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摘要中国是一个工业大国,人们生活中到处要用到纸为了增加纸的使用寿命,我们要对纸进行一些处理,在这里我们选择给纸上蜡,当然我们选用卷管机上蜡装置给纸上蜡卷管机上蜡装置是给传送过来的纸涂蜡的机械,随着工业不断地发展,手工给纸上蜡无法满足高效的生产要求,实现机械化迫在眉睫所以,这里我设计了一部上蜡装置上蜡机自动的给传送给来的纸涂蜡,这样不但节省劳力还可以大大提高劳动生产率关键词上蜡装置机械化纸AbstractChinaisalargeindustrialcountrythelivesofpeopleeverywheretousepaper.Inordertoincreasethelifeofthepaperwehavetodosameprocessingonthepaper.Herewechoosetowaxonthepaper.Ofcoursewechoosethetendonductwindingmachinewaxingdevicetowaxonpaper.Thewaxingdeviceoftendonductwindingmachineistotransmissionoverthepaperwaxingmachinery.WiththeconstantlydevelopmentoftheindustrialThehand-towaxonpaperunabletomeettheefficientproductionrequirementstoachievethemechanizationimminent.SohereIdesignedawaxingdevice.Waxingmachinetosendautomaticallytothepaperwaxing.Thiswillnotonlysavelaborbutalsocangreatlyimprovelaborproductivity.KeyWords:waxingmachinemechanizationpaper目录TOC\o1-3\h\u摘要2Abstract31上蜡机的石蜡的性质52加热装置53温控装置54电动机的选择65减速器的选择76底纸及底纸的安装
76.1底纸的参数
76.2底纸的安装装置
76.
2.1固定轴
76.
2.2纸芯轴
86.
2.3定纸盘
96.
2.4底纸的装配97直齿锥齿轮的设计和校核
107.1直齿锥齿轮的传动参数
107.2直齿锥齿轮的校核
127.
2.1轮齿受力分析
137.
2.2齿面接触疲劳强度计算
157.
2.3齿根弯曲疲劳强度计算168链传动的设计及受力分析
198.1链传动的参数
198.2链传动的受力分析209轴的校核
219.1上蜡辊及轴
219.
1.1上蜡辊及轴的连接图
219.
1.2上蜡辊及轴的连接简化受力示意图
229.2张紧辊及轴
249.
2.1张紧辊及轴的连接图
249.
2.2上蜡辊及轴的连接简化受力示意图2410链条的选择2611键的选择和校核2612联轴器的选择26参考资料27致谢281上蜡机的石蜡的性质石蜡又称晶形蜡,通常是白色、无色无味的蜡状固体,在47°C-64°C溶化,密度约
0.9g/它不溶于水,但可溶于醚、苯和某些酯中纯石蜡是很好的绝缘体,比除某些塑料(尤其是特富龙)外的大多数材料都要高石蜡也是很好的储热材料,其比热容为
2.14–
2.9J·,熔化热为200–220J·石蜡是石油加工产品的一种固体烷烃的混合物无臭无味、白色或淡黄色固体由天然石油和人造的含蜡馏分用冷榨或溶剂脱蜡、发汗等方法制得用于制高级脂肪酸、高级醇、火柴、蜡烛、防水剂、软膏、电绝缘材料等2加热装置上蜡机装置要给石蜡加热,让石蜡变成液态采用电加热管给上蜡机加热,电加热管的功率为1KW翅片式电加热器/加热管与普通的电加热器/加热管相比,具有以下几个优点翅片式加热管是以金属管(包括不锈钢、紫铜管)为外壳,沿管内中心轴均布电热合金丝(镍铬、铁铬合金丝),其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧化镁砂,管口两端用硅胶密封同时,在加热器(电热管)的表面缠绕金属散热片(不锈钢片、铁片)该结构将加热管的高表面负荷特性、不锈钢鳍片(散热片)的热传导效率高,耐温特性好的优点相结合,使得加热器能在较短的时间内散发出更集中的能量来翅片式管状电热管与普通光管相比散热面积增加了
2.5~4倍则表面负荷比光管增加了2~3倍; 由于散热片电加热器件的长度缩短,使将其本身的热损失减小在与光管相同功率条件下,具有升温快、热效率高、使用寿命长等优点; 在有限的加热装置中,可容纳超光管容量2~3倍的总功率,大大缩小了加热装置的体积,节约了用户的成本3温控装置上蜡机的主要作用就是给底纸上蜡,一般白色石蜡是固态,要把它变成液态,所以温度要控制在一定得范围内,才能保证石蜡在工作时事液态因为石蜡的溶化温度在47°C-64°C内,还有温度不能太高,所以还要选择一个温控装置,使温度保持在50°C-65°C之间根据要求及实用性我选用热电偶作为温控装置热电偶是一种感温元件,是一次仪表,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体(称为热电偶丝材或热电极)组成闭合回路,当接合点两端的温度不同,存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端(也称为测量端),温度较低的一端为自由端(也称为补偿端),自由端通常处于某个恒定的温度下根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度热电偶实际上是一种能量转换器,它将热能转换为电能,用所产生的热电势测量温度,对于热电偶的热电势,应注意如下几个问题热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差,而不是热电偶两端温度差的函数;热电偶所产生的热电势的大小,当热电偶的材料是均匀时,与热电偶的长度和直径无关,只与热电偶材料的成份和两端的温差有关;当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后,热电偶热电势的大小,只与热电偶的温度差有关;若热电偶冷端的温度保持一定,这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数4电动机的选择采用电动机的型号是AO2-5624,功率为90W,转速为1400r/min因为主要带动张紧辊和上蜡辊的低速转动,所需要的功率不要太高,AO2-5624型电动机就可以满足工作的需要5减速器的选择根据电动机的转速和上蜡辊的转速选择减速器,这个设计选择的减速器型号是WPS40减速器,减速的速比为130WPS40铸铁蜗轮蜗杆减速机工作条件WPS40传动平稳、振动、冲击和噪音均小,减速比大,通用性广,能与各种机械设备配套使用能以单级传动获得较大的传动比,结构紧凑,大部分型号减速机有较好的自锁性,对有制动要求的机械设备能节省制动装置蜗杆螺牙与蜗轮齿面的啮合摩擦损耗较大,因此传动效率要比齿轮低,容易发热和温度较高对润滑和冷却要求较高一些互配性好,蜗轮蜗杆均按国家的标准制造,轴承、油封等均用标准件箱体型式有基本型(箱体为带有底脚板的立式或卧式两种结构)和万能型(箱体为长方体,多面设有固定螺孔,不带底脚板或另装底脚板等多种结构型式)输入轴联接方式有基本型(单输入轴及双输入轴)、带电机法兰两种输出、输入轴位置方向有输入轴在下及在上;输出轴向上及向下;输入轴向上及向下6底纸及底纸的安装
6.1底纸的参数上蜡底纸参数,宽102mm、厚度
0.07mm,底纸经过流水线后就成为了盘状,能够承受一定得张力
6.2底纸的安装装置
6.
2.1固定轴固定轴的材料为Q235,Q代表的是这种材质的屈服极限,后面的235,就是指这种材质的屈服值,在235MPa左右并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小由于含碳适中,综合性能较好,强度、塑性和焊接等性能得到较好配合,用途最广泛图6-1固定轴
6.
2.2纸芯轴纸芯轴用的材料为20#,主要性能是电弧焊和接触焊的焊接性能好图6-2纸芯轴
6.
2.3定纸盘定纸盘的作用是固定纸盘,防止纸盘在水平方向移动,所用材料为20#图6-3定纸盘在定纸盘上有个M8的螺纹孔,这样就可以用一个M8的螺钉把定纸盘固定在纸芯轴上,所以这样定纸盘才可以固定纸盘的作用
6.
2.4底纸的装配底纸通过纸芯轴、固定轴、定纸盘固定在机架上,所以底纸的安装图如下图6-4底纸安装图7直齿锥齿轮的设计和校核直齿锥齿轮用来实现两相交轴之间的传动两轴交角S称为轴角,其值可根据传动需要确定,一般多采用90°锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上,轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小,如下图所示由于这一特点,对应于圆柱齿轮中的各有关圆柱在锥齿轮中就变成了圆锥,如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较简单,但噪声较大,用于低速传动(<5m/s);曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点,用于高速重载的场合这次设计是S=90°的标准直齿锥齿轮传动
7.1直齿锥齿轮的传动参数因为啮合的两个锥齿轮一样,所以参数也就都一样选择两个锥齿轮的齿数都为40两锥齿轮的齿数大端分度圆直径,则大端模数:节锥角当时因为,所以锥距,,由于两个啮合的齿轮参数都一样,所以,齿宽-齿宽系数规定,这次设计=
0.33,齿顶高这里齿根高齿顶间隙c=
0.2m=齿根角齿顶角齿顶圆锥角==齿根圆锥角齿顶圆直径节锥顶到轮冠距离图7-1直齿锥齿轮啮合图由于我所要设计的是改变运动方向,在经过减速器之后不需要在减速,所以我选择了两个锥齿轮的参数是相同的
7.2直齿锥齿轮的校核图7-2直齿锥齿轮直齿锥齿轮的强度计算比较复杂为了简化计算,通常按其齿宽中点的当量齿轮进行强度计算这样,就可以直接引用直齿圆柱齿轮的相应公式因直齿锥齿轮的制造精度较低,在强度计算中一般不考虑与重合度的影响,即取齿间载荷分配系数Ka、重合度系数Ze、Ye的值为
17.
2.1轮齿受力分析忽略齿面摩擦力,并假设法向力Fn集中作用在齿宽中点上,在分度圆上可将其分解为圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa相互垂直的三个分力,如下图所示各力的大小分别为直齿锥齿轮传动的效率,联轴器的效率为,WPS40减速器的效率为所以总效率为电动机的型号是AO2-5624,功率为90W,转速为1400r/min,WPS40减速器,速比为130,所以=1400/30=47r/min则锥齿轮的转矩为=NN=N=N各力的方向主动轮圆周力的方向与轮的转动方向相反,从动轮圆周力的方向与轮的转动方向相同;主、从动轮径向力分别指向各自的轮心;轴向力则分别指向各自的大端载荷系数式中-使用系数,按使用系数表查取表7-1使用系数表查得可知-动载荷系数,精度等级,用齿宽中点的圆周速度由动载荷系数图查取图7-3动载荷系数图查表可知=
1.4-齿向载荷分布系数,可按式式中由表齿向载荷分配系数查取表7-2齿向载荷分配系数表查表可知,所以=
1.
657.
2.2齿面接触疲劳强度计算以当量齿轮作齿面接触疲劳强度计算,则式将当量齿轮的有关参数代入上式中,可得直齿圆锥齿轮传动的齿面接触疲劳强度校核公式为,弹性系数、节点区域系数、重合度系数,经过查表分别为=
189.
8、=
1、=
0.87=216MPa,因为,-失效概率为1%时可以查出其值为780MPa,可以查出-接触强度的最小安全系数值为
1、可以查出-接触疲劳强度计算的寿命系数值为
0.85则=MPa所以成立而齿面接触疲劳强度设计公式为==38,其中
7.
2.3齿根弯曲疲劳强度计算将当量齿轮的有关参数代入式和中,可得直齿圆锥齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度校核公式和设计公式式中齿形系数,根据当量齿数,由外齿轮的齿形系数图查取图7-4外齿轮的齿形系数图查这个表格可得=
2.053-应力修正系数,根据当量齿数,由应力修正系数图查取图7-5应力修正系数图查这个表格可得=
2.65由查表可得弯曲疲劳极限MPa、弯曲最小安全系数、弯曲寿命系数、尺寸系数,=MPa,因为两个锥齿轮一样,所以只需校核一个齿轮,所以符合要求8链传动的设计及受力分析
8.1链传动的参数这个设计主要是把动力由减速器的动力传给小张紧辊,其不需要减速,所以两个链轮的参数都相同,只需要设计一个链轮的参数就可以了传动比i=1两链轮的中心距a=246链轮孔径链轮齿数,链轮齿数为奇数表8-1齿数选用i1~22~33~44~55~6631~2727~2525~2323~2121~1717~15优先选用齿数17,19,21,23,25,38,57,76,95,114所以选取链轮齿数=27实际传动比根据计算和查表选择的链号为05A,节距P=
8.00分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径分度圆弦齿高查表得常数=
4.8--孔的直径表8-2常数d5050~100100~150150K
3.
24.
86.
49.5轮毂厚度轮毂长度轮毂直径齿宽其中为内链节宽度,查表可得值为3齿侧半径,则选倒角宽,所以取值为
0.81倒角深链轮的零件图图8-1链轮的零件图
8.2链传动的受力分析链传动的效率为,WPS40减速器的效率为,联轴器的传动效率为
0.9所以总效率为如果不考虑动载荷,链在传动中的主要作用力有--工作拉力取决于传动功率和链速--离心拉力它取决于每米链长的质量和链速因为速度较小,所以离心拉力可以忽略--垂度拉力它取决于传动的布置方式及链在工作是允许的垂度在这里也可以忽略不计所以9轴的校核
9.1上蜡辊及轴
9.
1.1上蜡辊及轴的连接图图9-1上蜡辊及轴的连接
9.
1.2上蜡辊及轴的连接简化受力示意图图9-2上蜡辊及轴的连接简化受力示意图在xoy平面,受力分析与即联解,可以得和,AB段的弯矩表达式BC段的弯矩表达式在yoz平面,受力分析与即联解,可以得和,AB段的弯矩表达式BC段的弯矩表达式在AB段和BC段的扭矩都为因为上蜡辊是空心的,则横截面小根据弯矩表达式,可以知上蜡辊上最大的弯矩为则轴的弯矩和扭矩图如下图9-3弯矩和扭矩图对于塑性材料来说,应采用第三或第四强度理论,在这按照第三强度理论校核轴上蜡辊故安全
9.2张紧辊及轴
9.
2.1张紧辊及轴的连接图图9-4张紧辊及轴的连接图
9.
2.2上蜡辊及轴的连接简化受力示意图图9-5上蜡辊及轴的连接简化受力示意图链传动的链紧边和松边拉力为紧边拉力松边拉力所以链轮受力为,则在xoy平面,受力分析与即联解,可以得和,AB段的弯矩表达式BC段的弯矩表达式弯矩因为上蜡辊是空心的,则横截面小根据弯矩表达式,可以知上蜡辊上最大的弯矩为弯矩和扭矩图如下所示图9-6弯矩和扭矩图对于塑性材料来说,应采用第三或第四强度理论,在这按照第三强度理论校核轴张紧辊故安全10链条的选择根据上面链传动的设计,其中选择的链号为05A型的链条,现在要计算出它的链长两链轮的中心距为a=246确定链条的节数取链条长度所以使用的链条为链号为05A型的链条,链条长度为
0.712m11键的选择和校核这里只以上蜡辊轴上的键为例,由设计选定键为,标记键齿轮段的轴的直径d=25,键的工作长度,键的接触高度,传递的转矩按手册查出键静联接时的挤压须用应力键联接强度足够12联轴器的选择根据工作要,为了缓和冲击,保证减速器的正常工作,输出轴选用套筒联轴器考虑到转矩变化很小取,N.m按照计算转矩小于联轴器公称转矩的条件,根据手册选用套筒联轴器Ⅰ型,其公称转矩为,孔径,,,必须转1400r/min,标记为Ⅰ型套筒联轴器GB78-85参考资料1.机械零件手册,第5版高等教育出版社,20012.机械设计课程设计手册,第2版高等教育出版社,19993.机械原理第7版机械工业出版社,19974.机械设计课程设计图册,第3版高等教育出版社,19895.机械设计手册,第4版化学工业出版社,20026.机械设计,第4版高等教育出版社,20017.机械制图,第5版高等教育出版社,20048.机械设计课程设计华中理工大学出版社,19959.齿轮手册机械工业出版社,199010.几何量公差与检测,第3版上海科学技术出版社,199311.机械设计手册,第2版(修订)化工学院出版社,198712.互换性与测量技术基础,第2版机械工业出版社,200513.机械设计实用手册化工学院出版社,199914.新编机械设计师手册机械工业出版社,199515.机械设计课程设计手册中央广播电视大学出版社,199816.简明机械零件设计实用手册机械工业出版社,199917.机械设计课程设计,第3版机械工业出版社,200018.机械设计综合课程设计机械工业出版社,2003致谢经过几个星期的忙碌和工作,本次毕业设计已经接近尾声,作为一个本科生,由于经验的匮乏,难免有许多考虑不周的地方如果没有指导老师的督促指导,及其同学的支持,根本不会这么容易完成任务这里首先感谢我的指导老师文建萍老师老师们平日里工作繁忙,但在我毕业设计的每个阶段,从外出实习到查阅资料,设计草案的确定和修改,中期检查及后期的详细设计等整个设计过程都给了我悉心的指导一开始我的设计说明书及图都很繁琐并且有很多错误,但是老师都细心的给我指出每处错误再次感谢文老师的精心指导,让我能圆满做完毕业设计,并从中学到了不少知识其次,感谢大学四年来所有的老师,为我们打下坚实的专业基础,使我们好应对将来的工作最后感谢工学院,感谢江西农业大学四年来对我的教育和栽培。