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滾筒式營養(yǎng)缽體機研究設計畢業(yè)論文-文庫吧資料

2025-07-04 01:06本頁面
  

【正文】 —主動鏈輪齒數(shù)系數(shù),查表得;=; —多排鏈系數(shù) ,雙排鏈時,三排鏈時; —傳遞的功率,;由式子得: (3)確定鏈條型號和節(jié)距p鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速查圖ISO A系列滾子鏈功率曲線圖選取,查圖58知選用鏈條ISO鏈號為:12A,鏈條節(jié)距p=。傳動鏈又可以分為滾子鏈和齒形鏈等類型。(4)考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性,軸肩處倒上圓角,其他尺寸為R1—R2;軸的左、右端倒角,取c=2 mm。12) 安裝鏈輪的軸段XII軸徑由鏈輪的輪轂直徑?jīng)Q定,軸段長度只需比輪轂長度小2—3mm,以便于鏈輪軸向定位可靠,取。10)安裝有齒輪的軸段X其軸徑由齒輪的輪轂直徑?jīng)Q定,;軸段長度應比齒輪輪轂的長度小23mm,這樣便于齒輪軸向定位可靠。8) 安裝有小齒輪的軸段VIII此處軸徑由齒輪的輪轂直徑?jīng)Q定,,由于齒輪要軸向定位,為了軸向定位可靠,其安裝軸段長度應比齒輪輪轂長度小23mm,故。6) 裝有長套筒的軸段VI此段軸徑只需比軸段V的直徑小2mm,,長度由套筒的長度決 。4) 裝有軸承端蓋的軸段IV由于此軸段對鏈輪也起軸向定位作用,同時根據(jù)端蓋中油封的內(nèi)徑所以此處選取,由于端蓋上安裝螺栓,所以考慮到螺栓不會與鏈輪接觸,故此軸段長度。2)裝有短軸套的軸端II軸套是用來對齒輪和小鏈輪進行軸向定位的,所以對于其安裝軸段的軸徑,長度。圖419 主軸結(jié)構(gòu)(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度如圖419所示,分別從圖示中的IX軸段,進行設計計算。整個傳動軸近似中心對稱,不同的是在軸的右端裝有兩個鏈輪而左端是一個鏈輪和一個齒輪。查表,按45鋼,取;根據(jù)公式有:由于安裝鏈輪和帶輪處有三個鍵槽,軸徑應增加10%;經(jīng)計算,最后確定最小軸徑d=30mm。 傳動軸I的設計計算 選擇軸的材料該軸無特殊要求,因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼,查表知 。圖418 滾子與凸輪的連接 凸輪和滾子的材料凸輪與從動件接觸部分有嚴重磨損,因此必須合理地選擇凸輪和滾子的材料,并進行適當?shù)臒崽幚恚節(jié)L子和凸輪的工作表面具有較高的硬度和耐磨性,而心部有較好的韌性以承受沖擊。經(jīng)設計計算得凸輪與滾子的連接結(jié)構(gòu)見圖418。本課題中的凸輪結(jié)構(gòu)就是用螺釘安裝的。為此,在結(jié)構(gòu)設計上要求凸輪能相對于傳動軸沿圓周方向進行轉(zhuǎn)動,并可靠地加以固定。在確定凸輪與傳動軸的聯(lián)接方式時,應綜合考慮凸輪的裝拆、調(diào)整和固定等問題。圖417 凸輪的的曲線輪廓 凸輪的結(jié)構(gòu)設計(1)凸輪在軸上的固定方式因凸輪的工作輪廓已經(jīng)確定,所以凸輪的結(jié)構(gòu)設計主要是確定曲線輪廓的軸向厚度和凸輪與傳動軸的連接方式。(4)求理論廓線和工作曲線推程階段 2)遠休止階段 3)回程階段 4)近休止階段 取計算間隔為將以上各相應值帶入公式計算理論輪廓線上各點的位移量,計算結(jié)果見表42?;鶊A半徑過小,壓力角會超過許用值而使機構(gòu)效率太低甚至發(fā)生自鎖。 圖415 反轉(zhuǎn)法原理 圖416 滾子直動從動件盤型凸輪圖 (3)確定凸輪機構(gòu)的基本尺寸在設計凸輪機構(gòu)時,凸輪的基圓半徑取得越小,所設計的機構(gòu)越緊湊。當e=0時,即得對心直動從動件凸輪機構(gòu)。它便是滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)凸輪的實際輪廓曲線,或稱為工作輪廓曲線,而h稱為此凸輪的理論輪廓曲線。39。再以h上各點為中心畫一系列滾子,最后作這些滾子的內(nèi)包絡線h39。(2)設計原理:利用反轉(zhuǎn)法。常用的幾種運動規(guī)律的 、 沖擊特性及適用場合見表41所示。作用在高副接觸處的應力愈大,機構(gòu)的強度和耐磨性要求也就愈高。因此,當從動件質(zhì)量較大時,為了減小動量,應選擇vmax值較小的運動規(guī)律。1) 愈大,則動量 愈大。即使用是滾子直動從動件盤形凸輪機構(gòu)。曲面從動件:這是尖端從動件的改進形式,較尖端從動件不易磨損。若不考慮摩擦,凸輪對從動件的作用力始終垂直于端平面,傳動效率高,且接觸面間容易形成油膜,利于潤滑,故常用于高速凸輪機構(gòu)。滾子從動件:從動件的一端裝有可自由轉(zhuǎn)動的滾子,滾子與凸輪之間為滾動摩擦,磨損小,可以承受較大的載荷,因此,應用最普遍。凸輪機構(gòu)按從動件的運動形式分類:尖端從動件:這種從動件結(jié)構(gòu)最簡單,尖頂能與任意復雜的凸輪輪廓保持接觸,以實現(xiàn)從動件的任意運動規(guī)律。圖示為典型的盤狀凸輪及移動凸輪。(3)圓環(huán)套杯17右端的結(jié)構(gòu)IV不僅是為了安裝密封圈,而且也可以為右端軸承起到軸向定位,如果不用圓環(huán),則會使右端軸承的靜止的外圈和轉(zhuǎn)動的內(nèi)圈都與靜止的套杯接觸,如圖414(a),這種情況在機械設計中是不允許的,所以這里單獨設計了圓環(huán)16就解決了這一問題,如圖414(b)所示。而滑套的軸向定位是通過右端套杯17的凸緣和左端齒輪6的輪轂進行定位的。而套杯周邊留有帶有螺釘孔的凸緣是為了便于用螺釘安裝凸輪,否則通過在套杯上設置鍵來安裝凸輪不僅會導致鍵槽削弱套杯的整體強度,而且在該方案中鍵連接定位不如螺釘連接牢靠,套杯結(jié)構(gòu)如圖413所示。套杯的I 段和III段是用來安裝深溝球軸承的,所以為了便于軸承的安裝,故在I段和III段之間加工了一段比軸承外徑稍大的工藝孔。 主要零件結(jié)構(gòu)的設計(1)套杯 套杯17的結(jié)構(gòu)工藝性在該制缽機中非常重要,套杯工藝性好,則會便于凸輪,端蓋等零件的安裝及定位。夾角過小,則刮土效果不明顯,若夾角過大則使混料箱中的料與刮土板的水平方向接觸面積過大從而增加了刮土板所受的壓力。當制缽模具裝完料繼續(xù)轉(zhuǎn)動到右刮土板時,刮土板會將模具中多余的土刮去,使多余的料留在混料箱內(nèi),見圖410。這里在方舟上設有圓柱形段I、II,這是因為小凸輪在旋轉(zhuǎn)的過程中會推該軸段,所以為了使小凸輪在推該軸的過程中接觸良好,所以在I、II處采用圓周形軸段,方軸結(jié)構(gòu)見49圖。該方案的優(yōu)點是孔對軸的強度削弱較小,且孔易于加工便,且與活塞桿,安裝方,連接牢靠,缺點是該軸的加工工藝性較差。 圖48 方案一方案二,采用方軸,如圖。采用該方案,活塞桿與該圓周的連接是通過螺紋直接與圓軸的孔內(nèi)螺紋連接。圖47 導向筒結(jié)構(gòu)圖 方軸的設計方軸是通過滾子子與凸輪連接,方軸的主要作用是連接5個活塞桿,使5個活塞桿同時擠壓缽,這種結(jié)構(gòu)的設計就可以實現(xiàn)只用兩個凸輪推動5個活塞桿,這樣就大大簡化了結(jié)構(gòu)。同時,導向筒的長度不能太短,如果太短,會很容易產(chǎn)生自鎖,致使活塞桿被卡住,而不能正常工作。 圖46 活塞桿結(jié)構(gòu)圖 導向筒的設計由于活塞桿一端在制缽模具相連,另一端是與方軸相連,所以為了防止活塞桿在工作的過程中不被卡死,以及讓活塞桿的轉(zhuǎn)動始終與滾筒同步,所以在制缽模具的下端安裝導向筒。為了得到預定的營養(yǎng)缽尺寸,所以要求對左段的長度為當安裝活塞后端面與活塞端面平齊。 圖45 活塞結(jié)構(gòu)圖(2)活塞桿該機中的活塞桿螺紋左段與活塞連接,而右段與方軸連接。 活塞及活塞桿的設計(1)活塞的設計在設計活塞的過程中從以下兩大方面考慮:其一, 缽在壓實和投出的過程中,活塞是與其料直接接觸的,活塞外壁與制缽模具內(nèi)壁有配合,整個活塞在制缽模具中運動,所以為了減少活塞在模具內(nèi)運動的過程中活塞頂部容積中的料進入模具內(nèi)壁和活塞外壁間將活塞卡死的幾率,所以并沒有將整個活塞外壁與模具內(nèi)壁配合,只取了配合段L;其二,為了安裝的方便,所以將活塞開有內(nèi)螺紋與活塞桿連接,同時考慮防止螺紋連接的松脫,故在活塞壁上開有螺紋孔以便安裝緊定螺釘。經(jīng)設計計算得制缽模具主要參數(shù)為:模具內(nèi)徑: 。試驗表明: 如果采用微噴式滴灌方式澆水, 運輸過程中將缽體表面含水率降到15 % 左右, 則采用此壓縮比制的缽體在輸送育苗過程中的破碎率小于3 % (棉花約為3 % , 玉米為2 % 以下)。一般用草炭或膨化秸稈作配料時壓縮比為(2. 0~ 2. 3) ∶1。要達到合適的強度, 制缽過程中必須采用合適的材料壓縮比。強度不夠, 在育苗中容易出現(xiàn)變形、坍塌, 運輸、移栽時易破碎。(2)缽的強度和壓縮比營養(yǎng)缽的運輸、育苗、移栽都要求營養(yǎng)缽具有一定的強度。因此, 改變缽體規(guī)格是實現(xiàn)機械化育苗移栽首先要解決的問題。(1)缽體形狀和規(guī)格營養(yǎng)缽體積不能過大, 否則重量增加, 運輸及移栽都不適合, 育苗設施也較大。如圖43所示,該制缽機中的營養(yǎng)缽的壓實、投出是在活塞桿的一次擠壓中完成,故結(jié)構(gòu)簡單,緊湊,而且便于安裝。 制缽機主要結(jié)構(gòu)設計圖42 總裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、投出結(jié)構(gòu)設計制缽機中的營養(yǎng)缽的壓實、投出機構(gòu)的是否合理及是否簡易直接影響到整臺機器的經(jīng)濟性以及適用性。結(jié)構(gòu)形式如圖41所示。 機器機架類型的選擇綜合考慮上述情況,分析如下:該機械屬于農(nóng)業(yè)機械,參考一般農(nóng)業(yè)機械的設計,這里選擇機架類型為焊接機架。(5)大批量生產(chǎn)的中小型機架。(4)由于技術(shù)上的限制,鑄件壁厚不能相差過大。(2)鑄鐵機架的強度與剛度較低,但內(nèi)摩擦大,阻尼作用大,故抗振性能好。(5)單件小批生產(chǎn)的大、中型機架;特大型機架,如大型水壓機橫梁,底座及立柱,大的軋鋼機機架和顎式破碎機機架等,可采用小拼大的電渣焊。(3)生產(chǎn)周期短、能使適應市場競爭的需要。(2)強度高、剛度大,鋼的疲勞強度為鑄造的3倍。 焊接機架的特點(1)重量較輕。(7)有導軌的機架要求導軌面受力合理、耐磨性良好。(5)結(jié)構(gòu)設計合理,工藝性良好,便于鑄造、焊接和機械加工。(3)噪聲小。(2)抗振性好。機架的設計主要應保證其剛度、強度及穩(wěn)定性。 傳動裝置的運動參數(shù)計算(1)各軸的轉(zhuǎn)速:按照設計要求,連接鏈輪的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)速均為72r/min,即軸I,軸II,軸III的轉(zhuǎn)速分別為72r/min、36r/min、。設為鏈輪傳動的效率,為滾動軸承的效率,為滑動軸承的效率,為齒輪傳動的效率,查表得=,=,=,=:電動機所需要的功率為:=/ =查閱所選用齒輪減速電機的產(chǎn)品手冊(嘉田傳動機械有限責任公司),考慮到該齒輪減速電機的安裝要求,并滿足功率需要,選擇的G全封閉齒輪減速電機的型號為:。因此 (2)混料箱中絞輪消耗功率由于絞輪的轉(zhuǎn)速不高,估計推動1立方米的土料需要1噸的力。該設備消耗的功率主要有:(1)壓緊和沖出時所作的功壓緊工作時平均所受的壓力去100kg(按經(jīng)驗選取),沖頭總行程為100mm,沖頭上下總位移為200mm,每小時往復10800次,所消耗功率按下式計算 式中 F沖頭在行程中所受的平均壓力,單位 N; S沖頭每次行程的位移量,單位 m。根據(jù)所選用減速機的產(chǎn)品手冊(嘉田傳動機械有限責任公司),選用G全封閉齒輪減速電機,常配用的直聯(lián)電動機為Y系列三相異步電動機??筛郊与姶胖苿悠?。硬齒面斜齒傳動,低噪聲、高效率。參考一般農(nóng)業(yè)機械減速機的選擇,選用G全封閉齒輪減速電機。 圖31 傳動方案 由帶有減速機的電動機,通過鏈傳動I,與主軸I相連,將動力由電機傳到軸I,然后通過鏈傳動II將動力傳到軸II,使混料機構(gòu)工作,同時又有齒輪傳動就動力傳到滾筒,使?jié)L筒旋轉(zhuǎn);軸I上的動力又經(jīng)過鏈傳動III將動力傳動到運輸機構(gòu)。(6) 開式齒輪傳動,由于潤滑條件和工作環(huán)境惡劣,磨損快,壽命短,故應將其布置在低速級。因此,它通常用于中小功率、間斷工作或要求自鎖的場合。(4) 錐齒輪傳動,當其尺寸太大時,加工困難,因此應將其布置在高速級,并限制其傳動比,以控制其結(jié)構(gòu)尺寸。但由于它是靠摩擦力來工作的,在傳遞同樣功率的條件下,當帶速較低時,傳動結(jié)構(gòu)尺寸較大。由于斜齒圓柱齒輪傳動的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動好,故在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合,常采用斜齒圓柱齒輪傳動。(1)鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象,因而能保持準確的平均傳動比,傳動效率高;又因為鏈條不需要像帶那樣張得很緊,所以作用于軸上的徑向壓力較??;鏈條采用采用金屬材料制造,在同樣的使用條件下,鏈傳動的整體尺寸較小,結(jié)構(gòu)較為緊湊;同時,鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。任何一個方案,要滿足上訴所有要求是十分困難的,要統(tǒng)籌兼顧、滿足最主要和最基本的要求。(2)各傳動機構(gòu)的速度控制為了實現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率,考慮到傳動的精確性以及結(jié)構(gòu)的緊湊性,選用齒輪作為執(zhí)行機構(gòu)的傳動裝置,因為齒輪傳動還具有傳動平穩(wěn),壽命長的優(yōu)點。特別是小凸輪和推桿之間的關(guān)系,只要當推桿運動到開始出缽的位置時小凸輪才能頂推桿,既不能提前,也不能滯后。(6)制成的缽體既可采用工廠化方式大批量育苗, 也可由農(nóng)戶按傳統(tǒng)方式在地頭覆膜育苗, 具有較強的適應性。(4)滾筒一排布置了5個制缽模具,而滾筒上均布6排制缽模具,當滾筒轉(zhuǎn)一圈就會出30個營養(yǎng)缽,所以生產(chǎn)量可以達到10800個/時,生產(chǎn)效率高, 適宜機械化生產(chǎn), 能夠達到較高的生產(chǎn)率, 可滿足帶籽孔的棉花、玉米、瓜果、花卉的農(nóng)作物育苗用營養(yǎng)缽的需要。(2)考慮到缽的投出方便,本課題中特意設置了一個小凸輪結(jié)構(gòu),推桿的轉(zhuǎn)速為6r/min,而小凸輪的轉(zhuǎn)速為36r/min,當壓桿在推出的過程中,當壓桿轉(zhuǎn)動到某個角度時,小凸輪會推壓桿,直到出缽
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