家用自動牙膏機的設計畢業(yè)設計

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

2、名</p><p>　指導教師職稱</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　內容摘要····················

3、;······························1</p><p>　　關鍵詞··

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設計要求··········

12、3;·······························2</p><p>　　1.3牙膏機的結

13、構組成····································&

14、#183;············2</p><p>　　1.4設計的主要技術線路··················

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.機械部分的設計············

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

22、83;······3</p><p>　　3.1驅動電機部分的選型計算························

23、;···················4</p><p>　　3.2齒輪變速機構設計···········

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

25、183;5</p><p>　　3.3輥輪對設計······························

26、3;·········14</p><p>　　3.4水平運行機構設計·····················&#

27、183;··················14</p><p>　　3.5框架設計············

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

29、gt;　　4.控制系統(tǒng)設計··································

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.外殼設計····················&

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

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

38、··························22</p><p>　　5.2前殼設計·····&#

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

40、············22</p><p>　　5.3后殼設計···················&#

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

42、<p>　　5.4牙刷架設計·································&

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

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

45、183;······25</p><p>　　7.設計的現實意義與不足························

46、;·······················25</p><p>　　7.1設計的現實意義·······

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

48、183;·····25</p><p>　　7.2設計的不足·························

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

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

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

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

53、;<p>　　內容摘要: 自動牙膏機是一個簡單的機械產品，其主要技術線路是，通過調速器控制電機的轉速及行程，然后過通減速機構對輥輪行程及轉速進行控制來控制牙膏的擠出量及機械的運行時間。</p><p>　　設計主要包括了家用型自動牙膏機的結構，裝配，選材，零件設計，電路控制系統(tǒng)設計，調速器選擇電機選擇，行程計算，減速機構設計，齒輪校核，等相關技術。以及標準件的選擇。本文對設計中，家用型自動牙膏機的結

54、構圖，裝配圖，零件圖，以及控制系統(tǒng)的電路圖，都有詳細的說明。</p><p>　　關鍵詞：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，并且實現自動化，這便是本作品的出發(fā)點和所要達到的功效。</p><p><b>　　1.2設計要求</b></p><p>　　結構緊湊、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械擠壓原理或真空抽吸原理，控制方式采用機械式行程開關，驅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牙膏機的結構組成</p><p>　　牙膏機主要由擠壓運行機構，控制電路，外殼組成。</p><p>　　1.4設計的主要技術線路</p><p>　　首先對普通牙膏的基本尺寸進行測量，選定擠壓滾輪及框架的基本尺寸，根據擠出的牙膏量確定擠壓行程，選定電動機確定傳動比，對減速機構進

62、行設計。根據運行要求設計電路圖。根據運行機構的尺寸確定牙膏機的外形及尺寸。</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為0.9，上下截面面積比系數為=1.5，根據設計要求擠出的牙膏長度為8～12mm，首先設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>　　輥輪的轉動圈數為</b></p><p>　　N=S/=1.48/=0.023r</p><p><b>　　3機械部分的設計</b></p><p>　　機械機構主要由驅動電機部分、輥輪擠壓部分，導軌、框架，水平運行機構等組成，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機械部分主視圖</p><p>　　圖3-2機械部分左視圖</p><p>　　3.1驅動電動機部分的選型計算</p><p><b>　　1.輥輪轉速的計算</b></p><p>　　由于輥輪每次轉動的圈數為0.023r，設計擠壓機構擠牙膏的時間為t=0.5s。則輥輪的轉速為</p&

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

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

68、速＝36</p><p>　　設計第一級減速機構傳動比為</p><p>　　輸入轉速／輸出轉速＝8</p><p>　　則第二級減速機構傳動比為</p><p>　　輸入轉速／輸出轉速＝36／8＝4.5</p><p><b>　　(3)調速器的選用</b></p><p&g

69、t;　　為了滿足電動機與輥輪之間的傳動比，還應選取相應的調速器來降低擠壓機構電動機的轉速。根據參考文獻［2］選用HHD-6E電阻型微型直流調速器，與電動機并聯，并固定在減速擠壓機構電機托架上。安裝方式如圖3-3所示</p><p>　　圖3-3減速擠壓機構示意圖</p><p>　　3.2齒輪變速機構的設計</p><p>　　齒輪變速機構的主要目的是放大驅動電機的

70、扭矩，產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)上軋鋼板的軋輥機構。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運動，用來擠壓膏體，二是滾輪導軌的豎直運動。</p><p>　　3.2.1擠壓機構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，初選傳動比。</p><p><b&

71、gt;　　(1.)齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻［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［12］小齒輪材料選用40Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調質）硬度為240HBS。</p><p><b>　?。?）齒數的選擇</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 =10X8=80</p><p>　　2．

73、按齒面接觸強度設計</p><p>　　1）由參考文獻［3］公式（10—9a）進行計算，即</p><p>　?。?）確定公式內的各個計算數值</p><p>　　1）選取載荷系數K=1</p><p>　　2）計算小齒輪傳遞的轉矩</p><p>　　=/n1 =95.5xx4/1000/100=159.16Nmm&

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

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

76、><p>　　取失效概率為%1，安全系數S=1，有參考文獻式10—12得</p><p><b>　　（2）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。</b></p><p>　　根據v=0.043m/s，7級精度，由參考文獻［3］圖10—8查得動載系數=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><

79、p>　　由參考文獻［3］表10—2查得使用系數=1</p><p>　　有參考文獻［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［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數</p><p><b>　　==</b></p><

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

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

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

83、/p><p>　　6)查取應力校正系數。</p><p>　　由參考文獻［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>　?。?）設計計算</b></

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

85、齒輪齒數= 10x8=80 取=80</p><p>　　由此設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，有滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，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>　?。?）計算中心距=+=2.5mm+20mm=22.5mm</p><p>　　（3）計算齒輪寬度==0.7x2.88mm=2.016mm</p><p>　　根據牙膏機的工作強度，取3mm， =2mm</p><p>　　3.2.2擠壓機構第二級減速齒

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，傳動比初選。初選傳動比為u=4.5</p><p><b>　　（1）齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻［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>　?。?）材料的的選擇</b></p><p>　　由參考文獻［12］小齒輪材料選用40Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調質）硬度為240HBS。</p><p><b>　　（4）齒數的選擇</

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 =10X4.5=45</p><p>　　2．按齒面接觸強度設計</p><p>　　1）由參考文獻［3］公式（10—9a）進行計算，即</p><p>　?。?）確定公式內的各個計算數值</p><p>

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

91、MPa</p><p>　　5）有參考文獻［3］圖10—21d按齒面硬度小齒輪的強度極限=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限=550MPa</p><p>　　6）由參考文獻［3］10—13計算應力循環(huán)次數</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［3］圖10—19取解除疲勞壽命系數K=0.85，K=0.85</p><p>　　8)計算接觸疲勞許用應力。</p><p>　　取失效概率為%1，安全系數S=1，有參考文獻式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。</b></p><p>　　根

95、據v=0.027m/s，7級精度，由參考文獻［3］圖10—8查得動載系數=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><p>　　由參考文獻［3］表10—2查得使用系數=1</p><p>　　有參考文獻［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［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數</p><p><b>　　=</b></p><p>　　6)按實際的載荷系數校正分度圓直徑，由參考文獻［3］式10—10a得</p><p>　　==6.22=7.26mm</p><p>　　7）計算模數==7

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

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

99、　=</b></p><p><b>　　5)查取齒形系數</b></p><p>　　由參考文獻［3］表10—5查得=2.65,=2.226</p><p>　　6)查取應力校正系數。</p><p>　　由參考文獻［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>　?。?）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒

101、輪直徑有關，可取彎曲強度計算的模數 并就近圓整為標準值=1mm。算出小齒輪齒數==7.26/1=7.26</p><p><b>　　取=8</b></p><p>　　大齒輪齒數=8x4.5=36 取=36</p><p>　　由此設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，有滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，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、;　　（3）計算齒輪寬度==0.7x4.35mm=3.0mm</p><p>　　根據牙膏機的工作強度，取5mm， =3mm</p><p><b>　　3.3輥輪對設計</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>　　經減速機構校核所得中心距為</p><p>　　所以初選輥輪對符合設計要求，不必再進行校驗。</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［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保持不變，故應選用剛性連接。由參考文獻［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的導軌內。為確保擠壓順利，凸起高度應小于等于框架側邊的厚度，設計時選取凸起高度為5mm。</p><

106、p>　　且第一級減速機構大齒輪和第二級減速機構的小齒輪應固定在同一根軸上，并且與輥輪保持獨立，不至于使輥輪對牙膏進行擠壓。第二級減速機構大齒輪應與輥輪連為一體，以確保輥輪對牙膏的充分擠壓。</p><p>　　為確保輥輪軸的剛性，輥輪軸不能過細，選用軸的直徑為2mm。由參考文獻［6］選用輥輪軸材料為45鋼。</p><p>　　3.4水平運行機構的計算</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，設計水平行程為S=14mm</p><p>　　2.水平滾輪的轉動圈數</p><p>　　=14/x4=1.25r</p><p>　　3.水平滾輪的轉速為</p><p>

108、<b>　　=N/t</b></p><p>　　將擠壓機構運行時間為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減速機構設計</p><p>　　因傳動比較小，故無需對電動機進行調速</p><p>　　1．選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數，傳動比。</p><p><b>　　(1.)齒輪的選型</b></p><p>　　由參考文獻［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［12］小齒輪材料選用40Cr（調質），硬度為280HBS,大齒輪材料選用45剛（調質）硬度為240HBS。</p><p><

111、;b>　　（4）齒數的選擇</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 =20X2=40按2.齒面接觸強度設計</p><p>　　1）由參考文獻［3］公式（10—9a）進行計算，即</p><p>　?。?）確定公式內的各個計算數值</p><p>　　1）選取載荷系數K=

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

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

114、p><p>　　7)有參考文獻［3］圖10—19取解除疲勞壽命系數K=0.85，K=0.85</p><p>　　8)計算接觸疲勞許用應力。</p><p>　　取失效概率為%1，安全系數S=1，有參考文獻式10—12得</p><p><b>　　（2）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。</b></p><p>

117、;　　根據v=0.13m/s，7級精度，由參考文獻［3］圖10—8查得動載系數=1.12；</p><p><b>　　直齒輪，==1 </b></p><p>　　由參考文獻［3］表10—2查得使用系數=1</p><p>　　由參考文獻［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［3］查圖10—13得 =1.35；故載荷系數</p><p><b>　　=</b></p><p>　　6)按實際的載荷系數校正分度圓直徑，由參考文獻［3］式10—10a得</p><p>　　==8.56x=10.1mm</p><p>　　7）計算模數

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

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

121、>　　=</b></p><p><b>　　5)查取齒形系數</b></p><p>　　由參考文獻［3］表10—5查得=2.65,=2.226</p><p>　　6)查取應力校正系數。</p><p>　　由參考文獻［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>　?。?）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承

123、載能力僅與齒輪直徑有關，可取彎曲強度計算的模數 并就近圓整為標準值=0.5mm。算出小齒輪齒數==20</p><p>　　大齒輪齒數=20x2=40 取=40</p><p>　　由此設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，有滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，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>　　根據牙膏機對齒輪強度的要求</p><p>　　根據牙膏機的工作強度，取3.

125、0mm， =2.0mm</p><p><b>　　3.5框架設計</b></p><p><b>　　1.框架大小設計</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>　　考慮到框架所受應力不大及經濟性問題由參考文獻［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構，這樣只要在牙刷進出槽內加一個牙刷定位機構，便可不用人為移動牙刷，而由水平運行機構帶動整個機械運行機構，完成整個擠牙膏動作。前擋板設計如圖3-4所示。&l

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

129、t;/p><p>　　電機選用螺栓連接固定在前擋板上，如圖3-4所示，由參考文獻［7］選用螺栓型號為GB5783-86 M4X10。為保證擠壓機構能能沿導軌下落至框架底部電機應固定在前擋板下方，根據電機尺寸和運動機構齒輪中心距應加有墊板，尺寸為43mmX33mmX3mm。如圖3-1，3-2所示。</p><p><b>　　5.后擋板設計</b></p>&

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

131、</p><p>　　根據電機，調速器以及輥輪對的相關尺寸，選用電機架板大小為80mmX43mmX4mm，托架上應該有寬30mm的槽，以便使托架卡于框架側邊上，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。電機選用螺栓連接固定在托架上。由參考文獻［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)設計</b></p><p>　　4.1電路圖設計要求</p><p>　　開關接通后，擠壓機構，及水平運動機構開始運行，當水平運動機構運動到一定位置時，擠壓機構及水平運動機構停止工作。0.5s后水平運動機構開始反向運動。運動到原來位置后停止。</p><p><b>　　4.2電路圖的設計</b></p><

133、;p>　　由參考文獻［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M1,M2開始正轉，當電機碰到行程1時，KM1，KM2，停止工作。電機M1，M2停轉，時間繼電器開始工作，觸電斷開。當時間繼電器過0.5s后，時間繼電器觸電閉合，KM3開始工作，電機

134、M1反轉，時間繼電器斷開停止工作。當電機M1碰到行程2時，KM3停止工作，電機M1停轉。松開旋鈕即可完成整個工作過程。</p><p><b>　　5.外殼的設計</b></p><p><b>　　5.1外殼的描述</b></p><p>　　外殼設計主要包括，前殼，后殼以及牙刷架設計。根據機械部分的大小，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［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前殼的設計</b></p><p><b>　　材料及尺寸設計</b

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

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

138、　　圖5-1后殼示意圖</b></p><p>　　(1)水平運行機構的導軌設計</p><p>　　由于后殼總長為125mm，壁厚為5mm，設計導軌長度為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，設計下導軌高度為28mm，上導軌高度為11mm。由水平運行機構的滾輪長度為78mm,設計導軌間距為56mm，導軌寬度為6mm。

139、為確保水平運動機構的行程為14mm，導軌的兩端設計有高為4mm，長度為3mm的凸起，這樣便可保證水平行程。為了能將運行機構裝入后殼，導軌前端凸起應可拆卸。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導軌示意圖</b></p><p>　　(2)，運行機構的定位</p><p>

140、;　　由后殼腔內總寬度為145mm，前擋板寬度為137mm，設計后殼側壁距腔底28mm處有高4mm，寬為6mm的導軌，同樣頂部也有相同形式的導軌。以確保運行機構在此平面內的恒定位置。</p><p>　　(3)．牙刷進出槽設計</p><p>　　經考察，普通牙刷頭部寬度為13～15mm，厚度一般為15mm。設計牙刷進出槽寬度為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)牙刷定位設計</b></p><p>　　由設計牙刷出口中心到前擋板邊緣的距離為55mm，經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計牙刷槽深度為</p><p>　　槽深=55+（30—14）/2+8/2=67mm</p><p>　　設計定位板寬度

142、為4mm</p><p><b>　　(5)．電池槽設計</b></p><p>　　本產品選用EXC,LR6型干電池，電池尺寸為60mmX55mmX13mm。所以在后殼底部設計電池槽尺寸為65mmX57mmX14mm。為了方便電池槽內電池的固定，電池槽內應裝有彈簧由參考文獻［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牙刷架設計</b></p><p>　　根據牙刷頭長度一般為30mm，寬度一般為13～15mm。根據設計要求，能夠滿足3～5人掛牙刷，設計牙刷架總長度為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，下側邊每個部分都開有適當大小的槽，放牙刷時只要將牙刷頸部擱入槽內，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>　　由于本產品體積較小且質量較小，故可采用壁掛安裝方式，可在產品后部粘接雙面膠，懸掛時不需要在墻壁

145、上鉆孔，斯開產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.設計的現實意義與不足</p><p>　　7.1設計的現實意義</p><p>　　由參考文獻［14］和參考文獻［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嚴重的問題。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環(huán)境友好型社會也有一定作用。</p><p>　　7.2設計的不足之處</p><p>　　本設計中擠出的牙膏是一個范圍，無法按照個人需求，擠出相應量的牙膏，并且僅適用于一般大小牙膏。</p><p><b>

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

148、<p><b>　　186～210</b></p><p>　?。?］呂百齡.實用橡膠手冊(第二版).北京：化學工業(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>　　［6］劉建華、楊思一.材料成型工藝基礎.西安:西安電子科技大學出版社.2007

149、.8:61</p><p>　?。?］何小柏、王昆、汪信遠.機械設計課程設計.北京:高等教育出版社.1996:130</p><p>　　[8] 秦曾煌.電工學簡明教程（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.www.Met

150、alChina.com.</p><p>　?。?0］張英會、劉輝航、王德成.彈簧手冊.北京:機械工業(yè)出版社.2008:246</p><p>　?。?1］洛陽礦山機械研究所.國際齒輪裝置與傳動會議論文集.北京:機械工業(yè)出版社.1997:98</p><p>　　［12］中國齒輪專業(yè)協(xié)會.96最新齒輪強度標準文集.1997:56</p><p&g

151、t;　　［13］徐永賢，劉作良.滾柱密切圓傳動.北京:首都機械廠.1987:45～48</p><p>　　［14］全國交電商品科技經濟情報中心站編輯部.北京:中國科技出版..現代家電.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>　　經過一個多月的忙碌之后，畢業(yè)設計終于完成了，心里有一種說不出的喜悅，設計過程中遇到許多的問題，在指導老師和眾多同學的幫助下予以解決。首先要感謝劉老師對我的指導和督促，在設計過程中*老師給我指出了正確的上設計方向。使我加深了對設計的理解。同時也避免了在設計過程中走彎路，劉老師的督促使我一直把畢業(yè)設計放在心中，保證按質量完成。還要感謝同班同學，是大家共同營造了良好的設計環(huán)境。在設計過程中互