直線型液體自動灌裝機結構設計課程設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 軸號轉速輸出功率輸出轉矩傳動比效率電機軸2700311軸2700105053．860．99軸700392911 選擇齒輪材料 查表 大小齒輪均用45號鋼，調質 2 按齒面接觸疲勞強度來計算 確定齒輪傳動精度等級 按 估取圓周速度為= 查表選取 公差等級為8級 小輪分度圓直徑，由公式可得 齒寬系數查表，按齒輪相對軸承為非對稱布置， 可取= 小輪齒數，在推薦值17~20中選則。 =17 大輪齒數= = 圓整，取 齒數比 傳動比誤差 = 誤差范圍在的范圍內，所以合適。 小輪轉矩 由前面的計算可知 載荷系數K 使用系數，查表得 =1 動載荷系數 ，查表得初值 = 齒向載荷分布系數 ，查表得 = 齒向載荷分配系數 ，由下式及得 查表并插值 則載荷系數K的初值 彈性系數 查表得 = 節點影響系數 ，查表（） 得= 重合度系數 ，查表得 許用接觸應力 接觸疲勞極限應力，查表得 應力循環次數 = 則查圖得接觸強度的壽命系數，（不允許有點蝕） ==1 硬化強度 =1 接觸強度安全系數，按一般可靠度 =，取 = 故由上面的一系列參數可以得出 齒輪模數 查表取 小齒輪分度圓直徑的參數值圓整 = = 圓周速度V 與估取值誤差不大，對取值影響不大，不必修正 小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距a 齒寬b 大輪齒寬 小輪齒寬 3 齒根彎曲疲勞強度校核計算： 齒形系數 查圖8—67 小輪 = 大輪 =應力修正系數 查圖8—68小輪 =大輪 = 重合度系數 許用彎曲應力[由式（8—71）得 彎曲疲勞極限 查圖8—72 = = 彎曲壽命系數 查圖8—73 =1 =1 尺寸系數 查圖8—74 =1 安全系數 查圖8—27 = 則 故 ： 第一根軸的結構設計及分配 軸的結構設計1．擬定軸上零件的裝配方案2．根據軸向定位要求確定直徑和長度軸段1 ：軸段1與聯軸器相連。由最小直徑及剖分式軸承段軸的直徑。根據工作需要及工藝要求取軸段1長為 軸段2 ：根據端蓋的定位及，確定軸段2的長度和直徑為 軸段 3 ： 根據所選的深溝球軸承6404直徑為d=20mm,可以確定軸段3的直徑，以及軸承的寬度為19mm，可以定軸的長度為38mm 軸段 4 ： 由于小齒輪直徑為26mm，與軸的直徑相差不大，所以可以將小齒輪與軸段4做成一體，可以定軸段4的直徑為，=小齒輪寬度+與箱壁的距離。 軸段5同軸3段一樣。第二根軸的結構設計與分配一 根據軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段 1 ：根據鏈輪的直徑為270mm，以及寬為100mm，可以將軸的第一段作成花鍵 軸段 2：根據端蓋的定位及，確定軸段2的長度和直徑為 軸段 3 ：根據所選的軸承型號6407直徑為35mm，寬為25mm，以及擋圈。可定軸段3的直徑及長度為 軸段 4 ：長度比軸一的長度略短些。可取 軸段 5 ：軸段5+軸段6=軸段3。可定軸段5的直徑為 軸段 6 ：軸段6=6020=40mm ：根據系統設計要求和各種傳動形式的特點，選用鏈傳動。根據減速器的輸出軸進行設計計算。輸送鏈水平布置，按低速設計。1 鏈輪齒數Z1，Z2：(1)按表86選z1。取。(2)(3)速比i1通常2若載荷平穩，尺寸允許可取i=810。2 確定鏈條節距p：(1)計算功率式中p額定功率工作情況系數因為工作平穩，所以從表88中得：=所以Pc=*=。（2）特定條件下，單排鏈傳遞功率Po小鏈輪齒數系數。查表89，取=傳動比系數。查表810，取=中心距系數。查表811，取=多排鏈系數。查表812，取=（3）由P0,n,在圖812中查出節距P和鏈號：鏈號05B節距P=8mm,排距Pt=,滾子外徑=5mm,內鏈節內寬=銷軸=,極限拉伸載荷=4400N,質量q=3 確定中心距a和鏈條節數Lp（1）若a過小，則循環次數增加，加速磨損疲勞，而且包角a1變小，容易發生跳齒。（2）若a過大，可以減少鏈磨損，延長壽命，但可能有抖動，而且尺寸加大。（3）一般取a0=30p50p。amax=80p。取=40p=40*=300mm。（4）則鏈條長度為：（5）Lp圓整，取偶數L=196。（6）計算實際中心距：（7）2mm5mm。所以可以選用。3驗算鏈速在范圍內（2m/s8m/s），所以安全，可以選用。4計算壓軸承力Q 有效拉力軸承力系數=,因為無沖擊，所以取=所以Q=*=3鏈輪的主要尺寸（1）選材：45鋼，沾火處理。要求：足夠強度和耐磨性，小鏈輪材料比大鏈輪材料好一些。40HRC45HRC（2）主要尺寸： A節圓直徑 B齒頂圓直徑 C齒根圓直徑 D齒側凸圓最大直徑 選=45mm查表815，得=26mm.選=250mmE最大齒根距離Lx=(偶數齒)Lx=（奇數齒）所以：F軸面主要尺寸見表84所示 ba= = = h= = =3鏈輪結構對中小直徑可采用整體式結構。4鏈輪的潤滑結合系統要求采用人工潤滑。：1 原始數據及資料名稱：灌裝瓶物品重：材料：塑料形狀：圓柱形最大橫向尺寸：60*10=600mm，考慮托盤的間隙，取最大橫向尺寸為700mm。最大輸送能力：20000瓶/小時。2 底板寬度：（1）底板寬度按表1021選取，并結合物料尺寸校核和圓整。 B底板寬度（mm）b成件物的最大橫向尺寸（mm）所以B=60*10+100=700mm另一條輸送線也同樣依次計算，其B=60*4+100=340mm，圓整，取B=400mm。考慮輸送過程中必須要有擋邊保證輸送的方向準確性。（2）擋邊高度：擋邊高度應保證成件物在底板上的位置可靠，參照現有的設計產品，取h=1600mm。3 牽引力的計算： （1）輸送機單位長度載荷的計算 對于承載分支： 行走部分單位長度的載荷（kg/m） 底板上單位長度的重量（kg/m），可按式10215計算。 成件物的單重（kg） 成件物的距離(kg) 底板的寬度(m) 底板的中立重量系數。查表1029，可得A=40mm.所以：=40*=28kg=60*+==28+=（kg/m） （2）牽引鏈的最小張力牽引鏈的最小張力可以取所選用的許用張力的5%，但單根鏈條的張力不锝小于50N。最小張力可依據經驗計算：承載分支的水平投影長度（m）所以，=300*+2*30=180kg50kg所以，可以使用，安全。 （3）動載荷的計算：板式輸送機牽引力的動載荷計算可按下式計算牽引鏈動載荷（kg）牽引鏈的最大加速度（）重力加速度（取10）輸送機行走部分換算質量的減少系數。因為Lc=30m,所以=0。5Z驅動鏈輪齒數t牽引鏈條節距（m）參考現有的灌裝機的結構得知，可以使用。軸系部件軸系部件包括傳動軸，軸承，傳動件以及鍵。本系統中傳動件為鏈傳動，其設計已計算完成，現計算傳動軸和對軸承進行選用和計算。傳動件裝在軸上以實現回轉運動和傳遞功率，支撐傳動件是機器中不可缺少的通用零件。1軸的材料要求：由于軸的載荷通常是變載荷，或變應力，故材料應具備較好的強度和韌性。對軸的表面與支承有相對滑動的軸，還需要求材料有較好的耐磨性。2材料：通常材料與熱處理（1）碳素鋼：主要是45號鋼，經調質或正火等熱處理；輕載荷或不重要的場合可以使用Q235，Q255，Q275等普通碳素鋼；（2）合金鋼：常用40Cr,38CrSi,20CrMnTi,35SiMn,38CrMnAlA等合金鋼，可以用于重載荷，要求重量輕或耐磨的公況下。熱處理后或沾火后皆可以提高強度。但對應力集中較為敏感，所以應采用較低的表面粗糙度，在結構設計時盡量消除或減少應力集中源。要求以剛度為軸的主的重要軸，由于合金鋼與碳素鋼的彈性模量相差不大，所以不宜采用較貴的合金鋼。（3）球墨鑄鐵：吸收沖擊較好，對應力集中適應性強，可以鑄，獲得較復雜的形狀，但韌性低3毛坯：一般可以用圓鋼為毛坯，較重要的軸則需鍛造，也有鑄造毛坯。4初算軸徑計算公式：c——與材料的許用應力有關，可以參考表192p——軸的傳動功率（kw）n——軸的轉速（r/min）所以：因為軸上有雙鍵，所以d增加7%d=*=取d=60mm5結構設計（1）計算轉矩：T=9550*P/n =9550*7/140 =查表得 K=Tc=*=（2）為軸向夾緊，須取與配合的軸長度要小一些（3）定位軸肩直徑一般須增大不小于5mm.。（4）取軸徑d=60mm，軸段長L=82mm（5）查手冊確定鍵的尺寸參數選用A型鍵14*9*75和A型鍵18*11*70與軸承蓋子相關的尺寸：由軸徑線速度選密封形式V= 當v5m/s ,時可以使用氈圈密封；當v10m/s,時用皮碗密封；當v=6m/s30m/s,時用非接觸式密封。V=5m/s，所以使用氈圈密封。定位軸肩選取（1）查手冊選直徑（2）軸承凸出點與箱外活動件須留15mm25mm間隔。留出尺寸43mm。與滾動軸承相關的尺寸：（1）在前一直徑上考慮安裝，加工方便，而且尾數為0，5，或用前一段直徑；或再起軸肩，取軸承內徑（2）選用適當軸承類別，查手冊得尺寸參數選30211正裝，尺寸d*D*T=55mm*100mm*（3）按dn值選軸承潤滑形式2*100000r()時可以用油潤滑。2*100000r()時可以用脂潤滑。=55*140=7700(),所以用脂潤。（4）油潤滑時，軸承應距箱體內壁3mm5mm。脂潤滑時，軸承應距箱體內壁可以大一些。取5mm。（5）箱內傳動件應距內壁15mm25mm取24mm。與齒輪和其它相關的尺寸：（1）為裝配較緊配合的傳動件，一般再起軸肩。取（2）軸段應比輪轂長短一些，以獲得軸向定位較緊。取L軸=87mm。（3）軸向定位可以使用套筒，軸肩，軸環，彈性擋環等措施，選用時可以查表193選用套筒和軸環定位，軸環直徑繪制彎矩圖和扭矩圖（1）軸承支點按圖1922所示計。（2）求各支點在垂直面V與水平H中支反力,。水平面內：垂直面內：由得：得：=由得：得=求合成彎矩：（3）列出V面與H面彎距方程并繪制出各平面的彎距圖。（4）計算出各平面內彎距中最大值。（5）繪制出合成彎距分布圖。（6）繪制出扭矩分布圖，軸承損耗的扭矩可以忽略（7）確定轉換系數a為靜應力時，a=為脈動循環時。a=1為對循環時，a=1（8）計算aT作扭矩圖T=可見C點處有最大載荷，所以對其進行彎扭合成校核。