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外文翻译资料 1 机电一体化技术及其应用研究 1 机电一体化技术发展 机电一体化是机械、微、控制、机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。 字化 微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。 能化 即要求机电产品有一定的智能 ,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在 控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。 块化 由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而 有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。 络化 由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化 方向发展。 性化 机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在外文翻译资料 2 色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。 型化 微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(称 指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制 电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自 1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针， 1988 年美国加州大学 校研制出第一个微电机以来，国内外在艺、材料以及微观机理方面取得了很大进展，开发出各种 件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。 成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程 中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。 源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 色化 技术的发展给人们的生活 带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。 2 机电一体化技术在钢铁中应用 在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数外文翻译资料 3 据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面： 能化控制技术 (由于钢铁具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经等，智能控制技术广泛于钢铁的产品设计、生产、控制、设备与产品质量 诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢 连铸 轧钢综合调度系统、冷连轧等。 布式控制系统 ( 分布式控制系统采用一台中央机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。 有特 点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。 监视集中控制分散，故障面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。 放式控制系统 (开放控制系统 (计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家 产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。 算机集成制造系统 (钢铁企业的 将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控外文翻译资料 4 制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应钢铁生产的要求。 未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在 20 世纪 80 年代已广泛实现 。 场总线技术 ( 现场总线技术 ( 连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术 (如 4 20 C 直 流传输 )就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去 66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化 现场就地控制站等的发展。 流传动技术 传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于 交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。 外文资料翻译 1 n is on of of of a of a of of as NC of as of a of it is to in NC / O of as of up a As of of a is a If is to of 文资料翻译 2 as in we As of of is of to AN a to a as of so in be of of be no 1.5 of is to of is in to it so on of or a to as is of 1.6 is a in to to be by is of or 986 1988 at at of as . 外文资料翻译 3 a of of of in at In to of a be to of at be to 1.8 to as As on be to a of of in s in at of of in of is of In of be in of is to of is at of of 2 in of in In of at of as by of a 文资料翻译 4 in in in As a of it is to in as a of a be or to on of be of be as a of be is of is to a of Is of 外文资料翻译 5 is of by a of in be of so to to to is be to of to of of of of of is of of of In to of is to to of of in 980s is in of in to 0 C 外文资料翻译 6 it in in on be 6% or to of CS of as C in a of C C to of in C C of to AC C or be to or AC in of as a to 第 1 页 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。 第 2 页 目 录 第一章 机械产品设计任务书 7 1 1 设计题目 7 器的功能要求 7 器工作条件 7 作装置技术数据 8 计任 务 8 计工作内容 8 交设计成品 8 作计划 9 第二章 选择电动机的型号及规格 11 动机类型选择 11 动机功率计算 11 定偏心块质量 11 第 3 页 定电动机的功率 12 定电动机的转速 12 第三章 传动装置的运动和动力参数计算 13 动比的分配 13 14 轴转速计算 14 轴输入功率计算 14 轴输出功率计算 14 轴的转矩计算 15 4 的转矩计算 15 6 的转矩计算 15 第四章 打夯机传动带设计 16 级 v 带及带轮的尺寸 16 一级 V 带的尺寸计算 16 定带轮的基准直径并验算带速 17 定 V 带的中心距和基准长度 17 算一级带传动小带轮的包角 18 第 4 页 算第一级带传动的根数 18 算单根 V 带的张紧力的最小值 18 算带传动的压轴力 18 级带轮结构计算 18 级带轮尺寸的确定 20 定第二级带传动的中心距和基准长度 21 算二级带传动小带轮的包角 21 算第二级带传动的根数 及单根 V 带的额定功率 22 算单根 V 带的张紧力的最小值 22 算带传动的压轴力 22 二级带传动带轮结构示意图 22 带疲劳强度及寿命校核 24 第五章 轴的设计计算 26 6 的设计 26 步确定轴 6 的尺寸 26 6 的整体设计 27 6 的受力校核 27 第 5 页 4 的设计 28 步确定轴 4 的尺寸 28 4 的整体设计 29 电动机相连的轴 的设计 31 步确定该轴的尺寸 31 轴的整体设计 31 第六章 联轴器的选择 型选择 32 荷计算 32 号的选择 33 核最大转速 33 第七章 紧固螺栓的选择与强度校核 34 6 上轴承座与夯头连接螺栓的选择与校核 34 栓的选择 34 栓的校核 34 心块与二级大带轮连接螺栓的强度校核 35 栓的选择 35 第 6 页 栓的校核 35 第八章 键的选择与校核 36 一级带传动小带轮键的选择与校核 36 的选择 36 的校核 37 一级带传动大带轮键的选择与校核 38 一级带传动大带轮键的选择 38 的校核 38 级小带轮的键的选择与校核 39 级小带轮键的选择 39 级小带轮的键的校核 40 级大带轮的键的选择与校核 40 级大带轮的键的选择 40 的校核 41 第九章 润滑与密封说明 41 动轴承的润滑 41 滑方式 41 第 7 页 滑剂 42 参考文献 42 课设小结 42 购买后包含有 咨询 第 1 页 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。 购买后包含有 咨询 第 2 页 目 录 第一章 机械产品设计任务书 7 1 1 设计题目 7 器的功能要求 7 器工作条件 7 作装置技术数据 8 计任 务 8 计工作内容 8 交设计成品 8 作计划 9 第二章 选择电动机的型号及规格 11 动机类型选择 11 动机功率计算 11 定偏心块质量 11 购买后包含有 咨询 第 3 页 定电动机的功率 12 定电动机的转速 12 第三章 传动装置的运动和动力参数计算 13 动比的分配 13 14 轴转速计算 14 轴输入功率计算 14 轴输出功率计算 14 轴的转矩计算 15 4的转矩计算 15 6的转矩计算 15 第四章 打夯机传动带设计 16 级 16 一级 16 定带轮的基准直径并验算带速 17 定 V 带的中心距和基准长度 17 购买后包含有 咨询 第 4 页 算一级带传动小带轮的包角 18 算第一级带传动的根数 18 带的张紧力的最小值 18 算带传动的压轴力 18 级带轮结构计算 18 级带轮尺寸的确定 20 定第二级带传动的中心距和基准长度 21 算二级带传动小带轮的包角 21 算第二级带传动的根数 及单根 V 带的额定功率 22 算单根 V 带的张紧力的最小值 22 算带传动的压轴力 22 二级带传动带轮结构示意图 22 带疲劳强度及寿命校核 24 第五章 轴的设计计算 26 6 的设计 26 步确定轴 6的尺寸 26 购买后包含有 咨询 第 5 页 6 的整体设计 27 6 的受力校核 27 4 的设计 28 步确定轴 4的尺寸 28 4的整体设计 29 电动机相连的轴 的设计 31 步确定该轴的尺寸 31 轴的整体设计 31 第六章 联轴器的选择 型选择 32 荷计算 32 号的选择 33 核最大转速 33 第七章 紧固螺栓的选择与强度校核 34 6 上轴承座与夯头连接螺栓的选择与校核 34 栓的选择 34 购买后包含有 咨询 第 6 页 栓的校核 34 心块与二级大带轮连接螺栓的强度校核 35 栓的选择 35 栓的校核 35 第八章 键的选择与校核 36 一级带传动小带轮键的选择与校核 36 的选择 36 的校核 37 一级带传动大带轮键的选择与校核 38 一级带传动大带轮键的选择 38 的校核 38 级小带轮的键的选择与校核 39 级小带轮键的选择 39 级小带轮的键的校核 40 级大带轮的键的选择与校核 40 级大带轮的键的选择 40 购买后包含有 咨询 第 7 页 的校核 41 第九章 润滑与密封说明 41 动轴承的润滑 41 滑方式 41 滑剂 42 参考文献 42 课设小结 42 购买后包含有 咨询 第 8 页 第一章机械产品设计任务书 1、设计题目：蛙式打夯机 器的功能要求： 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。 蛙式打夯机适用于实灰土和素土的地基、地坪以及场地平整，不得夯实坚硬或软硬不一的地面，更不得夯打坚石或混有砖石碎块的杂土。 其工作装置的传动示意图参见图 1 图 1式输送机工作装置传动示意图 器工作条件 （ 1）工作环境 室外工作，有粉尘； （ 2）使用寿命 8年，每年 350 天，每天 16 小时； （ 3）动力来源 电动驱动； 购买后包含有 咨询 第 9 页 （ 4）检修周期 半年小修，二年中修，四年大修； （ 5）生产条件 中型机械厂，小批量生产。 作装置技术数据 （ 1）夯击力 : 600N； （ 2）夯架抬升高度： 200 （ 3）前进速度 : 8 （ 4）打击次数 100 次 /、设计任务 计工作内容 （ 1）蛙式打夯机方案设计（包括方案构思、比选、决策）； （ 2）选择电动机型号及规格； （ 3）传动装置的运动和动力参数计算； （ 5）带传动选型设计； （ 6）轴及轴键尺寸设计； （ 7）绘制装配图和零件工作图； （ 8）编写设计说明书； （ 9）设计答辩。 交设计成品 需要提交的设计成品：纸质版、电子版（以班级学号中文姓名作为文件 名）各 1份。内容包括： （ 1）装配图一张； 购买后包含有 咨询 第 10 页 （ 2）零件图 5 张 (完成的传动零件、轴和箱体的名称 )； （ 3）设计计算说明书一份。 3、工作计划 各项工作内容及其日程安排见下表： 表 1 作 内 容 准备工作：资料和用具。 总体设计：拟定传动方案，电动 机选型，及功率确定，传动比分配，各轴转速、功率、扭矩等参数计算。V 带选型及带轮直径的确定 传动零件设计：技术参数、主要尺寸、结构参数。 装配图设计：按照扭矩估算各轴的直径、轴的跨度确定、轴承的选择、轴的强度校核、键的选择、轴系零件设计、减速器结构设计及其附件的选择、标注尺寸及公差、配合代号、零件编号和明细表、标题栏、减速器特性表、技术要求。 零件图：绘图、标注尺寸及公差、标注形位公差、购买后包含有 咨询 第 11 页 表面粗糙度、特性表和公差、技术要求、标题栏。 编写设计计算说明书：传动方案的特点分析、设计计算、结构设计、参考文献。 机动时间 提交设计成品并准备答辩。 拟定传动方案 本设备采用 V 带传动，电动机输出转矩通过 V 带 3 传递给带轮 5，在轴承座 4 上有二级减速带轮，转矩再通过 V 带传递给带轮 6，带轮 6 与偏心块 9一起转动。在离心力作用下将带动夯头做上下冲击运动，从而夯实物料。工作参数：打击次数 100 下每分钟，夯击力 600N. 图 2买后包含有 咨询 第 12 页 注释： 1、电动机； 2、带轮 1； 3、 V 带； 4 轴； 5 带轮 5； 6、输出带轮 6；7、轴； 8、轴承座； 9、偏心块； 10、夯头支架； 11、连接螺栓； 12、支撑架；13、张紧螺钉； 14、电机支架； 15、 底板； 第二章 选择电动机的型号及规格 动机类型选择 根据工作条件及环境选用 动机功率计算 定偏心块质量 偏心块选用铸钢材料， =3偏心块为两块 ， 令偏心块厚度 5心角为 45，偏心块 m= v， m= ( ) 1000= 购买后包含有 咨询 第 13 页 图 2 确定电动机的功率 带轮 6 转速为 100r/ = 103s，又偏心计算公式得：B=2 =194.5 此产生的向心力 F=2 =352N。计算工 作时所需功率 : P=352 103= 机械设计课程设计手册可得带传动的机械效率为1 ,滚动轴承对传动影响的效率为 2 ，总机械效率2212 使 用 了 两 组 带 传 动 所 以 电 动机的输出功率P= 定电动机的转速 由机械设计手册可得电机额定功率应选择 3据机械设计课程设计手册知，电动机转速相对于工作转速过高将使传动装置总传动比加大，导致传动装置结构复杂，外廓尺寸增加，制造成本昂贵。而选用较低转速的电动机时，其优缺点则刚好相反。因此，进行分析比较，优先选用同步转速为1000r/500r/动机。 由机械设计课程设计得 作机转速为 100r/ 由： N=i（ w n 为工作机转速； N 为电动机转速）可得电动机转速为 400r/1600r/机械设计手册电动机的可购买后包含有 咨询 第 14 页 选范围为 1500r/000r/50r/ 表 2电动机型号 额定功率/电动机转速 r/转转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 质量 步转速 满 载转速 1500 1430 8 所以选用电动机型号为 以总传动比 第三章 传动装置的运动和动力参数计算 动比的分配 1i 2i =中 1i 、 2i 分别为一级、二级的传动比，为使带传动外轮廓不至于过大，初步选取 1i =2i = 轴转速计 算 轴 4 的转速41 = 4 2 0 r / m i 咨询 第 15 页 轴 6 的转速 46 2n 1 0 0 / m i nn 轴输入功率计算 由于轴 4 经一级带传动和联轴器与电动机相连，且由一对滚动轴承支撑，经查询机械设计课程设计手册知带传动效率为1 ，滚动轴承的对传动影响的效率为 2 ，故轴 4 的输入功率为 1 1 2 2 . 7 1 4p p k w ， 由于轴 6 经过第二级带传动与轴 4 相连，且由一对滚动轴承支撑，故轴 6 的输入功率为 2 1 1 2 2 . 5 7 9p p k w 轴输出功率计算 轴 4 经过第二级带传动输出给轴 6，故轴 4 的输出功率为： 1 1 1 2 . 6 0 5p p k w 轴 6 由一对滚动轴承支撑，故轴 6的输出功率为： 2 2 2 2 . 5 5 3p p k w 轴的转矩计算 4 的转矩计算 电动机的输出转距为 9550 1 9 . 0 7 轴 4 的输入转距 1 1 3 1 6 2 . 2 5T T i N m 轴 4 的输出转矩为 1 1 2 6 1 . 6 3T T N m 购买后包含有 咨询 第 16 页 的转矩计算 轴 6 的输入转距为 2 1 1 2 2 4 8 . 5T T i N m 轴 6 的输出转矩为 2 2 2 246T T N m 整理上述计算出的运动和动力参数，如表 2表 2 功率 /矩 速 r/入 输出 输入 输出 轴 4 20 轴 6 46 100 第四章 打夯机传动带设计 级 v 带及带轮的尺 寸 一级 V 带的尺寸计算 查课本表 8工作情况系数为 传动效率ca ap k p3据电动机计算功率和电动机满载转速，查表可得，应选用 A 型普购买后包含有 咨询 第 17 页 通 V 带。要使带传动能正常进行，必须保证 V 带与带轮紧密地结合，在 V 带传动中，带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 带截面示意图如下： 图 3带轮截面尺寸 定带轮的基准直径并验算带速 初选小带轮的基准直径 1经查表得小带轮的基准直径 190 名称 b h 数值 0 购买后包含有 咨询 第 18 页 验算带速 V 如下： V= 160 1000 =s; 因为带速 5m/sV25m/s，故带速符合要求。 计算大带轮的基准直径为 21i 1306 查表可得， 2圆整为2315. 定 V 带的中心距和基准长度 经查表，初定中心距为 0a =500 020a + 21212 0( d )24( d ) = 经上述计算和查表选择一级带传动的基准长度为 :1800 计算一级带传动的实际中心距 a 为： a=0a + 0心距的 变化范围为：m in a 0 1 5 L=529；m a x a + 0 . 0 3 6 1 0 . 6L 算一级带传动小带轮的包角 第一级带传动小带轮的包角为：211 1 8 0 ( d ) = 计算第一级带传动的根数 ： z=算单根 V 带的额定功率：00( p ) k 1 . 1 7 7r a vp p k K W 算单根 V 带的张紧力的最小值 购买后包含有 咨询 第 19 页 单根 V 带张紧力的最小值为： 0 F = 500 ( =为所计算出的数据是最小张紧力，所以应使该带的实际张紧力值：0 0 计算带传动的压轴力 对轴 4 的压轴力的最小值为： 1m i n 0 m i n 2( ) 2 ( ) s i n z F =780N 级带轮结构计算 由机械课程设计简明手册可得一级大带轮采用辐板式带轮结构，绘图基础数据如下表所示 表 3A 型 e 11 5 9 6 2（ ） = 222 2D =80d =（ /2=315mm；0买后包含有 咨询 第 20 页 L=2 80板圆孔直径 r=（ ： 2d=90B=48L=60买后包含有 咨询 第 21 页 图 3级带轮尺寸的确定 第二级带传动大带轮即带轮六的直径为 4450轴六的转速6n =100r/四 的转速4n 4 2 0 / m 所以第二级带传动小带轮的转速为4n =420r/带轮的转速为 6n =100r/二级带传动小带轮直径为 3 42i =107 验算带速 V 如下： V =3000 =s; 定第二级带传动的中心距和基准长度 经查表，初定中心距为 0a=650 00a + 24334 0( d )24( d ) =2220 经上述计算和查表选择一级带传动的基准长度为 :2240 购买后包含有 咨询 第 22 页 计算一级带传动的实际中心距 a 为： a = 0a + 0660心距的变化范围为： m a 0 1 5 m a x a + 0 . 0 3 7 2 7 . 2L 算二级带传动小带轮的包角 第二级带传动小带轮的包 角为： 432 1 8 0 ( d ) = 算第二级带传动的根数及单根 V 带的额定功率 根据3d 107D 4n 4 2 0 / m 查表可得 0 ，根据 4n 4 2 0 / m 2i =表可得 0 ，包角修正系数 ，带长修正系数 ，所以单根 V 带的额定功率为 00( p ) k 0 . 5 0 7r a vp p k K W 第二级 Z = 2 5 5 80 7 所以取根数 Z =6 算单根 V 带的张紧力的最小值 查表得 带单位长度质量 q=m， 单根 V 带张紧力的最小值为：0 )F= 2 5 0 0 ( 2 . 5 ) p 1 5 9 . 2z v q v N 。 购买后包含有 咨询 第 23 页 因为所计算出的数据是最小张紧力，所以应使该带的实际张紧力值：0 0 计算带传动的压轴力 对轴 4 的压轴力的最小值为： 2m i n 0 m i n 2( ) 2 ( ) s i n 1 8 4 6 . 2 5pF z F N 二级带传动带轮结构示意图 由机械课程设计简明手册可得二级大带轮采用轮辐式带轮结构，结构尺寸计算如下： 2（ ） =4450mm 42=D =901D =60 2 1D =1201 2 9 0 = 5 3 . 9 7n A 21h = 0 .8 h = 4 3 1 1 2 1a = 0 . 4 h = 2 1 . 6 a = 0 . 8 a = 1 7 . 3； 购买后包含有 咨询 第 24 页 图 3二级小带轮的尺寸计算如下： 2d=107B=93L=2*40=80 图 3 带疲劳强度及寿命校核 带在传动过程中，其受力情况如下图所示 购买后包含有 咨询 第 25 页 图 3带受力图 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 =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= 3360 1000 = 107 42060 1000 =m/s 根据公式： 11 0 0 0 10 3 3 025 65Pe =为 12 F F ,其中 传动带工作表面的总摩擦力，又因为1 0 0 2F F F F ， 所 以 可 得 ， 101 1 0 7 . 1+ 1 5 9 . 2 7 1 2 . 7 522 N ，21 1 1 0 7 . 1 7 1 2 . 7 5 3 9 4 . 3 5 F N 所以紧边拉力 1 和松边拉力 2 分别是： 11 67 1 2 . 7 5 8 . 88 1 1 0F 22 63 9 4 . 3 5 4 . 8 78 1 1 0F 张紧应力为 00 61 5 9 . 2 1 . 9 78 1 1 0F 由于带速 V 10m/s,因此离心力可以忽略不计。 购买后包含有 咨询 第 26 页 取 V 带的弹性模量为 E=300 ，（ V 带弹性模量 E 为 250 400 ，则带绕在小带轮上引起的弯曲应力为361 338 1 03 0 0 1 0 2 2 . 4 31 0 7 1 0 ， V 带的疲劳强度条件为： m a x 1 1b m a x 1 1 8 . 8 2 4 . 4 3 3 3 . 2 3b M P a 第五章 轴 的设计计算 6 的设计 的尺寸 45 钢调试后冷热加工性能良好，机械性能较好，价格低廉，来源广泛，所以本设计中轴的材料均选用 45 钢进行调试使用，查询机械设计书可得 45钢调制的切变模量为 G=80切疲劳极限 =155用单位扭转角 =。由于本设计产品需要人工操作，且工作条件一般较差，同时轴 6是连接机体前后部分的重要零件，故应该取较大的安全系数，此处取 n=以轴的许用剪切应力为 = 1n =40 轴 6 上的最大转矩为： 买后包含有 咨询 第 27 页 由扭转强度条件可得： m a 6 = 3 1 . 5 2 m 有扭转刚度条件可得： m a x m a 0 1 8 0 G D m a 3 2 1 8 0 3 6 . 6 1 综合上述结果可得出： 1 3 6 m 初取轴 6 的直径为 60、轴 6 的整体设计 轴 6 上主要安装的零件为二级大带轮、夯头架、固定套筒，一对滑动轴承，所以轴 6 的长度应大于几个零件之和。因为偏心块绕轴 6 转动，带动夯头夯击地面，故在校核轴的尺寸时，主要考虑轴 6 的弯曲变形。由轴的直径要求查询取一对 滑动轴承，其宽度 B=75圈厚度 5机械设计简明手册带轮轮毂长度为 L=1D =90 购买后包含有 咨询 第 28 页 图 4尺寸设计 6 的受力校核 轴 6 所受的向心力为 =352N，打击力 F=G，可得： G=60048N，压轴力则为 =根据以上受力简图可得出： 图 4受力图 购买后包含有 咨询 第 29 页 解得： 12Y = Y = 9 2 3 . 1 2 5 N；方向与 的方向相反； 21= Z = 8 7 5 方向与 G 的方向相反； 4 的设计 步确定轴 4 的尺寸 轴 4 同样选用 45 钢调试，所以各许用值与轴 6基本相同。 轴 4 上的最大转矩为： 1=由扭转强度条件可得： 1 m a x 1 m a D 1 m a x 331 616 1 6 6 1 . 6 3= = 1 9 . 8 7 m 1 0 （ ） 由扭转刚度条件可得： 1 m a x 1 m a 0 1 8 0= G D 购买后包含有 咨询 第 30 页 1 m a x 441 2 2 93 2 1 8 0 3 2 6 1 . 6 3 1 8 0 2 5 . 9 m 1 0 1 . 0 综合上述计算可得出， 1 2 5 .9 m ，初取轴 4的直径为 1 =40 4 的整体设计 轴 4 上安装的主要零件有第一级带传动的大带轮，第二级带传动的小带轮，两对滑动轴承，所以轴 4 的长度应该大于以上几个零件的宽度之和，查询取一对 轴承，其宽度 B=55一级带传动大带轮的轮毂长度 0二级带传动小带轮的轮毂长度为 0初选轴 4 的长度为 L=445其 他 尺 寸 如 图 所 示图 4 4尺寸设计 g= =,第二级带传动小带轮的重力为： ） 一级带传动大带轮的重力为： 购买后包含有 咨询 第 31 页 压轴力 轴 4 的受力简图如下图所示： 图 4受力图 根据以上受力简图可得出： 解得 电动机相连的轴的设计 步确定该轴的尺寸 该轴材料同样选用 45 钢调试 由于该轴通过联轴器与电动机相连，故该轴的外加转矩为： =扭转强度条件可得， 购买后包含有 咨询 第 32 页 0 03D 0 330 616 1 6 1 9 . 0 7= = 1 3 . 4 4 m 1 0 （ ） 由扭转刚度条件可得， 00 4 0 1 8 0= G D 0 440 2 2 93 2 1 8 0 3 2 1 9 . 0 7 1 8 0 1 9 .3 m 1 0 1 . 0 综合上述计算可得出， 0 ,初选该轴的直径为 30 轴的整体设计 该轴上只安装了第一级带传动小带轮 B=60上两个宽度为 40轴承座，初选该轴长度为 L=252 图 4轴器轴尺寸设计 购买后包含有 咨询 第 33 页 第六章 型选择 由于刚性联轴器具有构造简单，成本低廉，可传递较大转矩，对称性较好等特点，所以优先考虑刚性联轴器中的凸缘联轴器。 荷计算 。由机械设计第八版表 14号的选择 表 5轴器的规格 型号 公称转矩/N 许用转速/r/孔直径d1,孔长度/ D1 转动惯量/量/ 购买后包含有 咨询 第 34 页 24 9000 30 82 60 105 55 48 6 核最大转速 被连接轴即第一级带传动的轴的转速为 n=1430r/ n = 9 0 0 0 r/m 以选用的联轴器符合要求。 第七章 紧固螺栓的选择与强度校核 6 上轴承座与夯头连接螺栓的选择与校核 栓的选择 本设计中螺栓全部采用价格较低的 5782角螺栓 A 级，由于该处螺栓连接轴 6 轴承座与夯头，该处螺栓在工作时主要受到螺栓轴向拉压的影响。经查询机械设计课程设计手册，现初步选取 5780 0 螺栓四个。 栓的校核 夯头抬升时，螺栓上的应力由减去轴 6 的重力和第二级带传动大带轮的重力造成。而当夯头下降时，螺栓上的应力由加上夯头的重力造成，此时应力比上升时的应力大，所以选择此种情况下对螺栓进行校核。 此时单个螺栓所受的最大工作拉力为： 购买后包含有 咨询 第 35 页 （ F 此处为一般连接，工作载荷稳定，查询机械设计取残余预紧力所以单个螺栓的总拉力为： 查询机械设计，性能等级为 n=5，则螺栓许用拉应力于是该处螺栓的计算拉伸强度为： =以该处所 选螺栓符合条件。 7 在这里同样选择 5782在工作的过程中，该处螺栓受到的主要力为偏心块在转动过程中对其的剪切力。故在校核其强度时，只需要检验离心力对螺栓的剪切。 单个螺栓所受剪切工作力为： 352=176N 取 取许用剪切力为 =所以该处的剪切强度为： =合上述计算，
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