新型自動疊衣機(jī)的設(shè)計含9張CAD圖,新型,自動,疊衣機(jī),設(shè)計,cad 摘 要 隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的的提高，人們生活節(jié)奏的加快，越來越多的人沒有時 間來照料自己的生活，日常生活中，疊衣服是非常頻繁而且瑣碎的工作，人們 主要是依靠自己手動疊衣，沒有合適的自動化裝置進(jìn)行疊衣。本次課題即設(shè)計 一種自動疊衣機(jī)，其由齒輪傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、槽輪間歇機(jī)構(gòu)及疊衣板和扭 簧構(gòu)成。 本次設(shè)計首先，調(diào)查了自動疊衣機(jī)的研究及發(fā)展現(xiàn)況；接著，通過現(xiàn)有自 動疊衣機(jī)原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了總體結(jié)構(gòu)方案；然后，對各主 要機(jī)構(gòu)及其零件進(jìn)行設(shè)計；最后，繪制了本疊衣機(jī)的裝配圖和主要零件圖。 通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、材 料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計方法并 能夠熟練使用 AutoCAD 軟件，對今后的工作與生活具有極大意義。 關(guān)鍵詞：疊衣；導(dǎo)桿，槽輪，設(shè)計 I Abstract With the improvement of the national economy and the quickening of people's life rhythm, more and more people have no time to take care of their lives. In daily life, folding clothes are very frequent and trivial work. People mainly rely on their own manual stacking, and there is no suitable automatic device to stack their clothes. This topic is to design an automatic clothes folding machine, which is composed of a gear transmission mechanism, a guide bar mechanism, a slot wheel intermittent mechanism, a clothes folding plate and a torsion spring. This design first investigates the current status of the research and development of the automatic overlay machine. Then, through the analysis of the existing automatic coating machine principle, the overall structure scheme is put forward on the basis of the analysis. Then, the main bodies and their parts are designed. Finally, the assembly drawing and the main parts drawings of the overlay machine are drawn. Through this design, it has consolidated the professional knowledge of the University, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, and so on. It has mastered the design method of ordinary mechanical products and can use AutoCAD software skillfully, which is of great significance for the future work and life. Key words: Overlay; Guide rod, Grooved wheel, Design II 目 錄 摘 要 ...............................................................I Abstract...........................................................II 第一章 緒論 .........................................................1 第二章 總體方案設(shè)計 .................................................2 2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)想 ..................................................2 2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案 ..................................................2 2.3 動力類型的選擇 ................................................3 2.4 減速器類型的選擇 ..............................................3 2.4 機(jī)方案確定 ....................................................4 2.4.1 最終方案 ..................................................4 2.4.1 工作原理 ..................................................4 第三章 整機(jī)參數(shù)選擇與計算 ...........................................5 3.1 電動機(jī)選擇 ....................................................5 3.1.1 電動機(jī)概述 ................................................5 3.1.2 選擇電動機(jī)系列 ............................................6 3.1.3 選擇電動機(jī)功率 ............................................6 3.2 減速器選擇 ....................................................7 3.3 運(yùn)動和動力參數(shù)計算 ............................................7 第四章 主要零部件的設(shè)計與校核 .......................................9 4.1 齒輪傳動的設(shè)計 ................................................9 4.1.1 齒輪傳動概述 ..............................................9 4.1.2 選精度等級、材料和齒數(shù) ...................................10 4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 ...................................10 4.1.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 .......................................11 4.1.5 幾何尺寸計算 .............................................12 4.2 槽輪機(jī)構(gòu) .....................................................13 4.2.1 槽輪機(jī)構(gòu)概述 .............................................13 4.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 .........................................14 4.2.3 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動參數(shù) .........................................14 4.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計 .................................................15 4.3.1 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)介紹 .............................................15 4.3.2 位置分析 .................................................15 III 4.3.3 速度分析 .................................................16 4.3.4 設(shè)計計算 .................................................16 4.4 傳動軸的設(shè)計 .................................................18 4.4.1 尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 .......................................18 4.4.2 強(qiáng)度校核計算 .............................................19 4.4 標(biāo)準(zhǔn)件的選用與校核 ...........................................20 4.4.1 軸承 .....................................................20 4.4.2 鍵 .......................................................21 4.5 復(fù)位扭簧的選擇 ...............................................21 4.5.1 扭轉(zhuǎn)彈簧介紹 .............................................21 4.5.2 主要參數(shù) .................................................22 4.5.3 扭轉(zhuǎn)彈簧性能因數(shù) .........................................22 4.6 傳動箱體的設(shè)計 ...............................................22 4.7 機(jī)架的設(shè)計 ...................................................23 總 結(jié) ..............................................................24 參考文獻(xiàn) ...........................................................25 致 謝 ..............................................................26 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 0 第一章 緒論 隨著國民經(jīng)濟(jì)水平的的提高，人們生活節(jié)奏的加快，越來越多的人沒有時 間來照料自己的生活，日常生活中，疊衣服是非常頻繁而且瑣碎的工作，人們 主要是依靠自己手動疊衣，沒有合適的自動化裝置進(jìn)行疊衣。 對于上班族來說，工作壓力越來越大，因而對家務(wù)投入的時間越來越少， 大部分人不愿意親自去整理衣物。如襯衫是眾多職業(yè)辦公室必備單品，最能體 現(xiàn)職場的精明干練，而襯衫的折疊要求極高，人手動折疊，易褶皺，很難其回 歸本來面容。 對于我們大學(xué)生來說，課程越來越多，學(xué)業(yè)越來越繁重。每天在自習(xí)室和 圖書館埋頭苦學(xué)，好不容易抽出時間把衣服收了，疊衣服又是一個讓我們頭疼 的事情。疊的不整齊還不如不疊，而且當(dāng)衣服的數(shù)量比較多的時候也是相當(dāng)費(fèi) 時費(fèi)力。 對于失去自理能力的老年人和殘疾人來說，整理衣物更是一件十分不易的 事。 目前，從一方面來說，市場上出現(xiàn)了折疊板來折疊衣服，但仍需人手動疊 衣服，所以不是最理想的替代方式。從另一個方面來說，市場上雖然有一些代 替做家務(wù)的高科技智能機(jī)器人，但他們普遍造價昂貴，使用方法復(fù)雜，修理困 難，所以很難得到普及。因此市場急需一種價格便宜、操作簡單、維修方便、 效率較高的機(jī)器人作為生活助理，為他們解決家務(wù)上的某些不便。 為了解決這一生活中的小麻煩，本次課題設(shè)計一種自動疊衣機(jī)。 設(shè)計目的：該機(jī)構(gòu)可以供給家庭疊衣服運(yùn)用?，F(xiàn)代人的生活節(jié)奏越來越 快，面對做不完的工作，面對沒完沒了的應(yīng)酬，人們感覺非常的疲憊，更頭疼 的是還得抽出時間做家務(wù)，做清潔。現(xiàn)代化對我們是非常的重要，洗干一體， 榨汁機(jī)，豆?jié){機(jī)，面包機(jī)，洗碗機(jī)，我們就在這樣的方便當(dāng)中來緩解生活的壓 力，那么，人們同樣希望有個機(jī)器能夠代替他們?nèi)フ硐锤傻囊挛锼晕覀儚?現(xiàn)代化機(jī)械發(fā)展和人們需求方面考慮的，就想設(shè)計一款能夠整理衣物的機(jī)器。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第二章 總體方案設(shè)計 2.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)想 通過折衣服的動作可以知道，機(jī)器疊衣服時主要完成 180 度得轉(zhuǎn)動即可實 現(xiàn)，因此設(shè)想電機(jī)的轉(zhuǎn)動提供動力，引起主動件轉(zhuǎn)動。主動件引起整個機(jī)構(gòu)運(yùn) 動，最終折疊板實現(xiàn)衣物折疊運(yùn)動，由此設(shè)計了執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī) 構(gòu)由連桿機(jī)構(gòu)和導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)組成；傳動部分由齒輪系組成，但是為了協(xié)調(diào)動作的 連續(xù)性齒輪 1 設(shè)計成不完全齒輪，下面介紹執(zhí)行機(jī)構(gòu)的和傳動機(jī)構(gòu)的選型。 2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案 2.2.1 方案一： 如圖 2-1 所示，該方案主要利用了連桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動過程中存在的死點，通 過死點來實現(xiàn)疊衣服的工作要求，實現(xiàn)了接近 180 度的轉(zhuǎn)動，執(zhí)行件的轉(zhuǎn)動角 度只能是接近 180 度，而且大于 180 度。 圖 2-1 方案一機(jī)構(gòu)簡圖 2.2.2 方案二 該方案是在執(zhí)行件的轉(zhuǎn)角處裝了復(fù)位彈簧，通過復(fù)位彈簧的作用可使執(zhí)行 件轉(zhuǎn)動 180 度時速度為零，并且反向運(yùn)動，實現(xiàn)疊衣服的工作要求。三維建模 圖以及機(jī)構(gòu)見圖如圖 2—2 所示。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 圖 2-2 方案二機(jī)構(gòu)簡圖 方案比較：方案一是通過自身運(yùn)動過程中的死點實現(xiàn)確定的運(yùn)動但是執(zhí)行 件的轉(zhuǎn)角大于 180 度，而疊衣板是需要做 180 度的轉(zhuǎn)動，但是該種方案通過減 小擺角使執(zhí)行件的轉(zhuǎn)動盡可能達(dá)到預(yù)期的運(yùn)動效果但是永遠(yuǎn)不能達(dá)到理想的運(yùn) 動效果。 然而方案二是在上一種方案上進(jìn)行了改進(jìn)，在執(zhí)行件的轉(zhuǎn)角處裝了復(fù) 位彈簧，利用復(fù)位彈簧來達(dá)到理想的運(yùn)動效果，復(fù)位彈簧，該種方案更能使機(jī) 構(gòu)作確定的運(yùn)動，在《機(jī)械原理》課程設(shè)計中，我們選擇第二種方案進(jìn)行分析。 2.2.3 方案三 折疊動作須由間歇機(jī)構(gòu)完成，槽輪機(jī)構(gòu)槽輪機(jī)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單，工作 可靠，易加工，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。常被用來將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成 從動件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動。故折疊機(jī)構(gòu)選取槽輪機(jī)構(gòu)。但是其動程 不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，有沖擊，并隨著轉(zhuǎn)速 的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速。 圖 2-3 單銷四槽外槽輪機(jī)構(gòu) 2.3動力類型的選擇 在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計過程中，原動機(jī)的選擇是非常重要的一個環(huán)節(jié)，因為它直 接影響到動力輸出的穩(wěn)定性、系統(tǒng)運(yùn)行效率和總體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代機(jī)械中，常見的 原動機(jī)有熱機(jī)、電動機(jī)、液動機(jī)和氣動機(jī)，各自具有不同的特點和應(yīng)用。 熱機(jī)包括蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，其應(yīng)用范圍相對單一，主要用于經(jīng)常變換工作 場所的機(jī)械設(shè)備和運(yùn)輸車輛。 電動機(jī)在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛，尤其是交流異步電動機(jī)，其具有結(jié)構(gòu) 簡單，價格低廉，動力源方便等優(yōu)點，但功率系數(shù)較低，且調(diào)速不便，適用于 運(yùn)行環(huán)境比較穩(wěn)定、調(diào)速范圍窄的場合。 液動機(jī)一般調(diào)速方便，且傳動鏈較短，但需配備液壓站，成本較高。當(dāng)只 需實現(xiàn)簡單的運(yùn)動變換時，氣動機(jī)較為方便，其缺點是有一定的噪聲。 本設(shè)計中對原動機(jī)的要求為：運(yùn)行環(huán)境穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，綜合 以上各種原動機(jī)的特點，選擇交流異步電動機(jī)作為自動疊衣機(jī)的原動機(jī)。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 2.4減速器類型的選擇 減速器是指原動機(jī)與工作機(jī)之間獨立封鎖式傳動裝置，用來減低轉(zhuǎn)速并相 應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。減速器種類繁多，一般可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星 齒輪減速器。 齒輪減速器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安裝方便，其缺點是傳動比的 分配比較麻煩；而蝸桿減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，噪音低等優(yōu)點，但容 易引起發(fā)熱、漏油、渦輪磨損等問題。 行星齒輪減速器的主要特點有：結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、傳動比大等 優(yōu)點，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造和安裝較為困難，成本也高。 在本設(shè)計中，對減速器要求為：傳動比較小，結(jié)構(gòu)盡量簡單，成本低廉， 制造安裝方便。綜合以上各種減速器的優(yōu)缺點，選擇直齒圓柱齒輪作為自動疊 衣機(jī)的減速器。 2.4 機(jī)方案確定 2.4.1 最終方案 綜合以上的分析，最終確定的系統(tǒng)運(yùn)動方案見下表： 表 2-1 系統(tǒng)運(yùn)動方案 原動機(jī) 減速器 疊衣機(jī)構(gòu) 間歇折疊機(jī)構(gòu) 交流異步電動機(jī) 渦輪蝸桿減速器 滑塊搖桿機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu) 自動疊衣機(jī)由齒輪傳動機(jī)構(gòu)、滑塊搖桿機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)及對應(yīng)的動力機(jī)構(gòu) 組成，如圖 2-4 所示。 圖 2-4 自動疊衣機(jī)結(jié)構(gòu)圖 2.4.1 工作原理 電機(jī)的轉(zhuǎn)動提供動力，引起主動件轉(zhuǎn)動。主動件引起整個機(jī)構(gòu)運(yùn)動，折疊 板實現(xiàn)衣物折疊運(yùn)動，整個機(jī)構(gòu)以機(jī)械原理課本上的齒輪傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、 槽輪間歇機(jī)構(gòu)為主導(dǎo)來實現(xiàn)該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。為了實現(xiàn)折疊板的運(yùn)動是確定的運(yùn) 動，我們在折疊板的轉(zhuǎn)動鉸鏈處裝上復(fù)位彈簧使折疊板能夠在每次折疊疊衣動 作完成后自動復(fù)位，無需電機(jī)驅(qū)動。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第三章 整機(jī)參數(shù)選擇與計算 3.1 電動機(jī)選擇 3.1.1 電動機(jī)概述 （1）定義 電動機(jī)（Motor）是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈 （也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁 電動力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動機(jī)按使用電源不同分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，電力 系統(tǒng)中的電動機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定 子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速） 。電動機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通 電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關(guān)。 電動機(jī)工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機(jī)轉(zhuǎn)動。 （2）分類 ①按工作電源分類根據(jù)電動機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動機(jī)和交流 電動機(jī)。其中交流電動機(jī)還分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)。 ②按結(jié)構(gòu)及工作原理分類電動機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電動機(jī)，異 步電動機(jī)和同步電動機(jī)。同步電動機(jī)還可分為永磁同步電動機(jī)、磁阻同步電動 機(jī)和磁滯同布電動機(jī)。異步電動機(jī)可分為感應(yīng)電動機(jī)和交流換向器電動機(jī)。感 應(yīng)電動機(jī)又分為三相異步電動機(jī)等。 相異步電動機(jī)和罩極異步電動機(jī)等。交流換向器電動機(jī)又分為單相串勵電 動機(jī)、交直流兩用電動機(jī)和推斥電動機(jī)。 ③按起動與運(yùn)行方式分類電動機(jī)按起動與運(yùn)行方式可分為電容起動式單相 異步電動機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)、電容起動運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動機(jī)和 分相式單相異步電動機(jī)。 ④按用途分類電動機(jī)按用途可分為驅(qū)動用電動機(jī)和控制用電動機(jī)。驅(qū)動用 電動機(jī)又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具） 用電動機(jī)、家電（包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、 影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機(jī)及其它通用小型 機(jī)械設(shè)備（包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機(jī)。 控制用電動機(jī)又分為步進(jìn)電動機(jī)和伺服電動機(jī)等。 ⑤按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類電動機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn) 稱為鼠籠型異步電動機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動 機(jī)） 。 ⑥按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類電動機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機(jī)、低速電動機(jī)、恒 速電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)。 ⑦按防護(hù)型式分為 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 開啟式（如 IP11、IP22）：電動機(jī)除必要的支撐結(jié)構(gòu)外，對于轉(zhuǎn)動及帶電 部分沒有專門的保護(hù)。 封閉式（如 IP44、IP54）：電動機(jī)機(jī)殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)動部分及帶電部分有必要 的機(jī)械保護(hù)，以防止意外的接觸，但并不明顯的妨礙通風(fēng)。 3.1.2 選擇電動機(jī)系列 電動機(jī)選擇應(yīng)保證： rP?0 式中：P0—— 電動機(jī)額定功率， kW； Pr——工作機(jī)所需電動機(jī)功率，kW。 所需電動機(jī)功率由下式計算： Pr=Pw/η 式中：Pr——工作機(jī)所需有效功率，由工作機(jī)的工藝阻力及運(yùn)行參數(shù)確定； η——電動機(jī)到工作機(jī)的總效率，%。 皮帶運(yùn)輸機(jī)的 PW 計算方法： PW=F×v/1000 (kW) 式中：F—— 工作機(jī)的圓周力，例如運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)輸帶的有效拉力，N ； v——工作機(jī)的線速度，例如運(yùn)輸帶的帶速，m/s； D——帶運(yùn)輸機(jī)主動滾筒的直徑，mm； n——疊衣板轉(zhuǎn)速，r/min。 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V，Y 系列。 3.1.3 選擇電動機(jī)功率 PW=0.27 kW，η=0.99×0.95×0.96×0.95×0.994×0.96=0.7698 ∴Pr1=PW/η 1=0.36 kW 查表 4.12-1，可選 Y 系列三相異步電動機(jī) Y802-4 型，額定功率 P0=0.75kW，或選 Y 系列三相異步電動機(jī) Y90S-4 型，額定功率 P0=0.75kW。 以同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 及 1000r/min 兩種方案進(jìn)行比較，由表 4.12.1 查得 電動機(jī)數(shù)據(jù)，計算出傳動比如下表。 表 3-1 電動機(jī)數(shù)據(jù)表 方 案 電動機(jī)型 號 額定功率 /kW 同步轉(zhuǎn)速 /(r/min) 滿載轉(zhuǎn)速 /(r/min) 總傳動比 質(zhì)量 /kg 價格 /元 1 2 Y802-4 Y90S-4 0.75 0.75 1500 1000 1390 910 57.92 37.92 18 23 475 570 比較兩方案可見，方案 1 選用的電動機(jī)雖然質(zhì)量和價格較低，但總傳動比 大。為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案 2。電動機(jī)型號為 Y90S-4，額定功 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 率為 0.75 kW，同步轉(zhuǎn)速為 1000 r/min，滿載轉(zhuǎn)速為 910 r/min。 3.2 減速器選擇 （1）總傳動比 疊衣板的轉(zhuǎn)速應(yīng)合理選擇，過大會導(dǎo)致衣服甩出甚至傷害人員，過小疊衣 效率低且衣物容易從疊衣板滑落，參考市場現(xiàn)有自動疊衣機(jī)，取疊衣板轉(zhuǎn)速為 ，而：min/20rnw? 電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： 。min/910rm? 故總傳動比為： 5.42091?wi （2）分配傳動比 為使傳動裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，選 V 帶傳動比： ；?帶i 則減速器的傳動比為： 75.2.4?帶減 i 因此減速器傳動比較大，為了保證結(jié)構(gòu)緊湊性，本疊衣機(jī)選用蝸桿減速器， 查機(jī)械設(shè)計手冊型號為：CW-80-22.5 3.3 運(yùn)動和動力參數(shù)計算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速： 1 軸 ；min/9101rn? 2 軸 ； i/4.5.212ri 3 軸 in/.02in? 疊衣板軸 m.3rw （2）各軸的輸入功率： 1 軸 ；kwP675.09.75.0101 ????? 2 軸 ；322 3 軸 ；4..3? （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 電機(jī)軸 ； mNnPT ????87.9105.9500 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 1 軸 ； mNnPT ????08.79165.0595011 2 軸 ； ?.4.22 3 軸 ； NnPT ????58.21.069595033 （4）整理列表 軸名 功率 kwP/轉(zhuǎn)矩 mT?/轉(zhuǎn)速 in)/(?r傳動比 電機(jī)軸 0.75 7.87 910 1 軸 0.675 7.08 910 1 2 軸 0.506 119.61 40.4 22.5 3 軸 0.456 215.58 20.2 2 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第四章 主要零部件的設(shè)計與校核 4.1 齒輪傳動的設(shè)計 疊衣機(jī)構(gòu)由電機(jī)通過齒輪傳動確定蘋果旋轉(zhuǎn)在仿型刀具壓緊下實現(xiàn)疊衣。 4.1.1 齒輪傳動概述 （1）定義 齒輪傳動是指由齒輪副傳遞運(yùn)動和動力的裝置，它是現(xiàn)代各種設(shè)備中應(yīng)用 最廣泛的一種機(jī)械傳動方式。它的傳動比較準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可 靠，壽命長。 （2）特點 在各種傳動形式中，齒輪傳動在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛。這是因為齒輪 傳動有如下特點： 1)傳動精度高。前面講過，帶傳動不能保證準(zhǔn)確的傳動比，鏈傳動也不能 實現(xiàn)恒定的瞬時傳動比，但現(xiàn)代常用的漸開線齒輪的傳動比，在理論上是準(zhǔn)確、 恒定不變的。這不但對精密機(jī)械與儀器是關(guān)鍵要求，也是高速重載下減輕動載 荷、實現(xiàn)平穩(wěn)傳動的重要條件。 2)適用范圍寬。齒輪傳動傳遞的功率范圍極寬，可以從 0.001W 到 60000kW；圓周速度可以很低，也可高達(dá) 150m/s，帶傳動、鏈傳動均難以比擬。 3)可以實現(xiàn)平行軸、相交軸、交錯軸等空間任意兩軸間的傳動，這也是帶 傳動、鏈傳動做不到的。 4)工作可靠，使用壽命長。 5)傳動效率較高，一般為 0.94～0.99。 6)制造和安裝要求較高，因而成本也較高。 7)對環(huán)境條件要求較嚴(yán)，除少數(shù)低速、低精度的情況以外，一般需要安置 在箱罩中防塵防垢，還需要重視潤滑。 8)不適用于相距較遠(yuǎn)的兩軸問的傳動。 9)減振性和抗沖擊性不如帶傳動等柔性傳動好。 （3）設(shè)計準(zhǔn)則 齒輪傳動的不同失效形式在一對齒輪上面不大可能同時發(fā)生，但卻是互相 影響的。例如齒面的點蝕會加劇齒面的磨損，而嚴(yán)重的磨損又會導(dǎo)致輪齒折斷。 在一定條件下，由于輪齒折斷、齒面點蝕失效形式是主要的。因此，設(shè)計齒輪 傳動時，應(yīng)根據(jù)實際工作條件分析其可能發(fā)生的主要失效形式，以確定相應(yīng)的 設(shè)計準(zhǔn)則。 對于閉式軟齒面（硬度≤350HBW）齒輪傳動．潤滑條件良好，齒面點蝕 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 將是主要的失效形式，在設(shè)計時通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度校核。 對于閉式硬齒面（硬度>350HBW）齒輪傳動，抗點蝕能力較強(qiáng)，輪齒折斷 的司能性大，在設(shè)計計算時．通常按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計，再按齒面接觸疲 勞強(qiáng)度校核。 開式齒輪傳動，主要失效形式是齒面磨損。但由于磨損的機(jī)理比較復(fù)雜， 尚無成熟的設(shè)計計算方法，故只能按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算，用增大模數(shù) 10%～ 20%的辦法加大齒厚，使它有較長的使用壽命，以此來考慮磨損的影響。 4.1.2 選精度等級、材料和齒數(shù) 采用 7 級精度由表 6.1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS， 大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。 選小齒輪齒數(shù) 201?Z 大齒輪齒數(shù) ，取4?i402?Z 4.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 3211)][(2.HEdttuTkd????? 1） 確定公式各計算數(shù)值 （1）試選載荷系數(shù) .?tK （2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT?87.501 （3）小齒輪相對兩支承對稱分布，選取齒寬系數(shù) 0.1??d （4）由表 6.3 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/.9MPaZE （5）由圖 6.14 按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 H601lim?? 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 a52li （6）由式 6.11 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 106.)2830(7606 ????hjLnN921.5.? （7）由圖 6.16 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) .01NZ4.02NZ （8）計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 取失效概率為 1％，安全系數(shù)為 S=1，由式 10-12 得?? MPaSZHNH 54069.01lim????174.2li2 （9）計算 試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中的較小值td1][H?mt 54.38)17.9(3.40.87532. 21 ???? 計算圓周速度 v sndt /.65.21.61??? 計算齒寬 b mtd 4.38.01??? 計算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) mZdmtn927.054.381?? 齒高 ./.2/ 1.56?hbnt 計算載荷系數(shù) K 根據(jù) ，7 級精度，查得動載荷系數(shù)sv/68.1? 05.1?VK 假設(shè) ，由表查得mNFtA/0???FH 由表 6.2 查得使用系數(shù) .051AK 由表查得 3.1??H 查得 28FK 故載荷系數(shù) 4.130.51. ?????HVA （10）計算模數(shù)ｍ mZdm927./4./1 4.1.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 321][FSdnYZKT????? （1）確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 由圖 6.15 查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501?? 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 382 由圖 6.16 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 8.01?NZ9.2N 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1％，安全系數(shù)為 S=1.3，由式得??MPaSZFENF 5.38.1081???9.26.922? 計算載荷系數(shù) 41.80.15. ????FVAK （2）查取齒形系數(shù) 由表 6.4 查得 8.21?FaY26.a （3）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 6.4 查得 5.1Sa74.12?SaY （4）計算大小齒輪的 ，并比較][F?01462.9.2687][.5.321??FSaY 大齒輪的數(shù)據(jù)大 （5）設(shè)計計算 mm 74.1062.20.175433???? 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.74，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m＝2mm 按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d54.381? 算出小齒輪齒數(shù) 取 92/./1?mZ201?Z 大齒輪齒數(shù) 取02?i 4.1.5 幾何尺寸計算 （1）計算分度圓直徑 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 mmZd802421??? （2）計算中心距 a6/)(/)(1? （3）計算齒寬寬度 取 B2=18mm, B1=20mmbd5.0? 圓柱齒輪參數(shù)數(shù)據(jù)整理如下： 序號 名稱 符號 計算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 20，40 2 模數(shù) m 2mm 3 分度圓直徑 21dm80,4 4 齒頂高 ah2 5 齒根高 f 5. 6 全齒高 4 7 頂隙 c.0 8 齒頂圓直徑 21?dm8, 9 齒根圓直徑 43f 753 10 中心距 a60 4.2 槽輪機(jī)構(gòu) 4.2.1 槽輪機(jī)構(gòu)概述 （1）槽輪機(jī)構(gòu)分類 槽輪機(jī)構(gòu)又稱為馬耳他機(jī)構(gòu)，能把主動軸的勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動軸的 周期性間歇運(yùn)動。槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作可靠；且轉(zhuǎn)位時間與靜止時 間之比為定值，能平穩(wěn)地改變從動件的角速度；在拔銷進(jìn)人和脫出槽輪時運(yùn)動 比較平穩(wěn)，但槽輪的轉(zhuǎn)角大小不能凋節(jié)，當(dāng)精度要求較高時需另加定位裝置。 （2）槽輪機(jī)構(gòu)分類 根據(jù)槽的位置不同，平面槽輪有外槽輪和內(nèi)槽輪之分。 外槽輪：槽輪徑向的開口是自圓心向外，主動件與從動槽輪轉(zhuǎn)向相反。 內(nèi)槽輪：槽輪徑向的開口是自圓心向里，主動件與從動槽輪轉(zhuǎn)向相同。 外槽輪機(jī)構(gòu)的槽數(shù)越少，動力性能越差。內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)比外槽輪機(jī)構(gòu)的動力 性能要好。 （3）槽輪機(jī)構(gòu)原理及特點分析 ①工作原理 如對于外槽輪機(jī)構(gòu)，若帶圓銷的主動撥盤 1 連續(xù)回轉(zhuǎn)，當(dāng)園銷尚未進(jìn)入槽 輪 2 的的槽（為避免軸向力，常開在徑向）內(nèi)時，由于槽輪上的內(nèi)凹鎖止弧 mn 被撥盤的外外凸圓弧鎖止弧 mn 卡住，故槽輪不動。圓銷入槽時，正好鎖止弧 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 被松開，撥盤帶動槽輪轉(zhuǎn)動。當(dāng)圓銷從另一邊離開徑向槽時，鎖止弧又被卡住， 槽輪停止運(yùn)動直到下次圓銷入槽。如此循環(huán)輸出單向間歇的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 ②優(yōu)點 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，能準(zhǔn)確控制轉(zhuǎn)角，機(jī)械效率高。 與棘輪機(jī)構(gòu)相比，槽輪機(jī)構(gòu)在進(jìn)入和脫離嚙合時運(yùn)動較平穩(wěn)。 [3] ③缺點 在運(yùn)動過程中，槽輪的角速度不是常數(shù)，角速度變化較大，具有柔性沖擊。 [3] 其動程不可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)角不能太小，槽輪在起、停時的加速度大，有沖擊， 并隨著轉(zhuǎn)速的增加或槽輪槽數(shù)的減少而加劇，故不宜用于高速，多用來實現(xiàn)不 需經(jīng)常調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)位角度的轉(zhuǎn)位運(yùn)動。 4.2.2 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析 圖 4-3 槽輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)位簡圖 如圖 4-3 所示，槽輪的圓弧面定位是最常用的定位方法。圖 4-3(a)銷輪滾子 剛進(jìn)入徑向槽；圖 4-3 0，Z ≥ 3，在工作時槽輪的角速度和角加速度變化很大，在撥銷進(jìn)人 和脫出徑向槽的瞬間，槽輪的角加速度發(fā)生突變，引起的震動和沖擊力也很大。 因? > 0.5，可采用多圓銷槽輪機(jī)構(gòu)，設(shè)均勻分布的圓銷數(shù)目為 R，則一個運(yùn)動 循環(huán)中槽輪的運(yùn)動時間是單圓銷時的 R 倍，故? = R ( Z–2 ) / ( 2Z )。又因為? > 1，故 R < 2Z/ ( Z–2 ) ，由此可知： Z = 3 時，R 可為 l ~ 5；Z = 4 或 5 時， R 可為 1 ～ 3 ；Z ≥ 6 時，R 可為 1 ～ 2。中心距 a 和圓銷半徑 r 的確定 要根據(jù)受力情況和該機(jī)構(gòu)所占用空間位置大小。 4.3導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.3.1 導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)介紹 本次采用的為擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，擺動導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)它將曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成為 導(dǎo)桿的往復(fù)擺動，他具有急回運(yùn)動性質(zhì)，且其傳動角始終為 90 度，其壓力角為 0，具有最好的傳力性能，常用于牛頭刨床、插床和送料裝置中。缺點就是自由 度略小一些。 4.3.2 位置分析 圖 4—3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)圖 封閉桿矢量圖如圖 4-3 所示，由封閉圖形 ABCA 可寫出機(jī)構(gòu)各桿矢所構(gòu)成的封閉 矢量方程： （4—7）Cslr??57 將（4—7）式投影到坐標(biāo)軸上可得： （4—8）351cosl? 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 3567sinsi?Cl?? 由幾何關(guān)系的： （4—9）??????63735colarsi-? 5726ins?llC?? 4.3.3 速度分析 將（4—8）式對時間 t 求一次導(dǎo)數(shù)，得速度關(guān)系 （4—3356 cossinco????Cvl?? 10） 3356 sissin-CCl? 若用矩陣形式來表示，則上式可寫為: （4—???????????????? 33563 cos-incos-sini ???Cvl 11） 解上式即可求得滑塊相對導(dǎo)桿的速度為 和執(zhí)行件的角速度Bv5 4.3.4 設(shè)計計算 將（4—8）式對時間 t 求二次導(dǎo)數(shù)，可得加速度關(guān)系表達(dá)式 : ??????????????????????????????????? 3335653563 sincocosinsincocsi-cossini ????????? CCCC vsvlal （4—12） 解上式即可求得滑塊相對導(dǎo)桿的線加速度 和執(zhí)行件的加速度Ba5 解上式即可求得滑塊相對導(dǎo)桿的線加速度 和執(zhí)行件的加速度 ? 經(jīng)過 matlab 編程可求得 、 、 、 、 、5?Cs5?Cv5?C 程序以及運(yùn)行所得數(shù)據(jù)見附錄 程序運(yùn)行后所得運(yùn)動線圖如下圖所示： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 圖 4—6 角位移圖像 角位移線圖說明：此運(yùn)動線圖表示的是執(zhí)行件運(yùn)動時的角位移線圖，橫坐標(biāo)為 導(dǎo)桿與水平位置所成的角，即 ， 的范圍為 60 度到 120 度之間，此后執(zhí)行3? 件一直在做往復(fù)運(yùn)動，而且導(dǎo)桿也在擺動，擺角為 60 度，此線圖說明了執(zhí)行件 的運(yùn)動基本滿足了我們設(shè)計的需要。 圖 4-7 角速度圖像 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 圖 4—8 角加速度圖像 圖 4—6、圖 4—7、圖 4—8 表示的是執(zhí)行件的運(yùn)動線圖，即折衣板的運(yùn)動 線圖，由圖可知折衣板的角位移運(yùn)動線圖基本滿足了我們設(shè)計的需求，折衣板 的角速度線圖可知，折衣板運(yùn)動的速度也滿足我們的設(shè)計需求，但是，有圖 4—8 角加速度線圖可知，折衣板的角加速度會發(fā)生突變，但變化是緩慢的，則 折衣板在運(yùn)動過程中存在柔性沖擊，雖然在運(yùn)動過程速度并不會很高再加之變 化是很慢的，因此折衣板的運(yùn)動基本合理 4.4 傳動軸的設(shè)計 軸的設(shè)計以疊衣板軸為例，其他軸與之類似： 4.4.1 尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 （1）疊衣板軸上的功率 P1,轉(zhuǎn)速 n1 和轉(zhuǎn)矩 T1 ， ，kwP456.0?min/2.01rn?mNT??58.21 （2）初步確定軸的最小直徑 先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 3PdC?? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計表 11.3，取 ，于是得：12?m6.182.045nd332??? （3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 該處開有鍵槽故軸徑加大 5％～10％，且這是疊衣板的直徑，取 20mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 為了滿足帶輪的軸向定位，Ⅰ-Ⅱ軸段右端要有一軸肩，故?、?Ⅲ段直徑 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 為 dⅡ-Ⅲ=24mm。 初步選定滾動軸承，因軸承受徑向力和軸向力，根據(jù) dⅡ-Ⅲ=24mm，取用 6205 型深溝球軸承，其尺寸為 d×D×T=25mm×62mm×15mm，則有 dⅢ- Ⅳ=dⅤ -Ⅵ=25mm，LⅡ=15mm，軸承中間處用軸肩定位，這段取直徑 dⅣ- Ⅴ=30mm。 右端軸承與齒輪之間應(yīng)有一套同固定，Ⅴ-Ⅵ長應(yīng)為：取套同長 12mm，則 LⅤ- Ⅵ=32mm。 取軸承端蓋總寬為 32mm，外端面與大帶輪右端面間距離為 10mm，故取 LⅡ- Ⅲ=42mm。 結(jié)合箱體結(jié)構(gòu)，取 LⅣ- Ⅴ =76mm。 （4）軸上零件的周向定位 軸上零件的周向定位：聯(lián)軸器與軸的周向定位均用平鍵聯(lián)接。按 dⅥ- Ⅶ=20mm 查得平鍵截面 b×h=6mm×6mm，鍵槽用銑刀加工，長 28mm，同時 為了保證疊衣板與軸配合有良好的對中性，故選擇輪轂與軸配合為 H7/n6。 4.4.2 強(qiáng)度校核計算 （1）求作用在軸上的力 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》 （軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則NFNtgdTantrt06.1320.16cos.759.823???????p.5 （2）求軸上的載荷（詳細(xì)過程以軸 2 為例，其他軸類似不一一復(fù)述） 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊 中查取 a 值。對于 6207 型深溝球軸承，由手冊中查得 a=17mm。因此，軸的支 撐跨距為 L1=172mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭 矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 MH、MV 及 M 的 值列于下表。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F ，NNH143?NF126? ，NFNV2371??56 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 C 截面 彎矩 M mNLFNH???85132 mNMLFaV????14532 總彎矩 MV ???68822max 扭矩 T?0 （3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，6.0?? 軸的計算應(yīng)力 ??MpaWTMca 61.28401.86968)(32222 ???????＝ 已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 。因此70P][-? ，故安全。][1-ca? 4.4標(biāo)準(zhǔn)件的選用與校核 4.4.1 軸承 1）.按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固 定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為： L'h＝ 29200h 由上面的計算結(jié)果有軸承受的徑向力為 Fr1=340.43N， 軸向力為 Fa1=159.90N， 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 2） ．初步選擇滾動軸承型號為 6205，其基本額定動載荷為 Cr=51.8KN，基 本額定靜載荷為 C0r=63.8KN。 3） ．徑向當(dāng)量動載荷 NFNVHr 43.06.187.543 2221211 ????? r 859222 動載荷為 ，查得 ，則有arYFP?4.06.r 0139.1563. ??? 由 式 13-5 得○a hrh LPCnL '4.5012.3986601 63??????????????? 滿足要求。 4.4.2 鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵，尺寸為 mlhb286??? 2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 ??MPaP10?? 鍵的工作長度 mbl25681??? ，合適 ??PP MadlkT?????1.305.022131 4.5復(fù)位扭簧的選擇 4.5.1 扭轉(zhuǎn)彈簧介紹 轉(zhuǎn)彈簧屬于螺旋彈簧，扭轉(zhuǎn)彈簧可以存儲和釋放角能量或者通過繞簧體中 軸旋轉(zhuǎn)力臂以靜態(tài)固定某一裝置。這類彈簧通常是密身的，但是，簧圈之間有 節(jié)距以減少摩擦。它們對旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)外力產(chǎn)生阻力。根據(jù)應(yīng)用要求，設(shè)計扭轉(zhuǎn) 彈簧的旋向（順時針或逆時針） ，從而確定彈簧的旋向。 4.5.2 主要參數(shù) 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 d (彈簧線徑 ) :該參數(shù)描述了彈簧線的直徑。 Dd (心軸最大直徑)：該參數(shù)描述的是工業(yè)應(yīng)用中彈簧軸的最大直徑，公差 ±2%。 Di (內(nèi)徑): 彈簧的內(nèi)徑等于外徑減去兩倍的線徑。扭簧在工作過程中，內(nèi) 徑可以減小到心軸直徑， 內(nèi)徑公差±2%。 De (外徑) : 等于內(nèi)徑加上兩倍的線徑。扭簧在工作過程中，外徑將變小， 公差( ±2%±0.1)mm。 L0 (自然長度 )：注意：在工作過程中自然長度會減小，公差±2%。 Ls (支承長度): 這是從彈簧圈身中軸到彈簧支承的長度，公差±2%。 An (最大扭轉(zhuǎn)角度): 扭轉(zhuǎn)彈簧的最大扭轉(zhuǎn)角度，公差±15 度。 Fn (最大負(fù)荷)：允許作用在扭轉(zhuǎn)彈簧支承上的最大力，公差 ±15%。 Mn (最大扭矩): 最大允許扭矩(牛頓*毫米)，公差±15%。 R (彈簧剛度): 這個參數(shù)確定彈簧工作時的阻力。單位 牛頓 * 毫米/ 度， 公差±15% 。 A1 & F1 & M1 :(扭轉(zhuǎn)角度，負(fù)荷和扭矩 ) : 以下公式可算出扭轉(zhuǎn)角度 A1 = M1/R. 知道負(fù)荷，可用公式 M = F*Ls 計算扭矩。 支承位置 ：扭轉(zhuǎn)彈簧的支承有四個位置：0°, 90°,180°和 270° 螺旋方向 : 右旋彈簧反時針方向旋，左旋彈簧順時針方向旋。我們的所有 彈簧兩種旋向都可生產(chǎn)。 彈簧件號 : 每種彈簧都有對應(yīng)編號 : 類別 . (De * 10) . (d * 100) . (N * 100) . 對于右旋的彈簧，相關(guān)記號為 D。對于左旋的彈簧，相關(guān)記號為 G。N 記號表 示圈數(shù)。例如：D.028.020.0350 件號表示右旋扭簧，外徑 2.8 mm, 不銹鋼線徑 0.9 mm，共有 3.5 圈。 4.5.3 扭轉(zhuǎn)彈簧性能因數(shù) 性能因數(shù)：彈簧剛度，最大變形量，最大負(fù)荷和旋向規(guī)格。彈簧剛度是指， 單位角位移產(chǎn)生的角回程扭矩；最大變形量是指彈簧受損前最大變形量；扭轉(zhuǎn) 彈簧旋向為右旋，左旋和雙旋。 根據(jù)以上對扭簧的了解，通過實際測試選定外徑 5.0mm, 不銹鋼線徑 1.2 mm，共有 5.5 圈的普通扭簧即可。 4.6傳動箱體的設(shè)計 箱體一般是指傳動零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。 箱體通常用灰鑄鐵制造，灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。對于重 載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡化 工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。為了便于軸系部件的安裝和拆卸， 箱體制成沿軸心線水平剖分式。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座 孔，而軸承座旁的凸臺，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋 緊螺栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐 筋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加 工面積，箱體底一般不采用完整的平面。 綜上所述，本次傳動機(jī)構(gòu)所需箱體結(jié)構(gòu)簡單，采用普通 Q235 鋼焊接而成 即可。 4.7機(jī)架的設(shè)計 機(jī)器中的部件或大型零件都應(yīng)有機(jī)座支撐，各種傳動件也必須加以保護(hù)并 與外界隔開，以免零件損傷或造成人身或設(shè)備安全事故，所以也應(yīng)有箱體或殼 體加以保護(hù)并支持各傳動部件。 鋼材焊接性能的優(yōu)劣決定于鋼中的含碳量，一般是含碳量低的鋼，其焊接 性能優(yōu)于含碳量高的鋼。因為機(jī)架的粗糙度要求不高，支架比較側(cè)重于牢固程 度上，所以支架一般都是用焊接的方法進(jìn)行加工的。 常用鋼有 16Mn，19Mn，20 號鋼，20Cr 等。 又因為所設(shè)計機(jī)架不好鑄造，所以選用焊接，30 號鋼。 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會， 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 通過這次理論知識和實際設(shè)計的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識， 解決實際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī) 范能力以及其他專業(yè)知識水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及 對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品 質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。 這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在，提高是有限 的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計讓我積累了許多實際經(jīng)驗，使我的頭腦 更好的被知識武裝起來，也必然讓我在未來的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能 力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同 時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但同時也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺， 留下了些許遺憾，不過不足與遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后 我更會關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進(jìn)知識，更 好的為祖國的四化服務(wù)。 參考文獻(xiàn) [1] 郭洪紅.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)（第二版）[M]. 北京：西安電子科技大學(xué)出版社， 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 2012.03. 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