机械系统设计大作业

机械系统设计大作业目录第1章总体方案设计..........................................................11.1研究给定的设计任务.................................................11.2设计任务抽象化.........................................................11.3确定工艺原理方案.....................................................11.4工艺方案设计.............................................................11.5功能分解功能树.........................................................21.6确定每种功能方案.....................................................21.7确定边界条件.............................................................21.8方案评价....................................................................31.9方案简图....................................................................31.10总体布置..................................................................41.11总要参数的确定.......................................................41.12循环图......................................................................4第2章执行系统设计..........................................................62.1运动分析....................................................................62.2动力分析....................................................................6第3章传动系统设计..........................................................93.1动力机选择.................................................................93.2运动与动力参数的确定..............................................93.3运动与动力参数确定..................................................93.4传动零件设计计算...................................................101第1章总体方案设计1.1研究给定的设计任务表1.1设计任务书编号名称电机冷却系统设计单位起止时间设计人员设计费用设计要求1功能主要功能：对大功率电机进行冷却2适应性工作对象：大豆、小麦、玉米每次筛重：10kg~20kg环境：多尘、振动3性能动力：功率300w左右整机重量小于25kg外形尺寸1500×800×5004工作能力三分钟完成一次振动分离5可靠度98%6使用寿命5年7经济成本600元8人机工程操作方便，便于筛选完的谷物收集9安全性有漏电保护1.2设计任务抽象化图1.1系统黑箱1.3确定工艺原理方案物理振动原理1.4工艺方案设计2人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源收集分离干净的谷物图1.2工艺路线图1.5功能分解功能树图1.3功能树1.6确定每种功能方案分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板动力功能：电机控制功能：开关表1.2功能解形态学矩阵分功能功能解ABC分离功能铁丝网格带孔铁板带孔塑料板1.7确定边界条件3图1.4边界条件1.8方案评价评价原则：满足功能要求、经济、质量轻评价方式：一对一比较表1.3方案评分表方案代号一对一比较评分ABCA112B000C011经过评价选择A方案：分离功能：铁丝网格动力功能：电机控制功能：开关1.9方案简图41机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机图1.5方案简图1.10总体布置图1.6总体布置图1.11总要参数的确定尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm运动参数：曲柄回转速率n=120r/分1.12循环图5图1.7曲柄循环图由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。6第2章执行系统设计2.1运动分析2.1.1运动参数确定1.偏心曲柄摇杆机构参数确定曲柄回转速率n=120r/分2.1.2运动尺寸确定1.偏心曲柄摇杆机构确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e图2.1偏心曲柄摇杆机构由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2202mm，取L2=210mm2.2动力分析1.偏心曲柄摇杆机构动力分析图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析A.运动分析7位移方程1400cos1300cos210cos10060sin1300sin210sin100速度方程0sin1300sin210sin100321=R32，02/2/22222lmMlpg对于摇杆3有R43=R23，02/2/33333lmMlpg8图2.4曲柄力分析对于曲柄1有R21=R41，0sin2/sin2/22111lmMlpg9第3章传动系统设计3.1动力机选择查Y系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw，额定转速1390r/min。(参考新乡市永清筛分机械有限公司的PZS家用振动筛）3.2运动与动力参数的确定3.21总传动比i=n电机/n曲柄=1390/120=11.58，取为i=12选择减速比为12的齿轮减速器3.3运动与动力参数确定确定各轴功率、转速、转矩联轴器效率：联=0.99球轴承：承=0.99齿轮啮合效率：齿=0.970轴（电机主轴）kwp55.00min/13900rnmNT.78.3139055.095500Ⅰ轴（减速器高速轴）kwpp539.00承联min/1390rnmNT.7.31390539.09550Ⅱ轴（减速器中间轴）kwpp523.00齿承联min/5.347/)4(rinnmNT.37.145.347523.0955010Ⅲ轴（减速器低速轴）kwpp507.00齿承齿承联min/8.115/)3(rinnmNT.81.418.115507.095500Ⅳ轴（曲柄轴）kwpp503.00承齿承齿承联min/8.115rnmNT.48.418.115503.09550表3.1各轴运动参数3.4传动零件设计计算（1）选择轴的材料:轴的材料为45号钢，调质处理。（2）按扭矩初步估算轴端直径，其轴径可按下式求得：31101nPAd查《机械设计》表（8-2）得：0A=107~118，取：0A=115轴序号功率P/KW转速n/(r/min)转矩T/N.m传动形式传动比i效率η0轴0.5513903.78连轴器1.00．99Ⅰ轴0.53913903.7齿轮传动4.00．96Ⅱ轴0.523347.514.37齿轮传动3.00．96Ⅲ轴0.507115.841.81连轴器1.00．99Ⅳ轴0.503115.841.4811考虑轴端有一个键槽，在计算时应该增加3%～5%318.115503.0115d=18.76mm考虑轴与联轴器相配合由联轴器的规格，将外伸段直径加工取标准值取：1d=20mm（3）初选滚动轴承考虑零件的成本和安装使用方便选用深沟球轴承，查《机械设计课程设计》与轴配合轴承选用滚动轴承6205GB/T276-1994。图3.1曲柄轴简图