棉花打包機的設(shè)計
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摘要
本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(shè)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(shè)備相比，還是有一定的差距，因此本次棉花打包機的設(shè)計具有重要意義。
關(guān)鍵詞：棉花打包機，傳動，效率，設(shè)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(shè)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(shè)計計算 11
2.2.1電機的選型計算 13
2.2.2 V帶傳動的設(shè)計計算 14
2.2.3滾珠絲桿的設(shè)計計算 16
2.2.4齒輪傳動的設(shè)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 28
結(jié)論 29
致謝 32
參考文獻 33
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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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！
本次設(shè)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。
總 結(jié)
時光荏苒，到今天，我的畢業(yè)設(shè)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(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習所學(xué)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(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是棉花打包機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，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(xué)們表示由衷的謝意。
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(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)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(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，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(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)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(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習和提倡的。通過近半年的設(shè)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(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)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(xué)的潛移默化讓我學(xué)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(xué)們的幫助。在做設(shè)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(xué)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(shè)計。有了他們的支持和鼓勵，我才有今天，謝謝大家！
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本科畢業(yè)設(shè)計 題 目 : 棉花打包機的設(shè)計 英文題目： of 院： ____ 機電工程學(xué)院 ____ 專 業(yè) ： _機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 ： 學(xué) 號： ___________ 指導(dǎo)教師 ： ______ _______ 2016年 1月 12日 I 摘要 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(shè)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(shè)備相比， 還是有一定的差距，因此 本次棉花打包機 的設(shè)計具有重要意義 。 關(guān)鍵詞 ： 棉花打包機，傳動，效率，設(shè)計 he of is of It of of so is on so to to of so as to so as to is is by of is At be of be in on of or a so 目 錄 摘要 ............................................................. I ....................................................... 引言 ............................................................ 1 題的來源與研究的目的和意義 ................................ 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................ 2 2 棉花打包機總體方案的設(shè)計 ........................................ 3 花打包機的工作原理 ........................................ 9 械傳動部分的設(shè)計計算 ..................................... 11 機的選型計算 ........................................ 13 帶傳動的設(shè)計計算 .................................... 14 珠絲桿的設(shè)計計算 .................................... 16 輪傳動的設(shè)計計算 .................................... 18 鍵的選型計算 ........................................ 18 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 ................................. 19 珠絲桿的三維建模 ......................................... 22 定座的三維建模 ........................................... 24 輪的三維建模 ............................................. 25 花打包機的三維建模 ....................................... 26 4 各主要零部件強度的校核 ......................................... 27 架強度的校核與計算 ....................................... 28 輪強度的校核計算 ......................................... 28 結(jié)論 ............................................................ 29 致謝 ............................................................ 32 參考文獻 ........................................................ 33 1 1 引言 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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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！ 本次設(shè)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。 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 司將 新開發(fā)的棉花打包機應(yīng)用到該公司的子公司 過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼德國的 國的 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(yīng)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(shè)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(shè)計制造出不同功能和形式的棉花打包機之后，為了適應(yīng)棉花加工廠家的需要， 1999 年又制造了基于 棉花打包機。并且經(jīng)過實際應(yīng)用，該棉花打包機已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)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(yīng)用和發(fā)展。常見的棉花打包機如下圖 1，圖 2所示 : 圖 1 3 圖 2 課題研究的內(nèi)容 本論文主要是對棉花打包機進行設(shè)計。在設(shè)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(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(xué)習。 （ 2）分析棉花 打包機的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 4 （ 3）確定設(shè)計總體方案 （ 4）確定具體設(shè)計方案（包括傳動機構(gòu)的選擇，打包機構(gòu)的設(shè)計，電機，滾珠絲桿等的選型設(shè)計等等） （ 5）棉花打包機的三維圖的繪制、 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(shè)計 花打包機的工作原理 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(shè)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 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(yīng)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(yīng)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 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： 5 圖 3結(jié)構(gòu)原理圖 械傳動部分的設(shè)計計算 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( 6 G－棉花打包機的生產(chǎn)能力， 230kg/h。 W－打包 1值與棉花厚度有關(guān)， d＝ 5 取 w＝ h/ ? －傳動效率，取 所以根據(jù) N＝ 3n＝ 1440r/2 7 具體的電機外觀圖如下圖 4所示： 圖 4 動機外觀圖 帶傳動的設(shè)計計算 1設(shè)計功率 ?????； 工況系數(shù)，查 8－ 1－ 22 ，取 P－傳遞的功率； 2選定帶型 根據(jù)n 選取普通 V 帶 A 型， 1n －小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/ 傳動比 ? 2n ＝m 1 8 0 1 4 0 r?； 4 小帶輪基準直徑 1 1d＝ 100mm>480 6 帶速驗算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a ???? ????? ?? 7 初定軸間距 0a （ 80)(2 210 ???8 所需帶的基準長度 0 8 020 4)()(22 12210 ??? ? ＝2 8 04 802 8 022 8 022????? ?＝ 886型為 A－ 900 9 實際軸間距 a 8 72 8 8 69 0 02 8 02 00 ＝?????? 10 帶輪包角 1? ?? 0121 ????? a dd ?? ?= ?164 11單根 p 根據(jù)帶型號、1n 普通 V 帶取 2 1?i 時單根 P? 根據(jù)帶型號、 1n 和 i 取 3 Z = 11 ???????? 帶輪包角修正系數(shù)查 8－ 1－ 23,取 帶長修正系數(shù)查 8－ 1－ 8，取 4 單根 F 20 ) 0 0 ? = 00 ????=134（ N） m－ V 帶每米長的質(zhì)量（ kg/m）查 8－ 1－ 24，取 9 15作用在軸上的力 ?F )(106182s i i 0 ??????? ?)(159282s i i 0m a x ??????? ?－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)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(yīng)力。 帶輪的材料為 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 珠絲桿的設(shè)計計算 1、 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 10 由表 1 查得 8m/1000r/入得， 于計算出的 此 、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 1 8 代入得 100 33 167 n 4 =1333 （ 2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表 1 查得 11 已知 3000N 5000N 代入得 （ 3）當量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 代入得 267r/ 3）當量載荷 代入得 1380N 3、預(yù)期額定動載荷 （ 1） 按預(yù)期工作時間估算 12 按表 9 查得：輕微沖擊取 表 7 查得： 1～ 3 取 按表 8 查得：可靠性 97%取 知： 0000 小時 代入得 27899N （ 2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負載 算： 按表 10 查得：中預(yù)載取 入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 27899N 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 ≤（ 1/3～ 1/4）重復(fù)定位精度 ② ≤（ 1/4～ 1/5）定位精度 : 最大軸向變形量 μm 已知：重復(fù)定位精度 10μm, 定位精度 25μm ① =3 ② =6 取兩種結(jié)果的小值 =3μm (2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 13 (程 +（ 10～ 14） 已知：行程為 10003000N ,μ 0 =入得 600N D 、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(yù)形式 （ 2） 由計算出的 在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 h =8a =30700﹥ 27899 6、確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 其中 7、行程補償值與與拉伸力 （ 1）行程補償值 14 式中： =（ 2～ 4） (2) 預(yù)拉伸力 代入得 8、滾珠絲杠副工作圖設(shè)計 (1) 絲杠螺紋長度 u+2由表二查得余程 0 繪制工作圖 （ 2）兩固定支承距離 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 工作圖得 90 000 L=1000 0 得 20 N/ m 15 9、剛度驗算及精度選擇 （ 1） = = N/ m = N/ m 已知 000 N ， = 000 N； ： 靜摩擦力 N； ：靜摩擦系數(shù)； ：正壓力 N； （ 2）驗算傳動系統(tǒng)剛度 傳動系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為 10； 22＞ 160； （ 3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 ； 16 =1.7 m； （ 4）確定精度 ：任意 300的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言， 位精度 - ； 定位精度為 20 m/300； 14.3 m； 絲杠精度取為 3 級； 2 m＜ (5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號： 公稱直徑： 12 導(dǎo)程： 3； 螺紋長度： 900； 絲杠全長： 1000； P 類 3 級精度 × 1290； 10、驗算臨界壓縮載荷； ： N； 絲杠所受最大軸向載荷 于絲杠預(yù)拉伸力 F 不用驗算。 11、驗算臨界轉(zhuǎn)速 nc=f × 10 ； : 臨界轉(zhuǎn)速 n/ 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 由表 14 得 f= 17 由樣本得 由工作圖及表 14 得： 0； 4310＞ 500； 12、驗算 pw D 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n/ 輪傳動的設(shè)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 23080均取為 260齒輪用 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度 22986均取為 265齒輪精度為 7級。 （ 2）節(jié)錐角的計算 1?i （ '''1 o tc o t ???? a （ ''''''''2 54676706222290 ??? ???? （ 由文獻 [2]表 3314 ?? 可知， 6'2222c o i n 12c o ss i 12m i n ???? ? oa （ 式中， ?1?? 取小齒輪齒數(shù) 251 ?z ， ??? （ 取大齒輪齒數(shù) 402 ?z 。 （ 3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 18 3?m （ （ 4）齒輪分度圓的直徑 7525311 ???? （ 12040322 ??? （ （ 5）錐距 ???????????????????????????? （ （ 6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻 [3]表 910? 可知， 齒頂高 12121* ???? aa （ 齒頂圓直徑 80062222co ''111 ??????? ??aa （ 1 2 5546767co 0co ''222 ??????? ??aa （ 齒根高 ? ? ? ? ?????? af （ 齒輪基圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm （ ? ? ? ? ????? Rm （ （ 7）齒寬 由文獻 [2]表 3314 ?? 可知，， ??? ? （ （ 8）節(jié)圓周速度 311 ?? ????? m/s （ 19 鍵的選型計算 平鍵作為機械零件的一種，在機械設(shè)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(yīng)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=50選用 20，30和 50 的普通 長分別為 60㎜， 80㎜。 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 珠絲桿的三維建模 20 定座的三維建模 21 輪的三維建模 22 花打包機的三維建模 4 各主要零部件強度的校核 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(shè)計的機架圖紙如下圖 6所示： 23 圖 6 機架圖 即機架和打包體以及軸承等等給的壓力為 G+部件重量） =5000N（ 500(5006000N; 根據(jù)碳鋼類機架承載力計算公式： M=(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) b h h 12???（ 僅用于截面 ) f=M/W≤ 材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度 /安全系數(shù)）。 M==11960次設(shè)計初定 800 M=13456N.M b h h 12???，初定方通為 140算 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c ??N 算后位 270235A 的抗拉強度為 375~500于 3104 遠遠小于 385以碳鋼機架滿足強度要求。 輪強度的校核計算 兩齒輪材料均選用 40面淬火， 48~55得： M P 5011702? ?? ?? ?? 預(yù)期齒輪壽 命 5年，每天工作 12小時，工作載荷為輕微沖擊，則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ??? 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y )驗算齒面接觸疲勞強度 載荷系數(shù)，取 K=得： M H ?? ? 接觸應(yīng)力為： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? i i i i ??????????(2)驗算齒根彎曲疲勞強度 取 K=表： ? ??Y ? ? m Y?? ?彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，取 F? 25 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ??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(shè)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(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習所學(xué)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(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是棉花打包機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，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(xué)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(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)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(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，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(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)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(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習和提倡的。通過近半年的設(shè)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(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)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(xué)的潛移默化讓我學(xué)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(xué)們的幫助。在做設(shè)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(xué)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(shè)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 北京：電子工業(yè)出版社， 2000。 [2]黃新著，邵 遠編著 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(xué)工業(yè)出版社， [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， [5]宋學(xué)義著 . 棉花打包機速查手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， [6]陳奎生著 . 氣與氣壓傳動 . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [7]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， 8]徐文燦著 . 棉花打包機系統(tǒng)設(shè) 計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1995。 [9]曾孔庚 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 機械設(shè)計與制造 [11]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [12]馬光 ,申桂英 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002年。 [13]李如松 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4期。 [14]李明 制造技術(shù)與機床 2005年第 7期。 [15]李杜莉，武洪恩，劉志海 煤礦機械 2007年 2月 [16]成大先主編 三版） 學(xué)工業(yè)出版社， 1994。 [11] 崔安娜 . 棉花打包機控制系統(tǒng)及其 制設(shè)計 [J]. 應(yīng)用科學(xué)， 2008： 114－116 [17] 樊明，魏澤鼎，韓提文 . 棉花打包機的設(shè)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(shè)計 [J]. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)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(xué)出版社， 2005. [20]of a 本科畢業(yè)設(shè)計 題 目 : 棉花打包機的設(shè)計 英文題目： of 院： ____ 機電工程學(xué)院 ____ 專 業(yè) ： _機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名 ： 學(xué) 號： ___________ 指導(dǎo)教師 ： ______ _______ 2016年 1月 12日 I 摘要 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(shè)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(shè)備相比， 還是有一定的差距，因此 本次棉花打包機 的設(shè)計具有重要意義 。 關(guān)鍵詞 ： 棉花打包機，傳動，效率，設(shè)計 he of is of It of of so is on so to to of so as to so as to is is by of is At be of be in on of or a so 目 錄 摘要 ............................................................. I ....................................................... 引言 ............................................................ 1 題的來源與研究的目的和意義 ................................ 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................ 2 2 棉花打包機總體方案的設(shè)計 ........................................ 3 花打包機的工作原理 ........................................ 9 械傳動部分的設(shè)計計算 ..................................... 11 機的選型計算 ........................................ 13 帶傳動的設(shè)計計算 .................................... 14 珠絲桿的設(shè)計計算 .................................... 16 輪傳動的設(shè)計計算 .................................... 18 鍵的選型計算 ........................................ 18 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 ................................. 19 珠絲桿的三維建模 ......................................... 22 定座的三維建模 ........................................... 24 輪的三維建模 ............................................. 25 花打包機的三維建模 ....................................... 26 4 各主要零部件強度的校核 ......................................... 27 架強度的校核與計算 ....................................... 28 輪強度的校核計算 ......................................... 28 結(jié)論 ............................................................ 29 致謝 ............................................................ 32 參考文獻 ........................................................ 33 1 1 引言 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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)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！ 本次設(shè)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。 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 司將 新開發(fā)的棉花打包機應(yīng)用到該公司的子公司 過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼德國的 國的 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(yīng)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(shè)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(shè)計制造出不同功能和形式的棉花打包機之后，為了適應(yīng)棉花加工廠家的需要， 1999 年又制造了基于 棉花打包機。并且經(jīng)過實際應(yīng)用，該棉花打包機已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)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(yīng)用和發(fā)展。常見的棉花打包機如下圖 1，圖 2所示 : 圖 1 3 圖 2 課題研究的內(nèi)容 本論文主要是對棉花打包機進行設(shè)計。在設(shè)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(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(xué)習。 （ 2）分析棉花 打包機的結(jié)構(gòu)與參數(shù) 4 （ 3）確定設(shè)計總體方案 （ 4）確定具體設(shè)計方案（包括傳動機構(gòu)的選擇，打包機構(gòu)的設(shè)計，電機，滾珠絲桿等的選型設(shè)計等等） （ 5）棉花打包機的三維圖的繪制、 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(shè)計 花打包機的工作原理 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)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(shè)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 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(yīng)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(yīng)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 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： 5 圖 3結(jié)構(gòu)原理圖 械傳動部分的設(shè)計計算 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( 6 G－棉花打包機的生產(chǎn)能力， 230kg/h。 W－打包 1值與棉花厚度有關(guān)， d＝ 5 取 w＝ h/ ? －傳動效率，取 所以根據(jù) N＝ 3n＝ 1440r/2 7 具體的電機外觀圖如下圖 4所示： 圖 4 動機外觀圖 帶傳動的設(shè)計計算 1設(shè)計功率 ?????； 工況系數(shù)，查 8－ 1－ 22 ，取 P－傳遞的功率； 2選定帶型 根據(jù)n 選取普通 V 帶 A 型， 1n －小帶輪轉(zhuǎn)速，為 1440r/ 傳動比 ? 2n ＝m 1 8 0 1 4 0 r?； 4 小帶輪基準直徑 1 1d＝ 100mm>480 6 帶速驗算 d /3025/ 0 060 1 4 4 01 0 01 0 0 060 m a ???? ????? ?? 7 初定軸間距 0a （ 80)(2 210 ???8 所需帶的基準長度 0 8 020 4)()(22 12210 ??? ? ＝2 8 04 802 8 022 8 022????? ?＝ 886型為 A－ 900 9 實際軸間距 a 8 72 8 8 69 0 02 8 02 00 ＝?????? 10 帶輪包角 1? ?? 0121 ????? a dd ?? ?= ?164 11單根 p 根據(jù)帶型號、1n 普通 V 帶取 2 1?i 時單根 P? 根據(jù)帶型號、 1n 和 i 取 3 Z = 11 ???????? 帶輪包角修正系數(shù)查 8－ 1－ 23,取 帶長修正系數(shù)查 8－ 1－ 8，取 4 單根 F 20 ) 0 0 ? = 00 ????=134（ N） m－ V 帶每米長的質(zhì)量（ kg/m）查 8－ 1－ 24，取 9 15作用在軸上的力 ?F )(106182s i i 0 ??????? ?)(159282s i i 0m a x ??????? ?－考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 16帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)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(yīng)力。 帶輪的材料為 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 珠絲桿的設(shè)計計算 1、 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 10 由表 1 查得 8m/1000r/入得， 于計算出的 此 、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 1 8 代入得 100 33 167 n 4 =1333 （ 2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表 1 查得 11 已知 3000N 5000N 代入得 （ 3）當量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 代入得 267r/ 3）當量載荷 代入得 1380N 3、預(yù)期額定動載荷 （ 1） 按預(yù)期工作時間估算 12 按表 9 查得：輕微沖擊取 表 7 查得： 1～ 3 取 按表 8 查得：可靠性 97%取 知： 0000 小時 代入得 27899N （ 2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負載 算： 按表 10 查得：中預(yù)載取 入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 27899N 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 ≤（ 1/3～ 1/4）重復(fù)定位精度 ② ≤（ 1/4～ 1/5）定位精度 : 最大軸向變形量 μm 已知：重復(fù)定位精度 10μm, 定位精度 25μm ① =3 ② =6 取兩種結(jié)果的小值 =3μm (2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 13 (程 +（ 10～ 14） 已知：行程為 10003000N ,μ 0 =入得 600N D 、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(yù)形式 （ 2） 由計算出的 在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 h =8a =30700﹥ 27899 6、確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 其中 7、行程補償值與與拉伸力 （ 1）行程補償值 14 式中： =（ 2～ 4） (2) 預(yù)拉伸力 代入得 8、滾珠絲杠副工作圖設(shè)計 (1) 絲杠螺紋長度 u+2由表二查得余程 0 繪制工作圖 （ 2）兩固定支承距離 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 工作圖得 90 000 L=1000 0 得 20 N/ m 15 9、剛度驗算及精度選擇 （ 1） = = N/ m = N/ m 已知 000 N ， = 000 N； ： 靜摩擦力 N； ：靜摩擦系數(shù)； ：正壓力 N； （ 2）驗算傳動系統(tǒng)剛度 傳動系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為 10； 22＞ 160； （ 3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 ； 16 =1.7 m； （ 4）確定精度 ：任意 300的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言， 位精度 - ； 定位精度為 20 m/300； 14.3 m； 絲杠精度取為 3 級； 2 m＜ (5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號： 公稱直徑： 12 導(dǎo)程： 3； 螺紋長度： 900； 絲杠全長： 1000； P 類 3 級精度 × 1290； 10、驗算臨界壓縮載荷； ： N； 絲杠所受最大軸向載荷 于絲杠預(yù)拉伸力 F 不用驗算。 11、驗算臨界轉(zhuǎn)速 nc=f × 10 ； : 臨界轉(zhuǎn)速 n/ 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 由表 14 得 f= 17 由樣本得 由工作圖及表 14 得： 0； 4310＞ 500； 12、驗算 pw D 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n/ 輪傳動的設(shè)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 23080均取為 260齒輪用 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度 22986均取為 265齒輪精度為 7級。 （ 2）節(jié)錐角的計算 1?i （ '''1 o tc o t ???? a （ ''''''''2 54676706222290 ??? ???? （ 由文獻 [2]表 3314 ?? 可知， 6'2222c o i n 12c o ss i 12m i n ???? ? oa （ 式中， ?1?? 取小齒輪齒數(shù) 251 ?z ， ??? （ 取大齒輪齒數(shù) 402 ?z 。 （ 3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 18 3?m （ （ 4）齒輪分度圓的直徑 7525311 ???? （ 12040322 ??? （ （ 5）錐距 ???????????????????????????? （ （ 6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻 [3]表 910? 可知， 齒頂高 12121* ???? aa （ 齒頂圓直徑 80062222co ''111 ??????? ??aa （ 1 2 5546767co 0co ''222 ??????? ??aa （ 齒根高 ? ? ? ? ?????? af （ 齒輪基圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm （ ? ? ? ? ????? Rm （ （ 7）齒寬 由文獻 [2]表 3314 ?? 可知，， ??? ? （ （ 8）節(jié)圓周速度 311 ?? ????? m/s （ 19 鍵的選型計算 平鍵作為機械零件的一種，在機械設(shè)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(yīng)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=50選用 20，30和 50 的普通 長分別為 60㎜， 80㎜。 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 珠絲桿的三維建模 20 定座的三維建模 21 輪的三維建模 22 花打包機的三維建模 4 各主要零部件強度的校核 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(shè)計的機架圖紙如下圖 6所示： 23 圖 6 機架圖 即機架和打包體以及軸承等等給的壓力為 G+部件重量） =5000N（ 500(5006000N; 根據(jù)碳鋼類機架承載力計算公式： M=(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) b h h 12???（ 僅用于截面 ) f=M/W≤ 材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度 /安全系數(shù)）。 M==11960次設(shè)計初定 800 M=13456N.M b h h 12???，初定方通為 140算 462M 1 3 4 5 6f = = = 1 2 1 2 . 3 5 1 0 a = 1 2 . 1 2 1 0 0 . 4 2 c ??N 算后位 270235A 的抗拉強度為 375~500于 3104 遠遠小于 385以碳鋼機架滿足強度要求。 輪強度的校核計算 兩齒輪材料均選用 40面淬火， 48~55得： M P 5011702? ?? ?? ?? 預(yù)期齒輪壽 命 5年，每天工作 12小時，工作載荷為輕微沖擊，則 818216 0 6 0 * 1 * 5 2 0 * ( 5 * 3 0 0 * 1 2 ) 5 . 6 1 6 * 1 0/ 2 . 7 2 1 6 * 1 0N a n i? ? ??? 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖，得： ? ??Y )驗算齒面接觸疲勞強度 載荷系數(shù)，取 K=得： M H ?? ? 接觸應(yīng)力為： 232212 1 . 5 5 . 5 6 4 7 1 0 3 . 0 61 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 1 7 2 . 0 7 92 4 7 8 2 . 0 6H E Zb d a???? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? i i i i ??????????(2)驗算齒根彎曲疲勞強度 取 K=表： ? ??Y ? ? m Y?? ?彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，取 F? 25 則： ? ?1 3 5 0 0 . 9 2 2 5 7 . 61 . 2 5F M P a? ??? ? ?2 3 5 0 0 . 9 8 2 7 4 . 41 . 2 5F M P a? ??? 1 1 11 2212000 2 0 0 0 1 . 5 5 . 5 6 4 7 2 . 6 8 1 . 5 62 4 3 2 61 2 . 4 2 8F a S Y Yb m a? ? ? ? ? ??? ???2221112 . 4 6 1 . 6 8 1 2 . 4 2 8 1 2 . 2 8 52 . 6 8 1 . 5 6F a S a S P ?? ? ? ? ??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(shè)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(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習所學(xué)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(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是棉花打包機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，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(xué)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(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)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(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，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(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)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(dǎo)師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習和提倡的。通過近半年的設(shè)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(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)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(xué)的潛移默化讓我學(xué)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(xué)們的幫助。在做設(shè)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(xué)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(shè)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 北京：電子工業(yè)出版社， 2000。 [2]黃新著，邵 遠編著 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(xué)工業(yè)出版社， [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， [5]宋學(xué)義著 . 棉花打包機速查手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， [6]陳奎生著 . 氣與氣壓傳動 . 武漢：武漢理工大學(xué)出版社， [7]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， 8]徐文燦著 . 棉花打包機系統(tǒng)設(shè) 計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1995。 [9]曾孔庚 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]高微 ,楊中平 ,趙榮飛等 機械設(shè)計與制造 [11]孫兵 ,趙斌 ,施永輝 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [12]馬光 ,申桂英 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002年。 [13]李如松 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4期。 [14]李明 制造技術(shù)與機床 2005年第 7期。 [15]李杜莉，武洪恩，劉志海 煤礦機械 2007年 2月 [16]成大先主編 三版） 學(xué)工業(yè)出版社， 1994。 [11] 崔安娜 . 棉花打包機控制系統(tǒng)及其 制設(shè)計 [J]. 應(yīng)用科學(xué)， 2008： 114－116 [17] 樊明，魏澤鼎，韓提文 . 棉花打包機的設(shè)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(shè)計 [J]. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)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(xué)出版社， 2005. 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