畢業(yè)論文-標準篩振篩機的總體及夾緊裝置的設計（送全套CAD圖紙 資料打包）

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充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605標 準 篩 振 篩 機 的 總 體 及 夾 緊 裝 置 的 設 計學 生 姓 名 ： 徐 立 軒 班 級 ： 0781053指 導 老 師 ： 羅 海 泉 摘要：振動篩的研究不斷地向著標準化、系列化、通用化發(fā)展，并引入現(xiàn)代化設計手段，采用新材料、新技術、新工藝，其目的在于不斷擴大篩機應用領域，滿足國民經(jīng)濟建設發(fā)展的需要，并擔當對外出口的任務。目前，在我國，選礦設備的種類有很多，機械式的占絕大多數(shù)。隨著選礦技術變得越來越成熟，新型的電磁振動式振篩機現(xiàn)在也得到運用。但不管對于實驗室還是工地現(xiàn)場，機械式振篩機的運用占據(jù)了主要位置。而標準篩振篩機憑借其優(yōu)良的工作性能和方便輕巧的優(yōu)點也深受用戶的喜愛，所以，對標準篩振篩機的研究與設計變得越來越重要。本文設計的振篩機主要由電機帶動偏心軸運動，從而實現(xiàn)曬面的振動，完成原料的篩分過程。關鍵詞：振動篩 篩箱 振動電機指導老師簽名：下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763Standard sieve vibration sieve machine's overall and the design of clamping deviceStudent name:xu lixuan Class:0781053Spervisor:luo haiquanAbstract:The shaker research unceasingly to the standardization, the seriation, the universalized development, and the introduction modernization design method, uses the new material, the new technology, the new craft, its goal lies in unceasingly expands the sieve machine application domain, satisfies national economy construction the need to develop, and takes on the foreign exportation the duty. At present, in China, there are many kinds of processing equipment, the mechanic in a majority of cases. As processing technology becomes more and more mature, new electromagnetic vibration type vibration sieve machine now also get use. But whatever the lab or on site, mechanical vibration sieve machine using occupy the central position. While the standard sieve vibration sieve machine with its excellent work performance and convenience lightweight advantages and deeply the user's favorite, therefore, to standard sieve vibration sieve machine research and design becomes more and more important. This design by motor vibration sieve machine is mainly driven partiality axis movement, so as to realize the vibration, complete materials bask in the screening process. Keywords:the vibration screen the box screen the vibration electric machinery Signature of Supervisor:目錄下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631 標準篩振篩機概述 ………………………………………………………………51.1. 課題背景 ……………………………………………………………………51.2. 標準篩振篩機的基本工作原理……………………………………………51.3. 標準試驗篩的類型簡介……………………………………………………61.4. 標準篩振篩機使用過程中的工作和工況要求……………………………61.5. 設計任務 ……………………………………………………………………72 標準篩振篩機的總體設計……………………………………………………82.1. 總體位置方案的確定………………………………………………………82.2. 電動機的選擇………………………………………………………………93 緊機構的設…………………………………………………………………………113.1. 夾緊裝置的基本結構 ……………………………………………………113.2. 夾緊裝置的基本要求 ……………………………………………………113.3. 夾緊裝置的計算 …………………………………………………………133.3.1. 夾緊裝置受力分析 ………………………………………………………133.3.2. 離心力的計算 ……………………………………………………………143.3.3. 圓筒剪切強度校核 ………………………………………………………154 振擊機構的設計計算……………………………………………………………164.1. 打擊軸的工作原理 ………………………………………………………164.2. 打擊軸的計算校核 ………………………………………………………164.2.1. 圓柱銷的剪切應力校核 …………………………………………………164.2.2. 打擊軸的強度計算 ………………………………………………………175 偏心軸的設計計算 ………………………………………………………………195.1.大偏心軸的設計計算 ……………………………………………………195.1.1. 大偏心軸設計的主要內容及其選材 ……………………………………195.1.2. 大偏心軸的結構設計 ……………………………………………………19下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397635.1.3. 大偏心軸的校核計算 ……………………………………………………215.2. 小偏心軸的設計 …………………………………………………………275.2.1. 小偏心軸的設計要求 ……………………………………………………275.2.2. 小偏心軸的結構設計 ……………………………………………………286 托盤與托盤支承的設計 ………………………………………………………296.1. 托盤的設計 ………………………………………………………………296.2. 托盤支撐的設計 …………………………………………………………297 箱體的設計…………………………………………………………………………347.1. 振篩機箱體設計的基本要求 ……………………………………………347.2. 箱體的結構設計 …………………………………………………………348 標準零件的選擇 …………………………………………………………………378.1. 滾動軸承的選用 …………………………………………………………378.1.1. 滾動軸承的確定 …………………………………………………………378.1.2. 軸承的壽命計算 …………………………………………………………388.2. 滑動軸承的確定 …………………………………………………………408.2.1. 軸承的選材 ………………………………………………………………408.2.2. 軸套結構的確定 …………………………………………………………418.3. 鍵的選擇 …………………………………………………………………419 滑桿等非標準零件的選擇 ……………………………………………………429.1. 雙頭螺桿的設計和選擇 …………………………………………………429.2. 滑竿的設計選擇 …………………………………………………………429.3. 馬蹄定位環(huán)的設計 ………………………………………………………4210 潤滑與密封 ………………………………………………………………………4410.1. 潤滑簡介 …………………………………………………………………4410.2. 軸承的潤滑 ………………………………………………………………4410.2.1. 滾動軸承的潤滑 …………………………………………………………4410.2.2. 滑動軸承的潤滑 …………………………………………………………45下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 130413976310.3. 潤滑方式的選擇 …………………………………………………………4510.4. 密封 ………………………………………………………………………4511 軸的工藝路線……………………………………………………………………4611.1. 加工要求 …………………………………………………………………4611.2. 零件各主要部分的作用及技術要求 ……………………………………4611.3. 工藝分析 …………………………………………………………………4611.4. 基準選擇 …………………………………………………………………4611.5. 工藝過程 …………………………………………………………………46參考文獻 ………………………………………………………………………………49致謝………………………………………………………………………………………50下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397631．標準篩振篩機概述1． 1 課題背景目前，在我國，選礦設備的種類有很多，機械式的占絕大多數(shù)。隨著選礦技術變得越來越成熟，新型的電磁振動式振篩機現(xiàn)在也得到運用。但不管對于實驗室還是工地現(xiàn)場，機 I 械式振篩機的運用占據(jù)了主要位置。而標準篩振篩機憑借其優(yōu)良的工作性能和方便輕巧的優(yōu)點也深受用戶的喜愛，所以，對標準篩振篩機的研究與設計變得越來越重要。在選礦設備中，振篩機是一種很有代表性的選礦設備，其廣泛運用于試驗室的選礦工作中。標準篩振篩機是與小 200 毫米試驗篩配套使用，對顆粒物料進行分級篩分的專用設備，可代替人工篩分操作，并具有兩種功能，一種為搖動和振擊，另一種為純搖動篩分。并廣泛用于地質、冶金、化工、煤炭、國防、科研、砂輪制造、水泥生產(chǎn)等部門化驗室對物料進行篩分分析。振擊次數(shù)穩(wěn)定可靠，裝夾套篩方便靈活，夾緊牢靠，并能自動停車，根據(jù)用戶需要，可篩分多種特性的產(chǎn)品每次開機五分鐘，既方便又簡單完成分級工作。1.2 標準篩振篩機的基本工作原理若不考慮電磁式標準篩振篩機，但就機械式振篩機而言，我們所設計的標準篩振篩機屬于直線頂擊式振篩機。它屬于仿人工篩分功能機械，所以，它具有振擊和搖動的功能，正是在這種仿人工篩分的機械動作，是煤粒的篩分作業(yè)得以實現(xiàn)。標準篩振篩機直線頂擊功能通過一對凸輪機構實現(xiàn)，而其搖動的機械動作，我們通過安裝偏心輪來實現(xiàn)。本機結構主要由機座、篩與傳動機構等部分組成。可配備專用夾具、即可裝夾Φ200 試驗篩，又可裝 Φ75、 Φ100 套篩，裝夾方便靈活，夾緊牢靠，并能自動停機。有的標準篩振篩機振擊功能是通過兩個電機實現(xiàn)振機篩分運動的，我們采用純機械式傳動，只要在傳動結構上做些設計改進，就可以同時實現(xiàn)振擊和篩分的雙重功能， 既節(jié)省了設計成本，又使動作更穩(wěn)定。其基本工作原理如圖 1. 1 所示，煤流在振動和搖動的作用下，通過篩組從上往下流動，通過篩組時，我們可以根據(jù)要求得到幾組不同粒度值的煤粒。下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖1.1 篩分過程中煤流運動示意圖1.3 標準試驗篩的類型簡介試驗篩式振篩機的很重要的附件，它就象計算機的軟件一樣，它的選擇直接決定我們所要得到的煤樣的粒度。Φ200試驗篩根據(jù)篩面材料分為金屬絲編織網(wǎng)試驗篩和金屬穿孔板試驗篩。金屬絲編 織 網(wǎng) 試 驗 篩 采 用 國 家 標 準 GB/T6003.1-1997 生產(chǎn)。其網(wǎng)孔基本尺寸為2.36mm-0.038mm，符合國際標準ISO3310-1：1990 R20/3，R20，R40/3 系列，篩網(wǎng)材質為黃銅、錫青銅、不銹鋼。 金屬穿孔板試驗篩采用國家標準GB/T6003.2-1997，符合國際標準ISO3310-2：1990 R20/3、R20、R40/3 系列，篩網(wǎng)材質為優(yōu)質不銹鋼，并采用數(shù)控沖壓穿孔而成。借鑒進口試驗篩的優(yōu)點，在下篩框增加了密封膠圈，較好地解決了振篩機震篩時粉料漏失現(xiàn)象，減少了飛濺粉料濺入振篩機縫隙內磨損齒輪的機會，盡可能的延長振篩機的使用壽命。同時還能減小噪音，一定程度地改善了生產(chǎn)現(xiàn)場噪音條件。1.4 標準篩振篩機使用過程中的工作和工況要求1.4.1 必須均勻給料：下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763下載論文就送你全套 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763給料量以滿足設備處理為準。一次投料過多，阻礙物料在篩面上的正常運動，不但易使篩網(wǎng)疲勞變松，而且會大大降低物料處理量。一次性給予大量物料，會使本身處于不平衡運轉的電機負荷驟然增加，而造成電機損壞、減低電機的壽命。如給料量達不到設備的處理能力，即浪費能源，又降低了產(chǎn)量。1 .4.2 在有強大沖擊力的給料方式，必須加裝緩沖料斗，物料直接沖擊網(wǎng)面，不但消耗振動源所產(chǎn)生的激振力，更易造成網(wǎng)面破損及篩網(wǎng)疲勞，而影響產(chǎn)量及篩分.過濾的質量。1.5 設計任務本設計的題目是標準篩振篩機的總體設計和夾緊裝置的設計,設計參數(shù)主要為：電動機額定功率 P=0.37KW搖動頻率 w=221rad/min振擊頻率 f=141 次/min匹配篩具直徑 200mm設計的主要任務是首先對振篩機的總體進行布局，合理化裝配空間，并對搖動、打擊、夾緊等機構或裝置的工作原理進行系統(tǒng)分析,然后根據(jù)設計要求初歩擬定一個設計方案,然后對其主要部件進行受力分析并校核,從而確定一個更加科學的設計方案。南昌航空大學科技學院學士學位論文102 標準篩振篩機的總體設計2.1 總體位置方案的確定借鑒已有產(chǎn)品的結構特點，本設計大致整體結構沒有作很大的變動，因為現(xiàn)有的產(chǎn)品在其各零部件的布置上以及總體尺寸的設計上有它的優(yōu)點?？傮w位置方案:篩組由夾緊裝置固定成一個部分,單獨布置在箱體的外部,下面由托盤支撐與偏心盤聯(lián)接起來,托盤支撐還能增強打擊軸的打擊力度.箱體內部依舊是布置振擊部分和減速機構，并將其設計成不同的單元，這樣能夠更加有利于裝配和維修。1.夾緊裝置 2.搖動機構 3.上斜齒輪 4.機架 5.減速機構 6.下斜齒輪 7.振擊機構圖2.1 標準篩振篩機剖面圖南昌航空大學科技學院學士學位論文112.2 電動機的選擇根據(jù)設計任務要求，我們所使用的電機功率為 0.37KW，這種電機屬于微型電機，通過查閱相關手冊 【9】 ，列舉了功率為 0.37KW，各種微型電機性能參數(shù)表（表 2.1）表 2.1 部 分 微 型 電 機 性 能 參 數(shù) 對 比 表 [9]通過仔細比較各種電機的優(yōu)缺點，我們所選擇電機的型號為 A02-7124，轉速為1400r/min 。因為它的轉速相對來說比較慢，這有利于傳動裝置的設計，且其所承受的轉矩較大，能更好地滿足工作要求。在電動機的選擇上,選擇 45 號機座,此尺寸在各個方面都比較小，更加有利于振篩機的小型化設計,在圖 2.1 中，列出了每個安裝尺寸的位置，并在表 2.2 中列出了每個安裝尺寸的數(shù)值。圖 2.1 A02 系列 IMB3 型驅動微型電機外形尺寸安裝圖電機型號功率（P）額定電流(A)額定電壓(V)電流頻率(HZ)轉速(r/min)功率因素cosφ啟動轉矩啟動電流(A)最大轉矩A02-7112 370 0.95 220/380 50 2800 0.8 2.2 6 2.4AO2-7124 370 1.12 220/380 50 1400 0.72 2.2 6 2.4B02-8012 370 3.36 220 50 2800 0.77 1.1 30 1.8B02-8024 370 4.24 220 50 1400 0.64 1.2 30 1.8C02-8012 370 3.36 220 50 2800 0.77 2.8 21 1．8C02-8024 370 4.24 220 50 1400 0.64 2.5 21 1.8南昌航空大學科技學院學士學位論文12表 2.2 A02 系列 IMB3 型驅動電機的外形尺寸數(shù)值表安裝尺寸 B3、 B4、 B14 外形尺寸不大于機座號A A/2 B C D E F G H AB AC AE HD L45 71 35.5 56 28 9 20 37.290 100 70 0 115 150南昌航空大學科技學院學士學位論文133 夾緊裝置的設計3.1 夾緊裝置的基本結構振篩機在工作過程中會遇到離心力和慣性力等各種力的作用，因此定位后必須夾緊。夾緊裝置一般由夾緊機構和動力源組成。1、夾緊機構：接受和傳遞動力源的原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力的中間機構和夾緊元件稱為夾緊機構。它直接與工件夾緊表面接觸并完成夾緊任務。2、動力源：產(chǎn)生的原始作用力的部分，一般指機動夾緊。如氣動、液動、電磁和電動等。如人的體力對工件的夾緊，則稱為手動夾緊。3.2 夾緊裝置的基本要求3.2.1 在不破壞工件精度，并保證加工質量的前提下，應盡量使夾緊裝置到：（1）夾緊作用準確、安全、可靠；（2）夾緊動作迅速、操作省力方便；（3）夾緊變形?。唬?）結構簡單，制造容易3.2.2 確定夾緊力的基本原則1、夾緊力的方向選擇：（1）夾緊力的方向應盡量垂直于主要定位基面；（2）夾緊力方向應盡量與切削力的方向一致2、夾緊力的作用點的選擇：（1）夾緊力作用點應跟支承元件相對，否則工件容易變形不穩(wěn)固； （2）夾緊力作用點應盡可能靠近加工面，以增強工件部位剛性，防止振動根據(jù)實際需要，我們列舉了一些常用的夾緊機構，如表 3.1 所示。實際上我們的動力源為人力對夾緊機構所施的力，也是我們所稱的手動夾緊。表 3.1類型 動力源 增力比 主要參數(shù) 特點斜契 多數(shù)為氣動、液壓 2-51、斜契角 α=5°-15°2、行進比 i1、能改變作用力的方向2、加緊行程較小3、與一般氣動、液壓部分連接，α 應大于自鎖角南昌航空大學科技學院學士學位論文14螺旋 多數(shù)為手動 65-140選擇螺紋直徑一般 M8-M241、增力比大2、自鎖性好3、加緊行程受限制較小4、結構簡單5、操作費事偏心 多數(shù)為手動 12-141、偏心距 e 一般取 2-62、偏心外徑 D1、自鎖性隨偏心特性D/e 變化，當 D/e>14時，與螺旋加緊相比，自鎖性較差，適用與震動不大的工序2、加緊行程較小杠桿 氣動、液壓、手動 0.5-3 杠桿比一般取 0.5-31、本身無自鎖性。因此必須與其他機構組合使用2、根據(jù)不同結構可以改變作用力的方向鉸鏈 氣動、液壓 1.5-41、夾緊斜角 α>10°2、加緊行程 Sz3、加緊儲備 Sω4、鉸鏈臂長 L1、能改變作用力的方向2、加緊行程易受限制3、同一機構夾緊力隨夾緊斜角的變化而有較明顯變化4、一般與氣動液壓部件連接南昌航空大學科技學院學士學位論文153.3 夾緊裝置的計算3.3.1 夾緊裝置受力分析振篩機在工作工程中的，由于存在上下的振擊運動，固定篩組也與托盤在夾緊機構的作用下固定成一體，并在打擊軸的作用下沿著滑桿在作上下往復運動。當打擊軸完成一個工作行程掉下的過程，固定篩組隨其一同自由落下的那一瞬間，產(chǎn)生一個向上的慣性力，而這個慣性力所針對的重量體為裝料的固定篩組和加緊機構的重量和（不包括下面的托盤〕。我們估計其最大的重量值為 300N 因此我們估計篩組自由下落時所產(chǎn)生的最大慣性力 F1max=300N，如果把慣性力等效成一種負載的話，那么這個負載的承載力為夾緊機構與夾緊支撐體(滑竿）的摩擦力。我們選擇壓桿，螺紋傳動副和滑竿的材料都為 45 號鋼，我們設計的壓桿與滑竿接觸處為一段圓弧面接觸。圖 3.1 壓塊查閱相關資料，我們選定的鋼-鋼無摩擦潤滑時的靜摩擦系數(shù)為 f=0.15 因為接觸面為圓弧面，因此其當量摩擦系數(shù)為：Fv=(1-π/2)f (3.1)需要產(chǎn)生的摩擦力 F1’=F1MAX=F2×fvF2=F1’÷fv/3≤300÷0.15/3=667N在計算中，因為我們設計了三根滑竿，因此運算過程中乘了一個 1/3。其中 F2是產(chǎn)生摩擦力所需要的水平分力。所設計夾緊機構的水平力主要由一個類似楔塊機構的的傳動機構來實現(xiàn)，如圖所示，錐螺母相當于楔塊 1，壓桿相當于楔塊 2，錐螺母與退拔螺母組成一個具有自鎖功能的螺旋傳動副。當錐螺母順時針轉動時，錐螺母則向上運動，從而其產(chǎn)生的水平力推動壓桿向外運動通過壓桿與滑竿的摩擦夾緊振動篩組。南昌航空大學科技學院學士學位論文161.錐螺母 2，壓桿 3，滑桿圖 3.2 夾緊裝置夾緊機構示意圖設計錐面與水平方向的夾角為 75°。按照示意圖，可以反過來推倒：F 2=667N反作用力 F 23=F32=F2=667N 摩擦力 f 12=f21=F12×f摩擦角 Φ=arctan0.15=9.5°水平力 F 12×cos15°+f12×cos75°=F23=667N即 F 2=F12×0.15×cos75°+F12×cos15° （3.3) 解得 F 12=1.01F2=667N夾緊機構外壁對壓桿產(chǎn)生的力可等效成一個摩擦力 fw=100N則 F 12’=F12+fw=767N由于楔塊垂直方向的加緊力由螺紋結構提供，因此無須對楔塊的自鎖性進行校核。也就是說在螺旋傳動下產(chǎn)生了 F 12’這一水平力，其受力的大小和受力的平衡都是螺旋副來保證的。螺旋副能夠承受比較大的徑向載荷和軸向載荷，且此處的螺桿沒有轉速要求，因此一般都能滿足要求，我們這里選外螺紋直徑為 Φ27 的螺旋副傳動。3.3.2 離心力的計算在工作過程中，振篩機的轉動速度比較快（設計要求為 221rad/min)。而且在轉動過程托盤和起上面夾緊機構固定的部分都構成一個整體，這個整體圍繞一個中南昌航空大學科技學院學士學位論文17心以一定的半徑作圓周運動。我們把上面考慮成一個單獨的質量體，其在作偏心運動時必將產(chǎn)生一個離心力，我們的設計部件必須不被這個離心力所破壞，我們考慮最危險的情況。偏心半徑 R=12.5mm根據(jù)經(jīng)驗估計上面部分的最大重量 Fa=500N〔包括托盤，篩組，夾緊機構以及物料等〕。由離心力公式 F3=Mv2/r,即 F3=Mω 2r=500/9.8×0.0125×(2212/60)=519N由于上端轉動組織的在轉動時，產(chǎn)生的離心力可分擔在滑竿上面，滑竿與篩組有 6 個固定點，我們所求的力應該是平均到每個竿所受到的力。相對應的是滑竿又會對其起導向作用的夾緊機構圓筒產(chǎn)生剪切力，剪切力的大小則為離心力與壓桿對滑竿的力之和。即 Fj=F 12+F3/6=667+341/6=724N3.3.3 圓筒剪切強度校核在工作過程中，夾緊機構圓筒將會受到來自滑竿的剪切應力。脆性材料斷裂時的應力是 6 13 ，塑性材料達到屈服時的應力是屈服極限，這兩者都是構件實效時的極限應力，為保證構件有足夠的強度，在載荷作用下的構件的實際應力 6 顯然要低于極限應力。選材為優(yōu)質碳素結構剛 45 號鋼。根據(jù)表 5.1 查手冊 [1] [σs]=353MP參考現(xiàn)有產(chǎn)品，初步設計圓筒的長度 L=55mm，厚度 W=6mm則園筒截面積 As=55×6=330mm2剪切應力 σ=724/(330×10 -6)=2.19MPa顯然 σ100mm 的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大 3°；有兩個鍵槽時，應增大 7°。對于直徑≤100 匪的軸，有一個鍵槽時，增大 5°-7°；有兩個鍵槽時，應增大10°-15°。然后將軸徑圓整為標準直徑。應當注意，這里求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑 dmin。從圖上我們可以看出，軸的右端是個大偏心，從受力上分析，當偏心軸工作時，其大偏心輪部分受到了很大的剪切力，但作為軸的校核，我們應該考慮最危險的情況。由于作偏心運動所產(chǎn)生的離心力的方向是不斷變化的，因此我們取一個最危險的截面來分析。結構設計：一對角接觸球軸承設置在中間位置，另外一個同類型的軸承套在大偏心軸末端。我們設計的軸在負載段我們選用內外徑比 β=0.6 的比值設計，根據(jù)結構要求，外徑設計為 Φ30，內徑設為 Φ18。中間采用套筒定位，不需要設置軸肩，減少加工難度。如圖 5.2 所示，其結構設計為，一對角接觸球軸承設置在中間位置，另外一個同類型的軸承套在大偏心軸末端，以支撐大偏心軸的偏心運動。其具體安裝圖如圖所示圖 5.2 大偏心軸安裝示意圖南昌航空大學科技學院學士學位論文262、按彎扭合成強度條件計算 【1】通過軸的結構設計，軸的重要結構尺寸，軸上零件的定位，以及外載荷支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度計算。且大偏心軸在工作過程中，確實也受到彎矩和扭轉的作用。從圖上我們可以看出，軸的右端是個大偏心，從受力上分析，當偏心軸工作時，其大偏心輪部分受到了很大的剪切力，但作為軸的校核，我們應該考慮最危險的情況。由于作偏心運動所產(chǎn)生的離心力的方向是不斷變化的，因此我們取一個最危險的截面來分析。另外，我們所設計的軸是空心的，所以我們只能將這個截面圓環(huán)等效成一個校核直徑來進行校核。（1）做出軸的計算簡圖（即力學模型） （如圖 5.3、5.4）軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力， 其作用點取為載荷分布的中點。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件了，輪轂寬度中點算起。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關。我們把軸上零件的載荷分解為水平分力和垂直分力，然后求出各支撐處的水平反力 FNH觀和垂直反力 FNV 。經(jīng)計算Ft=0.479×103Fa=Fttanβ=0.429×10 3NFr=Ft/cosβ=0.479×10 3/cos20°=0.51×103NMa=Fa×d/2=0.429×103×65/2=13900N/m由離心力公式 F 3=mv2/r=519N通過力矩的平衡原理：Ft×30.5+F’×65.5=FNV2×20+MaFnv2=Fr2=(Fr30.5+Fr’×65.5-13.9×103)/20=(0.51×103×30.5+519×65.5-13.9×103)/20=1753N（方向向上）同理 Fr×51.5+Fr’×44.5=FNV1×20+MaFNV1=Fr1=(Fr×51.5+Fr’×44.5-Ma)/20=（0.51×10 3×51.5+519×44.5-13.9×103）/20=1773N（方向向下）M1= Fr30.5-Ma=0.51×103×30.5-13.9×1030.51×103×30.5南昌航空大學科技學院學士學位論文27=1655 N.mmM2= Fr’×44.5=14863 N.mmMv=M2=14863 N.mm水平彎矩FNH2×21=Ft×30.5FNH2=0.479×106 × 30.5/21=700NFNH1×21= Ft×51.5FNH1=0.479×103× 51.5/21=14863NMh=0.479× 103× 30.5=14610N.mmM= =14863N.mm2vH?計算扭矩，作扭矩圖(圖5.4)T=955000P/n=955000.0.37/221=15989Nmm圖 5.3 大偏心軸垂直方向彎矩圖南昌航空大學科技學院學士學位論文28圖 5.3 大偏心軸水平方向彎矩圖校核軸的強度 [1]已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）作彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應力σ ca= （5.5）24τσ ?通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應力 σ 是對稱循環(huán)變應力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉切應力 τ 則常不時對稱循環(huán)變應力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) α，則計算應力為：σ ca= 224（ α τ ）σ ?南昌航空大學科技學院學士學位論文29式中的彎曲應力為對稱循環(huán)變應力。當扭轉切應力為靜應力時，取 α≈3；當扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力時，取 α≈0.6；若扭轉切應力亦為對稱循環(huán)變應力時，則取 α=1。現(xiàn)取 α=0.6對于直徑為 d 的圓軸，彎曲應力 α=M/W，扭轉切應力 τ=M/W T=M/2Wσ ca=≤[σ -1] （5.6）查表得[σ -1]=55MPaσ ca——軸的計算應力(MPa)M——軸所受的彎矩（Nmm）T——軸所受的扭矩W——軸的抗彎截面系數(shù) mm3經(jīng)計算M=17.6×106Nmm對于空心軸W≈0.1d 3 (1-β 3)= 0.1×303(1-0.63)=2700×0.784=2117σ ca=≈0.008MPa≤[σ -1]所以，設計的軸滿足強度要求5.2 小偏心軸的設計5.2.1 小偏心軸的設計要求小偏心軸是對偏心盤機構起輔助作用的,其數(shù)量是 3 個,既對托盤上面部分起輔助支撐作用,并跟隨偏心盤轉動,使偏心盤各個方向都受力均衡,并保持偏心盤在動作時的平行度和穩(wěn)定性。小偏心軸的徑向和軸向都受力不大,對其材料亦可選擇 45 鋼，無需進行強度校核，因此對其設計主要在于結構上滿足裝配的要求，并考慮其需要WTMTW2222 )/()/(4)/( αα ???2175984632?南昌航空大學科技學院學士學位論文30與滑動軸承的配合，因此還需要考慮它們配合后的潤滑。對此采用了在小偏心軸上鉆潤滑油孔, 在托盤上儲存潤滑油的方法,來達到潤滑的目的。5.2.2 小偏心軸的結構設計通過考慮裝配等各方面的結構和功能要素,所設計的小偏心軸如圖 5.5 所示,其中，右端的潤滑油孔是與滑動軸承配合后通潤滑油的.且右端標注的 12.5mm 為小偏心軸的偏心距，與大偏心軸一致。圖 5.5 小偏心軸南昌航空大學科技學院學士學位論文316．托盤與托盤支承的設計6.1 托盤的設計托盤的的結構要求主要是下部有一個短偏心軸安裝在托盤內部，并且與之配套地需要安裝一個深溝球軸承。通過打擊軸一邊上下打擊運動，一點作回轉運動，從而甩動偏心軸做偏心運動。軸承深居托盤內部，其密封方式采用脂潤滑，也就是在托盤上面加工一個加脂孔。托盤上面部分是安放篩組的，通過夾緊機構使篩組與托盤固定成為一個整體，且滑桿時通過螺紋副聯(lián)接在托盤上面的，所以托盤還需要加工三個螺紋孔。圖 6.1 托盤結構剖視圖從圖 6.1 上我們可以看出，中間的階梯孔是安裝短偏心軸和軸承的，旁邊的長孔為安裝滑竿的螺紋孔。兩個螺釘?shù)淖饔檬枪潭ㄝS承蓋。6.2 托盤支撐的設計三角盤上支撐托盤的結構是托盤支撐。在靜止的狀況下，彈簧處于自幼仲縮狀態(tài)在工作時，能保證托盤在一定的振幅內運動，不至于使托盤在打擊軸的作用下而發(fā)生托盤脫離機械體的事故，且由于彈簧的拉力能增強打擊軸的打擊強度。彈簧的選擇：在設計中，我們根據(jù)彈簧的最大載荷、最大變形、以及結構要求（也就是安裝空間對彈簧尺寸的限制）來決定彈簧直徑、彈簧中徑、工作圈數(shù)、彈簧的螺旋升角和長度等。查閱相關表格 【1】 ，《機械設計》中介紹，在選擇材料時，應考慮到彈簧的用途、重要程度、使用條件（包括載荷性質，大小極其循環(huán)特性，工作持續(xù)時間，工南昌航空大學科技學院學士學位論文32作溫度和周圍介質情況等），以及加工、熱處理和經(jīng)濟性等因素。同時，也要參照現(xiàn)有的設備中使用的彈簧，選擇出較為合用的材料，我們選擇的彈簧材料為65Mn，旋向為右旋總圈數(shù)10.5 圈，有效圈數(shù)為8 圈，彈簧中徑D=16mm，自由高度為45mm。通過對彈簧絲直徑的試算我們可以簡單校核彈簧是否滿足工作要求。其公式為：d’≥1.6 （6.1）Fmax——彈簧收到的最大壓力K——曲度系數(shù)C—旋繞比[τ]—許用剪切應力表6.1 彈簧的拉伸強度極限 [1]鋼絲直徑 1-1.2 1.4-1.6 1.8-1.2 2.2-2.5 2.8-3.4σ B 1800 1750 1700 1650 1600選擇C=5，則d=16/5=3.2mm則 內徑 D1=D-d=12.8mm外徑 D2=D+d=19.2mmK≈（4C-1）/(4C-4)+0.615/C (6.2)≈1.19經(jīng)查表得 [τ]≈0.3σ B=510MPa去最大壓力 Fmax=220N所以求得 d ’≥1.6 ≈2.56mm]/[maxτKC則我們所選用的彈簧滿足要求。由于彈簧所受的載荷為交變載荷，而振篩機的工作是一個長期的過程，因此我們必須對彈簧的疲勞強度和靜應力強度進行驗算（如果變載荷的作用次數(shù) N≤10 3，或載荷變化的幅度不大時，可只進行靜應力強度計算）彈簧在交變載荷作用下，當彈簧所受載荷在 F1 和 F2 不斷變化時，彈簧材料內部所產(chǎn)生的最大和最小循環(huán)切應力為τ max=(8KD/πd 3)F2[1] (6.3)τ min=(8KD/πd 3)F1[1] (6.4)F1—安裝載荷??1maxτ KC南昌航空大學科技學院學士學位論文33λ 1—預壓變形量F2—最大載荷λ 2—最大變形量經(jīng)過計算 τ max=325MPaτ min=0MPa對于上述變應力作用下的普通圓柱螺旋壓縮彈簧，疲勞強度安全系數(shù)計算值Sca 以及強度條件可按下式計算：Sca= ≥S F【1】 （6.5）式中τ 0 ——彈簧脈動循環(huán)剪切疲勞強度極限，按交變載荷作用次數(shù)N，由下表查出；SF——彈簧疲勞強度的設計安全系數(shù)，當彈簧的設計計算和材料的力學性能數(shù)據(jù)精確性很高時，取S F=1.3-1.7。當精確性低時，取SF=1.8-2.2。表6.2 彈簧脈動循環(huán)剪切疲勞強度極限變載荷作用次數(shù)N 104 105 106 107τ 0 0.45σ B 0.35σ B 0.33σ B 0.3σ Bσ B——t 彈簧材料的拉伸強度極限，單位為MPa，對于65Mn，σ B =735MPaτ 0取最小值經(jīng)計算S ca=由于所取的數(shù)字的精確性不是很高，所以求出的安全系數(shù)滿足要求。maxin075.τ ττ ?57.1320.??南昌航空大學科技學院學士學位論文34圖6.2 彈簧的結構和受力圖彈簧的安裝為一端固定，一端可自由轉動，我們還需對其進行穩(wěn)定性校核為了便于制造及失穩(wěn)想象，我們設計的壓縮彈簧的長細比b=H0/D=45/16=2.5Fd1則軸承2 被壓緊，所以 F a1=Fd1=550NFa2= Fd1-Fa=71N南昌航空大學科技學院學士學位論文42式中X，Y 分別為徑向和軸向動載荷系數(shù)，其值如表5.2 所示表 8.2 軸承的動載荷系數(shù) [1]軸承類型 相對軸向載荷 Fa/Fr≤e Fa/Fr>e名稱 代號 f0*Fa/C0r Fa/C0 X Y X Y判斷系數(shù) e角接觸球軸承7000C —— 0.120 1 0 0.44 1.23 0.46通過計算 Fa2/Fr2e由 P=XFr+YFaP1=0.44×Fr1+1.23×Fa1=0.44×1249+1.23×550=1266NP2=Fr2=1121N實際使用中，用工作小時數(shù)表示軸承壽命比較方便，Lh= （10 6/60n）×L [1] (8.9)=（10 6/60n）(C/P) qLh—額定壽命（h）n—軸承轉速（r/min）對于本軸承，查表得 C=15.2KN工作轉速 n=221rad/min所以 Lh1=（10 6 /60×221）×(15.2KN/1266N) 3=1.3×105 hLh1=（106 /60×221）×(15.2KN/1121N) 3=1.8×105 h計算所得的理論壽命值滿足實際對軸承壽命的要求。8.2 滑動軸承的確定8.2.1 軸承的選材軸承材料包括軸瓦、襯層、軸承座及軸頸材料由軸的強度和或剛度決定,常選用綱和合金鋼(球墨鑄鐵)。軸承座材料常選用鑄鐵和鑄鋼。小偏心軸處的軸承座由箱體代替，材料為灰鑄鐵。軸承材料主要是指軸瓦和襯層的材料 。軸瓦是滑動軸承中的重要零件，它的結構設計是否合理對軸承性能影響很大，其在外形結構、定位、油槽開設和配合等方面采用不同的形式以適應不同的工作要求。結合上面的所敘，查閱相關手冊 [6]軸套的材料選擇為銅合金（ZcuSn7Pb7Zn3）南昌航空大學科技學院學士學位論文438.2.2 軸套結構的確定軸套的結構由于我們選的是標準件，其結構也隨之確定，根據(jù)手冊所列表格，選擇內徑為32 的軸套，其尺寸如圖8.1 所示。8.3 鍵的選擇在結構設計中,有兩處鍵的選擇比較重要,一個是位于大偏心軸上,一個位于偏心盤上面。根據(jù)鍵的選擇原則和相關資料上面提到的鍵的類型,所選擇的鍵為單圓頭普通平鍵,根據(jù) GB1096-79,其型號分別為鍵 C6×22 1096-79 和鍵 C6×16GB1096-79。圖 8.1 滑動軸承軸瓦結構簡圖南昌航空大學科技學院學士學位論文449 .滑桿等非標準零件的選擇9.1 雙頭螺桿的設計和選擇振篩機結構中，雙頭螺桿起固定的作用，相當于振篩機機體上半部分的骨架，因此，其作用也非常重要，我們要根據(jù)裝配的要求選擇合適的雙頭螺桿。圖 9.1 雙頭螺桿雙頭螺桿的尺寸如圖所示，材料選用高碳鋼 H62，數(shù)量為 4 根。從圖上我們可以看出，雙頭螺桿具有雙頭螺紋，一頭固定在下面的三角盤上面，另一端則固定在馬蹄定位環(huán)上面，這樣，雙頭螺桿及其聯(lián)接件組成了一個固定的整體。另外，我們設計的振篩機能固定的標準篩的個數(shù)是 6 個，因此，必須比較篩組的高度設計選擇雙頭螺桿（即雙頭螺桿選用高度必須大于篩組的高度）。9.2 滑桿的設計選擇滑桿的尺寸如圖所示，材料采用 Q235，數(shù)目為 3 根?；瑮U表面需鍍上一定厚度的不銹鋼。滑桿一頭攻有螺紋，用來固定在托盤上面，另一端則為與夾緊機構配合，篩組可以沿著滑桿上下滑動，由于其要與夾緊機構有配合，所以其截面尺寸必須對照夾緊機構的圓筒的尺寸合理設計。圖 9.2 滑桿9.3 馬蹄定位環(huán)的設計馬蹄定位環(huán)顧名思義起定位的作用，相對應的，我們可以看到上面的 7 個孔，其中 4 個螺紋孔與雙頭螺桿配合，3 個光孔與滑竿配合。南昌航空大學科技學院學士學位論文45圖 9.3 馬蹄定位環(huán)上述為比較典型的零件，其它的零件都根據(jù)實際工作條件和結構要素設計選用。南昌航空大學科技學院學士學位論文4610.潤滑與密封10.1 潤滑簡介傳動裝置箱體部分因為要潤滑，設置潤滑池，因此不能讓它有漏油，此外還要安裝油標和放油塞等的結構。對封閉在箱體內的減速部分的齒輪采用油浴法潤滑。油浴法是指把磨擦表面浸入潤滑油池的潤滑方法，其允許的最高圓周速度為 12.5-25m/s，我們的齒輪組的最大速度小于這個速度，所以我們采用此方法。若超過這個速度應改用噴油或噴霧潤滑法，傳運件浸入油中的適宜深度見表 9.1表9.1 推薦的傳動件的浸油深度 [6]傳動件類型 圓柱齒輪 錐齒輪 蝸輪 蝸桿 鏈輪浸油深度 2h-(d/6) (0.5-1)b h-d/6 (0.75-1)h6-12mm 或1.5ph2 齒高 d-分度圓直徑 b-齒寬 p-節(jié)距10.2 軸承的潤滑10.2.1 滾動軸承的潤滑滾動軸承中的潤滑劑可以減低摩擦阻力，還可以減輕接觸應力，吸振，防銹，阻止灰塵沙粒進入軸承的作用，依據(jù)軸承部件的結構和工作條件，可以選用潤滑油和潤滑脂?？拷胗统氐倪\動件使?jié)櫥惋w濺到摩擦表面上的潤滑方式稱為飛濺潤滑，但傳動裝置箱體內的軸承，在傳動件速度不太低時，因優(yōu)先考慮這種方法。但我們設計的齒輪的最低速度不夠高，僅大約為 0.69m/s，所以我們軸承的潤滑采用脂潤滑，所以我們注意軸承座孔內外側均需密封，以避免潤滑脂的流失。標準篩振機在工作過程中不屬于高速運轉的工況，對于潤滑脂的選擇我們選擇鈣鈉基潤滑脂（SYB1403-59），表 10.2 是此潤滑脂的性能表。南昌航空大學科技學院學士學位論文47表 10.2 滾動軸承潤滑脂性能表 [6]名稱 代號 滴點≥℃ 針入度 25℃150g應用鈣鈉基潤滑脂（SYB1403-59）ZGN-1ZGN-2120135250-290200-240在 80-100 o C,有水分或較潮濕的環(huán)境中工作的機械潤滑;用于機車,小電動機等的軸承潤滑。10.2.2 滑動軸承的潤滑滑動軸承中加入潤滑的目的是：減少軸承中的摩擦和磨損；將軸承中所產(chǎn)生的熱量帶走，以及緩沖減震作用。在小偏心軸處設置了滑動軸承。通過計算，軸徑的線速度約為0.7mm/s，采用的為銅合金軸套。此潤滑確定為油潤滑，潤滑油類型參照資料選擇為全損耗系統(tǒng)用油(GB443-89)，代號L-AN15 或L-AN22，在40 oC 條件下運動粘度分別為13.5mm 2 /s和19.8-24.2 mm2 /s。10.3潤滑方式的選擇對于滾動軸承潤滑方法的選擇采用分散潤滑法，也就是在每一對摩擦副由配置在潤滑地點附近的各自獨立和分離的裝置來潤滑。我采用在每個需潤滑點加置黃油槍潤滑口，在潤滑時直接用手工加注。而滑動軸承，則通過在托上儲存潤滑油，通過小偏心軸特有的潤滑結構設計以及粉末冶金軸承的功能來完成潤滑。10.4 密封軸承端蓋外面需要密封以防止脂和潤滑油的流失，我們采用粘圈油封密封，內套以各甩油盤，這樣能更好的達到密封效果。箱蓋與箱體的結合面上也需要密封。特別對于振篩機的剖分式箱體，剖分面的密封尤為重要。軸承座孔的公差帶大多為 H7，其圓柱度公差大約為尺寸公差帶的1/6-1/4。因此為了不至于破壞軸承支承座孔的幾何精度，剖分面上不允許設置密封墊片或涂密封膠，故結合面的表面粗糙度 Ra 值應較小，并通過刮研保證其密封性。鑄鐵是箱體零件使用最多的一種材料，因為容易獲得形狀復雜的鑄件，雖然靜剛度比碳鋼件略差，但鑄鐵的阻尼作用強，動剛度好。南昌航空大學科技學院學士學位論文4811 軸的工藝路線11.1 加工要求軸徑為 50 等不同值，其尺寸精度要求為 117，表面粗糙度也有要求，并要求高頻淬火，毛坯為鍛件。先用查表法確定加工余量。由工藝手冊查得：精磨 0.1mm， 粗磨余量為 0.3mm，半精車余量為 1.1mm，粗車余量為 4.5mm 估算毛坯的直徑Z=58+4.5+1.1=63.6 把粗車余量修正為 3.9mm，我們取整數(shù)值 63，經(jīng)濟精度為±2 所以毛坯直徑為63 ±2。11.2 零件各主要部分的作用及技術要求在 的軸段上裝上大斜齒輪，為傳遞運動和動力開有鍵槽； 上裝014.-3φ 02.-43Φ有角接觸球軸承，偏心軸下端 Φ30 部分由于既要裝軸承，又要裝斜齒輪， 所以其要求的裝配公差也不盡相同。有鍵槽的那部分明顯與裝配軸承那部分的要求不同。各圓柱配合表面對軸線的徑向跳動允差為 0.04mm;工件材料為 45 鋼，淬火硬度為 40-45HRC;11.3 工藝分析該零件的各配合表面除本身有一定的精度(相當于 IT7)和粗糙度要求外，對軸線的徑向圓跳動還有一定的要求。根據(jù)對各表面的具體要求，可采用如下的加工方案其工藝路線為：粗車一半精車-高頻淬火一粗磨一精磨。11.4 基準選擇為了保證各配合表面的位置的精度，用軸兩端的中心孔作為粗、精加工的定位基準。因為加工件為一根偏心軸，其兩端的中心孔的選擇就不同，其中為了方便磨削加工，大端我們需設置兩個中心孔，分別方便大端和小端的加工。為了保證定位基準的精度和粗糙度，熱處理后應修研中心孔。11.5 工藝過程該軸的毛坯為 Φ63 的圓鋼料。在單件大批量生產(chǎn)中，其工藝過程可按如下安排：南昌航空大學科技學院學士學位論文49表 11.1 大偏心軸的工藝卡工序號 工序名稱 工序內容 設備 夾具或輔助設備1 車1、車一端面，轉中心孔2、切斷，長 1373、車另一端面至長 135，鉆兩個中心孔，分上中心孔和下中心孔臥式車床 專用夾具2 車1、粗車一端外圓分別至Φ59.1 ×48 和 Φ59.1 ×21039.- 039.-2，半精車該端外圓分別至 Φ58.1×49 和 Φ50.4 ×22；01.- 01.-3、倒角 1.2×45°；4，粗車另一端外圓分別至 Φ31.5×68、Φ28.5 ×16 和 Φ32039.- 039.-×8；.5，半精車該端外圓分別至 Φ30.4×69，Φ27.4 ×17 和01.- 01.-Φ32 ×9；.6，切槽：至 Φ25；7，車 M27 X 1mm 螺紋臥式車床 專用夾具3 銑 粗-精銑鍵槽至 6 ×26 ×1804.-09.-立式銑床 專用夾具4 熱處理 淬火回火 40-45HRC —— ——5修研中心孔—— —— ——6 磨1、粗磨一端外圓分別至 Φ50.104.-2、精磨該端外圓至 Φ502.-3、粗磨另一端外圓至 Φ30.104.-4、精磨該端鍵槽部分端 Φ30 1。另外一部分為 Φ3002.-4外圓磨床 專用夾具7 鉆1.鉆孔 Φ16；2，擴孔 Φ18；3、锪圓柱式沉頭孔 Φ45立式鉆床 專用夾具南昌航空大學科技學院學士學位論文508 內孔倒