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毕业设计

茶叶修剪机的设计

时间:2018-05-21 19:29:11   作者:   来源:   阅读:9   评论:0

1、原始参数的拟定

    在实际应用中,茶叶修剪为每分钟刀片一般往复300~500次每分钟较合理,为了计算方便,取以360次每分为条件进行设计计算。茶叶修剪机在工作过程中需要克服枝叶切断的阻力及摩擦力约F=500N,刀片行程为L=32mm。

2.电动机选择

    根据条件,适合蓄电池电源,采用直流电动机,

    工作机所需转速:

茶叶修剪机的设计

刀片修剪移动速度: 茶叶修剪机的设计

计算工作机所需功率:

茶叶修剪机的设计

 计算传动装置总效率:茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

 曲柄传动效率 茶叶修剪机的设计 

齿轮传动效率 茶叶修剪机的设计 

联轴效率   茶叶修剪机的设计      

轴承效率     茶叶修剪机的设计

所以                  茶叶修剪机的设计

电动机的输出功率:茶叶修剪机的设计 

茶叶修剪机的设计  

取             茶叶修剪机的设计

选择5D150GN-24直流电机的电机,电机功率150w,轴径10mm,额定转速n1=1800r/min,  

3. 传动装置的运动和动力参数的选择和计算

3.1 总传动比和各级传动比分配:

茶叶修剪机的设计    

3.2 各轴传动装置的运动和动力参数

1)高速轴:茶叶修剪机的设计

                  茶叶修剪机的设计 ;

                  茶叶修剪机的设计

2)低速轴:茶叶修剪机的设计

                  茶叶修剪机的设计 ;

                  茶叶修剪机的设计

4.齿轮传动设计

1)确定计算公式及各参数值

(1)输入功率为150W,齿轮的转速为360r/min选用直齿圆柱齿轮传动,7级精度。选择齿轮材料为45(调质),硬度为280HBS,选择齿轮齿数为茶叶修剪机的设计Z1=20,茶叶修剪机的设计Z2=20i=100,

由公式:

        茶叶修剪机的设计                        

查机械设计手册确定各计算数值

(2)试选载荷系数:Kt=1.3

(3)计算齿轮传递的转矩:

            茶叶修剪机的设计

(4)齿宽系数: 茶叶修剪机的设计

(5)材料的弹性影响系数:茶叶修剪机的设计茶叶修剪机的设计

(6)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限茶叶修剪机的设计

(7)计算应力循环次数

       茶叶修剪机的设计

(8)接触疲劳寿命系数茶叶修剪机的设计

(9)计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%,安全系数S=1.5,得:

      茶叶修剪机的设计

     2)计算

试用公式(3-1)算齿轮分度圆直径d;

茶叶修剪机的设计

(1)计算圆周速度V

      茶叶修剪机的设计

(2) 计算齿宽b   茶叶修剪机的设计

(3)茶叶修剪机的设计计算齿宽与齿高之比b/h   

    模数  茶叶修剪机的设计

齿高茶叶修剪机的设计;  

茶叶修剪机的设计

(5)计算载荷系数

7级精度,查得动载系数茶叶修剪机的设计;直齿轮,假设茶叶修剪机的设计。查得茶叶修剪机的设计。查得使用系数茶叶修剪机的设计,得:

茶叶修剪机的设计

由b/h=9.1, 茶叶修剪机的设计,查得茶叶修剪机的设计;故载荷系数

茶叶修剪机的设计

(6) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径,得:

茶叶修剪机的设计

(7)计算模数:茶叶修剪机的设计

3)按齿根弯曲强度设计

弯曲强度设计公式为

茶叶修剪机的设计 

确定公式内的各计算数值

(1)查得齿轮的弯曲疲劳强度极限茶叶修剪机的设计

(2)查得弯曲疲劳寿命系数茶叶修剪机的设计;计算弯曲疲劳许用应力

取弯曲疲劳安全系数S=1.5,得:

茶叶修剪机的设计

(3)计算载荷系数K 

茶叶修剪机的设计

(4) 查取齿形系数

茶叶修剪机的设计  ;

(5)查取应力校正系数

茶叶修剪机的设计  ;

(6)计算齿轮的茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

4) 设计计算

由公式(3-6)得:

茶叶修剪机的设计

    对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳计算的模数,由于齿轮模数m大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关,可取由弯曲强度算得的模数0.513,考虑到实际结构要求小齿轮轴要求轴径稍大及加工方便,要求齿轮分度圆直径比计算最小直径要稍大,因此,模数取稍大一点,圆整为标准值茶叶修剪机的设计.5,按接触强度算得的分度圆直径茶叶修剪机的设计,算出齿轮齿数茶叶修剪机的设计,由于为了避免根切及实际结构尺寸要稍大一点,取齿数为20,这样设计出的齿轮传动,既满足了齿面接触疲劳强度,又满足了齿根弯曲疲劳强度,并适合实际结构需求。

5)几何尺寸计算

1)计算分度圆直径

茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

2)计算中心距

茶叶修剪机的设计

3)计算齿轮宽度

B=30mm。

轴的设计

1. 确定齿轮轴最小直径

    轴的扭转强度条件为:

 茶叶修剪机的设计             

式中: 茶叶修剪机的设计 ——扭转切应力,单位MPa;

       T  ——轴所受的扭距,单位N*mm;

       茶叶修剪机的设计——轴的抗扭截面系数,单位茶叶修剪机的设计

       n  ——轴的转速,单位r/min;

       P  ——轴传递的功率。单位KW;

       d  ——计算截面处轴的直径,单位mm;

      [茶叶修剪机的设计]——许用扭转切应力,单位MPa

由上式可得轴的直径

茶叶修剪机的设计

选取轴的材料为45钢,调质处理。A0查表取112,P=0.15KW,n=1800r/min 带入得:

(1)确定齿轮轴最小直径:

茶叶修剪机的设计

d茶叶修剪机的设计4.77mm。

由上可以知,齿轮轴最小直径满足4.77即可,由于实际结构需要,须在轴端开一个直径为10mm的孔,以及满足安装轴承6203的要求,所以轴最小直径定为15mm。其它轴段的直径及长度如下图所示。

茶叶修剪机的设计

图4-1  齿轮轴

   由于15mm远远大于4.77mm,故无须再对此轴进行其它校核计算。

 

2.确定轴2的尺寸

(1)确定轴2的最小直径

轴最小直径的初始值:

茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

图3-2 轴2的尺寸及结构

由上可以知,齿轮轴最小直径满足8即可,由于实际结构需要,须在轴左端开一个直径为10mm的孔,以及满足安装轴承6203的要求,也确定轴的最小直径为15mm;

    其它轴段直径及长度尺寸如上图3-2所示。

(2)轴2的校核

进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。取茶叶修剪机的设计,计算轴的应力:

茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计——轴的计算应力,单位MPa;

M ——轴所受的弯距,单位N.mm;

T ——轴所受的扭距,单位N.mm;

 W ——轴的抗弯截面系数,W=0.1d3单位茶叶修剪机的设计

       

从轴的结构图3.1可以看出,轴的危险截面是距右端21.5mm处截面为危险载面,现将计算出的截面处的茶叶修剪机的设计茶叶修剪机的设计茶叶修剪机的设计的值列出表3-1:

表3-1

载  荷

水平面H

垂直面V

支反力F

茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

弯矩M

茶叶修剪机的设计

茶叶修剪机的设计

总弯矩

茶叶修剪机的设计茶叶修剪机的设计

扭矩T

茶叶修剪机的设计

画出轴的载荷分析图。如图3.4:

茶叶修剪机的设计

图3.4轴的载荷分析图

图3.4中 c截面为危险截面。带入公式得:

                  茶叶修剪机的设计

前已选定轴的材料为45钢,调质处理,查得茶叶修剪机的设计。因此, 茶叶修剪机的设计,故安全。


标签:茶叶修剪机 
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