【正文】 r regulation. The main research contents of this design is design the size of connecting rod structure and the main parameters of gear transmission and so on. To drive the various ponents of the selection, design and verification. Key words: conveyor； linkage mechanism； gear transmission 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論 ????????????????????????????????? 2 研究的目的及意義????????????????????????? 2 國(guó)內(nèi)外研究狀況?????????????????????? ???? 2 設(shè)計(jì)要求????????????????????????????? 3 方案比較????????????????????????????? 3 2 連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ???????????????????????????? 5 連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點(diǎn)??????????????????????? 5 平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)????????????????????????? 5 平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件???????????????????? 6 連桿設(shè)計(jì)內(nèi)容?????? ????????????????????? 6 搖桿的擺角初選??????????????????????? 6 鉸點(diǎn)位置和曲柄長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)?????????????????? 6 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)????????????????????? 6 校核最小傳動(dòng)角???????????????? ??????? 7 3 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析 ????????????????????????? 8 概述?????????????????????? ????????? 8 用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析??????? ?? 8 繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖?????????????????? ???? 8 作速度分析?????????????????????? ??? 8 作加速度分析???????????????????????? 9 用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析?????????? 10 對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析???????????????????? 11 確定各構(gòu)件的慣性力和慣性力偶矩???????? ?????? 11 機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)靜力分析?????????????????? ?? 12 4 桿件的設(shè)計(jì) ????????????????????????? ??? ?? 16 桿件的類型????????????????????????? ?? 16 鋼材和截面的選擇????????????????????? ??? 16 桿件間的聯(lián)結(jié)?????????????????????????? 16 剪切強(qiáng)度計(jì)算???????????????? ??????? 17 擠壓強(qiáng)度計(jì)算?? ??????????? ?????????? 17 穩(wěn)定性的校核??????????????????????? 17 5 減速器的設(shè)計(jì) ????????????????????????? ?? ?? 18 電動(dòng)機(jī)的選擇????????????????????????? ? 19 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式????????????????? 19 功率的計(jì)算???????????????? ???????? 19 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算?????????????????????? 19 傳動(dòng)效率?????????????????? ??????? 19 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速????????????????????? ? 20 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比????????????? ?? 20 總傳動(dòng)比????????????????????? ???? 20 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比????????????????? ? 21 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)????????????????? ? 21 各軸轉(zhuǎn)速????????????????? ???????? 21 各軸輸入功率?????????????? ????????? 21 各軸輸入轉(zhuǎn)矩????????????????? ????? ? 21 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)?????????????????????? ?? 21 機(jī)體結(jié)構(gòu)???????????????????????? ? 21 鑄鐵減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸見下表 52(單位㎜ ) ???????? 22 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算?????????????????? ????? 23 減速器外傳動(dòng) 零件的設(shè)計(jì)????????????? ????? 23 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)???????????????? ?? 23 軸的設(shè)計(jì)???????????? ????????? ??????? 26 軸的結(jié)構(gòu)和尺寸的確定??????????????????? 26 軸的支點(diǎn)距離和力作用點(diǎn)的確定?????????????? ? 26 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)????????????????????? ???? 30 選擇原則??????????????????? ?????? 30 滾動(dòng)軸承的失效???????????????????? ??? 30 軸承端蓋結(jié)構(gòu)??????????????????? ??? ? 31 軸承的潤(rùn)滑與密封????????????????????? 31 減速器的潤(rùn)滑??????????????????????? 32 軸承蓋上的螺紋強(qiáng)度計(jì)算?????????????????? ??? 32 鍵的選擇和強(qiáng)度校核???????????????????? ??? 33 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算???????????????? ? ??????? 33 6 開式齒輪的設(shè)計(jì) ?????????????????????? ???? ?? 34 開式齒輪計(jì)算公式?????????????????????? ?? 34 計(jì)算參數(shù)的選取如下????????????????????? ?? 34 確定傳動(dòng)主要尺寸?????????????????? ?????? 35 7 機(jī)架的設(shè)計(jì) ????????????????????? ??????? ?? 35 8 輸送機(jī)附件的設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 35 輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)? ????????????????????????????? 36 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 推爪和扭簧設(shè)計(jì)??????????????????????????? 36 9 結(jié)論 ???????????????????????? ???????? ? 37 參考文獻(xiàn) ????????????????????????? ????? ?? 37 致謝 ?????????????????????????????????? 38臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 研究目的及意義 輸送機(jī)是在一定線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以單機(jī)輸送，也可以多機(jī)組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同工藝布置形成的需要。它被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、冶金、采礦、煤炭、電站、港口以及 工業(yè)企業(yè)等。工件傳輸機(jī)在自動(dòng)化流水線上的充分運(yùn)用能提高 工廠的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障工人的生命安全，為實(shí)現(xiàn)車間無人化提供了可靠的條件。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中進(jìn)料及出料都要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，本課題即是為了解決這一實(shí)際問題的。 國(guó)內(nèi)外研究狀況 國(guó)外輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在二個(gè)方面：一方面是輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn) 彎輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn) 300500萬 t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 （ 3）采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。如包含 CST 等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。近年來，通過國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，輸送機(jī)的技術(shù)水平 有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。 設(shè)計(jì)要求： 輸送機(jī)的工作阻力 rF =5000N，步長(zhǎng) S=450mm，往復(fù)次數(shù) N=40 次 /分，行程速比系數(shù) K=，高度 H=800mm。 方案比較 經(jīng)過反復(fù)調(diào)查研究，查閱相關(guān)資料，我們根據(jù)工件傳輸機(jī)的工作狀況的要求，提出了以下四種方案： 方案一：直接用帶傳動(dòng)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)滑架的往返運(yùn)動(dòng)，通過步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制往返運(yùn)動(dòng)，通過單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路來設(shè)置相關(guān)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 方案三：采用液壓凸輪機(jī)構(gòu)為主，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。再采用凸輪機(jī)構(gòu)推動(dòng)擋板做上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 方案四：運(yùn)用連桿機(jī)構(gòu)，減速器，普通電動(dòng)機(jī)。 方案圖入下： 桿機(jī)構(gòu) Rod Frame Thrust Claw 5Retarder 圖 1 工件輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖 Table 1 Workpiece Conveyor 工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置、連桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)滑架往復(fù)移動(dòng)工件，工作行程時(shí)，滑架上的推爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，因?yàn)橥谱εc軸之間裝有扭簧，所以推爪從工件下滑過，工件保持不動(dòng)，當(dāng)滑架 再次向前推進(jìn)時(shí)，推爪已復(fù)位， 前方推爪也推動(dòng)前一工件前移 ， 如此周而復(fù)始 ， 工件不斷前移。雖然如今步進(jìn)電機(jī)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用，但步進(jìn)電機(jī)并不能像普通的直流電機(jī)，交流電機(jī)在常規(guī)條件下使用。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等太多的專業(yè)知識(shí)。運(yùn)動(dòng)行程一眼明了，缺點(diǎn)是該機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，所以運(yùn)動(dòng)難遇控制，不夠平穩(wěn)。而方案四相對(duì)于方 案一、方案二的問題有了很好的實(shí)現(xiàn)，而且普通電動(dòng)機(jī)容易選擇，減速器和連桿機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性高，可以承受一定的沖擊，在連桿與連桿之間采用滾輪連接，有效的減小了摩擦力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，減速器部分和連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析應(yīng)是本課題的重點(diǎn)，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理的相關(guān)內(nèi)容來設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容應(yīng)包括工作機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析，連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析，減速器的設(shè)計(jì)，減速器零件的制造以及相關(guān)工藝流程。 2 連桿機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 連桿機(jī)構(gòu)的定義及特點(diǎn) 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 連桿機(jī)構(gòu)是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)構(gòu)，折疊傘的收放機(jī)構(gòu)，機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及人體假肢的設(shè)計(jì)等，都是連桿機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為連桿機(jī)構(gòu)。故連桿機(jī)構(gòu)也稱低副機(jī)構(gòu)。又由于低副元素的幾何形狀比較簡(jiǎn)單，故容易加工 。連桿機(jī)構(gòu)中既有繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄、繞定軸往復(fù)擺動(dòng)的搖桿，又有作平面一般運(yùn)動(dòng)的連桿、作往復(fù)直線移動(dòng)的滑塊等，利用連桿機(jī)構(gòu)可以獲得各種形式的運(yùn)動(dòng)，這在工程實(shí)際中具有重要價(jià)值。 (4) 連桿曲線具有多樣性。在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程中，固接在連桿平面上的各點(diǎn)，將描繪出各種不同形狀的曲線，這些曲線稱為連 桿曲線。所以連桿機(jī)構(gòu)一般不適于用在高速場(chǎng)合。 平面曲柄遙感機(jī)構(gòu) 在鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)中，若兩個(gè)連架桿中一個(gè)為搖桿，另一個(gè)為曲柄，那么這個(gè)四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件 (1)桿長(zhǎng)之和條件：平面四桿機(jī)構(gòu)的最短桿和最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度之和小于或者等于其余兩桿長(zhǎng)度之和。 (3)在有整裝副存在的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，最短桿兩端的轉(zhuǎn)動(dòng)副均為整轉(zhuǎn)副。 (4)如果四桿機(jī)構(gòu)不滿足桿長(zhǎng)之和條件，則不論選取哪個(gè)構(gòu)件為機(jī)架，所得到機(jī)構(gòu)均為雙搖桿機(jī)構(gòu)。 連桿設(shè)計(jì)內(nèi)容 輸送機(jī)的工作阻力 rF =5000N，步長(zhǎng) S=450mm，往復(fù)次數(shù) N=40 次 /分，行程速比系數(shù) K=，高度 H=800mm。 搖桿的擺角初選 根據(jù)設(shè)計(jì)的常識(shí)一般初選擺角為 40176。左右 ,再由步長(zhǎng)定搖桿長(zhǎng)度 ,一般取 CDL≈ () DEL , EFL ≈ () DEL 。根據(jù)所給條件以及現(xiàn)場(chǎng)的要求，和行程速比系數(shù) K，在設(shè)計(jì)四連桿時(shí)，可利用機(jī)構(gòu)在極位時(shí)的幾何關(guān)系，再運(yùn)用其它輔助條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖如圖 2。首先按公式 ? =180176。然后任取一點(diǎn) D， 再用此點(diǎn)為頂點(diǎn)作等腰三角形 ,使兩腰的長(zhǎng)度等于 CD， ∠ 12CDC ?? 。 ? ， 再作 2CM⊥ 12CC ,