和面机设计论文论文--大学毕业设计论文.doc

机械系统设计大作业

姓名 王晓龙
学号 120106083
班级 机设121

目录

第一章 总体方案设计 2
1.1 研究给定的设计任务 2
1.2 设计任务抽象化 2
1.3 确定工艺原理 3
1.4 工艺方案设计 3
1.5 功能分解 3
1.6 确定每种功能方案 4
1.7 确定边界条件 4
1.8 方案评价 4
1.9 画方案简图 5
1.10 画总体布置图 5
1.11 确定主要参数 5
1.12 循环图 6
第二章 执行系统设计 6
2.1 拟定运动方案 6
2.2 确定运动参数 6
2.3 动力分析 6
2.4 其它 10
第三章、传动系统设计 10
3.1 动力机选择 10
3.2 传动比分配 10
3.3 各轴的功率,转速,转矩计算 10
3.4 传动零件设计计算 11
参考文献 14

第一章 总体方案设计
1.1 研究给定的设计任务
表1-1 研究给定的设计任务
编号
HMJ-01
名称
和面机
设计单位
辽宁工业大学
起止时间
2015.9～2015.11
主要设计人员
王晓龙
设计费用
5000元
1
功能
主要功能：和面 辅助功能：盛放材料
2
适应性
作用对象:干的面粉和水
3
性能
整机长宽高：380 mm 282.5 mm 245mm
电机功率：2200w 整机重量：100kg
4
可靠度
99.9%
5
使用寿命
一次性使用5年，多次维修10年
6
人机工程
操作方便，显示清晰
7
安全性
有漏电保护
8

要求
1.不能有振动，结构稳定
2.远离灰尘
1.2 设计任务抽象化

图1-1 和面机黑箱

1.3 确定工艺原理
机械方法,利用搅拌头将材料糅合在一起。
1.4 工艺方案设计
图1-2 工艺路线图

1.5 功能分解 水
主功能

面粉

用于和面

动力功能

和面

用于控制
和面控制
控制功能
水量控制
保护控制
人机交互

图1-3 功能树

1.6 确定每种功能方案

表1-2 形态学矩阵
分功能
解法
A（承装材料）
铝桶
不锈钢桶
B（和面）
机械搅拌
-
C（控制）
人工手控
机械定时
方案数：2×1×2=4
1.7 确定边界条件
室内使用，事先将一定量面粉放入机器，根据需求加水。
1.8 方案评价
表1-3加权综合评分矩阵表
评价指标Bj
B1 B2 B3
加权综合评价值Si
权重Wj
0.2 0.5 0.3

方案
P1
0.8 0.8 1
0.86
P2
0.6 0.8 0.8
0.76
P3
0.5 0.7 0.9
0.72
P4
0.9 0.9 1
0.93
所以选择方案3

1.9 画方案简图

图1-4 总体方案简图

1—电动机 2—带传动 3—蜗轮蜗杆 4—搅拌头 5—容器

1.10 画总体布置图
如图1-5
1.11 确定主要参数
1.尺寸参数
整机长宽高：380 mm 282.5 mm 245mm
图1-5 总体布局图
2.动力参数
电机功率：2200w
3.运动参数
=47r/min
4.生产率：6kg/次
1.12 循环图
（该机构只有一个执行头，故无循环图）

第二章 执行系统设计

2.1 拟定运动方案
搅拌：蜗轮蜗杆机构。
2.2 确定运动参数
搅拌：6kg/次，搅拌头：47转/分
图2-1 执行机构简图
2.3 动力分析
蜗轮蜗杆机构
蜗杆采用45钢，表面硬度45HRC以上。蜗轮材料采用，砂型铸造。
选，查表取大值，
当量摩擦系数，当量摩擦角
初选值=0.355，（），

查表知使用系数

查表知弹性系数

接触系数由图查得
接触疲劳极限查表得
接触疲劳最小安全系数

取
传动比
齿数比
蜗轮齿数
齿形角
模数
变位系数
法向模数

蜗杆直径系数
蜗杆轴向齿距
蜗杆导程

蜗杆导程角
蜗杆节圆柱导程角
齿顶高系数
顶隙系数
蜗杆分度圆直径
蜗杆节圆直径
蜗杆顶圆直径
蜗杆齿根圆直径
蜗杆齿顶高
蜗杆齿根高
蜗杆全齿高
蜗杆齿宽
蜗杆模数时增加20
蜗轮分度圆直径
蜗轮节圆直径
蜗轮喉圆直径

蜗轮根圆直径
蜗轮齿顶圆直径
蜗轮喉圆半径
蜗轮齿宽
蜗轮齿宽角
顶隙
蜗轮齿顶高
蜗轮齿根高
蜗轮中径
蜗轮轴向齿厚
蜗轮法向齿厚
蜗杆轮齿法向测量齿高

确定精度等级：
对于低速，中载的通常先根据其圆周速度确定第Ⅱ公差组的精度等级。

参照表选定蜗轮第Ⅱ公差数组为9。
蜗杆第Ⅱ公差组为7。第Ⅰ公差组比第Ⅱ公差组低一级，
选蜗轮第Ⅰ公差组为10，蜗杆第Ⅰ公差组为8.对齿的接触精度有一定的要求，通过与第Ⅱ公差组同级，蜗轮第Ⅱ公差组为9，蜗杆第Ⅲ公差组为9，蜗杆第Ⅲ公差为7.故该蜗轮精度为10-9-9b GB/T 10089-1988，蜗杆精度为8-7-7d GB/T 10089-1988。
检验项目选择：
蜗杆、蜗轮及其传动的公差组合检验项目：
蜗杆轴的向齿距极限偏差
蜗杆轴的向齿距累积偏差
蜗杆齿槽径向跳动公差
蜗杆齿形公差
蜗轮齿距极限偏差
蜗轮齿形公差
2.4 其它
设备工作环境：耐腐，耐热，耐酸，耐碱。

第三章、传动系统设计
3.1 动力机选择
由[2]表27-1查得电机型号为Y100L1-4，功率为P=2.2k，同步转速为1500r/min，满载转速为1430 r/min。
3.2 传动比分配
1．主轴转速
带的传动比为1.5，n1=1430则主轴转速为

2．传动比分配
已知，蜗杆传动比取20得
r/min
3.3 各轴的功率,转速,转矩计算
查机械零件设计手册，效率取=0.85， =0.96，单头蜗杆=0.8，滚动轴承=0.99，弹性联轴器 =0.99。
0轴:0轴即电动机轴
电机的额定功率 =2.2kw
电机的输出的有效功率
=
I轴:
=
II轴:
==
电动机的输出转矩

第二根轴转矩

第三根轴转矩

将上述计算结果汇总于表3-1,以便查用。
轴序号
功率P/kw
转速n/(r/min)
转矩T/（N m）
传动形式
传动比
效率η
0
1.87
1430
12.5
带传动
1.5
0.96
I
1.795
953
18.0
蜗轮蜗杆
20
0.8
II
1.4
47
316.6
联轴器
1.0
0.99
表3-1 各轴运动及动力参数
3.4 传动零件设计计算
1．带传动设计计算
每天工作小时为10~16h,载荷变动很小，查表得，故=
根据=2.42kw, ,选A型。
大，小带轮基准直径，
由表得,现取，

取
验算带速 V

带速在5~25范围内，合适。
初步选取中心距

取，符合
带长

查表，对A型带选用，计算实际中心距

验算小带轮包角

，合适。
，，查表得：
，查表得由，查表得，查表得。

取3根。

作用在轴上的压力

小带轮几何尺寸计算：
由Y100L1-4型电动机可知：轴身直径D=28mm，
长度
，
取56，
由表查得：，
，，

大带轮几何尺寸计算：

取，
由表查得：
，，，
，

参考文献
[1]孙志礼，马星国编.机械设计[M].北京：科学出版社，2008
[2]巩云鹏，田万禄等编.机械设计课程设计[M].北京：科学出版社，2008

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