毕业设计论文-圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计（全套图纸）

扬州大学广陵学院本科生毕业论文全套设计CAD或三维图，联系QQ174320523各专业都有毕业论文题目圆柱螺旋弹簧测力分选机结构设计学生姓名季琳莉专业机械设计制造及其自动化班级机械81001班指导教师周建华完成日期2014年5月29号目录摘要IABSTRACTII第1章绪论411课题研究目的及意义412分选机分选方式研究613课题国内外现状6131国外分选机研究现状6132国内分选机研究现状714存在问题7第2章方案的选择与设计921本课题的设计任务922圆柱螺旋弹簧分选机的设计思路923送料机构1024加力与检测机构1125落料分选机构12第3章总体的机构设计14第4章弹簧分选机零件结构设计1641齿轮的选择设计1642夹持轴承与轴的连接的夹具的选择17421上夹具的设计17422下夹具的设计1943气缸的设计选择2044传动轴的选择设计2245轴承的选择设计24451原动部分装配所选用的轴承24452执行部分装配所选用的轴承2646其他主要零部件的设计28461键的选择设计28462轴套的选择设计28463电动机的选择设计29464分料盘的设计31465底座的设计32第5章校核计算3451底座上板的受力分析与弯曲应力计算3452轴受力分析与应力计算36总结39致谢41参考文献42附录43摘要弹簧的应用十分广泛可以说是各种机械、电器、化工等产品的关键零件。凡是承受变载荷的弹簧，在企业内部质量控制、用户交验、新产品定型鉴定、认证，行业抽检和工艺调整环节中，必须进行性能检测。所以弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，测力是检测的主要内容之一。弹簧测力分选机是在基于工业进程高速发展的今天，结合圆柱螺旋弹簧的需求量和生产企业需求的前提下所应运而生的。本论文主要是对分选机的机械结构进行研究,设计，实验与制造。此弹簧分选机是针对大批量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照预先规定的指标进行测试自动筛选出合格与不合格产品，并在不合格产品范围内依据是否可以修复将弹簧进一步细分，自动流入不同料箱，以此应用与不同场合。这种弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上，针对汽车、摩托车离合器弹簧生产制造工艺设计的，适用于各种类型的圆柱螺旋弹簧的分选。本论文首先论述螺旋弹簧分选机的分选方式以及国内外分选机的研究现状和设备的性能优缺点，结合课题背景，提出本论文的主要研究内容。在对弹簧特点与控制需求进行分析的基础上，提出了分选机机械结构的方案设计。在论文中所研究和设计的圆柱螺旋弹簧分选机，满足功能要求，解决了弹簧生产过程中的实际问题，提高了生产与检测效率，为以后此类设备的设计提供了借鉴作用。关键词圆柱螺旋弹簧分选机弹性系数ABSTRACTSPRINGTESTINGISTHEPHASEOFTHEPRODUCTIONPROCESSESSENTIALWORKINGPROCEDURE,LOADISONEOFTHEMAINCONTENTOFDETECTIONSPRINGLOADSEPARATORISINTODAYSRAPIDDEVELOPMENTBASEDONINDUSTRIALPROCESS,INCOMBINATIONWITHTHEDEMANDANDPRODUCTIONOFCYLINDRICALHELICALSPRINGUNDERTHEPREMISEOFENTERPRISEREQUIREMENTSARISESATTHEHISTORICMOMENTTHISTHESISMAINLYISTHESTUDYOFMECHANICALSTRUCTUREOFTHESEPARATOR,THEDESIGN,THEEXPERIMENTSANDMANUFACTURETHISSPRINGSORTINGMACHINEISFORMASSPRODUCTIONACCORDINGTOTHEELASTICCOEFFICIENTOFTHESPRING,INACCORDANCEWITHTHEPRESCRIBEDINDEXTESTAUTOMATICALLYSELECTTHEQUALIFIEDANDUNQUALIFIEDPRODUCTS,ANDWITHINTHESCOPEOFTHEUNQUALIFIEDPRODUCTSACCORDINGTOWHETHERCANREPAIRWILLSPRINGFURTHERSUBDIVIDED,AUTOMATICINTOTHEDIFFERENTMATERIALBOX,WITHDIFFERENTSITUATIONSINAPPLICATIONTHESPRINGSEPARATORISINSTALLEDINTHESPRINGSECTIONOFONLINEDETECTIONTECHNOLOGY,INTHEPROCESSOFMACHININGFORAUTOMOBILE,MOTORCYCLECLUTCHSPRINGMANUFACTURINGPROCESSDESIGN,SUITABLEFORVARIOUSTYPESOFCYLINDRICALHELICALSPRINGSORTINGTHISPAPERFIRSTEXPOUNDSTHESEPARATIONMETHODOFHELICALSPRINGSORTINGMACHINEANDTHEPERFORMANCEOFTHEDOMESTICANDFOREIGNRESEARCHSITUATIONOFTHESEPARATORANDEQUIPMENTADVANTAGESANDDISADVANTAGES,COMBINEDWITHTHEPROJECTBACKGROUND,PUTSFORWARDTHEMAINRESEARCHCONTENTOFTHISPAPERONTHEANALYSISOFTHEDEMANDANDCONTROLCHARACTERISTICSOFTHESPRING,ONTHEBASISOFSORTINGMACHINEMECHANICALSTRUCTUREDESIGNAREPUTFORWARDINTHETHESISTHERESEARCHANDDESIGNOFCYLINDRICALHELICALSPRINGSORTINGMACHINE,MEETTHEFUNCTIONALREQUIREMENTS,SOLVEDTHEPRACTICALPROBLEMSINTHEPROCESSOFPRODUCINGSPRING,IMPROVETHEEFFICIENCYOFTHEPRODUCTIONANDTESTING,DESIGNPROVIDESAREFERENCEFORSUCHAFACILITYKEYWORDSCYLINDRICALHELICALSPRINGSEPARATORMODULUSOFELASTICITY第1章绪论11课题研究目的及意义弹簧的应用十分广泛，可以说是各种机械,电器,化工等产品的关键零件。近几年来，国内弹簧工业的设计制造及材料方面有了新的发展，对弹簧的要求也越来越高，在各种螺旋弹簧中，内燃机的气门簧是其中较为重要的弹簧之一，它是国家质监部门要求负荷值全检的产品，装入内燃机的每一只气门簧，都必须经过数字检测设备的严格检测，这样才能保证内燃机工作的可靠性与寿命。由于内燃机气门弹簧种类繁多，数量巨大。因此，用普通的手动检测设备进行检测，由人进行分类的方法，容易产生许多误操作使得供,需双方发生许多的摩擦与误会并且工作量也是十分巨大的。因此，各弹簧生产厂及主机厂均希望能拥有一种能在线进行检测并能自动进行分类的设备弹簧分选机，但是，目前国内市场上能见到的弹簧分选机均为国外厂家生产的，这些分选机不但分组单一，且价格昂贵。国内各弹簧生产设备及检测设备生产厂均未研制出高效实用的弹簧分选机。国外市场上能见的分选机类型为两种高精度型和高速度型；高精度型弹簧分选机主要用来分选那些精度要求很高的弹簧，但这种分选机的分选速度很低，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机在速度上能达到较高的要求但价格非常昂贵。国内很多弹簧生产机检测设备生产厂针对各自的需求研发了一些弹簧分选机设备，如基于重力的弹簧分选机，基于尺寸的弹簧分选机，基于压力的弹簧分选机，这些设备在功能和性价比上都还和国外同类产品有一定差距。12分选机分选方式研究对于弹簧的分选，按照自动化程度分，有两种分选方式，一是利用人工分选，就是以人为主，使用只含单一要素检测的测试装置完成分组分选。二是机器自动分组分选，即以机器为主完成自动分组分选。在机器自动分组分选中又包括单一工位式、单一分选式、混合式。以上几种分选原理方式其示意图如下图所示。图11单一工位方式图12单一分选方式人工方式所谓人工方式是指主要依靠工作人员的操作完成对弹簧分选分组。这种方式利用手工逐个检测，采用的设备也较为简单，一般依靠单一要素台式检测机或者是手持式检测工具。依靠这种方式主要利用其两点一是设备简单，二是精准度可以达到极高，但对操作人员要求也非常高，常需要操作人员对工作位置较高调整精准度，而且工作人员劳动强度大，极易误操作使分选精度降低。机器自动化随着圆柱螺旋弹簧需求量不断上升，机器自动化检测成为一种提高效率，节约生产成本的有效方式。机器自动化利用现代电子技术与传统机械相结合，极大提高自动化水平。圆柱螺旋弹簧分选机自动化、模块化结构将分选机设备分为上料机构、定位监测机构、分选机构、电控机构。而按照主体分为工位旋转式与直进式，装乘容器旋转式与通道旋转式。1工位旋转式工位即指圆柱螺旋弹簧的检测位置。而工位旋转是指圆柱螺旋弹簧的检测位置随工位旋转而改变。在此过程中工位盘（由一圆盘或者履带及相应的工位组成）由驱动机构驱动带动工位上圆柱螺旋弹簧转到相应的检测位置，即圆柱螺旋弹簧相对工位盘静止不动。2工位直进式工位直进式是以圆柱螺旋弹簧为运动主体，再以外力使其按照预定轨迹运动。因此，这个过程中弹簧的有效定位成为关键，关系到能否精确检测弹簧分选分组信息。3装盛框旋转式与通道旋转式圆柱螺旋弹簧主体要素检测完成后需要对应的将弹簧分配到预定装盛框。装盛框旋转与通道旋转两种方式都能完成对弹簧的分装，但在结构和效率上却不尽相同。装盛框旋转方式由于结构本身自重与加入弹簧重量，使得对驱动体的要求提高，增加了设计成本。通道旋转式基本上避免了装盛框旋转所带来的不利因素，但精准定位也是设计上需解决的技术要点。13课题国内外现状131国外分选机研究现状在分选机研究方面，国外公司起步较早。美国ESM公司及SORTXE公司分别于20世纪30年代及40年代研制了这种设备，并根据市场需要不断推陈出新。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的TEKNODETALJER公司于1970年开发的弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。目前国外市场上有两种弹簧分选机高精度型与高速度型；高精度型弹簧分选机用来分选那些分检精度要求很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每个变形即对应一个飞行速度。因此，这种弹簧对精度要求十分苛刻，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟4件，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机主要为大批量弹簧生产商研制的专用分选机，如英国TESTOMETRIC公司研制的TESTOMETRICATS机，这种分选机在速度上能达到较高的要求，但高昂的费用使的大多数的企业都无法接受。132国内分选机研究现状相对国外而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少,目前主要是引进或者改造国外的分选机。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选机，该机在设计上采用工位旋转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位，速度过低则达不到设计要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提高。14存在问题张伟，苏惠芳，顾国宝等在文献1中总结，得出当今的弹簧分选机急需解决的一些问题，如，测试高度不能自由显示,整机外型的美观性等都需要进一步开发、改进。第2章方案的选择与设计21本课题的设计任务弹簧测力分选机是由送料机构，加力及检测机构，落料及分选机构组成。其工作过程是人工有顺序的将弹簧放入送料机构，送料机构在送料电机的带动下，通过一个有特定传动比的机构，将弹簧送入加力及检测机构的待测点，以待检测，加力与检测机构由加力机构与称重传感器及相关零件组成，当弹簧到达待检测点后，加力机构的压杆下压，直至到达规定的弹簧变形量停止，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱。所以本课题的主要设计任务就是设计出送料机构、检测机构与分选机构这几个部分。图21弹簧测力分选机布局方案22圆柱螺旋弹簧分选机的设计思路圆柱螺旋弹簧分选机分选流程弹簧成型后进入分选工序，依次进入送料机构预压弹力值F测分选装框。在此过程中需要及时人工抽检弹簧实测值与弹簧分选机检测值对比，如若相对值不在公差范围，则立即手动调校准至工作范围。分选完成后由工作人员将盛满的框包装整理，将空框安放到位即可。此弹簧测力分选机是对大量生产的弹簧依据其弹性系数不同，按照设定的指标进行测试，筛选出合格与不合格产品，自动流入不同料箱，用于不同场合。通过查阅大量文献，提出下列设计思路1通过查阅大量弹簧分选机的资料提出性能更优越的设计方案；2对圆柱螺旋弹簧测力分选机进行总体的机构设计；3根据整体对各个部件进行详细的设计；4设计好整体及零部件后进行强度的校核23送料机构这个部分是将受检弹簧逐个连续的输送给下一机构，这里有两种方案比较，一种是采用带式输送，一种采用分料盘将受检弹簧从料斗中取出输送出去，如下图所示图22带式输送图23分料盘输送带式送料装置是用减速器通过一定的传动比将受检弹簧输送出去，由于传动带的长度有限，故传动带上的弹簧数量少，且需人工有间隔的放置，耗时耗力，而采用分料盘输送可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单，最后从滑道流入下一机构。24加力及检测机构这个机构是将工件准确定位并对其进行检测的同时发出信号给分选系统。目前考虑有两种类型的定位方式，一种是V型块定位，一种是平面定位。工件以平面定位常用的定位元件主要有支承钉，支承板等方式，我们对于箱体、床身、机座、支架类零件的加工，最常用的定位方式是以平面为基准，它们一般要求耐磨，均采用较好的材料，容易清理切削。工件以外圆定位常用的定位元件有V型块定位，V型块的两工作平面间的夹角有60度、90度、120度三种，其中以90度应用最广，且结构以标准化。V型块设计，安装的基准是检验心轴的中心。当工件以粗基准或工件以阶梯圆柱面定位时，V型块工作面的长度一般应为25MM，以提高定位的稳定性。用V型块定位，工件的定位基准始终在V型块两定位面的对称中心平面内，对中性能好。考虑到送料装置所采用的圆形分料盘，所以采用V型块定位的方式，该定位使弹簧中心与传感器中心对中，测力杆沿受检弹簧轴线移动实现测力，并由测力杆对面的传感器向分选系统发信号。如图24图24测力系统方案25落料及分选机构弹簧分选机分选机构是有效分选的关键技术。该机构在设计需求上需要结构相对要简洁，能将圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内，同时便于方便取出分选好的弹簧。作为连接定位与分选框的的中间环节，对于分选机构的要求提出了更高的要求，而用户的需求又是不尽相同的，因此在设计上应该考虑模块化的设计方式，即将各个部分化整为零，依据用户需求来装配分选机构的分选数组。在这里分选机分选机构在保障有效落料方面起着核心控制作用，关键在于使圆柱螺旋弹簧准确快速的分装在分选框内。国内外在这方面的研究时间相对较早，运用方式也越来越灵活多变。具有代表性的分别运用在农业上的种子分选滚筒式、苹果分选链条式，其次就是利用分选物料自身特性设计分选机构落料筒动定方式。滚筒式与链条式原理相同，仅在结构上有差别，都能适应大量自动化生产的要求且效率也高，但由于结构庞大以及是以大量的摩擦传动为基础，因此在设备运行过程中资源消耗大，不适用于体积小、重量轻的离合器弹簧的分选。落料筒动定方式有效运用了弹簧自身要素特点，利用弹簧弹性系数的不同从而进行分选，不仅结构简单，且可控制好等特点。下图25是分选机构的方案。图25分选机构方案这里应提出在我们选择方案时，应着重考虑下述几个方面（1）所选方案是否能满足要求的性能指标。（2）结构是否简单、紧凑、实用。（3）制造是否方便，成本可否降低。综上所述，整个弹簧分选机的机械结构我们采用分料盘输送的送料机构，V型块定位的检测机构以及落料筒动定方式的分选机构，以便更好的达到我们所期望的设计要求。第3章总体的机构设计根据查阅的各种文献资料，以及上章对各个方案的比较，基本勾勒出了圆柱螺旋弹簧测力分选机的总体机构的蓝图。如图31、32所示，圆柱螺旋弹簧测力分选机机构主要由三个部分组成，即落料机构、测力机构和分选机构。这三个部分由各个零件组合而成，装配后焊接于底座上。底座采用铸造工艺制作而成，以提供稳定的支撑。定位机构即分料盘与空心轴通过健连接，传动轴上有紧固件，并且有一个深沟球轴承，一个角接触球轴承装在轴上，分别承受径向与轴向的载荷力。将空心轴通过紧固件连接在底座上，电动机放在支承板的电动机支架上，电动机上的齿轮与套在传动轴上的大齿轮啮合用以传动。测力机构安装在底座上，主要为一个小型液压缸给予压力压跟随分料盘转动到检测工位的螺旋弹簧。分选机构安装在底座上，主要由气压缸给予推力将分选出的圆柱螺旋弹簧推出分料盘落入不同的落料箱中，最终完成分选。图31弹簧测力分选机三维图图32弹簧测力分选机三维剖视图第4章弹簧分选机零件结构设计41齿轮的选择设计齿轮传动是本方案弹簧分选机的重要传动之一，齿轮传动的形式很多，应用广泛，传动的功率可达数十万千瓦，圆周速度可达200M/S，在这里要介绍的是安装在分料盘下面，主要运行轴和减速器之间传动的两个直齿圆柱齿轮。由于两个齿轮的分度圆直径均D160MM，因此两个齿轮都采用腹板式结构。下面首先是连接电动机的小齿轮。（输入功率P15KW,转速N11500R/S）。此弹簧分选机属于工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB1009588），并且经过查表选择小齿轮材料为40CR（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，两者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数Z120，大齿轮齿数Z277,由设计计算公式进行试算，即D1T，为确定公式内的计算数值，试选载荷系数13，小齿轮传递的转矩T1318104NMM，根据机械设计手册查表选取齿宽系数1，材料的弹性影响系数1898，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限600MPA,大齿轮的接触疲劳强度极限550MPA。由公式可计算应力循环次数N160N1JLH648，N22025，根据机械设计手册取接触疲劳寿命系数090，095。计算接触疲劳许用应力时，取失效概率为1，安全系数S1，可得540MPA，由此可算出小齿轮分度圆直径D1T39715MM，圆周速度312M/S，齿宽B39714MM，模数MT1654MM，H225,MT372MM，1067。根据以上数据并且按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径4251根据手册查表计算得K15994，13，模数M177MM。经由齿根弯曲强度设计的计算，最后计算的M140MM，对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数M的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数177并就近圆整为标准值M2MM，按接触强度算得的分度圆直径4251MM，算出小齿轮齿数约为22，这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。最终根据公式可得出，分度圆直径，140MM，中心距A92MM，齿轮宽度B44MM。所以可以设计出大小齿轮的结构。42夹持轴承与轴的连接的夹具的选择421上夹具的设计如下图43所示，此图为夹持分选部分所用的专用夹具的上夹具主视图；如下图44所示，此图为上夹具左视图，如下图45所示，此图为上夹具俯视图。其中，夹具的主要组成零部件已标出。当电动机带动传动轴3开始工作时，夹具夹持轴承以起到紧固的作用。3轴4键6大齿轮7夹紧件图43上夹具主视图图44上夹具左视图图45上夹具俯视图422下夹具的设计夹持深沟球轴承并固定在支承板上的下夹具，采用轴承座的形式，下图46、47、48分别表示轴承座的主视图、左视图以及俯视图。通过上下夹具共同的作用，使得分选部分的工作更加紧固。图46轴承座主视图图47轴承座左视图图48轴承座俯视图43气缸的设计选择气缸是根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。这里我们采用普通单作用活塞缸，仅一端有活塞杆，从活塞一侧供气聚能产生气压，气压推动活塞产生推力伸出，靠弹簧或自重返回。它主要用于将检测好的圆柱螺旋弹簧退出分料盘，以便下一批弹簧的检测。下图的图49为气缸的三维图，图410，图411，图412分别为气缸的主视图，左视图以及俯视图。图中已标出所需尺寸。图49气缸的三维图图410气缸的主视图图411气缸的左视图图412气缸的俯视图44传动轴的选择设计轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力，在本设计中我们所选用的传动轴是只承受扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴。这里的传动轴选用45钢，调质处理。设计此传动轴的结构满足了轴和装在轴上的零件有准确的工作位置，轴上的零件便于装卸和调整，并具有良好的制造工艺，各零件间牢固可靠。下图413是轴的三维图，下图414是根据轴向定位的要求所设计出的轴的各段直径与长度，尺寸已在图中标出。图415是键处的局部剖视图。图413轴的三维图图414传动轴的主视图图415剖视图45轴承的选择设计451原动部分装配所选用的轴承如下图416所示，为选用的深沟球轴承，代号为618002RZ。图417为该轴承的剖视图，所需尺寸已在图中标出。图416深沟球轴承的三维图图417深沟球轴承的剖视图这类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量816，大量生产，价格最低。因为原动部分轴很短，所以只选用618002RZ这一深沟球轴承，即可满足需求。452执行部分装配所选用的轴承如下图418所示，是传动轴下端装配所选用到的深沟球轴承619022RZ，这类轴承主要承受径向载荷，也可同时承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量816，大量生产，价格最低。图419为它的剖视图。图418深沟球轴承的三维图图419深沟球轴承的剖视图如下图420所示，是传动轴下端装配所选用到的角接触球轴承B7200C，这类轴承可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷，能在较高转速下正常工作。承受轴向载荷的能力与接触角有关。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高。图421为它的剖视图。图420角接触球轴承主视图图421角接触球轴承剖视图46其他主要零部件的设计461键的选择设计键的选择应用于两部分，原动部分中连接电动机的装配小齿轮所选择设计的键718。传动轴下端装配大齿轮所选择设计的键为723。462轴套的选择设计如下图422所示，为轴套的尺寸设计。上面的轴套位于传动轴上端深沟球轴承619022RZ的上面，下面的轴套位于传动轴下端角接触球轴承B7200C的下面。图422轴套463电动机的选择设计电动机的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。这里通过电动机的转动从而使得整个装置工作，我们选用Y100L24，额定功率为3KW，电动机的满载转速为1420R/MIN，额定转矩为22。下图423为电动机的三维图，图424为电动机三视图。图423电动机三维图图424电动机三视图464分料盘的设计分料盘的设计是送料机构的关键，它可以将弹簧放入存料盒中，通过送料接口，感应探头等的配合控制下料速度，然后由送料转子将弹簧送入分料盘中，与离心力的自然作用结合，效率高，同时机械结构简单。图425为它的三维图，下图426分别表示了送料机构的主视图、左视图以及俯视图。零件所需尺寸已在图中标出。图425分料盘三维图图426分料盘三视图465底座的设计此弹簧分选机中的底座设计是用来支撑分选机构及电动机部分，并且用来支撑气缸的活动，这里我们选用45钢的底架。，图427，图428，图429分别是底座的主视图、左视图以及俯视图，所需尺寸已在图中标出。图427底座主视图图428底座左视图图429底座俯视图第5章校核计算51底座上板的受力分析与弯曲应力计算511受力分析如下图51所示，为底板的受力分析，其中已知F10KN，即为拉力机所承受的最大拉力，距离单位是MM。图51底板受力分析图512计算力FFF10KN5KN122力矩MMF1001005KNM123抗弯截面系数或抗弯截面模量W，对底板矩形截面，如下图52所示，有ZWZ62BH其中B95MM,H10MM。则W95102M109/6M158MZ62B33500/158333107P316MPMAXZM1AA图52底板截面图校核因为此次设计底板所选用的材料为Q235钢，由机械工程材料可50Z90X知其性能参数375460MPBA235MPSA由以上参数可知梁弯曲许用正应力范围，作为近似，可取为材料在轴向拉压时的许用正应力。显而可见MAX则横梁选择设计安全合理。52轴受力分析与应力计算轴的工作能力就是指轴的强度、刚度和振动稳定性等方面。轴的工作能力主要取决于轴的强度，所以我们要进行轴的强度校核，以防止断裂或塑性变形。进行轴的强度校核时，根据轴的具体受载及应力情况，通过SOLIDWORKS上的SIMULATIONXPRESS应力计算，可以对此轴的强度校核情况有个很全面，直观的看法。下图53中绿色是夹具所夹位置，红色是轴所受的力。图54为所计算出的应力情况，图55为轴变形的位移情况。图56为轴的安全系数。图53轴的受力情况图54SIMULATIONXPRESSSTUDY应力STRESS图55SIMULATIONXPRESSSTUDY位移DISPLACEMENT图56SIMULATIONXPRESSSTUDY安全系数FACTOROFSAFETY我们所选的轴的材料是45钢，调质，通过在简明手册表中所查数据可知该材料的许用弯曲应力70MPA，因此，对比上图四幅图中的情况来看，该传动轴的选择设计安全合理。总结本设计是对我在大学毕业前的主要设计学习工作的考核及学业总结。弹簧测力分选机作为一种精密试验设备，对于材料科学的快速发展、对于工业产品和工程结构的合理设计、有效地使用材料、改进工艺、降低劳动力、提高生产效率、提高产品质量和降低成本，以及保证安全可靠和提高使用寿命等有极其重要的作用。本设计从对弹簧分选机分析着手，先对弹簧分选机所面对的对象及其所完成的试验种类及方法入手，使我们对该分选设备的功能有一个大体的了解，接着分析了它的弹簧分选原理，包括弹簧分选机的基本结构以及弹簧分选机的分选流程。本设计对于每一部分的机构都进行了两种方案的比较，最后选择更高效更快速分选的方案。本设计的主要部分是结构设计，第三章对总体的方案设计描绘出了蓝图，并且通过对三维图的研究更能直观的看出整个的结构设计。在第四章弹簧分选机的零件结构设计中，对重要部分的零件作了详细的绘制及讲解说明。说明书最后章节对本设计中的两个主要受力部分作了简约的分析与校核，结果表明了本设计的安全合理性。虽然毕业设计内容繁多，而且相较于以前的课程设计难度大很多，并且需要绘制很多三维图，两三个月的时间几乎天天呆在电脑前做设计，图中稍有尺寸改动，就要大范围的变动很多图线，设计过程复杂繁琐，但现在想来我的收获却是非常多，体会到了机械设计的苦与甜。通过查资料，包括书本的和网上的，不仅让我获得了很多新的知识，也让我重温了过去所学的知识，绘图过程让我对CAD的掌握不断提高，对我即将进入社会的机械设计工作打下了很好的基础。本次设计还存在很多不足之处，有些零件设计出于创新，加了自己的思想，但受知识的限制，没能做出具体的解释说明，这让我感到很遗憾，很有压力，但是这种不足和遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行