机械系统设计大作业Word格式.docx
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工作对象:
大豆、小麦、玉米
每次筛重:
10kg~20kg
环境:
多尘、振动
3
性能
动力:
功率300w左右
整机重量小于25kg
外形尺寸1500×
800×
500
4
工作能力
三分钟完成一次振动分离
5
可靠度
98%
6
使用寿命
5年
7
经济成本
600元
8
人机工程
操作方便,便于筛选完的谷物收集
9
安全性
有漏电保护
1、2设计任务抽象化
图1、1系统黑箱
1、3确定工艺原理方案
物理振动原理
1、4工艺方案设计
人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源
收集分离干净的谷物
图1、2工艺路线图
1、5功能分解功能树
图1、3功能树
1、6确定每种功能方案
分离功能:
铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板
动力功能:
电机
控制功能:
开关
表1、2功能解形态学矩阵
分功能
功能解
A
B
C
分离功能
铁丝网格
带孔铁板
带孔塑料板
1、7确定边界条件
图1、4边界条件
1、8方案评价
评价原则:
满足功能要求、经济、质量轻
评价方式:
一对一比较
表1、3方案评分表
方案代号
评分
经过评价选择A方案:
1、9方案简图
1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机
图1、5方案简图
1、10总体布置
图1、6总体布置图
1、11总要参数的确定
尺寸参数:
整体长宽高1500×
500mm
运动参数:
曲柄回转速率n=120r/分
1、12循环图
图1、7曲柄循环图
由于仅有一个执行头,不存在干涉情况,所以不需进行时间、空间同步化。
第2章执行系统设计
2、1运动分析
2、1、1运动参数确定
1、偏心曲柄摇杆机构参数确定
2、1、2运动尺寸确定
1.偏心曲柄摇杆机构
确定曲柄长度L1,连杆长度L2,摇杆长度L3、机架长L4与偏心距e
图2、1偏心曲柄摇杆机构
由机器的总体尺寸取L4=1400mm,L2=1300mm,e=60mm;
由曲柄存在条件与机器总高取L1=100mm得L2>
202mm,取L2=210mm
2、2动力分析
1.偏心曲柄摇杆机构动力分析
图2、2偏心曲柄摇杆机构动力分析
A.运动分析
位移方程
速度方程
加速度运动方程
B、力分析
图2、3连杆摇杆力分析
对于连杆2有R12=R32,
对于摇杆3有R43=R23,
图2、4曲柄力分析
对于曲柄1有R21=R41,
第3章传动系统设计
3、1动力机选择
查Y系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0、55kw,额定转速1390r/min。
(参考新乡市永清筛分机械有限公司的PZS家用振动筛)
3、2运动与动力参数的确定
3、21总传动比
i=n电机/n曲柄=1390/120=11、58,取为i=12
选择减速比为12的齿轮减速器
3、3运动与动力参数确定
确定各轴功率、转速、转矩
联轴器效率:
=0、99
球轴承:
齿轮啮合效率:
=0、97
0轴(电机主轴)
Ⅰ轴(减速器高速轴)
Ⅱ轴(减速器中间轴)
Ⅲ轴(减速器低速轴)
Ⅳ轴(曲柄轴)
表3、1各轴运动参数
轴序号
功率
P/KW
转速
n/(r/min)
转矩
T/N、m
传动形式
传动比i
效率η
0轴
0、55
1390
3、78
连轴器
1、0
0.99
Ⅰ轴
0、539
3、7
齿轮传动
4、0
0.96
Ⅱ轴
0、523
347、5
14、37
3、0
Ⅲ轴
0、507
115、8
41、81
Ⅳ轴
0、503
41、48
3、4传动零件设计计算
(1)选择轴的材料:
轴的材料为45号钢,调质处理。
(2)按扭矩初步估算轴端直径,其轴径可按下式求得:
查《机械设计》表(8-2)得:
=107~118,取:
=115
考虑轴端有一个键槽,在计算时应该增加3%~5%
=18、76mm
考虑轴与联轴器相配合由联轴器的规格,将外伸段直径加工取标准值取:
=20mm
(3)初选滚动轴承
考虑零件的成本与安装使用方便选用深沟球轴承,查《机械设计课程设计》与轴配合轴承选用滚动轴承6205GB/T276-1994。
图3、1曲柄轴简图
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