往復(fù)式振動(dòng)篩設(shè)計(jì)

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商 丘 工 學(xué) 院 本科畢業(yè)論文 題目：往復(fù)式振動(dòng)篩設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 黃波 屆 2016 學(xué) 院 機(jī)械工程 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師 李曉紅 職稱 助教 下達(dá)任務(wù)日期 2015年12月1日 商丘工學(xué)院教務(wù)處制 摘 要 往復(fù)式振動(dòng)篩作為農(nóng)業(yè)機(jī)械的一種，現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越普遍地應(yīng)用到農(nóng)業(yè)的大生產(chǎn)中。國(guó)內(nèi)往復(fù)式振動(dòng)篩的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中篩選設(shè)備的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)中，對(duì)于小麥、谷物、大豆等農(nóng)作物的篩選，如果在篩選時(shí)使用臨時(shí)設(shè)備篩選，不但勞動(dòng)強(qiáng)度太大而且工作效率極低，所以設(shè)計(jì)一個(gè)專用的往復(fù)式振動(dòng)篩勢(shì)在必行。 本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了往復(fù)式振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了往復(fù)式振動(dòng)篩總的指導(dǎo)思想，從而得出了該往復(fù)式振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)，并且運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞：往復(fù)式振動(dòng)篩；農(nóng)業(yè)機(jī)械；設(shè)備；高效 ABSTRACT With development of all kind of science technology and global economy, F manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heay labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompress engt hthdirec tionpro cedurework. Theinvertedpendulumisatypicalhighordersystem,withmultivariable,non-linear, strong-coupling,fleetandabsolutelyinstable.Itisrepresentativeasanidealmodeltoprovenewcontroltheoryandtechniques.Duringthecontrolprocess,pendulumcaneffectivelyreflectmanykeyproblemssuchasequanimity,robust,follow-upandtrack,therefore.Thispaperstudiesacontrolmethodofdoubleinvertedpendulum.Firstofall,themathematicalmodelofthedoubleinvertedpendulumisestablished,thenmakeacontroldesigntodoubleinvertedpendulumonthemathematicalmodel,anddeterminethesystemperformanceindexweightmatrix,byusinggeneticalgorithminordertoattainthesystemstatefeedbackcontrolmatrix.Fthesimulationofthesystemismadeby. KEYWORDS：pneumatic manipulator ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 目 錄 III 1緒論 1 1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 2 1.2本課題研究的內(nèi)容 3 1.3 Solidworks設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 6 2 往復(fù)式振動(dòng)篩總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 2.1 往復(fù)式振動(dòng)篩的總體方案圖 12 2.2 往復(fù)式振動(dòng)篩的工作原理 13 2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 2.3.1電機(jī)的選型計(jì)算 15 2.3.2軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 2.3.3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 2.4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 2.5 往復(fù)式振動(dòng)篩振動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 2.5.1 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì) 18 2.5.2 振動(dòng)頻率的計(jì)算 18 3各主要零部件強(qiáng)度的校核 18 3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核 19 3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 20 4 往復(fù)式振動(dòng)篩中主要零件的三維建模 20 4.1電機(jī)的三維建模 21 4.2機(jī)架的三維建模 21 4.3連接套的三維建模 21 4.4往復(fù)式振動(dòng)篩的三維建模 22 結(jié) 論 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 1 緒論 機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部，是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備，機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機(jī)械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機(jī)械工程的服務(wù)。概括說(shuō)來(lái)，現(xiàn)代機(jī)械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機(jī)械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機(jī)械、研制和提供從事各種服務(wù)的機(jī)械、研制和提供家庭和個(gè)人生活中應(yīng)用的機(jī)械、研制和提供各種機(jī)械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機(jī)械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運(yùn)動(dòng)的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨(dú)立功能的機(jī)械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和計(jì)算的機(jī)械原理和機(jī)械零件學(xué)；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。 研究、設(shè)計(jì)和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品，不斷改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來(lái)的需要。機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)；生產(chǎn)計(jì)劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計(jì)和制造工具、模具；確定勞動(dòng)定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運(yùn)；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營(yíng)和管理。機(jī)械一般是由許多各有獨(dú)特的成形、加工過(guò)程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對(duì)象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個(gè)人、家庭。而且銷售量在社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動(dòng)。因此，機(jī)械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營(yíng)特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)等的研究也多是肇始于機(jī)械工業(yè)。 1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購(gòu)、驗(yàn)收、安裝、調(diào)整、操作、維護(hù)、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械和成套機(jī)械裝備，以保證機(jī)械產(chǎn)品在長(zhǎng)期使用中的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。研究機(jī)械產(chǎn)品在制造過(guò)程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過(guò)度耗費(fèi)方面的問(wèn)題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機(jī)械工程的一項(xiàng)特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機(jī)械的種類繁多，可以按幾個(gè)不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動(dòng)力機(jī)械、物料搬運(yùn)機(jī)械、粉碎機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、流體機(jī)械、仿生機(jī)械等。另外，機(jī)械在其研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)用等過(guò)程中都要經(jīng)過(guò)幾個(gè)工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個(gè)分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械運(yùn)用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機(jī)械工程可能分化成上百個(gè)分支學(xué)科。例如，按功能分的動(dòng)力機(jī)械，它與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動(dòng)力機(jī)械、核動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動(dòng)力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動(dòng)力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，它屬于船舶動(dòng)力裝置、蒸汽動(dòng)力裝置，可能也屬于核動(dòng)力裝置等等。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)來(lái)研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)的時(shí)代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)任務(wù)。 機(jī)械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機(jī)械工程創(chuàng)造出越來(lái)越精巧和越來(lái)越復(fù)雜的機(jī)械和機(jī)械裝置，使過(guò)去的許多幻想成為現(xiàn)實(shí)。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠(yuǎn)窺百億光年，近察細(xì)胞和分子。新興的電子計(jì)算機(jī)硬、軟件科學(xué)使人類開(kāi)始有了加強(qiáng)，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來(lái)年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無(wú)法想象的奇跡。 人類智慧的增長(zhǎng)并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進(jìn)手的功能。手的實(shí)踐反過(guò)來(lái)又促進(jìn)人腦的智慧。在人類的整個(gè)進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，腦與手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化的。 人工智能與機(jī)械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機(jī)械制造出來(lái)。過(guò)去，各種機(jī)械離不開(kāi)人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進(jìn)化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會(huì)消除了這個(gè)限制。計(jì)算機(jī)科學(xué)與機(jī)械工程之間的互相促進(jìn)，平行前進(jìn)，將使機(jī)械工程在更高的層次上開(kāi)始新的一輪大發(fā)展。19世紀(jì)時(shí)，機(jī)械工程的知識(shí)總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個(gè)學(xué)科，被稱為民用工程，19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。進(jìn)入20世紀(jì)，隨著機(jī)械工程技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)總量的增長(zhǎng)，機(jī)械工程開(kāi)始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢(shì)在20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達(dá)到了最高峰。 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自20世紀(jì)中、后期開(kāi)始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專業(yè)。綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過(guò)程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問(wèn)題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問(wèn)題。在人類的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問(wèn)題。 1.2本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks對(duì)往復(fù)式振動(dòng)篩進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，了解SolidWorks的各種功能。其主要內(nèi)容為： 1、往復(fù)式振動(dòng)篩的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 2、根據(jù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建立振動(dòng)篩的力學(xué)模型； 3、對(duì)相關(guān)重要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核。 4、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。 1.3 Solidworks設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開(kāi)、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法；靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過(guò)實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運(yùn)用SolidWorks智能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料明細(xì)表的方法。 2 往復(fù)式振動(dòng)篩總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1 往復(fù)式振動(dòng)篩的總體方案圖 本次設(shè)計(jì)的往復(fù)式振動(dòng)篩采取的方案是：人工將谷物或者麥冬等農(nóng)作物倒入料斗里面，然后篩選機(jī)通過(guò)三相電機(jī)帶動(dòng)帶傳動(dòng)繼而帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，而搖桿的一段是與篩選箱通過(guò)螺紋連接的，這樣由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理我們知道，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，于是就帶動(dòng)篩選箱來(lái)回不斷地移動(dòng)，形成振動(dòng)，而篩選箱里面有三層過(guò)濾篩，這樣谷物由于重力的作用會(huì)自動(dòng)落入下面的過(guò)濾篩里面被過(guò)濾篩逐層過(guò)濾，最后有各自對(duì)應(yīng)的出料口出料。其具體方案布局圖如下： 2.2 往復(fù)式振動(dòng)篩的工作原理 往復(fù)式振動(dòng)篩作為篩選設(shè)備的一種，也是和其他篩選設(shè)備的機(jī)理類似，其工作原理為：人工將谷物倒入料斗里面，然后篩選機(jī)通過(guò)三相電機(jī)帶動(dòng)帶傳動(dòng)繼而帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，而搖桿的一段是與篩選箱通過(guò)螺紋連接的，曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡就是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，于是就帶動(dòng)篩選箱來(lái)回不斷地移動(dòng)，形成振動(dòng)，而篩選箱里面有三層過(guò)濾篩，這樣谷物由于重力的作用會(huì)自動(dòng)落入下面的過(guò)濾篩里面被過(guò)濾篩逐層過(guò)濾，最后有各自對(duì)應(yīng)的出料口出料。 2.3 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)往復(fù)式振動(dòng)篩的總重量150KG,其他重量50KG，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，篩選箱反復(fù)移動(dòng)速度為1~2r/min。即： 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: 1、確定運(yùn)行時(shí)間 本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為160BL-A，此無(wú)電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為160BL-4030H1-LK-B，電機(jī)額定功率為0.37KW，額定轉(zhuǎn)矩為7.62N.m，最大轉(zhuǎn)矩為9N.m， 額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。電機(jī)大致圖如下： 外形尺寸292x232，電機(jī)輸出軸徑為24mm。 2.3.2軸承的選型計(jì)算 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個(gè)因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動(dòng)載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動(dòng)、安裝和拆卸。因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對(duì)中性差的問(wèn)題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因?yàn)檎{(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承，根據(jù)d=80mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78 帶緊定套的調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994），選用22218CK/W33+H318軸承，其基本額定載荷為=240KN,=322KN, 根據(jù)軸承選用配套的軸承座，參考資料2P7-43表7-2-105 適用圓錐孔的異徑孔滾動(dòng)軸承座(GB/T7813-1998) SNK型軸承座，可選用SNK316型的軸承座。 2.3.3 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1）設(shè)計(jì)功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P－傳遞的功率 2）選定帶型 根據(jù)和查B1圖8－1－2選取普通V帶A型，－小帶輪轉(zhuǎn)速，為1440r/min 2.2.3 傳動(dòng)比 1.76 ＝＝ 3）小帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B1表8－1－12和表8－1－14選定 ＝100mm>＝75r/min 4）大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B3表8－7得=180mm 5）帶速驗(yàn)算 6）初定軸間距（mm） 7）所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm） ＝ ＝886mm 依B1表8－1－8?。?00mm，即帶型為A－900 8）實(shí)際軸間距 9）小帶輪包角 = = 10)單根V帶的基本額定功率 根據(jù)帶型號(hào)、和普通V帶查B1表8－1－27（c） 取1.32kw 11) 時(shí)單根V帶型額定功率增量 根據(jù)帶型號(hào)、和查B1表8－1－27（c） 取0.15kw 12)V帶的根數(shù)Z Z = －小帶輪包角修正系數(shù)查B1表8－1－23,取0.96 －帶長(zhǎng)修正系數(shù)查B1表8－1－8，取0.87 13)單根V帶的預(yù)緊力 = =134（N） m－V帶每米長(zhǎng)的質(zhì)量（kg/m）查B1表8－1－24，取0.1k/gm 14)作用在軸上的力 －考慮新帶初預(yù)緊力為正常預(yù)緊力的1.5倍 15)帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 帶輪應(yīng)既有足夠的強(qiáng)度，又應(yīng)使其結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，重量輕，并避免由于鑄造而產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。 輪槽工作表面應(yīng)光滑（表面粗糙度）以減輕帶的磨損。 帶輪的材料為HT150。查B1表8－1－10得基準(zhǔn)寬度制V帶輪輪槽尺寸，根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑查B1表8－1－16確定輪輻 2.4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1）基礎(chǔ)理論知識(shí) 在實(shí)際工程中，提出了各種各樣的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能的要求，并能滿足這些要求取決于機(jī)構(gòu)本身。以下對(duì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的特性進(jìn)行了討論和分析。我們都知道，曲柄存在的條件是：1）為短桿架桿或框架；2）短桿、長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度小于或等于其他兩桿長(zhǎng)度。如果四桿機(jī)構(gòu)的最短和最長(zhǎng)的桿的長(zhǎng)度和較大的其他兩個(gè)桿比，長(zhǎng)度一樣的話，則曲柄存在的條件成立，否則則不成立?；谏鲜鲈?，短桿與長(zhǎng)桿比短，并且比曲柄的回轉(zhuǎn)半徑相當(dāng)，則存在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 2）急回運(yùn)動(dòng)特性和行程運(yùn)動(dòng)速比K的關(guān)系 當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 搖桿作變速擺動(dòng)，而且往復(fù)擺動(dòng)的平均速度是不同的。 若將平均速度小的行程作為工作行程（正行程） ，將平均速度大的行程作為非 工作行程（反行程） ，那么，我們把曲柄搖桿機(jī)構(gòu)這種正、反行程平均速度不等的特性稱為急回特性。急回特性常用行程速比系數(shù) K（搖桿反、正行程平均速度之比）來(lái)度量。 如圖所示，曲柄順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿左右擺動(dòng)（順時(shí)針為正行程，逆時(shí) 針為反行程） 。我們把搖桿處于兩極限位置時(shí)連桿對(duì)應(yīng)位置所夾的銳角稱為極 位夾角，用 表示。根據(jù)行程速比系數(shù)的定義有： ① 存在急回特性的條件是 不等于零。 ② 因?yàn)?是銳角，即 小于等于 90，故理論上 K 可以最大為 3。但由于 最小傳動(dòng)角的限制，實(shí)用中 K 小于等于 1.4。 對(duì)一些有急回特性要求的機(jī)械，常根據(jù) K 值按式(2-2)算出 角，再確定各 桿尺寸。 3）壓力角和傳動(dòng)角 用力和力作用點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線速度方向之間所夾的銳角稱為壓力角，常用表示；壓力角的余角稱為傳動(dòng)角，常用表示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角隨曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而變。傳動(dòng)角越大則機(jī)械效率越高，動(dòng)力傳動(dòng)中一般要求傳動(dòng)角最小值 有必要檢驗(yàn) 應(yīng)大于 40。 因此設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)值。那么，最小傳動(dòng)角在什么位置出現(xiàn)呢？分析如下：可以證明：若機(jī)架上 A、D 兩點(diǎn)位于 C、C"連線的同一側(cè)，則當(dāng) =0時(shí)， 最小，有機(jī)架上 A、D 兩點(diǎn)位于 C、C"連線的兩側(cè)，則 =180時(shí)的 最大(鈍角)，有 =180。不難看出，對(duì)于曲柄主動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，最小傳動(dòng)角就是連桿和搖桿所夾的最小銳角。 2.5 往復(fù)式振動(dòng)篩振動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.5.1 振動(dòng)篩的設(shè)計(jì) 谷物從料斗倒入后，由于震動(dòng)的緣故，會(huì)自動(dòng)從第一層過(guò)濾篩（振動(dòng)篩）中間的孔里面漏出來(lái)，從而落入到第二層過(guò)濾篩，進(jìn)一步進(jìn)行篩選，繼而落入到第三層振動(dòng)篩進(jìn)行篩選，每層的振動(dòng)篩都有對(duì)應(yīng)的出料口，由于振動(dòng)的緣故，篩選后的麥香會(huì)自動(dòng)從出料口出料，達(dá)到篩選的目的。 2.5.2 振動(dòng)頻率的計(jì)算 隨著現(xiàn)代化的普及程度越來(lái)越大,振動(dòng)篩運(yùn)用的領(lǐng)域也越來(lái)越廣,人們對(duì)生產(chǎn)量的要求也越來(lái)越精確,選用什么型號(hào)的振動(dòng)篩,產(chǎn)另合適,性價(jià)比最高,人們也越來(lái)越關(guān)注。其中振動(dòng)篩的振動(dòng)頻率是一個(gè)關(guān)鍵性的問(wèn)題。改往復(fù)式振動(dòng)篩中振動(dòng)頻率的計(jì)算步驟如下： 1、 處理量：Q＝3600*b*v*h*γ=3600X0.61X0.05X30=3294t/h； 其中 Q：處理量,單位t/h b：篩機(jī)寬度,單位m h：物料平均厚度,單位m γ：物料堆密度,單位t／m3 v：物料運(yùn)行速度,單位m／s 2、直線振動(dòng)篩物料運(yùn)行速度的計(jì)算方法為：v=kv*λ*ω*cos(δ) *［1+tg(δ)*tg(α)］=0.9X0.6X0.61X30=9.882 3、圓振動(dòng)篩物料運(yùn)行速度的計(jì)算方法為：v=kv*λ*ω2*（1+ ）*α 其中 kv：綜合經(jīng)驗(yàn)系數(shù),一般取0.75～0.95 λ：?jiǎn)握穹?單位mm ω：振動(dòng)頻率,單位rad／s δ：振動(dòng)方向角,單位 α：篩面傾角 單位 4、動(dòng)負(fù)荷：P=k*λ其中 k：復(fù)合彈簧剛度,單位N／m λ：振幅,單位m P：動(dòng)負(fù)荷,單位 N 最大動(dòng)負(fù)荷（共振動(dòng)負(fù)荷）按上述結(jié)果的4～7倍計(jì)算，故根據(jù)公式P=k*λ 可知： P=0.85X600=510N。 3各主要零部件強(qiáng)度的校核 3.1機(jī)架的設(shè)計(jì)與校核 機(jī)架的設(shè)計(jì)主要要保證剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評(píng)定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則；強(qiáng)度是定重載機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則，機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來(lái)校核其靜強(qiáng)度，有時(shí)還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都 需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來(lái)考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗振能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架的抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架的構(gòu)件的靜剛度方面入手，合理設(shè)計(jì)機(jī)架構(gòu)件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須要注意。 1）在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本底； 2）抗振性好； 3）由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最??； 4)結(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件； 初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時(shí)也取決于工藝、所承受的載荷、運(yùn)動(dòng)等情況。機(jī)架材料的選用主要根據(jù)機(jī)架的使用要求，多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用最廣。 由于本設(shè)計(jì)是用于淀粉的加工設(shè)備中，屬于重型機(jī)架，而圓錐篩的設(shè)備可以從淀粉的加工工藝流程圖可以看到，此設(shè)備一般會(huì)布置到二摟，而不會(huì)在底層，這就要求機(jī)架的重量輕，所以采用焊接機(jī)架，而且焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕、成本底且強(qiáng)度和剛度高、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。左端架起篩筒那部分采用板焊結(jié)構(gòu)，主要就是鋼板拼焊而成，右端機(jī)架采用型鋼結(jié)構(gòu)，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 材料的可焊性 可焊性差的材料會(huì)造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設(shè)計(jì)考慮到材料的可焊性選用25鋼； 合理布置焊縫 焊縫應(yīng)位于低應(yīng)力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構(gòu)件，焊縫布置要盡可能對(duì)稱和減少焊縫的數(shù)量、尺寸，且焊線要短，主要焊線要連續(xù)；提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對(duì)抗振能力要求高的焊接件應(yīng)采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來(lái)吸收振動(dòng)；合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)型材、板材，合理確定焊縫尺寸。 3.2軸承強(qiáng)度的校核計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命163658=48720小時(shí)； (1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為深溝球軸承6204型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N； (3)計(jì)算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取fP=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N； (4)軸承壽命計(jì)算 ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵深溝球軸承 ε=3； 4 往復(fù)式振動(dòng)篩中主要零件的三維建模 4.1電機(jī)的三維建模 4.2機(jī)架的三維建模 4.3連接套的三維建模 4.4往復(fù)式振動(dòng)篩的三維建模 結(jié)論 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算快要彎沉了，通過(guò)這次對(duì)于往復(fù)式擺動(dòng)篩的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，會(huì)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，本文所設(shè)計(jì)的是往復(fù)式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)，通過(guò)初期的定稿，查資料和開(kāi)始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不易，需要不斷鉆研，不斷進(jìn)取才可要做的好，總之，本設(shè)計(jì)完成了老師和同學(xué)的幫助下，在大學(xué)研究的最感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過(guò)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益最多的是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及對(duì)于往復(fù)式振動(dòng)篩這種類型的設(shè)備的認(rèn)知，這些知識(shí)對(duì)于我以后的的工作是有用的。畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)后，我仍然會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)自己專業(yè)知識(shí)的學(xué)下和鉆研，做一名合格的設(shè)計(jì)人員。 20 致 謝 至此在論文完成之際，向我的導(dǎo)師表示由衷的感謝！真心的感謝我的導(dǎo)師這幾年來(lái)對(duì)我的諄諄教導(dǎo)，感謝我敬愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上給我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，給予我人生的啟迪，使我在順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)同時(shí)，也學(xué)到了很多有用的做人的道理，明確了人生目標(biāo)。知道自己想要什么了，不再是從前那個(gè)愛(ài)貪玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，銳意創(chuàng)新的學(xué)術(shù)作風(fēng)，認(rèn)真加負(fù)責(zé)，公而忘私的敬業(yè)精神，豁達(dá)開(kāi)朗的寬廣胸懷，平易近人。經(jīng)過(guò)近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，查找了各類的篩選設(shè)備的設(shè)計(jì)資料，論文終于可以完成了，我的心里無(wú)比的激動(dòng)和開(kāi)心。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)槲易约阂呀?jīng)盡力的做了，它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學(xué)四年來(lái)對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多有用的知識(shí)，在此對(duì)所有關(guān)心我?guī)椭业谋磉_(dá)我由衷敬意，謝謝各位同學(xué)老師。 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究與探討 北京：科學(xué)出版社，2004.5 [2] 黃長(zhǎng)藝 篩選機(jī)操作系統(tǒng)概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 周宏甫. 往復(fù)式振動(dòng)篩的創(chuàng)新設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí). 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