金属梳自动清洗机的设计及三维建模【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 : 3号楷体 学 号： 3号楷体 学院 (系 ): 3号楷体 专 业 : 3号楷体 题 目 : 金属梳自动清洗机的设计 指导者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 评阅者： (姓 名 ) (专业技术职务 ) 2015 年 6 月 3号楷体 3号楷体 3号楷体 3号楷体 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 业设计说明书（论文）中文 摘要 本文主要介绍 金属梳自动清洗机 的发展状况， 金属梳自动清洗机 结构设计原理， 金属梳自动清洗机 总体方案分析及确定， 金属梳自动清洗机 结构设计内容所包含的机械图纸的绘制， 金属梳自动清洗机 的计算， 金属梳自动清洗机 的结构设计结论与建议。 整机结构主要由电动机 减速器 产生动力通过 小带 轮 将需要的动力传递到 大 带轮上，带轮带动 主轴 ，从而带动整机装置运动 ,此 可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。 本论文研究内容： (1) 金属梳自动清洗机 总体结构设计。 (2) 金属梳自动 清洗机 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4) 金属梳自动清洗机 的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计零件进行设计计算分析和校核。 (6)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行三维建模。 (7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。 关键词 ： 金属梳自动清洗机 ，结构设计，三维建模；步进电机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 业设计说明书（论文）外文摘要 in in of of of of to a is to so as to of of of of (1) of (2) of (3) (4) of (5) of (6) of of of (7) of of D 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 绪 论 . 1 题的背景、意义 . 6 内金属梳自动清洗机的发展状况 . 6 属梳自动清洗机的发展趋势 . 7 文研究主要内容 . 8 2 金属梳自动清洗机机构总体方案设计 . 9 本结构 . 9 计原则 . 9 案分析 . 9 一方案 . 9 二方案 . 10 三方案 . 10 终方 案 . 11 3 金属梳自动清洗机的机械部分计算 . 12 机的选取 . 12 传动设计 . 14 择带型 . 15 定带轮的基准直径并验证带速 . 16 定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 . 16 定带的根数 z . 17 定带轮的结构和尺寸 . 17 定带的张紧装置 . 18 的校核 . 20 的校核 . 21 承的校核 . 21 风机参数的选择和计算 . 22 风机计算 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 风机参数的选择 . 23 4 毛刷工作机构设计 . 24 电机的选型 . 24 毛刷主轴的设计 . 25 确定毛刷主轴最小直径 . 25 求轴上的载荷 . 26 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度 . 27 精确校核轴的疲劳强度 . 27 5 气缸元件的计算 . 31 缸的选择 . 31 缸结构 . 35 作原理 . 36 压机构气缸的计算 . 37 余气缸的选型 . 37 总 结 . 38 致 谢 . 39 参考文献 . 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 1 绪 论 题的背景、意义 随着我国经济的蓬勃发展，国民经济各领 域对 产品 的需求日益扩大，制造业对 各种金属 梳 的质量要求也越来越高。 线 的质量好坏、直接关系到下道工序能否顺利进行，特别是超细规格的 线 质量要求很高； 。 目前国内使用的 金属梳自动清洗机 械，卷取主轴多用力矩电机驱动，排线机构与主轴采用机械齿合传动的硬耦合连接，通过丝杠或光杆带动 金属梳 器左右平移、依靠齿轮或电磁铁的离合动作实现换向，达到往复排线的工艺要求。这种纯机械耦合机构存在零件加工和装配复杂、因频繁换向导致机械磨损大、噪声大、排线精度降低 2。 此外，由于 丝 线的规格品种繁多，每次改变品种规格、都要重新调整 金属梳自动 清洗机 的机械参数，甚至更换机械零件，一套机构无法同时满足对不同规格 丝 线的 清洗机需要。 基于此，我们提出了本课题的研究。 本文介绍一种新型 清洗机 装置，利用先进的数字控制技术，将主轴 送进 传动与 切断 ，分别用 不动的动力 独立驱动、实现对 清洗机 连接。采用 2冲测速码盘及光电传感器控制，检测步进电机的工况，实现了计算机数字控制和柔性化参数设置。新系统具有：稳定、准确、灵活、快速的特点，适用于对各种规格 丝 线的绕排线控制。 内 金属梳自动清洗机 的发展状况 目前我国 金属梳自动清洗机 行业处于 非常困难的时期，如何才能使整个行业从技术的互相模仿与残酷的价格战等困境中脱身而出？从业企业只有放下急于求成的心态，从基础理论、新技术研发等领域出发，一丝不苟地修炼自己的自主创新能力。 金属梳自动清洗机 结合了机械、传动、电气控制等多方面的技术，所以基础理论研究是开发新技术的基础，只有核心技术的发展才能推动 清洗机 设备的进步，各方面为技术开发做努力，这样才会使我国的 清洗机 设备逐步走上自主创新的道路。 国产的 金属梳自动清洗机 自动化水平低、控制手段落后是普遍存在的问题。只能应用于 清洗机 要求相对不高的场合，高端设备都 有日本、瑞士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得客户， 分析我国 金属梳自动清洗机市场目前处于高速发展的时期，相反我国的 金属梳自动清洗机 生产企业的处境却相当的艰难，不难看出，极大的市场份额都是进口设备，在国内市场获得高利润的回报，在新机型的开发上就有了强大的资金保障，而我们国内企业的销售利润偏低，去掉销售环节买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 中存在的费用，留给企业的回报已经所剩无及了，所以不断的提升自主创新能力，才能市场份额较大的中高端市场，来打破目前的艰难局面 4。 属梳自动清洗机 的发展趋势 金 属梳自动清洗机 是 机械行业 中的主要加工设备， 金属梳自动清洗机 的质量、数量及自动化水平，直接影响整个 机械行业 的发展； 金属梳自动清洗机 的自动化水平对提高生产效率和产品质量，减轻操作人员的体力劳动等方面都起到极为重要的作用。 先进的机械制造技术能在很大程度上提高 金属梳自动清洗机 的自动化水平。 机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科 ,是以提高质量、效益、竞争力为目标 ,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展 ,人们对产品的要求也发生了很大变化 ,要求 品种要多样、更新要快捷、质量要高档、使用要方便、价格要合理、外形要美观、自动化程度要高、售后服务要好、要满足人们越来越高的要求 ,就必须采用先进的机械制造技术 。 （ 1） 洗机 设备中的应用 点对 清洗机 设备非常重要，设备的稳定性很大程度上依赖于电气控制系统的稳定性， 同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障率也就大大降低了；如今的 清洗机 设备由于加工特性的关系，其控制功能和要求都不相同， 今功能 单元大量出现，使 度控制、 研发 清洗机 设备时通常都需要定制控制系统，由于 大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短11。在 清洗机 设备中控制系统中 1、开关量的逻辑控制 这是 广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制。 2、模拟量控制 在 清洗机 设备生产过程当中，有许多连续变化的量，如速度、圈数、排线杆位置等都是模拟 量， 3、运动控制 如今的 金属梳自动清洗机 都配置有步进电机或伺服电机，可以通过 接对这些执行单元进行驱动控制 5。 （ 2） 测试和测量系统在 金属梳自动清洗机 中的运用 测试技术是测量和实验技术的统称。在现代机电设备的研发和创新设计、老产品改造以及机电产品全寿命的各个过程的研究中，实验研究是必不可少的环节。在工程试验中，需要进行各种物理量的测量，以得到准确的定量结果。当然，不仅是各类工程试验买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 需要测量，机器和生产过程的运用监测、控制和故障诊断也需要在线测量。这时，测量系统 大多就是机器和生产线的重要组成部分 6。 （ 3） 机电一体化 在 金属梳自动清洗机 中 的应用 机电一体化是随着生产和技术的发展，在以机械、电子技术等为主的多门技术学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术科学。性能上，向高精度、高生产效率、高性能、智能化的方向发展。功能上，向小型化、轻型化、多功能化方向发展。通过机电一体化技术的运用使得整体结构最优化、系统控制智能化、操作性能柔性化。通过测试系统、自动控制系统、伺服系统达到机电一体化的目的 7。 文研究主要内容 通过利用网络工具、图书馆 的书籍和各类期刊、杂志查阅了解 金属梳自动清洗机的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。具体设计方法如下： 1、查阅资料、结合所学专业课程，产生 金属梳自动清洗机 结构设计的基本思路； 2、查阅各类机械机构手册，确定合理的 金属梳自动清洗机 结构； 3、根据给定技术参数来选择合适的部位； 4、重点对驱动机构及控制机构进行设计研究； 5、通过研究国内外情况，确定本设计课题的重点设计； 6、完成 2由此绘制零件图； 7、编写设计说明书； 8、检查并完善本设计课题。 本设计采用的方法是理论设计与经验 设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 2 金属梳自动清洗机 机构总体方案设计 本结构 金属梳自动清洗机 其功能部件 (1)由支承体 (9)、带动力装置的 金属梳自动清洗机 等组成。由功能部件 (1)，电动机 (8)和机架（ 6)等构成的 金属梳自动清洗机，下图是该机器的工作原理图。 计原则 金属梳自动清洗机 其功能部件 (1)由支承体 (9)、带动力装置的 金属梳自动清洗机 切刀部件和包压线或机筒等组成。由功能部件，电动机和机架 (或机脚 )等构成 金属梳自动清洗机 。在功能部件 中的 金属梳自动清洗机 转子上装有使 毛刷 案分析 一方案 采用 平铺带式传送装置，将 金属 梳 手工放落在传送带上，由电动机带动传送带将 金属 梳 送到 毛刷 。 此输送装置由于需要电机通过轴带动输送带滚筒转动 金属梳自动清洗机 示意图如下图所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 式 金属梳自动清洗机 示意图 of 上图 式 金属梳自动清洗机 示意图，不难看出此 金属梳自动清洗机 包括2 个电机， 3 根轴，滚筒，输送带， 带轮 ，带轮等等。 金属梳自动清洗机 零件众多，这无疑增加了 金属梳自动清洗机 的制造成本与维护运行成本。对于广大的金属 梳 来说，这种卧式 金属梳自动清洗机 很显然不是他们理想的选择。因此，设计出一款小型且制造成本低廉，适用与 金属梳自动清洗机 非常必要。 二方案 输送装置 仍然 采用圆管带式输送，把 金属 梳 平铺在带上后，随带前进， 但 在输送带之间安装两个喂入轮，做相对回转时，把输送带传送的 金属 梳 挤压夹持后，送入到切碎口，曲线型刃口的转刀制造、磨 刃均较方便， 清洗 阻力矩变化平缓，但 金属 梳 有向外推移的现象，刃口磨损也不均匀。而直线型动刀制造 、 磨刃均比较 简单 、强度好，缺点是 清洗 开始时，往往将 金属 梳 向外推移，此时 清洗 点离轴心的距离较大，因而清洗阻力矩大大增加，致使清洗阻力矩在清洗过程中变化剧烈 三方案 经过以上两种方案的分析、研究及比较，最终方案 确定 如下 ： 设计一种小型的立式 金属梳自动清洗机 取代一般的卧式 金属梳自动清洗机 既避免了功率消耗大，成本高等缺点；又可让 金属 梳 少挤压与擦伤 参照图 式 金属梳自动清洗机 由功能部件 (1) 、 电机支架 (2)、电磁调速电机 (3)、 螺栓 (4)、 带轮 (5)、 机架 (6)等组成。 功能部件 (1)是本实用新 型 金属梳 自动清洗机 的核心，它由 带轮 (7)、 轴承 (8)、支承体 (9)、主轴 (10)、 防污 密封轴承端盖 (11)、 垫套 (12)、 机 壳 (13)、 螺母 、 毛刷 、挡板 (16)、 出料门 (17)等构成。电机支架 (2)可连同电机 (3)一起绕螺栓 (4)沿逆时针方向转动 90 度 后固定在机架 (6)上，使电机 (3)平卧 ， 以便用来驱动其它卧式机械，提高电机的利用率。机架 (6)是功能部件 (1)和电动机 (3)的联系和支承件。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 终方案 金属梳自动清洗机 其功能部件由支承体、带动力装置的 金属梳自动清洗机毛刷部件和机筒等组成。由功能部件 (1)，电动机 (8)和机架（ 6)等构成的 金属梳自动清洗机 ，其特征是转子上装有使刀刃切铡平面垂直于主轴的 毛刷 功能部件 (下部内有能使物料自动卸出，设有与刀片 )相对。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 3 金属梳自动清洗机 的 机械 部分 计算 机的选取 金属梳自动清洗机 在工作时，在运转稳定性较好（保障运转稳定性的条件：有足够的转动惯量；发动机有足够的储备功率和较灵敏的调速器）的条件下，其功率总 耗用 N 由两部分组成：一部分用于克服空转而消耗的功率 占总功率消耗的 5%，一部分用于克服脱粒阻力而消耗的功率 占总功率消耗的 93%，所以装置的功率消耗为： N = ） (4) 1)其中空转功率消耗 : = A + 3B 式中： A 系数， A 为克服轴承及传动装置的摩擦阻力的功率消耗， 310)A B 系数， 3B 为克服滚筒转动时的空气迎风阻力而消耗的 功率， ）（B . 其中消耗 这个过程比较复杂， 清洗装置消耗的功率由下式可求得： )(/ (6) 其中： 单位时间进入清选装置的质量（ ）； 单位脱出物质量清选筛所需的功率（ ） 选别能力系数， 由于计算较为复杂，初步采用估算的方法，拟采用 查机械设计课程设计手册得： 选择，其铭牌如下表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 表 2Y 系列三相异步电动机 电动机型号 额定功率 载转速 r/转转矩/ 额定转矩 最大转矩 /额定转矩 质量 132 步转速 1500 r/ 级 1440 81 （ a） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 （ b） 图 2电动机的安装及外形尺寸示意图 表 2电动机的安装技术参数 传动设计 输出功率 P=速 440r/00r/表 3作情况系数原动机 类 类 一天工作时间 /h 10 1016 16 10 1016 16 载荷 平稳 液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机 心高/型尺寸 /（ + 脚安装 尺寸 A B 地脚螺栓 孔直径 K 轴伸尺 寸 D E 装键部位 尺寸 F32 515 345 315 216 178 12 38 80 10 43 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 载荷 变动小 带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转 式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛 荷 变动较大 螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械 荷 变动很大 破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机 据 稳 ，两班工作制（ 16小时），查机械设计 ， 取 1 . 1 7 . 5 8 . 2 5 k e P k W 择带型 普通 械设计 3 11选取。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图 3型图 根据算出的 小带轮转速 1440r/查图得 ： 0 100 可知应选取 带。 定带轮的基准直径并验证带速 由机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 075 295表 13 表 3 带带轮最小基准直径 槽型 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 2 . 8 8 , = 9 0 2 . 8 8 = 2 5 9 . 2 m 所 以 由机械设计 3得250 误差验算传动比：21250= 2 . 8 3(1 ) 9 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率） 误差112 . 8 3 2 . 8 81 0 0 % 1 0 0 % 1 . 5 8 % 5 %2 . 8 8 误 符合要求 带速 1 9 0 1 4 4 0v = 6 . 7 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用 总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 带轮的材料：选用灰铸铁， 定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 由机械设计 13 12查得， 0 面已得到1a =z=8，则1a 1 5 3 . 72 s i n = 2 8 1 3 3 . 4 6 s i n N = 2 0 7 9 . 2 8 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀 、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 0 ，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 为 32 、 34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮 缘与轮毂成一整体。 表 3通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 基准线上槽深 h 基准线下槽深 h 槽间距 e 8 12 15 19 37 第一槽对称面至端面的距离 f 6 7 9 16 23 28 最小轮缘厚 5 6 10 12 15 带轮宽 B B =( z e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 辐）结构的不同分为以下几种型式： （ 1） 实心 带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)，如图 3 （ 2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 3 （ 3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d) 100 )，如图 3 （ 4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 3 （ a） （ b） （ c） （ d） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图 3轮结构类型 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（ a） ,大带轮选择腹板带轮如图（ b） 的校核 需要验算传动轴薄弱环节处的倾角荷挠度。验算倾角时，若支撑类型相同则只需验算支反力最大支撑处倾角；当此倾角小于安装齿轮处规定的许用值时，则齿轮处倾角不必验算。验算挠度时，要求验算受力最大的齿轮处，但通常可验算传动轴中点处 挠度（误差 %3） . 当轴的各段直径相差不大，计算精度要求不高时，可看做等直径，采用平均直径 1算花键轴传动轴一般只验算弯曲刚度，花键轴还应进行键侧挤压验算。弯曲刚度验算；的刚度时可采用平均直径 1d 或当量直径 2d 。一般将轴化为集中载荷下的简支梁，其挠度和倾角计算公式见【 5】表 后叠加，注意方向符号，在同一平面上进行代数叠加 ，不在同一平面上进行向量叠加。 ：通过受力分析， 0112/(862/286800/ 最大挠度： a ;轴的；材料弹性模量；式中；查【 1】表 3 ； 所以合格, 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 的校核 键和轴的材料都是钢，由【 4】表 6的许用挤压应力 M 2 01 0 0 ,取其中间值， 10 。 键的工作长度 6822 ，键与轮榖键槽的接触高度 。由【 4】式（ 6得 M P ak l dT 1 0 0862102 33 式中： ；】表键【，弱材料的许用挤压应力键、轴、轮毂三者中最；键的直径，；为键的宽度，为键的公称长度，圆头平键键的工作长度，为键的高度此处度键与轮毂键槽的接触高传递的转矩264,p M P 见连接的挤压强度足够了，键的标记为： 20031096810 承的校核 、轴轴承的校核 轴选用的是深沟球轴承 6206，其基本额定负荷为 由于该轴的转