3709 新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì)

3709 新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì),新型,制磚用,原料,拱土機(jī),設(shè)計(jì) 1UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（說明書）題目： 新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： XX 職 稱： 講師 二○一二 年 五 月2摘要本論文設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家對(duì)制磚行業(yè)節(jié)能減排的政策而產(chǎn)生新的機(jī)械設(shè)計(jì)課題。在機(jī)械自動(dòng)化大發(fā)展的趨勢(shì)下古老的制磚方式必將淘汰出局。機(jī)械自動(dòng)化的革新無論是從勞動(dòng)力市場(chǎng)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率特別生產(chǎn)磚的原料來說都有巨大的優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)機(jī)械是機(jī)械化制磚流程中的一個(gè)起始環(huán)節(jié)也是較重要的一環(huán)節(jié)。論文設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)和動(dòng)力方面對(duì)拱土機(jī)做了設(shè)計(jì)并就重要零件的設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，為機(jī)械的安全可靠工作提供了保證。關(guān)鍵詞： 機(jī)械自動(dòng)化 制磚 拱土機(jī)設(shè)計(jì)3AbstractThe design is based on the state of the brick industry energy saving and emission reduction policy and generate a new mechanical design issues . In mechanical automation development trend under the ancient brick method will be eliminated. Mechanical Automation innovation either from the labor market，the cost of production，the production efficiency in particular the production of bricks，have tremendous advantages .The design of machinery is mechanized brick making process in a start link also more important link. The paper design from the structure and dynamic of soil arch machine is designed and the important parts of the design verification ，for the safety of machinery and it ensures reliable operationKey: mechanical automation brick oil arch machine design 目錄4摘要Abstract1 緒論…………………………………………………………………………11.1 制磚行業(yè)現(xiàn)狀…………………………………………………………11.2 制磚機(jī)械的發(fā)展………………………………………………………11.3 設(shè)計(jì)論文的主要內(nèi)容…………………………………………………12 原料拱土機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………12.1 原料拱土機(jī)的作用……………………………………………………12.2 原料拱土機(jī)的使用要求………………………………………………22.3 原料拱土機(jī)機(jī)構(gòu)的選擇………………………………………………22.3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………22.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)分析……………………………………………………22.3.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………………32.3.4 拱土機(jī)機(jī)構(gòu)選用分析…………………………………………………43 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)………………………………………………………53.1 電機(jī)的選擇……………………………………………………………53.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………53.2.1 各傳動(dòng)裝置的分析……………………………………………………63.2.2 拱土機(jī)傳動(dòng)裝置的選擇………………………………………………73.3 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的校核計(jì)算……………………………………………74 拱土機(jī)重要零件的設(shè)計(jì)校核…………………………………………………74.1 拱土機(jī)工作概述…………………………………………………………74.2 v 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)校核計(jì)算………………………………………………74.3 軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算……………………………………………………94.4 鍵的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………104.4.1 皮帶輪鍵的選擇………………………………………………………104.4.2 減速器與搖臂間的鍵的選擇及校核…………………………………114.5 軸承座設(shè)計(jì)………………………………………………………………114.6 軸承座端蓋選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………114.7 軸承座聯(lián)接用螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………115 拱土機(jī)底架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………12設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………………………13參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………141 緒論51.1 制磚行業(yè)的現(xiàn)狀磚瓦建材業(yè)是建筑的基礎(chǔ)，特別最近幾年我國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)持續(xù)升溫，高速發(fā)展帶動(dòng)制磚也的發(fā)展。老式由人工粘泥曬坯的生產(chǎn)方式很難滿足房地產(chǎn)市場(chǎng)及農(nóng)村大發(fā)展建設(shè)的需求。雖然我國(guó)磚廠遍布很多但現(xiàn)如今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀給磚廠的發(fā)展帶來了很多的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約了磚石的生產(chǎn)。主要方面有：一、人口紅利的下降勞動(dòng)力成本比原來提高了很多加大了磚的生產(chǎn)成本。二、老式的磚廠生產(chǎn)要進(jìn)行磚的晾曬影響生產(chǎn)進(jìn)度且很易受天氣的影響。三、燒結(jié)磚時(shí)燃料不能合理完全的利用造成資源的浪費(fèi)同時(shí)也加大了生產(chǎn)成本。四、制磚用黃泥土是對(duì)資源的極大浪費(fèi)過度的利用影響了生態(tài)環(huán)境的平衡。綜合各方面因素加國(guó)家政策對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求我國(guó)的磚石生產(chǎn)企業(yè)將向大型機(jī)械化方向發(fā)展。古老式小型磚窯廠將會(huì)慢慢被淘汰。1.2 制磚機(jī)械的發(fā)展磚瓦在我們過度具有較悠久的歷史?，F(xiàn)也因古建筑的漂亮和精致成為旅游景區(qū)的不少。追溯古代人力化生產(chǎn)那也就是將黃泥土和好曬干后幾塊幾塊慢慢的燒制基本全是人力化。到八九十年代在某些規(guī)模稍大型的磚廠能見到有柴油機(jī)為動(dòng)力的和泥簡(jiǎn)單機(jī)械，但磚廠的生產(chǎn)工人還是熙熙郎朗，做磚、曬磚、拉磚、燒磚、上車等都要大量人手。進(jìn)入 21 世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)提速發(fā)展拉動(dòng)建材市場(chǎng)的發(fā)展，老式磚石的生產(chǎn)跟不上步伐了。四川成都、西北、西南部的磚廠就慢慢在尋找出路，機(jī)械化的進(jìn)步恰好就為解決磚石生產(chǎn)落后提供了出路。機(jī)械和泥、出坯、切坯、碼坯、運(yùn)輸流水線作業(yè)大大提高了產(chǎn)量和降低了成本。最近幾年隨著國(guó)家十一五、十二五政策的出臺(tái)實(shí)施。國(guó)家在節(jié)能環(huán)保提出了要求，制磚原材料的改變加之窯爐方式的創(chuàng)新出現(xiàn)了隧道窯，鋼材機(jī)械化在制磚廠上有了大量的需求。巖石的破碎、碾碎、和泥、出坯、切坯、碼坯、窯車的運(yùn)輸、磚的打包銷售都是機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)。在磚機(jī)有大量市場(chǎng)的今天機(jī)械行業(yè)也有許多廠家進(jìn)軍其中山西眉山的做的比較早也比較好，四川成都、福建等地磚機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都做得不錯(cuò)。我省江西振大機(jī)械最近幾年在磚機(jī)行業(yè)發(fā)展的也很好。磚機(jī)雖然發(fā)展有些年但技術(shù)和設(shè)計(jì)并不是完全成熟還有很大發(fā)展進(jìn)步空間。相信在國(guó)家政策的扶持和引導(dǎo)下在機(jī)械同仁的努力下我國(guó)磚機(jī)將會(huì)更加完美實(shí)用。1.3 設(shè)計(jì)論文的主要任務(wù)內(nèi)容根據(jù)該機(jī)械應(yīng)完成的功能作用合理設(shè)計(jì)選擇滿足工作條件的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并選擇合適大小的電機(jī)。完成對(duì)重要零部件的設(shè)計(jì)分析和校核。2 原料拱土機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 原料拱土機(jī)的作用在現(xiàn)代機(jī)械化磚廠生產(chǎn)磚石過程中包括巖石的取料，巖石的破碎碾成粉末。6巖石粉與燃料粉末的配合和泥、擠磚、切磚、碼轉(zhuǎn)、烘干、燒結(jié)等環(huán)節(jié)。其中本設(shè)計(jì)的原料拱土機(jī)是裝載車取巖石后放在拱土機(jī)上方的漏斗內(nèi)。拱土機(jī)根據(jù)破碎機(jī)工作的情況來回進(jìn)給運(yùn)動(dòng)喂入巖石。拱土機(jī)主要是保證破碎機(jī)正常工作合理喂入巖石的作用。2.2 原料拱土機(jī)的使用要求原料拱土機(jī)上方應(yīng)根據(jù)拱土機(jī)的安放位置焊?jìng)€(gè)留一口的漏斗。裝載車將巖石倒入拱土機(jī)上，拱土機(jī)的前后運(yùn)動(dòng)要完成將部分巖石喂入破碎機(jī)內(nèi)。其工作原理主要是運(yùn)用巖石自身的摩擦和慣性隨拱土機(jī)前后運(yùn)動(dòng)部分掉入破碎機(jī)內(nèi)。拱土機(jī)工作時(shí)應(yīng)具有較好的反應(yīng)能力和較大的承載運(yùn)動(dòng)能力。2.3 原料拱土機(jī)機(jī)構(gòu)的選擇原料拱土機(jī)主要完成的是前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)易的看成平面內(nèi)要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。在平面機(jī)構(gòu)學(xué)中主要有 1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；3）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。2.3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)如圖 1 所示，所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本的型式，其他型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可看做是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。在此機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件四位機(jī)架，與機(jī)架組成運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件 1.3 稱為連架桿，不與機(jī)架組成運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件 2 成為連桿。若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整轉(zhuǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則該轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為整轉(zhuǎn)副，否則成為擺動(dòng)副。與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿稱為曲柄，與機(jī)架組成擺動(dòng)副的連架桿稱為搖桿。因此根據(jù)兩連架桿為曲柄或搖桿的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三種基本形式。1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿一為曲柄另一為搖桿，如圖 1a 所示；2）雙曲并機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿均為曲柄，如圖 1b 所示；3）雙搖桿機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿均為搖桿，如圖 1C。圖 12.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄的運(yùn)動(dòng)傳遞到滑塊前后運(yùn)動(dòng)的過程如圖 2 所示。圖 2在此機(jī)構(gòu)中 1 的整轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng) C 塊的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)其運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析。若已知構(gòu)件 1 的轉(zhuǎn)速為 W 可求出 C 的速度。因根據(jù)三心定理求構(gòu)件 1.3 的相對(duì)速度瞬心 P13.滑塊 3 作直線運(yùn)動(dòng)，其上各點(diǎn)速度相等。將 p13 看成是滑塊上的一點(diǎn)，根據(jù)瞬心的定義 Vc=Vp13，所以 Vc=L1w12.3.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖 3 所示構(gòu)件 1 為整軸轉(zhuǎn)動(dòng) 2 在導(dǎo)桿 3 上來回運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件 3 做左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖 3 2.3.4 拱土機(jī)機(jī)構(gòu)選用分析8根據(jù)上述分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)易也最方便運(yùn)用實(shí)現(xiàn)拱土機(jī)的功能，對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。為便于拱土機(jī)行程的調(diào)節(jié)和安裝用可調(diào)節(jié)的套和螺桿作為 2 桿的構(gòu)件。對(duì)于原動(dòng)件（曲柄）作勻速定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件相對(duì)于機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)或移動(dòng)）的連桿機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件正行程和反行程的位移量相同，而所需的時(shí)間一般并不相等，因此從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度也就不相等。這種現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。但也并不是所有的機(jī)構(gòu)都會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，可以通過調(diào)節(jié)導(dǎo)路的偏置大小盡量避免急回特性。如圖 4 當(dāng) e=0 時(shí) θ=0 即不存在急回特性故減速器的安裝應(yīng)與推板齊水平。圖 43 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖 593.1 電機(jī)的選擇給定拱土機(jī)的工作條件：上方漏斗 3 立方米可載重 3000㎏在室內(nèi)間斷性工作，工作環(huán)境多塵，電源為三相交流，電壓為 380V選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式，系統(tǒng)無特殊需求，一般選用 y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。選用全封閉自扇冷式籠型，電壓 380v。根據(jù) p=fv,F=f=mgчч 查表取 0.3, v 根據(jù)工作情況不應(yīng)大于 0.5m/s,故 p=0.5x3000x10x0.3=4500w 查電動(dòng)機(jī)參數(shù)表選取電動(dòng)機(jī)額定功率 p=5.5kw。根據(jù)動(dòng)力源和工作條件電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇常用的兩種同步轉(zhuǎn)速：1500r/min 和 1000r/min。選用 1000r/min 查表選用 Y132M1—6 型號(hào)的電機(jī)，其參數(shù)如下電機(jī)型號(hào) 額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）參考價(jià)格元Y132M1—6 5.5 1000 960 10003.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置是一種在距離間傳遞能量并兼實(shí)現(xiàn)某些其他作用的裝置。這些作用是：1）能量的分配；2）轉(zhuǎn)速的改變；3）運(yùn)動(dòng)形式的改變（如回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)） ，等等。機(jī)器中所以要采用傳動(dòng)裝置是因?yàn)椋?)工作機(jī)構(gòu)所要求的速度、轉(zhuǎn)矩或力，通常與動(dòng)力機(jī)不一致；2）工作機(jī)構(gòu)常要求改變速度，用調(diào)節(jié)動(dòng)力機(jī)速度的方法來達(dá)到這一目的往往不很經(jīng)濟(jì)；3）動(dòng)力機(jī)的輸出軸一般只做等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而工作機(jī)構(gòu)往往需要多樣的運(yùn)動(dòng)，如螺旋運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)等；4）一個(gè)動(dòng)力機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若干個(gè)運(yùn)動(dòng)形式和速度都不同的工作機(jī)構(gòu)。在我們機(jī)械行業(yè)所涉及的常用傳動(dòng)中主要包括以下幾種常見的方式 1）摩擦輪傳動(dòng)；2）帶輪傳動(dòng)；3）齒輪傳動(dòng)；4）蝸桿傳動(dòng)；5)鏈傳動(dòng)；6）減速器等方式3.2.1 各傳動(dòng)裝置的分析a) 摩擦傳動(dòng) 摩擦輪傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）由于摩擦輪輪面沒有輪齒，所以制造簡(jiǎn)單，而且工作時(shí)不會(huì)發(fā)生類似齒輪節(jié)距誤差所引起的周期性沖擊，因而運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲很小；2）過載時(shí)打滑，故能防止機(jī)器中重要零件的損壞；3）能無級(jí)的改變傳動(dòng)比等等。它的主要缺點(diǎn)是：1）效率較低；2）當(dāng)傳遞同樣大的功率時(shí)，輪廓尺寸和作用在軸與軸承上的載荷都比齒輪傳動(dòng)大；3）由于上述兩項(xiàng)原因，所以不宜傳遞很大的功率；4）不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；5）干摩擦?xí)r磨損塊、壽命低；6）必須采用壓緊裝置等。應(yīng)用范圍 摩擦輪傳動(dòng)在傳遞功率、傳動(dòng)比和調(diào)速幅度、速度、軸間距離等方面都有很大的適用范圍。傳動(dòng)功率可自幾瓦直到 300kw，但多數(shù)不超過 20kw。傳遞功率的摩擦輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可到 7，有卸載軸時(shí)可到 15，在手動(dòng)儀器中傳動(dòng)比可達(dá) 25.調(diào)速幅度在直接接觸的傳動(dòng)中，一般為 3~4，在有中間幾件的傳動(dòng)中，一般可達(dá)到 8~12.圓周速度可自很低到高達(dá) 25m/s。 10b) 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的一種傳動(dòng)，所以：1）能緩和載荷沖擊；2）運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；3）制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；4）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；5）可增加帶長(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件。帶傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)一樣，也有下列缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；3）帶的壽命短。 應(yīng)用范圍 帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣。帶的工作速度一般為 5m/s~20m/s，使用高速環(huán)形膠帶時(shí)可達(dá) 60m/s；使用錦綸片復(fù)合平帶時(shí)，可高達(dá) 80m/s。膠帆布平帶傳遞功率小于 500kw，普通 v 帶傳遞功率小于 700kw。c) 齒輪傳動(dòng) 和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。 d) 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比一般為 8~100，常用的為 15~50.在機(jī)床工作臺(tái)中，傳動(dòng)比可達(dá)幾百，甚至到 1000.這時(shí)，需采用導(dǎo)程角很小的單頭蝸桿，但傳動(dòng)效率很低，只能用在功率小的場(chǎng)合。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中正力求提高蝸桿傳動(dòng)的效率，多頭蝸桿的傳動(dòng)效率可達(dá)到 98%。與多級(jí)齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點(diǎn)是在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，同時(shí)蝸桿一般需用貴重的減摩材料制造。蝸桿傳動(dòng)多用于減速，以蝸桿為原動(dòng)件。也可用于增速，齒數(shù)比單級(jí)為5~15,但應(yīng)用很少。e) 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動(dòng)，因其經(jīng)濟(jì)、可靠，故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。和帶傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）沒有滑動(dòng)；2）工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；3）不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；4）效率較高，98%；5）能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等。因鏈傳動(dòng)具有中間元件，和齒輪、蝸桿傳動(dòng)比較，需要時(shí)軸間距離可以很大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：1）只能用于平行軸間的傳動(dòng)；2）瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn) ；3）不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；4）工作時(shí)有噪聲；5）制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。 應(yīng)用范圍 鏈傳動(dòng)在傳遞功率、速度、傳動(dòng)比、中心距等方面都有很廣的應(yīng)用范圍。目前，最大傳遞功率達(dá)到 5000kw，最高速度到 40m/s，最大傳動(dòng)比達(dá)到 15，最大中心距達(dá)到 8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于 100kw，速度小于 15m/s，傳動(dòng)比小于 8.11f) 減速器 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力與工作機(jī)之間做為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。3.2.2 拱土機(jī)傳動(dòng)裝置的選擇根據(jù)上述分析皮帶輪和減速器的運(yùn)用在拱土機(jī)的設(shè)計(jì)方面最可行。根據(jù)市場(chǎng)選擇 JZQ400 型 40.17 的傳動(dòng)比比較合理。大小皮帶輪設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為 2.5 初步估算能滿足要求。3.3 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的校核計(jì)算根據(jù)所設(shè)計(jì)要求供土機(jī)推板運(yùn)動(dòng)速度不得大于 0.5m/s。根據(jù)已有設(shè)計(jì)條件電機(jī)選擇為 5.5kw,構(gòu) 1 為搖臂設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為 150mm，由運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 V.為此時(shí)最大V.=V,V=Wr 根據(jù)傳動(dòng)比 048.6327.40596w210 ??xxi? smxv /5.0172.5.048.1max ???故拱土機(jī)能夠合理正常工作4 拱土機(jī)重要零部件的設(shè)計(jì)與校核4.1 拱土機(jī)工作概述 拱土機(jī)為了完成進(jìn)給原土料需前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)用皮帶輪傳動(dòng)至JZQ400 減速器。減速器有左右對(duì)稱軸輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，其后面的工作機(jī)構(gòu)就可簡(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，亦可如上圖。這幾個(gè)緩解中 V 待傳動(dòng)的傳動(dòng)比及 V 帶根數(shù)和皮帶輪的直徑大小就為比較重要的參數(shù)，故這幾個(gè)參數(shù)需校核設(shè)計(jì)計(jì)算。由于減速器輸出軸和搖臂需用鍵連接傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，故鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算校核也不可少。在推板結(jié)構(gòu)中有軸和滾輪的支撐推動(dòng)運(yùn)動(dòng)，對(duì)軸也就要進(jìn)行校核計(jì)算。軸承滾輪座與蓋的連接用標(biāo)準(zhǔn)件螺桿擰緊，需設(shè)計(jì)計(jì)算擰緊林及螺桿的個(gè)數(shù)。其他些零部件和結(jié)構(gòu)為常用普通形式故無需特別設(shè)計(jì)計(jì)算校核。4.2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)校核計(jì)算選用普通 V 帶傳動(dòng)，動(dòng)力機(jī)為 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，功率 P=5.5KW，轉(zhuǎn)n=960r/min，每天工作 16h,中心距小于 600mm。計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果定 V 帶型號(hào)和帶輪直徑工作情況系數(shù) 由表 2.1KA?12計(jì)算功率 5.421PKcA???kw4.5PC?選帶型號(hào) 由圖表 A 型小帶輪直徑 由圖表 取 =90mm1D大帶輪直徑 為滑動(dòng)率取 =2% 選 =224212nD)(????2大帶輪轉(zhuǎn)速 =378221)(?2n計(jì)算帶長(zhǎng)求 Dm 2D1m?? 157Dm?求 Δ Δ=671??初取中心距 a=500帶長(zhǎng) L=1502a2DL2m?????基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)查圖表 160Ld?求中心距和包角中心距 a=537.752mdmd 8)DL(41La ???????? 60?小輪包角 ??????60a18012 ???27.16?0?求帶根數(shù)13帶速 V=4.52m/s106nDV???傳動(dòng)比 i=2.53789i帶跟數(shù) 由表 kw.0P?2.1k,4.L?? kw6.0P?Z= =2.9 Z=3L0CK)P(???帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于帶速 V452.64N.m?? mN2.6410548.01.045.dLh2T ?????所以以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。合理154.4.2 減速器與搖臂間的鍵的選擇及校核因無特殊要求選用圓頭普通平鍵，鍵 10x8，通常 因此，d)8.1~6(Lmax?取 L=50mmm2.61~4.53)8.1~6(Lmax???校核計(jì)算如下：鍵的接觸長(zhǎng)度 =L-b=50-10=40mm，鍵與轂的接觸高度 4mm；許用擠壓應(yīng)力?L查表取 150Mpa，所以鍵連接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為??p?>129.68N.mmN40815034.04.5dh21T 6p ??????所以，以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。設(shè)計(jì)合理4.5 軸承座設(shè)計(jì)由于軸承座在使用中同時(shí)也具有滾輪的作用但并無較大沖擊載荷，且軸承外徑較大。考慮節(jié)約成本，故選用灰鑄鐵 HT300，，硬度 190~240HBpaM290B??結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖4.6 軸承座端蓋選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)端蓋選用灰鑄鐵 HT300。 硬度 190~240HB，用螺栓與軸承座連paM290B??接。端蓋用于限制軸承在軸承座內(nèi)的軸向位移。具體結(jié)構(gòu)見零件圖4.7 軸承座連接用螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算螺栓材料選用 45 鋼，材料的許用拉應(yīng)力 =350Mpa，螺栓直徑 d 的設(shè)計(jì)計(jì)???算;對(duì)于固定軸承座的螺栓預(yù)緊力只需滿足：;Z—螺栓個(gè)數(shù) 6； ——螺栓預(yù)緊力； ——接觸面間1Yf1Z0FkmF???（（ 0F?的摩擦系數(shù) 0.135；m——結(jié)合面數(shù)目 1； ——考慮摩擦傳動(dòng)力的可靠系數(shù)取fK1.3 N4.80236.9135.024FzKZ1Yf0 ???????16螺栓直徑 =6.16mm??6Z10354.82.4F.14d??????即軸承座選用螺栓 M85 拱土機(jī)底架的設(shè)計(jì)底架材料選用型鋼，由型鋼焊接成架，底架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮兩導(dǎo)軌的距離便于滾輪的安裝運(yùn)動(dòng)。17參考文獻(xiàn)[1]邱宣懷、郭可謙、吳宗澤等.機(jī)械設(shè)計(jì).4 版.北京：高等教育出版社.2010.[2]劉混舉、趙河明、王春燕.機(jī)械可靠性設(shè)計(jì).北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2010.[3]趙衛(wèi)軍、任金泉、陳鋼.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社.2010.[4]金清肅、范順成、范曉珂.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社.2006.[5]王慧、呂宏、王連明.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社.2011.[6]于永泗、齊民.機(jī)械工程材料.8 版.大連：大連理工大學(xué)出版社.2010.[7]鄭文緯、吳克堅(jiān).機(jī)械原理.7 版.北京：高等教育出版社.2010.[8]劉鴻文.材料力學(xué).4 版.北京：高等教育出版社.2010.[9]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.6 版.北京：高等教育出版社.2004.[10]陳于萍、周兆元.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).2 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.[11]何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.5 版.北京：高等教育出版社.2008.[12]蔣曉、沈培玉、苗青.AutoCAD2008 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程.北京：清華大學(xué)出版社.2008.18設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過這么幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，回顧溫習(xí)了自己大學(xué)四年所學(xué)的有關(guān)專業(yè)方面的知識(shí)，是那些知識(shí)在腦中不再那么雜亂無章的儲(chǔ)存著，而是有了個(gè)系統(tǒng)整體的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過程中既有汗水淚水也有歡笑。有時(shí)被一個(gè)問題纏住幾天不見天日，也為最后的解決而歡快喜悅。從中感悟獨(dú)自一個(gè)人要完成一項(xiàng)機(jī)械的設(shè)計(jì)真的要付出很多的努力，即便是簡(jiǎn)單的機(jī)械也并不是那么的簡(jiǎn)單。此次設(shè)計(jì)讓我感觸較深的是嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)認(rèn)真的習(xí)慣態(tài)度對(duì)作為一名機(jī)制人員是多么重要。機(jī)械圖作為我們機(jī)制人員交流的語(yǔ)言，對(duì)個(gè)人的嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)認(rèn)真好習(xí)慣要求更高，也完全能體現(xiàn)作為一名機(jī)制人員專業(yè)技能和素養(yǎng)。本次畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）得到 XX 老師的諄諄教導(dǎo)和殷切關(guān)心，也還有撫州廣昌東勝機(jī)械廠的工人師傅的大量幫助和指導(dǎo)，我才能這么順利的完成此次設(shè)計(jì)，在此一并表示感謝！限于個(gè)人水平知識(shí)和時(shí)間的有限，疏漏和不妥之處肯定不少，望各位前輩老師同仁指正。本人將以不吝賜教為感！1UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（說明書）題目： 新型制磚用原料拱土機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： XX 職 稱： 講師 二○一二 年 五 月2摘要本論文設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)家對(duì)制磚行業(yè)節(jié)能減排的政策而產(chǎn)生新的機(jī)械設(shè)計(jì)課題。在機(jī)械自動(dòng)化大發(fā)展的趨勢(shì)下古老的制磚方式必將淘汰出局。機(jī)械自動(dòng)化的革新無論是從勞動(dòng)力市場(chǎng)、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率特別生產(chǎn)磚的原料來說都有巨大的優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)機(jī)械是機(jī)械化制磚流程中的一個(gè)起始環(huán)節(jié)也是較重要的一環(huán)節(jié)。論文設(shè)計(jì)從結(jié)構(gòu)和動(dòng)力方面對(duì)拱土機(jī)做了設(shè)計(jì)并就重要零件的設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，為機(jī)械的安全可靠工作提供了保證。關(guān)鍵詞： 機(jī)械自動(dòng)化 制磚 拱土機(jī)設(shè)計(jì)3AbstractThe design is based on the state of the brick industry energy saving and emission reduction policy and generate a new mechanical design issues . In mechanical automation development trend under the ancient brick method will be eliminated. Mechanical Automation innovation either from the labor market，the cost of production，the production efficiency in particular the production of bricks，have tremendous advantages .The design of machinery is mechanized brick making process in a start link also more important link. The paper design from the structure and dynamic of soil arch machine is designed and the important parts of the design verification ，for the safety of machinery and it ensures reliable operationKey: mechanical automation brick oil arch machine design 目錄4摘要Abstract1 緒論…………………………………………………………………………11.1 制磚行業(yè)現(xiàn)狀…………………………………………………………11.2 制磚機(jī)械的發(fā)展………………………………………………………11.3 設(shè)計(jì)論文的主要內(nèi)容…………………………………………………12 原料拱土機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………………12.1 原料拱土機(jī)的作用……………………………………………………12.2 原料拱土機(jī)的使用要求………………………………………………22.3 原料拱土機(jī)機(jī)構(gòu)的選擇………………………………………………22.3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………22.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)分析……………………………………………………22.3.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)分析…………………………………………………………32.3.4 拱土機(jī)機(jī)構(gòu)選用分析…………………………………………………43 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)………………………………………………………53.1 電機(jī)的選擇……………………………………………………………53.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)………………………………………………………53.2.1 各傳動(dòng)裝置的分析……………………………………………………63.2.2 拱土機(jī)傳動(dòng)裝置的選擇………………………………………………73.3 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的校核計(jì)算……………………………………………74 拱土機(jī)重要零件的設(shè)計(jì)校核…………………………………………………74.1 拱土機(jī)工作概述…………………………………………………………74.2 v 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)校核計(jì)算………………………………………………74.3 軸的設(shè)計(jì)校核計(jì)算……………………………………………………94.4 鍵的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………104.4.1 皮帶輪鍵的選擇………………………………………………………104.4.2 減速器與搖臂間的鍵的選擇及校核…………………………………114.5 軸承座設(shè)計(jì)………………………………………………………………114.6 軸承座端蓋選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………114.7 軸承座聯(lián)接用螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………115 拱土機(jī)底架的設(shè)計(jì)……………………………………………………………12設(shè)計(jì)小結(jié)…………………………………………………………………………13參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………141 緒論51.1 制磚行業(yè)的現(xiàn)狀磚瓦建材業(yè)是建筑的基礎(chǔ)，特別最近幾年我國(guó)房地產(chǎn)市場(chǎng)持續(xù)升溫，高速發(fā)展帶動(dòng)制磚也的發(fā)展。老式由人工粘泥曬坯的生產(chǎn)方式很難滿足房地產(chǎn)市場(chǎng)及農(nóng)村大發(fā)展建設(shè)的需求。雖然我國(guó)磚廠遍布很多但現(xiàn)如今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀給磚廠的發(fā)展帶來了很多的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約了磚石的生產(chǎn)。主要方面有：一、人口紅利的下降勞動(dòng)力成本比原來提高了很多加大了磚的生產(chǎn)成本。二、老式的磚廠生產(chǎn)要進(jìn)行磚的晾曬影響生產(chǎn)進(jìn)度且很易受天氣的影響。三、燒結(jié)磚時(shí)燃料不能合理完全的利用造成資源的浪費(fèi)同時(shí)也加大了生產(chǎn)成本。四、制磚用黃泥土是對(duì)資源的極大浪費(fèi)過度的利用影響了生態(tài)環(huán)境的平衡。綜合各方面因素加國(guó)家政策對(duì)節(jié)能環(huán)保的要求我國(guó)的磚石生產(chǎn)企業(yè)將向大型機(jī)械化方向發(fā)展。古老式小型磚窯廠將會(huì)慢慢被淘汰。1.2 制磚機(jī)械的發(fā)展磚瓦在我們過度具有較悠久的歷史?，F(xiàn)也因古建筑的漂亮和精致成為旅游景區(qū)的不少。追溯古代人力化生產(chǎn)那也就是將黃泥土和好曬干后幾塊幾塊慢慢的燒制基本全是人力化。到八九十年代在某些規(guī)模稍大型的磚廠能見到有柴油機(jī)為動(dòng)力的和泥簡(jiǎn)單機(jī)械，但磚廠的生產(chǎn)工人還是熙熙郎朗，做磚、曬磚、拉磚、燒磚、上車等都要大量人手。進(jìn)入 21 世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)提速發(fā)展拉動(dòng)建材市場(chǎng)的發(fā)展，老式磚石的生產(chǎn)跟不上步伐了。四川成都、西北、西南部的磚廠就慢慢在尋找出路，機(jī)械化的進(jìn)步恰好就為解決磚石生產(chǎn)落后提供了出路。機(jī)械和泥、出坯、切坯、碼坯、運(yùn)輸流水線作業(yè)大大提高了產(chǎn)量和降低了成本。最近幾年隨著國(guó)家十一五、十二五政策的出臺(tái)實(shí)施。國(guó)家在節(jié)能環(huán)保提出了要求，制磚原材料的改變加之窯爐方式的創(chuàng)新出現(xiàn)了隧道窯，鋼材機(jī)械化在制磚廠上有了大量的需求。巖石的破碎、碾碎、和泥、出坯、切坯、碼坯、窯車的運(yùn)輸、磚的打包銷售都是機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)。在磚機(jī)有大量市場(chǎng)的今天機(jī)械行業(yè)也有許多廠家進(jìn)軍其中山西眉山的做的比較早也比較好，四川成都、福建等地磚機(jī)生產(chǎn)企業(yè)都做得不錯(cuò)。我省江西振大機(jī)械最近幾年在磚機(jī)行業(yè)發(fā)展的也很好。磚機(jī)雖然發(fā)展有些年但技術(shù)和設(shè)計(jì)并不是完全成熟還有很大發(fā)展進(jìn)步空間。相信在國(guó)家政策的扶持和引導(dǎo)下在機(jī)械同仁的努力下我國(guó)磚機(jī)將會(huì)更加完美實(shí)用。1.3 設(shè)計(jì)論文的主要任務(wù)內(nèi)容根據(jù)該機(jī)械應(yīng)完成的功能作用合理設(shè)計(jì)選擇滿足工作條件的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)并選擇合適大小的電機(jī)。完成對(duì)重要零部件的設(shè)計(jì)分析和校核。2 原料拱土機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 原料拱土機(jī)的作用在現(xiàn)代機(jī)械化磚廠生產(chǎn)磚石過程中包括巖石的取料，巖石的破碎碾成粉末。6巖石粉與燃料粉末的配合和泥、擠磚、切磚、碼轉(zhuǎn)、烘干、燒結(jié)等環(huán)節(jié)。其中本設(shè)計(jì)的原料拱土機(jī)是裝載車取巖石后放在拱土機(jī)上方的漏斗內(nèi)。拱土機(jī)根據(jù)破碎機(jī)工作的情況來回進(jìn)給運(yùn)動(dòng)喂入巖石。拱土機(jī)主要是保證破碎機(jī)正常工作合理喂入巖石的作用。2.2 原料拱土機(jī)的使用要求原料拱土機(jī)上方應(yīng)根據(jù)拱土機(jī)的安放位置焊?jìng)€(gè)留一口的漏斗。裝載車將巖石倒入拱土機(jī)上，拱土機(jī)的前后運(yùn)動(dòng)要完成將部分巖石喂入破碎機(jī)內(nèi)。其工作原理主要是運(yùn)用巖石自身的摩擦和慣性隨拱土機(jī)前后運(yùn)動(dòng)部分掉入破碎機(jī)內(nèi)。拱土機(jī)工作時(shí)應(yīng)具有較好的反應(yīng)能力和較大的承載運(yùn)動(dòng)能力。2.3 原料拱土機(jī)機(jī)構(gòu)的選擇原料拱土機(jī)主要完成的是前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)易的看成平面內(nèi)要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。在平面機(jī)構(gòu)學(xué)中主要有 1）鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)；2）曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；3）導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。2.3.1 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)如圖 1 所示，所有運(yùn)動(dòng)副均為轉(zhuǎn)動(dòng)副的平面四桿機(jī)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，它是平面四桿機(jī)構(gòu)的最基本的型式，其他型式的平面四桿機(jī)構(gòu)都可看做是在它的基礎(chǔ)上通過演化而成的。在此機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件四位機(jī)架，與機(jī)架組成運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件 1.3 稱為連架桿，不與機(jī)架組成運(yùn)動(dòng)副的構(gòu)件 2 成為連桿。若組成轉(zhuǎn)動(dòng)副的兩構(gòu)件能作整轉(zhuǎn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則該轉(zhuǎn)動(dòng)副稱為整轉(zhuǎn)副，否則成為擺動(dòng)副。與機(jī)架組成整轉(zhuǎn)副的連架桿稱為曲柄，與機(jī)架組成擺動(dòng)副的連架桿稱為搖桿。因此根據(jù)兩連架桿為曲柄或搖桿的不同，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可分為三種基本形式。1）曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿一為曲柄另一為搖桿，如圖 1a 所示；2）雙曲并機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿均為曲柄，如圖 1b 所示；3）雙搖桿機(jī)構(gòu)，其中兩連架桿均為搖桿，如圖 1C。圖 12.3.2 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)7曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是由曲柄的運(yùn)動(dòng)傳遞到滑塊前后運(yùn)動(dòng)的過程如圖 2 所示。圖 2在此機(jī)構(gòu)中 1 的整轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng) C 塊的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)。對(duì)其運(yùn)動(dòng)形式進(jìn)行分析。若已知構(gòu)件 1 的轉(zhuǎn)速為 W 可求出 C 的速度。因根據(jù)三心定理求構(gòu)件 1.3 的相對(duì)速度瞬心 P13.滑塊 3 作直線運(yùn)動(dòng)，其上各點(diǎn)速度相等。將 p13 看成是滑塊上的一點(diǎn)，根據(jù)瞬心的定義 Vc=Vp13，所以 Vc=L1w12.3.3 導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)如圖 3 所示構(gòu)件 1 為整軸轉(zhuǎn)動(dòng) 2 在導(dǎo)桿 3 上來回運(yùn)動(dòng)。構(gòu)件 3 做左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖 3 2.3.4 拱土機(jī)機(jī)構(gòu)選用分析8根據(jù)上述分析曲柄滑塊機(jī)構(gòu)最簡(jiǎn)易也最方便運(yùn)用實(shí)現(xiàn)拱土機(jī)的功能，對(duì)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。為便于拱土機(jī)行程的調(diào)節(jié)和安裝用可調(diào)節(jié)的套和螺桿作為 2 桿的構(gòu)件。對(duì)于原動(dòng)件（曲柄）作勻速定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件相對(duì)于機(jī)架作往復(fù)運(yùn)動(dòng)（擺動(dòng)或移動(dòng)）的連桿機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件正行程和反行程的位移量相同，而所需的時(shí)間一般并不相等，因此從動(dòng)件正反兩個(gè)行程的平均速度也就不相等。這種現(xiàn)象稱為機(jī)構(gòu)的急回特性。但也并不是所有的機(jī)構(gòu)都會(huì)出現(xiàn)此現(xiàn)象，可以通過調(diào)節(jié)導(dǎo)路的偏置大小盡量避免急回特性。如圖 4 當(dāng) e=0 時(shí) θ=0 即不存在急回特性故減速器的安裝應(yīng)與推板齊水平。圖 43 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖圖 593.1 電機(jī)的選擇給定拱土機(jī)的工作條件：上方漏斗 3 立方米可載重 3000㎏在室內(nèi)間斷性工作，工作環(huán)境多塵，電源為三相交流，電壓為 380V選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式，系統(tǒng)無特殊需求，一般選用 y 系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)。選用全封閉自扇冷式籠型，電壓 380v。根據(jù) p=fv,F=f=mgчч 查表取 0.3, v 根據(jù)工作情況不應(yīng)大于 0.5m/s,故 p=0.5x3000x10x0.3=4500w 查電動(dòng)機(jī)參數(shù)表選取電動(dòng)機(jī)額定功率 p=5.5kw。根據(jù)動(dòng)力源和工作條件電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇常用的兩種同步轉(zhuǎn)速：1500r/min 和 1000r/min。選用 1000r/min 查表選用 Y132M1—6 型號(hào)的電機(jī)，其參數(shù)如下電機(jī)型號(hào) 額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（r/min)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）參考價(jià)格元Y132M1—6 5.5 1000 960 10003.2 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置是一種在距離間傳遞能量并兼實(shí)現(xiàn)某些其他作用的裝置。這些作用是：1）能量的分配；2）轉(zhuǎn)速的改變；3）運(yùn)動(dòng)形式的改變（如回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)） ，等等。機(jī)器中所以要采用傳動(dòng)裝置是因?yàn)椋?)工作機(jī)構(gòu)所要求的速度、轉(zhuǎn)矩或力，通常與動(dòng)力機(jī)不一致；2）工作機(jī)構(gòu)常要求改變速度，用調(diào)節(jié)動(dòng)力機(jī)速度的方法來達(dá)到這一目的往往不很經(jīng)濟(jì)；3）動(dòng)力機(jī)的輸出軸一般只做等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而工作機(jī)構(gòu)往往需要多樣的運(yùn)動(dòng)，如螺旋運(yùn)動(dòng)、直線運(yùn)動(dòng)或間歇運(yùn)動(dòng)等；4）一個(gè)動(dòng)力機(jī)有時(shí)要帶動(dòng)若干個(gè)運(yùn)動(dòng)形式和速度都不同的工作機(jī)構(gòu)。在我們機(jī)械行業(yè)所涉及的常用傳動(dòng)中主要包括以下幾種常見的方式 1）摩擦輪傳動(dòng)；2）帶輪傳動(dòng)；3）齒輪傳動(dòng)；4）蝸桿傳動(dòng)；5)鏈傳動(dòng)；6）減速器等方式3.2.1 各傳動(dòng)裝置的分析a) 摩擦傳動(dòng) 摩擦輪傳動(dòng)具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）由于摩擦輪輪面沒有輪齒，所以制造簡(jiǎn)單，而且工作時(shí)不會(huì)發(fā)生類似齒輪節(jié)距誤差所引起的周期性沖擊，因而運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲很??；2）過載時(shí)打滑，故能防止機(jī)器中重要零件的損壞；3）能無級(jí)的改變傳動(dòng)比等等。它的主要缺點(diǎn)是：1）效率較低；2）當(dāng)傳遞同樣大的功率時(shí)，輪廓尺寸和作用在軸與軸承上的載荷都比齒輪傳動(dòng)大；3）由于上述兩項(xiàng)原因，所以不宜傳遞很大的功率；4）不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；5）干摩擦?xí)r磨損塊、壽命低；6）必須采用壓緊裝置等。應(yīng)用范圍 摩擦輪傳動(dòng)在傳遞功率、傳動(dòng)比和調(diào)速幅度、速度、軸間距離等方面都有很大的適用范圍。傳動(dòng)功率可自幾瓦直到 300kw，但多數(shù)不超過 20kw。傳遞功率的摩擦輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般可到 7，有卸載軸時(shí)可到 15，在手動(dòng)儀器中傳動(dòng)比可達(dá) 25.調(diào)速幅度在直接接觸的傳動(dòng)中，一般為 3~4，在有中間幾件的傳動(dòng)中，一般可達(dá)到 8~12.圓周速度可自很低到高達(dá) 25m/s。 10b) 帶傳動(dòng) 帶傳動(dòng)是具有中間撓性件的一種傳動(dòng)，所以：1）能緩和載荷沖擊；2）運(yùn)行平穩(wěn)，無噪聲；3）制造和安裝精度不像嚙合傳動(dòng)那樣嚴(yán)格；4）過載時(shí)將引起帶在帶輪上打滑，因而可防止其他零件的損壞；5）可增加帶長(zhǎng)以適應(yīng)中心距較大的工作條件。帶傳動(dòng)和摩擦輪傳動(dòng)一樣，也有下列缺點(diǎn)：1）有彈性滑動(dòng)和打滑，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；2）傳遞同樣大的圓周力時(shí)，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動(dòng)大；3）帶的壽命短。 應(yīng)用范圍 帶傳動(dòng)的應(yīng)用范圍很廣。帶的工作速度一般為 5m/s~20m/s，使用高速環(huán)形膠帶時(shí)可達(dá) 60m/s；使用錦綸片復(fù)合平帶時(shí)，可高達(dá) 80m/s。膠帆布平帶傳遞功率小于 500kw，普通 v 帶傳遞功率小于 700kw。c) 齒輪傳動(dòng) 和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。 d) 蝸桿傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)、無噪聲、沖擊振動(dòng)小以及能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。在傳遞動(dòng)力時(shí)，傳動(dòng)比一般為 8~100，常用的為 15~50.在機(jī)床工作臺(tái)中，傳動(dòng)比可達(dá)幾百，甚至到 1000.這時(shí)，需采用導(dǎo)程角很小的單頭蝸桿，但傳動(dòng)效率很低，只能用在功率小的場(chǎng)合。在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中正力求提高蝸桿傳動(dòng)的效率，多頭蝸桿的傳動(dòng)效率可達(dá)到 98%。與多級(jí)齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)零件數(shù)目少，結(jié)構(gòu)尺寸小，重量輕。缺點(diǎn)是在制造精度和傳動(dòng)比相同的條件下，蝸桿傳動(dòng)的效率比齒輪傳動(dòng)低，同時(shí)蝸桿一般需用貴重的減摩材料制造。蝸桿傳動(dòng)多用于減速，以蝸桿為原動(dòng)件。也可用于增速，齒數(shù)比單級(jí)為5~15,但應(yīng)用很少。e) 鏈傳動(dòng) 鏈傳動(dòng)是在兩個(gè)或多于兩個(gè)鏈輪之間用鏈作為撓性拉曳元件的一種嚙合傳動(dòng)，因其經(jīng)濟(jì)、可靠，故廣泛用于農(nóng)業(yè)、采礦、冶金、起重、運(yùn)輸、石油、化工、紡織等各種機(jī)械的動(dòng)力傳動(dòng)中。和帶傳動(dòng)比較，鏈傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）沒有滑動(dòng)；2）工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸比較緊湊；3）不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷較??；4）效率較高，98%；5）能在溫度較高、濕度較大的環(huán)境中使用等。因鏈傳動(dòng)具有中間元件，和齒輪、蝸桿傳動(dòng)比較，需要時(shí)軸間距離可以很大。鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：1）只能用于平行軸間的傳動(dòng)；2）瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn) ；3）不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用；4）工作時(shí)有噪聲；5）制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高等。 應(yīng)用范圍 鏈傳動(dòng)在傳遞功率、速度、傳動(dòng)比、中心距等方面都有很廣的應(yīng)用范圍。目前，最大傳遞功率達(dá)到 5000kw，最高速度到 40m/s，最大傳動(dòng)比達(dá)到 15，最大中心距達(dá)到 8m。由于經(jīng)濟(jì)及其他原因，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)功率一般小于 100kw，速度小于 15m/s，傳動(dòng)比小于 8.11f) 減速器 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪-蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力與工作機(jī)之間做為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用很廣。3.2.2 拱土機(jī)傳動(dòng)裝置的選擇根據(jù)上述分析皮帶輪和減速器的運(yùn)用在拱土機(jī)的設(shè)計(jì)方面最可行。根據(jù)市場(chǎng)選擇 JZQ400 型 40.17 的傳動(dòng)比比較合理。大小皮帶輪設(shè)計(jì)傳動(dòng)比為 2.5 初步估算能滿足要求。3.3 拱土機(jī)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的校核計(jì)算根據(jù)所設(shè)計(jì)要求供土機(jī)推板運(yùn)動(dòng)速度不得大于 0.5m/s。根據(jù)已有設(shè)計(jì)條件電機(jī)選擇為 5.5kw,構(gòu) 1 為搖臂設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為 150mm，由運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 V.為此時(shí)最大V.=V,V=Wr 根據(jù)傳動(dòng)比 048.6327.40596w210 ??xxi? smxv /5.0172.5.048.1max ???故拱土機(jī)能夠合理正常工作4 拱土機(jī)重要零部件的設(shè)計(jì)與校核4.1 拱土機(jī)工作概述 拱土機(jī)為了完成進(jìn)給原土料需前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由電動(dòng)機(jī)用皮帶輪傳動(dòng)至JZQ400 減速器。減速器有左右對(duì)稱軸輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，其后面的工作機(jī)構(gòu)就可簡(jiǎn)化成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，亦可如上圖。這幾個(gè)緩解中 V 待傳動(dòng)的傳動(dòng)比及 V 帶根數(shù)和皮帶輪的直徑大小就為比較重要的參數(shù)，故這幾個(gè)參數(shù)需校核設(shè)計(jì)計(jì)算。由于減速器輸出軸和搖臂需用鍵連接傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，故鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算校核也不可少。在推板結(jié)構(gòu)中有軸和滾輪的支撐推動(dòng)運(yùn)動(dòng)，對(duì)軸也就要進(jìn)行校核計(jì)算。軸承滾輪座與蓋的連接用標(biāo)準(zhǔn)件螺桿擰緊，需設(shè)計(jì)計(jì)算擰緊林及螺桿的個(gè)數(shù)。其他些零部件和結(jié)構(gòu)為常用普通形式故無需特別設(shè)計(jì)計(jì)算校核。4.2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)校核計(jì)算選用普通 V 帶傳動(dòng)，動(dòng)力機(jī)為 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，功率 P=5.5KW，轉(zhuǎn)n=960r/min，每天工作 16h,中心距小于 600mm。計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果定 V 帶型號(hào)和帶輪直徑工作情況系數(shù) 由表 2.1KA?12計(jì)算功率 5.421PKcA???kw4.5PC?選帶型號(hào) 由圖表 A 型小帶輪直徑 由圖表 取 =90mm1D大帶輪直徑 為滑動(dòng)率取 =2% 選 =224212nD)(????2大帶輪轉(zhuǎn)速 =378221)(?2n計(jì)算帶長(zhǎng)求 Dm 2D1m?? 157Dm?求 Δ Δ=671??初取中心距 a=500帶長(zhǎng) L=1502a2DL2m?????基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由機(jī)械設(shè)計(jì)查圖表 160Ld?求中心距和包角中心距 a=537.752mdmd 8)DL(41La ???????? 60?小輪包角 ??????60a18012 ???27.16?0?求帶根數(shù)13帶速 V=4.52m/s106nDV???傳動(dòng)比 i=2.53789i帶跟數(shù) 由表 kw.0P?2.1k,4.L?? kw6.0P?Z= =2.9 Z=3L0CK)P(???帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于帶速 V452.64N.m?? mN2.6410548.01.045.dLh2T ?????所以以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。合理154.4.2 減速器與搖臂間的鍵的選擇及校核因無特殊要求選用圓頭普通平鍵，鍵 10x8，通常 因此，d)8.1~6(Lmax?取 L=50mmm2.61~4.53)8.1~6(Lmax???校核計(jì)算如下：鍵的接觸長(zhǎng)度 =L-b=50-10=40mm，鍵與轂的接觸高度 4mm；許用擠壓應(yīng)力?L查表取 150Mpa，所以鍵連接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為??p?>129.68N.mmN40815034.04.5dh21T 6p ??????所以，以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。設(shè)計(jì)合理4.5 軸承座設(shè)計(jì)由于軸承座在使用中同時(shí)也具有滾輪的作用但并無較大沖擊載荷，且軸承外徑較大。考慮節(jié)約成本，故選用灰鑄鐵 HT300，，硬度 190~240HBpaM290B??結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見零件圖4.6 軸承座端蓋選材，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)端蓋選用灰鑄鐵 HT300。 硬度 190~240HB，用螺栓與軸承座連paM290B??接。端蓋用于限制軸承在軸承座內(nèi)的軸向位移。具體結(jié)構(gòu)見零件圖4.7 軸承座連接用螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算螺栓材料選用 45 鋼，材料的許用拉應(yīng)力 =350Mpa，螺栓直徑 d 的設(shè)計(jì)計(jì)???算;對(duì)于固定軸承座的螺栓預(yù)緊力只需滿足：;Z—螺栓個(gè)數(shù) 6； ——螺栓預(yù)緊力； ——接觸面間1Yf1Z0FkmF???（（ 0F?的摩擦系數(shù) 0.135；m——結(jié)合面數(shù)目 1； ——考慮摩擦傳動(dòng)力的可靠系數(shù)取fK1.3 N4.80236.9135.024FzKZ1Yf0 ???????16螺栓直徑 =6.16mm??6Z10354.82.4F.14d??????即軸承座選用螺栓 M85 拱土機(jī)底架的設(shè)計(jì)底架材料選用型鋼，由型鋼焊接成架，底架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要考慮兩導(dǎo)軌的距離便于滾輪的安裝運(yùn)動(dòng)。17參考文獻(xiàn)[1]邱宣懷、郭可謙、吳宗澤等.機(jī)械設(shè)計(jì).4 版.北京：高等教育出版社.2010.[2]劉混舉、趙河明、王春燕.機(jī)械可靠性設(shè)計(jì).北京：國(guó)防工業(yè)出版社.2010.[3]趙衛(wèi)軍、任金泉、陳鋼.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社.2010.[4]金清肅、范順成、范曉珂.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社.2006.[5]王慧、呂宏、王連明.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：北京大學(xué)出版社.2011.[6]于永泗、齊民.機(jī)械工程材料.8 版.大連：大連理工大學(xué)出版社.2010.[7]鄭文緯、吳克堅(jiān).機(jī)械原理.7 版.北京：高等教育出版社.2010.[8]劉鴻文.材料力學(xué).4 版.北京：高等教育出版社.2010.[9]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.6 版.北京：高等教育出版社.2004.[10]陳于萍、周兆元.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).2 版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.[11]何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.5 版.北京：高等教育出版社.2008.[12]蔣曉、沈培玉、苗青.AutoCAD2008 中文版機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程.北京：清華大學(xué)出版社.2008.18設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過這么幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，回顧溫習(xí)了自己大學(xué)四年所學(xué)的有關(guān)專業(yè)方面的知識(shí)，是那些知識(shí)在腦中不再那么雜亂無章的儲(chǔ)存著，而是有了個(gè)系統(tǒng)整體的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過程中既有汗水淚水也有歡笑。有時(shí)被一個(gè)問題纏住幾天不見天日，也為最后的解決而歡快喜悅。從中感悟獨(dú)自一個(gè)人要完成一項(xiàng)機(jī)械的設(shè)計(jì)真的要付出很多的努力，即便是簡(jiǎn)單的機(jī)械也并不是那么的簡(jiǎn)單。此次設(shè)計(jì)讓我感觸較深的是嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)認(rèn)真的習(xí)慣態(tài)度對(duì)作為一名機(jī)制人員是多么重要。機(jī)械圖作為我們機(jī)制人員交流的語(yǔ)言，對(duì)個(gè)人的嚴(yán)謹(jǐn)仔細(xì)認(rèn)真好習(xí)慣要求更高，也完全能體現(xiàn)作為一名機(jī)制人員專業(yè)技能和素養(yǎng)。本次畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）得到 XX 老師的諄諄教導(dǎo)和殷切關(guān)心，也還有撫州廣昌東勝機(jī)械廠的工人師傅的大量幫助和指導(dǎo)，我才能這么順利的完成此次設(shè)計(jì)，在此一并表示感謝！限于個(gè)人水平知識(shí)和時(shí)間的有限，疏漏和不妥之處肯定不少，望各位前輩老師同仁指正。本人將以不吝賜教為感！