棉花打包機的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

棉花打包機的設(shè)計【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,說明書+CAD+SOLIDWORKS,棉花,打包機,設(shè)計,說明書,仿單,cad,solidworks 本科畢業(yè)設(shè)計 題 目: 棉花打包機的設(shè)計 英文題目：Design of cotton packing machine 學(xué) 院：____ 機電工程學(xué)院____ 專 業(yè)：_機械設(shè)計制造及其自動化 姓 名： 學(xué) 號：___________ 指導(dǎo)教師：______ _______ 2016 年 1 月 12 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明 該畢業(yè)設(shè)計（論文）是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。 文中除了特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或其他機構(gòu)已經(jīng)發(fā)表或撰寫 過的研究成果。其他同志對本研究的啟發(fā)和所做的貢獻均已在論文中作了明確的聲 明并表示了謝意。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）使用授權(quán)聲明 本人完全了解青島濱海學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：學(xué) 校有權(quán)保留送交畢業(yè)設(shè)計（論文）的復(fù)印件，允許被查閱和借閱；學(xué)校可以公布全 部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存該畢業(yè)設(shè)計（論文）。保 密的畢業(yè)設(shè)計（論文）在解密后遵守此規(guī)定。 作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 摘要 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)計，棉花打包機它具有結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)含量 高、剛性和穩(wěn)定性好、自動化程度高、造型美觀、節(jié)能等特點。本機為上頂式，所 以棉花無污染，采用 V 帶傳動通過齒輪傳動從而帶動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動，滾珠絲桿的升 降從而帶動壓棉板的升降，從而來進行棉花的壓縮，打包，該機是機、電一體化產(chǎn) 品的典型代表。 傳統(tǒng)的實現(xiàn)棉花打包的方法都是依靠人工的方式，工作效率低下，與此同時， 打包質(zhì)量也得不到保證，而本課題所設(shè)計的棉花打包機，能夠?qū)崿F(xiàn)棉花的自動打包， 在人工打包的基礎(chǔ)上面大大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動成本，特別與發(fā)達國家 的棉花打包設(shè)備相比，還是有一定的差距，因此本次棉花打包機的設(shè)計具有重要意 義。 關(guān)鍵詞：棉花打包機，傳動，效率，設(shè)計 ABSTRACT The topic of this design is the design of cotton packing machine. It has the characteristics of novel structure, high technology content, good rigidity and stability, high degree of automation, beautiful appearance, energy saving and so on. The machine is on top, so cotton without pollution, the V belt transmission through the transmission gear to drive the ball screw rod to rotate, the lifting of the ball screw so as to drive the pressing cotton plate movements, so as to carry out cotton compressed, packaged, the machine is mechanical, electrical integration products typical and representative. Traditional cotton packing method is by means of artificial, work efficiency is low. At the same time, packing quality also can not be guaranteed, but this topic design of cotton balers, cotton can be achieved automatic packaging, in artificial package based on greatly provided high production efficiency, reduce the labor cost, especially with the developed countries of the cotton packing equipment, or have a certain gap, so the cotton packing machine design has important significance. Key words: Cotton packing machine, transmission, efficiency, design 目 錄 摘 要 ..............................................................I ABSTRACT.........................................................II 1 引 言 ............................................................1 1.1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 ................................1 1.2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 ............................................2 2 棉 花 打 包 機 總 體 方 案 的 設(shè) 計 ........................................3 2.1 棉 花 打 包 機 的 工 作 原 理 ........................................9 2.2 機 械 傳 動 部 分 的 設(shè) 計 計 算 .....................................11 2.2.1 電 機 的 選 型 計 算 .........................................13 2.2.2 V 帶 傳 動 的 設(shè) 計 計 算 .....................................14 2.2.3 滾 珠 絲 桿 的 設(shè) 計 計 算 .....................................16 2.2.4 齒 輪 傳 動 的 設(shè) 計 計 算 .....................................18 2.2.5 平 鍵 的 選 型 計 算 .........................................18 3 棉 花 打 包 機 中 主 要 零 件 的 三 維 建 模 .................................19 3.1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 .........................................22 3.2 固 定 座 的 三 維 建 模 ...........................................24 3.3 齒 輪 的 三 維 建 模 .............................................25 3.4 棉 花 打 包 機 的 三 維 建 模 .......................................26 4 各 主 要 零 部 件 強 度 的 校 核 .........................................27 4.1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 .......................................28 4.2 齒 輪 強 度 的 校 核 計 算 .........................................28 結(jié) 論 .............................................................29 致 謝 .............................................................32 參 考 文 獻 .........................................................33 0 1 引言 1.1 課 題 的 來 源 與 研 究 的 目 的 和 意 義 棉花打包機自從上世紀九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面，但傳統(tǒng)的棉 花打包機由于打包精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用人工打包的方式，這 種人工打包的方式勞動效率低下，所以此次設(shè)計的棉花打包機，在傳統(tǒng)的棉花打包 機的基礎(chǔ)上進行改進創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動力機構(gòu)，從而來克服以往的棉花 打包機所不能克服的問題，對后續(xù)的棉花打包機的設(shè)計制造有一定的參考意義和價 值。由于機械工程的知識總量已經(jīng)遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可 少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科 研項目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進步和整個塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng) 能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于 自我提高。我國生產(chǎn)的棉花打包機結(jié)構(gòu)簡陋，切割效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年 的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影 響，我國目前生產(chǎn)的棉花打包機的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大 差距，棉花打包機的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的棉花打包 機勢在必行！ 本次設(shè)計的此種棉花打包機的出現(xiàn)將會大大提高棉花的打包能力和質(zhì)量，為企 業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟效益方面能夠帶來顯著的進步，同時也在某種程 度上推進了機械工業(yè)的不斷發(fā)展。 目前半自動棉花打包機將逐漸被全自動棉花打包機所代替。傳統(tǒng)的機械式的棉 花打包機已經(jīng)不能完全滿足當今市場的需要，迫切需要各種多功能的棉花打包機來 滿足市場需求，因此上海格爾公司加大人力開發(fā)出了五個規(guī)格十種類型的棉花打包 機，然而我國所需的棉花打包機全部依賴進口，這使得國產(chǎn)機械人配備棉花打包機 后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)棉花打包機，其成本提高不大，說明棉花 打包機的市場前景令人樂觀。 隨著國內(nèi)外機械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，世界棉花打包機以采用新材料、新技術(shù)、新 工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),二十世紀以來，德國的 SMATE 公司將新開發(fā)的棉花打包機應(yīng)用 到該公司的子公司-一個專業(yè)加工棉花的機械公司，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造 1 了不菲的利潤。繼德國的 SMATE 公司之后，法國的 SHATE 公司也看到了棉花打包機 的利潤所在，投入了相當大的人力和精力來開發(fā)研制棉花打包機，并且與二十世紀 中期投入到了北美等市場。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力， 都大力進行棉花打包機的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名棉花打包機的品牌中，都有棉 花打包機的銷售，全世界棉花打包機的應(yīng)用越來越廣泛。有一點值得注意的是，棉 花打包機的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此棉花打包機是 當今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的 棉花打包機銷售市場，其工業(yè)的發(fā)展也變得越來越快捷和發(fā)達，這都和棉花打包機 的發(fā)展從而帶動機械工業(yè)的發(fā)展離不開關(guān)系。 目前國外各個西方資本主義國家都在加大力度研發(fā)新型的多功能棉花打包機。 我國從上世紀九十年代開始生產(chǎn)棉花打包機，于 1980 年自行設(shè)計制造出不同功能和 形式的棉花打包機之后，為了適應(yīng)棉花加工廠家的需要，1999 年又制造了基于 PLC 的棉花打包機。并且經(jīng)過實際應(yīng)用，該棉花打包機已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用， 逐漸邁出了國內(nèi)的市場，在西方資本主義國家已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用和發(fā)展。常見 的棉花打包機如下圖 1，圖 2 所示: 2 圖 1 圖 2 1.2 本 課 題 研 究 的 內(nèi) 容 本論文主要是對棉花打包機進行設(shè)計。在設(shè)計過程中，了解棉花打包機的具體 結(jié)構(gòu)組成和動作過程等。 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)計，其主要研究內(nèi)容如下： （1）到圖書館里查閱大量相關(guān)知識的資料，搜集各類棉花打包機的原理及結(jié)構(gòu)， 挑選相關(guān)內(nèi)容記錄并學(xué)習(xí)。 3 （2）分析棉花打包機的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計總體方案 （4）確定具體設(shè)計方案（包括傳動機構(gòu)的選擇，打包機構(gòu)的設(shè)計，電機，滾珠 絲桿等的選型設(shè)計等等） （5）棉花打包機的三維圖的繪制、CAD 裝配圖、零件圖的繪制。 （6）說明書的整理 2 棉花打包機總體方案的設(shè)計 2.1 棉 花 打 包 機 的 工 作 原 理 本次設(shè)計的題目是棉花打包機的設(shè)計，經(jīng)過查找各類資料和參考文獻，到今天 總算完成了，通過本次設(shè)計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng) 驗，總結(jié)出以下幾點。關(guān)于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙 尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為 AutoCAD 繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在 這個時候?qū)α慵M行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映 射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能 找不到，所以在這個時候隨機應(yīng)變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件 的使用。三維地圖應(yīng)該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正 常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個 更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 該棉花打包機主要是采用電機通過 V 帶傳動帶動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)壓棉 板的升降，從而來實現(xiàn)棉花的打包功能，由于壓棉板上面安裝有刀具，這樣當棉花 放在待打包的區(qū)域后，通過傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)使壓棉板下降，從而對下面的棉花 進行壓縮，切割，然后電機反轉(zhuǎn)，從而帶動壓棉板上升，人工就可以講壓縮、切割 好的棉花取出來。其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖 3 所示： 4 圖 3 結(jié)構(gòu)原理圖 2.2 機 械 傳 動 部 分 的 設(shè) 計 計 算 2.2.1 電 機 的 選 型 計 算 棉花打包機是通過電機通過 V 帶傳動帶動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)壓棉板的升 降，從而來實現(xiàn)棉花的打包功能，該棉花打包機采用普通三相電機通過帶動齒輪傳 動從而通過滾珠絲桿螺母副實現(xiàn)壓棉板的升降來實現(xiàn)對棉花的打包的功能。具體的 電機選型計算過程如下： N= ＝3(KW)?WG? 5 G－棉花打包機的生產(chǎn)能力，230kg/h。 W－打包 1kg 棉花耗用能量，其值與棉花厚度有關(guān)，d 小則 w 大，當 d＝5mm， 取 w＝0.0030kw.h/kg。 －傳動效率，取 0.85。? 所以根據(jù) N＝3kw，n＝1440r/min 查表得 92BL4020L1-LK-B 電機的結(jié)構(gòu)。 6 具體的電機外觀圖如下圖 4 所示： 圖 4 Y112M-6 電動機外觀圖 2.2.2 V 帶 傳 動 的 設(shè) 計 計 算 1 設(shè)計功率 dP ，在這里，我們?nèi)?=3.0KW；kwKA8.2.1???? dP －工況系數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)工況，取 ＝1.2；AK P－傳遞的功率； 2 選定帶型 根據(jù) 和 選取普通 V 帶 A 型， －小帶輪轉(zhuǎn)速為 1440r/mindp1n1n 3 傳動比 1.76 ＝ ＝ ；?0i2i1mi/876.40r? 4 小帶輪基準直徑 （mm ）1d 查表得 =263mm,而1 ＝263mm> ，故合適；1dmind =1.76x =463mm；21 6 帶速驗算 smvndv /8.1910642310ax?????? 7 初定軸間距 （mm）a md45)(2210? 7 8 所需帶的基準長度 （mm）0dL 0 204)()(212210 adaLdd ????? ＝ 88?? ＝1005mm；根據(jù)系統(tǒng)工況，選取帶型為 A－1000； 9 實際軸間距 a mLd 5.281052800 ＝?????? 10 帶輪包角 1? ??3.578121???ad = = ??.0?64 11 單根 V 帶的基本額定功率 1p 根據(jù)帶型號、 和 普通 V 帶取 1.32kw；1dn 12 時單根 V 帶型額定功率增量1?i 1P? 根據(jù)帶型號、 和 取 0.15kw1i 13 V 帶的根數(shù) Z Z = 39.287.096)5.032(4)(1 ???????LadkpP －小帶輪包角修正系數(shù)查 B1 表 8－1－23,取 0.96ak －帶長修正系數(shù)查 B1 表 8－1－8，取 0.87L 14 單根 V 帶的預(yù)緊力 0F 20)15.2(mvZPkFda??? = 254.710.4896. ? =134（N） m－V 帶每米長的質(zhì)量（kg/m）查 B1 表 8－1－24，取 0.1k/gm 8 15 作用在軸上的力 ?F )(10682sin4132sin20 NZF???? ? 59ii30max? ? －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的 1.5 倍。ax? 16 帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并 避免由于鑄造而產(chǎn)生過大的應(yīng)力。 帶輪的材料為 HT200。查 B1 表 8－1－10 得基準寬度制 V 帶輪輪槽尺寸，根據(jù) 帶輪的基準直徑查表確定輪輻如下圖 5 所示： 圖 5 帶輪 2.2.3 滾 珠 絲 桿 的 設(shè) 計 計 算 1、確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 9 根據(jù)相關(guān)資料，查得： V =8m/minmax n =1000r/min 代入得， P ≈1.516mm h 由于計算出的 P 值應(yīng)取較大值圓整，因此 h P =1.5mm h 2、確定當量轉(zhuǎn)速與當量載荷 （1） 各種切削方式下，絲杠轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 V =0.6 V =0.8 V =1 V =8 234 代入得 n =100 n =133 n =167 n =133312 4 （2）各種切削方式下，絲杠軸向載荷 由表 1 查得 10 已知 W =3000N W =5000N12 代入得 （3）當量轉(zhuǎn)速 由表 1 查得 代入得 n ≈267r/minm （3）當量載荷 代入得 F =1380N；m 3、預(yù)期額定動載荷 （1） 按預(yù)期工作時間估算 11 按表 9 查得：輕微沖擊取 fw=1.3 按表 7 查得：1～3 取 按表 8 查得：可靠性 97%取 fc=0.44 已知：Lh=20000 小時 代入得 C =27899Nm （2）擬采用預(yù)緊滾珠絲杠副，按最大負載 Fmax 計算： 按表 10 查得：中預(yù)載取 Fe=4.5 代入得 取以上兩種結(jié)果的最大值 C =27899Nm 4、確定允許的最小螺紋底徑 （1） 估算絲杠允許的最大軸向變形量 ① ≤（1/3～1/4）重復(fù)定位精度 ② ≤（1/4～1/5）定位精度 : 最大軸向變形量 μm 已知：重復(fù)定位精度 10μm, 定位精度 25μm ① =3 ② =6 取兩種結(jié)果的小值 =3μm (2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 12 (1.1～1.2)行程+（10～14） 已知：行程為 1000mm, W =3000N ,μ =0.210 代入得 F =600N0 D =20.04mmm2 5、確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 （1）選內(nèi)循環(huán)浮動式法蘭，直筒雙螺母型墊片預(yù)形式 （2） 由計算出的 在樣本中取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副 FFZD4008-5 P =8mm h C =30700﹥C =27899aam 6、確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 其中 7、行程補償值與與拉伸力 （1）行程補償值 13 式中： =（2～4） (2) 預(yù)拉伸力 代入得 8、滾珠絲杠副工作圖設(shè)計 (1) 絲杠螺紋長度 Ls： Ls=Lu+2Le 由表二查得余程 Le=40 繪制工作圖 （2）兩固定支承距離 L1 按樣本查出螺母安裝聯(lián)接尺寸 絲杠全長 L （3）行程起點離固定支承距離 L0 由工作圖得 Ls=890 L1=1000 L=1000 L0=30 得 KC=920 N/ m 9、剛度驗算及精度選擇 14 （1） = = N/ m = N/ m F0 = 已知 W1=5000 N ， =0.2； F0=1000 N； F0 ： 靜摩擦力 N； ：靜摩擦系數(shù)； W1 ：正壓力 N； （2）驗算傳動系統(tǒng)剛度 Kmin Kmin ：傳動系統(tǒng)剛度 N 已知反向差值或重復(fù)定位精度為 10； Kmin=222＞ 160； （3）傳動系統(tǒng)剛度變化引起的定位誤差 ； =1.7 m； 15 （4）確定精度 V300p ：任意 300mm 內(nèi)的行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)言， V300p≤0.8×定位精度- ； 定位精度為 20 m/300； V300p＜14.3 m； 絲杠精度取為 3 級； V300p=12 m＜14.3； (5) 確定滾珠絲杠副的規(guī)格代號 已確定的型號：WWCM ； 公稱直徑：12 導(dǎo)程：3； 螺紋長度：900； 絲杠全長：1000； P 類 3 級精度 FFZD4010-3-P3 /1410×1290； 10、驗算臨界壓縮載荷； Fc ： N； 絲杠所受最大軸向載荷 Fmax 小于絲杠預(yù)拉伸力 F 不用驗算。 11、驗算臨界轉(zhuǎn)速 nc=f ×10 ； nc : 臨界轉(zhuǎn)速 n/min； f ：與支承形式有關(guān)的系數(shù)； ：絲杠底徑； ：臨界轉(zhuǎn)速計算長度 mm； 由表 14 得 f=21.9； 由樣本得 d2=34.3； 由工作圖及表 14 得：Lc2= L1- L0； 16 4310＞nmax=1500； 12、驗算 Dn=Dpw nmax； D pw ： 滾珠絲杠副的節(jié)圓直徑 mm； nmax : 滾珠絲杠副最高轉(zhuǎn)速 n/min； Dpw≈41.4mm； 2.2.4 齒 輪 傳 動 的 設(shè) 計 計 算 （1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用 45#(調(diào)質(zhì)），硬度 230HB~280HB，平均取為 260HB，大齒輪用 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度 229HB~286HB,平均 取為 265HB。選齒輪精度為 7 級。 （2）節(jié)錐角的計算 （3.11）1cot??i （3.12）''062.1cot??ari （3.13）''''2 5476029??? 由文獻[2]表 可知，34 （3.14）8.15"06'2cosin1cosin212mi ???? ?ahz? 式中， 齒頂高系數(shù)， 。?a?ah 取小齒輪齒數(shù) ，251z （3.15）8.49306.2???i 取大齒輪齒數(shù) 。z （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16）3?m （4）齒輪分度圓的直徑 17 mm （3.17）75231??mzd mm （3.18）042?X （5）錐距 mm （3.19） 86.349260321 ????????????????dR （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻[3]表 可知，90? 齒頂高 mm （3.20）12*??mha 齒頂圓直徑 mm （3.21）8062cos360cos ''11 ??????aad mm （3.22）154722''22???h 齒根高 mm （3.23） ????.14.01*??mcaf 齒輪基圓直徑 mm （3.24）?7528.0365.1 ????Rmd? mm （3.25）???1102 ? （7）齒寬 由文獻[2]表 可知，，314? mm （3.26）086.92.0???Rb? （8）節(jié)圓周速度 m/s （3.27）48.15314.631ndv? 2.2.5 平 鍵 的 選 型 計 算 平鍵作為機械零件的一種，在機械設(shè)備的組裝過程中有著相當重要的意義，特 18 別是在對于軸和孔配合的場所，應(yīng)用尤為重要，起到傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。鍵的類型可 根據(jù)使用要求、工作條件和聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)特點表 5-3-15 選定，鍵的長度根據(jù)軸轂的長 度從標準中選取，鍵的 b×h 根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=50mm, 選用 B16×20，B18×30 和 B14×50 的普通 B 型平鍵，鍵長分別為 60㎜，80㎜。 3 棉花打包機中主要零件的三維建模 3.1 滾 珠 絲 桿 的 三 維 建 模 3.2 固 定 座 的 三 維 建 模 19 20 3.3 齒 輪 的 三 維 建 模 3.4 棉 花 打 包 機 的 三 維 建 模 21 4 各主要零部件強度的校核 4.1 機 架 強 度 的 校 核 與 計 算 機架的選擇根據(jù)棉花打包機上面的所有組成部件，打包量的多少和重量來定， 碳鋼焊接類機架受力分析得出，由分析得出棉花打包機機架在平衡狀態(tài)下只受地面 對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。本次設(shè)計的機架圖紙如下圖 6 所示： 22 圖 6 機架圖 即機架和打包體以及軸承等等給的壓力為 G+G1（零部件重量） =5000N（500Kg）+(500X2N)=6000N; 根據(jù)碳鋼類機架承載力計算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P 集中力，a 集中力距支座距離，c 集中力距另一支座距離，L 跨 度，L=a+c) （僅用于截面) bhW=12? f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960 xL，本次設(shè)計初定 L 為 1800mm 則 M=13456N.M ，初定方通為 140 x40 x6。計算 W 得出 bh=12? 210.4cm 462M3456f=1.350a=2.aW0.cm由 于 ??NP 23 折算后位 270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235A 的抗拉強度為 375~500Mpa，由于 310Mpa 遠遠小于 385Mpa，所以碳鋼機架滿足強度要求。 4.2 齒 輪 強 度 的 校 核 計 算 兩齒輪材料均選用 40Cr,表面淬火，48~55HRC。查得： MPaF H350172lim1li?? 預(yù)期齒輪壽命 5 年，每天工作 12 小時，工作載荷為輕微沖擊，則 818260*(*12)5.60/.7210Nanti?? 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖，得： 98.0,2. 361?NNYZ (1)驗算齒面接觸疲勞強度 載荷系數(shù)，取 K=1.5 查得： 接觸應(yīng)力為：MPaZZEH8.19,.0,5.2???2321.564710.6189.50.872.098EKTubd Pa???????????? MaSZHN08.96425.1370..min2l2i1l1 ???? (2)驗算齒根彎曲疲勞強度 取 K=1.5 查表： 許用彎曲應(yīng)力：68.1,5. 421?sasaFFY??minlFNSY?? 24 彎曲疲勞強度的最小安全系數(shù)，取 25.1min?F? 則：??1350.927.6FMPa???284.112 2001.5647.81563.48FaSFKTYbmZP? ????211.4681.4.855FaS MPaY?? ?? 由上述計算可知，均滿足要求。 25 總 結(jié) 時光荏苒，到今天，我的畢業(yè)設(shè)計總算完成了，心里充滿感概和辛酸。在最近 的一段時間的畢業(yè)設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識， 而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不 清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時的指導(dǎo)，確保設(shè)計進度本文所設(shè)計的是棉花 打包機的設(shè)計，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了 所學(xué)知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學(xué)問不易，需要不斷鉆研， 不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的 最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。在這里， 我要對我的老師和同學(xué)們表示由衷的謝意。 26 致 謝 直 到 今 天 ， 論 文 總 算 完 成 了 ， 我 的 心 里 感 到 特 別 高 興 和 激 動 ， 在 這 里 ， 我 打 心 里 向 我 的 導(dǎo) 師 和 同 學(xué) 們 表 示 衷 心 的 感 謝 ！ 因 為 有 了 老 師 的 諄 諄 教 導(dǎo) ， 才 讓 我 學(xué) 到 了 很 多 知 識 和 做 人 的 道 理 ， 由 衷 地 感 謝 我 親 愛 的 老 師 ， 您 不 僅 在 學(xué) 術(shù) 上 對 我 精 心 指 導(dǎo) ， 在 生 活 上 面 也 給 予 我 無 微 不 至 的 關(guān) 懷 支 持 和 理 解 ， 在 我 的 生 命 中 給 予 的 靈 感 ， 所 以 我 才 能 順 利 地 完 成 大 學(xué) 階 段 的 學(xué) 業(yè) ， 也 學(xué) 到 了 很 多 有 用 的 知 識 ， 同 時 我 的 生 活 中 的 也 有 了 一 個 明 確 的 目 標 。 知 道 想 要 什 么 ， 不 再 是 過 去 的 那 個 愛 玩 的 我 了 。 導(dǎo) 師 嚴 謹 的 治 學(xué) 態(tài) 度 ， 創(chuàng) 新 的 學(xué) 術(shù) 風(fēng) 格 ， 認 真 負 責(zé) ， 無 私 奉 獻 ， 寬 容 豁 達 的 教 學(xué) 態(tài) 度 都 是 我 們 應(yīng) 該 學(xué) 習(xí) 和 提 倡 的 。 通 過 近 半 年 的 設(shè) 計 計 算 ， 查 找 各 類 棉 花 打 包 機 的 相 關(guān) 資 料 ， 論 文 終 于 完 成 了 ， 我 感 到 非 常 興 奮 和 高 興 。 雖 然 它 是 不 完 美 的 ， 是 不 是 最 好 的 ， 但 在 我 心 中 ， 它 是 我 最 珍 惜 的 ， 因 為 我 是 怎 么 想 的 ， 這 是 我 付 出 的 汗 水 獲 得 的 成 果 ， 是 我 在 大 學(xué) 四 年 的 知 識 和 反 映 。 四 年 的 學(xué) 習(xí) 和 生 活 ， 不 僅 豐 富 了 我 的 知 識 ， 而 且 鍛 煉 了 我 的 個 人 能 力 ， 更 重 要 的 是 來 自 老 師 和 同 學(xué) 的 潛 移 默 化 讓 我 學(xué) 到 很 多 有 用 的 知 識 ， 在 這 里 ， 謝 謝 老 師 以 及 所 有 關(guān) 心 我 和 幫 助 我 的 人 ， 謝 謝 大 家 。 在 以 后 的 工 作 中 ， 我 們 將 繼 續(xù) 努 力 ， 爭 取 把 自 己 的 本 質(zhì) 工 作 做 好 。 在這個時候，我的心里特別想感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計 感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢 面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增， 以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才 能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。有了他們的支持和鼓勵，我才有今天，謝謝大家！ 27 參考文獻 [1]李利編著.棉花打包機技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 [2]黃新著，邵遠編著.棉花打包機的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 [3]譚勇著. 實用技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 [4]李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機械工業(yè)出版社，1999.9。 [5]宋學(xué)義著. 棉花打包機速查手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.3。 [6]陳奎生著. 氣與氣壓傳動. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 [7]SMC（中國）有限公司. 棉花打包機實用技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.10 [8]徐文燦著. 棉花打包機系統(tǒng)設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，1995。 [9]曾孔庚.棉花打包機的發(fā)展趨勢. 機器人技術(shù)與應(yīng)用論壇。 [10]高微,楊中平,趙榮飛等.棉花打包機臂結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計. 機械設(shè)計與制造 2006.1。 [11]孫兵,趙斌,施永輝.棉花打包機的研制. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫。 [12]馬光,申桂英.工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 2002 年。 [13]李如松.棉花打包機的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望. 中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 1994 年第 4 期。 [14]李明.單臂回轉(zhuǎn)式移動棉花打包機設(shè)計.制造技術(shù)與機床 2005 年第 7 期。 [15]李杜莉，武洪恩，劉志海.棉花打包機的運動學(xué)分析. 煤礦機械 2007 年 2 月 [16]成大先主編.機械設(shè)計手冊（第三版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994。 [11] 崔安娜. 棉花打包機控制系統(tǒng)及其 PLC 控制設(shè)計[J]. 應(yīng)用科學(xué)， 2008：114－116 [17] 樊明，魏澤鼎，韓提文. 棉花打包機的設(shè)計[J]. 機械，2008，35（2）： 56－57 [18] 龔青山，常治斌，任愛華，等. 立式軸承壓裝機上料機械手設(shè)計[J]. 湖北工 業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，25（4）：86－88 [19] 何存興, 張鐵華主編. 液壓傳動與氣壓傳動[M]. 華中科技大學(xué)出版社，2005. 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