蛙式打夯機設計畢業(yè)論文

學 院 畢 業(yè) 設 計（論 文）說 明 書 題 目 蛙式打夯機設計 學 生 系 別 機電工程系 專 業(yè) 班 級 機械設計制造及其自動化 學 號 指 導 教 師 學 院 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目： 蛙式打夯機設計 系： 機電系 專業(yè)： 機械制造 班級： 學號： 學生： 指導教師： 接受任務時間 2007 年 3 月 5 日 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1 畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1） 基本設計參數(shù)： 打擊次數(shù)： 100 次 /分，打擊力：約 600N （ 2） 主要內(nèi)容及基本形式 按給定的蛙式打夯機主要技術參數(shù)，進行設計計算。確定蛙式打夯機重要 構尺寸和主要零件尺寸，完成總體布置設計和總裝配圖；拆畫主要零件的零件圖，并編制其中一個零件的加工工藝和工裝。編寫設計說明書。 2指定查閱的主要參考文獻及說明 機構設計 曹唯慶 主編 機械工業(yè)出版社 機械 系統(tǒng)設計 朱龍根 主編 機械工業(yè)出版社 機械工程設計手冊 機械工業(yè)出版社 3進度安排 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，學習與設計產(chǎn)品有關的基本知識 2007.03.05-2007.03.25 2 進行方案設計，確定基本結構形式 2007.03.26-2007.04.10 3 進行圖紙設計和主要的設計計算 2007.04.11-2007.05.28 4 完成設計計算說明書的編寫 2007.05.29-2007.06.05 5 設計圖紙與說明書的校對 2007.06.06-2007.06.24 I 摘要 蛙式打夯機的工作原理是通過帶傳動，夯機體在偏心塊離心力的作用下做上下沖擊振動，從而壓實物料。同時，離心力的作用也使得機體自行前移。 本文完成了蛙式打夯機的設計，具體包括對偏心塊、軸、帶輪、夯頭架的結構設計，并對機器上主要構件 (如軸、各主要連接螺栓 )進行了強度校核計算。本文設計的蛙式打夯機結構小巧，裝拆方便，在 進行小面積薄鋪層的平整和初步壓實加工的過程中，能發(fā)揮較大的作用。 最終完成了蛙式打夯機總 裝配圖和主要零部件的零件圖的設計，并完成了輸出大帶輪和心軸的加工工藝及工裝的設計，繪制了專用夾具圖。 關鍵詞： 蛙式打夯機， 離心力 ，結構設計。 I ABSTRACT The working principle of breaststroke ramming machine (BRM) is that through the belt transmission, the body of BRM vibrates up and down functioned by the eccentric centrifugal force to compact material. Simultaneously the eccentric centrifugal force is able to make the body of BRM move forward voluntarily. In the paper, the design tasks of the BRM include the structure design of eccentric, axis, belt wheel and ramming head. Strength of the major components such as shaft, connecting bolts is calibrated in the thesis. The BRM designed in the paper has features of compact structure and convenience for the assembling and dismantling, so it can play an important role to smooth the small area thin layer and to do the preliminary compaction process. Finally, an assembling drawing of the BRM and the major part drawings are completed and the technological process of large output pulley and its fixture are designed, too Keywords: Ramming Breaststroke Machine, Centrifugal Force, Structure Design. 目 錄 中文摘要 . 英文摘要 . 第 1章 緒論 . 1 1.1 蛙式打夯機的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.2 本設計的設計目的 . 1 1.3 本設計中的蛙式打夯機結構簡圖 . 2 第二章 電機功率的確定 . 3 2.1 確定偏心塊質量和工作功率 . 3 2.1.1 確定偏心塊質量 . 3 2.1.2 確定電機所需功率 . 4 第三章 確定 V帶型號和帶輪直徑 . 5 3.1 確定 V帶選用類型 . 5 3.1.1 V帶尺寸的確定 . 5 3.2 帶疲勞強度及壽命校核 . 5 3.2.1 帶的工作應力計算 . 5 3.2.2 帶的壽命計算 . 7 3.3 計算一級帶輪直徑及所受載荷 . 7 3.3.1 計算帶輪 D2 直徑并確定帶根數(shù) . 7 3.3.2 求軸上載荷 . 8 3.3.3 帶輪結構 . 8 3.4 計算二級帶輪直徑及軸上載荷 . 10 3.4.1 計算帶輪 D3 、 D4 直徑并計算載荷 . 10 3.4.2 求軸上載荷 . 10 3.4.3 帶輪結構 . 11 第四章 軸的設計 . 13 4.1 帶輪 4上軸的設計 . 13 4.1.1 初步確定軸的尺寸 . 13 4.1.2 帶輪 4上軸的整體設計 . 13 4.1.3 軸的受力校核 . 14 4.2 帶輪 3 上軸的設計 . 16 4.2.1 初步確定軸的尺寸 . 16 4.2.2 軸的受力校核 . 17 學院畢業(yè)設計 1 第五章 鍵的選擇與校核 . 20 5.1 帶輪 1上鍵 的選擇與校核 . 20 5.1.1 鍵的選擇 . 20 5.1.2 鍵的校核 . 20 5.2 帶輪 2 上鍵的選擇與校核 . 21 5.2.1 鍵的選擇 . 21 5.2.2 鍵的校核 . 21 5.3 帶輪 3 上鍵的選擇與校核 . 22 5.3.1 鍵的選擇 . 22 5.3.2 鍵的校核 . 22 5.4 帶輪 4 上鍵的選擇與校核 . 23 5.4.1 鍵的選擇 . 23 5.4.2 鍵的校核 . 23 第六章 緊固螺栓的強度校核 . 24 6.1 輪 4上軸承座與夯頭連接螺栓的強度校核 . 24 6.2 偏心塊與輪 4 連接螺栓的強度校核 . 24 6.3 離心力大小對整機設計的檢驗 . 25 6.3.1 檢驗整機前移時離心力的大小 . 25 6.3.2 檢驗夯頭抬升及底板部分抬升時離心力的大小 . 25 6.4 兩軸間連架桿的壓桿穩(wěn)定性校核 . 25 6.5 軸 1上軸承使用壽命校核 . 26-1 第七章 帶輪加工工藝設計 . 27 7.1 零件的分析 . 27 7.1.1 零件的作用 . 27 7.1.2 零件的工藝分析 . 27 7.2 工藝規(guī)程的設計 . 27 7.2.1 基準的選擇 . 27 7.2.2 制定工藝路線 . 27 7.2.3 機械加工余量、工序尺寸及毛 坯尺寸的確定 . 28 7.3 確定切削用量及基本工時 . 28 7.4 專用夾具的設計 . 36 第 8章 設計總結 . 39 參考文獻 . 41 致謝 . 42 第一章 緒論 2 緒論 1.1 蛙式打夯機的發(fā)展現(xiàn)狀 輕型壓實設備蛙式打夯機是一種簡易壓實施工機械，市場擁有量巨大，但工作效率很低，而且安全性較差，一般只能進行小面積薄鋪層的平整和初步壓實工作。但隨著振動平板夯和振動沖擊夯的日趨成熟，以及在近期內(nèi)的推廣應用，從而使蛙式打夯機真正退出歷史舞臺。 蛙式打夯機的工作過程是通過帶傳動，在利用偏心塊離心力的作用下使得夯體作上下沖 擊振動，從而壓實物料。同時也是利用離心力的作用，使得機體得以自行移動。現(xiàn)階段的蛙式打夯機在整體布局上沒有多大的變化，而改進之處，一是原動機性能的不斷革新，使得整機性能得到了較大的改進；二是對整機的移動和轉動裝置的改進，使得轉向和前移更靈活自如，少與人工的干涉。其中在理論研究方面，西南石油學院有了較大的進展，他們在機體托盤下方安裝了一個軸向轉動裝置，克服了以往機體轉向費力的缺點，使得夯實轉向工作能更輕易地進行。 蛙式打夯機的設計較簡單，其主要結構為大小減速帶輪、支承軸、夯頭體、底板、以及支架等構件構成?，F(xiàn)在市 面上出售的打夯機，其主體部分都是通過焊接完成，這在結構造型上顯得很靈活，可以根據(jù)不同的工作環(huán)境改變其構成，同時，焊接操作方便，簡單，也便于以后對機器的改進。其采用的材料也主要以鋼材為主，這在減小機器結構尺寸，增加機體剛性上取得了很好的效果，使得打夯機工作效率有了較大的提高。 1.2 本設計的設計目的 本次設計的蛙式打夯機在造型上較為傳統(tǒng)，其體積較龐大，主要原因是它的夯頭體和底板分別采用的是整體鑄造成型，而在現(xiàn)有的打夯機中，其結構主要是采用型鋼焊接，這在減小體積、加強機體總體緊湊性上得到了很好的解決。在本 設計中，雖然底板和夯頭體采用的是整體造型結構，但它并不影響機器的工作效率和動力特性。這樣做的原因主要是為了能綜合運用所學的知識，通過對它的總體的設計，使我在對知識的互相貫穿、相互鏈接上取得了不小的收益。 雖然本設計的主要任務是蛙式打夯機的整機設計，但在實際的設計過程中，也涉及到了機械加工工藝及工裝的設計，這在知識的結構面上得到了較全面的補充與統(tǒng)一。在本設計中，主要對最終輸出帶輪進行了工藝工裝的設計，在設計夾具的過程中，考慮到帶輪自身結構的特殊要求，所以對加工 V形槽的工序進行了專用夾具的設計。第一章 緒論 2 1.3 本設 計中的蛙式打夯機結構簡圖 打夯機的工作過程為：電動機 1 輸出的轉矩通過 V 帶 3 傳遞給減速大帶輪 5，在大帶輪的支承軸 4 上有一個二級減速小帶輪，轉矩再通過 V 帶傳遞給輸出大帶輪 6，帶輪6是支承在軸 7上的，同時通過螺栓將軸承座 8和夯頭架 10連接起來，大帶輪在轉動的過程中，將帶動連接在上的偏心塊 9一起轉動。在離心力的作用下，將帶動夯頭底板 10做上下沖擊震動，從而壓實物料。同時在離心力的作用下，將抬起底板 15 的右部分，起作用是減小底板與地面的摩擦力作用，從而使整機前移。 圖 1-1 蛙式打夯機結構簡圖 圖中各構件 名稱如下： 1、電動機； 2、出軸帶輪 1； 3、窄 V帶（ SPZ）； 4、軸； 5、減速大帶輪 2； 6、輸出大帶輪 4； 7、軸； 8、軸承座； 9、偏心塊； 10、夯頭底板； 11、連接螺栓； 12、支承架； 13、張緊螺釘； 14、電機支架； 15、底板 學院畢業(yè)設計 3 第二章 電機功率的確定 2.1 確定偏心塊質量和工作功率 2.1.1 確定偏心塊質量 在整機設計過程中，由于總打擊力為 600N，在次裝置中，由于總力是偏心塊離心和夯頭重力的合力，所以，在分析偏心塊受力時應考慮到：當夯頭被抬升至最高位置時，偏心塊產(chǎn)生的 離心力只需要克服夯頭重力，即 F 離 重G。只有這樣，離心力才能將夯頭帶起，并使整機前移