切紙機(jī)壓紙器的設(shè)計(jì),切紙機(jī)壓紙器,設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱： 切紙機(jī)壓紙器的設(shè)計(jì) 目 錄 1、設(shè)計(jì)任務(wù)………………………………………………………………1 2、傳動(dòng)方案…………………………………………………………2 3、設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………………………………………………3 4、切紙機(jī)壓紙器傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………4 4.1電機(jī)選擇…………………………………………………………4 4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)…………………………………5 5、蝸桿蝸輪設(shè)計(jì)………………………………………………6 6、螺桿螺母傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………11 7、設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………16 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………17 切紙機(jī)壓紙器的設(shè)計(jì) 摘要：壓紙器的工作原理是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動(dòng)螺母，再將動(dòng)力傳給螺桿，由螺桿直接帶動(dòng)壓紙器松開或緊壓紙張。 力太大，則會(huì)壓破紙張；力太小，則會(huì)使力不夠，而引起裁切達(dá)不到要求。 根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行壓紙器機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成； 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能；選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算； 對壓紙系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用CAD繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊及網(wǎng)上查詢法，設(shè)計(jì)壓紙器及其構(gòu)件。蝸輪箱體、連接零件及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)需要的圖紙（采用電腦設(shè)計(jì)立體圖、平面圖）。 關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿； 螺母； 螺桿； 蝸桿軸 現(xiàn)代的生活學(xué)習(xí)及各行各業(yè)中都離不開各種大小規(guī)格不同的紙張，如學(xué)習(xí)的書本用紙、合同用紙、發(fā)票用紙、圖畫用紙、印刷業(yè)更離不開各種大小的紙張。那么按一定規(guī)格生產(chǎn)出的紙張，必須要裁切才能得到各種大小不同的紙張。 人工切紙，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，切出的紙張精度難以保證，因而有必要設(shè)計(jì)機(jī)器來裁切紙張。壓紙器的工作是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動(dòng)螺母，再將動(dòng)力傳給螺桿，由螺桿直接帶動(dòng)壓紙器松開或緊壓紙張。 力太大，則會(huì)壓破紙張；力太小，則會(huì)使力不夠，而引起裁切達(dá)不到要求。 1、設(shè)計(jì)任務(wù)：切紙機(jī)壓紙器 壓紙傳動(dòng)是將壓紙器牢牢的壓在紙上，然后刀切紙，從而提高 紙張的裁切精度。它可分為三部分： 1.驅(qū)動(dòng)設(shè)備即電動(dòng)機(jī)； 2.傳動(dòng)系統(tǒng)即蝸桿蝸輪傳動(dòng)和螺桿螺母傳動(dòng)； 3.壓紙執(zhí)行主體即壓紙器。 蝸輪壓紙，壓紙力平衡可靠，壓紙系統(tǒng)使用壽命長，這種類型和其他類型相比很經(jīng)濟(jì)。 蝸桿蝸輪的傳動(dòng)的特點(diǎn)：（1） 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大。 （2） 傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。　　 （3） 可制成具有自鎖性的蝸桿。 因此，選擇蝸桿蝸輪傳動(dòng)。但也存在著缺點(diǎn)：嚙合處有較大的相對滑動(dòng)，因而發(fā)熱量大，效率低，傳動(dòng)效率一般在70%~80%之間。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是造價(jià)高。 螺桿螺母的傳動(dòng)，如圖可知：它是以傳遞動(dòng)力為主。 這種傳動(dòng)的特點(diǎn)：　要求較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。這種傳動(dòng)為間歇性工作，工作速度不高。 蝸輪箱固定在機(jī)身上起了支撐作用。 電機(jī)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)1420r/min，要求壓紙器下壓速度達(dá)到0.104m/s，再通過螺桿螺母傳動(dòng)，使較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。因而，受力較大的軸承應(yīng)用推力軸承。壓緊力大小在1000Ｎ左右。下壓距離在125mm內(nèi)。要求較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。這種傳動(dòng)為間歇性工作，工作速度不高，且要求可自鎖。 2、傳動(dòng)方案 方案一：齒輪傳動(dòng)： 優(yōu)點(diǎn):瞬間傳動(dòng)比恒定且穩(wěn)定性高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,噪音低,傳動(dòng)功率大效率高. 缺點(diǎn):應(yīng)用環(huán)境要求高,潤滑條件要好,不適合灰塵較多以及距離較遠(yuǎn)的兩軸之間的傳動(dòng),制造和安裝精度高. 方案二：鏈條傳動(dòng)： 缺點(diǎn):磨損變形影響使用,使用過程有一定的聲響. 優(yōu)點(diǎn):對應(yīng)用環(huán)境要求一般吧不是很高,可用在高溫、重載、低速、塵埃較大的環(huán)境并且適合較遠(yuǎn)兩軸間的傳動(dòng).其實(shí)自行車并不只是能用鏈條傳動(dòng),也可以用齒輪傳動(dòng)的,只不過用齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)會(huì)更復(fù)雜些.可能會(huì)費(fèi)力些 方案三：蝸桿蝸輪的傳動(dòng)： 優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)比大。傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。 可制成具有自鎖性的蝸桿。 缺點(diǎn)：嚙合處有較大的相對滑動(dòng)，因而發(fā)熱量大，效率低，傳動(dòng)效率一般在70%~80%之間。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是造價(jià)高。 壓紙器由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動(dòng)螺母，再將動(dòng)力傳給螺桿，由螺桿直接帶動(dòng)壓紙器松開或緊壓紙張。如圖1： 圖 1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)減速傳動(dòng)系統(tǒng)蝸桿蝸輪： 　 圖 2 蝸輪帶動(dòng)螺母，再將動(dòng)力傳給螺桿： 　 圖 3 3、設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行壓紙器機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，確定減速傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成 2. 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。 3. 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)，分配減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比，并進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作能力設(shè)計(jì)計(jì)算。 4. 對壓紙系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。 5. 編寫機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告。 4、切紙機(jī)的壓紙傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1電機(jī)選擇 （1） 選擇電機(jī)的類型： 按工作要求和條件，選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，y型。 （2） 選擇電機(jī)的容量： 電機(jī)所需功率按式 由式 因此 由電機(jī)至壓紙器的傳動(dòng)總效率為： ：軸承傳動(dòng)效率： 0.98 ：蝸桿蝸輪傳動(dòng)效率： 0.78 ：螺桿螺母傳動(dòng)效率： 0.37 所以 （3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 螺桿工作轉(zhuǎn)速為： 按表推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取蝸桿蝸輪的傳動(dòng)比為10~40，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 根據(jù)容量和經(jīng)濟(jì)情況，并符合這一范圍的轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出并比較出，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YS7124較適合。其主要性能如下表： 型號(hào) 額定功率 Kw 滿載時(shí) 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 （380v時(shí)） A 效率 % 功率因數(shù) YS7124 0.37 1420 1.12 84 0.77 1 2 ? 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 由于本裝置只有一個(gè)減速器，所以減速器傳動(dòng)比為 4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 將傳動(dòng)裝置由高速至低速為相鄰的傳動(dòng)比 相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率 為各傳動(dòng)裝置的輸入功率（kW） 為各傳動(dòng)裝置的輸入轉(zhuǎn)矩（kW） 為各軸的轉(zhuǎn)速（r/min） 則各軸轉(zhuǎn)速： I蝸桿蝸輪 r/min 螺桿螺母 各傳動(dòng)裝置輸入功率： I 蝸桿蝸輪 II螺桿螺母 各傳動(dòng)輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98， 則 各傳動(dòng)裝置輸入轉(zhuǎn)矩： 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 傳動(dòng)裝置輸入轉(zhuǎn)矩?。? 蝸桿蝸輪輸入轉(zhuǎn)矩： 5、蝸桿蝸輪設(shè)計(jì) （1）. 選擇材料并確定許用應(yīng)力 蝸桿：由于功率不大，采用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度:217~255HBS。 　　　蝸輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能好的鑄錫青銅，正火處理，ZCuSn10P1金屬模鑄造。 　查表得：蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力： 　查表得：蝸輪材料的基本許用彎曲應(yīng)力： 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ｎ（蝸輪轉(zhuǎn)速＝1420/2=64.5r/min） 次 計(jì)算壽命系數(shù)?。? 　　 計(jì)算許用應(yīng)力： 　　　　　　 　　　　　　 （２）確定蝸桿蝸輪頭數(shù)和渦輪齒數(shù) 　　　根據(jù)傳動(dòng)功率不大，并要求蝸桿有自鎖等情況，取。 　　　 　　　　 （３）計(jì)算蝸輪轉(zhuǎn)矩 由于在電機(jī)的選擇中可知： ＝ （４）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 　　　取載荷系數(shù)Ｋ＝１.08，由式得： 由表查得，按選取 得： 查表得： 由式得： 齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度校核合格。 （5）驗(yàn)算傳動(dòng)效率 蝸桿分度圓速度為： 由表查得： 與原估計(jì)是相接近的。 （6） 熱平衡計(jì)算 取溫室 ，因通風(fēng)散熱條件不好，取散熱系數(shù) 。 油溫 由式子得： 由于在范圍內(nèi)，符合要求。 （7） 中心距a及各部分尺寸 （8） 精度選擇 由選擇精度等級(jí)。精度等級(jí)選擇參考GB10085 –88。 由于<3m/s, 故選8級(jí)精度。 （9） 繪制蝸桿、蝸輪零件圖 蝸桿 蝸輪 （10） 支撐蝸桿的軸承選擇 從蝸桿圖可知，支撐右邊的軸承內(nèi)徑是20mm。 根據(jù)實(shí)際請況選軸承型號(hào)：GB278-82 型號(hào) 6004Z 軸承的校核： 因其為輕微沖擊，查表得沖擊負(fù)載系數(shù) 6、螺桿螺母設(shè)計(jì) (1)選擇材料和許用應(yīng)力 螺桿材料選45鋼,熱處理T235, 。 螺母材料選HT200,　淬火處理，由表可得： ,取50 , 。 螺旋系不是高速,由表可得:[Ｐ]=4～7，取4。 (2)按時(shí)磨性計(jì)算螺紋中徑 取1.2, 根據(jù)實(shí)際情況，可設(shè)計(jì)d=38 梯形螺紋，中徑精度，螺旋副標(biāo)記為：Tr3816(8) 7H/7e。 螺紋高度 則螺紋圈數(shù) 圈. (3)自鎖性驗(yàn)算 由于系雙頭螺紋,導(dǎo)程S=16，P=8mm.故螺紋升角為: 查表得：鋼對鑄鐵的,取0.15 可得： ，故可自鎖。 (4)螺桿強(qiáng)度驗(yàn)算 由公式得，螺紋摩擦力矩： ，故螺桿強(qiáng)度可靠。 (5)螺母螺紋強(qiáng)度驗(yàn)算 螺母材料強(qiáng)度低于螺桿故只需算螺母羅紋強(qiáng)度即可。 由公式可得出： 牙根寬度： b=0.65p=0.65*8=5.2 基本牙高： 代入公式得： 所以，螺母強(qiáng)度可靠。 (6)螺桿穩(wěn)定性驗(yàn)算 從實(shí)際工作情況測得，壓紙器的最大工作高度125mm。 由表查得： 由公式得： 由表查得： 臨界載荷： 故穩(wěn)定性條件滿足。 (7)效率計(jì)算 由公式得： (8)繪圖 螺母 螺桿 (9)支撐螺母的軸承選擇 根據(jù)實(shí)際請況選軸承型號(hào)：7511E和7211AC 軸承的校核：查表得沖擊系數(shù)為 當(dāng)量動(dòng)載荷： 額定動(dòng)載荷： ???? 7、設(shè)計(jì)小結(jié) 在指導(dǎo)老師劉老師和同學(xué)的細(xì)心指導(dǎo)和幫助下，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中自己遇到了很多的困難和問題，但經(jīng)過自己的努力和老師的指導(dǎo)，克服這些難題。從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中自己收獲了很多。不僅系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了大一大二所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還更好的把所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系到了一起 從開始直到設(shè)計(jì)基本完成，我有許多感想。這是我們比較獨(dú)立的在自己的努力下做一個(gè)與畢業(yè)相關(guān)的設(shè)計(jì)。首先要多謝老師給我們的這個(gè)機(jī)會(huì)，還要感謝諸多工程師的幫助。我深切的感覺到，在這次設(shè)計(jì)中也暴露出我們的許多薄弱環(huán)節(jié)，很多學(xué)過的知識(shí)不能靈活應(yīng)用，在這次作業(yè)后才漸漸掌握，以前學(xué)過的東西自己并不是都掌握了，很多知識(shí)都已很模糊，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)又回憶起來了。 做設(shè)計(jì)的期間用到的AutoCAD畫圖軟件也在不斷練習(xí)中進(jìn)一步深入，學(xué)會(huì)了如何去應(yīng)用工程手冊，我體會(huì)到老師的良苦用心。 總的說來，我感覺這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多東西，是很有意義的。 ? ? 參考文獻(xiàn) [1]陳立德主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2004 [2]龔桂義主編.機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京：高等教育出版，1990 [3]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.第一卷，第二卷，第三卷.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008 [4]李澄，吳天生，聞百橋主編.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2008 [5]陳于平，高曉康.互換性與測量技術(shù).北京：高等教育出版社，2005年 [6] 東北工學(xué)院《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》編寫組主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.北京：冶金工業(yè)出版社，1991 [7]張志禮等.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2008 [8]鞏云鵬等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：冶金工業(yè)出版社，1999 [9]石永剛、吳央芳主編.凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007 [10]王金，張錫安.機(jī)械設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì).沈陽：東北工學(xué)院出版社，1991 17