毕业论文糖果包装机的机械扭尾手设计论文课程设计说明书.doc

自动机械设计 课程设计说明书

题目： 糖果包装机的机械扭尾手设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
目 录

一、 课程设计任务和要求 ………………………………………1

二、 课程设计的目的 …………………………………………1

三、 机械扭尾手的设计 …………………………………………1

四、 凸轮机构的设计 ……………………………………………5

五、 标准直齿圆柱齿轮的设计 …………………………………6

六、 扭尾手主轴的设计…………………………………………11

七、 弹簧的结构设计 ……………………………………………14

八、 心得体会 ………………………………………………14

九． 参考资料 ………………………………………………15

一、课程设计任务和要求
1、课程设计的目的及意义
自动机械设计这门课程是机械专业的一门主要专业课程，学习完这门课程之后同学们在脑中应该对机械系统设计有一个总体的框架。为了加深对这门课程的更深入的理解及运用，充分发挥创造性思维和想象能力，灵活应用各种设计方法和技巧，以便设计出新颖、灵巧、高效的机械产品，培养学生对理论知识的综合应用能力和实践动手能力，安排课程设计这一教学实践环节。
通过课程设计进一步培养学生的设计能力、理论联系实际的能力，同时巩固复习前面学过的理论知识，为后续的毕业设计打下一定的理论基础。
2、本次自动机械设计课程设计的设计题目：粉末压力成型机传动系统的设计
机械运动方案的设计是机械产品设计的第一步，也是决定产品质量、水平高低、性能优劣和经济效益好坏的关键环节之一。它是根据功能原理方案中提出的工艺动作过程及各个动作的运动规律要求，选择相应的若干个执行机构，并按一定的顺序把它们组合成机械运动示意图，最终确定出机械运动简图。

二． 课程设计的目的
自动机械设计这门课程是机械专业的一门主要专业课程，学习完这门课程之后同学们在脑中应该对机械系统设计有一个总体的框架。为了加深对这门课程的更深入的理解及运用，培养学生对理论指示灯综合应用和实践动手能力，理论联系实际的能力，同时巩固复习前面学过的理论知识，为后续的毕业设计打下一定的理论基础。

三． ．糖果包装机的机械扭尾手设计

一、 概述：
自动机械设计是机械专业的一门重要专业课程，学习过这门课程之后我们应该对机械系统设计有一个总体框架的概念。为了加深对这门课程的更深入的理解和应用，培养学生对理论知识的综合应用能力和实践动手能力，安排了这次的实践环节。
通过这一实践的过程可以进一步培养我们的设计能力、理论联系实践的能力，同时巩固前面我们所学到的理论知识，为后续的毕业设计打下一定的基础。
二、 方案设计
1、 设计的要求：
（1）、设计题目：糖果包装机的机械扭尾手设计。
（2）、设计任务：
a、设计参数
扭尾手最大扭矩：10N.m
传 动 比：1：3
手 爪 张 开 角: 120○
伸 出 距 离：15mm
（3）、结构要求：
采用齿轮、凸轮结构，配以弹簧以及其他结构件。将扭尾手设计成一个独立的装置，在糖果包装机上的位置、尺寸、安装方式等根据实际确定。
（4）、设计任务：
扭尾手总体设计图纸1张
主要零件结构图若干
设计说明书1份
图纸和说明书全部采用计算机完成
（5）、设计要求
课程设计是一必修的实践性教学环节，所有学生必须重视，认真对待，必须独立按时的完成课程设计的任务，遵守设计纪律，眼睛雷同、抄袭。

图纸要求：使用计算机绘图软件，注意装配图、零件图的标注内容及格式，要求标注完整、规范、结构合理。
说明书要求：按照统一格式撰写，内容详实，分析合理，计算有据，数据可靠。
2、 扭尾手在糖果包装机的作用：
机械扭尾手作为糖果包装机的一个工作机构，当糖纸包裹糖成卷筒状之后，由扭尾手抓住卷筒扭结，完成糖果的包装。
对扭尾手的动作、运动要求的确定(运动循环图的设计、绘制)

3、 实现动作、运动的要求的方案：
（1） 初步方案的拟定：
、传动机构采用齿轮：
为了实现机构的动力的传递以及手臂的旋转扭结采用齿轮，依据要求的传动比1：3选用大小圆柱齿轮配合，如图：

、为了实现扭尾手的间歇伸出与缩回运动以及手臂的间歇开合运动采用圆柱凸轮机构，如图。
圆柱凸轮示意图

、为了使配合与凸轮配合实现手臂的缩回运动因此采用弹簧装置。
、扭尾手的开合运动由齿轮齿条来完成，如图。

（2） 对方案的说明，如图：

原理的说明：在设计的的时候1、2凸轮是和大齿轮固结在一起形成圆柱凸轮机构，大齿轮3与小齿轮4啮合向轴8和轴套5传递动力，同时实现手臂的旋转运动，，当2凸轮1转动时就使的轴8在轴套5里面滑动，手臂6通过齿轮齿条连接，以此，手臂可以实现开合的运动。当凸轮2运动时，使轴套5移动，实现手臂的前进和缩回

四． 凸轮的设计计算：
凸轮（1）的设计：
由运动循环图可知转角的分配如下：
fｋ1=40ｏ

fｓ1=170ｏ
fｄ1=30ｏ
fｏ1=20ｏ
凸轮（2）的设计：
由运动循环图可知转角的分配如下：
fｋ2=200ｏ
fｓ2=0ｏ
fｄ2=40ｏ
fｏ2=20ｏ

五 标准直齿圆柱齿轮的设计
{1} 受力分析

已知 T=15Nm=15000Nmm 小齿轮分度圆直径 啮合角 则计算出
圆周力
径向力
法向载荷
{2}确定齿轮主要参数
1已知齿轮传动比 测出小齿轮齿数 则大齿轮
2 小齿轮分度圆直径 模数 则大齿轮分度圆直径
3 中心距 齿轮宽度
{3} 强度计算
1 选定齿轮类型 精度等级 材料和齿数
由齿轮传动要求 选用直齿圆柱齿轮 扭尾手工作速度不高 选用7级精度
材料选择 查表选择小齿轮材料为40Cr调质 硬度 280HBS 大齿轮材料45钢 硬度240HBS 两者硬度差 40HBS
选小齿轮齿数 大齿轮齿数
2 按齿面接触强度设计

确定公式各计算数值
选用载荷系数 选取齿宽系数 查表得材料的弹性影响系数 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限 大齿轮的接触疲劳极限 取接触疲劳寿命系数
计算接触疲劳许用应力 取失效概率为 1% 安全系数是 则

3 计算
试算小齿轮分度圆直径 代入 中 较小的 值

计算模数 齿高
4 计算载荷系数
查表取使用系数 动载系数 对直齿轮 用插值法查的7级精度 小齿轮相对支承非对称布置时

按实际的载荷系数校正所得分度圆直径

5 计算模数
{4} 按齿根弯曲强度设计
1确定公式各计算数值
查表得小齿轮的弯曲疲劳极限 大齿轮的弯曲疲劳极限
取弯曲疲劳寿命系数
2 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数

3 计算载荷系数

查取齿形系数和应力校正系数分别为
4 计算大小齿轮的 并加以比较
大齿轮数值大
5 设计计算

按对比计算结果由齿面接触疲劳强度计算模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数 由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力 可取弯曲强度算的模数并圆整为标准值
则 大齿轮齿数
这样设计出的齿轮传动既满足了齿面接触疲劳极限 又满足了齿根弯曲疲劳极限

标准直齿齿轮副的设计计算表
项目
计算（或选择）依据
计算过程
单位
计算（或确定）结果
选齿轮精度等级

7

级
7

材料选择
小齿轮40Cr调质
大齿轮45钢

齿宽系数Ф

0.5
选取模数

查标准模数系列表

mm
1.75

计算齿轮的
分度圆直径d

mm
38

114
计算齿轮宽度B

b = φdd1
圆整后取：
B1 = 10
B2 = 25

mm
10
25

六 扭尾手主轴的设计
1 根据实测尺寸做出轴的计算简图进行受力分析。由齿轮受力推出轴的受力如图所示

2 计算 由力平衡和力矩平衡得
由
得
由
得
计算弯矩M

总弯矩

载荷
水平面
垂直面
支反力

弯矩M

总弯矩

总弯矩

七 . 弹簧的结构设计:
（1）、根据工作条件选择材料并确定许用应力。
因为弹簧在一般的载荷下工作，可以按照第3类弹簧考虑。选用碳素弹簧钢丝c级。并取弹簧的外径D=13mm内径取为d=10mm，所以弹簧钢丝的直径为3mm，选用=1570mp查得=0.8x0.5x=628MP。
（2）、根据强度计算弹簧钢丝直径
选取环绕比C=6则，由公式=1.25
由公式d=3.22mm.
改用d=3.22mm，查得不变，故不变，取D=13mm，c==4.063计算得k=1.253于是
d=2.65mm
此值与估计的值相近取弹簧的标准直径d=3mm故则D=13mm。

由刚度计算弹簧的圈数n：
由公式：===10.7
取G=80000Mp则弹簧的圈数n为：
n==3.5
取n=4圈，此时弹簧的刚度为kF=11.12

八． 心得体会：

九．参考资料
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明
本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 
指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 
学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名： 日期： 年 月 日

学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。

作者签名： 日期： 年 月 日
导师签名： 日期： 年 月 日
致 谢

时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。
首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。
其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。
另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。
最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。

致 谢

四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。
回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。
学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。
在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。
最后，我要特别感谢我的导师刘望蜀老师、和研究生助教吴子仪老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。