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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期報(bào)告
題目:型砂處理機(jī)篩分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
系 別 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
姓 名
學(xué) 號(hào)
導(dǎo) 師
2013年 3 月 18 日
設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)展?fàn)顩r
1 完成了傳動(dòng)方案對(duì)比分析
經(jīng)查閱文獻(xiàn)《機(jī)械零件簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》,方案(A)中減速器為圓柱齒輪展開式二級(jí)減速器;方案(B)中減速器為圓錐、圓柱齒輪二級(jí)減速器;方案(C)中減速器為下置式蝸桿一級(jí)減速器。
顯然,方案(C)結(jié)構(gòu)最緊湊,但在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下,由于蝸桿傳動(dòng)效率低,功率損失較大;方案(B)的寬度尺寸較方案(A)小,但圓錐齒輪加工比圓柱齒輪困難。
所以,傳動(dòng)方案的選擇不但要考慮整個(gè)機(jī)器的動(dòng)力特性和運(yùn)動(dòng)要求,還要十分注意傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型特征及應(yīng)用范圍,即在擬定運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)通常注意如下幾點(diǎn):
(1)帶傳動(dòng)承載能力較低,在傳遞相同扭矩時(shí)結(jié)構(gòu)尺寸較嚙合傳動(dòng)大,但傳動(dòng)平穩(wěn),能緩沖吸震,且有過(guò)載打滑保護(hù)作用,因此宜放在傳動(dòng)裝置的高速級(jí);
(2)鏈傳動(dòng)具有運(yùn)動(dòng)不均勻性和多邊效應(yīng)沖擊,故宜布置在低速級(jí);
(3)蝸桿傳動(dòng)工作平穩(wěn),無(wú)噪音、傳動(dòng)比大,體積小,重量輕及結(jié)構(gòu)緊湊,但因摩擦發(fā)熱,其效率較其它普通齒輪嚙合傳動(dòng)低,只適宜用于中,小功率和間歇工作的場(chǎng)合。
(4)圓錐齒輪的加工比較困難,特別是大模數(shù)圓錐齒輪,應(yīng)盡量置于高速級(jí),以減小其模數(shù)或直徑,但圓錐齒輪速度過(guò)高時(shí),其精度相應(yīng)也需提高,還應(yīng)考慮能否制造及加工成本問題。
(5)斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒輪傳動(dòng)好,相應(yīng)地用于高速級(jí);
(6)制動(dòng)器通常設(shè)在高速軸,但制動(dòng)器后面的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不應(yīng)設(shè)置帶傳動(dòng)和摩擦傳動(dòng)。
(7)為簡(jiǎn)化傳動(dòng)裝置,總是將改變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu),如(連桿機(jī)構(gòu),凸輪機(jī)構(gòu))布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的末端或低速級(jí)。
(8)傳動(dòng)裝置的布局要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,勻稱,剛度和強(qiáng)度要好,并適合車間布置情況和工人操作,便于裝拆和維修。
通過(guò)三種方案的對(duì)比分析,方案(A)圓柱齒輪二級(jí)減速器具有工作平穩(wěn),無(wú)噪音,傳動(dòng)比大,體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊,勻稱,剛度,強(qiáng)度要好。適合車間布置情況和小批量生產(chǎn)和相對(duì)較低的載荷和阻力。因此,選擇方案(A)傳動(dòng)系統(tǒng)
2初步完成了連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
連桿機(jī)構(gòu)的選擇
在設(shè)計(jì)要求上也不再局限于運(yùn)動(dòng)學(xué)要求的范圍內(nèi),而且已注意到考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)力特性。根據(jù)構(gòu)成連桿機(jī)構(gòu)的各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為平面運(yùn)動(dòng)還是空間運(yùn)動(dòng),連桿機(jī)構(gòu)可分為平面連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)兩大類,在一般機(jī)械中采用的多數(shù)是平面連桿機(jī)構(gòu)
經(jīng)分析,參考方案中給出的工作機(jī)構(gòu)是鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)。
鉸鏈四連桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
構(gòu)件之間都是用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接的四桿機(jī)構(gòu),成為鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)。如圖所示:其中,固定不動(dòng)的桿4稱為機(jī)架,與機(jī)架相連的桿1和桿3稱為連架桿,而連接兩連架桿的桿2稱為連桿。連桿2通常做平面運(yùn)動(dòng),而連架桿1和3則繞各自回轉(zhuǎn)中心A和D轉(zhuǎn)動(dòng)。其中能做整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連架桿稱為曲柄,僅能在小于360的某一角度范圍內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)的連架桿稱為搖桿。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)《機(jī)械原理》,在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,按照連架桿是曲柄還是搖桿,將其分為三種基本形式:曲柄搖桿機(jī)構(gòu);雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。
(1)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)
在鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中,若兩連架桿中,有一桿為曲柄,另一桿為搖桿。
(2)雙曲柄機(jī)構(gòu)
具有兩個(gè)曲柄的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)稱為雙曲柄機(jī)構(gòu)。雙曲柄機(jī)構(gòu)中,通常主動(dòng)曲柄做等速運(yùn)動(dòng),從動(dòng)曲柄做變速轉(zhuǎn)動(dòng)。
(3)雙搖桿機(jī)構(gòu)
若兩連桿均為搖桿,則成為雙搖桿機(jī)構(gòu)。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,機(jī)器工作時(shí),沙箱支承擺桿CD繞垂面左右作對(duì)稱擺動(dòng)。我們可以判斷連架桿CD為搖桿,而根據(jù)減速器工作原理,可知連架桿AB可做整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此它是曲柄。
綜上所述,我們選擇方案(1)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。
由上述我們所得到的資料,可以給出篩沙機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:
篩砂機(jī)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件
(1)最短桿與最長(zhǎng)桿的長(zhǎng)度和應(yīng)小于或等于其他兩桿的長(zhǎng)度和,此條件通常為桿長(zhǎng)條件。
(2)組成該周轉(zhuǎn)副的兩桿中必有一桿為四桿中的最短桿。
上述條件表明:當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)各桿的長(zhǎng)度滿足桿長(zhǎng)條件時(shí),其最短桿參與構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)副都是周轉(zhuǎn)副。由此可知,上述四桿機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)副亦為周轉(zhuǎn)副,而轉(zhuǎn)動(dòng)副則只能的擺轉(zhuǎn)副。于是,四桿機(jī)構(gòu)有曲柄的條件是各桿的長(zhǎng)度需要滿足桿長(zhǎng)條件,且其最短桿為連架桿或機(jī)架。當(dāng)最短桿為連架桿時(shí),該四桿機(jī)構(gòu)將成為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。
3 開始進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析
用矢量方程圖解法作平面連桿機(jī)構(gòu)的速度和加速度分析
根據(jù)構(gòu)件上已知一點(diǎn)的速度和加速度可以求出另外的點(diǎn)的速度和加速度(包括大小和方向),故在以圖解法作機(jī)構(gòu)的速度和加速度的分析時(shí),應(yīng)先從具備這個(gè)條件的構(gòu)件著手,然后再分析與該構(gòu)件依次相連的其他各構(gòu)件。
4準(zhǔn)備進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇
選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式
電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī),并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng),動(dòng)力參數(shù),合理地選擇電動(dòng)機(jī)類型,結(jié)構(gòu)形式,傳遞的功率和轉(zhuǎn)速,確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。
電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分,工業(yè)上常采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類,異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種,其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。如無(wú)特殊需要,一般優(yōu)先選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī),因其具有高效,節(jié)能,噪音小,振動(dòng)小,安全可靠的特點(diǎn),且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),適用于無(wú)特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。
根據(jù)工作場(chǎng)地的要求:每天二班制工作,載荷中有中度沖擊,工作環(huán)境清潔,室內(nèi),三相交流電源。選擇電動(dòng)機(jī)為Y系列380V三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。
存在問題及解決措施
在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到若干問題,現(xiàn)簡(jiǎn)述如下:
(1)砂粒的粗細(xì)程度:
濕型砂的砂粒較細(xì)將降低型砂透氣率,有可能引起鑄件產(chǎn)生氣孔缺陷。但適當(dāng)降低透氣率可改善鑄件表面光潔程度和防止粘砂。粒度就可細(xì)逃表示砂粒粗細(xì)程度可以
按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9442-1998《鑄造用硅砂》,用標(biāo)準(zhǔn)篩篩分后主要粒度組成三篩中頭尾篩的篩號(hào)表示。例如砂粒集中在標(biāo)準(zhǔn)篩的50 , 70和100三篩上,可以表示為50/100。我國(guó)鑄造工廠還習(xí)慣用100/50表示在100號(hào)篩上停留量比50號(hào)篩上多。有些高密度造型工廠用粒度為50/140(表示主要分布在50, 70, 100和140號(hào)篩上)。
(2)篩箱的排砂問題:
在鑄造中型砂的粗細(xì)程度必須控制在一定的范圍內(nèi),不可太粗或太細(xì)。所以選擇了兩層篩網(wǎng),但連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如果不設(shè)計(jì)合理的排沙機(jī)構(gòu),被篩的型砂又會(huì)混合到一起使之不能起到篩分的作用。于是設(shè)計(jì)了將太粗或太細(xì)的型砂排到篩分機(jī)兩側(cè)而將粗細(xì)合適的型砂排到篩分機(jī)前側(cè)的機(jī)構(gòu)。
后期工作安排
(1)第11—12周完成篩分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
(2)第13—15繪制零件圖和裝配圖。
(3)第16—17撰寫畢業(yè)論文。
(4)第18周準(zhǔn)備答辯。
指導(dǎo)教師簽字:
年 月 日
注:1)正文:宋體小四號(hào)字,行距20磅,單面打??;其他格式要求與畢業(yè)論文相同。
2)中期報(bào)告由各系集中歸檔保存,不裝訂入冊(cè)。