[CAD圖紙全套]鑄造車間振動篩砂機設計

買文檔就送全套 14951605 最新最全的優(yōu) 秀畢設 資料完整 答辯通過 摘要 本文簡要介紹了振動篩砂機的結構和特點，給出了振動篩砂機的設計，并對連桿的設計和傳動系統(tǒng)運動方案要點進行了簡要說明。本文重點介紹了振動篩砂機各部分設計和校核。 本設計主要內(nèi)容分為三大部分： 1. 傳動系統(tǒng)運動方案設計 2. 減速器機構設計 3. 工作機構的設計 主要設計傳動系統(tǒng)運動方案和工作機構，確定了渦輪渦桿傳動的各主要參數(shù)，對驅(qū)動機構中的各部件進行了選型 ,設計 ,校核。 本設計的主要特點是：節(jié)省投資，控制方便。 關鍵詞 傳動系統(tǒng)；連桿機構；運動和 動力分析；渦輪蝸桿減速器 買文檔就送全套 14951605 最新最全的優(yōu) 秀畢設 資料完整 答辯通過 of of is of a on of of is 1. 2. 3. of of in of of I 目 錄 1 緒論 . 1 景介紹 . 1 . 1 . 2 2 傳動方案設計 . 3 動方案對比 分析 . 3 3 連桿機構的設計 . 5 . 5 . 5 . 6 . 7 . 7 4 機構的運動和動力分析 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 . 10 . 12 . 12 . 12 . 13 5 桿件的設計 . 18 . 18 材和截面的選擇 . 18 . 18 . 18 . 19 . 20 6 減速器的設計 . 21 . 21 . 21 率的計算 . 21 . 21 確定電動機轉速 . 22 定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 . 23 傳動比 . 23 算傳動裝置的運動和動力參數(shù) . 23 . 24 . 24 . 24 速器結構 的設計 . 24 . 24 . 24 動零件的設計計算 . 25 . 26 . 26 . 30 . 30 的結構設計 . 31 . 34 擇原則 . 34 用方法 . 34 . 35 螺紋強度計算 . 36 的選擇和強度校核 . 37 . 37 . 38 . 38 . 38 . 38 . 39 . 39 . 39 . 39 . 39 . 39 吊環(huán) ,和吊鉤 . 39 7 開式齒輪的設計 . 40 . 40 . 40 . 41 結 論 . 42 致謝 . 43 參考文獻 . 44 附錄 . 45 英文翻譯 . 45 中文翻譯 . 51 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 1 1 緒論 景介紹 本課題來源于 現(xiàn)場實際 ,屬于工程設計。車間振動篩砂機是一種很常見的機械結構，在自動化流水生產(chǎn)線上有著廣闊的用途和作用，在石油工業(yè)和自動進給的輸送系統(tǒng)中都有很好的運用，特別是在一些需要有間歇傳動的進給機構中，振動篩砂機承擔了相當一部分的工作任務，如自動化的包裝流水線上。通過該畢業(yè)能使學生將大學四年所學的知識能靈活的運用于實踐。對于一個工程的整體設計有了更好的理解。有助于形成工程化的思想 ,對以后的設計打下很好的基礎。 隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展 ,多種類型的工件傳送機廣泛的運用于石油，化工，農(nóng)業(yè)，輕工和服務業(yè)等不同的行業(yè)的各種場合 。同時在各種場合對不同的工況所使用的振動篩砂機也不盡相同，近年來由于振動篩砂機的應用范圍的擴大，品種的增多以及質(zhì)量的不斷提高，對加工設計振動篩砂機提出了更高的要求，特別是在一些大型的流水線上，振動篩砂機承擔了很重要的工作任務。這些振動篩砂機要求傳輸距離和速度，精度比較高。為此各廠家為了根據(jù)自己的需要，出于經(jīng)濟性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設計結構簡單可靠，生產(chǎn)價格便宜的振動篩砂機。 案比較 經(jīng)過反復調(diào)研，查閱相關資料，我們根據(jù)振動篩砂機工況要求，提出了以下三種方案： 方案一：直接運用步進電動機和帶傳動來實 現(xiàn)滑架的往復運動，通過步進電動機的正反轉程序控制往返運動，用單片機控制驅(qū)動電路來設置相關的運動參數(shù)。 方案二：運用步進電機和齒輪齒條來實現(xiàn)滑架的往返運動，通過步進電機的正反轉，齒條固定在滑架上，利用齒輪齒條間的傳動來實現(xiàn)往返運動。 方案三：運用普通電動機，減速器，連桿機構。通過電動機可以獲得運動需要的動力，減速器提供相應的速度和節(jié)奏，連桿機構實現(xiàn)不同的速比，節(jié)奏，步長以及滑架的運動軌跡。 經(jīng)過可行性調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)方案三是合理的，也是最有實際意義的，同時，經(jīng)濟性也能很好的實現(xiàn)，方案一中步進電機的功率和工況要求 中的中度沖擊問題對步進電機的影響不能很好的解決，而且 步進電機擁有一個很明顯的優(yōu)點 ， 就是它能夠精確的正反轉功能 ，因為步進電機是將電脈沖信號轉化為角位移 ， 或線位移的開環(huán)控制元件 ， 在非超載的情況下電機的轉速 ， 停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù) ， 而不受負載的變化而影響 ，即給電機加一個脈沖信號 ,電機則轉過一個步距角 ， 這一線性關系的存在 ， 加上步進電機只有同期性的誤差而無累積誤差等特點 ， 使得在速度控制領域用步進電機來控制變的非常簡單 ， 而且低速精度高 。 雖然步進電機已被廣泛地應用，但步進電機并不能象普通的直流 電機，交流電機在常 2 規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事，它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。 方案二也存在類似的問題，而方案三都能很好的實現(xiàn)，而且普通電動機容易選擇，減速器和連桿機構，結構可靠，穩(wěn)定性高 ,可以允許有一定的沖擊，故此方案較合理。 在整個設計過程中，減速器部分和連桿機構的設計和分析應是本課題的重點，運用機械設計和機械原理的相關內(nèi)容來設計，設計的主要內(nèi)容應包括工作機構和傳動系統(tǒng)的運動分析，連桿機構的運動和動力分析，減速器的設計，減 速器零件的制造及相關工藝流程。本課題的難點的連桿尺寸的分析和動力運動的分析，減速器各軸和齒輪的計算設計。 計方案綜述 振動篩砂機是一種實現(xiàn)往復傳送的機械，電動機通過傳動裝置，驅(qū)動滑架往復移動工件，行程時滑架上的推爪推動工件前進一個步長，當滑架返回時，由于推爪與軸間裝有扭簧，推爪得以從工件底面滑過，工件保持不動，當滑架再次向前推進時，已復位，往返推動工件前移。 設計意義：振動篩砂機在自動化流水線上的充分運用能提高工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，為實現(xiàn)車間無人化提供了可靠的條件。 3 2 傳動方案設計 動方案對比分析 一臺完整的機器，總是由原動部分，傳動部分，和執(zhí)行部分所組成，而傳動部分的功能是將原動機的動力或運動形式傳遞給執(zhí)行部分或轉換成執(zhí)行機構預期的動作。實踐證明，傳動部分的質(zhì)量和成本在整個機器中所占的比例很大，傳動方案的選擇及布局是否合理在很大程度上決定了機器的工作性能和運轉費用。因此，合理擬定與選擇傳動方案具有十分重要的意義。 合理的傳動方案，除應滿足工作機的性能要求，使用條件和工作可靠外，還應使結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高及使用維 護便利等。要同時滿足這許多要求，常常是困難的，實際上只能照顧重點要求?，F(xiàn)對設計提供的電動機和減速器傳動方案進行對比分析。 經(jīng)查閱文獻機械零件簡明設計手冊，方案（ A）中減速器為圓柱齒輪展開式二級減速器；方案（ B）中減速器為圓錐、圓柱齒輪二級減速器；方案（ C）中減速器為下置式蝸桿一級減速器。 顯然，方案（ C）結構最緊湊，但在長期連續(xù)運轉的條件下，由于蝸桿傳動效率低，功率損失較大；方案（ B）的寬度尺寸較方案（ A）小，但圓錐齒輪加工比圓柱齒輪困難。 所以，傳動方案的選擇不但要考慮整個機器的動力特性和 運動要求，還要十分注意傳動機構的類型特征及應用范圍，即在擬定運動簡圖時通常注意如下幾點： （ 1）帶傳動承載能力較低，在傳遞相同扭矩時結構尺寸較嚙合傳動大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸震，且有過載打滑保護作用，因此宜放在傳動裝置的高速級； （ 2）鏈傳動具有運動不均勻性和多邊效應沖擊，故宜布置在低速級； （ 3）蝸桿傳動工作平穩(wěn)，無噪音、傳動比大，體積小，重量輕及結構緊湊，但因摩擦發(fā)熱，其效率較其它普通齒輪嚙合傳動低，只適宜用于中，小功率和間歇工作的場合。 （ 4）圓錐齒輪的加工比較困難，特別是大模數(shù)圓錐齒輪，應盡 量置于高速級，以減小其模數(shù)或直徑，但圓錐齒輪速度過高時，其精度相應也需提高，還應考慮能否制造及加工成本問題。 4 （ 5）斜齒輪傳動的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，相應地用于高速級； （ 6）制動器通常設在高速軸，但制動器后面的傳動機構不應設置帶傳動和摩擦傳動。 （ 7）為簡化傳動裝置，總是將改變運動形式的機構，如（連桿機構，凸輪機構）布置在傳動系統(tǒng)的末端或低速級。 （ 8）傳動裝置的布局要求結構簡單，緊湊，勻稱，剛度和強度要好，并適合車間布置情況和工人操作，便于裝拆和維修。 通過三種方案的對比分析，方案（ C）下置式蝸 桿傳動具有工作平穩(wěn)，無噪音，傳動比大，體積小，結構簡單，緊湊，勻稱，剛度，強度要好。適合車間布置情況和小批量生產(chǎn)和相對較低的載荷和阻力。因此，我選擇方案（ C）傳動系統(tǒng) 5 3 連桿機構的設計 桿機構的特點 連桿機構是一種應用十分廣泛的機構，機械手的傳動機構，折疊傘的收放機構以及人體假肢的設計等，都是連桿機構。連桿機構具有以下特點 : 1)連桿機構中的運動副一般均為低副，低副兩元素為面接觸，故在傳遞同樣載荷的條件下，兩元素間的壓強較小，可以承受較大的載荷。低副 兩元素間便于潤滑，所以兩元素不易產(chǎn)生大的磨損。這些條件都能較好的滿足重型機械的要求。此外 ,低副兩元素的幾何形狀也比較簡單，便于制造。 2)在連桿機構中，當原動件以同樣的運動規(guī)律運動時，如果改變各構件的相對長度關系，便可以使從動件得到不同的運動規(guī)律。 3)在連桿機構中，連桿上各不同點的軌跡是各種不同形狀的曲線，稱為連桿曲線，而且隨著各構件相對長短關系的改變，這些連桿曲線的形狀也將發(fā)生改變，從而可以得到各種不同形狀的曲線，我們可以利用這些曲線來滿足不同的軌跡要求。由于連桿機構有了上述優(yōu)點，所以在各種機械和儀表中 得到了廣泛的應用。 4)此外，利用連桿機構可以滿足各種運動規(guī)律和運動軌跡的設計要求，但要設計一種能夠準確實現(xiàn)這種要求的連桿機構卻是十分困難的。而且在多數(shù)情況下一般只能近似地得以滿足。正因為如此，所以如何根據(jù)最優(yōu)化要求來設計四桿機構 ,使其能夠最佳地滿足設計要求，一直是連桿機構研究的一個重要課題。近年來對平面連桿機構的研究，不論從研究范圍上還是方法上都有很大的進展。從研究范圍來說，已不再局限于單自由度四連桿機構的研究 ,也已注意到對多桿，多自由度平面連桿機構的研究，并且已提出了一些有關這類機構的分析與綜合的方法。 桿機構的選擇 另一方面 ,在設計要求上也不再局限于運動學要求的范圍內(nèi)，而且已注意到考慮機構的動力特性。根據(jù)構成連桿機構的各構件間的相對運動為平面運動還是空間運動，連桿機構可分為平面連桿機構和空間連桿機構兩大類，在一般機械中采用的多數(shù)是平面連桿機構 經(jīng)分析，參考方案中給出的工作機構是鉸鏈四連桿機構。 圖 3 1 鉸鏈四連桿機構簡圖 構件之間都是用轉動副連接的四桿機構，成為鉸鏈四桿機構。如圖所示：其中，固定 6 不動的桿 4稱為機架，與機架相連的桿 1和桿 3稱為連架桿，而連接兩連架桿的桿 2稱為連桿。連桿 2通常做平面運動，而連架桿 1和 3則繞各自回轉中心 轉動。其中能做整周回轉運動的連架桿稱為曲柄，僅能在小于 360的某一角度范圍內(nèi)往復擺動的連架桿稱為搖桿。 經(jīng)查閱文獻機械設計，在鉸鏈四桿機構中，按照連架桿是曲柄還是搖桿，將其分為三種基本形式：曲柄搖桿機構；雙曲柄機構和雙搖桿機構。 1）曲柄搖桿機構 在鉸鏈四桿機構中，若兩連架桿中，有一桿為曲柄，另一桿為搖桿。 2）雙曲柄機構 具有兩個曲柄的鉸鏈四桿機構稱為雙曲柄機構。雙曲柄機構中，通常主動 曲柄做等速運動，從動曲柄做變速轉動。 3）雙搖桿機構 若兩連桿均為搖桿，則成為雙搖桿機構。 根據(jù)設計要求，機器工作時，沙箱支承擺桿 垂面左右做對稱擺動。我們可以判斷連架桿 根據(jù)減速器工作原理，可知連架桿 此它是曲柄。 綜上所述，我們選擇方案（ 1）中的曲柄搖桿機構。 由上述我們所得到的資料，可以給出篩沙機系統(tǒng)的運動簡圖： 圖 3面四連桿機構有曲柄的條件 1.） 最短桿與 最長桿的長度和應小于或等于其他兩桿的長度和 ,此條件通常為桿長條件。 2.）組成該周轉副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿。 7 上述條件表明 :當四桿機構各桿的長度滿足桿長條件時 ,其最短桿參與構成的轉動副都是周轉副。由此可知 ,上述四桿機構中的轉動副亦為周轉副 ,而轉動副則只能的擺轉副。于是 ,四桿機構有曲柄的條件是各桿的長度需要滿足桿長條件 ,且其最短桿為連架桿或機架。當最短桿為連架桿時 ,該四桿機構將成為曲柄搖桿機構。 桿設計內(nèi)容 輸送機的工作阻力 3200N，步長 S=160 ，往復次數(shù) N=80 次 /分，行程速比系數(shù)K=度 H=800 。輸送時滑架受到的阻力 F 視為常數(shù)，該機使用折舊期為 10 年，每天一班制工作，載荷中有中等沖擊，工作環(huán)境灰塵較大，工作機構效率為 箱往復次數(shù)的相對誤差不超過 5% ，按一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。 點位置和曲柄長度的設計 根據(jù)行程速比和傳動角要求點鉸點 據(jù)所給條件和現(xiàn)場的要求，和行程速比系數(shù) 利用機構在極位時的幾何關系，在根據(jù) 其它輔助條件進行設計。 柄搖桿機構的設計 已知擺角及行程速比系數(shù) K=計時先按公式 =180(K+1)算出極位夾角為 20。然后任取一點 D,并以此點為頂點作等腰三角形 ,使兩腰之長等于 ,作 2 ,再作 使 1 N=90 - ,得 。作 則圓弧 至 2的連線的夾角 ,所以曲柄的軸心 設曲柄長度 為 a,連桿的長度為 b，則故 b+a, a=(,以為 徑作弧交 點 E,則得 a=,b=2。 設計時應注意 ,曲柄的軸心 否則機構將不滿足運動的連續(xù)性要求。 根據(jù)上面的做法可以得出平面四連桿機構的桿長分別為 a=134 ,b=1300 ,c=b=1300 ,d=1820 核最小傳動角 在機構運動過程中 ,傳動角的大小是變化的 ,為了保證機構的傳動性能要求 ,設計時應使 40傳遞力矩較大時，則應使 50 ；對于一些 受力很小或不常使用的操縱機構，則可允許傳動角小些，只要不發(fā)生自鎖即可。最小傳動角與機構中的各桿的長度有關 ,見式（ = bc )( 222 式（ = 2 21 3 0 0 1 3 0 0 ( 1 8 2 0 1 3 4 )2 1 3 0 0 1 3 0 0 = 8 40 故滿足最小傳動角的要求。 所以可以 定出該要求設計的機構的總體尺寸 ,即 L a=134 ,b=1300 ,c=b=1300 ,d=1820 . 以上 桿件 長度， C 的長度， 桿件 9 4 機構的運動和動力分析 述 用矢量方程圖解法作機構的速度和加速度分析 , 矢量方程圖解法所依據(jù)的基本原理是理論力學中的運動合成原理。對機構進行速度和加速度分析時 ,首先要根據(jù)運動合成原理列出機構運動的矢量方程 ,然后在根據(jù)該方程進行作圖求解 矢量方程圖解法作平面連桿機構的速度和加速度分析 根據(jù)構件上已知一點的速度和加速度可以求出另外的點的速度和加速度 (包括大 小和方向 ),故在以圖解法作機構的速度和加速度的分析時 ,應先從具備這個條件的構件著手 ,然后再分析與該構件依次相連的其他各構件。 在用圖解法作機構的運動分析時，需先繪出該機構的運動簡圖，然后再根據(jù)運動簡圖進行速度和加速度分析，現(xiàn)在將求解的步驟說明如下： 制機構運動簡圖 根據(jù)前面所繪制的運動簡圖的方法和步驟，選取尺寸比例尺 l= ，并按照比例尺準確地繪制出機構的運動簡圖如圖 1 圖 4構的運動簡圖 速度分析 根據(jù)以矢量方程圖解法求解機構上某點速度的條件可知，其速度求解的步驟應依次求出相應各點的速度和桿件的角速度。 1） 求 1 式（ =3.4 10 =其方向垂直 向與 1 的轉向一致。 2） 求 及 上的點，故得 + 大小 ？ ？ 圖 4 2 運動分析圖 式中僅 可以用圖解法求解。 如圖 4示，求點 P 作為速度多邊行的極點，并作 表 則速度比例尺 V= / = /。再分別自點 B， C， bc,表 線交于點 C，則矢量 分別代表 是 見式（ V pc =70 / =3） 求 2，323 . 4 0 . 1 4 0 . 4 5 0 01 . 0 7 2C B B CV u b c r a d s r a d u 瞬時針 式（ 33 . 4 0 . 0 7 0 . 2 2 5 01 . 0 7 2 C BV u p c r a d s r a d u 順時針 式（ 加速度分析 11 與速度分析相同 ,其加速度求解的步驟也是先依次求出后再求解2，3,41) 求故無切向加速度見式（ 1式（ = =方向由 . 2) 求 分別相對于點 的的相對運動關系 ,可得 方向 C D B A C B 小 23？ 22？ 式中僅有 可用作圖法求解。圖 4加速度分析圖 如圖 4示，取點 p 作為加速度多邊形的極點，并作 表加速度比例尺 22 1 . 5 5 / / 0 . 0 0 7 7 5200aB p b m s m m （ 2 式（ 然后再按上式作圖，可求得 表其大小為 p c 22 70 =）求2，3,。根據(jù)前述求構件角加速度的方法可得 見式（ 式（ 12 2= 2 = 2 3 4 0 . 0 0 0 3 0 .