1 目 錄 序言 3 第一章 設(shè)計要求 4 1.1 設(shè)計理念 4 1.2 設(shè)計任務(wù)量及設(shè)計要求 5 1.3 小結(jié) 5 第二章 JDX2004 型多功能折頁機折紙原理與總體結(jié)構(gòu) 5 2.1 整機設(shè)計說明 5 2.2 整機的總體規(guī)劃 6 2.3 折紙原理 7 2.4 機構(gòu)選擇原則 7 2.5 小結(jié) 10 第三章 折紙機構(gòu)設(shè)計 11 3.1 主動輥的轉(zhuǎn)速及尺寸 11 3.2 從動輥尺寸的確定 12 3.3 主從動輥的材料選擇 12 3.4 主電機的選則 13 3.5 軸承的選擇 14 3.6 彈簧 的選擇 15 3.7 折紙臺的設(shè)計計算 17 3.7.1 絲杠的設(shè)計計算 17 3.8 小結(jié) 18 2 第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計 18 4.1 帶傳動的設(shè)計計算 18 4.1.1 帶輪的尺寸計算和帶的確定 18 4.2 小結(jié) 20 第五章 搓紙結(jié)構(gòu)設(shè)計 21 5.1 搓紙輪的設(shè)計計算 21 5.2 搓紙輪的安裝定位及材料的選擇 23 5.3 彈簧離合器及電磁鐵 23 5.4 小結(jié) 24 第六章 排紙機構(gòu)設(shè)計 25 6.1 小結(jié) 26 第七章 結(jié)束語 28 參考文獻 31 3 序言 畢業(yè) 設(shè)計是檢驗我們?nèi)陙韺W(xué)習(xí)情況的一項綜合測試，是要求我們把以往所學(xué)的知識全部運用起來，融會貫通的一項綜合訓(xùn)練；是對我們能力的一項綜合評定。它要求我們充分發(fā)揮自身潛力，發(fā)揮共產(chǎn)主義協(xié)作精神 , 與小組成員共同努力，開拓思路 , 設(shè)計出合理的，合乎要求的機電一體化產(chǎn)品。 畢業(yè)設(shè)計的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)過的基礎(chǔ)課，技術(shù)課和專業(yè)課來解決設(shè)計問題的基本技能。幫助學(xué)生樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)學(xué)生正確的工作態(tài)度掌握工程設(shè)計的一般過程，通過畢業(yè)設(shè)計進一步鞏固，加強所學(xué)基本理論、基本技能，進一步提高我們制圖設(shè)計、編寫設(shè)計文件 、正確使用資料、國標手冊的能力。培養(yǎng)我們嚴肅認真的工作作風(fēng)。從而實現(xiàn)由學(xué)生向技術(shù)人員的過渡為畢業(yè)后順利參加工作奠定基礎(chǔ)。 我的設(shè)計題目是 JDX2004 型多功能折頁機，這是經(jīng)過調(diào)查研究及參照相關(guān)資料和同類機型的基礎(chǔ)上設(shè)計出來的，由于水平有限，經(jīng)驗不足，因此難免有疏漏之處，希望老師多多批評指正。 4 第一章 5 設(shè)計要求 1.1 設(shè)計理念 一、市場前景 鑒于目前，辦公自動化越來越應(yīng)用于國有大中型企業(yè)和私有企業(yè)的辦公過程中，像復(fù)印機、打印機，掃描儀，傳真機等都屬于辦公自動化的一系列產(chǎn)品。它自身所擁有的市場前景相當(dāng) 不錯被許多廠家看好，產(chǎn)品產(chǎn)量也逐年增加。 面對如此的情況，對這類產(chǎn)品的開發(fā)和研究應(yīng)加大，使一些能解決實際問題的產(chǎn)品盡快投入市場，所以我們的這次畢業(yè)設(shè)計準備開發(fā)、設(shè)計一款辦公自動化產(chǎn)品 折頁機。 6 二、機器自身特點 對本機的自身特點我們做了如下要求： （ 1） 外型美觀。 （ 2） 體積小、重量輕。 （ 3） 工作效率高、適和室溫下工作。 （ 4） 噪音小、維修方便。 （ 5） 安全可靠、便于操作。 1.2 設(shè)計任務(wù)量及設(shè)計要求 目前，辦公用紙中大量使用的紙型為 A3 B5，所以本機設(shè)計的折紙范圍為 A3 B5。跟據(jù)要求設(shè)計的折紙速度為每小時 6000 張。 在折紙類型中，最簡單的折型為對折，還有許多如：開折、信折、雙平行折、 Z 型折、兩次折紙等多種折紙類型，本機設(shè)計為滿足這些折紙需求。 對本次設(shè)計的要求是，全部設(shè)計出本機的機械部分，圖紙量為 四張裝配圖，兩張零件圖。 1.3 小結(jié) 本章對分析了目前的市場現(xiàn)狀，系統(tǒng)地闡述了本次設(shè)計的總體要 7 求及任務(wù)量，總的來說這次設(shè)計肯定能充分發(fā)揮大家的積極性并增強了大家的動手能力。 第二章 JDX2004 型多功能折頁機折紙原理與總體結(jié)構(gòu) 2.1 整機設(shè)計說明 JDX2004 型多功能折頁機以折紙功能為主，因此設(shè)計過程中 把設(shè)計重點放在搓紙機構(gòu)與折紙機構(gòu)上，對其它一些像排紙機構(gòu)等機構(gòu)進行輔助設(shè)計。 該機內(nèi)部所有裝置均為電力驅(qū)動。控制系統(tǒng)與主運動裝置分別置于機身兩側(cè)，整個折紙過程為完全自動化，因此提高了工作效率，同時有減小了勞動力。 機箱上若干孔來固定各個部件的位置并由這些孔來安裝上若干個螺釘來緊固元件，整個電氣控制線路絕大部分都以箱體的孔中穿出來實現(xiàn)控制。箱體之間有頂柱來控制箱體的穩(wěn)定性。在箱體加工過程中，箱體上的這些孔加工困難不宜定位。電氣控制中裝有過電保護裝置，一但電路中的保險管損壞整個裝置將不會有任何動作，機器中的光電 管也起到保護作用一但有紙張被卡住沒有從排紙機構(gòu)輸出，那么它不會發(fā)出電信號要求繼續(xù)進紙以避免紙張的浪費。 2.2 折紙原理 8 折紙原理如圖（ 2-1）所示。 1主動輥與從動輥 A 帶動紙張進入折紙機構(gòu)，遇到擋板后，紙張進入主動輥與從動輥 B。 2紙張由主動輥與從動輥 B 帶入折紙臺，折紙的位置由折紙臺的定位片決定。當(dāng)紙張的前端碰到定位片后停止，而后端在主動輥與從動輥 B的帶動下繼續(xù)前進，因此在紙張的中部適當(dāng)位置（即需要折紙的位置）打折，并被送入主動輥與從動輥 C。 3紙張被主動輥與從動輥 C 帶動并折起后，從折紙機構(gòu)送到 排紙機構(gòu)。 2.3 整機的總體設(shè)計 對整機的總體規(guī)劃是非常重要的要充分體現(xiàn)本機的優(yōu)點，規(guī)劃是否充分對本機的成品出廠是至關(guān)重要的。 一、自重輕，成本低。該機是辦公自動化的產(chǎn)品，它為來便于搬運和擺放所以自身重量輕、體積小，安裝使用方便。整機的各個零部件均體積小、重量輕，由于該機折紙的力度不需很大，所以各軸的輪盤均用鋁合金材料，齒輪傳動處用塑料齒輪即可。由于使用帶傳因而噪音低更適合在辦公室中使用，各軸的外部均是橡膠層以免在輸紙時劃傷紙張表面，也可以減輕噪音。 紙張紙張1 2 3 圖 2-1 折紙原理圖 9 二、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便。本機適應(yīng)多種紙型，當(dāng)紙型發(fā)生 改變，只需將托紙盤上的卡紙片進行重新調(diào)整，只需松動卡片上的螺桿就可以活動卡片。與托紙盤相連處有一手柄它可以上下活動來調(diào)整托紙盤的壓緊與放松，其之間還裝有彈簧以免長期活動造成托紙盤的松動而不能與搓紙輪緊貼，致使不能搓紙即不能使用。本機主要功能為折紙即能完成折紙即可，所以本機內(nèi)部簡單。 三、生產(chǎn)率高。由于本機的折紙路徑短，光電管反應(yīng)靈敏，搓紙機構(gòu)搓紙力度大，所以在一定時間內(nèi)它的搓紙速度會很高。實現(xiàn)了省時省力的更大經(jīng)濟效益。 四、安全可靠。折紙時把紙放入托紙盤，依靠手柄壓緊，打開開關(guān)電動機轉(zhuǎn)動帶動主動輥和排紙機構(gòu) ，而后按起動鍵開始搓紙，折好的紙便會自動整齊地在排紙盤中，排紙盤是可折疊的不用時可折入箱體內(nèi)部，紙張用完后按停止鍵在關(guān)閉開關(guān)電機停止，然后可取出折好的的紙，因為排紙盤打開后在箱體外部，所以收紙時不會因為機器轉(zhuǎn)動而弄傷操作者。整個操作過程都在外部完成因此安全可靠。 10 由以上要求設(shè)計的 JDX2004 型多功能折頁機的總體結(jié)構(gòu)如圖（ 2-2）所示。它主要由箱體、輸紙機構(gòu)、搓紙機構(gòu)、折紙機構(gòu)、排紙機構(gòu)和光電檢測機構(gòu)組成。 一、 箱體：箱體外壁是由 2mm 的彩鋼板沖壓而成，對整機的零部件起到了保護作用和美觀的效果。供紙盤也被固定 于箱體上，對零件的固定起到了一定的效果。但此箱體不易加工難于定位。 二、 供紙機構(gòu)：供紙盤是彩鋼板折彎而成，是提供紙張的地方在其下方有一個可動手柄可使供紙盤上下活動方便放紙，其下還有一支彈簧，當(dāng)紙逐漸減少為了使紙與搓紙輪緊貼彈簧便會起這樣的作用頂住供紙盤。 三、 搓紙機構(gòu)：搓紙機構(gòu)由搓紙輪、彈簧離合器和防雙張裝置組排紙機構(gòu) 輸紙機構(gòu) 搓紙機構(gòu)折紙機構(gòu)圖 2-2 折頁機總體結(jié)構(gòu)簡圖 11 成。搓紙輪由一個塑料輪在其外表面上套上一層橡膠帶而成，橡膠帶表面粗糙是為了更有利于搓紙而不易打滑。在此輪的兩側(cè)分別有一個塑料是為了防止在搓紙時紙張受力不均勻而便形，使紙張便皺。彈簧離合器是搓紙機構(gòu)的重要部位之 一，它是搓紙過程的執(zhí)行者，當(dāng)電磁鐵收到電信號而吸合，彈簧離合器抱緊搓紙輥，而后由主動機構(gòu)帶動搓紙輥轉(zhuǎn)動從而開始進行搓紙，當(dāng)折完后電信號再次發(fā)出電磁鐵斷開，離合器放松輥從而停止搓紙，如上所述折紙過程會周而復(fù)始，直到供紙盤中的紙全部知完。防雙張裝置是為了防止搓紙時搓出兩張甚至多張而設(shè)計的，其主要部件也是在固定的軸上，在搓紙輪的底部安裝一塊橡膠皮，它與紙張之間的摩擦力必須大于紙與紙之間的摩擦力。否則將不會起到它的作用。 四、 折紙機構(gòu)：折紙機構(gòu)包括主動輥與從動輥 A、動輥 B、動輥 C和折紙臺。主動輥與三個從動輥的功能是折紙 ，折紙臺的功能是確定折紙的位置。折紙臺的主要機構(gòu)是由一根絲杠作為傳動的機構(gòu)，它是起調(diào)節(jié)折紙位置的，在絲杠的上下部位有上盤和下盤并由螺釘固定而組成了折紙臺，在折紙臺上標有刻度可進行調(diào)節(jié)，尤其是微調(diào)，但是此絲杠不易加工，因為它又細又長。 五、 排紙機構(gòu)：排紙機構(gòu)是有傳動輪與傳送帶組成，其傳動輪通過皮帶由電動機帶動當(dāng)紙從折紙臺出來時便會到轉(zhuǎn)動的傳送帶上，通過傳送帶紙被送到托紙盤上，其傳送帶轉(zhuǎn)速必須比 12 電動機的轉(zhuǎn)速慢以防止折好的紙飛濺，皮帶輪通過一組雙聯(lián)齒輪達到減速的目的，使折好的紙能平整鋪于出紙盤上以便收起。 六、 光電檢測系 統(tǒng)：這系統(tǒng)的主要部件是一根靈敏光電管，其位于排紙皮帶的上方，當(dāng)折好的紙從光電管下方完全出去時，光電管會發(fā)出一電信號，下一張紙才會被搓紙輪搓出，從而周而復(fù)始運行。 2.4 小結(jié) 本章對折頁機的折紙原理進行了介紹，設(shè)計了 JDX2004 型多功能折頁機的總體結(jié)構(gòu)，并對各部分的功能進行了簡要的說明。本章是該機設(shè)計中的基礎(chǔ)。 第三章 折紙機構(gòu)設(shè)計計算 折紙是本機的功能的關(guān)鍵所在，能否完成本機設(shè)計的各項折紙功能，這部份的構(gòu)件是最重要的。其中包括結(jié)構(gòu)的設(shè)計，各主、從動輥的安裝位置，尺寸大小計算，材料的選擇，固定方式等。 在折紙功能中，關(guān)鍵是折紙臺，折紙臺控制著折紙的部位，在折紙臺上有刻度，可以隨時停機調(diào)節(jié)想要的理想的部位，因設(shè)計成可調(diào)型，所以折紙臺應(yīng)有旋鈕和絲杠，絲紙張紙張圖 3-1 折紙機構(gòu) 13 杠作為一個零件，將在下面的章節(jié)單獨進行設(shè)計計算。 紙張被搓紙輪搓進機器內(nèi)部后，應(yīng)繼續(xù)前進送進折紙臺，所以本機內(nèi)部的主動輥與從動輥也應(yīng)是靠摩擦力將紙送進折紙臺而后送出機器，所以設(shè)計了搓紙輪基本相同的輥，在輥的外部也有一層厚橡膠以增大摩擦力并防止劃傷紙張，這種輥是在一根細長的軸上套上一層很厚的橡膠。（如圖 3-1 所示） 3.1 主動輥的轉(zhuǎn)速及尺寸的確定 .折紙速 度 6000 張 /小時，折紙時間 t 是每張 0.6 秒。 .初步計算紙路徑長度為 L ，它是紙從搓紙輪經(jīng)過主動輥到完全被送出所經(jīng)過的路徑。即 L 搓紙輪到主動輥的中心距主動輥的一段弧長（約 /）紙長的一半（按 A4 紙計算） +主動輥到光電管的距離 初定搓紙輪直徑為 47mm，搓紙輪到主動輥的中心距為 70mm，為保證順利搓紙，所以搓紙輪每次轉(zhuǎn)過的弧長應(yīng)大于 70mm， 1 1 17 0 3 0 2 9 7 4 0 2 9 7 4 3 8 . 43 2 2L m m 4 3 8 . 4 7310 . 6L mm st 主 速（主動輥速度） 所以主動輥的轉(zhuǎn)速為： 731 7 . 7 6 4 6 6m i n30V rrn sd 主 速主 主 3.2 從動輥尺寸的確定 本機中共有三根從動輥，從動輥的轉(zhuǎn)動是靠與主動輥之間的摩擦 14 力來實現(xiàn)的。它們之間的緊湊更能便于紙張的傳送。因此確定主動輥的尺寸為：從動輥 A 直徑Ad為 19mm, 從動輥 B 直徑Bd為 28mm, 從動輥 C 直徑Cd為 28mm。 3.3 主從動輥的材料選擇 主從輥的中心軸用 45 號鋼，能滿足各軸的轉(zhuǎn)矩。外層用一層橡膠包上，此輥的生產(chǎn)工藝是先在中心軸的外表面包上一層硬膠，而后在把整個的橡膠層全部包上。 3.4 主電機的選則 一、電動機的選擇計算 （ 1）本機的工作特點：無需長時間運行，有間歇性的啟動和制動，出現(xiàn)過載的可能性及小，無顯著的機械震動和沖擊，工作環(huán)境有一定的灰塵。在室溫下工作，空間小。 1 這種電動機一般按反復(fù)長時間工作制制造。不同的電持續(xù)率下電機的功率不 同，基準的電接持續(xù)率有 JC25%和 JC40%兩種。 2 其防護型為封閉式，全封閉式結(jié)構(gòu)，能防止灰塵及其他飛揚物侵入電機內(nèi)部。 冷卻形式為自冷，內(nèi)部空間狹小。 3 為拉適應(yīng)不便散熱的條件，要求電動機的性能保證工作溫度在40以上。 4 這種電動機要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，啟動轉(zhuǎn)矩小速度恒定。 （ 2）電動機的選擇 15 不需調(diào)速的機械，應(yīng)采用異步電動機，負荷平穩(wěn)但無特殊要求的長期工作制機械，應(yīng)首先選用普通籠型異步電動機。驅(qū)動微型異步電動機，是用驅(qū)動各種小型機械設(shè)備上的專用系列產(chǎn)品，他具有體積小，重量輕，材料省，結(jié)構(gòu)簡單， 運行可靠，維修方便，適用于家庭及辦公電網(wǎng)的用電情況，適用于室溫條件下正常工作。 （ 3）電動機的計算 由前面的計算可知，主動輥的轉(zhuǎn)速為 466 minr 。如果選擇轉(zhuǎn)速為466 minr 左右的電機，價格會很貴。最常用的電機轉(zhuǎn)速是 1450 minr ，考慮價格因素，選擇轉(zhuǎn)速為： 1450 minr 的電機。因此必須增加一個減速機構(gòu)，這里選擇帶傳動進行減速。 選用電機轉(zhuǎn)速為 1450 轉(zhuǎn) /分，要求電機轉(zhuǎn)矩大、運行平穩(wěn)、體積小、重量輕，所以查表選用型號為 的電機請參閱 徐灝 主編 機械設(shè)計手冊 第二版 。 3.5 軸承的選擇 軸承是機器中主要用來支撐軸的部件，用以保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，為減少軸與支撐物之間的摩擦和磨損。有時，軸承也被用來支撐軸上的旋轉(zhuǎn)零件。 本機所選用的是滾動軸承。滾動軸承的結(jié)構(gòu)通常由外圈、內(nèi)圈、滾動體和保持架組成。內(nèi)圈在軸頸上，外圈在軸承座孔內(nèi)，多數(shù)情況下內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動，外圈保持不動。工作時，滾動體在內(nèi)外圈間滾動，保持架將滾動體均勻地隔開，以減少 滾動體之間的摩擦和磨損。 16 滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體用強度高，耐磨性好的含鉻合金鋼制造，保持架多用軟鋼沖壓而成，也有采用銅合金或塑料保持架的。滾動軸承的主要失效形式為疲勞點蝕和塑性變形。 滾動軸承工作時，滾動體和內(nèi)外圈滾道表面受接觸變應(yīng)力作用。在正常工作條件下（安裝正確，潤滑充分，使用維護好），由于接觸變應(yīng)力的反復(fù)作用，在滾動軸承內(nèi)，外圈滾表面 上會出現(xiàn)疲勞點蝕。當(dāng)出現(xiàn)疲勞點蝕時，軸承的工作溫度上升，震動，噪聲加劇，旋轉(zhuǎn)精度隨之下降，以至失去正常工作能力。 對于在低轉(zhuǎn)速或緩慢擺動條件下工作的滾動軸承，一般不會出 現(xiàn)疲勞點蝕。但當(dāng)載荷很大，滾動體和滾道接觸處的局部應(yīng)力超過材料屈服極限時，在滾動體或套圈滾道上會產(chǎn)生永久塑性變形，也會使軸承工作失效。 此外，當(dāng)軸承潤滑不良，密封效果差或裝配不當(dāng)時還會使軸承出項過度磨損，內(nèi)外圈和保持架破壞等失效；在高速條件下，甚至還會出現(xiàn)膠合失效等。本機所選用軸承型號為 3.6 彈簧的選擇 在本機中彈簧起到了至關(guān)重要的作用 ,用到彈簧的地方很多如 :托紙盤手柄處 ,防雙張裝置處和各輥之間也是靠彈簧來實現(xiàn)壓緊的 ,并且個彈簧大小不一長短不同 . 根據(jù)彈簧的型式 ,特點及應(yīng)用不同本機選用拉伸彈簧此種彈簧兩端有鉤環(huán) ,方便安裝和懸掛 ,并且應(yīng)用與拉力不太大的情況而對本機而言 ,正是如此情況。 17 彈簧作為彈性元件，再機器設(shè)備中的功用主要有： 1）緩沖和吸震，如車輛用的減震彈簧； 2）控制機構(gòu)的運動或零件的位置，如凸輪機構(gòu)、離合器、閥門中的彈簧； 3）貯蓄能量，如鐘表和槍機中用的彈簧； 4）測量載荷，如彈簧秤中的彈簧。 彈簧有多種類型，常見的有螺旋彈簧、環(huán)型彈簧、平面蝸卷彈簧和板簧等，本機中所使用的是等節(jié)距圓柱螺旋拉伸彈簧 彈簧材料應(yīng)具有較高的彈性和疲勞極限，并應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的熱處理性。本機中所選用的彈簧 材料是碳素鋼絲。（ GB4357 89） 一、彈簧的安裝 本機中使用的地方一共有五處 ,對于各輥中在其左在兩端各有一組 ,其主要作用在于壓緊各輥減小各輥之間的間隙增大各輥之間的摩擦力 ,它們分別安裝在三個從動輥的餓卡片上 .可移動手柄控裝托紙臺的裝置中設(shè)有兩處彈簧 ,其中一個的兩端安裝到托紙臺的下方 ,另一端安裝到手柄上 ,另一個彈簧一頭安在支架另一端鉤住了箱體上的可調(diào)片上 ,次片上有若干個孔 ,彈簧的掛鉤可以根據(jù)手柄力的大小來調(diào)節(jié)彈 簧的拉緊 ,在本機中各處的彈簧的設(shè)置和使用都是功妙的 ,尤其是在各輥之間（如圖 3-2 所示） ,它不 同于其他的設(shè)計只是將各軸或輥平獨安裝定位 ,他用到彈簧是充分考慮到了摩擦 ,圖 3-2 兩從動輥與主動輥之間的壓緊 18 會使本機中輥的使用壽命降低 ,這樣以來 ,各輥之間永遠是壓緊的除非彈簧到了使用終了期 ,否則它會延長輥的使用壽命。 3.7 折紙臺的設(shè)計計算 一、 折紙臺的設(shè)計 折紙臺顧名思義，就是控制折紙部份的裝置，一張紙的大小是固定的，由折紙臺的外型與用途不一樣，折紙的部位也就不一樣，所以需要設(shè)計一個部位來控制折紙部位。（如圖 3-3 所示） 折紙臺位于出紙的前一個環(huán)節(jié)，為了方便調(diào)節(jié)者掌握具體情位置我們將在折紙臺上設(shè)計出刻度片，小的細微尺寸可用微調(diào)，這樣我們就在 折紙臺的中央部位設(shè)置一根絲杠，再它的一頭可安裝一個微調(diào)螺母。絲杠屬于折紙臺的核心零部件對它的設(shè)計計算、加工工藝的編制將在下一節(jié)單獨進行。 為了方便安裝，折紙，維修將折紙臺設(shè)計成為半封閉式的箱體結(jié)構(gòu)，這樣紙張也便于進入折紙臺內(nèi)部，在上箱面的下面，四周用螺釘固定上一層薄鐵片使其與上箱面之間有一定的縫隙，這個縫隙是方便紙張進入折紙機的，為了讓紙張進入折紙臺后，轉(zhuǎn)變方向，向其它的空間前進，起到定向的作用。 3.7.1 絲杠的設(shè)計計算 定位板圖 3-3 折紙臺 19 （ 1） 絲杠的設(shè)計計算 絲杠是細而長的柔性軸，它的長頸比 K（其長度與直徑之比）往往很大，一般 都在 20 到 50 左右，我們要設(shè)計的絲杠的 K 為剛度要求很差，加上其結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，有要求很高的羅紋表面，又有階梯及溝槽，因此，在編制絲杠工藝過程中應(yīng)注意，考慮如何防止彎曲，減少內(nèi)應(yīng)力和提高螺距精度等問題。 （ 2） 零件材料的選擇 影響毛坯選擇的因素通常有： 1、 零件材料的工藝性及零件對材料組織的要求 2、 零件結(jié)構(gòu)形狀和外形尺寸 3、零件對毛坯精度，表面粗糙度和表面層性的要求 4、 零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 5、現(xiàn)有生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 根據(jù)本機的要求，此絲杠的精度不高，在選用 45 號鋼進行調(diào)質(zhì)處理即可，然后進行批量加工。 絲 杠有足夠的強度，能保證傳遞一定的力，材料的金相組織要有較高的穩(wěn)定性，熱處理工藝性良好，保證正常的切削加工。 二 零件尺寸計算 為了保證整機的外形尺寸折紙臺不宜過大，當(dāng)然絲杠也有一定的 20 尺寸要求便于加工制造（見零件圖）。 3.8 小結(jié) 本章對折紙機功能作了系統(tǒng)的說明并對其主部件折紙臺作了設(shè)計計算，并對折紙臺的核心要件絲杠作了充分的設(shè)計計算及絲杠在折紙臺中的工作情況和作用做了充分的說明。并對一些標準件進行了選擇和計算。 第四章 傳動機構(gòu)的設(shè)計 傳動機構(gòu)的設(shè)計計算應(yīng)滿足該機構(gòu)的主要工作性能，要合理選擇機構(gòu)形式， 使機構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，自重輕，維修和保養(yǎng)方便。 4.1 帶傳動的設(shè)計計算 帶傳動是由帶和輪的傳遞運動和動力的傳動，所用的繞性件為各種形式的傳動帶。按其工作原理分為摩擦型帶傳動和嚙合型帶傳動 .摩擦型帶傳動靠帶與帶輪接觸面上的摩擦力來 傳遞運動和動力 .本機主要考慮設(shè)計用摩擦型傳動設(shè)計的有關(guān)問題。 一 、帶傳動是通過中間繞性件 (帶 )靠摩擦來傳動的具有下列特點 (1) 傳動帶具有良好的彈性 ,能緩沖和吸振 ,傳動平穩(wěn) ,噪聲小 (2) 過載時 ,帶和帶輪面間發(fā)生打滑和防止其他零件損壞。 (3) 帶傳動結(jié)構(gòu)簡單 ,制造 ,安裝和維護均較方便。 (4) 可用 于中心距較大的兩軸間的傳動。 (5)帶傳動不能保證準確的傳動比 ,對軸和軸承的壓力較大傳動的效率較低 ,帶的壽命較短 ,傳圖 4-1 所示 21 動的外廓較大 .一般帶傳動的傳遞功率 P 50KW帶速 V=5 25M/S 高速帶的帶速可達 60M/S 傳動比 7.帶傳動的主要失效形式為帶在帶輪上打滑和疲勞破壞 (脫層 ,撕裂 ,或打斷 )所以帶傳動的設(shè)計準是 :保證帶在工作中不打滑同時具有足夠的疲勞強度和一定的使用壽命 .即他們一定滿足 。 為了確保帶的壽命 ,包角必須滿足 120在設(shè)計本帶的壽命時帶速不宜太高 ,否則會使離心力增大會降低傳動的工作壽命。 二、 帶傳動的張緊維護 對于本機中的帶傳動它的張緊不需要與其它帶傳動一樣 ,由于它的選擇特別具有一定的彈性所以不需張緊 ,如果此帶打滑 ,就必須更換新帶 . 帶的工作溫度不應(yīng)超過 60 ,本機是在室溫下工作所以不必為溫度操心 ,帶不宜與油、酸、堿等腐蝕性物質(zhì)接觸 .在本機的外面有防護罩 ,它起到了防塵作用 ,更換帶時硬撬 ,防止各盤之間中心距發(fā)生變化 ,應(yīng)先把電機放松而后以電輪軸上卸下膠帶。 4.1.1 帶輪的尺寸計算和帶的確定 一、減速機構(gòu)設(shè)計 由電機轉(zhuǎn)速與主動輥轉(zhuǎn)速可知，減速比為 1 4 5 0 : 4 6 6 3 .1 : 1 ， 選擇主動輪（即電機帶輪）直徑為 25mm ，所以從動輪（即皮帶輪 A）的直徑為 77.5mm ,考慮到 從搓紙輪經(jīng)過主動輥到完全被送出所經(jīng)過的路徑 L 是估算的，為了保證滿足折紙速度每小時 6000 張的要求和主機墻板上的安裝尺寸限制，這里選擇 從動輪（即皮帶輪 A）直徑為 70mm 。 22 初選輪 1直徑為 70mm，為了 選取方便，取皮帶輪 2 直徑也為 70mm，為了保證正常搓紙，主動輥轉(zhuǎn)一周時，根據(jù)以上計算所得，搓紙輪應(yīng)轉(zhuǎn)43周，取 7.043 。 由上述條件可知（如圖 3-2 所示）1 70d mm，2 70d mm，3 50d mm，4 25d mm 1d與 2d之間的距離必須大于 70mm，所以初選它們之間的中心距12a為 100mm。其它各帶輪的直徑均可布置的合理性進行自我安放。所以13 120a mm，24 150a mm，34 130a mm。帶長可由繞線法來的出，方法是用線繞過各帶輪得出帶長，如不是標準可選則標準的而后在調(diào)電機的位置（如圖 4-1 所示）。 4.2 小結(jié) 本章講解了傳動機構(gòu)中動力來源的選擇計算，并對整體的主傳動裝置進行了設(shè)計計算，本章的完成標志著本機的大致結(jié)構(gòu)已基本完成，為以下的各輪各輥的計算奠定了基礎(chǔ)。 第五章 搓紙結(jié)構(gòu)設(shè)計 本機構(gòu)的搓紙功能實現(xiàn)完全是靠紙與輥之間的摩擦力來實現(xiàn)的。為了讓輪順利完全平整的進入機裝內(nèi)各輥之間我們預(yù)設(shè)了三個搓紙輪一主兩副，中間的是主要起搓紙功能而兩邊的則是為同時進紙而平整紙張，為了減重，將三個輪全部設(shè)計為塑料輪，固定在一根軸上。為了增大摩擦力，在主輪上表面再套上一層 2 到 3 毫米橡膠皮。 5.1 搓紙輪的設(shè)計計算 23 初定搓紙輪的直徑為 47mm，厚度為 20 mm 它的具體尺寸不須要進行校合，只要能夠滿足搓紙的要求和安裝的要求即可。 一、 齒輪的計算 齒輪傳動是機械傳動中最主要的一類傳動 ,它歷史悠久 ,形式多樣 ,廣泛應(yīng)用傳遞任意兩軸或多軸間的運動和動力 .它的主要特點是 : 瞬時傳動比恒定 ；傳動效率高 ；壽命長 ；結(jié)構(gòu)緊湊 .但由于它的制造和安裝精度要求較高 ,故制造工藝復(fù)雜成本較高。 齒輪傳動類型很多 ,但最簡單 ；最基本的是直齒圓住齒輪 .對它傳動有兩個基本要求 :1 傳動準確 ；平穩(wěn) 2 承載能力強。 為了選取方便，取皮帶輪 2 直徑也為 70mm，為了保證正常搓紙，主動輥轉(zhuǎn)一周時，根據(jù)以上計算所得，搓紙輪應(yīng)轉(zhuǎn)43周，取 7.043 ，所以應(yīng)在皮帶輪 2 和搓紙輥之間增加一組齒輪以達到減速的目的，兩組齒輪的齒數(shù)比為 34。（如圖 5-1 所示） 因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以由（ 6-45）式得 取小齒輪齒數(shù) 261 z ，所以 1.377.0262 z，取 372 z ， 實際轉(zhuǎn)動比為 423.13726120 zzi ， 彈簧離合器搓紙輥圖 5-1 搓紙輪減速機構(gòu) 24 齒輪轉(zhuǎn)速m in1 0 6 01 rnn z 主動 工作時間為一天 8 小時，壽命為 5 年，所以 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 811 106.7)53008(11 0 6 06060 hL rtnN 882 103.5432.1106.7 LN 查圖 6-34 得接觸疲勞壽命系數(shù) 92.01 NTZ， 94.02 NTZ 選擇安全系數(shù) 0.1HS 查圖 6-33得 5251lim H ， 5502lim H 890536 55.01055.91055.9 6161 nPT 5061 92.055011lim HNTHH SZ 5.4931 94.05252l i m2 HNTHH S Z 33.21485432.14.0 932.289035.143.76)1(43.76 3 23 211 Hd u uKTd 分度圓直徑： mmmzd 3737111 mmmzd 2626122 齒頂高： 111.* mhh aa 齒頂圓直徑： mmhddaa 39123721 mmhddaa 281226211 齒根圓直徑： 齒寬系數(shù)選 4.0d 齒寬： 8.14374.01 db d 25 取： 151 b 182 b 5.2 搓紙輪的安裝定位及材料的選擇 搓紙輪的安裝在本機中是非常重要的，它的安裝是否正確直接跟能否正常搓紙有著直接的關(guān)系。由主動輥的設(shè)計計算可知，它必 須安裝在與主動輥相距 70mm 的地方。兩端固定在左右墻板上，兩端靠 E型卡片固定，它的定位必須在托紙盤的后面。 它的材料選擇原則是：保證重量輕，方便加工，應(yīng)與要選擇的橡膠皮帶有一定的親和力。由這些可知搓紙輪的輪體選擇塑料的加工時用鑄塑的方法即可。選外層皮帶時應(yīng)選擇，皮帶與紙之間的摩擦力應(yīng)大于紙與紙之間的摩擦力，應(yīng)小于防雙張與紙之間的摩擦力（如圖 5-2 所示）。否則會把兩張或更多張一起搓進去。 5.3 彈簧離合器及電磁鐵 離合器在本機中的作用是至關(guān)重要的，它直接作用與搓紙輥，沒有它搓紙輪將不能順利的轉(zhuǎn)動。離合器按其 工作原理不同有 1）嚙合式離合器，利用牙齒的嚙合來傳遞扭矩，能保證兩軸同步運轉(zhuǎn)，但接合的功能只能在停車或低速時進行； 2）摩擦式離合器，利用工作表面的摩擦力來傳遞扭矩，能在任何轉(zhuǎn)速下離合，并能防止過載（過載時打滑），但不能保證兩軸完全同步運轉(zhuǎn)，它適用于轉(zhuǎn)速較高的場合。 如圖 5-2 搓紙輪與防雙張裝置 26 按照操作方式，離合器又有機械操縱式、電磁操縱式、液壓操縱式和氣動操縱式等各種型式。它們統(tǒng)稱為操縱式離合器。能夠自動進行結(jié)合和分離，不需人來操縱的稱為自動離合器。例如離心離合器，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到一定值時，能使兩軸自動結(jié)合或分離；安全離合器則當(dāng)轉(zhuǎn)矩超過允許 值時，能使兩軸自動分離；定向離合器只允許單向轉(zhuǎn)動，反轉(zhuǎn)時使兩軸自動分離。本機選用的是 5.4 小結(jié) 本章對該機的核心部件作了充分的設(shè)計計算及定位選擇，對該搓紙輪的結(jié)構(gòu)選材也作了一定的設(shè)計，并對本機所用的電磁鐵和離合器進行了選擇和位置的確定，本章基本完成了該機的初步定性計算。 第六章 排紙機構(gòu)設(shè)計 一、排紙機構(gòu)的設(shè)計 排紙機構(gòu)也是本機中的一個重要的環(huán)節(jié)，它位于沖動磙和光電管的下方。此機構(gòu)應(yīng)該設(shè)計成帶傳送裝置，應(yīng)設(shè)計出傳誦帶，從帶把紙傳出去。它的動力來遠源也是來自電動機，但是為了使帶傳動的速度不至于太快，而 使紙張亂飛，我門設(shè)計一個減速的裝置，是有一個雙連的齒輪組成的一個減速系統(tǒng)，它類似于搓紙輪的減速機構(gòu)，只是出紙機構(gòu)為拉進一步的減慢速度，使紙張平穩(wěn)的流動到出紙臺上，這個減速機構(gòu)我門設(shè)計的是一個雙連齒輪的減速。 27 為了使紙能夠平穩(wěn)的到達收紙盤，我門在傳送帶的下放設(shè)置一個壓紙輪，同時，帶傳送的主輪我們選用的是鼓行輪（中間高 2 面低的那種）為拉就是保障帶在 2 個軸上的平行度，不至于使紙張在帶上來回的跑來跑去的，齒輪傳動比帶傳動精確，能夠準確的控制帶傳送的帶速（如圖 6-1所示）。在此裝置中的壓紙輪的位置是可以調(diào)整的，為的 是能夠適應(yīng)不同行號的紙張，它的軸是設(shè)計安裝在箱體壁上的 ,人為的能夠拿動來調(diào)節(jié)紙張的大小。出紙系統(tǒng)的設(shè)計是有一定角度的 ,為的是使紙能夠順利的溜到出紙盤，同時，出紙臺的尺寸和其他的數(shù)據(jù)并沒有什么限制，人為操作時不要使紙張大量的積壓，會使里面正在輸出的紙張受帶影響。 二、 齒輪的計算 為了使紙排出時一張搭著一張以便于收紙，因此排紙時的速度要比較小，即：排紙速度 2 9 7 2 2 4 7 . 50 . 6 mmV s排。初步選擇排紙輥直徑為 28mm ，所以排紙輥轉(zhuǎn)速為2 . 8 1 6 8 m i nrrn s 排 247.5 28 。電機轉(zhuǎn)速為1450 minr ，因此從電機到排紙輥的減速比最小為： 1 4 5 0 : 1 6 8 8 .6 : 1 。為了滿足這個要求，并且考慮到安裝空間的限制，因此設(shè)計四級減速，即電機輪與排紙輥帶輪的減速與圖（ 6-3）所示的三級齒輪減速。初圖 6-1 排紙機構(gòu)示意圖 圖 6-3 排紙機構(gòu)的減速裝置 28 步選擇排紙輥的帶輪直徑為 50mm ，因此從電機輪到排紙輥帶輪的減速比為 2:1 。三級減速齒輪的齒數(shù)比都選為： 42:15 ,因此從電機到排紙輥的減速比為： 43.9:1 。 則排紙輥的轉(zhuǎn)速為 : 1450 33 m i n4 3 . 9 rn 排 排紙速度為 : 33 2 8 4 8 . 360 mmV s 排 因此搭紙的距離為 : 4 8 . 3 0 . 6 2 9S V t m m 排 6.1 小結(jié) 本章的設(shè)計計算也是非常巧妙的，一組雙聯(lián)齒輪與兩個單獨的齒輪之間形成了 三級減速，使得紙張的出紙速度很慢，更便于收紙，此機構(gòu)的傳送帶兩端輥采用了鼓型輪的設(shè)計也是很巧秒的。 說 明 本機中所應(yīng)用的大量零件，除了大量使用的螺釘、墊圈、螺母是標準件，其于是非標準件，需要完全設(shè)計自行生產(chǎn)，如：定位板、搓紙輪、主動輥和其余 3 個從動輥。其中前后墻板和絲杠是屬于比較難加工的部件，彈簧和軸承是屬于標準件。 本機的設(shè)計計算不屬于標準計算，其設(shè)計結(jié)構(gòu)的巧妙是本機的獨特之處如：防