资源目录
压缩包内文档预览：
编号：114927091
类型：共享资源
大小：3.30MB
格式：ZIP
上传时间：2021-02-22
上传人：春***
认证信息
个人认证
张**（实名认证）
河南
IP属地：河南
15
积分
- 关 键 词：
-
标准
筛振筛机
总体
夹紧
装置
设计
- 资源描述：
-
标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计,标准,筛振筛机,总体,夹紧,装置,设计
- 内容简介：
-
毕业设计（论文）开题报告题目 标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105332学 生 姓 名 徐 立 轩指 导 教 师 罗 海 泉填 表 日 期 2011 年 3 月 5 日说 明开题报告应结合自己课题而作，一般包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及实验方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。以下填写内容各专业可根据具体情况适当修改。但每个专业填写内容应保持一致。一、选题的依据碎矿、磨矿和选矿过程中所处理的固体物料，一般都是大小不一、形状不同的松散状矿料。而矿料的颗粒形状又与物料的成分、理解、结构等因素有关，主要有块状、多棱状、片状、柱状、纤维状、拟球形以及一些不规则形状。随着工业发展和技术的进步，目前不少部门不仅对破碎产品粒度和过粉碎有要求，而且对颗粒的形状也做了规定。例如：联邦德国公路规程，规定了粒度为5-35毫米的石料粒度中，立方体颗粒海量不得低于80%。联邦德国国家标准DIN52114对立方体定义还作了明文规定：所谓立方体，是指颗粒的三围尺寸a、b、c（其中abc）中，a/c的值不得大于3.其目的是为了保证公路铺路石料的质量。此外联邦德国的建筑行业对于碎石的粒度和相撞也作了严格的规定，以保证混凝土的工程质量。所谓粒度，是矿块（或矿粒）大小的量度，一般用毫米（或微米）表示。如果将松散状矿料用某种方法分成若干级别，称为粒级。例如，用称量法称出各种级别的重量并算出他们的重量百分比（或累计重量百分比），以说明某批矿料中各粒级颗粒含量多少，这种资料就叫做物料的粒度组成（或颗粒级配）。从粒度组成可以看出各级物料在原料或产品中的分布，这种确定粒度组成的实验和测定工作就叫做粒度分析。这项工作对于确定碎矿工艺流程、评价碎矿磨矿机械的技术经济效果和分析生产过程的产、质量指标，都是必不可少的。在碎矿磨矿生产实践和科学研究中，为了说明含有各种粒级的混合物料的平均粒度的大小，以确定粉碎效率和评估粉碎机械的技术性能，往往要求算出某一批量物料颗粒群的平均粒度（或平均粒径）。根据无聊粗细不同，工程界和科研部门采用的分析方法之一就是筛分分析。利用筛孔大小不等的一系列筛子对物料进行筛析，并将筛析结果整理在筛析结果记录表上，然后根据所得数据，做出物料的粒度曲线或粒度组成特性曲线。筛析法的有点是设备简单，操作方便。缺点是颗粒形状的影响较大。筛分分析是碎矿磨矿作业中一种最基本的粒度分析方法。今年来，随着选矿工业迅速发展，对筛分机械设备的筛分精度、筛分效率和单位处理能力的要求也越来越高，因此，筛分机械也有了很大进展。例如，整机重量达30-40吨、震动构件重达25-30吨的筛分机械已经相当普遍。在处理块状物料时，其处理能力已达1500吨/时。这给筛分作业带来了新的生机。标准筛是由一套筛孔大小有一定比例的筛子组成。上层筛子的筛孔大，下层筛子的筛孔小；另外有一个上盖，防止式样在筛析过程中外溢而损失，还有一个筛分底，可直接接收最底层筛子的筛下物。将标准筛按筛孔由大到小、自上而下的排列起来，各个筛子所处的层位次序叫筛序。在使用标准筛时，决不可叠错筛序，否则会造成实验结果混乱。在叠好的筛序中，每两个相邻筛子的筛孔尺寸之比叫筛比。有些标准筛还有一个作为基准的基筛。筛析实验的粒度范围是0.037-200毫米。各国还制订了一些标准筛。目前，在国内，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。广泛用于地质、冶金、化工、煤炭、国防、科研、砂轮制造、水泥生产等部门化验室对物料进行筛分分析。振击次数稳定可靠，装夹套筛方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停车，根据用户需要，可筛分多种特性的产品每次开机五分钟，既方便又简单完成分级工作。二、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：1、筛分机械的应用现状基于振动筛的三种不同的运动轨迹，采用不同的筛分方法，并针对国民经济中各行业的特殊需要。形成了各种形式的筛分机械，并使其在工业部门得到广泛的应用。在冶金工业部门，选矿厂普遍采用园振动筛对矿石进行预先筛分和检查筛分；用振动细筛对磨矿机的产品进行分级以及提高精矿品位；针对烧结厂热结矿和冷烧结矿分级的要求，采用直线运动轨迹和二次隔振原理，形成了热矿筛和冷矿筛；另采用直线筛对焦炭进行筛分，取代了原始的滚轴筛。2、筛分机机械的发展方向综合国内外机械发展现状，筛分机械将向以下几个方向发展。2.1向大型化发展。工业的现代化进程促使企业规模增大，生产能力大大提高。如从前我国选矿生产200-300万T/A就是大型的，而现在出现1200万T/A的选煤厂，这就需要大型筛分机与之配套，德国KHD公司生产的USK筛机已达到4500*6000MM，筛面达27.2M，德国的另一筛子技术公司生产的5500MM*11000MM的筛机达60.5M。2.2向重型超重型筛发展。大的矿业工程需要处理大块物料，法国苏梅斯塔公司省柴的振动棒可处理直径达1M以上的大块物料。2.3向理想运动轨迹振动筛发展。以提高各区段的筛分效率和整个筛机生产率为目标，寻找一种以理想运动方式为基础的新型筛分机成为筛分设备发展的一个新方向。较为理想的筛面运动方式是：在垂直方向上，入料端的振幅大于出料端的振幅，延长度方向上，从入料端，物料运动速度递减。在此理想情况下，可以创造良好的透筛环境。该理想筛机的筛分效果要优于一般的筛分机械。2.4向反共振振动筛发展。以减轻整机重量、降低成本、提高试用寿命和可靠性为目标，提出新型的反共振振动筛机。2.5向标准化、系列化、通用化发展。2.6应用自同步技术。采用双电机自同步技术以代替齿轮强迫同步，可简化结构，降低噪音，从而简化了机械润滑、维护和检修等经常性工作，减少设备故障。2.7振动强度增大。筛机的振动过程逐渐强化，以取得较大的速度和加速度，从而提高生产能力和筛分效果。2.8向空间发展。针对细物料，先后出现了旋流振动筛、锥形振动筛、碟型振动筛、旋转概率筛等，既减少占地面积，又提高生产能力和筛分效率。2.9向难筛分物料筛机发展。对于D1MM、含水7%-14%的细湿物料的干筛以及水煤浆、垃圾处理等，筛分难度很大，德国海因勒曼公司生产的弛张筛，物料运动速度达1.3M/S，筛分效率达90%-95%。为解决难筛分物料筛分开创了先河。三、 研究内容及实验方案：3.1 研究内容本次设计的主要任务主要是总体设计和夹紧机构的设计，所以主要着眼于总体结构的布置和各个动作的实现。所以要做好以下几个方面的工作：3.1.1 在电动机的选择上，在不影响整机装配和机器工作性能的前提下，尽量选择安装尺寸比较小的电动机，从而能减少整机尺寸，有利于对振筛机结构进行小型化改造。3.1.2 对关键部位，譬如偏心轴部分进行重新选材并校核。且在整体的布置上尽量科学和优化，使其体积尽量减小。并对受力比较明显的部件的材料进行重新审核，保证其能够满足强度要求。3.1.3 对摇动和振击结构的传动支撑部件（如轴承等）进行良好的润滑，有必要的时候，重新进行润滑方案的选择。3.2 实验方案本机结构主要由机座、筛与传动机构等部分组成。可配备专用夹具、即可装夹200 试验筛，又可装75、100 套筛，装夹方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停机。3.2.1 整体结构改造：可试图将数值字显示控制仪安装在筛振机构机械空洞部分，从而减少了整个筛振机的空间体积，并减轻了重量，增加了振筛机的美观度，更好的符合实验室对振筛机小而精干的要求。3.2.2 可对传动部件的灵活性与稳定性方面做必要改进，减少不必要的磨损。3.2.3 可通过重新选择振筛机部件的材料，从而提高其使用寿命和性能。四、 目标、主要特色及工作进度4.1 目标及主要特色设计要求是用于实验室粒度筛分分析的200mm 标准筛振筛机,它是在XSZ200和XSB70A型基础上改进的。是与200mm标准试验筛配套使用，对物料进行分级筛分的专用设备.一般都是由机座、回转机构、振击机构、夹紧机构.套筛和减速装置等组成 , 具有摇动和振击的复合筛分功能。4.2 毕业设计（论文）的工作进度1.收集、查阅相关文献资料，外文翻译（6000实词以上），撰写开题报告： 2.283.25 4周2.制定设备工作原理图： 3.284.8 2周3.标准筛振筛机的总体设计： 4.114.22 2周4.标准筛振筛机夹紧装置的设计： 4.255.6 2周5.完成装备图及主要零件图： 5.95.27 3周6.撰写毕业设计说明书： 5.306.24 4周五、 参考文献1. 岑军健,赵菊初. 非标准设备设计手册( 第 4 册)M . 北京: 国防工业出版社，19992. 沈 鸿,周建南. 机械工作手册(第 10 卷) M . 北京: 机械工业出版社，19963. 广西柳州探矿机械厂. XSB - 70B 型200 mm 标准筛振筛机使用说明书 R4. 廖念钊等主编. 互换性与技术测量. 北京：中国计量出版社，20005. Computer-aided diagnosis (CAD) and image-guided decision support Computerized.Medical Imaging and Graphics 31 (2007)6. 濮良贵，纪名刚. 机械设计. 北京：高等教育出版社，20017. 刘鸿文. 材料力学. 北京：高等教育出版社，20048. 徐敬. 机械设计手册. 北京:机械工业出版社,20009. 王先逵. 机械制造工艺学. 北京：机械工业出版社，200610. 卜炎. 机械传动装置设计手册. 北京：机械工业出版社，199911. 王昆等主编. 机械设计、机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社，199612. 余梦生，吴宗泽. 机械零部件手册. 北京:机械工业出版社,199613.戴少生，缪中同，黄有丰.粉碎工程及设备标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计学生姓名：徐立轩 班级：0781053指导老师：罗海泉 摘要：振动筛的研究不断地向着标准化、系列化、通用化发展，并引入现代化设计手段，采用新材料、新技术、新工艺，其目的在于不断扩大筛机应用领域，满足国民经济建设发展的需要，并担当对外出口的任务。目前，在我国，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。本文设计的振筛机主要由电机带动偏心轴运动，从而实现晒面的振动，完成原料的筛分过程。关键词：振动筛 筛箱 振动电机指导老师签名：Standard sieve vibration sieve machines overall and the design of clamping deviceStudent name:xu lixuan Class:0781053Spervisor:luo haiquanAbstract:The shaker research unceasingly to the standardization, the seriation, the universalized development, and the introduction modernization design method, uses the new material, the new technology, the new craft, its goal lies in unceasingly expands the sieve machine application domain, satisfies national economy construction the need to develop, and takes on the foreign exportation the duty. At present, in China, there are many kinds of processing equipment, the mechanic in a majority of cases. As processing technology becomes more and more mature, new electromagnetic vibration type vibration sieve machine now also get use. But whatever the lab or on site, mechanical vibration sieve machine using occupy the central position. While the standard sieve vibration sieve machine with its excellent work performance and convenience lightweight advantages and deeply the users favorite, therefore, to standard sieve vibration sieve machine research and design becomes more and more important. This design by motor vibration sieve machine is mainly driven partiality axis movement, so as to realize the vibration, complete materials bask in the screening process. Keywords:the vibration screen the box screen the vibration electric machinery Signature of Supervisor:南昌航空大学科技学院学士学位论文 毕业设计（论文）题 目：标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计 系 别 航空工程系专业名称 机械设计制造及其自动化班级学号 078105332学生姓名 徐立轩指导教师 罗海泉二O一一 年五月 目录1 标准筛振筛机概述 51.1. 课题背景51.2. 标准筛振筛机的基本工作原理51.3. 标准试验筛的类型简介61.4. 标准筛振筛机使用过程中的工作和工况要求61.5. 设计任务72 标准筛振筛机的总体设计82.1. 总体位置方案的确定82.2. 电动机的选择93 紧机构的设113.1. 夹紧装置的基本结构 113.2. 夹紧装置的基本要求 113.3. 夹紧装置的计算 133.3.1. 夹紧装置受力分析 133.3.2. 离心力的计算 143.3.3. 圆筒剪切强度校核 154 振击机构的设计计算164.1. 打击轴的工作原理 164.2. 打击轴的计算校核 164.2.1. 圆柱销的剪切应力校核 164.2.2. 打击轴的强度计算 175 偏心轴的设计计算 195.1. 大偏心轴的设计计算 195.1.1. 大偏心轴设计的主要内容及其选材 195.1.2. 大偏心轴的结构设计 195.1.3. 大偏心轴的校核计算 215.2. 小偏心轴的设计 275.2.1. 小偏心轴的设计要求 275.2.2. 小偏心轴的结构设计 286 托盘与托盘支承的设计 296.1. 托盘的设计 296.2. 托盘支撑的设计 297 箱体的设计347.1. 振筛机箱体设计的基本要求 347.2. 箱体的结构设计 348 标准零件的选择 378.1. 滚动轴承的选用 378.1.1. 滚动轴承的确定 378.1.2. 轴承的寿命计算 388.2. 滑动轴承的确定 408.2.1. 轴承的选材 408.2.2. 轴套结构的确定 418.3. 键的选择 419 滑杆等非标准零件的选择 429.1. 双头螺杆的设计和选择 429.2. 滑竿的设计选择 429.3. 马蹄定位环的设计 4210 润滑与密封 4410.1. 润滑简介 4410.2. 轴承的润滑 4410.2.1. 滚动轴承的润滑 4410.2.2. 滑动轴承的润滑 4510.3. 润滑方式的选择 4510.4. 密封 4511 轴的工艺路线4611.1. 加工要求 4611.2. 零件各主要部分的作用及技术要求 4611.3. 工艺分析 4611.4. 基准选择 4611.5. 工艺过程 46参考文献 49致谢501标准筛振筛机概述11 课题背景目前，在我国，选矿设备的种类有很多，机械式的占绝大多数。随着选矿技术变得越来越成熟，新型的电磁振动式振筛机现在也得到运用。但不管对于实验室还是工地现场，机I械式振筛机的运用占据了主要位置。而标准筛振筛机凭借其优良的工作性能和方便轻巧的优点也深受用户的喜爱，所以，对标准筛振筛机的研究与设计变得越来越重要。在选矿设备中，振筛机是一种很有代表性的选矿设备，其广泛运用于试验室的选矿工作中。标准筛振筛机是与小200毫米试验筛配套使用，对颗粒物料进行分级筛分的专用设备，可代替人工筛分操作，并具有两种功能，一种为摇动和振击，另一种为纯摇动筛分。并广泛用于地质、冶金、化工、煤炭、国防、科研、砂轮制造、水泥生产等部门化验室对物料进行筛分分析。振击次数稳定可靠，装夹套筛方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停车，根据用户需要，可筛分多种特性的产品每次开机五分钟，既方便又简单完成分级工作。1.2 标准筛振筛机的基本工作原理若不考虑电磁式标准筛振筛机，但就机械式振筛机而言，我们所设计的标准筛振筛机属于直线顶击式振筛机。它属于仿人工筛分功能机械，所以，它具有振击和摇动的功能，正是在这种仿人工筛分的机械动作，是煤粒的筛分作业得以实现。标准筛振筛机直线顶击功能通过一对凸轮机构实现，而其摇动的机械动作，我们通过安装偏心轮来实现。本机结构主要由机座、筛与传动机构等部分组成。可配备专用夹具、即可装夹200试验筛，又可装75、 100套筛，装夹方便灵活，夹紧牢靠，并能自动停机。有的标准筛振筛机振击功能是通过两个电机实现振机筛分运动的，我们采用纯机械式传动，只要在传动结构上做些设计改进，就可以同时实现振击和筛分的双重功能， 既节省了设计成本，又使动作更稳定。其基本工作原理如图1. 1所示，煤流在振动和摇动的作用下，通过筛组从上往下流动，通过筛组时，我们可以根据要求得到几组不同粒度值的煤粒。图1.1 筛分过程中煤流运动示意图1.3标准试验筛的类型简介试验筛式振筛机的很重要的附件，它就象计算机的软件一样，它的选择直接决定我们所要得到的煤样的粒度。200试验筛根据筛面材料分为金属丝编织网试验筛和金属穿孔板试验筛。金属丝编织网试验筛采用国家标准GB/T6003.1-1997 生产。其网孔基本尺寸为2.36mm-0.038mm，符合国际标准ISO3310-1：1990 R20/3，R20，R40/3 系列，筛网材质为黄铜、锡青铜、不锈钢。 金属穿孔板试验筛采用国家标准GB/T6003.2-1997，符合国际标准ISO3310-2：1990 R20/3、R20、R40/3 系列，筛网材质为优质不锈钢，并采用数控冲压穿孔而成。借鉴进口试验筛的优点，在下筛框增加了密封胶圈，较好地解决了振筛机震筛时粉料漏失现象，减少了飞溅粉料溅入振筛机缝隙内磨损齿轮的机会，尽可能的延长振筛机的使用寿命。同时还能减小噪音，一定程度地改善了生产现场噪音条件。1.4标准筛振筛机使用过程中的工作和工况要求1.4.1必须均匀给料：给料量以满足设备处理为准。一次投料过多，阻碍物料在筛面上的正常运动，不但易使筛网疲劳变松，而且会大大降低物料处理量。一次性给予大量物料，会使本身处于不平衡运转的电机负荷骤然增加，而造成电机损坏、减低电机的寿命。如给料量达不到设备的处理能力，即浪费能源，又降低了产量。1.4.2在有强大冲击力的给料方式，必须加装缓冲料斗，物料直接冲击网面，不但消耗振动源所产生的激振力，更易造成网面破损及筛网疲劳，而影响产量及筛分.过滤的质量。1.5设计任务本设计的题目是标准筛振筛机的总体设计和夹紧装置的设计,设计参数主要为：电动机额定功率 P=0.37KW摇动频率 w=221rad/min振击频率f=141次/min匹配筛具直径 200mm设计的主要任务是首先对振筛机的总体进行布局，合理化装配空间，并对摇动、打击、夹紧等机构或装置的工作原理进行系统分析,然后根据设计要求初歩拟定一个设计方案,然后对其主要部件进行受力分析并校核,从而确定一个更加科学的设计方案。7南昌航空大学科技学院学士学位论文2 标准筛振筛机的总体设计2.1总体位置方案的确定借鉴已有产品的结构特点，本设计大致整体结构没有作很大的变动，因为现有的产品在其各零部件的布置上以及总体尺寸的设计上有它的优点。总体位置方案:筛组由夹紧装置固定成一个部分,单独布置在箱体的外部,下面由托盘支撑与偏心盘联接起来,托盘支撑还能增强打击轴的打击力度.箱体内部依旧是布置振击部分和减速机构，并将其设计成不同的单元，这样能够更加有利于装配和维修。201.夹紧装置 2.摇动机构 3.上斜齿轮 4.机架 5.减速机构 6.下斜齿轮 7.振击机构图2.1 标准筛振筛机剖面图2.2电动机的选择根据设计任务要求，我们所使用的电机功率为0.37KW，这种电机属于微型电机，通过查阅相关手册【9】，列举了功率为0.37KW，各种微型电机性能参数表（表2.1）表2.1 部分微型电机性能参数对比表9电机型号功率（P）额定电流(A)额定电压(V)电流频率(HZ)转速(r/min)功率因素cos启动转矩启动电流(A)最大转矩A02-71123700.95220/3805028000.82.262.4AO2-71243701.12220/3805014000.722.262.4B02-80123703.362205028000.771.1301.8B02-80243704.242205014000.641.2301.8C02-80123703.362205028000.772.82118C02-80243704.242205014000.642.5211.8通过仔细比较各种电机的优缺点，我们所选择电机的型号为A02-7124，转速为1400r/min 。因为它的转速相对来说比较慢，这有利于传动装置的设计，且其所承受的转矩较大，能更好地满足工作要求。在电动机的选择上,选择45号机座,此尺寸在各个方面都比较小，更加有利于振筛机的小型化设计,在图2.1中，列出了每个安装尺寸的位置，并在表2.2中列出了每个安装尺寸的数值。图2.1 A02系列 IMB3型驱动微型电机外形尺寸安装图表2.2 A02系列 IMB3型驱动电机的外形尺寸数值表机座号安装尺寸B3、B4、B14外形尺寸不大于AA/2BCDEFGHABACAEHDL457135.5562892037.2901007001151503 夹紧装置的设计3.1夹紧装置的基本结构振筛机在工作过程中会遇到离心力和惯性力等各种力的作用，因此定位后必须夹紧。夹紧装置一般由夹紧机构和动力源组成。1、夹紧机构：接受和传递动力源的原始作用力，使其变为夹紧力的中间机构和夹紧元件称为夹紧机构。它直接与工件夹紧表面接触并完成夹紧任务。2、动力源：产生的原始作用力的部分，一般指机动夹紧。如气动、液动、电磁和电动等。如人的体力对工件的夹紧，则称为手动夹紧。3.2夹紧装置的基本要求3.2.1在不破坏工件精度，并保证加工质量的前提下，应尽量使夹紧装置到：（1）夹紧作用准确、安全、可靠；（2）夹紧动作迅速、操作省力方便；（3）夹紧变形小；（4）结构简单，制造容易3.2.2确定夹紧力的基本原则1、夹紧力的方向选择：（1）夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基面；（2）夹紧力方向应尽量与切削力的方向一致2、夹紧力的作用点的选择：（1）夹紧力作用点应跟支承元件相对，否则工件容易变形不稳固； （2）夹紧力作用点应尽可能靠近加工面，以增强工件部位刚性，防止振动根据实际需要，我们列举了一些常用的夹紧机构，如表3.1所示。实际上我们的动力源为人力对夹紧机构所施的力，也是我们所称的手动夹紧。表 3.1类型动力源增力比主要参数特点斜契多数为气动、液压2-51、斜契角=5-152、行进比i1、能改变作用力的方向2、加紧行程较小3、与一般气动、液压部分连接，应大于自锁角螺旋多数为手动65-140选择螺纹直径一般M8-M241、增力比大2、自锁性好3、加紧行程受限制较小4、结构简单5、操作费事偏心多数为手动12-141、偏心距e一般取2-62、偏心外径D1、自锁性随偏心特性D/e变化，当D/e14时，与螺旋加紧相比，自锁性较差，适用与震动不大的工序2、加紧行程较小杠杆气动、液压、手动0.5-3杠杆比一般取0.5-31、本身无自锁性。因此必须与其他机构组合使用2、根据不同结构可以改变作用力的方向铰链气动、液压1.5-41、夹紧斜角102、加紧行程Sz3、加紧储备S4、铰链臂长L1、能改变作用力的方向2、加紧行程易受限制3、同一机构夹紧力随夹紧斜角的变化而有较明显变化4、一般与气动液压部件连接3.3夹紧装置的计算3.3.1夹紧装置受力分析振筛机在工作工程中的，由于存在上下的振击运动，固定筛组也与托盘在夹紧机构的作用下固定成一体，并在打击轴的作用下沿着滑杆在作上下往复运动。当打击轴完成一个工作行程掉下的过程，固定筛组随其一同自由落下的那一瞬间，产生一个向上的惯性力，而这个惯性力所针对的重量体为装料的固定筛组和加紧机构的重量和（不包括下面的托盘。我们估计其最大的重量值为300N因此我们估计筛组自由下落时所产生的最大惯性力F1max=300N，如果把惯性力等效成一种负载的话，那么这个负载的承载力为夹紧机构与夹紧支撑体(滑竿）的摩擦力。我们选择压杆，螺纹传动副和滑竿的材料都为45号钢，我们设计的压杆与滑竿接触处为一段圆弧面接触。图3.1 压块查阅相关资料，我们选定的钢-钢无摩擦润滑时的静摩擦系数为f=0.15因为接触面为圆弧面，因此其当量摩擦系数为：Fv=(1-/2)f (3.1)需要产生的摩擦力 F1=F1MAX=F2fv F2=F1fv/33000.15/3=667N在计算中，因为我们设计了三根滑竿，因此运算过程中乘了一个1/3。其中F2是产生摩擦力所需要的水平分力。所设计夹紧机构的水平力主要由一个类似楔块机构的的传动机构来实现，如图所示，锥螺母相当于楔块1，压杆相当于楔块2，锥螺母与退拔螺母组成一个具有自锁功能的螺旋传动副。当锥螺母顺时针转动时，锥螺母则向上运动，从而其产生的水平力推动压杆向外运动通过压杆与滑竿的摩擦夹紧振动筛组。1.锥螺母 2，压杆3，滑杆图3.2 夹紧装置夹紧机构示意图设计锥面与水平方向的夹角为75。按照示意图，可以反过来推倒：F2=667N反作用力 F23=F32=F2=667N 摩擦力 f12=f21=F12f摩擦角 =arctan0.15=9.5水平力 F12cos15+f12cos75=F23=667N即 F2=F120.15cos75+F12cos15 （3.3) 解得 F12=1.01F2=667N夹紧机构外壁对压杆产生的力可等效成一个摩擦力 fw=100N则 F12=F12+fw=767N由于楔块垂直方向的加紧力由螺纹结构提供，因此无须对楔块的自锁性进行校核。也就是说在螺旋传动下产生了 F12这一水平力，其受力的大小和受力的平衡都是螺旋副来保证的。螺旋副能够承受比较大的径向载荷和轴向载荷，且此处的螺杆没有转速要求，因此一般都能满足要求，我们这里选外螺纹直径为27的螺旋副传动。3.3.2离心力的计算在工作过程中，振筛机的转动速度比较快（设计要求为221rad/min)。而且在转动过程托盘和起上面夹紧机构固定的部分都构成一个整体，这个整体围绕一个中心以一定的半径作圆周运动。我们把上面考虑成一个单独的质量体，其在作偏心运动时必将产生一个离心力，我们的设计部件必须不被这个离心力所破坏，我们考虑最危险的情况。偏心半径R=12.5mm根据经验估计上面部分的最大重量Fa=500N包括托盘，筛组，夹紧机构以及物料等。由离心力公式F3=Mv2/r,即F3=M2r=500/9.80.0125(2212/60)=519N由于上端转动组织的在转动时，产生的离心力可分担在滑竿上面，滑竿与筛组有6 个固定点，我们所求的力应该是平均到每个竿所受到的力。相对应的是滑竿又会对其起导向作用的夹紧机构圆筒产生剪切力，剪切力的大小则为离心力与压杆对滑竿的力之和。即 Fj=F12+F3/6=667+341/6=724N3.3.3圆筒剪切强度校核在工作过程中，夹紧机构圆筒将会受到来自滑竿的剪切应力。脆性材料断裂时的应力是6 13 ，塑性材料达到屈服时的应力是屈服极限，这两者都是构件实效时的极限应力，为保证构件有足够的强度，在载荷作用下的构件的实际应力6显然要低于极限应力。选材为优质碳素结构刚45号钢。根据表5.1查手册1 s=353MP参考现有产品，初步设计圆筒的长度L=55mm，厚度W=6mm则园筒截面积As=556=330mm2剪切应力=724/(33010-6)=2.19MPa显然s,满足强度要求。4振击机构的设计计算4.1打击轴的工作原理振击机构是通过凸轮传动带动打击轴实现的，如图4.1所示，打击轴1是通过一个销联接在上凸轮2空心轴部分的，当上凸轮轴2与下凸轮轴3产生相对转动时，由于凸轮传动作用使上凸轮向上运动一个行程，同时，打击轴是空套在上，下凸轮轴之间的，当上凸轮轴向上运动时，则通过销连接在上凸轮空心轴上的打击轴也要随之运动一个行程。从而完成打击作用。图4.1 振击结构示意图4.2打击轴的计算校核。4.2.1圆柱销的剪切应力校核10销的形式很多，主要可分为圆柱销、圆锥销、槽销与槽钉、弹性销、开口销和轴销等。根据设计要求，选用圆柱销，材料选用45号钢。图4.2 打击轴示意图如上图所示，我们设计销孔的直径为5mm，圆柱销选用540mm规格，其在向上打击的过程中，受到剪切，需对其进行校核。计算公式：销剪切 =4F/d2 (4.1)其中F为圆柱销受到的剪切力。表4.1 销与销联接的许用应力表10许用应力钢，抗拉强度b(MPa)铸钢铸铁40050060070040506070-p65901051206050w558095105-表中数值对静载荷乘以1.4，对交变载荷乘以0.7表中 销剪切应力;p销压应力;w销弯曲应力取打击轴受到的轴向力为Fz=F=600N=（4600）/（510-3）2=30.57MPa而查表45号钢抗拉强度b=598MPa，所以我们选择=60MPa100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3；有两个键槽时，应增大7。对于直径100匪的轴，有一个键槽时，增大5-7；有两个键槽时，应增大10-15。然后将轴径圆整为标准直径。应当注意，这里求出的直径，只能作为承受扭矩作用的轴段的最小直径dmin。从图上我们可以看出，轴的右端是个大偏心，从受力上分析，当偏心轴工作时，其大偏心轮部分受到了很大的剪切力，但作为轴的校核，我们应该考虑最危险的情况。由于作偏心运动所产生的离心力的方向是不断变化的，因此我们取一个最危险的截面来分析。结构设计：一对角接触球轴承设置在中间位置，另外一个同类型的轴承套在大偏心轴末端。我们设计的轴在负载段我们选用内外径比=0.6的比值设计，根据结构要求，外径设计为30，内径设为18。中间采用套筒定位，不需要设置轴肩，减少加工难度。如图5.2所示，其结构设计为，一对角接触球轴承设置在中间位置，另外一个同类型的轴承套在大偏心轴末端，以支撑大偏心轴的偏心运动。其具体安装图如图所示图5.2 大偏心轴安装示意图2、按弯扭合成强度条件计算【1】通过轴的结构设计，轴的重要结构尺寸，轴上零件的定位，以及外载荷支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度计算。且大偏心轴在工作过程中，确实也受到弯矩和扭转的作用。从图上我们可以看出，轴的右端是个大偏心，从受力上分析，当偏心轴工作时，其大偏心轮部分受到了很大的剪切力，但作为轴的校核，我们应该考虑最危险的情况。由于作偏心运动所产生的离心力的方向是不断变化的，因此我们取一个最危险的截面来分析。另外，我们所设计的轴是空心的，所以我们只能将这个截面圆环等效成一个校核直径来进行校核。（1）做出轴的计算简图（即力学模型）（如图5.3、5.4）轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载荷简化为集中力， 其作用点取为载荷分布的中点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件了，轮毂宽度中点算起。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关。我们把轴上零件的载荷分解为水平分力和垂直分力，然后求出各支撑处的水平反力FNH觀和垂直反力FNV 。经计算Ft=0.479103Fa=Fttan=0.429103NFr=Ft/cos=0.479103/cos20=0.51103NMa=Fad/2=0.42910365/2=13900N/m由离心力公式 F3=mv2/r=519N通过力矩的平衡原理：Ft30.5+F65.5=FNV220+MaFnv2=Fr2=(Fr30.5+Fr65.5-13.9103)/20 =(0.5110330.5+51965.5-13.9103)/20=1753N（方向向上）同理Fr51.5+Fr44.5=FNV120+MaFNV1=Fr1=(Fr51.5+Fr44.5-Ma)/20 =（0.5110351.5+51944.5-13.9103）/20=1773N（方向向下）M1= Fr30.5-Ma=0.5110330.5-13.91030.5110330.5=1655 N.mmM2= Fr44.5=14863 N.mmMv=M2=14863 N.mm25人学本科牛毕业设计水平弯矩FNH221=Ft30.5FNH2=0.479106 30.5/21=700NFNH121= Ft51.5FNH1=0.479103 51.5/21=14863NMh=0.479 103 30.5=14610N.mmM=14863N.mm计算扭矩，作扭矩图(图5.4)T=955000P/n=955000.0.37/221=15989Nmm25人学本科牛毕业设计图5.3 大偏心轴垂直方向弯矩图25南昌航空大学科技学院学士学位论文图5.3 大偏心轴水平方向弯矩图校核轴的强度1已知轴的弯矩和扭矩后，可针对某些危险截面（即弯矩和扭矩大而轴径可能不足的截面）作弯扭合成强度校核计算。按第三强度理论，计算应力ca= （5.5）通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常不时对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数，则计算应力为：26南昌航空大学科技学院学士学位论文ca=式中的弯曲应力为对称循环变应力。当扭转切应力为静应力时，取3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取0.6；若扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取=1。现取=0.6对于直径为d的圆轴，弯曲应力=M/W，扭转切应力=M/WT=M/2Wca=-1 （5.6）查表得-1=55MPaca轴的计算应力(MPa)M轴所受的弯矩（Nmm）T轴所受的扭矩W轴的抗弯截面系数mm3经计算M=17.6106Nmm对于空心轴W0.1d3 (1-3)= 0.1303(1-0.63)=27000.784=2117ca=0.008MPa-1所以，设计的轴满足强度要求5.2小偏心轴的设计5.2.1小偏心轴的设计要求小偏心轴是对偏心盘机构起辅助作用的,其数量是3个,既对托盘上面部分起辅助支撑作用,并跟随偏心盘转动,使偏心盘各个方向都受力均衡,并保持偏心盘在动作时的平行度和稳定性。小偏心轴的径向和轴向都受力不大,对其材料亦可选择45钢，无需进行强度校核，因此对其设计主要在于结构上满足装配的要求，并考虑其需要与滑动轴承的配合，因此还需要考虑它们配合后的润滑。对此采用了在小偏心轴上钻润滑油孔, 在托盘上储存润滑油的方法,来达到润滑的目的。5.2.2小偏心轴的结构设计通过考虑装配等各方面的结构和功能要素,所设计的小偏心轴如图5.5所示,其中，右端的润滑油孔是与滑动轴承配合后通润滑油的.且右端标注的12.5mm为小偏心轴的偏心距，与大偏心轴一致。图5.5 小偏心轴6托盘与托盘支承的设计6.1托盘的设计托盘的的结构要求主要是下部有一个短偏心轴安装在托盘内部，并且与之配套地需要安装一个深沟球轴承。通过打击轴一边上下打击运动，一点作回转运动，从而甩动偏心轴做偏心运动。轴承深居托盘内部，其密封方式采用脂润滑，也就是在托盘上面加工一个加脂孔。托盘上面部分是安放筛组的，通过夹紧机构使筛组与托盘固定成为一个整体，且滑杆时通过螺纹副联接在托盘上面的，所以托盘还需要加工三个螺纹孔。29南昌航空大学科技学院学士学位论文图6.1 托盘结构剖视图从图6.1上我们可以看出，中间的阶梯孔是安装短偏心轴和轴承的，旁边的长孔为安装滑竿的螺纹孔。两个螺钉的作用是固定轴承盖。6.2托盘支撑的设计三角盘上支撑托盘的结构是托盘支撑。在静止的状况下，弹簧处于自幼仲缩状态在工作时，能保证托盘在一定的振幅内运动，不至于使托盘在打击轴的作用下而发生托盘脱离机械体的事故，且由于弹簧的拉力能增强打击轴的打击强度。弹簧的选择：在设计中，我们根据弹簧的最大载荷、最大变形、以及结构要求（也就是安装空间对弹簧尺寸的限制）来决定弹簧直径、弹簧中径、工作圈数、弹簧的螺旋升角和长度等。查阅相关表格【1】，机械设计中介绍，在选择材料时，应考虑到弹簧的用途、重要程度、使用条件（包括载荷性质，大小极其循环特性，工作持续时间，工作温度和周围介质情况等），以及加工、热处理和经济性等因素。同时，也要参照现有的设备中使用的弹簧，选择出较为合用的材料，我们选择的弹簧材料为65Mn，旋向为右旋总圈数10.5 圈，有效圈数为8 圈，弹簧中径D=16mm，自由高度为45mm。通过对弹簧丝直径的试算我们可以简单校核弹簧是否满足工作要求。其公式为：d1.6 （6.1）Fmax弹簧收到的最大压力K曲度系数C旋绕比许用剪切应力表6.1 弹簧的拉伸强度极限1钢丝直径1-1.21.4-1.61.8-1.22.2-2.52.8-3.4B18001750170016501600选择C=5，则d=16/5=3.2mm则 内径 D1=D-d=12.8mm外径 D2=D+d=19.2mmK（4C-1）/(4C-4)+0.615/C (6.2)1.19经查表得 0.3B=510MPa去最大压力Fmax=220N所以求得 d1.62.56mm则我们所选用的弹簧满足要求。由于弹簧所受的载荷为交变载荷，而振筛机的工作是一个长期的过程，因此我们必须对弹簧的疲劳强度和静应力强度进行验算（如果变载荷的作用次数N103，或载荷变化的幅度不大时，可只进行静应力强度计算）弹簧在交变载荷作用下，当弹簧所受载荷在F1 和F2 不断变化时，弹簧材料内部所产生的最大和最小循环切应力为max=(8KD/d3)F21 (6.3)min=(8KD/d3)F11 (6.4)F1安装载荷1预压变形量F2最大载荷2最大变形量经过计算 max=325MPamin=0MPa对于上述变应力作用下的普通圆柱螺旋压缩弹簧，疲劳强度安全系数计算值Sca 以及强度条件可按下式计算：Sca=SF【1】 （6.5）式中0 弹簧脉动循环剪切疲劳强度极限，按交变载荷作用次数N，由下表查出；SF弹簧疲劳强度的设计安全系数，当弹簧的设计计算和材料的力学性能数据精确性很高时，取SF=1.3-1.7。当精确性低时，取SF=1.8-2.2。表6.2 弹簧脉动循环剪切疲劳强度极限变载荷作用次数N10410510610700.45B0.35B0.33B0.3BBt 弹簧材料的拉伸强度极限，单位为MPa，对于65Mn，B =735MPa0取最小值经计算Sca=由于所取的数字的精确性不是很高，所以求出的安全系数满足要求。31南昌航空大学科技学院学士学位论文图6.2 弹簧的结构和受力图弹簧的安装为一端固定，一端可自由转动，我们还需对其进行稳定性校核为了便于制造及失稳想象，我们设计的压缩弹簧的长细比b=H0/D=45/16=2.5Fd1则轴承2 被压紧，所以 Fa1=Fd1=550NFa2= Fd1-Fa=71N式中X，Y 分别为径向和轴向动载荷系数，其值如表5.2 所示表8.2 轴承的动载荷系数1轴承类型相对轴向载荷Fa/FreFa/Fre判断系数e名称代号f0*Fa/C0rFa/C0XYXY角接触球轴承7000C0.120100.441.230.46通过计算 Fa2/Fr2e由P=XFr+YFaP1=0.44Fr1+1.23Fa1=0.441249+1.23550=1266NP2=Fr2=1121N实际使用中，用工作小时数表示轴承寿命比较方便，Lh= （106/60n）L 1 (8.9)=（106/60n）(C/P)qLh额定寿命（h）n轴承转速（r/min）对于本轴承，查表得C=15.2KN工作转速 n=221rad/min所以 Lh1=（106 /60221）(15.2KN/1266N)3=1.3105 hLh1=（106 /60221）(15.2KN/1121N)3=1.8105 h计算所得的理论寿命值满足实际对轴承寿命的要求。8.2滑动轴承的确定8.2.1轴承的选材轴承材料包括轴瓦、衬层、轴承座及轴颈材料由轴的强度和或刚度决定,常选用纲和合金钢(球墨铸铁)。轴承座材料常选用铸铁和铸钢。小偏心轴处的轴承座由箱体代替，材料为灰铸铁。轴承材料主要是指轴瓦和衬层的材料 。轴瓦是滑动轴承中的重要零件，它的结构设计是否合理对轴承性能影响很大，其在外形结构、定位、油槽开设和配合等方面采用不同的形式以适应不同的工作要求。结合上面的所叙，查阅相关手册6轴套的材料选择为铜合金（ZcuSn7Pb7Zn3）8.2.2 轴套结构的确定轴套的结构由于我们选的是标准件，其结构也随之确定，根据手册所列表格，选择内径为32 的轴套，其尺寸如图8.1 所示。8.3 键的选择在结构设计中,有两处键的选择比较重要,一个是位于大偏心轴上,一个位于偏心盘上面。根据键的选择原则和相关资料上面提到的键的类型,所选择的键为单圆头普通平键,根据GB1096-79,其型号分别为键C622 1096-79 和键C616GB1096-79。图8.1 滑动轴承轴瓦结构简图9 .滑杆等非标准零件的选择9.1双头螺杆的设计和选择振筛机结构中，双头螺杆起固定的作用，相当于振筛机机体上半部分的骨架，因此，其作用也非常重要，我们要根据装配的要求选择合适的双头螺杆。图9.1 双头螺杆双头螺杆的尺寸如图所示，材料选用高碳钢H62，数量为4根。从图上我们可以看出，双头螺杆具有双头螺纹，一头固定在下面的三角盘上面，另一端则固定在马蹄定位环上面，这样，双头螺杆及其联接件组成了一个固定的整体。另外，我们设计的振筛机能固定的标准筛的个数是6个，因此，必须比较筛组的高度设计选择双头螺杆（即双头螺杆选用高度必须大于筛组的高度）。9.2 滑杆的设计选择滑杆的尺寸如图所示，材料采用Q235，数目为3根。滑杆表面需镀上一定厚度的不锈钢。滑杆一头攻有螺纹，用来固定在托盘上面，另一端则为与夹紧机构配合，筛组可以沿着滑杆上下滑动，由于其要与夹紧机构有配合，所以其截面尺寸必须对照夹紧机构的圆筒的尺寸合理设计。图9.2 滑杆9.3马蹄定位环的设计马蹄定位环顾名思义起定位的作用，相对应的，我们可以看到上面的7个孔，其中4个螺纹孔与双头螺杆配合，3个光孔与滑竿配合。图9.3 马蹄定位环上述为比较典型的零件，其它的零件都根据实际工作条件和结构要素设计选用。10.润滑与密封10.1润滑简介传动装置箱体部分因为要润滑，设置润滑池，因此不能让它有漏油，此外还要安装油标和放油塞等的结构。对封闭在箱体内的减速部分的齿轮采用油浴法润滑。油浴法是指把磨擦表面浸入润滑油池的润滑方法，其允许的最高圆周速度为12.5-25m/s，我们的齿轮组的最大速度小于这个速度，所以我们采用此方法。若超过这个速度应改用喷油或喷雾润滑法，传运件浸入油中的适宜深度见表9.1表9.1 推荐的传动件的浸油深度6传动件类型圆柱齿轮锥齿轮蝸轮蜗杆链轮浸油深度2h-(d/6)(0.5-1)bh-d/6(0.75-1)h6-12mm 或1.5ph2 齿高 d-分度圆直径 b-齿宽 p-节距10.2 轴承的润滑10.2.1 滚动轴承的润滑滚动轴承中的润滑剂可以减低摩擦阻力，还可以减轻接触应力，吸振，防锈，阻止灰尘沙粒进入轴承的作用，依据轴承部件的结构和工作条件，可以选用润滑油和润滑脂。靠浸入油池的运动件使润滑油飞溅到摩擦表面上的润滑方式称为飞溅润滑，但传动装置箱体内的轴承，在传动件速度不太低时，因优先考虑这种方法。但我们设计的齿轮的最低速度不够高，仅大约为0.69m/s，所以我们轴承的润滑采用脂润滑，所以我们注意轴承座孔内外侧均需密封，以避免润滑脂的流失。标准筛振机在工作过程中不属于高速运转的工况，对于润滑脂的选择我们选择钙钠基润滑脂（SYB1403-59），表10.2是此润滑脂的性能表。表10.2 滚动轴承润滑脂性能表6名称代号滴点针入度25150g应用钙钠基润滑脂（SYB1403-59）ZGN-1ZGN-2120135250-290200-240在80-100 C,有水分或较潮湿的环境中工作的机械润滑;用于机车,小电动机等的轴承润滑。10.2.2滑动轴承的润滑滑动轴承中加入润滑的目的是：减少轴承中的摩擦和磨损；将轴承中所产生的热量带走，以及缓冲减震作用。在小偏心轴处设置了滑动轴承。通过计算，轴径的线速度约为0.7mm/s，采用的为铜合金轴套。此润滑确定为油润滑，润滑油类型参照资料选择为全损耗系统用油(GB443-89)，代号L-AN15 或L-AN22，在40 C 条件下运动粘度分别为13.5mm2 /s和19.8-24.2 mm2 /s。10.3润滑方式的选择对于滚动轴承润滑方法的选择采用分散润滑法，也就是在每一对摩擦副由配置在润滑地点附近的各自独立和分离的装置来润滑。我采用在每个需润滑点加置黄油枪润滑口，在润滑时直接用手工加注。而滑动轴承，则通过在托上储存润滑油，通过小偏心轴特有的润滑结构设计以及粉末冶金轴承的功能来完成润滑。10.4密封轴承端盖外面需要密封以防止脂和润滑油的流失，我们采用粘圈油封密封，内套以各甩油盘，这样能更好的达到密封效果。箱盖与箱体的结合面上也需要密封。特别对于振筛机的剖分式箱体
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号