蛙式打夯機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書 題 目 蛙式打夯機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào) 指 導(dǎo) 教 師 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目： 蛙式打夯機(jī)設(shè)計(jì) 系： 機(jī)電系 專業(yè)： 機(jī)械制造 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時(shí)間 2007 年 3 月 5 日 教研室主任 （簽名） 系主任 （簽名） 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 （ 1） 基本設(shè)計(jì)參數(shù)： 打擊次數(shù)： 100 次 /分，打擊力：約 600N （ 2） 主要內(nèi)容及基本形式 按給定的蛙式打夯機(jī)主要技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。確定蛙式打夯機(jī)重要 構(gòu)尺寸和主要零件尺寸，完成總體布置設(shè)計(jì)和總裝配圖；拆畫主要零件的零件圖，并編制其中一個(gè)零件的加工工藝和工裝。編寫設(shè)計(jì)說明書。 2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 曹唯慶 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 朱龍根 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 機(jī)械工程設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 3進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)產(chǎn)品有關(guān)的基本知識(shí) 2007.03.05-2007.03.25 2 進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，確定基本結(jié)構(gòu)形式 2007.03.26-2007.04.10 3 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和主要的設(shè)計(jì)計(jì)算 2007.04.11-2007.05.28 4 完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書的編寫 2007.05.29-2007.06.05 5 設(shè)計(jì)圖紙與說明書的校對(duì) 2007.06.06-2007.06.24 I 摘要 蛙式打夯機(jī)的工作原理是通過帶傳動(dòng)，夯機(jī)體在偏心塊離心力的作用下做上下沖擊振動(dòng)，從而壓實(shí)物料。同時(shí)，離心力的作用也使得機(jī)體自行前移。 本文完成了蛙式打夯機(jī)的設(shè)計(jì)，具體包括對(duì)偏心塊、軸、帶輪、夯頭架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)器上主要構(gòu)件 (如軸、各主要連接螺栓 )進(jìn)行了強(qiáng)度校核計(jì)算。本文設(shè)計(jì)的蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)小巧，裝拆方便，在 進(jìn)行小面積薄鋪層的平整和初步壓實(shí)加工的過程中，能發(fā)揮較大的作用。 最終完成了蛙式打夯機(jī)總 裝配圖和主要零部件的零件圖的設(shè)計(jì)，并完成了輸出大帶輪和心軸的加工工藝及工裝的設(shè)計(jì)，繪制了專用夾具圖。 關(guān)鍵詞： 蛙式打夯機(jī)， 離心力 ，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 I ABSTRACT The working principle of breaststroke ramming machine (BRM) is that through the belt transmission, the body of BRM vibrates up and down functioned by the eccentric centrifugal force to compact material. Simultaneously the eccentric centrifugal force is able to make the body of BRM move forward voluntarily. In the paper, the design tasks of the BRM include the structure design of eccentric, axis, belt wheel and ramming head. Strength of the major components such as shaft, connecting bolts is calibrated in the thesis. The BRM designed in the paper has features of compact structure and convenience for the assembling and dismantling, so it can play an important role to smooth the small area thin layer and to do the preliminary compaction process. Finally, an assembling drawing of the BRM and the major part drawings are completed and the technological process of large output pulley and its fixture are designed, too Keywords: Ramming Breaststroke Machine, Centrifugal Force, Structure Design. 目 錄 中文摘要 . 英文摘要 . 第 1章 緒論 . 1 1.1 蛙式打夯機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 1.2 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的 . 1 1.3 本設(shè)計(jì)中的蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 . 2 第二章 電機(jī)功率的確定 . 3 2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率 . 3 2.1.1 確定偏心塊質(zhì)量 . 3 2.1.2 確定電機(jī)所需功率 . 4 第三章 確定 V帶型號(hào)和帶輪直徑 . 5 3.1 確定 V帶選用類型 . 5 3.1.1 V帶尺寸的確定 . 5 3.2 帶疲勞強(qiáng)度及壽命校核 . 5 3.2.1 帶的工作應(yīng)力計(jì)算 . 5 3.2.2 帶的壽命計(jì)算 . 7 3.3 計(jì)算一級(jí)帶輪直徑及所受載荷 . 7 3.3.1 計(jì)算帶輪 D2 直徑并確定帶根數(shù) . 7 3.3.2 求軸上載荷 . 8 3.3.3 帶輪結(jié)構(gòu) . 8 3.4 計(jì)算二級(jí)帶輪直徑及軸上載荷 . 10 3.4.1 計(jì)算帶輪 D3 、 D4 直徑并計(jì)算載荷 . 10 3.4.2 求軸上載荷 . 10 3.4.3 帶輪結(jié)構(gòu) . 11 第四章 軸的設(shè)計(jì) . 13 4.1 帶輪 4上軸的設(shè)計(jì) . 13 4.1.1 初步確定軸的尺寸 . 13 4.1.2 帶輪 4上軸的整體設(shè)計(jì) . 13 4.1.3 軸的受力校核 . 14 4.2 帶輪 3 上軸的設(shè)計(jì) . 16 4.2.1 初步確定軸的尺寸 . 16 4.2.2 軸的受力校核 . 17 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第五章 鍵的選擇與校核 . 20 5.1 帶輪 1上鍵 的選擇與校核 . 20 5.1.1 鍵的選擇 . 20 5.1.2 鍵的校核 . 20 5.2 帶輪 2 上鍵的選擇與校核 . 21 5.2.1 鍵的選擇 . 21 5.2.2 鍵的校核 . 21 5.3 帶輪 3 上鍵的選擇與校核 . 22 5.3.1 鍵的選擇 . 22 5.3.2 鍵的校核 . 22 5.4 帶輪 4 上鍵的選擇與校核 . 23 5.4.1 鍵的選擇 . 23 5.4.2 鍵的校核 . 23 第六章 緊固螺栓的強(qiáng)度校核 . 24 6.1 輪 4上軸承座與夯頭連接螺栓的強(qiáng)度校核 . 24 6.2 偏心塊與輪 4 連接螺栓的強(qiáng)度校核 . 24 6.3 離心力大小對(duì)整機(jī)設(shè)計(jì)的檢驗(yàn) . 25 6.3.1 檢驗(yàn)整機(jī)前移時(shí)離心力的大小 . 25 6.3.2 檢驗(yàn)夯頭抬升及底板部分抬升時(shí)離心力的大小 . 25 6.4 兩軸間連架桿的壓桿穩(wěn)定性校核 . 25 6.5 軸 1上軸承使用壽命校核 . 26-1 第七章 帶輪加工工藝設(shè)計(jì) . 27 7.1 零件的分析 . 27 7.1.1 零件的作用 . 27 7.1.2 零件的工藝分析 . 27 7.2 工藝規(guī)程的設(shè)計(jì) . 27 7.2.1 基準(zhǔn)的選擇 . 27 7.2.2 制定工藝路線 . 27 7.2.3 機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛 坯尺寸的確定 . 28 7.3 確定切削用量及基本工時(shí) . 28 7.4 專用夾具的設(shè)計(jì) . 36 第 8章 設(shè)計(jì)總結(jié) . 39 參考文獻(xiàn) . 41 致謝 . 42 第一章 緒論 2 緒論 1.1 蛙式打夯機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 輕型壓實(shí)設(shè)備蛙式打夯機(jī)是一種簡(jiǎn)易壓實(shí)施工機(jī)械，市場(chǎng)擁有量巨大，但工作效率很低，而且安全性較差，一般只能進(jìn)行小面積薄鋪層的平整和初步壓實(shí)工作。但隨著振動(dòng)平板夯和振動(dòng)沖擊夯的日趨成熟，以及在近期內(nèi)的推廣應(yīng)用，從而使蛙式打夯機(jī)真正退出歷史舞臺(tái)。 蛙式打夯機(jī)的工作過程是通過帶傳動(dòng)，在利用偏心塊離心力的作用下使得夯體作上下沖 擊振動(dòng)，從而壓實(shí)物料。同時(shí)也是利用離心力的作用，使得機(jī)體得以自行移動(dòng)。現(xiàn)階段的蛙式打夯機(jī)在整體布局上沒有多大的變化，而改進(jìn)之處，一是原動(dòng)機(jī)性能的不斷革新，使得整機(jī)性能得到了較大的改進(jìn)；二是對(duì)整機(jī)的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的改進(jìn)，使得轉(zhuǎn)向和前移更靈活自如，少與人工的干涉。其中在理論研究方面，西南石油學(xué)院有了較大的進(jìn)展，他們?cè)跈C(jī)體托盤下方安裝了一個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，克服了以往機(jī)體轉(zhuǎn)向費(fèi)力的缺點(diǎn)，使得夯實(shí)轉(zhuǎn)向工作能更輕易地進(jìn)行。 蛙式打夯機(jī)的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，其主要結(jié)構(gòu)為大小減速帶輪、支承軸、夯頭體、底板、以及支架等構(gòu)件構(gòu)成。現(xiàn)在市 面上出售的打夯機(jī)，其主體部分都是通過焊接完成，這在結(jié)構(gòu)造型上顯得很靈活，可以根據(jù)不同的工作環(huán)境改變其構(gòu)成，同時(shí)，焊接操作方便，簡(jiǎn)單，也便于以后對(duì)機(jī)器的改進(jìn)。其采用的材料也主要以鋼材為主，這在減小機(jī)器結(jié)構(gòu)尺寸，增加機(jī)體剛性上取得了很好的效果，使得打夯機(jī)工作效率有了較大的提高。 1.2 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的 本次設(shè)計(jì)的蛙式打夯機(jī)在造型上較為傳統(tǒng)，其體積較龐大，主要原因是它的夯頭體和底板分別采用的是整體鑄造成型，而在現(xiàn)有的打夯機(jī)中，其結(jié)構(gòu)主要是采用型鋼焊接，這在減小體積、加強(qiáng)機(jī)體總體緊湊性上得到了很好的解決。在本 設(shè)計(jì)中，雖然底板和夯頭體采用的是整體造型結(jié)構(gòu)，但它并不影響機(jī)器的工作效率和動(dòng)力特性。這樣做的原因主要是為了能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過對(duì)它的總體的設(shè)計(jì)，使我在對(duì)知識(shí)的互相貫穿、相互鏈接上取得了不小的收益。 雖然本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是蛙式打夯機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，也涉及到了機(jī)械加工工藝及工裝的設(shè)計(jì)，這在知識(shí)的結(jié)構(gòu)面上得到了較全面的補(bǔ)充與統(tǒng)一。在本設(shè)計(jì)中，主要對(duì)最終輸出帶輪進(jìn)行了工藝工裝的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)夾具的過程中，考慮到帶輪自身結(jié)構(gòu)的特殊要求，所以對(duì)加工 V形槽的工序進(jìn)行了專用夾具的設(shè)計(jì)。第一章 緒論 2 1.3 本設(shè) 計(jì)中的蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 打夯機(jī)的工作過程為：電動(dòng)機(jī) 1 輸出的轉(zhuǎn)矩通過 V 帶 3 傳遞給減速大帶輪 5，在大帶輪的支承軸 4 上有一個(gè)二級(jí)減速小帶輪，轉(zhuǎn)矩再通過 V 帶傳遞給輸出大帶輪 6，帶輪6是支承在軸 7上的，同時(shí)通過螺栓將軸承座 8和夯頭架 10連接起來，大帶輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，將帶動(dòng)連接在上的偏心塊 9一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，將帶動(dòng)夯頭底板 10做上下沖擊震動(dòng)，從而壓實(shí)物料。同時(shí)在離心力的作用下，將抬起底板 15 的右部分，起作用是減小底板與地面的摩擦力作用，從而使整機(jī)前移。 圖 1-1 蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖中各構(gòu)件 名稱如下： 1、電動(dòng)機(jī)； 2、出軸帶輪 1； 3、窄 V帶（ SPZ）； 4、軸； 5、減速大帶輪 2； 6、輸出大帶輪 4； 7、軸； 8、軸承座； 9、偏心塊； 10、夯頭底板； 11、連接螺栓； 12、支承架； 13、張緊螺釘； 14、電機(jī)支架； 15、底板 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 電機(jī)功率的確定 2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率 2.1.1 確定偏心塊質(zhì)量 在整機(jī)設(shè)計(jì)過程中，由于總打擊力為 600N，在次裝置中，由于總力是偏心塊離心和夯頭重力的合力，所以，在分析偏心塊受力時(shí)應(yīng)考慮到：當(dāng)夯頭被抬升至最高位置時(shí)，偏心塊產(chǎn)生的 離心力只需要克服夯頭重力，即 F 離 重G。只有這樣，離心力才能將夯頭帶起，并使整機(jī)前移