畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-加熱爐裝料機(jī)設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過(guò)，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763編號(hào)： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目： 加熱爐裝料機(jī)設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： 步奎伍 學(xué) 號(hào)： 1053100105 指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院姓 名： 史雙喜 職 稱： 講師 題 目 類 型 ： ?理 論 研 究 ?實(shí) 驗(yàn) 研 究 ?工 程 設(shè) 計(jì) ?工 程 技 術(shù) 研 究 ?軟 件 開 發(fā) ?應(yīng) 用 研 究2014 年 04 月 20 日II摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是關(guān)于加熱爐裝料機(jī)的設(shè)計(jì)。首先對(duì)裝料機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了裝料機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的裝料機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。在加熱爐裝料機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面,目前我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造加熱爐裝料機(jī)過(guò)程中存在著很多不足。整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力將需要的動(dòng)力傳遞到齒輪上，然后通過(guò)齒輪傳遞到齒輪，通過(guò)齒輪再過(guò)渡到另外一組齒輪上，然后再通過(guò)齒輪過(guò)渡到蝸輪蝸桿上。同時(shí)本文對(duì)該方案裝料機(jī)的關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)闡述，其主要內(nèi)容包括系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳動(dòng)零部件的設(shè)計(jì)、飛輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)與校核以及軸承的選擇、等。本文主要介紹裝料機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，裝料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，裝料機(jī)總體方案分析及確定，裝料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容所包含的機(jī)械圖紙的繪制，的計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)論與建議。本論文研究?jī)?nèi)容：(1) 裝料機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2) 裝料機(jī)工作性能分析。(3)電動(dòng)機(jī)的選擇。(4) 裝料機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行部件。(5)對(duì)設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核。(6)繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖。 關(guān)鍵詞：加熱爐裝料機(jī)，傳動(dòng)裝置，連桿，減速器IIIAbstractThis graduation design is the design of a heating furnace charging machine. The loader is summarized; then analyzes the selection principle and the calculation method of the filling machine; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the requirements of the given parameters selection and design; then check on the major components of loader selected. In the design, heating furnace charging machine manufacturing and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, China in the design and manufacture of heating furnace charging machine process there are many shortcomings.The structure is mainly produced by the motor power will need to transfer the power to the gear, and then transferred to the gear through the gear, the gear and the transition to another set of gear, and then through the transition to the worm gear. Design of key parts and the scheme of charging machine were introduced in detail, the main contents include system overall plan design, the choice of motor, actuator design, transmission parts of the design, the flywheel design, shaft design and checking and bearing selection, etc..This paper introduces the development situation of the filling machine, filling machine structure design principle, analysis of loader and determine the overall scheme, drawing, mechanical drawings charging machine structure design content contained in the calculation, the conclusion and suggestion of structure design.The research of this thesis:(1) the overall structure design of loading machine.(2) analysis of loader working performance.(3) the choice of motor.(4) transmission system, executive component loading machine.(5) the design of components for the design calculation and check.(6) to draw the assembly drawing and parts assembly diagram and parts diagram design.Key words heating furnace charging machine, transmission device, connecting rod, gear reducerIV目 錄摘 要 ........................................................................................................................................IIAbstract.....................................................................................................................................III1 緒論.......................................................................................................................................11.1 加熱爐裝料機(jī)的發(fā)展史..............................................................................................11.2 加熱爐裝料機(jī)的用途..................................................................................................11.3 加熱爐裝料機(jī)的優(yōu)越性..............................................................................................11.3.1 加熱爐裝料機(jī)的特點(diǎn).......................................................................................11.3.2 加熱爐裝料機(jī)與其他工件裝料機(jī)的比較.......................................................21.4 加熱爐裝料機(jī)減速器...................................................................................................22 加熱爐裝料機(jī)總體方案.......................................................................................................62.1 加熱爐裝料機(jī)設(shè)計(jì)方案..............................................................................................62.1.1 加熱爐裝料機(jī)方案一........................................................................................62.1.2 加熱爐裝料機(jī)方案二.......................................................................................62.1.3 加熱爐裝料機(jī)方案三........................................................................................72.1.4 加熱爐裝料機(jī)方案四........................................................................................72.2 加熱爐裝料機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)......................................................................82.3 加熱爐裝料機(jī)傳動(dòng)裝置方案確定..............................................................................93 電動(dòng)機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.................................................................113.1 電動(dòng)機(jī)的選擇.............................................................................................................113.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配....................................................123.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算........................................................................................134 圓柱齒輪傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.........................................................................................154.1 選擇齒輪材料及精度等級(jí)........................................................................................154.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì).........................................................................................154.3 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)....................................................................................175 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................................................................................205.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型....................................................................................................205.2 選擇材料....................................................................................................................20V5.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)................................................................................205.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸........................................................................225.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度............................................................................................235.6 驗(yàn)算效率 ................................................................................................................24?5.7 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定........................................................................245.8 熱平衡核算................................................................................................................246 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................................................................................................256.1 Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................................................................256.2 Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................................................................286.3 Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).........................................................................................................296.4 校核Ⅱ軸的強(qiáng)度........................................................................................................327 軸承的選擇和校核.............................................................................................................367.1 高速軸軸承的校核....................................................................................................367.2 低速軸軸承的校核....................................................................................................377.3 計(jì)算輸入軸軸承........................................................................................................397.4 計(jì)算輸出軸軸承........................................................................................................428 鍵聯(lián)接的選擇和校核.........................................................................................................448.1 鍵的選擇....................................................................................................................448.2 鍵的校核....................................................................................................................448.3 聯(lián)軸器的選擇............................................................................................................459 減速器的潤(rùn)滑、密封和潤(rùn)滑牌號(hào)的選擇.........................................................................469.1 傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑........................................................................................................469.1.1 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑...............................................................................................469.1.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑............................................................................................469.2 減速器密封................................................................................................................469.2.1 軸外伸端密封...............................................................................................469.2.2 軸承靠箱體內(nèi)側(cè)的密封...............................................................................469.2.3 箱體結(jié)合面的密封.......................................................................................4610 減速器箱體設(shè)計(jì)及附件的選擇和說(shuō)明...........................................................................4711 加熱爐裝料機(jī)其他零件設(shè)計(jì)...........................................................................................49VI結(jié)束語(yǔ).......................................................................................................................................51參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................52致謝...........................................................................................................................................5311 緒論進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)工件工業(yè)快速發(fā)展，深加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在飛速擴(kuò)大,現(xiàn)有工件機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力小,不能滿足大型加工廠的生成要求。因此,改進(jìn)和擴(kuò)大現(xiàn)有工件機(jī)械設(shè)備是完全必要的。加熱爐裝料機(jī)作為工件加工的基礎(chǔ)設(shè)備， 在我國(guó)廣泛應(yīng)用幾十年。生產(chǎn)實(shí)踐證明,該設(shè)備對(duì)品種、粒度、外在水份等適應(yīng)性強(qiáng),與其他給料設(shè)備相比,具有運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn),仍不失推廣使用的價(jià)值。1.1 加熱爐裝料機(jī)的發(fā)展史運(yùn)輸機(jī)設(shè)備是礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,給設(shè)備的可靠性,特別是關(guān)鍵咽喉部位給設(shè)備的可靠性,直接影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前,我國(guó)礦使用的給設(shè)備主要是加熱爐裝料機(jī)和電振工件裝料機(jī)。 加熱爐裝料機(jī)最早研制于 20 世紀(jì) 60 年代初,70年代,國(guó)外工件裝料機(jī)發(fā)展?fàn)顩r也與國(guó)內(nèi)大相徑庭,并沒(méi)有更高的技術(shù)含量,但價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的 4～5 倍。1.2 加熱爐裝料機(jī)的用途最通用的加熱爐裝料機(jī)為 K 型，一般用于或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給料。加熱爐裝料機(jī)適用于礦井和選廠，將碳經(jīng)倉(cāng)均勻地裝載到裝料機(jī)或其它篩選、貯存裝置上。1.3 加熱爐裝料機(jī)的優(yōu)越性1.3.1 加熱爐裝料機(jī)的特點(diǎn)(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修量小在加熱爐裝料機(jī)中,電動(dòng)機(jī)和減速器均采用標(biāo)準(zhǔn)件,其余大部分是焊接件,易損部件少,用在礦惡劣條件下,其適用性深受使用單位的好評(píng)。(2) 性能穩(wěn)定加熱爐裝料機(jī)對(duì)的牌號(hào),粒度組成,水分、物理性質(zhì)等要求不嚴(yán),當(dāng)來(lái)料不均勻,水分不2穩(wěn)定且夾有大塊、橡膠帶、木頭及鋼絲等時(shí),仍能正常工作。(3) 噪音低加熱爐裝料機(jī)是非振動(dòng)式給料設(shè)備,其噪音發(fā)生源只有電動(dòng)機(jī)和減速器,而這兩個(gè)的噪音都很低。尤其在井下或倉(cāng)等封閉型場(chǎng)所,噪音無(wú)法擴(kuò)散,這一點(diǎn)是電動(dòng)給料機(jī)所無(wú)法達(dá)到的。(4) 安裝方便、高度小加熱爐裝料機(jī)一般安裝在倉(cāng)倉(cāng)口,不需另外配制倉(cāng)口閘門溜槽及電動(dòng)機(jī)支座,安裝可一步到位,調(diào)整工作量小,而電動(dòng)工件裝料機(jī)由于不能直接承受倉(cāng)壓,需要另外安放倉(cāng)口過(guò)渡溜槽,相比之下,加熱爐裝料機(jī)占有高度小,節(jié)省了建筑面積和投資。1.3.2 加熱爐裝料機(jī)與其他工件裝料機(jī)的比較往復(fù)式與振動(dòng)式工件裝料機(jī)兩種給料方式不同點(diǎn)是給料頻率和幅值以及運(yùn)動(dòng)軌跡不同。在使用過(guò)程中，由于振動(dòng)式給料機(jī)給料頻率高，噪聲也大；由于它是靠高頻振動(dòng)給料，其振動(dòng)和頻率受物料密度及比重影響較大，所以，給料量不穩(wěn)定，給料量的調(diào)整也比較困難；由于是靠振動(dòng)給料，給料機(jī)必須起振并穩(wěn)定在一定的頻率和振幅下，但振動(dòng)參數(shù)對(duì)底板受力狀態(tài)很敏感，故底板不能承受較大的倉(cāng)壓，需增加倉(cāng)下給料槽的長(zhǎng)度，結(jié)果是增加了料倉(cāng)的整體高度，使工程投資加大；由于給料高度加大，無(wú)法用于替換目前大量使用的加熱爐裝料機(jī)。減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(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(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。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(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。1.4 加熱爐裝料機(jī)減速器減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。減速器系統(tǒng)框圖電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 高速軸 中間軸 低速軸3以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比：1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在 8 以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于 8 時(shí)，最好選用二級(jí)(i=8—40)和二級(jí)以上(i>40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過(guò)大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡(jiǎn)單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至 40 000kW，圓周速度也可從很低至 60m/s 一 70m／s，甚至高達(dá) 150m／s。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約 30％。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大(j>10)的場(chǎng)合。通常說(shuō)蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)4點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于 4m/s 時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于 4m/s 時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過(guò)多，最好采用蝸桿在上式。 4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過(guò)比較，我們選定圓柱齒輪減速器。減速器結(jié)構(gòu)近年來(lái)，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國(guó)內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡(jiǎn)單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過(guò)大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過(guò)傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來(lái)。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有 2—3 個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示 Oe 等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu) 下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫出。1）齒輪—蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：5——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔?！谳斎胼S和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 ——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。62 加熱爐裝料機(jī)總體方案2.1 加熱爐裝料機(jī)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案：1.采用分離氣缸和定位夾緊氣缸實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送和分離2.利用機(jī)械手進(jìn)行送料3.采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料4、采用電機(jī)帶動(dòng)減速器，然后帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)2.1.1 加熱爐裝料機(jī)方案一方案一采用雙作用缸實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能氣動(dòng)送料機(jī)由兩個(gè)基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個(gè)雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安裝節(jié)流閥。同時(shí)，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短， 以減小空氣流通阻力，提高真空度。采用氣缸的優(yōu)點(diǎn)：減少了物料的運(yùn)送步驟，縮短了加工時(shí)間，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：對(duì)物料的放置有很高的精度要求，造價(jià)高昂，一般的小型企業(yè)不采用2.1.2 加熱爐裝料機(jī)方案二 方案二利用機(jī)械手進(jìn)行送料機(jī)械手是以小車形式通過(guò)鋼繩同滑塊聯(lián)接起來(lái)， 由沖床滑塊上升運(yùn)動(dòng)牽引小車作前進(jìn)的水平運(yùn)動(dòng)完成送料，由通過(guò)鋼繩連接的重物使小車作復(fù)位運(yùn)動(dòng)。由小車機(jī)械手將工件送至沖床下進(jìn)行沖孔，提高了生產(chǎn)效率，保證了質(zhì)量，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了人生安全。采用機(jī)械手送料的優(yōu)點(diǎn)：7送料與沖床節(jié)拍相同，可以連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)：首先由于整個(gè)過(guò)程均由機(jī)械手實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)機(jī)械手的要求度很高，其次，如果工件大小不一要經(jīng)常更換。2.1.3 加熱爐裝料機(jī)方案三方案三采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料由單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器收到驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，將電脈沖轉(zhuǎn)化成交位移。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率來(lái)控制決定，再由電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料沖壓。優(yōu)點(diǎn)：1、可以連續(xù)生產(chǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)一人控制幾臺(tái)機(jī)器2、可靠性高，由于送料機(jī)構(gòu)外部由步進(jìn)電機(jī)控制，所以每次的行程都是固定值。3、低功耗，低電壓。在許多沒(méi)有電力供應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，較低的功耗和工作電壓是生產(chǎn)便捷化的必要條件。4、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。加熱爐裝料機(jī)結(jié)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、H 形架、連桿、底板(給料槽)、傳動(dòng)平臺(tái)、漏斗閘門、托輥等組成。2.1.4 加熱爐裝料機(jī)方案四方案四采用電機(jī)帶動(dòng)減速器，然后帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)開動(dòng)后，經(jīng)彈性聯(lián)軸器、減速器、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動(dòng)傾斜的底板在托輥上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)装逭袝r(shí),將倉(cāng)和槽形機(jī)體內(nèi)的帶到機(jī)體前端;底板逆行時(shí),槽形機(jī)體內(nèi)的被機(jī)體后部的斜板擋住,底板與之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),機(jī)體前端的自行落下。將均勻地卸到運(yùn)輸機(jī)械或其它篩選設(shè)備上。該機(jī)設(shè)有帶漏斗、帶調(diào)節(jié)閥門和不帶漏斗、不帶調(diào)節(jié)閥門兩種形式。綜合以上的比較，選擇方案 4 來(lái)設(shè)計(jì)加熱爐裝料機(jī)機(jī)構(gòu)。82.2 加熱爐裝料機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型與設(shè)計(jì)（1）機(jī)構(gòu)分析① 執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)功率 2kw，原動(dòng)件輸出等速圓周運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，將原動(dòng)件的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥茥U的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此應(yīng)有急回運(yùn)動(dòng)特性。同時(shí)要保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力特性，即壓力角較小。② 為合理匹配出力與速度的關(guān)系，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快扭矩小，因此應(yīng)設(shè)置蝸桿減速器，減速增扭。（2）機(jī)構(gòu)選型方案一：用擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換功能。方案二：用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換功能。方案三：用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換功能。（3）方案評(píng)價(jià)方案一：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸適中，最小傳動(dòng)角適中，傳力性能良好，且慢速行程為工作行程，快速行程為返回行程，工作效率高。方案二：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不夠緊湊，且最小傳動(dòng)角偏小，傳力性能差。方案三：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且滑塊會(huì)有一段時(shí)間作近似停歇，工作效率低，不能滿足工作周期 4.3 秒地要求。綜上所述，方案一作為裝料機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)施方案較為合適。（4）機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)急回系數(shù) k 定為 2，則, , 得。簡(jiǎn)圖如下：暫定機(jī)架長(zhǎng) 100mm，則由可得曲柄長(zhǎng) 50mm，導(dǎo)桿長(zhǎng) 200mm。方案一 方案二 方案三9（5）性能評(píng)價(jià)圖示位置即為最小位置,經(jīng)計(jì)算。性能良好。2.3 加熱爐裝料機(jī)傳動(dòng)裝置方案確定（1）傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)由于輸入軸與輸出軸有相交，因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)選擇錐齒輪或蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。方案一：二級(jí)圓錐——圓柱齒輪減速器。方案二：齒輪——蝸桿減速器。方案三：蝸桿——齒輪減速器。（2）方案評(píng)價(jià)由于工作周期為 4.3 秒，相當(dāng)于 14r/min, 而電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或1500r/min,故總傳動(dòng)比為 71 或 107 , 較大，因此傳動(dòng)比較小的方案一不合適，應(yīng)在方案二與方案三中選。而方案二與方案三相比，結(jié)構(gòu)較緊湊，且蝸桿在低方案一 方案二 方案三10速級(jí)，因此方案二較為合適。113 電動(dòng)機(jī)選擇、傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇1.確定電動(dòng)機(jī)類型按工作要求和條件,選用 y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。2.確定電動(dòng)機(jī)的容量由于工作周期為 4.3 秒,電動(dòng)機(jī)功率 2kw根據(jù)周期計(jì)算公式 2wT??213.95r/minw??3.選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由 [2]表 13-2 推薦的傳動(dòng)副傳動(dòng)比合理范圍圓柱齒輪傳動(dòng) i 齒 小于 8蝸輪蝸桿傳動(dòng) i 齒 =8～40則傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的合理范圍為i‘總 =（2～8）×（8～40）=（16～200）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為 。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速23.790/mindaWnir??根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和同步轉(zhuǎn)速，查[2]表 12-1，符合這一范圍的常用同步轉(zhuǎn)速有1500 、1000 。minrir4 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)選上述不同轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，查《機(jī)械基礎(chǔ)》P 499附錄 50 及相關(guān)資料得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)和計(jì)算出總的傳動(dòng)比，列于下表：表 3-1 電機(jī)參數(shù)比較表電機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min方案 電機(jī)型號(hào)額定功率kW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速電機(jī)質(zhì)量kg參考價(jià)格（元）總傳動(dòng)比1 Y100L1-4 2.2 1500 1420 38 760 13.27122 Y112M -6 2.2 1000 940 63 1022 8.973 Y132S-8 2.2 750 710 79 800 6.63選用同步轉(zhuǎn)速為:1500 r/min為降低電動(dòng)機(jī)重量和價(jià)格，由表二選取同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的 Y 系列電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為 Y100L1-4。查《機(jī)械基礎(chǔ)》P 500附錄 51，得到電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)以及安裝的有關(guān)尺寸(mm)，見以下兩表：具體參數(shù)表如下：表 3-2 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩Y100L1-4 2.2 1500 1420 2.2 2.2圖 3-1 電動(dòng)機(jī)3.2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配1.傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比= =總iwmn1420.793.5?式中 nm----電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速:1420r/min;nw----工作機(jī)的轉(zhuǎn)速:13.95 r/min。132.分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比為 2那么取蝸輪蝸桿減速比為 50.895其中 、 、 、 分別為1?34?、單級(jí)圓柱齒輪、滾動(dòng)軸承、蝸桿傳動(dòng)、聯(lián)軸器和效率，查取《機(jī)械基礎(chǔ)》P459的附錄 3 選取、 =0.98（8 級(jí)精度） 、 =0.99（球軸承） 、1?2?、 =0.99、30.8?4?3.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1.各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算r/min 14200?nr/in 710i/II ?齒 r/min 95.3/5.896 2II齒2.各軸輸入功率 KW.P0?d2.178K9.02η4I ??.0915W1783II 64..5P2II?3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩 mN79.14/n950pTd??68II?32./?951n950pII ?14表 3-3 傳動(dòng)裝置各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)表項(xiàng)目軸號(hào)功率 ??kw轉(zhuǎn)速 ??minr轉(zhuǎn)矩 ??mNT?傳動(dòng)比0 軸 2.2 1420 14.791Ⅰ 軸 2.178 1420 14.64782Ⅱ 軸 2.0915 710 28.132Ⅲ軸 1.6564 13.95 1133.95 50.總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖 3-2 如下：圖 3-2 總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖154 圓柱齒輪傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 選擇齒輪材料及精度等級(jí)根據(jù)傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，選用 7 級(jí)精度，要求齒面粗糙度。1.6~32Ram??因?yàn)檩d荷中有輕微振動(dòng)，傳動(dòng)速度不高，傳動(dòng)尺寸無(wú)特殊要求，屬于一般的齒輪傳動(dòng)，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P322 表 14－10，小齒輪選用 45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 236HBS；大齒輪選用 45 號(hào)鋼，正火處理，硬度為 190HBS。取小齒輪齒數(shù) ，則大齒輪齒數(shù) ，使兩齒輪的齒數(shù)互120Z?21204Zi????為質(zhì)數(shù)，取值 ,選取螺旋角。初選螺旋角24??則實(shí)際傳動(dòng)比： 2140Zi??傳動(dòng)比誤差：，可用2102.5%i???齒數(shù)比： ui??由表 [1]取 （因非對(duì)稱布置及軟齒面） 。610?.9d??4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)因兩齒輪均為鋼制齒輪，所以由課本公式得： 2131 )][(2HEdtt ZuTK???????確定有關(guān)參數(shù)如下：1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1)試選 =1.2tK2）選取區(qū)域系數(shù) Z =2.43 H163） 78.01???845.02???則 12.6713?4)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 66 411 2.89.509.50.671014PT Nmn???????5)由表 10-7 選取齒寬系數(shù) =0.9d?6）由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) 218.9MPaZE?（4） 、許用接觸應(yīng)力 ??H???limHNTS?由圖 [1]查得 ，63C?lim170HPa?li250Pa?由式 [1]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)??52L??9160473.10283651.0LhNnrt?????2.LNi??由圖 [1]查得接觸疲勞的壽命系數(shù) ，634?10.89TZ20.93NT通用齒輪和一般工業(yè)齒輪按一般可靠度要求選取安全系數(shù) 。所以計(jì)算兩輪1HS?的許用接觸應(yīng)力： ??lim1170.8965.3HNTZMPaS????li225.41TH???故得： 2131 )][(HEdtt ZuK???????4 232.67801.389.()9.3465????4.0m17則模數(shù)： 1cos47.06cos12.6ttdmz?????由表 [1]取初步選擇標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：61?.5（5） 、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度4.3 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17） ][cos2123FSdn YZYKTm????????（1） 確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù) 50.32.04.1??????FVAK2）根據(jù)縱向重合度 從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)9? 8.0??Y3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 13321.89cosVzZ????23340.44）查齒形系數(shù)由表 10-5 查得 ,12.7FaY?2.45Fa5)查應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-3 查得， ,1.5Sa2.6Sa6)由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲MPaEN501??18勞強(qiáng)度極限 MPaEN3802??7）由圖 10-18 取彎曲疲勞系數(shù) ,85.01?FNK90.2FN8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由式（10-12）得 MPaSFENF 57.304.1850][11 ????K286..9229）計(jì)算大小齒輪的 ,并加以比較][FSaY?12.7150.46[]3aSF??2.4.7[]8aSY?大齒輪的數(shù)值較大（1） 設(shè)計(jì)計(jì)算 423221.50.687310.8cos10.641.759nm??????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒根接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算法面模數(shù) 大于齒面彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算帶模nm數(shù)，去 ，以滿足彎曲強(qiáng)度。n5.2?確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)：1）計(jì)算中心距12()(04)2.57.319coscosnzma m?????????修正后的中心距為 80mm.2)按圓整后的中心距修整螺旋角 12()(204).5arcosarcos20.368nz????????因 改變不多，故參數(shù) , 等不必修正。??KHZ3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑19120.53.cos6nzmdm?????24.1.n① 齒度： 10.95368dbm?????取 ， 1b其他幾何尺寸的計(jì)算（ ， ）*ah*0.25c齒頂高 由于正常齒輪 ，ah?1ah?所以 1..amm?齒根高 ，由于正常齒(*)fc?*025c所以 (.).3.1fah???全齒高 (2)1.625fc m??齒頂圓直徑 158.3aadm26h??齒根圓直徑 147.0ff?2138ffd表 4-1 齒輪參數(shù)表名 稱 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 /mm模數(shù) m 2.5壓力角 nd1 53.33分度圓直徑 d2 106.66齒頂圓直徑`1258.3aadhm??16齒根圓直徑147.0ff?238dh?20中心距 ?cos2)(1nmza???80齒 寬2150b?5 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù) GB/T10085—1988 的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI) 。5.2 選擇材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大,速度只是中等,故蝸桿采用 45 鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為 45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。5.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由教材【1】P254 式(11—12),傳動(dòng)中心距??322)(HPEKTa???(1)確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 =1274.26 Nm2?(2)確定載荷系數(shù) K因工作載荷有輕微沖擊,故由教材【1】P253 取載荷分布不均系數(shù) =1;由教材??P253 表 11—5 選取使用系數(shù) 由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù) ;1.0A?? 05.1?v則由教材 P252 1.0.5v?A????(3)確定彈性影響系數(shù) ??21因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故 =160 。??21a??(4)確定接觸系數(shù) ??先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動(dòng)中心距 的比值 =0.35 從教材 P253 圖 11—181dad1中可查得 =2.9。?(5)確定許用接觸應(yīng)力 ????根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造, 蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從從教材【1】P254 表 11—7 查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 =268 。由教材【1】?????a??P254 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60 =60 1 27.28 （2 8 10 365）=9.56hLjn2???710j 為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù) j=1兩班制，每班按照 8 小時(shí)計(jì)算，壽命 10 年。壽命系數(shù)7HN10K.59.56???則 ????' 280.1Mpa?(6)計(jì)算中心距 2 2332 6.91.057421.7605ZEaKT mH???????????????????????22(6)取中心距 a=200mm,因 i=50,故從教材【1】P245 表 11—2 中取模數(shù) m=6.3mm, 蝸輪分度圓直徑 =63mm 這時(shí) =0.315 從教材【1】P253 圖 11—18 中可查得接觸系數(shù)1dad1=2.9 因?yàn)?= ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。??????5.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸(1) 蝸桿軸向尺距 mm;直徑系數(shù) ;3.1469.72am?????10?q齒頂圓直徑 ;1216.35.adhm??齒根圓直徑 ;??f c?蝸桿齒寬 B1>=(9.5+0.09 )m+25=112mm2Z蝸桿軸