羊肉片切割机的设计-羊肉切片机含proe三维及9张CAD图
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摘要 随着人们的生活水平的提高,羊肉已经在人们餐桌上常见,而羊肉片更是受人们 的广大欢迎。提高生产羊肉片的效率,一般饭店、火锅店大多使用羊肉切片机,各式 各样的羊肉切片机种类很多。本文设计一种竖直型羊肉切片机,其外形美观、质量轻、 便于运输、切肉片均匀。 切片机工作原理为:羊肉放在传送带上,不完全齿轮机构间歇的传送,切刀经过 曲柄滑块机构进行反复的切割工作。 关键词: 羊肉片、切片机、齿轮、曲柄滑块 Abstract With the improvement of peoples living standard, mutton has been common in peoples dining table, and mutton slices are popular with people. Improve the efficiency of the production of mutton slices, the general hotel, hot pot shop mostly use the lamb, a variety of mutton slice machine a lot of variety. This paper designs a vertical type mutton slicer, its beautiful appearance, light weight, convenient transportation, cut the meat evenly. The working principle of the slicing machine is as follows: lamb is placed on the conveyor belt, and the intermittent transmission of the gear mechanism is not complete. The cutting tool passes through the crank slide block mechanism to carry out the repeated cutting operation. Key Word: Mutton slices、Slicing machine、Gear、Crank slider 目录 一、研究的意义 .3 二、方案设计 .4 2.1 整体方案介绍 .4 2.2 间歇进料机构的确定和设计 .5 2.2.1 棘轮机构达到间歇运动 .5 2.2.2 棘轮机构实现间歇运动 .6 2.2.3 槽轮机构达到间歇运动 .7 2.2.4 凸轮摩擦机构达到间歇运动 .8 2.2.5 曲柄连杆凸轮机构达到间歇运动 .8 2.2.6 间歇性进给运动的确定 .9 2.3 切刀的往复直线运动机构方案 .10 2.3.1 凸轮机构 .10 2.3.2 导杆机构 .10 2.3.3 曲柄滑块机构 .11 三、 传动机构的确定和设计 .12 3.1 电机的选型 .12 3.2 齿轮的设计 .15 四、轴的设计与计算 .19 4.1 输入轴的设计计算 .19 4.2 输出轴的设计计算 .22 五、键的选则与校核 .24 5.1 高速轴上键的设计与校核 .24 5.2 驱动轴键的设计与校核 .24 六、滚动轴承的选型与校核 .25 七、联轴器的选型 .26 八、羊肉片切片机切片装置的设计 .27 8.1 曲柄滑块机构的设计 .27 8.2 曲柄滑块的特点及应用 .27 8.3 曲柄滑块的优缺点 .28 8.4 刀具的设计 .28 九、心得体会 .29 一、研究的意义 羊肉是食用肉之一,吃羊肉可暖胃、补脾和胃、血液温度、保护胃黏膜补肝明目 等功效和作用。羊肉的营养价值很高:羊肉含有丰富的蛋白质,其含量高于牛肉、猪 肉、羊肉和猪肉和牛肉的比例。钙、铁、维生素 C 含量也较多;羊肉补肾。羊肉为虚 寒;羊肉香嫩、易消化的酵素,能保护肠胃的食物,从而利于食物的消化。 东秋季节,吃火锅成了中国人的习惯,过节都喜欢吃火锅、宴请亲朋也喜欢吃火 锅、天气寒冷的时候更喜欢吃火锅。作为火锅的主材料,羊肉片更是受人们的喜欢, 供不应求。手切羊肉片以及不能满足人们的需求,所以用机器快速加工羊肉片已经成 为一种习惯。目前市场的杨若切片机器,都是日本和意大利的的为主。它都是价格很 高。缺点是效率低。已不能满足大量的羊肉片的需求。本文设计一种简易的让肉片切 割机,成本低易于小型加工厂的生产。 二、方案设计 2.1 整体方案介绍 本文整体方案如图 2-1-1 所示,整个设备的动力为 7 号电动机,电动机通电,经 过 6 号变速齿轮变速,再经过不完全齿轮机构变速带动 2 号主动轴间歇转动,从而带 动皮带转动。羊肉放到皮带上传送到刀具切割相应的位置。电机转动同时,通过 5 号 变速齿轮变速,经过 4 号曲柄滑块机构使 3 号刀具垂直切割,从而达到切割羊肉的功 能。 图 2-1-1 整体方案图 2.2 间歇进料机构的确定和设计 能实现直线间歇运动的种类有很多,例如:不完全齿轮机构、连杆机构、槽轮机构、 凸轮机构、棘轮机构等等。 2.2.1 棘轮机构达到间歇运动 图 2-2-1 棘轮机构 工作原理:驱动杆运动,棘爪插入连杆齿轮曲柄角,驱动棘轮转过一个一定的角 度。当曲轴通过在另一侧的棘轮反向棘轮的转动角度,连接到棘爪齿滑动杆转动。由 曲轴驱动的连续转动棘轮单向间歇运动来实现。 棘轮机构的优点:齿式棘轮机构的结构简易,加工制造起来工艺简单方便;运动 工作与停止工作的时间的比值可通过选择相应的驱动机构实现。 棘轮机构的缺点:它可以处理移动作为唯一的电平调整,噪声,冲击和大的磨损, 所以不适合用于高速。由于噪声,大多数的人来说,选择金融机构的基本设计,这样 的讨论后,我们决定放弃此机构。 2.2.2 棘轮机构实现间歇运动 图 2-2-2 不完全齿轮机构 1. 工作原理:主动齿轮由电机带动工作转动,当主动齿轮与从动齿轮咬合 时,从动齿轮转动。当主动齿轮与从动齿轮分开的时候,由于两齿轮的的凸凹锁 止弧的作用,从动齿轮可以一定时间不转动,从而实现从动齿轮的间歇运动。 2. 不完全齿轮机构的优点:不完全齿轮设计具有的灵活性,从车轮角运动 范围,易于实现一个动态时间在一个周期,从间歇停止时间范围 3. 不完全齿轮机构的缺点:不完全齿轮加工复杂;齿轮咬合时候容易发生 突变,导致刚性的影响,而不是在高速旋转;和主,从车轮不能互换。和控制能 力差的传输距离。 2.2.3 槽轮机构达到间歇运动 图 2-2-3:槽轮机构 工作原理: 当槽轮静止时推杆向上运动,当槽轮运动时推杆向下运动,利用这个规律可以根 据反转法计算确定不完全圆盘的形状。 当滑块向上运动时,槽轮运动带动羊肉的移动,当滑块向下运动即刀向下运动时, 槽轮静止即羊肉静止,进行切割。 槽轮机构的优点:槽轮机构的机构简单、外形尺寸小、工作可靠,其机械效率也 非常高,并且能够较平稳地、间歇地进行转位。 槽轮机构的缺点:从圆柱销为径向槽和选自刚性冲击的存在,这往往是速度不太 高的场合。 2.2.4 凸轮摩擦机构达到间歇运动 图 2-2-4 凸轮摩擦机构 工作原理:凸轮摩擦机构是利用摩擦轮转动时的摩擦力带动皮带传送来实现单向 间歇移动(当带有凸轮的主轴顺时针转动的时候,凸轮上的突出圆弧部分的摩擦件与 带有皮带的从动轮接触,皮带滚筒与带有摩擦件的凸轮相对转动,通过摩擦力使皮带 移动。当凸轮的凸出摩擦件与皮带脱离接触后,摩擦轮与从动轮分开,皮带则静止。 否则皮带运动。凸轮转动一个周期,羊肉 完成一个周期的送进和停歇动作)。 凸轮摩擦机构的优点:用于输送工件的条形步进方式进给机构,机械设计简单。 凸轮摩擦机构的缺点:加工难度很大,成本会增加,凸轮廓和推杆点,线接触, 易磨损,不适合;偏心轮轨道是不好的设计,不容易设计。 2.2.5 曲柄连杆凸轮机构达到间歇运动 图 2-2-5 曲柄连杆凸轮机构 工作原理:连续转动的驱动曲柄,连杆由行星齿轮往复驱动,且被固定地连接到 凸轮随动件和圆弧齿轮的往复运动,从而控制旋转行星轮中心,间歇运动的旋转 符 合要求。 曲柄连杆凸轮机构的优点:传动平稳、精度好,并且车轮中心可以通过改变曲柄 转角的长度变化。容易控制所需的进给量,易于操作的类型。曲柄滑块机构运动副面 接触,压力小,承载能力大,润滑性好,耐磨损,制造方便,快捷回流。, 曲柄连杆凸轮机构的缺点: 传动中会出现累计误差,结构复杂。 2.2.6 间歇性进给运动的确定 设计的 5 种机构都可以来实现间歇性进给运动,凸轮机构可以得到精确的预期运 动,但过程是困难的,成本会增加,并且在凸轮轮廓线和推杆之间进行点和线接触, 容易磨损,不适合;轨迹偏心轮机构的设计不好,但都不熟悉,放弃该方案;棘轮调 节范围较大,但在运动时对环境很大的影响,噪音很大和运动时候精度差,不能有效 地进给运动和工作环境的隔音不好,所以放弃了该机构;槽轮机构结构简单,外形尺 寸小,但停息时间太短,不便于保证切刀实现切羊肉和退刀的动作,所以放弃此机构; 不完全齿轮机构,结构简工作时间和不工作时间可以调节较大的范围,可以允许刀具 有效的进行切割羊肉和退刀的切割动作,综合考虑,本文设计选不完全齿轮机构。 2.3 切刀的往复直线运动机构方案 2.3.1 凸轮机构 工作原理:如图 2-3-1 所示凸轮的整周转动带动从动件导杆的往复运动,从而带 动安装在导杆上的刀片切割羊肉 凸轮机构的不断旋转为往复跟随直线运动。凸轮位移,速度,加速度和轮廓曲线 有关。在广泛的传输应用凸轮机构,他有其他机构不可比拟的优点: (1)设计简单,适应性强,使运动部件的复杂要求的运动。 (2)结构简单、紧凑、准确、有效地控制,具有良好的运动特性,易于使用。 (3)性能稳定,故障少,维修方便。 缺点:凸轮与从动件为高副接触,易磨损,可调节性差。另外,由于凸轮轮廓通 常更复杂,因此更难以加工。 图 2-3-1 凸轮机构 2.3.2 导杆机构 工作原理:如图 2-3-2 所示曲柄的整周转动通过连杆带动导杆上下往复运动,从 而带动安装在导杆上的刀片切割羊肉。 优点和缺点:各杆的尺寸设计,可以实现运动和运动对表面接触、低压力、承载 能力强、耐冲击,加工件多为平面或者圆柱面,易于加工和制造。运动长时间积累的 误差很大,从而影响传动精度,导杆机构惯性力不容易平衡,不适合高速转动的装置。 图 2-3-2 导杆机构 2.3.3 曲柄滑块机构 工作原理:如图 2-3-3 所示,曲柄的整周转动和滑块的直线往复运动带动安装在 滑块上的刀片,刀片通过导轨直线切割羊肉。 在正常情况下,使用曲柄滑块机构,往复运动的滑动件的直线往复运动可以是均 匀的,也可以是不均匀的。它具有响应速度快,效率高。其结构特点: (1)结构简单,结构简单,制造容易,成本低,成本低。 (2)构件力的传递是通过低副实现的,面接触的低副一般具有小单位面积承载 力,所以此机构的承载能力强。 (3)适当的设计尺寸的杆,意味着该杆应是多元化的法律的运动。 (4)当所述杆和框架长,能够实现运动和动力传递距离。 缺点是连接机构的机械效率低,这是不可避免的,但考虑到成本和使用的场合, 综合考虑使用该机构。 综合比较之后,考虑到生产和生活的未来,自动化是一个必然的趋势,因此,机 构的设计,以满足自动化要求。运行机构是切割羊肉,切割时候羊肉不能移动,不切 羊肉的时候,羊肉要运动并前进一定的距离到达指定位置。为了实现切刀的运动动作, 开始采用凸轮机构,实现往复运动的刀,运动的凸轮可以很好的控制刀,以达到最佳 的轨迹,但凸轮设计和制造更复杂,但不能传递一个更大的力量和切羊肉时候不能达 到较高的精度。所以我们考虑曲柄滑块机构、曲柄滑块机构实现刀的往复运动,传递 较大的力满足设计要求,且具有结构简单、制造方便的优点,可降低生产成本,能适 合于小作坊,所以由一个曲柄滑块机构确定设计。 三、 传动机构的确定和设计 图 3.传动系统示意图 3.1 电机的选型 动机选择的参考因素主要包括:电动机型式、电压与转速;电动机型式种类;电 动机防护型式的选择;电动机电压和转速。 1、电动机型式、电压与转速的选择 选择电机的类型、电压、速度的具体内容和一般步骤 首先,根据电驱动机械的要求,如启动和制动频率,无需选择电动机电流,AC 或 DC 电机的类型;接下来,选择电机外壳的额定电压的大小,按需要的速度生产机械 和运输设备的要求,选择它的额定转速;然后根据环境条件和生产机械的安装位置和 包围该马达,以确定电机的额定功率的门的类型和结构,电动机的额定功率,以确定 电机的电机的额定功率的电机。根据上述要求,选择用于电动机的要求电动机目录, 如果该产品是在目录中不能满足生产机械的特殊要求中列出的电机,电机制造商单独 定制。 2.电动机型式种类的选择 电机的选择是从交流和直流,机械特性,速度和启动性能,维护和价格的考虑, 所以选择遵循以下原则: 相鼠笼式异步电动机。由于它的简单,坚固,可靠,价格低廉,维修方便等缺 点,但其缺点是速度快,功率因数低,起动电流小,起动转矩低。因此,它主要用于 生产一般机械阻力,如机械性能,并没有特别的速度的要求,如普通机床小于功率产 生泵或风扇的 100kW 的。 高速电机,电机是鼠笼,但它的机械性能通过附加措施来调整转子阻力,从而 限制起动电流,起动转矩增加,因此,它可以适用于小功率容量,电力或速度场的要 求,如移动起重设备,起重设备,重型机床和锻压机,以改进的数目。 当小于 1:10 的速度范围,和速度要求来选择电动机。根据电机的安装位置, 可分为水平和垂直型。电动机的水平旋转轴被安装的水平和垂直电机轴垂直于地面安 装,因此,可以不替换使用两个电机。正常情况下应该只在需要进行垂直操作的情况 下尽可能使用卧式机器(例如垂直和泵,钻孔等),为了简化的发送,可以考虑使用 的垂直运动。 3.电动机防护型式的选择 适用于各种电机的保护,你应该根据使用条件选择合适的电机保护。有几种类型 的保护,如开放式,保护性的,封闭的,防爆,潜水类型。在正常情况下的选择开放 式的,因为它便宜,但它是仅适用于干燥,清洁的环境中,以水分,可侵蚀风,雨, 灰尘,易燃的,腐蚀性的环境应括多电机绝缘无害和容易压缩气吹,你可以选择封闭 式。至于潜水泵电机,全封闭,保证不被水水侵入。当电机火灾或爆炸的危险,应注 意选择爆炸的类型。 4.电机电压和速度的选择.1)现有工厂和企业的生产机械配套 电机。电机的额定电压应符合工厂配电电压,新厂电机,电压选择和工厂的配电电压 选择一起考虑,根据不同的电压等级的技术和经济比较选择决定。 在我国,低电压标准为 220380V,高压配电电压为 10kV。通用汽车公司的中小 容量低电压,220380V 额定电压(D / Y)和 380660V(D / Y)两。当电动机容 量大于 200kW,建议选择 3kV、6kV、10kV 高压电动机。 (2)电机(额定)速度选择,根据要求,并考虑变速器的变速比生产机器。每分 钟电机速度通常 3000,1500,1000,750 和 600,感应电动机额定由于滑动的存在,2 和 5的一般较低速率的速度。从电机制造的角度看,也可在高电动机额定速度,则 电磁转矩更小,成本低,重量轻,高速电动机的功率因数和效率比低速电机。如果我 们可以选择电机的转速越高,更好的经济,但电动机和驱动机构的速度,如果所得到 的差过大,齿轮单元系列的安装。这将增加能量损耗和传输设备的成本。因此,通过 所选择的分析进行比较。 计算电机的容量 :dP 电机至工作机之间的传动装置的总效率:a85.0 96.0.97.0.9354321 式中: 带传动效率:0.95; 滚子轴承传动效率:0.9912 圆柱齿轮的传动效率:0.97; 弹性联轴器的传动效率:0.993 4 主动轴的传动效率:0.965 已知运输带的速度 v=0.5m/s: kwadP kw FvwP10 所以: kwFvwad 14.296085.310 从表 22-1 中可选额定功率为 3kw 的电动机。 3、确定电机转速: 驱动轴的转速为: min/195014.3606rDvn 按表 14-8 推荐的传动比合理范围, 单级圆柱齿轮减速器传动比 , 642 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、减速器的传动比,因此选用电动机型 号为 Y100L2-4,其主要参数如下: 型号 功率(KW) 转速(r/min) 堵转转矩额定转矩 最大转矩额定转矩 Y100L2-2 3 1000 2.2 2.2 3.2 齿轮的设计 1、选材料、精度等级及齿数 (1)由1表 11-1 选择:小齿轮材料为 40Cr(调质),取硬度 280HBS,接触疲劳极限 ,弯曲疲劳极限 ;大齿轮材料为 45 钢(调质),取硬度MPaH7301limMPaFE4501 240HBS,接触疲劳极限 ,弯曲疲劳极限 ;二者材料硬度差为H62lim MPaFE4502 40HBS; (2)精度等级选用 8 级精度; (3)试选小齿轮齿数 ,大齿轮齿数为 ,取10z 5.21.2z ,精度选为 7 级。52z 齿轮的强度设计 由设计公式: 2.32td1 3 21HEdtZuTK (1)确定公式内的各计算数值 试选 Kt1.3 计算小齿轮传递的转矩。 mNn 5151 10*68.P09.T 由表 107 选取尺宽系数 d1 由表 106 查得材料的弹性影响系数 ZE189.8 12 由图 1021d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPa;大齿601limH 轮的解除疲劳强度极限 MPa;502limH 由式 1013 计算应力循环次数 60n1jLh60 1460 1 (3 8 300 10)6.30721N910992 057.31076 图 1019 查得接触疲劳寿命系数由1图 1019 查得接触疲劳寿命系数: 0.88; 0.961HNK2HN 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1,安全系数 S1,由式(1012)得 0.89600MPa 528MPaH 0.93550MPa528MPa2 (2)计算 试算小齿轮分度圆直径 d1t,代入 中较小的值。H td1 321. EdtZuTK = =16.38 3 258.19.3068.2. 计算圆周速度 v= = =0.68m/s106ndt 106542 计算齿宽 b b=d =216.38mm=32.76 mmt1 计算齿宽与齿高之比 模数 = = =1.668mmtm1zdt068. 齿高 h=2.25m=2.251.668mm=3.753mm b/h=32.76/3.753=8.72 计算载荷系数。 根据 v=0.68m/s,7 级精度,由图 108 查得动载系数 =1.15;vK 直齿轮 =1FHK 由表 10-2 查得使用系数 KA=1.25 由表 104 查得 7 级精度小齿轮相对支撑非对称布置时 =1.425H 由 b/h=10.667, =1.425HK 查表 1013 查得 =1.35F 故载荷系数 K=KAKVKHK H=1.251.1511.425=2.048 按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径,由式(1010a)得 = = mm=21.92mm1d 3/ttK3.1/04826.1 算模数 m m = mm=2.192mm1z092. 齿根的强度设计: 由式(105) m 321cosFSadYzK (1)确定公式内的计算数值 由图 10-20c 查得小齿轮得弯曲疲劳强度极限 =500Mpa;大齿轮得弯曲疲劳极1FE 限强度 =380MPa2FE 由 10-18 查得弯曲寿命系数 =0.82 =0.861FNK2FN 计算弯曲疲劳许用应力 取安全系数 S=1.4 见表 10-12 得 =( )/S= =292.86Mpa1FE1FEN4.5086 = ( )/S= =233.43Mpa22K139 计算载荷系数 =1.251.1511.35=1.941FvA 查取应力校正系数 由表 105 查得 =2.65; =1.7481SaY2Sa 查取齿形系数 由表 105 查得 =2.19280.1Fa2Fa 计算大、小齿轮的并 加以比较FSY = =0.0142971FSaY 4.307582 = =0.016752Sa .6 大齿轮的数值大。 (2)设计计算 m =1.92 3250167.1*68.94.2 对结果进行处理取 m=2 = /m=21.92/2121Zd 大齿轮齿数, = =5.25 12=63 取 =632Z1i2Z (1)计算大、小齿轮的分度圆直径 = m=12 2=24mm = m=63 2 =126mm1d2d (2)计算中心距 a=( + )/2=(24+126)/2=75mm,12 (3)计算齿轮宽度 b=d =351d =35mm, =40mm 1B2 由此设计有 模数 分度圆直径 齿宽 齿数 小齿轮 2 24 35 12 大齿轮 2 126 40 63 四、轴的设计与计算 4.1 输入轴的设计计算 1、选择轴的材料,确定许用应力 由于设计的是单级减速器的输入轴,属于一般轴的设计问题,选用 45#正火钢,硬度 170217HBS,抗拉强度 b=600Mpa,弯曲疲劳强度 -1=255Mpa。 -1b=55Mpa 2、估算轴的基本直径 根据课本 P225 式 13-1,并查表 13-3,取 A=118 dA (P I/ n1)1/3=118 (4/960)mm1/3 =17.12 考虑有键槽,将直径增大 5%,则 d1=17.12(1+5%)mm =17.96mm 由课本 P214 表 13-4 选 d1=20mm 3、轴的结构设 1)轴上零件的定位,固定和装配 单级减速器中可以将变速齿轮分布在箱体中心,轴承分别分布在轴头两侧,齿轮左 面由联轴器与驱动电机连接固定在连接板上,右侧由轴套固定,轴要给齿轮做台阶轴 向固定,齿轮通过键的配合圆周方向定位。两端轴承分别有轴台阶与轴承盖通过螺栓 固定在箱体上。 2)确定轴各段直径和长度 I 段:d 1=20mm 长度取决于安装位置,暂定 L1=40mm II 段 d2=d1+2h=20+20.14d1 =25+20.1425 =28.5mm 取标准值 d2=30mm 初选用 6206 型深沟球轴承,其内径为 30mm,宽度为 16mm。(转入输入轴轴承选择计 算) 考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为 10mm. 考虑此段滚动轴承左面的定位轴肩,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由附表 6.2 得 安装尺寸 d2=30mm,该段直径应取:d 5=30mm。因此将段设计成阶梯形,右段直径为 30mm。 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=72322016=140mm 3)按弯矩复合进行强度计算 求分度圆直径:已知 d1=62.5mm 求转矩:已知 T1=39393.75Nmm 求圆周力:Ft Ft=2T1/d1=239393.75/62.5=1260.48N 求径向力 Fr Fr=Fttan =1260.48tan200=353.7N 因为该轴两轴承对称,所以:L A=LB=70mm 1)绘制轴受力简图(如图 a) 2)绘制水平面弯矩图 轴承支反力: = = Ft/2=1661N/2=830.5NFRAHB 由两边对称,知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在水平面弯矩为 MCH= L/2=830.5N0.07m=58.14N.mRAH 3)绘制垂直面弯矩图(如图 c) = =Fr/2=604.6N/2=302.3NFRAVB 由两边对称,知截面 C 的弯矩也对称。截面 C 在水平面弯矩为 MCV= L/2=302.3N0.07m=21.21N.mRAV 4)绘制合成弯矩图(如图 d) MC=(MCH2+MCV2)1/2=(57.32+21.22)1/2=61N.m 转矩:T=9.55(P 1/n1)10 6=66.435N.m 6)按弯扭合成进行强度计算 由课本 P219 式 13-3 按脉动循环:=0.6 =Mc2(T) 21/2Mec =612(0.666.435) 21/2 =72.9N.m 校咳危险截面的强度 = /(0.1 )eMc3d =72900N.mm/(0.1 )63 =15.6Mpa -1b 该轴的强度满足。 4.2 输出轴的设计计算 1、选择轴的材料,确定许用应力 由于设计的是单级减速器的输入轴,属于一般轴的设计问题,选用 45#正火钢,硬度 170217HBS,抗拉强度 b=600Mpa,弯曲疲劳强度 -1=255Mpa。 -1=55Mpa 2、估算轴的基本直径 根据课本 P225 式 13-1,并查表 13-3,取 A=110 dA (P / n )1/3 考虑此段滚动轴承右面的定位轴肩,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由附表 6.2 得 安装尺寸 d2=30mm,该段直径应取:d 5=30mm。因此将段设计成阶梯形,左段直径为 30mm。 由上述轴各段长度可算得轴支承跨度 L=68322018=140mm 3)按弯矩复合进行强度计算 求分度圆直径:已知 d2=132mm 求转矩:已知 T2=9550P / n =191.692N.m 求圆周力:Ft Ft=2T2/d2=2191692N.mm/132mm=1597.4N 求径向力 Fr Fr=Fttan =1597.4Ntan200=581.5N 因为该轴两轴承对称,所以:L A=LB=50mm 五、键的选则与校核 选择 A 型普通键 =100120 选择 C 型普通键 =100120 5.1 高速轴上键的设计与校核 (1)与齿轮 B 联接的键 由 d=25mm,查表选 bh=66, 取 L =25mm 则工作长度 l=L-b=19 k=0.5h=3 所以强度 64.235.21089102 3 MPakldT 所以所选键为: b h L=6 6 25 (2)与齿轮联接的键 由 d=30mm,选 bh=108,取 L=30 则 l=L-b=22,k=0.5h=4 所以 69.250631.82102 3 MPakldT 所以所选键为:b h L=10 8 30 5.2 驱动轴键的设计与校核 (1)与齿轮 B 联接的键 由 d=25mm,查表选 bh=108, 取 L =30mm 则工作长度 l=L-b=22 k=0.5h=4 所以强度 64.235.21089102 3 MPakldT 所以所选键为: b h L=10 8 30 六、滚动轴承的选型与校核 (1) 已知 min/10rn (2) 两轴承径向: NFHV 13.650.1952.3 21 F 478760822 取较大值 轴向力:为 0 eFra (3)初步计算当量动载荷 P,根据 P= arpYFXf 根据表 13-6, =1.01.2,取 =1.1。pfpf 所以 P=1.1 1 6501.13=7151.24N 计算轴承 6206 的寿命:已知轴承的额定动载荷 C=55KN 轴承的预期寿命 72000hhPCnLh 5 366 10.7924.71508001 故可以选用。 七、联轴器的选型 联轴器的作用是连接两个相互分离的旋转件,使工件在传递运动与动力过程旋 转在一起但是不脱离装置。另外,该耦合还可以补偿相对的位移,振动和缓冲或安全 保护的功能。依据联轴器的性能,联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器。刚性联轴 器又叫做固定联轴器,它的缺点是无补偿性能。优点是结构简单,易于加工制造,不 需要维护,成本也必较低。它优点较好所以被广泛使用。对联轴器进行选型时应根据 联轴器使用的要求和使用工作条件,确定所需的耦合类型。 1 选择联轴器的类型应考虑以下几点: (1)该机的类型和驱动系统的配置。 (2)所造成的工作速度和离心力的大小,如轴耦合的高精度,一般用于高速传 动轴。 (3)所需的驱动转矩的大小和性质以及对缓冲和减振的要求,包括在稳定工作 条件下的最大转矩和转矩特性。 (4)相对位移的大小和方向。在安装和调整时,不能严格保证 2 轴的精度,或 在工作中有 2 个轴的相对位移较大,可选用挠性联轴器。 (5)制造、安装和维修费用的耦合,不仅要满足使用性能,而且要方便安装和 拆卸,成本低,维护简单的耦合。 (6)耦合的可靠性、使用寿命和工作环境。 2、计算联轴器的计算转矩 根据工作要求,为了缓和冲击,保证减速器的正常工作,输出轴(低速轴)选用 凸缘联轴器,考虑到转矩变化小,取 5.1AK (1)输入轴联轴器 为了隔离振动和冲击,选用弹性联轴器,选择 5.1A 转矩 m312008.251 4NTKAc 因为计算转矩小于联轴器公称转矩 (2)输出轴联轴器 取 ,5.1A 63.425.13 Ac 角的影响,此时则认为 。 八、羊肉片切片机切片装置的设计 8.1 曲柄滑块机构的设计 毕业设计切割刀具直线往复运动,比较简单的连杆机构是由四个构件和四个低副组 成的四杆机构。机构中必有一个构件为机架。与机架相连的构件称为连架杆,其中能 绕定轴作整周回转的构件称为曲柄;绕定轴作往复摆动的构件称为摇杆。不与机架相 连的构件称为连杆。只作往复移动的构件称为滑块.参考平面四杆机构如图 1-1。 1-1 平面四杆机构的分类图 滑块曲柄机构是由所述四连杆机构的演变形成的机制,并且由多个刚性部件中的 具有较低对(旋转对和移动一对)的连接形成的。由曲轴(或曲轴,偏心轮),通过 移动副和机构的转动,参考图 1-1 连杆滑块。操作机构由滑块曲柄机构组成。 8.2 曲柄滑块的特点及应用 曲轴的旋转运动来改变曲柄滑块曲柄往复运动的旋转运动和往复滑动件的直线运 动。曲柄滑块机构运动分析是一种已知的尺寸参数和位置参数和原动机,研究机构和 跟踪,位移,速度,加速度,评价机制等组件,以满足性能要求,体育干扰机制。用 于低侧接头曲柄滑块机构,在与表面接触的各种部件,低压侧双细胞几何形状是相对 简单的,易加工,易实现较高的制造精度,曲柄滑块机构已被广泛使用,例如自动送 料机构冲孔机,发动机空气压缩机。 8.3 曲柄滑块的优缺点 优点: 面接触低副,压强小,便于润滑,磨损轻,寿命长,传递动力大; 低副非常好加工,能实现较高精度,从而成本低; 连杆可较长,可以用来远距离的操纵控制; 可以利用连杆来实现较复杂的运动规律和运动轨迹 。 缺点: 低副中存在间隙,精度低; 不容易实现精确复杂的运动规律。 8.4 刀具的设计 刀具的执行机构主要是执行切刀的上下往复切割。因为所切羊肉的厚度比较薄, 大约为 2mm 左右。需要注意的是切刀在羊肉停止输送传动的时候,切刀才能向下切割。 为了给羊肉足够的传送时间,设计刀的行程为 80mm,即曲柄长 40mm。由已知条件羊肉 切片长度(亦即切片高)范围:80100mm 及切刀。 切片时最大作用距离(亦即切片宽度方向):720mm,即糕点的最大宽度为 720mm。 根据要求,切刀的可切宽度为 720mm,而由于是曲柄滑块机构驱动切刀自下向上运动, 考虑到切刀的平稳移动,在设计切刀的时候将宽度增至 750mm,在机架上安装刀片的 机架壁上设置两个导轨,使得刀片的两端嵌入导轨,并能在导轨槽内平稳的滑动,并 使切刀运动平稳。出于节省材料,节约成本,但是又能保证切刀的切片质量,将切刀 下半部分设计成梯形。刀具采用 45 号钢制作,由于切刀专用于切质地较软的糕点, 热处理采取调质,然后对刀口进行淬火,使硬度达到 HRC 55-58.刀片下方由于要连接 曲柄滑块机构,故设计一个的连接轴,有连接柱连接刀具和连接轴。 九、心得体会 通过这次的设计,我对羊肉切割机的各方面有了一定的了解,也学习了 PROE 三 维设计软件以及 AotuCad 绘图软件,学习了齿轮的计算,了解了电动机的选择、轴的 校核、轴承的选择以及联轴器的选择等待 在设计过程中,每一部分都是密切相关的,是不可或缺的,每一部分的知识都是联 系在一起的。了解他过去的一些地方是比较薄的,有的则是通过,有必要在设计中获取 相关信息,认真,从零开始学习。因此,这不仅是一个设计过程,而且是一个重新学习 的过程,而且也使自己有机会扩大自己的知识。我认为我的未来工作将非常有帮助。 在设计过程中,很多地方我一直在努力,使其在各方面都好。在难题面前,我常常 问老师,更改后在老师的基础上,再一步步满足要求。在本设计中,我最大的收获是独 立完成用学到的知识设计任务,这是我大学四年全面的性能测试的知识。我也不断地发 现问题,解决问题,不仅使我更好的学到知识整合,更以后的工作打下了坚实的基础。 在设计过程中,我遇到了很多问题。老师之前的一些细节没教的,我并没有学到知 识的细微之处,有些学问,可是有点忘了,虽然获得了大量的信息,但它是不全面的, 有的甚至问题是很难在书上找到,但在老师的帮助下,他们大多都解决了。这样的设计 能够顺利完成,应该感谢老师的悉心指导。 毕业设计是在教师的指导下进行的。在设计过程中,我得到了很多的悉心指导和帮助。 他给了我很多知识,他还教我们如何一步一步地设计羊肉切片机,所以我有一个清晰 的设计思路,在这方面他给了很多帮助和灵感。我表达我深切的感激和尊敬,谢谢您 们老师! 参考文献 1 濮良贵,纪名刚.机械设计M.第八版,北京:高等教育出版社,2006. 2 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册S.第三版,北京:高等教育出版社, 2006. 3 徐学林.互换性与测量技术基础M.长沙:湖南大学出版社,2006. 4 范元勋,宋梅利,梁医.机械设计课程设计指导书M.南京:南京理工大学, 2007. 5 孙桓,陈作摸,葛文杰.机械原理M.第七版,北京:高等教育出版社,2006. 6杨可桢,程光蕴,李仲生.机械设计基础(第 5 版).北京:高等教育出版社,2006. 7王旭,王积森.机械设计课程设计.北京:机械工业出版社,2003. 8宋宝玉,吴宗泽.机械设计课程设计指导书.北京:高等教育出版社,2006. 9 唐金松.简明机械设计手册. 上海: 上海科学技术出版社, 1994 10 戴 曙.金属切削机床.第四版. 北京: 机械工业出版社,2005 11 侯世增.机械制图. 北京: 高等教育出版社,2002 12 崔洪斌.中文版 AUTOCAD2004 机械图形设计.北京: 清华大学出版社,2003 13 陆凤仪, 钟守炎. 机械设计M. 北京: 机械工业出版社,2011
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