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畢業設計

茶葉修剪機的設計

時間:2020/11/25 22:33:45   作者:未知   來源:網絡文摘   閱讀:2   評論:0

1、原始參數的擬定

在實際應用中,茶葉修剪為每分鐘刀片一般往復300~500次每分鐘較合理,為了計算方便,取以360次每分為條件進行設計計算。茶葉修剪機在工作過程中需要克服枝葉切斷的阻力及摩擦力約F=500N,刀片行程為L=32mm。

2.電動機選擇

根據條件,適合蓄電池電源,采用直流電動機,


工作機所需轉速:

茶葉修剪機的設計

刀片修剪移動速度:      茶葉修剪機的設計

計算工作機所需功率:

茶葉修剪機的設計

計算傳動裝置總效率:茶葉修剪機的設計

茶葉修剪機的設計

曲柄傳動效率 茶葉修剪機的設計 

齒輪傳動效率 茶葉修剪機的設計 

聯軸效率   茶葉修剪機的設計      

軸承效率     茶葉修剪機的設計

所以                  茶葉修剪機的設計

電動機的輸出功率:茶葉修剪機的設計 

茶葉修剪機的設計  

取             茶葉修剪機的設計

選擇5D150GN-24直流電機的電機,電機功率150w,軸徑10mm,額定轉速n1=1800r/min,  

3. 傳動裝置的運動和動力參數的選擇和計算

3.1 總傳動比和各級傳動比分配:

茶葉修剪機的設計    

3.2 各軸傳動裝置的運動和動力參數

1)高速軸:茶葉修剪機的設計;

茶葉修剪機的設計 ;

茶葉修剪機的設計;

2)低速軸:茶葉修剪機的設計;

茶葉修剪機的設計 ;

茶葉修剪機的設計;

4.齒輪傳動設計

1)確定計算公式及各參數值

(1)輸入功率為150W,齒輪的轉速為360r/min選用直齒圓柱齒輪傳動,7級精度。選擇齒輪材料為45(調質),硬度為280HBS,選擇齒輪齒數為茶葉修剪機的設計Z1=20,茶葉修剪機的設計Z2=20i=100,

由公式:

茶葉修剪機的設計                        

查機械設計手冊確定各計算數值

(2)試選載荷系數:Kt=1.3

(3)計算齒輪傳遞的轉矩:

茶葉修剪機的設計;

(4)齒寬系數: 茶葉修剪機的設計;

(5)材料的彈性影響系數:茶葉修剪機的設計茶葉修剪機的設計;

(6)按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強度極限茶葉修剪機的設計;

(7)計算應力循環次數

茶葉修剪機的設計;

(8)接觸疲勞壽命系數茶葉修剪機的設計;

(9)計算接觸疲勞許用應力

取失效概率為1%,安全系數S=1.5,得:

茶葉修剪機的設計;

2)計算

試用公式(3-1)算齒輪分度圓直徑d;

茶葉修剪機的設計;

(1)計算圓周速度V

茶葉修剪機的設計;

(2) 計算齒寬b   茶葉修剪機的設計;

(3)茶葉修剪機的設計計算齒寬與齒高之比b/h   

模數  茶葉修剪機的設計;

齒高茶葉修剪機的設計;  

茶葉修剪機的設計;

(5)計算載荷系數

7級精度,查得動載系數茶葉修剪機的設計;直齒輪,假設茶葉修剪機的設計。查得茶葉修剪機的設計。查得使用系數茶葉修剪機的設計,得:

茶葉修剪機的設計;

由b/h=9.1, 茶葉修剪機的設計,查得茶葉修剪機的設計;故載荷系數

茶葉修剪機的設計;

(6) 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑,得:

茶葉修剪機的設計;

(7)計算模數:茶葉修剪機的設計。

3)按齒根彎曲強度設計

彎曲強度設計公式為

茶葉修剪機的設計 

確定公式內的各計算數值

(1)查得齒輪的彎曲疲勞強度極限茶葉修剪機的設計;

(2)查得彎曲疲勞壽命系數茶葉修剪機的設計;計算彎曲疲勞許用應力

取彎曲疲勞安全系數S=1.5,得:

茶葉修剪機的設計;

(3)計算載荷系數K 

茶葉修剪機的設計

(4) 查取齒形系數

茶葉修剪機的設計  ;

(5)查取應力校正系數

茶葉修剪機的設計  ;

(6)計算齒輪的茶葉修剪機的設計,

茶葉修剪機的設計

4) 設計計算

由公式(3-6)得:

茶葉修剪機的設計

對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于齒根彎曲疲勞計算的模數,由于齒輪模數m大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑(即模數與齒數的乘積)有關,可取由彎曲強度算得的模數0.513,考慮到實際結構要求小齒輪軸要求軸徑稍大及加工方便,要求齒輪分度圓直徑比計算最小直徑要稍大,因此,模數取稍大一點,圓整為標準值茶葉修剪機的設計.5,按接觸強度算得的分度圓直徑茶葉修剪機的設計,算出齒輪齒數茶葉修剪機的設計,由于為了避免根切及實際結構尺寸要稍大一點,取齒數為20,這樣設計出的齒輪傳動,既滿足了齒面接觸疲勞強度,又滿足了齒根彎曲疲勞強度,并適合實際結構需求。

5)幾何尺寸計算

1)計算分度圓直徑

茶葉修剪機的設計;

茶葉修剪機的設計;

2)計算中心距

茶葉修剪機的設計

3)計算齒輪寬度

B=30mm。

軸的設計

1. 確定齒輪軸最小直徑

軸的扭轉強度條件為:

茶葉修剪機的設計             

式中: 茶葉修剪機的設計 ——扭轉切應力,單位MPa;

T  ——軸所受的扭距,單位N*mm;

茶葉修剪機的設計——軸的抗扭截面系數,單位茶葉修剪機的設計;

n  ——軸的轉速,單位r/min;

P  ——軸傳遞的功率。單位KW;

d  ——計算截面處軸的直徑,單位mm;

[茶葉修剪機的設計]——許用扭轉切應力,單位MPa

由上式可得軸的直徑

茶葉修剪機的設計

選取軸的材料為45鋼,調質處理。A0查表取112,P=0.15KW,n=1800r/min 帶入得:

(1)確定齒輪軸最小直徑:

茶葉修剪機的設計

d茶葉修剪機的設計4.77mm。

由上可以知,齒輪軸最小直徑滿足4.77即可,由于實際結構需要,須在軸端開一個直徑為10mm的孔,以及滿足安裝軸承6203的要求,所以軸最小直徑定為15mm。其它軸段的直徑及長度如下圖所示。

茶葉修剪機的設計

圖4-1  齒輪軸

由于15mm遠遠大于4.77mm,故無須再對此軸進行其它校核計算。


2.確定軸2的尺寸

(1)確定軸2的最小直徑

軸最小直徑的初始值:

茶葉修剪機的設計

茶葉修剪機的設計

圖3-2 軸2的尺寸及結構

由上可以知,齒輪軸最小直徑滿足8即可,由于實際結構需要,須在軸左端開一個直徑為10mm的孔,以及滿足安裝軸承6203的要求,也確定軸的最小直徑為15mm;

其它軸段直徑及長度尺寸如上圖3-2所示。

(2)軸2的校核

進行校核時,通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。取茶葉修剪機的設計,計算軸的應力:

茶葉修剪機的設計

茶葉修剪機的設計——軸的計算應力,單位MPa;

M ——軸所受的彎距,單位N.mm;

T ——軸所受的扭距,單位N.mm;

W ——軸的抗彎截面系數,W=0.1d3單位茶葉修剪機的設計。


從軸的結構圖3.1可以看出,軸的危險截面是距右端21.5mm處截面為危險載面,現將計算出的截面處的茶葉修剪機的設計、茶葉修剪機的設計茶葉修剪機的設計的值列出表3-1:

表3-1

載  荷

水平面H

垂直面V

支反力F

茶葉修剪機的設計

茶葉修剪機的設計

彎矩M

茶葉修剪機的設計

茶葉修剪機的設計

總彎矩

茶葉修剪機的設計茶葉修剪機的設計

扭矩T

茶葉修剪機的設計

畫出軸的載荷分析圖。如圖3.4:

茶葉修剪機的設計

圖3.4軸的載荷分析圖

圖3.4中 c截面為危險截面。帶入公式得:

茶葉修剪機的設計

前已選定軸的材料為45鋼,調質處理,查得茶葉修剪機的設計。因此, 茶葉修剪機的設計,故安全。

........



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