機(jī)械課程設(shè)計(jì)--干粉壓片機(jī)

1、<p><b>　　機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　題目：干粉壓片機(jī) </b></p><p>　　學(xué) 院 :機(jī)電工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)年級(jí) :10級(jí)機(jī)械工程及自動(dòng)化 </p><p><b>　　學(xué)號(hào) :</b>&l

2、t;/p><p><b>　　姓名 :</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師 ：</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目——干粉壓片機(jī)·······

3、;········1</p><p>　　第一節(jié) 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程··············1</p><p>　　一 其工藝動(dòng)作的分解··

4、·······················1</p><p>　　二 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求·······&#

5、183;···········1 </p><p>　　第三節(jié) 功能元求解················

6、··········2</p><p>　　第四節(jié) 形態(tài)學(xué)矩陣·····················&

7、#183;·····2</p><p>　　第二章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算·················2</p><p>　　第一節(jié) 主要執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案

8、3;··············2</p><p>　　一 上沖頭運(yùn)動(dòng)·················

9、···············2</p><p>　　二 送料機(jī)構(gòu)················

10、83;·················4</p><p>　　三 下沖頭運(yùn)動(dòng)··············

11、;··················4</p><p>　　第二節(jié) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定···········

12、3;·5</p><p>　　一 構(gòu)件方案組合設(shè)計(jì)··························5</p><p>

13、;　　二 方案評(píng)定··································7</

14、p><p>　　三 干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖······················7</p><p>　　第三節(jié) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算···&

15、#183;···············8</p><p>　　一 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)···············&

16、#183;············8</p><p>　　二 下沖頭凸輪的設(shè)計(jì)··················

17、········9</p><p>　?。ㄒ唬?凸輪基圓的確定······················

18、3;·····9</p><p>　?。ǘ?滾子半徑的確定·························&#

19、183;··9</p><p>　?。ㄈ?從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律·························10</p><

20、;p>　　（四） 從動(dòng)件位移線圖及凸輪輪廓線···············10</p><p>　?。ㄎ澹?下沖頭凸輪輪廓的確定··········

21、3;··········10</p><p>　　三 料篩凸輪輪廓的確定····················&

22、#183;·11</p><p>　　第四節(jié) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)線圖·················12</p><p>　　一 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖······

23、··························12</p><p>　　二 運(yùn)動(dòng)線圖·····&#

24、183;··························13</p><p>　?。ㄒ唬?用解析法對(duì)上沖頭進(jìn)行分析···

25、·············13</p><p>　?。ǘ?C語(yǔ)言編程··················

26、;········13</p><p>　　第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算················17</p><p>　　第一節(jié) 帶式輸送機(jī)

27、傳動(dòng)系統(tǒng)方案·············18</p><p>　　第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇·················

28、;·······18</p><p>　　一 計(jì)算功率························&

29、#183;·······18</p><p>　　二 確定傳動(dòng)裝置的效率······················18&l

30、t;/p><p>　　三 選擇電動(dòng)機(jī)·····························19</p><

31、;p>　　四 分配傳動(dòng)比·····························20</p><p>　　五 計(jì)算

32、各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)···········20</p><p>　?。ㄒ唬└鬏S轉(zhuǎn)速 ··················&

33、#183;·············20</p><p>　?。ǘ?各軸功率·················&

34、#183;··············21</p><p>　?。ㄈ?各軸轉(zhuǎn)矩················&

35、#183;···············21</p><p>　?。ㄋ模?列出各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)·············

36、83;····21</p><p>　　第三節(jié) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算···········21</p><p>　　一 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)·········

37、·······21</p><p>　?。ㄒ唬?確定計(jì)算功率Pca··············21</p><p>　?。ǘ?選擇V帶的帶型···&

38、#183;·········22</p><p>　　（三） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v···················&#

39、183;····································

40、······22</p><p>　?。ㄋ模?確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度·······················&#

41、183;····································

42、···22</p><p>　?。ㄎ澹?驗(yàn)算小帶輪上的包角········22</p><p>　　（六） 計(jì)算帶的根數(shù)·············&

43、#183;··23</p><p>　　（七） 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（）min·························

44、3;·····························23</p><p>　　第四節(jié) 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算·

45、················23</p><p>　　一 選定齒輪材料、熱處理及精度······23</p><p>　?。ㄒ唬?齒輪材料及處理方式·

46、83;············23</p><p>　　（二） 齒輪精度··················

47、3;·····24</p><p>　　二 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸······24</p><p>　　三 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度············&

48、#183;26</p><p>　　第五節(jié) 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)····················27</p><p>　　一 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)·27</p

49、><p>　　二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ··················28</p><p>　?。ㄒ唬?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值·······

50、·····28</p><p>　　（二） 計(jì)算··························

51、83;···28</p><p>　　第六節(jié) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算··················31</p><p>　　一 選定軸的材料和估算軸的直徑，確定軸的許用應(yīng)力

52、83;····································&

53、#183;·············31</p><p>　　二 按扭矩估算軸的最小直徑并確定軸的最小直徑···············

54、;····································

55、83;·31</p><p>　　三 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)························32</p><p>　?。ㄒ唬?高速軸的

56、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·····················32</p><p>　?。ǘ?中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·········

57、;············33</p><p>　　四 按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算················

58、83;····································&

59、#183;·36</p><p>　　設(shè)計(jì)心得····························40</p>

60、<p>　　第五章 參考資料····························41</p><p>　　第一章

61、設(shè)計(jì)題目——干粉壓片機(jī)</p><p>　　第一節(jié) 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　干粉壓片機(jī)的功用是將不加粘結(jié)劑的干粉料（如陶瓷干粉、藥粉）定量送入壓形置壓制成 φ30 ×5 圓型片坯， 經(jīng)壓制成形后脫離該位置。機(jī)器的整個(gè)工作過(guò)程（送料、壓 形脫離）均自動(dòng)完成。該機(jī)器可以壓制陶瓷圓形片坯、藥劑（片）等。</p><p>　　一 其工藝動(dòng)作

62、的分解如圖1—1</p><p><b>　　圖1—1 </b></p><p>　?。ㄒ唬?料篩在模具型腔上方往復(fù)振動(dòng)，將干粉料篩入直徑為 30mm 、深度為 21m m的筒形型腔，然后向左退出 45 mm 。</p><p>　?。ǘ?下沖頭下沉 4mm ，以防上沖頭進(jìn)入型腔時(shí)把粉料撲出。</p><p>　?。ㄈ?/p>

63、） 上沖頭進(jìn)入型腔 4mm 。</p><p>　?。ㄋ模?上、下沖頭同時(shí)加壓，各移動(dòng) 8mm ，將產(chǎn)生壓力15000N，要求保壓一定時(shí)間，保壓時(shí)約占整個(gè)循環(huán)時(shí)間的 1/10 。</p><p>　?。ㄎ澹?上沖頭退回，下沖頭隨后以稍慢速度向上運(yùn)動(dòng)，頂出壓好的片坯。</p><p>　?。?為避免干涉，待上沖頭向上移動(dòng) 100mm 后，料篩向右運(yùn)動(dòng)推走片坯，接著

64、料篩往復(fù)振動(dòng)，繼續(xù)下一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。</p><p>　　二 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求</p><p>　?。ㄒ唬┚珘撼尚沃破飞a(chǎn)率為每分鐘 20件；</p><p>　?。ǘ┬谐趟俦认禂?shù) K=1.2</p><p>　?。ㄈ┍粔汗ぜ耐庑问侵睆綖?30 mm ，厚度為 5mm 的圓形片坯</p><p>　　第二節(jié)

65、 工作原理及工藝動(dòng)作過(guò)程分析</p><p>　　顧名思義，干粉壓片機(jī)就是把干粉壓制成具有一定形狀厚度的片坯，一般采用黑箱法進(jìn)行分析，分析見(jiàn)下：</p><p>　　由題目要求，該干粉壓片機(jī)要求完成的工藝動(dòng)作有一下五個(gè)：</p><p>　　（1）、送料：為間歇直線運(yùn)動(dòng)</p><p>　?。?）、篩料：篩子往復(fù)運(yùn)動(dòng)</p>

66、<p>　?。?）、加壓：下沖頭先下移，上沖頭再下移，然后一起加壓，并保時(shí)成型</p><p>　　（4）、推出：下沖頭上升推出成型的片坯</p><p>　　（5）、送成品：通過(guò)凸輪推動(dòng)篩子來(lái)將成型的片坯擠到滑道</p><p>　　以上五個(gè)動(dòng)作，加壓時(shí)用上沖頭和下沖頭兩個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)完成的。因此干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮料篩機(jī)構(gòu)、上下沖頭加壓機(jī)構(gòu)的選型和

67、設(shè)計(jì)問(wèn)題。</p><p>　　第三節(jié) 功能元求解</p><p>　　根據(jù)功能的要求，進(jìn)行求解，各功能元分別可以用不同的機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)動(dòng)及傳動(dòng)要求 </p><p>　?。?）上沖頭運(yùn)動(dòng)A可以由移動(dòng)推桿圓柱凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)、偏置曲柄</p><p>　　滑塊機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn) ;</p><p>　

68、?。?）送料機(jī)構(gòu)B可以由渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)、移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn); </p><p>　?。?）下沖頭運(yùn)動(dòng)C可以由雙導(dǎo)桿間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、移動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、曲線槽導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　第四節(jié) 形態(tài)學(xué)矩陣</p><p>　　根據(jù)上下沖頭和料篩這三個(gè)執(zhí)行構(gòu)件動(dòng)作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以選擇表1——2常用的機(jī)構(gòu)，即為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣。</p&

69、gt;<p>　　表1—1執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形態(tài)學(xué)矩陣</p><p>　　第二章 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 主要執(zhí)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　一 上沖頭的運(yùn)動(dòng)A：要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線移動(dòng)，還有考慮急回特性。因此有以下方案可供選擇：</p><p><b>　　方案1</b><

70、;/p><p>　　說(shuō)明：桿1帶動(dòng)桿2運(yùn)動(dòng)，桿2使滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)桿3運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到所要求的上沖頭的運(yùn)動(dòng)。此方案可以滿足保壓要求，但是上沖頭機(jī)構(gòu)制作工藝復(fù)雜，磨損較大，且需要加潤(rùn)滑油，工作過(guò)程中污損比較嚴(yán)重。</p><p><b>　　圖1—2 </b></p><p>　　方案2說(shuō)明：凸輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)滾子運(yùn)動(dòng)，使桿1與桿2運(yùn)動(dòng)，使上沖頭上下往

71、復(fù)運(yùn)動(dòng)，完全能達(dá)到保壓要求。但上沖頭行程要求有90~100mm，凸輪機(jī)構(gòu)尺寸將會(huì)變得很大很笨重。</p><p><b>　　圖1—3</b></p><p><b>　　方案3：</b></p><p>　　說(shuō)明：此方案使用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串接而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕盈，能滿足保壓要求，并能夠輕松達(dá)到上沖頭的行程要求

72、。</p><p>　　a,b圖方案所示機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪推動(dòng)從動(dòng)件,當(dāng)與從動(dòng)件行程末端相應(yīng)的凸輪廓線采用同心圓弧廓線時(shí),從動(dòng)件在行程末端停歇。c圖采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小， 圖1-4</p><p>　　但滑塊在行程末端只作瞬間停歇，運(yùn)動(dòng)規(guī)律不理想。d圖形曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)可得到較好的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

73、e圖為蝸輪蝸桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力大，有緩和沖擊且能滿足較理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。故d、e兩方案為上沖頭的機(jī)構(gòu)比較好。</p><p>　　二 送料機(jī)構(gòu)B 主要作用是將坯料送至加工位置，對(duì)承載能力要求低（如圖1-5圖1-6）。</p><p>　　圖1-5為凸輪—連桿的機(jī)構(gòu)，且獲得較大的行程；圖1-6為偏置的曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ，傳動(dòng)精度高、且制造容易；圖1-6不能滿足往復(fù)振動(dòng)和實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。

74、圖1-5所示機(jī)構(gòu)方案可達(dá)到運(yùn)動(dòng)要求，能滿足往復(fù)振動(dòng)和實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　圖1—5 圖1-6</p><p>　　三 下沖頭的運(yùn)動(dòng)C：需要較高的承受能力、且需要實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，可靠性好。則有以下方案（圖1-7,圖1-8,圖1-9）可供選擇：</p><p>　　圖1—7 圖

75、1—8 圖1—9</p><p>　　圖1-7所示為兩個(gè)盤形凸輪推動(dòng)同一個(gè)從動(dòng)件方式，可實(shí)現(xiàn)預(yù)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖1-8所示為對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、且能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，滿足運(yùn)動(dòng)規(guī)律。圖1-9所示為曲柄導(dǎo)桿滑塊機(jī)構(gòu)，可滿足較高的承受能力、具有較好的增力效果且能實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)。故以上三種方案可為下沖頭運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。雙導(dǎo)桿運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，雖然也可作為下沖頭的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)，但構(gòu)件

76、數(shù)目較多、結(jié)構(gòu)相對(duì)較上述較復(fù)雜，不可采用為宜。</p><p>　　第二節(jié) 機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案的選擇和評(píng)定</p><p>　　一 構(gòu)件方案組合設(shè)計(jì)</p><p>　　綜上所述，機(jī)構(gòu)系統(tǒng)可能運(yùn)動(dòng)的方案有N=3×2×3=18種。經(jīng)過(guò)認(rèn)真思考和討論干粉壓片機(jī)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案現(xiàn)可初步確定為以下三個(gè)方案。</p><p><

77、;b>　　方案（一）：</b></p><p><b>　　圖1—10</b></p><p><b>　　方案（二）</b></p><p><b>　　圖1—11</b></p><p><b>　　方案（三）</b></p&g

78、t;<p><b>　　圖1—12</b></p><p><b>　　二 方案評(píng)定</b></p><p>　　通過(guò)我們組的討論、分析和比較認(rèn)為方案（一）為最優(yōu)方案。</p><p>　　三 干粉壓片機(jī)運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖</p><p>　　從上述工藝過(guò)程可以看出，由主動(dòng)件到執(zhí)行有三支機(jī)

79、構(gòu)系統(tǒng)順序動(dòng)作；畫出運(yùn)動(dòng)傳遞框圖如下： </p><p>　　圖1-13從整個(gè)機(jī)器的角度上看，它是一種時(shí)序式組合機(jī)構(gòu)系統(tǒng)，所以要擬定運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖，應(yīng)以主動(dòng)件的轉(zhuǎn)角為橫坐標(biāo)（0—360），以機(jī)構(gòu)執(zhí)行構(gòu)件的位移為縱坐標(biāo)畫出位移曲線。運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖上的位移曲線主要著眼于運(yùn)動(dòng)的起迄位置，而不是其精確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p>　　料篩從推出片坯的位置經(jīng)加料位置加料后退回最左邊（起始位置）停歇。下沖頭即

80、下沉3mm。下沖頭下沉完畢，上沖頭可下移到型腔入口處，待上沖頭到達(dá)臺(tái)面下3mm處時(shí)，下沖頭開(kāi)始上升；對(duì)粉料兩面加壓，這時(shí)上、下沖頭各移動(dòng)8mm，然后兩沖頭停歇保壓，保壓時(shí)間約0.3s相當(dāng)于主動(dòng)件轉(zhuǎn)36度左右。以后，上沖頭先開(kāi)始退出，下沖頭稍后并稍慢地向上移動(dòng)到臺(tái)面平齊，頂出成形片坯。下沖頭停歇待卸片坯時(shí)；料篩已推進(jìn)到形腔上方推卸片坯。然后，下沖頭下移21mm的同時(shí)，料篩振動(dòng)使篩中粉料篩入形腔而進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。</p>&l

81、t;p>　　第三節(jié) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸計(jì)算</p><p>　　一 上沖頭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)定搖桿長(zhǎng)度：選取 代入公式：</p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　　∴選取</b></p><p><b>　　∴&

82、lt;/b></p><p>　　確定搖桿擺角根據(jù)右圖，可知行程的計(jì)算公式為</p><p>　　圖1-14 </p><p>　　算的擺角為32°與測(cè)量出的圖中擺角大小相等 </p><p>　　∵題設(shè)要求擺

83、角小于60°</p><p>　　∴滿足要求。 </p><p>　　通過(guò)圖解法求出曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中曲柄與連桿的長(zhǎng)度如圖所示，AB為曲柄， BC為連桿，DC為搖桿：</p><p>　　DC0是搖桿在擺角最大時(shí)的位置；

84、</p><p>　　DC12是搖桿與鉛垂方向夾角為2°的位置；</p><p>　　DC3是搖桿鉛垂時(shí)的位置；</p><p><b>　　由題意: ∵ ，</b></p><p>　　∴ 測(cè)量出，為保壓角</p><p><b>　　檢驗(yàn)曲柄存在條件</b>

85、;</p><p><b>　　，, , </b></p><p>　　滿足桿長(zhǎng)之和定理，即AD+AB<CD+BC,確保了曲柄的存在。</p><p>　　綜上所述 上沖頭機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　曲柄 97㎜，曲柄連桿171㎜，搖桿390㎜，滑塊連桿L=585 ㎜ </p>&

86、lt;p>　　二 下沖頭凸輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　（一） 凸輪基圓的確定</p><p>　　在實(shí)際設(shè)計(jì)中規(guī)定了凸輪機(jī)構(gòu)壓力角的許用值，對(duì)于直動(dòng)從動(dòng)件通常取。此處取凸輪機(jī)構(gòu)最大壓力角為。由于機(jī)械系統(tǒng)要求下沖頭的承載能力較大，且欲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，因而凸輪機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的某一個(gè)位置出現(xiàn)的最大壓力角的前提下，基圓半徑盡可能小。由于下沖頭為對(duì)心直動(dòng)滾子推桿盤形凸輪機(jī)構(gòu)。</p>

87、;<p>　　結(jié)合下沖頭的循環(huán)圖由以上二式知可取。</p><p>　　則由于凸輪廓線,則取凸輪機(jī)構(gòu)的最小曲率半徑為。</p><p>　?。ǘ?滾子半徑的確定</p><p>　　由于滾子半徑必須小于理認(rèn)輪廓線外凸部分的最小曲率半徑，因此取，</p><p>　　（三） 從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律</p><p

88、>　　為避免產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊，且要求傳動(dòng)較平穩(wěn)，則取從動(dòng)件在推程轉(zhuǎn)折處以圓弧過(guò)渡，行程為；回程以相同規(guī)律返回。</p><p>　?。ㄋ模?從動(dòng)件位移線圖及凸輪輪廓線如下 </p><p><b>　　圖1—15</b></p><p>　　（五） 下沖頭凸輪輪廓的確定</p><p>　　凸輪機(jī)構(gòu)的最大的優(yōu)點(diǎn)是

89、：只要適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)出凸輪的輪廓線，就可以使推桿得到各種預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。選取適當(dāng)?shù)谋壤?，取為半徑作圓；選取凸輪的基圓半徑,偏心距，凸輪以等角速度沿逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)，推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1-15所示。先作相應(yīng)于推程的一段凸輪廓線。為此，根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理，將凸輪機(jī)構(gòu)按進(jìn)行反轉(zhuǎn)，此時(shí)凸輪靜止不動(dòng)，而推桿繞凸輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。按順時(shí)針?lè)较蛳攘砍鐾瞥踢\(yùn)動(dòng)角，再按一定的分度值（凸輪精度要求高時(shí)，分度值取小些，反之可以取小些）將此運(yùn)動(dòng)角分成若干

90、等份并依據(jù)推桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律算出各分點(diǎn)時(shí)推桿的位移值S。根據(jù)以上位移曲線結(jié)合反轉(zhuǎn)法得出凸輪的輪廓曲線如下：</p><p><b>　　圖1—16</b></p><p>　　三 料篩凸輪輪廓的確定</p><p>　　其中S為料篩的位移，設(shè)為凸輪的轉(zhuǎn)角，而的關(guān)系如下圖：</p><p><b>　　圖1—17

91、</b></p><p>　　繼而可根據(jù)下沖頭凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，做出料篩凸輪的輪廓曲線如下圖： </p><p><b>　　圖1—18</b></p><p>　　第四節(jié) 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖及運(yùn)動(dòng)線圖</p><p><b>　　一 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</b></p><p>

92、;<b>　　圖1—19 </b></p><p><b>　　二 運(yùn)動(dòng)線圖</b></p><p>　?。ㄒ唬?用解析法對(duì)上沖頭進(jìn)行分析</p><p>　　由課本P42-P43所述，（1）</p><p>　?。ǘ?C語(yǔ)言編程</p><p>　　#include

93、<stdio.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#define PI 3.1415926</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;&l

94、t;/b></p><p>　　double m,a,b,c,n,d,h,l,r,s,t,w,v,z;</p><p><b>　　FILE *fp;</b></p><p>　　fp=fopen("myf1.out","w");</p><p>　　printf("

95、;角度 位移 速度 加速度 \n");</p><p>　　fprintf(fp,"角度 位移 速度 加速度 \n");</p><p>　　for(i=0;i<360;i=i+5)</p&

96、gt;<p><b>　　{</b></p><p>　　m=i*PI/180.0;</p><p>　　a=462-97*cos(m);</p><p>　　b=-97*sin(m);</p><p>　　c=(a*a+b*b+390*390-171*171)/(2*390);</p>&l

97、t;p><b>　　if(a=c)</b></p><p>　　d=2*atan(-a/b);</p><p><b>　　else</b></p><p>　　d=2*atan((b+sqrt(a*a+b*b-c*c))/(a-c));</p><p>　　n=d-PI*148/180;&l

98、t;/p><p>　　l=atan((b+390*sin(n)/(a+390*cos(n))));</p><p>　　r=2.0/3*PI;</p><p>　　s=-r*97*sin(m-n)/171/sin(l-n);</p><p>　　t=r*97*sin(m-l)/390/sin(n-l);</p><p>　

99、　w=(171*s*s+97*r*r*cos(m-l)-390*t*t*cos(n-l))/390/sin(n-l);</p><p>　　h=581+390-390*cos(n)-sqrt(585*585-390*sin(n)*390*sin(n));</p><p>　　v=390*sin(n)*t+(390*sin(n)*cos(n)*t)/sqrt(585*585-390*390*

100、sin(n)*sin(n));</p><p>　　z=390*cos(n)*t*t+390*sin(n)*w+(sqrt(585*585-390*390*sin(n)*sin(n))*(390*cos(n)*cos(n)*t*t-390*sin(n)*sin(n)*t*t+390*sin(n)*cos(n)*w)-390*sin(n)*cos(n)*t*(390*sin(n)*t-v))/(585*585-39

101、0*390*sin(n)*sin(n));</p><p>　　printf("%4d %15f %15f %15f \n",i,h,v,z);</p><p>　　fprintf(fp,"%4d %15f %15f %15f \n",i,h,v,z);</p><p><b>　　}</b&g

102、t;</p><p>　　fclose(fp);</p><p><b>　　}</b></p><p>　?、劢嵌?位移 速度 加速度 </p><p>　　0 92.983333 -128.082352

103、 198.492177 </p><p>　　5 76.583440 106.569505 164.213338 </p><p>　　10 61.774424 96.604693 120.262099 </p><p>　　15 48.763270 84

104、.331927 86.674392 </p><p>　　20 37.638582 72.212974 63.032311 </p><p>　　25 28.378933 60.885644 46.930582 </p><p>　　30 20.87

105、2376 50.623645 35.964834 </p><p>　　35 14.942452 41.554673 28.154775 </p><p>　　40 10.375815 33.718883 22.034592 </p><p>　　4

106、5 6.947471 27.092153 16.627760 </p><p>　　50 4.441103 21.599431 11.372329 </p><p>　　55 2.663432 17.125091 6.027681 </p>

107、<p>　　60 1.452761 13.522380 0.580940 </p><p>　　65 0.682578 10.622547 -4.836060 </p><p>　　70 0.261421 8.243607 -10.0135

108、58 </p><p>　　75 0.130197 6.198547 -14.712734 </p><p>　　80 0.258021 4.302710 -18.697817 </p><p>　　85 0.637366 2.380167

109、 -21.754254 </p><p>　　90 1.279111 0.268960 -23.696519 </p><p>　　95 2.207832 -2.174798 -24.369069 </p><p>　　100 3.457561

110、 -5.073930 -23.643511 </p><p>　　105 5.068094 -8.528185 -21.414344 </p><p>　　110 7.081876 -12.613074 -17.594907 </p><p>　　115

111、 9.541426 -17.379400 -12.114582 </p><p>　　120 12.487263 -22.853296 -4.917848 </p><p>　　125 15.956267 -29.036641 4.034509 </p>

112、<p>　　130 19.980403 -35.907648 14.761719 </p><p>　　135 24.585766 -43.421473 27.256378 </p><p>　　140 29.791878 -51.510560 41.473

113、619 </p><p>　　145 35.611196 -60.084297 57.313219 </p><p>　　150 42.048788 -69.027055 74.587577 </p><p>　　155 49.102143 -78.192

114、312 92.956981 </p><p>　　160 56.761092 -87.386083 111.776782 </p><p>　　165 65.007809 -96.315172 129.657897 </p><p>　　170 73.816

115、885 -104.380053 142.787921 </p><p>　　175 83.155447 -115.273479 170.201115 </p><p>　　180 92.983327 -130.340377 200.779199 </p><p>　　

116、185 103.253268 -140.149885 219.900443 </p><p>　　190 113.911149 -147.425083 230.071027 </p><p>　　195 124.896251 -152.075161 263.302506 </p

117、><p>　　200 136.141530 -156.294614 302.792764 </p><p>　　205 147.573925 -159.372028 344.663551 </p><p>　　210 159.114668 -160.930723 3

118、86.938154 </p><p>　　215 170.679618 -160.690224 428.022008 </p><p>　　220 182.179597 -158.410933 466.315943 </p><p>　　225 193.520727 -1

119、53.879839 500.081714 </p><p>　　230 204.604767 -146.909637 527.393536 </p><p>　　235 215.329427 -137.344106 546.138778 </p><p>　　240 2

120、25.588670 -125.067543 554.065481 </p><p>　　245 235.272983 -110.017489 548.886849 </p><p>　　250 244.269621 -92.200245 528.457251 </p><p

121、>　　255 252.462838 -71.708419 491.032289 </p><p>　　260 259.734121 -48.739147 435.614856 </p><p>　　265 265.962482 -23.610820 362.367076

122、</p><p>　　270 271.024873 3.224814 273.033325 </p><p>　　275 274.796851 31.179098 171.276869 </p><p>　　280 277.153642 59.535629

123、 62.795606 </p><p>　　285 277.971848 87.475575 -44.925377 </p><p>　　290 277.132050 114.120509 -143.318924 </p><p>　　295 274.522660

124、 138.590809 -223.877293 </p><p>　　300 270.045365 160.073595 -279.546414 </p><p>　　305 263.622471 177.890767 -306.043189 </p><p>　　310

125、 255.206312 191.556103 -302.717486 </p><p>　　315 244.790602 200.811824 -272.680272 </p><p>　　320 232.423104 205.639185 -222.144025 </p>

126、<p>　　325 218.218357 206.243561 -159.174501 </p><p>　　330 202.368439 203.020297 -92.219417 </p><p>　　335 185.149081 196.512490 -28.79

127、6142 </p><p>　　340 166.918239 187.377537 25.392938 </p><p>　　345 148.104690 176.398091 66.810463 </p><p>　　350 129.185646 164.68

128、4275 93.881479 </p><p>　　355 110.654626 155.391555 105.714486 </p><p><b>　?、?lt;/b></p><p><b>　　圖1—20</b></p><p>　　第三章

129、傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案（如下圖所示）</p><p><b>　　圖1—21</b></p><p>　　第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p><b>　　一 計(jì)算功率</b></p><p><b>　　單個(gè)周

130、期的時(shí)間：</b></p><p>　　沖壓階段的壓力變化近似地與距離成線性關(guān)系。壓制階段單組沖頭一個(gè)周期內(nèi)所做的功為：</p><p>　　單組沖頭的平均功率：</p><p>　　考慮到運(yùn)動(dòng)副摩擦和料篩運(yùn)動(dòng)所需的功率，實(shí)際所需功率約為平均功率的兩倍。</p><p><b>　　∴</b></p&g

131、t;<p><b>　　減速器輸入功率：</b></p><p>　　∴干粉壓片機(jī)所需總功率</p><p>　　二 確定傳動(dòng)裝置的效率η</p><p>　　查表得：皮帶傳動(dòng)效率</p><p><b>　　一對(duì)軸承的效率 </b></p><p>　　一對(duì)

132、圓柱斜齒輪傳動(dòng)的效率</p><p>　　彈性柱銷聯(lián)軸器的效率</p><p>　　∴故總的傳動(dòng)裝置的效率為</p><p><b>　　三 選擇電動(dòng)機(jī)</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需功率 取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)

133、轉(zhuǎn)速的可選范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750,、1000、1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊(cè)查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案，如下表:</p><p><b>　　表1—2</b></p><p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)3方案比較合適，因此可選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S2-6，其主要性能如下表：&l

134、t;/p><p><b>　　表1-3</b></p><p><b>　　四 分配傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　實(shí)際總傳動(dòng)比 </b></p><p><b>　　取帶傳動(dòng)比 </b></p><p>　　對(duì)于減速

135、器內(nèi)的兩對(duì)齒輪的傳動(dòng)比</p><p><b>　　減速起的總傳動(dòng)比為</b></p><p>　　對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱斜齒輪減速器可查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中的圖12得（為一對(duì)斜齒輪傳動(dòng)比）,（為一對(duì)直齒輪傳動(dòng)比）</p><p>　　五 計(jì)算各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　未進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推

136、算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸、軸......</p><p>　　,,...為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比；</p><p>　　，，...為相鄰兩周間的傳動(dòng)效率；</p><p>　　，，...為個(gè)軸的輸入功率（kw）；</p><p>　　，，...為個(gè)軸的輸入轉(zhuǎn)矩（N.m）；</p><

137、;p>　　，，...為個(gè)軸的轉(zhuǎn)速（r/min）。</p><p>　　則可按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)如下：</p><p>　?。ㄒ唬?各軸轉(zhuǎn)速 </p><p><b>　　故符合實(shí)際要求</b></p><p><b>　?。ǘ?各軸功率</b>&l

138、t;/p><p><b>　?。ㄈ?各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　（四） 列出各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　第三節(jié) 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　一 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。ㄒ唬?確定計(jì)算功率Pca<

139、/p><p>　　∵本組機(jī)器屬于軟啟動(dòng)且為三班制且載荷變動(dòng)不大由表8-7</p><p><b>　　可查得：</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　?。ǘ?選擇V帶的帶型</p><p>　　根據(jù)、n1由圖8-11選用A型。</p>

140、<p>　　（三） 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v</p><p>　?。?）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　?。?）驗(yàn)算帶速v按式（8-13）驗(yàn)算帶的速度</p><p>　　∵<v<,故帶速合適。</p><p>　　計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式（8-15a）,計(jì)

141、算大帶輪的基準(zhǔn)直徑</p><p>　?。ㄋ模?確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p>　?。?）根據(jù)式（8-20）初定中心距</p><p>　?。?）由式（8-22）計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p><p><b>　　=</b></p><p>　　由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度</p&

142、gt;<p>　　按室（8-23）計(jì)算實(shí)際中心距a</p><p>　　中心距的變化范圍為443－515mm。</p><p>　?。ㄎ澹?驗(yàn)算小帶輪上的包角</p><p>　?。?計(jì)算帶的根數(shù)</p><p>　　(1)計(jì)算單根V帶的額定功率</p><p>　　由和，查表8-4a得</

143、p><p>　　根據(jù)，和A型帶，查表8-4b得</p><p>　　查表8-5得，表8-2得，于是</p><p><b>　　計(jì)算V帶的根數(shù)z。</b></p><p><b>　　取7根。</b></p><p>　?。ㄆ撸?計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（）min</

144、p><p>　　由表8-3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以</p><p>　　應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力：</p><p>　?。ò耍?計(jì)算壓軸力</p><p><b>　　壓軸力的最小值為：</b></p><p>　　第四節(jié) 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　一 選定齒輪

145、材料、熱處理及精度</p><p>　?。ǜ咚偌?jí)傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算引用圖表均來(lái)至《機(jī)械設(shè)計(jì)》吳克堅(jiān)版）</p><p>　　考慮此減速器的功率及及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故第一對(duì)大小齒輪均選用軟齒面漸開(kāi)線斜齒輪。</p><p>　?。ㄒ唬?齒輪材料及處理方式</p><p>　　大小齒輪材料為40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理齒面硬度為241～286HBS，根據(jù)

146、圖9.55、9.58取，.</p><p><b>　?。ǘ?齒輪精度</b></p><p>　　按GB/T 10095——1988,7級(jí)，齒面粗糙度Ra=0.8um，齒根噴丸強(qiáng)化，裝配后齒面接觸率為70%。</p><p>　　二 初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸</p><p>　　(1)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩<

147、;/p><p><b>　　(2)確定齒數(shù)z</b></p><p><b>　　取，.此處取</b></p><p>　　傳動(dòng)比誤差 ，%<5%,允許。</p><p><b>　　(3)初選齒寬系數(shù)</b></p><p>　　按非對(duì)稱布置，由表9

148、.16查的=0.6.</p><p><b>　　(4)初選螺旋角</b></p><p><b>　　初定螺旋角</b></p><p><b>　　(5)載荷系數(shù)K</b></p><p>　　使用載荷系數(shù) 可有表9.11查得=1.10；</p><

149、p>　　動(dòng)載荷系數(shù) 估計(jì)齒輪圓周速度v= 5m/s，則由圖9.44查得=1.15</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù) 預(yù)估齒寬b=40 mm，由表9.13查得，初取，再由圖9.46查得 = 1.11；</p><p>　　齒間載荷分配系數(shù) 由表9.12查得；</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù)K </p><p>　

150、　(6)齒面系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù);</b></p><p>　　由圖9.53查得2.80，2.19；由圖9.54查得1.57，1.80。</p><p><b>　　(7)重合度系數(shù)</b></p><p>　　端面重合度近似 為 ：

151、 ： </p><p>　　因，則重合度系數(shù)為;</p><p>　　(8)螺旋角系數(shù) </p><p><b>　　軸向重合度 : </b></p><p><b>　　(9)許用彎曲應(yīng)力</b></p>

152、;<p>　　安全系數(shù)由表9.15查得（按1%失效概率考慮）</p><p>　　小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ：</p><p>　　大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù):： </p><p>　　由圖9.59查得壽命系數(shù)： ,;</p><p>　　實(shí)驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)： ;</p><p>　　由圖9.60預(yù)取尺寸系數(shù)：

153、 ；</p><p><b>　　許用彎曲應(yīng)力：</b></p><p><b>　　比較，</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　(10)計(jì)算模數(shù)</b></p><p>　　按表9.3圓整

154、模數(shù)，取</p><p>　　(11)初算主要尺寸</p><p>　　初算中心距： ， </p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　修正螺旋角： </b></p><p>　　分度圓直徑： </p>&l

155、t;p><b>　　齒寬： ，取，。</b></p><p><b>　　齒寬系數(shù) </b></p><p>　　三 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　?。?）確定載荷系數(shù)K</p><p>　　載荷系數(shù)：、、、= 1.1</p><p><b>　

156、　K=</b></p><p><b>　?。?）確定各系數(shù)</b></p><p>　　材料彈性系數(shù) 由表9.14查得</p><p>　　節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由圖9.48查得=2.45</p><p>　　重合度系數(shù) 由圖9.49查得=0.78</p><p>　　螺旋角

157、系數(shù) </p><p><b>　?。?）許用接觸應(yīng)力</b></p><p>　　試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ：</p><p>　　壽命系數(shù) 由圖9.56查得,,工作硬化系數(shù)</p><p>　　尺寸系數(shù) 由圖9.57查得=1，安全系數(shù)由表9.15查得</p><p&

158、gt;<b>　　則許用接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　　取。</b></p><p>　　（4）校核齒面接觸強(qiáng)度</p><p>　　故滿足齒面接觸強(qiáng)度。 </p><p>　　第五節(jié) 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　?。ㄓ嘘P(guān)圖表參考濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)

159、.8版.北京：高等教育出版社，2006.）</p><p>　　一 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) </p><p>　?。?）按圖1—21所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故初選7級(jí)精度（GB10095－88）。 </p><p>　?。?）材料選擇。由表10-1選故小齒輪材料為40Cr（

160、調(diào)質(zhì)），齒面硬度為241-286HBS</p><p>　?。?）選小齒輪齒數(shù)，取。</p><p>　　二 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) </p><p>　　由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10－9a進(jìn)行試算，即</p><p>　?。ㄒ唬?確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值</p><p>　　試選載荷系數(shù)Kt＝1.3；（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩

161、　</p><p>　　（3）由表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1；</p><p>　　（4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) ；</p><p>　?。?）由圖10-21d按齒面硬度查得大、小齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　，；（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　由圖10-19查得接觸疲勞

162、壽命系數(shù)，；（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1％，安全系數(shù)，得</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　（二） 計(jì)算</b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[σH]中較小的值 </p><p>　?。?）計(jì)算圓周速度v </p&