机械方面 毕业论文例子讲解.docx

机械方面 毕业论文例子讲解.docx

《机械方面 毕业论文例子讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械方面 毕业论文例子讲解.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

机械方面毕业论文例子讲解

XXXX大学

毕业设计（论文）

题目

自动加料电动车

系别

XXXXXX

专业

　　　XXXXXXX　　　　　　　　　

班级

XXXX

姓名

XXXX

学号

XXXXX

指导教师

XXXX

日期

XXXX年XX月XX日

摘要…………………………………………………………………………………2

前言…………………………………………………………………………………3

1电动机选用…………………………………………………………………………4

2开门、关门轴的传动计算…………………………………………………………6

2.1带轮的设计……………………………………………………………………8

3.小车行走的传动计算及链轮的设计计算………………………………………9

3.1主动轮的速度………………………………………………………………10

3.2链轮的设计及计算…………………………………………………………12

3.3小链轮的尺寸设计…………………………………………………………13

3.4大链轮的尺寸设计…………………………………………………………15

4减速器的选用……………………………………………………………………16

5轴的选料及校核………………………………………………………………17

5.1减速器轴的设计……………………………………………………………18

5.2驱动轴选料及校核…………………………………………………………19

5.3用于开关门的传动轴………………………………………………………21

6.小车的容积计算…………………………………………………………………26

7.零部件选择………………………………………………………………………27

8.箱体的设计………………………………………………………………………29

结论……………………………………………………………………30

致谢……………………………………………………………………………31

参考文献……………………………………………………………………33

摘要

随着科学进步的不断发展，各行各业技术的不断改进和更新；在化工冶炼行业，由于劳动强度大，工作环境差等原因，不得不去为改善其生产工艺和更新生产设备；而去提高劳动生产率和产量。

而铅冶炼行业作为一个重金属冶炼，不仅在保证劳动工人的身体条件，而且也在其不断提高其机械化程度和改善其工作环境,减少对人体的危害,减轻工人们的劳动强度,改善个工作环境,同时也可以提高其劳动生产率。

以前所用的炉都是烧结锅那样的，不仅小而且污染大，而现在已经不能被接受，更不能满足其生产需要,为了适应社会要求及变化,更换了更大容量的炼铅炉,如果还采用原始的人工投料不仅慢，效率低，环境差，已不能适应其生产。

因此我们开发生产应采用自动,生产率高的自动送料小车,在保证提高生产率提高前提下，我们根据老师提供的部分资料,我们着手从自动小车所用电动机入手，再从减速器的选配入手,计算出小车的行进速度，开、关料门的时间；以及轴、轮的转速,并由此来选定驱动轴所选轴及其链轮尺寸,再对其开门关门轴进行计算得出结果,选择合适的带轮，链轮进行转动,控制其开关门时间,为保证其开关门准确性我们采用行程开关来保证时间的精确和动作的准确,并且对小车的行走速度给予保证，利用电磁制动器来使小车在行进中断电后不会由于惯性继续运动。

关键词：

链轮，电磁制动器，行程开关

前言

21世纪是经济腾飞，信息发达的时代，科技在这个伟大时代里扮演着重要角色。

谁能及早把握科技，谁就能引领时代。

时代在变，人也在变。

企业要生存发展，追求效益，就要敢于改变理念，更新设备。

善于科技创新，技术改进。

以前冶炼行业用的是小炼铅炉从0.85平方米、1.14平方米再到2平方米、2.26平方米等等。

随着工业的不断发展，小的设备已经不能满足现代化生产生活的需要，因此设计了大规模的炼铅炉，5.6平方米，6平方米，7.65平方米，8.65平方米等等。

以前小炉都是人工拉小车上料，效率低，也非常辛苦。

扩大规模后就应该采用自动加料，把人从恶劣的环境中解放出来，减轻工人的劳动强度。

刚开始设计时，不知道从何下手。

首先，从电动机的选择开始，根据工作环境和小车行走速度，可以选择合适的电动机和转速，然后列举大纲，减速器的选择，开门、关门的传动计算。

小车性走的传动计算和链轮的设计、计算。

皮带传动的设计与计算，小车容积计算，行程开关的工作原理，然后开始查找资料，浓缩三年所学的知识和经验，广泛征求意见，经过细心的筛选，终成定稿。

本设计的自动上料电动车优越性在于：

根据实际需要和设计安排，能在指定位置实现自动开门卸料，实现自锁。

保证安全。

1．电动机选用

电动机已经标准化、系列化，应按工作机要求，根据选择的传动方案，选择电动机类型、容量和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。

电动机有交流电动机和直流电动机之分，一般工厂都采用三相交流电，因而采用交流电动机。

交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。

异步电动机分为笼型和绕线型两种，其中以普通笼型电动机应用最多，因所设计送料小车的场合需经常启动，工作环境条件差，以及频繁制动及正反转，则要求电动机转动惯量小，过载能力大。

由此我们可知应该选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型，同时根据用户要求可知道我们选用两台电动机应型号Y100L1－4－2.2型N=1430r/min，它表示电动机型号为Y100L1－4，额定功率为2.2kw，满载转速为1420r/min，额定转距合最大转距都为2.2，极数为4极。

载荷平稳，对起动无特殊要求，选YR型异步电动机封闭式结构，电压为380伏。

确定电动机的功率：

工作机所需功率为

=

=

X0.85/100K

电动机的工作功率：

=

/η

电动机到卷筒轴的总功率为：

η

=η

хη

хη

=0.96

х0.97

х0.96

=0.693

P

=P

/η

=10.11Kw

η

=0.96（滚动轴承）η

=0.97（齿轮精度为8级）

η

=0.96（联轴器）

查工具书，电动机的额定功率为11Kw

确定电动机的转速：

卷筒机转速为：

n

=60х0.85х1000/300х3.1415=54.14r/m

传动比的合理范围（6—28）

N

=（6—28）х54.14r/min=373—1738

经综合考虑，减轻电动机的重量及传动装置的重量和节约资金选用电动机型号为Y160M—4，其主要性能如表1.1：

表1.1

电动机型号

额定功率（KW）

电压（V）

转速（r/min）

Y160M—4

11

380

1460

确定传动装置的总传动比和分配各级的传动比

由选定电动机的转速n

和工作机的转速n

Ia=nd/nw=1460/54.14=26.96

传动装置由二级传动而成，则总传动比的分配如下：

=

х

=5.18，

=5.2，

х

=5.18х5.2=26.76

接近26.76在误差允许的范围之内。

2．开门关门轴的传动计算：

由已知条件知道小车开门和关门时间各为2.1秒

选用的减速器型号为WD122-50-C

根据场合的需要，我们选定偏心轮的直径为244mm，偏心轮转完一周需4.2秒，那么1分钟则为14.2r/min

由选定的圆柱蜗杆减速器得知蜗轮蜗杆传动比为50：

1

由此可知蜗杆的转速为：

蜗杆转速=蜗轮×传动比i

=14.2×50=710r/min

2.1带轮的设计

带传动简图

1.小带轮、2.V带、3.大带轮

2.1.1确定计算功率PC

由表8.21查得KA=1.3由式8.12得

PC=KAP=1.3×2.2=2.86KW（根据《新编机械设计基础》154页）

2.1.2选取普通V带型号

根据PC=2.86KWn1=1430r/min由图8.12选用A型普通V带

2.1.3确定带轮基准直径dd2和dd1

由表8.6和图8.12选取dd180mm，（根据高等教育出版社《机械设计础》113页）

且dd1=80mm>dmin=75mm大带轮基准直径为

dd2=n1/n2dd1=1430/7×80=161.13mm

按表8.3选取标准值dd2=160mm，则实际传动比，从动轮实际转速为

i=dd2/dd1=160/80=2

n2=n1/i=1430/2=725r/min

从动轮误差率为

725-710/710×100%=2.1%

在±5%以内为允许值,而且传动间有一定的效率损失

2.1.4验算带速V

V=πd1n1/60×1000

=π×80×1430/60×1000m/s

=5.99m/s

2.1.5确定带的基准长度Ld和实际中心距a

设计处定中心距a0=310mm

由式8.15得

L0=2a0+π/2（dd1+dd2）+（dd2-dd1）2/4a

=[2×310+π/2（160+80）+（160-80）/4×310

=1002.1mm

由表8.4取基准长度Ld=1000mm（

由式8.16得实际中心距a为

a≈a0+Ld-L0/2

=310+1000-1002.1/2

=308mm（根据《新编机械设计基础》149页）

检验小带轮包角a

由式8.17得

a1=180°-dd2-dd1/a×57.3°

=180°-160-80/308×57.3°

=165.11°>120°

2.1.6确定V带根数Z

由式8.18得（出自《新编机械设计基础》156页）

Z≥Pc/（P0+△P0）KaK1

根据dd1=80mmn1=1430r/min，

查表8.10得

P0=0.81KW

由式8.11得功率增量为△P0

△P0=Kbn1（1-1/Ki）

由表查得带长度修正系数KL=0.89，由图8.11查包角系数Ka=0.97

Z=2.86/（0.81+0.177）×0.97×0.89

=3.356根

圆整Z=4根（出自《新编机械设计基础》153页）

2.1.7求拉力F0及带轮轴上压力FQ

由表8.6得A型普通V带每米质量q=0.1kg/m,根据式8.19得单根V带的初拉力V为：

F0=500Pc/zv（2.5/Ka-1）+qv2

=[500×2.86/4×5.99（2.5/0.97-1）+0.17×（5.99）²]N

=63.27N（出自《新编机械设计基础》157页）

由式（8.20）可得作用在轴上得压力FQ为

FQ=2F0Zsina1`/2

=2×63.27×4sin165.11/2N

=501.89N（出自《新编机械设计基础》158页）

2.1.8设计结果

选用4根A—1000GB11544—89V带，中心距a=308mm,带轮基准直径dd1=80mm，dd2=160mm轴上压力FQ=501.89N

2.1.9带轮的材料：

带轮材料常用铸铁、钢、铝合金或工程塑料，灰铸铁应用最广，当带速V≤25m/s时采用HT150，当V=25—30m/s时采时，则应采用球墨铸铁，铸钢或锻钢，也可采用钢板冲压后焊接带轮，因此我们根据条件选用HT150。

用HT200，当V≥25—45m/s

3．小车行走的传动计算以及链轮的设计计算

3.1主动轮的速度

由已知条件小车行走速度33.3m/min,可知

V=πd1n1/60×1000

得：

33.3=3.14×200×n1/1000

n1=53r/min

已知电动机为P=2.2kw,n=1430r/min

选用的减速器为OZQ250—20—Ⅲ—Z型号，因其为单级传动，实际传动比为i=20,那么减速器输出转速为

1430÷20=71.5r/min

3.2链轮的设计及计算

链轮的齿形与齿轮的齿形相似，但其齿廓不是共轭齿廓，其齿形具有很大的灵活性。

链轮齿形应具备以下性能：

保证链节能平稳、自由的啮入和啮出；尽量减小链节与链轮啮合时的冲击和接触应力；有较大的容纳链节距因磨损而增长的能力；便于加工。

　　常用的齿形有：

直线-圆弧齿形、两圆弧齿形。

　　滚子链链轮的轴面两侧齿形为圆弧或直线，以利链节的啮入和啮出。

根据联轮的使用场合和分类，本设计使用滚子链链轮。

3.2.1选择链轮齿数Z1，Z2

估计链速V=0.5—3m/s，

传动比i=n1/n2=71.5/53=1.36

根据表9.5选取小链齿轮数Z1=20，则大链齿数Z2=i×Z1=20×1.36=27.2

圆整得28

（出自《新编机械设计基础》162页）

3.2.2确定链节数

初定中心距a0=15P,由式（9.8）得链节数LP为

LP=2a0/p+Z1+Z2/2+P（Z2-Z1）2/39.5×a0

=2×15p/10+20+28/2+p（28-20）²/39.5×15p

=54（出自《新编机械设计基础》167页）

取LP=54

3.2.3根据功率曲线确定链型号

由表9.2查得KA=1，按图9.8估计链工作点在曲线顶点下侧，按表9.3KZ=1，由图9.9查得KL=0.75（由曲线查得）采用单排链，

由表9.4得Km=1（出自《新编机械设计基础》164页，）链传递的功率由式（9.5）得

P0≥KAP/KZKLKm

=1×2/1×0.75×1

=2.667KW（出自《新编机械设计基础》170页，）

按图9.8选取链号为16A，节距为

P=25.4mm

3.2.4验算链速：

V=Z1Pn1/60×1000

=20×25.4×71.4/60×1000

=0.615m/s

V值与估计相等

3.2.5计算实际中心距

设计成可调整中心距的形式，故不必精确计算中心距，可取

a≈a0=15P=15×25.4=381mm

3.2.6确定润滑方式。

查图6-39知采用人工润滑（出自《新编机械设计基础》306页）

3.2.7链轮轴的受力

计算对链轮轴的F′=1.25F=1.25×1000P/V

=1.25×1000×2/0.6

=4167N

3.2.8链轮的设计

查表5.14可知链号为16A，滚子外径d2=15.88mm

（出自《新编机械设计基础》164页）

3.2.9链轮的材料

链轮轮齿应有足够的接触强度和耐磨性，常用材料为中碳钢，（c35—45钢）不重要场合用Q235A、Q275A钢，高速重载时采用合金钢，低速时大链轮可采用铸铁，由于小链轮的齿合次数多，小链轮的材料应优于大链轮，并进行热处理。

而我们由场合和速度可知选用45钢

3．3小链轮的尺寸设计

分度圆直径dd

dd=P/sin180/Z

=25.4/sin180/Z=162.37mm

齿顶圆直径da

damax=d+1.25P-dr'

=162.37+1.25×25.4-15.88

=178.24mm

　damin=162.37+（1-1.6/20）×25.4-15.88

=151.57mm

齿根圆直径dｆ

df=d-dr'=162.37-15.88

=146.49mm

.4大链轮的尺寸设计

3.4.1链传动的特点

　　链传动是在平行轴上的链轮之间，以链条作为挠性曳引元件来传递运动和动力的一种啮合传动如图。

链传动简图

1-小链轮2-链条3-大链轮

　　与带传动、齿轮传动相比，链传动的主要优缺点是：

　优点：

　　没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比，传动效率较高（封闭式链传动传动效率

=0.95～0.98）；链条不需要象带那样张得很紧，所以压轴力较小；传递功率大，过载能力强；能在低速重载下较好工作；能适应恶劣环境如多尘、油污、腐蚀和高强度场合。

缺点：

　　瞬时链速和瞬时传动比不为常数，工作中有冲击和噪声，磨损后易发生跳齿，不宜在载荷变化很大和急速反向的传动中应用。

链传动的使用范围是：

传动功率一般为100kW以下，效率在0.92～0.96之间，传动比i不超过7，传动速度一般小于15m/s。

它广泛应用于石油、化工、农业、采矿、起重、运输、纺织等各种机械和动力传动中

3.4.2链传动的类型

按用途不同，链可分为传动链、起重链和曳引链。

传动链主要用于传递运动和动力，应用很广泛。

本章只介绍传动链。

传动链又可分为滚子链和齿形链。

齿形链比套筒滚子链工作平稳、噪声小，承受冲击载荷能力强，但结构较复杂，成本较高。

滚子链的应用最为广泛。

分度圆直径

d=P/sin180/Z=25.4/sin180/Z=228mm

齿顶圆直径da

damax=d+1.25P-dr'=228+1.25×25.4-15.88=243.87mm

damin=d+（1-1.6/28）P-d2=228+（1-1.6/28）×25.4-15.8=236.07mm

齿根圆直径df

df=d-d2'=228-15.88=212.12mm

齿宽（单排）bf1=0.95b1

=0.95×15.75

=14.96mm

因P＞12.7

倒角宽

ba=（0.1—0.15）P=0.1×25.4=2.54mm

倒角半径rxrx≥P=25.4mm

4．减速器选用

减速器多用来作为原动机与工作机械之间的减速传动。

根据传动型式，减速器可分为齿轮、蜗杆和齿轮－蜗杆减速器，根据形状不同，可分为圆柱、圆锥和圆锥－圆柱齿轮减速器，根据传动级数，可分为单级和多级减速器。

由以上开关门计算数据可知道我门根据应用场合的不同，以及设计的需要，选用WD122－50－C型为偏心轮开门与关门减速器，WD表示圆柱蜗杆减速器，即蜗杆在下，蜗轮在上，二者的中心距a=122mm，实际传动比i=50，采用第五种装配形式，由小车的行走速度计算可以知道，我们应该把小车的行车应该选用减速器的型号为GZQ250－20－ш－Z，它表示为齿轮中心距a=250mm，实际传动比为20，采用装配的形式为第三种。

4.1减速器的技术要求

对减速器提出的要求，注在“技术要求”项目内，技术要求写在装配图中的空白处。

不同性能的机器（或部件），其技术要求是不同的。

因此，在拟定，某一机器或部件的技术要求进行前，箱体内壁和具体的分析，现将一般减速器的技术要求列举如下：

1.装配所有铸件的不加工面上应清除铁屑和赃物，并涂防锈油漆；

2.零件在装配前必须用煤油清洗，配合面洗净，擦干，涂油后进行装配；

3.滚动轴承在装配前需用汽油清洗，擦干涂油；安装时严禁用手锤直接敲击，应垫以铜管或软铁管，并使力量均匀的分布在套圈上；

4.轴承装配完毕后，用手转动应轻快灵活，轴承的轴向游隙应按规定加以保证；

5.减速器个剖分面，各接触面及密封处，均不允许漏油，箱体剖分面允许涂密封胶，但不允许使用其它任何填料；

6.齿轮装配后，应检查其齿侧间隙；跑合后用涂色法检查齿接触斑点，检查结果应符合齿轮传动公差的规定；

7.按JB1130-70的规定进行复核试车，试车合格后，用煤油洗擦零件，用汽油洗净轴承，按要求进行装配，减速器内应洗净后调换干净的润滑油，标明润滑油的牌号，用量及其补充更换时间；

8.其它要求：

如对外观，包装，运输等方面的要求。

5．轴的选料及校核

轴是组成机器的重要零件之一，轴的主要功用是支承旋转零件，传递转距和运动，根据轴的承载性质不同可将轴分为转轴、心轴、传动轴之类。

5.1减速器轴的设计

从前面的设计可知,轴传动的功率为7.88

转速为187

，轴上安装齿轮为直齿圆柱齿轮，分度圆直径

，轮毂长度为72mm,单向传动。

5.1.1选择轴的材料

轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：

　　①.轴的强度、刚度及耐磨性要求；

　　②.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；

　　③.轴的材料来源和经济性等。

③轴的常用材料是碳钢和合金钢。

　　碳钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的中碳钢。

尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。

根据上述要求，故选用45号钢正火处理，由表查得

5.1.2计算轴的最小直径

按纽矩计算最小直径，对本减速器来说就是伸出端的直径。

查表得C=115，代入式

dmin=c

得:

115×

=40.01mm

因轴的伸出端要开一键槽,故要轴增大5%,即40.01×1.05=45mm

按标准选取dmin=45mm

5.1.3绘制结构草图

1轴上需要安装的零件的未知和定位方式如图

由于是单级圆拄齿轮减速器，故齿轮应安装在箱体内，使轴承对称地安装在齿轮两恻，这样有利于载荷平均分布。

为避免引起载荷集中，轴的外端安装一连轴器。

齿轮用轴环和套筒作轴向定位，用平键和过盈配合作周向定位。

左右端轴承与轴用过渡配合作轴定位，其推荐值有js6、k6、m6、n6、常用采用k6或n6.用轴环和左边的轴承盖对左轴承作轴向定位，用套筒和右边轴承盖对右轴承作轴向定位，联轴器用平键作周向定位，用轴肩作轴向定位

5.1.4确定轴的各段直径

为考虑轴向固定联轴器并便于装拆轴承，齿轮及强度要求等，则取通过轴承盖的轴颈为Ф50mm；为使左右端的轴承相同，将左端的轴颈Ф50mm.Ф50mm不于轴承配合处的公差按ƒ7处理，装齿轮处的直径为Ф56.2mm,轴环的直径为80mm.为避免左轴承不便拆卸或碰坏轴承保持架，将轴环做成阶梯形，基左阶梯直径为50mm.选两只7210c轴承。

外形和基本参数如表1.2：

表1.2

基本尺寸

额定负荷

转速

质量

d

D

B

Cr

Cor

r/min

Kg

50

90

20

32.8

26.8

6300

0.46

5.1.5确定轴的各段长度

轮毂长72mm取轴头长70mm承的宽为20mm左轴颈长定为20mm.的端面与箱体内壁的距离大于18mm.环的长度为30mm的长度也取30mm构草图可看出，跨距L=152轴头的长度根据箱体的结构和联轴器的型号选择

弹簧杆联轴器基本参数和主要尺寸如表1.3：

表1.3

许用扭矩N.m

许用转速

r/min

d

D

D

L

C

质量

Kg

mm

430

2600

35--55

139

80

70

1--4

18

轴头长度取为80mm直径45mm

5.2验算轴的强度

5.2.1轴的受力图

5.2.2从动轴上的转矩为：

T2=9.55×10n2=9.55×10×187=402427N.mm

圆周力为：

Ft=d2=2682.8N

径向力：

Fr=Fttan20=2682.8×tan20=976N

由于用直齿圆柱齿轮传动，轴向力为0.

5.2.3作水平平面的内的弯矩图

支座反力：

Ra=Rb=1342=1341N

E点处的弯矩

Me=Ra×2=1341×76=101916N.mm

5.2.4作扭矩图

扭矩：

T=9.55×n2=9.55×10=402.427N.m

5.2.5因单向传动，扭矩可认为按脉动循环变化，所应力校正系数取a=0.58

查表并用插直法得[a-1]f=53.8MPa

危险截面显然在E处，其当量弯矩为：

Meq=M+（At）=101.9+（0