碟形彈簧測力分選機結構設計【含cad圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

1、<p><b>　　本科生畢業(yè)設計</b></p><p>　　畢業(yè)設計題目 碟形彈簧測力分選機結構設計 </p><p>　　學 學 生 姓 名 </p><p>　　指 導 教 師

2、 </p><p>　　完 完 成 日 期 </p><p>　　畢業(yè)設計（論文）前期工作材料</p><p>　　學生姓名： 學號： </p><p>　　教 科

3、 部： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　設計（論文）題目： 碟形彈簧測力分選機 </p><p>　　結構設計

4、 </p><p>　　指導老師： </p><p>　　材 料 目 錄</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）題目申報表</p><p&g

5、t;　　題目類型－－1、為結合科研；2、為結合生產實際；3、為結合大學生科研訓練計劃；　</p><p>　　4、為結合學科競賽；5、模擬仿真；6、其它</p><p>　　題目來源－－A.指導教師出題 ； B.學生自定、自擬</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　教 科 部：

6、 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　學 生 姓 名： 學號： </p><p>　　畢業(yè)（論文）題目： 碟形彈簧測力分選機結構設計 </p>

7、;<p>　　起 迄 日 期： </p><p>　　設計（論文）地點： </p><p>　　指 導 老 師： </p><p>　　專

8、業(yè)負責人： </p><p>　　發(fā)任務書日期： </p><p>　　本科生畢業(yè)論文任務書</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）實習調研報告</p><p>　　學 生 姓 名： 學號： </p>

9、<p>　　專 業(yè)： </p><p>　　指 導 老 師： </p><p>　　畢業(yè)設計(論文)開題報告</p><p>　　學 生 姓 名： 學 號： </p>

10、<p>　　專 業(yè)： </p><p>　　設計(論文)題目： 碟形彈簧測力分選機結構設計 </p><p>　　指 導 老 師： </p><p><b>　　年 月 日</b&

11、gt;</p><p>　　本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）中期自查表</p><p><b>　?。ㄖ衅诮虒W檢查用）</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）指導教師審閱意見表</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）評閱人意見表</p><

12、;p>　　畢業(yè)設計（論文）答辯結果表</p><p><b>　　目目 錄</b></p><p><b>　　摘 摘要</b></p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的及意義3</p><p

13、>　　1.2 工作原理3</p><p>　　1.3 國外分選機研究現狀4</p><p>　　1.4 國內分選機研究現狀4</p><p>　　2 方案的選擇與設計6</p><p>　　2.1 本課題的設計任務6</p><p>　　2.2 設計思想和思路6</p>&l

14、t;p>　　2.3 上料機構的設計6</p><p>　　2.4 定位方案選擇7</p><p>　　2.5 測力機構的選擇10</p><p>　　2.6 分選機構方案的選擇10</p><p>　　3總體的機構設計12</p><p>　　3.1 碟形彈簧分選機總體要求12</p&

15、gt;<p>　　3.1.1 工作環(huán)境12</p><p>　　3.1.2 主要性能要求12</p><p>　　3.1.3 工件要求12</p><p>　　3.2 碟形彈簧測力分選機機構組成12</p><p>　　4 零件的結構設計14</p><p>　　4.1 托盤設計14<

16、;/p><p>　　4.2 軸的設計15</p><p>　　4.3 鍵的選擇16</p><p>　　4.3.1 大鍵的選擇16</p><p>　　4.3.2 小鍵的選擇17</p><p>　　4.4 齒輪的設計17</p><p>　　4.4.1 大齒輪的設計17&l

17、t;/p><p>　　4.4.2 小齒輪的設計18</p><p>　　4.5 機座的設計19</p><p>　　4.6 氣壓缸的選擇20</p><p>　　4.7 軸承的選擇20</p><p>　　4.8 液壓缸的選擇23</p><p>　　4.9 軸承蓋的選擇23

18、</p><p>　　4.10 電動機的選擇24</p><p>　　5 強度校核26</p><p>　　5.1液壓缸的強度校核26</p><p>　　5.2 托盤的強度校核29</p><p><b>　　結 論34</b></p><p><b

19、>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p>　　附件：碟形彈簧測力分選機結構設計裝配圖及零件圖37</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究的目的及意義</p>&l

20、t;p>　　碟形彈簧是一種圓環(huán)墊片狀的材質不同的金屬機械配件，是一種結構簡單、尺寸緊湊的彈性元件，又名貝勒維爾彈簧墊圈，是法國人貝勒維爾發(fā)明的。一般是通過相當數量的疊加來提供足夠彈性伸展而發(fā)揮作用。由于有變剛度特性、承載能力大、緩沖減震性強并且易于獲取不同彈性特性和安裝緊湊等的特點，廣泛應用于機械設備行業(yè)，汽車工業(yè)，石油工業(yè)以及航天工業(yè)等領域，很大范圍取代了圓柱形螺旋彈簧。碟形彈簧一般由金屬帶材、板材或鍛造坯料沖壓而成，其幾何構型

21、為截面呈淺圓錐狀的軸對稱回轉體。如圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1 碟形彈簧結構示意圖</p><p>　　由于機械設備行業(yè)，汽車工業(yè)等行業(yè)的迅速發(fā)展，推動了彈簧工業(yè)的產品設計制造工藝生產設備以及彈簧的材料等的發(fā)展。由于行業(yè)的需要，碟形彈簧的合格與不合格，彈性系數不同的檢驗至為重要。碟形彈簧產量的增加也導致碟形彈簧分選工作量的增加。因此碟形彈簧測力分選機的設計，既能很好的按彈性

22、系數分成幾類，又能提高檢測效率。</p><p><b>　　1.2 工作原理</b></p><p>　　結合碟形彈簧的特點，在生產碟形彈簧時，根據其彈性系數的不同，按照不同指標測試彈力，篩選出不同彈性系數的碟形彈簧，并且流入不同的落料箱，以達到碟形彈簧分選的目的。</p><p>　　碟形彈簧測力分選機由上料裝置、控制系統(tǒng)、測力機構、分選

23、機構組成。上料裝置又分為自動上料裝置和手動上料裝置，手動上料裝置工作效率低下，而自動上料裝置效率高。將需要測力分選的碟形彈簧放入自動上料裝置，自動上料裝置通過傳送帶傳送并由氣缸推送使得彈碟形簧有序地推入碟形彈簧定位裝置，工作臺轉動使碟形彈簧進入待測力點，以待檢測。測力機構由加力裝置和稱重傳感器等零件組成，壓桿由液壓缸組成，液壓缸推動向下壓彈簧，直到達到預定的彈簧變形量時停止，稱重傳感器輸出檢測的值，控制系統(tǒng)通過測側值判斷彈簧是否合格，為

24、哪一組彈簧，通過分選機構的氣壓缸推出，將其送入相應的料箱。</p><p>　　1.3 國外分選機研究現狀</p><p>　　在分選機研究方面，國外的公司起步較早，美國 ESM 公司及 Sortxe 公司分別于20 世紀 30 年代及 40 年代研制了這種設備，并根據市場需要不斷推陳出新。日本佐竹公司于 1979 年首次推出這種產品，且目前生產的 GS 系列大米色選機性能優(yōu)越，技術指標

25、穩(wěn)定，得到了廣泛的應用。日本安西制作所一直著力于分選技術的研究，2002 年 4 月成功開發(fā)出世界首創(chuàng)的用于分選低粘度小麥的專用分選機AU，2004 年開發(fā)并生產搭載高速 CCD(ChargeCoupledDeviee)的大型號色選機。另外從事分選機研究的公司還有美國布勒集團及英國和瑞士的一些糧食加工設備生產企業(yè)。</p><p>　　因此早期的分選機主要運用在農副產品如水果、谷物類等分選上。隨著工業(yè)化速度加快，

26、在二十世紀四五十年代彈簧分選機運用與發(fā)展，但也僅限于像飛機油門彈簧等高精度分選場合。同時一些彈簧專業(yè)生產廠也根據自身需要開發(fā)了一些以單一要素為主要分選體的分選設備。如瑞典的 Tekno – Detaljer 公司于 1970 年開發(fā)的彈簧分選機。該類分選機雖在精度上具有較大的優(yōu)勢，但由于其大多結構簡單，且分選單一，因此僅適合一些實驗性和小加工生產上作為檢測使用。目前國外市場上有兩種彈簧分選機——高精度型與高速度型；高精度型彈簧分選機用來

27、分選那些分檢精度要求很高的彈簧，如噴氣飛機的油門彈簧，該彈簧的每個變形即對應一個飛行速度。因此，這種彈簧對精度要求十分苛刻，但這種分選機的分選速度很低，一般低于每分鐘 4 件，不適合大批量彈簧生產的需要。高速度型彈簧分選機主要為大批量彈簧生產商研制的專用分選機，如英國Testometric 公司研制的 Testometric AT-S 機，這種分選機在速度上能達到較高的要4求，但高昂的費用使的大多數的企業(yè)都無法接受。</p>

28、<p>　　1.4 國內分選機研究現狀</p><p>　　相對國外而言，國內分選機的研究還處于起步階段，用于成品的還很少，目前主要是引進或者改造國外的分選機。主要有:中美合資合肥安科光電有限公司引進美國技術生產的分選機系列；由浙江齊鯉機械有限公司和韓國韓亞自動化(株式會社)聯合開發(fā)制作的 DIGE 呵 ICS 系列大米分選機；合肥美亞光電技術有限責任公司 2003 年 8 月推出的最新 VS 軟

29、件系統(tǒng) 55-B 系列數字化分選機，其首次將高速浮點 DSP 數字信號處理技術及雷達中的抗干擾技術用于數字化分選機的開發(fā)。另外，核工業(yè)理化工程研究院自主研究生產的分選機 1996 年 11 月通過了國家鑒定，但在結構設計上還有許多值得改進的地方，各項技術指標與國外產品相比還有一定的差距。</p><p>　　國內生產彈簧分選機的主體企業(yè)并不多，只是一些企業(yè)主要依據自身的要求研發(fā)相應的自動化程度較低的、分選比較單一

30、的分選機，如杭州寶威機械廠研制的彈簧分選機，該機在設計上采用工位旋轉方式，速度與彈簧定位成為關鍵，速度過快彈簧可能在慣性下飛出工位，速度過低則達不到設計要求，且圓盤式結構使得圓盤轉到的慣性難以控制。針對此種情況國內一些科研機構和大專院校結合實際也做了相關的研究工作，如湖北工業(yè)大學與武漢科技學院合作研發(fā)的數控彈簧高速自動分選機，該項目研究的數控彈簧高速自動分選機，開發(fā)了檢測系統(tǒng)抗漂移、抗干擾和變頻傳動高速分度系統(tǒng)；研制了快速采集和快速濾波

31、系統(tǒng)；確定了數據特征值，開發(fā)了計算機快速彈簧檢測圖形分析及檢測軟件，但在速度與彈簧分組值上還有待提高。我國自八十年代初開始研制自動測力裝置，至今還未有令人滿意的結果，究其原因可歸納為如下幾點：（1）沒排除受檢彈簧與定位元件表面在測力過程中的摩擦力的影響及機械動作、液壓裝置沖擊所引起的附加動載荷的影響;（2）沒有很好地消除測力裝置本身的加工和安裝誤差; （3）受傳感器精度影響及分選控制誤動影響;（4）大多數機型不能同時完成自動測力和分選功

32、能。</p><p>　　2 方案的選擇與設計</p><p>　　2.1 本課題的設計任務</p><p>　　結合碟形彈簧的特點，在生產碟形彈簧時，根據其彈性系數的不同，按照不同指標測試彈力，篩選出不同彈性系數的碟形彈簧，并且流入不同的落料箱，以達到碟形彈簧分選的目的。主要的設計難點在于碟形彈簧定位機構、測力機構和分選機構的結構設計。</p>

33、<p>　　2.2 設計思想和思路</p><p>　　如前所述，隨著技術的迅猛發(fā)展，彈簧分選機的設計也得到了極大的提高，通過大量查閱資料和文獻，本文提出如下設計思路:</p><p>　　(1) 通過查閱大量拉力試驗機的資料提出性能更優(yōu)越的設計方案；</p><p>　　(2) 對碟形彈簧測力分選機進行總體的機構設計；</p><p

34、>　　(3) 根據整體對各個部件進行詳細的設計；</p><p>　　(4) 設計好整體及零部件后進行強度的校核。</p><p>　　2.3 上料機構的設計</p><p>　　根據碟形彈簧的外觀特性，本文選擇如圖2-1所示的傳送帶上料方式。傳送帶將碟形彈簧由左往右傳送，當到達指定位置時氣壓缸依次將碟形彈簧推送到托盤的定位工位上，完成上料。</p&g

35、t;<p>　　1-傳送帶 2-氣缸</p><p>　　圖2-1 上料機構示意圖</p><p>　　2.4 定位方案選擇</p><p>　　彈簧分選機定位機構的設計計算，是分選機機械結構設計的中心問題，也是決定分選機性能的關鍵之一。</p><p>　　目前碟形彈簧的定位方式一般分為兩種，分別是固定式和運動式。固定式即指

36、工件相對工位固定，在測試過程中，工位的數量不小于工件數量，工件一直與工位相對固定直到這個工件檢測結束。運動式定位是指運用外力使彈簧在檢測過程中運動直到檢測完畢。固定式定位法有利于檢測臺結構布局的整體性，但固定式定位法限制了工件的運動速度，降低了設備的整體運行效率。而運動式定位法雖然在整體性方面不及固定式，但在運行的效率以及可控性方面卻比固定式大大提高，且在連接上位傳送機構與下位分選裝置提供了良好銜接點。</p><p

37、>　　查詢和瀏覽了大量相關資料之后，參考了圓柱螺旋彈簧分選機的設計，選出了幾種定位方式進行參考比較。</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　圖2-2，2-3所示是一種定位方式推固定雙進的定位系統(tǒng)結構圖，圖中數字的意義分別為：1支撐板、2檢測元件、3被測元件、4定位架、5小氣缸、6小氣缸座、7大氣缸、8工作臺。大氣缸推動小氣缸往返運動，

38、到達設定位置后小氣缸帶動定位架將被測彈簧帶到下一工位，如此循環(huán)往復工作。</p><p>　　圖2-2 工位直進式</p><p><b>　　圖2-3 現場圖</b></p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　圖2-4所示的機械傳送定位機構由轉位油缸、分度板、三只爪（彈簧加

39、壓）、控制凸輪、轉位工作盤等五個部件組成。齒輪上的一號爪卡入分度盤上的一個槽中，轉位油缸帶動一號爪轉動，一號爪帶動分度盤轉動，帶動轉動軸轉盤轉位，當轉盤轉過45度時，二號爪與三號爪同時卡入分度板上的兩個相應槽內。此時，轉位工作臺保持不動，彈簧進入待測位置，然后，測力機構作壓縮運動，轉位油缸退回，一號爪卡入分度板的另一相應槽內，控制凸輪擋回二號爪的爪尖，使二號爪與分度板隔開。測力油缸活塞退回原位，進入下一個循環(huán)。（引用：WGTF_500型

40、彈簧負荷分選機的研制）</p><p>　　圖2-4 工位旋轉式</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　圖2-5所示的是一種彈簧測力機構，使用V型塊定位，使彈簧中心與傳感器對應，測力桿沿著彈簧中心軸心移動壓縮彈簧，實現測力，再進行分選。本方案與上述兩方案不同之處在于工件是平放著進行測試，工位固定單一，工位不隨著工件移

41、動。</p><p>　　1-傳感器 2-定位元件 3-盤形凸輪 4-控制主軸 5-鏈輪 6-圓柱凸輪</p><p>　　7-傳動桿 8-滑塊 9-推桿 10-間隙補償器 11-測量桿 12-傳力桿</p><p>　　圖2-5 工位固定式</p><p>　　1-液壓缸 2-托盤 3-定位孔</p><p>　　圖

42、2-6碟簧定位機構示意圖</p><p>　　根據方案的對比我們不難發(fā)現，如圖2-6的方案更直觀簡單，因此最終方案。</p><p>　　如圖2-6為本設計的碟形彈簧定位機構圖，碟簧由上料裝置的氣缸推送入定位孔，托盤轉動，當轉到測試工位時液壓缸推動壓頭下壓，完成檢測，托盤再次轉動，進入分選機構分選。托盤再轉動將下一個碟形彈簧轉到測試工位，如此循環(huán)。</p><p>

43、　　2.5 測力機構的選擇</p><p>　　通過查閱資料，總結得出彈簧分選機的測力機構有兩種型式，一種為立式，即垂直給予壓力進行測量：另外一種為臥式，即水平給予壓力進行測量。兩種方案如2-7圖。</p><p>　　A-彈簧自由高度 B-壓縮后高度</p><p>　　C-試壓頭 D-傳感器</p><p>　　（a）立式

44、 (b)臥式</p><p><b>　　圖2-7測力機構</b></p><p>　　彈簧的測試原理如圖2-7所示，當彈簧進入待測位置時，施壓頭向下壓一定的行程壓縮彈簧，彈簧下方的傳感器隨即輸出測試值。</p><p>　　根據碟形彈簧的特點，本設計選用立式，壓頭由液壓缸推動向下壓設定的行程，壓縮碟

45、簧進行檢測，結構簡圖如圖2-6所示。</p><p>　　2.6 分選機構方案的選擇</p><p>　　碟形彈簧測力檢測完之后，控制中心通過測力的值判斷碟形彈簧是否合格，是哪一類彈性系數的碟形彈簧，并由分選機構執(zhí)行將檢測分選好的碟形彈簧推入不同的落料箱中，最終完成碟形彈簧的分選。</p><p>　　結合本文所設計的定位機構，測力機構，設計出分選機構如下圖2-8

46、所示，有五個氣壓缸分別對應于五個工位，經過測力檢測后的碟形彈簧由控制系統(tǒng)判斷該碟形彈簧的分選范圍，當旋轉到相應的工位時，相應的氣壓缸啟動，推出碟形彈簧并落入落料箱中，完成分選。</p><p>　　1-分選氣壓缸一 2-分選氣壓缸二 3-分選氣壓缸三</p><p>　　圖2-8 分選結構示意圖</p><p><b>　　總體的機構設計<

47、/b></p><p>　　3.1 碟形彈簧分選機總體要求</p><p>　　3.1.1 工作環(huán)境</p><p><b>　　室內使用；</b></p><p>　　環(huán)境溫度：-20℃~40℃；</p><p>　　電壓要求：220v/50Hz，電壓穩(wěn)定度，接地電阻小于5Ω；</p

48、><p>　　工作制度：24小時不間斷工作。</p><p>　　3.1.2 主要性能要求</p><p>　　碟形彈簧應能完成對碟形彈簧彈力值檢測、合格與不合格品分組，并且能對一定直徑范圍內的彈簧進行檢測。</p><p>　　應具有電機急停、校準、復位等功能。</p><p>　　將待檢測彈簧循環(huán)輸送至各檢測工位，顯示

49、器實時顯示檢測的各項參數值。</p><p>　　系統(tǒng)按照設定值對檢測的彈簧參數值進行判斷，將合格品與不合格品自動推入不同料箱。</p><p>　　設備工作速度應每小時至少完成500工件。</p><p>　　設備精度：自由長度精度小于0.01mm，壓力值測試精度小于0.1N。</p><p>　　3.1.3 工件要求</p>

50、<p>　?。?）碟簧要求：GB/T 1972-2005 碟形彈簧國家標準；</p><p>　?。?）檢測直徑范圍：50mm～100mm。</p><p>　　3.2 碟形彈簧測力分選機機構組成</p><p>　　根據查閱的各種文獻資料，勾勒出了碟形彈簧測力分選機的總體機構的藍圖。如圖3-1，3-2所示，碟形彈簧測力分選機機構主要由三個部分組成，即

51、碟形彈簧定位機構、測力機構和分選機構。這三個部分由各個零件組合而成，裝配后放入底座中。底座采用鑄造工藝制作而成，以提供穩(wěn)定的支撐。</p><p>　　定位機構即托盤與空心軸通過健連接，空心軸上有套筒，并且有一個深溝球軸承，兩個圓柱滾子軸承裝在軸上，分別承受徑向與軸向的載荷力。將空心軸放在底座中，電動機放在底座的電動機支架上，電動機上的齒輪與套在空心軸最后一節(jié)的大齒輪嚙合用以傳動。</p><

52、p>　　測力機構安裝在底座上，主要為一個小型液壓缸給予壓力壓跟隨托盤轉動到檢測工位的碟形彈簧。</p><p>　　分選機構安裝在底座上，橫跨托盤，主要由氣壓缸給予推力將分選出的碟形彈簧推出托盤落入不同的落料箱中，最終完成分選。</p><p>　　圖3-1 碟形彈簧測力分選機機構三維圖</p><p>　　圖3-2 碟形彈簧測力分選機機構三維剖面圖</

53、p><p><b>　　4 零件的結構設計</b></p><p><b>　　4.1 托盤設計</b></p><p>　　托盤起著定位碟形彈簧和轉動碟形彈簧到測力以及承受測力的作用。因此要考慮到碟形彈簧定位的槽的大小設計，托盤厚度強度等的考慮，設計出如下托盤。</p><p>　　圖4-1,4-2

54、,4-3所示分別為托盤的三維視圖和二維視圖。</p><p>　　圖4-1 托盤三維正面視圖</p><p>　　4-2 托盤三維反面視圖</p><p>　　圖4-3 托盤二維圖</p><p>　　由上圖可知，托盤上開有五個槽，等均分布，用于碟形彈簧工件的定位；分度盤上部外徑640，內徑50mm，與外徑50mm的軸配合；并且開有bh為14

55、mm9mm鍵的鍵槽。了能夠承載較大的壓力，設計為加有強筋的托盤，既保證強度，又不會太重。材料選擇45鋼調質處理。</p><p><b>　　4.2 軸的設計</b></p><p>　　本機構中軸通過軸承、齒輪傳動將電動機扭矩傳遞給托盤，使托盤轉動，進行工位變換。本文將進行計算，設計出符合規(guī)格的軸徑。</p><p>　　托盤的轉動慣量公式

56、為</p><p><b>　　其中，，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　所需功率，設定轉盤轉一個工位需0.5s，即，由此可得，這是α勻速運轉所需功率。設定在0.1s內轉盤速度達到，則角加速度，則，所以瞬時所需功率。</p><p>　　軸所傳遞轉矩，則最小直徑

57、，其中取110，β取0.6。</p><p>　　材料選擇45鋼調質處理。</p><p><b>　　圖4-4 軸</b></p><p>　　圖4-4所示為軸，所以直徑25mm太小，取外徑D1為30mm，長L1=25mm，所以第二段軸外徑D2=40mm，L2=75mm，第三段D3為55mm，長L3=240mm，第四段外徑D4=63mm，長L

58、4=170mm，第五段外徑D4=55mm，長L4=49mm，第六段外徑D4=50mm，長L4=60mm</p><p>　　各軸端倒角均為0.5×45°。</p><p>　　倒圓角半徑均為0.5mm。</p><p><b>　　4.3 鍵的選擇</b></p><p>　　4.3.1 大鍵的選

59、擇</p><p>　　圖4-5所示為軸與托盤之間連接所選擇設計的鍵，查《機械設計課程設計手冊》選出鍵14×36,主要尺寸及選擇參數已標出。</p><p><b>　　圖4-5 大鍵</b></p><p>　　4.3.2 小鍵的選擇</p><p>　　圖4-6所示為軸與托盤之間連接所選擇設計的鍵，查《機

60、械設計課程設計手冊》選出鍵8×15,主要尺寸及選擇參數已標出。</p><p><b>　　圖4-6 小鍵</b></p><p>　　4.4 齒輪的設計</p><p>　　4.4.1 大齒輪的設計</p><p>　　大小齒輪中心距a=170mm，傳動比n=4，大齒輪的主要參數為模數m=2,齒頂高，齒根

61、高,根據，分度圓直徑d=272mm，m=2可以計算出齒數Z=136，根據齒頂圓直徑公式可得到=220+4=224mm,根據齒根圓公式可以得到=272-5=267mm，根據齒距公式可得到p=6.28mm,齒厚，可得到s=3.14mm,由于第一段軸與大齒輪配合并用大鍵連接，因此=50mm,所以可以設計出大齒輪的結構。材料選用40Cr。</p><p>　　由于大齒輪較大，為了減輕齒輪重量，設計出如圖4-7所示的大齒輪

62、。</p><p><b>　　圖4-7 大齒輪</b></p><p>　　4.4.2 小齒輪的設計</p><p>　　大小齒輪中心距a=170mm，傳動比n=4，小齒輪的主要參數為模數m=2,齒頂高，齒根高,根據，分度圓直徑d=68mm，m=2可以計算出齒數Z=34，根據齒頂圓直徑公式可得到=68+4=72mm,根據齒根圓公式可以得到=

63、68-5=63mm，根據齒距公式可得到p=6.28mm，齒厚，可得到s=3.14mm,小齒輪通過Z2漲緊套與電動機軸固定，Z2漲緊套d=19mm, D=47mm電動機軸d=19mm，因此=,47mm,所以可以設計出小齒輪的結構，如圖4-8。材料選用40Cr。</p><p><b>　　圖4-8 小齒輪</b></p><p>　　4.5 機座的設計</p&g

64、t;<p>　　為了使得整個裝置的穩(wěn)定和美觀，設計出如圖4-9，4-10所示尺寸的機座，材料選擇HT200鑄造。</p><p>　　圖4-9 三維機座圖</p><p>　　4-10 二維機座圖</p><p>　　4.6 氣壓缸的選擇</p><p>　　由于碟形彈簧的特性，設計在分選的時候采用小型氣壓缸推出碟形彈簧進行分

65、選，選用五個AIRTAC公司生產的SDAS_25x120型號氣壓缸，即內徑25mm，行程120mm，如圖4-11所示。</p><p>　　圖4-11 SDAS_25x120型號氣壓缸</p><p>　　4.7 軸承的選擇</p><p>　　軸承是機械中的固定機件。當其他機件在軸上彼此產生相對運動時，用來保持軸的中心位置及控制該運動的機件。</p>

66、<p>　　按其所能承受的載荷方向可分為：1.徑向軸承，又稱向心軸承承受徑向載荷；2.止推軸承，又稱推力軸承，承受軸向載荷；3.徑向止推軸承，又稱向心推力軸承，同時承受徑向載荷和軸向載荷。</p><p>　　向心力軸承：適用于極限轉速比高，軸向承載能力少量的機構。其性能和特點是主要承受徑向載荷，也可以同時承受小的軸向截荷。當量摩擦系數最小。在高轉速時，可用來承受純軸向載荷，大量生產，價格最低。&l

67、t;/p><p>　　推力球軸承：適用于極限速比低，軸向承載只能承受單向的軸向載荷。其性能和特點是為了防止鋼球與滾道之間的滑動，工作時必須加有一定的軸向載荷。高速時離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉速很低。向心推力軸承：主要適用于軸向力和徑向力都比較大的機構。</p><p>　　在此次做的碟形彈簧測力分選機的機構里面軸承主要是承受軸向力，承受較小的徑向力，為了使軸向和徑

68、向受力平穩(wěn)，所以根據需要在這里選擇了推力球軸承和深溝球軸承配合使用.如圖所示</p><p>　　查《機械設計課程設計手冊》得選用推力球軸承51208型，主要性能參數d=40mm,D=68mm。如圖4-12，4-13所示。</p><p>　　圖4-12 推力軸承三維圖</p><p>　　圖4-13 推力軸承二維圖</p><p>　　查《

69、機械設計課程設計手冊》得選用深溝球軸承6314型，主要性能參數d=55mm,D=100mm。如圖4-14,4-15所示。</p><p>　　圖4-14 深溝球軸承三維圖</p><p>　　圖4-15 深溝球軸承二維圖</p><p>　　4.8 液壓缸的選擇</p><p>　　根據碟形彈簧的特性以及碟形彈簧測力分選機的工作原理，選擇液

70、壓缸帶動壓頭給予碟形彈簧壓力的目的，選用內徑為63的液壓缸工作。如圖4-16所示。</p><p><b>　　圖4-16 液壓缸</b></p><p>　　4.9 軸承蓋的選擇</p><p>　　根據軸承的尺寸，查《機械設計課程設計圖冊》設計出可使用的軸承端蓋。如圖4-17和4-18所示。</p><p>　　圖

71、4-17 軸承蓋三維圖</p><p>　　圖4-18 軸承蓋二維圖</p><p>　　4.10 電動機的選擇</p><p>　　本機構采用交流伺服電動機，該電機的結構特點是為一般防滴式。防止直徑大于12mm的小固體異物進入并防止沿垂地線成60度角或小于60度角的淋水對電機的影響。</p><p>　　用途及使用范圍：適用于驅動無特殊要

72、求的各種機械設備，如金屬切削機床，鼓風機，水泵，運輸機等。主要性能及特點效率高、耗電少，性能好，噪音低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維護方便，Y系列絕緣為B級。</p><p>　　使用條件及工作方式：海拔不超過1000m；環(huán)境溫度不超過+40℃；額定電壓為380V，額定頻率為40Hz；3KW以下為Y接法，4KW及以上為Δ接法；工作方式為連續(xù)使用。</p><p>　　選用MSMD0

73、8-2S1U型交流伺服電機，其技術參數有功率7.5KW,額定轉速3000r/min，最高轉速4500r/min，滿足本機構的要求。如圖4-19所示。</p><p>　　圖4-19 伺服電動機</p><p><b>　　5 強度校核</b></p><p>　　5.1液壓缸的強度校核</p><p>　　液壓缸的主要作

74、用是固定液壓缸，當液壓缸工作時，液壓缸上裝載的壓頭就會給托盤一定的壓力，液壓缸座就有反作用力，因此就需要對液壓缸進行強度校核。</p><p>　　運用solidwoks自帶的SimulationXpress Study算例進行靜態(tài)載荷分析。</p><p>　　如圖5-1所示，添加新算例，類型選擇靜態(tài)。</p><p><b>　　圖5-1 新算例<

75、;/b></p><p>　　質量:16.0212 kg，體積:0.002054 m^3，密度:7800 kg/m^3，重量:157.008N。</p><p>　　添加夾具：選擇固定孔，如圖5-2所示。</p><p><b>　　圖5-2 添加夾具</b></p><p>　　（3）添加載荷：選擇力，施加7kn

76、垂直于液壓缸座上表面，模擬63液壓缸壓縮碟形彈簧時對液壓缸座所作的反作用力。如圖5-3所示。</p><p><b>　　圖5-3 添加載荷</b></p><p>　　選擇材料：優(yōu)質碳素結構鋼45鋼。詳細參數如圖5-4，5-5所示。</p><p><b>　　圖5-4 選擇材料</b></p><p

77、>　　選擇材料后出現楊氏模量和屈服強度如圖5-5所示。</p><p><b>　　圖5-5 選擇材料</b></p><p>　　運行模擬：如圖5-6所示。</p><p><b>　　圖5-6 運行模擬</b></p><p>　　生成網格，網格密度選擇良好，如圖5-7所示。</p&

78、gt;<p><b>　　圖5-7 生成網格</b></p><p>　　（7）運行，產生結果如圖5-7,5-8所示：分別為顯示應力和顯示位移。</p><p><b>　　圖5-7 顯示應力</b></p><p><b>　　圖5-8 顯示位移</b></p><

79、p>　　由演示結果可以得出，屈服力為185000000 N/m^2，而最大應力為85719768N/m^2，因此液壓缸合格，可以使用。</p><p>　　5.2 托盤的強度校核</p><p>　　如圖5-9所示，添加新算例，類型選擇靜態(tài)。</p><p><b>　　圖5-9 新算例</b></p><p>　

80、　質量:63.4609 kg，體積:0.00813602 m^3，密度:7800 kg/m^3，重量:621.917 N。</p><p>　　添加夾具：選擇固定孔，如圖5-10所示。</p><p>　　圖5-10 添加夾具</p><p>　　（3）添加載荷：選擇力，施加7kn垂直于托盤碟形彈簧定位槽，模擬63液壓缸壓縮碟形彈簧時對托盤所作的作用力。如圖5-11

81、所示。</p><p>　　圖5-11 添加載荷</p><p>　　選擇材料：優(yōu)質碳素結構鋼45鋼。詳細參數如圖5-12所示。</p><p>　　圖5-12 選擇材料</p><p>　　選擇材料后出現楊氏模量和屈服強度如圖5-13所示。</p><p>　　圖5-13 選擇材料</p><p&

82、gt;　　運行模擬：如圖5-14所示。</p><p>　　圖5-14 運行模擬</p><p>　　生成網格，網格密度選擇良好，如圖5-15所示。</p><p>　　圖5-15 生成網格</p><p>　?。?）運行，產生結果如圖5-16,5-17所示：分別為顯示應力和顯示位移。</p><p>　　圖5-16

83、顯示應力</p><p>　　圖5-17 顯示位移</p><p>　　由演示結果可以得出，屈服力為185000000 N/m^2，而最大應力為121993904 N/m^2，因此托盤合格，可以使用。</p><p><b>　　結結 論</b></p><p>　　畢業(yè)設計是本科階段一次非常重要的而且難得的學習經歷，

84、它跟課程設計一樣是將理論學習和實際相結合的學習過程，但是它比課程設計歷時更長，運用的知識更多，考察的東西更多，對個人的學習能力和思維能力都是一場考驗。</p><p>　　通過這次碟形彈簧測力分選機機構設計，我努力的從固定的理論學習，固定的思維中跳脫出來，運用自己本科四年所學習到的相關知識，解決實際的機械設計問題，同時我也發(fā)揮自己瀏覽文獻資料，篩選有用的信息，從整體機構的設計出發(fā)，再逐步細化到局部、零件的設計，反

85、復對比斟酌修改，最終定下了本論文所闡述的設計。在此期間，我的動手制圖能力得到提升，思考問題并且解決問題的能力得到鍛煉，并且抗壓能力，毅力以及追求完美的品質都得到一定的提升。這些正是畢業(yè)設計所要考察的地方以及最終目的。</p><p>　　雖然畢業(yè)設計考察的東西比較多，真正實施起來也比較繁瑣，但是自打開始以來，我樂在其中，各種零部件的設計，各種標準件的選用，反復的斟酌查找資料，接觸到很多上課時候接觸不到的知識。而機

86、構的設計裝配，也在自己慢慢的琢磨中成型，看著自己機構裝配三維圖的慢慢形成，心里有種興奮與欣慰。</p><p>　　在設計期間，軸的配合帶動整個托盤轉動這部分是最頭疼的地方，但是我堅持不懈，反復的修改試驗，查找資料，詢問周建華老師，最終定案的時候興奮的差點蹦起來。自此我得出，再大的困難也抵不過人的堅持。</p><p>　　人的一生都該在不斷的學習不斷的進步，這一次的畢業(yè)設計讓我積累了更多

87、的專業(yè)知識，也檢驗了我倫理與實踐結合的能力，讓我受益匪淺。</p><p><b>　　致 致 謝</b></p><p>　　本設計是在周建華教授的精心指導下才最終得以完成的。在設計的研究過程中，周老師不僅從綱領上為我把握方向、提煉思路，還在日常生活中給予我諄諄教誨和鼓勵支持。本設計的最終完成，凝聚著周老師的一番心血。在與周老師的交流過程中，老師敏銳的洞察能力、謙遜

88、的為人處事、嚴謹的治學態(tài)度、淵博的知識都給我留下了深刻的印象，是我科研道路上的指路明燈。在此，謹向我的導師周建華教授表達我心中的敬意與感謝。</p><p>　　感謝韓杰同學在課題研究階段對我的幫助，在和他的共同學習探討中，科研中許多難題得到解決。</p><p>　　感謝我的父母在生活上對我的關心與鼓勵，使我沒有后顧之憂，能夠安心工作和學習。</p><p>　　

89、最后衷心感謝為審閱本文而付出辛勤勞動的各位專家學者</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]聞邦椿 機械設計手冊 機械工業(yè)出版社</p><p>　　[2]孫桓 陳作模 葛文杰 機械原理 高等教育出版社</p><p>　　[3]濮良貴 紀名剛 機械設計 高等教育出版社</p>

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