家用自動牙膏機(jī)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　題目：家用自動牙膏機(jī)的設(shè)計 </p><p><b>　　完成時間： </b></p><p>　學(xué)位申請人姓名</p><p>　學(xué) 號</p><p>　所在學(xué)院名稱</p><p>　專 業(yè) 名 稱</p><p>　指導(dǎo)教師姓

2、名</p><p>　指導(dǎo)教師職稱</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要····················

3、;······························1</p><p>　　關(guān)鍵詞··

4、····································

5、3;···············1</p><p>　　Abstract················

6、····································

7、3;·1</p><p>　　Key words·····························

8、3;························1</p><p>　　1.前言·······

9、3;····································&#

10、183;·········2</p><p>　　1.1研究的原因及目的·····················&

11、#183;····················2</p><p>　　1.2設(shè)計要求··········

12、3;·······························2</p><p>　　1.3牙膏機(jī)的結(jié)

13、構(gòu)組成····································&

14、#183;············2</p><p>　　1.4設(shè)計的主要技術(shù)線路··················

15、;··························2</p><p>　　2.行程計算·····

16、83;······················· ············ 

17、3;···············2</p><p>　　2.1基本尺寸的測量···············

18、3;·································2</p><p&g

19、t;　　2.2行程的計算··································

20、3;···················2</p><p>　　3.機(jī)械部分的設(shè)計············

21、;····································

22、83;······3</p><p>　　3.1驅(qū)動電機(jī)部分的選型計算························

23、;···················4</p><p>　　3.2齒輪變速機(jī)構(gòu)設(shè)計···········

24、3;····································&#

25、183;5</p><p>　　3.3輥輪對設(shè)計······························

26、3;·········14</p><p>　　3.4水平運行機(jī)構(gòu)設(shè)計·····················&#

27、183;··················14</p><p>　　3.5框架設(shè)計············

28、3;·································19</p><p&

29、gt;　　4.控制系統(tǒng)設(shè)計··································

30、83;······················21</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)的要求········&#

31、183;····································

32、······21</p><p>　　4.2電路圖設(shè)計·························&

33、#183;····························21</p><p>　　4.3控制系統(tǒng)的描述··

34、····································

35、3;···········21</p><p>　　5.外殼設(shè)計····················&

36、#183;····································

37、;····22</p><p>　　5.1外殼的描述···························

38、··························22</p><p>　　5.2前殼設(shè)計·····&#

39、183;····································

40、············22</p><p>　　5.3后殼設(shè)計···················&#

41、183;··································22</p>

42、<p>　　5.4牙刷架設(shè)計·································&

43、#183;····················24</p><p>　　6.安裝方法··········

44、3;····································&#

45、183;······25</p><p>　　7.設(shè)計的現(xiàn)實意義與不足························

46、;·······················25</p><p>　　7.1設(shè)計的現(xiàn)實意義·······

47、3;····································&#

48、183;·····25</p><p>　　7.2設(shè)計的不足·························

49、83;···························25</p><p>　　參考文獻(xiàn)····&#

50、183;····································

51、·············26</p><p>　　致謝···················&

52、#183;··································27</p>

53、;<p>　　內(nèi)容摘要: 自動牙膏機(jī)是一個簡單的機(jī)械產(chǎn)品，其主要技術(shù)線路是，通過調(diào)速器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速及行程，然后過通減速機(jī)構(gòu)對輥輪行程及轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制來控制牙膏的擠出量及機(jī)械的運行時間。</p><p>　　設(shè)計主要包括了家用型自動牙膏機(jī)的結(jié)構(gòu)，裝配，選材，零件設(shè)計，電路控制系統(tǒng)設(shè)計，調(diào)速器選擇電機(jī)選擇，行程計算，減速機(jī)構(gòu)設(shè)計，齒輪校核，等相關(guān)技術(shù)。以及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇。本文對設(shè)計中，家用型自動牙膏機(jī)的結(jié)

54、構(gòu)圖，裝配圖，零件圖，以及控制系統(tǒng)的電路圖，都有詳細(xì)的說明。</p><p>　　關(guān)鍵詞：齒輪校核，行程計算，行程控制，運行時間。</p><p>　　Abstract: Automatic toothpaste is a simple mechanical products, Its main line was, by Governor control of motor speed an

55、d stroke, and then pass reduction gear on roller control the stroke and speed to control the amount of toothpaste out and machine run time.</p><p>　　Designs include the structure of household-type automatic

56、toothpaste, Assembly, material selection, design, circuit control system design, select motor choice of Governor, including gear check, itinerary calculation, reduction gear design, selection of Governor, motor selection

57、, and other related technologies. as well as the choice of standard parts. In this design, structure of household-type automatic toothpaste, assemblies, parts, as well as the control system circuit diagram, there are de

58、ta</p><p>　　Keywords: gear check and calculation of travel, the travel control, run time.</p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　1.1研究的原因及目的</p><p>　　隨著生活水平的提高，人們不斷追

59、求一種便捷、環(huán)保的生活方式，擠牙膏是一件我們每天都要做的小事，但也有一些問題:</p><p>　　牙膏擠不干凈，造成浪費。</p><p>　　有時候一次性牙膏擠得太多，造成浪費。</p><p>　　用到最后，擠牙膏也比較費勁。</p><p>　　所以我們需要一種設(shè)備，能讓刷牙時不用再擠牙膏，使刷牙更方便。也能讓牙膏用的更加充分，減少浪

60、費，并且實現(xiàn)自動化，這便是本作品的出發(fā)點和所要達(dá)到的功效。</p><p><b>　　1.2設(shè)計要求</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)緊湊、帶有供3～5人用的牙刷架附件（用于掛牙刷），工作原理可以采用機(jī)械擠壓原理或真空抽吸原理，控制方式采用機(jī)械式行程開關(guān)，驅(qū)動方式采用直流電源，定量擠出牙膏量為8～12mm，安裝方式采用壁掛式安裝，適用范圍：在家庭或其它場合都可適用，

61、并在擠完后可自動封口,避免交叉污染。</p><p>　　1.3牙膏機(jī)的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　牙膏機(jī)主要由擠壓運行機(jī)構(gòu)，控制電路，外殼組成。</p><p>　　1.4設(shè)計的主要技術(shù)線路</p><p>　　首先對普通牙膏的基本尺寸進(jìn)行測量，選定擠壓滾輪及框架的基本尺寸，根據(jù)擠出的牙膏量確定擠壓行程，選定電動機(jī)確定傳動比，對減速機(jī)構(gòu)進(jìn)

62、行設(shè)計。根據(jù)運行要求設(shè)計電路圖。根據(jù)運行機(jī)構(gòu)的尺寸確定牙膏機(jī)的外形及尺寸。</p><p><b>　　2.行程計算</b></p><p>　　2.1基本尺寸的測量</p><p>　　用游標(biāo)卡尺測得普通牙膏的擠出口徑大約為8mm，牙膏皮直徑大約為26mm，兩層牙膏皮厚度d大約為2mm</p><p><b>

63、;　　2.2行程的計算</b></p><p>　　通過測量取牙膏皮的圓柱度系數(shù)為0.9，上下截面面積比系數(shù)為=1.5，根據(jù)設(shè)計要求擠出的牙膏長度為8～12mm，首先設(shè)計擠壓滾輪對的輥輪直徑為D=20mm則</p><p>　　擠壓輥輪對的豎直運行距離為</p><p><b>　　==1.48mm</b></p>&

64、lt;p><b>　　輥輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)為</b></p><p>　　N=S/=1.48/=0.023r</p><p><b>　　3機(jī)械部分的設(shè)計</b></p><p>　　機(jī)械機(jī)構(gòu)主要由驅(qū)動電機(jī)部分、輥輪擠壓部分，導(dǎo)軌、框架，水平運行機(jī)構(gòu)等組成，其主視圖和左視圖如圖3-1和圖3-2所示</p>&

65、lt;p>　　圖3-1機(jī)械部分主視圖</p><p>　　圖3-2機(jī)械部分左視圖</p><p>　　3.1驅(qū)動電動機(jī)部分的選型計算</p><p><b>　　1.輥輪轉(zhuǎn)速的計算</b></p><p>　　由于輥輪每次轉(zhuǎn)動的圈數(shù)為0.023r，設(shè)計擠壓機(jī)構(gòu)擠牙膏的時間為t=0.5s。則輥輪的轉(zhuǎn)速為</p&

66、gt;<p>　　n=N/t=0.023r/0.5s=0.046r/s</p><p><b>　　2.電動機(jī)的選型</b></p><p>　　由于輥輪的轉(zhuǎn)速較低，有參考文獻(xiàn)［1］選用RS380型微型直流電動機(jī)額定電壓為6v，額定功率為4w，額定轉(zhuǎn)速為300rpm，尺寸大小為22mmX30mm。</p><p>　　3.傳動比的

67、設(shè)計計算</p><p>　　(1)電動機(jī)與輥輪的轉(zhuǎn)速比為</p><p><b>　　A=108</b></p><p>　　(2）減速機(jī)構(gòu)傳動比的選擇</p><p>　　由于電動機(jī)與輥輪的轉(zhuǎn)速比較大，為使減速機(jī)構(gòu)的齒輪直徑不致于太大選取減速機(jī)構(gòu)的傳動比為</p><p>　　輸入轉(zhuǎn)速／輸出轉(zhuǎn)

68、速＝36</p><p>　　設(shè)計第一級減速機(jī)構(gòu)傳動比為</p><p>　　輸入轉(zhuǎn)速／輸出轉(zhuǎn)速＝8</p><p>　　則第二級減速機(jī)構(gòu)傳動比為</p><p>　　輸入轉(zhuǎn)速／輸出轉(zhuǎn)速＝36／8＝4.5</p><p><b>　　(3)調(diào)速器的選用</b></p><p&g

69、t;　　為了滿足電動機(jī)與輥輪之間的傳動比，還應(yīng)選取相應(yīng)的調(diào)速器來降低擠壓機(jī)構(gòu)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)參考文獻(xiàn)［2］選用HHD-6E電阻型微型直流調(diào)速器，與電動機(jī)并聯(lián)，并固定在減速擠壓機(jī)構(gòu)電機(jī)托架上。安裝方式如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3減速擠壓機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　3.2齒輪變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　齒輪變速機(jī)構(gòu)的主要目的是放大驅(qū)動電機(jī)的

70、扭矩，產(chǎn)生足夠大的扭矩帶動滾輪的運動，以保證平行擠壓。擠壓滾輪是一對類似于工業(yè)上軋鋼板的軋輥機(jī)構(gòu)。這對積壓滾輪的運動可以分解為兩部分，一是擠壓滾輪的旋轉(zhuǎn)運動，用來擠壓膏體，二是滾輪導(dǎo)軌的豎直運動。</p><p>　　3.2.1擠壓機(jī)構(gòu)第一級減速齒輪組的校核與計算</p><p>　　1．選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)，初選傳動比。</p><p><b&

71、gt;　　(1.)齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［11］選用直齒圓柱齒輪傳動，初選傳動比為u=8。傳遞效率為90%</p><p><b>　　(2.)精度的選擇</b></p><p><b>　　精度選為7級精度</b></p><p>　　(3)．材料的的選擇&

72、lt;/p><p>　　由參考文獻(xiàn)［12］小齒輪材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。</p><p><b>　?。?）齒數(shù)的選擇</b></p><p>　　因為是閉式傳動，=10～40，宜選少一些，初選=10。大齒輪齒數(shù) =10X8=80</p><p>　　2．

73、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］公式（10—9a）進(jìn)行計算，即</p><p>　　（1）確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值</p><p>　　1）選取載荷系數(shù)K=1</p><p>　　2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=/n1 =95.5xx4/1000/100=159.16Nmm&

74、lt;/p><p>　　3）由參考文獻(xiàn)［3］表10—7選取齒寬系數(shù)=0.7 </p><p>　　4)有參考文獻(xiàn)［3］表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MPa</p><p>　　5）有參考文獻(xiàn)［3］圖10—21d按齒面硬度小齒輪的強(qiáng)度極限=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa</p><p

75、>　　6）由參考文獻(xiàn)［3］10—13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　=60</b></p><p>　　考慮到牙膏機(jī)的壽命及使用次數(shù)可取無限大</p><p>　　7) 由參考文獻(xiàn)［3］圖10—19取解除疲勞壽命系數(shù)K=0.85，K=0.85</p><p>　　8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p

76、><p>　　取失效概率為%1，安全系數(shù)S=1，有參考文獻(xiàn)式10—12得</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　1）計算小齒輪分度圓直徑代入［］中較小的值。</p><p>　　=2.32=4.11mm</p><p>　　2）計算圓周速度v===0.043m/s<

77、/p><p><b>　　3）計算齒寬</b></p><p>　　=d=0.7x4.11mm=2.88mm</p><p>　　4）計算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù)m===0.411mm</p><p>　　齒高=2.25 m=2.25x0.411mm=0.94mm</p>

78、<p><b>　　==3.06</b></p><p><b>　　5)計算載荷系數(shù)。</b></p><p>　　根據(jù)v=0.043m/s，7級精度，由參考文獻(xiàn)［3］圖10—8查得動載系數(shù)=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><

79、p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—2查得使用系數(shù)=1</p><p>　　有參考文獻(xiàn)［3］表10—4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱分布時，=1.423。</p><p>　　由=3.06，=1.423有參考文獻(xiàn)［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數(shù)</p><p><b>　　==</b></p><

80、p>　　6)按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)［3］式10—10a得</p><p>　　==4.11x=4.62mm</p><p>　　7）計算模數(shù)===0.462</p><p>　　3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］式10—5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為</p><p>　　

81、（1）確定公式內(nèi)各個計算數(shù)值</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］圖12—20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MPa</p><p>　　2)由參考文獻(xiàn)［3］圖10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85,=0.88</p><p>　　3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全

82、系數(shù)S=1.4,由參考文獻(xiàn)［3］式10—12得</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　5)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=2.65,=2.226<

83、/p><p>　　6)查取應(yīng)力校正系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=1.58，=1.746。</p><p>　　7）計算大小齒輪的，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的大</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計計算</b></

84、p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度計算的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=0.5mm。算出小齒輪齒數(shù)===9.24</p><p><b>　　取</b></p><p>　　大

85、齒輪齒數(shù)= 10x8=80 取=80</p><p>　　由此設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，有滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p><b>　　4.幾何尺寸計算</b></p><p>　　(1)計算分度圓直徑</p><p>　　==10x0.5mm = 5mm</

86、p><p>　　==80x0.5mm = 40mm</p><p>　　（2）計算中心距=+=2.5mm+20mm=22.5mm</p><p>　?。?）計算齒輪寬度==0.7x2.88mm=2.016mm</p><p>　　根據(jù)牙膏機(jī)的工作強(qiáng)度，取3mm， =2mm</p><p>　　3.2.2擠壓機(jī)構(gòu)第二級減速齒

87、輪組的校核與計算</p><p>　　1．選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)，傳動比初選。初選傳動比為u=4.5</p><p><b>　?。?）齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［11］，選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p><b>　?。?）精度的選擇</b></p&g

88、t;<p><b>　　精度選為7級精度</b></p><p><b>　　（3）材料的的選擇</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［12］小齒輪材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。</p><p><b>　?。?）齒數(shù)的選擇</

89、b></p><p>　　因為是閉式傳動，=10～40，宜選少一些，初選=10。大齒輪齒數(shù) =10X4.5=45</p><p>　　2．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］公式（10—9a）進(jìn)行計算，即</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值</p><p>

90、　　1）選取載荷系數(shù)K=1</p><p>　　2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=/=95.5xx4x0.9/37.5=1145.95Nmm</p><p>　　3）由參考文獻(xiàn)［3］表10—7選取齒寬系數(shù)=1 </p><p>　　4)有參考文獻(xiàn)［3］表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8

91、MPa</p><p>　　5）有參考文獻(xiàn)［3］圖10—21d按齒面硬度小齒輪的強(qiáng)度極限=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa</p><p>　　6）由參考文獻(xiàn)［3］10—13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　=60</b></p><p>　　由上組得N可取無限大</p>&

92、lt;p>　　7)有參考文獻(xiàn)［3］圖10—19取解除疲勞壽命系數(shù)K=0.85，K=0.85</p><p>　　8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取失效概率為%1，安全系數(shù)S=1，有參考文獻(xiàn)式10—12得</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　1）計算小齒輪分度圓直徑代

93、入中較小的值。</p><p><b>　　==6.22</b></p><p>　　2）計算圓周速度 v===0.027mm/s</p><p><b>　　3）計算齒寬</b></p><p>　　=d=0.7x6.22mm=4.35mm</p><p>　　4）計算齒寬

94、與齒高之比</p><p>　　模數(shù)m==6.22/10=0.622</p><p>　　齒高=2.25 m=2.25x0.622mm=1.40mm</p><p><b>　　=3.06</b></p><p><b>　　5)計算載荷系數(shù)。</b></p><p>　　根

95、據(jù)v=0.027m/s，7級精度，由參考文獻(xiàn)［3］圖10—8查得動載系數(shù)=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—2查得使用系數(shù)=1</p><p>　　有參考文獻(xiàn)［3］表10—4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱分布時，=1.423。</p><

96、p>　　由=3.06，=1.423有參考文獻(xiàn)［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數(shù)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　6)按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)［3］式10—10a得</p><p>　　==6.22=7.26mm</p><p>　　7）計算模數(shù)==7

97、.26/10=0.726</p><p>　　3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］式10—5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)各個計算數(shù)值</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］圖12—20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MPa</p>

98、;<p>　　2)由參考文獻(xiàn)［3］圖10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85,=0.88</p><p>　　3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由參考文獻(xiàn)［3］式10—12得</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　

99、　=</b></p><p><b>　　5)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=2.65,=2.226</p><p>　　6)查取應(yīng)力校正系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=1.58，=1.746。</p><p>　　

100、7）計算大小齒輪的，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的大</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒

101、輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度計算的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=1mm。算出小齒輪齒數(shù)==7.26/1=7.26</p><p><b>　　取=8</b></p><p>　　大齒輪齒數(shù)=8x4.5=36 取=36</p><p>　　由此設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，有滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。<

102、/p><p><b>　　4.幾何尺寸計算</b></p><p>　　(1)計算分度圓直徑</p><p>　　==8x1mm = 8mm</p><p>　　==36x1mm = 36mm</p><p>　　（2）計算中心距=+=4mm+18mm=22mm</p><p>

103、;　?。?）計算齒輪寬度==0.7x4.35mm=3.0mm</p><p>　　根據(jù)牙膏機(jī)的工作強(qiáng)度，取5mm， =3mm</p><p><b>　　3.3輥輪對設(shè)計</b></p><p>　　1.輥輪對中心距的確定</p><p><b>　　初選輥輪對中心距為</b></p>

104、<p>　　經(jīng)減速機(jī)構(gòu)校核所得中心距為</p><p>　　所以初選輥輪對符合設(shè)計要求，不必再進(jìn)行校驗。</p><p>　　2.輥輪對材料的選擇</p><p>　　為保證輥輪對在擠壓過程中不易變形以及與牙膏之間的充分的摩擦力，由參考文獻(xiàn)［4］選用輥輪材料為丁苯橡膠，型號為1712。</p><p><b>　　3.輥

105、輪對間的連接</b></p><p>　　為確保對牙膏擠壓的充分性，輥輪對之間的間距應(yīng)保持不變，故應(yīng)選用剛性連接。由參考文獻(xiàn)［5］連接件材料選用聚丙烯（PP）型號為C30G,厚度為5mm。</p><p>　　剛性連接件通過直徑為5mm的圓柱凸起連接到框架兩側(cè)的導(dǎo)軌內(nèi)。為確保擠壓順利，凸起高度應(yīng)小于等于框架側(cè)邊的厚度，設(shè)計時選取凸起高度為5mm。</p><

106、p>　　且第一級減速機(jī)構(gòu)大齒輪和第二級減速機(jī)構(gòu)的小齒輪應(yīng)固定在同一根軸上，并且與輥輪保持獨立，不至于使輥輪對牙膏進(jìn)行擠壓。第二級減速機(jī)構(gòu)大齒輪應(yīng)與輥輪連為一體，以確保輥輪對牙膏的充分?jǐn)D壓。</p><p>　　為確保輥輪軸的剛性，輥輪軸不能過細(xì)，選用軸的直徑為2mm。由參考文獻(xiàn)［6］選用輥輪軸材料為45鋼。</p><p>　　3.4水平運行機(jī)構(gòu)的計算</p><

107、p>　　3.4.1水平行程及傳動比的確定</p><p>　　1.測量一般牙刷頭的長度為30mm，為了不致于擠出的牙膏在牙刷頭上分布過長，設(shè)計水平行程為S=14mm</p><p>　　2.水平滾輪的轉(zhuǎn)動圈數(shù)</p><p>　　=14/x4=1.25r</p><p>　　3.水平滾輪的轉(zhuǎn)速為</p><p>

108、<b>　　=N/t</b></p><p>　　將擠壓機(jī)構(gòu)運行時間為0.5s帶入得</p><p>　　=N/t=1.25r/0.5s=2.5r/s</p><p><b>　　4.計算傳動比</b></p><p>　　A==300/2.5/60=2</p><p>　　

109、3.4.2減速機(jī)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　因傳動比較小，故無需對電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速</p><p>　　1．選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數(shù)，傳動比。</p><p><b>　　(1.)齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［11］，選用直齒圓柱齒輪傳動，傳動比為2。</p><p>

110、;<b>　　(2.)精度的選擇</b></p><p><b>　　精度選為7級精度</b></p><p>　　(3)．材料的的選擇</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［12］小齒輪材料選用40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS。</p><p><

111、;b>　?。?）齒數(shù)的選擇</b></p><p>　　因為是閉式傳動，=10～40，宜選少一些，初選=20。大齒輪齒數(shù) =20X2=40按2.齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］公式（10—9a）進(jìn)行計算，即</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值</p><p>　　1）選取載荷系數(shù)K=

112、1.3</p><p>　　2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=/n1=95.5x/1000/300=477.48Nmm</p><p>　　3）由參考文獻(xiàn)［3］表10—7選取齒寬系數(shù)=1 </p><p>　　4)有參考文獻(xiàn)［3］表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MPa</p&g

113、t;<p>　　5）有參考文獻(xiàn)［3］圖10—21d按齒面硬度小齒輪的強(qiáng)度極限=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=550MPa</p><p>　　6）由參考文獻(xiàn)［3］10—13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p><b>　　=60</b></p><p>　　根據(jù)牙膏機(jī)的壽命及使用次數(shù)以及對齒輪強(qiáng)度的要求N可取無限大</

114、p><p>　　7)有參考文獻(xiàn)［3］圖10—19取解除疲勞壽命系數(shù)K=0.85，K=0.85</p><p>　　8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取失效概率為%1，安全系數(shù)S=1，有參考文獻(xiàn)式10—12得</p><p><b>　?。?）計算</b></p><p>　　1）計算小齒

115、輪分度圓直徑代入［］中較小的值。</p><p><b>　　==8.56mm</b></p><p>　　2）計算圓周速度 v===0.13m/s</p><p><b>　　3）計算齒寬</b></p><p>　　=d=0.7x8.56mm=5.98mm</p><p>

116、;　　4）計算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數(shù)m==8.56/20=0.428mm</p><p>　　齒高=2.25 m=2.25x0.428mm=0.963mm</p><p>　　=5.98/0.963=6.21</p><p><b>　　5)計算載荷系數(shù)。</b></p><p>

117、;　　根據(jù)v=0.13m/s，7級精度，由參考文獻(xiàn)［3］圖10—8查得動載系數(shù)=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—2查得使用系數(shù)=1</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—4用插值法查得7級精度，小齒輪相對支撐非對稱分布時，=1.423。</p>&

118、lt;p>　　由=6.21，=1.423有參考文獻(xiàn)［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數(shù)</p><p><b>　　=</b></p><p>　　6)按實際的載荷系數(shù)校正分度圓直徑，由參考文獻(xiàn)［3］式10—10a得</p><p>　　==8.56x=10.1mm</p><p>　　7）計算模數(shù)

119、==10.1/20=0.51mm</p><p>　　3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］式10—5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為</p><p>　?。?）確定公式內(nèi)各個計算數(shù)值</p><p>　　1）由參考文獻(xiàn)［3］圖12—20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=380MPa<

120、/p><p>　　2)由參考文獻(xiàn)［3］圖10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85,=0.88</p><p>　　3)計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,由參考文獻(xiàn)［3］式10—12得</p><p><b>　　4）計算載荷系數(shù)</b></p><p><b

121、>　　=</b></p><p><b>　　5)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=2.65,=2.226</p><p>　　6)查取應(yīng)力校正系數(shù)。</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［3］表10—5查得=1.58，=1.746。</p><p&

122、gt;　　7）計算大小齒輪的，并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的大</b></p><p><b>　?。?）設(shè)計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承

123、載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度計算的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值=0.5mm。算出小齒輪齒數(shù)==20</p><p>　　大齒輪齒數(shù)=20x2=40 取=40</p><p>　　由此設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，有滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p><b>　　4.幾何尺寸計算</b>&

124、lt;/p><p>　　(1)計算分度圓直徑</p><p>　　==0.5x20=10mm</p><p>　　==0.5x40=20mm</p><p>　?。?）計算中心距=+=5+10=15mm</p><p>　　根據(jù)牙膏機(jī)對齒輪強(qiáng)度的要求</p><p>　　根據(jù)牙膏機(jī)的工作強(qiáng)度，取3.

125、0mm， =2.0mm</p><p><b>　　3.5框架設(shè)計</b></p><p><b>　　1.框架大小設(shè)計</b></p><p>　　考慮到牙膏的具體大小一般為170mmX45mmX20mm，所以可以采用的框架尺寸大小為200mmX100mmx30mm。</p><p><b&

126、gt;　　2.框架材料的選取</b></p><p>　　考慮到框架所受應(yīng)力不大及經(jīng)濟(jì)性問題由參考文獻(xiàn)［5］選取框架材料選用聚丙烯（PP）型號為C30G,厚度為5mm</p><p><b>　　3.前擋板設(shè)計</b></p><p>　　由于擠牙膏過程中采用牙膏不動，滾輪移動地方法，因此必須很好的固定牙膏的位置。因此利用牙膏本身特

127、有螺紋，在前擋板制作一個螺紋孔是兩者結(jié)合，這樣就能基本固定牙膏的位置。安裝牙膏時，只要將滾輪推至頂端將牙膏旋入螺紋孔即可。</p><p>　　為了讓牙膏擠到牙刷上時程條形且擠出時不至于因為牙刷的移動而使牙膏散落到牙刷頭范圍之外，因此前擋板需要加一個水平運行機(jī)構(gòu)，這樣只要在牙刷進(jìn)出槽內(nèi)加一個牙刷定位機(jī)構(gòu)，便可不用人為移動牙刷，而由水平運行機(jī)構(gòu)帶動整個機(jī)械運行機(jī)構(gòu)，完成整個擠牙膏動作。前擋板設(shè)計如圖3-4所示。&l

128、t;/p><p>　　圖3-4前擋板示意圖</p><p>　　取水平運行機(jī)構(gòu)滾輪的直徑為4mm，長度為78mm。為確保滾輪在帶動整個機(jī)構(gòu)水平運動時不與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生相對滑動，由參考文獻(xiàn)［4］和參考文獻(xiàn)［13］選用導(dǎo)軌材料選用丁苯橡膠，型號為1712。前擋板大小為137mmX100mmX5mm。</p><p><b>　　4.電機(jī)的固定</b>&l

129、t;/p><p>　　電機(jī)選用螺栓連接固定在前擋板上，如圖3-4所示，由參考文獻(xiàn)［7］選用螺栓型號為GB5783-86 M4X10。為保證擠壓機(jī)構(gòu)能能沿導(dǎo)軌下落至框架底部電機(jī)應(yīng)固定在前擋板下方，根據(jù)電機(jī)尺寸和運動機(jī)構(gòu)齒輪中心距應(yīng)加有墊板，尺寸為43mmX33mmX3mm。如圖3-1，3-2所示。</p><p><b>　　5.后擋板設(shè)計</b></p>&

130、lt;p>　　為使整個機(jī)械順利完成整個擠牙膏動作，如圖3-1，圖3-2所示后擋板也設(shè)計為滾輪形式，滾輪直徑為10mm，長度為88mm。</p><p><b>　　6.導(dǎo)軌設(shè)計</b></p><p>　　設(shè)計導(dǎo)軌的寬度為5mm，長度為上方10mm至下方劇前擋板5mm處，位于兩側(cè)板中央。</p><p>　　7.電機(jī)托架設(shè)計以及電機(jī)的固定

131、</p><p>　　根據(jù)電機(jī)，調(diào)速器以及輥輪對的相關(guān)尺寸，選用電機(jī)架板大小為80mmX43mmX4mm，托架上應(yīng)該有寬30mm的槽，以便使托架卡于框架側(cè)邊上，以保證托板在豎直方向運動的穩(wěn)定性。托架選用螺栓連接固定在輥輪對連接件的凸起上。電機(jī)選用螺栓連接固定在托架上。由參考文獻(xiàn)［7］均選用螺栓型號為GB5783-86 M4X6。如圖3-3所示。</p><p><b>　　4控制

132、系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　4.1電路圖設(shè)計要求</p><p>　　開關(guān)接通后，擠壓機(jī)構(gòu)，及水平運動機(jī)構(gòu)開始運行，當(dāng)水平運動機(jī)構(gòu)運動到一定位置時，擠壓機(jī)構(gòu)及水平運動機(jī)構(gòu)停止工作。0.5s后水平運動機(jī)構(gòu)開始反向運動。運動到原來位置后停止。</p><p><b>　　4.2電路圖的設(shè)計</b></p><

133、;p>　　由參考文獻(xiàn)［8］控制系統(tǒng)電路圖如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1控制系統(tǒng)電路圖</p><p>　　4.3控制系統(tǒng)電路說明</p><p>　　按下總旋鈕電動機(jī)M1,M2開始正轉(zhuǎn)，當(dāng)電機(jī)碰到行程1時，KM1，KM2，停止工作。電機(jī)M1，M2停轉(zhuǎn)，時間繼電器開始工作，觸電斷開。當(dāng)時間繼電器過0.5s后，時間繼電器觸電閉合，KM3開始工作，電機(jī)

134、M1反轉(zhuǎn)，時間繼電器斷開停止工作。當(dāng)電機(jī)M1碰到行程2時，KM3停止工作，電機(jī)M1停轉(zhuǎn)。松開旋鈕即可完成整個工作過程。</p><p><b>　　5.外殼的設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1外殼的描述</b></p><p>　　外殼設(shè)計主要包括，前殼，后殼以及牙刷架設(shè)計。根據(jù)機(jī)械部分的大小，選取外殼大小為

135、260mmX155mmX135mm?？紤]到牙膏換取時的方便前后殼選用永久磁鐵連接，由參考文獻(xiàn)［9］選用磁鐵型號為N50，形狀為圓柱形直徑為8mm，前殼磁鐵高度為4mm，后殼磁鐵高度為8mm，以保證連接的強(qiáng)度。磁鐵在外殼上的固定方式可選用502膠粘接。</p><p><b>　　5.2前殼的設(shè)計</b></p><p><b>　　材料及尺寸設(shè)計</b

136、></p><p>　　前殼尺寸為260mmX155mmX10mm，由參考文獻(xiàn)［5］材料選用PC高透明塑料，厚度為5mm。方便對牙膏機(jī)內(nèi)牙膏的使用情況，及機(jī)構(gòu)的運行情況進(jìn)行觀察。牙刷進(jìn)出口設(shè)計為直徑為38mm的圓。為了保證牙膏的清潔，牙刷進(jìn)出口設(shè)計有端蓋密封，采用銷連接固定在前蓋上。</p><p><b>　　5.3后殼的設(shè)計</b></p>&

137、lt;p>　　主要包括水平運動機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌設(shè)計，整個運行機(jī)構(gòu)的定位。牙刷進(jìn)出槽設(shè)計，牙刷定位，電池槽。設(shè)計后殼的尺寸為260mmX155mmX125mm由參考文獻(xiàn)［5］材料選用聚丙烯（PP）型號為C30G,厚度為550mm</p><p>　　后殼設(shè)計如圖5-1所示</p><p><b>　　。</b></p><p><b>

138、　　圖5-1后殼示意圖</b></p><p>　　(1)水平運行機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌設(shè)計</p><p>　　由于后殼總長為125mm，壁厚為5mm，設(shè)計導(dǎo)軌長度為120mm。由后殼總高度為260mm，壁厚為5mm，電池槽深度為15mm，框架總高度為201mm，設(shè)計下導(dǎo)軌高度為28mm，上導(dǎo)軌高度為11mm。由水平運行機(jī)構(gòu)的滾輪長度為78mm,設(shè)計導(dǎo)軌間距為56mm，導(dǎo)軌寬度為6mm。

139、為確保水平運動機(jī)構(gòu)的行程為14mm，導(dǎo)軌的兩端設(shè)計有高為4mm，長度為3mm的凸起，這樣便可保證水平行程。為了能將運行機(jī)構(gòu)裝入后殼，導(dǎo)軌前端凸起應(yīng)可拆卸。由參考資料［7］選用螺釘GB818-85 M3X5。其示意圖如圖5-2所示。</p><p><b>　　圖5-2導(dǎo)軌示意圖</b></p><p>　　(2)，運行機(jī)構(gòu)的定位</p><p>

140、;　　由后殼腔內(nèi)總寬度為145mm，前擋板寬度為137mm，設(shè)計后殼側(cè)壁距腔底28mm處有高4mm，寬為6mm的導(dǎo)軌，同樣頂部也有相同形式的導(dǎo)軌。以確保運行機(jī)構(gòu)在此平面內(nèi)的恒定位置。</p><p>　　(3)．牙刷進(jìn)出槽設(shè)計</p><p>　　經(jīng)考察，普通牙刷頭部寬度為13～15mm，厚度一般為15mm。設(shè)計牙刷進(jìn)出槽寬度為15mm，高度為13mm，以確保牙膏可以完全擠到牙刷頭部。&l

141、t;/p><p><b>　　(4)牙刷定位設(shè)計</b></p><p>　　由設(shè)計牙刷出口中心到前擋板邊緣的距離為55mm，經(jīng)測量一般牙刷頭長度為30mm，牙膏出口口徑為8mm。為確保牙膏擠到牙刷頭中部設(shè)計牙刷槽深度為</p><p>　　槽深=55+（30—14）/2+8/2=67mm</p><p>　　設(shè)計定位板寬度

142、為4mm</p><p><b>　　(5)．電池槽設(shè)計</b></p><p>　　本產(chǎn)品選用EXC,LR6型干電池，電池尺寸為60mmX55mmX13mm。所以在后殼底部設(shè)計電池槽尺寸為65mmX57mmX14mm。為了方便電池槽內(nèi)電池的固定，電池槽內(nèi)應(yīng)裝有彈簧由參考文獻(xiàn)［10］選用圓錐形壓縮彈簧，型號為A0380-029-0250-S</p>&l

143、t;p><b>　　5.4牙刷架設(shè)計</b></p><p>　　根據(jù)牙刷頭長度一般為30mm，寬度一般為13～15mm。根據(jù)設(shè)計要求，能夠滿足3～5人掛牙刷，設(shè)計牙刷架總長度為130mm均等分為5部分。形式為可以開闔的箱型，這樣就能保證牙刷的清潔，使用牙刷時只要掀開將上半部分掀起便可取下牙刷。截面基本形狀為等腰梯形與圖5-3所示，后邊長為50mm，前邊長為40mm，高為40mm這樣便

144、能依靠牙刷的重力，而使牙刷不易在牙刷槽上自然掉落，下側(cè)邊每個部分都開有適當(dāng)大小的槽，放牙刷時只要將牙刷頸部擱入槽內(nèi)，然后蓋上上半部分即可。</p><p>　　圖5-3牙刷架截面圖</p><p><b>　　6.安裝方式</b></p><p>　　由于本產(chǎn)品體積較小且質(zhì)量較小，故可采用壁掛安裝方式，可在產(chǎn)品后部粘接雙面膠，懸掛時不需要在墻壁

145、上鉆孔，斯開產(chǎn)品背后的專用雙面膠就可以直接粘在需要安裝的位置。</p><p>　　7.設(shè)計的現(xiàn)實意義與不足</p><p>　　7.1設(shè)計的現(xiàn)實意義</p><p>　　由參考文獻(xiàn)［14］和參考文獻(xiàn)［15］分析可知，本作品使用簡便，（按下按鈕即可）適用范圍廣泛，可用于家庭，宿舍，旅館等多種場所。并且，作品提供了一種全新的擠牙膏方式，讓刷牙變得更加便捷，同時也能使牙

146、膏被充分利用。由于使用牙膏的人口巨大，因此牙膏的浪費是一個相當(dāng)嚴(yán)重的問題。如果每支牙膏都能使用的更加充分一些，將會節(jié)省大量的資源。因此本作品對于建設(shè)環(huán)境友好型社會也有一定作用。</p><p>　　7.2設(shè)計的不足之處</p><p>　　本設(shè)計中擠出的牙膏是一個范圍，無法按照個人需求，擠出相應(yīng)量的牙膏，并且僅適用于一般大小牙膏。</p><p><b>

147、　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫克軍.中小微型電機(jī)使用手冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2011:2</p><p>　　[2]歐陸590P直流調(diào)速中文版使用手冊(2011版).中國自動化網(wǎng).www.CA800.com</p><p>　　[3] 濮良貴、紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(第八版) .北京： 高等教育出版社.2006:</p>

148、<p><b>　　186～210</b></p><p>　　［4］呂百齡.實用橡膠手冊(第二版).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010:48</p><p>　　[5] 羅河勝.塑料材料手冊.廣東:廣東科技出版社 2010:18 26</p><p>　?。?］劉建華、楊思一.材料成型工藝基礎(chǔ).西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2007

149、.8:61</p><p>　?。?］何小柏、王昆、汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.北京:高等教育出版社.1996:130</p><p>　　[8] 秦曾煌.電工學(xué)簡明教程（第二版）.北京：高等教育出版社.2005：</p><p><b>　　167～179</b></p><p>　　［9］中國金屬工業(yè)網(wǎng).www.Met

150、alChina.com.</p><p>　　［10］張英會、劉輝航、王德成.彈簧手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2008:246</p><p>　?。?1］洛陽礦山機(jī)械研究所.國際齒輪裝置與傳動會議論文集.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1997:98</p><p>　　［12］中國齒輪專業(yè)協(xié)會.96最新齒輪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)文集.1997:56</p><p&g

151、t;　　［13］徐永賢，劉作良.滾柱密切圓傳動.北京:首都機(jī)械廠.1987:45～48</p><p>　　［14］全國交電商品科技經(jīng)濟(jì)情報中心站編輯部.北京:中國科技出版..現(xiàn)代家電.2012:28～40</p><p>　?。?5］中國家用電器研究院.家用電器.北京：中國輕工業(yè)出版社.2012:12～15</p><p><b>　　致謝</b&

152、gt;</p><p>　　經(jīng)過一個多月的忙碌之后，畢業(yè)設(shè)計終于完成了，心里有一種說不出的喜悅，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在指導(dǎo)老師和眾多同學(xué)的幫助下予以解決。首先要感謝劉老師對我的指導(dǎo)和督促，在設(shè)計過程中*老師給我指出了正確的上設(shè)計方向。使我加深了對設(shè)計的理解。同時也避免了在設(shè)計過程中走彎路，劉老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心中，保證按質(zhì)量完成。還要感謝同班同學(xué)，是大家共同營造了良好的設(shè)計環(huán)境。在設(shè)計過程中互