機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計大作業(yè).doc

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機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計大作業(yè) 目錄 第1章 總體方案設(shè)計 1 1.1 研究給定的設(shè)計任務(wù) 1 1.2設(shè)計任務(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 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方案評價 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 6 2.1運動分析 6 2.2動力分析 6 第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計 9 3.1動力機(jī)選擇 9 3.2運動與動力參數(shù)的確定 9 3.3運動與動力參數(shù)確定 9 3.4傳動零件設(shè)計計算 10 第1章 總體方案設(shè)計 1.1 研究給定的設(shè)計任務(wù) 表1.1 設(shè)計任務(wù)書 編號 名稱 電機(jī)冷卻系統(tǒng) 設(shè)計單位 起止時間 設(shè)計人員 設(shè)計費用 設(shè)計要求 1 功能 主要功能：對大功率電機(jī)進(jìn)行冷卻 2 適應(yīng)性 工作對象：大豆、小麥、玉米 每次篩重：10kg~20kg 環(huán)境：多塵、振動 3 性能 動力：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分離 5 可靠度 98% 6 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 物理振動原理 1.4工藝方案設(shè)計 人工倒入適量谷物 打開開關(guān) 振動工作 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方案評價 評價原則：滿足功能要求、經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量輕 評價方式：一對一比較 表1.3方案評分表 方案代號 一對一比較 評分 A B C A 1 1 2 B 0 0 0 C 0 1 1 經(jīng)過評價選擇A方案： 分離功能：鐵絲網(wǎng)格 動力功能：電機(jī) 控制功能：開關(guān) 1.9方案簡圖 1機(jī)架、2振動篩搖桿、3振動篩鐵絲網(wǎng)、4振動篩曲柄、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 尺寸參數(shù)：整體長寬高1500800500mm 運動參數(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 由于僅有一個執(zhí)行頭，不存在干涉情況，所以不需進(jìn)行時間、空間同步化。  第2章 執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計 2.1運動分析 2.1.1運動參數(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運動尺寸確定 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L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm 2.2動力分析 1. 偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動力分析 圖2.2偏心曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動力分析 A. 運動分析 位移方程 速度方程 加速度運動方程 B.力分析 圖2.3連桿搖桿力分析 對于連桿2有R12=R32， 對于搖桿3有R43=R23， 圖2.4曲柄力分析 對于曲柄1有R21=R41，  第3章 傳動系統(tǒng)設(shè)計 3.1動力機(jī)選擇 查Y系列電機(jī)表取Y80M1-1型號電機(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家用振動篩） 3.2運動與動力參數(shù)的確定 3.21總傳動比 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運動與動力參數(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 各軸運動參數(shù) 軸序號 功 率 P/ KW 轉(zhuǎn) 速 n/(r/min) 轉(zhuǎn) 矩 T/N.m 傳動形式 傳動比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 4.0 0．96 Ⅱ軸 0.523 347.5 14.37 齒輪傳動 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傳動零件設(shè)計計算 （1）選擇軸的材料:軸的材料為45號鋼，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》表（8-2）得：=107~118，?。?115 考慮軸端有一個鍵槽，在計算時應(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?。?20mm （3） 初選滾動軸承 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)計課程設(shè)計》與軸配合軸承選用滾動軸承6205 GB/T276-1994。 圖3.1 曲柄軸簡圖