干粉压片机设计论文

一 设计课题 干粉压片机 二 主要技术条件 1 将陶瓷干粉料压制成直径为 34mm,厚度为 5mm 的圆形片坯； 2 冲头压力为 15 吨，每分钟压制 25 片 3 机器许用运动不均匀系数为 0.01 4 驱动电机 Y112M-6 （或 Y112M-4 ）额定功率 2.2kw(2.8kw) ，满载转速940r/min(1440r/min) 干粉压片总体方案设计（传动方案） 由电动机通过皮带轮传动传给减速器，减速器通过联轴器联接干粉压片机主动轴，主动轴带动主加压机构，移动料筛机构，处冲头辅助加压机构进行工作。 选择电动机 驱动电动机 Y112M-6. 额定功率 2.2kw 满载转速 940r/min 计算总传动比和分配各级传动比 传动装置的总传动比要求应为 i= nw=940/25=37.6 nm-电动机满载转速 r/min nw 干粉压片机驱动轴转速 r/min 各级传动中，总传动比应为 i=i1i2i3 在己知传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比要考虑以下几点 （ 1） 各级传动机构的传动比应级尽量在推荐范围内选取 i1=2.5 i2=3.5 i3=4.297 计算传动件时，需要知道各轴的转速，转矩或功率，因此应将工作机上的转速，转 矩或功率推算到各轴上，如传动装置从电动机到工作机三轴，依次为 A， B， C， D， E 轴 则： 1 各轴转速： nA = nm/io=940r/min nA,nB,nC,nD,nE 分别为 A， B， C， D， E 轴的转速 nB = nA /i1=376r/min nA 为高速轴， nE 为低速轴 nC= nB /i2=107.43r/min nD = nC/i3=25r/min io,i1,i2,i3,i4 依次为电动轴至高速轴 A， AB 轴， BC 轴， CD 轴，DE 轴的传动比 nE = nD /i4=25r/min 2 各轴功率 PA=Pd =2.2kw PD-电动机输出功率 PB=Pa a=2.2*0.96=2.112kw Pc=PB 12 =2.112*0.97=2.04864kw PD=Pc 23 =2.04864*0.97=1.9871808kw PE=PD 34 =1.9871808*0.995=1.977244896kw 3.各轴转矩 TA Td*io* =22.35106383Nm TB=TAi101=53.64255319Nm Tc=Tbi212=182.1164681Nm TD=Tci323=759.0778295Nm TE=Tdi434=755.2824403Nm 式中 Td-电动机轴的输出转矩 Td=9550Pd/ nm=9550*2.2/940=22.35106383Nm 设计带传动 确定设计功率 (1)表 9-9 查得工作情况系数 kA=1.3(干粉压片机的载荷变动较大 ，每天工作 8 小时 ) （ 2） 据式 9-12 Pd=kA* =1.3*2.2=2.86kw 选择 V 带型号 查图 9-9，选 A 型 V 带 确定带轮直径 dd1,dd2 (1)参考图 9-9 及表 9-4 选取小带轮直径 dd1=100mm (2)验算带速 V1= dd1n1/60*1000=4.92182849(m/s) (3)从动带轮直径 dd2=idd1=2.5*100=250mm 查表 9-4 取 dd2=250mm 确定中心距 (1)按式 9-19 初选中心距 ao 0.7(100+250) ao(100+250) 即 245 ao 700 取 ao 500mm (2)按式 9-20 求带的计算基准长度 Ldo Ldo=2ao+ /2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2 /4ao =1560mm (3)查表 9-2，取带的基准长度 Ld=1600mm 按式 9-21计算实际中心距 a=ao+Ld-Lo/2=500+1600-1560/2=520mm (4)按式 9-22 确定中心距调整范围 amax=a+0.03Ld=500+0.03*1600=568mm amin=a-0.015Ld=520-0.015*160=496mm 验 算 小 带 轮 包 角 1 180 -dd2-dd1/a*57.3 =180 -250-100/520*57.3 163.47 120 合适 确定 V 带根数 Z （ 1）由表 9-5查 dd1=100mm, n1=800r/min 及 n1=950r/min 时单根 A型 V带的额定功率分别为 0.83kw和 0.95kw,用线性插值法求 n1=940r/min时的额定功率值。 P1=0.83+(0.95-0.83)/(950-800)(940-800)=0.942kw 由表 9 6 查得 Po=0.11kw (2) 由表 9 7 查得包角修正系数 k=0.96 (3)由表 9 8 查得带长修正系 kl=0.99 (4)计算 V 带根数 Z 由式 9-24 Z Pa/(p1+ Po) k kl=2.86 Z 取 3 根 由表 9 1 查得 m=0.1kg/m 由式 9 25 Fo=500Pd/VZ2.5/ k-1+mV=146N 计算单根 V 带初拉力 Fo 和对轴的压力 FQ 由式 9 26 FQ=2Zfosin( /2)=876N 设计 I， II两对齿轮传动 1、 选择齿轮材料，热处理方法及精度等级。 减速机选闭式传动，无特殊要求，为制造方便，采用软齿面钢制齿轮。查表 6 1 并考虑 HBS1 HBS2 30 50 的要求，小齿轮选用 45 钢，调质处理，齿面硬度 217 255HBS，大齿轮选用 45 钢，正火处理，齿面硬度 162-217HBS 计算时取 HBS1 240， HBS2 200，该减速机为一般传动装置，转速不高，根据表 6-2，初选 8 级精度 3 按齿面接触疲劳强度设计 载荷系数 k 由于工作平稳，精度不高，且齿轮为对称布置，查表 6 3 取 k=1.5(中等冲击 ) 小齿轮传递的转矩 T1 T11 9.55*106 2.112/376 53642.5Nmm T21 9.55*106 2.04864/107.43 182114Nmm 齿数 Z 和齿宽系数 取小齿轮系数 Z11 28 Z21 30 取大齿轮系数 Z21 i2Z2=3.5*28 98 Z22 128.91 实际传动比： i23=129/30=4.3 误差 I=i23-i/I=0.069% 2.5% 合适 齿数比 U1 3.5 U2 4.3 查表 6-6，取 d=0.9 H HlimZnt/sH 由图 6-8 查得 Hlim1 595Mpa Hlim2 555Mpa 取 SH 1，计算应力循环次数（每天工作 8 小时）每年工作 300 天，预期使用寿命为20 年 N11 60n1j=60*376*1*8*300*20=1.08288*109 N12=N11/u1=3.0939*108 N21=60n2j=60*107.43*1*18*300*20=3.09394*108 N22=N21/u2=7.195*107 由图 6-6 查得 Zn11=1.0 Zn12=1.06 Zn21=1.06 Zn22=1.16 H11=595*1.0/1=595Mpa H12=555*1.06/1=588.3Mpa H21=595*1.06/1=630.7Mpa H22=555*1.6/1=643.8Mpa 取小值代入 故取 H1 588.3Mpa H2=630.7Mpa 标准齿轮 =20则 Zh= 40s in/42s in/4 =2.49 两对齿轮材料均为钢，查表 6-4 ZE=189.8 (弹性系数 ) 由于是闭式软齿 面齿轮传动，齿轮承载能力应由齿面接触疲劳强度决定由式 6-11 d11 3 1 / u 1 )H 1 ) ( u 1/(/112 1 Ze Z hdkT =52.93893654mm d21 3 1 / u 2 )H 2 ) ( u 2/(/212 1 Z e Z hdkT =74.91376821mm 模数 M1=d11/Z1=49.14415534/28=1.890676305 M2=d21/Z2=69.543782/30=2.497125607 由表 5 2 取 M1=2.0mm 取 M2=2.5mm 3.主要尺寸计算 d11=M1Z11=2.0*2.8=56mm d22=M1Z12=2.0*98=196mm d21=M2Z21=2.5*30=75mm d22=M2Z22=2.5*129=322.5mm 齿宽 b1= d1d11=0.9*56=50.4mm b2= d1d21=0.9*75=67.5mm 取 b11=55mm b12=50mm b21=70mm b22=65mm |注塑模具 |冲压模具 |工艺夹具 |减速器 |变速器 |机械手 |机器人 |汽修设计 |数控加工编程 |数控改造 |数控机床 |液压设计 |机电 PLC 控制 |单片机 |专用组合机床 |污水处理工程 |化工设备类 |自动生产线类 |三维造型类 -UG-PRE-SW|钻床类|矿用机械 |农用机械 |专用机械 |本科精品设计 |部分下载 | 为很快找到自己要的题目，可以通过上面分类选择，也可以直接联系 QQ： 2648346695 题目每天在更新，一定有你要的资料， 24小时客服 QQ:2648346695,也可点进网站下载到历届同学的设计内容 . F 12= limF 12Ynt12/ SF =300Mpa F 21= limF 21Ynt21/ SF =314.3Mpa F 22= limF 22Ynt22/ SF =300Mpa F 11=(2KT11/bm1 2 Z11) FaY 11 SaY 11=2*1.2*53642.5/50*2.0*28*2.55*1.61=94.38 F 11 F 12= F 11( FaY 12 SaY 12/ FaY 11 SaY 12)=94.38*2.18*1.79/2.55*1.61=89.71 F 12 F 21=(2KT21/bm2 2 Z21) FaY 21 SaY 21=2*1.2*182114/65*2.5*30*2.52*1.625=146.85 F 21 F 22= F 21( FaY 22 SaY 22/ FaY 21 SaY 21)=146.85*2.16*1.81/2.52*1.625=140.21 F 22 5.齿轮的圆周速度 V1 d11n11/60*1000=3.14*56*376/60*1000=1.1m/s V2 d21n21/60*1000=3.14*75*107.43/60*1000=0.442m/s 6.齿轮结构设计 设计 B， C， D 三轴 选择轴的材料并确定许用应力 （ 1）选用 45 钢正火处理 （ 2）由表 5 2 查得强度极限 B 588Mpa (3) 由表 5 1 查得许用弯曲应力 b1 =54Mpa 确定 B， C， D 轴的直径 dmin （ 1）按扭转强度估算轴的直径 dmin （ 2）由表 5 3 取 A 110，则 dminB=A 33 3 7 6/1 1 2.21 1 0/ np =19.6mm dminC=A 33 43.1 0 7/0 4 8 6 4.21 1 0/ np =29.4mm dminD=A 33 25/987.1110/ np =47.3mm （ 3）考虑有键槽，将直径增大 5%，则 d minB =19.6*（ 1+5%） =20.58mm d minD =47.3*（ 1+5%） =49.665mm （ 3） B 轴输入端的直径和长度应和大带轮相同，故轴输入端下径 d minB =30 mm,L1B 48 mm； C 轴两端直径应和轴承相符，选取 63 型滚动轴承，其轴承孔直径为 35mm 和轴配合部分长度为 21mm，故轴两端直径 dminC=35 mm。 D 轴输出端的直径和长度应和联带轮 相符。选取 TL9 型弹性柱销联轴器，其轴孔直径为 50mm，和轴配合部分长度为 84mm，故轴输出端直径 d minD =50mm C 轴的结构设计 （ 1）轴上零件的定位，固定和装配 二级减速器中，可将齿轮安排在箱体中部，相对两轴承不对称分布，小齿轮设计在轴上靠右，大齿轮右面由小齿轮定位，周向靠干键和过渡配合固定，两轴承分别以套筒和轴肩定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。轴做成阶梯形，右轴承从右面装入，大齿轮，套筒，左轴承依次从左面装到轴上。 （ 2）确定轴各段直径和长度 1 段直径 d1=35mm L1=21mm (初选 6307 型滚动轴承，其内径 35mm，外径 80 mm，宽度21 mm) 2 段直径 d2=45mm 小齿轮与轴承有一定距离 L2=10mm 3 段直径 d3=75mm L3=70mm(小齿轮段 ) 4 段直径 d4=55mm L4=60-2=58mm 5 段直径 d5=35mm L5=2+20+21=43mm （ 3）绘制轴的结构设计草图 （ 4） 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=181mm 按弯扭合成强度（ 1）绘制轴受力简图 校核 C 轴和强度（ 2）计算轴所受力 Ft1=2T1/d1=2*182114/75=4856.4N Fr1=Ft1*tan =1767.6N Ft2=2T1/d2=2*182114/196=1858.3N Fr2=Ft2*tan =676.4N （ 3）绘制垂直弯距图 b FRBV=（ 1767.6*125.5-676.4*60.5） /181=999.5N FRAV=（ 1767.6*55.5-676.4*120.5） /181=91.7N 计算弯距 MCV（左） = FRAV*l1=91.7*60.5*0.001=5.55N*m MCV（右） =FRAV*l3- Fr1（ l3-l2） =5.55N*m MDV（左） =（ 91.7*125.5+676.4*65） *0.001=55.47N*m MDV（右） =999.5*55.5*0.001=55.47 N*m MCV=-(MCV（左） -60.5/125.5*MCV（右） )=21.19N*m MDV= MDV（左） -55.5/120.5*MDV（右） =52.91N*m (4) 绘制水平弯距图 C FRBH=（ 4856.5*125.5-1858.3*60.5） =2746.1N 截面 D 处的当量弯距为 FRAH=（ 4856.5*55.5-1858.3*120.5）=252.0N MCH（左） =FRAH*l1=252.0*60.5*0.001=15.25 N*m MCH（右） =（ 2746.1*120.5-4856.4*65） *0.001=15.24 N*m MDH（左） =（ 252*125.5+1858.3*65） *0.001=152.42 N*m MDH（右） =2746.1*55.5*0.001=152.41N*m MCH=60.5/125.5*MCH（左） -MCH（右） )=58.23N*m MDH=MDH（左） -55.5/120.5*MDH（右） =145.39N*m （ 5）绘制合成弯距图 d M c =?m cv 2 + m ch 2 =?21.19 2 + 58.23 2 = 61.97 N * m M D = M DH 2 + M DH 2 =?52.91 2 + 145.39 2 = 145.72 N * m （ 6）绘制弯距图 e T=9550*P/n=9550*2.04864/107.43=182.114N*m （ 7）绘制当量弯距图 f 转距产生的扭转剪应力按脉动循环变化，取 =0.6 截面 C 处的当量弯距为 M ec =?61.97 2 + 0.6 2 * 182.114 2 = 125.62 N * m 截面 D 处的当量弯距为 M eD =?154.72 2 + 0.6 2 * 182.114 2 = 189.41 N * m （ 8）校核危险截面 C 处的强度 d ec = M ec0.1 D 3 3 = 125.62 * 10000.1 * 55 3 = 7.55 MPa 54 MPa强度足够； 校核危险截面 D 处的强度 d eD = M eD0.1 D 3 3 = 189.41 * 10000.1 * 75 3 = 4.49 MPa 54 MPa强度足够。 B 轴的结构设计 （ 1）轴上零件的定位，固定和装配 二级减速器中，可将齿轮安排在箱体中部，相对两轴承不对称分布，齿轮设计在轴上靠左，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。轴做成阶梯形，左轴承从左面装入，右轴承和大带轮依次从右 面装到轴上。 （ 2）确定轴各段直径和长度 1 段直径 d1=30mm L1=48mm 2 段直径 d2=35mm（装有 6307 型滚动轴承）带轮与箱体外壁有一定距离而定，为此该段长为 70mm， L2=21+70=101mm 3 段直径 d3=45mm L3=83mm 4 段直径 d4=56mm L4=22mm 5 段直径 d5=35mm （装有 6307 型滚动轴承） L5=21mm （ 3）绘制轴的结构设计草图 （ 4）由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=181mm （ 5）按弯扭合成强度（ 1）绘制轴受力简图 a 校核 B 轴和强 度 计算轴所受力 Ft=1915.8N Fr=697.3N （ 2）绘制垂直弯距图 b FRBV=（ 60*697.3） /181=231.1N FRAV=（ 121*697.3） /181=466.2N 计算弯距 MCV（右） = =121*231.1*0.001=27.97N*m MCV（左） =60*466.2*0.001=27.97N*m (3) 绘制水平弯距图 c FRBv=60*1915.8/181=635N FRAv=121*1915.8/181=1280.7N (4)绘制合成弯距图 d M c = M CV 2 + M CH 2 =?27.97 2 + 76.84 2 = 81.77 N * m (5)绘制弯距图 e T=9550*P/n=9550*2.112/376=53.64N*m (6)绘制当量弯距图 f 转距产生的扭转剪应力按脉动循环变化，取 =0.6 M ec =?M C 2 +Ha TL2 =?81.77 2 +H0.6 * 53.64 L2 = 87.88 N * m (7)校核危险截面 C 处的强度 d e = M ec0.1 * d 4 3 = 87.88 * 10000.1 * 56 3 = 5 MPa 54 MPa强度足够 D 轴的结构设计 （ 1）轴上零件的定位，固定和装配 二级减速器中，可将齿轮安排在箱体中部，相对两轴承不对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用轴端定位环轴向定位，周向靠 平键和过渡配合固定，联轴器轴向以靠阶梯键和过渡配合固定，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。轴做成阶梯形，左轴承从左面装入，齿轮，定位环，右轴承和联轴器依次从右面装到轴上。 （ 2）确定轴各段直径和长度 1 段直径 d1=50mm 联轴器轴孔长度为 80mm L1=80mm 2 段直径 d2=55mm （装有 6311 型滚动轴承 ） 带轮与箱体外壁有一定距离而定，为此该段长为 75mm， L2=2+12+29+75=118mm 3 段直径 d3=75mm L3=65-2=63mm 4 段直径 d4=65mm （ 右端轴肩 d3=85mm） L4=83mm 5 段直径 d5=55mm （装有 6311 型滚动轴承） L5=29mm （ 3）绘制轴的结构设计草图 （ 4）由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=189mm （ 5）按弯扭合成强度（ 1）绘制轴受力简图 a 校核 D 轴和强度 计算轴所受力 Ft=4707.2N Fr=1713.3N （ 2）绘制垂直弯距图 b FRBV=（ 59*1713.3） /189=534.8N FRAV=（ 150*1713.3） /189=1178.5N 计算弯距 MCV（右） =MCV（左） =1178.5*59*0.001=69.53N* (3) 绘制水平弯距图 c FRBv=59*4707.2/189=1469.4N FRAv=130*4707.2/189=3227.8N (4)绘制合成弯距图 d M c =?M CV 2 + M CH 2 =?69.53 2 + 191.03 2 = 203.29 N * m (5)绘制弯距图 e T=9550*P/n=9550*1.987/25=759N*m (6)绘制当量弯距图 f 转距产生的扭转剪应力按脉动循环变化，取 =0.6 M ec =?M C 2 +Ha TL2 =?203.29 2 +H0.6 * 759 L2 = 498.7 N * m (7)校核危险截面 C 处的强度 d e = M ec0.1 * d 4 3 = 498.7 * 10000.1 * 75 3 = 11.8 MPa 54 MPa强度足够 减速器设计资料 铸铁减速器箱体主要结构尺寸（齿轮减速器） 名称 符号 取值 箱座壁厚 8 箱盖壁厚 1 8 箱座