課程設(shè)計(jì)--螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的及意義1</p><p>　　二、設(shè)計(jì)題目：螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計(jì)1</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)任務(wù)2</b></p><p>　　3.1、設(shè)計(jì)參數(shù)2</p><p>　　3

2、.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　3.3、設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　3.4、設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p>　　3.5、上交資料3</p><p>　　四、設(shè)計(jì)方案擬定和分析3</p><p><b>　　五、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3</b></p><p>　　5.1

3、、電動(dòng)機(jī)選取3</p><p>　　5.3、螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸5 </p><p>　　5.3.1、螺桿的材料5</p><p>　　5.3.2、螺桿的參數(shù)確定6</p><p>　　5.3.3、螺桿強(qiáng)度校核：7</p><p>　　5.4、離合器的選用7</p><p><b&g

4、t;　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p>　　螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計(jì)（ⅠⅠ）</p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的及意義</p><p>　　自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)這門課程是機(jī)械專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，學(xué)習(xí)完這門課程之后同學(xué)們?cè)谀X中應(yīng)該對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)

5、總體的框架。為了加深對(duì)這門課程的更深入的理解及運(yùn)用，充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維和想象能力，靈活應(yīng)用各種設(shè)計(jì)方法和技巧，以便設(shè)計(jì)出新穎、靈巧、高效的機(jī)械產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，安排課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力，同時(shí)鞏固復(fù)習(xí)前面學(xué)過的理論知識(shí)，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的理論基礎(chǔ)。</p><p>

6、　　二、設(shè)計(jì)題目：螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　該機(jī)的工作原理：</b></p><p>　　該壓力成型機(jī)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)粉末材料進(jìn)行壓力加工而達(dá)到成型的目的，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料以便于完成后續(xù)工作。粉末壓力成型機(jī)如圖所示。</p><p>　　為了對(duì)粉末壓力成型機(jī)供料，采用螺桿式供料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)間歇供料。</p>&l

7、t;p><b>　　三、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　3.1、設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　（1）壓力成型機(jī)的生產(chǎn)率 80 件/ 分鐘；</p><p>　?。?）產(chǎn)品的尺寸： L×B×H＝200×100×50mm</p

8、><p>　?。?）粉末材料密度： </p><p>　?。?）在0.5s內(nèi)的時(shí)間內(nèi)必須完成供料。</p><p><b>　　3.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　?。?）根據(jù)生產(chǎn)率及工藝要求，確定螺桿的轉(zhuǎn)速；</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸等；</p><

9、;p>　　（3）選擇并確定合適的離合器；</p><p>　?。?）計(jì)算該供料機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)率；</p><p>　?。?）計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率，選擇合適的電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　3.3、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是一必修的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，所有學(xué)生必須重視、認(rèn)真對(duì)待，必須獨(dú)立按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)任

10、務(wù)，遵守設(shè)計(jì)紀(jì)律，嚴(yán)禁雷同、抄襲。</p><p>　　圖紙要求：使用計(jì)算機(jī)軟件繪圖，注意裝配圖、零件圖的標(biāo)注內(nèi)容及格式，要求標(biāo)注完整、規(guī)范，結(jié)構(gòu)合理。</p><p>　　說明書要求：按照陜西科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)的格式規(guī)范，內(nèi)容詳實(shí)，分析合理，計(jì)算又據(jù)，數(shù)據(jù)可靠。</p><p><b>　　3.4、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><

11、;p>　?。?）該機(jī)構(gòu)的裝配圖（含箱體）。</p><p>　?。?）螺桿、料槽、攪拌器等的相關(guān)零件圖。</p><p>　　（3）圖紙量最少為1張裝配圖和3張零件圖。</p><p><b>　　3.5、上交資料</b></p><p>　?。?）課程設(shè)計(jì)說明書（統(tǒng)一左側(cè)裝訂）</p><p&

12、gt;<b>　　（2）相關(guān)設(shè)計(jì)圖紙</b></p><p>　?。?）陜西科技大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)分表（網(wǎng)上下載，不與說明書裝訂在一起，填寫完整的設(shè)計(jì)題目，姓名等相關(guān)資料，并注意評(píng)分表下面的日期為2012年）</p><p>　　四、設(shè)計(jì)方案擬定和分析</p><p>　　螺桿式供料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖所示：螺桿設(shè)置在料斗導(dǎo)管中，由離合器實(shí)現(xiàn)其與驅(qū)動(dòng)裝置的

13、結(jié)合與脫開，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料填充進(jìn)入定截面螺旋槽中隨螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料不斷的填充輸送，最后由出料口落入容器中 。只要控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù)（時(shí)間），即可完成定量供料。螺桿和攪拌器可將結(jié)塊物料破開。</p><p>　　為保證供料的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性螺桿必須經(jīng)過精加工，螺桿外徑和導(dǎo)管內(nèi)景間配合間隙要適當(dāng)，在導(dǎo)管內(nèi)的螺距數(shù)應(yīng)大于5個(gè)。要求比較高。</p><p><b>　　五、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)<

14、/b></p><p><b>　　5.1、電動(dòng)機(jī)選取</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)選擇的參考因素主要包括：電動(dòng)機(jī)型式、電壓與轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)型式種類；電動(dòng)機(jī)防護(hù)型式的選擇；電動(dòng)機(jī)電壓和轉(zhuǎn)速。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)使用在壓力成型機(jī)上，選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)，且易于啟動(dòng)。</p>

15、<p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)（1）知壓力成型機(jī)生產(chǎn)率80件/分鐘，且轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)有四個(gè)下料位置，所以轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到20轉(zhuǎn)/分鐘即可。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù) (2) 產(chǎn)品尺寸：L×B×H=200×100×50mm</p><p>　　一件產(chǎn)品的體積為V=1000立方厘米</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)（3）粉末材料

16、密度： </p><p>　　一件產(chǎn)品的質(zhì)量為m=1000×10×7. 5×10=7.5kg</p><p>　　設(shè)計(jì)出料口(即下料位置)到轉(zhuǎn)盤中心的距離為400mm,則轉(zhuǎn)矩為:</p><p>　　T=7.5kg×10N/kg×0.4m=30Nm</p><p>　　每次運(yùn)動(dòng)循環(huán)轉(zhuǎn)盤上有

17、3個(gè)位置裝有物料轉(zhuǎn)動(dòng)，所以功率為:</p><p>　　P=3×T×n=3×30×20=1800w=1.8kw</p><p>　　查機(jī)械零件手冊(cè)，可選取電動(dòng)機(jī)如下表：</p><p>　　考慮傳動(dòng)過程中的功率損耗，所以選擇機(jī)座號(hào)132S1，轉(zhuǎn)速750r/min,功率2.2kw的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，可滿足要求。</p&

18、gt;<p>　　5.2、確定螺桿轉(zhuǎn)速</p><p>　　壓力成型機(jī)生產(chǎn)率80件/分鐘，即Q=80件/min</p><p>　　由于螺桿供料一次即就生產(chǎn)一件產(chǎn)品，所以一件產(chǎn)品的質(zhì)量也就是螺桿一次供料量，即： G=7.5kg</p><p>　　又由分析可知螺桿式供料機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)能力Q=80×7.5=600kg/min</p>

19、<p>　　根據(jù)公式Q=Gn 可得</p><p>　　螺桿轉(zhuǎn)速n=Q/G=6007.5=80 r/min</p><p>　　由（4）知在0.5s內(nèi)必須完成供料，故取工作循環(huán)時(shí)間T=0.5s，</p><p>　　因此供料一次螺桿的轉(zhuǎn)速n=Tn/60=0.5×8060=0.67r</p><p>　　由式G=V n 可得

20、</p><p>　　每圈螺旋槽容積 V=7.5(7.5×10)0.67=1.49×10cm</p><p>　　5.3、螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　5.3.1、螺桿的材料</p><p>　　螺桿常用材料的性能要求為：機(jī)械強(qiáng)度好，耐腐蝕和抗磨性能好，加工性能好，取材容易。目前，我國(guó)常采用的螺桿材料有45鋼、40C

21、r、氮化鋼（38CrMoAl）、高溫合金等，為了提高耐磨能力和基體金屬的性能，近年來采用在螺桿表面噴涂碳化鈦和對(duì)螺桿進(jìn)行離子氮化處理等技術(shù)。</p><p>　　45鋼價(jià)格便宜，加工性能好，但耐磨性較其他差，熱處理為調(diào)質(zhì)HB220-270,高溫淬火HRC45-48。</p><p>　　40Cr在性能上優(yōu)于45鋼，但往往要鍍上一層硌來提高耐磨性，鍍層要求高，太薄易磨損，太厚易剝落，剝落后反

22、而加速腐蝕，目前使用較少。</p><p>　　氮化鋼（38CrMoAl）綜合性能較好，一般氮化層達(dá)0.4-0.6mm，但其抗氯化氫腐蝕的能力低，且價(jià)格昂貴。</p><p>　　高溫合金材料最優(yōu)，不用鍍層，主要用于注塑機(jī)且是無菌螺桿。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)是粉末壓力成型機(jī)，所以選用性價(jià)比合理的45鋼即可滿足要求。</p><p>&

23、lt;b>　　螺桿的工藝設(shè)計(jì)</b></p><p>　　氮化硬度：HB220-227</p><p>　　表面粗糙度：Ra1.0mm</p><p>　　螺桿直線度：0.016mm</p><p>　　5.3.2、螺桿的參數(shù)確定</p><p>　　在螺桿計(jì)量中，螺桿的螺旋常采用矩形截面螺旋。根據(jù)經(jīng)

24、驗(yàn)，螺桿的螺旋升角一般取=17.7。</p><p>　　由于螺桿的螺紋為矩形，根據(jù)矩形螺紋的特點(diǎn)，牙型為正方形，牙型角=0，但牙根強(qiáng)度弱，由此可計(jì)算螺桿直徑并進(jìn)行螺牙強(qiáng)度校核。</p><p>　　基本參數(shù)：D—螺桿直徑，即中徑 </p><p><b>　　D--螺桿大徑</b></p><p>

25、;<b>　　D--螺桿小徑</b></p><p><b>　　s—螺距</b></p><p><b>　　t—螺槽深度</b></p><p><b>　　L—一圈螺旋周長(zhǎng)</b></p><p><b>　　計(jì)算螺桿直徑:</b&g

26、t;</p><p>　　對(duì)矩形截面螺旋來講，t=s/2</p><p>　　由圖知，s=πDtan L=πD/cos</p><p>　　又由前可知每圈螺旋槽容積 V=2×10cm</p><p>　　則由公式V=stL/2可得V=0.25(πD)tan/ cos</p><p>　　所以經(jīng)計(jì)算得出D

27、=121.60mm，經(jīng)圓整取125mm。</p><p>　　故可解得L=412.21mm，s=125.33mm，t=62.66mm</p><p>　　再由公式D=( D+ D)/2 和公式D= D+2t可得</p><p>　　D=D-t=62.34mm;取整為63mm</p><p>　　D=65+270=205mm,取整為210mm

28、</p><p>　　5.3.3、螺桿強(qiáng)度校核：</p><p>　　該螺桿用于立式壓力成型機(jī)，所受載荷主要是物料所施加軸向力，且受力主要是螺牙，故對(duì)螺牙進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　45鋼的屈服極限為=340N/㎜，</p><p>　　許用應(yīng)力＝/(3～5)=68～113.33 N/㎜,取=100 N/㎜。</p>&

29、lt;p>　　許用彎曲應(yīng)力=（1.0～1.2）=90～108 N/㎜，取=100 N/㎜。</p><p>　　剪切應(yīng)力=0.6=60 N/㎜。</p><p>　　彎曲強(qiáng)度條件：=/π，</p><p>　　L=(D-D)/2=30mm為彎曲臂力，b=0.5s=62.67mm為螺紋牙根厚度，</p><p>　　F/u為每圈螺紋所承受

30、的平均壓力，</p><p>　　f/u=Vg=1.49107.5109.8=109.515N</p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入上式中得</p><p><b>　　剪切強(qiáng)度條件：/π</b></p><p>　　將已知數(shù)據(jù)代入上式中得</p><p>　　從而得出結(jié)論，設(shè)計(jì)滿足要求。</

31、p><p>　　5.4、離合器的選用</p><p>　　離合器按工作原理分為牙嵌式、摩擦式和電磁式三類。</p><p>　　牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小，一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處，材料常用低碳鋼表面滲碳，硬度52—62HRC，或中碳鋼表面淬火，硬度48—54HRC，但是牙嵌式離合器只應(yīng)用于兩周靜止或者轉(zhuǎn)速很小的結(jié)合或分離，否則牙齒可能會(huì)因撞擊而折斷！牙數(shù)一般

32、為3—60。 摩擦式離合器利用接觸面間的摩擦力傳遞扭矩，分為單片式和多片式。為提高傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，通常采用多片摩擦式。有潤(rùn)滑劑的稱為濕式，無的稱為干式。與牙嵌式相比有以下優(yōu)點(diǎn)：可以在任何轉(zhuǎn)速下接合或分離；過載時(shí)摩擦片打滑，能保護(hù)其他零件；接合穩(wěn)定，沖擊和振動(dòng)小。但是相對(duì)滑動(dòng)引起發(fā)熱與磨損，從而損耗能量！</p><p>　　電磁摩擦離合器可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱，動(dòng)作迅速，沒有不平衡的軸向力，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。

33、</p><p>　　本次設(shè)計(jì)螺桿轉(zhuǎn)速較低，可選用單盤摩擦離合器。</p><p>　　離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB1457-74）</p><p>　　螺桿設(shè)計(jì)中，螺桿的小徑D=63mm，由上表可取內(nèi)徑為110mm的離合器摩擦片。</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p

34、>　　通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)粉料供料方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”

35、的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會(huì)的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進(jìn)行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠(yuǎn)不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠(yuǎn)不可能得到社會(huì)及他人對(duì)你的認(rèn)可!</p><p>　　課程設(shè)計(jì)誠(chéng)然是一門專業(yè)課

36、，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再

37、學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的

38、知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請(qǐng)教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒有