5T龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计毕业论文.doc
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1、目录1前言11.1课题的来源、设计要求11.2课题在国内(外)发展概况及存在的问题11.3课题设计的总体思路21.4本设计应解决的主要问题、意义及实用价值22总体方案设计32.1传动方案的拟定32.2电动机的选择52.3各级传动比的分配63传动件设计73.1带传动设计73.2.齿轮传动设计103.2.1一级齿轮传动设计113.2.2二级齿轮传动设计143.3轴的设计163.3.1轴的最小直径估算163.3.2轴的结构设计173.3.3轴的校核183.4蜗杆传动设计233.4.1 蜗轮蜗杆参数计算243.5 滚动轴承243.5.1滚动轴承的选择243.5.2 滚动轴承的润滑263.6 键连接的选
2、择273.7 箱体设计285.结论29参考文献30致谢31附录32本设计包括论文说明书字数在15000字左右,图纸量3张A0大小左右,还有部分其他资料。本毕业设计论文资料均为近几年一本二本院校答辩通过的设计资料,CAD图纸清晰准确,有极高的参考价值.1前言1.1课题的来源、设计要求课题是5T龙门皮革下料机的总体设计及传动系统设计课题来源于:盐城市盛和轻工机械厂。课题设计要求:设备应能满足下料分切干燥要求且结构简单、运转平稳,工作可靠,同时工作行程应便于调整,设备易便于维修1.2课题在国内(外)发展概况及存在的问题改革开放20多年来,随着中国成为皮革工业大国,皮革机械行业也得到了蓬勃发展。皮革机
3、械行业包括制革、制鞋及皮件机械部分,为皮革工业生产提供机械及自动化生产装备。皮革机械的发展,改变了皮革工业从手工作坊的生产方式到机械化、半自动化大规模工业的生产,提高了产品质量,提高了生产效率。近三年,中国制鞋机械年销售额每年都以20%以上的速度增长;去年销售额增长超过30%。随着中国成为世界鞋业加工基地,鞋机企业完成了创业初期的资金和技术积累,今后将会及时根据鞋厂的工艺改进,设计生产新的机器,提高新产品开发能力,创造中国鞋机品牌和具有中国特点的鞋机。中国鞋机的质量已经稳定,鞋机出口将有相当大的发展空间。总的说来,目前中国皮革机械工业已有一定的规模,各厂家生产的产品,在种类、规格、数量、质量等
4、方面都有很大的发展和提高,基本满足了皮革企业的需要,部分皮机已达到或接近国际80年代水平并且出口。近年来,一些军工大企业也介入皮机生产,有力地促进了皮机工业的发展,目前已形成了几个皮机生产制造基地和集团。但是,我们不可否认这样一个事实:皮革制品加工业在中国仍然属于劳动密集型产业,即使是目前多数大中型皮革企业使用的性能高的机器设备依然以“洋机”为主,国产皮机在质量上与国际先进皮机相比还有一定的差距。 “皮革机械工业基础差,设计理论不够完善,科研力度仍不够,专业人才匮乏,以引进、仿造为主”,这就是中国现阶段皮革机械工业的真实写照,同时也是中国皮革机械水平低、落后的最根本所在。而实现皮革生产的机械化
5、、自动化是其发展的根本出路。191.3课题设计的总体思路本课题首先需要完成总体设计:设计皮革下料机的总体结构,安装尺寸,确定机器的传动方案和工作原理,分配各级传动装置的传动比,同时根据需要的生产量确定机器的工作参数。其次,在完成总体设计的基础上,需要进行传动装置设计:设计曲柄滑块机构,利用齿轮结构进行传动,结构简单,传动比准确,高效率,低功耗,平稳运行,具有良好的性能。1.4本设计应解决的主要问题、意义及实用价值解决的主要问题:通过现代CAD技术对传动零件的选定,设计非标准件和机床总体结构。运用AutoCAD绘制机床的总装配图、各个零件的零件图和传动路线图,以指导各零件的加工和机床的设计。运用
6、Pro/E进行该机床零件的三维实体建模,生成三维爆炸视图,指导该机床的生产装配。通过专业知识核实所设计的机床总体结构和各零部件是否合格。皮革下料专用机床的设计制造满足了技术发展的需要,提高了生产率和产品的精度,增大了设备的适应能力,改善了加工工艺,减少了企业资金的投入。用户还可以针对自己的实际情况做出相应的调整。从生产分析来看,在现代制造业中,单一品种的大量生产占有相当大的比重,若要完成这些生产任务,不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床,其中专用机床是最能适应这种生产需要的。2总体方案设计本课题是5T龙门皮革下料机总体设计及传动系统设计。本课题设计过程主要分为总体设计、传动系统设计及曲柄滑块
7、机构的Pro/E三维造型三个阶段。 机械式下料机下料机主要用于橡胶、塑料、皮革、尼龙、纸板、合成材料等非金属类之下料,以机械代替手工开裁坯料之用。只要配上适当的成型刀模,便能获得各种形状的制品。目前,通常下料机可分为液压式和机械式下料机两大类。液压式下料机可控性好,精度高,但速度低,能耗大。机械式下料机速度快,能量消耗小,能满足高速大批量生产的要求。但是缺乏柔性,不能控制。目前市场上已出现用伺服电机驱动的机械式下料机,这一设计解决了传统机械式下料机不能控制的问题,但是造价昂贵,能耗也大。机械式下料机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,对坯料进行成形加工。考虑到所设计的
8、下料机主要是对皮革的切削,工作台尺寸:L*W 1500*1000mm要求运转平稳,工作可靠,故采用一级带传动和二级圆柱齿轮,该方案结构尺寸大,但有减振和过载保护作用。 机械式皮革下料机总装图机械式皮革下料机其特点: 1、结构强度高,机身不变形,经久耐用。 2、设定容易,操作简便、灵活。 3、动作平稳,工作可靠,使用安全,易于维修。4、噪音低,可改善车间工作环境。考虑到机床运行时要保证所需皮革样式能够准确的切除,所以机床采用带传动,二级齿轮传动(一对斜齿轮,一对直齿轮)。机械式下料机传动系统装配图本课题所设计的下料机的工作效率高,能满足准确的运动,传动平稳可靠,使用安全,易于维修,满足了下料分切
9、干燥要求,能保证所需皮革样式准确的切除。通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动,对坯料进行成形加工,工作行程就取决了曲轴的偏心距,所以工作行程不能调整。但可以对工作台进行调整。 为了完成机床的设计,首先对零件进行工艺分析,主要是结构、尺寸精度、材料的分析;其次根据基本参数进行设计;最后确定各个零部件的结构和机床总体结构,画出各零部件、机床的二维或三维图,运用Pro/E进行该机床零件的三维实体建模,生成三维爆炸视图。2.1传动方案的拟定机器由原动机、传动装置和工作机三部分组成。其中传动装置是将原动机的运动和动力传递给工作机的中间装置。应具备减速、改变运动形式或运动方向以及将动
10、力和运动进行传递和分配的作用。下面是皮革下料机的传动方案的运动简图采用一级带传动和二级圆柱齿轮,该方案结构尺寸大,但有减振和过载保护作用。传动方案:采用二级齿轮传动,由电动机带动带轮I轴转动,通过一对啮合带动II轴转动,再由一对直齿轮啮合带动曲轴转动,通过曲柄滑块机构带动上工作台上下往复运动。2.2电动机的选择工作机所需功率为,由于工作台工作最高频次为30次/min,所以 电动机所需功率: (2-1)从电动机到工作机之间的传动装置总效率为: (2-2)查文献资料4表2-4 得,由式(2-2)得 由式(2-1)得 选取电动机额定功率,使查文献资料4表2-2 取确定电动机转速工作机转速为:按文献资
11、料9表11-9推荐的传动比合理范围,取V带传动比,单级圆柱齿轮传动,总传动比合理范围,故电动机转速可选范围为:综合考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比,选定电动机的型号为Y132M-4。表1 电动机性能参数表电动机型号额定功率Pw/kW同步转速/满载转速/电动机质量/kg总传动比V带传动二级齿轮传动Y132M-47.51500144081482.519.22.3各级传动比的分配A.传动装置的总传动比为:B.分配各级传动比:因 ,取取,C.运动和动力参数的计算a.各轴转速 b.各轴功率 c.各轴转矩 3传动件设计3.1带传动设计A.带传动的特点带传动由主动轮、从动轮及紧套在其
12、上的环形传动带所组成。摩擦带传动中,传动带张紧在主动轮和从动轮上,带与两轮接触面之间产生压力。当主动轮旋转时,由这个压力所产生的摩擦力拖拽带运动,同理带又拖拽从动轮旋转,完成运动和动力的传递。按带的截面形状,带可分平带、V带、多楔带和圆形带等。V带又分为普通V带、窄V带、宽V带、接头V带、联组V带、齿形V带及大楔角V带等10多种。其中普通V带应用最广,窄带则在近十年来应用越来越多。带传动的主要优点是:a.缓冲和吸振,传动平稳、噪声小;b.带传动靠摩擦力传动、过载时带与带轮接触面间发生打滑,可防止损坏其他零件;c.适用于两轴中心距较大的场合;d.结构简单,制造、安装和维护等均较为方便,成本低廉。
13、带传动的缺点是:a.不能保证准确的传动比;b.需要较大的张紧力,增大了轴和轴承的受力;c.整个传动装置的外廓尺寸较大,不够紧凑;d.带的寿命较短,传动效率较低。鉴于上述特点,带传动主要适用于:a.速度较高的场合,多用于原动机输出的第一级传动。带的工作速度一般为530m/s,高速带可达60m/s。b.中、小功率传动,通常不超过50KW。c.传动比一般不超过7,最大用到10。d.传动比不要求十分准确。B.带传动设计 a.选择V带型号(a)确定计算功率查文献资料8表4-6得工作情况系数 (b)选择V带型号按,查文献资料8图4-1得,选择B型V带b.确定带轮直径、(a)选取小带轮直径查文献资料8图4-
14、11及表4-4,选取小带轮直径(b)验算带速 在525m/s内,合适。(c)确定从动带轮直径 查文献资料8表4-4 选取 c.确定中心距和带长(a)初选中心距 (3-1)由式(3-1)得 取(b)求带的计算基准长度 (3-2)由式(3-2)得 查文献资料8表4-2 选取(c)计算中心距 (3-3)由式(3-3)得 (d)确定中心距调整范围 d.验算小带轮包角 (3-4)由式(3-4)得 故,合适。e.确定V带根数Z(a)确定额定功率由、及根据文献资料8表4-5,得单根B型V带的额定功率分别为2.47kw和2.83kw,用线性插值法求时的额定功率值(b)确定V带根数 (3-5)查文献资料8表4-
15、7得 表4-8得 ,表4-2得 由式(3-5)得 取Z=3根,合适f.计算单根V带初拉力查文献资料8表4-1得 (3-6)由式(3-6)得g.计算对轴的压力 (3-7)由式(3-7)得 h.确定带轮的结构尺寸,采用实心轮结构,采用四孔板轮结构3.2.齿轮传动设计A.齿轮传动的特点齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。最常用的渐开线齿轮传动。齿轮传动的主要优点是:a.瞬时传动比恒定,工作平稳,传动准确可靠,可传递空间任意两轴之间的运动和动力;b.适用的功率和速度范围广,功率从接近于零的微小值到数万千瓦,圆周速度从很低到300m/s;c.传动效率高,=0.92-0.98,在常用的机械传动中,
16、齿轮传动的效率较高;d.工作可靠,使用寿命长;e.外廓尺寸小,结构精凑。齿轮传动的主要缺点是:制造和安装精度要求较高,需专门设备制造,成本较高,不宜用于较远距离两轴之间的传动。齿轮传动应满足的基本要求是:a.瞬间传动比不变,冲击、振动和噪声小,能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度;b.在尺寸小、质量轻的前提下,轮齿的强度高,耐磨性好,承载能力大,能达到预期的工作寿命。B.齿轮传动的设计准则对闭式软齿面齿轮传动,主要失效形式是齿面点蚀,故按齿面接触疲劳强度进行设计计算,再按齿根弯曲疲劳强度进行校核。对闭式硬齿面齿轮传动,其齿面抗点蚀能力较强,主要失效形式表现为齿根弯曲疲劳折断,故按齿根弯曲疲劳
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