【正文】 機(jī)械原理機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目 振動篩砂機(jī) 目 錄一．設(shè)計(jì)題目.……………………………………………………….1二．系統(tǒng)總體方案的確定.…..……………………………………….1三．設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)……………………………………………………四．電動機(jī)的選擇……………………………………………………五．傳動比的分配……………………………………………………六．執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算………………………………………………七．機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析……………………………………………………八．V帶設(shè)計(jì)………………………………………………………..九．傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)…………………………………..齒輪的傳動計(jì)算………………………………………………..減速器機(jī)體的尺寸設(shè)計(jì)……………………………………軸的設(shè)計(jì)……………………………………………………鍵的選擇及強(qiáng)度較核………………………………………軸承壽命計(jì)算及靜強(qiáng)度……………………………………軸的強(qiáng)度較核………………………………………………參考文獻(xiàn)………………………………………………計(jì) 算 及 說 明主要結(jié)果一、設(shè)計(jì)題目：振動篩砂機(jī)機(jī)器的用途及功能要求篩沙機(jī)是在鑄造車間中使用的一種篩取型砂（用于鑄造工件）的機(jī)械，其基本功能就是使盛裝型砂的砂箱往復(fù)運(yùn)動執(zhí)行篩沙動作，以便獲得合格的型砂。在篩沙過程中，砂箱作平面運(yùn)動。砂箱的重力G及工作阻力F（包括砂箱運(yùn)動的慣性力）均作用在砂箱中間靠下的部位。F沿水平方向，且與砂箱運(yùn)動方向相反；G為鉛錘方向。篩沙機(jī)的工作環(huán)境灰塵較大，載荷有中等沖擊，每天工作8小時(shí)，使用折舊期為10年。設(shè)計(jì)要求和原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)原動機(jī)為電動機(jī)的篩沙機(jī)(1)建議取工作機(jī)構(gòu)為簡單的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)許用壓力角[](2)機(jī)器工作時(shí)，砂箱應(yīng)相對于某一鉛錘面作左右對稱運(yùn)動，其水平(3)運(yùn)動的距離為S，與水平面的最大擺角應(yīng)小于；(4).設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)為：重力G=900 工作阻力F=3200 往復(fù)次數(shù) N=85(1/min) 水平運(yùn)動距離=150mm砂箱 高度 H=(700~800) 砂箱尺寸（長寬高）二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)評價(jià)決策方案（a）：圓柱齒輪傳動承載能力和速度范圍大，傳動比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高，壽命長。制造安裝精度要求高，噪聲較大，成本較高。帶傳動傳動平穩(wěn)，噪聲小，能緩沖吸振；結(jié)構(gòu)簡單 ，軸間距大，成本低。外廓尺寸大，傳動比不恒定，壽命短。方案（b）：蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，傳動平穩(wěn)，噪聲小。效率較低，制造精度要求較高，成本較高。帶傳動傳動平穩(wěn)，噪聲小，能緩沖吸振；結(jié)構(gòu)簡單 ，軸間距大，成本低。外廓尺寸大，傳動比不恒定，壽命短。方案（c）：錐齒輪傳動適用于輸入軸與輸出軸軸線垂直相交的場合。其制造安裝復(fù)雜，成本高。當(dāng)其結(jié)構(gòu)尺寸太大時(shí)，加工困難，承載不均勻現(xiàn)象嚴(yán)重。圓柱齒輪傳動承載能力和速度范圍大，傳動比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高，壽命長。制造安裝精度要求高，噪聲較大，成本較高。方案（d）：在方案（c）基礎(chǔ)上加入帶傳動，使傳動平穩(wěn)，噪聲小，能緩沖吸振；同時(shí)帶的結(jié)構(gòu)簡單 ，軸間距大，成本低。但是外廓尺寸大，傳動比不恒定，壽命短。方案（e）：皮帶二級圓柱圓錐減速器滑塊：工作機(jī)構(gòu)擺角為零，篩沙效果好。但摩擦大，消耗功率大，機(jī)構(gòu)制造成本高。傳動方案的選擇 由于電機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的輸入部分有高度差，傳動機(jī)構(gòu)的擺放位置空間有限，輸入軸和輸出軸的軸線垂直相交，為單位生產(chǎn)，故選擇帶傳動＋圓錐－圓柱減速器為傳動機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 根據(jù)任務(wù)說明書的設(shè)計(jì)要求，選擇工作機(jī)構(gòu)為曲柄－搖桿機(jī)構(gòu)。輸入端為曲柄，砂箱固定的連桿上，連桿與搖桿的絞接點(diǎn)選擇在砂箱中間靠下的部位。三、電動機(jī)的選擇： 電動機(jī)消耗功率：一個(gè)運(yùn)動周期所經(jīng)過的位移：=2150=300(mm)，一個(gè)周期的時(shí)間：==(s)；工作阻力：=3200N工作機(jī)構(gòu)需要功率：= 帶傳動效率，軸承傳動效率，圓錐齒輪傳動效率，圓柱齒輪傳動效率，工作機(jī)構(gòu)效率傳動裝置總效率： 電動機(jī)消耗功率：=(KW)電動機(jī)極數(shù)：；已知HZ綜上，選擇電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速 五、執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算：1．機(jī)構(gòu)簡圖：2．尺寸選?。阂阎竭\(yùn)動距離S=150mm；砂箱高度H∈(700~800)；則=S/2=75mm； mm；；取=600mm；mm；75+=；600+=；，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)存在曲柄。六、機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析：1．?dāng)?shù)學(xué)模型：AB+BC=AD+DC (1)將式的實(shí)部和虛部分別相等可得 (2) 為了消去角，將式和移項(xiàng)再平方后相加可得為求解，將上式改寫為如下的三角方程 式中；； (5)為了便于用代數(shù)方法求解，令，于是；；從而，式可化成下列二次方程 (6)由式解出可得 因，則 連桿的位置角可由式和式求得 (11)速度分析：將式對時(shí)間求導(dǎo)可得 (12)將(12)式的實(shí)部與虛部分別相等可得 (13)由式(13)得 (14) (15)角速度的正負(fù)分別表示逆時(shí)針和順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動加速度分析：將式(12)對時(shí)間再求導(dǎo)可得 (16)將式(16)的實(shí)部和虛部分別相等可得 (17) 由式(17)可解得 (18) (19) 2．框圖設(shè)計(jì)：輸入已知數(shù)輸出，，，，求，，()，，NEXT 比較，求出max得到最大擺角比較，求出max得到最大壓力角IF () ，=ELSE =輸出BC桿和CD桿的位置角，角速度，角加速度線圖結(jié)束3．程序：(使用MATLAB分析擺角、壓力角及做出線圖)%含曲柄搖桿的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析rand(39。state39。,0)m=rand(1,361)。n=rand(1,361)。x=rand(1,361)。y=rand(1,361)。q1=rand(1,361)。q2=rand(1,361)。v2=rand(1,361)。q3=rand(1,361)。v3=rand(1,361)。a3=rand(1,361)。AB=75。BC=600。CD=754。AD=960。PI=。K=180/PI。W1=85*2*PI/60。i=1。for P1=*PI:PI/180:*PI。 q1(i)=P1*K。 T=AD*AD+CD*CD+AB*ABBC*BC。 A=sin(P1)。B=AD/ABcos(P1)。C=T/(2*AB*CD)AD/CD*cos(P1)。 P3=2*atan((A+sqrt(A*A+B*BC*C))/(BC))。 q3(i)=P3。 p2=atan((CD*sin(P3)AB*sin(P1))/(AD+CD*cos(P3)AB*cos(P1)))。 q2(i)=p2。 y(i)=P3p2。 if y(i)PI/2 y(i)=y(i)PI/2。 else y(i)=PI/2y(i)。 end P2=*PIp2。 x(i)=P2。 W2=AB*sin(P1P3)*W1/(BC*sin(p2P3))。 v2(i)=W2。 W3=AB*sin(P1p2)*W1/(CD*sin(P3p2))。 v3(i)=W3。 E3=(AB*W1*W1*cos(P1p2)+BC*W2*W2CD*W3*W3*cos(P3p2))/(CD*sin(P3p2))。 a3(i)=E3。 P1=P1*K P3=P3*K W3 E3 i=i+1。endi=1:1:361。plot(q1(i),q3(i),39。r39。,q1(i),v3(i),39。39。,q1(i),a3(i),39。:g39。),xlabel(39。AB桿位置角39。),ylabel(39。CD桿運(yùn)動參數(shù)39。),title(39。運(yùn)動分析線圖39。)gridmaxPY=0。for i=1:1:361 if maxPYy(i) maxPY=y(i)。 end endmaxPY=maxPY*KmaxP2=0。for i=1:1:361 if maxP2x(i) maxP2=x(i)。 endendmaxP2=maxP2*K4．計(jì)算結(jié)果:P1= P1= P1 =P2 = P2 = P2 = W2 = W2 = W2 = E2 = E2 = E2 = P3= P3=P3 =W3= W3= W3 =E3= E3= E3 = P1= P1= P1 = P2 = P2 =P2 = W2