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文檔簡介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 第一章 蔬菜瓜果切片機傳動方式的選擇1</p><p> 第一節(jié) 常見傳動方式優(yōu)缺點分析1</p><p><b> 1. 皮帶傳動1</b></p><p><b> 2. 鏈傳動1</b>&l
2、t;/p><p><b> 3. 齒輪傳動2</b></p><p><b> 4. 蝸桿傳動2</b></p><p><b> 5. 螺旋傳動3</b></p><p> 第二節(jié) 選擇蔬菜瓜果切片機的傳動方式3</p><p> 第二章
3、 蔬菜瓜果切片機齒輪傳動的設(shè)計4</p><p> 第一節(jié) 直齒圓柱齒輪的設(shè)計與校核4</p><p> 1. 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級4</p><p> 2. 按齒面接觸強度確定中心距5</p><p> 3. 校核齒面接觸疲勞強度6</p><p> 4. 校核齒根彎曲疲勞強度7&
4、lt;/p><p> 5、 齒輪主要幾何參數(shù)7</p><p> 第二節(jié) 直齒圓錐齒輪的設(shè)計與校核8</p><p> 1. 選擇齒輪材料及精度等級8</p><p> 2. 按齒輪接觸疲勞強度設(shè)計8</p><p> 3. 校核齒根彎曲疲勞強度10</p><p> 4. 齒
5、輪主要幾何參數(shù)11</p><p> 第三章 齒輪安裝軸的設(shè)計計算12</p><p> 第一節(jié) 主動軸的設(shè)計與校核12</p><p> 1. 選擇主動軸的材料 ,確定許用應力12</p><p> 2. 扭強度估算主動軸的軸徑12</p><p> 3. 設(shè)計主動軸的結(jié)構(gòu)12</p>
6、;<p> 4. 主動軸的強度校核12</p><p> 5. 繪制主動軸的草圖13</p><p> 第二節(jié) 從動軸的設(shè)計與校核13</p><p> 1. 選擇從動軸的材料 ,確定許用應力13</p><p> 2. 扭強度估算從動軸的軸徑13</p><p> 3. 設(shè)計從動軸
7、的結(jié)構(gòu)13</p><p> 4. 從動軸的強度校核13</p><p> 5. 繪制從動軸的草圖14</p><p> 第四章 鍵的校核15</p><p> 第五章 造價分析16</p><p><b> 參考文獻16</b></p><p>
8、第一章 蔬菜瓜果切片機傳動方式的選擇</p><p> 第一節(jié) 常見傳動方式優(yōu)缺點分析 </p><p><b> 皮帶傳動 </b></p><p> 圖1-1 帶傳動簡圖</p><p> 2. 鏈傳動 </p><p> 圖1-2 鏈傳動簡圖</p><
9、;p> 3. 齒輪傳動 </p><p> 圖1-3 齒輪傳動簡圖</p><p><b> 4. 蝸桿傳動 </b></p><p> 圖1-4 蝸輪蝸桿傳動簡圖</p><p><b> 螺旋傳動</b></p><p> 圖1-5 螺旋傳動示例——
10、車床絲杠</p><p> 第二節(jié) 選擇蔬菜瓜果切片機的傳動方式</p><p> 蔬菜瓜果切片機傳動方式選擇的總思路:根據(jù)蔬菜瓜果切片機對傳動方式的要求,選擇傳動方式:</p><p> 1. 蔬菜瓜果切片機要使切片厚薄均勻,就需使電動機軸與輸出軸之間具有固定傳動比,故排除帶傳動;</p><p> 2. 蔬菜瓜果切片機為一般機
11、械,對較大傳動比與軸向力沒有特殊要求,而應保證較高的傳動效率,故排除蝸桿傳動與螺旋傳動;</p><p> 3. 蔬菜瓜果切片機適用于家庭或餐館等場所,為減小噪音并保證質(zhì)量,排除鏈傳動;</p><p> 4. 齒輪傳動保證傳動比穩(wěn)定不變,能傳遞較大的動力,保障速度,效率高,并且結(jié)構(gòu)緊湊,可使本機器便于安裝擺放。</p><p><b> 故選擇
12、齒輪傳動。</b></p><p> 第二章 蔬菜瓜果切片機齒輪傳動的設(shè)計</p><p> 注:若無特殊說明,本說明書所查圖與公式均來自《機械設(shè)計》,詳見參考文獻。</p><p> 第一節(jié) 直齒圓柱齒輪的設(shè)計與校核</p><p> 1. 選擇齒輪材料、熱處理方式和精度等級</p><p>
13、考慮到本設(shè)計切菜機傳送件的功率,為一般機械,選用直齒圓柱齒輪傳動。小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度250~280HBS。大齒輪材料選用ZG310-570,正火處理,齒面硬度162~185HBS。</p><p> 由下式計算應力循環(huán)次數(shù)N:</p><p><b> h</b></p><p> 式中: n — 齒輪轉(zhuǎn)速(r/min
14、);</p><p> — 齒輪轉(zhuǎn)一周,同一側(cè)齒面嚙合的次數(shù);</p><p> — 齒輪的工作壽命(h)。</p><p><b> 可得:</b></p><p><b> h</b></p><p><b> h</b></p>
15、;<p> 查圖5-17得(允許有一定點蝕)。</p><p><b> 由式5-29 得</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 取</b></p>
16、;<p> 按齒面硬度250HBS和162HBS,由圖5-16(b),得=690 MPa,=440 MPa,由下式計算許用接觸應力:</p><p><b> MPa</b></p><p><b> 可得:</b></p><p> []1=689.2 MPa</p><p>
17、; []2=485.8 MPa</p><p> []2<[]1,所以取[]=[]2=485.8 MPa。</p><p> 2. 按齒面接觸強度確定中心距</p><p><b> 小輪轉(zhuǎn)矩 N·m</b></p><p> 初取,取,由表5-5得=188.9,減速傳動u=i=2</p
18、><p><b> 由式5-14計算</b></p><p> 由式5-18計算中心距</p><p> ==46.38 mm</p><p> 取中心距=50mm,估算模數(shù)m = (0.007~0.02) = (0.007~0.02)50 = 0.35~1 mm,由表5-7選標準模數(shù) m=1mm。</p>
19、;<p> 齒數(shù) ,</p><p> 齒輪分度圓直徑 mm</p><p><b> mm</b></p><p> 齒輪齒頂圓直徑 mm</p><p><b> mm</b></p><p>
20、 齒輪基圓直徑 mm</p><p><b> mm</b></p><p> 圓周速度 m/s</p><p> 由表5-6,選擇齒輪精度為9級。</p><p> 3. 校核齒面接觸疲勞強度</p><p> 按電機驅(qū)動,載荷平穩(wěn),由表5-3,取=1.0
21、。</p><p> 由圖5-4,按9級精度和</p><p> 0.034m/s,得</p><p> 取=0.4,齒寬=0.4=19.8 mm</p><p> 由圖5-7a,按=0.6,低速級軸的剛度較大,二級傳動中齒輪相對軸承為非對稱布置,得=1.04。</p><p> 由表5-4,=1.2。<
22、;/p><p> 由式5-4計算載荷系數(shù) =1.25</p><p><b> 式中:</b></p><p><b> —使用系數(shù);</b></p><p><b> —動載系數(shù);</b></p><p> —齒向載荷分布系數(shù);</p
23、><p><b> —齒間載荷分配系數(shù)</b></p><p> 按《機械原理》的公式計算端面重合度</p><p><b> 齒頂壓力角計算:</b></p><p> =[(tan-tan)+(tan-tan)]=1.737</p><p> 由式5-13計算=0.
24、869</p><p> 由式5-17計算齒面接觸應力</p><p> ==409.27 MPa<485.8 MPa 安全</p><p> 4. 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p> 按=33, =66,由圖5-14得=2.52,=2.28;</p><p> 由圖5-15得=1.63,=1.7
25、3。</p><p> 由式5-23計算 =0.25+=0.25+0.432=0.682</p><p> 由圖5-16(b),得=290 MPa,=152 MPa。</p><p> 由圖5-19,得=1.0,=1.0。</p><p> 由式5-32,m=1<5mm,則==1.0。</p><p>&
26、lt;b> 取=2,=1.4。</b></p><p> 由式5-31計算許用彎曲應力</p><p> []==414 MPa</p><p> []==217 MPa</p><p> 由式(5-24)計算齒根彎曲應力</p><p> ==56.22 MPa</p>&
27、lt;p> ==53.99 MPa<217 MPa,安全。</p><p><b> 齒輪主要幾何參數(shù)</b></p><p><b> 齒寬,取</b></p><p> 第二節(jié) 直齒圓錐齒輪的設(shè)計與校核</p><p> 選擇齒輪材料及精度等級</p><
28、;p> 蔬菜瓜果切片機為一般機械,兩齒輪選用45鋼,調(diào)質(zhì)處理。由表5-1,查得硬度217~255HBS,取硬度235~255HBS。</p><p> 按齒輪接觸疲勞強度設(shè)計</p><p><b> 由式5-54</b></p><p><b> 式中</b></p><p> 初
29、選,由式5-14 </p><p><b> 由表5-5,得</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 由式5-33</b></p><p><b> h</b></p><p><b
30、> 查圖5-17得</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 取</b></p><p> 按齒面硬度235HBS,由圖5-16(b),得==590 MPa,</p>
31、<p><b> 由式5-28</b></p><p> =542.8 MPa</p><p><b> =</b></p><p> = 31.66 mm</p><p><b> 取 </b></p><p><b>
32、; 取標準模數(shù)</b></p><p><b> 由表5-3,取</b></p><p><b> 查圖5-4,取</b></p><p><b> ,取</b></p><p><b> 查圖5-7,得</b></p>
33、<p><b> 由式5-53</b></p><p><b> 安全</b></p><p> 3. 校核齒根彎曲疲勞強度</p><p><b> 按</b></p><p><b> 查圖5-14,得</b></p>
34、<p><b> 查圖5-15,得</b></p><p> 查圖5-18(b),得</p><p><b> 查圖5-19,得</b></p><p><b> 查式5-32,得</b></p><p><b> 取,</b>&l
35、t;/p><p><b> 由式5-31</b></p><p><b> 安全</b></p><p> 4. 齒輪主要幾何參數(shù)</p><p> 第三章 齒輪安裝軸的設(shè)計計算</p><p> 第一節(jié) 主動軸的設(shè)計與校核</p><p>
36、1. 選擇主動軸的材料 ,確定許用應力</p><p> 蔬菜瓜果切片機為一般機械,該軸傳遞中小功率,對轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩無特殊要求,故選用45優(yōu)質(zhì)碳素鋼結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)處理,機械性能查表8-1可得: ,,,,,</p><p> 2. 扭強度估算主動軸的軸徑</p><p><b> 對于實心主軸:</b></p><p>
37、=100,采用實心軸,則</p><p> d≥100= 7.32 mm</p><p> 初選最小軸徑為15 mm</p><p> 3. 設(shè)計主動軸的結(jié)構(gòu)</p><p><b> ?、俅_定各軸段直徑 </b></p><p> 的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為=15 mm,根據(jù)設(shè)計手冊公
38、式 選擇=22 mm。</p><p><b> ?、诖_定各軸段長</b></p><p> 根據(jù)整機結(jié)構(gòu),軸的總長為262 mm,軸段Ⅰ的長度根據(jù)軸承所選小軸承寬度定為13 mm,軸段II的長度確定為200 mm,最后留下的長度就為軸段III的長。</p><p> 4. 主動軸的強度校核</p><p> 軸的
39、校核計算首先做出軸的計算簡圖,彎矩圖,扭矩圖,然后進行軸強度校核即可。由于本實心軸是水平放置,主要靠它傳遞扭矩,少量的彎矩可忽略不計,故只需對其扭矩進行校核便可。</p><p> 扭轉(zhuǎn)切應力計算公式:</p><p> 式中, —截面的剪切應力</p><p><b> T—截面處得扭矩</b></p><p>
40、 —危險截面的抗扭截面系數(shù)</p><p><b> 對于實心軸:</b></p><p><b> 已查得45號鋼</b></p><p> 故此實心軸符合強度要求。</p><p> 5. 繪制主動軸的草圖</p><p> 圖3-1 主動軸設(shè)計草圖</
41、p><p> 第二節(jié) 從動軸的設(shè)計與校核</p><p> 1. 選擇從動軸的材料 ,確定許用應力</p><p> 因我們設(shè)計的軸對材料無特殊要求,故選用45鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理,取A0=100由強度極限 ,再由許用彎曲應力</p><p> 2. 扭強度估算從動軸的軸徑</p><p><b> 對于實心
42、主軸:</b></p><p> =100,采用實心軸,則</p><p> d≥100= 7.32 mm</p><p> 初選最小軸徑為10 mm</p><p> 3. 設(shè)計從動軸的結(jié)構(gòu)</p><p><b> ?、俅_定各軸段直徑 </b></p><
43、;p> 的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定取為=10 mm,根據(jù)設(shè)計手冊公式 選擇=14 mm。</p><p><b> ②確定各軸段長</b></p><p> 根據(jù)整機結(jié)構(gòu),軸的總長為105 mm,軸段Ⅰ的長度根據(jù)軸承所選小軸承寬度定為5mm,軸段II的長度確定為10 mm,最后留下的長度就為軸段III的長。</p><p> 4.
44、從動軸的強度校核</p><p> 軸的校核計算首先做出軸的計算簡圖,彎矩圖,扭矩圖,然后進行軸強度校核即可。由于本實心軸是水平放置,靠它傳遞扭矩,少量的彎矩可忽略不計,故只需對其扭矩進行校核便可。</p><p> 扭轉(zhuǎn)切應力計算公式:</p><p> 式中, —截面的剪切應力</p><p><b> T—截面處得扭矩
45、</b></p><p> —危險截面的抗扭截面系數(shù)</p><p><b> 對于實心軸:</b></p><p><b> 已查得45號鋼</b></p><p> 故此實心軸符合強度要求。</p><p> 5. 繪制從動軸的草圖</p>
46、;<p> 圖3-2 從動軸設(shè)計草圖</p><p><b> 第四章 鍵的校核</b></p><p> 本設(shè)計主動軸所用鍵為的平鍵,平鍵的兩側(cè)面是工作面,工作時兩側(cè)面受到擠壓,對于按標準選擇尺寸及鍵為常用材料的普通平鍵聯(lián)接其主要失效形式是鍵、軸槽和轂槽三者中強度最弱的工作面被壓潰。校核時,按工作面的平均擠壓力進行計算,其公式為:</p&g
47、t;<p><b> MPa </b></p><p><b> MPa</b></p><p> 式中:T—轉(zhuǎn)矩(N·m);</p><p> d—軸的直徑(mm);</p><p> l—鍵的工作長度(mm);</p><p><
48、b> b—鍵寬(mm);</b></p><p> k—鍵與轂槽的接觸高度(mm);</p><p> —鍵聯(lián)接的許用擠壓應力 查表可得輕微沖擊載荷時,取=150 </p><p> — 鍵的許用靜壓力 ,查表可知:=100 </p><p><b> 由公式(11)得:</b></
49、p><p><b> σ MPa</b></p><p><b> τ MPa</b></p><p><b> 所以 </b></p><p> 由以上的計算可知,該平鍵的強度極限滿足要求。</p><p><b> 第五章 造價分析&
50、lt;/b></p><p><b> 參考文獻</b></p><p> [1] 鞏云鵬,田萬祿,張祖立,黃秋波.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].沈陽:東北大學出版社,2000. </p><p> [2] 孫志禮,冷興聚,魏延剛,曾海泉.機械設(shè)計[M].沈陽:東北大學出版社,2000. </p><p> [3
51、] 趙永成,王豐,李明穎,湯武初.機電傳動控制[J].中國計量出版社,2000. </p><p> [4] 王春香.材料力學[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2001.</p><p> [5] 機械工程設(shè)計手冊編寫組.機械工程設(shè)計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997. </p><p> [6] 王啟平.機械制造工藝學[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大
52、學出版社,2004.</p><p> [7] 王連明,宋寶玉.機械設(shè)計課程設(shè)計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2005. </p><p> [8] 王知行,鄧宗權(quán).機械原理[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社,2002.</p><p> [9] 張展主編.機械傳動設(shè)計手冊[M].上海:上??茖W技術(shù)出版社,2005. </p><
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