【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的類型 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 電動(dòng)機(jī)是專門 工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該根據(jù)工作機(jī)的工作特性，工作環(huán)境和工作載荷條件，選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量和轉(zhuǎn)速，并在目錄中選出具體的尺寸和型號(hào)。 （ 5）圓錐齒輪傳動(dòng)只用于需要改變軸的布置方向的場合。 當(dāng)采用由幾種傳動(dòng)形式組成的多級傳動(dòng)時(shí)，要充分考慮各種傳動(dòng)形式的特點(diǎn) ,合理的分配其傳動(dòng) 順序。 ：如棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)等這些在送料裝置中做間歇傳動(dòng)之用。判斷機(jī)構(gòu)在什么條件下才具有確定的相對運(yùn)動(dòng)，對于分析已有機(jī)構(gòu)或設(shè)計(jì)新的機(jī)構(gòu)都是非常重要的。 方案的確定 機(jī)構(gòu)的方案確定 龍門式壓力機(jī)采用的是典型的對稱式傳動(dòng)，結(jié)構(gòu) 簡單、使用和維修方便、價(jià)格低廉、生產(chǎn)效率高。在老師的認(rèn)真指導(dǎo)下 ,著重設(shè)計(jì)了原有機(jī)器的不足之處 ,使之更加完善 ,對部分系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn) ,使之更適應(yīng)實(shí)際工作的要求。本次設(shè)計(jì)任務(wù)壓力機(jī)就是其中的一種，被廣泛的應(yīng)用與國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)部門的工業(yè)生產(chǎn)中，除了機(jī)械制造業(yè)本身外，動(dòng)力機(jī)械工業(yè)、軋鋼、飛機(jī)、船舶、電機(jī)、儀表、壓力容器、航空 航天工業(yè)等與人類生活密切相關(guān)的部門均需要壓力機(jī)為之服務(wù)。 不論是集中進(jìn)行大量生產(chǎn)還是迅速完成多品種、小批量生產(chǎn)，都只有使用機(jī)器才便于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。 設(shè)計(jì)中對一些主要零部件進(jìn)行了校核。隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的 不斷發(fā)展，需要更多、更好的各種壓力機(jī)來進(jìn)行 工作 。壓力機(jī)已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各部門的工業(yè)生產(chǎn)中。傳動(dòng)裝置選擇 V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)的現(xiàn)代化程度，都會(huì)通過機(jī)械工業(yè)的發(fā)展反映出來。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人力勞動(dòng)效率低下而且有些工作必須用高效率的機(jī)械設(shè)備來完成的。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)龍門 式壓力機(jī)具有機(jī)構(gòu)簡單 ,使用可靠 ,維修方面 ,造價(jià)低 ,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) ,生產(chǎn)率高等特點(diǎn)。 其它要求 一部機(jī)器除應(yīng)具有 其主要工作性能 外 ,還應(yīng)有一些其它的要求，如勞動(dòng)保護(hù)和環(huán)境保護(hù)的要求 ,對于不同的機(jī)器還有一些為該機(jī)器所特有的要求，以組成機(jī)器的機(jī)械零件的正確設(shè)計(jì)和制造為前提的 ,即零件設(shè)計(jì)的好壞將對機(jī)器的使用性能的優(yōu)劣起著決定性的作用。機(jī)構(gòu)是具有確定相對運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件組合，顯然任意拼湊的構(gòu)件組合不一定能產(chǎn)生預(yù)定的相對運(yùn)動(dòng)。 ：凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是只要做出適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞涂墒箯膭?dòng)桿得到任意預(yù)定的軌跡，并且這種機(jī)構(gòu)比較簡單緊湊，設(shè)計(jì)比較方便，但是，凸輪的輪廓不是很容易確定。 合理的傳動(dòng)方案首先要滿足工作機(jī)的性能要求 ,適應(yīng)工作條件 ,工作可靠 ,此外還應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡單 ,尺寸緊湊 ,加工方便 ,成本低廉 ,傳動(dòng)效率高和使用維修方便，要同時(shí)滿足這些要求是比較困難的 ,因此要通過分析比較多種傳遞方案 ,選擇出保證重點(diǎn)要求的最佳傳動(dòng)方案。 （ 4）開式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的工作環(huán)境一般較差，潤滑條件不好，因而磨損嚴(yán)重，壽命較短，應(yīng)布置在低速級。 考慮各方面，本次設(shè)計(jì)我選擇帶傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪進(jìn)行兩個(gè)減速級的傳動(dòng)。其中異步電動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)的一種 ,它是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種動(dòng)力機(jī)械 ， 無特殊要求時(shí)均采用三相異步電動(dòng)機(jī)，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，以及重量輕，成本低。 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 對曲柄滑塊進(jìn)行分析 ，如圖 31所示。功率選的太小，則不能保證電動(dòng)機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而損壞。 對于長期連續(xù)運(yùn)動(dòng)，載荷不變或者很少變化，并且在常溫下工作時(shí)的機(jī)器，它們所用的電動(dòng)機(jī)可按所需功率等于或略小于電動(dòng)機(jī)的額定功率，以功率 1500r/min 選擇后如下 [2]： 表 31 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 同步轉(zhuǎn)速 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)距 r/min kW r/min 額定轉(zhuǎn)距 額定轉(zhuǎn)距 Y100L2 — 4 1500 3 1420 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 4 章 確定傳動(dòng)比與參數(shù)計(jì)算 確定傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速確定。應(yīng)使兩級傳動(dòng)比在推薦值范圍內(nèi)。 中間軸的轉(zhuǎn)速 n 112 355 8 6 .5 9 r m in4 .1fni ?? ? ? ?。故選擇窄 V帶傳動(dòng)。 帶輪的材料 根據(jù)參考文獻(xiàn) [4]選用 帶輪的 材料主要采用鑄鐵，常用材料的牌號(hào)為 H7150 或者H7200，轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼，小功率時(shí)可采用鑄鋁或者塑料，此帶輪采用鑄鐵。 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù) 文獻(xiàn) [1]查 表 0 120A? 13min 01pdAn? （ 61） 3 3 .61 2 0 2 0 .7 0 m m355? ? ? 取 60. 根據(jù)軸的定位要求，初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列向心推力求軸承，根據(jù)軸的最小直徑 60，由參考文獻(xiàn) [5]查得 38212 型，其尺寸 60?50?95，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，齒輪的寬度為 83mm,，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略小于輪轂寬 30，齒輪的右端軸間定位，軸間高度為 h，取 h=5mm 則軸 環(huán)的直徑為 78，軸環(huán)寬度 b 取 10，根據(jù)軸承的直徑選擇軸承端蓋為凸緣式，螺釘直徑 6， 0 55 6 70D ? ? ? ? 0 85ZD D d? ? ? 1. 2 27 .5 35 m ma m d? ? ? ? 35 15 50 m mxl ? ? ? 齒輪和皮帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按 其 直徑 60 查文獻(xiàn) [3]得，選用平鍵 18 11bh? ? ? ，半徑 l=30。 圖 62 從動(dòng)軸 結(jié)構(gòu) 簡圖 工作軸的設(shè)計(jì) 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù) 文獻(xiàn) [1]表查 0 120A? 33m i n 21 . 6 1 21 2 0 4 5 . 3 5 m m , 5 0 m m2 9 . 5 6xxpddn? ? ? ?取 根據(jù)軸向定位要求，初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承受徑 向力和軸向力的作用，故選用向心力球軸承，根據(jù)軸的最小直徑，查參考文獻(xiàn) [5]得 38310 型，其尺寸50 40 95d D T? ? ? ? ? 齒輪和軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，按直徑 72 查得平鍵截面 16 10bh? ? ? ，半徑 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 73 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 63 工作軸 結(jié)構(gòu) 圖 軸的校核 畫出軸的工作圖 圖 64 軸的工作圖 簡化圖如下： 圖 65 工作圖的簡化圖 畫 XOZ平面內(nèi)的受力簡圖和彎矩 圖，并求解 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 66 軸在 xoz面 的受力簡圖 01 ??? aazA FFX 021 ???? BrrA ZFFZ 0,0)( 2211 ??????? ABBADrACr LZLFMLFMAM 1 2 1( ) 0 , 2 0A A B B D r B CM B Z L M M F r L F L? ? ? ? ? ?? 11 1 13 / 2 11 36 25 .3 5m mM d F a?? 2 2 23 / 2 103 438 .76 m mM d F a?? 解得 1126NAX ?? ?? ? 圖 67 彎矩 圖 畫出 XOY 平面內(nèi)的受力分析圖和彎矩 圖，并求解 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 68 軸在 XOY平面的受力分析圖 列方程組 12 0A t t BF F F Y? ? ? ? 12( ) 0 , 0t A C t A D B A BM A F L F L Y L? ? ? ?? 12( ) 0 , 0A A B t A B t B DB Y L F L F L? ? ? ?? 解得 BYY ??? 圖 69 彎矩 圖 畫出扭矩 圖 1 1 13 / 2 379 82. 2 N m mntM F d?? 圖 610 扭矩 圖 算出扭矩 圖并做圖 2 2 2 2()2 2 2 2() Nm m Nm mC H VD H VM M MM M M? ? ? ? ?? ? ? ? ? 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 圖 611 彎距圖 按彎矩 合成應(yīng)力 校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩 的剖面，即 D剖面 ()32 1 .9 2 m p a3 .1 4 4034c a Dca M? ??? 根據(jù)文獻(xiàn) [6]查得的碳文獻(xiàn) ，許用應(yīng)力為 ? ? 55 m pa 21 .9 2 m pa? ?? 故此軸安全。 此設(shè)計(jì)壓力機(jī)的齒輪傳動(dòng)采用 斜 齒圓柱齒輪傳動(dòng) 。 [13] 對曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析 由曲柄的已知條件，建立數(shù)學(xué)模型，對速度、位移、加速度依次求解的過程，也就是已知機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡圖及主動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)，其內(nèi)容是： 1. 求構(gòu)件的位置，包括求構(gòu)件上特定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 2. 求構(gòu)件的角速度及角加速度或構(gòu)件上特定點(diǎn)的速度及加速 度 3. 建立數(shù)學(xué)模型：如圖 圖 82 曲柄滑塊 機(jī)構(gòu) 模型圖 其中曲柄 1 ? 連桿長度 2 ? 曲柄角度 2 3 0 3 .1 460t n t tt?? ? ?? ? ? ? 滑塊運(yùn)動(dòng)速度： 03 902?? ?? 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 82 曲柄滑塊 機(jī)構(gòu) 分析 簡 圖 ① 位移分析 3121 2 3 jjja e a e a e ????? 1 1 2 2 3 3c o s c o s c o sa a a? ? ??? 1 1 2 2 3 3si n si n si na a a? ? ??? 其中已知 1 2 1 2, , ,aa?? ，求 3a 及 2? 有上邊式子 得 1 1 2 2c os c os 0aa???? 1112c o s c o sa aa???? 當(dāng)122???? ? ?時(shí) 122a r c c o s c o s 1aa? ? ????? ???? 當(dāng)1 322?????時(shí) 122a rc c o s c o saa?????????? 而 3 1 1 2 2s in s ina a a???? ② 速度分析已知 //1 2 3 1 2 3 1 3, , , , , , ,a a a ? ? ? ? ?，求 //32,a 由 3121 2 3 jjja e a e a e ????? 將以上方程兩端分別求導(dǎo)有： / / /1 1 1 2 2 2 3 3c os c os c osa a a? ? ? ? ??? //1 1 1 2 2 2 3 3si n si n c osa a a? ? ? ? ?? ? ? 由上式 得 // 1 1 1222s in s ina a????? ? ?//1 1 1 2 2 21 / /3 1 1 1 2 2 23c o s c o s c o s c o ss inaaa a a? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ③ 加速度分析 沈陽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 已知 / / / / / / // // // // //1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2, , , , , , , , , , , , , , , ,a a a a a a a a a? ? ? ? ? ? ? ? 求 // //23,a? /12 //1 2 2 2jj ja e a e j a e?? ???? 兩邊求導(dǎo)得： / / / // // //1 2 3 1 2 3 0a a a a??? ? ? ? ? ? 所以 ? ? 31 1 2 22/ / / / / / / / / 21 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3() jj j j ja e j a e a e j a e j a j a e ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? // / 2 // / 2 //1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3c o s sin ( ) c o s sin ( ) sina a a a a? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? // / 2 // / 2 //1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 3sin c os ( ) sin c os (