圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

第一章引言“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，致力于生態(tài)文明建設(shè)，聚焦植物微生態(tài)技術(shù)，植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)廣泛應(yīng)用于荒山，荒坡、沙漠、戈壁、渣山及損山體等，微生態(tài)缽體是生命之體，能量之源，缽體富含氮、磷、鉀及微量元素，能促進(jìn)植物根系快速生長(zhǎng)發(fā)育穿過(guò)困難地質(zhì)，尋獲新的給養(yǎng)，降雨時(shí)缽體膨脹吸收大量水分干旱時(shí)缽體緩慢釋放水分，有效調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)環(huán)境此技術(shù)解決了循環(huán)再利用難題，解決了傳統(tǒng)育苗死亡率高及塑料杯深層次污染問(wèn)題，解決了干旱地區(qū)困難地節(jié)水適林問(wèn)題。為了響應(yīng)“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念，為加大缽體生產(chǎn)目標(biāo)，設(shè)計(jì)一種圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)，缽體通過(guò)水，尾礦沙、桔梗進(jìn)行等比例融合(尾礦沙中有大量對(duì)植物有益的微量元素)通過(guò)圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)生產(chǎn)出應(yīng)用于礦山、隕山等破損山體的缽體，通過(guò)對(duì)山體巖石的鉆孔，設(shè)計(jì)出一種圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)，生產(chǎn)出合理的缽體，通過(guò)缽體給予植物養(yǎng)分，植物根系穿過(guò)困難地質(zhì)生長(zhǎng)將破損山體披上綠色霞裝。本文通過(guò)分析、研究、計(jì)算、設(shè)計(jì)出一種圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換尺寸便捷，生產(chǎn)缽體的效率高，成本低，本圓柱形缽體成型設(shè)計(jì)主要根據(jù)市場(chǎng)需求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)的尺寸，若客戶有尺寸需求只需更換圓柱形缽體成型機(jī)缽體磨具尺寸和壓制頭尺寸，來(lái)滿足客戶的需求。運(yùn)用UG建立三維模型，并選擇電機(jī)和一系類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及非標(biāo)件的設(shè)計(jì)，完成裝配圖及零件圖等。通過(guò)受力分析計(jì)算，設(shè)計(jì)材料和零部件。

概述2.1圓柱形缽體的簡(jiǎn)述圓柱形缽體是通過(guò)水尾礦沙桔梗等比例混合的微生態(tài)缽體，缽體內(nèi)有許多微量元素，能促進(jìn)植物根系快速生長(zhǎng)發(fā)育穿過(guò)困難地質(zhì)，尋獲新的給養(yǎng)，降雨時(shí)缽體膨脹吸收大量水分干旱時(shí)缽體緩慢釋放水分，有效調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)環(huán)境此技術(shù)解決了循環(huán)再利用難題，解決了傳統(tǒng)育苗死亡率高及塑料杯深層次污染問(wèn)題。2.2圓柱形缽體成型機(jī)圓柱形缽體成型機(jī):是一種完成植物營(yíng)養(yǎng)微生態(tài)缽體制造成型機(jī)械利用尾礦沙、桔梗、水一定比例混合后經(jīng)過(guò)攪拌壓制成型的一種微生態(tài)缽體，通過(guò)電機(jī)，帶、錐齒輪、帶動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)，成型機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)，最終得到圓柱形缽體。2.2.1簡(jiǎn)述圓柱形缽體成型機(jī)是一種自動(dòng)化生產(chǎn)缽體的簡(jiǎn)易的機(jī)械設(shè)備是將水、尾礦沙、桔?；旌衔飰褐瞥蓤A柱形缽體的機(jī)械設(shè)備2.3設(shè)計(jì)要求此設(shè)計(jì)主要目的為設(shè)計(jì)出一種將尾礦沙、桔梗、水混合物壓制成圓柱形缽體。使圓柱形缽體成型機(jī)構(gòu)滿足其實(shí)際需求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)缽體的效率高，適用范圍廣泛，性價(jià)比高，更換尺寸簡(jiǎn)便的要求。

第三章總體設(shè)計(jì)3.1圓柱形缽體成型機(jī)的功能原理機(jī)總體布置設(shè)計(jì)應(yīng)用于損山體將山體石頭上用219mm的鉆頭鉆孔，孔的直徑為250mm孔深800~1200圓柱形缽體成型機(jī)缽體尺寸:直徑要小于250mm、缽體高度要在800~1200mm之間缽體內(nèi)圓柱孔直徑100mm孔深250mm基本功能:將水、尾礦沙、桔?；旌衔飰褐瞥蓤A柱形缽體缽體尺寸應(yīng)小于山體石壁孔直徑為了確?？梢哉_的將缽體放入孔內(nèi)3.1.1黑箱法用黑箱法尋找總功能的轉(zhuǎn)換關(guān)系見(jiàn)圖1黑箱示意圖。圖1黑箱示意圖3.1.2總共能分解3.1.2.1總功能分解的依據(jù)用技術(shù)過(guò)程流程圖來(lái)表示技術(shù)過(guò)程和周圍環(huán)境關(guān)系，見(jiàn)圖2。3.1.2.2總功能分解將總功能分解如圖3所示。3.1.3建立功能結(jié)構(gòu)圖首先建立總功能圖4與一級(jí)分功能的功能結(jié)構(gòu)圖5，二級(jí)級(jí)分功能的功能結(jié)構(gòu)圖6。

圖2技術(shù)過(guò)程流程圖圖3總功能分解圖圖4總功能圖圖5一級(jí)分功能圖圖6二級(jí)分功能圖3.1.4尋找原理解法和原理解組合尋找原理解組合，功能結(jié)構(gòu)圖建立后，尋找功能元的解，見(jiàn)表1表1功能原理組合分功能序號(hào)123456入料A攪拌機(jī)料斗壓制成型B曲柄滑塊機(jī)構(gòu)齒輪齒條凸輪機(jī)構(gòu)液壓缸氣缸轉(zhuǎn)位C槽輪機(jī)構(gòu)銷齒輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)不完全齒輪機(jī)構(gòu)下料D曲柄滑塊聯(lián)合沖頭伸縮臺(tái)下料凸輪滾筒能量轉(zhuǎn)換E電動(dòng)機(jī)柴油機(jī)能量傳遞與分配F齒輪傳動(dòng)帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)制動(dòng)G摩擦制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)物料輸送H輸送帶直線間歇輸送組合方案數(shù)=2x5x4x3x2x3x2x2=2880，方案一間歇轉(zhuǎn)位缽體成型機(jī)，方案滾筒式缽體成型機(jī)方案一（A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、H2）方案二（A2、B1、C3、D3、E1、F1、G2、H1）為了便于了解分功能之間的相容性，可以列出相容性矩陣可見(jiàn)有三種情況相容（A1、B2）條件相容（A2、B2）不相容（C1、C2）選用電動(dòng)機(jī),齒輪間歇轉(zhuǎn)位缽體成型機(jī)，見(jiàn)表2表2相容性矩陣動(dòng)力源機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)柴油機(jī)12齒輪傳動(dòng)A可以可以（噪音過(guò)大，價(jià)格過(guò)高）鏈傳動(dòng)B可以可以（噪音過(guò)大，價(jià)格過(guò)高）帶傳動(dòng)C可以否（傳動(dòng)扭矩所需過(guò)大）3.2圓柱型缽體成型機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.2.1缽體成型機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)確定1.機(jī)架結(jié)構(gòu)：鋼骨架、底板、鋼板組成2.動(dòng)力結(jié)構(gòu)：由電動(dòng)機(jī)動(dòng)力供給3.傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：將電機(jī)與帶傳動(dòng)相連，通過(guò)錐齒輪傳遞動(dòng)力和換向，再通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)執(zhí)行件，橫軸和機(jī)架之間用軸承連接減少磨損便于更換，分兩部分傳動(dòng)一部分由齒輪帶動(dòng)銷齒輪機(jī)構(gòu)和攪拌機(jī)構(gòu)一起安裝，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，再由銷齒輪機(jī)構(gòu)間歇帶動(dòng)缽體機(jī)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。由鏈傳動(dòng)給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)讓曲柄滑塊上下動(dòng)作壓制缽體4.缽體成型和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)：由人工喂料放入攪拌機(jī)構(gòu)，攪拌機(jī)底部開(kāi)漏孔和缽體模具相連供給物料，再由攪拌機(jī)軸同步銷齒輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)缽體磨具間歇轉(zhuǎn)動(dòng)每轉(zhuǎn)60度壓制一次缽體，從上向下壓缽體可能壓制不實(shí)，在壓制壓頭下同步一個(gè)從下向上的一個(gè)壓頭保證缽體成型，與壓制壓頭平行有另一個(gè)下料壓頭與壓制壓頭同步，用兩個(gè)曲柄滑塊同步帶動(dòng)他們上下壓制和下料，在轉(zhuǎn)位時(shí)可能存在慣性，需要在缽體磨具上安裝一個(gè)簡(jiǎn)易的剎車系統(tǒng)抵消慣性，保證沖頭正確壓入磨具，壓頭和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的連接可做成拆卸式方便不同尺寸壓頭的更換，下料之后通過(guò)直線間歇輸送系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)酱媪蟼}(cāng)。3.2.2總體結(jié)構(gòu)工作過(guò)程將所需加工的尾礦沙、桔梗、水混合物放入到攪拌機(jī)構(gòu)，啟動(dòng)電控箱上對(duì)應(yīng)的按鈕，電機(jī)開(kāi)始工作由于電機(jī)轉(zhuǎn)速太快，通過(guò)帶傳動(dòng)減速，通過(guò)圓錐齒輪換向帶動(dòng)攪拌機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)攪拌機(jī)構(gòu)軸上同步著銷齒輪機(jī)構(gòu)帶圓柱銷的主動(dòng)撥盤(pán)同步在攪拌軸上，從動(dòng)齒輪安裝在圓形缽體磨具下面間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，再由鏈傳動(dòng)給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)讓曲柄滑塊上下動(dòng)作壓制缽體成型并且下料。

3.2.3總體結(jié)構(gòu)圖

3.2.3繪制工作循環(huán)圖由于攪拌機(jī)是連續(xù)運(yùn)動(dòng)的，故主要考慮沖頭與轉(zhuǎn)盤(pán)?？字g的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。為了確保運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性繪制工作循環(huán)圖。如圖7機(jī)械的運(yùn)動(dòng)循環(huán)是指機(jī)械完成功能要求的所需的總時(shí)間，通常用T表示，機(jī)械的循環(huán)往往與各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)相一致，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)寄走就是整個(gè)機(jī)械的遠(yuǎn)動(dòng)節(jié)奏，執(zhí)行機(jī)構(gòu)中至少包括一個(gè)工作行程和空回行程，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，構(gòu)件沖頭和壓頭的運(yùn)動(dòng)循環(huán)就只有一個(gè)工作行程和空回行程，沖頭和壓頭的工作循環(huán)T可以表示為：t工作——執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作行程t空回——執(zhí)行機(jī)構(gòu)的空回行程要繪制工作循環(huán)圖，首先要求確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)循環(huán)時(shí)間T，圓柱形缽體機(jī)的生產(chǎn)率規(guī)定為2400個(gè)/每小時(shí)，所以40個(gè)/min，沖頭完成一次工作循環(huán)，曲柄的轉(zhuǎn)速為n=40r/min，所以循環(huán)時(shí)間為T(mén)=60/n=1.5s其次要確確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)各段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角，工作行程和空回行程對(duì)應(yīng)的曲柄轉(zhuǎn)角分別為180°工作循環(huán)圖如下：圖7工作循環(huán)圖

第四章動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電機(jī)的選擇按工作要求和工作條件以及用途選用：Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，全封閉，自冷扇結(jié)構(gòu)4.1.1電機(jī)功率計(jì)算選擇依據(jù)：電動(dòng)機(jī)的額定功率（Ped）≥電動(dòng)機(jī)的工作功率（Pd）電動(dòng)機(jī)所需工作功率：（4-1）Pw——電動(dòng)機(jī)有效功率，單位kw——總功率，單位kw電動(dòng)機(jī)的功率由設(shè)備消耗功率來(lái)決定的，設(shè)備消耗功率主要有：P壓壓緊和沖出沖頭時(shí)所做功，P磨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所克服的摩擦力，P攪攪拌器消耗的功率轉(zhuǎn)盤(pán)上每隔60°均勻分布著分布著6個(gè)?？?，根據(jù)每小時(shí)的生產(chǎn)定額，轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，壓緊和沖出沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)6次。則曲柄轉(zhuǎn)速為壓緊和沖出沖頭所做功壓緊和沖出時(shí)所受壓力取150kg（按經(jīng)驗(yàn)選?。瑳_頭行程為525mm，上下總位移為1050mm，每小時(shí)2400次，所消耗功率按下式計(jì)算為：

（4-2）式中F——為沖頭在行程中所受的壓力（單位：N）S——沖頭每次行程的位移量（單位：m）n——沖頭每小時(shí)的行程次數(shù)（單位：次/小時(shí)）因此轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功轉(zhuǎn)盤(pán)克服的摩擦力有：（1）轉(zhuǎn)盤(pán)與地板之間的摩擦力（2）轉(zhuǎn)盤(pán)與攪拌器底部的摩擦力（3）物料與轉(zhuǎn)盤(pán)的摩擦力其消耗的功率P磨=F·v≈0.2Kw攪拌器消耗效率攪拌器需要的轉(zhuǎn)速不高，推動(dòng)1立方米的物料大概需要1噸的力攪拌器的體積為推動(dòng)物料的需要的力消耗功率總功率為Pw=總功率==0.885則電機(jī)功率為4.1.2電機(jī)的型號(hào)選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)嚴(yán)格要求，不需要頻繁啟動(dòng)，工作時(shí)間不長(zhǎng)，在多塵的工作環(huán)境下工作所以選擇Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)（JB/T9616—1999）。根據(jù)算出的電機(jī)功率3.98Kw，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇Y112M-4JB/T9619-1999（B3結(jié)構(gòu)式）電機(jī)。4.1.3電機(jī)的基本參數(shù)表3電機(jī)基本參數(shù)型號(hào)額定功率kw額定轉(zhuǎn)速r/min同步轉(zhuǎn)速r/min額定電流A效率％功率因數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量噪音dB振動(dòng)速度/mm·s-1質(zhì)量KGY112M-44144015008.884.50.820.0095681.8434.1.4安裝參數(shù)表4電機(jī)安裝參數(shù)機(jī)座極數(shù)安裝尺寸HABCCADEFGGDK1124112190140701332860824712外形尺寸AAACABADBBHAHDLLC52230245190185182654004634.2確定各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比圓柱型缽體成型機(jī)傳動(dòng)路線組成：電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)帶傳動(dòng)傳給兩對(duì)錐齒輪，然后分兩路傳動(dòng)，一路由錐齒輪傳遞給鏈輪，帶動(dòng)曲柄帶動(dòng)滑塊和沖頭作上下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另一路由錐齒輪傳遞給攪拌機(jī)和轉(zhuǎn)盤(pán)完成間歇轉(zhuǎn)位和攪拌。為考慮生產(chǎn)率要求和各個(gè)工作機(jī)構(gòu)的配合各傳動(dòng)比要滿足以下要求：）轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)盤(pán)上每隔60°均勻分布著分布著6個(gè)?？?，根據(jù)每小時(shí)的生產(chǎn)定額，轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速為（4-3））曲柄轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)盤(pán)每轉(zhuǎn)一周，壓緊和沖出沖頭上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)6次，則曲柄轉(zhuǎn)速為）總傳動(dòng)比主傳動(dòng)路線是將電機(jī)轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)帶傳動(dòng)i帶帶動(dòng)錐齒輪，再由錐齒輪i錐齒1-2降速傳遞給鏈輪i鏈最后到曲柄的轉(zhuǎn)速，其總傳動(dòng)比i主為：（4-4）各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比，由表3表5各類機(jī)械傳動(dòng)的傳動(dòng)比平帶傳動(dòng)V帶傳動(dòng)鏈傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)單級(jí)推薦值i≤2~4≤2~4≤2~5≤3~5≤2~310~40單級(jí)最大值imax5768580由于帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不宜太大，由表3所示一般取i帶≤4，鏈傳動(dòng)i鏈≤3，則錐齒輪的傳動(dòng)比i錐1-2≤3.1。）內(nèi)傳動(dòng)路線傳動(dòng)比曲柄轉(zhuǎn)6圈時(shí)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)一圈，因?yàn)榍谟慑F齒輪之后有鏈傳動(dòng)降速i鏈=3因此就要求錐齒輪的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)盤(pán)齒輪的傳動(dòng)比乘積等于18，即：（4-5）)其他傳動(dòng)比為了保證轉(zhuǎn)盤(pán)和攪拌器的速度，并簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，選兩直齒錐齒輪的傳動(dòng)比為i錐3-4為3，則銷齒輪和直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)比為6。所以銷齒輪的轉(zhuǎn)速、攪拌器的轉(zhuǎn)速和曲柄的轉(zhuǎn)速三者相同對(duì)于攪拌器兼刮板的轉(zhuǎn)速?zèng)]有嚴(yán)格要求，為簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，定為和銷齒輪的轉(zhuǎn)速相同，裝在同一根軸上。4.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速和功率根據(jù)傳動(dòng)比及功率計(jì)算方法，可按公式=和=計(jì)算式中：1.）各軸的轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:軸Ⅰ：軸Ⅱ：軸Ⅲ：）各軸功率常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)和支撐的效率取值范圍，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》得：已知電動(dòng)機(jī)Y112M-4，，又。，，，<均取8級(jí)精度），由前面的計(jì)算可知，轉(zhuǎn)盤(pán)所需功率=0.2kw。所以有：攪拌軸：主要以軸Ⅱ帶動(dòng)軸Ⅲ，所以軸Ⅲ的功率粗略不記。軸Ⅱ：軸Ⅰ：電機(jī)軸：第五