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徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
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摘要
本產(chǎn)品適用于新型食品加工行業(yè)。由于傳統(tǒng)手工穿串不衛(wèi)生、人員不穩(wěn)定、人工在穿插不注意時(shí)很容易穿到手上發(fā)生危險(xiǎn)、產(chǎn)量不高，所以研制一種手動(dòng)穿插機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工，提高工作效率降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
本文介紹傳動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選定，并對(duì)所用的齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，對(duì)彈簧、齒輪、鏈輪和軸進(jìn)行強(qiáng)度、剛度的校核計(jì)算。
本產(chǎn)品采用同步鏈達(dá)到供料和穿插動(dòng)作同步，實(shí)現(xiàn)穿插動(dòng)作的完成。
本機(jī)構(gòu)是在食品裝料機(jī)械的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。此機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞 穿插機(jī)械；鏈傳動(dòng)；食品加工
Abstract
This product is suitable the new food processing profession. Because the tradition puts on the sting not health,the personnel is not stably,the man-power when interludes dose not pay attention is very easy to be danger,the out put is not to be higher, therefore develops one kind of manual interludes organization to replace the traditional manual enhancement working efficiency to reduce the labor intensity.
This article introduced that the transmission system and the feed system design proposal’s designation,and to the gear drive which and the chain drive used has carried on the detailed computation,to the springing, the gear,the chain wheel and the axis carried on the intensity,the rigidity examination computation.
This produce uses the synchronized chain to achieve for the material and the interludes movement synchronization,realizes interludes movement completion.
This organization is in food feed in machinery’s foundation to design,this organization has the structure to be simple,the volume is small,cost low and otherwise merit.
Keywords Insertes machinery Chain drive Food processing
II
徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
目 錄
1 緒論……………………………………………………………………………………………1
2 方案的設(shè)計(jì)及其論證…………………………………………………………………………2
2.1 穿串工作的現(xiàn)狀…………………………………………………………………………2
2.2 手工穿串存在的問(wèn)題……………………………………………………………………2
2.3 方案設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………………2
2.4 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)………………………………………………………………………………2
2.4.1 優(yōu)點(diǎn) …………………………………………………………………………………2
2.4.2 缺點(diǎn) …………………………………………………………………………………2
3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………………3
3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇…………………………………………………………………………3
3.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………3
3.2.1 選擇齒輪材料 ………………………………………………………………………4
3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………4
3.3 鏈輪、鏈條的設(shè)計(jì)及潤(rùn)滑 ………………………………………………………………7
3.3.1 鏈條的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………………………7
3.3.2 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………………………8
3.3.3 鏈傳動(dòng)的潤(rùn)滑………………………………………………………………………10
3.4 軸承的選定……………………………………………………………………………10
3.5 軸承的潤(rùn)滑……………………………………………………………………………11
3.5.1 軸承潤(rùn)滑的作用……………………………………………………………………11
3.5.2 脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的比較……………………………………………………………11
3.5.3 脂潤(rùn)滑………………………………………………………………………………12
3.5.4 潤(rùn)滑脂的選擇………………………………………………………………………12
3.5.5 油潤(rùn)滑………………………………………………………………………………12
3.5.6 潤(rùn)滑劑的補(bǔ)充與更換………………………………………………………………13
3.5.7 軸承的密封…………………………………………………………………………13
4 振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………14
4.1 振動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀………………………………………………………………14
4.2 彈簧的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………17
4.2.1 計(jì)算彈簧的直徑……………………………………………………………………17
4.2.2 彈簧的強(qiáng)度計(jì)算……………………………………………………………………18
4.2.3 彈簧的剛度計(jì)算……………………………………………………………………19
4.2.4 彈簧的穩(wěn)定性計(jì)算…………………………………………………………………19
4.3 凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………19
4.3.1 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)機(jī)械中的作用………………………………………………19
4.3.2 凸輪機(jī)構(gòu)的組成……………………………………………………………………20
4.3.3 凸輪機(jī)構(gòu)的分類(lèi)……………………………………………………………………20
4.3.4 凸輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)……………………………………………………………………21
4.3.5 凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲面的通用計(jì)算…………………………………………………22
4.3.6 圓柱凸輪機(jī)構(gòu)輪廓曲面參數(shù)的求解……………………………………………22
4.3.7 圓柱凸輪分度機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)選擇……………………………………………24
5 軸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………………………28
5.1 軸的設(shè)計(jì)步驟 …………………………………………………………………………28
5.2 基于疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)約束 ………………………………………………………29
5.3 基于靜強(qiáng)度的安全系數(shù)約束………………………………………………………30
5.4 初步確定軸的最小直徑………………………………………………………………31
5.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………31
5.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ………………………………………………………32
結(jié)論 ……………………………………………………………………………………………35
致謝 ……………………………………………………………………………………………36
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………………37
附錄 ……………………………………………………………………………………………38
附錄 1………………………………………………………………………………………38
53
1 緒論
1.1 序言
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)我們理工科學(xué)生的一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，也是最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，它是在我們學(xué)完了全部基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課后，并在一些課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，到工廠進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，搜集原始資料之后，進(jìn)行的一次大規(guī)?；局R(shí)和基本技能的全面的、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)的主要目的：培養(yǎng)我們綜合應(yīng)用所學(xué)基本知識(shí)和基本技能去分析和解決專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我們建立正確的設(shè)計(jì)思想、掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，培養(yǎng)我們收集和查閱資料和運(yùn)用資料的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)大和深化我們所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，提高我們?cè)O(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、編寫(xiě)技術(shù)文件，正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等工具書(shū)的獨(dú)立工作能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，樹(shù)立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀和全局觀，從而實(shí)現(xiàn)我們向工程技術(shù)人員的過(guò)度，同時(shí)學(xué)會(huì)調(diào)查、研究、收集技術(shù)資料的方法。
在制造業(yè)信息化環(huán)境中，工藝設(shè)計(jì)是生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的第一步，工藝規(guī)程是進(jìn)行工裝設(shè)計(jì)制造和決定零件加工方法與加工路線的主要依據(jù)，它對(duì)組織生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、縮短生產(chǎn)周期及改善勞動(dòng)條件等都有直接的影響，是生產(chǎn)中的關(guān)鍵工作。工藝知識(shí)是制造企業(yè)中重要的知識(shí)資源之一，是使產(chǎn)品設(shè)計(jì)變?yōu)槌善返恼麄€(gè)制造過(guò)程中的基礎(chǔ)資源，它對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量以及提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益具有十分重要的作用。
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程機(jī)械的應(yīng)用越來(lái)越多，因?yàn)楣こ虣C(jī)械能夠代替工人從事重體力勞動(dòng)。使用工程機(jī)械的優(yōu)點(diǎn)有很多，如工程機(jī)械的適應(yīng)能力很強(qiáng)，一般不受氣候影響，工程機(jī)械可以不需要休息，工作效率高，工程機(jī)械動(dòng)力強(qiáng)勁等。但是工程機(jī)械一般只注重實(shí)用性，而舒適性大都會(huì)被忽略。而由于社會(huì)的進(jìn)步，國(guó)家對(duì)工人的工作條件日益關(guān)注（工人在工作條件惡劣的情況下，一般工作效率都比的低，）。所以開(kāi)發(fā)一些能改善工人工作條件的產(chǎn)品上很有必要的。而本課題也正是從這一方面考慮的。
當(dāng)前，社會(huì)經(jīng)濟(jì)正經(jīng)歷著從工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識(shí)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，知識(shí)正在成為生產(chǎn)力要素中最活躍、最重要的部分。相信通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我的知識(shí)積累達(dá)到了一個(gè)新的層面！
2 方案的設(shè)計(jì)和論證
2.1 穿串的現(xiàn)狀
到目前為止都是用手工穿制的，速度慢工作效率低，直接影響產(chǎn)量。我們迫切需要解決這一個(gè)難題。隨著一些廠家研制出一系列的自動(dòng)穿串機(jī)械。在很大程度上解決一些問(wèn)題。但是，自動(dòng)穿串機(jī)都存在著體積大，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。僅僅適用于一些規(guī)模較大的食品廠家。所以在很大程度上在市場(chǎng)上還是采用手工穿制。
2.2 手工穿串存在的問(wèn)題
人工穿制主要的存在一系列的問(wèn)題，例如：
1、不衛(wèi)生。
2、人員不穩(wěn)定，影響產(chǎn)量。
3、人工在穿插不注意時(shí)很容易穿到手上發(fā)生危險(xiǎn)。
4、產(chǎn)量不高。
2.3 方案設(shè)計(jì)：
整體設(shè)計(jì)：本產(chǎn)品包括：動(dòng)力輸入設(shè)備、輸送設(shè)備、震動(dòng)設(shè)計(jì)、穿插設(shè)備、傳動(dòng)設(shè)備等。
動(dòng)力輸入：本產(chǎn)品采用人工手搖輸入動(dòng)力 。按一個(gè)正常的工人體能可輸入196N 的力。
傳動(dòng)設(shè)備：本產(chǎn)品通過(guò)人工手搖動(dòng)一個(gè)搖柄，帶動(dòng)Z1 齒輪。按傳動(dòng)比為68/22 大小，帶動(dòng)Z2齒輪工作。
輸送設(shè)備：本產(chǎn)品采用齒輪和鏈輪同軸實(shí)現(xiàn)同步，同過(guò)輸送鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送。在工作過(guò)程中一頂要保證輸送竹簽和面團(tuán)同步，一一對(duì)應(yīng)。
震動(dòng)設(shè)計(jì)：本產(chǎn)品的料從漏斗下來(lái)時(shí)，為了保證在下料過(guò)程中不發(fā)生堵塞情況發(fā)生，采用凸輪震動(dòng)來(lái)保證。
穿插設(shè)備：在本產(chǎn)品中關(guān)鍵在實(shí)現(xiàn)穿插動(dòng)作。采用斜插入式，在設(shè)備的中部用一光軸當(dāng)著軌道。下端和Z2 齒輪用一彎桿相連接。保證穿插機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)設(shè)備同步。此設(shè)備采用兩邊對(duì)插，相差半個(gè)周期。
2.4 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
2.4.1 優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積??；
2、操作方便，工作安全；
3、噪音小
4、操作部位適應(yīng)人體生理?xiàng)l件，維修方便；
2.4.2 缺點(diǎn)：有輕微的沖擊
3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇
根據(jù)上一章的方案選擇，本系統(tǒng)采用齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)，傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖(簡(jiǎn)單的原理)如圖3-1 所示：
圖3-1傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
本產(chǎn)品通過(guò)人工手搖動(dòng)一個(gè)搖柄，帶動(dòng)Z1 齒輪。按傳動(dòng)比為68/22 大小，帶動(dòng)Z2 齒輪工作。在和同軸上是三對(duì)鏈輪，分別有來(lái)帶動(dòng)三條傳輸鏈。每個(gè)鏈輪的大小和齒數(shù)完全相同。在Z1 齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)Z2齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)帶動(dòng)O1 軸上的三個(gè)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)。達(dá)到穿插的同步。在Z2 齒輪上有一銷(xiāo)釘帶動(dòng)彎桿1，作扇形運(yùn)動(dòng)。拉動(dòng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)1 作來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成穿插動(dòng)作。在O1 軸的另一端也用同樣的Z2齒輪，帶動(dòng)彎桿2 完成推進(jìn)機(jī)構(gòu)2 的穿插動(dòng)作。彎桿1 和彎桿2 和Z2 齒輪和齒Z2齒輪在連接時(shí)要相差半個(gè)周期。實(shí)現(xiàn)相互穿插。在推進(jìn)機(jī)構(gòu)1 完成穿插動(dòng)作時(shí)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)2 已經(jīng)開(kāi)始穿插。當(dāng)推進(jìn)機(jī)構(gòu)2 完成時(shí)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)1 也已經(jīng)準(zhǔn)備穿插。
3.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率高。其主要優(yōu)點(diǎn)工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬間傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍廣泛等。齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足：
1 傳動(dòng)平穩(wěn)：要求瞬時(shí)傳動(dòng)比不變，盡量減小沖擊；
2 承載能力高：要求在尺寸很小，重量輕的前提下，齒輪的強(qiáng)度高，耐磨性好，在預(yù)定的使用期間內(nèi)不出現(xiàn)斷齒等失效情況。
3.2.1 選擇齒輪材料
查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)1》（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社）（以下稱(chēng)為《機(jī)械設(shè)計(jì)1》）表8-17：齒輪選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，表面淬火。HBS=245-275
3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算
采用硬齒面，非對(duì)稱(chēng)分布。查《機(jī)械設(shè)計(jì)1》的表8-23 得齒寬系數(shù)
=0.4 齒輪齒數(shù)在推薦值20 到40 中選取 =22
齒輪模數(shù)m可由《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》(上冊(cè)，卜炎主編)查得。 m=3
齒輪分度圓直徑
固圓周速度
參考《機(jī)械設(shè)計(jì)1》表8-14和表8-15選取
齒輪的齒距
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