毕业设计（论文）-大型三面翻广告牌的设计.doc

济南大学泉城学院毕业论文济南大学泉城学院毕 业 论 文题 目 大型三面翻广告牌的设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 07Q3 学 生 时圣宇 学 号 20073006082 指导教师 顾英妮 二一 年 月 日- 2 -济南大学泉城学院毕业论文1 前言当今社会的科学发展日新月异，每天都会出现许多新的产品。将新的产品怎么推向市场，让用户所接受，是目前商家和厂家普遍关注的问题。其途径有直销、推销等多种方式，但其都有明显的缺陷。如费时费力，同时还要加强人工管理，这无形中加重了企业的负担。而且在中国这几种销售形式的效果都不尽人意。广告这种商品介绍形式便日益突出了，其所起的作用也是十分明显的。其主要形式有：报刊广告、杂志广告、招贴广告、电视广告、有声广告等。其中招贴广告以其形式方便自由倍受厂家欢迎。广告牌是前些年发展起来的一种招贴广告的变体。广告牌中三面翻广告发展很快，其独特的旋转动作方式强烈吸引了大众的注意力。他的质感强烈，颜色鲜艳因而在现有的市场上有着很好的发展前途，对广告业来说是个广阔的市场。本次设计是对现有三面翻广告牌的一次更新，再设计。三面翻广告牌目前的产品笨重、运行率低。因此，我们的任务就是优化结构、提高安全性、降低成本。由于是第一次参加实际设计工作，缺乏工作经验，对加工、制造、安装等方面不胜了解，同时理论水平及其运用水平和个人能力的限制，因而会有错误存在，恳请各位老师同学指正。这次设计得到了顾英妮老师及其他老师和同学的帮助，学生不胜感激。在此向各位老师、同学致以深深的谢意。第一章 大型三面翻广告的总体设计1.1原始数据本次设计的内容是用来招贴广告的大型三面翻广告牌，原始数据如下：广告牌的总体尺寸：205m每次翻转时间：t10年。1.7总体设计根据要求及功能分析，参照同类产品，确定了如下的总体布局图，其工作原理是利用雨括电动机驱动槽轮机构的主动臂，通过主动臂上的销驱使槽轮转动，槽轮轴与广告板轴连在一起，从而造成广告板翻转。图1.8 总体布局图其中广告板上下皆由钢板做定位支撑使用电动机利用一薄钢片定于上支撑板之上，通过伸出轴来连接主动臂。第二章 传动零件的设计与计算2.1概述本广告牌所用传动机构共计有零件15个，其中传动零件3个，其余皆为固定安装零件。传动零件有主动臂、轴销、槽轮等。2.2零件的设计及计算主动臂及槽轮的几何参数的设定及结构设计。主动臂实际可分为主动臂和锁止盘，其中锁止盘与槽轮的锁止弧配合，主动臂与轴销通过螺栓连在一起。其几何参数如下：中心距L： (2.1)则： 取用：槽轮转位角： (2.2)转臂相应转角： (2.3)槽轮理论半径： (2.4)槽轮实际半径： (2.5)滚子半径： 滚子宽度： 取用：b1=12mm槽壁厚度： b2=b1 取用：b2=14mm槽身节圆半径： (2.6)锁止弧半径： (2.7)锁止盘缺口张角： 锁止盘缺口圆弧半径： (2.8)槽轮最大允许轴径： (2.9)转臂最大直径： (2.10)转臂半径： (2.11)根据计算出的数据考虑，定位装配等问题初步作出以下形式的槽轮机构，其中槽轮机构的主动臂在锁止盘上部，两者做成一体。第三章 传动系统动力参数确定3.1电动机参数的计算3.1.1计算启动力矩：A、三棱柱广告板的转动惯量： (3.1) (3.2)则其中 (3.3)有B、上端连接的转动惯量： (3.4)C、下端连接块的传动惯量因中心调孔转动惯量不大，故可忽略，则：D、广告板上下轴的转动惯量 (3.5)E、传动机构的转动惯量对于槽轮： (3.6)因其太小，对启动时的影响不大，故可忽略不计。F、对于主动拨轮： (3.7)则整个传动系统的转动惯量为： (3.8)3.1.2计算电动启动矩设电动机在启动后0.1秒内达到额定转速，则有公式 (3.9)即有即因要求广告板转速即有选取电动机转速则有则取用容量系数则取用20瓦电动机足够其容量需求。即电动机的参数为3.2计算转动装置的运动和动力参数：为进行传动件的设计计算要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。按传动路线，轴依次分为：电动机轴，槽轮轴。， 为相邻两轴间的传动比；， 为相邻两轴间的传动效率；， 为各轴的输入输出功率（）；， 为各轴的输入输出转矩（）；， 为各轴的转速（）。各轴转速：电动机轴、槽轮轴 (3.10)各轴输入输出功率：电动机轴 (3.11)槽轮轴各轴的转矩：电动机轴输出转矩：槽轮轴输入转矩：输出转矩： (3.12)第四章 轴及轴上零件的校核4.1槽轮轴的强度校核槽轮轴由于具有特殊功能的需要而做成异型轴，其传递扭矩依靠“一”字口两面的相互接触按扭矩强度进行设计如下： (4.1)实际设计中取d=30mm，故无需对其进行强度校核。4.2销的强度校核本设计采用开口圆柱销，其孔为精铰孔故其承受压力和剪切力，因销的压力均匀分布在销的表面，故仅校核其剪切力强度即可。其校核过程如下： (4.2)参数确定： (4.3) 则：故销满足剪切强度的要求。第五章 辅助结构的设计及校核辅助结构在本设计中即为支撑装置和辅助拆卸装置。设计中的原则为安全简单方便。安全即让本系统有足够的强度和刚度，以使长期正常运转。简单指结构简单，操作维护简单。方便指安装维护方便，即能够使系统某一部分坏了以后，仅仅拆卸这一部分进行维修即可，同时能够使更换零件数目降至最小。鉴于这三个原则，我在设计中尽可能减少了零件数目，简化零件结构，同时尽量采用标准件或市场上可以买的到的产品，所以辅助机构非常简单。5.1对于支撑电动机所需的钢板的选择。根据工作需要可做成多种形状，以下是其中可行性较高的两种：图5.1电动机支撑钢板对于广告板上的传动机构，其中中心距限制，故方案1优于方案2，因为方案1所需长度尺寸比方案2小，同时方案2需进行弯曲，需留较大的扳手活动空间。故方案2不如方案1，但方案1存在这样一个问题，根据工作的需要及电动机伸出轴的限制主动臂必须悬空，故电动机的安装必须悬空，由于支撑电动机的钢板是平板状的，故必须 对其进行支撑，采用什么样的方式对此尤为重要，我采用两端攻有标准螺纹的螺纹轴进行支撑钢板，并用螺母弹簧垫片加以锁紧，很好的解决了这一问题。5.2相对于支撑电动机方案的确定下支撑钢板的确定容易些，由于加工孔的偏差及安装时的偏差极易造成广告板的轴线偏离垂直线，通过参观我发现广告板轴线一般不会偏前或后，经常偏左或右，这种现象的存在造成相邻两广告板打板现象。解决这个问题只需要在下支撑板上开一“”形通孔，利用螺栓来调整，但这样发现广告板下轴端没有可靠的定位，于是我用一螺栓中间开空代替螺栓，并依据降低摩擦的要求，在螺栓孔中加以钢球做介质，这样形成了下图的结构：图5.2电动机支撑方案原理图其外有螺纹可以依靠上下螺母的锁紧来固定螺柱，依靠螺柱对广告板进行可靠定位，另外钢球结构起到了自动定心，减小摩擦的作用，所以小球表面粗糙度对于小球很重要，小球必须进行表面抛光和淬火处理，以达到减小摩擦的作用。- 1 -第六章 润滑密封及维护6.1 润滑本系统共有两部分需要润滑：一是轴承，二是螺柱。本系统选用轴承为球形滚子轴承，一般滚子轴承采用脂润滑或油润滑，在特殊条件下也可采用固体润滑。通常低速时采用脂润滑，高速时采用油润滑。但是由于滚子轴承的摩擦是一个很复杂的问题，脂润华和油润滑间不可能有一个严格的转速界限，选用时还要结合使用的条件和要求，综合比较脂润滑和油润滑的特点，选择合适的润滑方式和润滑剂。从使用条件看，现有的轴承有80%是采用脂润滑，本轴承根据工作的需要，选用脂润滑的方式，考虑到工作温度在之间，工作环境较为干燥，选用ZG-3润滑脂。6.2 密封与维护密封性能是评价机械产品质量的一个重要指标。设备中 工作介质的泄漏会造成物资浪费并且污染环境。化工企业密封故障是造成非计划停产的主要原因。对密封的基本要求是严密可靠寿命长，力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封件为易损件，应保证互换性，实现标准化系列化，按结合面间是否有相对运动分为静密封和动密封。结合面间相对静止的密封称为静密封。结合面间相对运动的称为动密封。本系统的密封主要在于轴承的密封和广告板下端轴摩擦副的密封。对于轴承，由于结构要求非常紧凑，考虑加密封非常麻烦，实现不易，故将整个传动机构一起密封，对于整个广告牌上部做成一整体式防护罩，既美观大方，又起到了防雨的效果。对于广告板下端的摩擦副，可将螺柱伸入广告板三棱柱内，依靠板的密闭达到防尘防沙的效果。总 结一个多月的设计马上就要结束了，我们把三年所学的知识运用到设计中，使所学的知识得到巩固，这次设计对我来说受益匪浅。为了搞好这次设计我们查阅了大量的资料，参观了几个广告牌，掌握了一些对自己设计很有价值的数据。虽说这次设计非常辛苦，但对自己以后的发展有很大的帮助。调研是我们设计者不可或缺的一个环节，如果说参观实习是我们搞好调研的起步，那么接下来查阅资料便是万里长征的第一步。三面翻旋转可控制大型广告板随我们 是一个陌生的东西，为了尽可能获得资料，我查阅了多种资料，并多次研究现有产品资料。这次设计对我来说受益最大的是制图过程，制图是一项非常枯燥的工作，制图过程中还得保持精力高度集中，所以这么多天下来可以磨练一个人的意志力。另外，这次设计也是对个人能力和道德水平的一次检阅。通过这次设计我受益匪浅。参 考 文 献1吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册M.高等教育出版社，2006.5:30-2062杨黎明，黄凯.机械零件设计手册M.国防工业出版社，1986.12:320-9673濮良贵，纪名刚.机械设计M.高等教育出版社,2009.5:47-2604孙培先，王慧艺，刘丽娟.工程制图M. 机械工业出版社,2006.2:1-1505韩进宏，崔焕勇.互换性与技术测量M. 北京：机械工业出版社,2009.6:30-1536蔡春源.新编机械设计实用手册M.北京：学苑出版社，1992.7:244-3057徐立.机械设计手册M.机械工业出版社，1991.9:7-1798徐嘉园，曾家驹.