金属签洗漱机结构设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】

金属签洗漱机结构设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,说明书+CAD+SOLIDWORKS,金属签洗漱机结构设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,金属,洗漱,结构设计,说明书,CAD,SOLIDWORKS 中期自查表二级学院名称： 检查日期： 2018 年 04月 08 日学生姓名专业班级机械设计及其自动化指导教师姓名课题名称金属签洗漱机结构设计教师指导时间每周指导时间（小时）指导教师每周指导次数指导地点任务完成情况开题报告已完成（30%）； 进行中（30%） 文献综述已完成（40%）； 进行中（20%） 毕业设计（论文）进度已完成工作量： 30 %完成的具体内容：1， 查找相关资料，分析相关结构2， 设计了电机带动同步轮实现了链条回流线3， 设计了收料装置盒零件，漏斗放料装置 尚需完成的任务1， 还需更多的查阅资料，了解清洗机结构原理2， 熟悉三维软件的使用3， 绘制装配图，零件图，工艺分析存在主要问题及解决措施存在的主要问题：1， 对论文涉及到的部分知识点还不能完全理解2， 对相关专业知识了解不够全面，设计经验不足，很多零部件的设计时不能选择恰当的参数需要反复验证，从而花费大量时间解决措施：1， 向导师相关老师咨询，并查阅相关资料。理清自己设计思路2， 熟练掌握三维软件的使用方法，同时复习和巩固相关的专业课知识指导教师意见指导教师签名 年 月 日1任务书题目 金属签洗漱机结构设计 专业 机械设计制造及其自动化 学号 姓名 1.主要内容烧烤因其味美、价廉成为人们广泛喜爱的美食之一。但是在享受美味之后，金属签的洗漱一直令人头疼。手洗费时费力，但现阶段市面上未见一种有效洗漱金属签的机器。因此，金属签洗漱机的设计不仅拥有广泛的前景，更有很好的市场效益。根据要求对相关重要部件进行设计，利用三维软件进行三维实体造型设计。2.基本要求（1）掌握一种三维绘图软件，如Solidworks、Pro-E等。（2）对金属签洗漱机进行结构设计。（3）运用三维绘图软件建立三维模型。（4）绘制总体装配图、零件图和工艺说明书，总量不少于折合图幅为A0号图纸3张。（5）查阅文献资料不少于15篇，其中外文资料不少于5篇；文献综述不少于3000字；外文翻译不少于3000字。（6）完成毕业设计说明书，要求连贯通顺，不少于2万字。3.时间安排（1）第1周：查阅国内外与课题相关的文献， 提出设计方案，确定研究步骤，完成开题报告、文献综述纲要等。（2）第210周：课题研究。（3）第11周：整理相关设计数据、撰写设计说明书。完成设计并提交指导教师。（4）第12周：教师评阅毕业设计或毕业论文，学生修改论文。（5）第13周：院（系）级论文答辩。（6）第14周：学校论文答辩，全部资料的整理、完善。（7）第15周：存档。4.主要参考资料1 范红意,杨军.一种新型的多功能清洗机设计J.清洗世界,2017,33(01):44-49.2 冷琦. 家用清洗机的设计及其优化研究D.苏州大学,2014.3 左云广. 超声波清洗机的设计与实现D.河北大学,2014.4 史斐娜. 超声波干式清洗机机械系统设计与研究D.中北大学,2015.5 宋贵科,林晓焕,麻焕成等.新型节能清洗机控制系统设计J.自动化技术与应用,2016,35(11):133-135+144.完 成 期 限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 填 表 日 期： 本科毕业设计（论文）开题报告 题 目 金属签洗漱机结构设计 姓 名 专 业 学 号 指导教师 二一七年二月开题报告课题名称金属签洗漱结构设计课题来源教师拟定课题类型AX指导老师学生姓名学 号专 业一.本课题的研究背景：烧烤可能是人类最原始的烹调方式。是以燃料加热和干燥空气，并把食物放置于热干空气中一个比较接近热源的位置来加热食物。如今烧烤方式也逐渐多样化，发展出各式烧烤炉、烧烤架、烧烤酱等。烧烤签也在不断的发展烧烤是在火上将食物（多为肉类）烹调至可食用，因此中国亦有称此为烤肉。烧烤本身也成为一种多人聚会休闲娱乐方式或者是生意，烧烤当然离不开烧烤签，随着时代的发展，烧烤签也在不断的发展，有木质烧烤签到金属烧烤签出现。木质烧烤签无法跟随时代节俭的要求，木质金属签烧烤只能使用一次，无法使用第二次，而且无法保证它的卫生安全问题，而且木质的烧烤签一旦沾上东西很难清洗干净，造成很大的浪费，而且很容易产生细菌，而金属签的出现既节约了成本，有可以循环使用，可以使用很久，金属签的洗漱一直令人头疼。手洗费时费力，但现阶段市面上未见一种有效洗漱金属签的机器。二.设计目的：随着时代的发展的要求，金属签的出现是必然的产物，金属签好处在于传热效果好。拿肉串来说，里外一起加热熟的就快；熟的快营养成分水分流失的就少；成熟的快就能在同等时间内比竹签多烤一些；成熟的快就意味着同样的碳可以烤出更多的东西。用金属签烤出来的食物无论口感，和味道绝对和竹签不一样。所以说不管是自己家烧烤，还是饭店大排档都应该尽量用金属签作为肉类的签子。而且金属签用完之后洗干净还可以循环利用，很环保，而金属签的洗刷就成为了一个问题，因为金属签比较薄，而且比较锋利，很容易伤到人，还不容易洗刷干净，这时金属签洗漱机就是很重要的代替员了，代替人类洗漱金属签，既方便可以快速洗漱，还不易伤到人，因此，金属签洗漱机的设计不仅拥有广泛的前景，更有很好的市场效益。三.基本要求：（1）掌握一种三维绘图软件，如Solid works、Pro-E、CAD等。（2）对金属签洗漱机结构结构模具设计。（3）运用三维绘图软件建立三维模型。（4）绘制总体装配图、零件图和工艺说明书，总量不少于折合图幅为A0号图纸3张。（5）查阅文献资料不少于20篇，其中外文资料不少于5篇；文献综述不少于3000字；外文翻译不少于3000字。（6）完成毕业设计说明书，要求连贯通顺，不少于2万字。四.设计思路：1.首先金属签洗漱机结构的造型设计及成型工艺的分析，并绘制草图，确定总布局。 2.确定模具设计方案并进行模具设计 3.分析模具的加工方法及工艺4.绘制装配图，零件图，并建立三维模型。 5.编写设计说明书。五.设计的预期成果：设计说明书1份，不少于2万字；装配图，主要零件图（折合3张A0图纸），三维模型。查阅科技文献20篇以上，其中外文资料不少于5篇；文献综述不少于3000字；外文翻译不少于3000字。六.时间安排：（1）第1周：查阅国内外与课题相关的文献， 提出设计方案，确定研究步骤，完成开题报告、文献综述、纲要、外文翻译等。（2）第210周：课题研究。（3）第11周：整理相关设计数据、撰写设计说明书。完成设计并提交指导教师。（4）第12周：教师评阅毕业设计或毕业论文，学生修改论文。（5）第13周：院（系）级论文答辩。（6）第14周：学校论文答辩，全部资料的整理、完善。(7) 第15周：存档。七.主要参考资料1 范红意,杨军.一种新型的多功能清洗机设计J.清洗世界,2017,33(01):44-49.2 冷琦. 家用清洗机的设计及其优化研究D.苏州大学,2014.3 左云广. 超声波清洗机的设计与实现D.河北大学,2014.4 史斐娜. 超声波干式清洗机机械系统设计与研究D.中北大学,2015.5 宋贵科,林晓焕,麻焕成等.新型节能清洗机控制系统设计J.自动化技术与应用,2016,35(11):133-135+144.八.条件因素CAD/CAM软件、Solidworks、Pro-E软件，UG软件，模具设计手册，金属签洗漱机结构模具设计制作与分析，数控加工技术及其应用，老师的帮助，网络资料，以及参观实验室实物等。指导教师签名： 日期：注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究；E调研报告（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题；要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。金属签洗漱机结构设计本科毕业设计(论文)金属签洗漱机结构设计学生姓名 学 号 院 系 专 业 指导教师 完成日期 学院 二一八年六月金属签洗漱机结构设计摘要随着科技水平的进步与发展，出现了许多新的机械设计的方法，为设备的研发以及制造奠定了坚实的基础。为了能够开发更先进的金属签洗漱机，对金属签洗漱机的选型设计有着重要的研究意义。当今的时代，金属签洗漱机对于人们来说是生活中重要的所需物品，因此它们也促进了金属签洗漱机机械的发展。当前我国的金属签洗漱机机械行业的内在潜在价值还有待强有力的挖掘，金属签洗漱机机械的进一步研究将会给个人乃至集体和社会带来重要的积极意义，在研究的同时还可以让学生的综合能力得到开发与锻炼，最为重要的是总体设计就体现了这一点。第一，我们要让现在毕业的学生打好专业知识的基础并从而提升所学的知识，从而在以后工作中能够游刃有余。第二，可以让他们在课题中能够用发展性的眼光看待问题，充分发挥创新能力，攻破现实难题。对于金属签洗漱机设计这一课题，它的涵知识面较广，具有极强的综合性，学生则必须要凭借过硬的专业能力和海量的知识，加上要有一定的在计算机上绘制图表的能力。因此，学生可以积极主动的思考和钻研这个设计课题，这样学生便可以在问题的分析解决上得到能力的提升，从而也能够积累对未来有帮助的工作经验。这篇论文会对国内金属签洗漱机的历来的情况进行一个简要的概述，而且加上了金属签洗漱机工作的理念简述，综述国内外金属签洗漱机的现在的发展情况后，也综合了它的装置构造是如何设计概念。论文中，做好了金属签洗漱机构造与设计的方案，对该装置的参考数据进行定位，校对其强度，分析其运动，金属签洗漱机的每个机械构造和尺寸分别得到确定和定位。关键词：超声波；金属签洗漱机；同步带Metal swingersAbstractWith the progress and development of science and technology, many new methods of mechanical design have emerged, which have laid a solid foundation for the research and development of equipment. In order to be able to develop more advanced metal swingers, it is of great significance to study the selection design of metal swingers. In todays world, metal swingers are an important part of life for people, so they also promote the development of metal sign washing machines. Metal sign a washing machine of the current our country mechanical industry inner potential value remains to be a strong mining, metal sign for the further study of the mechanical washing machine will bring to individual and collective and social important positive significance in the study at the same time also can let the students comprehensive ability development and exercise, the most important is the overall design reflects this. First, we need to make the students who are now graduates learn the basics of professional knowledge so as to improve the knowledge they have learned so as to be able to work well in the future. Second, we can make them look at the problem with a developmental perspective in the subject and make full use of the innovation ability to overcome the real problems. For metal sign washing machine design the topic, it contain the aspect of knowledge broad, with a strong comprehensive, students have to rely on excellent professional ability and vast amounts of knowledge, and to have the certain ability to draw diagrams on a computer. As a result, the students can actively thinking and working on the design task, so that students can get on problem solving ability of ascension, and can also accumulate helpful experience for the future.This paper on the domestic situation of metal sign of the washing machine has a brief overview, and combined with the concept of metal sign the washing machine work, an overview of the development of the metal sign a washing machine at home and abroad now, also a combination of its device structure is how to design concept. Paper, ready for the metal sign wash gargle institution building and design scheme, fixing the reference data of the device, check its strength, analysis of the movement, the metal sign for each mechanical structure and size of the washing machine are established and positioning.Key words: ultrasonic; Metal swingers; Synchronous belt.目 录第1章 绪论11.1 选课的依据及课题的意义：11.2 国内外研究现状21.3 研究背景31.4 研究内容31.5 论文章节安排3第2章 金属签洗漱机的设计方案42.1 金属签洗漱机的系统工作原理及组成42.2 金属签洗漱机的驱动方案设计52.3 金属签传动装置设计方案62.4 金属签清洗消毒烘干排序设备机架设计方案72.5金属签清洗消毒烘干设计方案8第3章 金属签洗漱机传输动力机构设计计算73.1电机的选型与计算93.2传送带的设计计算103.3带预紧力的设计计算133.4主轴的设计143.5轴承的校核21第4章 金属签清洗消毒烘干排序设备的主要传动零部件设计计算194.1 轴的结构设计234.2 轴的强度、刚度及临界转速的校核234.3 轴的设计原理244.4 传动轴的强度校核254.5 滚动轴承的选择及计算28结论.31参考文献32致谢34IV第1章 绪论1.1选课的依据及课题的意义：随着时代的发展的要求，金属签的出现是必然的产物，金属签好处在于传热效果好。拿肉串来说，里外一起加热熟的就快；熟的快营养成分水分流失的就少；成熟的快就能在同等时间内比竹签多烤一些；成熟的快就意味着同样的碳可以烤出更多的东西。用金属签烤出来的食物无论口感，和味道绝对和竹签不一样。所以说不管是自己家烧烤，还是饭店大排档都应该尽量用金属签作为肉类的签子。而且金属签用完之后洗干净还可以循环利用，很环保，而金属签的洗刷就成为了一个问题，因为金属签比较薄，而且比较锋利，很容易伤到人，还不容易洗刷干净，这时金属签洗漱机就是很重要的代替员了，代替人类洗漱金属签，既方便可以快速洗漱，还不易伤到人，因此，金属签洗漱机的设计不仅拥有广泛的前景，更有很好的市场效益。最近几年来，中国的金属签洗漱机已经取得了很大的成绩，但与国外产品相比之下仍存在多年的技术差距。本课题对金属签洗漱机进行研究设计，目的在于使我们更深层次的了解金属签洗漱机运作过程及设计的原理，从而能够对其加以改进完善，并且考核我们4年来所学的机械知识。伴随着科技的进步，涌现出很多新的机械设计方法，为设备的研发制造奠定了坚实的基础，为了能够研发出更为先进的金属签洗漱机，对金属签洗漱机的选型设计有着重要的研究意义。在我们的国家，金属签洗漱机技术的研究和应用起步虽然晚于西方欧美等发达国 家，但近年来的发展得非常迅速。一部分大型餐饮公司已经逐步引入金属签洗漱机技术应用到制造方面，以此来代替人工劳动力。 这次毕业设计是金属签洗漱机的设计。本次设计主要是将他们学到的知识与辅助材质结合起来运用到设计中，大大的巩固以及深化了所学知识，掌握机械系统设计计算的一般过程和方法，确定正确合理的执行机制，使用标准机械元件，熟练使用机械基本回路构成满足基本性能要求的 机械系统管理。设计过程中最重要的是绘图。这不仅可以清楚地显示设计的内容，而且还能干体现知识是否被充分理解掌握。还是需要大力发展机械行业才能够使得我国的生产力得到提高，我国的综合国力也与此行业的发展有着重大的关系。在这个日新月异的社会当中，研究发展才是进步的垫脚石。1.2国内外研究现状国内研究现状我们国家的发展与进步的历史基本上和西方发达国家一致，但是我们国家是屡败屡战中摸吧滚打起来的，所以我们自己也要铭记这一段历史。也为我国未来的辉煌成绩奠定了最为重要的基础。进入21世纪，人们生活已经从温饱阶段进入到舒适时代，对于清洗产品越来越多的需求，加速了新产品研发步伐；同时，制造业的高速发展，也促进了清洗设备、清洗剂等企业的快速进步。民用、工业两大清洗领域巨大的市场需求，造就了中国清洗行业崭新的未来。中国清洗行业的现状我国到处都在建设新的工厂和生产线正在逐步成为“世界加工厂”，巨大的市场需求，为工业清洗设备制造商和专业清洗剂生产供应商提供了快速发展的良机。目前，各种清洗设备生产制造经营企业已达1000多家，其中，超声波清洗机生产企业已从20世纪90年代初的几家发展到现在的200多家，从而形成了一个巨大的产业同时，许多的科研机构及大学院所也投入到这方面的研究，第三届全国大学生挑战杯竞赛设计了一款新型金属签清洗消毒烘干排序整理机，本机集清洗模块，消毒模块，烘干模块，排序模块，整理模块等多功能模块一体化的自动化产品。经过浸泡的金属签能在本机中自动化实现清洗，消毒， 排序，整理等多道工序。如下图所示。 图1-1 金属签洗漱机国外研究现状据统计，全世界约有 8000 家左右的清洁机供应商，仅 IP、3M 等清洁用品生产商每年的营业额达数百亿美元。其中欧美、日本等发达国家占了2/3的比率。其年产值超过500亿美元。在这些国家，制定了清洁行业标准来确保清洁行业的健康发展，并作为公共卫生的一部分。但在这 8000 家左右的国际清洁用品供应商中，仅仅只有5%的厂家进入了中国市场。 2004年5月，世界最大的清洁展览会 ISSA/INTERCLEAN 在荷兰举行，展会吸引了来自世界上的大约3000家清洁用品供应商的参与。而中国仅五家1.3研究背景本产品是根据市场需求设计的金属签清洗机，本机是集清洗，消毒，烘干等多功能模块为一体的自动化产品。经过浸泡的金属签能在本机中自动实现清洗，消毒，烘干等所有金属签清洗工序，不仅避免了人工操作带来的二次污染，而且节省了劳动力，整机的工作效率为20分钟清洗600根金属签，每秒为 1 根金属签，完全符合大型就餐场所金属签的提供周期，其中的金属签大小头排序整理技术，更是填补了目前该领域的空白，而且其正确率为百分之百。适合金属签生产厂家和专业的金属签清洗公司。 在上述产品背景下，可以创立公司生产产品，从满足消费者需求出发，一方面向有条件购买的餐饮单位提供金属签清洗机；另一方面提供餐具清洗服务，为尚无条件购买该设备的就餐场所提供金属签清洗消毒烘干排序整理等服务，提高金属签的重复利用率，从而减少对一次性餐具的使用，进而达到保护国家宝贵的森林资源，改善生态环境的目的，以此达到经济、社会、环境三大效益的有机结合。1.4 研究内容本产品是根据市场需求设计的金属签清洗机，本机是集清洗，消毒，烘干，排序，整理等多功能模块为一体的自动化产品。金属签清洗消毒烘干排序设备的研究内容主要包括：清洗模块设计、烘干消毒模块设计、传动模块设计、排序模块设计。1.5论文章节安排第一章阐述了金属签清洗消毒烘干排序设备设备的研究背景、研究内容和研究目标。第二章分析了现有的金属签清洗消毒烘干排序设备设备的结构，并从提高生产效率及减少成本损耗要求考虑，提出了该设备的设计方案。第三章主要针对电机的选择进行设计计算、同步带传动设计、主轴的设计。第四章重点进行了该金属签清洗消毒烘干排序设备的传动零部件设计计算及分析。第2章 金属签洗漱机的创新设计方案2.1 金属签洗漱机的系统的工作原理以及组成本金属签洗漱机的系统组成如图2-1所展示。图2-1金属签洗漱机结构简图金属签洗漱机的工作原理：将金属签倒入2集料桶内，通过电机带动3同步轮转动，同步轮带动同步带，同步带将金属签逐个排开，流入排料盒3中。排料盒3通过重力落至超声波清洗5中，去除金属签中的油污，清洗完成，气缸上抬，自动流转至6，员工收料处。金属签清洗消毒烘干排序设备具有输送金属签，整齐排列金属签的功能，并通过气清洗刷子对金属签进行清洗，去污渍，传送链的上方装有喷水装置，可以进行清水喷洗，清洗过的金属签再经过输送装置，进行排序整理装置分料排序，最后进行金属签的整齐收纳，红外灯管装在收纳盒的上方，进行杀菌消毒，同时进行烘干，清洗杀菌消毒，。金属签的摆放分为两种方式，金属签头部整齐摆放一致及金属签尾部整齐摆放。所以出料需将这两种方式同时考虑到，设置两个收纳盒进行收纳。下面将具体就各个部分的功能设计方案进行简要地介绍。2.2金属签洗漱机的驱动方案设计电机动力是当前的金属签洗漱机的主要使用动力，但是电机动力也有一下的几个缺点:(1) 液压传输动力不是特别的节能，会在工作的过程当中消耗很多的能量，并且在液压传输动力的过程当中比较容易泄露，从而会使得工作的场地得到污染，因此不能够将这种传输动力系统大范围的使用，它还会引起火灾，造成不必要的麻烦。(2) 在运行工作的时候会收到温度的影响。在内部油体的温度产生改变的时候，内部液体的浓度是会跟着变化的，这样就有可能会造成运动上的性质的变化。(3) 如果液压的脉动跟液体内部进入到空气里的话，是会产生很大的噪声。(4) 假如想让他减少泄露的话，就对液压的零部件的产品质量有很严格的要求，所以它的价格是比较高的，这也就意味着我们需要更加高超的水平对他进行维护。气动动力传输的特点一下列出:(1) 它内部的物质是很容易的进行有效的提取跟处理的。气压动力的传输在其工作的压力是非常低的，而且机器在进行内部工作的时候他的内部的介质相对是比较容易提取的，经过处理后再排入大气层，这样进行操作的话是很方便的，在正常的情况下我们是不需要要求安装回收的管道，他产生的杂物也相对的容易清洁一点，这样就可以保证管道不会被轻易的堵塞了。(2) 其泄露比较小，并且通畅性也比较好，在传输压缩空气的时候非常的通常，也就是说它的阻力比较小，空气比较容易集中起来从而能够达到输送远距离的目的。因为泄露问题不是非常的严重，这样的话就不会很大程度的影响环境。(3) 运动的速度是非常快的，相对来说他的反应也是非常灵活跟敏捷的。一般的气动系统正常情况下需要0.02秒到0.3秒之间就能够达到所需要的压力以及速率。气动的体系也需要过载保护，才能够方便实现自动操控。(4) 能源能够储存。压缩的空气能够储存在储气罐当中，所以在断电的突发情况当中，机器的运行过程不会突然间中断。(5) 比较能够适应周围的一切环境。不论处在的环境是在易燃的或者易爆的还是多尘埃的这些环境里，又或者说是在强磁场以及强辐射等的这些恶劣的环境里，气压的传输动力操控体系都比机械以及电器液压的体系优越，并且还不会因为温度的改变而影响到传输动力的操控性能。通过上述的综合比较而言，金属签洗漱机应该使用电动机驱动以及气压传输动力。我们由上述的综合考虑以及进行的对比，得出压旋的内部机构采用的是机电驱动的方式和气动驱动的方式相比是更加的拥有非常明显的优势。2.3金属签传动装置设计方案金属签清洗消毒烘干排序设备主要包括同步带传动装置，同步带输送装置，链传动装置等。其皮带的优点：适用于两轴中心距较大的传动场合。工作时传动平稳无噪声,能缓冲、吸振。工作中如遇到过载，带将会在带轮上打滑,可防止薄弱零部件损坏,起到安全保护作用。不能保证精确的传动比.带轮材料一般是铸铁等。造价低廉、不需要润滑以及缓冲、吸震、易维护等特点。皮带的缺点：滑动损失，皮带在工作时，由于带轮两边的拉力差以及相应的变形经差形成弹性滑动，导致带轮与从动轮的速度损失。弹性滑动与载荷、速度、带轮直径和皮带的结构有关，弹性滑动率通常在1%-2%之间。有的皮带传动还有几何滑动。采用同步带传动，考虑到其优点：它兼有带传动、齿轮传动及链传动的优点；能实现较远中心距的传动，传动比准确，工作时无滑动；传动效率高，可达98%，传动平稳，能吸收振动，噪声小；使用范围广，传动比可达10；链传动特点：由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的平均传动比；与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况下工作；与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低，成本低廉。链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功率一般在100kW以下，最大传动比，链速不超过15m/s。金属签清洗消毒烘干排序设备主要包括同步带传动装置，同步带输送装置，链传动装置等。其布局示意图如下图所示。图2-2 金属签清洗消毒烘干排序设备传动装置布局示意图2.4金属签清洗消毒烘干排序设备机架设计方案机架是各种机械地基本部件，它主要起支承作用，机械的其他部件一般固定在机架上，有些部件是在机架的导轨面上运动。机架起基准作用，以保证各部件间正确的相对位置，并且使整个机器组成一个整体。在其他部件及工件本身的重量与工作过程中的载荷（包括各种冲击力）作用下，机架要有足够的强度，而且变形部超过允许值。此外还应考虑机架的动刚度，阻尼，热变形性，尺寸稳定性，疲劳强度等。对于移动式机器的机架则要求重量轻；对于在寒冷、酷热、潮湿等环境下工作的机架分别要求耐高温、耐低温、抗锈烛等性能。机架采用45钢型材焊接而成。结构简单，美观大方，耐用牢靠。型材可以选用45钢40X4OX2mm。图2-3 金属签清洗消毒烘干排序设备机架设计示意图2.5金属签清洗消毒烘干设计方案金属签清洗装置示意图如下图2-6所示，在金属签排序输送链的上方装有清水喷管，在清水喷管及金属签输送链的中间装有清洗毛刷，清水喷管不停的喷水，毛刷不停的转动，对金属签进行洗刷。图2-4清洗装置示意图采用超声波方式进行油污去除，并进行金属签烘干，远红外线消毒工作原理：远红外线消毒是以远红外线作为热源产生的高温进行灭菌消毒的。远红外线消毒方式是采用英电热管产生120摄氏度以上高温来消毒的。远红外线是一种磁波，它以辐射方式向外传播，热效应好，可达到120度左右的高温，且特别易被生物体如各种病菌吸收。病菌吸收热能超过它的承受极限，自然会被活活“热”死。远红外线的特点：这种消毒方式具有速度快、穿透力强的特点，日常生活中常用的餐具、茶具都可进行高温消毒。物体能充分吸收热能，加热效率高，能在短时间内达到消费杀菌所需的120摄氏度高温。该消毒原理在日常生活当中，应用较多，金属签清洗消毒烘干排序设备中杀菌消毒装置设计如下图所示。图2-6 金属签超声波清洗装置设计示意图第3章 金属签洗漱机传输动力机构设计的详细计算3.1电机的选型与计算选型：根据洗漱机的运行时的特点，在工作时我们只需要带动同步轮就可以，假设放入金属签的总质量为2.5kg。m代表金属签总质量（机械设计手册表）g代表重力加速度（机械设计手册表）u代表摩擦系数（机械设计手册表）同步轮半径0.058m，所以摩擦力矩M为：电机是带动等尺寸带轮直接带动同步轮，所以我们预选电机的转速n=1500，选择蜗轮减速器的减速比为1：50，所以速比是：根据以上数据计算电机的扭矩为：电机功率为：由可知，由于考虑到电机理想功率和实际的要有一定的余量，所以可以选择P=1.5kW电机。而y系列的三相异步电动机是低压三相鼠笼型异步电动机的基本系列。一般情况下可以满足国内外需要，机座范围为80-315，是全国统一标准设计的系列性的产品。 y系列电动机优点很多：高效节能、性能好、噪声低、可靠性高、维护方便、使用周期长、起动转矩大。其安装尺寸和功率是完全符合iec标准的。采用b级绝缘，机器外壳防护等级为ip44，冷却方式是ic411。 y系列电动机一般选用80v额定电压，0hz的额定频率，3kw及以下是“y”接法，4kw及以上就是“”接法。y系列电动机在机械设备（农业与食品机械、分机机床、搅拌机、以及空气压缩机）有着广泛的应用。Y系列(IP44)封闭式三相异步电动机，Y80M1-2（查询机械设计手册），电机的主要参数如下： 1.5kWw = 2830 r/min 0.75 1.5 3.2 传送带设计计算设计与计算V带设计要求：机器加工能力为100公斤/小时功率：220伏，50Hz。设计输出以电厂设计为例： 代表工作传递的名义功率（kw）；代表工作情况系数；参考文献2表6-6得知工作情况系数为=1.2所以：2.带型的选择参照和，翻阅相关文献2表6-12，最终确定选择使用A型带。3.带轮基准直径确定参照文献2表6-7推荐的最小基准直径，选择使用主动带轮直径=150mm，因此从动带轮直径：传动比误差=1.85故可以使用。4.带的速度的验算与要求相符合。5. V带得长度以及中心距的确定中心距：按照可以初步确定中心距 由于其设计的要求为结构紧凑小巧，因此取。然后计算基准长度： 查阅相关文献2可以确定选V带基准长度：=2760。计算出实际中心距：6.计算小包角7.确定V带的根数计算公式如下： 代表包角系数；代表带长修正系数。由文献2表63可以查取单根V带所能传递功率为：kW。计算功率增量式中代表弯曲影响系数；代表传动比系数；代表主动带轮转速（r/min）。所以可以得到：文献2表6-8查得=0.90，由表6-5查得=0.98故带的根数为合理取3。计算初拉力查询文献2表61得。所以计算初拉力：作用在轴上的压力3.3 带预紧力的设计计算计算单根V带预紧力 =M代表V带每米长的质量（kg/m）查B1表8124，可以取0.1k/gm计算作用在轴上的力代表考虑到新带初预紧力大约是正常预紧力的1.5倍带轮的结构和尺寸带轮既要保持足够的强度，又要让结构的工艺性好，质量分布还要均匀，重量要合理，还要避免铸造产生的应力过大。轮槽的工作表面要保证光滑（表面粗糙度）减轻带的磨损。3.4主轴的设计1）轴的常用材料轴的材料有很多种类，然后选择材料和热处理，对强度和耐磨性和刚度的要求进行了分析。碳和合金钢，所用材料。轴的价格相对较低，而且应力集中敏感性小，通常采用钢制成，最常见的是45，如果不重要或应力一小时可Q235钢。相比碳素钢合金钢机械强度更，应力集中的热性能较好，但更大的力量和轴，相对敏感，但降低了重量和轴的尺寸，或在高温、腐蚀等工况，或杂志耐磨轴可选用合金钢。在温度低于200摄氏度的合金钢和钢中，在弹性模量的条件下，所以如果你对合金钢进行改性而不是钢，对轴的刚度不是很好的影响适合复杂轴的生产（如曲轴、凸轮轴、等）球墨铸铁和铸铁，高强度铸铁，虽然良好的振动和磨损，哦，但应力集中不敏感，但对质量的控制是不容易的。轴的直径可以选择小的圆形运行为大直径或直径，较大的变化，阶梯轴为轴往往复杂的形式，铸造方法。轴的强度（特别是由于热处理的疲劳强度和耐磨性）可以显着改善，所以，在与适当的热处理条件下工作后。2）在设计轴的过程中需要解决的主要问题设计中需要解决的两个主要问题是：设计和计算的工作能力。合理的轴结构按形状、尺寸、需要根据上述零件安装，以及制造工艺等方面要求。硬度、强度和稳定性的振动计算可以计算以确保工作能力，与工作能力和可靠性足够，防止开裂和减少轴的变形计算所需的，为了避免对机床主轴的变形具有很高的存储要求的钱，绕轴高速；同时计算必须小心，以免出现共振的情况。在设计过程中，首先对轴类零件进行装配，并根据装配和制造要求，对结构形式、尺寸和强度进行缺陷检查，必要时进行稳定性计算或者是刚度的计算。3）轴的参数设计（1）轴的最小直径的计算主轴的主要受力是旋转扭矩 实心圆轴轴径的计算公式为： （3-2）式中 安全系数，工作条件和负载因素，确定与轴的安全系数1.1 键槽的影响，取1.0545的设计系数，取115 轴所传递的功率，kw 轴的转速，r/min根据以上的计算过程，我们可以得出，轴的传递功率=33.79kw，轴的转速为 =60 r/min 取主轴的最小直径为，d = 109.68mm4）轴的校核1）.作用力的计算反作用力，作用力的计算公式为； 式中：投影的上的面积， 抗拉强度， 有效系数由材料手册得，抗压强度 ，=19.7 =由机械手册查得，45号钢抗压强度：= 600 MPa 由于有效系数 的范围为： 取 =0.48=600MPa2）重量的计算主轴承受的主要负荷物的质量计算如下：已知：（1）铸钢的密度为，7.8 （2）直径为 500 mm（去除衬板），衬板的厚度为 40 mm D=500+80=580mm d=500-80=420mm 主轴承受的主要负荷物的质量为： =1.22t3）主轴的强度校核计算第一步计算结构图（在树的轴的方向上，例如，确定支点的位置，宽度的阶段，水平的意义的研究，以找到水平的基础。根据轴的流程图计算出耦合轴的时间图，根据树的风险区间确定一个弯矩。图3-10 轴的计算简图（1）主轴的竖直面的受载分析 AB段的的质量是 0.4 t， AB段的载荷为 4000 N又AC、BD段装配的载荷约为 1250 N 整个轴上的均布载荷 q = 13.5 N/mm 截面的惯性矩：弹性模量： A、B两端的支反力 、： A、B两端的弯矩 、： 最大弯矩 ： C、D两端的饶度 、： 最大绕度 ： C、D两端的转角 、：A、B两端的转角 、： 取 （2）.主轴的水平面受载分析 主轴的水平面主要是由球的反应， F = 765.07 N 长度， l = 1100 mm 的载荷密度为， q = 1 N/mmA、B两端的支反力、为： 最大弯矩 为： 最大绕度 为： A、B两端的转角 、为： 取 参照轴的弯矩，计算轴的当量弯矩， 轴受到的合成弯矩 为： 扭矩 为： 当量弯矩 为： 考虑轴截面弯矩和扭矩引起的应力循环特性。对于轴的变化，考虑到启动、停止和操作对剪应力均匀性的影响，通常是在应力作用下，对于双向旋转轴，在应力作用下，剪应力比轴对称系数大。如果剪切应力为脉冲。取值为0.6 参照算出的弯扭合成强度条件来校核计算： 轴的强度符合要求4）GMA推力油膜轴承试验机主轴的刚度校核计算轴的弯矩扭矩被扭曲的弹性变形扭曲。如果超过允许的限度，会对零件产生影响。例如，设备的轴大挠度可以导致设备负荷，使用寿命和齿轮，轴承和内部和外部较大的相对平衡，不均匀磨损和过热。主轴扭转扭矩过大，工件精度和粗糙度。因此，对于弹性刚度要求，弯曲或扭转刚度计算后的弹性变形，对轴线的控制不超过轴的允许值。提高轴的刚度较大的力部附近），轴应考虑，而在中间减小轴较大长度的支持。轴的合成挠度 为： 轴的许用挠度 符合 的条件转角符合 轴的刚度也符合要求（7）键的强度校核：一个关键是标准件的贷款类型的选择与混凝土结构的要求和工作条件，最后由连接轴的直径标准相应的外形尺寸检查和选择关键。债券的长度比短的期限，并按照债券标准，那么强度的连接。如果与45钢见粘结，破坏失效，通常只能用长度L轴的强度）。键的直径D在他们的工作： N/mm 式中k键与轮毂的接触高度，mm，k=h/2，h为键高l键的工作长度，mm，A型：l=L-b，B型l=L ，C型l=L-b/2，b为键宽许用挤压应力，N/mm 表4-1为钢和铸铁轴连接许用挤压应力的表4-1 轴连接的许用挤压应力 N/mm轮毂材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击载荷钢1201501001206090铸铁708050603045键的材料为钢键是合格的（8）轴承的寿命计算：如果滚动轴承是在负载和关系曲线。常数曲线方程为=常数，当L=1（r）时，P=C因=1，故得：L=（C/P）（r） (3-3)式中：P当量动载荷，N；L轴承的额定寿命，r；寿命的参数，针对轴承，=3；针对滚子轴承，=10/3在实际计算的过程中，一般较常用小时来表示寿命因L=60nL，因此计算可得：L= h (3-4)公式中 n轴承内外圈的相对转速，r/min如果已知负载P和转动速度n，预期寿命L ，并且已确定，所需的轴承应具有额定动态负载， N (3-5)当轴承温度影响时要考虑的是轴承使用寿命的影响。所以引入一个参数：温度系数，载荷系数查表得，2.0，所以寿命计算公式可写成L= h (3-6) 符合要求3.5轴承的校核轴承的预期计算寿命 （1）求两个轴承受到的径向载荷由轴的校核过程可知所以 （2）计算轴承的轴向力查阅文献13表2-3-18可得GB297-84型号轴承所以 （3）求轴承的动载荷查文献12表13-5得对轴承1 对轴承2 通过查阅文献12表13-6得到冲击载荷因数（四）计算轴承的寿命 式（3-7）所以 式（3-8） 所以轴承满足寿命要求第4章 金属签清洗消毒烘干排序设备的主要传动零部件设计计算4.1轴的结构设计轴是组成机器的主要零件之一，轴的设计和其他零件的设计相似，包括轴的结构设计和工作能力计算两方面。工作能力计算指轴的强度、刚度、和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力取决于轴的强度。在机械设计中,经常会遇到轴类零件的设计。轴是旋转零件中必不可少的部件,也是容易损坏或产生振动、弯扭变形的部件。轴的设计将影响到轴上各个零件的配合、传动和运转,从而影响整个机构的工作情况。特别是在高速旋转机械中,轴类零件的设计显得更加重要。由于影响轴的结构因素很多,且结构形式又要随具体情况不同而异,所以轴没有标准的结构形式。设计时,必须针对不同情况进行具体分析。但是,不论何种具体条件,轴在结构上都应满足:轴和装在轴上的零件要有准确的工艺位置;轴上零件应便于拆装和调整;轴应具有良好的制造工艺性等。4.2轴的强度、刚度及临界转速的校核轴的强度、刚度及临界转速可以采用传统的计算方法进行校核,凭工程技术人员的经验进行结构修改,通过校核结果来校正设计,重复多次计算,费时费力。还可以采用工程上广泛应用的CAE 软件ANSYS 来对轴进行强度、刚度及临界转速的校核,即利用建立的有限元模型来进行校核,可以大大缩短轴结构设计的周期,从而减少设计成本,并有利于多种型产品的开发。传动轴的功率P1、转速n1、转矩T1P=0.528kwn=1200r/minT=3.502Nm 2估算轴的最小直径由机械设计第八版P370表15-3，取A 0 =110，由于需要考虑轴上的键槽放大,d0 =15.37mm4.3 轴的设计原理1 传动轴的结构图图4-1每段设置退刀槽，由左至右为： (1)12段应用圆螺母定位，可承受较大的轴向力，但是轴上螺纹处会有较大的应力集中，会降低轴的疲劳强度，故一般用于固定轴端的零件，有双头螺母和圆螺母与止动垫圈两种形式，当轴上两零件间距较大不宜使用套筒定位时，也常采用螺母定位。选取此处的长度为L12=15mm，可变化。 （2）23段此处安装小带轮，考虑到小带轮的内径和强度的需求，考虑齿轮轴向定位，LVI-VII略小于齿宽，齿轮右端用套筒定位。套筒定位的结构简单，定位可靠，轴上不需要开槽、钻孔和切制螺纹，因而不会影响到轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的定位。如果两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的质量及材料用量。因套筒与轴的配合较松，如轴的转速较高时，也不宜采用套筒定位。取d23=32mm,L23=70mm。（3）34段为安装轴承段，左端采用非定位轴肩，右端采用定位轴肩，有所选择轴承的内径和强度的要求，可得: (4)45段处安装有一处轴承端盖，用螺钉或榫（sun）槽与箱体连接而使滚动轴承的外圈得到轴向定位。一般情况下，整轴的轴向定位也常利用轴承端盖来实现。D=45mm，长度L=32mm。（5）56段为定位轴肩，L=8mm,D=68mm,此处的圆角半径为5mm。4.4 传动轴的强度校核(1).作用在传动轴上的力法向力为，周向力为：分析传动轴的受力来计算它的强度计算轴上的载荷载荷分析图图 4-4垂直面 由对左端轴承的弯矩为0，可得M=0, 可得，Fnv2=3047.8N，方向与图示方向相反。 Fnv1=12.2N,方向与图示方向相反。Mv1=106068.5=72.61NXm Mv2=1060118.512.250=125 NXm载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定水平面Mh1=0可得Fnh1=158.75N,方向与图示方向相同。Fnh2=285.75N，方向与图示方向相反。所以可以得到水平方向的弯矩为：Mh2=158.750.05=7.94 NXm. 总弯矩从轴的结构以及扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面，现将计算出的截面C处的MH、M V、M V及M的值例于下表： 表9载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=12.2NFNH2=304.80NFNV1=158.75NFNV2=285.75N弯矩MMv1=72.61NXmMv2=125 NXmMV =7.94 NXm.总弯矩扭矩TT=Nm进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由机械设计课本P362 表（15-1），得：轴的抗弯截面系数W的取值方法：W=/32=3.14=4207mm由机械设计课本P374 式（15-5），取，轴的计算应力为：经校核，此轴的设计符合强度的要求。4.5滚动轴承的选择及计算滚动轴承（rollingbearing）是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由外圈，内圈，滚动体和保持架组成。内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。选择轴承的型号为深沟球轴承6005根据载荷分析，径向载荷与轴向载荷同时存在，所以前轴承选用3个深沟球轴承，前面两个大口向外，后面一个大口向里布置，形成背靠背组合形式。主轴的后支承采用2个深沟球轴承背靠背布置。前后轴承的精度均取级12。 （1）轴承支反力主轴最大输出扭矩 (N) （6-4）床身最大加工工件直径为320mm。半径R=m (N) （6-5） =0.5(N) （6-6）总切削力 (N) （6-7）前后支反力分别为： (N) （6-8） (N) （6-9）（2）确定轴承的型号及基本参数我国生产的深沟球轴承有3种：根据轴径查表7-2-5213可选轴承有9种，初步确定前轴承型号为6005，后支承轴承型号6005。基本额定动载荷计算校核（1）前支承由表7-2-49查得当量动载荷计算公式 （6-10） （N）基本额定动载荷 （6-11）式中 为寿命系数 为速度因数 为力矩载荷因数 为冲击载荷因数 为温度因数查表7-2-413到表7-2-713得。则：(N)由于前支承是由三个深沟球轴承背靠背布置，则:i=3(N) （6-12）满足设计要求。(2)后支承由表11.49查得当量动载计算公式Pr=Fr+0.92RB(N) （6-13）基本额定动载荷(N)由于后支承是由两个深沟球轴承支承。则：(N)满足设计要求。结论大学短暂时期在这里匆匆要走向末端，然这对我的仅仅是人生其中的一个里程碑，新的旅途已然在前方向我挥手。大学期间的学识历程都有着老师长辈、朋友以及亲人的鼓励，旅途虽然艰辛但也会收货许多许多，于论文即将划上一个完美的句号时，又开始对这完美犹豫，此时五味陈杂。 我会仰慕许多名人，但是我却急迫想要把我心中无限仰慕送给一个普普通通的人，那就是我的师长。我也许在你眼中并不出类拔萃，但是你在我心中却又重要的地位。您教学负责，您的思想和博学都无时无刻不在影响这我，让我有了一个上升的积极态度。您能够让我受到了创新的思维观念的影响，创建了伟大的学习标准，明白了最基础的考量方式，由课题题目的断定至论文写作的学习,通过您耐性的解说,进而通过考量后的心领神会,往往使我豁然开朗。这次的课题设计就要完了，六月毕业季里，是有很多的内心感触。我进行死板的学习知识，其实在实际的运用中行就是一 片空白。这次的课题毕业设计让我明白，实际做要比说起来难的多。 回头看看毕业设计的整个过程，我感觉到这个过程是非常困难的，好的是，还是取得了一定的成效。第一我需要感谢我的 指导老师，在毕业的课题设计当中，我会遇到许多许多的困难，在遇到困难后，我想到的第一个办法就是找我的指导老师，让指导老师给我建议，让我可以解决我所遇到的问题。 由这次的课题毕业设计，我也是很清楚的明白了自己的不足和自己需要改正的地方，只有理论知识的学习，才能够发现自 己的知识缺乏的程度，其实我们都懂得一个道理就是在理论跟实际之间是由很大的差距。这次课题设计相比较对我而言是一次 很好的检验也是一次很好的开始。有了很系统的学习，是拥有很完整的知识架构，这次的课题毕业设计并不是结束，在我看来 就是一个很好的开始。以后的我需要独立的进行项目的设计，面对未来，就要我自己能够更好的运用我自己所学的知识。 最后，希望各位老师能给我的课题毕业设计能够提出更多的建议跟指导，让我能更好的运用自己的专业知识。参考文献1 杨帮文,减(变)速电机技术与选用手册.北京:中国电力出版,2009.06.2 马秀清,步进电机的选用计算方法.中国新技术新产品2009第13期20.3 范红意,杨军.一种新型的多功能清洗机设计J.清洗世界,2017,33(01):44-49.4 张光伟.工程力学.北京:机械工业出版社,2015.02.5 张祖立,程玉来等.机械设计基础 第2版,北京:中国农业大学出版社2014.6 圆弧齿同步带传输动力 第3部分:设计方法,JB/T7512.3-2014 2014.10.01.7 李忠芳，马万征.基于步进电机的变压边力系统设计,赤峰学院学报(自然科学版)2013第1期P32-33.8.丁玉兰.人机工程学M.北京理工大学出版社，2011-049 冷琦. 家用清洗机的设计及其优化研究D.苏州大学,2014.l0 左云广. 超声波清洗机的设计与实现D.河北大学,20141l 史斐娜. 超声波干式清洗机机械系统设计与研究D.中北大学,201512 宋贵科,林晓焕,麻焕成等.新型节能清洗机控制系统设计J.自动化技术与应用,2016,35(11):133-135+14413严学高，孟正大.机器人原理.南京:东南大学出版社，199214张新华.金属签洗漱机自动送料机的原理及设计.锻压技术，1993, 515机械设计师手册.北京:机械工业出版社，198616机械设计，西安交通大学机械原理及机械零件教研室编.北京:人民教育出版,197317黄锡恺，郑文伟.机械原理.北京:人民教育出版社，198118成大先.机械设计图册.北京:化学工业出版社，198519王宣银.气动机械臂的控制原理及其实现.机械工程师，2001, 220钱东海，马毅潇，赵锡芳.双臂机器人时间最优轨迹规划研究.机器人， 1999, 2121瞻启贤.自动机械设计.北京:轻工业出版社，198722徐湘.机械设计手册.北京:化工业出版社，199123 周海.机械设计课程设计M.西安电子科技大学出版社，2014-0224华大年等.机构分析与设计.北京:纺织工业出版社，198525尹自荣.数控上下料金属签洗漱机的研究及应用.锻压机械，1994, 626(旧)高井宏幸等.工业机器人的结构与