1、2011 年度本科生毕业论文（设计）饵丝切割机系统设计院 系： 工学院机械系 专 业： 机械工程及自动化 年 级： 2007 级 学生姓名： 念改生 学 号： 200703050629 导师及职称： 张文斌(讲师) 2011 年 5 月2011Annual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate Design of bait wire cutting system Department: Mechanics Engineering Department，Engineering CollegeMajor: Mechanic
2、al Engineering and AutomationGrade: 2007Students Name:Nian GaishengStudent No.:200703050629Tutor: Lecturer Zhang Wenbin Finished by May,2011毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授
3、权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 红河学院本科毕业论文（设计）念改生 毕业论文（设计）答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名 职称 单位 备注张文斌 讲师 红河学院 机械系 主席（组长）王鸿钧 教授 红河学院 机械系王锡云 副教授 红河学院 机械系任 杉 助教 红河学院 机械系闵
4、 洁 助教 红河学院 机械系红河学院本科毕业论文（设计）摘要根据调查了解，现在的食品加工企业还没有完全实现机械化、自动化的生产、输送、称量和装袋。特别是在米制品饵丝的加工行业中，大部分仍然采用手工加工，在部分饵丝加工厂里，虽然使用蔬菜切割机来代替部分人工劳动，但这只是采用非专业的饵丝切割机来加工，还没有达到真正的机械化、自动化的生产。针对以上情况，就需要设计出与之相对应的专业机器来生产饵丝。这样既能改进产品的生产质量，又能提高劳动生产率和改善劳动条件，同时还能实现小批量或者是大批量的生产，实现产品生产的高度机械化、电气化和自动化，从而促进我国国民经济的发展。基于此，本文设计了一台饵丝切割机来实
5、现饵丝的自动化加工。本文首先介绍了选题目的及意义，阐述了切割机的发展状况；然后根据不同的工作原理设计出三种不同的加工方案，并对三种方案进行优化对比，确定最终的设计方案；在论文的主体设计部分包括原动机的选择、减速器的设计、凸轮机构的选型与计算和最终的机架设计和整机的装配；最后对本次设计进行总结，简要说明本设计的优点与不足。第一章首先介绍了本设计的选题目的及意义，阐述了切割机的发展状况。然后根据手工切割的过程，分析了可行的工作原理，并根据相关的工作原理设计出三种不同的方案，并对三种方案进行优化对比，确定最终的设计方案；最后给出了本设计的框架结构。第二章是本设计的主体部分。根据社会实践调查确定合理可
6、行的设计要求参数，根据设计参数要求对每一个模块进行详细的设计。包括饵丝切割系统模块分解，原动机的选择设计、V 带轮的设计、减速器的设计、凸轮机构的选型与计算，最终的机架设计和整机的装配，以及部分零部件精确设计和计算。第三章对本次设计进行总结，简要说明本设计的优点和不足，并提出进一步研究的设想。关键词：饵丝切割机；系统设计；自动化；生产率红河学院本科毕业论文（设计）ABSTRACTAccording to investigation, current food processing enterprises havent fully realize mechanization, automatio
7、n production, transmission, weighing and bagging. Especially in rice products in the processing industries of bait silk, most still use manual method, though some begin to use cutting machine to replace human labor, it is non-professional processing, and it has not realized mechanization and automat
8、ion production. In view of the above circumstance, its necessary to design professional machine to produce bait silk. It will improve the quality of production and labor productivity; and will improve working conditions and realize small batch or volume production, realize the high mechanization, el
9、ectrification and automation of production, then promote the development of our national economy. Based on these conditions, a novel bati silk cutting machine is designed to realize the automation of production. At first, the purpose and meaning of this design are introduced, and the development sta
10、tus of cutting machine is introduced too. According to different work principles, three different processing schemes are designed, then optimizes for three schemes, and confirms the final design project. In the main body, design part includes the selection, the prime mover gear reducer design, selec
11、tion of CAM mechanism with calculation and the final frame design and machine assembly. In the final conclusion, the advantages and shortcomings of this design are described briefly. Chapter 1 firstly introduces the design purpose and meaning and developing situation. According to the cutting proces
12、s of handwork, it analyses the feasible working principles, and designs three different schemes according to relevant working principles, then optimizes for three schemes, and confirms the final design project. Finally the frame structure of the design is proposed. Chapter 2 is the main body of this
13、 design. According to social investigation, the reasonable and feasible design requirements parameters are determined. And each module are design according to required design parameters. Including bait wire cutting system module decomposition, the selection of design, V prime mover of pulleys design
14、, the design of the speed reducer, CAM mechanism with the calculation 红河学院本科毕业论文（设计）and the final selection machine assembly design and frame, and some parts precise design and calculation. Chapter 3 is the conclusion of this design. It briefly explaines advantages and disadvantages of this design,
15、then proposes furture research object. Keywords: Bait wire cutting machine mechanization; System design; Automation; Productivity 红河学院本科毕业论文（设计）I目录第一章 绪论 11.1 选题目的及意义 11.2 国内外的发展现状 11.3 切割机构方案设计与分析 21.4 本设计的主要框架结构 6第二章 系统设计 72.1 总系统模块分解 72.2 电动机的选择 102.2.1 选择电动机的类型 .102.2.2 计算电动机所要求的容量 .112.2.3 确定系统
16、总传动比 .142.2.4 分配总传动比 .142.3 V 带轮的设计 .142.3.1 确定 V 带轮的计算功率 Pca 152.3.2 确定带轮的基准直径和验算带速 .152.3.3 确定中心距，并选择带基准直径 .162.3.4 验算小带轮上的包角 .172.3.5 计算带的根数 .172.3.6 确定单根 V 带的预紧力 172.3.7 确定带对轴的压轴力 .182.3.8 设计大小带轮的结构 .182.4 变速器内部零件的设计 202.4.1 材料的选择 .212.4.2 齿轮参数设计计算 .212.4.3 大小齿轮的结构设计 .232.4.4 输入、输出轴的结构设计 .242.4.
17、5 输出、输入轴的尺寸计算 .252.4.6 校核输入轴 .282.4.7 输出、输入轴键槽的设计 .312.5 凸轮机构的设计 342.5.1 确定凸轮机构的形式 .34红河学院本科毕业论文（设计）II2.5.2 凸轮参数计算 .352.5.3 凸轮转轴选择 .392.5.4 推杆设计 .392.6 输送装置设计 402.7 机械手设计 .412.7.1 工作原理 .412.7.2 尺寸设计 .422.8 联轴器的选择 .432.8.1 计算最大转矩 .432.8.2 联轴器的校核 .432.9 切割刀片设计 .442.9.1 刀片材料的选择 .442.9.2 设计刀片的形状和尺寸 .45第
18、三章 结论 463.1 全文总结 .463.2 本设计创新点及存在的不足 .46参考文献 48附录 49致谢 50红河学院本科毕业论文（设计）1第一章 绪论1.1 选题目的及意义在高速发展的现代化社会中，任何现代产业和工程领域都需要应用机械，机械是现代社会发展的基础之一，它是衡量一个企业、一个地区或者一个国家生产率水平高低的重要标准。为了使我国屹立于世界民族之列，就需要提高我国的综合国力，在一切生产部门实现生产的机械化和自动化。这样就需要设计、制造出种类繁多、生产专一、技术领先的机械，为祖国的发展奠定良好的基础。长期以来，昆明、曲靖、腾冲、魏山等地区的饵丝加工一直是以手工切割为主。这种琐碎而又
19、繁重的重复性体力劳动，一直束缚着人们的手脚，制约着这一行业的发展。尤其在现代化建设的今天，时间和效率就是生命。使用专用的饵丝切割机来加工饵丝不仅能减轻人们的劳动强度，节约宝贵的时间，而且可以使人们摆脱繁忙的体力劳动和落后的经济文化生活，使生产力大大解放，从而为社会创造更多的财富；另外使用机器来切割饵丝能大幅度简化人工加工过程中繁琐的操作，解决了手工加工难以实现大规模生产，工作环境差，工作劳动强度大，生产率低，产品质量稳定性差等等一系列问题。1.2 国内外的发展现状在我国，食品加工机械相对于国外发达国家起步较晚。解放前，食品机械行业几乎是一片空白，只有在少数大城市才有少量的食品加工机械。解放后，
20、以罐头、乳制品、糖果等机械设备为代表的食品加工机械才得到一定的发展，特别是在改革开放以后我国的食品机械得到了飞速的发展。在“十一五” 期间，我国全面建设小康社会、提倡自主创新，加快了我国与国际接轨的步伐，为我国食品机械行业的升级提供了重要机会。目前，在国内外还没有专业的饵丝切割机，对于运用机器进行生产的时代，这是一个空缺的市场。在极少地区，部分商家通过运用蔬菜切割机来加工饵丝，这在一定程度上提高了饵丝的生产效率，改善了饵丝加工环境的卫生条件。但这只是在原有的手工切割基础上有了一个很小的进步，还不能满足人们对丰厚第一章 绪论2的经济利益的追求。运用蔬菜切割机来加工饵丝还有很多问题没有得到本质的改
21、变，比如不能加工完全，剩余的就要人工参与二次切割；另外在切片至切丝的过程中还需要人工参与整理及二次下料，这就增加了人工参与工作的劳动量。所以应该设计出专用的切割机器，实现批量生产，提高生产效率，改善生产加工环境卫生，提高人们的生活水平，促进国民经济的发展。1.3 切割机构方案设计与分析在此设计中的切割机构部分主要应用凸轮机构和输送机构的不同组合形式来实现最终的切片切丝功能。以下是三种不同的设计方案，最终都能实现所需要的切丝功能。它们分别是模拟传统手工切丝、模拟手工推丝、挤压成丝，它们各自有着自己的优点及不足之处。1. 三种不同的设计方案方案一：1输送机构 2矩形原材料3、7刀架 4切片刀 5切
22、丝刀 6凸轮机构图 1-1 模拟传统手工切丝原动机通过 V 带轮、变速器和中间机构将动力传递给输送机构 1 和刀架机构 6。原材料 2 在输送带机构 1 的带动下，运动到切片刀 4 下，切片刀在凸轮机构 6 的驱动下做上下运动，从而实现切片；原材料被切割成片状后，随着输红河学院本科毕业论文（设计）3送带运动到切片刀 5 下，同理切片刀在凸轮机构的驱动下，最终完成切丝功能。第一章 绪论4方案二：1机架 2送料机构 3、6矩形原材料4凸轮机构 5弹簧 7刀片（刀口向上） 8输送机构 9饵丝图 1-2 挤压成丝原动机通过 V 带轮、变速器和中间机构，将动力传递给输送机构 8、送料机构 2 和最后的切
23、丝执行机构 4、5，最后在凸轮机构 4 的压力作用下使矩形原材料压向刀口向上的刀片 7，从而实现挤压成丝。饵丝成型后通过输送机构 8将其输送到所需要的位置，为后面的工作做好准备。方案三：1机架 2凸轮执行机构 3、4矩形原材料 5刀片（刀口向左） 6输送机构 7饵丝图 1-3 模拟手工推丝同理，如方案一和方案二，运动被传递至送料机构 2 和输送机构 6 中。矩红河学院本科毕业论文（设计）5形原材料在送料机构的推动下，向刀片（刀口向左）5 运动，与刀片形成相对移动，从而实现推丝功能。饵丝成型后下落至输送带上，最后在输送带的作用下饵丝被输送到所需的相应位置上，为下一步工作做好相应的准备。2. 三种
24、方案优化选择对上述三个方案做整体性的比较，选择一种性价比较高的方案作为最终的设计方案。任何一部机器都是由原动机部分、传动部分和执行部分共同构成。此三种方案中共同的部分是原动机部分（电动机）和传动部分(变速器)，他们不同的只是执行机构（饵丝加工成型） ，所以在定性评价时只需要对执行机构的三种方案进行评价。对于同一种工作目标，可以采用不同的工作原理来实现，而对于同一工作原理又可以通过不同的机构组合来实现。对于饵丝切割一般可采用三种工作原理来达到最终的目标。原理一：先切片，再切丝；原理二：通过挤压原材料向刀片运动一刀完成所有的原材料成丝；原理三：通过推原材料向刀片移动一次成丝。针对三种不同的原理可以
25、采用不同的方案来实现。在此设计中对每一种原理只设计了一种方案，他们分别为: 模拟传统的手工切丝法、挤压成丝法和模拟手工推丝法。方案一中送料机构和最后的送丝机构都可以由输送机构来承担，矩形原材料的长度不需要控制，这样就减少了把原材料切割为段的中间工作；由于切片刀和切丝刀都是由相同的凸轮机构来驱动，这样在工作过程中在切丝部分就会不断的增加饵丝片，使得切丝加工困难；另外由于输送机构和驱动刀片机构的动力都同时来自变速器，为了协调送料、切片和切丝三种工作过程对速度的不同要求就需要再在变速器和这三种机构之间设计一协调速度的机构，这将增加最后机器的体积、重量和价格。在方案二中输送机构的速度对送料机构和凸轮机
26、构没有影响，是一个可以独立的速度，也可采用送料机构或者凸轮机构的速度；凸轮机构 4 每回转一圈，就能完成相应的一部分饵丝加工；在此方案中只需要设计出不同的刀片就能加工出不同尺寸和形状的饵丝；在这一方案中送料机构 2 和凸轮机构 4 的运动关系（速度、位移）有严格的要求，如果设计不当就不能实现所要求的功能或者是造成不同机构之间不能很好的协调工作或者机构之间造成碰撞和损伤。第一章 绪论6方案三中送丝机构的速度也是相对独立的，没有要严格的要求；推动机构2 的速度也可以独立设计，它没有和其他机构构成一定的运动关系；只需要设计不同的刀片就能加工出不同尺寸和形状的饵丝；但是由于在刀片上方没有压着原材料 4
27、 的机构，这样就导致切割不完全，最后会有一定的材料不能被切割。表 1-1 方案优化比较方案名称 优点 不足 备注模拟传统的手工切丝减少中间的切断工作机构数量增多、有不同的速度要求、难以实现不同形状和尺寸的饵丝加工、增加了整机的体积和质量不用挤压成丝一次成型、容易实现不同饵丝的加工成型需要中间的切断工作、由于挤压对刀具的性能要求很高、两种机构有着严格的速度要求、增加了整机的体积和质量不用模拟手工推丝一次成型、容易实现对不同饵丝的加工成型、整机体积较小、性价比高不能切割完全、需要中间的切断工作 采用通过以上对三种方案的比较，最终选用实用性好，性价比较高的模拟手工推丝方案作为最终的设计方案。红河学院
28、本科毕业论文（设计）71.4.本设计的主要框架结构根据市场调查了解，饵丝加工一般都是在较小的企业里，这样就要求价廉物美，经济适用，整机的体积不宜太大。所以此设计主要包括了以下几个块。结论（第三章）设计主体系统设计（第二章）系统分解原动力选择V带轮设计减速机构设计凸轮 机构设计输送装置设计机械手设计联轴器选择切割刀片设计图 1-4 设计的框架结构绪论（第一章）第二章 系统设计8第二章 系统设计工作参数要求：加工的材料质量为 0kg6kg，切丝的运动速度为 0.12m/s；（推动原材料的单行程为 120mm） ，切丝刀片对材料的阻力 F1 为 1500N；运输带的工作拉力 F =1500N，速度
29、v=0.04m/s，滚筒直径 d =80mm；切丝机构与输送机构的角速度都为 n=2r/s。图 2-1 被切割材料如上图 2-1 所示为所要加工的原材料尺寸，最终切出的饵丝的尺寸长宽高为：80 nm，其中 n 由所设计的切割刀片的不同所决定，所以设计出不同尺寸的刀片就能满足对饵丝不同尺寸的要求。2.1 总系统模块分解大米经过很多步中间加工工序最终生产加工为饵丝，成为一种别具风格的食用品。一般情况，首先大米经过清洗蒸煮热成型（圆柱形、矩形等等）冷却，这经过了第一次加工；其次，将上一工序的半成品经过输送机构送入切割模块，经过切片切丝形成饵丝；最后经过装袋和称量，这时为成品，被销往市场。饵丝的整个加
30、工过程可分为三个模块：蒸煮成型，切片切丝成型，装袋称量；其中蒸煮成型是为下一步的切片和切丝最好准备，装袋和称量是为销往市场做好包装准备。对应于饵丝的加工过程，可以把此饵丝切割系统分解为三个模块：蒸煮成型模块，切片切丝模块和装袋称量模块。红河学院本科毕业论文（设计）9模块分解如下所示：图 2-2 饵丝加工流程图对于饵丝加工流程图中的蒸煮成型模块、切片切丝模块和装袋称量模块，既相互独立又相互联系。如果小规模生产，则可以只用其中的某个模块；若需要批量生产，就应该把这三个模块共同的设计在一个完整的系统里，这样既能降低劳动强度又能提高生产率，从而带来更好的经济效率。蒸煮成型模块和装袋称量模块都选用现在市
31、场上比较成熟的相关系统或者是机器组合，再加上一定的人工劳动参与，从而实现整个饵丝切割机系统所要实现的所有功能。第二章 系统设计10对于蒸煮成型模块可以选用贵州清镇市顺成机械厂生产的粑粑机，它的规格如下：表 2-1 粑粑成型机称量饵丝对称的精度要求不是太高，可以选用普通精度等级；选用的电子称为 IV 级： 普通秤 1/100精密度1/1000 ；根据不同的系统要求，台面规格选择下面几种中的任意一种；台面规格宽长：25cm30cm 、28cm35cm 、30cm 40cm 、40cm50cm、 42cm52cm、45cm60cm 。比如可以选择厦门泰衡电子设备有限公司的 ALH3-1.5 的电子称
32、，它的规格如下：表 2-2 电子称品牌 泰衡型号 HX称量范围 0KG6KG外形尺寸 28cm35cm显示方式 LED供电方式 AC/DC在此设计中主要是设计切丝切片模块，即此系统的主要模块。切片切丝子系统中，动力从电动机出来经过 V 带轮进行第一次减速后传递给减速器，经过减速器第二次变速后传递给联轴器，最后由联轴器再传递给凸轮机构和输送机构，凸轮驱动相关的切丝机构，实现最终的切丝和输送功能。品牌 顺成外形尺寸 370mm570mm612mm产量 100KG电压 220V功率 2.2Kw红河学院本科毕业论文（设计）11切丝切片子系统简图：1电动机 2输入 V 带轮 3V 带 4输出 V 带轮
33、5输入轴6输出轴 8凸轮机构 9输送机构 10联轴器图 2-3 系统机构简图2.2 电动机的选择2.2.1 选择电动机的类型由于生产单位一般都是使用三相交流电源，因此如没有特殊要求都应该选用交流电动机，交流电动机又分为同步电动机和异步电动机。Y 系列三相交流电动机是按照电工委（IEC）标准设计的，安装尺寸和功率等级符合国际标准（IEC） ，具有国际互换性的特点，Y 系列三相交流异步电动机具有高效、节能、噪声小、振动小、运动安全可靠的特点，适合无特殊要求的机械，如机床、鼓风机、传输机，小型设备中等。在此设计中，工作环境等一系列条件没特殊要求，所以在此系统中的电动机类型选择为:Y 系列三相交流异步
34、电动机。第二章 系统设计122.2.2 计算电动机所要求的容量电动机容量选择是否恰当，对电机的工作性能和整个系统的经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作机的正常工作，或者使电动机因长时间处于过载情况下工作，产生大量的热，从而导致电动机过早损坏。容量过大则电动机价格高，能量不能得到充分的利用，电动机经常处于不满载运行，其功率和效率都很低，增加了电能的消耗，造成了能源和经济的浪费。对于长期连续运转、载荷不变或变化很小、常温下工作的机械，只要所选电动机的额定功率 Pm 等于或略大于所需要的电动机功率 P0，即 PmP0，电机在工作时就不会过热，而不必校验发热和启动力矩。1)计算工作
35、机所需功率 Pw切割机构所需的功率 Pw1 由机器的工作阻力运动参数确定。按下式计算工作机所需功率 Pw：（2-1）wvF10摩擦力由下式计算：Ff = umg （2-2）如图 2-1 可知加工的原材料质量为 0kg6kg。由机械课程设计简明手册表 1-6 材料的滑动摩擦因数可知 u=0.9，将 u=0.9 代入式（ 2-2）有原材料与机器工作面表面的摩擦力为：F=Ff =umg =0.969.8=53N系统受力可分为摩擦力和切割阻力，总力由下式计算：Fw =F+F1 （2-3）所以所受力的总和为：Fw=F+F1=53+1500=1533N总传递效率为：（2-4）由表 1-72机械传动效率的概
36、略数值可知，滑动轴承的传动效率为=0.97， 所以 92.07.3w红河学院本科毕业论文（设计）13所以工作所需的功率为： 11530.2.1Kw09wFvP输送机构的功率 Pw2 由下式计算（2-5）wwv102一般取 w =0.940.96，在此取 w =0.94，代入式（2-5）得，25.40.6K9F所以工作机的总功率为：Pw =Pw1+Pw2 =0.21+0.06=0.27Kw2)电动机的所需功率由工作机所需功率和传动装置的总效率决定计算电动机所需功率 P0：（2-6）wP0其中， 为由电动机至工作机的传动装置总效率， =1 2 3 4 5 6 7。由表 1-72可查得： 联轴器的效
37、率 1=0.93，滚动轴承的传动效率2=3=4=0.97，V 带传输的传动效率 5=6=0.95，齿轮传动的传输效率7=0.97。 74.09.5.09.7.09.7.093.7654321 所以将相关数据代入式（2-6）可得：0.2.6Kw4wP3）确定电动机额定功率 Pm电动机的额定功率通常按下式计算：Pm =(11.5)P 0 （2-7）将 P0 =0.36kw 代入式（2-7）得Pm =(11.5)P 0=（1 1.5）0.36=0.360.54Kw第二章 系统设计14=0.55Kw在由表 10-82可查得：P m =0.55Kw4）确定电动机的转速由表 2-42可查得：V 带的传动比
38、为 i1=24，圆柱齿轮传动比为 i2=35。所以总传动比为：i=620 。故电动机转速范围为：nd =in=(620)120r/min=720r/min 2400r/min因为 Pm =0.55Kw，n d =720r/min2400r/min，所以由表 10-81可查得电动机的代号的 Y801-4。同步转速在（7202400）r/min 之间的有750r/min、1000r/min、1500r/min，在这三种同步转速中 750r/min 不常用，而1500r/min 超出了电动机的满载转速，所以同步转速选择 1000r/min。Y801-4 型电动机的技术参数如下表所示：表 2-3 型号
39、电动机的技术参数型号 额定功率 满载转速 同步转速 效率 最大转矩 重量Y801-4 0.55Kw 1390r/min 1000r/min 73% 2.3N.m 17kgY801-4 型电动机的机座号为 180M，安装尺寸如下表：表 2-4 电动机安装尺寸及外形尺寸机座号 D F G E B C A L AC AB HD80M 19k6 6 15.5 40 100 50 125 285 165 165 170红河学院本科毕业论文（设计）15第二章 系统设计162.2.3 确定系统总传动比传动比的计算式：（2-8 ）nid由于当同步转速为 1000r/min 时，系统的总传动比为： 3.8120
40、id由上可得，由减速器和 V 带轮传动来共同分配总传动比 i=8.33。2.2.4 分配总传动比 传动比的分配公式为：i=i1i2 （2-9）由前面可知，此机器的总传动比为：i =8.33。由于总传动比等于 V 带的传动比 i1 和齿轮传动比 i2 的乘积，即 i = i1*i2。一般情况下，在由 V 带传动和单级齿轮传动组成的双级传动结构中，带传动的尺寸不宜过大，一般应使带传动的传动比小于齿轮传动的传动比，这样可以使传动装置结构较为紧凑，当带的传动比过大时，大带轮的外圆半径可能大于减速器的中心高，这样将会造成安装困扰。现令 V 带轮传动比 i1=2.5，则： 3.52.812i所以传动装置的
41、各级传动比分配情况如下：V 带的传动比 i1=2.5，齿轮传动比 i2=3.33。2.3 V 带轮的设计带传动是一种挠性传动，它由带轮和传动带组成，当主动带轮转动时，利用带轮和传动带之间的摩擦作用，将运动和动力通过传动带传递给从动带轮。带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸震等特点，在近代机械中得到广泛的应用。在此饵丝加工系统中采用 V 带传动。V 带的横截面呈等腰梯形，带轮上也做出相应的轮槽。传动时，V 带的两个侧面和轮槽接触。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力，另外 V 带传动允许的传动比大，结构紧凑，大多数 V 带已经标准化，这样就利于生产和使用。红河学院本科毕业论文（设计）17由前面
42、可知 V 带的传动比 i1=2.52.3.1 确定 V 带轮的计算功率 Pca 假设丝切割机每天的工作时间少于 8 小时，载荷的变动情况较小。计算功率 Pca 是根据传递的功率和带的工作条件确定的 :Pca = KAP （2-10）其中：P ca计算功率，Kw；KA工作情况系数；P 所需传递的额定功率。由表 8-78可查得工作情况系数 KA =1,所以计算功率为：Pca =10.55=0.55Kw根据计算功率 Pca =0.55Kw 和小带轮的转速，从图 8-118选取 V 带的带型为：Z 型。2.3.2 确定带轮的基准直径和验算带速初选小带轮的基准直径 dd1根据 V 带类型和表 8-8 普
43、通 V 带轮的基准直径系列可查得 dd1，应使 dd1 ddmin，所以 dd1=56mm验算带速 v（2-10）061nvd其中 dd1 =56mm，n 1 =1000r/min，代入式（2-10）可得传送带的速度为：13.4502.93m/s0d V 带传动中，带速不宜太高也不宜过低，2.93m/s 符合小功率机械的要求，即小带轮的直径 56mm 适合。计算大带轮的直径（2-11）)1(2di由其中取弹性滑动率 ，d d1=56mm，代入式（ 2-11）可得：.0mid 2.13).0(56)1(2 通过查表 8-88并进行适当的圆整，最后取大带轮的直径:dd2=125mm第二章 系统设计
44、182.3.3 确定中心距，并选择带基准直径中心距大可以增加带轮的包角，减少单位时间内带的循环次数，有利于提高带的寿命，但中心距过大，会增加带的波动，降低带的平稳性，同时增加了系统的整体尺寸。相反，若中心距小则有相反的利与弊。所以要适当的选择带传动的中心距，一般按以下公式来选择：0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2) （2-12）0.7(56+125) a0 2(56+125)所以有：126.7 a 0362则取 a0 =150mm。基准长度 Ld0 的计算公式为：（2-13）012210 4)()(2add则有： 0212210 )()(aLddd= 546564.3522=592mm
45、实际中心距的公式为：(2-14)200dLa由机械设计表 8-2 可查得 Ld =630mm，则实际中心距为 :0063592116m由于在生产制造中带轮、带长存在制造误差，带的弹性以及因带大的松弛而产生的补充紧张的需要，这就需要知道中心距的可变动范围：amin =a-0.015Ld =169-0.015630=160.55mmamax =a+0.03Ld =169+0.015630=178.46mm所以中心距的变化范围为：160.45mm a 178.46mm。红河学院本科毕业论文（设计）192.3.4 验算小带轮上的包角大、小带轮上的包角计算公式为：(2-15)ad5.7)(18012其中
46、：d d1 =56mm，d d2 =125mm，a =169mm；代入式（ 2-25）可得：小带轮上的包角： ad5.7)(1801269.5.6大带轮上的包角： ad.7)(180122695.548.203由上可知 ，且 ，所以经计算，小带轮的包角取值合理。2112.3.5 计算带的根数V 带根数的计算公式为：（2-16）LacKPZ)(0根据 dd1 =56mm，n =1000r/min，由表 8-4a8，用插值法可得单根带的基本额定功率 P0 =0.15Kw，由表 8-4b8可查得单根带的额定功率增量P =0.02Kw。根据 ，由表 6-32可查得包角系数 Ka =0.93，根据 Ld
47、 52.61=630mm，由表 6-71可查得 KL =0.96将相关数值代入式（2-26）可得带的根数为： 12.96.03.)2.015.(7)(0 LacPZ取带的根数为 Z =2。2.3.6 确定单根 V 带的预紧力计算 v 带的预紧力公式为：（2-17）20)15.2(mvKzvPFac由表 6-41可查得 Z 型带每米重 0.06kg。第二章 系统设计2020)15.2(mvKzvPFac= 293.06.93.07. =12.42N2.3.7 确定带对轴的压轴力为了设计带轮轴的轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力 F，压轴力的计算公式为：（2-18）21sin0ZF将 Z =2
48、，F 0 =46N 带如上式可算出 V 带对轴的压轴力为： 56.22si.4si().89N2.3.8 设计大小带轮的结构V 带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐结构的不同， V 带轮可分为实心式、腹板式、孔板式，椭圆轮辐式。设计带轮的结构形式与基准直径有关，当带轮的基准直径为 dd2.5d（d 为安装带轮的轴的直径，mm）时，可采用实心式；当 dd300 时，可采用腹板式；当 dd300，同时 D1-d1100 时，可采用孔板式；当 d300 时，可采用轮辐式。确定小 V 带轮机构：由机械设计基础课程设计指导书表 16.2 可查得安装小 V 带轮的轴径 d =19，轴向尺寸 E =40，2.5d =2.519 = 47.5，所以小带轮的机构选择用实心式。轮槽的结构简图如下所示：图 2-4 V 带轮简图，所以取 L=35mm。其中(1.52)(1.52)98.5m3Ldd 为安装轴的直径（16mm） 。
