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文档简介
买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目: 蛙式打夯机设计 系: 机电系 专业: 机械制造 班级: 学号: 学生: 指导教师: 接受任务时间 教研室主任 (签名) 系主任 (签名) 1 毕业设计(论文)的主要内容及基本要求 ( 1) 基本设计参数: 打击次数: 100次 /分, 打击力:约 600N ( 2) 主要内容及基本形式 按给定的蛙式打夯机主要技术参数,进行设计计算。确定蛙式打夯机重要 构尺寸和主要零件尺寸,完成总体布置设计和总装配图;拆画主要零件的零件图,并编制其中一个零件的加工工艺和工装。编写设计说明书。 2指定查阅的主要参考文献及说明 机构设计 曹唯庆 主编 机械工业出版社 机械系统设计 朱龙根 主编 机械工业出版社 机械工程设计手册 机械工业出版社 3进度安排 设计(论文)各阶段名称 起 止 日 期 1 查阅资料,学习与设计产品有关的基本知识 2 进行方案设计,确定基本结构形式 3 进行图纸设计和主要的设计计算 4 完成设计计算说明书的编写 5 设计图纸与说明书的校对 买文档 就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 摘要 蛙式打夯机的工作原理是通过带传动,夯 机 体在偏心块离心力的作用下 做 上下冲击振动,从而压实物料。同时 , 离心力的作用 也 使得机体自行前移。 本文完成了蛙式打夯机的设计,具体包括对偏心块、轴、带轮、夯头架的结构设计,并对机器上主要构件 (如轴、 各主要连接螺栓 )进行了强度校核计算。本文设计的蛙式打夯机结构小巧,装拆方便,在 进行小面积薄铺层的平整和初步压实 加 工 的过程中,能发挥较大的作用。 最终完成了蛙式打夯机总装配图和主要零部件的零件图的设计,并完成了输出大带轮和心轴的加工工艺及工装的设计,绘制了专用夹具图。 关键词 : 蛙式 打夯机, 离心力 ,结构设计。 买文档 就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 he of is RM up by to is to RM In of RM of of as is in RM in of so it an to to do an of RM of 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 第 1章 绪论 . 1 蛙式打夯机的发展现状 . 1 本设计的设计目的 . 1 本设计中的蛙式打夯机结构简图 . 2 第二章 电机功率的确定 . 3 定偏心块质量和工作功率 . 3 定偏心块质量 . 3 定电机所需功率 . 4 第三章 确定 . 5 定 . 5 带尺寸的确定 . 5 疲劳强度及寿命校核 . 5 带的工作应力计算 . 5 带的寿命计算 . 7 算一级带轮直径及所受载荷 . 7 计算带轮 径并确定带根数 . 7 求轴上载荷 . 8 带轮结构 . 8 算二级带轮直径及轴上载荷 . 10 算带轮 径并计算载荷 . 10 求轴上载荷 . 10 带轮结构 . 11 第四章 轴的设计 . 13 轮 4上轴的设计 . 13 初步确定轴的尺寸 . 13 带轮 4上轴的整体设计 . 13 轴的受力校核 . 14 带轮 3 上轴的设计 . 16 初步确定轴的尺寸 . 16 轴的受力校核 . 17 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 第五章 键的选择与校核 . 20 轮 1上键的选择与校核 . 20 键的选择 . 20 键的校核 . 20 带轮 2 上键的选择与校核 . 21 键的选择 . 21 键的校核 . 21 带轮 3 上键的选择与校核 . 22 键的选择 . 22 键的校核 . 22 带轮 4 上键的选择与校核 . 23 键的选择 . 23 键的校核 . 23 第六章 紧固螺栓的强度校核 . 24 4上轴承座与夯头连接螺栓的强度校核 . 24 心块与轮 4连接螺栓的强度校核 . 24 离心力大小对整机设计的检验 . 25 检验整机前移时离心力的大小 . 25 检验夯头抬升及底板部分抬升时离心力的大小 . 25 两轴间连架杆的压杆稳定性校核 . 25 轴 1上轴 承使用寿命校核 . 26七章 带轮加工工艺设计 . 27 零件的分析 . 27 零件的作用 . 27 零件的工艺分析 . 27 工艺规程的设计 . 27 基准的选择 . 27 制定工艺路线 . 27 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 . 28 确定切削用量及基本工时 . 28 专用夹具的设计 . 36 第 8章 设计总结 . 39 参考文献 . 41 致谢 . 42 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 绪论 蛙式打夯机的发展现状 轻型压实设备蛙式打夯机 是一种简易压实施工机械,市场拥有量巨大,但工作效率很低,而且安全性较差,一般只能进行小面积薄铺层的平整和初步压实工作。但随着振动平板夯和振动冲击夯的日趋成熟,以及在近期内的推广应用,从而使蛙式打夯机真正退出历史舞台。 蛙式打夯机的工作过程是通过带传动,在利用偏心块离心力的作用下使得夯体作上下冲击振动,从而压实物料。同时也是利用离心力的作用,使得机体得以自行移动。现阶段的蛙式打夯机在整体布局上没有多大的变化,而改进之处,一是原动机性能的不断革新,使得整机性能得到了较大的改进;二是对整机的移动和转动装置的改进, 使得转向和前移更灵活自如,少与人工的干涉。其中在理论研究方面,西南石油学院有了较大的进展,他们在机体托盘下方安装了一个轴向转动装置,克服了以往机体转向费力的缺点,使得夯实转向工作能更轻易地进行。 蛙式打夯机的设计较简单,其主要结构为大小减速带轮、支承轴、夯头体、底板、以及支架等构件构成。现在市面上出售的打夯机,其主体部分都是通过焊接完成,这在结构造型上显得很灵活,可以根据不同的工作环境改变其构成,同时,焊接操作方便,简单,也便于以后对机器的改进。 其采用的材料也主要以钢材为主,这在减小机器结构尺寸,增加机体刚 性上取得了很好的效果,使得打夯机工作效率有了较大的提高 。 本设计的设计目的 本次设计的蛙式打夯机在造型上较为传统,其体积较庞大,主要原因是它的夯头体和底板分别采用的是整体铸造成型,而在现有的打夯机中,其结构主要是采用型钢焊接,这在减小体积、加强机体总体紧凑性上得到了很好的解决。在本设计中,虽然底板和夯头体采用的是整体造型结构,但它并不影响机器的工作 效率和动力特性。这样做的原因主要是为了能综合运用所学的知识,通过对它的总体的设计,使我在对知识的互相贯穿、相互链接上取得了不小的收益。 虽然本设计的主 要任务是蛙式打夯机的整机设计,但在实际的设计过程中,也涉及到了机械加工工艺及工装的设计,这在知识的结构面上得到了较全面的补充与统一。在本设计中,主要对最终输出带轮进行了工艺工装的设计,在设计夹具的过程中,考虑到带轮自身结构的特殊要求,所以对加工 工序进行了专用夹具的设计 。买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 本设计中的蛙式打夯机结构简图 打夯机的工作过程为:电动机 1 输出的转矩通过 V 带 3 传递给减速大带轮 5,在大带轮的支承轴 4 上有一个二级减速小带轮,转矩再通过 V 带传递给输出大带轮 6,带轮6是支承在轴 7上的,同时通过螺栓将轴承座 8 和 夯头架 10连接起来,大带轮在转动的过程中,将带动连接在上的偏心块 9一起转动。在离心力的作用下,将带动夯头底板 10做上下冲击震动,从而压实物料。同时在离心力的作用下,将抬起底板 15 的右部分,起作用是减小底板与地面的摩擦力作用,从而使整机前移。 图 1蛙式打夯机结构简图 图中各构件名称如下: 1、电动机; 2、出轴带轮 1; 3、窄 4、轴; 5、减速大带轮 2; 6、输出大带轮 4; 7、轴; 8、轴承座; 9、偏心块; 10、夯头底板; 11、连接螺栓; 12、支承架; 13、张紧螺钉; 14、 电机支架; 15、 底板 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 第 二 章 电机功率的确定 定偏心块质量和工作功率 定偏心块质量 在整机设计过程中,由于总打击力为 600N,在次装置中,由于总力是偏心块离心和夯头重力的合力,所以,在分析偏心块受力时应考虑到: 当夯头被抬升至最高位置时,偏心块产生的离心力只需要克服夯头重力,即 F 离 重G。只有这样,离心力才能将夯头带起,并使整机前移。 根据已知条件, n=100 r/ =310 s,令偏心 块 厚 20它尺寸如 图 2 图 2偏心块结构 根据图中尺寸,确定工作所需功率,本设计中令夯头连杆间距离为 700公式 P=首先需要确定离心力的大小, 由 F=ma= ,其中 在本设计中,其计算过程如下: 由偏心计算公式: B=2 可得, ( 2 B= 2 =194.5 2 重心计算简图 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 根据图 1算其质量,需要说明的是,由于偏心块受到较大的冲击载荷,在选择材料时,选用铸钢材料,其密度 37 g , 由 m= v=60360 ( 22 1000=g 定电机所需功率 故 以上得 夯头受力为: F= =(103 )2 ( 2 =371 N 计算工作时所需功率:由 P= 1033 7 1 0 =W ( 2 由于带在传动过程中,存在着功率的损失,查机械设计课程设计手册 1 可得,带传动效率为 = 在 本 传 动 中 , 使 用 了 两 组 带 , 故 其 总 效 率 为总 = 则电机所需功率为 W 查机械设计课程设计手册得: 选择,其铭牌如下 表 1 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 步转速 1500 r/ 级 3 1420 8 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 第三 章 确定 V 带型号和带轮直径 定 V 带 选用类 型 本设计中采用窄 主要原因有: 1、 因设计结构的需要,本设计中的 V 带在安装和拆卸时都存在着不便,因此,在传动过程中应选用一种耐用的带。 2、 窄 V 带与普通 V 带相比,当高度相同时,其宽度比普通 V 带小约 30%,窄 V 带传递功率的能力比普通 许速度和曲挠次数高 ,传动中心距小,适用于大功率切且结构紧凑的传动。 带尺寸的确定 要使带 传动 能正常进行,必须保证 截面夹角必定大于带轮截面夹角,并保证两接触面间有足够的摩擦力。 在本设计中, 表 3V 带截面尺寸 意图如下: 图 3带轮截面尺寸 带 疲劳强度 及寿命 校核 带的工作应力计算 带在传动过程中, 其受力情况如下所示: 名称 b h 40 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 图 3带轮工作应力图 根据前面的计算得 ,带轮 1, 2的张紧力为 0F =,而带轮 3, 4上的张紧力为 0F =,在计算带轮寿命的过程中,本设计仅仅对通过带轮 3上的应力及带的寿命进行了计算。选择轮 3的原因是:轮 3比轮 4小,带在其上弯曲的次数较多,应力循环次数也较多,对带的影响也是最大 的。 带速 V= 33601000 = 90 50060 1000 =m/s 根据公式 : 1 0 0 0 1 0 0 0 3 0 . 9 2 1 62 . 3 6 =1172 其中 为带轮包角, 为带与带轮的摩擦系数,本设计 中,令带与带轮的摩擦类型为皮革与铸铁类型,其摩擦系数 =得 F=1172 N 。 又 有: 12F F F , ( 3 1 0 0 2F F F F , ( 3 联立式( 3( 3: 1 0 12F F F F ,代入值得 1F =1798 N , 2F =626 N 11 = 0 =26 (其中 A 为带截面面积) (32 66262 6 8 . 8 1 0 9 . 1 0 62 7 3 . 30 6 8 . 8 1 0 4 由于带速 V 10 m/s,所以 离心力 可以忽略。 2 . 3 7 51 9 0 / 23 5 0 1 8 . 5yb (3在上式中,带的弹性模量 E ( 为 250 400 M , 设计中取 E 350 M ; y 为带的中性层到其最外层的距离,查机械设计得, 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 带 y= 3 ,V带 r=D/2 。 带在工作时,强度条件应满足下式: m a x 1 1b ( 3 m a x 1 1b 26+4.5 带的寿命计算 由 带的疲劳强度条件: 3600 t ( 3 式中: 绕过带轮的数目; 总工作时间; V 带速, m/s ; m 指数, 胶帆布平带传动 m=5 6,m=11。 N 循环次数,在本设 计中 N= 610 。 代入数值得: 1 1 611726 66 8 . 8 1 02 . 3 6 2 . 3 62 5 0 0 2 5 0 0( ) 1 0( ) 1 0 11113 6 0 0 4 3 6 0 0 4 1 1 81172 66 8 . 8 1 0 112 . 3 62500( ) 1 03 6 0 0 4 hh = 算 一级 带轮直径及所受载荷 计算带轮 径 并确定带根数 计算项目 计算内容 计算结果 工作情况系数 查表 算功率 P =3 W 选带型号 由表 选用 小带轮直径 由表 1D =85 带轮直径 2D = 112 8 5 1 4 2 0500( 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) 取 2D =236 取滑动率 =1%,大带轮转速 500r/ 大带轮实际转速 112 8 5 1 4 2 02 236( 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) 2n =506 r/算带长 求 12 8 5 2 3 622 160.5 21 2 3 6 8 522 =75.5 初取中心距 1 2 1 22 ( ) 0 . 5 5 ( )D D a D D h 6 4 2 1 8 5a 取中心距 a =500 长 22m a 2755001 6 0 . 5 2 5 0 0 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 L=1515.4 准长度 由图 1600 中心距和包角 中心距 22144 ( ) 8 D = 221 6 0 0 1 6 0 . 5 144 ( 1 6 0 0 1 6 0 . 5 ) 8 7 5 . 5 a=543 642 理 小带轮包角 211 1 8 0 6 0 。 。= 2 3 6 8 55431 8 0 6 0。 。 = 120。 合理 求带根数 带速 V= 11 8 5 1 4 2 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 V=m/s 传动比 i=121420/500=根数 Z=0()c K K 3 ) 0 0 Z=其中:由表 角系数 由表 a =度系数 表 0P = 取 Z=3 根 求轴上载荷 张紧力 2 . 5 20 5 0 0 ( )z KF q v= 23 . 0 8 2 . 5 0 . 9 26 . 3 2 3 0 . 9 25 0 0 ( ) 0 . 0 7 6 . 3 2 0F = (由表 q=g/m) 轴上载荷 1 4 9 . 60 22 . 2 s i = 1 4 9 . 60 22 . 2 3 s i 06 N (注:以上带轮直径及轴上载荷计算 中引用的公式均来自机械设计 2 ) 带轮结构 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 图 3带轮 1 结构尺寸 由于 带轮 2 基准直径小于 300 350以采用腹 板式 。 以下绘图中所采用的数据,均来自机械零件设计手册 3,具体值见下表: 表 3带轮 2 结构尺寸 名称 0d D B 1d L S 2S 1h 2h 1a 2a 1f 2f 数值 242 236 45 70 63 10 18 8 23 18 9 7 5 1 图 3带轮 2 结构尺寸 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 算二级带轮直 径及轴上载荷 计算带轮 径并计算载荷 按照以上的计算, 初取大 带轮直径 450 根据已知条件: 500 r/100r/ i= 3 443n 得 4433 100 4500500 =90 算项目 计算内容 计算结果 计算带长 求 34 9 0 4 5 022 270 43 4 5 0 9 022 =180 初取中心距 3 4 3 42 ( ) 0 . 5 5 ( )D D a D D h 1 0 8 0 3 0 5a 取中心距 a =700 长 22m a 21807002 7 0 2 7 0 0 L=2294 准长度 由图 2500中心距和包角 中心距 22144 ( ) 8 D = 222 5 0 0 2 7 0 144 ( 2 5 0 0 2 7 0 ) 8 1 8 0 a=8061080 小带轮包角 211 1 8 0 6 0 。 。= 4 5 0 9 08061 8 0 6 0。 。 = 120。 合理 求带根数 带速 V= 33 9 0 5 0 06 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 V=m/s 传动比 i=12500/100=5 带根数 Z=0()c K K 3 ( 0 8 ) 1 0 Z=其中:由表 角系数 由表 a =度系数 表 0P = 取 Z=4 根 求轴上载荷 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 张紧力 2 . 5 20 5 0 0 ( )z KF q v= 23 2 . 5 0 . 9 22 . 3 6 4 0 . 9 25 0 0 ( ) 0 . 0 7 2 . 3 6 0F = (由表 q=g/m) 轴上载荷 1 4 9 . 60 22 . 2 s i = 1 5 3 . 20 22 . 2 4 s i 127 N (注:以上带轮直径及轴上载荷计算中引用的公式均来自机械设计 2 ) 带轮结构 以下绘图所使用的数据,均来自 机械零件设计手册 3, 由 表 小带轮 3采用实心式,大带轮 4 采用轮辐式。 以下绘图中采用的数据均来自机械零件设计手册 3,具体值见下表: 表 3带轮 4 结构尺寸 名称 D 0D 0d B f e 数值 90 96 50 8 3 9 9 图 3带轮 3 结构尺寸 表 3轮 4 结构尺寸 名称 0d D B 1d L S 2S 1h 2h 1a 2a 1f 2f 数值 60 450 20 108 18 36 10 55 44 22 1 文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 图 3带轮 4 结构尺寸 买文档就送您 纸全套, Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供,优质质量,答辩无忧 第四 章 轴的设 计 轮 4 上轴的设计 步确定轴的尺寸 轴材料选用 45 钢调质,参考材料力学 4 得, G=80 , 4 0 , 1 m 。 。 轴上转矩: 3 0 . 9 2 1 91 1009 5 4 9 9 5 4 9 =264 N/m (4由强度条件: m a x m a (4m a x 616 1 6 2 6 43 33 4 0 1 0 =32.3 由刚度条件: m a x m a x 433
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