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工件輸送機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)

2024-08-31 13:35本頁面
  

【正文】 在垂直于彈簧軸線平面內(nèi)受一轉(zhuǎn)矩 T作用的螺旋彈簧,在其彈簧絲的任一截面上將作用著:彎矩 cosMT?? 和。 在自由狀態(tài)下,扭轉(zhuǎn)彈簧的各彈簧圈間應(yīng)留有少量間隙( ? ? )。 推爪和扭簧的設(shè)計(jì) 在滑架上端的輥?zhàn)由系墓ぜ枰粋€(gè)向前的推動(dòng)力,在滑架的兩 側(cè)設(shè)計(jì)兩個(gè)推爪來推動(dòng)工件的向前滑動(dòng)。 8 輸送機(jī)附件的設(shè)計(jì) 由于該工件傳送機(jī)需要實(shí)現(xiàn)來回往復(fù)運(yùn)動(dòng) , 因此在設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用滑架在機(jī)架中的滑動(dòng),用連桿來聯(lián)接滑架,提供往返滑動(dòng)的軌跡和動(dòng)力,滑架放置在機(jī)架上的滑槽內(nèi)。還應(yīng)有良好的耐磨性 , 以保證機(jī)器有足夠的使用壽命,高速機(jī)器的機(jī)架零件還應(yīng)滿足振動(dòng)穩(wěn)定性的要求。 lim m in[] F N XF YYF S?? ? 式 (79) 式中 limF? 為失效概率為 1%時(shí) , 試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限 , 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 lim 1 600F MPa? ? lim 2 450F MPa? ? 8) minFS 彎曲疲勞強(qiáng)度的最小安全系數(shù) , 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 min ? 9) NY 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) , 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 1 ? 2 ? 10) XY 尺寸系數(shù) , 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ? 故許用彎曲應(yīng)力 l i m 1 1m i n 6 0 0 0 . 9 5 11 1 . 2 5[ ] 4 5 6F N XF YYF S M P a?? ??? ? ? 式 (80) l i m 2 2m i n 4 5 0 0 . 9 7 12 1 . 2 5[ ] 3 4 9F N XFYYF S M P a?? ??? ? ? 式 (81) 12212 2 3. 65 60400033 [ ] 0. 3 111 349 2. 19 1. 8 0. 68 2. 05dFKT Fa Sazm Y Y Y ??? ????? ? ? ? ? ? 式 (82) 為了補(bǔ)償磨粒磨損 , 模數(shù)應(yīng)增大 10% 即 m = = 確定傳動(dòng)主要尺寸 2 .2 5 1 1 1 2 4 9 .7 5d m z? ? ? ?取 250mm 0. 3 25 0 75dbd?? ? ? ? 7 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)器的全部重量將通過機(jī)架傳至基礎(chǔ)上 , 機(jī)架零件還負(fù)有承受機(jī)器工作時(shí)的作用力和使機(jī)器穩(wěn)定在基礎(chǔ)上的作用。模數(shù)應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 。 開式齒輪計(jì)算公式 1212 []dFKT Fa Sazm Y Y Y???? 式 (78) 在選取相關(guān)系數(shù)時(shí)應(yīng)該注意 : 同一對(duì)齒輪傳動(dòng) , 大小齒輪的齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)和許用彎曲應(yīng)力是不相同的 。計(jì)算和選取如表 9 6 開式齒輪的設(shè)計(jì) 開式齒輪傳動(dòng)的主要破壞形式是磨損 , 但目前還沒有成熟的計(jì)算方法 , 所以通常在記入磨損的影響后 , 借用閉式齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行條件性計(jì)算。 m m N 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算 根據(jù)工作要求,動(dòng)力傳遞過程中有沖擊,所以選擇彈性聯(lián)軸器。 M 4 10 56 55 100 M 2 9 56 45 100 因此可以根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使用要求和工作條件來選擇鍵的類型,再根據(jù)軸的直徑從標(biāo)準(zhǔn)中選出鍵的截面尺寸,并參考轂長選出鍵的長度,然后用校合公式進(jìn)行校合 [11]。橡膠 。皮革 。 有公式 : 212cF F Fcc?? ??? ? 式 (76) 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 1012cF F Fcc??? ? 式 (77) F為螺栓總拉力 ; 112ccc? 為螺栓的相對(duì)剛度系數(shù) ; F? 為螺栓的預(yù)緊力 ; F 為工作載荷 ; F?? 為剩余預(yù)緊力 ; 相對(duì)剛度系數(shù)的大小與螺栓和被聯(lián)接件的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸 ,以及工作載荷作用位置、墊片等因素有關(guān) , 可通過計(jì)算或試驗(yàn)求出。 (見圖 19) 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值。 軸常用材料及 A 的關(guān)系見下表 6 表 6 軸常用材料表 Table 6 shaft material table 材料 Q235\20 35 45 40Cr、 35NiSn A 160~135 135~118 118~107 107~98 高速軸設(shè)計(jì):結(jié)合實(shí)際情況,選用 45鋼,則取 A的值為 118 2 . 83 31 960/ 1 1 8 1 6 . 9dd A P n m m? ? ? ? 式 (65) 考慮到鍵槽的影響,軸的直徑增加 5%,則此時(shí)軸徑應(yīng)為: 1 6 .9 1 .0 5 1 7 .7m m m m??,取 18mm, 按照要求取 d12=20, d13=25, d14=34, d15=30, d16=25; l11=32, l12=60, l13=17,l14=146, l15=10, l16=17。 實(shí)際分度圓直徑 d,因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí) , 齒數(shù)已重新確定 , 故分度圓直徑不會(huì)改變 ,即 11 2 .5 1 8 4 5d m z m m? ? ? ? d?=mz?= 111=277mm 中心距 12()2 161m z za mm??? 齒寬 b 1 45db d mm??? 1 55b mm? 2 45b mm? 計(jì)算所得的參數(shù)見下表 5 表 5 齒輪參數(shù)表 Table 5 Gear parameters table 名稱 代號(hào) 單位 小齒輪 大齒輪 中心距 A mm 161 傳動(dòng)比 I 模數(shù) mn mm 螺旋角 β 度 0 0 端面壓力角 α t 度 0 0 嚙合角 α ,t 度 20 20 齒數(shù) Z 個(gè) 18 111 分度圓直徑 D mm 45 277 齒頂圓直徑 d0 mm 50 282 齒根圓直徑 df mm 齒寬 B mm 55 45 計(jì)算說明: 1)齒輪強(qiáng)度計(jì)算公式中,載荷和幾何參數(shù)是用小齒輪 輸出轉(zhuǎn)矩 1T 和直徑 1d 來表示臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 的,不論強(qiáng)度計(jì)算是針對(duì)小齒輪還是大齒輪,公式中的轉(zhuǎn)矩,齒輪直徑或齒數(shù),都應(yīng)是小齒輪的數(shù)值; 2)根據(jù) 1/d bd? ? 求齒寬, b應(yīng)是一對(duì)齒輪的工作寬度,為易于補(bǔ)償齒輪軸向位置誤差,應(yīng)使小齒輪的寬度大于大齒輪寬度,因此大齒輪寬度取 45mm; 3)而小齒輪寬度取 1 (5 10)b b mm? ? ? , 齒寬數(shù)值應(yīng)圓整; 4)圓柱齒輪的傳動(dòng)系數(shù)。 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) ( 1) 圓柱齒輪傳動(dòng) a) 齒輪材料的選擇 因傳動(dòng)尺寸和批量較小 , 小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸 , 選用 45鋼,調(diào)質(zhì)處理 , 硬度229HB286HB, 平均取 240HB。為了使設(shè)計(jì)減速器時(shí)的原始條件比較準(zhǔn)確,通常應(yīng)先設(shè)計(jì)減速器外的傳動(dòng)零件,如鏈傳動(dòng),和連軸器等 [14]。 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)裝置包括各種類型的零件,其中決定其工作性能,結(jié)構(gòu)布置和尺寸大小的主要是傳動(dòng)零件。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 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 [11]。 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%。 0 96024/ m i n / m i n 4 0 / m i nmnni i in r r r???? ?? ? ? ? 式 (39) 各軸輸入功率 01 P K W K W?? ? ? ? ? ?, 01 1??? 式(40) 1 2 0 1 1 2 2 .8 0 .9 9 0 .9 8 0 .9 8 2 .6 8 9dP P P KW KW? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?, 12 2 3? ? ??? 式(41) 式中 1? , 2? , 3? 分別為連軸器 , 軸承 , 齒輪的傳動(dòng)效率 。 m); n? , n? 各軸的轉(zhuǎn)速 (r/min ); 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)。 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 )。所以 9 6 0 / m in4 0 / m in 24mn ra nri ? ? ? 式 (37) 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比 1i ,2i ,3i ? ni 的乘積,即 01ai i i?? 0i , 1i 分別為減速器各級(jí)傳動(dòng)比 。 表 3 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 Table 3 Motor parameters 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 YZR132M16 3 960r/min 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)比為 mna ni ? 其中 mn 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。 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)。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。 工作機(jī)所需工作功率 ,應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 求得 . 5 6 0 0 . 1 2 5 4 0 /1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 8aT N m r a d swP k W k W k W? ???? ? ? 式 (36) T— 工作機(jī)的阻力矩 ? — 工作機(jī)的角速度 傳動(dòng)效率 傳動(dòng)裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 積 , 1 2 3 n? ? ? ? ?? ? ? … 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 。 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 waPdP ?? 式中 : wP 工作機(jī)所需工作功率 , 指工作機(jī)主動(dòng)端運(yùn)輸帶所需功率 。 在設(shè)計(jì)過程中 , 由于工件傳輸機(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 ed dPP? 。 功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)在功率方面的選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)在工作性能和經(jīng)濟(jì)性能方面的體現(xiàn)。 根據(jù)所給條件中工作場地的要求 : 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。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,其中普通籠型異步電動(dòng)機(jī)在平時(shí)應(yīng)用最廣泛。機(jī)械設(shè)計(jì)中要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng),動(dòng)力參數(shù)等,選擇合適的電動(dòng)機(jī)類型、結(jié)構(gòu)形式、傳遞的功率和轉(zhuǎn)速 ,再根據(jù)這些 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。減速器是一種相對(duì)精密 的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩 [10]。 5 減速器的設(shè)計(jì) 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要,在某些場合也用來增速,稱為增速器。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 12 軸銷受力示意圖 the anxial force diagram 1) 臨界載荷的計(jì)算 該連桿為兩端鉸支細(xì)長壓 桿,根據(jù)材料力學(xué)中公式可知,它的臨界載荷為: 2 4 3 4 3 3 42 2 22 0 6 1 0 5 064 6 4 6 4 3 7 5 4428E d E dcr llP K N? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? 式 (32) 2) 校核 45 鋼的屈服應(yīng)力 350s MPa? ? , 所以,連桿壓縮屈服所需的軸向壓力為 2 25 0 3 5 044 6860SdSP K N?? ? ??? ? ? 式 (33) 由以上的分析可以得知 , 為了 保證壓桿在軸向壓力的作用下不被導(dǎo)致失穩(wěn) ,必須滿足下面的穩(wěn)定條件 : []crstP stnPP?? 式 (34) 式中 : stn 代表穩(wěn)定安全系數(shù) ; []stP 代表穩(wěn)定許用壓力 。 因此 , 從擠壓強(qiáng)度考慮 , 接頭的許用載荷是 [ ] [ ] = 40 30 30 0
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