風(fēng)能鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計說明書

1、 畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 風(fēng)能鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師： 姓 名： 學(xué) 號： 1000080 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級： 10機(jī)電設(shè)備 起止日期：2012年11 月 20 日 至 年 月 日教務(wù)處 制前 言本設(shè)計主要分為三部分，一部分是對整個設(shè)計產(chǎn)品的外觀及大小有一個初步的設(shè)計，二是整個機(jī)構(gòu)是以鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為傳動機(jī)構(gòu)，要充分考慮到個個連桿的尺寸以及物料平臺的工作范圍，三是整個機(jī)構(gòu)是以風(fēng)能的原動力，要考慮到個個機(jī)構(gòu)這間的傳動。對于本次畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)該要達(dá)到以下目的：綜合運用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實際知識，進(jìn)行一次理論與實踐的結(jié)合，從而提高我們的獨立工作能力和思考能力。鞏固復(fù)習(xí)三年以來

2、所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融會貫通，進(jìn)一步了解個個機(jī)構(gòu)之間的傳動與工作原理。感謝陳雪華老師對我們的關(guān)懷和指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的幫助。我們這次設(shè)計的完成得益于老師的悉心指導(dǎo)和與同學(xué)們的交流。由于本人水平有限，缺乏實踐經(jīng)驗，所以在設(shè)計中難免產(chǎn)生不足和錯誤，請各位老師指正。目錄摘 要 4設(shè)計任務(wù)書 5第一章 傳動裝置總體設(shè)計 61、傳動方案2、方案分析第二章 軸的設(shè)計和計算 81、選擇軸的材料及熱處理2、軸的直徑3、設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)圖4、軸的受力分析5、軸上倒角與圓角第三章 齒輪設(shè)計 111、選擇齒輪的材料、精度、確定許應(yīng)力2、設(shè)計計算3、確定基本參數(shù)、計算主要尺寸4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度5、驗

3、算齒輪圓周速度6、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計第四章 鍵的選取 151、鍵的類型2、鍵的型號選擇第五章 聯(lián)軸器的選取 171、 聯(lián)軸器類型2、 聯(lián)軸器型號、尺寸的確定第六章 減速器的潤滑和密封 18第七章 主要尺寸及數(shù)據(jù) 18第八章 設(shè)計小結(jié) 19第九章 致謝 20參考文獻(xiàn)摘 要風(fēng)能驅(qū)動送料機(jī)根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，采用風(fēng)能驅(qū)動，進(jìn)而帶動傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)物料的傳送。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，總體尺寸為280250250。傳動機(jī)構(gòu)采用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)傳動機(jī)構(gòu)，效率高，又可根據(jù)實際送料頻率要求只需變換齒輪齒數(shù)進(jìn)行速度調(diào)整，也可實行物料平臺高度的調(diào)節(jié)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了齒輪帶動連桿機(jī)構(gòu)，實行反復(fù)運動完成推料動作。該設(shè)計良好的體現(xiàn)了

4、低碳、環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)新的理念，具有一定實用價值。關(guān)鍵詞：風(fēng)能 傳動機(jī)構(gòu) 節(jié)能 創(chuàng)新wind energy to drive the feeding machine according to the principle of energy conversion, using wind energy to drive, and drive the transmission mechanism and executing mechanism, realize the material transfer. the mechanism has the advantages of compact stru

5、cture, the overall size of 280 x 250 x 250. the drive mechanism adopts four bar linkage transmission mechanism, high efficiency, and according to the actual feeding frequency requirements only need to change the number of gear teeth of speed adjustment, also can adjust material platform height; impl

6、ementing agencies for the use of the gear drives the connecting rod mechanism, the repeated movement after the pushing action. the good design reflects the low carbon, environmental protection, energy saving, innovative ideas, has a certain practical value.keywords: energy-saving innovation power tr

7、ansmission mechanism設(shè) 計 任 務(wù) 書一、設(shè)計題目：給一定風(fēng)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，創(chuàng)新設(shè)計一風(fēng)能驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動傳動機(jī)構(gòu)，傳動機(jī)構(gòu)帶動鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)，實現(xiàn)物料傳送的機(jī)械裝置，如圖1所示。物料尺寸25mm10mm，物料材質(zhì)為塑料或尼龍；頂桿作直線往復(fù)運動，行程范圍30mm50mm。風(fēng)能傳動機(jī)構(gòu)（簡圖如下）： 設(shè)計數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組編號一系統(tǒng)總功率p（w）0.5kw葉輪軸角速度n(rad/min)60r/min工作條件：往復(fù)運動傳動，載荷較小，空載起動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，一班制工作（8小時/天）。第一章 傳動裝置整體設(shè)計一、傳動方案該裝置傳動方案如下圖所示：二

8、、方案分析 機(jī)器一般是由原動機(jī)、傳動裝置和工作裝置組成。傳動裝置是用來傳遞原動機(jī)的運動和動力、變換其運動形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。本設(shè)計中原動機(jī)為風(fēng)力驅(qū)動，工作機(jī)為齒輪傳動。 齒輪傳動的傳動效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一?？紤]到實際工作中，物料輸送需要的功率不大，齒輪承受的軸向力也相對較小，因此，本設(shè)計采用的是標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動。 根據(jù)任務(wù)的要求，要實現(xiàn)兩個方向的同時往復(fù)運動，為了使裝置的結(jié)構(gòu)盡量簡單，工作可靠，采用鉸鏈四桿連桿機(jī)構(gòu)，分別實現(xiàn)兩個方向的同時往復(fù)輸出，效

9、率較高，壽命較長。總體來講，該傳動方案滿足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高、使用維護(hù)便利。第二章 軸的設(shè)計和計算一、效率估算1、工作機(jī)(軸)所需功率： 由于是風(fēng)力驅(qū)動，系統(tǒng)的總功率很小,初步擬定為p=500w=0.5kw(注意：設(shè)計計算所依據(jù)的功率，可以是電動機(jī)的額定功率，也可是工作機(jī)實際需要的功率，對于通用機(jī)械，常用電動機(jī)的額定功率作為設(shè)計功率。對于傳動裝置的設(shè)計功率，一般按實際需要的電動機(jī)功率。轉(zhuǎn)速按電動機(jī)額定功率時的轉(zhuǎn)速nm（滿載轉(zhuǎn)速，不等于同步轉(zhuǎn)速）計算。)由風(fēng)能驅(qū)動級到工作機(jī)（傳動裝置）總效率： =0.97=0.941

10、1式中：閉式齒輪；滾動（球）軸承（一對）（見課設(shè)表2-3）2. 傳動比計算 因為系統(tǒng)是勻速送料，而且進(jìn)料速度不高，故設(shè)定轉(zhuǎn)速為60r/min 即一秒轉(zhuǎn)一圈。二、主軸的設(shè)計1.選擇軸的材料及熱處理 機(jī)構(gòu)傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料45鋼,正火處理。硬度170-217hbs,由表20-1（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）查得抗拉強(qiáng)度600，由表20-4（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）查得許用彎曲應(yīng)力55。2. 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑,查表20-3（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）,得c（）=126-103，則軸端直徑: 20.6-25.3mm 考慮到與錐形齒輪相配的軸段有幾個鍵槽，故將估算直徑加大5%，故選取整數(shù)2

11、1mm。3.設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1）、繪制結(jié)構(gòu)簡圖(軸1總長120mm直徑21mm)2）、各零件的裝配方案及固定方式由于要采用齒輪聯(lián)接和連桿等機(jī)構(gòu)，所以采用階梯軸。 裝配方案軸端擋圈、左端齒輪、左端軸承依次由軸的左端向右安裝；右端圓柱連桿、右端軸承、右端軸承蓋、右端連桿則依次由軸的右端向左安裝。軸上零件的固定方式零件軸向固定周向固定左右錐形齒輪軸端擋圈軸肩鍵左端軸承軸承蓋軸肩過盈配合錐形齒輪軸肩軸端擋圈鍵右端軸承軸肩軸承蓋過盈配合連桿軸肩軸端擋圈鍵3）.軸上倒角與圓角為保證6205軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)

12、標(biāo)準(zhǔn)gb6403.4-1986，軸的左右端倒角均為1*45。4.軸的受力分析 （略）第三章 齒輪設(shè)計因傳遞功率不大，載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不高，對結(jié)構(gòu)無特殊要求，故兩齒輪均用軟齒面齒輪。設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。1. 選擇齒輪的材料、精度,確定許用應(yīng)力1）、選擇齒輪的材料按軟齒面定義（hbs 350）,查表13-7（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)），小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，表面淬火，硬度為50hrc。查表13-8可得47-57 hrc）；大齒輪選用45號鋼，大齒輪選用45號鋼，硬度為45hrc，一般保證小齒輪比大齒輪齒面硬度高30-50hbs（換算為5-10hrc）以上兩者材料硬

13、度差為5hrc。2）、選擇齒輪的精度輸送機(jī)為一般工作機(jī)械，速度不高，對精度無特殊要求，故選用9級精度（課程表10-17，北京機(jī)設(shè)表6-7：一般減速器為6-9級）。輪齒表面粗糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動，失效形式為齒面疲勞點蝕。3）、確定許用應(yīng)力由圖13-35c和13-36c（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）分別查得：接觸疲勞極限 1180mpa 1130mpa彎曲疲勞極限 280mpa 240mpa由表13-8（機(jī)設(shè)）查得齒輪強(qiáng)度的安全系數(shù)： 故許用應(yīng)力：1072.7 mpa 1027.2mpa200mpa 171.4mpa2.設(shè)計計算。1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計載荷系數(shù)k查表 6-10（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐

14、）取k=1； 查表6-12（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）取189.9；根據(jù)圖6-35（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）取2.5.單級齒輪傳動為對稱布置，由表6-11（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐），選1轉(zhuǎn)矩 需用接觸應(yīng)力根據(jù)圖6-29 （機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐） 1180mpa 1130mpa 由表6-9 （機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐） 取 1.1根據(jù)6-30 （機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）中曲線1得 3.確定基本參數(shù)，計算主要尺寸1）、選擇齒數(shù)對于閉式軟齒面齒輪傳動，選取.通常在20-40之間選取，現(xiàn)取20,則取602）、確定模數(shù) 由表6-1（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓柱齒輪模數(shù)系列：第一系列：1、1.25、1.5、2、2.5、3、

15、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50第二系列：1.75、2.25、2.75、（3.25）、3.5、（3.75）、4.5、5.5、（6.5）、7、9、（11）、14、18、22、28、36、453）、齒寬系數(shù)為保證接觸齒寬，比略大，4）、分度圓直徑：5） 、中心距注：為嚴(yán)格的等式關(guān)系，一般不能隨意圓整或變動。中心距的系列：第一系列：40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500第二系列：140、180、225、280、355、450、560、710、900、1120

16、、1400、1800、22404. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，防止輪齒疲勞折斷。1）、齒形系數(shù) 由圖6-33（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）可得 由圖6-28（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）可得 2）、彎曲疲勞許用應(yīng)力 由表6-9（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)與實踐）得 3） 、校核計算 故齒根彎曲強(qiáng)度足夠5. 驗算齒輪圓周速度 故符合9級精度6. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計1） 、小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計模數(shù) 分度圓周長或者 分度圓直徑 分度圓直徑邊也可以表示為 壓力角為 基圓直徑 齒厚 兩輪中心距 因為齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)為 齒頂高 齒根高 齒高 第四章 鍵的選擇1. 鍵的類型 選擇普通平鍵2. 鍵的型號選擇 主軸上有一個齒輪 兩

17、個凸輪 故有三處鍵連接1） 、齒輪的鍵 齒輪軸徑為d=21 查表19-1（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)）可得工稱尺寸 寬b選取軸 轂深度 軸 轂 半徑為 0.16-0.25mm 鍵長為18mm第五章 聯(lián)軸器的選取1、選擇聯(lián)軸器類型時，應(yīng)考慮：(1)所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)，對緩沖、減振功能的要求以及是否可能發(fā)生共振等。(2)由制造和裝配誤差、軸受載和熱膨脹變形以及部件之間的相對運動等引起兩軸軸線的相對位移程度。(3)許用的外形尺寸和安裝方法，為了便于裝配、調(diào)整和維修所必需的操作空間。對于大型的聯(lián)軸器，應(yīng)能在軸不需作軸向移動的條件下實現(xiàn)裝拆。此外，還應(yīng)考慮工作環(huán)境、使用壽命以及潤滑和密封和經(jīng)濟(jì)性等條件，再參考各

18、類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。2、聯(lián)軸器型號、尺寸的確定對于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩：根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面條件，可從有關(guān)手冊中選取聯(lián)軸器的型號和結(jié)構(gòu)尺寸。多數(shù)情況下，每一型號的聯(lián)軸器適用的軸徑均有一個范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸徑的最大與最小值，或者給出適用直徑的尺寸系列，被聯(lián)接的兩軸應(yīng)在此范圍之內(nèi)。一般情況下，被聯(lián)接的兩軸的直徑是不同的，兩個軸端的形狀也可能不同。第六章 減速器的潤滑和密封1、減速器傳動零件和軸承都需要良好的潤滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹、冷卻和散熱。2、

19、密封件是減速器中應(yīng)用最廣的零部件之一，為防止減速器內(nèi)的潤滑劑泄出，防止灰塵、切削微粒及其他雜物和水分侵入，減速器中的軸承等其他傳動部件、減速器箱體等都必須進(jìn)行必要的密封，以保持良好的潤滑條件和工作環(huán)境，使減速器達(dá)到預(yù)期的壽命。第七章 主要尺寸及數(shù)據(jù)（一）風(fēng)能驅(qū)動的葉輪設(shè)計1、 葉輪 葉輪直徑為200mm250mm，葉輪厚度（含輪轂）不大于60mm，葉輪中心距底座平面高度可控制在150 mm200mm之間。2、葉輪支架高300mm350mm、底座長400 mm寬300厚50 mm（二）葉輪帶動的傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計1、傳動機(jī)構(gòu)采用錐齒輪傳動，將設(shè)計圖1中的傳動軸的繞水平軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)化為繞豎直軸轉(zhuǎn)動，錐齒輪

20、采用市面上手鉆的一對錐齒輪，傳動軸材質(zhì)為45號鋼，長為150mm、直徑為21mm。參考教材機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)齒輪傳動部分。2、傳動機(jī)構(gòu)的體積控制在280mm250mm250mm范圍之內(nèi)。（三）傳動機(jī)構(gòu)帶動的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計1、傳動機(jī)構(gòu)帶動的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)部分為純機(jī)械機(jī)構(gòu)。鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)的頂出方向應(yīng)呈90雙方向頂出。頂桿的往復(fù)運動不允許使用彈性元件。頂桿作直線往復(fù)運動，行程范圍30mm50mm。2、物料平臺應(yīng)做成高度可調(diào)節(jié)范圍30 mm50 mm，以便與鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)相匹配。3、料倉的支承設(shè)計，因為是雙向頂出機(jī)構(gòu)，所以料倉可以是兩個，料倉材料不限。4、除葉輪、傳動軸的材料有明確規(guī)定以外，其他零部件的材料規(guī)定為金屬材料（標(biāo)準(zhǔn)件除外）。第八章 設(shè)計小結(jié)畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，它具知識面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我鞏固了以前學(xué)過的知識，提高了查閱資料的能力，使我更加認(rèn)識到畢業(yè)設(shè)計的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實際的設(shè)計能力和動手能力。為我今后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。 通過這