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Many by bundling fixed to the card supermarket products in fixed process, will be a stack of cards by Zhang sent to a predetermined position, the current manual transmission exists low efficiency, high cost, paper card design automatic conveying device to overcome the above problems. This article first has made the simple outline of the push card device; then, analysis of the push on the mechanism of cards work principle; then, in accordance with the requirements of the given parameters of design, calculate and check; finally, draw the assembly drawing of the device and major parts of the map. Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing, and master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, this design represents the general process of general mechanical design, have certain reference value for the design work in the future. Keywords: Card; Push; Structure; Design 目 錄 摘 要 III Abstract IV 第1章 緒論 1 第2章 方案設(shè)計 3 2.1設(shè)計數(shù)據(jù)和要求 3 2.2方案分析 3 2.2.1方案一 3 2.2.2方案二 3 2.2.3方案三 4 2.2.4方案四 4 2.3最終方案選擇 5 第3章 總體參數(shù)選擇與計算 6 3.1 選擇電動機(jī) 6 3.1.1電動機(jī)類型的選擇 6 3.1.2 電動機(jī)功率的選擇 6 3.1.3 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 6 3.2 傳動比的計算 6 3.3計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 7 3.3.1各軸的轉(zhuǎn)速 7 3.3.2各軸的輸入功率 7 3.3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 7 第4章 主要零部件設(shè)計 8 4.1 渦輪蝸桿設(shè)計 8 4.1.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型 8 4.1.2選擇材料 8 4.1.3按計齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算進(jìn)行設(shè) 9 4.1.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 10 4.1.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 11 4.1.6驗(yàn)算效率 11 4.1.7精度等級公差和表面粗糙度的確定 12 4.1.8 蝸桿傳動的熱平衡計算 12 4.2軸的設(shè)計與校核 12 4.2.1輸入軸 12 4.2.2輸出軸 16 4.3軸承的校核 18 4.3.1蝸桿軸上的軸承壽命校核 18 4.3.2渦輪軸上的軸承校核 19 4.4鍵的校核 20 4.4.1蝸桿軸上鍵的強(qiáng)度校核 20 4.4.2蝸輪軸上鍵的強(qiáng)度校核 20 4.5聯(lián)軸器的選用 20 蝸桿軸上聯(lián)軸器的選用 21 4.6曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計 21 4.6.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介 21 4.6.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 22 總 結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 致 謝 29 29 第1章 緒論 第1章 緒論 中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化不可缺少的組成部分。 輸送機(jī)一般按有無牽引件來進(jìn)行分類。具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機(jī)以動力，一般由電動機(jī)、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟?，以保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動輸送物料。這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、小車式輸送機(jī)、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等。沒有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或往復(fù)運(yùn)動，或利用介質(zhì)在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)?，輥?zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以沿料槽傳送物料；振動輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動以輸送置于其中的物料等。 以上所介紹的為散料輸送機(jī)械,輸送機(jī)械按使用的用途分可以分為:散料輸送機(jī)械(如:帶式輸送機(jī)\螺旋輸送機(jī)\斗式提升機(jī)\大傾角輸送機(jī)等)?！? 帶式輸送機(jī)由驅(qū)動裝置拉緊裝置輸送帶中部構(gòu)架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。　　帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。 在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。它用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸。 通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。　　 ①輸送帶 常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度-15～40°C之間。物料溫度不超過50°C。向上輸送散粒料的傾角12°～24°。對于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點(diǎn)，但對于氣候的適應(yīng)性差，易打滑和老化。帶寬是帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。 ②托輥 分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210°～230°）、雙滾筒（包角達(dá)350°）和多滾筒（用于大功率）等。有槽形托輥、平形托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥。槽形托輥（由2～5個輥?zhàn)咏M成）支承承載分支，用以輸送散粒物料；調(diào)心托輥用以調(diào)整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對帶的沖擊。 ③滾筒 分驅(qū)動滾筒和改向滾筒。驅(qū)動滾筒是傳遞動力的主要部件。分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210°～230°）、雙滾筒（包角達(dá)350°）和多滾筒（用于大功率）等。 ④張緊裝置 其作用是使輸送帶達(dá)到必要的張力，以免在驅(qū)動滾筒上打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規(guī)定范圍內(nèi)。 第2章 方案設(shè)計 第2章 方案設(shè)計 2.1設(shè)計數(shù)據(jù)和要求 （1）許多通過捆扎方式固定于紙卡的超市產(chǎn)品在固定過程中，需要將一疊紙卡逐張送至預(yù)定位置，當(dāng)前的人工傳送方式存在效率低、成本高等問題，設(shè)計紙卡自動傳送裝置有利于克服上述問題； （2）要求設(shè)計可傳送約175mm×125mm×0.6mm紙卡的紙卡傳送裝置。 2.2方案分析 2.2.1方案一 凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu) 如上圖所示的凸輪－連桿組合機(jī)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)行程放大功能，在水平面得傳送任務(wù)中，優(yōu)勢較明顯，但在垂直面中就會與機(jī)架產(chǎn)生摩擦，加上凸輪與擺桿和擺桿與齒條的摩擦，積累起來，摩擦?xí)艽螅缓缶褪瞧浣Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，非標(biāo)準(zhǔn)件較多，加工難度比較大，從而生產(chǎn)成本也比較大，連桿機(jī)構(gòu)上端加工難度大，而且選材時，難以找到合適的材料，使其既能滿足強(qiáng)度剛度條件又廉價，因此不宜選擇該機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計目的。 2.2.2方案二 如上圖所示的凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪以等角速度回轉(zhuǎn)，它的輪廓驅(qū)使從動件，可使推桿實(shí)現(xiàn)任意的運(yùn)動規(guī)律,但是使用凸輪機(jī)構(gòu)磨損較為嚴(yán)重，滾子不能很好的緊貼凸輪，容易振動，運(yùn)行時穩(wěn)定性能差，由于摩擦較大，動力使用效率不高，造成能源浪費(fèi)，不能到達(dá)環(huán)保節(jié)能的目的，不能滿足設(shè)計要求。 2.2.3方案三 如上圖所示，方案存在有一定缺點(diǎn)，首先存在磨損問題，運(yùn)動鏈較長，進(jìn)而需要更多能量來驅(qū)動，其次是加工難度較大。 2.2.4方案四 采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化形式，由若干剛性構(gòu)件用低副(回轉(zhuǎn)副、移動副)聯(lián)接而成的一種機(jī)構(gòu)。是由曲柄（或曲軸、偏心輪）、連桿、滑塊通過移動副和轉(zhuǎn)動副組成的機(jī)構(gòu)。 常用于將曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動變換為滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動；或者將滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)換為曲柄的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動副為低副，各元件間為面接觸，構(gòu)成低副兩元件的幾何形狀比較簡單，加工方便，易于得到較高的制造精度等優(yōu)點(diǎn)，因而在包括煤礦機(jī)械在內(nèi)的各類機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，如自動送料機(jī)構(gòu)、沖床、內(nèi)燃機(jī)空氣壓縮機(jī)等。 2.3最終方案選擇 最終采用方案三、方案四的組合方案，如下圖示： 該方案結(jié)構(gòu)簡單緊湊，噪音小，運(yùn)用蝸輪蝸桿傳遞動力，采用了帶傳動，凸輪機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動，易于完成小范圍內(nèi)的物料傳送任務(wù)，效率較高并且運(yùn)動精確穩(wěn)定效應(yīng)迅速，動力使用率較高，滿足環(huán)保節(jié)能的目的，可使推桿有確定的運(yùn)動，完全符合設(shè)計目標(biāo)。 第3章 總體參數(shù)選擇與計算 第3章 總體參數(shù)選擇與計算 3.1 選擇電動機(jī) 3.1.1電動機(jī)類型的選擇 按工作要求和工作條件選用Y系列三相異步電動機(jī)。 3.1.2 電動機(jī)功率的選擇 標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)的容量由額定功率表示。所選電動機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動機(jī)長期過載、發(fā)熱大而過早損壞；容量過大，則增加成本，并且由于效率和功率因數(shù)低而造成電能浪費(fèi)。 考慮到推送紙卡時阻力較小，所需電機(jī)功率小，查《機(jī)械設(shè)計實(shí)踐與創(chuàng)新》表19-1選取電動機(jī)額定功率為0.55kw。 3.1.3 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 取推送頻率：，則有 滾筒轉(zhuǎn)速： 渦輪蝸桿傳動比為： 所以電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500r/min。 綜合考慮傳動裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電機(jī)。 型號為Y80S-4，滿載轉(zhuǎn)速，功率0.55。 3.2 傳動比的計算 （1）傳動比為：取渦輪蝸桿傳動比： 3.3計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 3.3.1各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 2軸 ； 3軸 ； 3.3.2各軸的輸入功率 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 3.3.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 將各軸動力參數(shù)整理如下表： 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動比 電機(jī)軸 0.55 3.78 1390 1軸 0.545 3.74 1390 1 2軸 0.4 85.19 44.84 31 3軸 0.384 81.78 44.84 1 第4章 主要零部件設(shè)計 第4章 主要零部件設(shè)計 4.1 渦輪蝸桿設(shè)計 4.1.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型 傳動參數(shù)： 根據(jù)設(shè)計要求選用阿基米德蝸桿即ZA式。 4.1.2選擇材料 設(shè) 滑動速度： 蝸桿選45鋼，齒面要求淬火，硬度為45-55HRC. 蝸輪用ZCuSn10P1,金屬模制造。 為了節(jié)約材料齒圈選青銅，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造 （1）確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)選用的蝸輪材料為ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度＞45HRC，可從文獻(xiàn)[1]P254表11-7中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 則 （2）確定許用彎曲應(yīng)力 從文獻(xiàn)[1]P256表11-8中查得有ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[]=56MPa 壽命系數(shù) 4.1.3按計齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算進(jìn)行設(shè) （1）根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計進(jìn)行計算，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計進(jìn)行設(shè)計，再校對齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 式中： 蝸桿頭數(shù)： 渦輪齒數(shù)： 渦輪轉(zhuǎn)矩： 載荷系數(shù)： 因工作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù)；由文獻(xiàn)[1]P253表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動載系；則 選用的是45鋼的蝸桿和蝸輪用ZCuSn10P1匹配的緣故，有故有： 查《機(jī)械設(shè)計》表7.3 得應(yīng)取蝸桿模數(shù)： 取蝸桿直徑系數(shù)： 蝸桿分度圓直徑： 蝸桿導(dǎo)程角： 渦輪分度圓直徑： 變位系數(shù)： 中心距： 渦輪圓周速度： 4.1.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （1）蝸桿 軸向尺距 直徑系數(shù) 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 蝸桿螺線部分長度：取55mm （2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) 蝸輪分度圓直徑 齒頂直徑 齒根圓直徑 咽喉母圓半徑 渦輪外圓直徑取134mm 渦輪寬度取35mm 4.1.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù) 從圖11-9中可查得齒形系數(shù)Y=2.37 螺旋角系數(shù)： 許用彎曲應(yīng)力： 從文獻(xiàn)[1]P256表11-8中查得有ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[]=56MPa 壽命系數(shù) 可以得到：< 因此彎曲強(qiáng)度是滿足的。 4.1.6驗(yàn)算效率 已知；；與相對滑動速度有關(guān)。 從文獻(xiàn)[1]P264表11-18中用差值法查得： 代入式中，得大于原估計值，因此不用重算。 4.1.7精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度選擇8級精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。然后由有關(guān)手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。詳細(xì)情況見零件圖。 4.1.8 蝸桿傳動的熱平衡計算 由于傳動效率較低，對于長期運(yùn)轉(zhuǎn)的蝸桿傳動，會產(chǎn)生較大的熱量。如果產(chǎn)生的熱量不能及時散去，則系統(tǒng)的熱平衡溫度將過高，就會破壞潤滑狀態(tài)，從而導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。 初步估計散熱面積： 取(周圍空氣的溫度)為。 4.2軸的設(shè)計與校核 4.2.1輸入軸 (1)材料的選擇 由表16.1 查得 用45號鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 由表16.3得 (2)估算軸的最小直徑 根據(jù)表11.6，取=112為取值范圍 估算軸的直徑： 因?yàn)檩S上開有兩個鍵槽，考慮到鍵槽對軸強(qiáng)度的削落，應(yīng)增大軸徑，此時軸徑應(yīng)增大5%~10% 考慮到與聯(lián)軸器配合，查設(shè)計手冊 軸段①上有聯(lián)軸器需要定位，因此軸段②應(yīng)有軸肩 軸段③安裝軸承，必須滿足內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，故 軸段④ 軸段⑤ 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸頸 圓周力 徑向力 水平 垂直 合成 當(dāng)量彎矩 校核 繪制軸的受力簡圖 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： FAY=FBY=Fr1/2=540.2N FAZ=FBZ=/2=406.6N 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為： MC1=FAyL/2=16.9N·m 繪制水平面彎矩圖 圖7-1 截面C在水平面上彎矩為： MC2=FAZL/2=406.6×62.5×=12.7N·m 繪制合彎矩圖 MC=(MC12+MC22)1/2=(16.92+12.72)1/2=21.1N·m 繪制扭矩圖 轉(zhuǎn)矩：T= TI=20.33N·m 校核危險截面C的強(qiáng)度 ∵由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取α=0.6, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴該軸強(qiáng)度足夠。 4.2.2輸出軸 （1）材料的選擇 由表16.1 查得 用45號鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理， 由表16.3得 （2）估算軸的最小直徑 根據(jù)表11.6，取=110為取值范圍 估算軸的直徑： 因?yàn)檩S上開有一個鍵槽，考慮到鍵槽對軸強(qiáng)度的削落，應(yīng)增大軸徑，此時軸徑應(yīng)增大10% ，取 （3）軸上的零件定位，固定和裝配 單級減速器中,可以將蝸輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，蝸輪套筒，右軸承和鏈輪依次從右面裝入。 （4）確定軸的各段直徑和長度 I段：直徑d1=20mm 長度取L1=30mm II段：由教材P364得：h=0.08 d1=0.08×20=1.6mm 直徑d2=d1+2h=20+4=24mm,長度取L2=24 mm III段：直徑d3=25mm 由GB/T297-1994初選用6205型深溝球軸承，其內(nèi)徑為25mm，寬度為15mm。故III段長：L3=15mm Ⅳ段：直徑d4=28mm，渦輪輪轂寬為35mm，取L4=34mm Ⅴ段：由教材P364得：h=0.08 d4=0.08×28=2.3mm d5=d4+2h=28+2×2.3≈35mm長度取L5=22mm Ⅵ段：直徑d6=d3=25mm L6=20mm 由上述軸各段長度可算得軸支承跨距L=134mm （5）按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計算 ①求分度圓直徑：已知d2=124mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T2= TII=304.27N·m ③求圓周力Ft：根據(jù)教材P198（10-3）式得 =2T2/d2=590 N ④求徑向力Fr：根據(jù)教材P198（10-3）式得 Fr=·tanα=3586.4×tan200=1370N ⑤∵兩軸承對稱 ∴LA=LB=75mm 求支反力FAY、FBY、FAZ、FBZ FAY=FBY=Fr/2=107.35N FAX=FBX=/2=295N 由兩邊對稱，截面C的彎矩也對稱，截面C在垂直面彎矩為 MC1=FAYL/2=107.35×75×=8N·m 截面C在水平面彎矩為 MC2=FAXL/2=295×75×=22.125N·m 計算合成彎矩 MC=（MC12+MC22）1/2=（82+22.1252）1/2=23.54N·m 圖7-2 校核危險截面C的強(qiáng)度由式（15-5） ∵由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力,取α=1, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴此軸強(qiáng)度足夠 4.3軸承的校核 4.3.1蝸桿軸上的軸承壽命校核 在設(shè)計蝸桿選用的軸承為30203型圓錐滾子軸承,由手冊查得 (1)由滾動軸承樣本可查得,軸承背對背或面對 面成對安裝在軸上時,當(dāng)量載荷可以按下式計算: 1)當(dāng) 2)當(dāng) ,且工作平穩(wěn),取,按上面式(2)計算當(dāng)量動載荷,即 (2)計算預(yù)期壽命 (3)求該軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷 故選擇此對軸承在軸上合適. 4.3.2渦輪軸上的軸承校核 （1）求作用在軸承上的載荷 （2）計算動量載荷 在設(shè)計時選用的6205型深溝球軸承,查手冊知 根據(jù),查得 查得 所以 （3）校核軸承的當(dāng)量動載荷 已知,所以 故選用該軸承合適. 4.4鍵的校核 4.4.1蝸桿軸上鍵的強(qiáng)度校核 在前面設(shè)計軸此處選用平鍵聯(lián)接,尺寸為,鍵長為28mm. 鍵的工作長度 鍵的工作高度 可得鍵聯(lián)接許用比壓 故該平鍵合適. 4.4.2蝸輪軸上鍵的強(qiáng)度校核 在設(shè)計時選用平鍵聯(lián)接,尺寸為,鍵長度為28mm 鍵的工作長度 鍵的工作高度 得鍵聯(lián)接許用比壓 故選用此鍵合適. 4.5聯(lián)軸器的選用 蝸桿軸上聯(lián)軸器的選用 根據(jù)前面計算，蝸桿軸最小直徑： 取 查機(jī)械手冊，根據(jù)軸徑和計算轉(zhuǎn)矩選用彈性柱銷聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計算 查表課本14-1， K=1.3，則 啟動載荷為名義載荷的1.25倍，則 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選擇聯(lián)軸器型號為選用HL3（J1型）彈性柱銷聯(lián)軸器，其允許最大扭矩[T]=25,許用最高轉(zhuǎn)速 n=5000，半聯(lián)軸器的孔徑d=14，孔長度l=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82。 4.6曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.6.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)簡介 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)合成的組合機(jī)構(gòu)，其模型如圖2.1所示。在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄是原動件，滑塊是從動件，通過導(dǎo)桿、搖桿，曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成滑塊的往復(fù)移動，該組合機(jī)構(gòu)仍具有曲柄的急回特性。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是一種常用的組合機(jī)構(gòu)，如用于平面切削加工的牛頭刨床、搓削螺釘?shù)穆葆敶甏?、回轉(zhuǎn)式液壓撥泵、插床等機(jī)器中都采用了這 種機(jī)構(gòu)。 圖2.1曲柄滑塊機(jī)構(gòu)模型 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)還可以拆裝成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)可以認(rèn)為是由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化而來的，其模型如圖2．2所示。當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)中有一連架桿為曲柄，另一連架桿相對機(jī)架作往復(fù)移動而成為滑塊時，此四桿機(jī)構(gòu)稱為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。若滑塊上的轉(zhuǎn)動副中心軌跡線通過曲柄轉(zhuǎn)動中心，則稱為對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。若滑塊上的轉(zhuǎn)動中心軌跡線偏離曲柄轉(zhuǎn)動中心，則稱為偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中，曲柄是原動件，滑塊是從動件，通過連桿，曲柄的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成滑塊的往復(fù)移動。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)在工程中應(yīng)用廣泛，內(nèi)燃機(jī)、往復(fù)式抽水機(jī)、空氣壓縮機(jī)及沖床等機(jī)器中都應(yīng)用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。其他機(jī)械上也常常應(yīng)用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如小型收割及格中的切割機(jī)構(gòu)即可簡化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。 4.6.2曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析的任務(wù)是在已知機(jī)構(gòu)尺寸及原動件運(yùn)動規(guī)律的情況下，確定機(jī)構(gòu)中其他構(gòu)件上某些點(diǎn)的軌跡、位移、速度及加速度和構(gòu)件的角位移、角速度及角加速度。上述這些內(nèi)容，無論是設(shè)計新的機(jī)械，還是為了了解現(xiàn)有機(jī)械的運(yùn)動性能，都是十分必要的，而且它還是研究機(jī)械動力性能的必要前提。 通過對機(jī)構(gòu)的位移和軌跡分析，可以考察某構(gòu)件能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的位置、構(gòu)件上的某點(diǎn)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定的軌跡要求，可以確定從動件的行程或所需的運(yùn)動空間，據(jù)此判斷運(yùn)動中是否發(fā)生碰撞干涉或確定機(jī)構(gòu)的外廓尺寸。 通過速度和加速度分析可以了解機(jī)構(gòu)從動件的速度、加速度變化規(guī)律能否滿足工作要求。如在設(shè)計牛頭刨床的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時，為了保證加工質(zhì)量和延長刀具壽命，要求刨刀在切削過程中接近于等速運(yùn)動；而為了提高生產(chǎn)率，又要求刀具的空回行程具有急回特性，為此就必須進(jìn)行速度和加速度分析。 機(jī)械運(yùn)動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。當(dāng)需要簡捷直觀地了解機(jī)構(gòu)的某個或某幾個位置的運(yùn)動特性時，采用圖解比較方便，而且精度也能滿足實(shí)際問題的要求。而當(dāng)需要精確地知道或要了解機(jī)構(gòu)在整個運(yùn)動循環(huán)過程中的運(yùn)動特性時，采用解析法并借助計算機(jī)，不僅可獲得很高的計算精度及一系列位置的分析結(jié)果，并能繪出機(jī)構(gòu)相應(yīng)的運(yùn)動線圖，同時還可以把機(jī)構(gòu)分析和機(jī)構(gòu)綜合問題聯(lián)系起來，以便于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值方法的發(fā)展，不僅解析法運(yùn)算冗繁的困難得以解決，而且采用電算應(yīng)用。本畢業(yè)設(shè)計課題中，需要繪出機(jī)構(gòu)從動件的運(yùn)動線圖，所以選用解析法分析為宜。 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析如圖3．1所示，已知各桿的長度、、支架高度差滑塊5導(dǎo)桿的偏心距及原動件AB的角位移和等角速度,分析構(gòu)件2、5的位移、速度、加速度、和構(gòu)件3、4的角位移、角速度、角加速度、。 圖4.1 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 （1）機(jī)構(gòu)裝配的條件 a 曲柄部分要求AB能在整個圓周內(nèi)運(yùn)動,必須使 b 曲柄部分要求CD只在一定范圍內(nèi)擺動，必須使 c 曲柄滑塊部分要求CD擺動時，滑塊至少能通過Y軸，必須使 （2）建立數(shù)學(xué)模型 如圖3所示，為方便起見，取以A為原點(diǎn)，X軸與機(jī)架AC垂直的直角坐標(biāo)系。各桿指定一個矢量指向，且以X軸正向?yàn)榛鶞?zhǔn)，按逆時針方向?yàn)檎「鳁U的角位移。在規(guī)定各桿矢量指向時，建議與固定鉸鏈相聯(lián)結(jié)的連架桿矢量由固定鉸鏈向外，其余桿件矢量指向任取。則該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成了兩個封閉矢量多邊形ABCA和CDEFC。 求、、和、、 由封閉形ABCA可得： (a) 分別用和點(diǎn)積上式兩端： 聯(lián)立以上兩式： 要求曲柄部分為擺動曲柄機(jī)構(gòu)所以式 中分子為正，分母可正可負(fù)，由圖可知在第一或第二象限： 時， 時， 式（a）對時間取導(dǎo)： (b) 用點(diǎn)積上式兩端消去： 用點(diǎn)積上式（b）兩端消去，注意 (c) 在將式（b）對時間取導(dǎo)： 分別用和點(diǎn)積上式兩端，消去或注意 解得： （2） 求、、和、、 由封閉形CDEFC可得： (d) 分別用和點(diǎn)積上式兩端： 聯(lián)立以上兩式，解得： 由圖可知在第四象限， 所以 式（d）對時間取導(dǎo)： (e) 分別用、點(diǎn)積上式： 式（e）對時間求導(dǎo)，可得： 分別用、點(diǎn)積上式： （3）ABCDE各點(diǎn)坐標(biāo) 已知各桿長度、角位移、滑塊位移和他們的相對位置，可以求出各點(diǎn)坐標(biāo)如下： A點(diǎn)：， B點(diǎn)：， C點(diǎn)：， D點(diǎn)：， E點(diǎn)：， 參考文獻(xiàn) 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計幾乎用到了我們大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課程，可以說是我們大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識的一次綜合考察和評定.通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我們對以前所學(xué)的專業(yè)知識有了一個總體的認(rèn)識與融會貫通.例如我們在設(shè)計過程當(dāng)中需要用到所學(xué)的工程制圖、材料力學(xué)、機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計、極限配合與公差以及CAD計算機(jī)輔助制圖等基礎(chǔ)的專業(yè)知識.在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，不僅使我們熟悉了舊的的知識點(diǎn)，還使我們發(fā)現(xiàn)了許多以前沒有注意的細(xì)節(jié)問題，而這些細(xì)節(jié)問題恰恰是決定我們是否能夠成為一名合格的機(jī)械技術(shù)人才的關(guān)鍵所在. 此外，我感覺兩個月的畢業(yè)設(shè)計極大的豐富了我們的知識面，使我學(xué)到了許多知識，不僅僅局限于多學(xué)的專業(yè)知識.在做設(shè)計的過程中，由于需要用到課本外的知識，這要求我們上網(wǎng)或者到圖書館等查閱資料。例如在設(shè)計方案時就需要我們對螺旋離心泵的工作環(huán)境和工作能力等由一定的了解才能選用合適的方案。由于以前沒有注意此方面的問題，所以必須通過實(shí)踐認(rèn)識和查閱資料才能做到更好。 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝 .機(jī)械設(shè)計手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 1991 [2] 許福玲 陳堯明主編.液壓與氣壓傳動[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5 [3] 石光源，周積義，彭福音.機(jī)械制圖（第三版）[M].北京：高等教育出版社.1990.5 [4] 鄭修本主編.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1991.4 [5] 廖漢元主編. 機(jī)械原理[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3 [6] 斯波茨（Spotts,M.F.）舒晉(Shoup,T.E.) 主編.機(jī)械零件設(shè)計[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2003 .1 [7] 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