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1、
機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)大作業(yè)
目錄
第1章 總體方案設(shè)計(jì) 1
1.1 研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù) 1
1.2設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化 1
1.3確定工藝原理方案 1
1.4工藝方案設(shè)計(jì) 1
1.5功能分解功能樹 2
1.6確定每種功能方案 2
1.7確定邊界條件 2
1.8方案評(píng)價(jià) 3
1.9方案簡圖 3
1.10總體布置 4
1.11總要參數(shù)的確定 4
1.12循環(huán)圖 4
第2章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6
2.1運(yùn)動(dòng)分析 6
2.2動(dòng)力分析 6
第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9
3.1動(dòng)力機(jī)選擇 9
3.2運(yùn)動(dòng)與
2、動(dòng)力參數(shù)的確定 9
3.3運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)確定 9
3.4傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 10
第1章 總體方案設(shè)計(jì)
1.1 研究給定的設(shè)計(jì)任務(wù)
表1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書
編號(hào)
名稱
電機(jī)冷卻系統(tǒng)
設(shè)計(jì)單位
起止時(shí)間
設(shè)計(jì)人員
設(shè)計(jì)費(fèi)用
設(shè)計(jì)要求
1
功能
主要功能：對(duì)大功率電機(jī)進(jìn)行冷卻
2
適應(yīng)性
工作對(duì)象：大豆、小麥、玉米
每次篩重：10kg~20kg
環(huán)境：多塵、振動(dòng)
3
性能
動(dòng)力：功率300w左右
整機(jī)重量小于25kg
外形尺寸1500800500
4
工作能力
三分鐘完成一次振動(dòng)分離
5
可靠度
98%
6
3、
使用壽命
5年
7
經(jīng)濟(jì)成本
600元
8
人機(jī)工程
操作方便，便于篩選完的谷物收集
9
安全性
有漏電保護(hù)
1.2設(shè)計(jì)任務(wù)抽象化
圖1.1系統(tǒng)黑箱
1.3確定工藝原理方案
物理振動(dòng)原理
1.4工藝方案設(shè)計(jì)
人工倒入適量谷物 打開開關(guān) 振動(dòng)工作 關(guān)閉電源
收集分離干凈的谷物
圖1.2工藝路線圖
1.5功能分解功能樹
圖1.3功能樹
1.6確定每種功能方案
分離功能：鐵絲網(wǎng)格、帶孔鐵板、帶孔塑料板
動(dòng)力功能：電機(jī)
控制功能：開關(guān)
表1.2 功能解形態(tài)學(xué)矩陣
分功能
功能解
A
B
C
分離功
4、能
鐵絲網(wǎng)格
帶孔鐵板
帶孔塑料板
1.7確定邊界條件
圖1.4邊界條件
1.8方案評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)原則：滿足功能要求、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量輕
評(píng)價(jià)方式：一對(duì)一比較
表1.3方案評(píng)分表
方案代號(hào)
一對(duì)一比較
評(píng)分
A
B
C
A
1
1
2
B
0
0
0
C
0
1
1
經(jīng)過評(píng)價(jià)選擇A方案：
分離功能：鐵絲網(wǎng)格
動(dòng)力功能：電機(jī)
控制功能：開關(guān)
1.9方案簡圖
1機(jī)架、2振動(dòng)篩搖桿、3振動(dòng)篩鐵絲網(wǎng)、4振動(dòng)篩曲柄、5電機(jī)
圖1.5方案簡圖
1.10總體布置
圖1.6總體布置圖
1.11總要參數(shù)的確定
5、
尺寸參數(shù)：整體長寬高1500800500mm
運(yùn)動(dòng)參數(shù)：曲柄回轉(zhuǎn)速率n=120r/分
1.12循環(huán)圖
圖1.7曲柄循環(huán)圖
由于僅有一個(gè)執(zhí)行頭，不存在干涉情況，所以不需進(jìn)行時(shí)間、空間同步化。
第2章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1運(yùn)動(dòng)分析
2.1.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)確定
1.偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)參數(shù)確定
曲柄回轉(zhuǎn)速率n=120r/分
2.1.2運(yùn)動(dòng)尺寸確定
1. 偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)
確定曲柄長度L1，連桿長度L2，搖桿長度L3、機(jī)架長L4和偏心距e
圖2.1偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)
由機(jī)器的總體尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；
由曲柄存在條件和機(jī)器總高取L
6、1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm
2.2動(dòng)力分析
1. 偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析
圖2.2偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力分析
A. 運(yùn)動(dòng)分析
位移方程
速度方程
加速度運(yùn)動(dòng)方程
B.力分析
圖2.3連桿搖桿力分析
對(duì)于連桿2有R12=R32，
對(duì)于搖桿3有R43=R23，
圖2.4曲柄力分析
對(duì)于曲柄1有R21=R41，
第3章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1動(dòng)力機(jī)選擇
查Y系列電機(jī)表取Y80M1-1型號(hào)電機(jī)額定功率0.55kw，額定轉(zhuǎn)速1390r/min。
(參考新鄉(xiāng)市永清篩分機(jī)械有限公司的PZS家用振動(dòng)篩）
3.2
7、運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)的確定
3.21總傳動(dòng)比
i=n電機(jī)/n曲柄=1390/120=11.58，取為i=12
選擇減速比為12的齒輪減速器
3.3運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)確定
確定各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩
聯(lián)軸器效率： =0.99
球軸承： =0.99
齒輪嚙合效率： = 0.97
0軸（電機(jī)主軸）
Ⅰ軸（減速器高速軸）
Ⅱ軸（減速器中間軸）
Ⅲ軸（減速器低速軸）
Ⅳ軸（曲柄軸）
表3.1 各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)
軸序號(hào)
功 率
P/ KW
轉(zhuǎn) 速
n/(r/min)
轉(zhuǎn) 矩
T/N.m
8、傳動(dòng)形式
傳動(dòng)比i
效率η
0軸
0.55
1390
3.78
連軸器
1.0
0．99
Ⅰ軸
0.539
1390
3.7
齒輪傳動(dòng)
4.0
0．96
Ⅱ軸
0.523
347.5
14.37
齒輪傳動(dòng)
3.0
0．96
Ⅲ軸
0.507
115.8
41.81
連軸器
1.0
0．99
Ⅳ軸
0.503
115.8
41.48
3.4傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇軸的材料:軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
（2）按扭矩初步估算軸端直徑，其軸徑可按下式求得：
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表（8-2）得：=107~118，取：=115
考慮軸端有一個(gè)鍵槽，在計(jì)算時(shí)應(yīng)該增加3%～5%
=18.76mm
考慮軸與聯(lián)軸器相配合由聯(lián)軸器的規(guī)格，將外伸段直徑加工取標(biāo)準(zhǔn)值取：=20mm
（3） 初選滾動(dòng)軸承
考慮零件的成本和安裝使用方便選用深溝球軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》與軸配合軸承選用滾動(dòng)軸承6205 GB/T276-1994。
圖3.1 曲柄軸簡圖
11
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