牙刷自动直线式平磨毛一体机设计（全套图纸）

原创通过答辩毕业设计说明书 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 QQ 194535455 本科生毕业论文 毕业论文 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目 牙刷自动直线式平磨毛一体机设计 学 生 姓 名 专 业 班 级 指 导 教 师 完 成 日 期 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 摘 要 牙刷平磨毛一体机是提高效率，进行生产牙刷加工的设备。工效比原来单一的机器操作提高了3~ 5 倍, 日完成量达6 000~ 7 000支牙刷, 极大地满足了市场的需求, 取得了较好的经济效益。本课题的目的就是为了使每个流程之间联系起来，提高机械化程度，减少人工的参与，既能够减少成本又能够提高成产效率。 综合了以上考虑之后，我将本次设计的题目定为牙刷平磨毛一体机设计，设计中主要使用了CAD、Solidworks等工程制图软件进行绘图和结构分析。并对一些重要的部件进行必要的计算和校核。 关键词:平磨毛一体机;设计;结构分析 II 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 ABSTRACT Toothbrush flat sanding machine is to improve the efficiency ，for device production toothbrush processing.Efficiency than the original single machine operations increased by 3 to 5 times，the date of completion 6000 amounted to 7 000 Toothbrush in every day， great to meet the needs of the market.and achieved good economic.The purpose of this project is to make the link between each process, and enhance the degree of mechanization to reduce labor participation, both to reduce costs and to improve the efficiency of a production. After considering a combination of the above,I will be the topic of this design is ttoothbrush flat sanding machine design.Design of the main uses CAD, Solidworks and other engineering drawing software for drawing and structural analysis. And some important components necessary calculations and verification. Key words: Toothbrush flat sanding machine;Design;Structural Analysis III 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 目 录 摘 要????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ,, ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？ABSTRACT ,,,第1章 绪 论 1.1 课题背景和研究意义 ??????????????????????? 1 1.2近代牙刷的发展历程 ??????????????????????? 3 1.3国内外牙刷自动直线式平磨毛一体机的状态 ????????????? 3 1.4 本课题的立题依据 ???????????????????????? 4 1.5 本课题研究的内容 ???????????????????????? 4 第2章 牙刷自动直线平磨毛一体机的结构及工作原理 2.1平磨毛一体机的布局以及总体结构 ????????????????? 5 2.2 平磨毛一体机的工作原理 ????????????????????? 6 第3章 牙刷自动直线式平磨毛一体机设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 选择确定 3.1 设计方案的选择 ????????????????????????? 7 3.2 各方案之间的对比以及确定 ??????????????????? 7 3.3牙刷磨毛机构以及平毛机构传动方式的选择确定 ??????????? 8 3.4本章小结心得 ?????????????????????????? 10 第4章 牙刷上下料随行夹具间隙运动系统分析及设计计算 4.1牙刷上下料随行夹具链传动链的选择设计计算、带传动带的选择设计计算 以及注意事项 ???????????????????????????? 11 4.2槽轮机构的设计以及分析计算 ??????????????????? 15 4.3 减速器蜗轮蜗杆传动的载荷计算和强度校核 ?? 16错误～未定义书签。 4.4牙刷上下料随行夹具链传动的运动，平磨毛机构的运动分析计算以及它们的联系 ???????????????????????????????? 19 ？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？ 4.5本章小结心得27 参考文献 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 总结与展望 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 致谢????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????30 附件图 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 第一章 绪 论 1.1 课题背景和研究意义 公元前3500年，巴比伦人挑选富有香气的细根树枝末端嚼松软，形如刷毛，用于刷牙，另一端则削成尖头，方便剔牙。公元前3000年苏美人乌尔城邦的国王墓穴中就曾发现过清理口腔用的最早工具---牙棒。中国大约在公元前1600年就有牙刷和刷牙了，公元15世纪已经有了如今牙刷方式的雏形。唐代开始，人们用柳枝做成刷，蘸药水揩齿，这就是早期牙刷、牙膏的雏形。宋代，人们主张每日早晚用柳枝揩牙两次。到了元代，一般人用柳枝当做牙刷，参合中草药制成的揩齿粉末刷牙。公元16世纪，中国人利用西伯利亚山猪毛和竹子或骨骼做柄发明了史上第一支真正的牙刷，人们用竹子做柄，附着野猪毛，这样的牙刷就是今天牙刷的祖先。世界上第一支牙刷，长16.5cm宽1.1cm厚0.2cm共三排31孔，中间为11孔，两边为10孔，孔直径为0.22cm整体为骨质结构，头部和尾部为眼观见骨。20世纪30年代，Wallace H Carothers 在杜邦实验室发明了尼龙，尼龙成为现代化的标志，这个发明永远改变了牙刷的历史。建国初，刷柄使用有机玻璃和赛璐珞，60年代开始采用聚苯乙烯(,,)，刷毛改用尼龙丝，少量用白猪鬃。PS和尼龙丝开始依靠进口，后随着国内化工原材料工业的发展采用国产料，产品档次有所提高。建国前，各厂生产的牙刷一直分散经营，自产自销:1950年起大部分由中国百货公司上海采购供应站统购统销。毛刷管是用挤出成型的方法制造的，制造工艺:将颗粒状或粉状塑料置于注射机料筒内加热，使其软化后用推杆或旋转螺杆连续从模口挤出(模口的形状即为所需制品的断面形状，长度视需要而定)，冷却后即为所需的制品。这种方法通常用于加工连续的管子,棒材或片状制品。刷毛的选择应软硬适中，或稍软的。但要注意，太软的刷毛易刷不干净。刷毛多用尼龙丝制成，可分为两种——普通丝和杜邦丝。杜邦丝弹性较好，不容易倒。磨毛处理也很重要，刷毛在切割后，如果没有经过圆滑处理，容易因太过尖锐而造成伤害。把刷毛尖磨圆的磨毛牙刷，可防止这种伤害，对牙龈保护作用更强。市场中牙刷主要分为普通牙刷和电动牙刷。目前,市场上大多数厂商生产和销售的都是普通牙刷。市场上普通牙刷的价格从两元到四十多元不等。不发达地区及农村主要是售价为5.00元以下的牙刷;而10.00元以上 1 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 以大城市为其主要市场。电动牙刷相对普通牙刷来说,价格高很多,从50.00元至1200.00元不等。低价的电动牙刷一般是电池型。 普通牙刷组成: 牙刷把 刷头 手柄 牙刷毛。普通牙刷的原材料:牙刷把:聚苯乙烯，牙刷把上软软的部分 :弹性橡胶粒子，牙刷毛:目前的刷毛多用尼龙丝制成。可分为两种――普通丝和杜邦丝。压线:铝或铜。生产牙刷需要的设备为注塑机，植毛机，打磨机。牙刷生产工艺流程:注塑、植毛、平毛、打磨处理、 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 、包装。其中，注塑:将颗粒状或粉状塑料置于注射机料筒内加热，使其软化后用推杆或旋转螺杆连续从模口挤出(模口的形状即为所需制品的断面形状，长度视需要而定)，冷却后即为所需的制品.植毛:就是将牙刷的毛送到牙刷柄中去，植毛后要把毛切成各种需要的形状。打磨处理:刷毛在切割后，如果没有经过圆滑处理，容易因太过尖锐而造成伤害。把刷毛尖磨圆，可防止这种伤害。以及拉应力检测和对牙刷进行包装。 牙刷的需求量与人口的数量是呈正相关关系的。中国及全球的人口数据表明,近 五年来,牙刷的需求量是在不断增长中的。联合国人口基金会日前发表的《2010年世 界人口状况报告》显示,目前世界人口总数为69.09亿。而按照口腔卫生要求,一把 牙刷使用时间最好不超过3个月。那么每人每年应购买4支牙刷,按该数据计算, 牙刷的使用总量应该为276.36亿支,除去部分落后的不使用牙刷的群体以及婴幼 儿和无牙老年人,全球牙刷的理论使用量约为200亿支。这与2010年全球的牙刷销 售量62.08亿支相比较,那么目前全球牙刷的市场空缺约为为138.924亿支。从以上 中国和全球的牙刷总销售量及总销售量的数据中可以看出,近三年牙刷的销售量处 于持续增长中,但是增长幅度不大。各个牙刷厂商进行激烈的竞争抢夺缓慢增长的现 由2010年全球的牙刷销售量(62.076亿支)以及全球人口总数(69.09 有市场。但是, 亿人)计算,平均每人每年的牙刷拥有量仅为0.898支,每人的拥有量还不及1支。可 见,未开发的牙刷市场空间非常大。从2006年至2010年的社会消费品零售总额变动 情况以及居民收入状况数据中,我们可以看出,随着生活水平的提高,人们在消费品 上的支出也随之增加了,在这些消费品中,牙刷所属的日用品类在2006年至2010年 间增长了25.1% 。由此,我们可以推测牙刷的潜在需求量是在不断增长的。而如果企 2 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 业能采取一定的措施将部分潜在需求转化为实际销售量,那么企业的业绩将会得到 很大的提升。 1.2 近代牙刷的发展历程 1、通用型和特异型保健牙刷。既符合卫生 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 又不损伤牙齿和牙龈。 2、指套式牙刷:适用于婴幼儿。 3、电动牙刷:有洁齿及按摩牙龈的作用，效果均比普通的牙刷好。 4、声波牙刷:一分钟3万次的冲击力。清洗牙齿上的污垢和食物残渣。 5、电离子牙刷:刷牙时可发出一系列微量元素和阴离子，有消炎杀菌作用。 6、磁性保健牙刷:利用磁场(磁场强度高达1500高斯)起保健按摩、清洁口腔同时可达到消炎止痛、活血固齿的功效。 1.3 国内外平磨毛一体机的状态 据统计,目前我国牙刷行业中的生产企业有300多家。鉴于高露洁、佳洁士等一 些国际品牌占领了大部分市场,而一些个体私营企业由于开发力度不够,产品只能以 低价面向低收入消费群体,以及一次性牙刷市场。我国大多数中小企业虽然有一定的 实力,但主要是开发国内市场,没有外销市场,或者有外销市场,但五分之二的生产能 而对自己的品牌开发、宣传力度不够,市场拓展力度不大。行业中 力用于贴牌加工, 的很多企业开发投入不足,产品品种不多。 我国目前也是制造牙刷的出口大国。但是生产现状却不是那么乐观，这是多种原 因造成的。首先我国是劳动密集型国家，而且牙刷制造的工艺流程中每道工序之间 是相互独立的，有其先后顺序，也突出每一道工序的重要性，每道工序之间都存在 半成品要人工上料和下料的问题，这种问题有利有弊，首先这大大解决了我国机械 行业劳动就业的问题，但是这道工序比较呆板，机械，不能充分调动员工的加工积 极性，所以我国目前现在大量在做牙刷上料和下料的机械手，一方面提高了加工效 率,另一方面降低了成本，从而提高了牙刷的销售利润，而且每道工序之间半成品流 动运输,周转都导致生产率低，同时半成品占据厂房空间大，间接地提高了成本，相 3 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 对于欧美发达国家，牙刷制造的质量不稳定，工人劳动强度大，工作环境噪声，橡 塑气味都影响工人身体健康。众所周知，牙刷的利润很低，对于上述我国牙刷制造 设备以及工艺的落后状态，我们要通过自身的努力设计制造先进的牙刷制造设备， 来弥补不足。首先设备要简单好操作，成本低，工人劳动量小，且劳动生产率高， 其次要提高每道工序半成品之间的流转速度，减少厂房的压货利用率，还要在加工 工艺上有所改进，减少原料的浪费，主要还是要向国外多学习学习，借鉴借鉴，取 其精华，从而提高自身的自动化水平，以自身的优势在牙刷制造方面挤进世界前列， 超越先进国家，将中国变成牙刷制造强国。 1.4 本课题的立题依据 牙刷是我们日常生活中离不开的口腔卫生工具，在调查问卷中，有44.4%的人坚持早晚刷牙。每天早上起床后第一件事就是刷牙，睡觉前的最后一件事也是刷牙。在如今的生活中，刷牙不再仅仅为了口腔卫生，还能提高一个人的个人形象。牙刷生产过程中毛植入刷炳后，刷炳上的毛是不整齐的，同时，毛的端头部(直接与人的牙齿接触的)是带有棱角的，不能直接接触人的牙龈和牙齿的，所以需要进行平毛和磨毛。而平磨毛一体机的出现则大大的减少了牙刷对人类牙齿的伤害，是牙刷生产中的必要环节，也极大地满足了市场的需求。综上所述，选择“牙刷自动直线平磨毛一体机设计”这个题目，这个平磨毛一体机主要用于在扬州艾萨克科技有限公司生产牙刷。 1.5 本课题研究的内容 牙刷生产工艺流程:刷柄注塑、注胶、切毛、植毛、平毛、磨毛、包装。牙刷生产过程中毛植入刷炳后，刷炳上的毛是不整齐的，同时，毛的端头部(直接与人的牙齿接触的)是带有棱角的，不能直接接触人的牙龈和牙齿的，所以需要进行平毛和磨毛。设计要求:38-50支/分钟。 4 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 第二章 平磨毛一体机的结构以及工作原理 2.1平磨毛一体机的布局以及总体结构 5 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 整台机器的框架布局结构如图所示。 2.2 平磨毛一体机的工作原理 下面介绍这台机器的运动原理:右下角的总电机通过带传动将速度传给减速机， 减速机与槽轮机构以及牙刷的链传动之间是同步带传动，槽轮机构一方面与牙刷的 链传动形成间隙运动，另一方面伸出一根轴连接曲柄连杆，曲柄连杆与平毛装置相 连，使得平毛装置在滑槽内左右滑动，在平毛装置里有滚刀，用一个独立的电机通 过带传动与其相连，实现剪毛，再往左，就是磨毛装置，在第二章已述，这台机器 主要是实现平毛磨毛的功能，当然在整个加工过程中还需加入粉尘吸收装置，这样 有利于保护环境，当然还有卸料装置等等。 6 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 第三章 牙刷自动直线式平磨毛一体机设计 方案选择与确定 3.1 设计方案的选择 方案一:牙刷采取直线式平波带传动 方案二:牙刷采取直线式链传动 3.2 方案一和方案二对比以及确定 方案一:牙刷采取直线式带传动。首先带传动适用于中心距较大的传动，结构简单，成本低廉，但是传动的外廓尺寸较大，需要张紧装置，由于带的滑动，不能保证固定不变的传动比，带的寿命短，传动效率较低。缺点与优点相比，缺点的弊 7 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 端更大，因为零件之间的摩擦和带的寿命短，导致带传动不能承受长时间的运动，另一方面会使牙刷生产的效率大大降低。 方案二:牙刷采取直线式链传动。这种设计相对带传动而言，比较繁琐，但它有带传动没有的优点，比如链传动可把动力传导到较远的距离，能够相对容易地得到不同的传动比(链轮直径可以自由选择)，而且传动效率高，不易打滑，寿命比带传动长。在相同功率条件下，链传动比带传动结构紧凑，并适用于低速、重载下工作。 结合整台机器考虑，采用方案二。因为这台机器主要是实现牙刷的平磨毛，首先选取传动方式的材料寿命要长，而且传动效率要高，能够保证牙刷的生产效率。 3.3牙刷磨毛机构以及平毛机构传动方式的选择确定 3.3.1牙刷磨毛机构传动方式的选择确定 8 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 磨毛头是由两个运动复合而成的，第一个运动:每个磨毛器下面都有一个电机，电机与磨毛器中间的软轴相连，控制磨头的自转，第二个运动:是通过一个总电机，用链通过张紧轮与其他电机相连，从而实现磨毛装置的公转，而且相邻两个磨毛器的方向相反，正是这两个运动的组合实现牙刷的磨毛。 9 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 3.3.2牙刷平毛机构传动方式的选择确定 牙刷的平毛刀口的运动是由两个运动复合而成的，第一个运动是通过曲柄连杆带动平毛装置在直线滑槽中往复运动实现平毛，另一个运动是平毛装置中的滚刀通过一个独立的电机与其的带传动，带动滚刀做圆周运动，从而实现剪毛。 3.4本章小结心得 这一章主要研究了自己课题的设计方案，通过自己查资料，和同学交流以及请 教老师，确定了牙刷运动的设计方案，而且这台机器主要是要实现牙刷的平毛和磨 毛，是牙刷生产中必不可少的一个环节，顾名思义，还有平毛，磨毛装置需要设计， 通过工厂的实习和参观，也得益于老师的帮助，设计出了平毛磨毛装置，至此，整 台机器的设计差不多了，整体框架也浮现在脑海中。设计及方案的选择中还遇到好 多问题，例如要选择怎样的零件才能使自己的设计合理，能更好的运用到工程生产 中，这样的想法就为后来的机构的计算打好了基础，只有通过设计计算，才能选择 有利于设计的零件。 10 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 第四章 牙刷上下料随行夹具间隙运动系统分析及设计计算 4.1牙刷上下料随行夹具链传动链的选择和带传动带的选择设计计算以及注意事项 4.1.1牙刷上下料随行夹具链传动链的选择设计计算 1.选择链轮齿数 因为传动比是1:1，所以取链轮齿数Z=27. 2.确定计算功率 KK查机械设计手册得=1.0，=0.92，双排链，则计算功率为 az P,KKP=1.0*0.92*3KW=2.76KW caaz 3.选择链条型号和节距 P根据=2.76KW及n=30r/min查的，可选20A—1.链条节距为P=31.75mm。 ca 11 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 4.计算链节数和中心距 初选中心距a=(30~50)p=(30~50)*31.75mm=952.5~1587.5mm.取a=1500.相应的链长节数为LL=2a/p+()/2=2*1500/31.75+27=121.48,取链长节数=122节 z，zpp12 5.计算链速v，确定润滑方式 V=()/(60*1000)=(30*27*31.75)/60000=0.43m/s nzp 由V=0.43m/s和链号20A-1，查手册应采用滴油润滑。 F6.计算轴压力 p F有效圆周力为:=1000P/v=(1000*3)/0.43=6976N e KfFKfF链轮水平布置时的压轴力系数=1.15，则压轴力为==1.15*6976=8022.4N pppe 4.1.2 链传动注意事项 (一)链传动的布置 链传动布置时，链轮必须位于铅垂面内，两链轮共面。中心线可以水平，也可以倾斜，但尽量不要位于铅垂位置。一般紧边在上，松边在下，以免在上的松边下垂量过大而阻碍链轮的顺利运转。 (二)链传动的张紧 链传动张紧的目的，主要是为了避免在链条的松边垂度过大时产生啮合不良和链条的振动现象，同时也为了增加链条与链轮的啮合包角。当中心线与水平线的夹角大于60?时，通常设有张紧装置。 张紧的方法很多。当中心距可调时，可通过调节中心距来控制张紧程度;当中心距不可调时，可设置张紧轮以恢复原来的张紧程度。张紧轮可以是链轮，也可以是滚轮。张紧轮的直径应与小链轮的直径相近。张紧轮有自动张紧和定期张紧，前者多用弹簧，吊重等自动张紧装置，后者可用螺旋，偏心等调整装置，另外还可用压板和托板张紧。 (三)链传动的润滑 链传动的润滑十分重要，对高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可缓和冲 12 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 击，减轻磨损，延长链条的使用寿命。润滑油推荐采用牌号32、46、68的全损耗系统用油。对于开式及重载低速传动，可在润滑油中加入等添加剂。对于不MS,WSo22便使用润滑油的场合，允许使用润滑脂，但应定期清洗和更换润滑脂。 (四)链传动的防护 为了防止工作人员无意中碰到链传动装置中的运动部件而受到伤害，应该用防护罩将其封闭。防护罩还可以将链传动与灰尘隔离，以维持正常的润滑状态。 4.1.3带传动带的选择设计计算 P1.确定计算功率 ca KP,KP查手册得工作情况系数=1.1，故=1.1*3=3.3KW acaa 2.选择同步带的带型 P根据，n查得选用A型。 ca 3.初选带轮的基准直径d并验算带速V dd1)初选小带轮的基准直径.查表得，取小带轮的基准直径=75mm 11 2)验算带速V.带的速度V=(3.14dn)/(60*1000)=(3.14*75*1440)/(60000)=5.56m/s 因为5m/s90? 4.1.4 带传动注意事项 (一)带传动的张紧 带传动运转一段时间以后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采取相应的补救措施。常见的有以下几种。 1.定期张紧装置 采用定期改变中心距的方法来调节带的初拉力，使带重新张紧。 2.自动张紧装置 3.采用张紧轮的张紧装置 当中心距不能调节时，可采用张紧轮将带张紧。设置张紧轮应注意:(1)一般应放在松边的内侧，使带只受单向弯曲;(2)张紧轮还应尽量靠近大带轮，以免减少带在小带轮上的包角;(3)张紧轮的轮槽尺寸与带轮的相同，且直径小于小带轮的直径。 如果中心距过小，可以将张紧轮设置在带的松边外侧，同时应靠近小带轮。但这种方法使带产生反向弯曲，不利于提高带的疲劳寿命。 (二)带传动的安装 各带轮的轴线应互相平行，各带轮相对应的型槽的对称平面应重合，误差不得超过20′。 14 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 多根带传动时，为避免各根带的载荷分布不均，带的配组公差应在规定的范围内(参见GB/T 13575.1—92)。 (三)带传动的防护 为安全起见，带传动应置于铁丝网或保护罩之内，使之不能外露。 4.2槽轮机构的设计以及分析计算 ,,1)槽轮的转角=360/4=90，则拨盘的运动角=180-90=90 12 取槽轮的中心距L=140mm OA2)槽轮轴心到槽口的长度:=Lcos45=99mm 2 ROA3)拨盘曲柄长度,=Lsin45=99mm 11 rR/64)滚子半径:==99/6=16.5mm,取16mm 31 ROA,r,h5)锁止弧半径:<=99-16-(0.6~0.8)*16=70.2mm，取70mm H13 OA拨盘上锁止弧所占角度，以为起始线两边各角中无锁止弧。 ,/21 rOAOA6)槽轮上槽口至槽底深:Ls=-(L-)+=99-(140-99)+16=74mm 321 15 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 tz,21dk,,,7)槽轮机构的动停比 tz，23j 4.3 减速器蜗轮蜗杆传动的载荷计算和强度校核 1.选择减速器的类型 根据需要，选择的减速器型号为WPS型蜗轮蜗杆减速器。 2.选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢;因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度是45~55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。 3.按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳 2ZZ,,Ep3,,,aKT强度。传动中心距 2,,,,,H,, T(1)确定作用在蜗轮上的转矩 2 按，估取效率，则 Z,1,,0.81 PP3，0.8,6662T,9.55，10,9.55，10,9.55，10，N,mm,152800N,mm 2n1500n1210i12 (2)确定载荷系数K K,1因总做载荷较稳定，故取载荷分布不均系数K,1.15，查表选取使用系数，,A K,1.05由于转速不高，冲击不大，可取动载系数，则 V K,KKK,1.15，1，1.05,1.21 A,V Z(3)确定弹性影响系数 E 1 2Z,160MPa因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 E 16 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 (4)确定接触系数 Zp d1先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，查表得 ,0.35aZ,2.9dp1a(5)确定许用接触应力 ,,,H 根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度大于45HRC， ,查表得蜗轮的基本许用应力 ,,,,268MPaH 8应力循环次数 N,60jnL,60，1，150，12000,1.08，10h2 7108寿命系数 K,,0.7427HN81.08，10 ,则 ,,,,,,K,,,0.7427，268,199MPaHHNH (6)计算中心距 2160，2.9,,3a,1.21，152800，mm,100.172mm,, 199,, i,10a,100mmm,5mm取中心距，因，故查表取模数，蜗杆分度圆直径。d,50mm1 d,,1,0.2这时，查得接触系数Z,2.74，因为Z,Z，因此以上计算结果可用。 pppa 4.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 d,96mm轴向齿距p,25.133mm;直径系数q,10;齿顶圆直径;齿根圆直径a1a ，，，d,60.8mms,12.5664mm;分度圆导程角;蜗杆轴向齿厚 ,,11:1836f1a(2)蜗轮 z,10蜗轮齿数x,,0.5，变位系数 22 d,mz,5，10,50mm蜗轮分度圆直径 22 d,d，2h,50，2，8,66mm蜗轮喉圆直径 a22a2 d,d,2h,50,2，8,34mm蜗轮齿根圆直径 f22f2 17 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 11蜗轮咽喉母圆半径 r,a,d,100,，66,67mmg2a222 5.校核齿根弯曲疲劳强度 KT1.532 ,,,,YY,,FFa2,Fddm12 10z2当量齿数 ,,,10.2zv23,coscos11.31 根据，查得齿形系数 x,,0.5,z,10.2Y,1.52v2Fa2 ,Y,1,,0.9192螺旋角系数 ,140: ,许用弯曲应力 ,,,,,,,,KFFFN ,查表由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 ,,,,56MPaF 6109K,,0.6FN8寿命系数 1.08，10 ,,,,56，0.6MPa,33.6MPaF 1.53，1.21，152800,,，1.5，0.9192,31.2MPa F50，50，5 弯曲强度是满足的。 6.验算效率 , ,tan,,0.95~0.96，， ，，tan,，,v fv,,arctanf已知=11.31?;;与相对滑动速度有关。 ,,11:18,36,vavv ，50，1500,dn,11f,0.0204,,,1.1687,,,4m/s插值法查得; vvva60，1000cos60，1000，cos11.31:, ,,0.86带入式中得，大于原估计值，因此不要验算。 7.精度等级公差和表面粗糙度的确定 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 10089-1988 圆柱蜗杆，蜗轮精度中选取8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 10089-1998。 18 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度。 4.4牙刷上下料随行夹具链传动的运动，平磨毛机构的运动分析计算以及它们之间的联系 4.4.1 牙刷上下料随行夹具链传动的运动分析计算 该计算主要是验算设计的机器是否满足设计任务，牙刷平均38-50支/分钟。 1)选择的电动机为Y系列，型号为Y100L2-4，额定功率为3KW，满载转速为1420r/min， n,1500r/min同步转速为1500r/min.即。 电 3PT,9550,9550，,19.1N,m电机的输出扭矩,因为电机和减速器之间是带n1500 T,19.1N,m传动，且传动比1:1，所以减速器所需的扭矩 减 2)查取资料以及设计需要，选取的减速器的传动比为1:10 n1500电n,,,150r/minn,150r/min则减速器的输出转速，即轴3的转速 3减1010 19 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 13)轴3和轴4之间是通过带传动相连，且，则i, z,24,z,2434341 n3由，得出 i,n,150r/min344n4 15014)轴4和轴5通过槽轮机构相连，且槽轮机构的动停比k,，则n,,50r/min 5335)轴5和轴6之间是带传动， z,20,z,16,则i,1.255656 n56)由，即牙刷上下料随行夹具链传动的频率为40r/min，i,,得出n,40r/min566n6 此数值介于38~50之间，因此满足设计要求。 4.4.2 牙刷平毛机构的运动分析计算 20 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 1、初始条件 n,3000(r/min)P,0.12(kw)2传动功率:，小带轮转速:，大带轮转速n,3000(r/min)i,12，传动比: 2、选定带型和基准直径 P,0.12kw设计功率，带型为PJ，工况系数1，小带轮基准直径 PD,(1100~1350),31.5mm1n1n，大带轮基准直径mm ，，D,D1,,,31.0312n2有效线差Δ=1.2mm，弹性滑动率ε=0.015 3、轴间距的确定 (D，D)(D,D),1221L,2a，，,318.96mm0a,100mm24a00初定轴间距，所需带长 K,0.78Le,450mma,175.52mml选择标准带长， 带长修正系数，实际轴间距 4、带速、包角和带的楔数 Dn，31.5，3000,,1v,,,4.95m/s6000060000 带速 D,D10002,,180,，57.3,177.6a 小带轮包角 包角修正系数Ka=0.99 每楔带传递的额定功率P0=0.11kw 传动比功率增量ΔP0=0.01kw PdK 带的楔数Z==4，包角修正系数 ,(P，,P)K,K00,L 5、计算作用在轴上的力 21 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 P,d,，103,F有效圆周力:24.2N tv 1,作用于轴上之力: F,K,Fsin,231.33Nrrt2 6、平带电机选择 (1)电动机类型的选择:Y系列三相异步电动机。 (2)电动机功率选择: ,,0.12kw总 ? 传动装置的总效率: P,P,0.12kw0 ? 电机所需的工作功率: i,1 ? 确定电动机滚筒转速:由于传动比:，且带轮之间没有减速装置，所以 n,3000(r/min)电机转速 确定电动机型号:根据以上选用电动机类型，所需的额定功率及同步转速， ? 选定电动机:型号为YS632-2，其主要性能:额定功率:p=0.25(kw)，额定转速:n=2840(r/min)，额定电压380v 4.4.3牙刷磨毛机构的运动分析计算 22 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 1、 磨毛机的电机选择 (1)磨头电机的选择(实现磨头的自转) D,115mmD,15mmd,30mm12 已知磨头直径，磨头孔直径，牙刷刷毛长度约，牙刷3s从一个磨头移动到另一个磨头，一支牙刷需要经过磨毛机600次自转才能完 n600总n,,,120n,n，20,120，20,2400r/min成。3s一个磨头需要的转，则，机a5 而该电机的选择对功率没有特殊要求。 所以磨毛机磨头的电机选用:三相异步电动机，电机型号YS631-2，额定功率0.18kw，额定转速2840r/min (2)主电机的选择(实现磨毛体的公转) 主电机通过齿轮传动带动五个磨毛机转动，工作功率较小，所以确定电动机型号:型号为Y132M-8，为减速电机，其主要性能:额定功率:p=3(kw)，额定转速:n=750(r/min)，额定电压220v 2、磨毛机齿轮传动设计 23 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 (1)磨毛机上主电机齿轮传动的计算 d,160mmi,11由装配图磨头之间的间隔可以确定齿轮分度圆直径，传动比，主电机的转速为750r/min，且减速电机的复速比为25，所以齿轮传动的转速为30r/min，即磨毛体公转的速度为30r/min。 a)考虑此对齿轮传递的功率不大，故大、小齿轮都选用软齿面。大小齿轮选用 45 钢，调质，齿面硬度为 220 HBS。因是磨毛机用齿轮， 选 7 精度，要求齿面粗糙度Ra1.6,3.2。 b)按齿面接触疲劳强度设计 因两齿轮均为钢制齿轮，所以由(8.28)式得 KT(u1)，1d76.43,12,u(,)dH 确定有关参数如下: ,z,64z,iz,1，64,64d11齿数 z 和齿宽系数取小齿轮齿轮，则大齿轮齿数 p3665转矩 T,9.55，10,9.55，10，,9.55，10N,mm1n301 查表得载荷系数K=1.35。 ,,,He许用接触应力: Z,hNTlim,,,,HSN ,,775MPa,,,520MPaHlim1Hlim2由表查得 NL应力循环次数: 7 ，， N,60nrt,60，30，1，16，300，5,4.32，10Lh11 N7L1N,,4.32，10 L2i Z,0.89,Z,0.93NT1NT2查得接触疲劳的寿命系数 S,1.0H通过齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数 。所以计算两 24 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 Z,HNTlim11,,,,689.81MPa,H1SH轮的许用接触应力 Z,HNTlim22,,,,483.6MPa,H2SH 将求得的各参数代入式: 2KT1,,,,YY,82.76MPa,,F1Fa1Sa1f21bmz1 2KT1,,,,YY,80.18MPa,,F2Fa2Sa2f22bmz2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够。 c)计算齿根传动的中心距a ma,(z，z),160mm122 齿轮传动计算: 模数m=2.5,齿数z=64 ,齿形角α=20?,齿高系数h=1 ，螺旋角β=0 ， 齿轮副 25 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 中心距=160?0.052 假象齿数z’=64， 跨测齿数k=8 ， 公法线长度W*=57.593 (2)磨头转动速度分析计算 r,60mmd,30mm已知磨头自转速度，磨头半径，牙刷长度，倾角n,2840r/min1 0,,15，高度h=80mm 在磨头中心处对速度进行计算。 由于磨毛机存在主电机带动的公转，和其他电机带动的自转，所以我们不难画出磨头上速度分析图 磨头自转速度v,2,rn,2，3.14，0，2840,0m/s 11中 因为磨毛还有一个运动，就是磨毛的公转，此运动需要一个独立的减速电机，通过齿轮传动，将速度传给每根轴，磨毛公转所用的减速电机为Y系列减速电机,型号为Y132M-8，转速为750r/min,而且减速电机的复速比为25，所以输出的转速n=750/25=30r/min，n,30r/min又因为齿轮传动的传动比为1:1，所以磨毛体公转2 的速度。 v,2,rn,2，3.14，0.03，30,5.65m/s2min2 22v,v，v,2vvcos75:,5.65m/s 1212总 在磨头边缘处对速度进行计算。 26 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 v,2,rn,2，3.14，0.1，2840,1783.52m/s1max1 v,2,rn,2，3.14，0.085，2840,1515.99m/s2max1 ，22220v,v，v,2vvcos75:,1783.52，1515.99,2，1783.52，1515.99，cos75,2019.80m/s1212总 所以磨头上的速度为 5.65m/s,v,2019.80m/s总 4.5本章小结心得 该章节主要是对该机器主要机构的设计计算，查阅一些资料，遇到不懂得问题主 动问老师，自己也学到了很多，之前槽轮结构都不太清楚，可以说该机器槽轮机构 的作用是巨大的，主要是实现牙刷链传动的间歇运动，计算主要是要得到槽轮机构 的停歇比。以及该机器上一些链轮，皮带的选择，他们之间的衔接是至关重要的， 一环套一环，因为要投入生产使用，要确保工作效率，我们主要的设计任务是要保 证牙刷平均38—50支/分，与之相连的平毛磨毛也要满足此要求。 27 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 参考资料 1. 李绍炎 编著 自动机与自动线 清华大学出版社 2. 朱金生 凌云 编著 机械设计实用机构运动仿真图解 电子工业出版社 3.(美)MENG KING 李幼涵 编著 机器设计中伺服电机极驱动器的选型 机械工业出版社 4.(日)日本带传动专业技术委员会 编 齐彬 译 带传动与精确传动实用设计 化学工业出版社 5. 邹慧君 张青 编著 广义机构设计与应用创新 机械工业出版社 6.(德)乌里希?菲舍尔 等著 简明机械手册 湖南科学技术出版社 7.约瑟夫?迪林格 等著 机械制造工程基础 湖南科学技术出版社 8. 孙亚彬 著 IE与单元生产 厦门大学出版社 9.车洪麒 张素辉 编著 非标准机械设计实例详解 机械工业出版社 10.(美)Robert O.Parmley，,P.E. 主编 邹平译 机械设计零件与实用装置 机械工业出版社 11.(美)Neil Sclater，Nicholas P.Chironis 编 邹平译 机械设计实用机构与装置图册 机械工业出版社 12. 黄颖为 主编 包装机械结构与设计 化学工业出版社 13.潘杰 主编 现代印刷机械原理与结构 化学工业出版社 14.印刷机械包装机械配套产品实用手册 主编 中国南业出版社 15.吴京泽 机械零件设计手册 机械工业出版社 2003 28 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 总结与展望 我的毕业设计主要是牙刷自动直线平磨毛一体机的设计，首先要知道自己的任务 以及牙刷的生产流程，牙刷的发展历史，制造牙刷的机器在国内发展的情况，以及 自己做这个课题的主要目的，以上这些都通过上网查阅一些资料，询问老师，知道 了一些，自己对牙刷也有了一定的认识。 其次是要设计机器的各种方案，因为自己设计的是直线式的，在结构上不可以更 改，只能在材质上有所变动，想到了牙刷的带传动和链传动，但通过查阅资料以及 自己大学所学的，发现带传动不能实现工厂的生产要求，主要是寿命短，不耐高温， 且稳定性不好，所以选择了链传动来满足自己的设计任务。 紧接着首先是要搞懂该机器的运动原理，以及一些内部结构是怎样连接，协调运 动的，这些了解之后就是画图了，这当中遇到了许多困难，在同学和老师的帮助下， 还是比较顺利的完成了该机器的三维图和二维图，自己也学到了许多。 下面还有就是对该机器里面一些主要机构进行计算，例如牙刷链传动的频率，牙 刷平毛磨毛频率的计算，通过反算来验证设计任务书里要求的生产牙刷38-50r/min。 通过本次毕业设计，使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西 还很多，学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。但从中我也学到了很多知识，更培养了我独立工作与思考的能力，激发了我的创新意识。使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。 我认真的进行了课题的研究并完成了本论文，由于我水平有限，论文中可能出现的错误和不足之处，敬请大家批评指正。 29 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 致 谢 首先，我要感谢我的导师竺志大，他严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、 学习中的榜样，给了起到了指明灯的作用;他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，让我很快就感受到了设计的快乐并融入其中。其次我要感谢同组同学对我的帮助和指点，没有他们的帮助和提供资料，没有他们的鼓励和加油，这次毕业设计就不会如此的顺利进行。 此次毕业设计历时三个月，是我大学学习中遇到过的时段最长、涉及内容最广、工作量最大的一次设计。用老师的一句话概括就是这次毕业设计相当如是把以前的小课程设计综合在一起的过程，只要把握住每个小课设的精华、环环紧扣、增强逻辑，那么这次的任务也就不难了。我此次的任务是做一个项目的招标文件。虽说老师说的话让此次的毕业设计看起来不是那么的可怕，但是当我真的开始着手时，还的确是困难重重。 俗话说的好，“磨刀不误砍柴工”，当每次遇到不懂得问题时，我都会第一时间询问老师，老师对于我提出来的问题都一一解答，从来都不会因为我的问题稍过简单加以责备，而是一再的告诫我做设计该注意的地方，从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，他们真正起到了“传道授业解惑疑”的作用，让人油然而生的敬佩。除此之外，我们组和老师还有另外两个交流途径:打电话和上网，为此老师还特意建立一个群，以便大家第一时间接收到毕业设计的最新消息和资料，每次大家都在群不亦乐乎的讨论着毕业设计的事情。多少个日日夜夜，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，除了敬佩老师们的专业水平外，他们的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向竺志大老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意! 最后我还要感谢扬州大学广陵学院四年来对我的栽培。 30 原创通过答辩毕业设计说明书论文 QQ 194535455 附件:1.牙刷自动直线式平磨毛一体机装配图 2.磨毛机构装配图 3.平毛机构装配图 4.槽轮体装配图 31