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畢業(yè)設(shè)計（論文）
課題名稱： 切紙機壓紙器的設(shè)計
目 錄
1、設(shè)計任務(wù)………………………………………………………………1
2、傳動方案…………………………………………………………2
3、設(shè)計內(nèi)容…………………………………………………………3
4、切紙機壓紙器傳動設(shè)計……………………………………………4
4.1電機選擇…………………………………………………………4
4.2計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)…………………………………5
5、蝸桿蝸輪設(shè)計………………………………………………6
6、螺桿螺母傳動設(shè)計………………………………………………11
7、設(shè)計小結(jié)…………………………………………………………16
參考文獻…………………………………………………………17
切紙機壓紙器的設(shè)計
摘要：壓紙器的工作原理是由電機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動螺母，再將動力傳給螺桿，由螺桿直接帶動壓紙器松開或緊壓紙張。 力太大，則會壓破紙張；力太小，則會使力不夠，而引起裁切達不到要求。
根據(jù)任務(wù)要求，進行壓紙器機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成； 根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能；選擇電動機型號，分配減速傳動系統(tǒng)中各級傳動的傳動比，并進行傳動機構(gòu)的工作能力設(shè)計計算； 對壓紙系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，用CAD繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。參考機械設(shè)計手冊及網(wǎng)上查詢法，設(shè)計壓紙器及其構(gòu)件。蝸輪箱體、連接零件及傳動機構(gòu)需要的圖紙（采用電腦設(shè)計立體圖、平面圖）。
關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿； 螺母； 螺桿； 蝸桿軸
現(xiàn)代的生活學(xué)習(xí)及各行各業(yè)中都離不開各種大小規(guī)格不同的紙張，如學(xué)習(xí)的書本用紙、合同用紙、發(fā)票用紙、圖畫用紙、印刷業(yè)更離不開各種大小的紙張。那么按一定規(guī)格生產(chǎn)出的紙張，必須要裁切才能得到各種大小不同的紙張。
人工切紙，勞動強度大，效率低，切出的紙張精度難以保證，因而有必要設(shè)計機器來裁切紙張。壓紙器的工作是由電機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動螺母，再將動力傳給螺桿，由螺桿直接帶動壓紙器松開或緊壓紙張。 力太大，則會壓破紙張；力太小，則會使力不夠，而引起裁切達不到要求。
1、設(shè)計任務(wù)：切紙機壓紙器
壓紙傳動是將壓紙器牢牢的壓在紙上，然后刀切紙，從而提高
紙張的裁切精度。它可分為三部分：
1.驅(qū)動設(shè)備即電動機；
2.傳動系統(tǒng)即蝸桿蝸輪傳動和螺桿螺母傳動；
3.壓紙執(zhí)行主體即壓紙器。
蝸輪壓紙，壓紙力平衡可靠，壓紙系統(tǒng)使用壽命長，這種類型和其他類型相比很經(jīng)濟。
蝸桿蝸輪的傳動的特點：（1） 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大。
（2） 傳動平穩(wěn)，噪音小?！ ?
（3） 可制成具有自鎖性的蝸桿。
因此，選擇蝸桿蝸輪傳動。但也存在著缺點：嚙合處有較大的相對滑動，因而發(fā)熱量大，效率低，傳動效率一般在70%~80%之間。還有一個缺點就是造價高。
螺桿螺母的傳動，如圖可知：它是以傳遞動力為主。
這種傳動的特點： 要求較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。這種傳動為間歇性工作，工作速度不高。
蝸輪箱固定在機身上起了支撐作用。
電機作勻速轉(zhuǎn)動1420r/min，要求壓紙器下壓速度達到0.104m/s，再通過螺桿螺母傳動，使較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。因而，受力較大的軸承應(yīng)用推力軸承。壓緊力大小在1000Ｎ左右。下壓距離在125mm內(nèi)。要求較小的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大的軸向力。這種傳動為間歇性工作，工作速度不高，且要求可自鎖。
2、傳動方案
方案一：齒輪傳動：
優(yōu)點:瞬間傳動比恒定且穩(wěn)定性高,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,噪音低,傳動功率大效率高.
缺點:應(yīng)用環(huán)境要求高,潤滑條件要好,不適合灰塵較多以及距離較遠的兩軸之間的傳動,制造和安裝精度高.
方案二：鏈條傳動：
缺點:磨損變形影響使用,使用過程有一定的聲響.
優(yōu)點:對應(yīng)用環(huán)境要求一般吧不是很高,可用在高溫、重載、低速、塵埃較大的環(huán)境并且適合較遠兩軸間的傳動.其實自行車并不只是能用鏈條傳動,也可以用齒輪傳動的,只不過用齒輪傳動結(jié)構(gòu)會更復(fù)雜些.可能會費力些
方案三：蝸桿蝸輪的傳動：
優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大。傳動平穩(wěn)，噪音小。 可制成具有自鎖性的蝸桿。
缺點：嚙合處有較大的相對滑動，因而發(fā)熱量大，效率低，傳動效率一般在70%~80%之間。還有一個缺點就是造價高。
壓紙器由電機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)蝸桿蝸輪，帶動螺母，再將動力傳給螺桿，由螺桿直接帶動壓紙器松開或緊壓紙張。如圖1：
圖 1
電機驅(qū)動，經(jīng)減速傳動系統(tǒng)蝸桿蝸輪：
圖 2
蝸輪帶動螺母，再將動力傳給螺桿：
圖 3
3、設(shè)計內(nèi)容
1.根據(jù)任務(wù)要求，進行壓紙器機械系統(tǒng)總體方案設(shè)計，確定減速傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)的組成
2. 根據(jù)設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，使執(zhí)行系統(tǒng)具有較好的傳力性能。
3. 選擇電動機型號，分配減速傳動系統(tǒng)中各級傳動的傳動比，并進行傳動機構(gòu)的工作能力設(shè)計計算。
4. 對壓紙系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制裝配圖及關(guān)鍵零件工作圖。
5. 編寫機械設(shè)計畢業(yè)設(shè)計報告。
4、切紙機的壓紙傳動設(shè)計
4.1電機選擇
（1） 選擇電機的類型：
按工作要求和條件，選用三相異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，y型。
（2） 選擇電機的容量：
電機所需功率按式
由式
因此
由電機至壓紙器的傳動總效率為：
：軸承傳動效率： 0.98
：蝸桿蝸輪傳動效率： 0.78
：螺桿螺母傳動效率： 0.37
所以
（3）確定電動機的轉(zhuǎn)速
螺桿工作轉(zhuǎn)速為：
按表推薦的傳動比合理范圍，取蝸桿蝸輪的傳動比為10~40，故電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：
根據(jù)容量和經(jīng)濟情況，并符合這一范圍的轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出并比較出，電動機型號為YS7124較適合。其主要性能如下表：
型號
額定功率
Kw
滿載時
轉(zhuǎn)速
r/min
電流
（380v時）
A
效率
%
功率因數(shù)
YS7124
0.37
1420
1.12
84
0.77
1
2
?
確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
由于本裝置只有一個減速器，所以減速器傳動比為
4.2計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
將傳動裝置由高速至低速為相鄰的傳動比
相鄰兩軸間的傳動效率
為各傳動裝置的輸入功率（kW）
為各傳動裝置的輸入轉(zhuǎn)矩（kW）
為各軸的轉(zhuǎn)速（r/min）
則各軸轉(zhuǎn)速：
I蝸桿蝸輪 r/min
螺桿螺母
各傳動裝置輸入功率：
I 蝸桿蝸輪
II螺桿螺母
各傳動輸出功率分別為輸入功率乘軸承效率0.98，
則
各傳動裝置輸入轉(zhuǎn)矩：
電機輸出轉(zhuǎn)矩：
傳動裝置輸入轉(zhuǎn)矩 ：
蝸桿蝸輪輸入轉(zhuǎn)矩：
5、蝸桿蝸輪設(shè)計
（1）. 選擇材料并確定許用應(yīng)力
蝸桿：由于功率不大，采用45#鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度:217~255HBS。
蝸輪：因轉(zhuǎn)速較高，采用抗膠合性能好的鑄錫青銅，正火處理，ZCuSn10P1金屬模鑄造。
查表得：蝸輪材料的基本許用接觸應(yīng)力：
查表得：蝸輪材料的基本許用彎曲應(yīng)力：
計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)Ｎ（蝸輪轉(zhuǎn)速＝1420/2=64.5r/min）
次
計算壽命系數(shù)?。?
計算許用應(yīng)力：
（２）確定蝸桿蝸輪頭數(shù)和渦輪齒數(shù)
根據(jù)傳動功率不大，并要求蝸桿有自鎖等情況，取。
（３）計算蝸輪轉(zhuǎn)矩
由于在電機的選擇中可知：
＝
（４）按齒面接觸疲勞強度計算
取載荷系數(shù)Ｋ＝１.08，由式得：
由表查得，按選取
得：
查表得：
由式得：
齒根的彎曲疲勞強度校核合格。
（5）驗算傳動效率
蝸桿分度圓速度為：
由表查得：
與原估計是相接近的。
（6） 熱平衡計算
取溫室 ，因通風(fēng)散熱條件不好，取散熱系數(shù) 。
油溫 由式子得：
由于在范圍內(nèi)，符合要求。
（7） 中心距a及各部分尺寸
（8） 精度選擇
由選擇精度等級。精度等級選擇參考GB10085 –88。
由于<3m/s, 故選8級精度。
（9） 繪制蝸桿、蝸輪零件圖
蝸桿
蝸輪
（10） 支撐蝸桿的軸承選擇
從蝸桿圖可知，支撐右邊的軸承內(nèi)徑是20mm。
根據(jù)實際請況選軸承型號：GB278-82 型號 6004Z
軸承的校核：
因其為輕微沖擊，查表得沖擊負載系數(shù)
6、螺桿螺母設(shè)計
(1)選擇材料和許用應(yīng)力
螺桿材料選45鋼,熱處理T235, 。
螺母材料選HT200, 淬火處理，由表可得：
,取50 , 。
螺旋系不是高速,由表可得:[Ｐ]=4～7，取4。
(2)按時磨性計算螺紋中徑
取1.2,
根據(jù)實際情況，可設(shè)計d=38
梯形螺紋，中徑精度，螺旋副標(biāo)記為：Tr3816(8) 7H/7e。
螺紋高度
則螺紋圈數(shù) 圈.
(3)自鎖性驗算
由于系雙頭螺紋,導(dǎo)程S=16，P=8mm.故螺紋升角為:
查表得：鋼對鑄鐵的,取0.15
可得：
，故可自鎖。
(4)螺桿強度驗算
由公式得，螺紋摩擦力矩：
，故螺桿強度可靠。
(5)螺母螺紋強度驗算
螺母材料強度低于螺桿故只需算螺母羅紋強度即可。
由公式可得出：
牙根寬度： b=0.65p=0.65*8=5.2
基本牙高：
代入公式得：
所以，螺母強度可靠。
(6)螺桿穩(wěn)定性驗算
從實際工作情況測得，壓紙器的最大工作高度125mm。
由表查得：
由公式得：
由表查得：
臨界載荷：
故穩(wěn)定性條件滿足。
(7)效率計算
由公式得：
(8)繪圖
螺母
螺桿
(9)支撐螺母的軸承選擇
根據(jù)實際請況選軸承型號：7511E和7211AC
軸承的校核：查表得沖擊系數(shù)為
當(dāng)量動載荷：
額定動載荷：
????
7、設(shè)計小結(jié)
在指導(dǎo)老師劉老師和同學(xué)的細心指導(dǎo)和幫助下，這次畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在畢業(yè)設(shè)計中自己遇到了很多的困難和問題，但經(jīng)過自己的努力和老師的指導(dǎo)，克服這些難題。從這次畢業(yè)設(shè)計中自己收獲了很多。不僅系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了大一大二所學(xué)的專業(yè)知識，還更好的把所學(xué)的知識和實際聯(lián)系到了一起
從開始直到設(shè)計基本完成，我有許多感想。這是我們比較獨立的在自己的努力下做一個與畢業(yè)相關(guān)的設(shè)計。首先要多謝老師給我們的這個機會，還要感謝諸多工程師的幫助。我深切的感覺到，在這次設(shè)計中也暴露出我們的許多薄弱環(huán)節(jié)，很多學(xué)過的知識不能靈活應(yīng)用，在這次作業(yè)后才漸漸掌握，以前學(xué)過的東西自己并不是都掌握了，很多知識都已很模糊，經(jīng)過這次設(shè)計又回憶起來了。
做設(shè)計的期間用到的AutoCAD畫圖軟件也在不斷練習(xí)中進一步深入，學(xué)會了如何去應(yīng)用工程手冊，我體會到老師的良苦用心。
總的說來，我感覺這次畢業(yè)設(shè)計中學(xué)到了很多東西，是很有意義的。
?
?
參考文獻
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