風(fēng)能鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 風(fēng)能鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 1000080 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)： 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(jì)主要分為三部分，一部分是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外觀及大小有一個(gè)初步的設(shè)計(jì)，二是整個(gè)機(jī)構(gòu)是以鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，要充分考慮到個(gè)個(gè)連桿的尺寸以及物料平臺(tái)的工作范圍，三是整個(gè)機(jī)構(gòu)是以風(fēng)能的原動(dòng)力，要考慮到個(gè)個(gè)機(jī)構(gòu)這間的傳動(dòng)。對(duì)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)該要達(dá)到以下目的：綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次理論與實(shí)踐的結(jié)合，從而提高我們的獨(dú)立工作能力和思考能力。鞏固復(fù)習(xí)三年以來(lái)所

2、學(xué)的各門學(xué)科的知識(shí)，以致能融會(huì)貫通，進(jìn)一步了解個(gè)個(gè)機(jī)構(gòu)之間的傳動(dòng)與工作原理。感謝陳雪華老師對(duì)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(jì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在設(shè)計(jì)中難免產(chǎn)生不足和錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師指正。目錄摘 要 4設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 5第一章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 61、傳動(dòng)方案2、方案分析第二章 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 81、選擇軸的材料及熱處理2、軸的直徑3、設(shè)計(jì)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(jì) 111、選擇齒輪的材料、精度、確定許應(yīng)力2、設(shè)計(jì)計(jì)算3、確定基本參數(shù)、計(jì)算主要尺寸4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度5、驗(yàn)算

3、齒輪圓周速度6、齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四章 鍵的選取 151、鍵的類型2、鍵的型號(hào)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(hào)、尺寸的確定第六章 減速器的潤(rùn)滑和密封 18第七章 主要尺寸及數(shù)據(jù) 18第八章 設(shè)計(jì)小結(jié) 19第九章 致謝 20參考文獻(xiàn)摘 要風(fēng)能驅(qū)動(dòng)送料機(jī)根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，采用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)物料的傳送。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，總體尺寸為280×250×250。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，效率高，又可根據(jù)實(shí)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(shí)行物料平臺(tái)高度的調(diào)節(jié)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了齒輪帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)完成推料動(dòng)

4、作。該設(shè)計(jì)良好的體現(xiàn)了低碳、環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)新的理念，具有一定實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵詞：風(fēng)能 傳動(dòng)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 c

5、ompact structure, 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 h

6、eight; implementing 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 innovati

7、on power transmission mechanism設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：給一定風(fēng)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，創(chuàng)新設(shè)計(jì)一風(fēng)能驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物料傳送的機(jī)械裝置，如圖1所示。物料尺寸25mm×10mm，物料材質(zhì)為塑料或尼龍；頂桿作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程范圍30mm50mm。風(fēng)能傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（簡(jiǎn)圖如下）： 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)組編號(hào)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(yùn)動(dòng)傳動(dòng)，載荷較小，空載起動(dòng)，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，一班制工作（8小時(shí)/天）。第一章 傳動(dòng)裝置整體設(shè)計(jì)一、傳

8、動(dòng)方案該裝置傳動(dòng)方案如下圖所示：二、方案分析 機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(jì)中原動(dòng)機(jī)為風(fēng)力驅(qū)動(dòng)，工作機(jī)為齒輪傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，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(shí)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(duì)較小，因此，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 根據(jù)任務(wù)的要求，要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的同時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，為了使裝置的結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單，工作可靠，采用鉸鏈四桿連桿機(jī)構(gòu)，

9、分別實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的同時(shí)往復(fù)輸出，效率較高，壽命較長(zhǎng)。總體來(lái)講，該傳動(dòng)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(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高、使用維護(hù)便利。第二章 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)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(dòng)，系統(tǒng)的總功率很小,初步擬定為p=500w=0.5kw(注意：設(shè)計(jì)計(jì)算所依據(jù)的功率，可以是電動(dòng)機(jī)的額定功率，也可是工作機(jī)實(shí)際需要的功率，對(duì)于通用機(jī)械，常用電動(dòng)機(jī)的額定功率作為設(shè)計(jì)功率。對(duì)于傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)功率，一般按實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)功率。轉(zhuǎn)速按電動(dòng)機(jī)額定功率時(shí)的轉(zhuǎn)速nm（滿載轉(zhuǎn)速，不等于同步轉(zhuǎn)速）計(jì)算。)由風(fēng)能驅(qū)動(dòng)級(jí)到工作機(jī)（傳動(dòng)裝置

10、）總效率： =0.97=0.9411式中：閉式齒輪；滾動(dòng)（球）軸承（一對(duì)）（見(jiàn)課設(shè)表2-3）2. 傳動(dòng)比計(jì)算 因?yàn)橄到y(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(jì)1.選擇軸的材料及熱處理 機(jī)構(gòu)傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)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(jì)基礎(chǔ)）查得抗拉強(qiáng)度600，由表20-4（機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)鍵槽，

11、故將估算直徑加大5%，故選取整數(shù)21mm。3.設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制結(jié)構(gòu)草圖1）、繪制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖(軸1總長(zhǎng)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(guò)盈配合錐形齒輪軸肩軸端擋圈鍵右端軸承軸肩軸承蓋過(guò)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(cè)的推薦，取軸肩圓角半徑為1mm

12、。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)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(jì)因傳遞功率不大，載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不高，對(duì)結(jié)構(gòu)無(wú)特殊要求，故兩齒輪均用軟齒面齒輪。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)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(jì)基礎(chǔ)），小齒輪選用45號(hào)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(hào)鋼，大齒輪選用45號(hào)鋼，硬度為45hrc，一般保證小齒輪比大齒輪齒面硬度高30-50hbs（換

13、算為5-10hrc）以上兩者材料硬度差為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(duì)精度無(wú)特殊要求，故選用9級(jí)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(jí)）。輪齒表面粗糙度為ra1.6，軟齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為齒面疲勞點(diǎn)蝕。3）、確定許用應(yīng)力由圖13-35c和13-36c（機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算。1）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)載荷系數(shù)k

14、查表 6-10（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）取k=1； 查表6-12（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）取189.9；根據(jù)圖6-35（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）取2.5.單級(jí)齒輪傳動(dòng)為對(duì)稱布置，由表6-11（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)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(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐） 1180mpa 1130mpa 由表6-9 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐） 取 1.1根據(jù)6-30 （機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）中曲線1得 3.確定基本參數(shù)，計(jì)算主要尺寸1）、選擇齒數(shù)對(duì)于閉式軟齒面齒輪傳動(dòng)，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(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)圓柱齒輪模數(shù)系列：第一系列：1、

15、1.25、1.5、2、2.5、3、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)待添加的隱藏文字內(nèi)容1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(dòng)。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、

16、280、355、450、560、710、900、1120、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(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）可得 由圖6-28（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）可得 2）、彎曲疲勞許用應(yīng)力 由表6-9（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐）得 3） 、校核計(jì)算 故齒根彎曲強(qiáng)度足夠5. 驗(yàn)算齒輪圓周速度 故符合9級(jí)精度6. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 、小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模數(shù) 分度圓周長(zhǎng)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?yàn)辇X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

17、型 選擇普通平鍵2. 鍵的型號(hào)選擇 主軸上有一個(gè)齒輪 兩個(gè)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(jì)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(zhǎng)為18mm第五章 聯(lián)軸器的選取1、選擇聯(lián)軸器類型時(shí)，應(yīng)考慮：(1)所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)，對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)等引起兩軸軸線的相對(duì)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(duì)于大型的聯(lián)軸器，應(yīng)能在軸不需作軸向移動(dòng)的條件下實(shí)現(xiàn)裝拆。此外，還應(yīng)考慮

18、工作環(huán)境、使用壽命以及潤(rùn)滑和密封和經(jīng)濟(jì)性等條件，再參考各類聯(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(hào)、尺寸的確定對(duì)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(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面條件，可從有關(guān)手冊(cè)中選取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。多數(shù)情況下，每一型號(hào)的聯(lián)軸器適用的軸徑均有一個(gè)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(gè)軸端的形狀也可能不同。第六章 減速器的潤(rùn)滑和密封1、減速器傳動(dòng)零件和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其目

19、的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹、冷卻和散熱。2、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(rùn)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(dòng)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(rùn)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(dòng)的葉輪設(shè)計(jì)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(zhǎng)400 mm寬300厚50 mm（二）葉輪帶動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用錐齒輪傳動(dòng)，將設(shè)計(jì)

20、圖1中的傳動(dòng)軸的繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化為繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，錐齒輪采用市面上手鉆的一對(duì)錐齒輪，傳動(dòng)軸材質(zhì)為45號(hào)鋼，長(zhǎng)為150mm、直徑為21mm。參考教材機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)齒輪傳動(dòng)部分。2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積控制在280mm×250mm×250mm范圍之內(nèi)。（三）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)推料系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(yùn)動(dòng)不允許使用彈性元件。頂桿作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，行程范圍30mm50mm。2、物料平臺(tái)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(cāng)的支承設(shè)計(jì)，因?yàn)槭请p向頂出機(jī)構(gòu)，所以料倉(cāng)可以是兩個(gè)，料倉(cāng)材料不限。4、除葉輪、傳動(dòng)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(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它具知識(shí)面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，提高了查閱資料的能力，使我更加認(rèn)識(shí)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力。為我今后走向工作崗位