【正文】 分 別為一級(jí)、二級(jí)帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，為使帶傳動(dòng)外輪廓尺寸不至于過大，初步選取 1 3i? ，故 2 4i? 。計(jì)算工作時(shí)所需的功率為： 我們的打夯機(jī) 10 22 4 0 . 6 5 0 . 6 1 2 . 5 7 3 . 0 71000wP F L k W? ??? ? ? 因?yàn)樗x方案包括二級(jí)帶傳動(dòng)，兩對(duì)滾動(dòng)軸承和凸緣聯(lián)軸器，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》得， 1 ?? ， 2 ? ? ， 3 1?? ，所以傳動(dòng)裝置的總效率為 : 2 2 2 21 2 3 0. 96 0. 99 1 0. 90 33? ? ? ?? ? ? ? ? 電動(dòng)機(jī)所需功率為： 3 .0 7 3 .3 9 90 .9 0 3 3wd PP k W?? ? ? 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用 Y系列三相異步 電動(dòng)機(jī)。 ②由式 178。打擊力由夯頭重力和偏心塊離心力組成。 優(yōu)點(diǎn)： ； ； ，壽命長(zhǎng)； 。 與帶傳動(dòng)相比優(yōu)點(diǎn)： ； ，傳動(dòng)能力較大； ； ，壓軸 力較??； 5可在溫度較高，濕度較大，有油污，腐蝕等惡劣條件下工作； 缺點(diǎn)： 、噪聲較大，不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)； 圖 12 傳動(dòng)方案 2 帶傳動(dòng)，如圖 12所示。 工作裝置技術(shù)數(shù)據(jù) （ 1）打夯機(jī)能量： J= 70 斤 電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)部分裝在底座上，夯架后端與傳動(dòng)軸鉸接，在偏心塊離心力作用下，夯架可繞此軸上下擺動(dòng)。 利用旋轉(zhuǎn)慣性力的原理制成，由夯頭、夯架、偏心塊、皮帶輪和電動(dòng)機(jī)等組成。主要用于路面工程、地面作業(yè)等領(lǐng)域 機(jī)器工作條件 （ 1）載荷性質(zhì) 沖擊載荷； （ 2）工作環(huán)境 適用于夯實(shí)灰土和素土的地基，地坪及場(chǎng)地平整； （ 3）運(yùn)動(dòng)要求 輸送帶運(yùn)動(dòng)速度誤差不超過 5%； （ 4）使用壽命 8年，每年 350 天，每天 16 小時(shí)； （ 5）動(dòng)力來(lái)源 電力拖動(dòng)，三相交流，電壓 380/220V； （ 6）檢修周期 半年一 次 檢修，三年一 次 大修； （ 7）生產(chǎn)條件 小型機(jī)械廠，大批量生產(chǎn)。 我們的打夯機(jī) 5 第一章 打夯機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 初選三種方案并進(jìn)行比對(duì) 圖 11 傳動(dòng)方案 1 鏈傳動(dòng)，如圖 11所示。 圖 13 傳動(dòng)方案 3 齒輪傳動(dòng)，如圖 13 所示。 方案機(jī)械簡(jiǎn)圖 由以上方案得到機(jī)械簡(jiǎn)圖如圖 14 所示： 我們的打夯機(jī) 7 圖 14 圖中各構(gòu)件名稱如下： 電動(dòng)機(jī)； 出軸帶輪 1； V 帶 ； 軸； 減速大帶輪 2； 軸 ； 輸出大帶輪 4； 軸承座； 偏心塊； 夯頭底板； 1連接螺栓； 1支承架；1張緊螺釘； 1電機(jī)支架； 1底板 我們的打夯機(jī) 8 第二章 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)及規(guī)格 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率 確定偏心塊質(zhì)量 設(shè)計(jì)要求為打夯機(jī)能量 J=140 斤 米，所以打擊力 F=700N 。 為使軸 7 徑向與軸向空間布置合理，先選取偏心塊厚度為 20mm，其他尺寸如圖21所示： 圖 21 我們的打夯機(jī) 9 圖中直徑 400mm為大帶輪 6 的直徑。由圖 21中尺寸計(jì)算偏心塊質(zhì)量為： 229 [ ( 30 10 ) 2 2]360 1000m V k g??? ? ? ? ?? ? ? 離心力為： 2 13 .0 6 0. 19 09 12 .5 7? m R N?? ? ? ? ?離 確定電機(jī)所需功率 為控制機(jī)體長(zhǎng)度，現(xiàn)選取軸 4到軸 7 距離為 L=600mm。 我們的打夯機(jī) 11 第三章 傳動(dòng)裝置的運(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 Mn 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 2n ,可得 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比1440 12120Mni n? ? ?總 。 ②驗(yàn)算帶速 V如下： 1 9 0 1 4 4 0 6 . 7 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dMdnV m s? ? ??? ? ??? 因?yàn)? 5m/sV30m/s ，故帶速符合要求。 驗(yàn)算一級(jí)帶傳動(dòng)小帶輪的包角 第一級(jí)帶傳動(dòng)小帶輪的包角為： 1215 7 .31 8 0 ( )5 7 .31 8 0 ( 2 8 0 9 0 )5001 5 .8 9 0ooddoooodda? ? ? ? ?? ? ? ??? 計(jì)算第一級(jí)帶傳動(dòng)的根數(shù) Z ①計(jì)算單根 V帶的額定功率 rP 根據(jù)1 90d mmd ?， 1 1440 / minrn ? 查表可得 0 ? ； 根據(jù) 14 40 / minM rn ? ，1 3i? ，且選用 A 型普通帶，查表可得 0 ?? ；查表可得 ? ? ， ? 。 第一級(jí)帶傳動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如附圖：零件編號(hào)為 1001 和 1002。 ③ 計(jì)算第二級(jí)帶傳動(dòng)實(shí)際中心距 a? 為： 00 22 2 4 0 2 2 1 87002711ddLLmmaa???? ??????? 中心距的變化范圍為： m inm a x 711 2240 711 2240 dda L mma a L mma ???? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? 所以中心距的變化范圍為 67 7. 4 77 8. 2mm。 計(jì)算單級(jí) V 帶的張緊力的最小值 查表得 A型普通 V帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 /l kg m? ， 所以第二級(jí)帶傳動(dòng)單級(jí) V帶的張緊力的最小值為： 20 m in2( 2 .5 )500( 2 .5 0 .9 3 ) 3 .1 05 0 0 0 .1 2 .50 .9 3 5 2 .5210() IKP qVK Z VNF ?????????? ??????? ? ? ???? 計(jì)算壓軸力 第二級(jí)帶傳動(dòng)的壓 軸力最小值為： 我們的打夯機(jī) 20 2m in 0 m in( ) 2 ( ) si n 2 5 210 si n2poF Z FN?????? ? ? ?? 第二級(jí)帶傳動(dòng)帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如附圖，零件編號(hào)為 2021 和 2021。 第二級(jí)帶傳動(dòng)的帶速已經(jīng)由 中計(jì)算出，為 /V m s?? 。 /m。 初取軸 6 的直徑為 60IID mm? 。 查詢 GBT25601991，選取一對(duì) HZ050 的滑動(dòng)軸承，其寬度 B=75mm；大帶輪輪轂長(zhǎng)度 L=80mm，故初選軸 6 長(zhǎng)度 280IIL mm? ，其他尺寸如圖 51 所示 。 圖 53 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》，由于軸 6 只承受單向轉(zhuǎn)矩，為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，故折合系數(shù)應(yīng)取 ?? ， 則軸 6 所受的當(dāng)量彎矩為： 我們的打夯機(jī) 26 22m a x m a x m()1 5 1 .9 ( 0 .6 2 4 4 .3 0 )2 1 1 .0 9II a xM M TNm?? ??? ? ??? 軸 6所受的外加轉(zhuǎn)矩圖如圖 54所示。 軸 4 的設(shè)計(jì) 初步確定 軸 4 的尺寸 軸 4同樣選用 45 鋼調(diào)制，所以各許用值與軸 6基本相同。查詢 GBT25601991，選取一對(duì) HZ045 的滑動(dòng)軸承，其寬度 B=70mm；第一級(jí)帶傳動(dòng)大帶輪輪轂長(zhǎng)度 L=65mm，第二級(jí)帶傳動(dòng)小帶輪輪轂長(zhǎng)度 L=故初選軸 4 長(zhǎng)度 330IL mm? ，其他尺寸如圖 56 所示 。 圖 59 軸 4所受的當(dāng)量彎矩如圖 510 所示。 由于該軸通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連，故該軸上的外加轉(zhuǎn)矩為： 03 22. 54 1 22. 54dT T N m?? ? ? ? ? 由扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件可得： 我們的打夯機(jī) 32 003003 30 616 []16 16 [ ] ( 40 10 )IpTTWDTD mm???? ? ?? ? ??? ? ? ??? 由扭轉(zhuǎn)剛度條件可得： 00400 440 2 2 932180 180 []32 180 32 180 [ ] 80 10 oopo oITTGI GDTD mmG??? ? ?? ? ?? ? ? ? ?? ??? ? ? ?? ? ? 綜合上述計(jì)算可得出： 0 mm? 。因?yàn)轭A(yù)計(jì)其強(qiáng)度符合要求，且成本低廉。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。 l 為鍵的工作長(zhǎng)度， l=Lb。查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》，選擇 / 109 6 9 63G B T ??鍵 14， 選擇正常連接方式，鍵長(zhǎng) 63L mm? ，可得鍵 2及其鍵槽的尺寸如表 62 所示。 表 63 軸 鍵 鍵槽 公稱直徑d 公稱尺寸 bh? 寬度 b 深度 半徑 r 公稱尺寸b 極限偏差 軸 t 轂 1t 軸 9N 轂 9JS 公稱尺寸 極限偏差 公稱尺寸 極限偏差 最小 最大 50 149? 14 0 ? + 0 + 0 鍵的校核 鍵 3 的強(qiáng)度校核為： 3m3m a x32 1 02 1 00 .5 ( )2 6 4 .9 2 1 00 .5 9 ( 8 0 1 4 ) 5 08 .7 4 [ ]I a xPIIIPTk lDTh L b DMP a??????????? ? ? ??? 所以鍵 3符合要求。 我們的打夯機(jī) 38 第七章 緊固螺栓的選擇與強(qiáng)度 校核 軸 6 上軸承座與夯頭連接螺栓的選擇與校核 螺栓的選擇 本設(shè)計(jì)中的螺栓全部采用價(jià)格較低的 GB/T57822021 六角頭螺栓 A級(jí)。而當(dāng)夯頭下降時(shí)，螺栓上的應(yīng)力由 F離 夯頭的重力造成，此時(shí)應(yīng)力比上升時(shí)的應(yīng)力大，所以選擇此種情況下對(duì)螺栓進(jìn)行校核。故在校核其強(qiáng)度時(shí)，只需檢驗(yàn)離心力對(duì)螺 栓 的剪切。 載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩為： 49 5 5 0 9 5 5 0 2 6 . 51440dMPT N mn? ? ? ? ? 查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》，得工作情況系數(shù) ? 。因?yàn)楹活^架受 .3 沖擊力，查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》，選用焊接性能良好且塑性高于鑄鐵的牌號(hào)為 ZG230450 的鑄造碳鋼。選用矩形的原因是矩形截面制造方便，且便于焊接與其他零件的安裝。所以此處計(jì)算為： 我們的打夯機(jī) 43 11 6[]3317 [ ] 2 23 10 2FHBFH mmB???????? ? ? ?? ? ?離離 取 1 50H mm? 。 底座設(shè)計(jì) 查詢《課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）》，底座上的各數(shù)據(jù)如表 91所示。 盡管這次作業(yè)的時(shí)間是漫長(zhǎng)的 ,過程是曲折的 ,但 收獲 是頗豐 的 。 在設(shè)計(jì)的過程中 還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè) 人無(wú)法解決的問題， 在這些過程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。 在本次的課程設(shè)計(jì)過程中，我們得到了很多本班同學(xué)的大力支持，同時(shí)也得到了一些兄弟班 級(jí)同學(xué)的關(guān)心和幫助，還有姚貴英老師對(duì)本次課程設(shè)計(jì)前后耐心的指導(dǎo)和細(xì)致的輔導(dǎo)，在此一并表示最衷心的感謝