【導(dǎo)讀】計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案要點(diǎn)進(jìn)行了簡要說明。本文重點(diǎn)介紹了振動(dòng)篩砂機(jī)各部分設(shè)計(jì)和校。機(jī)構(gòu)中的各部件進(jìn)行了選型,設(shè)計(jì),校核。本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)是：節(jié)省投資，控制方便。

　　

【正文】 力 ? ? S??? ? 式中 S 為大于 1的安全系數(shù)取 于是 ? ? S??? ? = 350 MPa? 式中 ?? 為極限屈服系數(shù)。 選連桿 2 作校核由于所選 的是圓形桿件，所以直徑為 ? ?2 4Nd ???= 1072 4 269??= ㎜ 由于制造困難和穩(wěn)定性的考慮，于是取 2d 為初選的參數(shù) 桿件間的聯(lián)結(jié) 拉壓桿與其它構(gòu)件之間，或一般構(gòu)件與構(gòu)件之間，常采用耳片，銷軸，螺栓等相聯(lián)接。連結(jié)件的受力與變形均較復(fù)雜，在工程實(shí)際中，通常采用簡化分析的方法。其要點(diǎn)是：一方面對(duì)連接件的受力與應(yīng)力分布進(jìn)行簡化，從而計(jì)算出各部分的 名義應(yīng)力。以下計(jì)算軸和耳片的連接。 剪切強(qiáng)度計(jì)算 （含全套圖紙） 值得下載 考慮圖所示軸銷，其受力情況如圖所示，可以看出，作用在軸銷上的外力有以下特點(diǎn)：外力垂直作用與軸銷的軸線，且作用線之間的距離很?。ㄒ?yàn)檩S銷一般都是短而粗的）。有受力情況可以看出，軸銷主要受剪切力的作用。在工程力學(xué)計(jì)算中，通常均假設(shè)剪切面上的剪應(yīng)力均勻分布。剪切面上的剪應(yīng)力不得超過連接件的許用剪應(yīng)力 ??? ，即要求 ? ?QA ?? QP? 也即 ? ?44Pd ?? ? 其中許用剪切應(yīng)力 ??? 等于連接件的剪切極限應(yīng)力除以安全系數(shù) .見式（ ） 即 ??? =S? = 400 1004M Pa M Pa? 所以 ? ? ? ?2 250 10 0 196244d M P aP KN?? ? ??? ? ? 式（ ） 擠壓強(qiáng)度計(jì)算 在外力作用下 ,銷軸與孔直接接觸 ,接觸面上的應(yīng)力稱為擠壓應(yīng)力。當(dāng)擠壓應(yīng)力過大時(shí) ,在孔 ,銷接觸的局部區(qū)域內(nèi) ,將產(chǎn)生顯著的塑性變形 ,以至影響孔 ,銷間的正常配合。最大擠壓應(yīng)力 bs? 發(fā)生在該表面的中部。擠壓應(yīng)力為 bsF ,耳片的厚度為 t ,銷或孔的直徑為 d ,根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果得 : PFb=P 圖 51 軸銷受力示意圖 bbs Ftd? ? （含全套圖紙） 值得下載 式中 ： td —— 受壓圓柱面在相應(yīng)徑向平面上的投影 。 bs? —— 最大擠壓應(yīng)力 ,數(shù)值上等于徑向截面的平均壓應(yīng)力。 由上述分析可知 ,為防止擠壓破壞 ,最大擠壓應(yīng)力 bs? 不得超過連接件的許用壓應(yīng)力[ bs? ],即要求 bs? ? [ bs? ] [ bs? ]為連接件的擠壓極限應(yīng)力除以安全系數(shù) . 因此 ,從擠壓強(qiáng)度考慮 ,接頭的許用載荷為 ? ? ? ? 4 0 3 0 3 0 0 3 6 0bsP td K N?? ? ? ? ? 穩(wěn)定性的校核 當(dāng)作用在細(xì)長桿上的軸向力達(dá)到或超過一定限度時(shí)，桿件可能突然變彎，即產(chǎn)生失 穩(wěn)現(xiàn)象。因此，對(duì)于軸向受壓桿件，除了應(yīng)考慮其強(qiáng)度與剛度問題外，還應(yīng)考慮其穩(wěn)定問題。 1） 臨界載荷的計(jì)算 該連桿為兩端鉸支細(xì)長壓桿，有材料力學(xué)中公式可知，其臨界載荷為： 2 4 3 4226 4 6 4cr E d E dP ll? ? ?? ? ? 式（ ） = 3 3 422 0 6 1 0 5 06 4 3 7 5? ? ? ? ?? 4428KN 2） 校核 45 鋼的屈服應(yīng)力 350s MPa? ? ，因此，連桿壓縮屈服所需之軸向壓力為 24 sS dP ????25 0 3 5 0 68604 KN? ?? ? 由以上分析可知 ,為了保證壓桿在軸向壓力作用下不致失穩(wěn) ,必須滿足下述穩(wěn)定條件 :見式（ ） ? ?cr ststPPPn?? 式（ ） 式中 : stn 為穩(wěn)定安全系數(shù) 。? ?stP 為穩(wěn)定許用壓力 . 工況為一般中度沖擊條件 ,所以 stn 取 4, 442814 50 11 074 KNP N KN? ? ? 式（ ） 上述計(jì)算說明，細(xì)長桿的承壓能力是有穩(wěn)定性要求確定的。 （含全套圖紙） 值得下載 6 減速器的設(shè)計(jì) 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸輪傳動(dòng)或齒輪 蝸輪傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場合下也 用作增速的傳動(dòng)的傳動(dòng)裝置。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊 ,效率較高 ,傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等。 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理地選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速 ,確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分 ,工業(yè)上常采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī) 兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。如無特殊需要 ,一般優(yōu)先選用 Y 系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn) ,且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國際標(biāo)準(zhǔn) ,適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。 根據(jù)工作場地的要求 :每天二班制工作，載荷中有中度沖擊，工作環(huán)境清潔 ,室內(nèi)，三相交流電源。選擇電動(dòng)機(jī)為 Y系列 380V 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。 功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所要求的功率 ,就不能保證工作機(jī)正常工作 ,甚至使電動(dòng)機(jī)長期過載而過早損壞 ,如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率 ,則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高 ,功率未得到充分的利用 ,從而增加電能的消耗 ,造成浪費(fèi)。 在設(shè)計(jì)過程中 ,由于 振動(dòng)篩砂機(jī) 一般為長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) ,載荷不變或很少變化的機(jī)械 ,并且傳遞功率較小，故只需使電動(dòng)機(jī)的額定功率 edP 等于或梢大于電動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率 dP ,即 edP ? dP 。這樣電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)就不會(huì)過熱 ,一般不需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行熱平衡計(jì)算和校核啟動(dòng)力矩。 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率 見式（ ） 0P? WaP? kw 式（ ） 式中 WP 表示 工作機(jī)所需的功率 。 a? 表示由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間傳動(dòng)裝置的總機(jī)械效率。 （含全套圖紙） 值得下載 工作機(jī)所需工作功率 WP 一般根據(jù)工作機(jī)的生產(chǎn)阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)見式（ ） WP =1000FV?kw 式（ ） 式中， wF 表示 工作機(jī)的生產(chǎn)阻力， N。 wV 表示 工作機(jī)的線速度， ms 。 wT 表示 工作機(jī)的阻力矩， Nm ； an 表示 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速， minr ； a? 表示工 作機(jī)的效率。 總效率按 下式計(jì)算見 式 （ ） 1 2 3an? ??? ?? 式（ ） 式中 1? 23 n?? ? 分別為傳動(dòng)裝置中每一傳動(dòng)副（齒輪，渦桿，帶或鏈傳動(dòng)）中，每對(duì)軸承或每個(gè)聯(lián)軸器的效率，其值可參考表： 由已知條件，工作機(jī)構(gòu)的效率為 a? , 3200wFN? , N? 80min ， S? 160mm ， wV? NS 80 1616060 75 mmm ss? ? ?； 16320075 0 . 7 1 8 61 0 0 0 1 0 0 0 0 . 9 5wFVP k w k w??? ? ??. 12an? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?蝸桿 帶 軸承 聯(lián)軸器0 .4 0 0 .9 6 0 .9 0 0 .9 7? ? ? ?03688? . 0 Wapp kw?? kw??. 因此電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)大于其所需功率取 . 其中 :分別為每一傳動(dòng)副 ,每對(duì)軸承 ,每個(gè)連軸器的效率 .傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按下列選取 ,軸承及連軸器效率的概略值為 : 滾動(dòng)軸承 滑動(dòng)軸承 彈性連軸器 齒輪連軸器 萬向連軸器 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 容量相同的同類電動(dòng)機(jī) ,有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列供使用者選擇 ,如三相異步電動(dòng)機(jī)常用的有四種同步轉(zhuǎn)速 ,即 3000,1500,1000,750r/min(相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)定子繞組的極對(duì)數(shù)為（含全套圖紙） 值得下載 2,4,6,8)。同步轉(zhuǎn)速為由電流頻率與極對(duì)數(shù)而定的磁場轉(zhuǎn)速 ,電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)才可能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速 ,負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速都低于同步轉(zhuǎn)速。 為了合理的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置，根據(jù)工作機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速要求和各傳動(dòng)比范圍，可推算出 電動(dòng)機(jī)裝速的可選范圍，其中包括電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍，傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍，以及工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速。 選定電動(dòng)機(jī)類型 ,結(jié)構(gòu) ,對(duì)電動(dòng)機(jī)可選的轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較 ,選定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速并計(jì)算出所需容量后 ,即可在電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品目錄中查出所要的電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)見下表 61。 表 61 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 型號(hào) 額定功率kW 滿載時(shí) 起動(dòng)電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 電流 效率 功率因素 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 Y100L14 1420 minr 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 ,可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比見式（ ） ia =nnm 式（ ） 其中 n m 為選擇電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 ,n 為工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速。該設(shè)計(jì)中 n m 為1420 minr ,n 為 204 minr 。所以 ia =nnm ==7 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比 i1 ,i2 ,i3 … in 的乘積 ,見 式（ ） ia =i0 i1 式（ ） i0 , i1 分別為減速器各級(jí)傳動(dòng)比 . 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ,要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 (或功率 )。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ ,Ⅱ軸。 i0 , i1 表示 相鄰兩軸間的傳動(dòng)比 。 01? , 12? 表示 相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率 。 P? ,P? 表示 各軸的輸入功率 (KW)。 T? ,T? 表示 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 (N m)。 n? ,n? 表示 各軸的轉(zhuǎn)速 ( minr ). 則可按電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算 ,得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。 （含全套圖紙） 值得下載 各軸轉(zhuǎn)速 n? =0inm minr = minr = minr 式中 nm —— 選擇電動(dòng)機(jī)的 滿載轉(zhuǎn)速 , i0 —— 電動(dòng)機(jī)至 ? 軸的傳動(dòng)比 . 以及 n? =??in =??iinm0 minr = 1420 4? minr= minr . 各軸 輸入功率 P? =Pd 01? KW= = KW, 01? =1? P? = P? 12? = Pd 01? 12? KW= = KW, 12? = 2? 3? 式中 1? , 2? , 3? 分別為連軸器 ,軸承 ,齒輪的傳動(dòng)效率 . 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T? =Td i0 01? N m 式（ ） 其中 Td 為電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，按下列計(jì)算： Td =9550mdnP N m=9550 N m= N m T? =Td i0 01? N m= 1 N m = N m； T? = T? i1 12? N m = N m = N m； 同一根軸的輸出功率與輸入功率數(shù)值不同，需要精確計(jì)算時(shí)應(yīng)取不同的數(shù)值。 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 機(jī)體結(jié)構(gòu) 減速器機(jī)體是用以支持和固定軸系的零件 ,是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度 ,良好潤滑及密封的重要零件 ,其重量約占減速器總重量的 50%。因此 ,機(jī)體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能 ,加工工藝 ,材料消耗 ,重量及成本等有很大的影響。 機(jī)體材料用灰鐵 (HT150 或 HT200)制造 ,機(jī)體的結(jié)構(gòu)用剖分式機(jī)體。 鑄鐵減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸 見下表 62(單位㎜ ) （含全套圖紙） 值得下載 表 62減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸表 名稱 符號(hào) 減速器尺寸關(guān)系 機(jī)座壁厚 ? +1≥ 8 機(jī)蓋壁厚 1