1、畢業論文(設計)任務書論文(設計)題目：多功能蔬菜切片機設計_學號： _專業：機械設計制造及其自動化 _指導教師：_ 系主任： _一、主要容及基本要求(1 )將質地較硬的蔬菜切成片狀。切刀工作阻力約100N。(2 )直動式切刀每分鐘往復次數為300；旋轉式切刀轉速150r/min。行程速比系 數K。(3 )主執行機構的最小傳動角不小于40，輔助傳動機構的許用壓力角可=70% 機器運轉的不均勻系數可為0.05。電動機功率儲備系數為1.5。(4 )要求機器運行平穩，切片均勻。物料切片厚度及生產率可調。(5 )分析多功能蔬菜切片機設計工作原理和技術要求及構思方案，并進行多方案 對比分析。(6 )完成

2、多功能蔬菜切片機設計傳動系統的設計、執行機構設計和結構設計；主 要零部件的受力分析和強度計算。繪制所設計方案的機構運動簡圖。繪制多功能 蔬菜切片機的裝配圖及主要的零件圖。要求圖紙工作量2.5A0圖紙以上(AutoCAD 繪圖 L(7 )設計說明書一份，電子文檔一份。(8 )英文文獻翻譯(含原文L要求：原文5000個單詞以上，中文翻譯要求通 順。貞腳二、重點研究的問題（1）多功能蔬菜切片機總體方案設計（含切刀機構、夾持機構和輸送機構等L（2 ）多功能蔬菜切片機傳動系統的設計。（3）主執行機構設計（多功能蔬菜切片機構選型及尺寸確定）及其結構設計。畢業論文（設計）評閱表學號_專業 機械設計制造及其自

3、動化畢業論文（設計）題目：筈功能蔬菜切片機設汁 _評價項目評價容選題1是否符合培養目標，體現學科、專業特點和教學計劃的基本要求， 達到綜合訓練的目的；2難度、份量是否適當；3.是否與生產、科研、社會等實際相結合。能力1.是否有查閱文獻、綜合歸納資料的能力；2.是否有綜合運用知識的能力；3.是否具備研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力；4 是否具備一定的外文與計算機應用能力；5.工科是否有經濟分析能力。論文 （設計）質量1.立論是否正確，論述是否充分，結構是否嚴謹合理；實驗是否正確， 設計、計算、分析處理是否科學；技術用語是否準確，符號是否統一， 圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規

4、；2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何；3.有無理論價值或實際應用價值，有無創新之處。貞腳綜合評價該同學所完成的多功能蔬菜切片機的設計基本原理正確，傳動系 統設計合理。畢業設計說明書的論述合理，設計計算方確，格式符合 要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達到工程圖的要求。 整個畢業設計工作體現了學科教學計劃的基本要求，所完成的工作達 到了本科畢業設計要求，推薦成績為“中等”，可參與答辯。評閱人：2014年 月 日畢業論文（設計）鑒定意見學號： _專業： 機械設計制造及其自動化畢業論文（設計說明書）頁論文（設計）題口：多功能蔬菜切片機設計貞腳容提要：多功能蔬菜切片機的設計口的是

5、把大塊的質地較硬的蔬菜瓜果，實施切片切塊的一款機器，它能實現自動進料，自動出料，并能通過控制pic程序從而實現不同厚度蔬菜切片的功能。本人設計的多功能蔬菜切片機，是利用電機為動力來源，依次通過兩級皮帶減速和一級齒輪減速，達到減速增加力矩的LI的，從而實現每分鐘150次切削蔬菜的LI的。本機器是通過切削執行軸上的凸輪接通和斷開機械開關，從而把電信號傳遞到pic,用pic發出脈沖信號，控制步進電機的進給，不僅不會打刀，還能良好的控制切削蔬菜的厚度。多功能蔬菜切片機的進料槽設計是采用v型槽方式，這種方式能限制大塊蔬菜（例如紅薯，馬鈴薯，蓮藕，黃瓜等蔬菜）四個自由度，保證良好的切削。本機器量身打造了出

6、料槽，蔬菜被切成片以后，立即進入收集斗，即可進行下一步深加工，本機器還設計了切刀的防護罩，避免工作人員被刀劃傷，是很符合人體工程學的一項設計。目 錄第一章概述 .21. 1食品機械與設備主要包括的容.21.2市場上已出現的切片機 .21.2.1、 制漿造紙行業 .21. 2. 2、制作細胞或組織切片行業： .31.2.3、 肉片加工行業 .31.2.4、 蔬果加工行業 .31.3切片機使用要求 .31.3.1、 肉片、蔬果加工行業 .31.4本設計研究容 .41. 4. 1、目標 .4貞腳1.4.2、多功能蔬菜切片機的設計要求.41. 4. 3、多功能蔬菜切片機應滿足的基本要求 .4第二章切片

7、機原理方案構思與擬定.62. 1方案的構思 .62.2方案的設計 .72. 2. 1進料裝置 .72.2.2傳動裝置.82. 2. 3電機的選型 .102. 2. 4帯傳動的設計.102.2.5齒輪傳動設計.112. 2.6機架的設計 .11第三章動力傳動部件的校核.133.1齒輪的計算和校核 .133. 1. 1齒輪材料處理工藝及制造工藝的選定 .133. 1.2確定各主要參數 .133. 1. 3 傳動比 .133.1.4齒輪模數m.133. 1. 5齒輪接觸疲勞強度計算 .143. 1. 6齒輪強度校核 .153.2軸的計算與校核 .193.2. 1軸的預選計算 .193.2.2 軸的校

8、核計算.193.3普通平鍵的計算與校核 .203. 3. 1 鍵的選取.203. 3. 2鍵聯接的強度校核.203.4 軸承的計算與校核.213.4.1圓錐滾子軸承壽命校核 .213. 4. 2轉盤處單向推力球軸承的壽命的校核.22第4章基于UG的實體設計概述 .234. 1 UG實體設計概述 .23參考文獻.24致 .25附錄一.26附錄二.30貞腳多功能蔬菜切片機摘要：多功能蔬菜切片機是主要是通過驅動裝置，傳動裝置來實現進料以及對瓜果蔬菜進行 進行切片，實現了能夠進料和出料，厚度可調的功能的裝置。多功能蔬菜切片機的創新設計 的目的是按照設計題目的要求，設計可完成一圧動作的切片機，完成理論方

9、案的設計。然后 對手動瓜果蔬菜切片機的基本結構進行分析，淸楚設訃多功能蔬菜切片機主要技術關鍵，主 要是步進送料裝宜和傳動裝程的機構設計，明確切片的原理，并對切片的厚度進行可控制性 的調整設計。最后使用l；G軟件對手動瓜果蔬菜切片機進行三維造型，模擬運動仿真，進行動 畫演示過程,并生成總裝圖和部裝及部分重要零件圖。本文主要對多功能蔬菜切片機的設計進行說明。關鍵詞：切片機；凸輪；齒輪傳動；步進送料：驅動裝宜：傳動裝置：厚度調整。Multifunctional vegetable slicerAbstract： Multifunction vegetable slicer is mainly thr

10、ough the drive means to realize the transmission of the feed and sliced fruits and vegetables, the apparatus can achieve a feed and discharge, the thickness of the adjustable functions. The purpose multifunction vegetable slicer innovative design is based on a design requirements, designed to comple

11、te certain actions slicer, complete the design theory of the program. The basic structure of the fruit and vegetable slicer manual analysis clearly primarily designed multifunction key technologies vegetable slicer, the feeding means is a stepping main transmission mechanism and the design principle

12、 of the specific slice, and the slice thickness can be controllability adjust the design Finally, the use of UG software manual slicer of fiuits and vegetables for three-dimensional modeling, simulation motion simulation, carried out animation process and generate assembly plans and the Ministry of

13、wear and some important parts diagram.This paper focuses on the design of multi-purpose vegetable slicer explainedKeyword: Slicer; Cam; gear; stepping feeding; drive; transmission; thickness adjustment 貞腳第一章概述1.1食品機械與設備主要包括的容食品機械與設備的容主要包括：輸送機械與設備、清洗和原料預處理機械與 設備、攪拌及均質機械與設備、原料及半成品的熱處理機械與設備、真空濃縮設 備、干燥機

14、械與設備、排氣及殺菌機械與設備等。1.2市場上已出現的切片機1.2. K制漿造紙行業：一般形式有刀盤式切片機，鼓式切片機，螺旋切片機等。刀盤式切片機 山刀盤、機殼、喂料槽以及傳動裝置等部分組成。沉重的刀盤還起到飛輪的 作用，穩定切片過程。刀片沿盤面輻射狀安裝，并突出2 Omm左右，原木通 過溜槽喂入轉盤的一側，刀片與原木軸線成一定角度進行切片，處理量為 290m3SUB/h,通常1W況下木片長度24mm,刀盤直徑3360mm,刀盤轉速249rpm, 刀盤上安裝有16只刀片，由4臺馬達帶動，總功率為4X315kw,馬達速度為 25rpso1.2.2、 制作細胞或組織切片行業：用于光學顯微鏡的有旋

15、轉式和滑走式切片機。用于電子顯微鏡的有超薄 切片機，使用玻璃刀或鉆石刀制作超薄切片。材料的裝置有機械推進式和熱 膨脹式。用于冷凍切片法的有冷凍切片機、低溫恒溫器、冷凍超薄切片機。 用于徒手切片的有圓筒切片機。貞腳1.2.3、肉片加工行業：羊肉、肥牛切片機：該款切片機的刀片釆用了進口合金鋼材料，可適應高速 度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自動可調，并與進料機構精巧配合，使之可根 據所需肉片厚度自動控制推進速度；工作平臺完全山尼龍板制做，可防止肉卷融 化，既高檔乂保證了衛生要求。尤其值得一提的是，從該切片機出來的成品肉片 可自然成細卷，而且無需解凍立即包裝，非常方便。1.2.4、蔬果加工行業：多功能

16、切絲切片機，由重力棒、進料筒、轉盤、切刀、切絲刀、機架、底座、 軸、支撐輪，動力裝置等組成，切刀和切絲刀安裝在轉盤上，轉盤在動力裝置作 用下做旋轉運動，轉盤上的切刀和切絲刀將原料切割成片或絲，主要用于土豆、 蘿卜、芥菜、瓜果、酸菜、白菜，肉類的片、絲加工，具有結構簡單、使用安全、 操作方便、加工效率高等優點，適合于個人經商使用。1.3切片機使用要求1.3.1、肉片、蔬果加工行業1.切片機只能用于切適于本切片機切片圍的物體。2.使用前在斷電情況下清理刀片和工作臺。3.接通電源、試機，確定能夠設備正常工作后關機待用。4.若冷凍原料切片之前要解凍（去掉原料上的冰層）。5.使用過程中嚴禁用手和其他工具

17、接觸圓盤和刀片。6.放好原料調節好出片厚度，開機、推動離合器。7.推送原料時不宜用力過猛。8.關機、拔掉電源線，出片尺度掉到零點，徹底清理機器整體，嚴禁用水沖貞腳刷機體。9.每周檢查機油一次，油標低于規定尺度及時加油。1 4本設計研究容1.4.1、目標根據要求，設計一個能夠實現切片厚度均勻且能調整切片厚度，安全可靠， 提高工作效率，適合各種瓜果類蔬菜的自動切片機的合理方案，并運用三維軟件 建立該機器的模型，實現運動仿真。1.4.2、 多功能蔬菜切片機的設計要求1、 要確保機械的切實可行性；2、 要貼近生活，做到在生活中切切實實用得到，有必要用；3、 要貼近一些時代主題，盡量做到低能高效；4、

18、能夠提高工作的效率；5、 要確保機械的安全性，設計要符合人體工程學；6、 可以調節切片的厚度，從而實現切塊，切丁等目的；1.4.3多功能蔬菜切片機應滿足的基本要求多功能蔬菜切片機應滿足的要求有以下兒個方面：1、具有預定功能的要求所設計制造的多功能蔬菜切片機必須實現預定的解 決生產或生活問題的功能，這是機器設計的最基本出發點。為使所設汁的機器具 有預定功能，合理選擇機器的工作原理是最重要的。顯然，預定實現的功能不同, 設計的要求也不同。2、經濟性要求機器的經濟性是一個綜合指標，在切片機的設計、制造、使 用、銷售、維修、管理等各個環節均有所體現。總之，經濟性要求就是在滿足功 能要求的前提下使解救人

19、質機的總費用最低。3、安全性要求在多功能蔬菜切片機的設計階段就必須對機器的使用安全予貞腳 以足夠的重視。簡單地講，安全就是指多功能蔬菜切片機本身的工作安全及使用 者的安全，特別是使用者手的安全。因此，要采用各種各樣的防護措施，使運行 時刀具不會與人體直接接觸。4、可靠性要求簡單地講，可幕性就是多功能蔬菜切片機在使用中性能的 穩定性，它是多功能蔬菜切片機的一個重要質量指標?？啥π运皆礁撸f明機 器在使用過程中發生故障的概率越小，能正常工作的時間就越長。5、操作使用方便的要求多功能蔬菜切片機是一種給生活帶來方便的機械 產品。在設計多功能蔬菜切片機時必須注意操作時要輕便省力；操作機構要適應 人的生

20、理條件；多功能蔬菜切片機的噪聲要小；防止污染等。此外，對有些機器 還有一些特殊要求，如建筑機械要便于拆裝和搬運、交通機械要重量輕等。設計 多功能蔬菜切片機時，在滿足基本要求的前提下還要滿足這些特殊要求，以提高 機器的使用性能和保證機器的工作質量。貞腳第二章切片機原理方案構思和擬定2. 1方案的構思根據多功能蔬菜切片機的設計!_!標和要求，首先要考慮刀片的運動方式，以 及采用何種機構帶動刀片運動。采用何種傳動裝置使蔬菜傳遞到刀具下完成切片 工作，最主要的是如何通過一個力帶動兩個機構同時運動。以及如何控制切片的 厚度，如何讓切片順利排出機器，如何限制被切物的大圍移動所導致的無確切片。綜合考慮，經過

21、研究出兩種切片方式為備選切片方式：方案一：采用周轉式切片方式，這種切片方式通過刀具的圓周循環運動，進 行切片，但是這種方式要求提供比較大的力矩給刀片，刀具的接頭部位，要設計 的剛度要求高。優點是結構簡單，易于拆裝和維護。方案二：采用雙曲柄滑塊機構，這種切片方式切削力度比較均勻，是實現刀 具的往復運動，但是結構較為復雜，不利于拆裝和維護。最后通過綜合考慮，選定方式一，設定結構圖如2-1所示：圖2-1周轉式切片方案示意圖貞腳2. 2方案的設計進料槽方案的設訃，首先根據蔬菜的形狀大小，設訃進料槽，進料槽必須滿 足大多數蔬菜的進料方式，且不會出現卡死的情況，因此設計成V型進料槽是比 較合理的。曲于蔬菜

22、處于加工位置時，要限制住蔬菜的自由度，因此，專門設計了一個 刀槽，這樣，切菜的時候就不會出現蔬菜翻轉的現象。切菜方案的設訃，采用240mm的刀長，能滿足大多數蔬菜的切菜能力，且刀 柄部位加強，以防止斷刀，刀柄用螺釘緊固在刀盤上，四個螺釘，限制刀具的位 置。2.2.1進料裝置本機構釆用自動可調節的自動進料方式，如圖2-2所示，它主要山以下零部 件構成：圖2-2 驅動裝置示意圖1、凸輪和機械開關：凸輪是安裝于輸出軸端的，他的作用是相當于計數的作用，和機械開關配合，當刀具的刀位處于非切削位置時凸輪頂起，機械開關接通, 并把電信號送入Pic中。貞腳2、Pic：從機械開關接收信號，經過處理，把輸出信號傳

23、入步進電機，控制 步進電機的轉角；同時對輸出信號計數，當一個周期完成，輸出回轉信號，使齒 條回位。3、步進電機：是進料機構的動力源，輸出軸接小齒輪。4、電機安裝板：用來安裝步進電機。5、小齒輪和齒條機構：把齒輪的旋轉運動轉化成齒條的直線運動。6、V型滑塊機構：和入料槽配合，把料往前頂。2.2.2傳動裝置1.帶傳動帶傳動是一種應用很廣泛的機械傳動。帶傳動由主動輪、從動輪和適度緊在 兩輪上的封閉環形傳動帶組成。它是利用傳動帶作為中間的撓性件，依幕傳動帶 與帶輪之間的摩擦力來傳遞運動的，主動軸的動力通過撓性傳動帶傳遞給從動軸。其優點是：（1）能緩和載荷沖擊；（2）運行平穩無噪聲；（3）制造和安裝精

24、度不像嚙合傳動那樣嚴格；（4）過載時將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他 零件的損壞；（5）可增加帶長以適應中心距較大的工作條件；其缺點是：（1）有彈性滑動，使傳動效率降低并且不能保持準確的傳動比;（2）傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大；（3）帶的 壽命較短。2.鏈傳動鏈傳動是山閉合的撓性環形鏈條和主、從動鏈輪所組成的，鏈輪是有特殊齒 形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動是屬于帶有中間 撓性件的嚙合傳動。其優點是：與帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現象，能保持準確的平 均傳動比，作用于軸上的徑向圧力較??；在同樣使用條件下，鏈傳動的結構較為 緊湊。鏈

25、傳動能在高溫及油污惡劣環境中工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動較易安 裝，成本較低；在遠距離傳動時，其結構要比齒輪傳動輕便得多。其缺點是：在兩平行軸間只能用于同向回轉的傳動；運轉時不能保持恒定的貞腳 瞬時傳動比；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應用。3.齒輪傳動齒輪傳動是現代機械中廣泛應用的一種傳動形式，它主要用來傳遞空間任意 兩軸之間的運動和動力，并可改變轉動速度和傳動方向。其優點是：齒輪傳動和其他形式的機械傳動相比較，傳遞的功率和圓周速度 圍大，傳動效率高，能保證恒定的傳動比，工作平穩、安全可靠且使用壽命長， 結構緊湊。其缺點是：制造和安裝精度要求高，因而成本也較高，并且不宜用于軸間距 離較

26、大的傳動。4.蝸桿傳動蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動與動力。它山蝸桿與蝸輪組成， 一般蝸桿主動，蝸輪從動，作減速運動。在少數機械中，蝸輪主動蝸桿從動，作 減速運動。其優點是：（1）傳動比較大，結構緊湊；（2）傳動平穩噪聲低；（3）可具自 鎖性其缺點是：因為蝸桿蝸輪在嚙合處有較大的相對滑動，因而磨損大，發熱量 大，效率低。為減少蝸桿傳動嚙合處的摩擦和磨損，控制發熱和防止膠合，蝸輪 常采用青銅材料制造，因而成本增高。通過對帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動和蝸桿傳動工作方式和優缺點的比較以及 本課題的設計要求，選取帶傳動和齒輪傳動。如圖2-3所示。貞腳圖2-3傳動機構示意圖2.2. 2.2. 3 3

27、電機的選型根據設汁要求，要求刀具每分鐘切片300次，根據此要求及其傳動比得：總的傳動比：I二11*12二32. 14選定電機型號為Y80M2-4,其額定功率為0. 75kw,經核算，能夠滿足設計要求,此電機的額定轉速為2880r/mino核算：電機轉速q二2880r/min,總傳動比1=32. 14,刀具切片 ql二 1440/32. 14*2二45*2二90 次/min大致能夠滿足設計要求。2.2. 2.2.4 4帶傳動設計本機器采用兩級帶傳動設計，每級帶傳動比一定:貞腳1、第一級帶傳動:D1二50；D2二150;傳動比 il二D2/D1 二 130/50二3中心距al二287小帶輪包角為：

28、142大于120，滿足帶傳動要求。2、第一級帶傳動：D1二50；D2二150;傳動比 i2二D2/D1 二 130/50二3中心距al二221小帶輪包角為：135大于120，滿足帶傳動要求。帶傳動總傳動比II二il*i2二3*3二92.2. 2.2. 5 5齒輪傳動設計采用圓柱直齒輪傳動，為了保證齒輪齒面強度，選定齒輪模數呼4。 小齒輪齒數：zl二14； 小齒輪分度圓直徑dl二14*4二56。大齒輪齒數：z2=50： 大齒輪分度圓直徑12二50*4二200.傳動比 12二z2/zl二3. 572.2. 2.62.6機架的設計按照自下而上的建模方法，把所有的功能部件設計布局完成以后，再依據各部件

29、 的安裝位置，設計出機架，要求能夠平穩的支持整個機器運行。如圖2-4所示。貞腳圖2-4機架的設計貞腳第三章動力傳動部件的校核3.3. 1 1齒輪的計算和校核3.1.13.1.1齒輪材料處理工藝及制造工藝的選定齒輪選用的材料均為40Cr,調質處理，硬度約為HBS 262293試驗齒輪齒面疲勞極限如下：b”Hmi 二650 N/mrrrbyiim =220 N/mm2齒輪的加工為插齒，精度為7級。3.1.23.1.2確定各主要參數由于屬于低速傳動，采用齒形角二20,直齒輪傳動，精度為6級，為提高 承載能力，采用直齒輪傳動。3.1.33.1.3傳動比曲于對轉速沒有太嚴格的要求，只需實現傳動，故取i二

30、13.1.43.1.4齒輪模數m m模數m山強度計算或結構設計確定I KT.Y.m = 12.13)- nun妙(3. 1)式中，K綜合系數，齒輪為7級精度等級沖擊取K二1.62.6, 8級精度等級 中等沖擊取K二2.5、3.9，沖擊較大、或不變位時取較大值。汗臥主動輪的齒形系數久一一主動輪的傳動轉矩T 9550P/v、7| = -(N - m)厲(3.2)P_額定功率，kw厲一一齒輪轉數(一般為第一級即電機轉數)，min刃伽_實驗齒輪的彎曲疲勞極限，按MQ級中等質量要求選取貞腳7；=9550 x0.31460= 196(IGV2)“ =2取圓整 m =2. 53.1.53.1.5齒輪接觸疲勞

31、強度計算齒輪分度圓直徑4,由下邊公式IZRZ 2方而王17 r si處(3.2)式中，齒寬系數久查表，考慮傳遞功率不是很大弘二0.28取 = 2 =28齒數比“二。心=1齒輪轉矩人二1.96載荷系數K =心仏心心心使用系數，查表取K”二1動載系數，査表取Ky二1.2Ka齒間載荷系數，由表取1.15齒間載荷分布系數，查表取1.1載荷系數K = 負,心心二廣 “Xi. “I. 1=1.45材料彈性系數乙查表取乙二189.8“節點區域系數乙,査圖取Z”二2. 5重合度系數乙由推薦值0. 85 0.92 ,則乙=0.87將數帶入(4.2)得:貞腳如一一齒寬系數，齒寬b與小齒輪分度圓直徑山的比值。將數代

32、入(4. 2)得：d 丄Z“乙、2 2口(“1)V 61處J 189.8x2.5x0.87 ；2xl.45xl.96xl0 (1 + 1)二半 5770281=27.5齒輪模數 m m 二/心=27. 5/28=1 ，取加=2. 5齒輪輪分度圓直徑42 4拆二2 5X28二70加1標準中心距67 a二加憶+z?)/2二2 5(28+28) /2二70 mm 齒寬b方二卩4二0.28X70二19. 6圓整為20mm3.1.63.1.6齒輪強度校核1）齒面接觸疲勞強度計算接觸應力(3.3)山公式（4.3）得齒面接觸應力的基本值6：=567. 85 N/mm2式中，人一端面分度圓上的名義切向力，取耳

33、二2000 Xb工作齒寬，取b =20 mm齒輪分度圓直徑，取山=70u齒數比,u 二乙/Z“ 二28/28 =1Z“一節點區域系數，取乙，二2. 36貞腳N/mm2=2. 36X189.8X0. 75X1X/擁 K,K、.K“KgKIIPIIPN/mm2(3.4)0二0,査相關圖，取Z =2.21 乙一彈性系數，查表取乙=189. 8 乙一重合度系數，查圖取乙二0.75 乙一螺旋角系數，直齒0二0,取二1,由公式(4.3)得接觸應力:二 567 85X Jl25x 1.0lxl. 12xl10 xl.2 N/mm二 775. 79 N/mnf式中， 瓦使用系數，中等沖擊，查表6-5111取=

34、125心一動載系數，6級精度，查表6-5 取二1.01K仲一計算接觸強度的齒向載荷分布系數，取K =1.12計算接觸強度的齒間載荷分布系數，取5二1K刖一計算接觸強度的行星輪間載荷不均衡系數，查表7-2川取KP二1.26/。一計算齒面接觸應力的基本值,許用接觸應力Km警如ZZZRZZ6”6” = = a a minmin式中，試驗齒輪的接觸疲勞極限，取向二1400 N/mm；S“min計算接觸強度的最小安全系數，取Smn =1.25；計算接觸強度的壽命系數，取乙丫二1.03；乙一潤滑油系數，取乙二1.06； 乙一工作硬化系數，乙二1 1;乙一速度系數，取乙二0.90；貞腳1400 x1.03L

35、251.06x0.90 x0.95x1.11x1=1160. 5N/mni2故接觸強度通過。II）齒根彎曲疲勞強度，計算齒根應力6% = FKY(3.5)式中，F二嘰為一端面分度圓上的名義切向力，取耳2二2000 Nb工作齒寬，取b =20 mm法向模數，取心二2. 5FI2 _ 2000F 二嘰 20 x2.5 二40載荷系數 KK = KAKvKaK=1 x L 2x 1. 1 x 1. i=L 45式中，匕一使用系數。取K心1心一動載系數。取心二1.2K“一齒間載荷系數，取心二 IK0齒間載荷分布系數，取二i.i彎曲強度的重合度系數r式中，丫巾一齒形系數。取丫帀二2. 5一應力修正系數。

36、取二1.605貞腳ZR粗糙度系數，取ZR =0. 95；乙一尺寸系數，取z龍=1；Ys =0.25 + 5 重合度系數。6二0716Y =1_0與一螺旋角系數。0120二1.0則:Y =緯必 X =2.5x1.605x0.716x1.0 = 2.873by = F K Y = 40 x 1.45 x 2.873 = 166.634 N/mm2計算許用彎曲應力6(3.6)式中,2 2 HimHimFF minmin7皿一彎曲疲勞極限。山于材料為40Cr,故取巧皿二330S“m_最小安全系數。取Sin二1.4HimHim(3.7)式中，如一應力修正系數。取如二2.0人7壽命系數，取丫二1.0YiT

37、 一圓角敬感系數，取YiT二0. 99垛欣一表面狀況系數。取，dR“二i. 674-0. 529(/?z+1)0，=l. 063 尺寸系數。由叫，則N二1.0Y =2.0 x1.0 x0.99x1.063x1.0 = 2.105則：6IP = b? = 250 x205 = 526.25貞腳(3.8)(3.9)(3. 10)bp b”p故嚙合齒輪彎曲疲勞校核合格。3.3. 2 2軸的計算與校核3. 2.1軸的預選計算對于實心主軸：d 2啊 N國 y（57Vr）對于空心軸d二為x y（P/Wx（l-0）入=唇0000/0.2B通常取0. 5-0. 6對于主軸，為空心軸，取P=0.5主軸材料為40

38、cr T取值40-52取T為45D=20. 64mm 初選徑為 d二 10mm 因為 B 二0. 5 所以 D二30mm3. 2.2軸的校核計算軸的校核汁算首先做出軸的計算簡圖，彎矩圖，扭矩圖，然后進行軸的強度校核 即可。由于本空心軸是水平放置，靠它傳遞扭矩，少量的彎矩可忽略不計，故只 需對其扭矩進行校核便可。空心軸所受扭矩圖如圖3. 1所示。扭轉切應力訃算公式：T = T/WT式中，一截面的剪切應力T截面處得扭矩貞腳圖3.1空心軸扭矩圖“丁-危險截而的抗扭截面系數對于空心軸:Wr = 0.2Dl- 0)其中 0二d / D查表得到45號鋼j= 140MPar = 1960/(0. 2X303

39、(1- (10/30)*)二0. 3675j因此這根空心軸符合強度要求3.3. 3 3普通平鍵的計算與校核3.3. 3.3.1 1鍵的選取本課題設計中共有三處先用普通平鍵連接，分別為齒輪傳動處主動輪上和從 動輪上的鍵，另外還有轉盤上的一組。所以總共有三個普通平鍵需要校核，三個 平鍵的分別是/?x/=6X16, /?x/=5X14, /?x/=5X65,綜合考慮鍵的長寬高及各方面 因素，第一個鍵的校核更具代表性，故下面只做鍵bxl =6X16的校核。3.3.23.3.2鍵聯接的強度校核鍵的強度校核公式如下：2T /6 =-Sbdkl 卩(3.11)t-2T 4二55000 h3.4.23.4.2

40、轉盤處單向推力球軸承的壽命的校核此單向軸承推力球軸承其主要參數為：d 二 12 mmD 二26 mmB 二9 mmCr 二 10. 2 kN同理山于該軸承只是承受軸向力，所以P =Fa 二 150 N電機二360 r/min由公式（4. 13）可得：106 c e106“10200、Lioh = （-）h -x （-） 3 h60“ p =60 x360150=59. 4 X 106 hL】（）h 厶二55000 h山以上的計算可知，各軸承的壽命符合要求。其他兒對軸承承受的力相對較小，肯定滿足壽命的要求，校核省略。貞腳第4章基于UG的實體設計概述4.1 UG實體設計概述UG實體設計是山北航海爾

41、軟件通過國際合作研發的具有國際先進水平的三維 設計軟件，它使實體設訃跨越了傳統參數化造型在復雜性方面受到的限制，不論 是經驗豐富的專業人員，還是剛接觸CAXA實體設計的初學者，CAXA實體設計都 能提供便利的操作。其采用鼠標拖放式全真三維操作環境，具有無可比擬的運行 速度、靈活性和強大功能，使設訃更快，并獲得更高的交互性能，真正使得實體 設計做到了簡單易用。采用UG實體設計軟件進行設訃具有以下優點：第一，UG實體設計采用工程應用的特征（如孔、槽、螺紋、圓角、倒角等） 作為構造零件的基本單元，改變了傳統二維CAD以兒何設計為主的方式，使設計 過程更加直觀，設計人員可以將更多的精力用在創造性的產品

42、構思上，提高了設 計效率。第二，三維裝配設計使設計人員可以準確進行結構和曲面復朵的部件設計。 通過施加約束與配合關系，采用拖放方式操作，使得零件裝配就像搭積木一樣方 便，對裝配、子裝配的零件、裝配特征、約束及輔助視圖以記錄樹形式進行管理, 可以完成裝配件爆炸、剖切、干涉檢查、運動仿真、最小間隙訃算、零件列表等 活動，避免了需要試制樣機再驗證更改完善設計的周期過長、勞動強度高等弊端。第三，UG實體設計能自動處理從相片真實感到線框的渲染風格。設計環境 下集成的真實紋理、貼圖和表面凸痕效果可用于體現諸如螺紋和隔柵等設訃細節。 可生成具有相片真實感的圖象和生成任意數量的平行光、點光源或聚光光源；其 特

43、殊效果包括霧化效果和膠體效果。同時智能動畫提供了復雜的關鍵幀動畫功能, 包括三維動畫軌跡編輯和渲染效果圖以GIF和AVI文件的形式輸出，非常適合 做設計作品的模擬演示及與他人的直接溝通。正是UG實體設計的以上眾多優點，本次畢業設訃選擇了它。貞腳參考文獻1濮良貴，紀名剛.機械設計M.:高等教棄，2002.2胡宗武等.非標準機械設備設計手冊M.:機械工業，2005.3勻，武傳宇，胡旭東，等.農業機器人的研究進展及存在的問題J.農業工程學報, 2003, 19(1):20-244何平，金明河，宏，等.機器人多指靈巧手基關節力矩位置控制系統的研究J.機器 人.2002, 24(4):314-318.5

44、蔡自興.機器人學M.:淸華大學,2000. 9.6盧江舟，熊有倫，東波.多指手抓取操作的仿真J.系統仿真學報,1997,9(2): 76-827洋，陸震，啟先。多指靈巧手考慮漸近穩泄性的優抓持規劃J.航空學 報，1996,17(3):324-329.8偉海.滿征.于守謙王田苗.CHE Wei-hai.MAN Zheng. YU Shou-qiani. WANGTian-miao線驅動模塊化七自由度機器人軌跡跟蹤控制-機器人2007,29(4).9吳宗澤、羅圣國，機械設計課程設計手冊(第三版)， 高等教ff, 2006. 5 417010王國慶，大寨，錢夕康等.新型三指靈巧機械手的研究.機械工程

45、學報，1997(3)： 71-75 頁11建國.Puma / RAL手系統的研制.機器人情報報,1989(3)： 7-10頁貞腳附錄一：英文文獻翻譯非圓齒輪與機械壓力機運動學優化1997年1月8日研制摘要：使用金屬成形方法來加工生產零件的質量很大取決于壓力桿。在機械壓力傳動時， 有一種依賴于驅動旋轉角度速度比的非圓齒輪，提供了一種獲得這么動作時間的新途徑， 我們致力于為不同的優化金屬成型運作的制造。本文闡述了由漢諾威的大學研究所建成的 金屬成形和金屬成形加工機床的使用原型原則，它就是目前運動學以及在原型產生的力和 力矩。此外，本文展示了如何使用拉深和鍛造的一個例子，幾乎所有的金屬成形操作可有

46、利用于機械傳動機構的非圓齒輪。關鍵詞：壓力，齒輪，運動學。1.簡介提高質疑的要求在生產工程制適，所有的金屬成形以及在鍛造，有必要去攜手制左生 產經濟。日益增長的市場怎位要求技術和經濟條件都得到滿足。提髙質量、生產力、生產 手段的創新解決方案，是一種用來維持和擴大的市場地位的關鍵所在。所生產的金屬部件，我們需要分淸期間所需的形成過程和處理零件所需的時間。隨著 我們必須添加一些必要的額外工作，例如冷卻或潤滑的模具一次成型過程。根據質量和產 疑兩個方而，產生了兩個最優化方法。為了滿足這兩個方而，我們的任務是設汁運動學形貞腳 成過程中考慮到該進程的要求，也考慮到的是改變部分以及與一個優先線輔助運作所需

47、的 時間短周期的時間。2.壓力機的要求一個生產周期，這相當于一個沖程來回壓的過程，大致經歷了三個階段:加載、成型和移 除零件。相反，在加載和移除零件階段，我們經常發現送料的薄板，尤其是在純粹的切割時 候。為此，壓力泵必須要一個確定時間的最小髙度。成型周期中桿應該有一個特別速度曲 線，它將會降到最低。這個轉變期之間應盡快來確保短周期時間。短周期的要事件的原因，以確保通過高產屋低成本的部分?；谶@個原因，關于對大 型汽車車身沖壓片機和自動1200/min.拉深24/min的沖程數是標準的做法。增加沖程數 是為了減少設計的周期變化導致增加的壓實機械應變率，然而，這對成形過程有很明顯影 響，使它必須考

48、慮參數確泄過程和被它所影響。在拉深成形過程中，當敲打板塊時的撞擊速度應盡量避免產生了深遠影響。一方而， 速度成形時必須充分潤滑。列一方面，我們必須要考慮提高產量的相應的壓力來增加造成 更大的應變速率力，這可能導致沖床半徑一側的一部分過渡疲勞而導致斷裂。在鍛造時， 停留時間短的壓力是可取的。隨著停留時間的壓力下降了模具的表而溫度將降低，苴結果 是熱館損。這是提高抵消了由于機械磨損形成更大的力量，但由于增加的應變率是較低的, 因為較低的部分冷卻屈服應力補償。目前，最佳短住壓力可以用有限元分析法萊分析。此 外，避免由于成本降低磨損、短壓住時間也是一個重要的技術要求的精密鍛造，近凈形部 分有一個光明的

49、未來。髙質量的要求和高產量將只能通過一個機技術，考慮到金屬成形過程的考察要求等同 于減少工作的目標成本。以前按設計已經不能同時滿足這些技術要求和經濟的充分程度， 或他們是菲常昂貴的設計和制造，例如驅動壓力機。這就需要尋找對泵創新設il的解決方 案，它的設計應主要標準化，模塊化，以降低成本。3.非圓齒輪的壓力傳動3. 1原則使用非圓齒輪傳動機械曲柄壓力機，它提供了一種新方式的技術和經濟需求的壓力桿運動。一對非圓齒輪有不變的中心距，因此采用了電動馬達，或由飛輪、曲柄和驅動機制本身。制服驅動器的速度傳送是通過一對非圓齒輪傳遞給非均勻的偏心軸。如果非圓齒貞腳 輪的適當設計，從動齒輪的非均勻驅動器會導致

50、泵所需的行程時間行為。調査中心的金屬 成形和金屬成型機床(IFUM)漢諾威的大學已經表明，在這個簡單的方式所有相關的壓力桿 的連續運動，可以達到各種成形過程。此外從運動學和縮短生產周期，驅動槪念導致新的驅動器的優點被以下的良好性能所 區分。因為它是一個機械壓力機，它具有高可靠性、低維護性和可預期性。對連桿壓力機 的數量和軸承零件顯然是減少。首先，一個基本泵類型可以通過安裝不同的齒輪而進一步 改變設計，它根據客戶的要求而設訃。不同環肖的驅動器，軸承的安裝位置不會隨著單一 載荷方向的不同運動而改變。因此，上述要求的模塊化和標準化是考慮到時間和成本，它 降低了設訃和沖壓生產成本。3.2原型在金屬成型

51、和金屬成型工具機(IFUM) 1架的c型泵，它已經進行了修整和安裝了非 圓齒輪副。為達到這種目的，先前的背輪背一個行星齒輪組做取代。這項工作表明了存在 的新型傳動印刷機是可能的，在最后對標準壓力泵的改造在Fig. 1中進行說明。圖表1壓力機設計是為了所受1000KN的柱塞力和200KN的沖壓模具緩沖力。這一 對非圓齒輪傳動比平均為1，每個齒輪輪齒有59,直齒，模數10mm(圖2)齒面寬是150mm, 這些齒輪有漸開線輪齒。我假設了非圓曲線設計是以側而幾何設計為基礎。因此，一個非 圓齒輪的齒形沿齒輪圓周而改變。盡管如此，它可以來自知需的梯形齒條.然而4.5,提 出了一種計算方法，它精確地把齒頂髙

52、和齒根髙考慮在，進行相應的調整。壓力機是為了在單一沖程模式下對零件進行深拉而設計的。最高滑塊行程為180mm, 行程數32/min。在140亳米的沖壓速度幾乎保持71mm/s不變，它是靜點中心線到靜點中 心線之前的速度。見圖3。這種速度就相當于液壓機工作的速度。這個速度影響到曲柄機 構，使其與擊打具有相同的數目相比較，速度都是220m/。為了跟一個曲柄壓力機具有相 同的平均速度擊打的數目不得不將減少一半。短周期的機械改造將導致最后的向上運動。 由于壓力機是運行在單一的操作模式，在設計時對其做相關的處理沒有提出特別的要求。驅動機制的原型與非圓齒輪有另外一個有利的影響及苴驅動力矩(圖4)。對于一個

53、 曲柄壓力機的公稱力通常可以降低靜點之前把曲柄軸按正常方式旋轉30。這對應于公稱 力作用下相對于擊打力的75%。若要達到1000kN標準力，該驅動器已提供45kNm的曲柄 軸扭矩。該原型只要求對非圓齒輪傳動增加額外的30kNm力矩。他們被傳送一個循環，非貞腳均勻的曲柄轉矩，將導致一個標準力在靜點60用變化。這相當于27. 5%的行程。如果非 圓齒輪副是在壓力機的工作圍，我們總能找到類似的條件。這幾乎總是與板料成形及沖壓 件有關。這樣可以設計一些較弱的機器零件，而且節約成本。4.進一步的設計實例利用二沖程時間行為的設計實例說明了以下幾點。假設一系列的零件時通過壓力機 來加工的。為了達到這一目的，

54、壓力桿所需的速度和擊打成形速度要求假設成立必須量 化。再者，處理零件所需的時間必須確左，而且必須假設在處理時壓力桿的最小髙度。 由此，我們設計動作的順序,我們用數學含義來描述它。在IFUM中，由該研究所開發使 用軟件程序。從這個數學描述的沖程運動，我們可以計算出所需要的非圓齒輪速度比，從 這我們可以得到齒輪的圓周曲線1. 2. 7。在第一個例子，在深拉伸沖壓速度應該是在靜止點前，金屬板材成形保持在至少超 過100mm,它的速度應該是約400m/so讓行程數泄為30/min。第450mm以上擊打的地方, 讓處理零件時間和曲柄壓力機在25min/n的擊打時間相同。圖5表明了沖程運動情況， 這是由一

55、對齒輪的描繪所獲得。該齒輪是通過他們的圓周率所描繪。在25/min傳統的余 弦曲線作為比較。除了生產周期時間減少了 20%,應把桿速度的影響也大大減少。下靜 點前110mm,當使用曲柄機構時，沖擊速度為TOOmm/s,而當使用非圓齒輪時僅僅只有 410mm/So第二個例子顯示了驅動裝置是用于鍛造。在圖6中，常規鍛造曲軸的行程時間是相 對于在圖片中說明非圓齒輪壓力運動學。曲柄壓力機的周期時間是0.7s、行程數是 85/min和標準力是20mn。它的保壓時間為86ms與50mm的成形部份時間。非圓齒輪壓力 機描繪的保壓描繪時間67%減少至28ms0因此，它達到了和錘子一樣的幅度。通過增加 1.5倍

56、的沖程數，周期時間縮短至46mm.盡管如此，處理時間依舊與常規非圓齒輪曲柄壓 力機的運動學相同。在這種情況下為了實現這些運動，傳統的圓弧齒輪可以作為驅動裝 置，安排偏心。這為齒輪制造降低了成本。這些例子表明，不同的運動可以通過使用非圓齒輪驅動裝置實現。在同一時間，這 個驅動器的實用潛力用實現理想的運動學變得淸晰，而且生產周期時間減少。例如，通 過不同的例子，如果運動的順序對一系列壓力機生產零件有利，可能增加拉深成形后的 速度。貞腳5.總結高生產率，降低成本和保證產品質量的高要求，這時所有制造公司所期望的，特別 適用于公司的金屬加工領域。這種情況導致我們重新考慮壓力傳動機的使用。對曲柄與非圓齒輪

57、傳動壓力機的描述，使我們能夠優化簡單的機械壓力機運動學。這意味著周期時間縮短，以達到高生產率和運動學的成形工藝的要求。這個設訃工作需要 很低。相對于多連桿壓力機驅動器，可以實現其他運動學在其他齒輪軸承位宜不改變時 的壓力機構建使用。這使壓力機模塊化和標準化。6.致作者想表達他們的意，感徳國機床制造商協會(VDW),位于徳國法蘭克福，其經濟援 助以及一些成員，感他們的支持。附錄二:英文文獻原文Optimized Kinematics of Mechanical Presses with Noncircular GearsE. Docge (1), M. HindersmannReceived o

58、n January 8,1997Abstract： The quality of parts manufactured using metal forming operations depends to a large degree on the kinematics of the press ram. Non-circular gearsy to obtain those stroke-time behaviours we aim at as an optimum for the various metal forming ope with a rotational-anglc-depend

59、ent speed ratio in the press drive mechanism offer a new wa rations in terms of manufacturing The paper explains the principle using a prototype press which was built by the Institute for Metal Forming and Metal Forming Machine Tools at Hanover University. It will present the kinematics as well as t

60、he forces and torques that occur in the prototype Furthermore, the paper demonstrates using one example of deep drawing and one of forging that the press drive mechanism with non-circular gears may be used advantageously for virtually all metal forming operations Keywords: Press, Gear, Kinematics貞腳1