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振动 螺母 输送 设计

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振动式螺母输送机设计,振动,螺母,输送,设计

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xxxxx毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 振动式螺母输送机设计 学号： xxxxx 姓名： 肖 卫 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： xxxxx 系主任： 周友行 一、主要内容及基本要求1、主要内容及设计参数：内容设计一个每分钟自动输送30-40个M6螺母的六角凸焊振动式螺母输送机 2、提交材料：（1）翻译一篇不少于3000字的外文翻译 （2）机械系统总装配图 （3）系统主要零部件图纸 （4）毕业设计论，要求不少于8000字 二、重点研究的问题1、掌握振动式螺母输送机的工作原理 2、明确计算过程和所需数据及器件的选型方向 3、确定系统的组成结构 4、进行各项参数计算 三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1收集资料第一周2总体方案确定第二周3主要零部件的计算第三周第五周4系统主要零部件的设计第六周第十二周5撰写毕业论文第十三周第十四周6准备答辩第十五周78四、应收集的资料及主要参考文献 在图书馆和网上搜集关于振动式螺母输送机、振动上料器等设计方面的书籍和论文，查询机械设计手册，并参考国内外最新关于振动式螺母输送机的研究. 主要参考文献： 1詹启贤主编.自动机械设计.轻工业出版社.1987. 2濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社，2007. 3徐灏主编.机械设计手册（第二版）.北京：机械工业出版社，2004. 4成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004. 5吴战国，武东主编.造型技巧.北京：机械工业出版社，2004. 6闻邦椿主编.振动机械的理论与动态设计方法.北京：机械工业出版社，2001. 7孙桓，陈作模主编.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社，2006. 8周良德，朱泗芳等编著.现代工程图学. 湖南:湖南科学技术出版社，2000. 9肖刚，王秋成.圆盘式电磁振动上料器.组合机床与自动加工技术，1997，第六期，P8-P10.10林述温，范扬波主编.机电装备设计.北京：机械工业出版社：2002. xxxxx毕业设计说明书题 目：振动式螺母输送机设计 学 院： xxxxx 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： xxxxx 姓 名： xxxxx 指导教师： xxxxx 完成日期： 2012年5月28日 目录摘要第一章 引言1第二章 运动原理分析及总体方案确定32.1振动式螺母输送机的一般组成32.2 振动式螺母输送机的工作原理42.3振动式螺母输送机的输送原理62.4 振动式螺母输送机与旋转式螺母输送机的比较142.5 输送对象的介绍16第三章 振动式螺母输送机的设计及参数计算173.1 物料运动状态的选择和机械指数的确定173.2振动式螺母输送机的料槽倾角及振动方向角的确定173.3 振动次数n和振幅A1的确定183.4 弹簧安装角193.5 输送机输送速度的估算193.6 料盘料斗的基本结构尺寸203.7 弹簧参数的确定223.8 二次定性装置的选择与计算283.9 出料槽的尺寸确定31参考文献32致谢33振动式螺母输送机设计摘要：随着现代科技的发展，振动式螺母输送机的应用越来越广泛，一般作为点焊机的配套设备使用。与其他螺母输送方式相比，具有效率高，成本低，工作平稳，结构简单等优点。振动式螺母输送机是将电磁铁的吸附运动转化为工件的螺旋线运动，并通过二次定向装置输出符合要求的螺母。本文通过对振动式螺母输送机力学模型的分析进行方案选择与参数计算，满足每分钟输送30-40个螺母的设计要求。关键词：振动式输送机，二次定向，扭转运动The design of vibratory nut conveyor Abstract: With the development of modern technology, vibratory nut conveyor is widely applied, generally as a supporting equipment of spot welding machine. Compared with other nuts in modes of transport, it is high efficiency, low cost, smooth and simple structure. Vibrating conveyor is to transform the adsorption movement into the spiral motion artifacts, and through the second directional device to output the nuts that is required. Based on the analysis of mechanical model of the vibratory nut conveyor, this article includes the selection of program and calculation of parameter to meet the design requirements that to output 30-40 nuts per minute.Keyword: vibratory conveyor, the second directional device, Torsional motion第一章 引言螺母输送机的全称为：振动式自动螺母输送设备。一般与焊接设备配套使用，例如汽车制造厂需要在钢板上焊接螺母，如果是用人手输送的话，首先效率较低，最重要的是会因操作失误是产生重大的安全事故，如还没完全松开手时就进行焊接，这时很容易把手指打断。为了提高生产效率和杜绝此类的安全隐患，用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。图 1-1 螺母输送机 螺母输送机实际是为国标螺母输送所使用的标准螺母输送设备，对于不符合标准的螺母支持不好，容易卡螺母。当然非标的螺母一样可以输送但要求为：螺纹孔与周边距离 偏差，螺母两平面误差及螺母周边尺寸误差最大不能超过0.2mm。对于自动化机械标准来说这已经是非常的宽松了。除标准以外的螺母一样可以输送，也称为特殊型螺母(带法兰盘的螺母等)对这样螺母的输送一样拥有标准范围，这需要使用企业与生产企业进行技术协商。 关于螺母输送机，比较成熟的有中国的深利昌(SLC)，韩国的chowell，日本的矢岛（在中国叫 电溶机电），德国的KWOLL，美国的welpart，其中国产的螺母输送机价格相比国外的较为低廉，且质量、稳定性等方面与外国牌子有得一拼，而且某些关键部件方面还比进口的牌子要好，推荐选用国产的。随着螺母国标的普及重视，螺母输送机越来越受欢迎。对于使用点焊机的企业操作工人及企业更是乐意使用，这样的自动化机械，人性化的产品，对于保护企业员工的安全，企业的形象，工作流程的标准制定，消除安全事故隐患及减少不必要的费用开支，起到了积极正面的作用。通常螺栓和螺母的焊接工作大都是采用固定式点（凸）焊机来完成的。凸焊螺母或螺栓则一般是由操作工人用手放入工件，然后再实施焊接.这种手工放置螺母或螺栓的操作方式存在的主要缺点： 1无法实现自动化生产； 2 生产效率低：由于存在着安全隐患，操作人员在放置螺母或螺栓时，肯定会格外小心谨慎，这必然就会影响到生产效率；3安全性差：大家知道，在用固定式点（凸）焊机进行螺母或螺栓的凸焊时，一般焊接时的加压力在300 kg以上。而在用手放置螺母或螺栓时，极有可能因误操作而导致焊机启动，导致上电极迅速往下运动，稍有不慎，就会使手压伤甚至残废.特别是在大批量生产时，操作人员免不了会产生疲劳而思想不集中，每年许多企业都会发生这类安全事故。为解决传统焊接设备的不足，提高生产效率和杜绝此类的安全隐患，用能快速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的解决方案。只需将螺母输送机的接线简单的接入焊接控制器，工人只需进行一次操作即国产先进螺母输送机可完成把螺母送进定位销，然后焊接的工序.既快捷又安全，已经得到众多车厂的广泛使用。第二章 运动原理分析及总体方案确定2.1振动式螺母输送机的一般组成振动式螺母输送机就其原理来说属于振动上料器的一种，振动上料器是一种高效的上料装置，工作可靠平稳，工件间互相摩擦小，不易损伤物料，（特别是对脆性材料和薄壁零件），通用性好，盖换品种方便，供料速度容易调节；上料过程中，可以利用挡板、缺口或偏重等方法对零件进行定向整理，分离筛选厚供料；也可以在高温、低温或真空状态下进行操作，它被广泛应用于轻工，电子产品的自动加工、装配机械和粮食、商品的自动称量，包装机械等部门中。振动上料器从结构上分为直线料槽往复式和圆盘料斗扭转式两类。直槽式一般作为不需定向整理的粉粒状物料的供给器，或用于对物料进行清洗、筛选、烘干、加热或冷却的操作机；圆盘式一般作为需要定向整理的上料器，多用于具有一定形状和尺寸的物料的场合。以下为两种送料器的实物及简单原理图。直线送料器 图2-1直线送料器 图2-2直线送料器 圆盘式上料器 图2-3 圆盘式送料器 图2-4 圆盘式送料器如果从激振方式方式来区分，振动上料器还可以分为电磁激振式，机械激振式及气动激振式等。电磁激振式多用于圆盘式振动上料器和部分中小型直槽式振动上料器。一般对所使用的电磁铁采用半波整流供电（激振频率为50HZ）或交流供电（激振频率为100HZ），而机械激振式或气动激振式多用于大中型直槽式振动上料器，一般激振频率为10-25HZ；机械激振源可以采用偏心轮、凸轮或曲柄连杆机构来实现。为了是振动上料器的工作稳定，一般用调压电源或调速电机驱动，以便于实现自动控制。振动式螺母输送机一般包括4个部分：（1）槽体部分 包括内壁有螺旋槽的料斗，固定在料斗底部连接件上的支撑弹簧，衔铁；（2）电磁铁 包括电磁铁和气隙调整装置；（3）减震部分 包络底座和橡胶减震器；（4）定向整理装置 包括筛选机构和出料槽。2.2 振动式螺母输送机的工作原理图2-5为振动式输送机的工作原理图。图2-5（图中 1-工件 2-衔铁 3-支撑弹簧 4-料槽 5-电磁铁）物料1放在片弹簧3支撑的供料槽体4上，工作时，将交流电经半波整流厚，接通电磁铁5，吸力最大是衔铁被吸向下，是料斗压着片簧向下振动，而在吸力减小为零时，片簧向上弹推，迫使料斗向上振动。这样一吸一推，使料斗产生伴随着扭动的的上下垂直振动。当振动系统采用不用参数（振幅，频率，振动角，倾角）时，物料就在槽体工作面上出现不同形式的运动。物料的基本运动形式有以下4种：相对静止 物料随着工作面一起运动。正向滑动 物料与工作面保持接触，同时沿输送方向对工作面有相对滑动。反向滑动 物料与工作面保持接触，同时逆输送方向对工作面有相对滑动。抛掷运动 物料在工作面上被轻微抛起，腾空沿工作面向前做抛物线运动。上述4种形式中，相对静止不能供应物料，反向滑动对供应物料没有直接意义，从理论上来说，只有正向滑行和抛掷运动才有实用意义。但由于运动参数的某些限制，在实际工作中上述几种运动形式可能有各种不同的组合形式。轻工业中的振动输送机一般都是采用抛掷运动形式来工作的，所以下面的分析是以抛掷运动为主的。2.3振动式螺母输送机的输送原理物料在槽体中的输送如图2-6所示 图2-6物料在槽体中的输送图中a为料槽倾角，为振动方向角，槽体在电磁力作用下沿S方向作简谐振动，则槽体沿S方向的位移可表示为 （1-1） 式中 A1-槽体沿S方向的单振幅 -振动圆频率将槽体振动位移S1分解到X方向（平行于工作面）和Y方向(垂直于工作面)，便得到槽体在X和Y方向的分位移： （1-2） （1-3）依次求上式对时间的一阶导数和二阶导数，便得到沿X方向和Y方向的速度分量及加速度分量： （1-4） （1-5） （1-6） （1-7） 因此可以做出槽体运动曲线如下图 图2-7 槽体运动曲线物料在槽体中受到的力有重力，惯性力，摩擦力（未抛起时），物料的受力状况如下图2-8所示。图2-8物料的受力状况图中为主振弹簧与铅垂线夹角，Q为工件质量，可分解为: （1-8） （1-9） （1-10）式中 N-物料对工作面的正压力； F0-槽体对物料的摩擦力； “-”号对应于正向供料； f0-物料与工作面间的静摩擦系数。 式中0 -静摩擦角假设物料对于工作面的相对位移为x和y；相对速度为x，Y；相对加速度为X和Y。1.正向滑动当物料沿X方向滑动是，物料颗粒沿X方向的合力应为零，即 （1-11）正向滑动开始瞬间，物料对于工作面的相对加速度X =0，则上式即成为 （1-12）物料沿y方向对工作面的正压力为 （1-13）因物料没有抛掷运动，故相对加速度y=0，则上式即成为 （1-14）将（1-6）,（1-7）,（1-14）代入式（1-12）可得 （1-15）化简整理后得 （1-16）取机械系数，K-机械指数（振动强度）， DK正向滑行指数则 （1-17）当正向滑行指数DK1，满足这一条件时的t为正向滑始角K。由于绝大多数振动输送机的0-=-900900,0+=01800 ,所以cos(0-)和sin(0+)均为正值，这时的正向滑始角K必在01800范围内，称此区间为正向起滑区；当反向滑动时，摩擦力与坐标正向一致，F0=fN，同样可推导反向滑始角在18003600范围内，如下图所示 图2-9正向起滑区和反向起滑区当槽体向前向上加速运动时，物料由于惯性对底板的正压力较大，故摩擦力较大，物料不能发生相对运动。当槽体做减速运动时，物料由于惯性减小了对槽体的正压力，致使摩擦力减小，物料就有可能发生正向相对滑动。 当处于滑行运动状态时，为了使物料出现比较好良好的滑行运动和较大的输送速度，选取的正向滑行指数Dk远大于1，通常Dk=2-3。2. 抛掷运动 物料在槽体内出现抛掷运动时，槽体受到的物料的正压力N=0，并且在开始出现抛掷运动的瞬时相对加速度y=0，因此由式（1-13），（1-17）可得： (1-18)则 由机械指数，抛掷指数则 (1-19) 当抛掷指数D1时，t有解，因此出现抛掷运动的条件是D1，满足此条件的为抛始角。由于振动输送机的和均在0900范围内，因此抛始角必在01800范围内，此范围称为抛始区，如下图所示 图2-10 y方向抛掷速度及加速度曲线因为振动圆频率，并将式（1-19）代入（1-18）后可得： （1-20）式中 n-振动输送机振动次数，（次/min）。 当激振频率，抛掷指数D以及，都已选定时，则可利用次式求出槽体单振幅A1。 物料抛离工作面后，对工作面的正压力N=0，但y=0，仍应用式（1-13）可得 式中相对加速度y对相对时间t积分两次即可求得物料对工作面在y方向的相对位移 （1-21）当物料在y方向对工作面得相对位移重新等于零时，抛掷运动结束，物料落到工作面上，此时的t为抛止角Z,抛止角Z与抛始角之差为抛离角，这是物料的腾空时间。 （1-22）将，及式（1-22）代入（1-21）可得： （1-23）所以 （1-24）又因 (1-25）所以 (1-26)物料在时被抛起，经过后在时与工作面接触，假设每个振动周期内物料被抛起一次，则抛离一次的腾空时间与一个振动周期之比成为抛离系数i，它与抛离角有以下关系： （1-27）抛掷指数D与抛离系数的关系为 (1-28)根据上式可以做出下图所示的D与i的关系曲线，由所定的抛掷指数可以求出跳跃系数i或可由i求出D。 图2-11 D-i关系曲线当i=0时D=1，由（1-27）得=0，说明物料没有起跳而是随着槽体一起运动，这种状态下无法实现物料输送，所以不可取。当i=1时D=3.3，可知=2，说明物料抛离时间恰好与振动周期相等，也即物料刚落到工作面上同时又被重新抛起。当i=2时，D=6.36，可知=4，物料抛起后腾空飞跃了两个周期厚才落到工作表面上，同时又被重新抛起。绝大多数振动输送机通常取1Dgcos，所以落下后马上又开始第二次抛掷运动，但其抛掷运动的初速度与前一次抛掷运动的初速度不同，所以后一次的炮制周期与前一次的周期不同，是非周期性抛掷运动。2.4 振动式螺母输送机与旋转式螺母输送机的比较有关振动式螺母输送机的输送原理已在上一部分进行了详细叙述，这里主要介绍旋转式螺母输送机的原理及其与振动式的比较。旋转式螺母输送机的工作过程:螺母在料斗中跟随沟槽作旋转运动，在沟槽料斗中基本排成我们所需要的方向，但也有某些不合要求。由于前面选择的是沟槽式料斗，而凸焊螺母如果四个凸点朝下就会比四个凸点朝上的螺母高度要矮一些。我们在出料口设一适当高度的挡板，经过适当的调整后，只有靠近挡板侧且方向正确的螺母可以通过筛选机构，一旦遇到方向不正确的螺母则电机继续向前运动，螺母回到料斗中重新进行筛选。旋转式输送机与振动式输送机的比较：一般情况下，振动式料斗中的毛坯的定向装置较其它形式的都要简单，同时毛坯也不会受到挤压而损伤，工作安全可靠便于通用化和标准化，因而在各种中小型自动线和单机自动化中应用广泛。如果用于螺母输送，其主要用于三凸点螺母。而旋转式螺母输送机结构复杂，控制难度较大，工作不够平稳，一般用于4角凸焊螺母的输送。下图为旋转式螺母输送机图2-12旋转式螺母输送机 图 2-13旋转式螺母输送机2.5 输送对象的介绍本课题要求输送的螺母为六角法兰面焊接螺母，如下图： 图 2-14六角法兰面焊接螺母如图2-14所示，可得螺母尺寸为lP=20mmhp=10mm其底面有三个凸点，可在料盘的出口附近加装二次定向装置进行筛选，使其螺母面朝下输出，二次定向装置的设计将在后面介绍附近加装二次定向装置进行筛选，使其螺母面朝下输出，二次定向装置的设计将在后面介绍。第三章 振动式螺母输送机的设计3.1 物料运动状态的选择和机械指数的确定物料做滑行运动的特点是物料不离开工作面向前滑动，因此物料与工作面不相互冲击。它的优点是噪声小，对易碎性物料有较好的适应性，缺点是工作面较易磨损。要想获得较高的输送速度，必须采用较大的振幅，但电磁振动输送机的振幅大小受电磁铁工作的限制不可能很大，因此振动式输送机几乎均不采用滑行这种方式。物料做抛掷运动时物料与槽体工作面接触时间很短，大部分时间呈跳离状态，所以它的优点是工作面磨损较小，并能获得较高输送速度，缺点是当出现较强烈的抛掷时物料易被损坏，而且提高对机体强度的要求。所以一般振动式螺母输送机都采用中速抛掷运动，抛掷指数的选择范围为D=2.5-3.3。根据本课题设计要求，所输送螺母为金属制品，故选择D=3.3，i=1。机械指数K的选择主要受机体材料强度及物体刚度限制，通常取K=4-6，本输送机无特殊要求，取机械指数为5.5。3.2振动式螺母输送机的料槽倾角及振动方向角的确定（一）料槽倾角 角由于料槽升程及中径大小确定，料槽倾角的大小影响上料速度，角太大会降低上料速度，甚至无法上料。角小些，则上料速度提高，但升程减小，一般取=130。对摩擦系数大的工件，如橡胶制品等，可取大些（450）由于所输送的工件为六角法兰面焊接螺母，取角为30。（二）振动方向角振动方向角的选择有两个原则，一是要尽量提高输送速度，二是要考虑物料性质的要求。在振动次数确定的情况下（即K值固定）物料输送速度是随着振动方向角的变化而变化的，对应于最大输送速度的角成为最佳振动方向角，当选择有抛掷运动工作状态时，槽体在不同倾角下对应于每一个机械指数K有一个最佳振动方向角。下图为不同倾角下最佳振动方向角与机械指数K的关系曲线图 3-1 、K的关系曲线由倾角=30,机械指数K=5.5，可从图上查出对应的最佳振动方向角为250 3.3 振动次数n和振幅A1的确定振动次数n一般根据电磁铁的激磁方式决定，本输送机采用220V交流电，频率为50HZ，故振动次数为n=3000次/min。槽体振幅A1根据式（1-20）求出，0.8mm3.4 弹簧安装角当向上倾斜输送时弹簧安装角=+=2803.5 输送机输送速度的估算振动式输送机的输送速度一般用工件在料槽上运动的平均速度来估算。它不但取决于料槽的倾角、振动方向角和工件形状、尺寸及二者之间的摩擦系数还同电磁铁的激振频率f和料槽方向振幅A1的大小有关：由理论平均速度 ；其中i-跳跃系数；D-抛掷指数；A1-单振幅；-振动圆频率；-振动方向角；故振动式输送机的给料速度可由下式估计： 其中-充满系数，即料槽全场上工件占有位置的百分数，形状简单而表面光滑的工件=0.70.9，复杂而又带毛刺的工件n=0.40.5；筛选系数，输送出的螺母在进入筛选机构前得状态有凸点向上，凸点向下和倾斜三种，故其系数为1/3lP-工件的长度；将上述各值代入后可得估算输送速度为150件/min，本来课题的设计要求是达到30-40个/min，可由传感器控制机器的工作，故此方案满足设计要求。3.6 料盘料斗的基本结构尺寸振动输送机的型式确定后，料斗料盘的基本尺寸主要取决于工件的形状，尺寸，料槽的整理要求，以及两者之间的摩擦系数，供料速度等因素。由下图可得料盘的各项尺寸：图3-2料盘的各项尺寸（1）螺旋槽间距 tt=5hp+s （mm）；故 t=53mm；（2）螺旋槽板厚度 s车制螺旋槽 s=3-5mm；钣金螺旋槽 s=1-2mm；取 s=3mm； (3)料槽中径 D中由机械设计公式 （机械设计P64） 得 （mm）； 故 D中=322mm（4）料斗宽度 B B=bP+23 （mm）；对所输送螺母， bP =lP，故B=22mm；（5）料斗壁厚 e车制料斗 ：e=3-5mm；钣金料斗 ：e=1-2mm；故取 e=3mm；（6）料斗外径 D外 （mm）；由所取数据得： D外=354mm；（7）料斗内径 D内 （mm）； 故 D内=300mm；（8）料斗高度 HH=（0.2-0.4）D外，一般保证 H=(1.5-3)t；故 H=0.4 D外=138mm；（9）料斗材料选择铝 2024 T4 含有多量的Cu，耐蚀性不佳，但强度高，可作为构造用材使用，锻造品亦可适用，航空器、齿轮、油、压组件、轮轴。本装置振动原理是由电磁铁提供激振力，为了防止电磁铁的磁力线穿透料斗底部而磁化工件，故料斗采用铝合金制造。其质量轻，强度高，耐磨性好。（10）料盘盘底设计 图 3-3料盘盘底料盘盘底应能使工件在振动输送机工作时向料盘边缘运动，故其应具有一定的倾角，如图所示，取料盘底的倾角为3o，并对料盘中与盘底接触的螺旋槽进行加工，使其与盘底能够完全贴合图 3-4振动输送机工作时的倾角3.7 弹簧参数的确定（1）弹性元件的选择振动式输送机的弹性元件包括主振弹簧和减震弹簧，根据工作需要可选用板弹簧，圆柱螺旋弹簧或橡胶弹簧。板弹簧是由单片或多片优质弹簧钢（如60Si2Mn）板叠装而成的。其片数可以增减，以此改变固有频率达到给定的频率比。板弹簧增减方便，易于调谐，结构简单，但因受到板簧参数的限制，此类激振器的相对振幅不能过大，一般A2mm，而且弹簧总质量较大。圆柱螺旋弹簧是用弹簧钢丝绕制厚经过热处理而成的，其刚度为一定值不能调整，此类激振器只能通过增减配重来进行调谐。因螺旋弹簧允许有较大的变形，故允许的振幅较大，一般为A=2.5-3mm。橡胶弹簧是近年来出现的弹簧类型，由于弹簧充填剂和制造工艺的不同，此类弹簧分为许多种且性能也各不相同。橡胶弹簧的特点是质量轻，内阻大，振幅稳定，但因橡胶弹簧的振幅较小，只适用于中小型振动输送机且大多用于作为减震弹簧。由于本装置的振幅较小(0.4-1mm),故考虑选用板弹簧作为主振弹簧，而橡胶弹簧作为减震弹簧。（2）主振弹簧计算 为使料盘产生扭转振动，需将板弹簧以料盘圆心为对称点均匀放置，这样可使料盘整体的振幅均匀。为减化结构，取支撑弹簧数量为3根，分布在底面呈120o夹角的三条半径上。 弹簧片安装圆半径 rD中/2=161mm；为使料盘结构紧凑，取 r=120mm；一般弹簧厚度取 h=23mm；弹簧宽度取 b=15-25mm；故取 h=2.5mm，b=25mm图 3-5 主震弹簧 图 3-6对于板簧可按两端安全紧固的梁来计算截面，有材料力学可知： ；对于矩形截面板弹簧截面惯性矩，。弹簧的截面尺寸已经在上面确定；弹簧的最小长度应该以它所承受的最大应力不超过许用对称循环弯曲疲劳应力为准，故最大应力 式中 M-最大弯曲力矩， ；Y-弹簧挠度，可由下式决定：Y=0.8A1(1+m1/m2)m1为系统上质量，包括料斗，衔铁，工件，m2为系统下质量，包括底座，电磁铁等；在solidedge中建模选材后得m1/m2=0.2W-抗弯截面模量，板弹簧 。由上式可得查机械机械设计手册得 ：60Si2Mn的弹性模量E=206Gpa (机械设计手册第三卷 第11篇 P11);-1为441Mpa （机械手册第三卷 第11片 P112）;综合以上数据可得：Lmin=104mm；为使整体比例协调，取L=150mm；（3）隔振弹簧设计计算振动式输送机料斗如果直接安装在主机上，则由于振动惯性力的传递，将影响主机及其他机械设备的正常工作。因此为了隔振又是把振动输送机安装在巨大的刚性基础上，以减小振动惯性力的传递，但这不可靠，也很不经济。最简单有效的减震方法，将振动系统支撑在隔振块m2（如下图所示）上，再通过隔振弹簧或橡胶隔振器与机箱相连接。只要隔振器块得质量m2和隔振他黄或橡胶的弹簧常数K2适当选择，就可以是传递到机座上的惯性力减小到直接连接的千分之几。图3-7隔振块隔振系统选用以下参数为宜：（1）=m1/m2=0.2隔振块的质量m2是主振动系统质量的5倍左右；（2）=k1/k2=0.10.2 隔振弹簧的弹簧常数大约是主振系统弹簧常数的0.1-0.2倍。隔振弹簧的结构如下图所示图 3-8隔振弹簧的结构 如果用圆柱弹簧可任意调整，适应大，而且弹簧刚度以保持长久，不像有机材料（橡胶，软木等）易受环境污染的影响。但由于橡胶内摩擦较大，当振动式输送机在共振区工作时，不易产生浪涌现象，而且结构简单，易于组合改变隔振器的弹簧刚度，故应用广泛。由以前数据可知=197192N/m故=45.8N/mm设载荷p，隔振座数为n，则橡胶隔振座的变形为：又 ；橡胶材料弹性模量E=600N/cm2；隔振座数目n=3；可得D=50mm，d=30mm，h=50mm。3.8 二次定性装置的选择与计算二次定向装置一般都是根据工件的特征面而专门设计的，其形式非常多，以下为集中常用的二次定向装置。 表3-1 常用二次定向装置本课题所要求输送的为六角法兰面焊接螺母，一面为标准螺母，在另一法兰面上有3个均布的凸点，可根据次特征面来设计二次定向装置。由上表可知选用第一种定向装置即可，由螺母数据作图图 3-9作图图中的正三角形即为法兰面三个凸点的位置，由分析可知，在图示位置时，螺母凸点在直径方向上距离螺旋槽边缘最远，故取一圆，使其半径与两个凸点均相交即可使两凸点落在圆形缺口内，这就使螺母通过缺口时至少有一个凸点落在缺口内，随后螺母会沿缺口的圆周掉入料盘内重新进入螺旋槽。这个设计可以使输出的螺母只有凸点向上的一种，方便随后的点焊加工。二次定向装置与料盘的连接采用焊接的方法。装配后如下图：图 3-10装配3.9 出料槽的尺寸确定出料槽在应能使螺母单一排列的通过，并尽量减少卡死螺母的情况，故应在螺母与出料槽间留出一定的间隙，具体尺寸如下：图 3-11尺寸确定参考文献1詹启贤主编.自动机械设计.北京：轻工业出版社.1987. 2濮良贵，纪名刚.机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2007. 3徐灏主编.机械设计手册（第二版）M.北京：机械工业出版社，2004. 4成大先主编.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2004. 5吴战国，武东主编.造型技巧M.北京：机械工业出版社，2004. 6闻邦椿主编.振动机械的理论与动态设计方法M.北京：机械工业出版社，2001. 7孙桓，陈作模主编.机械原理（第七版）M.北京：高等教育出版社，2006. 8周良德，朱泗芳等编著.现代工程图学M. 长沙:湖南科学技术出版社，2000. 9肖刚，王秋成.圆盘式电磁振动上料器.组合机床与自动加工技术J，19979(6)8-1010 龚桂义. 机械设计课程设计图册. 3版M. 北京：高等教育出版社，1987年.致谢经过近半年的忙碌，终于到了收获的季节，回想自己这半年在毕业设计过程中所遇到的种种困难，此刻才深深的体会到独自完成一项机械设计的不易。在这个过程中，不仅学到了很多专业知识，更锻炼了自己的做事能力，开阔了视野。但由于经验不足，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促和指导是很难完成这份设计的。本次设计是在xxxxx导师和谭志飞老师的悉心指导和严格要求下完成的，导师渊博的知识，严谨的治学态度，高度的责任心以及严于律己，待人诚恳的思想品德深深的影响了我，每次与老师的探讨和争论都会成为我大学四年美好回忆的一部分，更是使我受益终身的宝贵财富。从课题的选择到完成，xxxxx和谭志飞老师都给予了我耐心的指导和不懈的支持，在此谨向两位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在完成设计的过程中，我还得到了同组同学的协助和指点，使我从开始对画图软件的生疏到现在能够熟练使用，我们在设计过程中共同进步，不仅收获了一份毕业设计，更收获了一份真挚的友情。最后我还要感谢我大学四年来的所有老师，是他们的谆谆教导才使我打下了坚实的专业知识基础，这对毕业设计的完成也是至关重要的。最后感谢xxxxx四年来对我的大力栽培。32 xxxxx毕业论文（设计）评阅表学号 xxxxx 姓名 xxxxx 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 振动式螺母输送机设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 年 月 日xxxxx 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： xxxxx 姓名： xxxxx 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 53 页 图 表 14 张论文（设计）题目： 振动式螺母输送机设计 内容提要： 螺母输送机的全称为：振动式自动螺母输送设备。一般与焊接设备配套使用，例如汽车制造厂需要在钢板上焊接螺母，如果是用人手输送的话，首先效率较低，最重要的是会因操作失误是产生重大的安全事故，如还没完全松开手时就进行 焊接，这时很容易把手指打断。为了提高生产效率和杜绝此类的安全隐患，用能快 速准确的螺母输送机来代替人手方式装配则是一个很好的。指导教师评语指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日附录1：译文陶瓷刀具在有色金属和有色合金机械加工中的耐磨机械装置Deng Jianxin* and Ai Xing本文中，检查两种氧化铝基(Al2O3/TiB2 and Al2O3/TiB2/SiCw)陶瓷刀具在连续车削淬硬钢和镍基合金钢的加工性能和磨损机理。结果表明，在车削淬硬钢同样的条件下进行，Al2O3/TiB2/SiCw工具刀面的耐磨性比工具要低，该机械装置形成的原因是SiC和铁之间的原子键强有力的连接，必须从以Al2O3/TiB2/SiCw 为母体的陶瓷刀具中拔出。在连续车削Inconel 718合金，Al2O3/TiB2/SiCw的刀具相比Al2O3/TiB2工具在刀面磨损阻力方面有很大的改善，粘附和磨料磨损被发现是主要磨损机制，粘附和扩散是加速镍铬铁合金的刀具前刀面磨损率。1998 Elsevier科学有限公司版权所有关键词：陶瓷刀具，磨损性能，磨损机理，切削性能导言陶瓷硬，耐磨，而且化学性质稳定，陶瓷刀具在通常表现得更好高速加工和加工的高工件材料的硬度比较高高速钢和硬质合金刀具。然而，陶瓷切削工具的灵活性限制了他们的使用，例如作为其低的断裂韧性和低的抗热冲击。此外，陶瓷对微小缺陷非常敏感。因此，陶瓷刀具常常在刀口处开裂，由于刀具的破裂而导致无法预料的和灾难性的后果。低的断裂韧性导致脆性断裂，低导热系数和高的热膨胀各向异性导致陶瓷较大的温度梯度和热微裂纹在刀片的刃口。因此，断裂韧性和热冲击是限制陶瓷切削刀具应用的最大障碍参数，特别是单片氧化铝刀具。改善力学性能前必须实现的潜力陶瓷能获得充分实现。直到约1970年，陶瓷刀具有显着改善。这些改进的主要原因是：（1）微观结构已经完善，通过控制和改进生产工艺;（2）增韧机制已经制定，如晶须增韧和变增韧，从而提高断裂韧性的陶瓷刀具，同时时间减少易感性的热冲击;（3）新的陶瓷成分已被开发适合切削刀具的应用，特别是在高速加工;和（4）表面一直受制于消除裂缝，违规行为，和残余应力。这些事态发展已使陶瓷刀具，用于加工各类钢，铸铁，和非铁金属，如黄铜，青铜，和镍基合金耐火材料在高速切削中。使用各种不同的颗粒和晶须增添了陶瓷基提供了巨大的改善，力学性能。例如，增加的TiB2颗粒对Al2O3基提高断裂韧性，硬度、强度比单片Al2O3和提供方面的优势磨损和断裂行为当作为切削刀具材料。此外改进综合已通过补充SiCw的设计者。的目的，本次调查是比较磨损性能及磨损机理研究Al2O3/TiB2和Al2O3/TiB2/SiCw氧化铝基陶瓷刀具用于车削镍基合金和淬火钢实验程序材料制造 单片氧化铝（平均粒径0.8微米）被用来作为基准物质。加成TiB2的粒子（平均粒径1毫米）和SiC晶须（ dia. 1-3微米，长度20-80微米）增加了Al2O3基根据组合表1，该材料是采用胶体和超声波处理技术。压滤被用来巩固多元料浆进入坯体约60毫米直径和10毫米厚.接着干燥，最后通过致密的过滤器凝结是通过热压以35兆帕的压力在氢气环境中10-60分钟产生陶瓷粉块。这些程序的细节和具体的工艺参数描述在其他地方。试件3x4x36毫米准备从这些粉块中用金刚石砂轮切割和磨削，用于测量弯曲强度、硬度和断裂韧性.微硬度测量是由硬度测试仪使用维克斯钻石代购商.代购商提供100 N的申请10号三点式弯曲模式是用来衡量弯曲强度超过30毫米的跨度在十字头速度0.5毫米每分钟 。断裂韧性的测定，采用压痕微方程 KIC = 0.203特征尺寸的对角斜线和径向裂缝长度通过光学显微镜慎重来压痕。表1 组成/TiB2和/TiB2/SiCw陶瓷刀具材料综合 商品名 成分 Al2O3 TiB2 SiCwAl2O3/TiB2 LP1 80 20 0Al2O3/TiB2/SiCw LP2 72 18 10抗弯强度、硬度和断裂韧性的数据集成五个实例。结果，断裂韧性，抗弯强度和硬度的两个复合材料列于表2。可以看出，合并后增加的TiB2陶瓷颗粒和SiC晶须对氧化铝导致改善硬度和断裂韧性比Al2O3/TiB2复合材料，尤其是在断裂韧性有所提高。然而，抗折强度的复合材料LP2相比LP1要差一点。图1显示形貌的断裂面LP1和LP2 。可以看出， LP1组合显示出一个平面的断裂面，由于晶内断裂模型而引起的。断裂表面粗糙LP2综合比前，留心观察，突出的胡须和晶须被提出之前注意到，。这些证据表明晶须可以拔出和桥接，断裂模型在晶体内和之间混合存在。切断检验切断测试在刀架上装有负倾角5度的组合刀具的CA6140车床上进行。切削工具将根据ISO SNGN150608做好插入准备。工件材料为镍基合金，其化学成分列于表3 。比较试验还上执行45淬火钢的硬度，硬度50 。工具刀面磨损量使用ax10可选系统通过传感器相连的数字读出。所有试验用进给量0.15毫米每旋转一圈和1.5毫米切削深度。没有冷却用。寿命限制适用标准的测试有8条：（1）平均刀面磨损0.3毫米; （2）最高刀面磨损0.6毫米;（3）最大的磨损0.14毫米; （4）工具边缘裂缝;（5）前刀面剥落。结果和讨论刀具寿命和失效模式图2和图3显示了刀具寿命和生命极限每个工具的因素时，加工淬火钢和铬镍铁合金在不同的切割速度。减少生活中的工具被看作是切削速度上升为所有切割工具。在大多数情况下，过多的刀面磨损是负责限制刀具寿命。加工时淬火钢在更高的速度，展出的LP2工具磨损严重的弹坑。当在高速加工铬镍铁合金用LP1刀具时，刀具断裂。表2 刚玉陶瓷刀具材料的力学性能综合 硬度 断裂韧性 抗弯强度 (GPa) (MPa.m1/2) (MPa)LP1 21.3 5.1 820LP2 22.5 7.8 750图 1LP1和LP2的扫描电子显微镜的断裂面图表3 铬镍铁合金的化学成分 成分 Ni Cr