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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目：電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
專業(yè)班級(jí)：
指導(dǎo)教師：
完成時(shí)間：
II
電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
目 錄
中文摘要及關(guān)鍵詞 IV
英文摘要及關(guān)鍵詞 V
1 緒論 1
1.1研究的背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.3 目前存在的問題 2
1.4 課題的研究方法和意義 3
2 電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)要求 4
2.1 電瓷帽簡(jiǎn)說 4
2.2 設(shè)計(jì)要求 4
2.3機(jī)構(gòu)選型與傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 4
3 電瓷帽坯成型機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 6
3.1 工作原理及工藝流程 6
3.2 機(jī)構(gòu)的方案比較及選擇 6
3.3 拌料、填料 10
3.4 物料輸送和各工序轉(zhuǎn)移 10
3.5 缽體的成型和沖出 10
3.6 播種和覆土 11
3.7 協(xié)調(diào)配合關(guān)系 11
3.8 擬定傳動(dòng)方案 11
4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 14
4.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 16
4.3齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì) 19
5 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
5.1模盤的結(jié)構(gòu)和尺寸確定 28
5.2曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸 29
5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其校核 32
5.4 軸承的校核 37
5.5 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 38
5.6 安裝與調(diào)試 40
結(jié) 論 41
參考文獻(xiàn) 42
致 謝 43
IV
中文摘要及關(guān)鍵詞
本次設(shè)計(jì)是對(duì)電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì),具有高生產(chǎn)率，降低成本，批量化生產(chǎn)，不僅具有良好的市場(chǎng)前景，更有利于提高工廠的競(jìng)爭(zhēng)力。電瓷帽是變配電設(shè)備的一個(gè)重要零件，電瓷制造業(yè)屬于國家“十一五”期間重點(diǎn)扶持的裝備制造業(yè)領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。沒有電瓷帽電就無法輸送，在一定程度上，電瓷是電的生命線，電瓷產(chǎn)品必須具備優(yōu)良的電氣、機(jī)械、耐冷熱三個(gè)方面的技術(shù)性能.隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，輸變電的電壓等級(jí)的不斷提高，輸送量的增大,對(duì)電瓷產(chǎn)品的機(jī)械、電氣、耐冷熱性能及可靠性的要求越來越高，所以電瓷產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力工業(yè)的發(fā)展。
整機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)整機(jī)運(yùn)動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)自動(dòng)化水平。更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。
本論文研究?jī)?nèi)容：
(1)電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(2)電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)工作性能分析。
(3)電動(dòng)機(jī)的選擇。
(4)電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行部件及機(jī)架設(shè)計(jì)。
(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：電瓷帽坯，成型機(jī)，電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)，電瓷帽坯成型機(jī)
39
英文摘要及關(guān)鍵詞
Abstract: This design is for the design of electric porcelain hat billet forming machine. It has high productivity, low cost and mass production. It not only has good market prospect, but also helps to improve the competitiveness of the factory. The electric porcelain cap is an important part of the power transformation and distribution equipment. The electric porcelain manufacturing industry belongs to the field of equipment manufacturing which is mainly supported by the national "11th Five-Year" period, and it is the basic industry of the national economy. No electric electric porcelain cap cannot be transported, to a certain extent, is the lifeline of electric porcelain, porcelain products must have excellent electrical, mechanical and technical performance of the three aspects of hot and cold resistance. With the rapid development of power industry, power transmission and transformation of the continuous improvement of transportation increasing supply quantity, of porcelain products machinery electrical resistance, performance and reliability and the increasingly high demand, so the quality of porcelain products, directly related to the development of electric power industry.
The structure of the whole machine is mainly driven by the electric motor to drive the whole machine through the belt drive, so as to improve the labor productivity and the production automation level. It also shows its superiority and has a broad future.
The contents of this paper are as follows:
(1) the design of the overall structure of the molding machine for the electric porcelain cap.
(2) the performance analysis of the design of the electric porcelain cap forming machine.
(3) the selection of the motor.
(4) the design of the transmission system, the executive parts and the frame of the electric porcelain cap forming machine.
(5) design and analysis and check the design parts.
(6) drawing up the assembly drawing of the whole machine and the assembly drawing of important parts and drawing the parts of the parts.
Key words: Electric Porcelain cap, molding machine, motor, design, electric porcelain cap forming machine
電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
1 緒論
1.1研究的背景及意義
電瓷帽在電力行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，電瓷帽是電力工業(yè)不可缺少的極為重要的產(chǎn)品，是高低壓輸變電線路和各種電氣設(shè)備用于絕緣和機(jī)械連接及支撐的重要部件[1]。電瓷帽是變配電設(shè)備的一個(gè)重要零件，電瓷制造業(yè)屬于國家“十一五”期間重點(diǎn)扶持的裝備制造業(yè)領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。沒有電瓷帽電就無法輸送，在一定程度上，電瓷是電的生命線，電瓷產(chǎn)品必須具備優(yōu)良的電氣、機(jī)械、耐冷熱三個(gè)方面的技術(shù)性能.隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，輸變電的電壓等級(jí)的不斷提高，輸送量的增大,對(duì)電瓷產(chǎn)品的機(jī)械、電氣、耐冷熱性能及可靠性的要求越來越高，所以電瓷產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力工業(yè)的發(fā)展[3]。手工的電磁帽成型過程是將拌好的土壤放入模中，用沖頭將土壤沖壓緊，沖頭下部有一凸頭，以便形成電磁帽的凹孔，再將模子托起，沖出電磁帽坯件。這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，帽的質(zhì)量也難以保證。因此要用系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)對(duì)電瓷帽坯成型機(jī)進(jìn)行研究，綜合各門課程基礎(chǔ)知識(shí)設(shè)計(jì)一套合理的成型機(jī)，開發(fā)研究出更適合市場(chǎng)需要的新機(jī)型。隨著我國變配電設(shè)備規(guī)模越來越大，國內(nèi)變配電設(shè)備發(fā)展迅速，但由于缺乏與之相配套的變配電機(jī)械設(shè)備，均采用人工，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，且浪費(fèi)嚴(yán)重。為克服上述不足，電瓷帽坯成型機(jī)機(jī)械有了幾次大的飛躍但是它們只適合于大規(guī)模的生產(chǎn)，隨著變配電設(shè)備的發(fā)展人們更清醒地認(rèn)識(shí)到變配電實(shí)行機(jī)械化的重要性，他們正在尋求適應(yīng)其工作的電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)備[5]。因此目前電瓷帽坯成型機(jī)普遍存在招工難、用工難的問題。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，大幅度提高機(jī)械化作業(yè)程度是解決變配電設(shè)備廠家用工困難的有效途徑和現(xiàn)實(shí)出路，特別是采用高效率的電瓷帽坯成型機(jī)機(jī)器設(shè)備的省工效果最為顯著。
《電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)》是本人在基本完成大學(xué)的學(xué)習(xí)任務(wù)后完成的一次由理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際生產(chǎn)的一個(gè)過程，將我在大學(xué)期間學(xué)習(xí)到的東西全部整合到一起運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中去，使本人對(duì)自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，專業(yè)技能，和專業(yè)所從事的方向有了更深層次的學(xué)習(xí)與了解，為以后的工作打下基礎(chǔ)。通過進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和研究方法的基本訓(xùn)練。要求學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的研究[6]。學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行資料的收集、加工與整理，能綜合運(yùn)用科學(xué)的理論、知識(shí)和技能，鍛煉獨(dú)立解決設(shè)計(jì)問題的能力，圖紙繪制規(guī)范，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書并答辯，從而使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，并掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
陶瓷零件成型技術(shù)已成為先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和前沿之一。開發(fā)新的陶瓷零件成型設(shè)備在加快陶瓷制件的生產(chǎn)效率提高經(jīng)濟(jì)效益方面具有重要的意義總體來說，在陶瓷零件成型設(shè)備的研究進(jìn)步，而且陶瓷零件成型設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)中也得到了廣泛應(yīng)用但是，還存在著設(shè)備昂貴，投資大開發(fā)上取得了長(zhǎng)足的材料浪費(fèi)嚴(yán)重和噪音大等缺點(diǎn)[7]。
電磁帽是變配電設(shè)備的一個(gè)重要零件，屬于系列產(chǎn)品，是易損件之一。 它由土壤做成圓柱形，并在上挖有凹孔成帽；坯件晾干后配釉燒成瓷器。使用時(shí)將電磁帽翻蓋在金屬導(dǎo)桿的頂端，將起到絕緣和安全保護(hù)作用。國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)相比，最大的差距就在于工藝水平和成型機(jī)構(gòu)較差，致使產(chǎn)品質(zhì)量存在諸多問題[8]。加強(qiáng)技術(shù)改造、改良工藝過程是電瓷生產(chǎn)永遠(yuǎn)遵循的主題。目前，國內(nèi)電瓷業(yè)已充分認(rèn)識(shí)到來自國外同行的激烈競(jìng)爭(zhēng)，面對(duì)挑戰(zhàn)，各廠家都在調(diào)整自己的工藝思路和成型機(jī)械的研發(fā)。
在全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展中，為電瓷成型機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)[9]。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的電瓷成型機(jī)械市場(chǎng)，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國電瓷成型機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。
1.3 目前存在的問題
我國電瓷帽坯成型機(jī)行業(yè)起步相對(duì)稍晚，由于整體制造業(yè)技術(shù)水平的相對(duì)落后，國產(chǎn)電瓷帽坯成型機(jī)產(chǎn)品普遍在工作性能和通用化等方面與國際水平相比存在著一定差距。其主要表現(xiàn) 在自能力等方面有待進(jìn)一步提高。但是隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)以及國家政策的 扶持力度的加大，我國電瓷帽坯成型機(jī)行業(yè)的發(fā)展速度較快，技術(shù)水平也有了較大程度的提高[10]。
縱觀國內(nèi)電瓷帽坯成型機(jī)的發(fā)展歷程，20世紀(jì)50年代，國內(nèi)應(yīng)用的主要是機(jī)械往復(fù)式電瓷帽坯成型機(jī)[11]，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗較大，設(shè)備笨重，處理量小且成間接成堆式不均勻給料；60年代出現(xiàn)了電磁振動(dòng)電瓷帽坯成型機(jī)，其主要利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行具有處理能力大、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、可無級(jí)調(diào)速以及電耗 少等特點(diǎn)[12]；70年代末至80年代初，旨在改進(jìn)電磁振動(dòng)電瓷帽坯成型機(jī)缺點(diǎn)的電機(jī)振動(dòng)電瓷帽坯成型機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，該機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)調(diào)節(jié)同步運(yùn)動(dòng)，但由于電機(jī)參振，使得該型電瓷帽坯成型機(jī)在使用過程中出現(xiàn)電機(jī)壽命較短等一系列技術(shù)缺陷[13][14]；現(xiàn)有的連續(xù)電瓷帽坯成型機(jī)在低噪音、低功耗、大運(yùn)量和連續(xù)給料等方面都具有各自的優(yōu)勢(shì)和適用范圍，不同的應(yīng)用條 件對(duì)于電瓷帽坯成型機(jī)的功能要求也不同[，因此，電瓷帽坯成型機(jī)在技術(shù)設(shè)計(jì)上更加具有針對(duì)性。
1.4 課題的研究方法和意義
通過進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面系統(tǒng)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和研究方法的基本訓(xùn)練。要求學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)的研究。學(xué)生能獨(dú)立進(jìn)行資料的收集、加工與整理，能綜合運(yùn)用科學(xué)的理論、知識(shí)和技能，鍛煉獨(dú)立解決設(shè)計(jì)問題的能力，圖紙繪制規(guī)范，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書并答辯，從而使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，并掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法[1]。 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，大幅度提高機(jī)械化作業(yè)程度是解決用工困難的有效途徑和現(xiàn)實(shí)出路，特別是采用高效率的機(jī)器設(shè)備的省工效果最為顯著。沒有高水平的機(jī)械設(shè)備就沒有高水平的產(chǎn)品，是制造業(yè)的一個(gè)共識(shí)。作為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)性工藝設(shè)備，機(jī)械制造技術(shù)被認(rèn)為是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一[2]。但我國機(jī)械制造水平與國外機(jī)械制造水平的差距依然不容小覷，必須認(rèn)清我國現(xiàn)階段機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題，加快機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，注重產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)性，創(chuàng)新性，努力向發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)[3]。
電瓷帽是變配電設(shè)備的一個(gè)重要零件，電瓷制造業(yè)屬于國家“十一五”期間重點(diǎn)扶持的裝備制造業(yè)領(lǐng)域，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)[4]。沒有電瓷帽電就無法輸送，在一定程度上，電瓷是電的生命線，電瓷產(chǎn)品必須具備優(yōu)良的電氣、機(jī)械、耐冷熱三個(gè)方面的技術(shù)性能.隨著電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，輸變電的電壓等級(jí)的不斷提高，輸送量的增大,對(duì)電瓷產(chǎn)品的機(jī)械、電氣、耐冷熱性能及可靠性的要求越來越高，所以電瓷產(chǎn)品質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到電力工業(yè)的發(fā)展。
2 電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)要求
2.1 電瓷帽簡(jiǎn)說
電瓷帽是變配電設(shè)備的一個(gè)重要零件，屬系列產(chǎn)品，是易損件之一。其外型尺寸如圖2.1所示。它由土壤做成圓柱形狀并在上端挖有凹孔成“帽”；坯件涼干后配釉燒成瓷器。使用時(shí)將電瓷帽翻蓋在金屬導(dǎo)桿的頂（尾）端，起到絕緣和安全保護(hù)作用。電瓷帽坯件機(jī)是制造電瓷帽坯件的一種機(jī)械設(shè)備。
圖2.1 電瓷帽
2.2 設(shè)計(jì)要求
電瓷帽坯件機(jī)除按圖1尺寸制出電瓷帽坯件外，還要求：
①該機(jī)生產(chǎn)率：3000個(gè)/小時(shí)；使用期限：8～10年，6～7個(gè)月檢修一次。
②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，維護(hù)方便，成本低。
③更換模套和沖頭可生產(chǎn)小尺寸系列產(chǎn)品電瓷帽坯件，設(shè)備利用率高。
2.3機(jī)構(gòu)選型與傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)
1、擬定機(jī)器運(yùn)動(dòng)原理圖
運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由電機(jī)經(jīng)帶傳動(dòng)傳入，分兩條傳動(dòng)路線傳到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一路經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)、曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳到滑桿，使滑桿作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)沖壓和沖出電瓷帽坯件的動(dòng)作；另一路通過其它齒輪傳動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)傳給轉(zhuǎn)盤，以實(shí)現(xiàn)?？椎霓D(zhuǎn)位動(dòng)作，同時(shí)攪拌和供給土壤。
2、擬定傳動(dòng)方案及繪出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
擬定電瓷帽坯件機(jī)傳動(dòng)方案的關(guān)鍵在于如何使?？椎霓D(zhuǎn)位、定位與沖頭上下移動(dòng)的動(dòng)作彼此協(xié)調(diào)配合。有以下兩種傳動(dòng)方案可供選擇。
3 電瓷帽坯成型機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)
3.1 工作原理及工藝流程
電瓷帽坯件成型機(jī)是將土壤填入轉(zhuǎn)盤上的?？變?nèi)，經(jīng)沖頭壓成型。
機(jī)器必須完成五個(gè)動(dòng)作：
1）填料并刮平；
2）轉(zhuǎn)模輸送物料；
3）坯件經(jīng)沖頭沖壓成型；
4）坯件脫模；
5）坯件輸送；
3.2 機(jī)構(gòu)的方案比較及選擇
3.2.1制缽壓缽、送缽執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方案比較
方案一：曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)（如圖3.3所示）
圖3.3 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
圖3.3偏心輪的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)滑塊上下滑動(dòng)，滑塊帶動(dòng)壓桿推桿上、下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)模盤孔內(nèi)土進(jìn)行沖壓成缽。優(yōu)點(diǎn)：偏心輪適合較高的轉(zhuǎn)速，在曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)下，帶動(dòng)壓桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且采用對(duì)心結(jié)構(gòu)，能使壓桿推桿運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，而且能夠承受較大的載荷，機(jī)械效率較高。缺點(diǎn)：傳動(dòng)路線較長(zhǎng)。
方案二：凸輪機(jī)構(gòu)（如圖3.4所示）
圖3.4凸輪機(jī)構(gòu)
圖3.4凸輪機(jī)構(gòu)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)推桿上下移動(dòng)，壓桿推桿對(duì)營養(yǎng)土缽沖壓成型。優(yōu)點(diǎn)：通過設(shè)計(jì)不同的輪廓曲線，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的各種運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并能有效沖擊，只要恰當(dāng)設(shè)計(jì)好輪廓曲線，能使壓力大小隨運(yùn)動(dòng)而變化并且凸輪機(jī)構(gòu)響應(yīng)快速，機(jī)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)：凸輪不適合較快速的運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易磨損。
方案三：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（如圖3.5所示）
圖3.5曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
圖3.5曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)滑塊上下移動(dòng)，滑塊帶動(dòng)壓桿推桿上下移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)營養(yǎng)土的沖壓。此方案與方案一、二比較，區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的不同，在大麻煩是動(dòng)力部分，無法提供足夠的動(dòng)力帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。
綜上三種方案所述，由于要求機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度較快，傳動(dòng)平穩(wěn)，機(jī)械效率高，機(jī)械使用壽命長(zhǎng)，綜合考慮選擇方案一。
3.2.2排種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
方案一、槽輪機(jī)構(gòu)（如圖3.6所示）
圖3.6槽輪機(jī)構(gòu)
圖3.6撥盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，撥盤上的圓銷進(jìn)入槽輪徑向槽時(shí)，推動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)排種，圓銷未進(jìn)入槽輪，槽輪不動(dòng)，不排種，槽輪間歇性運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)定時(shí)定地的排種。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率搞，并能較平穩(wěn)的間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)，適用于速度不太高的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：存在柔性沖擊，使構(gòu)件損壞，而且槽輪機(jī)構(gòu)制造工藝復(fù)雜。
方案二：幾輪機(jī)構(gòu)（如圖3.7所示）
圖3.7幾輪機(jī)構(gòu)
圖3.7當(dāng)搖桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪推動(dòng)棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，止動(dòng)爪阻止棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪靜止不動(dòng)，搖桿往復(fù)擺動(dòng)以撥動(dòng)棘輪間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪沒轉(zhuǎn)動(dòng)一格，就往下排種，搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)不排種。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲，運(yùn)動(dòng)槽度較差，不適合高速轉(zhuǎn)動(dòng)和重載荷場(chǎng)合。
方案三：不完全齒輪機(jī)構(gòu)（如圖3.8所示）
圖3.8不完全齒輪機(jī)構(gòu)
圖3.8完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，推動(dòng)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)一格，從而使種子下落到缽孔內(nèi)，在不嚙合時(shí)，種子則不會(huì)下落。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，工作可靠，制造成本低。缺點(diǎn)：受到?jīng)_擊較大，不適合高速的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，齒數(shù)較少，會(huì)產(chǎn)生根切，對(duì)齒輪造成破壞，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差。
綜上三種方案，考慮到傳動(dòng)平穩(wěn)性，及更好地滿足設(shè)計(jì)要求，選擇方案一合適。
3.2.3缽盤轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
方案一、槽輪機(jī)構(gòu)（如圖3.6所示）
主動(dòng)撥盤帶動(dòng)圓銷轉(zhuǎn)動(dòng)，圓銷進(jìn)入槽輪時(shí)，驅(qū)動(dòng)槽輪轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)缽盤轉(zhuǎn)動(dòng)，圓銷未進(jìn)入槽輪時(shí)，槽輪被卡住，缽盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了缽盤每轉(zhuǎn)過60的間歇運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：槽輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，機(jī)械效率高，并能夠平穩(wěn)地間歇性轉(zhuǎn)位。
方案二、棘輪機(jī)構(gòu)（如圖3.7所示）
搖桿往復(fù)擺動(dòng)，使棘輪間歇性轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一格，缽盤就轉(zhuǎn)動(dòng)一格，棘輪靜止時(shí)，缽盤不動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠，棘輪每轉(zhuǎn)過角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲而且運(yùn)動(dòng)精度較差。
方案三、不完全齒輪（如圖3.8所示）
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，工作可靠。缺點(diǎn)：不完全齒輪有較大的沖擊。
綜上所述選擇方案一，方案一機(jī)械效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)，能夠間歇的轉(zhuǎn)位。
3.3 拌料、填料
將已拌好的營養(yǎng)土在攪拌箱內(nèi)繼續(xù)充分拌勻，并填入?？兹缓蠊纹?。攪拌箱內(nèi)的攪拌叉可起填料推桿的作用，同時(shí)它也起到破壞營養(yǎng)土的“安息狀態(tài)”的作用，它在攪拌箱內(nèi)作連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
3.4 物料輸送和各工序轉(zhuǎn)移
轉(zhuǎn)盤上的?？讛?shù)至少應(yīng)有六個(gè)，其工藝職能分別為待料，填料，成型，播種，覆土和沖出。轉(zhuǎn)盤和模孔作間歇的轉(zhuǎn)動(dòng)。由控制系統(tǒng)帶動(dòng)起回轉(zhuǎn)速度的快慢和各工序之間的轉(zhuǎn)移。
3.5 缽體的成型和沖出
兩沖頭作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在模孔中將土壤擠壓成型和沖出缽體，成型沖頭比沖出沖頭的工作行程要長(zhǎng)，其差值取決于缽體的尺寸、土壤的壓縮比以及所選曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)關(guān)系等。
3.6 播種和覆土
在缽體的成型和沖出過程之間要有播種和覆土機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由棉花播種機(jī)的播種機(jī)構(gòu)演變而來，是由同步帶帶動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)取一定量的種子和土壤由導(dǎo)管導(dǎo)入缽體，同時(shí)完成播種和覆土。其機(jī)構(gòu)采用下圖結(jié)構(gòu)：
圖3.9 采用的機(jī)構(gòu)
上面的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。
3.7 協(xié)調(diào)配合關(guān)系
兩沖頭作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤靜止時(shí)，由沖頭沖模而脫離模孔，再回復(fù)到?jīng)_壓位置，完成一次沖壓；周而復(fù)始。
3.8 擬定傳動(dòng)方案
方案一：
采用離合器使軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成模孔轉(zhuǎn)盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，停止運(yùn)動(dòng)時(shí)沖頭沖下，沖頭上升時(shí)?？邹D(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。達(dá)到彼此相互協(xié)調(diào)配合的效果。
圖3.10 方案一
方案一的傳動(dòng)路線如下：
方案二：
圖中兩個(gè)沖頭固定在沖頭座16上，沖頭座空套在滑軸V上。偏心輪13經(jīng)連桿14帶動(dòng)沖頭作上下運(yùn)動(dòng)，完成壓緊和沖出動(dòng)作。當(dāng)沖頭進(jìn)入模孔后，隨轉(zhuǎn)盤12一起轉(zhuǎn)到；當(dāng)沖頭推出?？缀?，由于扭力彈簧15的作用，沖頭又迅速返回到原來的位置。調(diào)整螺釘座17固定在V軸上，調(diào)節(jié)螺釘座上的螺釘18，就可調(diào)整沖頭角位移的起始位置，以便使沖頭準(zhǔn)確進(jìn)入模孔。傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖如圖6所示：
圖3.11 方案二
綜合考慮以上兩種傳動(dòng)方案，方案一的機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，轉(zhuǎn)盤的間歇運(yùn)動(dòng)直接影響工作效率；方案二的沖頭座部分較為復(fù)雜，轉(zhuǎn)盤與軸之間的磨擦較大，但其它方面都優(yōu)于方案一。因?yàn)閴褐齐姶擅迸骷膲毫^小，壓緊和沖出機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單些，所以選擇方案二作為設(shè)計(jì)方案。
電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
4 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
1.選擇電動(dòng)機(jī)的類型
按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓220V。
2.選擇電動(dòng)機(jī)的功率
1）選擇依據(jù)：電動(dòng)機(jī)額定功率
電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：
——工作機(jī)的有效功率，單位（KW）。
——從動(dòng)機(jī)到工作輸送帶間的總效率。
其中帶傳動(dòng)的效率
直齒輪傳動(dòng)8級(jí)；
滾子軸承的效率（一對(duì)）；
錐齒輪的效率
槽輪的效率
；
2）電動(dòng)機(jī)的功率由該設(shè)備所消耗的功率決定，該設(shè)備的消耗的功率主要有：
——壓緊沖出營養(yǎng)缽所做功；
——轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功；
——攪拌器消耗功率；
1、壓緊和沖出時(shí)營養(yǎng)缽作功
沖頭工作時(shí)平均所受的壓力取100kg（按經(jīng)驗(yàn)選取），沖頭行程為160mm，上下的總位移為320mm，6000個(gè)/小時(shí)，所消耗的功率按下式計(jì)算：
式中 F—沖頭在行程所受的平均壓力，單位 N;
S—沖頭每次行程的位移量，單位 m；
n—沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)，單位 次/小時(shí)。
因此
壓緊和沖出時(shí)作功，但主要消耗在第一工位。模孔轉(zhuǎn)盤上均勻分布著6個(gè)?？祝鶕?jù)每小時(shí)生產(chǎn)定額，?？邹D(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為
轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一圈，沖頭上下6次往復(fù)運(yùn)動(dòng)。則偏心輪的轉(zhuǎn)速為：
2、 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中克服摩擦做功
3、 轉(zhuǎn)盤克服的摩擦力有：1、底板（土缽擋板）與轉(zhuǎn)盤的摩擦；
2、攪拌箱的攪拌器與轉(zhuǎn)盤上的摩擦；
3、土壤與轉(zhuǎn)盤的摩擦。
其消耗的功率大約為：=0.2kw （類比法，參考文獻(xiàn)[5]）；
3、攪拌器消耗功率
由于攪拌器的轉(zhuǎn)速不高，估計(jì)推動(dòng)1立方米的土料需要1噸的力。
攪拌器的體積為：==3.14××0.25=0.03142
推動(dòng)的土料需要的平均力： =
消耗功率：
總的工作功率：
總的機(jī)械功率：
則電動(dòng)機(jī)的功率為：
（3)選擇電動(dòng)機(jī)
由于該機(jī)為農(nóng)用機(jī)械，主要是針對(duì)農(nóng)村和農(nóng)場(chǎng)設(shè)計(jì)的，一般的農(nóng)村用電電壓為220V，又異步電動(dòng)機(jī)比直流電動(dòng)機(jī)使用方便，價(jià)格低廉，因此該機(jī)采用單相電容啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力源。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YD90L-4，其特性參數(shù)見下表。
表4.1電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)、外形和安裝尺寸表
型號(hào)
額定功率/kW
滿載轉(zhuǎn)速/r/min
最大轉(zhuǎn)矩
重量/kg
YD90L-4
1.3
1400
2.2
22
外形尺寸/mm×mm×mm
L×(AB/2+AD)+HD
中心高/mm
H
安裝尺寸/mm
A×B
軸伸尺寸/mm×mm
D×E
平鍵尺寸/mm×mm
F×G
310×245×190
90
140×100
24×50
8×20
4.2 傳動(dòng)比的確定，各軸功率以及帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
4.2.1傳動(dòng)比的確定
由設(shè)計(jì)要求可知，電動(dòng)機(jī)的給定轉(zhuǎn)速，而生產(chǎn)率的給定值為 6000個(gè)/小時(shí)，即生產(chǎn)率為
所以總傳動(dòng)比的大小可以確定
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中關(guān)于V型帶傳動(dòng)比分配原：由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，一般≤5，故可分。
要求偏心輪轉(zhuǎn)6圈時(shí)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)一圈，因此就要求兩錐齒輪的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)盤齒輪的傳動(dòng)比乘積等于6，即：
==·
其它齒輪的傳動(dòng)比
為了保證轉(zhuǎn)盤和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度，并簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，選兩直齒錐齒輪的傳動(dòng)比=1，則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比=6。所以小齒輪5的轉(zhuǎn)速、攪拌器的轉(zhuǎn)速和偏心輪的轉(zhuǎn)速三者相同。
4.2.2計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率
（1）各軸的轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
（2）各軸功率
由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表9.2查得，帶傳動(dòng)的效率；
直齒輪傳動(dòng)8級(jí)的效率0.97；滾子軸承的效率0.98（一對(duì)）；錐齒輪傳動(dòng)8級(jí)的效率0.97；=0.9 類比法，參考文獻(xiàn)[5]，則轉(zhuǎn)盤所需功率=0.2kw
軸Ⅲ所需功率
軸Ⅱ所需功率
軸Ⅰ所需功
4.2.3 設(shè)計(jì)V型帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸和校對(duì)
1.確定計(jì)算功率
——計(jì)算功率，KW；
——工作情況系數(shù)；
——所需傳遞的額定功率，KW;
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-7，載荷變動(dòng)小，空、輕載起動(dòng)，選取=1.1，
則 =1.1×1.3=1.43KW
2. 選擇V帶型，小帶輪轉(zhuǎn)速， 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選擇Z型V帶。取，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8進(jìn)行圓整選擇。
3. 驗(yàn)證帶速
因?yàn)?，故V帶合適。
4. 確定中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》知：
所以取=450
由
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2選取基帶長(zhǎng)度 =1600mm
5. 計(jì)算實(shí)際中心距
小帶輪上的包角：
即符合設(shè)計(jì)驗(yàn)證條件，所以此設(shè)計(jì)方案合理。
6. 確定帶的根數(shù)Z
1）計(jì)算單根V帶的額定功率
由根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4a得。
根據(jù)和Z型帶查表8-4b得。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5得，查表8-2得，于是
2）計(jì)算V帶的根數(shù)z
取4根
7計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值
由表8-3得Z型帶的單位長(zhǎng)度，所以
應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。
8計(jì)算壓軸力
壓軸力的最小值
9帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
帶輪的材料都采用HT200，由大帶輪的基準(zhǔn)直徑，所以大帶輪采用輪輻式；由于小帶輪的安裝直徑d=26mm,查得小帶輪為實(shí)心輪。
4.3齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì)
4.3.1直齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì)
(1) 第一對(duì)齒輪設(shè)計(jì)（類型、材料、精度、齒數(shù)）
1）選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；
2）由于農(nóng)業(yè)機(jī)械攪拌機(jī)械為一般工作機(jī)器，速度不高，所以選用8級(jí)精度（GB10095-88）.
3)材料由查《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-1表，選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度
為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。
4)選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。
(2) 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-9a）進(jìn)行計(jì)算，即
1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值
1. 選擇載荷系數(shù) =1.3；
2. 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：
3. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7可知，選擇齒寬系數(shù)
4. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)
5. 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。
6. 計(jì)算應(yīng)力縮環(huán)次數(shù)
7.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-19圖，取接觸疲勞壽命系數(shù)
8.計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力。
取失效概率為1%,安全系數(shù)
2） 計(jì)算
1試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 帶入中較小的值
2計(jì)算圓周速度
1. 計(jì)算齒寬
1) 計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
所以齒寬與齒高之比
2. 計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)，7級(jí)精度，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8可得，動(dòng)載系數(shù)=1.05
直齒輪
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使系數(shù)；
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)稱位置時(shí)
由,，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得；故載荷系數(shù)
3. 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-10a得
4. 計(jì)算模數(shù)
(3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)計(jì)算公式：
1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的的彎曲疲勞強(qiáng)度極限。
2、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18取彎曲壽命系數(shù)；
3、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，得
4、 計(jì)算載荷系數(shù)
5、 查取齒形系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得
6、查取應(yīng)力校正系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得
7、計(jì)算大、小齒輪并加以比較
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由曲面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.63并就近圓整為，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù):
大齒輪齒數(shù) ，取。
（4）幾何尺寸計(jì)算
1)計(jì)算分度圓直徑
2）計(jì)算中心距
3)計(jì)算齒輪寬度
取。
齒輪1和2的幾何尺寸如下：
(5) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖
(6)驗(yàn)算設(shè)計(jì)
1）由設(shè)計(jì)過程知 ，即小齒輪齒數(shù)大于發(fā)生根切的最小齒數(shù)，所以該設(shè)計(jì)滿足不發(fā)生根切的條件；
2)重合度驗(yàn)算
由
則
即該設(shè)計(jì)滿足重合度條件要求。
4.3.2圓錐齒輪設(shè)計(jì)和校對(duì)
在決定錐齒輪的尺寸之前，先要確定以下一些條件
（1）由于為小型農(nóng)用機(jī)械錐齒輪傳動(dòng),初取，因?yàn)?，取?
（2）該齒輪的受力較大，故材料選用鑄鋼ZG35；
（3）該齒輪的傳動(dòng)功率是第Ⅲ軸的功率；
則設(shè)計(jì)參數(shù)可依次得出：
（1）計(jì)算基本參數(shù)
1)齒數(shù)比
錐距
平均分度圓直徑
所以
以表示當(dāng)量直齒圓柱齒輪的模數(shù)，則當(dāng)量齒數(shù)為
2)根據(jù)求齒形系數(shù)Y，查表可得Y=0.282；
3)根據(jù)齒輪材料求
4）查表查得的鑄鋼單向工作時(shí)的=16.5，因?yàn)槭情_式傳動(dòng)，所以將降低20%使用，得=13.2
5）求Y =0.28213.2=3.72;
6)求齒寬系數(shù)及齒寬
一般取，則：
7）求錐齒輪的評(píng)價(jià)模數(shù)
由上述一些條件查得=4.5，所以求得錐齒輪大端模數(shù)
由于m=5.4mm不是標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，所以取m=6mm,所以齒頂高。
（2）各尺寸計(jì)算數(shù)值
齒根高 齒高
分度圓直徑
齒頂直徑
齒根圓直徑
錐距
齒寬
齒頂角
齒根角
齒頂錐角
齒根圓錐角
圖 4.2錐齒輪的各部分尺寸
錐齒孔的直徑與其配合的軸徑?jīng)Q定，現(xiàn)取為；輪轂直徑
輪轂寬度
電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
5 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1模盤的結(jié)構(gòu)和尺寸確定
模盤上有6個(gè)均勻分布的模孔，根據(jù)苗缽的規(guī)格和土壤的壓縮比，現(xiàn)確定模孔的高度H=96mm,孔徑d=60mm，轉(zhuǎn)盤的材料為鑄鐵HT250，由于強(qiáng)度低，孔與外圓之間的壁厚不宜太薄，取10mm，孔與孔之間的壁厚為10mm，由于是間歇傳動(dòng)，故采用了槽輪結(jié)構(gòu)。 槽輪機(jī)構(gòu)的典型機(jī)構(gòu)如下圖所示，他有主動(dòng)撥盤1，從動(dòng)槽輪2和機(jī)架組成。
槽輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，其機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)地，間歇的進(jìn)行轉(zhuǎn)位。但因傳動(dòng)時(shí)尚存在柔性沖擊，故常用于轉(zhuǎn)速不太高的場(chǎng)合。
普通的槽輪機(jī)構(gòu)有外槽輪和內(nèi)槽輪機(jī)構(gòu)之分。它們均用于平行軸間的間歇傳動(dòng)，但前者槽輪與撥盤的轉(zhuǎn)向相反，而后者則轉(zhuǎn)向相同。外槽輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用比較廣泛。在機(jī)械中最常用的是徑向槽均勻分布的槽輪機(jī)構(gòu)。對(duì)于這種機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)工作要求確定槽輪的槽數(shù)Z=6和主動(dòng)撥盤的圓銷數(shù)n=1；再按受力情況和實(shí)際機(jī)械所允許的安裝空間尺寸，確定中心距L和圓銷半徑r；最后可按圖中機(jī)構(gòu)的幾何關(guān)系，由下列各式求出其它尺寸：
撥盤軸的直徑及槽輪的直徑受以下條件限制:
鎖止或弧的半徑大小，根據(jù)槽輪輪葉齒頂厚度b來確定，通常取b=3-10mm
取L=315mm，
計(jì)算得： r=10mm b=10mm
R=157.5mm, S=272.8mm
125.3mm 取 h=125.3mm
轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)和尺寸見下圖
圖5.1 槽輪轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)、尺寸圖
5.2曲柄（偏心輪）滑塊（滑桿）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸
見圖5.2，此處偏心輪的偏心距即相當(dāng)于曲柄長(zhǎng)度a，滑桿即相當(dāng)于滑塊，畫成簡(jiǎn)圖，如圖5.2。它是屬于對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
（1） 偏心距的確定
見圖3.7可見，滑桿上下往復(fù)移動(dòng)的行程S，要等于模孔的高度和沖頭在?？淄獾囊欢尉嚯x之和，即S=96+64=160mm。參考平面連桿機(jī)構(gòu)部分，S=2a，見圖5.2，得到：
圖5.2曲柄連桿示意圖
（2） 具體結(jié)構(gòu) （見圖5.3）
圖5.3曲柄連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖
偏心輪用平鍵，止退墊圈，圓螺母固定在軸上，凡是用此種方法固定的，都要求軸頸長(zhǎng)度比輪轂孔長(zhǎng)度短。為了使螺母不與連桿相碰，將偏心輪設(shè)計(jì)成凹坑，將螺母置于凹坑中，凹坑直徑可比止退墊圈直徑大。偏心輪不宜做的太厚，可在之間。為了增加與軸的配合部分長(zhǎng)度，還必須設(shè)計(jì)一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚考慮為15mm左右，因此可以算出偏心輪的外圓直徑為210mm。偏心輪的結(jié)構(gòu)與尺寸見圖6.4。
圖5.4偏心輪的結(jié)構(gòu)
圖5.5 曲柄連桿機(jī)構(gòu)
（3）決定連桿的長(zhǎng)度和尺寸
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)存在的條件是：曲柄的長(zhǎng)度a要小于或等于連桿的長(zhǎng)度b,見圖5.5，即。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般取最小的傳動(dòng)角適當(dāng)?shù)倪x的偏大一些，為此，將選為70度。則連桿的長(zhǎng)度為：
（4）偏心銷的裝配
圖5.6偏心銷的裝配圖
1-偏心輪 2圓螺母 3-平墊圈 4-連桿 5-軸套 6-軸 7-墊片 8-螺母 9-平鍵10-套筒 11-軸
連桿與偏心銷的裝配其摩擦部分用銅套。銅套的厚度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般取，銅套的長(zhǎng)度，d為銅套的內(nèi)徑25mm，則
??；
mm
取L=30mm。
在決定銅套內(nèi)徑的公差時(shí)，要特別注意當(dāng)銅套壓入連桿孔時(shí)銅套內(nèi)徑的縮小，對(duì)薄壁銅套其收縮量約為銅套外徑過盈量的0.8~0.9倍，因此在確定銅套尺寸時(shí)，要適當(dāng)加大銅套的內(nèi)徑與軸配合的間隙。
5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其校核
以軸Ⅲ為例說明電瓷帽坯成型機(jī)各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軸Ⅲ上裝有一個(gè)直齒圓柱齒輪2，一個(gè)直齒圓錐齒輪3和一個(gè)偏心輪13，既承受彎距，又承受扭距，屬轉(zhuǎn)軸類型。
1．選擇軸的材料該軸傳動(dòng)中小功率，且轉(zhuǎn)速較低，故選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得，
由表21-23查得A=114
2，初步估計(jì)軸的直徑
由表21-22公式初步估算軸2直徑
取
3．軸Ⅲ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖5.7軸Ⅲ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
如圖所示 ：圓柱齒輪、偏心輪軸向定位的軸肩直徑不能太小，故加用套筒幫助軸向承壓，其軸端固定采用小圓螺母和平墊圈。從表3-2-75選擇小圓螺母的尺寸參數(shù)為：M30×1.5 ；由表8-288選擇C級(jí)平墊圈的尺寸參數(shù)：。圓錐齒輪用 的軸環(huán)定位并承受軸向力，用緊定螺釘加以固定。由表3-2-46，選取開槽圓柱頭螺釘M6×25。圓柱齒輪、圓錐齒輪及偏心輪的周向定位采用普通平鍵B型，由表9-5得，其尺寸b×h×L分別為、12×8×40、10×8×32。由于錐齒輪的存在，軸上有軸向力，所以兩個(gè)滾動(dòng)軸承均采用角接觸球軸承，其型號(hào)分別為7308C，7307C，其外形尺寸d×D×B分別為40×90×23、35×80×21。采用脂潤滑。其結(jié)構(gòu)見附圖
4． 按當(dāng)量彎距法校核
做出軸的受力簡(jiǎn)圖（如圖6.8），求作用在軸上的力
水平面（）
垂直面（）
直齒輪
錐齒輪
偏心輪
軸承反 力
圖5.8軸的受力分析圖
當(dāng)時(shí)，軸為最危險(xiǎn)。
偏心輪與同它嚙合的齒輪，中心線的連線與水平面成45度夾角，則偏心輪作用于軸Ⅲ的力
在水平面的分力為
在垂直面的分力為
其中軸承反力分別在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)進(jìn)行計(jì)算。
在水平面里求支反力：由得，
則可求得
。則N
在垂直面里求支反力：由得，
則可求得。
則=3070.3N
作出彎矩圖（如圖6.9）（N.m）
垂直面（）
水平面（）
Ⅰ截面
合成彎距
Ⅱ截面
合成彎距
Ⅲ截面
=42.63
合成彎距
圖5.9 彎矩圖
5，作出轉(zhuǎn)距圖(如圖6.10) T=189.07N.m
圖5.10 轉(zhuǎn)矩圖
6．作出當(dāng)量彎距圖（如圖5.11）
圖5.11當(dāng)量彎矩圖
7．確定許用應(yīng)力
由上已知
8．校核軸徑
則按照當(dāng)量彎距法較核，軸的強(qiáng)度足夠。
5.4 軸承的校核
對(duì)于傳動(dòng)的滾動(dòng)軸承，其滾動(dòng)體和滾到發(fā)生的疲勞點(diǎn)蝕是主要的失效形式，因而主要是進(jìn)行壽命計(jì)算，必要時(shí)再作靜強(qiáng)度校核。本次驗(yàn)算為刀片傳動(dòng)中齒輪軸兩側(cè)的軸承的校核，其型號(hào)為7204C。
（1）求兩軸承的計(jì)算軸向力和。
由[2]得7204C派生軸向力，初取e＝0.42 估算。
N
N
N
N
由[2]插值計(jì)算得、
再計(jì)算
N
N
N
N
確定 、 ，N、N
（2）求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和。
由[2] 分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)：
軸承1
軸承2
因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13.6 取
N
N
（3）驗(yàn)算軸承壽命。
因?yàn)樗园摧S承1得受力大小驗(yàn)算：
h
已知本機(jī)器使用5年，一班制，預(yù)期壽命為：
h
故本軸承能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
5.5 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
箱體的形狀和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件間的相互關(guān)系來決定，決定箱體結(jié)構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱為"結(jié)構(gòu)包容法"，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)零件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求。
箱體壁厚的設(shè)計(jì)多采用類比法，對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，參照設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺(tái)等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于重要的箱體，可用計(jì)算機(jī)的有限元法計(jì)算箱體的剛度和強(qiáng)度，或用模型和實(shí)物進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變的測(cè)定，直接取得數(shù)據(jù)或作為計(jì)算結(jié)果的校核手段。
1.箱體的毛坯、材料及熱處理
(1)箱體的毛坯：選用鑄造毛坯或焊接毛坯，應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行全面分析決定。鑄造容易鑄造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較困難實(shí)現(xiàn)薄壁和大平面。
焊接箱體一般比鑄造箱體輕，鑄造箱體的熱影響變形小，吸振能力較強(qiáng)，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度。
(2)箱體的材料和熱處理
箱體的常用材料有：
鑄鐵 多數(shù)箱體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。具體牌號(hào)查閱有關(guān)手冊(cè)。
鑄造鋁合金 用于要求減小質(zhì)量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。
鋼材 鑄鋼有一定的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機(jī)加工性能也較好，但鑄造時(shí)容易氧化與熱裂。箱體也可用低碳鋼板和型鋼焊接而成。
箱體的熱處理：
鑄造或箱體毛坯中的剩余應(yīng)力使箱體產(chǎn)生變形，為了保證箱體加工后精度的穩(wěn)定性，對(duì)箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應(yīng)力，減少變形。常用的熱處理措施有以下三類：
A)熱時(shí)效。鑄件在500～600°C下退火，可以大幅度地降低或消除鑄造箱體中的剩余應(yīng)力。
B)熱沖擊時(shí)效。將鑄件快速加熱，利用其產(chǎn)生的熱應(yīng)力與鑄造剩余應(yīng)力疊加，使原有剩余應(yīng)力松弛。
C)自然時(shí)效。自然時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效可以提高鑄件的松弛剛性，使鑄件的尺寸精度穩(wěn)定。
箱體的主要功能是支承并容納各種零件，如傳動(dòng)零件、軸、軸承等，使其能夠保持正常的運(yùn)動(dòng)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)精度；安全保護(hù)和密封作用，在保證箱體內(nèi)的零件不受外界環(huán)境影響的同時(shí)又保護(hù)操作者的人身安全，還具有一定的隔振、隔熱和隔音作用。本設(shè)計(jì)的箱體在實(shí)現(xiàn)以上功能的基礎(chǔ)上，還需改善機(jī)體的造型，使整體造型美觀，更受人們的青睞。
5.6 安裝與調(diào)試
（1）將機(jī)器放置在水平的工作場(chǎng)地，確保機(jī)器放置平穩(wěn)、可靠；
（2）使用前對(duì)各部件進(jìn)行檢查，緊固件是否在運(yùn)輸途中松動(dòng)，開關(guān)及電源線是否因運(yùn)輸而破損，并及時(shí)采取相應(yīng)措施；
（3）檢查旋轉(zhuǎn)料筒內(nèi)是否有異物，如有異物清理干凈，以免引起刀具損壞；
（4）確定電源電壓與本機(jī)額定電壓相符合。在外罩接地標(biāo)記處可靠接地，將電源軟線伸長(zhǎng)找專業(yè)電工將機(jī)器電源線接在全極斷開大開距電源上，接通電源，按下“ON”按鈕，檢查轉(zhuǎn)向，V帶輪的轉(zhuǎn)向與標(biāo)志一致為正確。否則，切斷電源，調(diào)整接線。
結(jié) 論
本課題結(jié)合目前國電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，具體闡述了一種電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)過程。本文主要完成的工作如下：
1、電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的確定。分析了電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，確定了電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)，并確定其基本尺寸。
2、確定了電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)。對(duì)該電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行了計(jì)算。
3、零件的剛度和壽命計(jì)算與校核。對(duì)各個(gè)已設(shè)計(jì)零件進(jìn)行剛度和壽命計(jì)算，確保滿足使用要求，使該電瓷帽坯成型機(jī)設(shè)計(jì)有足夠的可靠性。
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅把大學(xué)所學(xué)到的理論知識(shí)很好的運(yùn)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中，而且培養(yǎng)了自己認(rèn)真思考的能力，在處理問題時(shí)有了新的認(rèn)識(shí)和方法，并加強(qiáng)了和同學(xué)之間進(jìn)行探討和解決問題的能力。
通過對(duì)專業(yè)知識(shí)的接觸和深入學(xué)習(xí)，以及對(duì)相關(guān)信息的獲取，我深切地認(rèn)識(shí)到，就目前的發(fā)展而言，我國的工業(yè)還比較落后，與發(fā)達(dá)國家相比還存在很大的差距。盡管我們不斷地在努力，但想在很短的時(shí)間內(nèi)改變這種現(xiàn)狀是很難的，尤其是對(duì)于我們這樣一個(gè)國情的大國。所以，我們應(yīng)該擁有的是一種民族意識(shí)，不斷的追求創(chuàng)新。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我做的是電瓷帽坯成型機(jī)整體設(shè)計(jì)部分，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅鍛煉了自己查閱資料的能力，而且能夠熟練運(yùn)用國家標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械類手冊(cè)和圖冊(cè)等工具進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還讓我體會(huì)到團(tuán)體的力量，提高自己的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，遇到問題時(shí)和小組成員進(jìn)行討論和分析或是請(qǐng)教老師，直到得到滿意的結(jié)果。
展望:
希望能將這套設(shè)計(jì)應(yīng)用到具體實(shí)踐當(dāng)中,通過實(shí)踐來驗(yàn)證理論的正確性。通過理論知識(shí)與具體實(shí)踐結(jié)合起來，才能真正把一門知識(shí)應(yīng)用起來。
電瓷帽坯成型機(jī)的設(shè)計(jì)
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43
致 謝
在我進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程