机械系统设计大作业

机械系统设计大作业

目录

第1章总体方案设计 (1)

1.1 研究给定的设计任务 (1)

1.2设计任务抽象化 (1)

1.3确定工艺原理方案 (1)

1.4工艺方案设计 (1)

1.5功能分解功能树 (2)

1.6确定每种功能方案 (2)

1.7确定边界条件 (2)

1.8方案评价 (3)

1.9方案简图 (3)

1.10总体布置 (4)

1.11总要参数的确定 (4)

1.12循环图 (4)

第2章执行系统设计 (6)

2.1运动分析 (6)

2.2动力分析 (6)

第3章传动系统设计 (9)

3.1动力机选择 (9)

3.2运动与动力参数的确定 (9)

3.3运动与动力参数确定 (9)

3.4传动零件设计计算 (10)

第1章总体方案设计1.1 研究给定的设计任务

编号名称电机冷却系统

设计单位起止时间

设计人员设计费用

设计要求

1功能主要功能：对大功率电机进行冷却

2适应性工作对象：大豆、小麦、玉米每次筛重：10kg~20kg

环境：多尘、振动

3性能动力：功率300w左右

整机重量小于25kg

外形尺寸1500×800×500

4工作能力三分钟完成一次振动分离

5可靠度98%

6使用寿命5年

7经济成本600元

8人机工程操作方便，便于筛选完的谷物收集9安全性有漏电保护

1.2设计任务抽象化

图1.1系统黑箱

1.3确定工艺原理方案

物理振动原理

1.4工艺方案设计

人工倒入适量谷物打开开关振动工作关闭电源

收集分离干净的谷物

图1.2工艺路线图

1.5功能分解功能树

图1.3功能树

1.6确定每种功能方案

分离功能：铁丝网格、带孔铁板、带孔塑料板

动力功能：电机

控制功能：开关

分功能

功能解

A B C

分离功能铁丝网格带孔铁板带孔塑料板1.7确定边界条件

图1.4边界条件1.8方案评价

评价原则：满足功能要求、经济、质量轻

评价方式：一对一比较

方案代号

一对一比较

评分A B C

A112 B000 C011

经过评价选择A方案：

分离功能：铁丝网格

动力功能：电机

控制功能：开关

1.9方案简图

1机架、2振动筛摇杆、3振动筛铁丝网、4振动筛曲柄、5电机

图1.5方案简图

1.10总体布置

图1.6总体布置图

1.11总要参数的确定

尺寸参数：整体长宽高1500×800×500mm

运动参数：曲柄回转速率n=120r/分

1.12循环图

图1.7曲柄循环图

由于仅有一个执行头，不存在干涉情况，所以不需进行时间、空间同步化。

第2章执行系统设计

2.1运动分析

2.1.1运动参数确定

1.偏心曲柄摇杆机构参数确定

曲柄回转速率n=120r/分

2.1.2运动尺寸确定

1.偏心曲柄摇杆机构

确定曲柄长度L1，连杆长度L2，摇杆长度L3、机架长L4和偏心距e

图2.1偏心曲柄摇杆机构

由机器的总体尺寸取L4=1400mm，L2=1300mm，e=60mm；

由曲柄存在条件和机器总高取L1=100mm得L2>202mm，取L2=210mm 2.2动力分析

1.偏心曲柄摇杆机构动力分析

图2.2偏心曲柄摇杆机构动力分析

A.运动分析 位移方程

1400cos 1300cos 210cos 100=⨯+⨯+⨯δαθ60sin 1300sin 210sin 100=⨯+⨯-⨯δαθ

速度方程

0sin 1300sin 210sin 100321=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0cos 1300cos 210cos 100321=⨯+⨯-⨯δαθw w w

加速度运动方程

0cos 1300cos 210cos 1002

32

22

1=⨯-⨯-⨯-δαθw w w 0sin 1300sin 210sin 1002

32

22

1=⨯-⨯+⨯-δαθw w w

B.力分析

图2.3连杆摇杆力分析

对于连杆2有R12=R32，02/2/2222

2

=⨯-+⨯l m M l

p g 对于摇杆3有R43=R23，

02/2/3333

3

=⨯-+⨯l m M l

p g

图2.4曲柄力分析

对于曲柄1有R21=R41，0sin 2/sin 2/2

2

1

1

1

=⨯⨯++⨯⨯-

θθl

m M l p g

第3章 传动系统设计

3.1动力机选择

查Y 系列电机表取Y80M1-1型号电机额定功率0.55kw ，额定转速1390r/min 。 (参考新乡市永清筛分机械有限公司的PZS 家用振动筛）

3.2运动与动力参数的确定 3.21总传动比

i=n 电机/n 曲柄=1390/120=11.58，取为i=12 选择减速比为12的齿轮减速器 3.3运动与动力参数确定

确定各轴功率、转速、转矩 联轴器效率： 联η=0.99 球轴承： η承=0.99 齿轮啮合效率：齿η = 0.97 0轴（电机主轴）

kw p

55.00

=

min /13900

r n

=

m N T .78.31390

55

.095500=⨯

= Ⅰ轴（减速器高速轴）

kw p p 539.00

=⨯⨯=I

η

η承

联

min /1390r n =I

m N T .7.31390

539

.09550=⨯

=I Ⅱ轴（减速器中间轴）

kw p p

523.00

=⨯⨯⨯=

∏

η

ηη齿

承

联

min /5.347/)

4(r i

n n ==I

∏