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編號 無錫太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 題目： 偏心導桿調速器設計 信機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 學 號： 　　　 0923188　　　 　 學生姓名： 趙操超 指導教師： 　 唐正寧（職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013年5月25日 V 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 偏心導桿調速器設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械94 學 號： 0923188 作者姓名： 2013 年 5 月 25日 無錫太湖學院 　信 機　系 　機械工程及自動化 　專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、題目　　 偏心導桿調速器 　　 2、專題　 　 二、課題來源及選題依據(jù) 本課題來源于生產實際，由于在工作過程中水輪機、汽輪機、包裝機等其輸出力矩不能自動適應本身的載荷變化，因而需要設置調速器。 中國包裝機械在產品開發(fā)、性能、質量、可靠性、價格、服務等方面在與進口的競爭中處于劣勢,抵擋不了進口產品的大量涌入。每年的進口設備，大都是國內不能制造或達不到使用技術要求的技術含量高的或大型的設備。中國包裝機械的技術水平較低，在產品的開發(fā)、性能、質量、可靠性、服務等方面的競爭力處于劣勢，因此我國必須采取強有力的措施，以進一步加快包裝機械發(fā)展速度，趕超世界先進水平。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： ① 閱讀外文資料，翻譯與所學專業(yè)或課題相關的外文文獻5000字左右，語句通順、流暢、準確; ② 了解偏心導桿調速器的工作原理； ③ 根據(jù)具體結構和加工要求，擬定分析設備設計方案； ④ 繪制整套零件圖，裝配圖； ⑤ 用Pro/e進行三維造型，畫出三維總裝圖； ⑥ 撰寫論文，要求符合本科論文的格式要求，語言簡潔、流暢、層次分明。上機時數(shù)不少于200小時，整個畢業(yè)設計過程的技術工作要嚴謹、靈活、工作要有主動性，計算方法、計算的程序、計算結果、結論的正確性。 四、接受任務學生： 機械94 班 　　姓名 趙操超 五、開始及完成日期： 自2012年11月12日 至2013年5月25日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師　　　　　　　簽名 簽名 　　　　　　　簽名 教研室主任 　　　　　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名 　　 　　系主任 　　　　　　簽名 2012年 11月12日 摘 要 本篇畢業(yè)設計的論文主要闡述的是偏心導桿調速器的設計。隨著世界包裝機械技術的不斷發(fā)展和完善，包裝制造技術和成形理論研究得到了飛速的發(fā)展,偏心導桿調速器就也屬于包裝機械。偏心導桿調速器是一種角速度變換裝置，經多用于包裝機回轉式封切刀具的傳動。該調速器是一種角速度變化機構。它目的是輸出周期性的變角速度運動，可運用于包裝機封切道具傳動。該設備是利用了曲柄連桿滑塊機構，操作方便，輸出穩(wěn)定。其工作原理為：當主動鏈輪輸入等角速度時，由于導桿和曲柄的軸心線偏置，從動鏈輪就輸出周期性的變角速度運動。首先松開帶柄螺母，然后轉動手柄對照標尺進行調節(jié)，調整完畢，再將帶柄螺母重新固緊。偏心導桿調速器主要由帶柄螺母、錐齒輪、手柄、導桿、螺桿、曲柄、滑塊、主動鏈輪、從動鏈輪等部分組成。本篇論文首先通過分析該設備的工作原理，確定系統(tǒng)總體方案、確定進行偏心導桿調速器的相關計算；其次就是對偏心導桿調速器的結構設計，繪制零件圖；最后整理資料，撰寫設計說明。 關鍵詞：偏心導桿;調速器;曲柄;滑塊 Abstract This graduate design thesis mainly elaborates the design of the eccentric rod speed governor. Automatic regulating device to reduce some machines aperiodic speed fluctuation for governor. Can make the machine speed to maintain constant value or is close to the set value. Theory and design of the governor, is the research content of mechanical dynamics. A lot of governor type. Eccentric rod governor is a mechanical governor. The governor is a kind of angular speed change mechanism. It is a periodic output variable angular velocity motion, can be used in packaging machine sealing and cutting props transmission.Eccentric rod governor is mainly composed of shank nuts, bevel gear, a handle, a guide rod, screw, a crank, slider, a driving sprocket, a driven sprocket etc.. This paper first analyzed the working principle of the equipment, determine the overall plan, system determines the related calculation of eccentric rod governor; second is to structure design of eccentric rod governor, draw the part drawing; finally sorted data, writing the design description. Key words: eccentric rod;governor; crank;slider 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 1 緒論 1 1.1本課題的研究內容和意義 1 1.2國內外的發(fā)展概況 1 1.3本課題應達到的要求 2 1.4 本課題的主要研究內容發(fā)展趨勢 2 1.5設計的目的和意義 3 2 總體方案設計 5 2.1 主要組成結構 5 2.2 工作原理和工作過程概述 5 3 方案設計、分析和比較 8 3.1 調速器的整體分析 8 3.2 偏心導桿調速器原理分析 8 3.3 設計方案的制定 10 4 調速器主要部件 12 4.1 無級調速器綜述 12 4.2 偏心導桿主動、從動鏈輪 13 4.3 偏心導桿連桿 13 4.4 滑塊 14 4.5 曲柄 14 4.6 主動鏈輪承力軸 15 4.7 主動鏈輪定位軸 15 4.8 從動鏈輪定位軸 16 4.9 殼體支架 16 4.10 上、下錐形齒輪 17 4.11 帶柄螺母 17 4.12 手柄 18 4.13 手柄墊塊 18 4.14 滾動軸承 19 5 偏心導桿調速器的相關計算 20 5.1 偏心導桿調速器的主要要求 20 5.2 鏈輪參數(shù)的相關計算 20 5.2.1 鏈輪失效形式 20 5.2.2 相關計算 20 5.3 調速器的主動系統(tǒng) 21 5.4 軸的相關計算 21 5.4.1 軸的計算 21 5.4.2 主軸上鍵的強度校核 22 5.4.3 軸承的校核及總表 22 5.5 軸承的相關計算 24 5.5.1 軸承選用 24 5.5.2 軸承失效形式 24 5.5.3 軸承的壽命計算 24 5.6 斜齒輪的相關計算 24 5.6.1 齒輪的失效形式 24 5.6.2 斜齒輪的相關計算 25 6 結論與展望 27 6.1 結論 27 6.2 不足之處及未來展望 28 致謝 29 參考文獻 30 I 偏心導桿調速器 1 緒論 隨著世界包裝機械技術的不斷發(fā)展和完善，包裝制造技術和成形理論研究得到了飛速的發(fā)展,偏心導桿調速器就也屬于包裝機械。偏心導桿調速器是一種角速度變換裝置，經多用于包裝機回轉式封切刀具的傳動。 1.1本課題的研究內容和意義 大學四年，眨眼間已經接近尾聲。在這四年中，我不僅在老師孜孜不倦的教導下學習了很多知識，同時也使自己的能力得到了加強。但是，在大學期間學到的很多知識僅僅都是理論上的，與生產實際有著巨大的差距。通過這次的畢業(yè)設計，我將自己在大學期間所學到的理論知識與生產實際相結合起來，從中能夠鍛煉我們對大學四年所學知識的綜合運用，同時也為將來我們的職業(yè)生涯打下堅實的基礎。 畢業(yè)也是一個四年制的大學教育最關鍵的環(huán)節(jié)，我想在本次畢業(yè)設計是靈活的，系統(tǒng)地運用所學知識，提高他們分析問題，解決問題的能力，培養(yǎng)認真，嚴謹?shù)慕虒W風格和硬工作細致，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度。也使自己更加熟練的掌握了如何看待中國的有關技術資料和文檔研究所調查，收集，整理更多有價值的信息，同時保持同類產品優(yōu)點的同時，利用新技術，新工藝，新信息，新材料，大膽創(chuàng)新，以彌補同類產品的缺點，產品趨向于更合理，更先進，更優(yōu)化，更多的利用價值和良好的經濟效益。 調速器固定或分檔到輸出軸和輸入軸改變的傳動比的齒輪傳動裝置，齒輪箱也稱為。由驅動機構和傳動機構組成的調速器的齒輪機構，可單獨或一起裝在同一機殼內的驅動機構。大多與普通的傳動齒輪，而有些行星齒輪傳動。一般用普通換檔機制滑動齒輪和傳播者。滑動齒輪滑動齒輪和可變比特滑動齒輪分。與三聯(lián)滑動齒輪傳遞，一個大的軸向尺寸，滑動可變比特緊湊型的齒輪傳動裝置，但傳輸比中的一個小的變化。離合器和點的摩擦訂婚儀式。咬合式離合器，變速器應停止或速度差時，摩擦離合器時，可以用在任何操作速度的速度差，但承載能力小，并不能得到保證兩軸嚴格同步。為了克服這個缺點，接合的離合器摩擦片的頂端，通過再次將第一摩擦板相嚙合的從動輪的同步速度。行星齒輪調速用制動控制。總督被廣泛應用于機床，車輛和其他必要的齒輪機床。通常安裝在主軸州長，所謂的啟閉，其結構緊湊，便于集中操作。在機器量的改變飼料省長稱為飼料框。 隨著包裝機的運用組件廣泛，2012年包裝機調速器需求量也將出現(xiàn)上漲，漲幅大約在6%左右。其中偏心式導桿調速器的需求量將同比增長2.62%左右。 1.2國內外的發(fā)展概況 目前在中國，共有20多家企業(yè)從事調速器的生產，根據(jù)統(tǒng)計2015年中國調速器的生產量將會達到775萬臺。 解放初期，我國調速器事業(yè)剛剛開始起步，幾乎一片空白，在生產過程中產品主要從蘇聯(lián)進口。50～60年代，我國調速器大部分系機械液壓型調速器。在六七十年代，我國研制了第一臺調速器，并且組裝起來安裝運行了一段時間。同時在七八十年代初，我國新建的大多數(shù)類型的水電站都采用了電液調速器。 1.3本課題應達到的要求 設計分析主要操作部件(錐齒輪、導桿、曲柄、滑塊、帶柄螺母、軸承等)之間的相互配合關系及尺寸大小，做出連續(xù)、穩(wěn)定的周期性變速運動。設計規(guī)范，嚴格保證設計內容的正確性。要做到： (l)提高生產效率； (2)改善勞動條件； (3)降低產品成本； (4)提高產品質量； (5)節(jié)約基建投資。 根據(jù)包裝工藝，偏心導桿調速器要采用立式包裝布局。在設計中總體布局要求： (l)各個系統(tǒng)要求簡單明了，在能滿足各個部件正常工作的基礎上保證其結構簡單； (2)機械操作，調整簡單，易上手，裝拆方便，聯(lián)鎖防護可靠； (3)操縱手柄位置方便操作，也考慮到潤滑系統(tǒng)等； (4)傳動機構要考慮方便、安全； (5)外形美觀大方，移動安裝方便。 1.4 本課題的主要研究內容發(fā)展趨勢 本課題主要研究的內容是：對偏心導桿調速器進行機械結構部分的設計與計算機三維實體造型以及二維圖的繪制。所設計的偏心導桿調速器滿足下面的性能要求： (l)采用連桿滑塊曲柄機構； (2)采用手動旋轉輪帶動錐齒帶動垂直的絲杠達到調整偏心距的作用； (3)主動軸與從動軸均采用滾動軸承，軸的固定采用限位和螺栓鎖緊的方法。 圖1.1 偏心導桿調速器設計要求 本設計要求設計出實現(xiàn)上述要求的較為合理的方案，并進行相關計算。最后對整個偏心導桿調速器進行機械結構設計，用AutoCAD繪制整個偏心導桿調速器的二維圖。 1.5 設計的目的和意義 偏心導桿調速器的設計是使學生較全面、系統(tǒng)掌握和深化有關機械課程的基本原理和方法的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學生機械運動方案設計、創(chuàng)新設計以及應用計算機對工程實際中各種機構進行分析和設計能力的一門課程。其目的是： (1)使學生初步了解畢業(yè)設計的全過程，訓練運用所學知識擬定設計方案的能力。 (2)以偏心導桿調速器的方案設計為結合點，把大學四年所學習的理論和方法融會貫通起來，對大學四年所學到的理論知識進行一次鞏固和復習。 (3)使學生掌握偏心導桿調速器方案設計的方法、步驟、內容，并對方案分析與設計有一個比較清晰的概念。 (4)進一步提高學生運算、繪圖以及運用計算機和技術資料的能力。 (5)通過編寫說明書，培養(yǎng)學生表達、歸納、總結的能力。 2 總體方案設計 2.1 主要組成結構 圖2.1 偏心導桿調速器裝配示意圖 2.2 工作原理和工作過程概述 (1)工作原理 調速器用于減小某些機器非周期性速度波動的自動調節(jié)裝置?？墒箼C器轉速保持定值或接近設定值。調速器的理論和設計問題，是機械動力學的研究內容。調速器的種類很多。但目前應用最廣的當屬機械式調速器，其結構簡單，工作可靠，性能良好。 其中應用最廣泛的是機械式離心調速器。偏心導桿調速器就屬于一種機械式調速器。偏心導桿調速器是一種角速度變換機構。當主動鏈輪輸入等角速度時，由于導桿和曲柄的軸心線偏置，從動鏈輪就輸出周期性的變角速度運動。偏心導桿調速器主要由帶柄螺母、錐齒輪、手柄、導桿、螺桿、曲柄、滑塊、主動鏈輪、從動鏈輪等部分組成。偏心導桿調速器是一種角速度變換機構。其工作原理為：當主動鏈輪輸入等角速度時，由于導桿和曲柄的軸心線偏置，從動鏈輪就輸出周期性的變角速度運動。 (2)工作過程 首先松開帶柄螺母，然后轉動手柄對照標尺進行調節(jié)，調整完畢，再將帶柄螺母重新固緊。 2.3 主要參數(shù)的計算 圖2.2 封切刀具傳動示意圖 角速度變化程度可用從動鏈輪的輸出角速度與主動鏈輪的輸入角速度之比來表示： K稱角速度變化系數(shù)，它由導桿所處的工作位置α、曲柄轉動半徑R以及導桿和曲柄的軸心線偏移量決定。其變化規(guī)律如下： 調速器的曲柄轉動半徑R是固定的導桿位置α視工作情況選定后角速度變化系數(shù)K就由偏移量決定（參見下圖曲線圖）。 圖2.3 曲線圖 調節(jié)偏移量時應先松開帶柄螺母，然后轉動手柄對照標尺進行，調整完畢，應將帶柄螺母重新固緊。 當偏心導桿調速器用于包裝機回轉式封切刀具的傳動時，常取導桿的工作位置α=0°，此時產品包裝長度和偏移量可以從下式推算： 由于受包裝厚度、材料、封口花紋等不同因素的影響，在使用時尚應根據(jù)實際情況作微量調整。 3 方案設計、分析和比較 3.1 調速器的整體分析 根據(jù)調速器的原理不難確定，調速器的機械結構部分可以分為如下幾個主要的系統(tǒng)：輸入輸出鏈輪、調速速機構、偏心距調整裝置、軸承及固定軸裝置系統(tǒng)等主要部分。下面將闡述設計方案。 圖3.1 偏心導桿調速器 3.2 偏心導桿調速器原理分析 曲柄和滑塊實現(xiàn)平面連桿機構，也被稱為曲柄旋轉和移動之間的轉換。機架組件構成的滑塊移動副曲柄滑塊機構，轉動副A，B曲柄連桿滑塊成員（圖3-2 [曲柄滑塊機構簡圖]）。機構動動時，如鉸鏈中心 B的軌跡不通過曲柄的轉動中心O，稱為偏置曲柄滑塊機構(圖3-2a[曲柄滑塊機構簡圖])，其中為偏距。如采取了不同的成員機架，還能得到導桿旋轉機構（圖1b[曲柄滑塊機構簡圖]）、曲柄搖塊機構（圖3-2c[曲柄滑塊機構簡圖]）和移動導桿機構（圖22d[曲柄滑塊機構簡圖]）。如再將曲柄搖塊機構中的導桿和滑塊對換，即得到擺動導桿機構(圖3-2e[曲柄滑塊機構簡圖])。 圖3.2 曲柄滑塊機構簡圖 如滑塊B的軌跡mm通過O，則稱為對心曲柄滑塊機構(圖3-3[對心曲柄滑塊機構])。 圖3.3對心曲柄滑塊機構 曲柄滑塊機構廣泛應用于往復活塞式發(fā)動機，壓縮機，印刷機和其他主要機構。活塞式發(fā)動機滑入活性部位，往復運動轉換是不是整周或整周旋轉運動;壓縮機，壓力機曲柄活躍的部分，全周旋轉轉換來而不往非禮也。偏移滑塊曲柄滑塊機構，回報快的特點，看到的是利用這一特性來實現(xiàn)鋸片和空氣，慢跑回報快的目的。的心曲柄滑塊機構（圖3-3的曲柄滑塊機構]），當OA=AB時，除D點(AD=AB)的運動軌跡為直線外，桿沿著橢圓形的軌跡，這種機制也被稱為為橢偏儀。曲柄滑塊運動特性曲線（圖3-4[曲柄滑塊機構的運動特性]）來表示共同的曲軸轉角和滑塊行程。 圖3.4 曲柄滑塊機構運動特性 3.3 設計方案的制定 圖 3-5是設計方案圖。 該方案滿足了以下要求： (1)采用連桿滑塊曲柄機構； (2)采用手動旋轉輪帶動錐齒帶動垂直的絲杠達到調整偏心距的作用； (3)主動軸與從動軸均采用滾動軸承，軸的固定采用限位和螺栓鎖緊的方法。 圖3.5 偏心導桿調速器的設計方案 設計方案一各部分的組成： (1)輸入輸出鏈輪：即主動鏈輪、從動鏈輪； (2)調速機構：采用連桿滑塊曲柄機構； (3)偏心距調整裝置：采用手動旋轉輪帶動錐齒帶動垂直的絲杠旋轉，從而從動固定軸在絲杠的作用下可以上下運動達到調整偏心距的作用； (4)軸承及固定軸裝置系統(tǒng)：主動軸與從動軸均采用兩個滾動軸承，軸的固定采用限位和螺栓鎖緊的方法。 4 調速器主要部件 4.1 無級調速器綜述 無級變速器變速器與一個共同的液壓最大的區(qū)別是在結構上，這是由液壓換檔系統(tǒng)的配置，或齒輪，它可以實現(xiàn)兩個塊之間的無級變速器，無級變速器的變速輪組和構成的皮帶，比傳統(tǒng)的自動變速器中，一個簡單的結構和較小的。另外，它可以自由地改變傳動比，以實現(xiàn)充分的變速，所以速度變化更為平穩(wěn)，沒有傳統(tǒng)的變速器的換擋時的那種“頓”的感覺。 圖4.1 無級調速器 偏心導桿調速器采用曲柄連桿滑塊機構，輸入穩(wěn)定的轉速，通過連桿與滑塊的作用，輸出到與曲柄相連接的從動鏈輪上去，從而達到改變角速度的目的。如圖4-2偏心導桿調速器所示： 圖4.2 偏心導桿調速器 本篇論文將重點闡述偏心導桿調速器。 4.2 偏心導桿主動、從動鏈輪 鏈輪是偏心導桿調速器中的主要傳動部件之一，偏心導桿調速器通過主動鏈輪接收恒定轉速、承載壓力，而后再傳遞給變速機構，最后又由從動鏈輪輸出轉速、壓力，而鏈輪齒數(shù)選用的一般原則：齒或以上一般用于中高轉速、正常工作條件下運行的主動鏈輪。鏈輪的帶式輸片齒輪節(jié)上的繩子或鏈條節(jié)距精確的嚙合塊是一種固體或齒輪與輪輻（滾子）鏈嚙合傳遞運動。被廣泛應用于化工，紡織機械，食品加工，儀器儀表，石油和其他行業(yè)如機械傳動鏈輪。僅用于細間距齒鏈輪?；虺^23齒齒輪的影響的情況下，建議。當該比值較低時，具有大量的齒鏈輪鏈條第i旋轉的量可以大大減少，鏈條的拉伸負荷和軸承負荷。本篇論文采用齒傳動鏈輪。如圖所示4-3所示。 圖4.3 偏心導桿調速器主動、從動鏈輪 4.3 偏心導桿連桿 連桿是偏心導桿調速器中的主要傳動部件之一，在整個曲柄滑塊連桿機構中，連桿是轉動副，它把主動鏈輪的壓力傳遞給滑塊，又通過滑塊的作用而帶動曲柄活動，最后傳給從動鏈輪。連桿在工作中承受載荷。在工作過程中，連桿受變壓力的作用和慣性力的作用；連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。在連桿部件的大，小頭兩端設置了去不平衡的質量的凸塊，以便于在稱重后切除不平衡質量，連桿大，小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側?？紤]到裝夾，安放等要求，連桿大，小頭的厚度相等（基本尺寸相同）。連桿的作用是把主動鏈輪與曲柄聯(lián)接起來。因此，連桿的加工精度將直接變速器的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）：連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。如圖所示4-4所示。 圖4.4 偏心導桿調速器連桿 4.4 滑塊 滑塊是偏心導桿調速器中的主要傳動部件之一，在整個曲柄滑塊連桿機構中，滑塊是移動副，用移動副來實現(xiàn)不同的線速度轉換從而達到角速度的變化?；瑝K是連接連桿和曲柄的紐帶，起到至關重要的作用。如圖所示4-5所示。 圖4.5 偏心導桿調速器滑塊 4.5 曲柄 曲柄是偏心導桿調速器中的主要傳動部件之一，在整個曲柄滑塊連桿機構中，曲柄是轉動副，用轉動副來承載滑塊傳遞的轉速和壓力，從而把變角速度傳遞給從動鏈輪。如圖所示4-6所示。 圖4.6 偏心導桿曲柄 4.6 主動鏈輪承力軸 主動鏈輪承力軸是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力的重要部件之一，通過它把速度和壓力傳遞給連桿。如圖所示4-7所示。 圖4.7 偏心導桿主動鏈輪承力軸 4.7 主動鏈輪定位軸 主動鏈輪定位軸是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力的重要部件之一，通過它對主動鏈輪及連桿進行定位。如圖所示4-8所示。 圖4.8主動鏈輪定位軸 4.8 從動鏈輪定位軸 從動鏈輪定位軸是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力的重要部件之一，通過它對從動鏈輪及曲柄進行定位，同時也和絲杠配合調整曲柄的偏心距。如圖所示4-9所示。 圖4.9從動鏈輪承力軸 4.9 殼體支架 殼體支架是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力的重要部件之一，通過它對定位軸及螺栓進行定位，從而支架與地面進行焊接。如圖所示4-10所示。 圖4.10殼體支架 4.10 上、下錐形齒輪 上下錐形齒輪是調節(jié)偏心距的重要部件之一，手柄的旋轉力通過該錐形齒輪傳遞給絲杠，從而達到調節(jié)從動鏈輪的水平高度達到調節(jié)偏心距的作用。如圖所示4-11所示。 圖4.11上下錐形齒輪 4.11 帶柄螺母 從動鏈輪定位軸是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力和調節(jié)偏心距的重要部件之一，平時它起到鎖緊的作用，在要調節(jié)偏心距的時候，需要掰動手柄螺母，然后再利用手柄調節(jié)。如圖所示4-12所示。 圖4.12帶柄螺母 4.12 手柄 手柄是偏心導桿調速器中的調節(jié)偏心距的重要部件之一，平時不參與調速的作用，但在要調節(jié)偏心距的時候，需要使用該手柄，然后對照標尺，調節(jié)到想要的偏心距。如圖所示4-13所示。 圖4.13手柄 4.13 手柄墊塊 手柄墊塊是偏心導桿調速器中的調節(jié)偏心距的重要部件之一，平時不參與調速的作用，但在要使用手柄調節(jié)偏心距的時候，手柄墊塊可以支撐手柄。如圖所示4-14所示。 圖4.14手柄墊塊 4.14 滾動軸承 滾動軸承是偏心導桿調速器中的傳載速度和壓力的重要部件之一，通過它對從動鏈輪及曲柄進行支撐定位，同時也和絲杠配合調整曲柄的偏心距。如圖所示4-15所示。 圖4.15滾動軸承 5 偏心導桿調速器的相關計算 5.1 偏心導桿調速器的主要要求 參考的各種調速器的參數(shù)，結合設計要求，確定該減速機的主要內容如下： (1)采用連桿滑塊曲柄機構； (2)采用手動旋轉輪帶動錐齒帶動垂直的絲杠達到調整偏心距的作用； (3)主動軸與從動軸均采用滾動軸承，軸的固定采用限位和螺栓鎖緊的方法。 5.2 鏈輪參數(shù)的相關計算 5.2.1 鏈輪失效形式 鏈傳動的主要失效形式有以下幾種： (1)鏈板疲勞破壞 鏈在松邊鏈緊張和緊邊張力下反復，經過一定的循環(huán)次數(shù)，鏈板會發(fā)生疲勞失效。正常的潤滑條件下，疲勞強度是有限的承載能力的鏈傳動的主要因素。 (2)滾子套筒的沖擊疲勞破壞 鏈傳動的嚙入沖擊首先由滾子和套筒承受。在反復多次的沖擊下，經過一定的周期數(shù)輥，套筒會發(fā)生沖擊疲勞破壞。這種失效形式多發(fā)生于中、高速閉式鏈傳動中。 (3)銷軸與套筒的膠合 潤滑不當或速度過高時，銷軸和套筒的工作表面會發(fā)生膠合。膠合限定了鏈傳動的極限轉速。 (4)鏈條鉸鏈磨損 鉸鏈磨損鏈變長，俯臥或跳牙掉了鏈子。開放帶動，環(huán)境條件或潤滑不良，密封鉸鏈時，可以很容易造成磨損，從而大大降低了鏈條的使用壽命。 (5)過載拉斷 這種拉斷常發(fā)生于低速重載或嚴重過載的傳動中。 5.2.2 相關計算 齒頂圓直徑： （5.1） 　　 （5.2） 　分度圓直徑： （5.3） 　齒頂圓(外徑)： （5.4） 　分度圓直徑： （5.5） 　齒根圓直徑： （5.6） 　　注：p 鏈條節(jié)距； z 鏈輪齒數(shù) ； 鏈條滾子直徑； ??????? 鏈輪型號：包含非標鏈輪（根據(jù)客戶圖紙定制），標準鏈輪（美標和公制）。 5.3 調速器的主動系統(tǒng) 由調速器的主軸轉速范圍和變速方式，可以選擇步進電機來實現(xiàn)。因此該偏心導桿調速器的主傳動路線為：輸入轉速→主動鏈輪→主動鏈輪承力軸→連桿→滑塊→曲柄盤→從動鏈輪。 5.4 軸的相關計算 5.4.1 軸的計算 (1)選擇軸的材料及熱處理 軸的材料種類很多，選擇時應主要考慮如下因素： ①軸的強度、剛度及耐磨性要求； ②軸的熱處理方法及機加工工藝性的要求； ③軸的材料來源和經濟性等。 軸常用材料為碳素鋼，合金結構鋼比低價格，低應力集中敏感性，可熱處理以提高其整體性能，良好的加工，它是使用最廣泛的，通用軸，多用途碳含量為0.25?0.5％的碳鋼。根據(jù)偏心導桿調速器的工作強度，選擇優(yōu)質碳素鋼45鋼，調制處理。 (2)主軸輸出功率，轉速，轉矩計算： 根據(jù)輸入轉速和輸入功率計算轉矩： （5.7） (3)軸的最小直徑計算： 計算公式為 ： （5.8） 則 （5.9） (4)軸的結構設計： 擬定軸上的零件裝配方案，見圖5-1： 圖5.1 軸上零件的裝配方案 (5)軸的強度校核： 按扭矩強度條件計算，公式如下： （5.10） （5.11） 則其他各段也符合要求。 根據(jù)連桿的要求確定連桿最大長度和厚度，見圖5-2。 圖5.2主軸結構設計 5.4.2 主軸上鍵的強度校核 根據(jù)主軸設計，鍵所在軸的直徑為24mm，查《機械設計手冊》（摘自GB/T1095-2003，GB/T1096-2003)選取鍵的尺寸選定為，普通平鍵連接的強度條件為： （5.12） 式中： T－傳遞的轉矩，單位為N·mm； k－鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，h為鍵的高度，單位為mm； l－鍵的工作長度，圓頭平鍵l=L-b，平頭平鍵l=L，單圓頭平鍵l=L-b/2，L為鍵的長度，b為鍵的寬度，單位均為mm； d－軸的直徑，單位為mm； [σp]－鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應力，單位為。 5.4.3 軸承的校核及總表 從理論上講該軸承應該是不承受載荷，但考慮到電機在高速離心力的作用力下會有變形，但也只有進行模態(tài)分析和相關有限元計算才能計算出改變形，不屬于該論文范疇，所以未進行實際的校核。該論文軸承的目的是為了保護旋轉軸的磨損程度小一點。 具體結果見總表: 總表5-1：軸系直徑及鍵的選取及校核 序號 名稱 符號 單位 計算依據(jù)及結果 計算結果 1 功率 H kW 已知 1.50 2 轉速 r r/min 已知 3000 3 軸系抗拉強度 U N/mm2 已知 570 4 影響因素 c1 　 　 560 5 影響因素 c2 　 　 160 6 影響因素 KS 　 1.00 7 計算軸系直徑 Ds mm 7.27 8 鍵處軸系直徑 rm mm Known 24 9 軸系抗拉強度 YS N/mm2 Known 570 10 鍵抗拉強度 YK N/mm2 Known 570 11 鍵的剪切面積 A mm2 3.13 12 鍵的尺寸 B×L×H mm B×L≥A 6×8×4 5.5 軸承的相關計算 根據(jù)，，查《機械設計手冊》得： 基本額定動載荷： KN 靜載荷： KN 軸承代號 6205 5.5.1 軸承選用 軸承選用深溝球軸承，其主要性能和特點：主要承受徑向載荷，也可同時承受較小的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。在高轉速時，可用來承受純軸向載荷。工作中允許內、外圈軸線偏差量≤8′~16′，大量生產，價格最低。 5.5.2 軸承失效形式 滾動軸承的正常失效形式是內外圈滾道或滾動體上的點蝕破壞。這是在安裝、潤滑、維護良好的條件下，由于大量重復的承受變化的接觸應力所致。單個軸承，其中一個套管圈或滾動體首次出現(xiàn)疲勞擴展之前，一套圈相對于另一套圈的轉數(shù)成為軸承的壽命。軸承的點蝕破壞后，在運轉時通常會出現(xiàn)比較強烈的震動、噪音和發(fā)熱現(xiàn)象。 5.5.3 軸承的壽命計算 在實際計算時，用小時數(shù)表示壽命比較方便。 軸承基本額定壽命為： （5.13） 式中：-軸承基本額定壽命，單位h； - 軸承的轉速，單位； C- 軸承基本額定動載荷，單位N； P- 當量動載荷，單位 N； - 為指數(shù)，球軸承時，滾子軸承時。 5.6 斜齒輪的相關計算 5.6.1 齒輪的失效形式 (1)輪齒折斷 輪齒折裂有許多形式，在正常工作條件下，主要的齒根彎曲疲勞斷裂，因為在負荷下的齒根彎曲處產生的最大應力，附加的齒根過渡段的突變和處理標記的橫截面的齒引起的應力集中的效果，重復出現(xiàn)時，在負載下齒，齒根疲勞裂紋的產生，并逐漸擴大，造成齒疲勞斷口。[5] (2)齒面磨損 在齒輪傳動裝置中，在輪齒表面的工作，也可以是各種不同條件下的不同的形式，如嚙合的齒面時，磨蝕性的物質（如砂石，鐵等），齒面的磨損下降的磨損和逐漸招致廢料，這種磨損稱為磨粒磨損，它是開式齒輪驅動器的主要故障模式之一，使用封閉齒輪的齒面的最有效的方法，以避免磨損。[5] (3)齒面點蝕 齒面點蝕疲勞損傷的現(xiàn)象，在潤滑良好的封閉齒輪的齒面點蝕，常見故障，大多是所謂的齒面點蝕材料在壓力下改變接觸，因疲勞而產生點蝕損壞現(xiàn)象最早出現(xiàn)牙齒不添加表面點蝕只有針尖大小，如改善工作條件，挖坑將逐步擴大，甚至吃了幾個點，并最終在牙齒表面形成一個明確的損害。[5] (4)齒面膠合 高速重載齒輪傳動（如飛機發(fā)動機主傳動齒輪減速機），瞬時高溫潤滑齒面之間的壓力差，當瞬時溫度過高，兩嚙合齒面上會出現(xiàn)的現(xiàn)象，因為粘在一起這個時候的兩個齒面相對滑動相接合部再次招致撕裂，稱為膠合時，齒面的瞬時傳輸溫度越高，越大的相對滑動速度的地方，更容易產生膠合。[5] (5)塑性變形 永久變形的塑性變形是指一大類齒輪失效模式，這是確定的齒輪材料的狀態(tài)產生過大的應力，得到的塑性變形的塑性流動體所形成的齒或牙通常發(fā)生在低硬度齒輪，但在重負載下，高硬度的齒輪會出現(xiàn)。[5] 5.6.2 斜齒輪的相關計算 由齒輪傳動的強度計算，可確定齒輪的主要尺寸，如模數(shù)，齒數(shù)，齒寬，螺旋角，節(jié)圓直徑等，和齒圈，輪輻，輪轂等的結構和尺寸中，通常由結構設計。 齒輪和齒輪的幾何形狀，壞的頭發(fā)，材料，結構設計的處理方法，要求和經濟及其他因素。的齒輪的結構設計中，必須考慮上述因素。一般按直徑的齒輪，選擇適當?shù)慕Y構，然后在結構設計。 斜齒輪的幾何尺寸計算： 只要直齒圓柱齒輪的幾何公式的每個參數(shù)作為參數(shù)，它是完全適用于平行軸斜齒輪幾何標準計算，具體計算公式如下： 表5-2 標準斜齒輪幾何計算公式 名 稱 符 號 公 式 分度圓直徑 d 基圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 h 齒頂圓直徑 中心距 a 從表中可以看出，斜齒輪傳動的中心距與螺旋角β有關。當一對斜齒輪的模數(shù)、齒數(shù)一定時，可以通過改變螺旋角β的方法來湊配中心距。 6 結論與展望 6.1 結論 根據(jù)本片篇論文的分析，對偏心導桿調速器進行機械結構部分的設計與計算機三維實體造型以及二維圖的繪制。所設計的偏心導桿調速器滿足下面的滿足了下面的要求： (1)采用連桿滑塊曲柄機構； (2)采用手動旋轉輪帶動錐齒帶動垂直的絲杠達到調整偏心距的作用； (3)主動軸與從動軸均采用滾動軸承，軸的固定采用限位和螺栓鎖緊的方法。 該設計只是針對偏心導桿調速器的機械結構部分進行了相關的設計計算和三維建模，而在曲柄的速度變化曲線還需要進一步的補充。 本篇畢業(yè)設計的論文主要闡述的是偏心導桿調速器的設計。該調速器是一種角速度變化機構。它目的是輸出周期性的變角速度運動，可運用于包裝機封切道具傳動。該設備是利用了曲柄連桿滑塊機構，操作方便，輸出穩(wěn)定。本篇論文首先通過分析該設備的工作原理，確定系統(tǒng)總體方案、確定進行偏心導桿調速器的相關計算；其次就是對偏心導桿調速器的結構設計，繪制零件圖。 大學四年，眨眼間已經接近尾聲。在這四年中，我不僅在老師孜孜不倦的教導下學習了很多知識，同時也使自己的能力得到了加強。但是，在大學期間學到的很多知識僅僅都是理論上的，與生產實際有著巨大的差距。通過這次的畢業(yè)設計，我將自己在大學期間所學到的理論知識與生產實際相結合起來，從中能夠鍛煉我們對大學四年所學知識的綜合運用，同時也為將來我們的職業(yè)生涯打下堅實的基礎。 畢業(yè)也是一個四年制的大學教育最關鍵的環(huán)節(jié)，我想在本次畢業(yè)設計是靈活的，系統(tǒng)地運用所學知識，提高他們分析問題，解決問題的能力，培養(yǎng)認真，嚴謹?shù)慕虒W風格和硬工作細致，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度。也使自己更加熟練的掌握了如何看待中國的有關技術資料和文檔研究所調查，收集，整理更多有價值的信息，同時保持同類產品優(yōu)點的同時，利用新技術，新工藝，新信息，新材料，大膽創(chuàng)新，以彌補同類產品的缺點，產品趨向于更合理，更先進，更優(yōu)化，更多的利用價值和良好的經濟效益。 調速器固定或分檔到輸出軸和輸入軸改變的傳動比的齒輪傳動裝置，齒輪箱也稱為。由驅動機構和傳動機構組成的調速器的齒輪機構，可單獨或一起裝在同一機殼內的驅動機構。大多與普通的傳動齒輪，而有些行星齒輪傳動。一般用普通換檔機制滑動齒輪和傳播者?；瑒育X輪滑動齒輪和可變比特滑動齒輪分。與三聯(lián)滑動齒輪傳遞，一個大的軸向尺寸，滑動可變比特緊湊型的齒輪傳動裝置，但傳輸比中的一個小的變化。離合器和點的摩擦訂婚儀式。咬合式離合器，變速器應停止或速度差時，摩擦離合器時，可以用在任何操作速度的速度差，但承載能力小，并不能得到保證兩軸嚴格同步。為了克服這個缺點，接合的離合器摩擦片的頂端，通過再次將第一摩擦板相嚙合的從動輪的同步速度。行星齒輪調速用制動控制。總督被廣泛應用于機床，車輛和其他必要的齒輪機床。通常安裝在主軸州長，所謂的啟閉，其結構緊湊，便于集中操作。在機器量的改變飼料省長稱為飼料框。 6.2 不足之處及未來展望 隨著世界包裝機械技術的不斷發(fā)展和完善，包裝制造技術和成形理論研究得到了飛速的發(fā)展,偏心導桿調速器就也屬于包裝機械。偏心導桿調速器是一種角速度變換裝置，經多用于包裝機回轉式封切刀具的傳動。 我國包裝機械制造業(yè)存在的問題是：一缺乏系統(tǒng)的規(guī)劃;二是缺少國家資金投入，企業(yè)用于研究和開發(fā)的投資占銷售額的比重不足;三是缺少包裝機方面的技術人員。 在近幾年，包裝機械制造業(yè)得到迅速發(fā)展，偏心導桿調速器也會跟著得到更多改善，更多更完美的調速器將被設計優(yōu)化出來。 致謝 本文是在導師唐正寧教授悉心指導下完成的。值此畢業(yè)設計即將完成之際，謹向唐老師表示最誠摯的感謝！ 我之所以今天能順利地完成畢業(yè)設計，是跟四年來學校、老師對我的培養(yǎng)分不開的，不是一朝一夕的努力能做到的，在此感謝學校對我的培養(yǎng)。同時，在畢業(yè)設計的這些日子里，指導老師唐正寧老師給予了我非常大的指導和幫助，我非常感激！ 最后，祝我的母校再創(chuàng)輝煌！祝我們的老師工作順利！ 參考文獻 [1]鄭津洋，董其伍，桑芝富．過程設備設計[M]．北京：化學工業(yè)出版社，2005。 [2]李華．機械制造技術[M]．北京：高等教育出版社，2000。 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