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數控銑床用于螺旋斜面齒輪的表面雕刻加工 摘要： 齒輪作為動力傳動系統(tǒng)是現代精密機器中關鍵的組成部分，由于它的復雜和唯一特點，齒輪經常被一些特定的工具設計制造，例如滾齒和插齒機器，這個論文中，我們打算用一個三軸數控銑床和一個旋轉平臺來制造螺旋斜面齒輪（齒輪生產中最復雜的一種），這其中包括A落選斜面齒輪的幾何模型，B數控銑床的加工計劃，C為四軸和四分之三軸控制的刀具走刀途徑和執(zhí)行計算程序，在這種方法下，實驗性的切割已經做的很有效，這種方法是在四分之三軸的代碼下控制的數控銑床下工作的。 1介紹： 作為動力傳動方式，在現在工業(yè)機械中齒輪是非常有效和準確的系統(tǒng)，在各種類型的齒輪中（圖片一），螺旋斜面齒輪是最復雜的一種，在有角度錯開的軸中傳遞扭矩先前的研究主要關注于齒輪的設計于分析，在【1-9】中螺旋斜面齒輪的幾何特點和設計參數已經做了詳細的研究，TSAI 和CHIN在基本齒輪動力學和切面漸開線幾何學的基礎上提出了斜齒面數學表面模型。之后，在球面漸開線的基礎上，這個模型與其它的模型相比較，最近SHUNMUGAM在【8，9】提出了一個完全不同的模型，在正常的偏離情況下已經證明了他的精確性（與在特定工具下加工制造的螺旋斜面齒輪相比較） 在能涉及到的制造業(yè)中，在先前的工作中，齒輪都是在特定的機器刀具類型下被加工的，比如滾齒和插齒加工，這有可能是為什么在開放研究的領域齒輪加工稀少的原因。事實上，沒有螺旋斜面齒輪的表面加工的走刀路徑的研究結果，雖然有一些權威人士提出用數控銑床進行螺旋齒面加工的可能性。最近，基于數控機床的齒輪加工刀具在工業(yè)實踐中已經有了發(fā)展和提高（圖片2）。然而，他們的結構框架還是與工業(yè)數控機床有著不同，因為先前的是位一些特定的刀具設計的。 在這篇論文中，我們嘗試用一臺三軸銑床和一個旋轉平臺通過表面雕刻加工的方法來制造加工螺旋斜面齒輪。從加工效率上說，很顯然表面雕刻加工要明顯的低于用特定工具加工，除了加工效率問題，表面雕刻加工方法在以下方面具有優(yōu)勢，(1)傳統(tǒng)的加工方法需要在專用于各種不同類型大小，幾何形狀的各種齒輪特定刀具和機器有一部分的投資，（2）通過表面加工方法，用工業(yè)數控銑床可以加工制造很寬范圍的齒輪，（3）有些特定的齒輪，例如直徑超過1000毫米的大齒輪，還有重齒輪，都可以用表面雕刻方法來加工，而不是用專用齒輪加工工具，除了一些特定限制的情況。 從以上觀點可以看出，我們主要關注于表面雕刻加工方法的能力方面，包括幾何加工精度，表面質量，還有加工時間。除了加工效率方面，如果表面雕刻加工方法表現的不錯的話，它可以在工業(yè)生產中通過數控機床加工大型的螺旋斜面加工。同時加工效率不被重視。在這篇論文中，提供了一個全面的加工技術包括幾何模型，加工工序，刀具途徑計算程序和實驗證據。 2 螺旋斜面齒輪的幾何模型 一般的，螺旋斜面齒輪的幾何模型會給定一系列的特定參數，這些特定參數有一個工程制圖提供，像圖片3中展示，一些參數（主要參數）需要用幾何定義，一些參數（輔助參數）通過計算方程式獲得，表一總結了一些關鍵的參數以及一些參數的之間的關系。 利用一些參數，表面模型可以通過以下獲得，根據圖片4的說明，在兩齒輪中的表面可以通過一大部分曲線沿著螺旋線來做模型，這部分曲線有五部分組成，S是部分I的參數，沿著螺旋曲線命名W為參數，表面模型可以在圖片4中通過S來表現。 S和S是漸開線曲面，S和S是切平面曲面，S是地平面曲面，SS和S提供間隙在運動過程中。漸開線曲面在大齒輪（齒輪有這樣的分類，大的一個叫做GEAR，小的一個叫做PINION）和小齒輪的接觸旋轉運動中是關鍵曲面。.在下面中，我們提供一種方法來獲得小齒輪的表面模型S。 落選斜面齒輪的漸開線在球體中被定義，叫做球面漸開曲線，考慮螺旋斜面小齒輪的大部分，W是在圖表一中的圓錐半徑，這時，一個參照圓的半徑W和一個基圓的半徑R，D和@分別代表了小齒輪的內徑和壓力角，這個可以從參考面通過角度距離在基圓上限制這些點，這些點可以唯一的定義為參數U，還有通過參數U的利用，源自參考圓中心的？圓的半徑W也將被唯一的確定，這是，螺旋切點是在？圓上，他的長度與沿著基圓的長度相同，通過改變參數U從0到U，和改變參數W從R到R-b，在直斜面齒輪上球面螺旋曲線可以確定， 是基圓圓錐角度，涉及參考配合框架A提出P，涉及B找到P的位置的過程如下， 在螺旋斜面小齒輪，球面漸開線是沿著螺旋曲線而旋轉，在對數函數，螺旋曲線，圓形曲線，螺旋線的廣泛應用下，圓切割螺旋曲線在本論文中應用。 3.斜面齒輪的加工制作 用數控銑床來加工落選斜面齒輪，得到成功結果的關鍵在于走刀途徑，在走刀過程中，各種各樣的因素都要考慮進去，（1）機械加工的表面精度和加工質量，（2）加工時間，（3）加工的機械刀具的機構表面。 3.1 刀具結構表面 關于刀具結構加工表面，很顯然在加工過程中數控銑床要進行旋轉運動，基于機械運動分析，數控銑床加工螺旋斜面齒輪至少通過四軸控制機構來滿足要求，這樣一個旋轉平臺也要三軸的銑床，機械加工工具的能力基本要求是：（A）四軸必須同時控制（一軸為旋轉平臺，另三軸運動為切削工具）（B）只有四分之三可以同時控制，后者叫做輔助軸控制系統(tǒng)，在工業(yè)實踐中我們經常發(fā)現第四軸控制旋轉平臺運動，其他三軸控制刀具切割運動，在這篇論文中，我們提供一種刀具計算程序關于其結構表面。 3.2 加工步驟 工件以圓錐線通過回轉制作加工出來，工序加工通過幾個步驟完成，（1）用幾把端銑刀進行粗加工，（2）幾把球銑刀進行半精加工，（3）一把球銑刀進行精加工，為縮短加工時間，粗加工和半精加工我們選用一把大的刀具，精加工的要求已經確定，半精加工去除不平滑表面，在精加工過程中，整個表面用一把直徑為D的銑刀加工，這是為了防止在換刀過程中在表面上留下切削痕跡，在本片論文中為簡便省略了粗加工和半精加工的計算程序。 3.3精加工的走刀途徑 表面模型S是一把半徑是R的球形銑刀加工的，根據以上提到的漸開線表面S和S是最重要的表面，其精度要嚴格的控制，我們的方法是基于CC特定參數框架，CC點是特定參數表面模型的樣本，為了提高加工效率，刀具沿著W方向的運動是可以選擇的。在下列中，自由干涉CL數據S已經給出，相同的他可以求出S和C，在切線上定義O而C由銑刀中心確定，基于【6】可以由W通過以下所得，，其中 在相配框架的切線平面中圖片5的已經給出，我們可以通過以下方式把他轉化成，如下所示，其中 這說明的是螺旋線的特定要素不僅由球面漸開線的大小決定，還有螺旋線的旋轉數量決定，截止以前的討論螺旋點的半表面模型可以有以下公式得到。，其中 3.31刀具球面干涉處理 在獨立特定參數CC點，這個刀具中心是 是在上的正常結矢量?？紤]這些東西，（a）刀具大小比小邊橫截面要小，（b）是凸面的不會跟大部分的cc點發(fā)生干涉，除非它們與相接近，。準確的說，在邊界區(qū)域CC點是唯一刀具球面干涉發(fā)生的地方，如果有刀具干涉發(fā)生，在隨后的加工過程中CC點將要移動一小段刀具尺寸?？晒┻x擇的，我們可以允許刀具半圓鑿出現在這一區(qū)域因為，（a）過度切割的在S區(qū)域，(b)這個區(qū)域提供了大齒輪與小齒輪的間隙，（c）輕微的過度切割是可以允許的，基于上述有效的計算干涉檢測和處理，計算程序得到了發(fā)展。 3.3.2刀具軸線干涉處理 相對與刀具干涉，還有另一種干涉叫做刀具軸線干涉在混合軸的機器中，這里刀具目標發(fā)生了變化，刀具軸線干涉可以通過改變刀具目的而避免，這樣刀具本體就不會與表面區(qū)域發(fā)生干涉，刀具軸線干涉可以用兩種方法處理（a）發(fā)現刀具發(fā)生干涉，接著對刀具軸線進行調整，（b）找出一個可以接受的刀具軸線干涉范圍，我們選擇第二中方法，在下面我們提供一種非常有效的方法來找出可行的范圍如圖8所描述的兩條邊界線A和A中的CC點。 設想刀具中心和他的正常聯合矢量分別有C和來表示，在四軸結構的道具運動被定義為CL線，C作為CL線上的補償點，說明，認為找到T是一個問題，定義干涉軸為為V和左邊的切線為C，關于干涉軸的旋轉如下：, 初始化T在左邊切線上，T跟這C更新如果下邊更新條件滿足這個條件可以通過以下幾何觀察獲得定義?為繞A旋轉沿CC的角度，第一最關鍵的點是有最大角度的補償點，這樣Ｔ根據Ｃ變化，但是Ｔ不根據Ｃ變化，從Ｃ穿過Ｃ找到Ｔ，找到Ｔ是非常簡單出了一些更新條件： 3.4四軸同步控制的數控機床代碼編輯 因為ＣＣ點，我們將得到兩點，自由評測中心Ｃ點，可行的刀具軸線范圍的關鍵兩點和，通過這些，數控機床代碼，前三個參數是刀具頂部位置和＠是旋轉平臺的旋轉角度，可以通過以下公式計算。說明可行的范圍是刀具軸線不發(fā)生干涉的，他可以被認為有點Ｃ和兩個關鍵軸Ａ和Ａ所定義的圓錐體，通過刀具中心和兩個關鍵點Ｔ和Ｔ，通過這兩個點自由干涉刀具中心可以由中間軸決定，一般來說，刀具軸線矢量不與旋轉軸線統(tǒng)一在四軸結構中工件由旋轉平臺定位他必須沿著刀具軸線矢量在一直線上，在接近ＣＣ點的旋轉角度由刀具軸線矢量平行與ＸＺ線決定，分解刀具軸線為，旋轉角度為＠，義＠度旋轉工件，刀具頂部位置由以下確定 3.5四分之三軸的數控機床代碼編輯 為了執(zhí)行以上數控機床代碼，與四軸控制同步是必須的，因為四軸同步數控機床代碼有可能隨時變化。這樣，在四分之三軸不能執(zhí)行以上的數控機床代碼，最多三軸可以同時控制。像早前描述的，四分之三軸控制一般應用與旋轉平臺與第四軸相干涉的機器刀具控制的工業(yè)生產中，對于四分之三軸控制，四軸中必須有一個保持固定不變，在這篇論文中，我們保持Y與刀具的頂部位置相配合為Y，對于四軸控制，我們用可取范圍的中心軸為刀具軸線，對于四分之三軸，中心軸不在是刀具軸心，在因為刀具頂端位置y不是與其他類型相同，我們的方法是通過Y來決定刀具軸矢量如下， 步驟1ＣＣ在１到Ｎ之間，ＣＣ是在Ｗ方向獨立參數曲線第ICC點，N是在曲線撒謊那個的CC點的一點。 1轉換可選范圍成旋轉角度 2轉換旋轉角度成Y值 值得注意的是改變Y值就是改變結構，一般情況，只要Y可取，我們要縮小結構的數量，這是為了提高生產效率，還有這種結構的改變不會影響道結構的表面質量，通過重新設定刀具的切割方向，從先前的CC點到下一組的CC點。 4 試驗證明 提出的方法由一種發(fā)展的CAM雛形來檢測，包括幾何模型，刀具途徑計算程序，圖線模擬模型。檢查刀具途徑計算程序像圖表12所表示，（這個實體模型由CAM幾何模型系統(tǒng)產生），這個例子也是大小齒輪的一部分，參數像圖3中表示的一樣，這個工件是合金材料，。 銑削運動在有圖表2中所示的試驗條件在我們的實驗室中有四分之三軸數控機床完成，這個被叫做的補充四周的旋轉平臺與原先的三軸控制是相互沖突的，機器的部件在圖表13中表示，刀具的結構表面和試驗刀具的享百年分別在圖表14和15中表示。 很顯然，機器表面的形狀和質量是相當好，與通過偏離機器刀具生產的齒輪相比看不出有什么問題，為了要精度更準確些我們用CMM來測量機器齒輪的齒，顯示單一約束錯誤，比鄰約束錯誤，還有形成約束錯誤。（第15齒的刀具加工有可能引起過度約束錯誤，精加工用幾把刀具，但要有一把來加工第15齒），為了工作效率大小齒輪的都安置在一個機床上，齒輪嚙合檢測通過旋轉小齒輪到1000RPM 這種旋轉很柔和沒有噪音，在圖表16中表示了齒輪嚙合區(qū)域的情況，別的錯誤例如齒輪輪廓和旋轉曲線的構成都與計算機的模型有很好的符合，詳細的結果與錯誤測量方法進會在以后的論文中給出。 5總結評論 在這篇論文中我們試圖用表面雕刻方法通過數控銑床來加工旋轉斜面齒輪，為了這個目的，我們提供表面模型和刀具途徑計算程序，表面模型接受齒輪參數作為輸出和輸入半參數的表面模型這樣可以通過CC參數框架來獲得刀具的加工途徑，前期的工作涉及到了設計方面和半參數表面米型不能獲得，在這篇論文中，刀具途徑的計算程序是基于CC參數框架的，刀具途徑計算程序，幾何精度和表面質量還有機器刀具結構是在一起開發(fā)的， 通過刀具計算程序，旋轉曲面精確加工可以在沒有刀具大小和軸線干涉的情況下通過四軸和四分之三軸控制。還有，我們通過齒輪的幾何特性來減少計算的復雜性。 表面模型的有效性已經由是基督生產所證明，顯示很好的 吻合性，因為半參數模型是在齒輪的參數定義的基礎上獲得的，即使稍有點不吻合，一對齒輪的配合也是可以接受的，一對齒輪是通過齒輪嚙合來檢測的，顯示平滑的沒有噪音的運動，比較傳統(tǒng)方法和偏離機器刀具，這個方法可以提供任何螺旋斜面齒輪的加工，只要提供了幾何模型，還有他可以用來實際生產一些大的或者重載的齒輪，這些是傳統(tǒng)加工方法不能生產的，加工步驟的簡化和時間的縮短還需要深一步的研究。 附件2 外文資料 本科畢業(yè)設計任務 機電系 填寫時間： 年 月 日 課題名稱 星型定量給料機的設計 學生姓名 專業(yè)、學號 畢業(yè)設計 基本要求、重點需要 研究的問題 基本要求 （1）水平輸送，輸送長度為2600mm （2）輸送能力Q=0.6～10t/h （3）螺旋直徑D=300mm、螺距s=300mm (4) 電機功率1.5KW 重點研究的問題 1.了解星形定量給料機的作用，分析現有螺旋定量給料機的結構、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，探究螺旋定量給料機的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機的機械傳動與控制技術的特點與螺旋定量給料機系統(tǒng)設計的流程，尤其是定量給料機機械系統(tǒng)的設計方法。 3.星形定量給料機系統(tǒng)功能設計、確定系統(tǒng)主要參數，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運動分析。 4. 根據已知的設計參數，進行星形定量給料機總機系統(tǒng)的z裝配設計，包括電機及驅動裝置的選擇、槽體設計圖、出料口設計和進料口設計以及螺旋體設計等零部件設計。 計劃 進度 安排 第一周主要是我們選擇自己的課題和導師向我們解釋課題的一些主要問題 第二周到第三周我們根據自己選擇的課題和根據老師的要求我們大概的畫出我們的主要模型和一些初步的資料 第四周根據到時給的參數計算出主要尺寸 第五到第六周根據尺寸畫出裝配圖 第七周畫出軸的零件圖和說明書的目錄的排版 第八周畫出殼體的零件圖和對說明書一些的完成 第九周對說明書繼續(xù)完整 應收集 的資料 及主要 參考文獻 對定量給料機的熟悉和收集一些主要的零件圖片和一些計算公式，對定量給料機的原理和運行深入的了解 指導教師（簽名）： 職稱： 系（教研室）主任（簽名）： 分管院長（簽章）： 本科畢業(yè)設計開題報告 設計題目： 星型定量給料機的設計 專業(yè)年級： 學 號： 姓　 名： 指導教師、職稱： 年 月 日 一、本設計課題的目的意義，主要及擬解決的關鍵性問題（附參考文獻 目的意義： 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的給料機已經不能滿足生產生活的要求，設計出一種高能高效的定量給料機是非常必要的。星型給料機是一種新型給料設備，可將干燥粉狀或小顆粒狀物料均勻地輸送給受料裝置，同時具有鎖風、隔壓功能，能有效地解決有壓差情況下的給料，特別適用于化工、制藥、食品等行業(yè)。它對解決不漏料，不漏粉末，鎖氣封同時在旋轉過程中不卡料，并且設備能連續(xù)不斷穩(wěn)定運行，而且振動小，噪音低及便于操作和維護都有自身的優(yōu)勢。 主要解決的關鍵性問題： 1.了解星形定量給料機的作用，分析現有螺旋定量給料機的結構、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，探究螺旋定量給料機的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機的機械傳動與控制技術的特點與螺旋定量給料機系統(tǒng)設計的流程，尤其是定量給料機機械系統(tǒng)的設計方法。 3.星形定量給料機系統(tǒng)功能設計、確定系統(tǒng)主要參數，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運動分析。 4. 根據已知的設計參數，進行星形定量給料機總機系統(tǒng)的z裝配設計，包括電機及驅動裝置的選擇、槽體設計圖、出料口設計和進料口設計以及螺旋體設計等零部件設計。 參考文獻： [1] 邱宣懷.機械設計.第四版. 高等教育出版社, 2003.4 [2] 龔湘義. 機械設計課程設計指導書. 第二版.高等教育出版社, 2004.4 [3] 徐景.機械設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1992. [4] 中國礦業(yè)大學. 礦山運輸機械. 煤礦工業(yè)出版社, 1987.1 [5] 機械零部件設計. 機械工程手冊 第2版. 機械工業(yè)出版社, 1996.9 [6] 北京市建筑材料工業(yè)學校. 建材機械與設備. 中國建筑工業(yè)出版社,1983.4 [7] 土建教材編寫組. 建筑機械. 上?？茖W技術出版社, 1985 [8] 鐘振洋. 建筑工程機械合理選擇與經濟使用.廣東科技出版社 [9] 單耀祖.材料力學[M].北京：高等教育出版社,2003. [10] 張建中. 機械設計基礎課程設計. 中國礦業(yè)大學出版社, 2005.2 [11] 哈爾濱工業(yè)大學 龔湘義. 機械設計課程設計圖冊.第三版. 高等教育出版社,2004.1 二、本設計課題的主要設計、預期設計結果 主要設計： 1、設計方案的選擇和計算 2、總體結構的設計、圖紙和說明說書的完成 預期設計結果: 再設計時，現根據給料機的，給料環(huán)境和量的大小選擇一個合適的電機，然后在根據參數入手，再算運輸量的時候，根據已知的參數可以算出轉速v，再從電機的轉速上可以算出減速器倍率，進一步可以設計減速器，然后根據物料的特性額給料環(huán)境選擇一種合適的螺旋葉片，再根據已知的參數計算螺旋直徑，在選擇適合的殼體，在第一次設計上可能會出現一些錯誤，在設計的過程中不斷的完善和改進 三、設計方法和步驟 再設計是我們要先計算設計的參數，查閱很多資料去得到很多資料，所以我們要根據公式的計算我們就能得到我們想要的的參數，在得到參數時我們就可以在計算一些直徑和長度，再根據導師給我們的一些參數我們就可以設計出來了，在得到相應的數據參數后我們就可以在圖紙上繪制了，這樣我就可以總體的看出給料機的結構了，我們在根據要求選材，這樣我們就可以的出完整的定量給料機了，在我們初步設計好了以后，我們要根據后期的不斷討論和改正，從而不斷的改進完善，是自己的定量給料機更加完美。 四、設計工作的總體安排及進度 第一周主要是我們選擇自己的課題和導師向我們解釋課題的一些主要問題 第二周到第三周我們根據自己選擇的課題和根據老師的要求我們大概的畫出我們的主要模型和一些初步的資料 第四周根據到時給的參數計算出主要尺寸 第五到第六周根據尺寸畫出裝配圖 第七周畫出軸的零件圖和說明書的目錄的排版 第八周畫出殼體的零件圖和對說明書一些的完成 第九周對說明書繼續(xù)完整 五、指導教師審查意見： 簽字：　　　　　　 年　月　日 六、系(教研室)審查意見： 簽字：　　 年　月　日 七、學院審查意見： 分管院長簽章： 年　月　日 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒 論 - 1 - 1 課題來源及研究目的和意義 - 1 - 1.1、選題背景和意義 - 1 - 1.2 定量星形粉體給料機系統(tǒng)概述 - 3 - 1.2.1定量星形粉體給料機的基本結構和類型 - 3 - 1.3 主要研究內容 - 3 - 第二章星形粉體給料機的發(fā)展概況與展望 - 4 - 2.1星形粉體給料機的原理及應用 - 4 - 2.1.1 粉體定量給料機的原理 - 4 - 2.1.2星形粉塵給料機的應用 - 4 - 2.2 粉體定量給料機未來的發(fā)展方向 - 4 - 第三章設計任務及要求 - 5 - 3.1螺旋體 - 5 - 3.1.1螺旋間隙 - 5 - 3.1.2 螺旋葉片 - 5 - 3.1.3螺旋軸 - 7 - 3.1.4軸承 - 8 - 3.1.5機槽 - 9 - 3.1.6具體要求 - 10 - 3.2 系統(tǒng)功能設計 - 11 - 3.2.2確定系統(tǒng)主要參數，編制各執(zhí)行元件工況圖 - 11 - 4.1粉塵給料機驅動裝置的選擇 - 15 - 4.2進料口設計 - 21 - 4.3螺旋體設計 - 22 - 第五章 畢業(yè)設計總結與展望 - 27 - 5.1 畢業(yè)設計總結 - 27 - 5.2畢業(yè)設計展望 - 27 - 參考文獻 - 28 - 致謝 - 29 - 摘要 星型定量給料機是當今社會應用最為廣泛的機器之一，它廣泛應用于食品生產、水泥加工、冶煉金屬、建筑材料加工等領域，是一項應用非常廣泛的一項技術。它應用于粉體、顆粒物料的自動間斷或連續(xù)計量（定量給料），如活性炭、PVC粒子、碳黑、鈦白粉、顏料、水泥、黃砂、蘇打粉、尿素、鎢粉、氧化鋁粉、面粉、食品添加劑等。廣泛應用于水處理，精細化工。農藥礦石、建筑材料、食品工業(yè)、飼料等。本文介紹了一種螺旋定量給料機。它集粉體輸送、稱重計量和定量給料控制為一體，機電一體化的產品；適用于各種工業(yè)生產環(huán)境的粉狀物料連續(xù)計量和配料控制系統(tǒng)；典型體統(tǒng)主要由穩(wěn)流給料螺旋、計量輸送螺旋、變頻器、荷重傳感器、測速傳感器和電控系統(tǒng)組成。并且闡述了結構組成、工作原理、特點及其應用。整個系統(tǒng)針對粉體供料過程中會出現的漏料、棚倉等缺陷設計了合理可行的結構。 關鍵詞：粉體材料 定時定量 給料系統(tǒng) 質量流量 螺旋定量給料機 Abstract The star powder feeder is one of the most widely used in today's society machine, it is widely used in food production, cement processing, smelting metal, building materials processing and other fields, is a very wide range of applications of a technology. It is used in powder or granular materials the automatic intermittent or continuous measurement (dosing), such as activated carbon, PVC particles, carbon black, titanium dioxide, pigments, cement, sand, soda, urea, tungsten powder, alumina powder, flour, food additives, and so on. Widely used in water treatment, fine chemicals. Pesticide ore, building materials, food industry, feed and so on. This article describes a spiral dosing machine. It combines the powder conveying, weighing measurement and quantification of feeding control, mechanical and electrical integration products; powdered materials for a variety of industrial production environment continuous metering and ingredients control system; typical decency mainly by the steady flow to the feed screw The metering screw conveyors, inverter, load sensors, speed sensors and electronic control systems. And describes the structure and composition, working principle, characteristics and applications. The entire system is designed for the the powder feeding process material leakage, shed positions defects reasonably practicable structure. Keywords :powder materials regular quantitative feeding system mass flow spiral quantitative feeding machine I 第1章 緒 論 1 課題來源及研究目的和意義 1.1、選題背景和意義 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的給料機已經不能滿足生產生活的要求，設計出一種高能高效的定量給料機是非常必要的。星型定量給料機能有效的把顆粒或者粉狀的物料經行有效的的床送，它可以有效的處理不漏料，而且在運輸的情況下不會卡料，同時設備還可以不斷穩(wěn)定運行，并且振動小，噪音低及便于操作和維護都有自身的優(yōu)勢。星形定量給料機，他結合了各種給料機的優(yōu)點在送料上面能夠達到高校并且能夠穩(wěn)定的給料。由于它的優(yōu)點很多而且使用方便，所以他被運用到各個方面。而我這次的設計主要是對給料機的主要結構的設計和計算，并完成說明書的設計還有專配零件圖的設計。 所以現在星型定量給料機被很多工廠企業(yè)大量的運用，由于他使用方便使用的小巧和簡單所以被長時間的推廣應用中，從而越來越多的企業(yè)公司運用，并且得到了他們的好評 現在的幾種給料機 星型定量給料機 圖1 剛性葉輪給料機 圖2 卸料器葉輪給料機 圖3 1.2 定量星形粉體給料機系統(tǒng)概述 1.2.1定量星形粉體給料機的基本結構和類型 現在定量給料機的產品的種類非常的多但是主要的結構是進料口，出料口，旋轉軸，聯軸器，外筒，電機，和減速器組成，我們主要是采用電機配減速器來驅動旋轉葉輪進行旋轉，是的實現給料的效果，星型給料機是屬于回轉式中的螺旋給料機 1.3 主要研究內容 1.了解它的作用，分析現有螺旋定量給料機的結構、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，和研究它的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機的機械傳動與控制技術的特點與螺旋定量給料機系統(tǒng)設計的流程，尤其是定量給料機機械系統(tǒng)的設計方法。 3.星形定量給料機系統(tǒng)功能設計、確定系統(tǒng)主要參數，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運動分析。 4. 根據已知的設計參數，進行星形定量給料機總機系統(tǒng)的裝配設計，包括電機及驅動裝置的選擇、槽體設計圖、出料口設計和進料口設計以及螺旋體設計等零部件設計 第二章星形粉體給料機的發(fā)展概況與展望 2.1星形粉體給料機的原理及應用 2.1.1 粉體定量給料機的原理 物料通過進料口加料，然后物料因為自身的重力，全部落入旋轉葉片中，由于旋轉葉片的旋轉，隨著旋轉葉片的旋轉將物料送到出料口，所以達到連續(xù)給料的效果如圖2-1 原理圖 圖2-1 2.1.2星形粉塵給料機的應用 星型定量給料機常常用在物料的收集中，給以用在很多地方作為給料機。星型給料機現在是國內先進的給料裝置， 經常被用早日常生產中的除塵機器。而且它很適用于粉塵， 小顆粒物料，生生的受各部門的運用，所以現在常常被認為平時干燥行業(yè)的最優(yōu)的一種選擇。 2.2 粉體定量給料機未來的發(fā)展方向 隨著工業(yè)的發(fā)展和技術的提高還有人們的環(huán)保意識的加強，越來越多的老式給料機被淘汰現在，所以現在新型給料機的出現能適應現在的發(fā)展足球。來實現社會的可持續(xù)發(fā)展，為了造福我們子孫后代做出應盡的責任，而星型給料機就能符合這一發(fā)展方向，它一會給我們的發(fā)展帶來很大貢獻。 第三章設計任務及要求 3.1螺旋體 3.1.1螺旋間隙 在設計中的螺旋部分和間隙要求符合3-1的規(guī)定，而且規(guī)定在設計是最小的間隙不能比表中60%還低，如果是要求大間隙的必須按客戶要求來設計 表3－1 螺旋體外經與機殼間的間隙應 單位（cm） 螺旋的公稱直徑D 10 cm 16 cm 25cm 31.5cm 40 cm 50 cm 63 cm 80 cm 100 cm 125 cm 間隙 6 10 12.5 15 20 3.1.2 螺旋葉片 現在生產螺旋葉片一般都是用薄剛板，而且他的厚度一般是4到8毫米，，然后把旋轉葉片焊接到旋轉軸上，如果輸送粘性比較大的一般是用鑄鐵或者軋鋼生產的。 現在葉片一般都是做成標注的螺旋形的，所以螺旋上的母線是垂直羽軸線的。從圖4-2可以看到， h螺距一定的時候，由于外圍的直徑遠遠大于里面的直徑，則同一個螺旋面上的個點的螺旋角是不一樣的所以 D>d 所以 表3－1 螺旋面厚度δ 輸送物料 δ(mm) 谷物 2~4 煤、建筑材料、 礦石等 D=200~300mm 4~5 D=500~600mm 7~8 圖3-2全葉式螺旋葉片展開圖 葉式葉片中下料料鋼板圓周的大小，由 （m） （m） 由于螺旋線L和l在平面上是圓心角相同的兩條同心圓弧，若此兩圓弧的直徑為DL和dl,則 式(4.1) 由于DL=2b+dl,代人式(4.1)則有： 可以用DL和dl的大小，然后再根據圓心角α切開，沖壓或單個的葉片，α的大小為： 星型定量給料機的螺旋有兩種一種是右旋，另一種是左旋，現在的實際運用中一般是單線的，二線和三線的很少遇到，后面的幾種一般在卸車機中被應用我們可以根據運輸的種類和量來選擇，螺旋的方向和螺旋的形狀可以選下面的一種：如果在輸送小顆?；蛘呤欠蹱畹奈锪蠒r，我們=采用全葉式葉片的螺旋(圖433a)好，對于是塊狀或粘滯性進行輸送時，帶式螺旋(圖33b)的運輸效果比較好，當運輸的物料有壓縮性的時候。 圖3-3螺旋葉片形狀 a全葉式；b帶式；c葉片式；d齒形 由于要實現效率高，給料的速度穩(wěn)定，我們選擇圖a全葉式。 3.1.3螺旋軸 現在的螺旋軸有2種一種是實心還有一種是管形的，在強度相同的情況下和在不鏈接的方便上管形的的哦比實心的更大的優(yōu)勢，所以我們選擇管型軸。 當設計連接軸和螺旋槳軸的類型和大小,然后我們將考慮軸是我們選擇交付和將無法承受過載所需的力量在里面。當普通冷軋剛軸可以用來滿足;但由于軸的扭矩可用強度高;與腐蝕性或污染材料的交貨,我們也可以使用不銹鋼材料。輸送機潤滑時應使用不含鐵吊軸承連接軸的淬火。和硬化的表面吊軸承要求軸的表面硬化。 機體的底座是用鑄鐵做成的。 再設計中為了把灰塵漏入減到最小，我們有以下幾種方案： 軸封在設計時最好離進、出料口，這樣可以就可以吧軸的的密封簡化了，這樣就可以讓物料不在不休止角上壓著密封圈了。 在設計是可以用選用密封裝置充氣填料箱式的，這樣清潔的氣體就可以吧粉體帶走了，防止粉體在軸上積壓，導致堵塞 在現在的工藝中，為了防止過度的磨損，現在一般都是用熱處理后的合金，也可以在工件的表面鍍一層焊一堆硬質合金。 3.1.4軸承 滾動軸承里的結構非常的簡單是深溝球軸承。他不但可以受徑向載荷，還能雙向軸載。再代替推力軸承的情況下在高速裝置滾動軸承他可以代替。摩擦系數很小，極限轉高，價格廉價。應用范圍最廣。 而只能受單向軸向載荷是推力球軸承，它在回轉的時候，極限轉速較低，套圈可分離。 大軸上深溝球軸承的選擇計算：（見文獻[1]P360） 因為一開始的時候軸承型號未定，所以C0r、e、X、Y的值都沒有辦法確定下來，所以必須通過計算才。所以用預選軸承的方法。(軸承壽命預期是時間=24000h) 對選用6208和6308兩種深溝球軸承進行計算，查手冊得軸承數據有以下的數據： 表3－4 軸承數據 方案 軸承型號 Cr/N C0r/N D/mm B/mm N0/(r/min) 1 6208 29500 18000 80 18 8000 2 6308 40800 24000 90 23 7000 計算步驟與結果列于下表： 表3－5 計算步驟 計算項目 計算內容 計算結果 6208軸承 6308軸承 Fa/C0r Fa/C0r=0/ C0r 0 0 e 查表18-7 -- -- Fa/Fr Fa/Fr=0 Fa/Fr≤e Fa/Fr≤e X、Y 查表18-7 X=1,Y=0 X=1,Y=0 沖擊載荷系數fd 查表18-8 1.2 1.2 當量動載荷P P=fd(XFr+YFa) 式(18.5) =1.2(1×828.98+0) 994.656N 994.656N 續(xù)表3－5 計算項目 計算內容 計算結果 6208軸承 6308軸承 計算額定動載荷 式(18.8) 7578.78N 7578.78N 基本額定動載荷Cr 查手冊 29500> 40800> 結論:經過以上的計算選用6208深溝球軸承和6308深溝球軸承都可以滿足軸承壽命的要求。 所以軸承的選擇也可以根據直徑來選擇。 3.1.5機槽 星型定量給料機的槽體主要的幾種類型列于圖3-6中現在大部分的截面都是做成“U”形的鋼制槽體，長度為2600或2900mm。我們可以按自己的要求選擇各種尺寸、厚度的螺旋槽體，可用平法蘭或角鐵法蘭聯接。法蘭聯接不但可以防塵而且更為經濟，因此盡可能制成帶有蘭的槽體。 一般來說,螺旋是頂有部。必要時蓋子可以制成型塵埃。蓋子是鋼板做的可以用彈簧夾緊夾螺栓連接螺旋也可以。下面介紹螺旋浴缸的主要類型,如圖4 - 8所示 角鋼法蘭的U型螺旋槽體是最常用的。頂部法蘭采用重型結構角度和上邊緣的平焊螺旋槽體。端面法蘭和建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊。 “U”形螺旋槽體拆邊法蘭頂部法蘭是相同處理的鋼板折邊法蘭里。這樣一個浴缸重量輕,堅固。端法蘭與建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊 雙法蘭凸緣“U”形螺旋槽體，頂部法蘭是由同一塊鋼板后雙法蘭加工成一個槽體。這大大增加了強度和剛度的槽體里。當與法蘭頂蓋和適當的緩沖材料,可以達到有效的防塵密封。 槽鋼“U”形螺旋槽體槽剛“U”形螺旋槽體適合支持長時間間隔的輸送機。槽體的頂部是由通道的結構,可用螺栓或彈簧夾與半圓形截面一起槽體的底部。 給料“U”形槽體,螺旋槽體這槽鋼更適合需求快速而方便地接觸到內部的輸送機。u型螺旋槽體由上嚴格的通道和下半圓槽上部節(jié)兩部分,半圓部分浴缸的表面一側,一方是一個彈簧夾夾緊和其他形式的能快速打開連接設備。 現在主要用于粘性或輕微粘滯材料折邊螺旋槽體擴大法蘭,通常與帶式輸送機應用程序。和頂部法蘭和浴缸在同一塊鋼法蘭。端法蘭與建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊。 現在標準的管狀的槽體，他可以有效的防水和塵埃，而且剛度非常的大。能使得整截面都可以充滿均勻的物料，管狀槽體由鋼板卷成然后在焊接起來。 槽體和一件夾套這種形式的槽體連續(xù)加工夾套焊接在浴缸里的一般結構,進出口的焊接材料和熱傳遞介質。這個柜是廣泛用于加熱、冷卻解決方案到干燥的材料。夾套護墻板的循環(huán)水分布的表面強化傳熱效果。 圖3-6 螺旋輸送機螺旋槽體的形式 (a)角鋼法蘭的U形螺旋槽體； (b)折邊法蘭U形槽體； (c)雙折邊法蘭的U形螺旋槽體； (d)槽鋼U槽體； (e)活動底U形槽體； (f)折邊法蘭加寬的螺旋槽體； (g)標準管狀槽體； (h)折邊法蘭對開管狀槽體； (i)矩形槽體； (j)帶有夾套的槽體。 生產制作圓柱內徑是略大于直徑的螺絲,的輪廓的形成這兩個缺口,缺口值通常是7 ~ 10毫米,這個值隨螺桿直徑的增加,螺旋槽和精確的制造、組裝淮河的差距越小,以減少材料的磨削和功耗。料槽則使用兩邊合起來的形式閉合，這樣如果螺旋體發(fā)生故障維修就比較方便了。 3.1.6具體要求 被輸送物料的名稱及特性： （1）物料：煤粉 （2）無煙煤的松散密度ρ=0.6t/m3 （3）煤粉一般是干燥的，而且沒有磨琢性 選型要求： （1）水平輸送，輸送長度為2600mm （2）輸送力量Q=0.6～10t/h （3）螺旋直徑D=300mm、螺距s=300mm (4) 電機功率1.5KW 3.2 系統(tǒng)功能設計 3.2.2確定系統(tǒng)主要參數，編制各執(zhí)行元件工況圖 被輸送物料的名稱及特性： （1）物料：煤粉 （2）無煙煤松散密度ρ=0.6 t/m3 （3）煤粉為干的，無磨琢性 選型要求： （1）水平輸送，輸送長度為2600 mm （2）每小時輸送能力為Q=0.6～10 t/h （3）要求的螺旋直徑D=300 mm、還有螺距s=300 mm (4) 電機功率1.5KW 螺旋給料器的設計計算 因為這運輸作為一個純運輸的工具，因而選用實體螺旋面型葉片；結合設計的要求和數據我選用LS型螺旋給料器。根據查表得 LS型螺旋輸送機規(guī)格及技術參數表(運輸機械設計選用手冊）得知： 規(guī)格型號 螺旋直徑（mm） 螺距（mm） 技術參數 n Q n Q n Q n Q LS250 250 250 90 24 71 20 56 16 45 13 LS315 315 315 80 34 63 26 50 21 40 16 注：n-轉速，r/min(偏差允許在10%范圍內)；Q-輸送量，m3/h;表中Q值的填充系數為0.33。 因為這次的課題設計的要求是直徑為300mm，由于沒有以上的參照，可以在兩者之間按比例取值?；蚴茄赜米罱咏闹?。 規(guī)格型號 螺旋直徑（mm） 螺距（mm） 技術參數 n Q n Q n Q n Q LS300 300 300 82 32 65 24 52 19 42 15 （1）1.螺旋給料器的輸送能力Q可按照下式計算: (3-1) 式中 D-螺旋直徑, m； n-螺旋軸轉速,r/min； t-螺距,m； -物料松散密度，； -物料填充系數 見下表所示； C-給料器傾角系數,參見小表所示。 定量給料機輸送里面的的物料一些參數 物料名稱 煤粉 水泥 生料 碎石膏 石灰 物料松散密度，t/m3 0.6 t/m3 1.25 t/m3 1.1 t/m3 1.3 t/m3 0.9 t/m3 填充系數 0.4 0.28~0.33 0.28~0.33 0.25~0.3 0.35~0.4 物料阻力系數w0 1.2 2.2 1.8 2.5 表內物料松散密度數值只供計算粉體給料器能力用。 物料阻力系數： 物料特征 物料的典型例子 物料阻力系數w0 干的沒有磨琢性 糧食和谷物和煤粉和面粉 1.2 濕的沒有磨琢性 棉子和麥芽和糖塊石英粉 1.5 半磨琢性的物料 純堿和塊煤和食鹽 2.5 磨琢性的物料 砂和水泥和焦炭、卵石 3.2 強磨琢性或粘性 石灰和礦砂和砂糖、爐灰 4.0 物料的填充、特性、綜合系數： 物料的粒度 物料的磨琢性 物料的典型例子 推薦的填充系數 推薦的螺旋面型式 特性系數K 綜合系數A 粉狀 無磨琢性 半磨琢性 面粉、石灰、石墨 0.35~0.40 實體螺旋面 0.0415 75 粉狀 磨琢性 水泥、白粉、石膏粉 0.25~0.30 實體螺旋面 0.0505 35 傾角系數表： 傾斜角 0° 5° 10° 15° 20° 星型定量給料機機傾斜布置時的輸送量校正系數C的數值 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 （2）粉體定量給料器轉速 由于粉加料器的工作速度與材料特性有著密切的關系，高速螺旋給料機的生產和組裝是嚴格的,和平衡是好的,表中有四種選擇,實際上是保守的。特別是在規(guī)范,轉速較低。造成較大浪費，所以選取轉速時建議選擇高一點的轉速，這樣就比較高效率了。 （3）給料器的功率的計算 粉體給料器所需功率： (3-2) 式中 Q 輸送量,t/h w 阻力系數,參見上面表 L 螺旋給料器長度,m D 螺旋給料器直徑,m H 傾斜布置時的垂直高度,m 電動機功率 (3-3) 式中 為驅動裝置的總效率 一般取=0.85~0.9。 LS螺旋給料器的選用 選型要求 根據設計要求產量為0.6～10t/h，螺旋給料器直徑為:300mm。其次根據查表可得物料的松散密度為=0.62，物料的填充系數為，給料器傾角系數C=1。 確定螺旋直徑D (3-4) 式中 Q——輸送能力，0.6~10 ； K——物料特性系數，煤粉的K=0.0415； ψ——物料填充系數，煤粉的ψ=0.35～0.40，取ψ=0.4（參考化學工業(yè)出版社出版的1999版《運輸機械設計選用手冊下冊》P335表15-1）； C——傾角系數，水平輸送C=1。 則: 根據課題要求，D=300mm，符合。 確定螺旋轉速n 在滿足輸送要求的條件下建議選擇轉速不要過高，防止物料飛出來，而不能運輸。因此，螺旋軸轉速n有一個極限的轉速nj 式中 A——物料綜合系數，煤粉的物料綜合系數A=75 則： 根據要求計算出來的轉速n按照LS螺旋給料器的型號要求圓整n=120r/min，驗算 所得ψ=0.1094不在0.35—0.40之間，所以應降低轉速n，當轉速n=42時， ψ=0.31，接近，所以沿用LS315的值。故取轉速n=42r/min 。 將數據代入得n=42r/min.根據上面的表查得n=42、 Q=15 時選擇用LS300的螺旋給料器。 第四章 星形粉塵給料機系統(tǒng)的結構設計 4.1粉塵給料機驅動裝置的選擇 4.1.1驅動裝置的配置見表4－1 表4－1 驅動裝置的配置 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS200 100 13 Y90L-41.5kw ZQ25-i6-I 16 Y100L1-42. kw 2 ZQ25-i6-I 23 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i6-I 30 Y112M-4 4 kw ZQ35-i6-I 35 80 10 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 27 Y100L2-4 kw 3 ZQ35-i5-I 35 63 8 Y90L-4 kw 1.5 ZQ25-i4-I 25 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 35 50 6.2 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 27 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 35 LS250 90 22 Y100L1-4 2.2 kw ZQ25-i6-I 14 Y100L2-4 3 kw ZQ25-i6-I 19 Y112M-4 4 kw ZQ35-i6-I 25 Y132S-4 5.5 kw ZQ35-i6-I 35 71 18 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 14 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i5-I 21 Y112M-4 4 kw ZQ35-i5-I 28 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i5-I 35 56 14 Y90L-4 1.5 kw ZQ25-i4-I 14 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 21 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i4-I 29 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS250 56 14 Y112M-4 4 kw ZQ35-i4-I 35 45 11 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 17 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 25 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i3-I 35 LS315 80 31 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 8 Y112M-4 4 kw ZQ35-i5-I 15 Y132S-4 5. kw 5 ZQ40-i5-I 20 Y132M-4 7.5 kw ZQ40-i5-I 27 Y160M-4 11 kw ZQ50-i5-I 35 63 24 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 9 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i4-I 13 Y112M-4 4 kw ZQ35-i4-I 18 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i4-I 25 Y132M-4 7.5 kw ZQ40-i4-I 35 50 19 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 8 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 12 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i3-I 17 Y112M-4 4 kw ZQ40-i3-I 23 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i3-I 30 40 15.4 Y100L-6 1.5 kw ZQ35-i4-I 10 Y112M-6 2.2 kw ZQ35-i4-I 15 Y132S-6 3 kw ZQ40-i4-I 20 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i4-I 27 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i4-I 35 LS400 71 62 Y132M1-6 4 kw ZQ35-i7-I 8 Y132M2-6 5.5 kw ZQ35-i7-I 12 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i7-I 16 Y160L-6 11 kw ZQ40-i7-I 24 Y180L-6 15 kw ZQ50-i7-I 32 Y200L1-6 18.5 kw ZQ50-i7-I 35 56 49 Y132S-6 3 kw ZQ35-i6-I 8 Y132M1-6 4 kw ZQ35-i6-I 10 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS400 56 49 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i6-I 14 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i6-I 19 Y160L-6 11 kw ZQ50-i6-I 26 Y180L-6 15 kw ZQ50-i6-I 35 45 39 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i4-I 10 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i4-I 14 Y160M-6 7.5 kw ZQ50-i4-I 19 Y160L-6 11 kw ZQ65-i4-I 26 Y180L-6 15 kw ZQ65-i4-I 35 36 31 Y112M-6 2.2 kw ZQ40-i3-I 9 Y132S-6 3 kw ZQ40-i3-I 13 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i3-I 17 Y132M2-6 5.5 kw ZQ50-i3-I 24 Y160M-6 7.5 kw ZQ65-i3-I 32 Y160L-6 11 kw ZQ65-i3-I 35 LS500 63 98 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i6-I 8 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i6-I 11 Y160L-6 11 kw ZQ50-i6-I 16 Y180L-6 15 kw ZQ50-i6-I 22 Y180M-4 18. kw 5 ZQ65-i4-I 27 Y180L-4 2 kw ZQ65-i4-I 33 40 62 Y132M2-6 .5 kw ZQ40-i5-I 8 Y160M-6 .5 kw ZQ50-i5-I 13 Y160L-6 1 kw ZQ65-i5-I 20 Y180L-6 5 kw ZQ65-i5-I 27 Y200L1-6 8.5 kw ZQ65-i5-I 34 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS630 50 140 Y132M2-6-5.5 kw ZQ40-i5-I 4.5 Y160M-6-7.5 kw ZQ50-i3-I 7 Y160L-6-11 kw ZQ65-i5-I 11 Y180L-6-15 kw ZQ65-i5-I 15 Y200L1-6-18.5 kw ZQ65-i5-I 19 Y200L2-6-22 kw ZQ65-i5-I 22 Y225M-6-30 kw ZQ75-i5-I 29 Y250M-6-37 kw ZQ75-i5-I 35 40 112 Y160M-6-7.5 kw ZQ50-i4-I 9 Y160L-6-11 kw ZQ65-i4-I 14 Y180L-6-15 kw ZQ65-i4-I 19 Y200L1-6-18.5 kw ZQ65-i4-I 24 Y200L2-6-22 kw ZQ65-i4-I 29 Y225M-6-30 kw ZQ75-i4-I 35 32 90 Y132M2-6-5.5 kw ZQ50-i3-I 9 Y160M-6-7.5 kw ZQ65-i3-I 12 Y160L-6-11 kw ZQ65-i3-I 18 Y180L-6-15 kw ZQ65-i3-I 24 Y200L1-6-18.5 kw ZQ75-i3-I 30 Y200L2-6-22 kw ZQ75-i3-I 35 25 77 Y132M1-6-4 kw ZQ50-i2-I 8 Y132M2-6-5.5 kw ZQ65-i2-I 11 Y160M-6-7.5 kw ZQ65-i2-I 15 Y160L-6-11 kw ZQ65-i2-I 22 Y180L-6-1.5 kw ZQ75-i2-I 30 4.1.2選擇電動機類型和結構型式 電機在現在有2種種類，非別是直流和交流兩種。因為直流電機的電流要求是直流電流而且維修起來很麻煩維修費用較高，而且不方便，所以一般不采用。 因為現在的生產線一般三相交流，現在在沒有特殊的要求下都是用交流電機的?，F在交流電機有同步和異步2種。異步電動機有兩種分別是籠型和繞線型。三相籠型異步電動機Y系列是屬于的一般的用途全封閉的，它里面自帶有自扇冷電動機，結構簡單，價格低，維修起來也很方便。在起動、制動和反轉的時候，由于她的轉動慣小和過載力大，根據它們的要求，電機還有開啟、防護、封閉和防爆等區(qū)別。電機的額定電壓一般是380V。 主要類別是根據電機功率類別(交流或直流),工作環(huán)境(溫度、環(huán)境、空間位置、大小等),負載特征(屬性變化、大小和過載情況)和起動性能和程度的頻繁起動、制動,反轉,速度與速度控制性能要求自行確定。 4.1.3選擇電機的容量 如果電機功率選擇的不合適的時候，電機的工作和實際都有受到一定的影響功率如果小于工作要求的時候，工作機通常不能正常的工作，有可能會把電機長期的過載導致過早毀壞；而且容量非常大的話會導則電機價格過高，而且能力也不能很好的利用，如果不能常常的滿載的話話，會照成效率低下并且浪費很大。 容量的大小會被電機溫度的影響。電機的發(fā)熱和它的運行有關系的。運行有3種類型有長時間運行，短時間運行，還有重復短時間運行。運行的變載長期使用的電機、和在短時間運行（工作時間短，停歇時間長）和（工作時間和停歇時間不長）電機的容量要用等效功率法計算，并校核過載能力和啟動時候的轉拒。 因為運輸機在平常運輸的時候是粉塵的。根據以上兩點和機械設計手冊，（[17]成大先. 機械設計手冊： 選用Y90L-4型號的電動機 Y90L-4電動機的主要性能如下表格所示 表4－1-3 2Y90L-4電動機的主要性能 型 號 額定 功 率 kw 滿載時 起動電流 -------------- 額定電流 起動轉矩-------------- 額定轉矩 最大轉矩-------------- 額定轉矩 轉 速 r/min 電流（380V） A 效率 % 功率 應 數 Y90L-4 1.5 1400 3.7 87 0.85 7.0 2.2 2.2 傳動裝置中的軸的計算： （1） 各軸轉速 1 軸 n1=nm=1440r/min 2 軸 n2=n1/i =1440/4.67 =308.35r/min 主軸 n3=n2=308.35r/min （2） 各軸輸入功率 1 軸 額·η聯 =7.5×0.99 =7.43KW 2 軸 =·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =7.43×0.98×0.99×0.96 =6.91KW 主軸 =·η聯 =6.91×0.99 =6.84KW （3） 各軸輸出功率 1 軸 =·η軸承 =7.43×0.98 =7.28KW 2 軸 ·η軸承 =6.91×0.98 =6.77KW 主軸 ·η軸承 =6.84×0.98 =6.71KW （4） 各軸輸入轉矩 電動機的輸出轉矩 =9550×Pd/nm =9550×7.5/1440 =49.74N·m 1 軸 ·η聯 =49.74×0.99 =49.24N·m 2 軸 ·i·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =49.24×4.67×0.98×0.99×0.96 =214.07N·m 主軸 ·η聯 =214.07×0.99 =211.93N·m （5） 各軸輸出轉矩 1 軸 =·η軸承 =49.24×0.98 =48.26N·m 2 軸 =·η軸承 =214.07×0.98 =209.79N·m 主軸 ·η軸承 =209.79×0.98 =207.69N·m 計算結果整理如下： 表4－1-4 運動和動力參數計算 軸 名 功 率P (KW) 轉 矩 T（N·m） 轉速 n (r/min) 傳動比 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動機軸 7.5 49.74 1440 1 0.99 1 軸 7.43 7.28 49.24 48.26 1440 4.67 0.93 2 軸 6.91 6.77 214.07 209.79 308.35 1 0.99 主 軸 6.84 6.71 211.93 207.69 308.35 4.2進料口設計 4.2.1進料口 進料口是一個部件，它是螺旋機上方的進料漏斗的組成部分，連接方式時在機蓋上夾緊。 LS型定量給料機進料口的外形與安裝尺寸表見表4－2 表4－2 進料口的外形與安裝尺寸 螺旋機 型號 外型及安裝尺寸 mm A B C D d n LS100 100 180 146 100 12 4 LS160 160 250 210 100 12 8 LS200 200 300 256 100 14 8 LS250 250 350 306 100 14 8 LS315 315 415 370 160 14 8 LS400 400 500 456 160 14 12 LS500 500 600 558 160 14 12 LS630 630 750 696 200 14 16 LS800 800 920 868 200 18 16 LS1000 1000 1120 1070 200 18 20 LS1250 1250 1370 1314 200 18 24 4.3螺旋體設計 星型定量給料機在給物料時，并且螺旋在一定旋轉速度前面，對物料的總體運行方向個速度并沒有很大的影響。如果超過了最大的裝速的話，物料會出現跳出來，和飛出來，還會碰撞的很激烈，磨損增加。如果轉速很低的話因此,螺桿轉速根據吞吐量和材料的特性,應該保證的情況下的吞吐量,不使材料拋出的力量太大,以便降低交通效率,因此有一定的實際速度和最大速度之間的關系,即： 式(4.3) 即： 螺旋輸送機的最大輸送能力見表4－2 式(4.4) 式中：----常數，稱為無聊綜合特性系數。見圖4－4。 D----螺旋外徑 （m） 表4－2 螺旋輸送機的最大輸送能力 螺旋直徑 煤粉 水泥 水泥生料 螺旋最大轉速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 螺旋最大轉速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 螺旋最大轉速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 150 190 4.5 90 4.1 90 3.6 200 150 8.5 75 7.9 75 7.0 250 150 16.5 75 15.6 75 13.8 300 120 23.3 60 21.2 60 18.7 400 120 54 60 51.0 60 45.0 500 90 79 60 84.8 60 74.5 600 90 139 45 134.2 45 118 注：表中的輸送能力和轉速都是最大的數值，選擇的時候要根據計算來選擇 通過計算得到的螺旋轉速，得到表4－3中的標準轉速。 表4－3 螺旋輸送機螺旋軸轉速系列(r/min) 20 30 35 45 60 75 90 120 150 190 螺旋直徑的確定： 因為：Q=47 k1AψcρD2.5 9 （t/h） 式(4.5) 所以： 式(4.6) 令： (m) 式(4.7) 式中，K值見表4－4。 表4－4 ψ、K、A值 物料塊度 物料的磨磋性 物料種類 填充系數ψ 推薦的螺旋 葉片形狀 K A 粉 狀 無磨磋性、 半磨磋性 石灰粉、石墨 0.35~0.40 全葉式 0.0415 75 粉 狀 磨磋性 干爐灰、水 泥、石膏粉 0.25~0.30 全葉式 0.0565 35 粒 狀 無磨磋性、 半磨磋性 谷物、泥煤 0.25~0.35 全葉式 0.0490 50 粒 狀 磨磋性 砂、型砂、 爐渣 0.25~0.30 全葉式 0.0600 30 小塊狀 α＜60mm 無磨磋性、 半磨磋性 煤、石灰石 0.25~0.30 全葉式 0.0537 40 小塊狀 α＜60mm 磨磋性 卵石、砂巖、爐渣 0.20~0.25 全葉式或 帶式 0.0645 25 中等及大塊度 α＞60mm 無磨磋性、 半磨磋性 塊煤、塊石灰 0.20~0.25 全葉式或 帶式 0.0600 30 中等及大塊度 α＞60mm 磨磋性 干粘土、硫礦石 、焦炭 0.125~0.20 全葉式或 帶式 0.0795 15 有時物料的塊會比較大，螺旋直徑還要按物料的計算塊度進行校核： 當物料：D≥(4~6)d，d為最大顆粒尺寸。 當物料：D≥(8~12)d。 當需要選擇較大的螺旋直徑,但在吞吐量不變的條件下,選擇低螺桿速度,以延長使用壽命。 螺旋直徑要根據下列的標維系列進行圓整： D＝15；20；25；30；40；50；60 [cm]。 圓整以后，填允系數ψ可能不同于原先從表4－5所選的數值，故應進行驗算，即 (4.8) 如檢查出的ψ值如表4 - 5仍然推薦范圍,圓度適當。計算的ψ值允許表4 - 5中列出略低于下限的數值,但不得高于表中給出的值的上限 4.4系統(tǒng)裝配圖 總轉配圖 軸零件圖 機體 第五章 畢業(yè)設計總結與展望 5.1 畢業(yè)設計總結 在導師和自己的的努力下，我的畢業(yè)設計也慢慢的走向收尾了。畢業(yè)設計是我們大學期間很重要的一部分，也是對我們這四年學的所有知識的一個總和的綜合他把我們大學所寫的知識都運用到了一起。對我們來說是很重要的一個過程他能使我們的綜合能力還有操作能力得以體現，有給我們提供了自己設計自己動手的能力，這樣我們的實踐能力還有自己動手的能力就能得以加強和提高。 經過自己的選擇我選的是星型定量給料機的設計。這次的設計我們做了很多的準備。經常去圖書館光和網上查閱資料、問老師和查詢一些相關的資料，對機械方面的理論設計知識有一更加深刻的理解和運用，增強了實際操作經驗。 5.2畢業(yè)設計展望 在完成這次的畢業(yè)設計，我學會了怎么設計零件和零件應該怎么標注，也得到了很多書上沒有的知識，是的自己的能力又得到了很大的提升，最后到解決問題的思路這寫知識會在我一伙的工作還有，以后的設計是上會有很大的幫助，所以這次的設計是我們大學四年里最重要的一次設計，也是我們大學四年里的綜合能力體現。