《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體及夾緊裝置的設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)論文標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體及夾緊裝置的設(shè)計(jì)（46頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 摘要：振動(dòng)篩的研究不斷地向著標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展，并引入現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段，采用新材料、新技術(shù)、新工藝，其目的在于不斷擴(kuò)大篩機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要，并擔(dān)當(dāng)對(duì)外出口的任務(wù)。目前，在我國，選礦設(shè)備的種類有很多，機(jī)械式的占絕大多數(shù)。隨著選礦技術(shù)變得越來越成熟，新型的電磁振動(dòng)式振篩機(jī)現(xiàn)在也得到運(yùn)用。但不管對(duì)于實(shí)驗(yàn)室還是工地現(xiàn)場，機(jī)械式振篩機(jī)的運(yùn)用占據(jù)了主要位置。而標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)憑借其優(yōu)良的工作性能和方便輕巧的優(yōu)點(diǎn)也深受用戶的喜愛，所以，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的研究與設(shè)計(jì)變得越來越重要。本文設(shè)計(jì)的振篩機(jī)主要由電機(jī)帶動(dòng)偏心軸運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)曬面的振

2、動(dòng)，完成原料的篩分過程。 關(guān)鍵詞：振動(dòng)篩 篩箱 振動(dòng)電機(jī) 指導(dǎo)老師簽名： Standard sieve vibration sieve machine's overall and the design of clamping device Student name:xu lixuan Class:0781053 Spervisor:luo haiquan Abstract:The shaker research unceasingly to the standardization, the seriation, the universali

3、zed development, and the introduction modernization design method, uses the new material, the new technology, the new craft, its goal lies in unceasingly expands the sieve machine application domain, satisfies national economy construction the need to develop, and takes on the foreign exportation th

4、e duty. At present, in China, there are many kinds of processing equipment, the mechanic in a majority of cases. As processing technology becomes more and more mature, new electromagnetic vibration type vibration sieve machine now also get use. But whatever the lab or on site, mechanical vibration s

5、ieve machine using occupy the central position. While the standard sieve vibration sieve machine with its excellent work performance and convenience lightweight advantages and deeply the user's favorite, therefore, to standard sieve vibration sieve machine research and design becomes more and more i

6、mportant. This design by motor vibration sieve machine is mainly driven partiality axis movement, so as to realize the vibration, complete materials bask in the screening process. Keywords:the vibration screen the box screen the vibration electric machinery Signature of Supervisor:

7、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目：標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體及夾緊裝置的設(shè)計(jì) 系 別 航空工程系 專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào) 078105332 學(xué)生姓名 徐立軒 指導(dǎo)教師 羅海泉 二O一一 年五月 目錄 1 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)概述 ………………………………………………………………5 1.1. 課題背景……………………………………………

8、………………………5 1.2. 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的基本工作原理……………………………………………5 1.3. 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩的類型簡介……………………………………………………6 1.4. 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)使用過程中的工作和工況要求……………………………6 1.5. 設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………………7 2 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體設(shè)計(jì)……………………………………………………8 2.1. 總體位置方案的確定………………………………………………………8 2.2. 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………9 3 緊機(jī)構(gòu)的設(shè)……………………………………………

9、……………………………11 3.1. 夾緊裝置的基本結(jié)構(gòu) ……………………………………………………11 3.2. 夾緊裝置的基本要求 ……………………………………………………11 3.3. 夾緊裝置的計(jì)算 …………………………………………………………13 3.3.1. 夾緊裝置受力分析 ………………………………………………………13 3.3.2. 離心力的計(jì)算 ……………………………………………………………14 3.3.3. 圓筒剪切強(qiáng)度校核 ………………………………………………………15 4 振擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………16 4.1. 打擊

10、軸的工作原理 ………………………………………………………16 4.2. 打擊軸的計(jì)算校核 ………………………………………………………16 4.2.1. 圓柱銷的剪切應(yīng)力校核 …………………………………………………16 4.2.2. 打擊軸的強(qiáng)度計(jì)算 ………………………………………………………17 5 偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………19 5.1. 大偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………19 5.1.1. 大偏心軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其選材 ……………………………………19 5.1.2. 大偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………

11、………………………19 5.1.3. 大偏心軸的校核計(jì)算 ……………………………………………………21 5.2. 小偏心軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………………27 5.2.1. 小偏心軸的設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………27 5.2.2. 小偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………28 6 托盤與托盤支承的設(shè)計(jì) ………………………………………………………29 6.1. 托盤的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………29 6.2. 托盤支撐的設(shè)計(jì) …………………………………………………………29 7 箱體的設(shè)計(jì)……

12、……………………………………………………………………34 7.1. 振篩機(jī)箱體設(shè)計(jì)的基本要求 ……………………………………………34 7.2. 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………34 8 標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 …………………………………………………………………37 8.1. 滾動(dòng)軸承的選用 …………………………………………………………37 8.1.1. 滾動(dòng)軸承的確定 …………………………………………………………37 8.1.2. 軸承的壽命計(jì)算 …………………………………………………………38 8.2. 滑動(dòng)軸承的確定 …………………………………………………

13、………40 8.2.1. 軸承的選材 ………………………………………………………………40 8.2.2. 軸套結(jié)構(gòu)的確定 …………………………………………………………41 8.3. 鍵的選擇 …………………………………………………………………41 9 滑桿等非標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 ……………………………………………………42 9.1. 雙頭螺桿的設(shè)計(jì)和選擇 …………………………………………………42 9.2. 滑竿的設(shè)計(jì)選擇 …………………………………………………………42 9.3. 馬蹄定位環(huán)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………42 10 潤滑與密封 ……………………

14、…………………………………………………44 10.1. 潤滑簡介 …………………………………………………………………44 10.2. 軸承的潤滑 ………………………………………………………………44 10.2.1. 滾動(dòng)軸承的潤滑 …………………………………………………………44 10.2.2. 滑動(dòng)軸承的潤滑 …………………………………………………………45 10.3. 潤滑方式的選擇 …………………………………………………………45 10.4. 密封 ………………………………………………………………………45 11 軸的工藝路線………………………………………………………………

15、……46 11.1. 加工要求 …………………………………………………………………46 11.2. 零件各主要部分的作用及技術(shù)要求 ……………………………………46 11.3. 工藝分析 …………………………………………………………………46 11.4. 基準(zhǔn)選擇 …………………………………………………………………46 11.5. 工藝過程 …………………………………………………………………46 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………49 致謝………………………………………………………………………………………50 目錄 1 標(biāo)準(zhǔn)

16、篩振篩機(jī)概述 ………………………………………………………………5 1.1. 課題背景……………………………………………………………………5 1.2. 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的基本工作原理……………………………………………5 1.3. 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩的類型簡介……………………………………………………6 1.4. 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)使用過程中的工作和工況要求……………………………6 1.5. 設(shè)計(jì)任務(wù)……………………………………………………………………7 2 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體設(shè)計(jì)……………………………………………………8 2.1. 總體位置方案的確定………………………………………………………8 2.

17、2. 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………9 3 緊機(jī)構(gòu)的設(shè)…………………………………………………………………………11 3.1. 夾緊裝置的基本結(jié)構(gòu) ……………………………………………………11 3.2. 夾緊裝置的基本要求 ……………………………………………………11 3.3. 夾緊裝置的計(jì)算 …………………………………………………………13 3.3.1. 夾緊裝置受力分析 ………………………………………………………13 3.3.2. 離心力的計(jì)算 ……………………………………………………………14 3.3.3. 圓筒剪切強(qiáng)度校核 …………………………

18、……………………………15 4 振擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………16 4.1. 打擊軸的工作原理 ………………………………………………………16 4.2. 打擊軸的計(jì)算校核 ………………………………………………………16 4.2.1. 圓柱銷的剪切應(yīng)力校核 …………………………………………………16 4.2.2. 打擊軸的強(qiáng)度計(jì)算 ………………………………………………………17 5 偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………19 5.1. 大偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………………………19 5.1.1. 大偏

19、心軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其選材 ……………………………………19 5.1.2. 大偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………19 5.1.3. 大偏心軸的校核計(jì)算 ……………………………………………………21 5.2. 小偏心軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………………27 5.2.1. 小偏心軸的設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………27 5.2.2. 小偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………28 6 托盤與托盤支承的設(shè)計(jì) ………………………………………………………29 6.1. 托盤的設(shè)計(jì) …………………………………………

20、……………………29 6.2. 托盤支撐的設(shè)計(jì) …………………………………………………………29 7 箱體的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………34 7.1. 振篩機(jī)箱體設(shè)計(jì)的基本要求 ……………………………………………34 7.2. 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………………34 8 標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 …………………………………………………………………37 8.1. 滾動(dòng)軸承的選用 …………………………………………………………37 8.1.1. 滾動(dòng)軸承的確定 …………………………………………………………37 8.1.2. 軸承的壽命計(jì)

21、算 …………………………………………………………38 8.2. 滑動(dòng)軸承的確定 …………………………………………………………40 8.2.1. 軸承的選材 ………………………………………………………………40 8.2.2. 軸套結(jié)構(gòu)的確定 …………………………………………………………41 8.3. 鍵的選擇 …………………………………………………………………41 9 滑桿等非標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 ……………………………………………………42 9.1. 雙頭螺桿的設(shè)計(jì)和選擇 …………………………………………………42 9.2. 滑竿的設(shè)計(jì)選擇 …………………………………………………………

22、42 9.3. 馬蹄定位環(huán)的設(shè)計(jì) ………………………………………………………42 10 潤滑與密封 ………………………………………………………………………44 10.1. 潤滑簡介 …………………………………………………………………44 10.2. 軸承的潤滑 ………………………………………………………………44 10.2.1. 滾動(dòng)軸承的潤滑 …………………………………………………………44 10.2.2. 滑動(dòng)軸承的潤滑 …………………………………………………………45 10.3. 潤滑方式的選擇 …………………………………………………………45 10.4. 密封 …………

23、……………………………………………………………45 11 軸的工藝路線……………………………………………………………………46 11.1. 加工要求 …………………………………………………………………46 11.2. 零件各主要部分的作用及技術(shù)要求 ……………………………………46 11.3. 工藝分析 …………………………………………………………………46 11.4. 基準(zhǔn)選擇 …………………………………………………………………46 11.5. 工藝過程 …………………………………………………………………46 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………

24、…49 致謝………………………………………………………………………………………50 1．標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)概述 1．1 課題背景 目前，在我國，選礦設(shè)備的種類有很多，機(jī)械式的占絕大多數(shù)。隨著選礦技術(shù)變得越來越成熟，新型的電磁振動(dòng)式振篩機(jī)現(xiàn)在也得到運(yùn)用。但不管對(duì)于實(shí)驗(yàn)室還是工地現(xiàn)場，機(jī)I械式振篩機(jī)的運(yùn)用占據(jù)了主要位置。而標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)憑借其優(yōu)良的工作性能和方便輕巧的優(yōu)點(diǎn)也深受用戶的喜愛，所以，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的研究與設(shè)計(jì)變得越來越重要。 在選礦設(shè)備中，振篩機(jī)是一種很有代表性的選礦設(shè)備，其廣泛運(yùn)用于試驗(yàn)室的選礦工作中。標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)是與小200毫米試驗(yàn)篩配套使用，對(duì)顆粒物料進(jìn)行分級(jí)篩分的專用設(shè)備

25、，可代替人工篩分操作，并具有兩種功能，一種為搖動(dòng)和振擊，另一種為純搖動(dòng)篩分。并廣泛用于地質(zhì)、冶金、化工、煤炭、國防、科研、砂輪制造、水泥生產(chǎn)等部門化驗(yàn)室對(duì)物料進(jìn)行篩分分析。振擊次數(shù)穩(wěn)定可靠，裝夾套篩方便靈活，夾緊牢靠，并能自動(dòng)停車，根據(jù)用戶需要，可篩分多種特性的產(chǎn)品每次開機(jī)五分鐘，既方便又簡單完成分級(jí)工作。 1.2 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的基本工作原理 若不考慮電磁式標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)，但就機(jī)械式振篩機(jī)而言，我們所設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)屬于直線頂擊式振篩機(jī)。它屬于仿人工篩分功能機(jī)械，所以，它具有振擊和搖動(dòng)的功能，正是在這種仿人工篩分的機(jī)械動(dòng)作，是煤粒的篩分作業(yè)得以實(shí)現(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)直線頂擊功能通過一對(duì)凸輪

26、機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，而其搖動(dòng)的機(jī)械動(dòng)作，我們通過安裝偏心輪來實(shí)現(xiàn)。 本機(jī)結(jié)構(gòu)主要由機(jī)座、篩與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。可配備專用夾具、即可裝夾Φ200試驗(yàn)篩，又可裝Φ75、 Φ100套篩，裝夾方便靈活，夾緊牢靠，并能自動(dòng)停機(jī)。 有的標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)振擊功能是通過兩個(gè)電機(jī)實(shí)現(xiàn)振機(jī)篩分運(yùn)動(dòng)的，我們采用純機(jī)械式傳動(dòng)，只要在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上做些設(shè)計(jì)改進(jìn)，就可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)振擊和篩分的雙重功能， 既節(jié)省了設(shè)計(jì)成本，又使動(dòng)作更穩(wěn)定。 其基本工作原理如圖1. 1所示，煤流在振動(dòng)和搖動(dòng)的作用下，通過篩組從上往下流動(dòng)，通過篩組時(shí)，我們可以根據(jù)要求得到幾組不同粒度值的煤粒。 圖1.1 篩分過程中煤流運(yùn)動(dòng)示意圖 1.3標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

27、篩的類型簡介 試驗(yàn)篩式振篩機(jī)的很重要的附件，它就象計(jì)算機(jī)的軟件一樣，它的選擇直接決定我們所要得到的煤樣的粒度。 Φ200試驗(yàn)篩根據(jù)篩面材料分為金屬絲編織網(wǎng)試驗(yàn)篩和金屬穿孔板試驗(yàn)篩。金屬絲編織網(wǎng)試驗(yàn)篩采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6003.1-1997 生產(chǎn)。其網(wǎng)孔基本尺寸為2.36mm-0.038mm，符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3310-1：1990 R20/3，R20，R40/3 系列，篩網(wǎng)材質(zhì)為黃銅、錫青銅、不銹鋼。 金屬穿孔板試驗(yàn)篩采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6003.2-1997，符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO3310-2：1990 R20/3、R20、R40/3 系列，篩網(wǎng)材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)不銹鋼，并采用數(shù)控沖壓穿孔而成。

28、 借鑒進(jìn)口試驗(yàn)篩的優(yōu)點(diǎn)，在下篩框增加了密封膠圈，較好地解決了振篩機(jī)震篩時(shí)粉料漏失現(xiàn)象，減少了飛濺粉料濺入振篩機(jī)縫隙內(nèi)磨損齒輪的機(jī)會(huì)，盡可能的延長振篩機(jī)的使用壽命。同時(shí)還能減小噪音，一定程度地改善了生產(chǎn)現(xiàn)場噪音條件。 1.4標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)使用過程中的工作和工況要求 1.4.1必須均勻給料： 給料量以滿足設(shè)備處理為準(zhǔn)。一次投料過多，阻礙物料在篩面上的正常運(yùn)動(dòng)，不但易使篩網(wǎng)疲勞變松，而且會(huì)大大降低物料處理量。一次性給予大量物料，會(huì)使本身處于不平衡運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)負(fù)荷驟然增加，而造成電機(jī)損壞、減低電機(jī)的壽命。如給料量達(dá)不到設(shè)備的處理能力，即浪費(fèi)能源，又降低了產(chǎn)量。1.4.2在有強(qiáng)大沖擊力的給料方式，必須

29、加裝緩沖料斗，物料直接沖擊網(wǎng)面，不但消耗振動(dòng)源所產(chǎn)生的激振力，更易造成網(wǎng)面破損及篩網(wǎng)疲勞，而影響產(chǎn)量及篩分.過濾的質(zhì)量。 1.5設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的題目是標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體設(shè)計(jì)和夾緊裝置的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)參數(shù)主要為： 電動(dòng)機(jī)額定功率 P=0.37KW 搖動(dòng)頻率 w=221rad/min 振擊頻率 f=141次/min 匹配篩具直徑 200mm 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是首先對(duì)振篩機(jī)的總體進(jìn)行布局，合理化裝配空間，并對(duì)搖動(dòng)、打擊、夾緊等機(jī)構(gòu)或裝置的工作原理進(jìn)行系統(tǒng)分析,然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求初歩擬定一個(gè)設(shè)計(jì)方案,然后對(duì)其主要部件進(jìn)行受力分析并校核,從而確定一個(gè)更加科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。 2

30、 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1總體位置方案的確定 借鑒已有產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)大致整體結(jié)構(gòu)沒有作很大的變動(dòng)，因?yàn)楝F(xiàn)有的產(chǎn)品在其各零部件的布置上以及總體尺寸的設(shè)計(jì)上有它的優(yōu)點(diǎn)。 總體位置方案:篩組由夾緊裝置固定成一個(gè)部分,單獨(dú)布置在箱體的外部,下面由托盤支撐與偏心盤聯(lián)接起來,托盤支撐還能增強(qiáng)打擊軸的打擊力度.箱體內(nèi)部依舊是布置振擊部分和減速機(jī)構(gòu)，并將其設(shè)計(jì)成不同的單元，這樣能夠更加有利于裝配和維修。 1.夾緊裝置 2.搖動(dòng)機(jī)構(gòu) 3.上斜齒輪 4.機(jī)架 5.減速機(jī)構(gòu) 6.下斜齒輪 7.振擊機(jī)構(gòu) 圖2.1 標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)剖面圖 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)

31、要求，我們所使用的電機(jī)功率為0.37KW，這種電機(jī)屬于微型電機(jī)，通過查閱相關(guān)手冊(cè)【9】，列舉了功率為0.37KW，各種微型電機(jī)性能參數(shù)表（表2.1） 表2.1 部分微型電機(jī)性能參數(shù)對(duì)比表[9] 電機(jī)型號(hào) 功率（P） 額定電流(A) 額定電壓(V) 電流頻率(HZ) 轉(zhuǎn)速(r/min) 功率因素cosφ 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 啟動(dòng)電流(A) 最大轉(zhuǎn)矩 A02-7112 370 0.95 220/380 50 2800 0.8 2.2 6 2.4 AO2-7124 370 1.12 220/380 50 1400 0.72 2.2 6 2.4 B

32、02-8012 370 3.36 220 50 2800 0.77 1.1 30 1.8 B02-8024 370 4.24 220 50 1400 0.64 1.2 30 1.8 C02-8012 370 3.36 220 50 2800 0.77 2.8 21 1．8 C02-8024 370 4.24 220 50 1400 0.64 2.5 21 1.8 通過仔細(xì)比較各種電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，我們所選擇電機(jī)的型號(hào)為A02-7124，轉(zhuǎn)速為1400r/min 。因?yàn)樗霓D(zhuǎn)速相對(duì)來說比較慢，這有利于傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，且其

33、所承受的轉(zhuǎn)矩較大，能更好地滿足工作要求。 在電動(dòng)機(jī)的選擇上,選擇45號(hào)機(jī)座,此尺寸在各個(gè)方面都比較小，更加有利于振篩機(jī)的小型化設(shè)計(jì),在圖2.1中，列出了每個(gè)安裝尺寸的位置，并在表2.2中列出了每個(gè)安裝尺寸的數(shù)值。 圖2.1 A02系列 IMB3型驅(qū)動(dòng)微型電機(jī)外形尺寸安裝圖 表2.2 A02系列 IMB3型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外形尺寸數(shù)值表 機(jī)座號(hào) 安裝尺寸 B3、B4、B14外形尺寸不大于 A A/2 B C D E F G H AB AC AE HD L 45 71 35.5 56 28 9 20 3 7.2 90 100 70 0

34、 115 150 3 夾緊裝置的設(shè)計(jì) 3.1夾緊裝置的基本結(jié)構(gòu) 振篩機(jī)在工作過程中會(huì)遇到離心力和慣性力等各種力的作用，因此定位后必須夾緊。夾緊裝置一般由夾緊機(jī)構(gòu)和動(dòng)力源組成。 1、夾緊機(jī)構(gòu)：接受和傳遞動(dòng)力源的原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力的中間機(jī)構(gòu)和夾緊元件稱為夾緊機(jī)構(gòu)。它直接與工件夾緊表面接觸并完成夾緊任務(wù)。 2、動(dòng)力源：產(chǎn)生的原始作用力的部分，一般指機(jī)動(dòng)夾緊。如氣動(dòng)、液動(dòng)、電磁和電動(dòng)等。如人的體力對(duì)工件的夾緊，則稱為手動(dòng)夾緊。 3.2夾緊裝置的基本要求 3.2.1在不破壞工件精度，并保證加工質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量使夾緊裝置到： （1）夾緊作用準(zhǔn)確、安全、可靠； （2）夾緊

35、動(dòng)作迅速、操作省力方便； （3）夾緊變形??； （4）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易 3.2.2確定夾緊力的基本原則 1、夾緊力的方向選擇： （1）夾緊力的方向應(yīng)盡量垂直于主要定位基面； （2）夾緊力方向應(yīng)盡量與切削力的方向一致 2、夾緊力的作用點(diǎn)的選擇： （1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)跟支承元件相對(duì)，否則工件容易變形不穩(wěn)固； （2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工面，以增強(qiáng)工件部位剛性，防止振動(dòng) 根據(jù)實(shí)際需要，我們列舉了一些常用的夾緊機(jī)構(gòu)，如表3.1所示。實(shí)際上我們的動(dòng)力源為人力對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)所施的力，也是我們所稱的手動(dòng)夾緊。 表 3.1 類型 動(dòng)力源 增力比 主要參數(shù) 特點(diǎn) 斜契 多

36、數(shù)為氣動(dòng)、液壓 2-5 1、斜契角α=5°-15° 2、行進(jìn)比i 1、能改變作用力的方向 2、加緊行程較小 3、與一般氣動(dòng)、液壓部分連接，α應(yīng)大于自鎖角 螺旋 多數(shù)為手動(dòng) 65-140 選擇螺紋直徑一般M8-M24 1、增力比大 2、自鎖性好 3、加緊行程受限制較小 4、結(jié)構(gòu)簡單 5、操作費(fèi)事 偏心 多數(shù)為手動(dòng) 12-14 1、偏心距e一般取2-6 2、偏心外徑D 1、自鎖性隨偏心特性D/e變化，當(dāng)D/e>14時(shí)，與螺旋加緊相比，自鎖性較差，適用與震動(dòng)不大的工序 2、加緊行程較小 杠桿 氣動(dòng)、液壓、手動(dòng) 0.5-3 杠桿比一般取0.5-3

37、1、本身無自鎖性。因此必須與其他機(jī)構(gòu)組合使用 2、根據(jù)不同結(jié)構(gòu)可以改變作用力的方向 鉸鏈 氣動(dòng)、液壓 1.5-4 1、夾緊斜角α>10° 2、加緊行程Sz 3、加緊儲(chǔ)備Sω 4、鉸鏈臂長L 1、能改變作用力的方向 2、加緊行程易受限制 3、同一機(jī)構(gòu)夾緊力隨夾緊斜角的變化而有較明顯變化 4、一般與氣動(dòng)液壓部件連接 3.3夾緊裝置的計(jì)算 3.3.1夾緊裝置受力分析 振篩機(jī)在工作工程中的，由于存在上下的振擊運(yùn)動(dòng)，固定篩組也與托盤在夾緊機(jī)構(gòu)的作用下固定成一體，并在打擊軸的作用下沿著滑桿在作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)打擊軸完成一個(gè)工作行程掉下的過程，固定篩組隨其一同自由落下的那一

38、瞬間，產(chǎn)生一個(gè)向上的慣性力，而這個(gè)慣性力所針對(duì)的重量體為裝料的固定篩組和加緊機(jī)構(gòu)的重量和（不包括下面的托盤〕。我們估計(jì)其最大的重量值為300N因此我們估計(jì)篩組自由下落時(shí)所產(chǎn)生的最大慣性力F1max=300N，如果把慣性力等效成一種負(fù)載的話，那么這個(gè)負(fù)載的承載力為夾緊機(jī)構(gòu)與夾緊支撐體(滑竿）的摩擦力。我們選擇壓桿，螺紋傳動(dòng)副和滑竿的材料都為45號(hào)鋼，我們?cè)O(shè)計(jì)的壓桿與滑竿接觸處為一段圓弧面接觸。 圖3.1 壓塊 查閱相關(guān)資料，我們選定的鋼-鋼無摩擦潤滑時(shí)的靜摩擦系數(shù)為f=0.15因?yàn)榻佑|面為圓弧面，因此其當(dāng)量摩擦系數(shù)為： Fv=(1-π/2)f

39、 (3.1) 需要產(chǎn)生的摩擦力 F1’=F1MAX=F2×fv F2=F1’÷fv/3≤300÷0.15/3=667N 在計(jì)算中，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)了三根滑竿，因此運(yùn)算過程中乘了一個(gè)1/3。其中F2是產(chǎn)生摩擦力所需要的水平分力。 所設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)的水平力主要由一個(gè)類似楔塊機(jī)構(gòu)的的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，如圖所示，錐螺母相當(dāng)于楔塊1，壓桿相當(dāng)于楔塊2，錐螺母與退拔螺母組成一個(gè)具有自鎖功能的螺旋傳動(dòng)副。當(dāng)錐螺母順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，錐螺母則向上運(yùn)動(dòng)，從而其產(chǎn)生的水平力推動(dòng)壓桿向外運(yùn)動(dòng)通過壓桿與滑竿的摩擦夾緊振動(dòng)篩組。 1.錐螺母 2，壓桿 3，滑桿 圖3.2 夾

40、緊裝置夾緊機(jī)構(gòu)示意圖 設(shè)計(jì)錐面與水平方向的夾角為75°。 按照示意圖，可以反過來推倒：F2=667N 反作用力 F23=F32=F2=667N 摩擦力 f12=f21=F12×f 摩擦角 Φ=arctan0.15=9.5° 水平力 F12×cos15°+f12×cos75°=F23=667N 即 F2=F12×0.15×cos75°+F12×cos15° （3.3) 解得

41、 F12=1.01F2=667N 夾緊機(jī)構(gòu)外壁對(duì)壓桿產(chǎn)生的力可等效成一個(gè)摩擦力 fw=100N 則 F12’=F12+fw=767N 由于楔塊垂直方向的加緊力由螺紋結(jié)構(gòu)提供，因此無須對(duì)楔塊的自鎖性進(jìn)行校核。也就是說在螺旋傳動(dòng)下產(chǎn)生了 F12’這一水平力，其受力的大小和受力的平衡都是螺旋副來保證的。螺旋副能夠承受比較大的徑向載荷和軸向載荷，且此處的螺桿沒有轉(zhuǎn)速要求，因此一般都能滿足要求，我們這里選外螺紋直徑為Φ27的螺旋副傳動(dòng)。 3.3.2離心力的計(jì)算 在工作過程中，振篩機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度比較快（設(shè)計(jì)要求為221rad/min)。而且在轉(zhuǎn)

42、動(dòng)過程托盤和起上面夾緊機(jī)構(gòu)固定的部分都構(gòu)成一個(gè)整體，這個(gè)整體圍繞一個(gè)中心以一定的半徑作圓周運(yùn)動(dòng)。我們把上面考慮成一個(gè)單獨(dú)的質(zhì)量體，其在作偏心運(yùn)動(dòng)時(shí)必將產(chǎn)生一個(gè)離心力，我們的設(shè)計(jì)部件必須不被這個(gè)離心力所破壞，我們考慮最危險(xiǎn)的情況。 偏心半徑R=12.5mm 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)上面部分的最大重量Fa=500N〔包括托盤，篩組，夾緊機(jī)構(gòu)以及物料等〕。 由離心力公式F3=Mv2/r,即F3=Mω2r=500/9.8×0.0125×(2212/60)=519N 由于上端轉(zhuǎn)動(dòng)組織的在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的離心力可分擔(dān)在滑竿上面，滑竿與篩組有6 個(gè)固定點(diǎn)，我們所求的力應(yīng)該是平均到每個(gè)竿所受到的力。相對(duì)應(yīng)的是滑竿又

43、會(huì)對(duì)其起導(dǎo)向作用的夾緊機(jī)構(gòu)圓筒產(chǎn)生剪切力，剪切力的大小則為離心力與壓桿對(duì)滑竿的力之和。 即 Fj=F12+F3/6=667+341/6=724N 3.3.3圓筒剪切強(qiáng)度校核 在工作過程中，夾緊機(jī)構(gòu)圓筒將會(huì)受到來自滑竿的剪切應(yīng)力。脆性材料斷裂時(shí)的應(yīng)力是6 13 ，塑性材料達(dá)到屈服時(shí)的應(yīng)力是屈服極限，這兩者都是構(gòu)件實(shí)效時(shí)的極限應(yīng)力，為保證構(gòu)件有足夠的強(qiáng)度，在載荷作用下的構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力6顯然要低于極限應(yīng)力。 選材為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛45號(hào)鋼。 根據(jù)表5.1查手冊(cè)[1] [σs]=353MP 參考現(xiàn)有產(chǎn)品，初步設(shè)計(jì)圓筒的長度L=55mm，厚度W=6mm 則園筒截面

44、積As=55×6=330mm2 剪切應(yīng)力σ=724/(330×10-6)=2.19MPa 顯然σ<[σs],滿足強(qiáng)度要求。 4．振擊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1打擊軸的工作原理 振擊機(jī)構(gòu)是通過凸輪傳動(dòng)帶動(dòng)打擊軸實(shí)現(xiàn)的，如圖4.1所示，打擊軸1是通過一個(gè)銷聯(lián)接在上凸輪2空心軸部分的，當(dāng)上凸輪軸2與下凸輪軸3產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于凸輪傳動(dòng)作用使上凸輪向上運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程，同時(shí)，打擊軸是空套在上，下凸輪軸之間的，當(dāng)上凸輪軸向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，則通過銷連接在上凸輪空心軸上的打擊軸也要隨之運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程。從而完成打擊作用。 圖4.1 振擊結(jié)構(gòu)示意圖 4.2打擊軸的計(jì)算校核。 4.2.1圓柱銷的剪切應(yīng)

45、力校核[10] 銷的形式很多，主要可分為圓柱銷、圓錐銷、槽銷與槽釘、彈性銷、開口銷和軸銷等。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用圓柱銷，材料選用45號(hào)鋼。 圖4.2 打擊軸示意圖 如上圖所示，我們?cè)O(shè)計(jì)銷孔的直徑為Φ5mm，圓柱銷選用5×40mm規(guī)格，其在向上打擊的過程中，受到剪切，需對(duì)其進(jìn)行校核。 計(jì)算公式：銷剪切 τ=4F/πd2≤[τ] (4.1) 其中F為圓柱銷受到的剪切力。 表4.1 銷與銷聯(lián)接的許用應(yīng)力表[10] 許用應(yīng)力 鋼，抗拉強(qiáng)度σb(MPa) 鑄鋼 鑄鐵 400 500 600 700 [τ] 40 50

46、 60 70 ------- ------- [σ]p 65 90 105 120 60 50 [σ]w 55 80 95 105 ------- ------- 表中數(shù)值對(duì)靜載荷乘以1.4，對(duì)交變載荷乘以0.7 表中 [τ]—銷剪切應(yīng)力; [σ]p—銷壓應(yīng)力; [σ]w—銷彎曲應(yīng)力 取打擊軸受到的軸向力為Fz=F=600N τ=（4×600）/π·（5×10-3）2 =30.57MPa 而查表45號(hào)鋼抗拉強(qiáng)度σb=598MPa，所以我們選擇[τ]=60MPa τ<[τ] 因此所選圓柱銷滿足強(qiáng)度要求 4.2.2打擊軸的強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)總

47、體尺寸和受力情況，我設(shè)計(jì)打擊軸的打擊軸打擊端的軸徑為15mm，下端支撐端軸徑為17.5mm，總長度為255mm。 通過查閱材料手冊(cè),打擊軸材料選擇4 5號(hào)鋼，其各性能參數(shù)為 5．偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.2大偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素： 1、軸在機(jī)器中的安裝位置及形式：振篩機(jī)的大偏心軸需要安裝到箱體的內(nèi)部，通過箱體架的巧妙設(shè)計(jì)使其只有一端仲出箱體，而另一端固定在內(nèi)部。 2、軸上安裝的零件的類型、尺寸

48、、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；大偏心軸上需安裝三個(gè)軸承，其中一個(gè)是在偏心軸端。軸上裝有一個(gè)斜齒輪，會(huì)產(chǎn)生軸向力。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況而具體分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，便于拆裝和調(diào)整等等。 這里設(shè)計(jì)的大偏心軸與其它一般的軸不同。常規(guī)的軸一般都是橫向平躺著工作的， 而為了滿足振篩機(jī)型能的要求，我們把振篩機(jī)的大偏心軸豎直放立，且為了滿足結(jié)構(gòu)要求，有一段還需要懸空。具體設(shè)置如下 （1）裝配方案：從大偏心軸的工作位置分析，其下端通過鍵聯(lián)接裝斜齒輪，中間裝一對(duì)軸承

49、，頂端因作偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而放置1軸承。 （2）零件的軸向定位：兩軸承采取套筒定位保持其相對(duì)間隔，向外通過箱體的機(jī)械結(jié)構(gòu)固定。因?yàn)樘淄捕ㄎ唤Y(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度。且兩軸承相距不大，僅相距20mm。軸的下端采用圓螺母與止動(dòng)墊圈配合使用固定，因?yàn)閳A螺母可承受較大的軸向力。 （3）各軸段直徑和長度的確定 零件在軸上的定位和裝拆方案確定后，軸的大小形狀便大體確定.各軸段所需的直徑與軸上的載荷有關(guān).初步確定軸的直徑時(shí),通常還不能知道只反力的作用點(diǎn)，不能決定彎矩的大小和分布的^情況，因而不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑.但在進(jìn)行軸的結(jié)

50、構(gòu)設(shè)計(jì)前,通常已能求得軸所受的扭矩.因此,可按軸所受的扭矩初步來估算軸所受的直徑,具體公式見公式5.4，將初步求出的直徑做為承受扭矩的軸段的最小直徑dmin，然后按照軸上零件的定位方案和裝配要求，從dmin起逐一確定各段軸的直徑。 本次設(shè)計(jì)的大偏心軸是一根空心軸，所以我們估算的最小直徑只能是等效換算成圓環(huán)的大小來設(shè)計(jì)。確定各軸段長度時(shí)，應(yīng)盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配和調(diào)整要求。通過相關(guān)計(jì)算，計(jì)算的最小直徑為12.8mm(5.1.3中有講述）。根據(jù)此條件，選擇推薦的軸徑作為最小軸徑。大偏心軸由于中間有打擊軸通過，所以其必須設(shè)計(jì)成為空心軸，設(shè)計(jì)具體示意圖如圖5.1。 圖5

51、.1 大偏心軸 5.1.3軸的校核計(jì)算 軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí)還要校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已基本完成，各部分細(xì)節(jié)均已基本完成，也即軸系的裝配草圖已完成，此時(shí)需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般有三種方法： （1）許用扭應(yīng)力校核法。用于主要傳遞轉(zhuǎn)矩〔不受彎矩或僅受較小彎矩）的軸。此法較粗糙，實(shí)際上是估算法的起源。 （2）許用彎曲應(yīng)力校核法。用于主要承受彎矩（同時(shí)也傳遞轉(zhuǎn)矩）的軸。此法較上法略精確，但最重要的軸仍很粗糙。 （3）安全系數(shù)校核計(jì)算法。這是最精確的方法，最重要的軸都要用它。 在實(shí)用中，一般都用前兩種

52、方法中的一種，先粗算一下，有點(diǎn)把握，再用第三種方法驗(yàn)算。我們采用第二種方法來進(jìn)行校核。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅（或主要） 承受扭矩的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)條件計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸〉，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。此外，對(duì)于瞬時(shí)過載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較嚴(yán)重的軸，還應(yīng)按峰尖載荷校核其靜強(qiáng)度，以免產(chǎn)生塑性變形。 1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法加以

53、考慮。在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常有這種方法初步估計(jì)軸徑。對(duì)于不太重要的軸，也可作為最后的計(jì)算結(jié)果。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度為 τT=T/WT=955000/0.2/d3≤[τT] 從圖上我們可以看出，軸的右端是個(gè)大偏心，從受力上分析，當(dāng)偏心軸工作時(shí)，其大偏心輪部分受到了很大的剪切力，但作為軸的校核，我們應(yīng)該考慮最危險(xiǎn)的情況。由于作偏心運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力的方向是不斷變化的，因此我們?nèi)∫粋€(gè)最危險(xiǎn)的截面來分析。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：一對(duì)角接觸球軸承設(shè)置在中間位置，另外一個(gè)同類型的軸承套在大偏心軸末端。我們?cè)O(shè)計(jì)的

54、軸在負(fù)載段我們選用內(nèi)外徑比β=0.6的比值設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，外徑設(shè)計(jì)為Φ30，內(nèi)徑設(shè)為Φ18。中間采用套筒定位，不需要設(shè)置軸肩，減少加工難度。 如圖5.2所示，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為，一對(duì)角接觸球軸承設(shè)置在中間位置，另外一個(gè)同類型的軸承套在大偏心軸末端，以支撐大偏心軸的偏心運(yùn)動(dòng)。其具體安裝圖如圖所示 圖5.2 大偏心軸安裝示意圖 2、按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算【1】 通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的重要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上零件的定位，以及外載荷支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求得，因而可按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。且大偏心軸在工作過程中，確實(shí)也受到彎矩和扭轉(zhuǎn)的作用。 從圖上

55、我們可以看出，軸的右端是個(gè)大偏心，從受力上分析，當(dāng)偏心軸工作時(shí)，其大偏心輪部分受到了很大的剪切力，但作為軸的校核，我們應(yīng)該考慮最危險(xiǎn)的情況。由于作偏心運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力的方向是不斷變化的，因此我們?nèi)∫粋€(gè)最危險(xiǎn)的截面來分析。另外，我們所設(shè)計(jì)的軸是空心的，所以我們只能將這個(gè)截面圓環(huán)等效成一個(gè)校核直徑來進(jìn)行校核。 （1）做出軸的計(jì)算簡圖（即力學(xué)模型） （如圖5.3、5.4） 軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計(jì)算時(shí)，常將軸上的分布載荷簡化為集中力， 其作用點(diǎn)取為載荷分布的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件了，輪轂寬度中點(diǎn)算起。通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有

56、關(guān)。我們把軸上零件的載荷分解為水平分力和垂直分力，然后求出各支撐處的水平反力FNH觀和垂直反力FNV 。 經(jīng)計(jì)算 Ft=0.479×103 Fa=Fttanβ=0.429×103N Fr=Ft/cosβ=0.479×103/cos20°=0.51×103N Ma=Fa×d/2=0.429×103×65/2=13900N/m 由離心力公式 F3=mv2/r=519N 通過力矩的平衡原理： Ft×30.5+F’×65.5=FNV2×20+Ma Fnv2=Fr2=(Fr30.5+Fr’×65.5-13.9×103)/20 =(0.51×103×30.5+519×65.5

57、-13.9×103)/20=1753N（方向向上） 同理 Fr×51.5+Fr’×44.5=FNV1×20+Ma FNV1=Fr1=(Fr×51.5+Fr’×44.5-Ma)/20 =（0.51×103×51.5+519×44.5-13.9×103）/20=1773N（方向向下） M1= Fr30.5-Ma =0.51×103×30.5-13.9×1030.51×103×30.5 =1655 N.mm M2= Fr’×44.5 =14863 N.mm Mv=M2=14863 N.mm 水平彎矩 FNH2×21=Ft×30.5 FNH2=0.479×106 ×

58、30.5/21=700N FNH1×21= Ft×51.5 FNH1=0.479×103× 51.5/21=14863N Mh=0.479× 103× 30.5=14610N.mm M==14863N.mm 計(jì)算扭矩，作扭矩圖(圖5.4) T=955000P/n =955000.0.37/221 =15989Nmm 圖5.3 大偏心軸垂直方向彎矩圖 圖5.3 大偏心軸水平方向彎矩圖 校核軸的強(qiáng)度[1] 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的截面）作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力 σca=

59、 （5.5） 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力σ是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ則常不時(shí)對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)α，則計(jì)算應(yīng)力為： σca= 式中的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取α≈3；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取α≈0.6；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力亦為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，則取α=1。 現(xiàn)取α=0.6 對(duì)于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力α=M/W，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ=M/WT=M/2W 根據(jù)總體尺寸和受力情況，我設(shè)計(jì)打擊軸的打擊軸打擊端的軸徑為15mm，下

60、端支撐端軸徑為17.5mm，總長度為255mm。 5．偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1大偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1大偏心軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及其選材 軸的設(shè)計(jì)跟其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的工作能力的計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性方面的計(jì)算，多數(shù)情況下軸的工作能力取決于軸的強(qiáng)度。 表5.1 45鋼的強(qiáng)度極限應(yīng)力[1] 材料牌號(hào) 熱處理 毛

61、坯直徑 (mm) 硬度/HBS 抗拉強(qiáng)度極限σb 屈服強(qiáng)度極限σs 彎曲疲勞極限σ-1 剪切疲勞極限τ-1 許用彎曲應(yīng)力（σ-1） 備注 MPa 45 正火 《100 170-217 590 295 255 140 55 應(yīng)用最廣泛 回火 〉100-300 162-217 570 285 245 135 調(diào)質(zhì) 《200 217-255 640 355 275 155 60 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。合金鋼比碳鋼具有高的力學(xué)性能和更高的淬火性能，因此，在傳遞大動(dòng)力， 并要求

62、減少尺寸與質(zhì)量，提高軸徑的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下的工作的軸， 常采用合金鋼，但碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸較為廣泛。經(jīng)過比較，本設(shè)計(jì)選擇45號(hào)鋼作為大偏心軸的材料，表5.1列舉的是其主要力學(xué)性能。 5.1.2大偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素： 1、軸在機(jī)器中的安裝位置及形式：振篩機(jī)的大偏心軸需要安裝到箱體的內(nèi)部，通過箱體架的巧妙設(shè)計(jì)使其只有一端仲出箱體，而另一端固定在內(nèi)部。 2、軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)

63、接的方法；大偏心軸上需安裝三個(gè)軸承，其中一個(gè)是在偏心軸端。軸上裝有一個(gè)斜齒輪，會(huì)產(chǎn)生軸向力。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況而具體分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，便于拆裝和調(diào)整等等。 這里設(shè)計(jì)的大偏心軸與其它一般的軸不同。常規(guī)的軸一般都是橫向平躺著工作的， 而為了滿足振篩機(jī)型能的要求，我們把振篩機(jī)的大偏心軸豎直放立，且為了滿足結(jié)構(gòu)要求，有一段還需要懸空。具體設(shè)置如下 （1）裝配方案：從大偏心軸的工作位置分析，其下端通過鍵聯(lián)接裝斜齒輪，中間裝一對(duì)軸承，頂端因作偏心旋

64、轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而放置1軸承。 （2）零件的軸向定位：兩軸承采取套筒定位保持其相對(duì)間隔，向外通過箱體的機(jī)械結(jié)構(gòu)固定。因?yàn)樘淄捕ㄎ唤Y(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強(qiáng)度。且兩軸承相距不大，僅相距20mm。軸的下端采用圓螺母與止動(dòng)墊圈配合使用固定，因?yàn)閳A螺母可承受較大的軸向力。 （3）各軸段直徑和長度的確定 零件在軸上的定位和裝拆方案確定后，軸的大小形狀便大體確定.各軸段所需的直徑與軸上的載荷有關(guān).初步確定軸的直徑時(shí),通常還不能知道只反力的作用點(diǎn)，不能決定彎矩的大小和分布的^情況，因而不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑.但在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前,通常已

65、能求得軸所受的扭矩.因此,可按軸所受的扭矩初步來估算軸所受的直徑,具體公式見公式5.4，將初步求出的直徑做為承受扭矩的軸段的最小直徑dmin，然后按照軸上零件的定位方案和裝配要求，從dmin起逐一確定各段軸的直徑。 本次設(shè)計(jì)的大偏心軸是一根空心軸，所以我們估算的最小直徑只能是等效換算成圓環(huán)的大小來設(shè)計(jì)。確定各軸段長度時(shí)，應(yīng)盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證零件所需的裝配和調(diào)整要求。通過相關(guān)計(jì)算，計(jì)算的最小直徑為12.8mm(5.1.3中有講述）。根據(jù)此條件，選擇推薦的軸徑作為最小軸徑。大偏心軸由于中間有打擊軸通過，所以其必須設(shè)計(jì)成為空心軸，設(shè)計(jì)具體示意圖如圖5.1。 圖5.1 大

66、偏心軸 5.1.3軸的校核計(jì)算 軸的計(jì)算通常都是在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí)還要校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已基本完成，各部分細(xì)節(jié)均已基本完成，也即軸系的裝配草圖已完成，此時(shí)需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。一般有三種方法： （1）許用扭應(yīng)力校核法。用于主要傳遞轉(zhuǎn)矩〔不受彎矩或僅受較小彎矩）的軸。此法較粗糙，實(shí)際上是估算法的起源。 （2）許用彎曲應(yīng)力校核法。用于主要承受彎矩（同時(shí)也傳遞轉(zhuǎn)矩）的軸。此法較上法略精確，但最重要的軸仍很粗糙。 （3）安全系數(shù)校核計(jì)算法。這是最精確的方法，最重要的軸都要用它。 在實(shí)用中，一般都用前兩種方法中的一種，先粗算一下，有點(diǎn)把握，再用第三種方法驗(yàn)算。我們采用第二種方法來進(jìn)行校核。進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅（或主要） 承受扭矩的軸，應(yīng)按扭轉(zhuǎn)條件計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸〉，應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸，應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。此外，對(duì)于瞬時(shí)過載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱