多功能蔬菜切片机的设计

1、任务书论文(设计)题目：多功能蔬菜切片机设计学号：姓名：专业：指导教师：系主任：一、主要内容及基本要求(1)将质地较硬的蔬菜切成片状。切刀工作阻力约100N。(2)直动式切刀每分钟往复次数为300;旋转式切刀转速150r/min。行程速比系数K=1二(3)主执行机构的最小传动角不小于400,辅助传动机构的许用压力角卜L70。,机器运转的不均匀系数5为0.05。电动机功率储备系数为1.5。(4)要求机器运行平稳，切片均匀。物料切片厚度及生产率可调。(5)分析多功能蔬菜切片机设计工作原理和技术要求及构思方案，并进行多方案对比分析。(6)完成多功能蔬菜切片机设计传动系统的设计、执行机构设计和结构设计

2、：主要零部件的受力分析和强度计算。绘制所设计方案的机构运动简图。绘制多功能蔬菜切片机的装配图及主要的零件图。要求图纸工作量2.5张A0图纸以上(AutoCAD)。(7)设计说明书一份，电子文档一份。(8)英文文献翻译(含原文)。要求：原文5000个单词以上，中文翻译要求通顺。二、重点研究的问题(1)多功能蔬菜切片机总体方案设计(含切刀机构、夹持机构和输送机构等)。(2)多功能蔬菜切片机传动系统的设计。(3)主执行机构设计(多功能蔬菜切片机构选型及尺寸确定)及其结构设计。三、进度安排各阶段完成的内容起止时间1收集资料、查询相关义献2014年1月18日2月22日2掌握多功能蔬菜切片机工作原理和技术

3、要求，进行方案构思与设计2014年2月23日3月8日3完成传动系统及机构设计和主要零件设计计算2014年3月9日3月31日4绘制装配图和零件图草图2014年4月1日5月2日5完成装配图和零件图的设计2014年5月3日5月15日6撰写毕业设计说明书及英文文献翻译2014年5月16日5月26日7交毕业设计说明书，准备答辩2014年5月27日5月28日评阅表学号姓名专业毕业论文（设计）题目：多功能蔬菜切片机设计评价项目评价内容选题1 .是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2 .难度、份量是否适当；3 .是否与生产、科研、社会等实际相结合。力匕匕1 .是否启查

4、阅文献、综合归纳资料的能力；2 .是否启综合运用知识的能力；3 .是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4 .是否具备f的外文与计算机应用能力；5 .工科是否启经济分析能力。论文（设计）质量1 .立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2 .文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力攻口何；3 .后无理论侪值或头际应用价值，后无创新之处。综合评价该同学所完成的多功能蔬菜切片机的设计基本原埋止确，传动系统设计合理。毕业设计说明书的论述合理，设计计算方法正确，

5、格式符合要求。所绘制的装配图与零件图错误较少，基本达到工程图的要求。整个毕业设计工作体现了学科教学计划的基本要求，所完成的工作达到了本科毕业设计要求，推荐成绩为“中等”，可参与答辩。评阅人：年月日鉴定意见学号：姓名：专业：毕业论文（设计说明书）页图表张论文（设计）题目：多功能蔬菜切片机设计内容提要：多功能蔬菜切片机的设计目的是把大块的质地较硬的蔬菜瓜果，实施切片切块的一款机器，它能实现自动进料，自动出料，并能通过控制plc程序从而实现不同厚度蔬菜切片的功能。本人设计的多功能蔬菜切片机，是利用电机为动力来源，依次通过两级皮带减速和一级齿轮减速，达到减速增加力矩的目的，从而实现每分钟150次切削蔬

6、菜的目的。本机器是通过切削执行轴上的凸轮接通和断开机械开关，从而把电信号传递到plc，用plc发出脉冲信号，控制步进电机的进给，不仅不会打刀，还能良好的控制切削蔬菜的厚度。多功能蔬菜切片机的进料槽设计是采用v型槽方式，这种方式能限制大块蔬菜（例如红薯，马铃薯，莲藕，黄瓜等蔬菜）四个自由度，保证良好的切削。本机器量身打造了出料槽，蔬菜被切成片以后，立即进入收集斗，即可进行下一步深加工，本机器还设计了切刀的防护罩，避免工作人员被刀划伤，是很符合人体工程学的一项设计。指导教师评语该同学对待毕业设计任务认真负责，积极查阅资料，认真思考解决问题的方法，并能主动和老师积极探讨。具备综合运用知识去确定设计方

7、案，独立解决设计中问题的能力。所设计的多功能蔬菜切片机的设计原理正确，控制方法得当。所绘制图纸基本达到要求，所完成的毕业设计说明书条理清楚、计算正确，文字基本流畅。整个毕业设计工作量达到要求，完成质量较高，达到学士学位设计要求。同意参加答辩，推荐毕业设计成绩等级为“中等”。指导教师：年月日答辩简要情况及评语根据答辩情况，答辩小组同意其成绩评定为：答辩小组组长：年月日答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业设计成绩评定为：答辩委员会主任：年月日第一章概述21.1 食品机械与设备主要包括的内容.21.2 市场上已出现的切片机21.2.1 、制浆造纸行业21.2.2 、制作细胞或组织切片行业：31

8、.2.3 、肉片加工行业31.2.4 、蔬果加工行业31.3 切片机使用要求31.3.1 、肉片、蔬果加工行业31.4 本设计研究内容41.4.1 、目标41.4.2 、多功能蔬菜切片机的设计要求41.4.3 、多功能蔬菜切片机应满足的基本要求4第二章切片机原理方案构思与拟定62.1 方案的构思62.2 方案的设计72.2.1 进料装置72.2.2 传动装置82.2.3 电机的选型102.2.4 帚传动的设计102.2.5 齿轮传动设计112.2.6 机架的设计11第三章动力传动部件的校核133. 1齿轮的计算和校核133.1.1 齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定133.1.2 确定各主要参数

9、133.1.3 传动比133.1.4 齿轮模数m133.1.5 齿轮接触疲劳强度计算143.1.6 齿轮强度校核153. 2轴的计算与校核193.1.1 轴的预选计算193.1.2 轴的校核计算193. 3普通平键的计算与校核203.1.1 键的选取203.1.2 键联接的强度校核203. 4轴承的计算与校核213.1.1 圆锥滚子轴承寿命校核223.1.2 转盘处单向推力球轴承的寿命的校核22第4章基于UG的实体设计概述234.1UG实体设计概述23参考文献24致谢25附录一26附录二30摘要进行动画多功能蔬菜切片机是主要是通过驱动装置，传动装置来实现进料以及对瓜果蔬菜进行进行切片，实现了能

10、够进料和出料，厚度可调的功能的装置。多功能蔬菜切片机的创新设计的目的是按照设计题目的要求，设计可完成一定动作的切片机，完成理论方案的设计。然后对手动瓜果蔬菜切片机的基本结构进行分析，清楚设计多功能蔬菜切片机主要技术关键，主要是步进送料装置和传动装置的机构设计，明确切片的原理，并对切片的厚度进行可控制性的调整设计。最后使用UG软件对手动瓜果蔬菜切片机进行三维造型，模拟运动仿真，演示过程，并生成总装图和部装及部分重要零件图。本文主要对多功能蔬菜切片机的设计进行说明。关键词：切片机；凸轮；齿轮传动；步进送料；驱动装置；传动装置；厚度调整。MultifunctionalvegetableslicerA

11、bstract:Multifunctionvegetableslicerismainlythroughthedrivemeanstorealizethetransmissionofthefeedandslicedfruitsandvegetables,theapparatuscanachieveafeedanddischarge,thethicknessoftheadjustablefunctions.Thepurposemultifunctionvegetableslicerinnovativedesignisbasedonadesignrequirements,designedtocomp

12、letecertainactionsslicer,completethedesigntheoryoftheprogram.Thebasicstructureofthefruitandvegetableslicermanualanalysisclearlyprimarilydesignedmultifunctionkeytechnologiesvegetableslicer,thefeedingmeansisasteppingmaintransmissionmechanismandthedesignprincipleofthespecificslice,andtheslicethicknessc

13、anbecontrollabilityadjustthedesign.Finally,theuseofUGsoftwaremanualsliceroffruitsandvegetablesforthree-dimensionalmodeling,simulationmotionsimulation,carriedoutanimationprocessandgenerateassemblyplansandtheMinistryofwearandsomeimportantpartsdiagram.Thispaperfocusesonthedesignofmulti-purposevegetable

14、slicerexplained.Keyword:Slicer;Cam;gear;steppingfeeding;drive;transmission;thicknessadjustment第一章概述1.1 食品机械与设备主要包括的内容食品机械与设备的内容主要包括：输送机械与设备、清洗和原料预处理机械与设备、搅拌及均质机械与设备、原料及半成品的热处理机械与设备、真空浓缩设备、干燥机械与设备、排气及杀菌机械与设备等。1.2 市场上已出现的切片机1.2.1、 制浆造纸行业：一般形式有刀盘式切片机，鼓式切片机，螺旋切片机等。刀盘式切片机由刀盘、机壳、喂料槽以及传动装置等部分组成。沉重的刀盘还起到飞轮的

15、作用，稳定切片过程。刀片沿盘面辐射状安装，并突出20m*右，原木通过溜槽喂入转盘的一侧，刀片与原木轴线成一定角度进行切片，处理量为290m3SUB/h,通常情况下木片长度24mm刀盘直径3360mm,刀盘”速249rpm,刀盘上安装有16只刀片，由4台马达带动，总功率为4X315kw,马达速度为25rpso1.2.2、 制作细胞或组织切片行业：用于光学显微镜的有旋转式和滑走式切片机。用于电子显微镜的有超薄切片机，使用玻璃刀或钻石刀制作超薄切片。材料的装置有机械推进式和热膨胀式。用于冷冻切片法的有冷冻切片机、低温恒温器、冷冻超薄切片机。用于徒手切片的有圆筒切片机。1.2.3、 肉片加工行业:羊肉

16、、肥牛切片机：该款切片机的刀片采用了进口合金钢材料，可适应高速度、大批次肉片的加工；肉片厚薄自动可调，并与进料机构精巧配合，使之可根据所需肉片厚度自动控制推进速度；工作平台完全由尼龙板制做，可防止肉卷融化，既高档又保证了卫生要求。尤其值得一提的是，从该切片机出来的成品肉片可自然成细卷，而且无需解冻立即包装，非常方便。1.2.4、 蔬果加工行业：多功能切丝切片机，由重力棒、进料筒、转盘、切刀、切丝刀、机架、底座、轴、支撑轮，动力装置等组成，切刀和切丝刀安装在转盘上，转盘在动力装置作用下做旋转运动，转盘上的切刀和切丝刀将原料切割成片或丝，主要用于土豆、萝卜、芥菜、瓜果、酸菜、白菜，肉类的片、丝加工

17、，具有结构简单、使用安全、操作方便、加工效率高等优点，适合于个人经商使用。1.3 切片机使用要求1.3.1、 肉片、蔬果加工行业1 .切片机只能用于切适于本切片机切片范围的物体。2 .使用前在断电情况下清理刀片和工作台。3 .接通电源、试机，确定能够设备正常工作后关机待用。4 .若冷冻原料切片之前要解冻（去掉原料上的冰层）。5 .使用过程中严禁用手和其他工具接触圆盘和刀片。6 .放好原料调节好出片厚度，开机、推动离合器。7 .推送原料时不宜用力过猛。8 .关机、拔掉电源线，出片尺度掉到零点，彻底清理机器整体，严禁用水冲刷机体。9 .每周检查机油一次，油标低于规定尺度及时加油。1.4 本设计研究

18、内容1.4.1、 目标根据要求，设计一个能够实现切片厚度均匀且能调整切片厚度，安全可靠，提高工作效率，适合各种瓜果类蔬菜的自动切片机的合理方案，并运用三维软件建立该机器的模型，实现运动仿真。1.4.2、 多功能蔬菜切片机的设计要求1、要确保机械的切实可行性；2、要贴近生活，做到在生活中切切实实用得到，有必要用；3、要贴近一些时代主题，尽量做到低能高效；4、能够提高工作的效率；5、要确保机械的安全性，设计要符合人体工程学；6、可以调节切片的厚度，从而实现切块，切丁等目的；1.4.3多功能蔬菜切片机应满足的基本要求多功能蔬菜切片机应满足的要求有以下几个方面：1 、具有预定功能的要求所设计制造的多功

19、能蔬菜切片机必须实现预定的解决生产或生活问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。显然，预定实现的功能不同,设计的要求也不同。2 、经济性要求机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下使解救人质机的总费用最低。3 、安全性要求在多功能蔬菜切片机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。简单地讲，安全就是指多功能蔬菜切片机本身的工作安全及使用者的安全，特别是使用者手的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触。

20、4 、可靠性要求简单地讲，可靠性就是多功能蔬菜切片机在使用中性能的稳定性，它是多功能蔬菜切片机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。5 、操作使用方便的要求多功能蔬菜切片机是一种给生活带来方便的机械产品。在设计多功能蔬菜切片机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；多功能蔬菜切片机的噪声要小；防止污染等。止匕外，对有些机器还有一些特殊要求，如建筑机械要便于拆装和搬运、交通机械要重量轻等。设计多功能蔬菜切片机时，在满足基本要求的前提下还要满足这些特殊要求，以提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。第二章切片机原理方案构

21、思和拟定2.1方案的构思根据多功能蔬菜切片机的设计目标和要求，首先要考虑刀片的运动方式，以及采用何种机构带动刀片运动。采用何种传动装置使蔬菜传递到刀具下完成切片工作，最主要的是如何通过一个力带动两个机构同时运动。以及如何控制切片的厚度，如何让切片顺利排出机器，如何限制被切物的大范围移动所导致的无法正确切片。综合考虑，经过研究出两种切片方式为备选切片方式：方案一：采用周转式切片方式，这种切片方式通过刀具的圆周循环运动，进行切片，但是这种方式要求提供比较大的力矩给刀片，刀具的接头部位，要设计的刚度要求高。优点是结构简单，易于拆装和维护。方案二：采用双曲柄滑块机构，这种切片方式切削力度比较均匀，是实

22、现刀具的往复运动，但是结构较为复杂，不利于拆装和维护。最后通过综合考虑，选定方式一，设定结构图如2-1所示:图2-1周转式切片方案示意图2.2方案的设计进料槽方案的设计，首先根据蔬菜的形状大小，设计进料槽，进料槽必须满足大多数蔬菜的进料方式，且不会出现卡死的情况，因此设计成v型进料槽是比较合理的。由于蔬菜处于加工位置时，要限制住蔬菜的自由度，因此，专门设计了一个刀槽，这样，切菜的时候就不会出现蔬菜翻转的现象。切菜方案的设计，采用240mm勺刀长，能满足大多数蔬菜的切菜能力，且刀柄部位加强，以防止断刀，刀柄用螺钉紧固在刀盘上，四个螺钉，限制刀具的位置。2.2.1进料装置本机构采用自动可调节的自动

23、进料方式，如图2-2所示，它主要由以下零部件构成:图2-2驱动装置示意图1、凸轮和机械开关：凸轮是安装于输出轴端的，他的作用是相当于计数的作用，和机械开关配合，当刀具的刀位处于非切削位置时凸轮顶起，机械开关接通,并把电信号送入plc中。2、Plc：从机械开关接收信号，经过处理，把输出信号传入步进电机，控制步进电机的转角；同时对输出信号计数，当一个周期完成，输出回转信号，使齿条回位。3、步进电机：是进料机构的动力源，输出轴接小齿轮。4、电机安装板：用来安装步进电机。5、小齿轮和齿条机构：把齿轮的旋转运动转化成齿条的直线运动。6、V型滑块机构：和入料槽配合，把料往前顶。2.2.2传动装置1 .带传

24、动带传动是一种应用很广泛的机械传动。带传动由主动轮、从动轮和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带组成。它是利用传动带作为中间的挠性件，依靠传动带与带轮之间的摩擦力来传递运动的，主动轴的动力通过挠性传动带传递给从动轴。其优点是：（1）能缓和载荷冲击；（2）运行平稳无噪声；（3）制造和安装精度不像啮合传动那样严格；（4）过载时将引起带在带轮上打滑，因而可防止其他零件的损坏；（5）可增加带长以适应中心距较大的工作条件；其缺点是：（1）有弹性滑动，使传动效率降低并且不能保持准确的传动比；（2）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大；（3）带的寿命较短。2 .链传动链传动是由闭合的挠性环形

25、链条和主、从动链轮所组成的，链轮是有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。链传动是属于带有中间挠性件的啮合传动。其优点是：与带传动相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比，作用于轴上的径向压力较小；在同样使用条件下，链传动的结构较为紧凑。链传动能在高温及油污恶劣环境中工作。与齿轮传动相比，链传动较易安装，成本较低；在远距离传动时，其结构要比齿轮传动轻便得多。其缺点是：在两平行轴间只能用于同向回转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。3 .齿轮传动齿轮传动是现代机械中广泛应用的一种传动形式，它主要用来传递空间任意两轴之

26、间的运动和动力，并可改变转动速度和传动方向。其优点是：齿轮传动和其他形式的机械传动相比较，传递的功率和圆周速度范围大，传动效率高，能保证恒定的传动比，工作平稳、安全可靠且使用寿命长，结构紧凑。其缺点是：制造和安装精度要求高，因而成本也较高，并且不宜用于轴间距离较大的传动。4 .蜗杆传动蜗杆传动用来传递空间两交错轴之间的运动与动力。它由蜗杆与蜗轮组成，一般蜗杆主动，蜗轮从动，作减速运动。在少数机械中，蜗轮主动蜗杆从动，作减速运动。其优点是：（1）传动比较大，结构紧凑；（2）传动平稳噪声低；（3）可具自锁性其缺点是：因为蜗杆蜗轮在啮合处有较大的相对滑动，因而磨损大，发热量大，效率低。为减少蜗杆传动

27、啮合处的摩擦和磨损，控制发热和防止胶合，蜗轮常采用青铜材料制造，因而成本增高。通过对带传动，链传动，齿轮传动和蜗杆传动工作方式和优缺点的比较以及本课题的设计要求，选取带传动和齿轮传动。如图2-3所示。-10-图2-3传动机构示意图5 .2.3电机的选型根据设计要求，要求刀具每分钟切片300次，根据此要求及其传动比得：总的传动比：1=11*12=32.14选定电机型号为Y80M2-4其额定功率为0.75kw,经核算，能够满足设计要求,此电机的额定转速为2880r/min。核算：电机转速q=2880r/min,总传动比I=32.14,刀具切片q1=1440/32.14*2=45*2=90次/min

28、大致能够满足设计要求。6 .2.4带传动设计本机器采用两级带传动设计，每级带传动比一定:-11-1、第一级带传动:D1=50;D2=150;传动比i1=D2/D1=150/50=3中心距a1=287小带轮包角为：142大于120,满足带传动要求。2、第一级带传动：D1=50;D2=150;传动比i2=D2/D1=150/50=3中心距a1=221小带轮包角为：135大于120,满足带传动要求。带传动总传动比I1=i1*i2=3*3=97 .2.5齿轮传动设计采用圆柱直齿轮传动，为了保证齿轮齿面强度，选定齿轮模数m=4小齿轮齿数：z1=14;小齿轮分度圆直径d1=14*4=56o大齿轮齿数：z2

29、=50;大齿轮分度圆直径d2=50*4=200.传动比I2=z2/z1=3.578 .2.6机架的设计按照自下而上的建模方法，把所有的功能部件设计布局完成以后，再依据各部件的安装位置，设计出机架，要求能够平稳的支持整个机器运行。如图2-4所示-12-aKb.图2-4机架的设计-13-第三章动力传动部件的校核3. 1齿轮的计算和校核3.1.1 齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定齿轮选用的材料均为40Cr,调质处理，硬度约为HBS262-293试验齿轮齿面疲劳极限如下：2、-hiimi=650N/mm二Flim=220N/mm2齿轮的加工为插齿，精度为7级。3.1.2 确定各主要参数由于属于低速传动

30、，采用齿形角an=20,直齿轮传动，精度为6级，为提高承载能力，采用直齿轮传动。3.1.3 传动比由于对转速没有太严格的要求，只需实现传动，故取i=13.1.4 齿轮模数m模数m由强度计算或结构设计确定m=12.13TYTgm）Y%包（3.1）式中，K综合系数，齿轮为7级精度等级冲击取K=1.62.6,8级精度等级中等冲击取K=2.53.9,冲击较大、或不变位时取较大值。YFlim主动轮的齿形系数T1主动轮的传动转矩9550Pn1(Nm)(3.2)P额定功率，kW齿轮转数（一般为第一级即电机转数），r/min二口而实验齿轮的弯曲疲劳极限，按MC中等质量要求选取-14-*d齿宽系数，齿宽b与小齿

31、轮分度圆直径d1的比值将数代入(4.2)彳#:95500.3Ti=1.96(KNm)1460则色=2.1取圆整m=2.53.1.5 齿轮接触疲劳强度计算齿轮分度圆直径d1,由下边公式di-3(ZeZhZ二h)22KT1(u.1)dU(3.2)式中，齿宽系数*d查表，考虑传递功率不是很大=0.28齿轮齿数z1?2取z1=Z2=28齿数比uu=z2/Z1=1齿轮转矩T1T1=1.96载荷系数KKnKakvkK：Ka使用系数,查表取Ka=1Kv动载系数,查表取Kv=1.2K-齿间载荷系数，由表取1.1K一：一一齿间载荷分布系数，查表取1.1载荷系数KK=kaKvKK=11.21.11.1=1.45材

32、料弹性系数Ze查表取Ze=189.8JN/mm2节点区域系数Zh查图取Zh=2.5重合度系数4由推荐值0.850.92,则4=0.87将数带入(4.2)得：-15-di-3(ZeZhZ二h22KT1(u_1)du3(189.8m2.5m0.87)22M1.45父1.96父103(1+1)5770.28=27.5mm齿轮模数mm=&/4=27.5/28=1mm,取m=2.5mm齿轮轮分度圆直径d1，d2a=d2=m2=2.528=70mm标准中心距aa=m(4+z2)/2=2.5(28+28)/2=70mm齿宽bb=tpdd1=0.28x70=19.6mm圆整为20mm3.1.6齿轮强度校核I）

33、齿面接触疲劳强度计算接触应力入ZhZeZZ：、dFb1(3.3)由公式（4.3）得齿面接触应力的基本值cH0ZhZeZZH0Ftu-1d1buN/mm2200011=2.36X189.8X0.75X1X70x201=567.85N/mm2式中，Ft一端面内分度圆上的名义切向力，取Ft=2000Nb一工作齿宽，取b=20mmd1一齿轮分度圆直径，取d1=70u一齿数比，u=Zc/Za=28/28=1Zh一节点区域系数，取Zh=2.36-16-0=0,查相关图，取Zh=2.21Ze弹性系数,查表取Ze=189.8Za重合度系数，查图取与=0.75ZP一螺旋角系数，直齿0=0,取ZP=1,由公式（4

34、.3）得接触应力0H:2N/mm二H_；=H0.KAKvKH|.:KH-,KHP=567c5X71.25x1.01x1.12x1.10x1.2N/mm22=775.79N/mm式中，Ka一使用系数，中等冲击，查表6-51取KA=1.25Kv-动载系数，6级精度，查表6-51MKv=1.01KhP一计算接触强度的齿向载荷分布系数，,WKhP=1.12KHa-计算接触强度的齿间载荷分布系数，取KHa=1KHP一计算接触强度的行星轮间载荷不均衡系数，查表7-21取KHP=1.2H0-计算齿面接触应力的基本值,许用接触应力；1HP“HlimZn77777(3.4)二ZLZvZrZZxHP一SHmin式

35、中，0Hlim一试验齿轮的接触疲劳极限，取0Hlim=1400N/mm2；Shmin一计算接触强度的最小安全系数，取乱诬=1.25；Zn一计算接触强度的寿命系数，取Zn=1.03;Zl润滑油系数,取Zl=1.06;乙工作硬化系数，Z=1.1;Zv一速度系数，取乙=0.90;-17-Zr粗糙度系数，取Zr=0.95;Zx一尺寸系数，取Zx=1;14001.031.251.060.900.951.111=1160.5N/mm2故Qh=20.64m制选内径为d=10mm因为0=0.5所以D=30mm3.1.2 轴的校核计算轴的校核计算首先做出轴的计算简图，弯矩图，扭矩图，然后进行轴的强度校核即可。由

36、于本空心轴是水平放置，靠它传递扭矩，少量的弯矩可忽略不计，故只需对其扭矩进行校核便可。空心轴所受扭矩图如图3.1所示。图3.1空心轴扭矩图（3.1。）扭转切应力计算公式：k=T/W.式中，T-截面的剪切应力T一截面处得扭矩-20-We-危险截面的抗扭截面系数对于空心轴：Wt=0.2D3(1P4)其中P=d/D查表得到45号钢工=140MPa7=1960/(0.2h303(1-(10/30)4)=0.3675Lh=55000h3.4.2转盘处单向推力球轴承的寿命的校核此单向轴承推力球轴承其主要参数为d=12mmd=26mmB=9mmCr=10.2kN同理由于该轴承只是承受轴向力，所以P=Fa=1

37、50Nn=隔机=360r/min由公式（4.13）可得:L10h60np10660360/10200、3()31506=59.4X10hL10hLh=55000h由以上的计算可知，各轴承的寿命符合要求。其他几对轴承承受的力相对较小，肯定满足寿命的要求，校核省略-23-第4章基于UG的实体设计概述4.1UG实体设计概述UGS体设计是由北京北航海尔软件有限公司通过国际合作研发的具有国际先进水平的三维设计软件，它使实体设计跨越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制，不论是经验丰富的专业人员，还是刚接触CAX故体设计的初学者，CAXA实体设计都能提供便利的操作。具采用鼠标拖放式全真三维操作环境，具有无

38、可比拟的运行速度、灵活性和强大功能，使设计更快，并获得更高的交互性能，真正使得实体设计做到了简单易用。采用U故体设计软件进行设计具有以下优点：第一，UG实体设计采用工程应用的特征（如孔、槽、螺纹、圆角、倒角等）作为构造零件的基本单元，改变了传统二维CAD以几何设计为主的方式，使设计过程更加直观，设计人员可以将更多的精力用在创造性的产品构思上，提高了设计效率。第二，三维装配设计使设计人员可以准确进行结构和曲面复杂的部件设计。通过施加约束与配合关系，采用拖放方式操作，使得零件装配就像搭积木一样方便，对装配、子装配的零件、装配特征、约束及辅助视图以记录树形式进行管理，可以完成装配件爆炸、剖切、干涉检

39、查、运动仿真、最小间隙计算、零件列表等活动，避免了需要试制样机再验证更改完善设计的周期过长、劳动强度高等弊端。第三，UG实体设计能自动处理从相片真实感到线框的渲染风格。设计环境下集成的真实纹理、贴图和表面凸痕效果可用于体现诸如螺纹和隔栅等设计细节。可生成具有相片真实感的图象和生成任意数量的平行光、点光源或聚光光源；具特殊效果包括雾化效果和胶体效果。同时智能动画提供了复杂的关键帧动画功能，包括三维动画轨迹编辑和渲染效果图以GIF和AVI文件的形式输出，非常适合做设计作品的模拟演示及与他人的直接沟通。正是U故体设计的以上众多优点，本次毕业设计选择了它。-24-参考文献1濮良贵，纪名刚.机械设计M.

40、北京：高等教育出版社，2002.2胡宗武等.非标准机械设备设计手册M.北京：机械工业出版社，2005.3赵匀，武传宇，胡旭东，等.农业机器人的研究进展及存在的问题J.农业工程学报，2003,19(1):20-244何平，金明河，刘宏，等.机器人多指灵巧手基关节力矩位置控制系统的研究J.机器人.2002,24(4):314-318.5蔡自兴.机器人学M.北京：清华大学出版社，2000.9.6卢江舟，熊有伦，赵东波.多指手抓取操作的仿真J.系统仿真学报，1997,9(2);76-827杨洋，陆震，张启先。多指灵巧手考虑渐近稳定性的优抓持规划J.航空学报,1996,17(3):324-329.8陈伟

41、海.满征.于守谦.王田苗.CHENWei-hai.MANZheng.YUShou-qiani.WANGTian-miao线驱动模块化七自由度机器人轨迹跟踪控制-机器人2007,29(4).9吴宗泽、罗圣国，机械设计课程设计手册(第三版)，北京高等教育出版社，2006.5417010王国庆，李大寨，钱夕康等.新型三指灵巧机械手的研究.机械工程学报，1997(3):71-75页11张建国.PumRAL手系统的研制.机器人情报报，1989(3):7-10页-25-致谢本设计和课题的研究工作实在尊敬的指导老师赵又红副教授的亲切关怀下完成的。赵老师渊博的知识、严谨的治学态度、高度的责任心以及严于律己、待

42、人诚恳的思想品德深深影响着我，这不仅是我顺利完成了此项设计，而且也将成为使我受益终生的宝贵财富。几个月的时间里，从课题的选定、资料的收集、方案的拟定、课题的具体设计到设计说明书的审定改进，李老师都给与了极大的帮助，倾注了大量的心血通过这次的毕业设计，学生不仅开拓了思路、扩大了视野、丰富了知识面，还初步掌握了处理具体实践问题的科学方法，为学生今后发展打下了坚实的基础。在设计的完成过程中，还得到了刘涛、罗建等同学不懈的支持与帮助，在此对他们表示衷心的感谢。感谢这将近四年来在我身边曾经帮助和关心过我的人们。同时也感谢在学习和生活中给予我无私关怀的各位老师。-26-附录一：英文文献翻译非圆齿轮与机械压

43、力机运动学优化1997年1月8日研制摘要：使用金属成形方法来加工生产零件的质量很大取决于压力杆。在机械压力传动时，有一种依赖于驱动旋转角度速度比的非圆齿轮，提供了一种获得这么动作时间的新途径，我们致力于为不同的优化金属成型运作的制造。本文阐述了由汉诺威的大学研究所建成的金属成形和金属成形加工机床的使用原型原则，它就是目前运动学以及在原型产生的力和力矩。此外，本文展示了如何使用拉深和锻造的一个例子，几乎所有的金属成形操作可有利用于机械传动机构的非圆齿轮。关键词：压力，齿轮，运动学。1 .简介提高质量的要求在生产工程制造，所有的金属成形以及在锻造，有必要去携手制定生产经济。日益增长的市场定位要求技

44、术和经济条件都得到满足。提高质量、生产力、生产手段的创新解决方案，是一种用来维持和扩大的市场地位的关键所在。所生产的金属部件，我们需要分清期间所需的形成过程和处理零件所需的时间。随着我们必须添加一些必要的额外工作，例如冷却或润滑的模具一次成型过程。根据质量和产量两个方面，产生了两个最优化方法。为了满足这两个方面，我们的任务是设计运动学形成过程中考虑到该进程的要求，也考虑到的是改变部分以及与一个优先线辅助运作所需的时间短周期的时间。2 .压力机的要求一个生产周期，这相当于一个冲程来回压的过程，大致经历了三个阶段：加载、成型和移除零件。相反，在加载和移除零件阶段，我们经常发现送料的薄板，尤其是在纯

45、粹的切割时候。为此，压力泵必须要一个确定时间的最小高度。成型周期中杆应该有一个特别速度曲线，它将会降到最低。这个转变期之间应尽快来确保短周期时间。短周期的要求是事件的原因，以确保通过高产量低成本的部分。基于这个原因，关于对大型汽车车身冲压片机和自动1200/min、拉深24/min的冲程数是标准的做法。增加冲程数是为了减少设计的周期变化导致增加的压实机械应变率，然而，这对成形过程有很明显影响，使它必须考虑参数确定过程和被它所影响。-27-在拉深成形过程中，当敲打板块时的撞击速度应尽量避免产生了深远影响。一方面，速度成形时必须充分润滑。另一方面，我们必须要考虑提高产量的相应的压力来增加造成更大的

46、应变速率力，这可能导致冲床半径一侧的一部分过渡疲劳而导致断裂。在锻造时，停留时间短的压力是可取的。随着停留时间的压力下降了模具的表面温度将降低，其结果是热磨损。这是提高抵消了由于机械磨损形成更大的力量，但由于增加的应变率是较低的，因为较低的部分冷却屈服应力补偿。目前，最佳短住压力可以用有限元分析法莱分析。此外，避免由于成本降低磨损、短压住时间也是一个重要的技术要求的精密锻造，近净形部分有一个光明的未来。高质量的要求和高产量将只能通过一个机技术，考虑到金属成形过程的考察要求等同于减少工作的目标成本。以前按设计已经不能同时满足这些技术要求和经济的充分程度，或他们是非常昂贵的设计和制造，例如链接驱动

47、压力机。这就需要寻找对泵创新设计的解决方案，它的设计应主要标准化，模块化，以降低成本。3 .非圆齿轮的压力传动3.1 原则使用非圆齿轮传动机械曲柄压力机，它提供了一种新方式的技术和经济需求的压力杆运动。一对非圆齿轮有不变的中心距，因此采用了电动马达，或由飞轮、曲柄和驱动机制本身。制服驱动器的速度传送是通过一对非圆齿轮传递给非均匀的偏心轴。如果非圆齿轮的适当设计，从动齿轮的非均匀驱动器会导致泵所需的行程时间行为。调查中心的金属成形和金属成型机床（IFUM）汉诺威的大学已经表明，在这个简单的方式所有相关的压力杆的连续运动，可以达到各种成形过程。此外从运动学和缩短生产周期，驱动概念导致新的驱动器的优

48、点被以下的良好性能所区分。因为它是一个机械压力机，它具有高可靠性、低维护性和可预期性。对连杆压力机的数量和轴承零件显然是减少。首先，一个基本泵类型可以通过安装不同的齿轮而进一步改变设计，它根据客户的要求而设计。不同环节的驱动器，轴承的安装位置不会随着单一载荷方向的不同运动而改变。因此，上述要求的模块化和标准化是考虑到时间和成本，它降低了设计和冲压生产成本。3.2 原型-28-在金属成型和金属成型工具机（IFUM）1架白cc型泵，它已经进行了修整和安装了非圆齿轮副。为达到这种目的，先前的背轮背一个行星齿轮组做取代。这项工作表明了存在的新型传动印刷机是可能的，在最后对标准压力泵的改造在Fig.1中进行说明。图表1压力机设计是为了所受1000KN的柱塞力和200KN的冲压模具缓冲力。这一对非圆齿轮传动比平均为1,每个齿轮轮齿有59,直齿，模数10mm图2）齿面宽是150mm这些齿轮有渐开线轮齿。我假设了非圆曲线设计是以侧面几何设计为基础。因此，一个非圆齿轮的齿形沿齿轮圆周而改变。尽管如此，它可以来自知名的梯形齿条.然而4.5,提出了一种计算方法，它精确地把齿顶高和齿根高考虑在内，进行相应的调整。压力机是为了在单一冲程模式下对零件进行深拉而设计的。最高滑块行程为180mm行程数32/min。在140毫米的冲压速度几乎保持71mm/s不变，