星型定量給料機(jī)的設(shè)計(jì)【螺旋定量給料機(jī)】【說明書+CAD】

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數(shù)控銑床用于螺旋斜面齒輪的表面雕刻加工 摘要： 齒輪作為動力傳動系統(tǒng)是現(xiàn)代精密機(jī)器中關(guān)鍵的組成部分，由于它的復(fù)雜和唯一特點(diǎn)，齒輪經(jīng)常被一些特定的工具設(shè)計(jì)制造，例如滾齒和插齒機(jī)器，這個論文中，我們打算用一個三軸數(shù)控銑床和一個旋轉(zhuǎn)平臺來制造螺旋斜面齒輪（齒輪生產(chǎn)中最復(fù)雜的一種），這其中包括A落選斜面齒輪的幾何模型，B數(shù)控銑床的加工計(jì)劃，C為四軸和四分之三軸控制的刀具走刀途徑和執(zhí)行計(jì)算程序，在這種方法下，實(shí)驗(yàn)性的切割已經(jīng)做的很有效，這種方法是在四分之三軸的代碼下控制的數(shù)控銑床下工作的。 1介紹： 作為動力傳動方式，在現(xiàn)在工業(yè)機(jī)械中齒輪是非常有效和準(zhǔn)確的系統(tǒng)，在各種類型的齒輪中（圖片一），螺旋斜面齒輪是最復(fù)雜的一種，在有角度錯開的軸中傳遞扭矩先前的研究主要關(guān)注于齒輪的設(shè)計(jì)于分析，在【1-9】中螺旋斜面齒輪的幾何特點(diǎn)和設(shè)計(jì)參數(shù)已經(jīng)做了詳細(xì)的研究，TSAI 和CHIN在基本齒輪動力學(xué)和切面漸開線幾何學(xué)的基礎(chǔ)上提出了斜齒面數(shù)學(xué)表面模型。之后，在球面漸開線的基礎(chǔ)上，這個模型與其它的模型相比較，最近SHUNMUGAM在【8，9】提出了一個完全不同的模型，在正常的偏離情況下已經(jīng)證明了他的精確性（與在特定工具下加工制造的螺旋斜面齒輪相比較） 在能涉及到的制造業(yè)中，在先前的工作中，齒輪都是在特定的機(jī)器刀具類型下被加工的，比如滾齒和插齒加工，這有可能是為什么在開放研究的領(lǐng)域齒輪加工稀少的原因。事實(shí)上，沒有螺旋斜面齒輪的表面加工的走刀路徑的研究結(jié)果，雖然有一些權(quán)威人士提出用數(shù)控銑床進(jìn)行螺旋齒面加工的可能性。最近，基于數(shù)控機(jī)床的齒輪加工刀具在工業(yè)實(shí)踐中已經(jīng)有了發(fā)展和提高（圖片2）。然而，他們的結(jié)構(gòu)框架還是與工業(yè)數(shù)控機(jī)床有著不同，因?yàn)橄惹暗氖俏灰恍┨囟ǖ牡毒咴O(shè)計(jì)的。 在這篇論文中，我們嘗試用一臺三軸銑床和一個旋轉(zhuǎn)平臺通過表面雕刻加工的方法來制造加工螺旋斜面齒輪。從加工效率上說，很顯然表面雕刻加工要明顯的低于用特定工具加工，除了加工效率問題，表面雕刻加工方法在以下方面具有優(yōu)勢，(1)傳統(tǒng)的加工方法需要在專用于各種不同類型大小，幾何形狀的各種齒輪特定刀具和機(jī)器有一部分的投資，（2）通過表面加工方法，用工業(yè)數(shù)控銑床可以加工制造很寬范圍的齒輪，（3）有些特定的齒輪，例如直徑超過1000毫米的大齒輪，還有重齒輪，都可以用表面雕刻方法來加工，而不是用專用齒輪加工工具，除了一些特定限制的情況。 從以上觀點(diǎn)可以看出，我們主要關(guān)注于表面雕刻加工方法的能力方面，包括幾何加工精度，表面質(zhì)量，還有加工時間。除了加工效率方面，如果表面雕刻加工方法表現(xiàn)的不錯的話，它可以在工業(yè)生產(chǎn)中通過數(shù)控機(jī)床加工大型的螺旋斜面加工。同時加工效率不被重視。在這篇論文中，提供了一個全面的加工技術(shù)包括幾何模型，加工工序，刀具途徑計(jì)算程序和實(shí)驗(yàn)證據(jù)。 2 螺旋斜面齒輪的幾何模型 一般的，螺旋斜面齒輪的幾何模型會給定一系列的特定參數(shù)，這些特定參數(shù)有一個工程制圖提供，像圖片3中展示，一些參數(shù)（主要參數(shù)）需要用幾何定義，一些參數(shù)（輔助參數(shù)）通過計(jì)算方程式獲得，表一總結(jié)了一些關(guān)鍵的參數(shù)以及一些參數(shù)的之間的關(guān)系。 利用一些參數(shù)，表面模型可以通過以下獲得，根據(jù)圖片4的說明，在兩齒輪中的表面可以通過一大部分曲線沿著螺旋線來做模型，這部分曲線有五部分組成，S是部分I的參數(shù)，沿著螺旋曲線命名W為參數(shù)，表面模型可以在圖片4中通過S來表現(xiàn)。 S和S是漸開線曲面，S和S是切平面曲面，S是地平面曲面，SS和S提供間隙在運(yùn)動過程中。漸開線曲面在大齒輪（齒輪有這樣的分類，大的一個叫做GEAR，小的一個叫做PINION）和小齒輪的接觸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中是關(guān)鍵曲面。.在下面中，我們提供一種方法來獲得小齒輪的表面模型S。 落選斜面齒輪的漸開線在球體中被定義，叫做球面漸開曲線，考慮螺旋斜面小齒輪的大部分，W是在圖表一中的圓錐半徑，這時，一個參照圓的半徑W和一個基圓的半徑R，D和@分別代表了小齒輪的內(nèi)徑和壓力角，這個可以從參考面通過角度距離在基圓上限制這些點(diǎn)，這些點(diǎn)可以唯一的定義為參數(shù)U，還有通過參數(shù)U的利用，源自參考圓中心的？圓的半徑W也將被唯一的確定，這是，螺旋切點(diǎn)是在？圓上，他的長度與沿著基圓的長度相同，通過改變參數(shù)U從0到U，和改變參數(shù)W從R到R-b，在直斜面齒輪上球面螺旋曲線可以確定， 是基圓圓錐角度，涉及參考配合框架A提出P，涉及B找到P的位置的過程如下， 在螺旋斜面小齒輪，球面漸開線是沿著螺旋曲線而旋轉(zhuǎn)，在對數(shù)函數(shù)，螺旋曲線，圓形曲線，螺旋線的廣泛應(yīng)用下，圓切割螺旋曲線在本論文中應(yīng)用。 3.斜面齒輪的加工制作 用數(shù)控銑床來加工落選斜面齒輪，得到成功結(jié)果的關(guān)鍵在于走刀途徑，在走刀過程中，各種各樣的因素都要考慮進(jìn)去，（1）機(jī)械加工的表面精度和加工質(zhì)量，（2）加工時間，（3）加工的機(jī)械刀具的機(jī)構(gòu)表面。 3.1 刀具結(jié)構(gòu)表面 關(guān)于刀具結(jié)構(gòu)加工表面，很顯然在加工過程中數(shù)控銑床要進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，基于機(jī)械運(yùn)動分析，數(shù)控銑床加工螺旋斜面齒輪至少通過四軸控制機(jī)構(gòu)來滿足要求，這樣一個旋轉(zhuǎn)平臺也要三軸的銑床，機(jī)械加工工具的能力基本要求是：（A）四軸必須同時控制（一軸為旋轉(zhuǎn)平臺，另三軸運(yùn)動為切削工具）（B）只有四分之三可以同時控制，后者叫做輔助軸控制系統(tǒng)，在工業(yè)實(shí)踐中我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)第四軸控制旋轉(zhuǎn)平臺運(yùn)動，其他三軸控制刀具切割運(yùn)動，在這篇論文中，我們提供一種刀具計(jì)算程序關(guān)于其結(jié)構(gòu)表面。 3.2 加工步驟 工件以圓錐線通過回轉(zhuǎn)制作加工出來，工序加工通過幾個步驟完成，（1）用幾把端銑刀進(jìn)行粗加工，（2）幾把球銑刀進(jìn)行半精加工，（3）一把球銑刀進(jìn)行精加工，為縮短加工時間，粗加工和半精加工我們選用一把大的刀具，精加工的要求已經(jīng)確定，半精加工去除不平滑表面，在精加工過程中，整個表面用一把直徑為D的銑刀加工，這是為了防止在換刀過程中在表面上留下切削痕跡，在本片論文中為簡便省略了粗加工和半精加工的計(jì)算程序。 3.3精加工的走刀途徑 表面模型S是一把半徑是R的球形銑刀加工的，根據(jù)以上提到的漸開線表面S和S是最重要的表面，其精度要嚴(yán)格的控制，我們的方法是基于CC特定參數(shù)框架，CC點(diǎn)是特定參數(shù)表面模型的樣本，為了提高加工效率，刀具沿著W方向的運(yùn)動是可以選擇的。在下列中，自由干涉CL數(shù)據(jù)S已經(jīng)給出，相同的他可以求出S和C，在切線上定義O而C由銑刀中心確定，基于【6】可以由W通過以下所得，，其中 在相配框架的切線平面中圖片5的已經(jīng)給出，我們可以通過以下方式把他轉(zhuǎn)化成，如下所示，其中 這說明的是螺旋線的特定要素不僅由球面漸開線的大小決定，還有螺旋線的旋轉(zhuǎn)數(shù)量決定，截止以前的討論螺旋點(diǎn)的半表面模型可以有以下公式得到。，其中 3.31刀具球面干涉處理 在獨(dú)立特定參數(shù)CC點(diǎn)，這個刀具中心是 是在上的正常結(jié)矢量?？紤]這些東西，（a）刀具大小比小邊橫截面要小，（b）是凸面的不會跟大部分的cc點(diǎn)發(fā)生干涉，除非它們與相接近，。準(zhǔn)確的說，在邊界區(qū)域CC點(diǎn)是唯一刀具球面干涉發(fā)生的地方，如果有刀具干涉發(fā)生，在隨后的加工過程中CC點(diǎn)將要移動一小段刀具尺寸?？晒┻x擇的，我們可以允許刀具半圓鑿出現(xiàn)在這一區(qū)域因?yàn)?，（a）過度切割的在S區(qū)域，(b)這個區(qū)域提供了大齒輪與小齒輪的間隙，（c）輕微的過度切割是可以允許的，基于上述有效的計(jì)算干涉檢測和處理，計(jì)算程序得到了發(fā)展。 3.3.2刀具軸線干涉處理 相對與刀具干涉，還有另一種干涉叫做刀具軸線干涉在混合軸的機(jī)器中，這里刀具目標(biāo)發(fā)生了變化，刀具軸線干涉可以通過改變刀具目的而避免，這樣刀具本體就不會與表面區(qū)域發(fā)生干涉，刀具軸線干涉可以用兩種方法處理（a）發(fā)現(xiàn)刀具發(fā)生干涉，接著對刀具軸線進(jìn)行調(diào)整，（b）找出一個可以接受的刀具軸線干涉范圍，我們選擇第二中方法，在下面我們提供一種非常有效的方法來找出可行的范圍如圖8所描述的兩條邊界線A和A中的CC點(diǎn)。 設(shè)想刀具中心和他的正常聯(lián)合矢量分別有C和來表示，在四軸結(jié)構(gòu)的道具運(yùn)動被定義為CL線，C作為CL線上的補(bǔ)償點(diǎn)，說明，認(rèn)為找到T是一個問題，定義干涉軸為為V和左邊的切線為C，關(guān)于干涉軸的旋轉(zhuǎn)如下：, 初始化T在左邊切線上，T跟這C更新如果下邊更新條件滿足這個條件可以通過以下幾何觀察獲得定義?為繞A旋轉(zhuǎn)沿CC的角度，第一最關(guān)鍵的點(diǎn)是有最大角度的補(bǔ)償點(diǎn)，這樣Ｔ根據(jù)Ｃ變化，但是Ｔ不根據(jù)Ｃ變化，從Ｃ穿過Ｃ找到Ｔ，找到Ｔ是非常簡單出了一些更新條件： 3.4四軸同步控制的數(shù)控機(jī)床代碼編輯 因?yàn)椋茫命c(diǎn)，我們將得到兩點(diǎn)，自由評測中心Ｃ點(diǎn)，可行的刀具軸線范圍的關(guān)鍵兩點(diǎn)和，通過這些，數(shù)控機(jī)床代碼，前三個參數(shù)是刀具頂部位置和＠是旋轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)角度，可以通過以下公式計(jì)算。說明可行的范圍是刀具軸線不發(fā)生干涉的，他可以被認(rèn)為有點(diǎn)Ｃ和兩個關(guān)鍵軸Ａ和Ａ所定義的圓錐體，通過刀具中心和兩個關(guān)鍵點(diǎn)Ｔ和Ｔ，通過這兩個點(diǎn)自由干涉刀具中心可以由中間軸決定，一般來說，刀具軸線矢量不與旋轉(zhuǎn)軸線統(tǒng)一在四軸結(jié)構(gòu)中工件由旋轉(zhuǎn)平臺定位他必須沿著刀具軸線矢量在一直線上，在接近ＣＣ點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角度由刀具軸線矢量平行與ＸＺ線決定，分解刀具軸線為，旋轉(zhuǎn)角度為＠，義＠度旋轉(zhuǎn)工件，刀具頂部位置由以下確定 3.5四分之三軸的數(shù)控機(jī)床代碼編輯 為了執(zhí)行以上數(shù)控機(jī)床代碼，與四軸控制同步是必須的，因?yàn)樗妮S同步數(shù)控機(jī)床代碼有可能隨時變化。這樣，在四分之三軸不能執(zhí)行以上的數(shù)控機(jī)床代碼，最多三軸可以同時控制。像早前描述的，四分之三軸控制一般應(yīng)用與旋轉(zhuǎn)平臺與第四軸相干涉的機(jī)器刀具控制的工業(yè)生產(chǎn)中，對于四分之三軸控制，四軸中必須有一個保持固定不變，在這篇論文中，我們保持Y與刀具的頂部位置相配合為Y，對于四軸控制，我們用可取范圍的中心軸為刀具軸線，對于四分之三軸，中心軸不在是刀具軸心，在因?yàn)榈毒唔敹宋恢脃不是與其他類型相同，我們的方法是通過Y來決定刀具軸矢量如下， 步驟1ＣＣ在１到Ｎ之間，ＣＣ是在Ｗ方向獨(dú)立參數(shù)曲線第ICC點(diǎn)，N是在曲線撒謊那個的CC點(diǎn)的一點(diǎn)。 1轉(zhuǎn)換可選范圍成旋轉(zhuǎn)角度 2轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)角度成Y值 值得注意的是改變Y值就是改變結(jié)構(gòu)，一般情況，只要Y可取，我們要縮小結(jié)構(gòu)的數(shù)量，這是為了提高生產(chǎn)效率，還有這種結(jié)構(gòu)的改變不會影響道結(jié)構(gòu)的表面質(zhì)量，通過重新設(shè)定刀具的切割方向，從先前的CC點(diǎn)到下一組的CC點(diǎn)。 4 試驗(yàn)證明 提出的方法由一種發(fā)展的CAM雛形來檢測，包括幾何模型，刀具途徑計(jì)算程序，圖線模擬模型。檢查刀具途徑計(jì)算程序像圖表12所表示，（這個實(shí)體模型由CAM幾何模型系統(tǒng)產(chǎn)生），這個例子也是大小齒輪的一部分，參數(shù)像圖3中表示的一樣，這個工件是合金材料，。 銑削運(yùn)動在有圖表2中所示的試驗(yàn)條件在我們的實(shí)驗(yàn)室中有四分之三軸數(shù)控機(jī)床完成，這個被叫做的補(bǔ)充四周的旋轉(zhuǎn)平臺與原先的三軸控制是相互沖突的，機(jī)器的部件在圖表13中表示，刀具的結(jié)構(gòu)表面和試驗(yàn)刀具的享百年分別在圖表14和15中表示。 很顯然，機(jī)器表面的形狀和質(zhì)量是相當(dāng)好，與通過偏離機(jī)器刀具生產(chǎn)的齒輪相比看不出有什么問題，為了要精度更準(zhǔn)確些我們用CMM來測量機(jī)器齒輪的齒，顯示單一約束錯誤，比鄰約束錯誤，還有形成約束錯誤。（第15齒的刀具加工有可能引起過度約束錯誤，精加工用幾把刀具，但要有一把來加工第15齒），為了工作效率大小齒輪的都安置在一個機(jī)床上，齒輪嚙合檢測通過旋轉(zhuǎn)小齒輪到1000RPM 這種旋轉(zhuǎn)很柔和沒有噪音，在圖表16中表示了齒輪嚙合區(qū)域的情況，別的錯誤例如齒輪輪廓和旋轉(zhuǎn)曲線的構(gòu)成都與計(jì)算機(jī)的模型有很好的符合，詳細(xì)的結(jié)果與錯誤測量方法進(jìn)會在以后的論文中給出。 5總結(jié)評論 在這篇論文中我們試圖用表面雕刻方法通過數(shù)控銑床來加工旋轉(zhuǎn)斜面齒輪，為了這個目的，我們提供表面模型和刀具途徑計(jì)算程序，表面模型接受齒輪參數(shù)作為輸出和輸入半?yún)?shù)的表面模型這樣可以通過CC參數(shù)框架來獲得刀具的加工途徑，前期的工作涉及到了設(shè)計(jì)方面和半?yún)?shù)表面米型不能獲得，在這篇論文中，刀具途徑的計(jì)算程序是基于CC參數(shù)框架的，刀具途徑計(jì)算程序，幾何精度和表面質(zhì)量還有機(jī)器刀具結(jié)構(gòu)是在一起開發(fā)的， 通過刀具計(jì)算程序，旋轉(zhuǎn)曲面精確加工可以在沒有刀具大小和軸線干涉的情況下通過四軸和四分之三軸控制。還有，我們通過齒輪的幾何特性來減少計(jì)算的復(fù)雜性。 表面模型的有效性已經(jīng)由是基督生產(chǎn)所證明，顯示很好的 吻合性，因?yàn)榘雲(yún)?shù)模型是在齒輪的參數(shù)定義的基礎(chǔ)上獲得的，即使稍有點(diǎn)不吻合，一對齒輪的配合也是可以接受的，一對齒輪是通過齒輪嚙合來檢測的，顯示平滑的沒有噪音的運(yùn)動，比較傳統(tǒng)方法和偏離機(jī)器刀具，這個方法可以提供任何螺旋斜面齒輪的加工，只要提供了幾何模型，還有他可以用來實(shí)際生產(chǎn)一些大的或者重載的齒輪，這些是傳統(tǒng)加工方法不能生產(chǎn)的，加工步驟的簡化和時間的縮短還需要深一步的研究。 附件2 外文資料 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù) 機(jī)電系 填寫時間： 年 月 日 課題名稱 星型定量給料機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)、學(xué)號 畢業(yè)設(shè)計(jì) 基本要求、重點(diǎn)需要 研究的問題 基本要求 （1）水平輸送，輸送長度為2600mm （2）輸送能力Q=0.6～10t/h （3）螺旋直徑D=300mm、螺距s=300mm (4) 電機(jī)功率1.5KW 重點(diǎn)研究的問題 1.了解星形定量給料機(jī)的作用，分析現(xiàn)有螺旋定量給料機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，探究螺旋定量給料機(jī)的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機(jī)的機(jī)械傳動與控制技術(shù)的特點(diǎn)與螺旋定量給料機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，尤其是定量給料機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 3.星形定量給料機(jī)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)主要參數(shù)，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運(yùn)動分析。 4. 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行星形定量給料機(jī)總機(jī)系統(tǒng)的z裝配設(shè)計(jì)，包括電機(jī)及驅(qū)動裝置的選擇、槽體設(shè)計(jì)圖、出料口設(shè)計(jì)和進(jìn)料口設(shè)計(jì)以及螺旋體設(shè)計(jì)等零部件設(shè)計(jì)。 計(jì)劃 進(jìn)度 安排 第一周主要是我們選擇自己的課題和導(dǎo)師向我們解釋課題的一些主要問題 第二周到第三周我們根據(jù)自己選擇的課題和根據(jù)老師的要求我們大概的畫出我們的主要模型和一些初步的資料 第四周根據(jù)到時給的參數(shù)計(jì)算出主要尺寸 第五到第六周根據(jù)尺寸畫出裝配圖 第七周畫出軸的零件圖和說明書的目錄的排版 第八周畫出殼體的零件圖和對說明書一些的完成 第九周對說明書繼續(xù)完整 應(yīng)收集 的資料 及主要 參考文獻(xiàn) 對定量給料機(jī)的熟悉和收集一些主要的零件圖片和一些計(jì)算公式，對定量給料機(jī)的原理和運(yùn)行深入的了解 指導(dǎo)教師（簽名）： 職稱： 系（教研室）主任（簽名）： 分管院長（簽章）： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告 設(shè)計(jì)題目： 星型定量給料機(jī)的設(shè)計(jì) 專業(yè)年級： 學(xué) 號： 姓　 名： 指導(dǎo)教師、職稱： 年 月 日 一、本設(shè)計(jì)課題的目的意義，主要及擬解決的關(guān)鍵性問題（附參考文獻(xiàn) 目的意義： 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的給料機(jī)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)生活的要求，設(shè)計(jì)出一種高能高效的定量給料機(jī)是非常必要的。星型給料機(jī)是一種新型給料設(shè)備，可將干燥粉狀或小顆粒狀物料均勻地輸送給受料裝置，同時具有鎖風(fēng)、隔壓功能，能有效地解決有壓差情況下的給料，特別適用于化工、制藥、食品等行業(yè)。它對解決不漏料，不漏粉末，鎖氣封同時在旋轉(zhuǎn)過程中不卡料，并且設(shè)備能連續(xù)不斷穩(wěn)定運(yùn)行，而且振動小，噪音低及便于操作和維護(hù)都有自身的優(yōu)勢。 主要解決的關(guān)鍵性問題： 1.了解星形定量給料機(jī)的作用，分析現(xiàn)有螺旋定量給料機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，探究螺旋定量給料機(jī)的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機(jī)的機(jī)械傳動與控制技術(shù)的特點(diǎn)與螺旋定量給料機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，尤其是定量給料機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 3.星形定量給料機(jī)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)主要參數(shù)，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運(yùn)動分析。 4. 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行星形定量給料機(jī)總機(jī)系統(tǒng)的z裝配設(shè)計(jì)，包括電機(jī)及驅(qū)動裝置的選擇、槽體設(shè)計(jì)圖、出料口設(shè)計(jì)和進(jìn)料口設(shè)計(jì)以及螺旋體設(shè)計(jì)等零部件設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn)： [1] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì).第四版. 高等教育出版社, 2003.4 [2] 龔湘義. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書. 第二版.高等教育出版社, 2004.4 [3] 徐景.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992. 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It is used in powder or granular materials the automatic intermittent or continuous measurement (dosing), such as activated carbon, PVC particles, carbon black, titanium dioxide, pigments, cement, sand, soda, urea, tungsten powder, alumina powder, flour, food additives, and so on. Widely used in water treatment, fine chemicals. Pesticide ore, building materials, food industry, feed and so on. This article describes a spiral dosing machine. It combines the powder conveying, weighing measurement and quantification of feeding control, mechanical and electrical integration products; powdered materials for a variety of industrial production environment continuous metering and ingredients control system; typical decency mainly by the steady flow to the feed screw The metering screw conveyors, inverter, load sensors, speed sensors and electronic control systems. And describes the structure and composition, working principle, characteristics and applications. The entire system is designed for the the powder feeding process material leakage, shed positions defects reasonably practicable structure. Keywords :powder materials regular quantitative feeding system mass flow spiral quantitative feeding machine I 第1章 緒 論 1 課題來源及研究目的和意義 1.1、選題背景和意義 隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的給料機(jī)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)生活的要求，設(shè)計(jì)出一種高能高效的定量給料機(jī)是非常必要的。星型定量給料機(jī)能有效的把顆?；蛘叻蹱畹奈锪辖?jīng)行有效的的床送，它可以有效的處理不漏料，而且在運(yùn)輸?shù)那闆r下不會卡料，同時設(shè)備還可以不斷穩(wěn)定運(yùn)行，并且振動小，噪音低及便于操作和維護(hù)都有自身的優(yōu)勢。星形定量給料機(jī)，他結(jié)合了各種給料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在送料上面能夠達(dá)到高校并且能夠穩(wěn)定的給料。由于它的優(yōu)點(diǎn)很多而且使用方便，所以他被運(yùn)用到各個方面。而我這次的設(shè)計(jì)主要是對給料機(jī)的主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，并完成說明書的設(shè)計(jì)還有專配零件圖的設(shè)計(jì)。 所以現(xiàn)在星型定量給料機(jī)被很多工廠企業(yè)大量的運(yùn)用，由于他使用方便使用的小巧和簡單所以被長時間的推廣應(yīng)用中，從而越來越多的企業(yè)公司運(yùn)用，并且得到了他們的好評 現(xiàn)在的幾種給料機(jī) 星型定量給料機(jī) 圖1 剛性葉輪給料機(jī) 圖2 卸料器葉輪給料機(jī) 圖3 1.2 定量星形粉體給料機(jī)系統(tǒng)概述 1.2.1定量星形粉體給料機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和類型 現(xiàn)在定量給料機(jī)的產(chǎn)品的種類非常的多但是主要的結(jié)構(gòu)是進(jìn)料口，出料口，旋轉(zhuǎn)軸，聯(lián)軸器，外筒，電機(jī)，和減速器組成，我們主要是采用電機(jī)配減速器來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)葉輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，是的實(shí)現(xiàn)給料的效果，星型給料機(jī)是屬于回轉(zhuǎn)式中的螺旋給料機(jī) 1.3 主要研究內(nèi)容 1.了解它的作用，分析現(xiàn)有螺旋定量給料機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理和工作過程，以及在使用過程中存在的問題，和研究它的工作原理。 2. 熟悉星形定量給料機(jī)的機(jī)械傳動與控制技術(shù)的特點(diǎn)與螺旋定量給料機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，尤其是定量給料機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 3.星形定量給料機(jī)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)、確定系統(tǒng)主要參數(shù)，編制各執(zhí)行元件工況圖以及系統(tǒng)的運(yùn)動分析。 4. 根據(jù)已知的設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行星形定量給料機(jī)總機(jī)系統(tǒng)的裝配設(shè)計(jì)，包括電機(jī)及驅(qū)動裝置的選擇、槽體設(shè)計(jì)圖、出料口設(shè)計(jì)和進(jìn)料口設(shè)計(jì)以及螺旋體設(shè)計(jì)等零部件設(shè)計(jì) 第二章星形粉體給料機(jī)的發(fā)展概況與展望 2.1星形粉體給料機(jī)的原理及應(yīng)用 2.1.1 粉體定量給料機(jī)的原理 物料通過進(jìn)料口加料，然后物料因?yàn)樽陨淼闹亓Γ柯淙胄D(zhuǎn)葉片中，由于旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)，隨著旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)將物料送到出料口，所以達(dá)到連續(xù)給料的效果如圖2-1 原理圖 圖2-1 2.1.2星形粉塵給料機(jī)的應(yīng)用 星型定量給料機(jī)常常用在物料的收集中，給以用在很多地方作為給料機(jī)。星型給料機(jī)現(xiàn)在是國內(nèi)先進(jìn)的給料裝置， 經(jīng)常被用早日常生產(chǎn)中的除塵機(jī)器。而且它很適用于粉塵， 小顆粒物料，生生的受各部門的運(yùn)用，所以現(xiàn)在常常被認(rèn)為平時干燥行業(yè)的最優(yōu)的一種選擇。 2.2 粉體定量給料機(jī)未來的發(fā)展方向 隨著工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的提高還有人們的環(huán)保意識的加強(qiáng)，越來越多的老式給料機(jī)被淘汰現(xiàn)在，所以現(xiàn)在新型給料機(jī)的出現(xiàn)能適應(yīng)現(xiàn)在的發(fā)展足球。來實(shí)現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展，為了造福我們子孫后代做出應(yīng)盡的責(zé)任，而星型給料機(jī)就能符合這一發(fā)展方向，它一會給我們的發(fā)展帶來很大貢獻(xiàn)。 第三章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 3.1螺旋體 3.1.1螺旋間隙 在設(shè)計(jì)中的螺旋部分和間隙要求符合3-1的規(guī)定，而且規(guī)定在設(shè)計(jì)是最小的間隙不能比表中60%還低，如果是要求大間隙的必須按客戶要求來設(shè)計(jì) 表3－1 螺旋體外經(jīng)與機(jī)殼間的間隙應(yīng) 單位（cm） 螺旋的公稱直徑D 10 cm 16 cm 25cm 31.5cm 40 cm 50 cm 63 cm 80 cm 100 cm 125 cm 間隙 6 10 12.5 15 20 3.1.2 螺旋葉片 現(xiàn)在生產(chǎn)螺旋葉片一般都是用薄剛板，而且他的厚度一般是4到8毫米，，然后把旋轉(zhuǎn)葉片焊接到旋轉(zhuǎn)軸上，如果輸送粘性比較大的一般是用鑄鐵或者軋鋼生產(chǎn)的。 現(xiàn)在葉片一般都是做成標(biāo)注的螺旋形的，所以螺旋上的母線是垂直羽軸線的。從圖4-2可以看到， h螺距一定的時候，由于外圍的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于里面的直徑，則同一個螺旋面上的個點(diǎn)的螺旋角是不一樣的所以 D>d 所以 表3－1 螺旋面厚度δ 輸送物料 δ(mm) 谷物 2~4 煤、建筑材料、 礦石等 D=200~300mm 4~5 D=500~600mm 7~8 圖3-2全葉式螺旋葉片展開圖 葉式葉片中下料料鋼板圓周的大小，由 （m） （m） 由于螺旋線L和l在平面上是圓心角相同的兩條同心圓弧，若此兩圓弧的直徑為DL和dl,則 式(4.1) 由于DL=2b+dl,代人式(4.1)則有： 可以用DL和dl的大小，然后再根據(jù)圓心角α切開，沖壓或單個的葉片，α的大小為： 星型定量給料機(jī)的螺旋有兩種一種是右旋，另一種是左旋，現(xiàn)在的實(shí)際運(yùn)用中一般是單線的，二線和三線的很少遇到，后面的幾種一般在卸車機(jī)中被應(yīng)用我們可以根據(jù)運(yùn)輸?shù)姆N類和量來選擇，螺旋的方向和螺旋的形狀可以選下面的一種：如果在輸送小顆?；蛘呤欠蹱畹奈锪蠒r，我們=采用全葉式葉片的螺旋(圖433a)好，對于是塊狀或粘滯性進(jìn)行輸送時，帶式螺旋(圖33b)的運(yùn)輸效果比較好，當(dāng)運(yùn)輸?shù)奈锪嫌袎嚎s性的時候。 圖3-3螺旋葉片形狀 a全葉式；b帶式；c葉片式；d齒形 由于要實(shí)現(xiàn)效率高，給料的速度穩(wěn)定，我們選擇圖a全葉式。 3.1.3螺旋軸 現(xiàn)在的螺旋軸有2種一種是實(shí)心還有一種是管形的，在強(qiáng)度相同的情況下和在不鏈接的方便上管形的的哦比實(shí)心的更大的優(yōu)勢，所以我們選擇管型軸。 當(dāng)設(shè)計(jì)連接軸和螺旋槳軸的類型和大小,然后我們將考慮軸是我們選擇交付和將無法承受過載所需的力量在里面。當(dāng)普通冷軋剛軸可以用來滿足;但由于軸的扭矩可用強(qiáng)度高;與腐蝕性或污染材料的交貨,我們也可以使用不銹鋼材料。輸送機(jī)潤滑時應(yīng)使用不含鐵吊軸承連接軸的淬火。和硬化的表面吊軸承要求軸的表面硬化。 機(jī)體的底座是用鑄鐵做成的。 再設(shè)計(jì)中為了把灰塵漏入減到最小，我們有以下幾種方案： 軸封在設(shè)計(jì)時最好離進(jìn)、出料口，這樣可以就可以吧軸的的密封簡化了，這樣就可以讓物料不在不休止角上壓著密封圈了。 在設(shè)計(jì)是可以用選用密封裝置充氣填料箱式的，這樣清潔的氣體就可以吧粉體帶走了，防止粉體在軸上積壓，導(dǎo)致堵塞 在現(xiàn)在的工藝中，為了防止過度的磨損，現(xiàn)在一般都是用熱處理后的合金，也可以在工件的表面鍍一層焊一堆硬質(zhì)合金。 3.1.4軸承 滾動軸承里的結(jié)構(gòu)非常的簡單是深溝球軸承。他不但可以受徑向載荷，還能雙向軸載。再代替推力軸承的情況下在高速裝置滾動軸承他可以代替。摩擦系數(shù)很小，極限轉(zhuǎn)高，價格廉價。應(yīng)用范圍最廣。 而只能受單向軸向載荷是推力球軸承，它在回轉(zhuǎn)的時候，極限轉(zhuǎn)速較低，套圈可分離。 大軸上深溝球軸承的選擇計(jì)算：（見文獻(xiàn)[1]P360） 因?yàn)橐婚_始的時候軸承型號未定，所以C0r、e、X、Y的值都沒有辦法確定下來，所以必須通過計(jì)算才。所以用預(yù)選軸承的方法。(軸承壽命預(yù)期是時間=24000h) 對選用6208和6308兩種深溝球軸承進(jìn)行計(jì)算，查手冊得軸承數(shù)據(jù)有以下的數(shù)據(jù)： 表3－4 軸承數(shù)據(jù) 方案 軸承型號 Cr/N C0r/N D/mm B/mm N0/(r/min) 1 6208 29500 18000 80 18 8000 2 6308 40800 24000 90 23 7000 計(jì)算步驟與結(jié)果列于下表： 表3－5 計(jì)算步驟 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 6208軸承 6308軸承 Fa/C0r Fa/C0r=0/ C0r 0 0 e 查表18-7 -- -- Fa/Fr Fa/Fr=0 Fa/Fr≤e Fa/Fr≤e X、Y 查表18-7 X=1,Y=0 X=1,Y=0 沖擊載荷系數(shù)fd 查表18-8 1.2 1.2 當(dāng)量動載荷P P=fd(XFr+YFa) 式(18.5) =1.2(1×828.98+0) 994.656N 994.656N 續(xù)表3－5 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果 6208軸承 6308軸承 計(jì)算額定動載荷 式(18.8) 7578.78N 7578.78N 基本額定動載荷Cr 查手冊 29500> 40800> 結(jié)論:經(jīng)過以上的計(jì)算選用6208深溝球軸承和6308深溝球軸承都可以滿足軸承壽命的要求。 所以軸承的選擇也可以根據(jù)直徑來選擇。 3.1.5機(jī)槽 星型定量給料機(jī)的槽體主要的幾種類型列于圖3-6中現(xiàn)在大部分的截面都是做成“U”形的鋼制槽體，長度為2600或2900mm。我們可以按自己的要求選擇各種尺寸、厚度的螺旋槽體，可用平法蘭或角鐵法蘭聯(lián)接。法蘭聯(lián)接不但可以防塵而且更為經(jīng)濟(jì)，因此盡可能制成帶有蘭的槽體。 一般來說,螺旋是頂有部。必要時蓋子可以制成型塵埃。蓋子是鋼板做的可以用彈簧夾緊夾螺栓連接螺旋也可以。下面介紹螺旋浴缸的主要類型,如圖4 - 8所示 角鋼法蘭的U型螺旋槽體是最常用的。頂部法蘭采用重型結(jié)構(gòu)角度和上邊緣的平焊螺旋槽體。端面法蘭和建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊。 “U”形螺旋槽體拆邊法蘭頂部法蘭是相同處理的鋼板折邊法蘭里。這樣一個浴缸重量輕,堅(jiān)固。端法蘭與建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊 雙法蘭凸緣“U”形螺旋槽體，頂部法蘭是由同一塊鋼板后雙法蘭加工成一個槽體。這大大增加了強(qiáng)度和剛度的槽體里。當(dāng)與法蘭頂蓋和適當(dāng)?shù)木彌_材料,可以達(dá)到有效的防塵密封。 槽鋼“U”形螺旋槽體槽剛“U”形螺旋槽體適合支持長時間間隔的輸送機(jī)。槽體的頂部是由通道的結(jié)構(gòu),可用螺栓或彈簧夾與半圓形截面一起槽體的底部。 給料“U”形槽體,螺旋槽體這槽鋼更適合需求快速而方便地接觸到內(nèi)部的輸送機(jī)。u型螺旋槽體由上嚴(yán)格的通道和下半圓槽上部節(jié)兩部分,半圓部分浴缸的表面一側(cè),一方是一個彈簧夾夾緊和其他形式的能快速打開連接設(shè)備。 現(xiàn)在主要用于粘性或輕微粘滯材料折邊螺旋槽體擴(kuò)大法蘭,通常與帶式輸送機(jī)應(yīng)用程序。和頂部法蘭和浴缸在同一塊鋼法蘭。端法蘭與建模,并確保浴缸里相鄰的兩端對齊。 現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的管狀的槽體，他可以有效的防水和塵埃，而且剛度非常的大。能使得整截面都可以充滿均勻的物料，管狀槽體由鋼板卷成然后在焊接起來。 槽體和一件夾套這種形式的槽體連續(xù)加工夾套焊接在浴缸里的一般結(jié)構(gòu),進(jìn)出口的焊接材料和熱傳遞介質(zhì)。這個柜是廣泛用于加熱、冷卻解決方案到干燥的材料。夾套護(hù)墻板的循環(huán)水分布的表面強(qiáng)化傳熱效果。 圖3-6 螺旋輸送機(jī)螺旋槽體的形式 (a)角鋼法蘭的U形螺旋槽體； (b)折邊法蘭U形槽體； (c)雙折邊法蘭的U形螺旋槽體； (d)槽鋼U槽體； (e)活動底U形槽體； (f)折邊法蘭加寬的螺旋槽體； (g)標(biāo)準(zhǔn)管狀槽體； (h)折邊法蘭對開管狀槽體； (i)矩形槽體； (j)帶有夾套的槽體。 生產(chǎn)制作圓柱內(nèi)徑是略大于直徑的螺絲,的輪廓的形成這兩個缺口,缺口值通常是7 ~ 10毫米,這個值隨螺桿直徑的增加,螺旋槽和精確的制造、組裝淮河的差距越小,以減少材料的磨削和功耗。料槽則使用兩邊合起來的形式閉合，這樣如果螺旋體發(fā)生故障維修就比較方便了。 3.1.6具體要求 被輸送物料的名稱及特性： （1）物料：煤粉 （2）無煙煤的松散密度ρ=0.6t/m3 （3）煤粉一般是干燥的，而且沒有磨琢性 選型要求： （1）水平輸送，輸送長度為2600mm （2）輸送力量Q=0.6～10t/h （3）螺旋直徑D=300mm、螺距s=300mm (4) 電機(jī)功率1.5KW 3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 3.2.2確定系統(tǒng)主要參數(shù)，編制各執(zhí)行元件工況圖 被輸送物料的名稱及特性： （1）物料：煤粉 （2）無煙煤松散密度ρ=0.6 t/m3 （3）煤粉為干的，無磨琢性 選型要求： （1）水平輸送，輸送長度為2600 mm （2）每小時輸送能力為Q=0.6～10 t/h （3）要求的螺旋直徑D=300 mm、還有螺距s=300 mm (4) 電機(jī)功率1.5KW 螺旋給料器的設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)檫@運(yùn)輸作為一個純運(yùn)輸?shù)墓ぞ撸蚨x用實(shí)體螺旋面型葉片；結(jié)合設(shè)計(jì)的要求和數(shù)據(jù)我選用LS型螺旋給料器。根據(jù)查表得 LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格及技術(shù)參數(shù)表(運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊）得知： 規(guī)格型號 螺旋直徑（mm） 螺距（mm） 技術(shù)參數(shù) n Q n Q n Q n Q LS250 250 250 90 24 71 20 56 16 45 13 LS315 315 315 80 34 63 26 50 21 40 16 注：n-轉(zhuǎn)速，r/min(偏差允許在10%范圍內(nèi))；Q-輸送量，m3/h;表中Q值的填充系數(shù)為0.33。 因?yàn)檫@次的課題設(shè)計(jì)的要求是直徑為300mm，由于沒有以上的參照，可以在兩者之間按比例取值。或是沿用最接近的值。 規(guī)格型號 螺旋直徑（mm） 螺距（mm） 技術(shù)參數(shù) n Q n Q n Q n Q LS300 300 300 82 32 65 24 52 19 42 15 （1）1.螺旋給料器的輸送能力Q可按照下式計(jì)算: (3-1) 式中 D-螺旋直徑, m； n-螺旋軸轉(zhuǎn)速,r/min； t-螺距,m； -物料松散密度，； -物料填充系數(shù) 見下表所示； C-給料器傾角系數(shù),參見小表所示。 定量給料機(jī)輸送里面的的物料一些參數(shù) 物料名稱 煤粉 水泥 生料 碎石膏 石灰 物料松散密度，t/m3 0.6 t/m3 1.25 t/m3 1.1 t/m3 1.3 t/m3 0.9 t/m3 填充系數(shù) 0.4 0.28~0.33 0.28~0.33 0.25~0.3 0.35~0.4 物料阻力系數(shù)w0 1.2 2.2 1.8 2.5 表內(nèi)物料松散密度數(shù)值只供計(jì)算粉體給料器能力用。 物料阻力系數(shù)： 物料特征 物料的典型例子 物料阻力系數(shù)w0 干的沒有磨琢性 糧食和谷物和煤粉和面粉 1.2 濕的沒有磨琢性 棉子和麥芽和糖塊石英粉 1.5 半磨琢性的物料 純堿和塊煤和食鹽 2.5 磨琢性的物料 砂和水泥和焦炭、卵石 3.2 強(qiáng)磨琢性或粘性 石灰和礦砂和砂糖、爐灰 4.0 物料的填充、特性、綜合系數(shù)： 物料的粒度 物料的磨琢性 物料的典型例子 推薦的填充系數(shù) 推薦的螺旋面型式 特性系數(shù)K 綜合系數(shù)A 粉狀 無磨琢性 半磨琢性 面粉、石灰、石墨 0.35~0.40 實(shí)體螺旋面 0.0415 75 粉狀 磨琢性 水泥、白粉、石膏粉 0.25~0.30 實(shí)體螺旋面 0.0505 35 傾角系數(shù)表： 傾斜角 0° 5° 10° 15° 20° 星型定量給料機(jī)機(jī)傾斜布置時的輸送量校正系數(shù)C的數(shù)值 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 （2）粉體定量給料器轉(zhuǎn)速 由于粉加料器的工作速度與材料特性有著密切的關(guān)系，高速螺旋給料機(jī)的生產(chǎn)和組裝是嚴(yán)格的,和平衡是好的,表中有四種選擇,實(shí)際上是保守的。特別是在規(guī)范,轉(zhuǎn)速較低。造成較大浪費(fèi)，所以選取轉(zhuǎn)速時建議選擇高一點(diǎn)的轉(zhuǎn)速，這樣就比較高效率了。 （3）給料器的功率的計(jì)算 粉體給料器所需功率： (3-2) 式中 Q 輸送量,t/h w 阻力系數(shù),參見上面表 L 螺旋給料器長度,m D 螺旋給料器直徑,m H 傾斜布置時的垂直高度,m 電動機(jī)功率 (3-3) 式中 為驅(qū)動裝置的總效率 一般取=0.85~0.9。 LS螺旋給料器的選用 選型要求 根據(jù)設(shè)計(jì)要求產(chǎn)量為0.6～10t/h，螺旋給料器直徑為:300mm。其次根據(jù)查表可得物料的松散密度為=0.62，物料的填充系數(shù)為，給料器傾角系數(shù)C=1。 確定螺旋直徑D (3-4) 式中 Q——輸送能力，0.6~10 ； K——物料特性系數(shù)，煤粉的K=0.0415； ψ——物料填充系數(shù)，煤粉的ψ=0.35～0.40，取ψ=0.4（參考化學(xué)工業(yè)出版社出版的1999版《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊下冊》P335表15-1）； C——傾角系數(shù)，水平輸送C=1。 則: 根據(jù)課題要求，D=300mm，符合。 確定螺旋轉(zhuǎn)速n 在滿足輸送要求的條件下建議選擇轉(zhuǎn)速不要過高，防止物料飛出來，而不能運(yùn)輸。因此，螺旋軸轉(zhuǎn)速n有一個極限的轉(zhuǎn)速nj 式中 A——物料綜合系數(shù)，煤粉的物料綜合系數(shù)A=75 則： 根據(jù)要求計(jì)算出來的轉(zhuǎn)速n按照LS螺旋給料器的型號要求圓整n=120r/min，驗(yàn)算 所得ψ=0.1094不在0.35—0.40之間，所以應(yīng)降低轉(zhuǎn)速n，當(dāng)轉(zhuǎn)速n=42時， ψ=0.31，接近，所以沿用LS315的值。故取轉(zhuǎn)速n=42r/min 。 將數(shù)據(jù)代入得n=42r/min.根據(jù)上面的表查得n=42、 Q=15 時選擇用LS300的螺旋給料器。 第四章 星形粉塵給料機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1粉塵給料機(jī)驅(qū)動裝置的選擇 4.1.1驅(qū)動裝置的配置見表4－1 表4－1 驅(qū)動裝置的配置 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動裝置 許用長度(m) 電動機(jī)型號 減速器型號 LS200 100 13 Y90L-41.5kw ZQ25-i6-I 16 Y100L1-42. kw 2 ZQ25-i6-I 23 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i6-I 30 Y112M-4 4 kw ZQ35-i6-I 35 80 10 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 27 Y100L2-4 kw 3 ZQ35-i5-I 35 63 8 Y90L-4 kw 1.5 ZQ25-i4-I 25 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 35 50 6.2 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 27 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 35 LS250 90 22 Y100L1-4 2.2 kw ZQ25-i6-I 14 Y100L2-4 3 kw ZQ25-i6-I 19 Y112M-4 4 kw ZQ35-i6-I 25 Y132S-4 5.5 kw ZQ35-i6-I 35 71 18 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 14 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i5-I 21 Y112M-4 4 kw ZQ35-i5-I 28 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i5-I 35 56 14 Y90L-4 1.5 kw ZQ25-i4-I 14 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 21 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i4-I 29 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動裝置 許用長度(m) 電動機(jī)型號 減速器型號 LS250 56 14 Y112M-4 4 kw ZQ35-i4-I 35 45 11 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 17 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 25 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i3-I 35 LS315 80 31 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i5-I 8 Y112M-4 4 kw ZQ35-i5-I 15 Y132S-4 5. kw 5 ZQ40-i5-I 20 Y132M-4 7.5 kw ZQ40-i5-I 27 Y160M-4 11 kw ZQ50-i5-I 35 63 24 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i4-I 9 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i4-I 13 Y112M-4 4 kw ZQ35-i4-I 18 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i4-I 25 Y132M-4 7.5 kw ZQ40-i4-I 35 50 19 Y90L-4 1.5 kw ZQ35-i3-I 8 Y100L1-4 2.2 kw ZQ35-i3-I 12 Y100L2-4 3 kw ZQ35-i3-I 17 Y112M-4 4 kw ZQ40-i3-I 23 Y132S-4 5.5 kw ZQ40-i3-I 30 40 15.4 Y100L-6 1.5 kw ZQ35-i4-I 10 Y112M-6 2.2 kw ZQ35-i4-I 15 Y132S-6 3 kw ZQ40-i4-I 20 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i4-I 27 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i4-I 35 LS400 71 62 Y132M1-6 4 kw ZQ35-i7-I 8 Y132M2-6 5.5 kw ZQ35-i7-I 12 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i7-I 16 Y160L-6 11 kw ZQ40-i7-I 24 Y180L-6 15 kw ZQ50-i7-I 32 Y200L1-6 18.5 kw ZQ50-i7-I 35 56 49 Y132S-6 3 kw ZQ35-i6-I 8 Y132M1-6 4 kw ZQ35-i6-I 10 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動裝置 許用長度(m) 電動機(jī)型號 減速器型號 LS400 56 49 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i6-I 14 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i6-I 19 Y160L-6 11 kw ZQ50-i6-I 26 Y180L-6 15 kw ZQ50-i6-I 35 45 39 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i4-I 10 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i4-I 14 Y160M-6 7.5 kw ZQ50-i4-I 19 Y160L-6 11 kw ZQ65-i4-I 26 Y180L-6 15 kw ZQ65-i4-I 35 36 31 Y112M-6 2.2 kw ZQ40-i3-I 9 Y132S-6 3 kw ZQ40-i3-I 13 Y132M1-6 4 kw ZQ40-i3-I 17 Y132M2-6 5.5 kw ZQ50-i3-I 24 Y160M-6 7.5 kw ZQ65-i3-I 32 Y160L-6 11 kw ZQ65-i3-I 35 LS500 63 98 Y132M2-6 5.5 kw ZQ40-i6-I 8 Y160M-6 7.5 kw ZQ40-i6-I 11 Y160L-6 11 kw ZQ50-i6-I 16 Y180L-6 15 kw ZQ50-i6-I 22 Y180M-4 18. kw 5 ZQ65-i4-I 27 Y180L-4 2 kw ZQ65-i4-I 33 40 62 Y132M2-6 .5 kw ZQ40-i5-I 8 Y160M-6 .5 kw ZQ50-i5-I 13 Y160L-6 1 kw ZQ65-i5-I 20 Y180L-6 5 kw ZQ65-i5-I 27 Y200L1-6 8.5 kw ZQ65-i5-I 34 續(xù)表4－1 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動裝置 許用長度(m) 電動機(jī)型號 減速器型號 LS630 50 140 Y132M2-6-5.5 kw ZQ40-i5-I 4.5 Y160M-6-7.5 kw ZQ50-i3-I 7 Y160L-6-11 kw ZQ65-i5-I 11 Y180L-6-15 kw ZQ65-i5-I 15 Y200L1-6-18.5 kw ZQ65-i5-I 19 Y200L2-6-22 kw ZQ65-i5-I 22 Y225M-6-30 kw ZQ75-i5-I 29 Y250M-6-37 kw ZQ75-i5-I 35 40 112 Y160M-6-7.5 kw ZQ50-i4-I 9 Y160L-6-11 kw ZQ65-i4-I 14 Y180L-6-15 kw ZQ65-i4-I 19 Y200L1-6-18.5 kw ZQ65-i4-I 24 Y200L2-6-22 kw ZQ65-i4-I 29 Y225M-6-30 kw ZQ75-i4-I 35 32 90 Y132M2-6-5.5 kw ZQ50-i3-I 9 Y160M-6-7.5 kw ZQ65-i3-I 12 Y160L-6-11 kw ZQ65-i3-I 18 Y180L-6-15 kw ZQ65-i3-I 24 Y200L1-6-18.5 kw ZQ75-i3-I 30 Y200L2-6-22 kw ZQ75-i3-I 35 25 77 Y132M1-6-4 kw ZQ50-i2-I 8 Y132M2-6-5.5 kw ZQ65-i2-I 11 Y160M-6-7.5 kw ZQ65-i2-I 15 Y160L-6-11 kw ZQ65-i2-I 22 Y180L-6-1.5 kw ZQ75-i2-I 30 4.1.2選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 電機(jī)在現(xiàn)在有2種種類，非別是直流和交流兩種。因?yàn)橹绷麟姍C(jī)的電流要求是直流電流而且維修起來很麻煩維修費(fèi)用較高，而且不方便，所以一般不采用。 因?yàn)楝F(xiàn)在的生產(chǎn)線一般三相交流，現(xiàn)在在沒有特殊的要求下都是用交流電機(jī)的。現(xiàn)在交流電機(jī)有同步和異步2種。異步電動機(jī)有兩種分別是籠型和繞線型。三相籠型異步電動機(jī)Y系列是屬于的一般的用途全封閉的，它里面自帶有自扇冷電動機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單，價格低，維修起來也很方便。在起動、制動和反轉(zhuǎn)的時候，由于她的轉(zhuǎn)動慣小和過載力大，根據(jù)它們的要求，電機(jī)還有開啟、防護(hù)、封閉和防爆等區(qū)別。電機(jī)的額定電壓一般是380V。 主要類別是根據(jù)電機(jī)功率類別(交流或直流),工作環(huán)境(溫度、環(huán)境、空間位置、大小等),負(fù)載特征(屬性變化、大小和過載情況)和起動性能和程度的頻繁起動、制動,反轉(zhuǎn),速度與速度控制性能要求自行確定。 4.1.3選擇電機(jī)的容量 如果電機(jī)功率選擇的不合適的時候，電機(jī)的工作和實(shí)際都有受到一定的影響功率如果小于工作要求的時候，工作機(jī)通常不能正常的工作，有可能會把電機(jī)長期的過載導(dǎo)致過早毀壞；而且容量非常大的話會導(dǎo)則電機(jī)價格過高，而且能力也不能很好的利用，如果不能常常的滿載的話話，會照成效率低下并且浪費(fèi)很大。 容量的大小會被電機(jī)溫度的影響。電機(jī)的發(fā)熱和它的運(yùn)行有關(guān)系的。運(yùn)行有3種類型有長時間運(yùn)行，短時間運(yùn)行，還有重復(fù)短時間運(yùn)行。運(yùn)行的變載長期使用的電機(jī)、和在短時間運(yùn)行（工作時間短，停歇時間長）和（工作時間和停歇時間不長）電機(jī)的容量要用等效功率法計(jì)算，并校核過載能力和啟動時候的轉(zhuǎn)拒。 因?yàn)檫\(yùn)輸機(jī)在平常運(yùn)輸?shù)臅r候是粉塵的。根據(jù)以上兩點(diǎn)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，（[17]成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊： 選用Y90L-4型號的電動機(jī) Y90L-4電動機(jī)的主要性能如下表格所示 表4－1-3 2Y90L-4電動機(jī)的主要性能 型 號 額定 功 率 kw 滿載時 起動電流 -------------- 額定電流 起動轉(zhuǎn)矩-------------- 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩-------------- 額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn) 速 r/min 電流（380V） A 效率 % 功率 應(yīng) 數(shù) Y90L-4 1.5 1400 3.7 87 0.85 7.0 2.2 2.2 傳動裝置中的軸的計(jì)算： （1） 各軸轉(zhuǎn)速 1 軸 n1=nm=1440r/min 2 軸 n2=n1/i =1440/4.67 =308.35r/min 主軸 n3=n2=308.35r/min （2） 各軸輸入功率 1 軸 額·η聯(lián) =7.5×0.99 =7.43KW 2 軸 =·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =7.43×0.98×0.99×0.96 =6.91KW 主軸 =·η聯(lián) =6.91×0.99 =6.84KW （3） 各軸輸出功率 1 軸 =·η軸承 =7.43×0.98 =7.28KW 2 軸 ·η軸承 =6.91×0.98 =6.77KW 主軸 ·η軸承 =6.84×0.98 =6.71KW （4） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 =9550×Pd/nm =9550×7.5/1440 =49.74N·m 1 軸 ·η聯(lián) =49.74×0.99 =49.24N·m 2 軸 ·i·η軸承1·η軸承2·η齒輪 =49.24×4.67×0.98×0.99×0.96 =214.07N·m 主軸 ·η聯(lián) =214.07×0.99 =211.93N·m （5） 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 1 軸 =·η軸承 =49.24×0.98 =48.26N·m 2 軸 =·η軸承 =214.07×0.98 =209.79N·m 主軸 ·η軸承 =209.79×0.98 =207.69N·m 計(jì)算結(jié)果整理如下： 表4－1-4 運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 軸 名 功 率P (KW) 轉(zhuǎn) 矩 T（N·m） 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 傳動比 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動機(jī)軸 7.5 49.74 1440 1 0.99 1 軸 7.43 7.28 49.24 48.26 1440 4.67 0.93 2 軸 6.91 6.77 214.07 209.79 308.35 1 0.99 主 軸 6.84 6.71 211.93 207.69 308.35 4.2進(jìn)料口設(shè)計(jì) 4.2.1進(jìn)料口 進(jìn)料口是一個部件，它是螺旋機(jī)上方的進(jìn)料漏斗的組成部分，連接方式時在機(jī)蓋上夾緊。 LS型定量給料機(jī)進(jìn)料口的外形與安裝尺寸表見表4－2 表4－2 進(jìn)料口的外形與安裝尺寸 螺旋機(jī) 型號 外型及安裝尺寸 mm A B C D d n LS100 100 180 146 100 12 4 LS160 160 250 210 100 12 8 LS200 200 300 256 100 14 8 LS250 250 350 306 100 14 8 LS315 315 415 370 160 14 8 LS400 400 500 456 160 14 12 LS500 500 600 558 160 14 12 LS630 630 750 696 200 14 16 LS800 800 920 868 200 18 16 LS1000 1000 1120 1070 200 18 20 LS1250 1250 1370 1314 200 18 24 4.3螺旋體設(shè)計(jì) 星型定量給料機(jī)在給物料時，并且螺旋在一定旋轉(zhuǎn)速度前面，對物料的總體運(yùn)行方向個速度并沒有很大的影響。如果超過了最大的裝速的話，物料會出現(xiàn)跳出來，和飛出來，還會碰撞的很激烈，磨損增加。如果轉(zhuǎn)速很低的話因此,螺桿轉(zhuǎn)速根據(jù)吞吐量和材料的特性,應(yīng)該保證的情況下的吞吐量,不使材料拋出的力量太大,以便降低交通效率,因此有一定的實(shí)際速度和最大速度之間的關(guān)系,即： 式(4.3) 即： 螺旋輸送機(jī)的最大輸送能力見表4－2 式(4.4) 式中：----常數(shù)，稱為無聊綜合特性系數(shù)。見圖4－4。 D----螺旋外徑 （m） 表4－2 螺旋輸送機(jī)的最大輸送能力 螺旋直徑 煤粉 水泥 水泥生料 螺旋最大轉(zhuǎn)速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 螺旋最大轉(zhuǎn)速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 螺旋最大轉(zhuǎn)速（r/min） 最大輸送能力 （t/h） 150 190 4.5 90 4.1 90 3.6 200 150 8.5 75 7.9 75 7.0 250 150 16.5 75 15.6 75 13.8 300 120 23.3 60 21.2 60 18.7 400 120 54 60 51.0 60 45.0 500 90 79 60 84.8 60 74.5 600 90 139 45 134.2 45 118 注：表中的輸送能力和轉(zhuǎn)速都是最大的數(shù)值，選擇的時候要根據(jù)計(jì)算來選擇 通過計(jì)算得到的螺旋轉(zhuǎn)速，得到表4－3中的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。 表4－3 螺旋輸送機(jī)螺旋軸轉(zhuǎn)速系列(r/min) 20 30 35 45 60 75 90 120 150 190 螺旋直徑的確定： 因?yàn)椋篞=47 k1AψcρD2.5 9 （t/h） 式(4.5) 所以： 式(4.6) 令： (m) 式(4.7) 式中，K值見表4－4。 表4－4 ψ、K、A值 物料塊度 物料的磨磋性 物料種類 填充系數(shù)ψ 推薦的螺旋 葉片形狀 K A 粉 狀 無磨磋性、 半磨磋性 石灰粉、石墨 0.35~0.40 全葉式 0.0415 75 粉 狀 磨磋性 干爐灰、水 泥、石膏粉 0.25~0.30 全葉式 0.0565 35 粒 狀 無磨磋性、 半磨磋性 谷物、泥煤 0.25~0.35 全葉式 0.0490 50 粒 狀 磨磋性 砂、型砂、 爐渣 0.25~0.30 全葉式 0.0600 30 小塊狀 α＜60mm 無磨磋性、 半磨磋性 煤、石灰石 0.25~0.30 全葉式 0.0537 40 小塊狀 α＜60mm 磨磋性 卵石、砂巖、爐渣 0.20~0.25 全葉式或 帶式 0.0645 25 中等及大塊度 α＞60mm 無磨磋性、 半磨磋性 塊煤、塊石灰 0.20~0.25 全葉式或 帶式 0.0600 30 中等及大塊度 α＞60mm 磨磋性 干粘土、硫礦石 、焦炭 0.125~0.20 全葉式或 帶式 0.0795 15 有時物料的塊會比較大，螺旋直徑還要按物料的計(jì)算塊度進(jìn)行校核： 當(dāng)物料：D≥(4~6)d，d為最大顆粒尺寸。 當(dāng)物料：D≥(8~12)d。 當(dāng)需要選擇較大的螺旋直徑,但在吞吐量不變的條件下,選擇低螺桿速度,以延長使用壽命。 螺旋直徑要根據(jù)下列的標(biāo)維系列進(jìn)行圓整： D＝15；20；25；30；40；50；60 [cm]。 圓整以后，填允系數(shù)ψ可能不同于原先從表4－5所選的數(shù)值，故應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，即 (4.8) 如檢查出的ψ值如表4 - 5仍然推薦范圍,圓度適當(dāng)。計(jì)算的ψ值允許表4 - 5中列出略低于下限的數(shù)值,但不得高于表中給出的值的上限 4.4系統(tǒng)裝配圖 總轉(zhuǎn)配圖 軸零件圖 機(jī)體 第五章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)與展望 5.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 在導(dǎo)師和自己的的努力下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也慢慢的走向收尾了。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們大學(xué)期間很重要的一部分，也是對我們這四年學(xué)的所有知識的一個總和的綜合他把我們大學(xué)所寫的知識都運(yùn)用到了一起。對我們來說是很重要的一個過程他能使我們的綜合能力還有操作能力得以體現(xiàn)，有給我們提供了自己設(shè)計(jì)自己動手的能力，這樣我們的實(shí)踐能力還有自己動手的能力就能得以加強(qiáng)和提高。 經(jīng)過自己的選擇我選的是星型定量給料機(jī)的設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)我們做了很多的準(zhǔn)備。經(jīng)常去圖書館光和網(wǎng)上查閱資料、問老師和查詢一些相關(guān)的資料，對機(jī)械方面的理論設(shè)計(jì)知識有一更加深刻的理解和運(yùn)用，增強(qiáng)了實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。 5.2畢業(yè)設(shè)計(jì)展望 在完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)會了怎么設(shè)計(jì)零件和零件應(yīng)該怎么標(biāo)注，也得到了很多書上沒有的知識，是的自己的能力又得到了很大的提升，最后到解決問題的思路這寫知識會在我一伙的工作還有，以后的設(shè)計(jì)是上會有很大的幫助，所以這次的設(shè)計(jì)是我們大學(xué)四年里最重要的一次設(shè)計(jì)，也是我們大學(xué)四年里的綜合能力體現(xiàn)。