蛙式打夯機(jī)課程設(shè)計

1、<p>　　成績：_______</p><p><b>　　《機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計》</b></p><p><b>　　項目設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 蛙式打夯機(jī) </p><p>　　專業(yè)班級：

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2013年 1月 7 日</p><p&g

3、t;<b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論4</b></p><p>　　第一章 打夯機(jī)傳動系統(tǒng)方案設(shè)計5</p><p>　　1.1 初選三種方案并進(jìn)行比對5</p><p>　　1.2 最終方案確定6</p><p>　　1.3 方案機(jī)械簡圖

4、6</p><p>　　第二章 選擇電動機(jī)型號及規(guī)格8</p><p>　　2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率8</p><p>　　2.1.1 確定偏心塊質(zhì)量8</p><p>　　2.1.2 確定電機(jī)所需功率9</p><p>　　2.2電動機(jī)類型的選擇10</p><p>　　第三

5、章 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算11</p><p>　　3.1 傳動裝置傳動比11</p><p>　　3.1.1 確定傳動裝置的總傳動比11</p><p>　　3.1.2 分配傳動裝配傳動比11</p><p>　　3.2 各軸的動力參數(shù)計算11</p><p>　　3.2.1 各軸轉(zhuǎn)速計算11<

6、;/p><p>　　3.2.2 各軸輸入功率計算11</p><p>　　3.2.3 各軸輸出功率計算12</p><p>　　3.2.4 軸4的轉(zhuǎn)矩計算12</p><p>　　3.2.5 軸6的轉(zhuǎn)矩計算12</p><p>　　第四章 打夯機(jī)傳動帶設(shè)計14</p><p>　　4.1

7、第一級帶傳動設(shè)計14</p><p>　　4.1.1 第一級帶傳動計算功率14</p><p>　　4.1.2 選擇V帶類型14</p><p>　　4.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速15</p><p>　　4.1.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長度15</p><p>　　4.1.5 驗算一級帶傳動小帶

8、輪的包角16</p><p>　　4.1.6 計算第一級帶傳動的根數(shù)Z16</p><p>　　4.1.7 計算單根V帶的張緊力的最小值16</p><p>　　4.1.8 計算壓軸力17</p><p>　　4.1.9 第一級帶傳動帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計17</p><p>　　4.2 第二級帶傳動設(shè)計17<

9、/p><p>　　4.2.1 帶輪轉(zhuǎn)速計算17</p><p>　　4.2.2 計算帶速18</p><p>　　4.2.3 確定第二級帶傳動的中心距和基準(zhǔn)長度18</p><p>　　4.2.4 驗算小帶輪的包角18</p><p>　　4.2.5 計算第二級帶傳動的根數(shù)19</p><p&

10、gt;　　4.2.6 計算單級V帶的張緊力的最小值19</p><p>　　4.2.7 計算壓軸力19</p><p>　　4.2.8 第二級帶傳動帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計20</p><p>　　4.3 V帶疲勞強度及壽命校核20</p><p>　　4.3.1 帶的工作應(yīng)力計算20</p><p>　　4.3.2 帶

11、的壽命設(shè)計21</p><p>　　第五章 軸的設(shè)計23</p><p>　　5.1 軸6的設(shè)計23</p><p>　　5.1.1 初步確定軸6的尺寸23</p><p>　　5.1.2 軸6的整體設(shè)計23</p><p>　　5.1.3 軸6的受力校核24</p><p>　　5

12、.2 軸4的設(shè)計27</p><p>　　5.2.1 初步確定軸4的尺寸27</p><p>　　5.2.2 軸4的整體設(shè)計27</p><p>　　5.2.3 軸4的受力校核28</p><p>　　5.3 與電動機(jī)相連的軸的設(shè)計31</p><p>　　5.3.1 初步確定該軸的尺寸31</p&g

13、t;<p>　　5.3.2 該軸的整體設(shè)計32</p><p>　　第六章 鍵的選擇與校核33</p><p>　　6.1 第一級帶傳動小帶輪鍵的選擇與校核33</p><p>　　6.1.1 鍵的選擇33</p><p>　　6.1.2 鍵的校核33</p><p>　　6.2 第一級帶傳動大

14、帶輪鍵的選擇與校核35</p><p>　　6.2.1 鍵的選擇35</p><p>　　6.2.2 鍵的校核35</p><p>　　6.3 第二級帶傳動小帶輪鍵的選擇與校核36</p><p>　　6.3.1 鍵的選擇36</p><p>　　6.3.2 鍵的校核36</p><p&

15、gt;　　6.4 第二級帶傳動大帶輪鍵的選擇與校核37</p><p>　　6.4.1 鍵的選擇37</p><p>　　6.4.2 鍵的校核37</p><p>　　第七章 緊固螺栓的選擇與強度校核38</p><p>　　7.1 軸6上軸承座與夯頭連接螺栓的選擇與校核38</p><p>　　7.1.1

16、螺栓的選擇38</p><p>　　7.1.2 螺栓的校核38</p><p>　　7.2 偏心塊與輪4連接螺栓的強度校核39</p><p>　　7.2.1 螺栓的選擇39</p><p>　　7.2.3 螺栓的校核39</p><p>　　第八章 聯(lián)軸器的選擇40</p><p>

17、;　　8.1 類型選擇40</p><p>　　8.2 載荷計算40</p><p>　　8.3 型號參數(shù)40</p><p>　　8.4 校核最大轉(zhuǎn)速40</p><p>　　第九章 夯頭架及底座的外形設(shè)計42</p><p>　　9.1 夯頭架外形尺寸設(shè)計42</p><p>　

18、　9.1.1 材料選擇42</p><p>　　9.1.2 外形尺寸設(shè)計42</p><p>　　9.1.3 夯頭架的整體尺寸43</p><p>　　9.2 底座設(shè)計43</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)44</b></p><p><b>　　課程設(shè)計心得45<

19、/b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1、打夯機(jī)的功能要求</p><p>　　蛙式打夯機(jī)的工作原理是通過帶傳動，夯機(jī)體在偏心塊離心力的作用下做上下沖擊振動，從而壓實物料。利用旋轉(zhuǎn)慣性力的原理制成，由夯頭、夯架、偏心塊、皮帶輪和電動機(jī)等組成。電動機(jī)及傳動部分裝在底座上，夯架后端與傳動軸鉸接，在偏心塊離心力作

20、用下，夯架可繞此軸上下擺動。夯架前端裝有夯頭，當(dāng)夯架向下方擺動時就夯擊土壤，向上方擺動時使底座前移。因此，蛙式夯夯錘每沖擊一次，機(jī)身即向前移動一步。主要用于路面工程、地面作業(yè)等領(lǐng)域</p><p><b>　　2、機(jī)器工作條件</b></p><p>　?。?）載荷性質(zhì) 沖擊載荷；</p><p>　?。?）工作環(huán)境 適用于夯實灰土和素土的

21、地基，地坪及場地平整；</p><p>　?。?）運動要求 輸送帶運動速度誤差不超過5%；</p><p>　?。?）使用壽命 8年，每年350天，每天16小時；</p><p>　?。?）動力來源 電力拖動，三相交流，電壓380/220V；</p><p>　?。?）檢修周期 半年一次檢修，三年一次大修；</p>&l

22、t;p>　?。?）生產(chǎn)條件 小型機(jī)械廠，大批量生產(chǎn)。</p><p>　　3、工作裝置技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）打夯機(jī)能量： J= 70 斤·米；</p><p>　　（2）夯擊頻率： f= 120 次/分；</p><p>　　（3）起跳高度： h= 20 厘米.</p><

23、;p><b>　　4、提交設(shè)計成品</b></p><p>　　需要提交的設(shè)計成品：紙質(zhì)版、電子版（以班級學(xué)號＋中文姓名作為文件名）各1份。內(nèi)容包括：</p><p>　?。?）總裝配圖一張；</p><p>　　（2）主要零部件的零件圖若干張；</p><p>　　（3）設(shè)計計算說明書一份。</p>

24、<p>　　第一章 打夯機(jī)傳動系統(tǒng)方案設(shè)計</p><p>　　1.1 初選三種方案并進(jìn)行比對</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　傳動方案1 鏈傳動，如圖1-1所示。</p><p>　　與帶傳動相比優(yōu)點：1.能保持準(zhǔn)確的平均傳動比；2.傳動尺寸相同時，傳動能力較大；3.傳動

25、效率較高；4.張緊力小，壓軸力較小；5可在溫度較高，濕度較大，有油污，腐蝕等惡劣條件下工作；</p><p>　　缺點：1.工作沖擊、噪聲較大，不如帶傳動平穩(wěn)；2.只能平行軸間的傳動</p><p><b>　　圖1-2</b></p><p>　　傳動方案2 帶傳動，如圖1-2所示。</p><p>　　優(yōu)點：1.帶

26、具有彈性，能夠緩沖吸振，噪聲小；2.過載時帶在帶輪上打滑，可以防止其他零件的損壞，起安全保護(hù)的作用：3.適用于中心距較大的場合；4.結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，成本較低。</p><p>　　缺點：1.帶傳動有相對滑動，傳動比不恒定；2.傳動效率低，帶的壽命較短；3.傳動的外輪廓尺寸較大；4.需要張緊，支撐帶輪的軸和軸承所受力較大；5.不宜用在高溫、易燃等場合。</p><p><b>

27、　　圖1-3</b></p><p>　　傳動方案3 齒輪傳動，如圖1-3所示。</p><p>　　優(yōu)點：1.效率高；2.結(jié)構(gòu)緊湊；3.工作可靠，壽命長；3.傳動比穩(wěn)定。</p><p>　　缺點：1.齒輪傳動的制造及安裝精度要求高；2.造價較高；3.不宜傳動距離過大的場合。</p><p>　　1.2 最終方案確定</

28、p><p>　　綜合考慮上述各個方案優(yōu)缺點及實際工作情況，現(xiàn)選取方案2為最佳方案（圖1-2）。</p><p>　　1.3 方案機(jī)械簡圖</p><p>　　由以上方案得到機(jī)械簡圖如圖1-4所示：</p><p><b>　　圖1-4</b></p><p>　　圖中各構(gòu)件名稱如下：</p>

29、;<p>　　1、電動機(jī)；2、出軸帶輪1；3、V帶；4、軸；5、減速大帶輪2； 6、軸；7、輸出大帶輪4；8、軸承座；9、偏心塊；10、夯頭底板；11、連接螺栓；12、支承架；13、張緊螺釘；14、電機(jī)支架；15、底板</p><p>　　第二章 選擇電動機(jī)型號及規(guī)格</p><p>　　2.1 確定偏心塊質(zhì)量和工作功率</p><p>　　2.1.1

30、 確定偏心塊質(zhì)量</p><p>　　設(shè)計要求為打夯機(jī)能量J=140斤米，所以打擊力F=700N 。打擊力由夯頭重力和偏心塊離心力組成。但當(dāng)夯頭抬升時，離心力應(yīng)該大于夯頭重力，這樣才能實現(xiàn)夯頭上升與機(jī)體前移。</p><p>　?、俑鶕?jù)已知條件 夯擊頻率f= 100-120 次/分，所以取大帶輪6的轉(zhuǎn)速為n=120r/min, </p><p>　　為使軸7徑

31、向與軸向空間布置合理，先選取偏心塊厚度為20mm，其他尺寸如圖2-1所示：</p><p><b>　　圖2-1</b></p><p>　　圖中直徑400mm為大帶輪6的直徑。</p><p>　?、谟墒酱_定離心力的大小，其中R為偏心塊質(zhì)心到軸7中心的距離。計算過程如下：</p><p>　　偏心塊近似形狀如圖2-2所

32、示：</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　由扇形形心計算公式得選用鑄鋼材料，其密度為ρ=7.8kg/cm ³，由圖2-1中尺寸計算偏心塊質(zhì)量為：</p><p><b>　　離心力為：</b></p><p>　　2.1.2 確定電機(jī)所需功率</p>

33、;<p>　　為控制機(jī)體長度，現(xiàn)選取軸4到軸7距離為L=600mm。計算工作時所需的功率為：</p><p>　　因為所選方案包括二級帶傳動，兩對滾動軸承和凸緣聯(lián)軸器，查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》得，，，，所以傳動裝置的總效率為:</p><p><b>　　電動機(jī)所需功率為：</b></p><p>　　2.2電動機(jī)類型

34、的選擇</p><p>　　電動機(jī)的類型根據(jù)動力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動機(jī)。</p><p>　　選用常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min 和 1000r/min 兩種。</p><p>　　根據(jù)電動機(jī)所需的功率和同步轉(zhuǎn)速可初步選取兩種電動機(jī)方案如下：</p><p><b>　　表2-1</b></p&

35、gt;<p>　　由上表可知，方案1傳動比大，為了能合理地分配傳動比，使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所以選則方案2，即選用電動機(jī)Y112M-4。</p><p>　　第三章 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算</p><p>　　3.1 傳動裝置傳動比</p><p>　　3.1.1 確定傳動裝置的總傳動比</p><p>　　由選定的電動機(jī)滿

36、載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速,可得傳動裝置的總傳動比。</p><p>　　3.1.2 分配傳動裝配傳動比</p><p>　　式中、分別為一級、二級帶傳動的傳動比，為使帶傳動外輪廓尺寸不至于過大，初步選取，故。</p><p>　　3.2 各軸的動力參數(shù)計算</p><p>　　3.2.1 各軸轉(zhuǎn)速計算</p><p>

37、<b>　　軸4的轉(zhuǎn)速為：</b></p><p><b>　　軸6的轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　3.2.2 各軸輸入功率計算</p><p>　　由于軸4經(jīng)一級帶傳動和聯(lián)軸器與電動機(jī)相連，且由一對滾動軸承支撐，經(jīng)查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》得帶傳動效率，滾動軸承對傳動影響的效率為，聯(lián)軸器的傳動效率，故

38、軸4的輸入功率為：</p><p>　　由于軸6經(jīng)第二級帶傳動與軸4相連，且由一對滾動軸承支撐，故軸6的輸入功率為：</p><p>　　3.2.3 各軸輸出功率計算</p><p>　　軸4經(jīng)第二級帶傳動將動力輸出給軸6，故軸4的輸出功率為：</p><p>　　軸6由一對滾動軸承支撐，故軸6的輸出功率為：</p><p

39、>　　3.2.4 軸4的轉(zhuǎn)矩計算</p><p>　　電動機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　軸4的輸入轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p><b>　　軸4的輸出轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p>　　3.2.5 軸6的轉(zhuǎn)矩計算</p><p><b>

40、;　　軸6的輸入轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p><b>　　軸6的輸出轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p>　　整理上述計算出的運動和動力參數(shù)，如表3-1所示：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　第四章 打夯機(jī)傳動帶設(shè)計</p><p&g

41、t;　　4.1 第一級帶傳動設(shè)計</p><p>　　4.1.1 第一級帶傳動計算功率</p><p>　　經(jīng)查詢得工作情況系數(shù)=1.1，故傳動功率為：</p><p>　　=P=1.1×4=4.4kW</p><p>　　4.1.2 選擇V帶類型</p><p>　　根據(jù)計算功率，電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，經(jīng)查表得，

42、應(yīng)選用A型普通V帶,截面如圖4-1所示，各尺寸值如表4-1所示。</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　表4-1</b></p><p>　　4.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速</p><p>　?、俪踹x小帶輪的基準(zhǔn)直徑，經(jīng)查表得小帶輪的基準(zhǔn)直徑=90mm。

43、</p><p><b>　　②驗算帶速V如下：</b></p><p>　　因為 5m/s<V<30m/s ，故帶速符合要求。</p><p>　　③計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑為：</p><p>　　經(jīng)查表可得，可圓整為=280mm 。</p><p>　　4.1.4 確定V帶的中心距和

44、基準(zhǔn)長度</p><p>　?、俳?jīng)查表，初定中心距為=500mm。</p><p>　　②V帶所需的基準(zhǔn)長度為：</p><p>　　經(jīng)以上計算和查表選擇一級帶傳動的基準(zhǔn)長度為=1600mm</p><p>　?、塾嬎阋患墡鲃拥膶嶋H中心距為：</p><p>　　中心距的變化范圍計算為：</p><

45、;p>　　所以中心距的變化范圍為476~548mm。</p><p>　　4.1.5 驗算一級帶傳動小帶輪的包角</p><p>　　第一級帶傳動小帶輪的包角為：</p><p>　　4.1.6 計算第一級帶傳動的根數(shù)Z</p><p>　　①計算單根V帶的額定功率</p><p>　　根據(jù)，查表可得；根據(jù)，，且

46、選用A型普通帶，查表可得；查表可得，。所以單根V帶的額定功率為：</p><p>　　②第一級V帶傳動根數(shù)為：</p><p>　　所以應(yīng)取根數(shù)Z=4 。</p><p>　　4.1.7 計算單根V帶的張緊力的最小值</p><p>　　單根V帶的張緊力的最小值為：</p><p>　　因為所計算出的數(shù)據(jù)是最小張緊力值

47、，所以應(yīng)使該帶的實際張緊力值 。</p><p>　　4.1.8 計算壓軸力</p><p>　　對軸4的壓軸力的最小值為：</p><p>　　因為所計算出的數(shù)據(jù)是最小壓軸力值，所以應(yīng)使該帶的實際壓軸力值 。</p><p>　　4.1.9 第一級帶傳動帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　如附圖：零件編號為1001和1

48、002。</p><p>　　4.2 第二級帶傳動設(shè)計</p><p>　　4.2.1 帶輪轉(zhuǎn)速計算</p><p>　　根據(jù)圖2-1中所設(shè)，第二級帶傳動大帶輪即帶輪6的直徑為，且軸6的轉(zhuǎn)速，軸4的轉(zhuǎn)速，所以第二級帶傳動小帶輪的轉(zhuǎn)速為，大帶輪的轉(zhuǎn)速為。第二級帶傳動小帶輪直徑為：</p><p>　　4.2.2 計算帶速</p>

49、<p>　　第二級帶傳動的帶速為：</p><p>　　4.2.3 確定第二級帶傳動的中心距和基準(zhǔn)長度</p><p>　?、俪踹x帶所需的中心距為。</p><p>　?、谟嬎愕诙墡Щ鶞?zhǔn)長度為：</p><p>　　經(jīng)查表可選第二級帶傳動的基準(zhǔn)帶長為。</p><p>　?、塾嬎愕诙墡鲃訉嶋H中心距為：&

50、lt;/p><p>　　中心距的變化范圍為：</p><p>　　所以中心距的變化范圍為。</p><p>　　4.2.4 驗算小帶輪的包角</p><p>　　第二級帶傳動小帶輪的包角為：</p><p>　　所以該小帶輪包角符合條件。</p><p>　　4.2.5 計算第二級帶傳動的根數(shù)<

51、;/p><p>　?、儆嬎銌胃鵙帶的額定功率</p><p>　　根據(jù)，查表可得；根據(jù)，，且選用A型普通帶，查表可得；查表可得，。所以單根V帶的額定功率為：</p><p>　?、诘诙塚帶傳動的根數(shù)為：</p><p><b>　　所以取根數(shù)為。</b></p><p>　　4.2.6 計算單級V帶

52、的張緊力的最小值</p><p>　　查表得A型普通V帶的單位長度質(zhì)量，所以第二級帶傳動單級V帶的張緊力的最小值為：</p><p>　　4.2.7 計算壓軸力</p><p>　　第二級帶傳動的壓軸力最小值為：</p><p>　　4.2.8 第二級帶傳動帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　如附圖，零件編號為2001和

53、2002。</p><p>　　4.3 V帶疲勞強度及壽命校核</p><p>　　4.3.1 帶的工作應(yīng)力計算</p><p>　　帶在傳動過程中，其工作應(yīng)力情況如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-2</b></p><p>　　根據(jù)前面的計算得，第一級帶傳動的大小帶輪張緊力為，

54、而第二級帶傳動大小帶輪上的張緊力為，在計算帶輪壽命的過程中，本設(shè)計僅對通過對第二級帶傳動小帶輪上的應(yīng)力及帶的壽命進(jìn)行計算。選擇此帶輪的原因是：第二級帶傳動的張緊力比第一級的張緊力大，且其上的小帶輪直徑比大帶輪小，帶在小帶輪上的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多，對帶的影響也較為明顯。</p><p>　　第二級帶傳動的帶速已經(jīng)由4.2.2中計算出，為。所以帶傳動的有效圓周力為：</p><p>　　因為，其

55、中為傳動帶工作表面上的總摩擦力，又因為，所以可得：</p><p>　　所以緊邊拉力和松邊拉力：</p><p><b>　　張緊應(yīng)力為：</b></p><p>　　由于帶速，因此離心力可以忽略不計。</p><p>　　取普通V帶的彈性模量為E=300MPa，則帶繞在小帶輪上引起的彎曲應(yīng)力為：</p>

56、<p>　　V帶的疲勞強度條件為：</p><p>　　4.3.2 帶的壽命設(shè)計</p><p>　　帶的許用疲勞強度為：</p><p><b>　　第五章 軸的設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1 軸6的設(shè)計</b></p><p>　　5.1.1

57、初步確定軸6的尺寸</p><p>　　45鋼調(diào)制后冷熱加工性能優(yōu)良，機(jī)械性能較好，價格低廉，來源廣泛，所以本設(shè)計中軸的材料選用均選用45鋼調(diào)制使用。查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》可得45鋼調(diào)制的切變模量，剪切疲勞極限，許用單位扭轉(zhuǎn)角[θ]=1.0°/m。由于本設(shè)計產(chǎn)品需要人工操作，且工作條件一般較差，同時軸6是連接機(jī)體前后部分的重要零件，故應(yīng)該取較大的安全系數(shù)，此處取。所以軸的許用剪切應(yīng)力為。</p

58、><p>　　軸6上的最大轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　由扭轉(zhuǎn)強度條件可得：</p><p>　　由扭轉(zhuǎn)剛度條件可得：</p><p>　　綜合上述計算可得出：。初取軸6的直徑為。</p><p>　　5.1.2 軸6的整體設(shè)計</p><p>　　軸6上主要安裝的零件有第二級帶傳動大帶輪、夯頭架，

59、固定套筒，一對滑動軸承。所以軸6的長度應(yīng)該大于以上幾個零件寬度之和。因為工作時偏心塊繞軸6轉(zhuǎn)動，帶動夯頭夯擊地面，故在校核軸的尺寸時，主要考慮軸6彎曲變形。</p><p>　　查詢GBT2560-1991，選取一對HZ050的滑動軸承，其寬度B=75mm；大帶輪輪轂長度L=80mm，故初選軸6長度，其他尺寸如圖5-1所示。</p><p><b>　　圖5-1</b>

60、;</p><p>　　5.1.3 軸6的受力校核</p><p>　　由2.1.1可得軸6上所受的離心力，同時外加夯頭和第二級帶傳動大帶輪的重力合力G。</p><p><b>　　壓軸力</b></p><p>　　軸6的受力簡圖如圖5-2所示。</p><p><b>　　圖5-2

61、</b></p><p>　　根據(jù)以上受力簡圖可得出：</p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　由以上計算可以得出軸6所受彎矩圖如圖5-3所示。</p><p><b>　　圖5-3</b></p><p>　　參考《機(jī)械設(shè)計（第八版）》

62、，由于軸6只承受單向轉(zhuǎn)矩，為脈動循環(huán)變應(yīng)力，故折合系數(shù)應(yīng)取，則軸6所受的當(dāng)量彎矩為：</p><p>　　軸6所受的外加轉(zhuǎn)矩圖如圖5-4所示。</p><p><b>　　圖5-4</b></p><p>　　軸6所受的當(dāng)量彎矩如圖5-5所示。</p><p><b>　　圖5-5</b></

63、p><p>　　查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》可得45鋼調(diào)制在對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力。軸6的計算應(yīng)力為：</p><p>　　軸的彎扭合成強度條件為：</p><p>　　所以軸6強度符合條件，即軸6所選尺寸合適。</p><p><b>　　5.2 軸4的設(shè)計</b></p><p>　　5.

64、2.1 初步確定軸4的尺寸</p><p>　　軸4同樣選用45鋼調(diào)制，所以各許用值與軸6基本相同。</p><p>　　軸4上的最大轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　由扭轉(zhuǎn)強度條件可得：</p><p>　　由扭轉(zhuǎn)剛度條件可得：</p><p>　　綜合上述計算可得出：。初取軸4的直徑為。</p><

65、p>　　5.2.2 軸4的整體設(shè)計</p><p>　　軸4上安裝的主要零件有第一級帶傳動的大帶輪、第二級帶傳動的小帶輪、兩對滑動 軸承，所以軸4的長度應(yīng)該大于以上幾個零件寬度之和。查詢GBT2560-1991，選取一對HZ045的滑動軸承，其寬度B=70mm；第一級帶傳動大帶輪輪轂長度L=65mm，第二級帶傳動小帶輪輪轂長度L=故初選軸4長度，其他尺寸如圖5-6所示。</p><p&

66、gt;<b>　　圖5-6</b></p><p>　　5.2.3 軸4的受力校核</p><p>　　查詢手冊可得45鋼的密度為，所以軸4的重力為：</p><p>　　第二級帶傳動小帶輪的重力為：</p><p>　　第一級帶傳動大帶輪的重力為：</p><p><b>　　壓軸力&

67、lt;/b></p><p>　　軸4的受力簡圖如圖5-7所示。</p><p><b>　　圖5-7</b></p><p>　　根據(jù)以上受力簡圖可得出：</p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　由以上計算可以得出軸4所受彎矩圖如圖5-8所

68、示。</p><p><b>　　圖5-8</b></p><p>　　參考《機(jī)械設(shè)計（第八版）》，由于軸4只承受單向轉(zhuǎn)矩，為脈動循環(huán)變應(yīng)力，故折合系數(shù)應(yīng)取，則軸4所受的當(dāng)量彎矩為：</p><p>　　軸4所受的外加轉(zhuǎn)矩圖如圖5-9所示。</p><p><b>　　圖5-9</b></p&

69、gt;<p>　　軸4所受的當(dāng)量彎矩如圖5-10所示。</p><p><b>　　圖5-10</b></p><p>　　查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》可得45鋼調(diào)制在對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力。軸4的計算應(yīng)力為：</p><p>　　軸4的彎扭合成強度條件為：</p><p>　　所以軸4強度符合條件

70、，即軸4所選尺寸合適。</p><p>　　5.3 與電動機(jī)相連的軸的設(shè)計</p><p>　　5.3.1 初步確定該軸的尺寸</p><p>　　該軸材料同樣選用45鋼調(diào)制。</p><p>　　由于該軸通過聯(lián)軸器與電動機(jī)相連，故該軸上的外加轉(zhuǎn)矩為：</p><p>　　由扭轉(zhuǎn)強度條件可得：</p>&

71、lt;p>　　由扭轉(zhuǎn)剛度條件可得：</p><p>　　綜合上述計算可得出：。初取該軸的直徑為。</p><p>　　5.3.2 該軸的整體設(shè)計</p><p>　　該軸上只安裝了第一級帶傳動小帶輪，初選該軸長度為，其他尺寸如圖5-11所示。</p><p><b>　　圖5-11</b></p>&

72、lt;p>　　第六章 鍵的選擇與校核</p><p>　　6.1 第一級帶傳動小帶輪鍵的選擇與校核</p><p>　　6.1.1 鍵的選擇</p><p>　　在本設(shè)計中，所選擇的鍵的類型均為A型圓頭普通平鍵，其材料為45鋼。因為預(yù)計其強度符合要求，且成本低廉。</p><p>　　第一級帶傳動小帶輪所在軸為與電動機(jī)通過聯(lián)軸器相聯(lián)的軸

73、，其公稱直徑，設(shè)其上的鍵為鍵1。查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，選擇選擇正常連接方式，鍵長，可得鍵1及其鍵槽的尺寸如表6-1所示。</p><p><b>　　表6-1</b></p><p>　　6.1.2 鍵的校核</p><p>　　因為普通平鍵連接，其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，本設(shè)計

74、中 只按工作面上的擠壓力進(jìn)行強度校核計算。平鍵連接傳遞轉(zhuǎn)矩時，連接中各零件的受力情況如圖6-1所示。</p><p><b>　　圖6-1</b></p><p>　　假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為：</p><p>　　式中：k為鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h。</p><p>　　l為

75、鍵的工作長度，l=L-b。</p><p>　　經(jīng)查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》取沖擊載荷下，鋼制普通平鍵的許用擠壓應(yīng)力為。</p><p><b>　　鍵1的強度校核為：</b></p><p><b>　　所以鍵1符合要求。</b></p><p>　　6.2 第一級帶傳動大帶輪鍵的選擇與校核<

76、;/p><p>　　6.2.1 鍵的選擇</p><p>　　第一級帶傳動大帶輪在軸4上，軸4公稱直徑，設(shè)該帶輪上的鍵為鍵2。查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，選擇，選擇正常連接方式，鍵長，可得鍵2及其鍵槽的尺寸如表6-2所示。</p><p><b>　　表6-2</b></p><p>　　6.2.2 鍵的校核&l

77、t;/p><p><b>　　鍵2的強度校核為：</b></p><p><b>　　所以鍵2符合要求。</b></p><p>　　6.3 第二級帶傳動小帶輪鍵的選擇與校核</p><p>　　6.3.1 鍵的選擇</p><p>　　第二級帶傳動小帶輪在軸4上，軸4公稱直徑，

78、設(shè)該帶輪上的鍵為鍵3。查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，選擇，選擇正常連接方式，鍵長，可得鍵3及其鍵槽的尺寸如表6-3所示。</p><p><b>　　表6-3</b></p><p>　　6.3.2 鍵的校核</p><p><b>　　鍵3的強度校核為：</b></p><p><

79、b>　　所以鍵3符合要求。</b></p><p>　　6.4 第二級帶傳動大帶輪鍵的選擇與校核</p><p>　　6.4.1 鍵的選擇</p><p>　　第二級帶傳動大帶輪在軸6上，軸6公稱直徑，設(shè)該帶輪上的鍵為鍵4。查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，選擇，選擇正常連接方式，鍵長，可得鍵4及其鍵槽的尺寸如表6-4所示。</p>

80、;<p><b>　　表6-4</b></p><p>　　6.4.2 鍵的校核</p><p><b>　　鍵4的強度校核為：</b></p><p><b>　　所以鍵4符合要求。</b></p><p>　　第七章 緊固螺栓的選擇與強度校核</p>

81、;<p>　　7.1 軸6上軸承座與夯頭連接螺栓的選擇與校核</p><p>　　7.1.1 螺栓的選擇</p><p>　　本設(shè)計中的螺栓全部采用價格較低的GB/T5782-2000六角頭螺栓A級。由于該處螺栓連接軸6軸承座與夯頭，該處螺栓在工作時主要受到螺栓軸向拉壓的影響。經(jīng)查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，現(xiàn)初步選取GB/T 5780 M24×90螺栓四

82、個。</p><p>　　7.1.2 螺栓的校核</p><p>　　夯頭抬升時，螺栓上的應(yīng)力由減去軸6的重力和第二級帶傳動大帶輪的重力造成。而當(dāng)夯頭下降時，螺栓上的應(yīng)力由夯頭的重力造成，此時應(yīng)力比上升時的應(yīng)力大，所以選擇此種情況下對螺栓進(jìn)行校核。</p><p>　　此時單個螺栓所受的最大工作拉力為：</p><p>　　此處為一搬連接，工

83、作載荷穩(wěn)定，查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》取殘余預(yù)緊力，所以單個螺栓的總拉力為：</p><p>　　查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》，性能等級為8.8的螺栓抗拉強度極限，取安全系數(shù)為n=5，則螺栓許用拉應(yīng)力，于是該處螺栓的計算拉伸強度為：</p><p>　　所以該處所選螺栓符合條件。</p><p>　　7.2 偏心塊與輪4連接螺栓的強度校核</p><

84、;p>　　7.2.1 螺栓的選擇</p><p>　　此處同樣選擇GB/T 5780—2000 M20×120螺栓兩個。</p><p>　　7.2.3 螺栓的校核</p><p>　　在工作的過程中，該處螺栓受到的主要力為偏心塊在轉(zhuǎn)動過程中對其的剪切力。故在校核其強度時，只需檢驗離心力對螺栓的剪切。</p><p>　　

85、單個螺栓所受剪切工作力為：</p><p>　　取，許用擠壓應(yīng)力，所以該處螺栓的擠壓強度為：</p><p>　　取許用剪切應(yīng)力，所以該處的剪切強度為：</p><p>　　綜合上述計算，該處所選螺栓符合條件。</p><p>　　第八章 聯(lián)軸器的選擇</p><p><b>　　8.1 類型選擇</b

86、></p><p>　　由于剛性聯(lián)軸器具有構(gòu)造簡單，成本低廉，可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，對稱性較好等特點。所以優(yōu)先考慮剛性聯(lián)軸器中的凸緣聯(lián)軸器。</p><p><b>　　8.2 載荷計算</b></p><p><b>　　公稱轉(zhuǎn)矩為：</b></p><p>　　查詢《機(jī)械設(shè)計（第八版）》，得工作

87、情況系數(shù)。所以計算轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　8.3 型號參數(shù)</b></p><p>　　型凸緣聯(lián)軸器的主要參數(shù)如 表9-1所示。</p><p>　　8.4 校核最大轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　被連接軸的轉(zhuǎn)速為：</b></p><p>　　所以選用次聯(lián)軸

88、器符合要求。</p><p>　　第九章 夯頭架及底座的外形設(shè)計</p><p>　　9.1 夯頭架外形尺寸設(shè)計</p><p>　　9.1.1 材料選擇</p><p>　　本設(shè)計中夯頭架選用鑄造加焊接制作。因為夯頭架受</p><p>　　.3沖擊力，查詢《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第三版）》，選用焊接性能良好且塑性高

89、于鑄鐵的牌號為ZG230-450的鑄造碳鋼。其抗拉強度，屈服強度為。</p><p>　　9.1.2 外形尺寸設(shè)計</p><p>　　夯頭架示意圖如圖9-1所示，其中夯頭架與夯頭之間為焊接。</p><p><b>　　圖9-1</b></p><p>　　圖9-1中，夯頭架各部分橫截面全部為矩形。選用矩形的原因是矩形

90、截面制造方便，且便于焊接與其他零件的安裝。</p><p>　　①由于夯頭架與軸4相連，此處取夯頭架的厚度為B=20mm。夯頭架尺寸截面處的主要受力為離心力。取安全系數(shù)為，取許用拉應(yīng)力為。所以此處計算為：</p><p><b>　　取。</b></p><p>　　②尺寸處截面的主要受力為總力F。所以此處計算為：</p><

91、;p><b>　　取。</b></p><p>　　9.1.3 夯頭架的整體尺寸</p><p>　　夯頭架的整體尺寸如附圖所示。</p><p><b>　　9.2 底座設(shè)計</b></p><p>　　查詢《課程設(shè)計機(jī)械設(shè)計手冊（第三版）》，底座上的各數(shù)據(jù)如表9-1所示。</p>

92、;<p><b>　　表9-1</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考資料：</b></p><p>　　[1] 《機(jī)械設(shè)計（第八版）》，高等教育出版社，濮良貴 紀(jì)名剛主編，2006年5月第八版；</p><p>　

93、　[2] 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》，北京大學(xué)出版社，許瑛主編，2008年8月第1版；</p><p>　　[3] 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》，科學(xué)出版社，鞏云鵬，田萬祿，張偉華，黃秋波主編，2008年3月第一版；</p><p>　　[4] 《機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計》，機(jī)械工業(yè)出版社，王之櫟 王大康主編，2009年1月第二版；</p><p>　　[5] 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》，

94、高等教育出版社，李育錫主編，2008年6月第1版；</p><p>　　[6] 《機(jī)械原理（第七版）》，高等教育出版社，孫桓，陳作模，葛文杰主編，2006年5月第七版；</p><p>　　[7] 《機(jī)械制圖（第2版）》，機(jī)械工業(yè)出版社，馬希青主編，2004年9月第2版；</p><p>　　[8] 《互換性與技術(shù)測量》，中國計量出版社，廖念釗 莫雨松 李碩根 楊興

95、駿編著，2005年8月第1版。</p><p><b>　　課程設(shè)計心得</b></p><p>　　經(jīng)過近一個多月的努力,我們終于將機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計做完了.在這次課程設(shè)計的過程中,我們遇到了許多困難,一遍又一遍的計算,一次又一次的設(shè)計方案修改，這都暴露出了之前我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足，計算出現(xiàn)了很多小問題，令我們非?？鄲?后來在同學(xué)的幫助和我們的深入研究之下,

96、我們找到了問題所在之處,并將之解決。同時我們對所學(xué)的機(jī)械設(shè)計的相關(guān)知識也有了進(jìn)一步的了解。</p><p>　　盡管這次作業(yè)的時間是漫長的,過程是曲折的,但收獲是頗豐的。我們不僅僅掌握了設(shè)計一個完整機(jī)械的步驟與方法；也對機(jī)械制圖、CAXA、PS、Pro/E 等軟件有了更進(jìn)一步的掌握。對我們來說,收獲最大的是方法和能力。那些分析和解決問題的方法與能力，在整個過程中，我們發(fā)現(xiàn)我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認(rèn)識

97、，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)。在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)。最后感謝我的好搭檔尚楷勇同學(xué)，很高興能有機(jī)會能與你合作，也從你的身上學(xué)到了很多優(yōu)點。因為有你，繁重的課程設(shè)計變得簡單起來。</p><p>　　總體來說,我們覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫