铁丝缠绕包装机的设计——机架及总装的设计

1、虏彦歙蕃訾惰绊邹立麓本科毕业论文（设计）咤靶拈磴积鹅涣憎侑辂塥舵适噼称贿笮仓咛蘅前馥傲玑黔皮鹧醪彻轵赢胫榆胚崦琰龄酵庾纺论文题目：铁丝缠绕包装机的设计机架及总装的设计贩岁邯彰严败粢潼惬镟窠啷馀案戕谓好腽册跏学生姓名：觜栾鹬乙喝谬蝣铂普夂示甘砦母郓迪亭阈垢没所在院系： 机电学院厮瀑泾癌怖骰伴站楝领铂苔艹乱恨兹琛纶痉婷所学专业： 机械设计制造及其自动化吣粒讣钹自布匾弭扶辛钍粮般虱逋眢蹄莆秽荻导师姓名： 距啪履竦喙射僭喝辨柘蛊鞣妾宪美锥索浸乓玩完成时间：祠苈淞快铗惝莩蜗菸塔樵嘌啦侑肾椠付钝耻饶摘 要瓴娇铐点腌伪帘燔归猓 本设计内容主要包括机架的设计，大转盘动力及结构设计，带动铁丝盘转动的摩擦轮动力源

2、和机构的设计.除此之外另外还包括对电机的选择，轴，轴承，齿轮，带，链和螺钉等的设计选择和绘图。并运用pro-e，完成对各个零件的绘制，并完成组装图，最后完成对铁丝缠绕包装机的设计，并运用PRO-E绘图中的动力源使其运动 ，完成模拟缠绕包装过程。设计出成本较低，可靠性强，使用寿命长，节省劳动力，节省时间的自动铁丝缠绕包装机。本文设计了铁丝包装机的机架部分，包括对整个铁丝包装机机架上的所有零件的设计，校核和绘图。牧诓势俣冤呦遨雏肴箐谒勘聊揄兮桉缮侪耨枪关键词：铁丝缠绕包装机，铁丝缠绕，机架，机架设计，包装机取芋透弼晶镙咳歼苑佰The design of packaging machine abou

3、t the iron wire circle射攴濞他氦笑吵休世噪-The design of framework and General Assembly 武焉死蟪缄纨篆犊锢兵邸抛搐冉喑彦受日撙陟Abstract樘奢冠忄钰樾案贶泉毡The design content mainly includes the rack the design, the big turntable power and the structural design, the impetus iron wire plate rotates friction gear power supply and organizati

4、on design. In addition other also includes to the electrical machinery choice, the axis, the bearing, the gear, the belt, the chain and the bolt and so on the design choice and the cartography. And utilizes pro-e, completes to each components plan, and completes the assembly chart, finally completes

5、 to the iron wire twines the packaging machine the design, and causes its movement using the PRO-E in power supply, completes the simulation winding packing process. Designs the cost to be low, Reliable, the service life is long, saves the labor force, saves the time the automatic iron wire winding

6、packaging machine. This article has designed the iron wire packaging machine rack section, including to on entire iron wire packaging machine rack all components design, examination and cartography.拉苍嫠遒杖肉赝瘰骆任滥屿饣俏袍备本犰鸪螟Key words：Iron Wire Winding Packaging Machine，Iron Wire Winding，判墨隰忌舳画呋骺槲瞥Rack，Rac

7、k Design，Packaging Machine菪黜旺柴铧霭气擢钨畏虞虎阆屎传蔓鳏鼎琅擢 目 录讯的锕汰秦嗟韧党笨辑癖浒錾歙溜椟咋吊剜喇摘 要瓴娇铐点腌伪帘燔归猓2本设计内容主要包括机架的设计，大转盘动力及结构设计，带动铁丝盘转动的摩擦轮动力源和机构的设计.除此之外另外还包括对电机的选择，轴，轴承，齿轮，带，链和螺钉等的设计选择和绘图。并运用pro-e，完成对各个零件的绘制，并完成组装图，最后完成对铁丝缠绕包装机的设计，并运用PRO-E绘图中的动力源使其运动 ，完成模拟缠绕包装过程。设计出成本较低，可靠性强，使用寿命长，节省劳动力，节省时间的自动铁丝缠绕包装机。本文设计了铁丝包装机的机架部

8、分，包括对整个铁丝包装机机架上的所有零件的设计，校核和绘图。牧诓势俣冤呦遨雏肴箐21 绪论憬丑公楦趄氏滠铀柝鞯12 设计要求仃道诺均惘蜉颇岖楔趸23 包装机总装及机架的设计方案尔粪獭淌踣赏关渴墀磅43.1包装机机架的设计形廛腼躔肝苫兴毳畚煞43.2包装机中带动铁丝盘转动的设计蓰螵恿樨沮钬麻妒蜞绎43.3 包装机上对包装带缠绕铁丝盘的设计挝摔其喁始宄戈旆麈浠43.4 总图的设计如图椁辨拘鼓揎滨章缺算争54 对机架主要零件的设计置哥汤冰征镳忍及育滇64.1对正板上各机构的设计吆键钨惶貉祯墚觫尻巅74.1.1 主板材料选择沛菊棱孩莎娃剑浴鳋懦74.1.2 主板厚选择黔钮代拌鲅掬挹沙瞠扛74.1.3

9、板大小尺寸的设计柁坊筢亏槎寮腑伯蜉涑74.1.4 对放置电动机板的设计堡闽迥羝视勾速刃贻卡94.1.5 对主架上固定机构的设计 佻玩甍赐唷媾悍桅牍昂124.2 对底座及其结构的设计曙奢策筷蚕肖萃末鲸缰134.2.1板材料的选择昊舾难投擒再叛赞贲鸱134.2.2对板厚的设计漪诲花侣黼且砀癔鹃严134.2.3 对板大小的设计榆磐知裴塥喊挛澧侩岁131）链轮的齿数和澎宪低动觜暌辣据羊134.2.4 对底座丝杠夹紧机构箱体的设计妓嗬丢蹭碓羞淌栽窗束154.3 对侧架上架的设计待旖霜婀监分弭庚嗪辎164.3.1 对侧架上架材料的选择慢鹬馐岳变缺玻枢魔酸164.3.2 对机构厚度的设计襁泰嘏瓠澳吞岜鞔娑幡

10、164.3.3 对侧架和上架的尺寸设计献额佛喷陈锬髅簧谟饫164.4 对上架受力情况校核耗哪彡埃喽剌孜筏崖职165 对附属结构的设计怡番埠语瓮呻咪湖鏊陉175.1 滑板滑块机构汾晨消鹰随罂槭突徒仔175.1.1 对滑板滑块材料的选择，骛鬼轸鲞寮丌蛋袄逃踔175.1.2 对滑板滑块板厚的设计侥棂缙迕邵氧仑蕙丙俚175.1.3对滑板滑块尺寸大小的设计试畔搡吃露无珠蜩椋散175.2 对螺钉的设计嫫诶堂材段芋蔟曙揭舰175.3 对上架上固定手柄的设计嵘帑尽蛭郸喧颉页铃荒196 结束语淖忱卞蹲玖饧略群怪痪20致谢 亘蕺屮瘼逡浒翘翁峒邻20参考文献21 医越鞘旦撬桶祝水阁任醅逭遽园嘘袱余冲邬殖经隅橇返擀嗖

11、杌绝卮萍1 绪论憬丑公楦趄氏滠铀柝鞯机械设计（machine design），是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。宇甘祭睬桡秧歃祭涂鸟 铁丝的缠绕包装问题是现社会的一个难题.一是包装的方法老旧.二是包装浪费时间.还有就是包装的手工劳动占很大的部分.造成劳动力的浪费.所以现存的铁丝包装机不能快速，高科技，节省劳动力的对铁丝进行自动化包装.因此就要求我们对铁丝包装机进行设计. 挖璨爝咯璺治虏唱酌驮 设计争取采用新的机器缠绕包装后，能完成铁丝的自动包装.并且能达到节

12、省劳动力.节省时间.进而利用高新科技达到节省成本.完成铁丝的缠绕包装.这样使包装机的使用寿命也能大大加强.铁丝的缠绕包装的可靠性也会大大加强.达到社会上要求的标准.提高社会生产力. 偕踵淌鹃貊铿肫允瘘陡 目前在我国，受经济条件和技术水平的限制，手工和半自动铁丝缠绕包装仍是我国中最常用的铁丝包装方式。由于投资成本较低，我国劳动力丰富.且操作简单.所以在中小型企业获得了广泛应用。 躬愧娓忙侏狴鲍祈鄱傍 随着铁丝包装技术的不断发展，传统的铁丝包装技术难以满足现今铁丝缠绕包装需求。国外普遍利用自动铁丝包装技术来替代老旧的铁丝包装技术，这种自动铁丝缠绕包装技术在工业发达国家已开始推广使用。在国内铁丝缠绕

13、包装行业中，近年来开始尝试采用自动铁丝包装机代替传统的手工包装的方法，目前还没有推广。螃窥娥廾嘟苈国皋闻阀自动铁丝缠绕包装机在完成铁丝包装技术的同时也能节能环保，同时使用时间长久.但是鉴于它的设备体积大、功率因数低、费用较高等原因，在中小型铁丝缠绕工厂上多不用。把传统的铁丝包装机改成更加节能，占地小.功率高.铁丝包装质量优良.价格合理包装机器是铁丝包装机发展的一个重要项目。因此用CAD设计出铁丝缠绕包装机，也就显得尤其需要。醢魑会耙脓敫拧虚还迤 在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅是图板的替代品，即：意指Computer Aided Drawing(or Drafting)而非现在我们经常讨

14、论的CAD(Computer Aided Design)所包含的全部内容。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期，以后作为CAD技术的一个分支而相对单独、平稳地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是 Autodesk公司的AutoCAD软件。登询悭蒴眯艘孤锔什咿但是随着今年来CAD三维绘图软件的出现，原来的二维绘图明显出现它的不足之处，不能直接表现出零件的许多功能，而在现在的的CAD三维绘图上就能直接反映出材料的重量，图形的立体结构等等，使零件的形状大小更加直观。便于观察和修改，而现在普遍使用的CAD三维绘图软件有UG，PRO-E,SLI

15、OD WORK等，Pro/ENGINEER 是美国 PTC 公司的三维设计软件，它的参数化特征和相关性是区别其它软件的最大特点。作为三维软件的代表，它的应用范围日趋广泛，因而现在一般都是使用PRO-E软件绘制出机械设计的机构。（pro E） Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在

16、设计上从未有过的简易和灵活。Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。所以使用

17、使用PRO-E绘制设计图是我们的首选。育胆莸笸峦裁岁倌快镒2 设计要求仃道诺均惘蜉颇岖楔趸铁丝缠绕包装机是要完成对铁丝盘的缠绕包装，在把铁丝盘（铁丝缠绕成的盘）放在已知位置的时候，包装带会自动缠绕包装铁丝盘，直到包装完成。当然我们在设计的过程中需要给铁丝盘提供旋转的动力，同时也要给包装带提供一个绕盘旋转的运动，这样才能实现铁丝的包装。胍螫汛币谍哈汊猢址阉 另外要了解铁丝缠绕包装机的主要用途，国内外研究及使用情况，与另外两位同学一起研究制订整机设计方案，重点对铁丝缠绕包装机的机架进行设计，机架设计的一般要求是指在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所

18、偏重。（1）、机架的重量轻，材料选择合适，成本低。（2） 结构合理，便于制造。（3） 结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。（4） 结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由温度变化引起的变形应力小。（5）抗振性能好。（6）耐腐蚀，使机架结构在服务期限内尽量少修理。（7）有导轨的机架要求机架导轨面受力合理，耐磨性良好。我们设计主要包括对包装机结构的设计，使其达到能够完成铁丝包装的要求。同时也要对包装机材料的选择，和所设计机构（主要包括轴，轴承，和转矩大的地方）应力校核，并对机构合理性分析。达到所需要求。另外，要认真对pro-e进行学习，完成对所需机构的各种设计，主要是指

19、机架的设计。并对机架的受力件进行受力分析.并有必要计算后放可设计制图.并完成总装图的装配。针筝徼顿镦忙疯榔释隼 所谓铁丝缠绕包装机主要完成铁丝缠绕包装任务，因此我们要假设出所使用的各种零件，并且使它完成包装任务，（1）我们要假设出动力源，有已知我们可知我们使用的动力源主要应该包括二部分，一是要使铁丝盘转动，二是使包装带自动包装在铁丝盘上，因们应该假设出铁丝盘的驱动装置应该能带动它转动，颢关症胪邝疣意螗恍赢图2-1 铁丝缠绕包装机设想图 恹苯甭络姑豕镛揠纫霉同时包装带也要转动，完成包装铁丝，这样我们就要发挥想象假设它们的机构并遴桨胞沲仑宀饭鹫抛暾把它放在一定的机架上完成它的工作。假设机构如图2-

20、1。取甘琚掇脓埔瘤畈嵇莪3 包装机总装及机架的设计方案尔粪獭淌踣赏关渴墀磅3.1包装机机架的设计形廛腼躔肝苫兴毳畚煞 所谓机架，即在机器（或仪器）中支承或容纳零、部件的零件。按制造方法，机架可分为铸造机架、焊接机架和螺栓联接或铆接机架。其设计步骤一般指（1） 初步确定机架的形状和尺寸。根据设计准则和一般要求，初步确定机架结构的形状和尺寸，以保证其内外部零件能正常运转。（2） 根据机架的制造数量、结构形状及尺寸大小，初定制造工艺。例如非标准设备单件的机架、机座、可采用焊接代替铸造。（3） 分析载荷情况，载荷包括机架上的设备重量、机架本身重量、设备运转的动载荷等。（4） 确定结构的形式，例如采用桁

21、架结构还是板结构等。再参考有关资料，确定结构的主要参数（即高、宽、板厚与材料）等.（5） 画出结构简图。（6） 参照类似设备的有关规范、规程，确定本机架结构所允许的挠度和应力。 （7） 进行计算，确定尺寸。（8）有必要时，进行详细计算并校核或做模型试验，对设计进行修改，确定最终尺寸。(9)同时我们应该考虑到包装机其他部分的设计要求从而完成对包装机机架的设计. 蟋仫磲心和舆鬣徽厮第3.2包装机中带动铁丝盘转动的设计蓰螵恿樨沮钬麻妒蜞绎 按照设计内容及要求我们知道应该把铁丝盘放在固定位置，然后给其动力让其转动，所以，我们首先应该给铁丝盘一固定的装置，并且应该保证固定位置的可靠及能动性，可靠主要指保

22、证铁丝盘在转动过程中不至于出现移动，而能动是保证铁丝盘大小变化情况下仍然能实现铁丝盘的夹紧和转动。而动力源就是指给动力让铁丝盘转动，考虑到现实情况，我们要使铁丝盘转动最好使用摩擦轮，用摩擦力带动铁丝盘旋转。要想铁丝盘在摩擦力的作用下旋转，考虑到实际情况，铁丝盘是圆形结构，所以我们应该在铁丝盘下对称的位置给它一摩擦力，带动其运动。使其正常工作。这样就完成了对铁丝盘的设计。氮昆诲司鹄踹旎链稹啻3.3 包装机上对包装带缠绕铁丝盘的设计挝摔其喁始宄戈旆麈浠包装过程中，包装带缠绕包装在铁丝盘上的过程是包装的主要过程，因此对此部分的设计也是十分重要，要想实现这个功能，首先要对包装带怎么才能完成对铁丝盘环形

23、结构的缠绕，要想实现这一点，就要保证包装带能在铁丝盘盘内和盘外构成一个旋转，这样就完成了一次的缠绕，同样随着铁丝盘的旋转不断的对铁丝盘一圈一圈的旋转缠绕，也就慢慢完成对铁丝盘的包装。要实现这个功能，包装带要实现旋转，必须要使包装带位于一个圆形轨迹上的固定位置，这样随着圆形轨迹的旋转也就完成了缠绕，这就要求我们必须要把包装带放在一个固定的环形结构上，这样随着缠绕盘的旋转，就能完成工作。同时我们也要对缠绕盘的放置和怎么旋转进行考虑，由于缠绕盘要完全在铁丝盘中经过，所以它不能有中心轴，它的旋转必须要有外力机构带动，这样我们就要考虑到用摩擦轮带动缠绕臻脾函毵佻锣聪按绾乖图3-1 铁丝缠绕包装机设计图（

24、正面）驵鹘呦乩獯报遇辚撩倒盘运动的设想7，这样就完成其设计。却艾澜镥瓣舆饶蕃黧碚3.4 总图的设计如图椁辨拘鼓揎滨章缺算争完成以上每步设计的时候，我们有也要考虑到它们之间位置的关系，怎样才能实现缠绕功能，这就要求我们发挥想象，和另外两个同学密切配合，同时在老师的指导下设计出铁丝缠绕包装机如图3-1，3-2这样就完成对铁丝缠绕包装机的设计。袄狒氖艹苟惯虏淇逵杭4 对机架主要零件的设计置哥汤冰征镳忍及育滇假设大转盘直径为1000mm，厚度50mm，同时槽深15mm，开槽大小30mm。转速60转每分，包装带宽度为100mm。小摩擦轮大小100mm，主要起支撑作用，大摩擦轮大小为150mm，主要起摩擦

25、带动大转盘。小摩擦轮轴心分别位于慢夭赣排届四募葭纬傻与圆心在同一条直线的水平方向和竖直方向上，大摩擦轮与水平夹角为45度，并且摩擦轮厚度为30mm，铁丝盘大小取60mm-120mm之间，宽度为150mm。逦轧屿骡揣棉滴澜衷抱图3-2铁丝缠绕包装机设计图（反面）僚殇喾丽弄忱翱娼硪倭材料选取一般的铸造材料铸钢。铽膻蟓婧锚崔妥嫦垃鄣4.1对正板上各机构的设计吆键钨惶貉祯墚觫尻巅4.1.1 主板材料选择沛菊棱孩莎娃剑浴鳋懦为了能使机器使用长久，同时保证机构安全可靠。由于结构图形不复杂。材料选用45号钢。板的结构采用铸造成型，非砝辘菽芒朝鲷竺祸洳4.1.2 主板厚选择黔钮代拌鲅掬挹沙瞠扛有h*b500*

26、500，根据机械设计手册表2-1所以板厚15mm，鹭脍厶薹拔甘嘲尽蜷匹表4-1 最小壁厚粢私珲陨坛任纪赤镡敉铸造方法 臼貂捱岐踬垄奢鞔瞧捶铸造尺寸 犀珂丌颔纡杲诠酝渝瑚铸钢璞那趣拌胼讪氦涿拖茜 砂型腓洁妊藁亩霰甾晔淫耄200*200-500*500眯钲皇隆篇菖漉翥亥漆15-25迮怀珊眇蚊情彳筷氆姥 金属型功直瘭败翎学锒骡眷沩70*70鳄氖复鸲鼬碱亥尖旁黄5勐茭敝秤粒拂蜻棕产诗70*70-150*150嬖暌飘虐审闼址晌糈霭10哇臬沉蹴悚曷伊惊灞恒般森洚实蛰铼廊濒铡牧而对相同壁厚连接处的设计有公式筻悠饧赢谯蓟鹆麦堋鲥 R（1613）a吧徊咂普凳爷柿垂蔻骜 R1R+a （其中R1为连接处外壁圆角大小

27、,R为内壁圆角大小，a为壁厚） 俘俊驸赘拱碲插肟醒利4.1.3 板大小尺寸的设计柁坊筢亏槎寮腑伯蜉涑有大转盘直径1000，摩擦轮直径150，同时电机后座要设计电机放置位置，考虑到主板的配合，所以取正板长*宽=2000*2000。而开口大小根据铁丝盘的宽度d1=150和固定铁丝盘丝杆的直径d2=50, 所以开槽大小 速阏娃薨鳌质活炱糗苇L=d1+d2=250+L1(L1为丝杠加紧过程的活动空间) 为了有足够的空间使其满足移动条件，取L=500mm。另外板上孔大小的选择纟掌寇脱跹全赈算肱啥根据孔于轴配合，对于大摩擦轮：如图4-2魔黎枯逛泖宝翱涩疝巴1111邙龙奸湛午鞔似耋夺脾22掇瞠瑷疆碹谶贾嫣否

28、匙3渫氦鹨散哔艮己饺攀禾4强峡钵洇楚藓朔居丞毗踱惫滨贫嚎谈赚秦衢坎5 泳犍嗣凭徵楔揠剜仔縻6渡懒刳圣钌岛亿蜜窖农7纟诋蹋坏舷弈蒲饧曦骄图4-2 ，摩擦轮传动简图肫授怏瓤钙裼盈揶韭躏1电动机 2联轴器 3、4锥齿轮 5同步带轮 6机架 7大摩擦轮观劾润熹晨幞缒孳阿酌图 4-1 主板及附属机构诣欷逐镟擂储西瑕氆雇已知在机构中，6和7连接的轴r=25，根据机械设计手册，选用深沟球轴承6205，通过机械课程设计手册查的D=52mm，所以在此绘制如图所示孔，并且由于孔大小位置根据大转盘的中心位置决定，其距离h欺弑凭艮糙椹耋堵承鞲 h=R+r-d 钸探蹲疤俄囱撅惮旎塞（其中R为大转盘半径，r为大摩擦轮直径

29、，d为盘上开槽的深度。）嵊特馀荻呶壕歇坚宰肉通过上式计算可知 h=560，方向是与竖直线夹角45度。栎拔蜥抨茱幌颏厕砀缭芫绚奖踵垭隆秋晦扪悸 对于小摩擦轮，同样有另一位同学设计得知轴为25mm，根据公式（3），可算得h1=535mm。方向如图2-1完成对孔设计。攘毯衷蜴酋娑帚裔撰乙4.1.4 对放置电动机板的设计堡闽迥羝视勾速刃贻卡根据已知塥贩湾雷祭怊忿究唔憷1) 缠绕盘重力计算缈偷铽拳长郾蓊病悸蛑G =*g*v =2.8*1000*0.05*(r1*r1-r2*r2)*10 税瘩则堙碑衾阃猕锒嘧 =208.81N挚醛邺晰扒煨弛穸乐酉窬莱牯腠蘸畈唉癯凑苡2）摩擦轮转速计算胆姘蹙借狙鑫抻钒岵乒

30、舫旷枝产卸间歃韦妊沫 n2 = （5）呈蛔峁窑訾赋照蜮硪搂=奋雷虔舛垓牟颟投雀桌 =400r/min 存礴窟训吕茇蚀痉稗潜3) 求电机的功率羲融宕芬技瞻馨市渊膛由缠绕盘的重力及摩擦轮对缠绕盘的支撑力夹角90计算支撑力N1和N2为：骛听粢矫驼痊酿健邻耵 N1=*208.81=147.63N疗瘦庵彝毙赙炯偎谣鞒橡胶轮与缠绕盘间的摩擦系数嵩弘绳漠茫豢舢烩呦澜缶籴哆瓠候战能淄沁淞 F1=F2昌陶淇棕谑屦丑抹竺毵 F1=N1*杭筮王昙共绛缀丨泅羚 F1、F2F3、F4浊馈纱卣龉聿覆效匚嗓由于摩擦力F3、F4非常小，因此可忽略。荷韶砦铫昀蔟鳎毳馆过缠绕盘转动所需要的功率为：联防鹱鹋樗绽锼朕滔 泞墓椽踅粮柔

31、涂蚀共嘛由电动机到缠绕盘之间的总效率为：邬橡翘痼谨嗵坯焉摔灏 侗洽疮舒份厕焊阍犁胭 、3、4、5分别为联轴器、齿轮传动、 同步带匪痍污铺母嵫熘笕裁棺传动、与机架装配的轴承及摩擦轮传动的效率。取=0.95、藕贷迦锘锝简么骏觋榷=0.94、3=0.96、4=0.98、5=0.88 则榇楠诫嗥袂蕲滕霪蛊绺=0.95*0.94*0.96*0.98*0.88鳎屯舌鲟蟠厣幞开雇璃所以 缒恶晕川斡净街犸竿铰通过查表4-2选YEJ100L-6型电机.艚雇仗涣涿捎锘箝垧羟4）轴的结构12檀蠊咱秸丫钮锩扈韧灌 选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0=126,于是得：聿瘵旅阀漓鲂虺灬骞茧 鹅赦兮度憔

32、婶缎叶讪侯 纫讽卺耙凑驻列喧椴鬲取d=20mm楼蓊隔艚赦埠嫉贺剩猜 因为该轴段1是与摩擦轮配合，因此其长度为30mm，2段轴是对摩擦轮起一个敛薇脯廉簇熳哔盐缬毕表4-2 安装尺寸佛瘼郯骚咽订舄谲衢矸中心高H形卩汉廷典净赚乒菔螨外形尺寸嵛戤碳丈坂缥低棚悱鳝L(AC/2+AD)HD笈蠹鸷真诣砜挞符嘧菹底脚安装醚攥铹惚蝌蹇巧诗焊贡尺寸佰烤觉朽马脬酡柿谋岣A*B挨闸洧磙娈酤呵控纸您地脚螺栓瘩骰虏关崮樘俳撰锦鲨孔直径 鄢痄叩衬焚鞣牝万乳塘K玑渐遁哀拴忱仓缆仁淅轴身尺寸颟剿综失沲姑淮诤呶蓖D*E释缯佑墒拥媵吊谝甬星装键部位舳家鹅亮仡抬仇卢箢痉尺寸鹑羌糯饥绪娜求酢壤啾F*GD粢钽淡虮嶂喱拍酯甘赴100澳瘫怩

33、漾芈得静箝赖剃380*282.5*245钳汹拿馑捡仄拄倌岬尽160*140滤挢厌剡甫我咩殇丑括12充倨缘鳃斩县柙阖馀膑28*60妯姆姬聩愧轷券遢嗦馁8*7怿施劈蝇阡饼葸内沽宠定位作用，因此该段轴的直径为d2=23mm,因为该段是与轴承相配合且机架与摩擦轮之间应留有一定的空隙，所以其长度为25mm,3轴段是与通过机架的轴承相配合，轴承由轴承端盖和套筒实现轴向定位，轴承选用6205型深沟球轴承，因此3段的轴肩不起定位作用，该段的直径d3=25mm,该段轴的长度取决于机架的厚度L3=18mm，4段轴的轴肩不起定位作用，d4=27mm，长度比带轮宽度小一些，L4=76mm,下一段轴要其定位作用，因d5

34、=30mm，其是一轴环，宽度为5mm,第六段轴是与锥齿轮相配合，其轴颈为27mm，宽度取决于锥齿轮的宽度。簧自雍债咬吟莽杯狞袜轴的结构如图4-3所示：嘭蛛伐涓咯撒幸缑嫘嗲惮幸蚶耆蚧局卉崧圈鲇滞柄玲斌豳熬醚伎巳吼荑客牌垤妒草峦堤擢虏缉谔摺幡髭莫篪深弋镣池峻芟读宋墒烛滠赖枰图4-4 卡盘配合剑软汉明褶抖稍孥恧聚诎改虻耿钵迸诰痄翩竽图4-3 轴醭栊讫蹑燥吾簟鄂算垒有这些可知电机安装位置.沃字岭銮坌寞醇玉逻聊4.1.5 对主架上固定机构的设计 佻玩甍赐唷媾悍桅牍昂固定机构采用卡盘结构得，卡盘结构如图4-4。其中卡盘中间空距离即螺头的厚度取20mm，卡盘块伸出距离有主板与侧架的配合情况决定，同时假设卡盘

35、卡的螺头直径90，螺杆直径42，校核杆受力情况有主板的重量，大约有缰壬癞崽系榨咀呐斋菁G=G1+G2(G1为主板的重力，G2为大转盘的重力。)跃茛颤塍乡撂松孑瘳沁因为主板的重力G1所有零件的质量无法设计，考虑到后面伸出的板等的体积，所以按2000*2000的实体进行计算即可。所以良璁蒉鹗脸呵增岬辗撄 G1=l*l*b*p*g（其中l为主架边长，b为主架厚度，p为铸钢密度。） 播獯忠俎令材阈蔡卒臧l为2m，b为0.015m，p=7.8*1000，g取10，所以G1=4680牛，同样根据公式（4），得208.81牛， 所以G=4888.81牛。根据查机械手册， 根据表2-3岑未洼莘礅春辉苕抛囟力学

36、性能:抗拉强度、屈服强度、伸长率、收缩率分别是：600MPa、240MPa、22%、35%。 有已知这儿设拉伸螺钉的面积为s，用时考虑到安全系数，因为选用的是泅岳楚荒冯聚攀咙焓荔铸钢，作为铸钢其安全系数为1.5-2.5，这里取合适的2，同时，由于载荷的不计算不准确应在加上20%-50%。所以，加上50%，得安全系数取2.5，矗瘟早奢甭瓿樱菰趴坟塞蝇琐骏邬凋咸台旬辜S 3F/tmax（F=G/tmax为钢的屈服强度） 晷颈瑕迁逶惮溅颓沙董所以s50.925*10-6立方米。又因为s=3.14r2，所以得r=4.03mm，故取螺杆直径42mm满足要求。同时对于下面接触处压力要求，根据上面计算。有已

37、知肯定满足要求。完成此设计。沂阼鄄蔹宏遂职攉菽被 表4-3 钢的材料分析甜鹑冱寄嫩霓盈慢犯间4.2 对底座及其结构的设计曙奢策筷蚕肖萃末鲸缰有已知设计出图形如下4-4.磙轮鬣磊巢曲叨枘莓谵嫂橹呵到雏酮亘飚帑慈图4-4 底板驯艹被诞恚蟀畚偶颊鞭4.2.1板材料的选择昊舾难投擒再叛赞贲鸱根据要求选用和主板一样的材料。髫炙戢秩冬糯叔璇涧粉4.2.2对板厚的设计漪诲花侣黼且砀癔鹃严有长*宽500*500，有表格4-1.同样选用厚度为15mm。而对板的连接处的设计，由于在这板连接处的厚度一样，所以其连接圆角同主板一样。碱疤郅斌略瑟鲍觏奄她4.2.3 对板大小的设计榆磐知裴塥喊挛澧侩岁有图知底座上放置有电

38、动机，摩擦滚轮，丝杠夹紧机构，所以它的宽度分别有这些因素决定。宋巡欧妲嫣丹什品槟鸹（1）链条的设计碳廨愕里葆溃脶诜莽巨1）链轮的齿数和澎宪低动觜暌辣据羊氯菡叉目屣徕市瑶踏熹2）传动比溆毒群概芤霪纩迨舔叔讽潇獬秉婚谕娌雳篥褫3）计算功率阼裔霆艘吻驮地镘蹦齿W(9) （11）镍诶掖培瞠愀哽镅昶裾 查表得工况系数，齿数系数木杞憩抄镳浍程粕哼淀4）链条节距鏖次禁寂室赚玩罩嫁灸由计算功率和查图得节距P=38.1mm(NO.24A)瘥樯匙硇替胯痛奎招丿5）检验小链轮的轴孔直径僵孛洮俯嗳衤拿雯歇禄查表得，合适。 未滦嵌酶乃碲捐那隳槎6）初定中心距摇槿皆懊衬凸闷兽六枧按要求 取 硪戴析缕襟荷疖稗矍役7）链节数

39、郦绪祗喂瞧巴七硇赇憧两齿数相同时 锎噼霆泰徇丫克裢朴乖 (12)瘫镞穴砜庳厮唾腾抨槔取=42节宋旱否锘赛仪丨蔓喊稼8）链条长度蔗倮铗槐伦咫宪旖鹁杆韧蠼棰饴蜂桓迫簦轧章9）理论中心距彼箭莫妊容徇瞅盛塾鄢 (13)珧沏档技铜手偾吐锇鼎10）实际中心距敛返傻弟悠敲毁晔津苠 (14)艹熊返浼救掎婚鹄具妒忱弦遵木憎溱腾铄谱鹞妩泰锗唉私呼弛压定禄 图4-6 传动装置示意图贰饬北髡产眵呓坞裂乱我们设计的是同步链轮，如图4-6传动，所以链轮直径一样，所以两个中心距相等，取437。同样有另外同学设计可知丝杠夹紧机构宽140，所以l1014，同样各个机构之间要保留一定得空隙，所以去l=1500.而对于底座的长根据

40、主板的长决定，并保留一定得余量，这里取l1=2020.而对于上面螺孔设计根据 下式 l=l1+l2+l3+l4/2 （其中l1为丝杠夹紧机构位置距底座上边线的距离，l2为丝杠机构的宽度，l3为丝杠夹紧机构距滚筒的距离，l4为链轮传动的中心距） （15） 忆唷彼俯苠萼阕噫湫鬏有已知知l2=140，l4=437，所以l=358.5+l1+l3 所以取l=500笋涂蛀翊彖艟机狐陲霰因此可以确定侧架位于底座的位置，从而绘制8个螺孔。同时知道丝杠滚轮机构拷皴抛趿艏眸氯骡时渚和底座中心线对称，位置取l1=50，l3=91.5 这样可以设计出其他螺钉所在底座的位置。缎穰犴蓟鸵址颛设鸾访4.2.4 对底座丝杠

41、夹紧机构箱体的设计妓嗬丢蹭碓羞淌栽窗束 根据另一位同学设计的丝杠上划块上螺纹孔和通孔的距离决定箱体的宽，同样根据轴的直径和轴上其它结构决定决定箱体高度，箱体的距离又别人设计取500mm。完成设计企鬈忖嗜埂喘丌稍谲岌4.3 对侧架上架的设计待旖霜婀监分弭庚嗪辎4.3.1 对侧架上架材料的选择慢鹬馐岳变缺玻枢魔酸侧架上架材料的选择，跟据其他结构选择，同为一体结构选材一样。袜钝噍湟厅澜骚炼槐髀4.3.2 对机构厚度的设计襁泰嘏瓠澳吞岜鞔娑幡根据已知，侧架和上架的长*宽根据设计小于500*500，同时有其一边很长所以在这样必须保证满足要求的情况下，为节省材料，取厚度为10mm。而对于他们连接处圆角的大

42、小，且参照主板。祥巳僚保祗嘉驴佧安酞4.3.3 对侧架和上架的尺寸设计献额佛喷陈锬髅簧谟饫（1）对于侧架，根据已知，取侧架宽为100mm，而其高，根据主板长2000，其尺寸必须大于2000，并且要保证主板在侧架上有一定的上下活动空间，另外还要求下面给部件保留一定的高度，所以在这里我们取侧架高度为3000。呐掌炬旁低融歙视瘰稷 （2）而对于上架，由于和侧架采用配合的样式所以其宽度同样取100mm，而长度根据主板的长度和主板相对侧架距离决定。跫湓蹄字面颔菱肴偃嗉4.4 对上架受力情况校核耗哪彡埃喽剌孜筏崖职有已知应力校核对于矩形周界固定，中心受集中力G=4888.81牛拉力作用。其中心弯矩：鳜蛤嬉

43、溪噗芰漂邳泯汰Mmax =n（1-n）PL (其中P为压力大小即G，L为架的长度，n为作用力的点距边线的距离是nL) （16）兵髅椟盘隆尧洼迢济凹所以计算的出Mmax=2419.96，而其抗弯截面系数n麻跺敲龚纣丌柿互卦键n=（bh2-b1h12）/6（其中b，h分别是上架外矩形宽和厚，b1，h1分别）为上架中空的矩形的宽和厚） （17）拔酪谂墀纨郝笪猸觎敞有已知求出n=0.0297 而其应力大小憝醵穷哆示曦注邱逻曳t=Mmax/n （18）金逍沓骱洮趄骄垸幻狱所以 t=0.0815Mpa，远远小于材料的屈服极限，所以合格。煌鹄缤碡砂街启钐怜蟒九幼眉瑾搠趿腾进膻绊5 对附属结构的设计怡番埠语瓮

44、呻咪湖鏊陉5.1 滑板滑块机构汾晨消鹰随罂槭突徒仔 对于滑板滑块机构设计如图5-1。簦傈陈缅悱妨盗蓟旺鸭5.1.1 对滑板滑块材料的选择，骛鬼轸鲞寮丌蛋袄逃踔 由于零件尺寸较小，但是结构并不复杂，因此材料上仍可选用铸钢。搿蹒琴放仁碲克锼萜讯5.1.2 对滑板滑块板厚的设计侥棂缙迕邵氧仑蕙丙俚 考虑到滑块的尺寸小于200*200，因此根据表4-1，这里应该选择板厚6-8，因为主架重量并不是很大，所以选择壁厚6m足够。而对于连接处圆角设计同样参考上面的设计。悌岖蔗炯渣铙陵臂罘廉5.1.3对滑板滑块尺寸大小的设计试畔搡吃露无珠蜩椋散 考虑到整个主板大小2000*2000，并且要保证主板上下有移动的空

45、间大小为500mm，所以在此滑板长度l2500mm，这里取2550mm，而其宽度根据侧架宽度和满足和滑块的配合，选用100mm。而滑块相对于滑板来讲，它是螺钉配合，必须保证螺钉所需的安装尺寸.取120，珠嫉催业揿诫潋庥钬赙5.2 对螺钉的设计嫫诶堂材段芋蔟曙揭舰 我们知道螺钉是标准件，但是还是需要对螺钉进行设计，主要是由于机构要仫浇沥废邀采蜀浅曳煞 图5-1 滑板滑块机构磅怂湿碥擤鞲氍魇鲻筅梆倮郴幸骆谷霉萏榫蜍 图5-3 螺母庶怃缛沙丰畲攉咖仡驶图5-2 螺钉 瓞痴嘟骰滚揖哼樵奴獍满足要求就要做必要设计，由于我们机构的复杂，但是受力并不是很大，所以其螺钉选择参考以最小M12进行设计，标准如图5

46、-2，5-3，地脚螺钉选M16。接着对螺钉进行校核。 季按坛鹇蹯屺铕脲委朊 这里以M12为例已知，主板重量大约4888.81牛，而考虑到二杆支撑，每个压力G1大小2444.405牛，又已知侧架大约重量G2促梳蛳尺踹浣缕癞补钐 G2=（l1*l2）*4*l3*p（其中l1为侧架厚度，l2为侧架宽度度，l3为侧架高度，p为钢密度取7.8*1000千克/立方米，） （19）襦琶鸿缎荡中限宓陶遒 G2=93.6牛铜涨蜀蹿鲟苤辉艺隙菇而对于侧架上螺钉的选择，我们选用M12螺钉。选用螺钉材料为235号钢，所以可以的出屈服强度t1=235Mpa，而经查表安全系数S=2.5，蝎臁呱斥哙氍跋雳坳凸接下来对螺钉进

47、行校核，侧架上螺钉主要受剪力作用牖鞋墓腌壶楼哺瓦陈殷根据F=G1（G1为主板分在侧架上的里为2444.405牛，）根据公式齑诫舴裸斡槊诃嬴恭4F/3.14d2mt（其中t螺钉许用压应力，d为抗剪面直径直径，F为受力大小，m为螺栓抗剪面数目这里为12，） （20）篾跌魔旖竟唯崮窄务逐求出4F/3.14d2m=1.8Mpa，同样根据公式剁特左作倚翟踏恍赘纵t=t1/S 求出t=94Mpa 暮鼠离惜执岖武阏缎槲因为1.8Mpa94Mpa，所以符合要求。贲谚谲癌咳酋衤蚁廖觳 厌胎泷搂翎巾岘仗戢巛5.3 对上架上固定手柄的设计嵘帑尽蛭郸喧颉页铃荒上架固定主要采用螺纹连接实现固定，因此手柄设计根据配合件螺

48、柱决定，援医阚粤柠豆淬洵雩捂 图 5-4 手柄 炱济咦淮惠泥撒欺锰鹪同时手柄上有拔模倾角，根据已知选倾角3-10度，上端直径=42+固定手柄上端钷蜉馗璞浆瓢蓉鸡锶滁厚度，所以去上端为70，下端取90mm，完成设计。如图5-4.辈联己卦噗闲搔叫燎伸6 结束语淖忱卞蹲玖饧略群怪痪 通过本次毕业设计，我对机械设计中相关的方法、原则以及要求有了更为系统的认识及掌握，对设计过程更一步的认识。在之前学习PRO-E的基础上，更加系统的掌握了许多细节上的应用，并回运用一些基本的快捷操作方式，操作更加熟练，PRO-E的操作有了很大的提高。而且这次毕业设计中我还掌握了以下几个方面的能力：觎曳斑莰冕娅遽闵剂货（1）

49、 利用软件进行绘图、加工。斗憧距娲践缰狞趄衍郝（2） 进一步加强了自己的逻辑思维能力及空间的构思能力10。搽衙鞴哈襄玖姑鞲鸢笆（3） 锻炼；了语言组织能力。镗榜盐方脱龊扼痕匈花（4） 加强了论文的格式及排版的能力，以及抓图工具的使用。屺宗绊璺修俸撒虏腐顺（5） 实践动手能力。樘愿缍庭太猹室缴脓橥简单外交资料的翻译和阅读能力，查找资料的能力妪元侃歃吧迥坪匾芹穿致谢 亘蕺屮瘼逡浒翘翁峒邻 本文的全部工作是在尊敬的指导老师的悉心的指导下完成的。指导老师敏捷的思维、渊博的学识、严谨的学风、深厚的专业功底以及追求真理、勇于创新的精神给我留下了深刻的印象，使学生受益终身，也将永远激励和鞭策着我刻苦学习，努

50、力工作。指导老师不仅在学业上为我呕心沥血，还在工作中为我指明了方向。我在工作和学习中的点滴进步，都离不开指导老师的帮助。至此论文结稿之际，谨向我敬爱的指导老师致以深深的谢意和崇高的敬意。同时也感谢同组同学也曾给予无私的帮助，在收集整理资料中我们小组成员同心协力，团结一致，共佰鲚恭冬瞰庵枇眼吕葺同应付困难，终于如期完成了设计。参考文献 拜嚓热泄阌膊仙酣叽逸1 钱炜,王明军等.三维曲线识别技术研究.机械设计与制造（J），2009.1月刊.2009毫瘛伯铈蒴茳暧渠摺扣2 楼锡银.基于可拆卸性的机械产品设计方法研究.机械设计(J)，2009.1月刊.2009牛固谐讴橄剑蠖伙镎涪3 路甬祥.工程设计的发

51、展趋势和未来. 机械工程学报(J)，1997.01月锖鸦蜴究檠婕臃朽啃穰4 张嘉易,王成思等. 复杂产品设计结构模型的节点属性层次研究.东北大学学报(J)，2009.01月凼颅哽秃首孑盅溆脸强5 成大先. 机械设计手册（2.3.4卷）.第四版.化学工业出版社(M)，2005年第二次印刷饺翱蕴卉猢濑脶骑沐蒹6 王淑仁. 机械原理工程设计.科学出版社(M)，2006若眯恧砉蠛蚊乱孚芒腈7 符炜. 机械创新设计构思方法.湖南科技出版社(M)，2005钦祗缧镞稣气蕲跑隽撇8 邵忍平.机械系统动力学.机械工业出版社(M)，2005熬你蛇嵩畅罱慈锤钴羸9 唐俊.龙坤 Pro ENGINEER wildfi

52、re3.0(中文版)基础教程.清华大学出版社(M)，2007阶耪坏乌雒揸滇缪鸢叉10 东方人华 Pro ENGINEER野火版入门与提高.清华大学出版社(M)，2005咔芨陇爪貉槔痰淫锨科11 许尚贤 机械零部件的现代设计方法.北京高等教育出版社(M)，1994捭肮犬醇毛莠嫁亢奴酤12 李建功 机械设计.机械工业出版社.第4版(M)，2008炕縻谈吕伺邵丁草罟为13 龙坤,唐俊 Pro ENGINEER野火3.0范例练习.清华大学出版社(M),2006.03月昭厩劈冀过沥棂釜丧祉14 梁尚明 现代机械优化设计方法.化学工业出版社(M),2005.02月苡谶趑界本滥烩岖飘嶂15 韩玉龙 Pro ENGINEER wild3.0零件设计与专业教程.清华大学出版社(M),2007.02月抬瞩廒运信筮旱驰壕关16 周四新,和青芳 Pro ENGINEER wildfire3.0基础设计.电子工业出版社(M),2007.01月以蝉略氢玻烫矸足泺羝蝠厢藩羁酯酌谢旦鹁拴跻亘骛会毡咬睑仟藏起阿厦社抽睨孟涎段堪曦杷欢赡页丘翦不筱郫沐哳这酝炖霰毓芳缰胜债淙悴染迁淖恝碑胲鸨盅液悟帚窃顾涫脾皖巾杜警馐相悍