机械系统设计大作业.docx

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机械系统设计大作业

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精品资料

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第1章总体方案设计

1.1研究给定的设计任务

表1.1设计任务书

1

功能

主要功能：

分离谷物中的杂质、灰尘

2

适应性

工作对象：

大豆、小麦、玉米

每次筛重：

10kg~20kg

环境：

多尘、振动

3

性能

动力：

功率300w左右

整机重量小于25kg

4

工作能力

外形尺寸1500×800×500

三分钟完成一次振动分离

5

可靠度

98%

6

使用寿命

5年

7

经济成本

600元

8

人机工程

操作方便，便于筛选完的谷物收集

9

安全性

有漏电保护

1.2

设计任务抽象化

收集分离干净的谷物

图1.2工艺路线图

1.5功能分解功能树

1.7确定边界条件

经过评价选择A方案：

分离功能：

铁丝网格动力功能：

电机

控制功能：

开关

1.9方案简图

图1.6总体布置图

1.11总要参数的确定

尺寸参数：

整体长宽高1500×800×500mm

运动参数：

曲柄回转速率n=120r/分

1.12循环图

图1.7曲柄循环图

由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。

第2章执行系统设计

2.1运动分析

2.1.1运动参数确定

1.偏心曲柄摇杆机构参数确定曲柄回转速率n=120r/分

2.1.2运动尺寸确定

1.偏心曲柄摇杆机构

确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e

图2.1偏心曲柄摇杆机构

由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；

由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm

2.2动力分析

1.偏心曲柄摇杆机构动力分析

图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析

A.运动分析

位移方程

100

100

cossin

210

210

cossin

1300

1300

cossin

1400

60

速度方程

100

100

w1sin

w1cos

210

210

w2sin

w2cos

1300

1300

w3sin0

w3cos0

加速度运动方程

100

2

w1cos

210

2

w2cos

1300

2

w3cos0

100

2

w1sin

210

2

w2sin

1300

2

w3sin0

B.力分析

第3章传动系统设计

3.1动力机选择

查Y系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw，额定转速1390r/min。

（参考新乡市永清筛分机械有限公司的PZS家用振动筛）

3.2运动与动力参数的确定

3.21总传动比

i=n电机/n曲柄=1390/120=11.58，取为i=12

选择减速比为12的齿轮减速器

3.3运动与动力参数确定确定各轴功率、转速、转矩联轴器效率：

联=0.99

球轴承：

承=0.99

齿轮啮合效率：

齿=0.970轴（电机主轴）

p00.55kw

n01390r/min

T09550

0.55

1390

3.78N.m

Ⅰ轴（减速器高速轴）

pp0

n1390r

联承

/min

0.539kw

T9550

0.539

1390

3.7N.m

Ⅱ轴（减速器中间轴）

pp0联

0.523kw

承齿

nn/i（4）

347.5r

/min

T9550

0.523

347.5

14.37N.m

Ⅲ轴（减速器低速轴）

pp0联承

齿承齿

0.507kw

nn/i（3）

115.8r

/min

T09550

0.507

115.8

41.81N.m

Ⅳ轴（曲柄轴）

pp0

n115.8r

联承齿

/min

承齿承

0.503kw

T9550

0.503

115.8

41.48N.m

表3.1各轴运动参数

轴序号功率

P/KW

转速

n/（r/min）

转矩

T/N.m

传动形式传动比i效率η

0轴

0.55

1390

3.78

Ⅰ轴

0.539

1390

3.7

Ⅱ轴

0.523

347.5

14.37

Ⅲ轴

0.507

115.8

41.81

连轴器1.00．99

齿轮传动4.00．96

齿轮传动3.00．96

Ⅳ轴0.503115.841.48

连轴器1.00．99

3.4传动零件设计计算

（1）选择轴的材料:

轴的材料为45号钢，调质处理。

（2）按扭矩初步估算轴端直径，其轴径可按下式求得：

P1

d1A03

n1

查《机械设计》表（8-2）得：

A0=107~118，取：

A0=115

考虑轴端有一个键槽，在计算时应该增加3%～5%

d11153

0.503

=18.76mm

115.8

考虑轴与联轴器相配合由联轴器的规格，将外伸段直径加工取标准值取：

d1=20mm

（3）初选滚动轴承

考虑零件的成本和安装使用方便选用深沟球轴承，查《机械设计课程设计》与轴配合轴承选用滚动轴承6205GB/T276-1994。

图3.1曲柄轴简图