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本科畢業(yè)設計 論文 題目 棉花打包機的設計 院 系 機械工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 姓 名 指導教師 2016 年 3 月 摘要 本次設計的題目是棉花打包機的設計 棉花打包機它具有結(jié)構(gòu)新穎 技術(shù)含量 高 剛性和穩(wěn)定性好 自動化程度高 造型美觀 節(jié)能等特點 本機為上頂式 所 以棉花無污染 采用 V 帶傳動通過齒輪傳動從而帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動 滾珠絲桿的升 降從而帶動壓棉板的升降 從而來進行棉花的壓縮 打包 該機是機 電一體化產(chǎn) 品的典型代表 傳統(tǒng)的實現(xiàn)棉花打包的方法都是依靠人工的方式 工作效率低下 與此同時 打包質(zhì)量也得不到保證 而本課題所設計的棉花打包機 能夠?qū)崿F(xiàn)棉花的自動打包 在人工打包的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率 降低了勞動成本 特別與發(fā)達國家 的棉花打包設備相比 還是有一定的差距 因此本次棉花打包機的設計具有重要意 義 關(guān)鍵詞 棉花打包機 傳動 效率 設計 ABSTRACT The topic of this design is the design of cotton packing machine It has the characteristics of novel structure high technology content good rigidity and stability high degree of automation beautiful appearance energy saving and so on The machine is on top so cotton without pollution the V belt transmission through the transmission gear to drive the ball screw rod to rotate the lifting of the ball screw so as to drive the pressing cotton plate movements so as to carry out cotton compressed packaged the machine is mechanical electrical integration products typical and representative Traditional cotton packing method is by means of artificial work efficiency is low At the same time packing quality also can not be guaranteed but this topic design of cotton balers cotton can be achieved automatic packaging in artificial package based on greatly provided high production efficiency reduce the labor cost especially with the developed countries of the cotton packing equipment or have a certain gap so the cotton packing machine design has important significance Key words Cotton packing machine transmission efficiency design 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 引 言 1 1 1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 1 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 2 2 棉 花 打 包 機 總 體 方 案 的 設 計 3 2 1 棉 花 打 包 機 的 工 作 原 理 9 2 2 機 械 傳 動 部 分 的 設 計 計 算 11 2 2 1 電 機 的 選 型 計 算 13 2 2 2 V 帶 傳 動 的 設 計 計 算 14 2 2 3 滾 珠 絲 桿 的 設 計 計 算 16 2 2 4 齒 輪 傳 動 的 設 計 計 算 18 2 2 5 平 鍵 的 選 型 計 算 18 3 棉 花 打 包 機 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 19 3 1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 22 3 2 固 定 座 的 三 維 建 模 24 3 3 齒 輪 的 三 維 建 模 25 3 4 棉 花 打 包 機 的 三 維 建 模 26 4 各 主 要 零 部 件 強 度 的 校 核 27 4 1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 28 4 2 齒 輪 強 度 的 校 核 計 算 29 結(jié) 論 30 致 謝 31 參 考 文 獻 32 0 1 引言 1 1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 棉花打包機自從上世紀九十年代開始就陸續(xù)地被應用在農(nóng)業(yè)方面 但傳統(tǒng)的棉 花打包機由于打包精度不高 速度緩慢 有好多工廠仍然采用人工打包的方式 這 種人工打包的方式勞動效率低下 所以此次設計的棉花打包機 在傳統(tǒng)的棉花打包 機的基礎(chǔ)上進行改進創(chuàng)新 應用合理的結(jié)構(gòu)以及動力機構(gòu) 從而來克服以往的棉花 打包機所不能克服的問題 對后續(xù)的棉花打包機的設計制造有一定的參考意義和價 值 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有 一些專業(yè)知識是必不可 少的 但是過度的專業(yè)知識分割 使視野狹隘 可以多多參加技術(shù)交流 和參加科 研項目 縮小范圍 提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù) 提高外部條件變化的適應 能力 封閉的專業(yè)知識的太狹隘 考慮的問題太特殊 在工作中協(xié)調(diào)困難 不利于 自我提高 我國生產(chǎn)的棉花打包機結(jié)構(gòu)簡陋 切割效率始終不高 雖然經(jīng)過幾十年 的發(fā)展 近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高 但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設計水平等的影 響 我國目前生產(chǎn)的棉花打包機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大 差距 棉花打包機的生產(chǎn)也是如此 為滿足市場需求 開發(fā)出一種新型的棉花打包 機勢在必行 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有 一些專業(yè)知識是必不可 少的 但是過度的專業(yè)知識分割 使視野狹隘 可以多多參加技術(shù)交流 和參加科 研項目 縮小范圍 提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù) 提高外部條件變化的適應 能力 封閉的專業(yè)知識的太狹隘 考慮的問題太特殊 在工作中協(xié)調(diào)困難 不利于 自我提高 因此 自上世紀第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢 人們越來越重視 基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對專業(yè)合并的分化 機械工程可以增加產(chǎn)量 提高勞動生產(chǎn) 率 提高生產(chǎn)的經(jīng)濟效益為目標 并研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品 在未來 新產(chǎn)品的 開發(fā) 降低資源消耗 清潔的可再生能源 成本的控制 減少或消除環(huán)境污染作為 一個超級經(jīng)濟目標和任務 機器能完成人的手和腳 耳朵和眼睛等等器官完全不能 直接完成的任務 現(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多 更精美的越來越復雜 很多幻想成為過去的現(xiàn)實 人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙 潛入海洋 數(shù)十億 光年的密切觀察 細胞和分子 電子計算機硬件和軟件 人類的新興科學已經(jīng)開始 1 加強 并部分代替人腦科學 這是人工智能 這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用 但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡 人類智慧的增長并沒有減少手的效 果 而是要求越來越精致 手工制作 更復雜的工作 從而促進手功能 又一方面 實踐促進人腦智力 在人類的進化過程中 以及在每個人的成長過程中 大腦和手 是互相促進和平行進化 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關(guān)系 唯一不同的是 智能硬件還需要 使用機械制造 在過去 各種機械離不開人類的操作和控制 反應速度和運算精度 的進化是非常緩慢的大腦和神經(jīng)系統(tǒng) 人工智能將消除這種限制 相互促進 計算 機科學和機械工程進展之間的平行 將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程 在第十九世紀 機械工程的知識總量仍然是有限的 大學在歐洲 它與一般的土木 工程是一門綜合性的學科 稱為土木工程 下半場的第十九個世紀成為一門獨立的 學科 在第二十世紀 隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解 機械工程專業(yè) 有分支機構(gòu) 在第二十世紀中期趨勢分解 在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結(jié) 束時達到的峰值 由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠從個人掌握所有 一些專業(yè)是 必不可少的 但是過度的專業(yè)知識使分割 視野狹隘 可以查看和統(tǒng)籌大局和全球 工程和技術(shù)交流 縮小范圍 新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù) 外部條件變化的適應 能力差 封閉的專業(yè)知識的專家太狹 考慮的問題太特殊 在工作協(xié)調(diào)困難 不利 于自我提高 因此 自上世紀第二十年代末 出現(xiàn)了一體化的趨勢 人們越來越重 視基礎(chǔ)理論 拓寬領(lǐng)域 對專業(yè)合并的分化 綜合職業(yè)分化和發(fā)展知識循環(huán)過程的 合成 是合理和必要的 本次設計的此種棉花打包機的出現(xiàn)將會大大提高棉花的打 包能力和質(zhì)量 為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面 以及經(jīng)濟效益方面能夠帶來顯著的進 步 同時也在某種程度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展 目前半自動棉花打包機將逐漸被全自動棉花打包機所代替 傳統(tǒng)的機械式的棉 花打包機已經(jīng)不能完全滿足當今市場的需要 迫切需要各種多功能的棉花打包機來 滿足市場需求 因此上海格爾公司加大人力開發(fā)出了五個規(guī)格十種類型的棉花打包 機 然而我國所需的棉花打包機全部依賴進口 這使得國產(chǎn)機械人配備棉花打包機 后 成本增加很大 而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)棉花打包機 其成本提高不大 說明棉花 打包機的市場前景令人樂觀 2 隨著國內(nèi)外機械工業(yè)的蓬勃發(fā)展 世界棉花打包機以采用新材料 新技術(shù) 新 工藝 新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ) 二十世紀以來 德國的 SMATE 公司將新開發(fā)的棉花打包機應用 到該公司的子公司 一個專業(yè)加工棉花的機械公司 經(jīng)過幾年的運行 為該公司創(chuàng)造 了不菲的利潤 繼德國的 SMATE 公司之后 法國的 SHATE 公司也看到了棉花打包機 的利潤所在 投入了相當大的人力和精力來開發(fā)研制棉花打包機 并且與二十世紀 中期投入到了北美等市場 當前 全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力 都大力進行棉花打包機的研發(fā)工作 現(xiàn)在國外等著名棉花打包機的品牌中 都有棉 花打包機的銷售 全世界棉花打包機的應用越來越廣泛 有一點值得注意的是 棉 花打包機的市場 由最初的日本 歐洲 已經(jīng)滲透到北美市場 因此棉花打包機是 當今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設備已經(jīng)成為主要趨勢 西方資本主義國家有巨大的 棉花打包機銷售市場 其工業(yè)的發(fā)展也變得越來越快捷和發(fā)達 這都和棉花打包機 的發(fā)展從而帶動機械工業(yè)的發(fā)展離不開關(guān)系 目前國外各個西方資本主義國家都在加大力度研發(fā)新型的多功能棉花打包機 我國從上世紀九十年代開始生產(chǎn)棉花打包機 于 1980 年自行設計制造出不同功能和 形式的棉花打包機之后 為了適應棉花加工廠家的需要 1999 年又制造了基于 PLC 的棉花打包機 并且經(jīng)過實際應用 該棉花打包機已經(jīng)得到了越來越廣泛的應用 逐漸邁出了國內(nèi)的市場 在西方資本主義國家已經(jīng)得到了普遍的應用和發(fā)展 常見 的棉花打包機如下圖 1 圖 2 所示 3 圖 1 4 圖 2 1 2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 本論文主要是對棉花打包機進行設計 在設計過程中 了解棉花打包機的具體 結(jié)構(gòu)組成和動作過程等 本次設計的題目是棉花打包機的設計 其主要研究內(nèi)容如下 1 到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料 搜集各類棉花打包機的原理及結(jié)構(gòu) 挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學習 2 分析棉花打包機的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 3 確定設計總體方案 5 4 確定具體設計方案 包括傳動機構(gòu)的選擇 打包機構(gòu)的設計 電機 滾珠 絲桿等的選型設計等等 5 棉花打包機的三維圖的繪制 CAD 裝配圖 零件圖的繪制 6 說明書的整理 2 棉花打包機總體方案的設計 2 1 棉 花 打 包 機 的 工 作 原 理 本次設計的題目是棉花打包機的設計 經(jīng)過查找各類資料和參考文獻 到今天 總算完成了 通過本次設計 再次提出了利用三維軟件的水平 并吸收了大量的經(jīng) 驗 總結(jié)出以下幾點 關(guān)于圖紙的繪制方面 當零件的尺寸已經(jīng)給出 不考慮圖紙 尺寸不合適的 基于三維零件圖 裝配時必須考慮的大小是合適的 因為 AutoCAD 繪圖效果不好 也會引起的尺寸誤差 和甚至出現(xiàn)欠定義大小 因此 必須通過在 這個時候?qū)α慵M行測量 進行修改 直到符合要求 該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映 射 通過選擇部分的類型 標準件 可以生成 但有時需要在工具集使用部分可能 找不到 所以在這個時候隨機應變 其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件 的使用 三維地圖應該是靈活的 解決問題的方法總比問題多 當一個方法不能正 常映射 試試另一種方法 它不僅可以完成零件的生產(chǎn) 而且還可以開發(fā)映射一個 更好的主意 并打破了新思想的規(guī)則 該棉花打包機主要是采用電機通過 V 帶傳動帶動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn) 從而實現(xiàn)壓棉 板的升降 從而來實現(xiàn)棉花的打包功能 由于壓棉板上面安裝有刀具 這樣當棉花 放在待打包的區(qū)域后 通過傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)使壓棉板下降 從而對下面的棉花 進行壓縮 切割 然后電機反轉(zhuǎn) 從而帶動壓棉板上升 人工就可以講壓縮 切割 好的棉花取出來 其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖 3 所示 6 圖 3 結(jié)構(gòu)原理圖 2 2 機 械 傳 動 部 分 的 設 計 計 算 2 2 1 電 機 的 選 型 計 算 棉花打包機是通過電機通過 V 帶傳動帶動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn) 從而實現(xiàn)壓棉板的升 降 從而來實現(xiàn)棉花的打包功能 該棉花打包機采用普通三相電機通過帶動齒輪傳 動從而通過滾珠絲桿螺母副實現(xiàn)壓棉板的升降來實現(xiàn)對棉花的打包的功能 具體的 電機選型計算過程如下 N 3 KW WG 7 G 棉花打包機的生產(chǎn)能力 230kg h W 打包 1kg 棉花耗用能量 其值與棉花厚度有關(guān) d 小則 w 大 當 d 5mm 取 w 0 0030kw h kg 傳動效率 取 0 85 所以根據(jù) N 3kw n 1440r min 查表得 92BL4020L1 LK B 電機的結(jié)構(gòu) 8 具體的電機外觀圖如下圖 4 所示 圖 4 Y112M 6 電動機外觀圖 2 2 2 V 帶 傳 動 的 設 計 計 算 1 設計功率 dP 在這里 我們?nèi)?3 0KW kwKA8 24 1 dP 工況系數(shù) 根據(jù)系統(tǒng)工況 取 1 2 AK P 傳遞的功率 2 選定帶型 根據(jù) 和 選取普通 V 帶 A 型 小帶輪轉(zhuǎn)速為 1440r mindp1n1n 3 傳動比 1 76 0i2i1mi 876 40r 4 小帶輪基準直徑 mm 1d 查表得 263mm 而1 263mm 故合適 1dmind 1 76x 463mm 21 6 帶速驗算 smvndv 8 1910642310ax 7 初定軸間距 mm a md45 2210 9 8 所需帶的基準長度 mm 0dL 0 204 212210 adaLdd 88 1005mm 根據(jù)系統(tǒng)工況 選取帶型為 A 1000 9 實際軸間距 a mLd 5 281052800 10 帶輪包角 1 3 578121 ad 0 64 11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號 和 普通 V 帶取 1 32kw 1dn 12 時單根 V 帶型額定功率增量1 i 1P 根據(jù)帶型號 和 取 0 15kw1i 13 V 帶的根數(shù) Z Z 39 287 096 5 032 4 1 LadkpP 小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8 1 23 取 0 96ak 帶長修正系數(shù)查 B1 表 8 1 8 取 0 87L 14 單根 V 帶的預緊力 0F 20 15 2 mvZPkFda 254 710 4896 134 N m V 帶每米長的質(zhì)量 kg m 查 B1 表 8 1 24 取 0 1k gm 10 15 作用在軸上的力 F 10682sin4132sin20 NZF 59ii30max 考慮新帶初預緊力為正常預緊力的 1 5 倍 ax 16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應既有足夠的強度 又應使其結(jié)構(gòu)工藝性好 質(zhì)量分布均勻 重量輕 并 避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應力 帶輪的材料為 HT200 查 B1 表 8 1 10 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸 根據(jù) 帶輪的基準直徑查表確定輪輻如下圖 5 所示 圖 5 帶輪 2 2 3 滾 珠 絲 桿 的 設 計 計 算 1 確定滾珠絲杠副的導程 11 根據(jù)相關(guān)資料 查得 V 8m minmax n 1000r min 代入得 P 1 516mm h 由于計算出的 P 值應取較大值圓整 因此 h P 1 5mm h 2 確定當量轉(zhuǎn)速與當量載荷 1 各種切削方式下 絲杠轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 V 0 6 V 0 8 V 1 V 8 234 代入得 n 100 n 133 n 167 n 133312 4 2 各種切削方式下 絲杠軸向載荷 由表 1 查得 12 已知 W 3000N W 5000N12 代入得 3 當量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 代入得 n 267r minm 3 當量載荷 代入得 F 1380N m 3 預期額定動載荷 1 按預期工作時間估算 13 按表 9 查得 輕微沖擊取 fw 1 3 按表 7 查得 1 3 取 按表 8 查得 可靠性 97 取 fc 0 44 已知 Lh 20000 小時 代入得 C 27899Nm 2 擬采用預緊滾珠絲杠副 按最大負載 Fmax 計算 按表 10 查得 中預載取 Fe 4 5 代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 C 27899Nm 4 確定允許的最小螺紋底徑 1 估算絲杠允許的最大軸向變形量 1 3 1 4 重復定位精度 1 4 1 5 定位精度 最大軸向變形量 m 已知 重復定位精度 10 m 定位精度 25 m 3 6 取兩種結(jié)果的小值 3 m 2 估算最小螺紋底徑 絲杠要求預拉伸 取兩端固定的支承形式 14 1 1 1 2 行程 10 14 已知 行程為 1000mm W 3000N 0 210 代入得 F 600N0 D 20 04mmm2 5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 1 選內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭 直筒雙螺母型墊片預形式 2 由計算出的 在樣本中取相應規(guī)格的滾珠絲杠副 FFZD4008 5 P 8mm h C 30700 C 27899aam 6 確定滾珠絲杠副預緊力 其中 7 行程補償值與與拉伸力 1 行程補償值 15 式中 2 4 2 預拉伸力 代入得 8 滾珠絲杠副工作圖設計 1 絲杠螺紋長度 Ls Ls Lu 2Le 由表二查得余程 Le 40 繪制工作圖 2 兩固定支承距離 L1 按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸 絲杠全長 L 3 行程起點離固定支承距離 L0 由工作圖得 Ls 890 L1 1000 L 1000 L0 30 得 KC 920 N m 9 剛度驗算及精度選擇 16 1 N m N m F0 已知 W1 5000 N 0 2 F0 1000 N F0 靜摩擦力 N 靜摩擦系數(shù) W1 正壓力 N 2 驗算傳動系統(tǒng)剛度 Kmin Kmin 傳動系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復定位精度為 10 Kmin 222 160 3 傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 1 7 m 17 4 確定精度 V300p 任意 300mm 內(nèi)的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言 V300p 0 8 定位精度 定位精度為 20 m 300 V300p 14 3 m 絲杠精度取為 3 級 V300p 12 m 14 3 5 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號 WWCM 公稱直徑 12 導程 3 螺紋長度 900 絲杠全長 1000 P 類 3 級精度 FFZD4010 3 P3 1410 1290 10 驗算臨界壓縮載荷 Fc N 絲杠所受最大軸向載荷 Fmax 小于絲杠預拉伸力 F 不用驗算 11 驗算臨界轉(zhuǎn)速 nc f 10 nc 臨界轉(zhuǎn)速 n min f 與支承形式有關(guān)的系數(shù) 絲杠底徑 臨界轉(zhuǎn)速計算長度 mm 由表 14 得 f 21 9 由樣本得 d2 34 3 由工作圖及表 14 得 Lc2 L1 L0 18 4310 nmax 1500 12 驗算 Dn Dpw nmax D pw 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 mm nmax 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n min Dpw 41 4mm 2 2 4 齒 輪 傳 動 的 設 計 計 算 1 材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制 批量較小 故小齒輪用 45 調(diào)質(zhì) 硬度 230HB 280HB 平均取為 260HB 大齒輪用 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度 229HB 286HB 平均 取為 265HB 選齒輪精度為 7 級 2 節(jié)錐角的計算 3 11 1cot i 3 12 062 1cot ari 3 13 2 5476029 由文獻 2 表 可知 34 3 14 8 15 06 2cosin1cosin212mi ahz 式中 齒頂高系數(shù) a ah 取小齒輪齒數(shù) 251 z 3 15 8 49306 2 i 取大齒輪齒數(shù) z 3 根據(jù)工作條件的要求 大端模數(shù)為 3 16 3 m 4 齒輪分度圓的直徑 19 mm 3 17 75231 mzd mm 3 18 042 X 5 錐距 mm 3 19 86 349260321 dR 6 齒輪齒頂 齒根圓直徑 由文獻 3 表 可知 90 齒頂高 mm 3 20 12 mha 齒頂圓直徑 mm 3 21 8062cos360cos 11 aad mm 3 22 154722 22 h 齒根高 mm 3 23 14 01 mcaf 齒輪基圓直徑 mm 3 24 7528 0365 1 Rmd mm 3 25 1102 7 齒寬 由文獻 2 表 可知 314 mm 3 26 086 92 0 Rb 8 節(jié)圓周速度 m s 3 27 48 15314 631ndv 2 2 5 平 鍵 的 選 型 計 算 20 平鍵作為機械零件的一種 在機械設備的組裝過程中有著相當重要的意義 特 別是在對于軸和孔配合的場所 應用尤為重要 起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用 鍵的類型可 根據(jù)使用要求 工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點表 5 3 15 選定 鍵的長度根據(jù)軸轂的長 度從標準中選取 鍵的 b h 根據(jù)徑來確定 軸和帶輪的聯(lián)結(jié) d 50mm 選用 B16 20 B18 30 和 B14 50 的普通 B 型平鍵 鍵長分別為 60 80 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 3 1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 3 2 固 定 座 的 三 維 建 模 21 22 3 3 齒 輪 的 三 維 建 模 3 4 棉 花 打 包 機 的 三 維 建 模 23 4 各主要零部件強度的校核 4 1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 機架的選擇根據(jù)棉花打包機上面的所有組成部件 打包量的多少和重量來定 碳鋼焊接類機架受力分析得出 由分析得出棉花打包機機架在平衡狀態(tài)下只受地面 對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力 本次設計的機架圖紙如下圖 6 所示 圖 6 機架圖 即機架和打包體以及軸承等等給的壓力為 G G1 零部件重量 5000N 500Kg 500X2N 6000N 根據(jù)碳鋼類機架承載力計算公式 M Pac L M 彎矩 P 集中力 a 集中力距支座距離 c 集中力距另一支座距離 L 跨 度 L a c 僅用于截面 bhW 12 f M W 材料的許用應力 彈性抗拉強度 安全系數(shù) M Pac L 11960 xL 本次設計初定 L 為 1800mm 24 則 M 13456N M 初定方通為 140 x40 x6 計算 W 得出 bhW 12 210 4cm 462M3456f 1 350a 2 a0 cm由 于 NP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強度為 375 500Mpa 由于 310Mpa 遠遠小于 385Mpa 所以碳鋼機架滿足強度要求 4 2 齒 輪 強 度 的 校 核 計 算 兩齒輪材料均選用 40Cr 表面淬火 48 55HRC 查得 MPaF H350172lim1li 預期齒輪壽命 5 年 每天工作 12 小時 工作載荷為輕微沖擊 則 818260 12 5 60 7210Nanti 查 機械設計基礎(chǔ) 圖 得 98 0 2 361 NNYZ 1 驗算齒面接觸疲勞強度 載荷系數(shù) 取 K 1 5 查得 接觸應力為 MPaZZEH8 19 0 5 2 2321 564710 6189 50 872 098EKTubd Pa MaSZHN08 96425 1370 min2l2i1l1 25 2 驗算齒根彎曲疲勞強度 取 K 1 5 查表 許用彎曲應力 68 1 5 421 sasaFFY minlFNSY 彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù) 取 25 1minF 則 1350 927 6FMPa 284 112 2001 5647 81563 48FaSFKTYbmZP 211 4681 4 855FaS MPaY 由上述計算可知 均滿足要求 26 總 結(jié) 時光荏苒 到今天 我的畢業(yè)設計總算完成了 心里充滿感概和辛酸 在最近 的一段時間的畢業(yè)設計 使我們充分把握的設計方法和步驟 不僅復習所學的知識 而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示 在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計 會遇到不 清楚的作業(yè) 老師和學生都能給予及時的指導 確保設計進度本文所設計的是棉花 打包機的設計 通過初期的定稿 查資料和開始正式做畢設 讓我系統(tǒng)地了解到了 所學知識的重要性 從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易 需要不斷鉆研 不斷進取才可要做的好 總之 本設計完成了老師和同學的幫助下 在大學研究的 最后 感謝幫助過我的老師和同學 是大家的幫助才使我的論文得以通過 在這里 我要對我的老師和同學們表示由衷的謝意 27 致 謝 直 到 今 天 論 文 總 算 完 成 了 我 的 心 里 感 到 特 別 高 興 和 激 動 在 這 里 我 打 心 里 向 我 的 導 師 和 同 學 們 表 示 衷 心 的 感 謝 因 為 有 了 老 師 的 諄 諄 教 導 才 讓 我 學 到 了 很 多 知 識 和 做 人 的 道 理 由 衷 地 感 謝 我 親 愛 的 老 師 您 不 僅 在 學 術(shù) 上 對 我 精 心 指 導 在 生 活 上 面 也 給 予 我 無 微 不 至 的 關(guān) 懷 支 持 和 理 解 在 我 的 生 命 中 給 予 的 靈 感 所 以 我 才 能 順 利 地 完 成 大 學 階 段 的 學 業(yè) 也 學 到 了 很 多 有 用 的 知 識 同 時 我 的 生 活 中 的 也 有 了 一 個 明 確 的 目 標 知 道 想 要 什 么 不 再 是 過 去 的 那 個 愛 玩 的 我 了 導 師 嚴 謹 的 治 學 態(tài) 度 創(chuàng) 新 的 學 術(shù) 風 格 認 真 負 責 無 私 奉 獻 寬 容 豁 達 的 教 學 態(tài) 度 都 是 我 們 應 該 學 習 和 提 倡 的 通 過 近 半 年 的 設 計 計 算 查 找 各 類 棉 花 打 包 機 的 相 關(guān) 資 料 論 文 終 于 完 成 了 我 感 到 非 常 興 奮 和 高 興 雖 然 它 是 不 完 美 的 是 不 是 最 好 的 但 在 我 心 中 它 是 我 最 珍 惜 的 因 為 我 是 怎 么 想 的 這 是 我 付 出 的 汗 水 獲 得 的 成 果 是 我 在 大 學 四 年 的 知 識 和 反 映 四 年 的 學 習 和 生 活 不 僅 豐 富 了 我 的 知 識 而 且 鍛 煉 了 我 的 個 人 能 力 更 重 要 的 是 來 自 老 師 和 同 學 的 潛 移 默 化 讓 我 學 到 很 多 有 用 的 知 識 在 這 里 謝 謝 老 師 以 及 所 有 關(guān) 心 我 和 幫 助 我 的 人 謝 謝 大 家 在 以 后 的 工 作 中 我 們 將 繼 續(xù) 努 力 爭 取 把 自 己 的 本 質(zhì) 工 作 做 好 在這個時候 我的心里特別想感謝我的父母 朋友和同學們的幫助 在做設計 感覺受挫 枯燥與迷茫時 是他們在悉心的為我釋放壓力 鼓勵我不要氣餒 勇敢 面對 每周一次和父母的通話 與朋友和同學的長談后都使我精神放松 斗志倍增 以飽滿的熱情重新投入到工作中去 感謝他們 正是他們的不懈支持和充分理解才 能使我順利完成畢業(yè)設計 有了他們的支持和鼓勵 我才有今天 謝謝大家 28 參考文獻 1 李利編著 棉花打包機技術(shù)及其應用 北京 電子工業(yè)出版社 2000 2 黃新著 邵遠編著 棉花打包機的原理及應用 北京 高等教育出版社 1996 3 譚勇著 實用技術(shù)速查手冊 北京 化學工業(yè)出版社 2006 12 4 李寶仁著 氣動技術(shù) 低成本綜合自動化 北京 機械工業(yè)出版社 1999 9 5 宋學義著 棉花打包機速查手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1995 3 6 陳奎生著 氣與氣壓傳動 武漢 武漢理工大學出版社 2008 5 7 SMC 中國 有限公司 棉花打包機實用技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2003 10 8 徐文燦著 棉花打包機系統(tǒng)設計 北京 機械工業(yè)出版社 1995 9 曾孔庚 棉花打包機的發(fā)展趨勢 機器人技術(shù)與應用論壇 10 高微 楊中平 趙榮飛等 棉花打包機臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計 機械設計與制造 2006 1 11 孫兵 趙斌 施永輝 棉花打包機的研制 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 12 馬光 申桂英 工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002 年 13 李如松 棉花打包機的應用現(xiàn)狀與展望 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4 期 14 李明 單臂回轉(zhuǎn)式移動棉花打包機設計 制造技術(shù)與機床 2005 年第 7 期 15 李杜莉 武洪恩 劉志海 棉花打包機的運動學分析 煤礦機械 2007 年 2 月 16 成大先主編 機械設計手冊 第三版 北京 化學工業(yè)出版社 1994 11 崔安娜 棉花打包機控制系統(tǒng)及其 PLC 控制設計 J 應用科學 2008 114 116 17 樊明 魏澤鼎 韓提文 棉花打包機的設計 J 機械 2008 35 2 56 57 18 龔青山 常治斌 任愛華 等 立式軸承壓裝機上料機械手設計 J 湖北工 業(yè)大學學報 2010 25 4 86 88 19 何存興 張鐵華主編 液壓傳動與氣壓傳動 M 華中科技大學出版社 2005 20 Hirohiko Arai Kazuo Tanie and Susumu Tachi Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space