機(jī)動力輸入，經(jīng)過一帶輪傳動減速，再經(jīng)過一單極圓柱齒輪減速器降速，再經(jīng)過一鏈傳動將動力傳入第一傳動軸，經(jīng)過2對錐齒輪傳動將動力傳入第二傳動軸，再經(jīng)過2對槽輪機(jī)構(gòu)將動力傳入第三傳動軸。 2.3各級傳動比的確定 電動機(jī)經(jīng)過帶輪、減速器和鏈輪減速，減速器選用傳動比i減=3的單極圓柱齒輪減速器，電動機(jī)與減速器選擇皮帶連接，其傳動比i帶=2，鏈輪的傳動比i鏈=3。 3帶傳動的設(shè)計 3.1帶傳動的特點(diǎn) 3.1.1帶傳動的優(yōu)點(diǎn) 帶傳動具有傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜和緩沖吸震的特點(diǎn)。但機(jī)器過載時，帶子會發(fā)生打滑現(xiàn)象，防止零件損壞。 3.1.2帶傳動的缺點(diǎn) 帶傳動不能保證準(zhǔn)確傳動比，傳動效率低，帶壽命短。在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時，外廓尺寸比嚙合傳動尺寸大。帶傳動需要張緊，因此作用在軸和軸承上的載荷大。 3.2帶輪的設(shè)計 （1）確定帶的計算功率Pca 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得，帶的工作情況系數(shù)KA=1.1，故 Pca=KAP=1.1×4=4.4KW （公式3-1） （2）選擇V帶的帶型 根據(jù)計算功率Pca和小帶輪轉(zhuǎn)速n1，從《機(jī)械設(shè)計》選擇普通V帶的帶型。選擇A型帶。 （3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 由《機(jī)械設(shè)計手冊》[7]，取主動輪基準(zhǔn)直徑dd1=90mm。 （4）計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由dd2=idd1計算，并根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》，確定dd2=2×90=180mm。 V1=πdd1n160×1000=6.59m/s V2=πdd2n260×1000=6.59m/s （公式3-2） 所以帶的速度合適。 （5）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度Ld 根據(jù)公式 0.7（dd1+dd2）≤a0≤2（dd1+dd2） （公式3-3） 初步確定中心距a0=400mm。 相應(yīng)的帶長 Ld0=2a0+π2 (dd1+dd2)+(dd2-dd1)24a0=2×300+π2(80+160)+ (160-80)24×300=1229.1mm （公式3-4） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》，確定帶的基準(zhǔn)長度Ld=1250mm。 計算實(shí)際的中心距 a=a0+Ld-Ld02=300+990-982.32=410.45mm （公式3-5） 圓整取a=410mm。 （6）驗(yàn)算小帶輪上的包角α1 α1=180o-(dd2-dd1) 57.3oα =167.4o＞120o （公式3-6） 主動輪上的包角合適。 （7)確定帶的根數(shù) 由 Z=Pca(P0+?P0)KαKL （公式3-7） 又n1=1400 r/min 、dd1=90mm、i=2,查《機(jī)械設(shè)計》得P0=1.07 kw，△P0=0.17 kw 查《機(jī)械設(shè)計手冊》得 包角系數(shù)Kα=0.96，長度系數(shù)KL=0.93，則 Z=4.41.07+0.17×0.96×0.93=3.97 （公式3-8） 取Z=4根。 （8）確定帶的初拉力F0 由公式 F0=500pcavz〔2.5Kα-1〕+qv2 （公式3-9） 查《機(jī)械設(shè)計手冊》得，q=0.105kg/m， 故 F0=500×4.46.59×4｛2.50.96-1｝+0.105×6.592=138.44N （公式3-10） （9）計算帶傳動的壓軸力Fp Fp=2zF0sinα2=2×4×138.44×sin167.42=998.32N （公式3-11） (10)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖3 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 4鏈傳動的設(shè)計 4.1鏈傳動的特點(diǎn) 4.1.1鏈傳動的優(yōu)點(diǎn) 鏈傳動沒有彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，傳動效率高，作用在軸上的徑向壓力較小。鏈傳動整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，能在高溫和潮濕的環(huán)境下工作。 4.1.2鏈傳動的缺點(diǎn) 鏈傳動只能是平行軸間鏈輪的同向傳動，運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比，容易磨損，易發(fā)生跳齒，工作時噪聲較大，不適合于載荷變化較大、高速和急速反向的傳動中。 4.2鏈傳動設(shè)計過程 4.2.1鏈輪齒數(shù)z1和z2 鏈傳動比i鏈=3，由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得， 小鏈輪齒數(shù)z1=19，大鏈輪齒數(shù)z2=3×19=57＜150，合適。 4.2.2確定計算功率 由電動機(jī)驅(qū)動，平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，取KA=1.0，KZ=1.35， Pca=KAKPKZP=1.0×1.35×0.539=0.72kW （公式4-1） 4.2.3確定鏈節(jié)距p 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得，Pc=2＞0.72，選擇滾子鏈型號為08A，節(jié)距p=12.7。 4.2.4計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距a0=（30～50）p=381～635mm，取a0=450mm 鏈節(jié)距數(shù) Lp0=2a0p+z1+z22+（z2-z12π）2pa0 （公式4-2） 帶入數(shù)值得109.89，由《機(jī)械設(shè)計手冊》取鏈節(jié)數(shù)為110節(jié)。 中心距 a=f1p[2Lp-（z1+z2）]=0.24643×12.7[2×110-（19+57）]=450.6mm （公式4-3） 取a=451mm。 4.2.5計算鏈速v，確定潤滑方式 v=z1n1p60×1000=19×233.3×12.760×1000=0.93m/s （公式4-4） 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》，選擇滴油潤滑。 4.2.6計算壓軸力Fp 首先確定系數(shù)KFp=1.05， Fe=1000×0.530.93=574.6N （公式4-5） Fp=KFpFe=603.3N （公式4-6） 表4 滾子鏈鏈輪的主要尺寸 名稱 符號 計算或確定結(jié)果 小鏈輪 大鏈輪 分度圓直徑 d 77.16 230.90 齒頂圓直徑 da 82 236 齒根圓直徑 df 69.24 222.98 齒高 ha 3.0 3.0 最大凸緣直徑 dk 62.13 216.22 節(jié)距 P 12.7 12.7 5錐齒輪傳動的設(shè)計 5.1確定齒輪類型、精度等級、齒數(shù)及材料 (1)選擇直齒圓錐齒輪傳動。 (2)包裝機(jī)作為一般機(jī)器，速度不高，選擇7級精度。 (3)初選小齒輪齒數(shù)Z1=40，大齒輪齒數(shù)為Z2=2×40=80。 (4)選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)處理），布氏硬度為280HBS，大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)處理），布氏硬度為240HBS。 5.2按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 試算小齒輪分度圓直徑，即 dlt≥34KHtT1?R（1-0.5?R）2i（ZHZE[δH]）2 （公式5-1） 5.2.1確定上式中各參數(shù) （1）試選KHt=1.3。 （2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=9.55×106P/n1=9.55×106×3.42×77.7=4.203×105N·mm （公式5-2） （3）選取齒寬系數(shù)?R=0.3。 （4）由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得區(qū)域系數(shù)ZH=2.5。 （5）由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa。 （6）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得小齒輪的接觸疲勞極限分別為δH1=600Mpa，大齒輪的接觸疲勞極限為δH2=500Mpa。 （7）計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（假設(shè)每年工作300天） N1=60n1jLh=60×77.7×1×（2×8×300×15）=3.35×108， （公式5-3） N2=N1/i=1.67×108 （8）根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》查得，小齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=1.0，大齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)KHN2=1.1，安全系數(shù)S=1，失效概率為1%。 （9）計算接觸疲勞許用應(yīng)力 [σH]1=KHN1σH1S=600Mpa （公式5-4） [σH]2=KHN2σH2S=550MPa （公式5-5） 取[σH]=550 MPa。 5.2.2計算 （1）計算小齒輪分度圓直徑 dlt≥34×1.3×4.2×1051.2（1-0.5×1.2）2×2（2.5×189.8550）2=160.76mm （公式5-6） （2）圓周速度v dm1=dlt(1-0.5?R)=161.76×(1-0.5×1.2)=64.70 （公式5-7） V=πdm1n160×1000=0.26m/s （公式5-8） （3）計算實(shí)際載荷系數(shù)KH KH=KAKVKHαKHβ （公式5-9） 由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得，KA=1，KV=1.01，KHα=1，KHβ=1.454， 最后計算KH=1.468。 （4）按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑為 d1=dlt3KHKHt=161.76×31.4681.3=168.447 （公式5-10） 相應(yīng)的齒輪模數(shù) m=d1/z1=168.447/40=4.21，取m＝4。 5.2.3幾何尺寸的計算 （1）計算分度圓直徑 d1＝z1m=4×43＝172mm，d2＝z2m＝4×87＝348mm （2）計算分錐角 δ1=arctan(1/u)=arctan(43/187)=26.30o （公式5-11） δ2=90o-26.30o=83.70o （3）計算齒輪寬度 b=φRd1u2+1/2=1.2×16887/432+1/2=227.47mm （公式5-12） 取b1=b2=227mm。 表5 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù) 名稱 代號 計算結(jié)果 小齒輪 大齒輪 分錐角 δ 26.30° 63.70° 齒頂高 ha 4 4 齒根高 hf 4.8 4.8 分度圓直徑 d 172 348 齒頂圓直徑 da 179.17 348.87 齒根圓直徑 df 163.39 346.94 錐距 R 194.09 194.09 齒根角 θf 1.41° 1.41° 頂錐角 δa 27.71° 85.11° 根錐角 δf 24.89° 82.29° 頂隙 C 0.8 0.8 分度圓齒厚 S 6.28 6.28 當(dāng)量齒數(shù) Zv 47.96 793.07 齒寬 B 64 64 6巧克力包裝機(jī)的槽輪設(shè)計 圖4 槽輪的設(shè)計 表6 槽輪各部分尺寸 項(xiàng)目 計算公式（或依據(jù)） 計算（或確定）結(jié)果 項(xiàng)目 計算公式（或依據(jù)） 計算（或確定）結(jié)果 A A=Lsin(180/z) 75 T1 取T1=30° 30° B 取B=10 10 T2 取T2=90° 90° D D=L(sinT1+cosT1-1)+d/2+(3～6) 80 d d=(15～30) 20 L L=（100～200） 150 d1 d1<2L(1-sinT1)-d-2(3～6) 20 R1 R1= LcosT1 260 d2 d2<2(L-D) 20 7結(jié)論 經(jīng)過三個多月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計中的巧克力包裝機(jī)已經(jīng)完成，在理論上，本設(shè)計的包裝機(jī)能滿足生產(chǎn)需求，使包裝后的巧克力完好、美觀。 本設(shè)計中的包裝機(jī)主要是對原來已有的巧克力包裝機(jī)部分進(jìn)行改進(jìn)，意在能夠快速、完美的包裝出巧克力。本次設(shè)計的包裝機(jī)主要有以下二個方面的改進(jìn)： 一、傳動主軸與第一輸出軸、第二輸出軸采用一組圓錐齒輪傳動，效率高。 二、采用單基圓柱齒輪減速器進(jìn)行減速，節(jié)約成本，占用空間小。 在撰寫完設(shè)計說明書后，也對包裝機(jī)用CAD繪制了它的裝配圖和部分零件圖，并且進(jìn)行了公差和基本尺寸的標(biāo)注。 本次設(shè)計的包裝機(jī)只是針對這一特定形狀的巧克力而應(yīng)用的，對于機(jī)器能否正常工作，則需要制作出實(shí)物后方能驗(yàn)證。本次設(shè)計的包裝機(jī)也有許多地方需要改進(jìn)，如：整個機(jī)器體積較大；在大部分各功能部件不換的情況下，只做稍微調(diào)整就能包裝其他形狀和品種的糖果；提高生產(chǎn)效率等。 通過本次設(shè)計，培養(yǎng)了初步掌握獨(dú)立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，提高從事工藝和工藝裝備設(shè)計的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過畢業(yè)設(shè)計不但培養(yǎng)了我們運(yùn)用各種工具書的方法和技巧，同時也培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識范圍。 參考文獻(xiàn) [1] 尚浩久主編. 自動機(jī)械設(shè)計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1987，176~254. [2] 尚浩久主編. 機(jī)械原理. 西安工業(yè)大學(xué)教研室，1988，143～235. [3] 湯瑞. 自動機(jī)械設(shè)計. 上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1994. [4] 鄒慧君. 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1996. [5] 袁祖強(qiáng).機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書[A].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2013. [6] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[A].北京：高等教育出版社，2006. [7] 陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計[A].北京：高等教育出版社，2013. [8] 郭克希，王建國.機(jī)械制圖[A].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [9] 桂興春，林艾光.液壓與氣壓傳動[A].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011. [10] WangShuqing，DesignofDieCastingDieforEA111OilTankGeChundong，Automobile，1994. [11] liwei,ApplicationofLostFoamCastingtoArtCasting,TechnicalQualityCenterofMachineryPlant，2006. 致 謝 時間如流水，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的時光即將結(jié)束。經(jīng)過三個多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計也已進(jìn)入尾聲。四年的讀書生活即將在這個季節(jié)結(jié)束，我也要進(jìn)入一種新的生活中了。在此感謝我的指導(dǎo)老師——牛博英老師，教授我們文化知識和指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計。 畢業(yè)設(shè)計是對我們大學(xué)四年所學(xué)知識的一次總結(jié)，同時也是對我們各種能力的一次考驗(yàn)。設(shè)計過程中通過初步嘗試、發(fā)現(xiàn)問題、尋找解決方法、確定方案的步驟，逐漸培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問題的能力和創(chuàng)新能力，同時也使我們更加熟悉了一些基本的機(jī)械設(shè)計知識。本次設(shè)計幾乎運(yùn)用了我們所學(xué)的全部機(jī)械課程，內(nèi)容涉及到機(jī)械設(shè)計、機(jī)械材料、力學(xué)、液壓傳動、機(jī)械圖學(xué)等知識，以及一些生產(chǎn)實(shí)際方面的知識。通過設(shè)計鞏固了理論知識，接觸了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提高了設(shè)計能力和查閱文獻(xiàn)的能力。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。 18