往復(fù)式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)

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本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 往復(fù)式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì) 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 2016年4月10 二〇一六年四月 摘要 當(dāng)今社會(huì)，農(nóng)業(yè)機(jī)械在機(jī)械工業(yè)中占據(jù)的比例越來越大，隨著農(nóng)耕的生產(chǎn)自動(dòng)化，各種各樣的農(nóng)業(yè)機(jī)械將會(huì)出現(xiàn)并使用，本課題來源于當(dāng)今社會(huì)機(jī)械工業(yè)往復(fù)式振動(dòng)篩設(shè)備的創(chuàng)新和更新?lián)Q代基礎(chǔ)之上，通過設(shè)計(jì)出往復(fù)式振動(dòng)篩，從而來滿足當(dāng)今社會(huì)往復(fù)式振動(dòng)篩設(shè)備不足的缺陷。 國(guó)內(nèi)往復(fù)式振動(dòng)篩設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、篩選質(zhì)量好，效率高等主題保持一致。近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中往復(fù)式振動(dòng)篩的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，傳統(tǒng)的谷物種子在沒有往復(fù)式振動(dòng)篩而需要人工篩選的情況下，效率低下，勞動(dòng)強(qiáng)度大，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)，并且篩選質(zhì)量高，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。 關(guān)鍵詞： 往復(fù)式振動(dòng)篩 質(zhì)量 設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì) 結(jié)論 Abstract With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient, reliable, energy saving.Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient, economical, and high safety, stable operation. The overall plan . The relative position of two axle sleeve on the plane, the motor reducer to provide power through belt drives the screw rod to rotate, and drives the head movement, a nut, a rotary motion of the linear motion of press. Block type safety clutch overload protection with teeth, pressure distribution in the corresponding position of the pipe after drilling through the drilling template. Key words：Machine manufacture Crankshaft Processing craftFixture 目錄 第一章 緒論 1 一、課題的來源與研究的目的和意義 1 二、往復(fù)式振動(dòng)篩的發(fā)展現(xiàn)狀 3 第二章 往復(fù)式振動(dòng)篩總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 一、往復(fù)式振動(dòng)篩的總體方案圖 12 二、往復(fù)式振動(dòng)篩的工作原理 14 第三章 主要部件的設(shè)計(jì) 8 一、輸送能力的計(jì)算 8 二、篩選帶寬度的確定 9 三、篩選能力的計(jì)算 10 四、篩選帶不打滑的條件 10 第四章、機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14 一、電機(jī)的選型計(jì)算 15 二、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 三、軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 第五章、各重要組成部分的強(qiáng)度校核 27 一、機(jī)架強(qiáng)度的校核 28 二、轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度的校核 29 三、軸承強(qiáng)度的校核 30 第六章、設(shè)計(jì)總結(jié) 30 結(jié)論 25 參考文獻(xiàn) 26 致謝 27 第一章 緒論 一、課題的來源與研究的目的和意義 往復(fù)式振動(dòng)篩自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面，但傳統(tǒng)的往復(fù)式振動(dòng)篩由于篩選精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用人工篩選的方式，這種人工篩選的方式勞動(dòng)效率低下，所以此次設(shè)計(jì)的往復(fù)式振動(dòng)篩，在傳統(tǒng)的往復(fù)式振動(dòng)篩的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)，從而來克服以往的往復(fù)式振動(dòng)篩所不能克服的問題，對(duì)后續(xù)的往復(fù)式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià)值。我國(guó)生產(chǎn)的往復(fù)式振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，篩選效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國(guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的往復(fù)式振動(dòng)篩的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，往復(fù)式振動(dòng)篩的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的往復(fù)式振動(dòng)篩勢(shì)在必行！ 本次設(shè)計(jì)的往復(fù)式振動(dòng)篩采用三相異步電機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)篩選體來回?cái)[動(dòng)來進(jìn)行農(nóng)作物的篩選，由于V帶傳動(dòng)平穩(wěn)，且噪音小，相信此種往復(fù)式振動(dòng)篩的出現(xiàn)將會(huì)大大提高農(nóng)作物的篩選能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 目前半自動(dòng)往復(fù)式振動(dòng)篩將逐漸被全自動(dòng)往復(fù)式振動(dòng)篩所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的往復(fù)式振動(dòng)篩已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的往復(fù)式振動(dòng)篩來滿足市場(chǎng)需求，因此上海格爾公司加大人力開發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十種類型的往復(fù)式振動(dòng)篩，然而我國(guó)所需的往復(fù)式振動(dòng)篩全部依賴進(jìn)口，這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備往復(fù)式振動(dòng)篩后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)往復(fù)式振動(dòng)篩，其成本提高不大，說明往復(fù)式振動(dòng)篩的市場(chǎng)前景令人樂觀。 隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展，世界往復(fù)式振動(dòng)篩以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),二十世紀(jì)以來，德國(guó)的SMATE公司將新開發(fā)的往復(fù)式振動(dòng)篩應(yīng)用到該公司的子公司-一個(gè)專業(yè)加工農(nóng)作物篩選機(jī)械的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼德國(guó)的SMATE公司之后，法國(guó)的SHATE公司也看到了往復(fù)式振動(dòng)篩的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制往復(fù)式振動(dòng)篩，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行往復(fù)式振動(dòng)篩的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國(guó)外等著名往復(fù)式振動(dòng)篩的品牌中，都有往復(fù)式振動(dòng)篩的銷售，全世界往復(fù)式振動(dòng)篩的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，往復(fù)式振動(dòng)篩的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此往復(fù)式振動(dòng)篩是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的往復(fù)式振動(dòng)篩銷售市場(chǎng)，其工業(yè)的發(fā)展也變得越來越快捷和發(fā)達(dá)，這都和往復(fù)式振動(dòng)篩的發(fā)展從而帶動(dòng)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展離不開關(guān)系。 我國(guó)正處于社會(huì)主義初級(jí)階段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力相對(duì)落后，有效需求不足，農(nóng)民普遍收入較低。農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制(尤其南方丘陵地區(qū)的生產(chǎn)特點(diǎn))決定了在今后一段時(shí)期內(nèi)，仍然要以中小型篩選機(jī)為主要的研究和推廣對(duì)象。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡性，東部、中部和西部地區(qū)對(duì)產(chǎn)品、技術(shù)的需求存在遞進(jìn)的趨勢(shì)，在市場(chǎng)開發(fā)上有滯后的特點(diǎn)，這決定了經(jīng)濟(jì)實(shí)用、多功能、回收率高的中小型農(nóng)機(jī)具有較好的發(fā)展勢(shì)頭。在東北、華北、西北的商品糧棉基地地區(qū)，糧食篩選機(jī)生產(chǎn)企業(yè)較多，根據(jù)北方的區(qū)域特點(diǎn)，大部分研制推廣大中型篩選機(jī)。不論是北方還是南方，為了提高勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移速度和農(nóng)民的生活水平，中小型篩選機(jī)的研制與推廣結(jié)合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，應(yīng)逐步得到完善和提高。 隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，農(nóng)作物種子篩選機(jī)械也日趨成熟，基于摩擦分離篩選機(jī)理及篩選分級(jí)機(jī)理，設(shè)計(jì)出了適用于大豆、谷物、綠豆等作物篩選作業(yè)的5XD-2.0 型帶式篩選分離機(jī),其生產(chǎn)率為2t/h。帶式篩選分里機(jī)在篩選帶篩選過程中，首先將經(jīng)過初步篩選的大豆、紅豆、綠豆等作物種子中雜質(zhì)清除，尤其是對(duì)豆類中的碎半豆，蟲蝕嚴(yán)重粒的清除達(dá)到了很好的篩選效果，其次將篩選后的大豆輸送到分級(jí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分級(jí)篩選，并分別篩選出大、小兩種豆粒。本設(shè)計(jì)主要用于篩選分級(jí)豆類作物，設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)述了該機(jī)的工作原理，主要的技術(shù)參數(shù)及各部件的設(shè)計(jì)。 二、往復(fù)式振動(dòng)篩的發(fā)展現(xiàn)狀 往復(fù)式振動(dòng)篩是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的農(nóng)時(shí)內(nèi)，根據(jù)農(nóng)業(yè)技術(shù)要求，將收割好的稻谷放入往復(fù)式振動(dòng)篩內(nèi)，通過是往復(fù)式振動(dòng)篩的篩選，從而從中剔除掉土塊，石頭，以及稻谷葉子。篩選質(zhì)量的好壞，將直接影響到該往復(fù)式振動(dòng)篩的產(chǎn)量。 由于精密篩選可以保證谷物的提取達(dá)到很純的地步，因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)精密篩選機(jī)械的要求越來越迫切。近期對(duì)機(jī)械行業(yè)中往復(fù)式振動(dòng)篩的使用情況進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在高速發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，谷物的篩選作業(yè)從以往的傳統(tǒng)的人工篩選逐漸被自動(dòng)化篩選所替代，其自動(dòng)化程度越來越高，自然而然與它們的篩選相關(guān)的設(shè)備的研發(fā)和創(chuàng)新也愈加頻繁。 我國(guó)從80年代末便開始研制往復(fù)式振動(dòng)篩械。由于種子質(zhì)量、整地條件、機(jī)械制造水平及機(jī)器價(jià)格等因素制約， 我國(guó)80年代主要是推廣半精量篩選。為適應(yīng)農(nóng)村生產(chǎn)責(zé)任制的要求，大量推廣了小型單體篩選機(jī)。90年代以來， 我國(guó)逐步推廣精密篩選機(jī)，有10多個(gè)企業(yè)生產(chǎn)了20多種型號(hào)的往復(fù)式振動(dòng)篩。 往復(fù)式振動(dòng)篩以作物種類分為農(nóng)作物及大豆精密篩選機(jī)、谷物（小麥）精密篩選機(jī)、蠶豆精密篩選機(jī)；以配套動(dòng)力分為小型（5.8～13.2kw）、中型（16.2～36.8kw）和大型篩選機(jī)（40.4kw以上）精密篩選機(jī)。 比重式篩選機(jī) 比重式篩選機(jī)主要利用物料中各成分的比重不同進(jìn)行分離。當(dāng)具有一定壓力的空氣流過種子時(shí)，種子因與空氣質(zhì)量不同而進(jìn)行升降分層，篩面的振動(dòng)推動(dòng)與篩面接觸的較重種子從進(jìn)料端至排料端向高處走，而較輕的種子向低處走，從而達(dá)到分離目的。比重式篩選機(jī)主要用于篩選種子中外形尺寸與其相同而比重不同的各類輕雜和重雜。如蟲害的種子，發(fā)霉、空心、無胚的種子，以及碎磚、土、石塊、砂粒等。比重式篩選機(jī)既可單機(jī)使用，也可為種子加工廠及種子處理中心配套。比重式篩選機(jī)又分正壓式（如5XZ-3.0）和負(fù)壓式（如5XZ1.0）兩大類。代表機(jī)型有TFQX66、TQSX70（100/150/200）、5XZ-0.5（1.0/1.6/2.5）、5XZ-3.0（5.0）、5XD-1.0(2.5)型、重力分選機(jī)微型系列422-SS、5XZC 系列種子加工車和5XZC-10 系列種子加工車。 窩眼筒篩選機(jī) 窩眼筒篩選機(jī)主要利用種子在窩眼筒做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，種子、雜質(zhì)長(zhǎng)度尺寸和運(yùn)動(dòng)途徑不同來達(dá)到分離長(zhǎng)雜、短雜的目的。喂入筒內(nèi)的種子進(jìn)入窩眼筒底部時(shí)，要清除的草籽、碎種子等短雜陷入窩眼內(nèi)并隨旋轉(zhuǎn)的筒上升被排出。而未入窩眼的種子則沿筒內(nèi)壁呈螺旋線軌跡向后滑移從另一端流出，要清除的長(zhǎng)雜沿窩眼筒軸方向移動(dòng)從另一端排出。在種子加工流程中，窩眼筒篩選機(jī)既可作為分離長(zhǎng)短雜的精選主機(jī)，又可作精選中的種子分級(jí)機(jī)使用。代表機(jī)型有5XWS-1.5 和5XW-3.0(2.5)。 復(fù)式篩選機(jī) 復(fù)式篩選機(jī)主要是利用種子的外形尺寸和空氣動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行精選。首先，通過改變吸風(fēng)道截面積的大小，得到不同的氣流速度分離輕重雜質(zhì)；然后，利用種子和混雜物幾何尺寸的差別，通過一定規(guī)格的篩孔來分離雜質(zhì)和瘦弱籽粒；最后，通過窩眼筒按種子的長(zhǎng)度不同分離長(zhǎng)雜、短雜，達(dá)到分離的目的。代表機(jī)型有5XF-1.5（/0.5/0.7/1.3A）、5XF -5.0(3.0)、5X-2.0、5XQ-3.0、5XFZ-5（4/15）和TSQZ100。 第二章 往復(fù)式振動(dòng)篩總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一、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：電機(jī)通過V帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)偏心輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后往復(fù)式振動(dòng)篩的篩體左端與偏心輪機(jī)構(gòu)的搖桿通過關(guān)節(jié)軸承連接，這樣，當(dāng)電機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從而帶動(dòng)偏心輪搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，而篩體是與偏心輪搖桿機(jī)構(gòu)連接，所以會(huì)在這個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用下做往復(fù)直線式動(dòng)作，篩體里面裝有上篩體和下篩體，上面分別開有針對(duì)石頭，雜物自由落下的孔并且兩個(gè)篩體分別與地面呈一定的夾角，由于篩體是一直做的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所以石頭，雜物在篩體擺動(dòng)的情況下，經(jīng)過兩層篩體的過濾，會(huì)自由落體到篩體底部，由安裝在篩體末端的滑槽里面拍出來。對(duì)于一些雜屑，該往復(fù)式振動(dòng)篩右側(cè)安裝的風(fēng)機(jī)通過負(fù)壓吸收那些雜物從往復(fù)式振動(dòng)篩的右端的滑槽排出，從而達(dá)到了對(duì)谷物進(jìn)行層層篩選的目的。該往復(fù)式振動(dòng)篩其具體方案布局圖如下： 二、往復(fù)式振動(dòng)篩的工作原理 本次設(shè)計(jì)的往復(fù)式振動(dòng)篩的工作原理為：電機(jī)通過V帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)偏心輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后往復(fù)式振動(dòng)篩的篩體左端與偏心輪機(jī)構(gòu)的搖桿通過關(guān)節(jié)軸承連接，這樣，當(dāng)電機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從而帶動(dòng)偏心輪搖桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，而篩體是與偏心輪搖桿機(jī)構(gòu)連接，所以會(huì)在這個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用下做往復(fù)直線式動(dòng)作，篩體里面裝有上篩體和下篩體，上面分別開有針對(duì)石頭，雜物自由落下的孔并且兩個(gè)篩體分別與地面呈一定的夾角，由于篩體是一直做的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所以石頭，雜物在篩體擺動(dòng)的情況下，經(jīng)過兩層篩體的過濾，會(huì)自由落體到篩體底部，由安裝在篩體末端的滑槽里面拍出來，從而完成谷物的篩選的作業(yè)。 第三章 主要部件的設(shè)計(jì) 一、輸送能力的計(jì)算 分選帶是帶選機(jī)的主要部件之一，其質(zhì)量與性能的好壞直接影響著分選質(zhì)量。經(jīng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)出具有網(wǎng)狀粗糙表面的環(huán)形橡膠帶，耐低溫，在-30 ℃能正常工 作。本機(jī)分選結(jié)構(gòu)為七聯(lián)式，即原糧大豆經(jīng)過七層傳送帶篩選，以達(dá)到最佳篩選效果。七聯(lián)篩選帶傾斜角度由角度調(diào)整機(jī)構(gòu)完成。 用連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的質(zhì)量生產(chǎn)率的計(jì)算公式來導(dǎo)出管式皮帶輸送機(jī)輸送能力的計(jì)算公式。連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的質(zhì)量生產(chǎn)率公式為: （3-1） 式中: Q—輸送量, t/h v—輸送帶運(yùn)行速度, m /s q—每米長(zhǎng)度上物料的質(zhì)量, kg/m 設(shè)物料在圓管內(nèi)堆積的斷面面積為F (m2), 物料的堆積密度為ρ(t/m3) , 則 （3-2） 圓管的斷面面積，裝料充滿系數(shù)為φ, 則，代入上式中得 （3-3） 將（3-3）式代入（3-1）式中, 得到帶式輸送機(jī)輸送能力計(jì)算公式為： （3-4） 式中：Q—輸送量,t/h d—管徑,m φ—充滿系數(shù),φ=50%～75% ρ一物料的堆積密度,t/m3 v—輸送帶運(yùn)行速度,m/s 2、 篩選帶寬度的確定 橡膠輸送帶是一種彈性體, 卷成管狀后，如果帶的兩邊緣不重迭起來, 則在沒有托輥支承的部位, 圓管就會(huì)張開口, 物料就要從開口處飛散、撒落和泄漏, 達(dá)不到密封運(yùn)行的目的。因此輸送帶形成管狀后, 兩邊緣必須要有一定的重合長(zhǎng)度, 稱為重合量。重合量的大小對(duì)輸送帶卷成管狀、密封性能以及彎曲運(yùn)行都將會(huì)有很大影響。重合量過小, 圓管在運(yùn)行中容易張開, 密封不嚴(yán)。重合量過大, 給輸送帶形成管狀造成困難, 甚至?xí)o法形成管狀。因此, 重合量大小一定要合適。輸送帶寬可用下式表示： （3-5） 式中：A—圓周長(zhǎng),mm，A=πd B—帶寬,mm C—重合量,mm 根據(jù)弓形圖形求弧長(zhǎng)的計(jì)算公式, 找出重合量與管徑的關(guān)系。求弓形弧長(zhǎng)的計(jì)算公式： （3-6） 式中：C—弧長(zhǎng),mm r—圓弧半徑,mm α—圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角,（o） 將最小重合量和最大重合量所對(duì)應(yīng)的圓心角值代入(3-6) 式得： （3-7） （3-8） 則重合量與管徑的關(guān)系(即重合量取值范圍) 為代入3-5式得： （3-9） 令則 （3-10） 為了保證正常篩選條件下不撒料，篩選帶上允許的最大物料的橫截面積S 按下式計(jì)算： （3-11） 式中：b—篩選帶可用寬度，m，B≤2 m 時(shí)，b=0.9B-0.05 m； l—中間輥長(zhǎng)度，m，對(duì)于一輥、二輥的托輥組，l=0； θ—物料的運(yùn)行堆積角，查表《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》：運(yùn)行堆積角θ=5 ； λ—托輥槽角，b=0.9B-0.05=0.85 m，選定λ=8； （3-12） 解得S=0.93 m2≤Smax，完全符合5XD-2.0 帶式篩選機(jī)設(shè)計(jì)要求。 3、 篩選能力的計(jì)算 計(jì)算篩選能力： （3-13） 式中:v—帶速，ms-1，篩選帶速要求在0.25～0.5 ms-1 之間，我們選擇的數(shù)據(jù)是0.33 ms-1； ρ—是被篩選散狀物料的堆積密度，ρ=0.125 kgm-3； k—傾斜篩選機(jī)面積折減系數(shù)，按（GB/T17119—1991）計(jì)算； ； （3-14） k1—上部截面s1 的減小系數(shù)； （3-15） 式中：δ—篩選機(jī)在運(yùn)行方向上的傾斜角，當(dāng)δ=0時(shí)，上部截面積s1 不存在。 θ—被篩選物料的運(yùn)行堆積角。當(dāng)δ=0 時(shí)，K =1。 根據(jù)Q=3.6IVρ，解得Q=2.03 th-1。 4、 篩選帶不打滑的條件 圓周驅(qū)動(dòng)力FU 通過摩擦傳遞到篩選帶上，為保證篩選帶工作時(shí)不打滑，需要在回程帶上保持最小張力F2min，按下式進(jìn)行計(jì)算： ， （3-16） 經(jīng)計(jì)算的F2min≥376.4N。 式中：FUmax—篩選機(jī)滿載啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的最大圓周驅(qū)動(dòng)力； FUmax=KAFU，KA=1.3～1.7，F(xiàn)U 經(jīng)篩選機(jī)所有阻力之和測(cè)算得出：FU=892.6N； μ—傳動(dòng)滾筒與帶人字形溝槽的篩選帶間的摩擦系數(shù)，干態(tài)時(shí)，μ=0.4～0.45。 第四章 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 一、電機(jī)的選型計(jì)算 已知整個(gè)往復(fù)式振動(dòng)篩中零件重量與其他零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1440r/m。即： 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: N=＝0.75(KW) G－電機(jī)的負(fù)載 －傳動(dòng)效率，取0.75 所以根據(jù)N＝0.75kw，n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 二、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）設(shè)計(jì)功率 －工況系數(shù)，查B1表8－1－22 ，?。?.2 P－傳遞的功率 （二） 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 （三）傳動(dòng)比 1.76 ＝＝ （四）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 （五）大帶輪基準(zhǔn)直徑（mm） 由B3表8－7得=180mm （六）帶速驗(yàn)算 （七）初定軸間距（mm） （八）所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度（mm） ＝ ＝886mm 依B1表8－1－8取＝900mm，即帶型為A－900 （九）實(shí)際軸間距 （十）小帶輪包角 = = （十一）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 （十二）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 （十三）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 （十四）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 （十五）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 （十六）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。 V帶輪（大） V帶輪（?。? 三、軸承的設(shè)計(jì)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、 計(jì)算輸入軸承 （1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC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=FS2；Fa=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； (4)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; ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵角接觸球軸承 ε=3； 軸承運(yùn)動(dòng)和換向時(shí)承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時(shí)，由于機(jī)器振動(dòng)等因素都會(huì)使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會(huì)防礙直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，引起振動(dòng)和噪音，振動(dòng)會(huì)進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點(diǎn)兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時(shí)的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。 軸承使用時(shí)，沖擊力很難測(cè)定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時(shí)使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動(dòng)和沖擊場(chǎng)合FS取1.0 1.5，受振動(dòng)和沖擊工作場(chǎng)合FS取2.0~7.0。 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤(rùn)滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動(dòng)載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動(dòng)載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動(dòng)載荷。 第五章 各重要組成部分的強(qiáng)度校核 一、機(jī)架強(qiáng)度的校核 機(jī)架的選擇根據(jù)整條輸送帶上面的所有滾筒，槽鋼的重量來定，槽鋼機(jī)架受力分析得出，由分析得出底座在平衡狀態(tài)下只受地面對(duì)其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖： 即物料和輸送帶滾筒以及軸承等等給的壓力為G(輸送帶滾筒重量)+G（零部件重量）=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根據(jù)槽鋼承載力計(jì)算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c) （僅用于截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計(jì)初定L為1000mm 則M=13456N.M ，初定槽鋼為140x58x6。計(jì)算W得出 折算后位270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定槽鋼滿足要求。 二、轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度的校核 軸的強(qiáng)度計(jì)算一般可分為三種： 1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或剛度計(jì)算；2）按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算；3）精確強(qiáng)度校核計(jì)算。 當(dāng)軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點(diǎn)及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時(shí)，可按照彎曲或者彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設(shè)計(jì)中的帶傳動(dòng)對(duì)軸的力，其作用點(diǎn)取在輪緣寬度的中點(diǎn)。計(jì)算時(shí)，通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的雙支點(diǎn)梁，一般軸的支點(diǎn)近似取為軸承寬度中點(diǎn)。 由于本設(shè)計(jì)所用軸主要是受彎曲強(qiáng)度，很少的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，應(yīng)校核軸的彎曲強(qiáng)度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對(duì)軸的力，中間是軸承座的兩個(gè)支撐力。 軸徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)的，所以要校核軸的彎曲強(qiáng)度，軸的強(qiáng)度校核也就是找出危險(xiǎn)截面，看危險(xiǎn)截面是否滿足軸徑條件，如果危險(xiǎn)截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據(jù)軸的實(shí)際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計(jì)算危險(xiǎn)截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據(jù)許用彎曲應(yīng)力校核的，即由彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力不超過許用彎曲應(yīng)力，一般計(jì)算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點(diǎn)反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖應(yīng)用公式繪出當(dāng)量彎矩圖，式中是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩，取；對(duì)于脈動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，取；對(duì)于對(duì)稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩取。 是材料在對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 是材料在脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力； 在錐篩的設(shè)計(jì)過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數(shù)為，，，；應(yīng)滿足 下列條件： 16 或 W為軸的抗彎截面系數(shù)； 軸的受力，軸左端是錐篩對(duì)軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對(duì)軸的壓力。 具體受力情況如下圖： 由材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)可得： 解得： 由 得： 可得軸的彎矩圖則如下： 軸所受的轉(zhuǎn)矩如下： 轉(zhuǎn)矩圖如下： =； 所以，= 所以當(dāng)量彎矩圖為： 可知軸承的危險(xiǎn)截面在左邊軸承支撐處，根據(jù)軸的校核條件可以算出： ； 即： 所以：根據(jù)校核，截面強(qiáng)度足夠，其它截面也是足夠安全的。 三、軸承強(qiáng)度的校核 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； 初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC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=FS2；Fa=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； (4)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; ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵角接觸球軸承 ε=3； 軸承運(yùn)動(dòng)和換向時(shí)承受過大的沖擊負(fù)荷，或當(dāng)軸承靜止時(shí)，由于機(jī)器振動(dòng)等因素都會(huì)使接觸處形成凹坑。外界硬粒進(jìn)入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會(huì)防礙直線運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性，引起振動(dòng)和噪音，振動(dòng)會(huì)進(jìn)一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴(kuò)大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點(diǎn)兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時(shí)的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。 軸承使用時(shí)，沖擊力很難測(cè)定，常用選取適當(dāng)?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時(shí)使軸承承受的靜載荷P0 C0/FS，不受振動(dòng)和沖擊場(chǎng)合FS取1.0 1.5，受振動(dòng)和沖擊工作場(chǎng)合FS取2.0~7.0。 軸承由于反復(fù)承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強(qiáng)度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤(rùn)滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米， 通過限定基本額定動(dòng)載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動(dòng)載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運(yùn)行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動(dòng)載荷。 第六章 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過本次設(shè)計(jì),讓我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，特別是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。 在相關(guān)的實(shí)際問題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進(jìn)，不僅工作的按時(shí)保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑問，它們對(duì)我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會(huì)起到深遠(yuǎn)而長(zhǎng)久的良好影響。也能為人生打下一個(gè)夯實(shí)地基礎(chǔ)！ 在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在大學(xué)學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會(huì)，它使我深刻認(rèn)識(shí)到在知識(shí)的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是尊重知識(shí)，充分學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握知識(shí)的時(shí)代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中落后于別人，也才能用自己的真才實(shí)學(xué)為社會(huì)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識(shí)是無止境的，無價(jià)的，我愿在求真的道路上下而求索！ 結(jié)論 在最近的一段時(shí)間的畢業(yè)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)的題目是往復(fù)式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)，通過初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(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)研究的最后，感謝幫助過我的老師和同學(xué)，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 參考文獻(xiàn) 1.張福學(xué)編著.往復(fù)式振動(dòng)篩技術(shù)及其應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000。 2.何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.往復(fù)式振動(dòng)篩的原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1996。 3.張利平著. 篩選機(jī)實(shí)用技術(shù)速查手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12。 4.李寶仁著. 氣動(dòng)技術(shù)—低成本綜合自動(dòng)化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9。 5.宋學(xué)義著. 往復(fù)式振動(dòng)篩速查手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3。 6.陳奎生著. 氣與氣壓傳動(dòng). 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2008.5。 7.SMC（中國(guó)）有限公司. 往復(fù)式振動(dòng)篩實(shí)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.10 8.徐文燦著. 往復(fù)式振動(dòng)篩系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995。 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Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space. 19.Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators. 致謝 當(dāng)我寫到這里的時(shí)候，我心里是別提有多么的開心，不管前面的對(duì)與錯(cuò)，總之，我覺得自己做到這里已不錯(cuò)了，感謝我的老師和幫助我的同學(xué)一起到圖書館查資料的那些同學(xué)們，要不是你們恐怕我現(xiàn)在真不知道自己能做到哪里，首先您不僅在學(xué)習(xí)學(xué)業(yè)上對(duì)我以精心的指導(dǎo)，同時(shí)還在我改寫論文時(shí)給我鼓勵(lì)和支持，從這點(diǎn)看出老師當(dāng)初選你當(dāng)我的老師我是明智的，而且，通過這次寫論文我知道遇到什么事總要靠別人來完成，現(xiàn)在我覺得這種想法是我錯(cuò)啦，也許自己做的比那些人做的會(huì)更好，同時(shí)，我要把這種態(tài)度放到工作當(dāng)中，我相信我自己一定可以比別人做的出色。說實(shí)話，我從開始認(rèn)真做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，才領(lǐng)悟到知識(shí)確實(shí)是種強(qiáng)大的工具，我現(xiàn)在想來前面失去的，我想在通過在工作中補(bǔ)回來，想到這里自己說了句“呵呵”，但是話說回來，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我花了挺大的功夫，雖然是苦，但心里挺開心的，我想如果大學(xué)這四年我好好來利用它的話，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不談在班里第一個(gè)交，最少也在前十個(gè)人之前交，最后在這里衷心的對(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)的幫助。 8