多向运动混合机的设计说明书及.docx
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1、 毕业论文题 目: HD200多向运动混合机的设计学 院:专 业:学 号:姓 名:指导教师:完成日期: 20 年6月 毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目: HD200多向运动混合机的设计及运动仿真 学号: 姓名: 专业:机械设计制造及其自动化 指导教师: 系主任: 一、主要内容及基本要求 1、结构分析与设计 主要是对HD200型多向运动混合机的运动结构进行分析与设计; 2、6R机构的运动分析; 3、设计图纸HD200多向运动混合机图纸折合成0图纸一张;1图纸一张;3图纸4张; 4、说明书 要求8000字以上,要求有传动系统设计和主要零部件的设计的详细过; 5、外文翻译(包含原文) 原文要求
2、7000字符以上,中文翻译要求通顺。 二、重点研究的问题 1、HD200多向运动混合机的传动方案的设计; 2、6R机构的运动分析; 三、主要技术指标 1、混合桶容积200L;最大装料容积160L;最大装料重量100kg;整机重量800kg; 2、 电机功率2.2kw ; 电机转速1430r/min; 3、外形尺寸180014001600; 4、工作速度:12r/min 5、工作寿命:10年。 四、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间1资料调研第34周2结构原理研究分析第5周3结构设计及控制系统的研究设计第614周4翻译和整理说明书第15周5答辩第16周五、应收集的资料及主要参考文献1孙恒陈作模
3、主编机械原理第六版北京高等教育出版社2000 2张启新编著空间机构的分析与综合北京机械工业出版社1984 3 4纪名刚主编机械设计(第七版)北京高等教育出版社2001 5徐灏主编机械设计手册第四卷北京机械工业出版社1991 6 陈志平,章序文,林文华等编著搅拌与混合设备选用手册北京:化学工出版社,2004 7徐学林主编互换性与测量技术基础湖南大学出版社2008 毕业论文(设计)评阅表学号 姓名 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计)题目:HD200多向运动混合机的设计及运动仿真 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;
4、2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。综合评 价 选题符合培养目标,基本达到综合训练的目的,
5、难度、分量适当,具有查阅文献、综合归纳资料的能力和计算机应用能力图纸基本符合国家标准,说明书内容完整,建议成绩中等。评阅人: 年 月 毕业论文(设计)鉴定意见 学号: 姓名: 专业:机械设计制造及其自动化 毕业论文(设计说明书) 51 页 图 表 18 张 论文(设计)题目: HD200多向运动混合机的设计及运动仿真 内容提要: HD200多向运动混合机广泛用于医药、食品、轻工业等行业,能在三维空合分析了该混合机的空间运动结构,并对该混合机传动系统进行了详细的说明计算,同时用Proe软件对空间6杆机构进行运动仿真,最后绘制出该混合机的装配图和各主要零件的零件图,完成设计说明书的编写。指导教师评
6、语在毕业设计中表现出基本知识与基本技能掌握一般,指导教师: 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长: 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任: 年 月 日目 录摘要IAbstract.II第一章 概述8第二章 传动系统的设计82.1传动方案的设计82.2带轮传动的设计102.3第一级齿轮传动的设计122.5链轮传动的设计19第三章 部分轴的设计213.1轴的设计213.2轴的设计243.3轴的设计27第四章其他零件的设计28第五章 执行机构的运动分析以及Solid Edge仿真295.1.空间六杆机构的分析295.2. Solid Edge运动仿真32设计心得35致 谢36附录 译文与原文3
7、7 HD200多向运动混合机的设计及运动仿真摘要:HD200多向运动混合机广泛应用于医药、食品、轻工业等行业,能在三维空间实现回转、平移、翻转等复杂运动,是一种高效的混合设备。在该设计任务书中,我综合分析了该混合机的空间运动结构,并对该混合机传动系统进行了详细的说明计算,同时用Proe软件对空间6杆机构进行运动仿真,最后绘制出该混合机的装配图和各主要零件的零件图。关键词:混合机 传动系统 Proe 空间6杆机构 运动仿真HD200 multi-sport mixer to the design and simulationAbstract: HD 200multi-sport mixer wi
8、dely used in medicine ,food and light industries, can realize rotary, translation, roller and some other complex sports in the three-dimensional. Its a highly efficient hybrid device. In this design of the assignment, I have analyzed the HD200 mixer of more space to the sports movement mixer structu
9、re comprehensively, and the mixer containing a detailed description of transmission, while using Proe to imitate the 6R outfit of mixer. At last, I drew a assembly map and all the major parts maps of this mixer.Key words: mixer transmission system Proe 6R outfit Simulation第一章 概述多向混合机广泛应用于化工、医药、食品、粉末
10、冶金、涂料、电子、军工、材料等粉体混合领域。粉体混合的质量有时在生产过程中起着关键的作用,例如在化工生产中,均匀的粉体混合为反应创造良好条件;在医药固体制剂的生产中,极微量的药效成分与大量增量剂混合的均匀水平直接影响着药的质量;在粉末冶金中各种不同成分的混合均匀水平影响着材料的强度。混合设备的发展直接影响着粉体混合单元操作的效果。随着纳米技术的发展,粉体混合更显示出它的重要性。第二章 传动系统的设计2.1传动方案的设计2.1.1选用传动方案根据混合机的功能要求,考虑题设功能参数及约束条件,可构思出一系列传动方案,经初步淘汰,现列举两种传动方案。方案一:传动系统示意图如2.1所示。(a)(b)图
11、2.1 方案一 传动系统示意图 其中,图2.1(b)为、轴的展开图,其空间位置可由图2.1(a)看出。传动链由电动机经V带传动、两级齿轮传动再通过链传动传至轴。方案二:传动方案示意图如2.2所示(a) (b)图2.2 方案二 传动示意图 方案一和方案二均能满足HD200多向混合机的功能要求,但方案一与方案二相比有结构紧凑,传动平稳,传动效率高,成本低等优点,故最终选用方案一。2.1.2计算总传动比及分配各级传动比传动装置的总传动比为由于拟采用带传动和两级齿轮传动以及链轮传动减速,按1表1-8的推荐范围,初定i1=3.4, i2=3.4, i3=2.9, i4=3.62.1.3计算传动装置的运动
12、和动力参数从电机到执行机构有四轴依次为、轴,则1)各轴转速: 2)各轴功率:由1表1-7查得各轴之间的传动效率为:m=0.95, =0.99, =0.99,=0.97故 P=Pmm=2.20.95=2.09kw; P=P=2.090.99=2.07kw;P= P=2.070.99=2.05kw;P= P=2.050.97=1.99kw2.2带轮传动的设计1.确定计算功率Pca由2中表8-7查得工作情况系数KA=1.1,故 Pca=KAPm=1.12.2kw=2.42kw2.选择V带的带型3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1)初选小带轮基准直径dd1。2)验算带速v。按式(8-13)验算带的
13、速度 因为5m/sv30m/s,故带速合适。3)计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a),计算大带轮的基准直径dd2dd2=i1 dd1=3.475mm=,255根据表8-8,圆整为dd2=250mm。4.确定V带的中心距a和基准长度Ld1)2)由式(8-22)计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度Ld=1400mm。3)按式(8-23)计算实际中心距a。 5.验算小带轮上的包角16.计算带的根数z1)计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=75m和nm=1440r/min,查表8-4a得P0=0.68根据nm=1440r/min,i=3.4和A型带,查表8-4b的。查表8-5得K=0.
14、93,表8-2得KL=0.96,于是2)计算V带的根数z。 取4根。7.计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m,应使带的实际初拉力F0(F0)min。8.计算压轴力Fp压轴力的最小值为9.带轮结构设计小带轮的结构形式采用实心式,大带轮采用轮辐式,其他有关尺寸按图8-14荐用的经验公式设计,小带轮、大带轮如图所示。2.3第一级齿轮传动的设计1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按选用的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。2)混合机为一般工作机,速度不高,故选用7级精度(GB 10095-88)。3)材料选择。由表10-1选用小齿轮材料为40C
15、r(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,两者硬度差为40HBS。4)选用小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=3.424=69.6,。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(9-10a)进行试算,即(1)确定公式内的个计算数值1)试选用载荷系数Kt=1.3。2)计算小齿轮传递的转矩。3)由3表13-1-79选取齿宽系数d=1。4)由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa。5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600Mpa;大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2=550Mpa。6)由式10-13计算应力循环次数。N1
16、=60njLh=60423.531(830015)=9.148108N2=N1/3.4=9.1481083.4=2.691087)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.92;KHN2=0.96。8)计算接触疲劳许应力。取失效概率为1%,安全系数S=1,由式(10-12)得(2)计算1)试算小齿轮分度圆的直径d1t,代入H中较小的值。2)计算圆周速度v。3)计算齿宽b。4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5)计算载荷系数。根据v=1.117m/s,;由表10-2查得使用系数KA=1;由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时,由,KH=1.426)按实际的载荷系数校正所
17、算得的分度圆直径,由式(10-10a)得7)计算模数m3.按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为(1) 确定公式内的各计算值1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500Mpa;大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380Mpa;2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85,KFN2=0.883)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式(10-12)得4)计算载荷系数K。5)查取齿形系数。由表10-5查得 YFa1=2.65 YFa2=2.226。6)查取应力校正系数。由表10-5查得 YSa1=1.58; YSa2=1.764。7)计算大
18、、小齿轮的并加以比较。 大齿轮的数值大。(2)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,由于齿轮模数m的大小取决于弯曲强度所决定的承载能力,而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力,仅与齿轮直径有关,可取有弯曲强度算得的模数1.65大齿轮齿数z2=3.428=95.2 取z2=954.几何尺寸计算(1)计算分度圆直径 (2)计算中心距 (3)计算齿轮宽度b=dd1=156m=56mm 取B2=56mm,B1=60mm5.齿轮结构设计由于小齿轮的齿顶圆直径小于160mm,故选用实心结构,而大齿轮齿顶圆直径小于500mm,故选用腹板式结构为宜。其他有关尺寸按图
19、10-39荐用的结构尺寸设计,所设计的大、小齿轮如图纸上所示。2.4第二级齿轮传动的设计1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按选用的传动方案,选用直齿圆柱齿轮传动。2)混合机为一般工作机,速度不高,故选用7级精度。3)材料选择。由表10-1选用小齿轮材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS,两者硬度差为40HBS。4)选用小齿轮齿数z1=24,大齿轮齿数z2=2.924=69.6,取z2=70。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(9-10a)进行试算,即(1)确定公式内的个计算数值1)试选用载荷系数Kt=1.3。2)计算小齿轮传递的转矩。
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