交變載荷作用下大型振動(dòng)篩的應(yīng)力分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、ee交變載荷作用下大型振動(dòng)篩的應(yīng)力分析ee（ee）指導(dǎo)教師：ee【摘要】振動(dòng)篩廣泛用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工等行業(yè)。振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)和材料直接影響其使用性能和壽命。在工作過程中，篩機(jī)主要零部件長期經(jīng)受周期變化的激振力作用，致使篩箱的側(cè)板、橫梁等部件頻繁發(fā)生斷裂事故。因此，基于ansys軟件,對(duì)大型振動(dòng)篩在激振力交變載荷作用下的疲勞損壞,建立合理的有限元模型,進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性分析,找出薄弱環(huán)節(jié),需要對(duì)振動(dòng)篩系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，使振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)符合要求，而且消除篩體的應(yīng)力集中，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，這對(duì)于提高振動(dòng)篩的工作效率、延長振動(dòng)篩的使用壽命具有重要意義?！娟P(guān)鍵詞】振動(dòng)篩; 有

2、限元; 模態(tài)分析; 諧響應(yīng)分析; stress analysis of large vibrating screen under a lternate loadwang er-peng (grade08, class05, machine design manufacture and automation, department of mechanical engineering,shaanxi university of technology,han zhong 723003,shaanxi)tutor : wang yan-yanabstract：vibrating screen is w

3、idely used in mining, coal, metallurgy, building materials, refractories, light industry, chemical industry, etc. the structure and materials of the vibrating screen influence its performance of use and life. in working process, the main parts of the vibrating screen often endure long time alternati

4、ng loads, and often result in the lateral board, beams and other components, and occur accident frequently, and have a serious impact on the screening effect shaker and production efficiency. therefore, based on ansys software for large vibrating screen in exciting-vibration force of fatigue damage

5、under alternating loads, the establishment of finite element model of rational, dynamic analysis, identify weaknesses，it has a great significance to research on vibrating screen system and structural dynamics, ensure the motion meeting the equirements, eliminate stress concentration of vibrating scr

6、een, reduce stress and avoid sympathetic vibration for improving its working reliability and extending the life. key words：vibrating screen; finite element; modal analysis; harmonic analy目 錄1.緒論11.1課題的提出和研究意義11.2振動(dòng)篩發(fā)展方向21.3國內(nèi)外篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r31.3.1國外篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r31.3.2國內(nèi)篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r31.4振動(dòng)篩的分類51.4.1單軸振動(dòng)篩51.4.2雙軸振動(dòng)篩61

7、.4.3多軸振動(dòng)篩71.5振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)參數(shù)71.5.1振動(dòng)篩的工作原理71.5.2 zkb振動(dòng)篩的主要結(jié)構(gòu)81.6本課題的研究目的、研究內(nèi)容及方案82.結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的有限元法102.1 有限元法介紹102.1.1有限單元法的基本思想102.1.2有限單元法的基本模型102.1.3有限單元法的分析步驟102.2 有限元法在振動(dòng)篩結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析中的應(yīng)用123.zkb振動(dòng)篩有限元模型的建立133.1有限元軟件ansys簡介133.1.1ansys的組成133.1.2 ansys的特點(diǎn)133.1.3ansys的主要功能143.2振動(dòng)篩有限元建模需要考慮的問題153.3有限元模型相關(guān)問題的處理15

8、3.3.1篩箱的處理163.3.2激振器的模擬163.3.3篩體的支撐及邊界約束的模擬173.4 選擇有限元模型的單元173.4.1殼單元的選擇173.4.2梁單元的選取183.4.3點(diǎn)質(zhì)量單元的選取183.4.4彈簧阻尼單元的選取184.zkb振動(dòng)篩的模態(tài)分析194.1確定有限元模型的材料特性194.2zkb振動(dòng)篩有限元模型的建立194.3振動(dòng)篩的模態(tài)有限元分析214.4 zkb振動(dòng)篩的動(dòng)力學(xué)修改265.zkb振動(dòng)篩的諧響應(yīng)分析285.1諧響應(yīng)分析簡介285.2用有限元軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)分析的方法285.3篩箱的諧響應(yīng)分析286. 結(jié)論與展望32致謝33參考文獻(xiàn)34401.緒論1.1課題的提

9、出和研究意義隨著煤炭加工技術(shù)的推廣，大型振動(dòng)篩已在工程中得到廣泛應(yīng)用，例如直線振動(dòng)篩(直線篩)系高效新型的篩分設(shè)備，廣泛用于礦山、煤炭、冶煉、建材、耐火材料、輕工、化工等行業(yè)。直線振動(dòng)篩亦可對(duì)粉狀、顆粒狀物料的篩選和分級(jí)，廣泛應(yīng)用于塑料、磨料、化工、醫(yī)藥、建材、糧食、炭素、化肥等行業(yè)。在各級(jí)別的選煤廠，振動(dòng)篩也是最重要篩分設(shè)備，它不同的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)對(duì)物料的輸送產(chǎn)生不同的影響。根據(jù)振動(dòng)篩工作過程的運(yùn)動(dòng)軌跡，我們將振動(dòng)篩分為:直線、圓、和橢圓三種形式的篩分機(jī)械。圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的加速度向量，使篩面上的物料極易分散，堵塞篩孔的可能性小。但圓運(yùn)動(dòng)軌跡的拋擲角陡峭，物料輸送速度較低，因

10、而在相同條件下處理量不如直線篩。直線振動(dòng)篩具有的主要特點(diǎn)是:對(duì)物料的輸送力強(qiáng)，可以水平甚至上仰安裝，處理能力大，篩面磨損較小，篩網(wǎng)的壽命較長，篩分效率較高，并且篩箱結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，維修方便，物料在篩網(wǎng)上運(yùn)動(dòng)的速度大于橢圓篩及圓篩，耗電功率僅為橢圓篩的1/5等優(yōu)點(diǎn)，是應(yīng)用最為廣泛的篩分產(chǎn)品。隨著采煤機(jī)械化程度的提高，對(duì)振動(dòng)篩的容量要求越來越大。因此，研究、設(shè)計(jì)、制造大型直線振動(dòng)篩就成為一項(xiàng)十分重要的課題。而且目前國產(chǎn)大型直線振動(dòng)篩的使用壽命無故障運(yùn)行時(shí)間相對(duì)于國外還有比較大的差距，這就更促進(jìn)了振動(dòng)篩的發(fā)展。隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的發(fā)展，振動(dòng)篩也向著高效、精密和自動(dòng)化

11、方向發(fā)展，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對(duì)工作性能的要求也越來越高。由于篩分機(jī)械的工作環(huán)境往往比較惡劣，受力相當(dāng)復(fù)雜，所以很容易發(fā)生疲勞失效及腐蝕，尤其是下橫梁斷裂、兩側(cè)篩幫開裂、排料口橫梁及前幫開裂。在生產(chǎn)過程中，設(shè)備的損壞將直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益的降低，同時(shí)，振動(dòng)篩在工作過程中的噪聲與振動(dòng)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害操作者的身體健康，且對(duì)環(huán)境也造成了嚴(yán)重的破壞，這就要求我們?cè)谡駝?dòng)篩的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中，必須滿足篩分機(jī)械結(jié)構(gòu)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性、噪聲低、振動(dòng)小等要求。木文就是應(yīng)用動(dòng)力學(xué)分析的方法對(duì)某篩分機(jī)械研究所自主研發(fā)的2zkb大型直線振動(dòng)篩進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和有限元分析，使篩體的結(jié)構(gòu)能夠盡可能合理，滿足設(shè)計(jì)要求，提高其使用壽命和可

12、靠性。國外在振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中起步較早，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和有限元分析，取得了一些成果，尤其是美國、歐洲等一些發(fā)達(dá)國家，非常重視機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，并將其作為一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。我國在這方面的研究還相對(duì)比較落后，生產(chǎn)出來的振動(dòng)篩，尤其是大型振動(dòng)篩普遍存在著強(qiáng)度低、使用壽命短、噪聲大、共振振幅大、工作動(dòng)負(fù)荷大、軸承溫升大等問題，這就需要我們?cè)O(shè)計(jì)、研發(fā)機(jī)械產(chǎn)品的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，逐步縮短與發(fā)達(dá)國家之間的差距，使我們的機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能得到優(yōu)化。1.2振動(dòng)篩發(fā)展方向振動(dòng)篩是通過安裝在激振器兩側(cè)的偏心塊產(chǎn)生的激振力，對(duì)篩體的激振而使物料得以分離，從而達(dá)到生產(chǎn)要求的一種設(shè)備。各種形式的

13、篩分機(jī)械在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)起著重要作用。從目前國內(nèi)外的研究動(dòng)向看，一方面致力于現(xiàn)存篩分機(jī)械的運(yùn)動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)調(diào)整;另一方面瞄準(zhǔn)新穎的設(shè)計(jì)目標(biāo)。探求合理的結(jié)構(gòu)型式、動(dòng)力配置和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，以便進(jìn)一步推動(dòng)篩分機(jī)的應(yīng)用。綜合國內(nèi)外篩分機(jī)械狀況，篩分機(jī)械應(yīng)向以下幾個(gè)方向發(fā)展。(l)篩分機(jī)械大型化篩分機(jī)械大型化是提高處理量的重要途徑。近些年來，許多國家都在設(shè)計(jì)大型振動(dòng)篩，其中德國早在1976年就已經(jīng)能制造出單機(jī)處理量為1000噸/時(shí)的篩分振動(dòng)機(jī)。為了加大激振力，有的國家還將四個(gè)激振器并聯(lián)安裝，篩體采用耐疲勞、耐腐蝕能力強(qiáng)的材料制成。實(shí)踐證明，其使用效果得到各行業(yè)的好評(píng)。(2)篩分機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)

14、化、系列化、通用化為了便于設(shè)計(jì)，專業(yè)化生產(chǎn)、保證質(zhì)量和降低成木，篩分機(jī)械己向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化方向發(fā)展。德國某公司生產(chǎn)的usl、usk篩分機(jī)以寬度200mm為一稽，長度以750mm為一文件，組成兩個(gè)系列的45種規(guī)格產(chǎn)品。其篩網(wǎng)、橫梁傳動(dòng)軸、進(jìn)料板、出料板均實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。(3)篩分機(jī)械重型化和超重型化為了滿足粒度大于400mm的物料分級(jí)，我國己研制出適用于大型礦山、采石場(chǎng)，煤礦等場(chǎng)合的重型化和超重型化的篩分機(jī)械，使得大粒度的物料得以分級(jí)，滿足了工作需要。(4)振動(dòng)篩空間化發(fā)展對(duì)于篩分細(xì)物料，先后出現(xiàn)了旋流振動(dòng)篩、錐形振動(dòng)篩旋轉(zhuǎn)概率篩等，既提高了生產(chǎn)能力和篩分效率，又減少了占地面

15、積。(5)振動(dòng)篩強(qiáng)度增大化篩分機(jī)的振動(dòng)過程逐漸強(qiáng)化，己取得較大的速度和加速度，提高生產(chǎn)能力和篩分效果。1.3國內(nèi)外篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r1.3.1國外篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r國外從16世紀(jì)開始篩分機(jī)械的研究與生產(chǎn)，到了18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命時(shí)期，篩分機(jī)械得到了迅速的發(fā)展，使篩分機(jī)械發(fā)展到較高的水平。比如，美國nro公司研制出了dfn型雙頻率振動(dòng)篩，采用不同的速度激振器。德國的申克公司能提供260種篩分設(shè)備，stk公司生產(chǎn)的篩分設(shè)備系列品較全，技術(shù)水準(zhǔn)較高，kup公司和海因曼公司都研制了雙傾角的篩分設(shè)備。khd公司生產(chǎn)200多種規(guī)格篩分設(shè)備，通用化程度較高，dkr公司研制成三路分配給料，一臺(tái)高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)篩

16、。英國為解決從濕原煤中篩出細(xì)粒末煤，研制成功了旋流概率篩。前蘇聯(lián)也研制了一種多用處兼有直線振動(dòng)篩優(yōu)點(diǎn)的自同步直線振動(dòng)篩。這些國外知名企業(yè)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)及制造技術(shù)，不但生產(chǎn)出適用于各種場(chǎng)合的不同類型的振動(dòng)篩，而且生產(chǎn)出了性能優(yōu)良的大型振動(dòng)篩，受到用戶的歡迎，幾乎壟斷了國內(nèi)大型振動(dòng)篩市場(chǎng)。如德國的篩子技術(shù)公司和申克公司分別制造出了50 m 和34 m 的大型直線振動(dòng)篩，日木的神戶制鋼所和川崎重工也制造出了34m 和48 m 的產(chǎn)品，美國的 conn weld公司制造出了27m 的產(chǎn)品。從我國使用大型振動(dòng)篩的情況來看，進(jìn)口的德國篩子技術(shù)公司和日木神戶制鋼所的27 m 直線振動(dòng)篩均可正常使用3-5

17、年。1.3.2國內(nèi)篩分機(jī)械發(fā)展?fàn)顩r(l)國內(nèi)篩分機(jī)械的研究我國煤炭資源豐富，儲(chǔ)量多，品種齊全。煤炭占我國能源的75以上，是目前我國最主要的能源。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)能源的需求與日俱增，煤礦采掘的機(jī)械化程度也在不斷提高，因此對(duì)振動(dòng)篩分機(jī)械的處理能力和工作效率的要求越來越高，由此可見研制大容量的大重型振動(dòng)篩的重要性越顯突出。我國對(duì)篩分機(jī)械的研制主要經(jīng)歷了三個(gè)階段:第一、仿制階段。通過對(duì)國外這些篩分機(jī)械的成功仿制，使我國篩分機(jī)械的發(fā)展基礎(chǔ)得以鞏固，并培養(yǎng)了一批技術(shù)人員。第二、自行研制階段。上世紀(jì)70年代左右，我國研制出了一批性能優(yōu)良的新型振動(dòng)篩分設(shè)備，有1500mrn3000mm重型振動(dòng)篩系列

18、，15 m 、30 m 共振篩系列，煤用單軸、雙軸振動(dòng)篩系列，等厚概率篩系列，自同步直線振動(dòng)篩系列，冷熱礦篩系列。這些設(shè)備雖然存在著技術(shù)和質(zhì)量上的問題，但是它們的研制成功在一定程度上滿足了國內(nèi)的需求，開創(chuàng)了我國獨(dú)立發(fā)展篩分機(jī)械的新紀(jì)元。第三、提高階段。在80年代，我國的篩分機(jī)械有了新的發(fā)展。成功的自行研制了振動(dòng)概率篩系列，旋轉(zhuǎn)概率篩系列，箱式激振器等系列，自同步等系列。我國經(jīng)過數(shù)十年的研究，雖然取得了很大的成績，研制出了多種新型的振動(dòng)篩，但是與發(fā)達(dá)國家相比，對(duì)大型振動(dòng)篩的研制并沒有取得明顯進(jìn)展，在生產(chǎn)能力，技術(shù)水準(zhǔn)，勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面還有很大的差距。我國多數(shù)使用的大型振動(dòng)篩還是引進(jìn)國外的設(shè)計(jì)圖紙

19、及制造工藝，或是進(jìn)行單純的仿造，其產(chǎn)品的整體性能相對(duì)國外先進(jìn)水平還待進(jìn)一步提高，比如我國的振動(dòng)篩普遍存在著振動(dòng)噪聲大、隔振性能差、壽命短、無故障運(yùn)行時(shí)間短等諸多問題，因此我國篩分機(jī)械的發(fā)展，除了不斷提高常規(guī)機(jī)械生產(chǎn)的工藝裝備和工藝水平外，還必須研究開發(fā)更優(yōu)質(zhì)高效篩分機(jī)械，加強(qiáng)技術(shù)研究，提高自主開發(fā)能力，縮短與國外的差距，滿足我國建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需求。(2)國內(nèi)篩分機(jī)械的應(yīng)用我國生產(chǎn)使用的篩分設(shè)備品種很多，其中絕大部分為振動(dòng)篩。目前使用的振動(dòng)篩主要應(yīng)用在以下幾個(gè)部門:冶金工業(yè)部門，選礦廠普遍采用圓振動(dòng)篩對(duì)礦石進(jìn)行預(yù)先篩分和檢查篩分;煤炭工業(yè)部門，煤的分級(jí)在不同的場(chǎng)合分別采用圓振

20、動(dòng)篩，概率篩和等厚篩;用直線振動(dòng)篩作為精煤和末煤的脫水、脫介等:水利電力部門，火電廠對(duì)煤的預(yù)先篩分通常使用圓振動(dòng)篩或等厚篩來實(shí)現(xiàn);利用直線篩解決煤炭的處理。在水電站的建設(shè)工作中，需要各種大型振動(dòng)篩對(duì)砂石進(jìn)行分級(jí)。交通工業(yè)部門，針對(duì)鐵路石碴的清沙和除泥，常采用概率等厚篩;采用熱石篩對(duì)瀝青混凝土的石頭進(jìn)行分級(jí)，這在建設(shè)高速公路中起著重要作用?；げ块T，振網(wǎng)篩和化肥篩在化工原料和產(chǎn)品的篩分，化肥和復(fù)合肥分級(jí)中起著舉足輕重的作用。我國目前使用振動(dòng)篩種類很多，主要的振動(dòng)篩有:雙軸振動(dòng)篩;自同步直線振動(dòng)篩;zk系列直線振動(dòng)篩;zkx系列直線振動(dòng)篩;dzs大型直線振動(dòng)篩;lzs和slzs型冷礦振動(dòng)篩;szr

21、型熱礦振動(dòng)篩。其它類型的篩分機(jī)械有:gps型高頻振動(dòng)細(xì)篩;sl型螺旋篩分機(jī);概率篩分機(jī);zd型、zds型等厚篩;gxs型、sqd工型琴弦式篩分機(jī);c型、m型電磁振動(dòng)旋流篩;qzk曲面振動(dòng)篩;lys型立式圓筒篩等。1.4振動(dòng)篩的分類振動(dòng)篩有多種分類方法，主要是按激振軸數(shù)量、振動(dòng)軌跡、篩分原理、按篩網(wǎng)的層數(shù)進(jìn)行分類等。振動(dòng)篩的主要分類見下表1.1。表1.1 振動(dòng)篩的分類分類依據(jù)振動(dòng)篩類型激振軸數(shù)量單軸振動(dòng)篩雙軸振動(dòng)篩多軸振動(dòng)篩篩箱運(yùn)動(dòng)軌跡直線振動(dòng)篩圓振動(dòng)篩橢圓振動(dòng)篩特殊軌跡振動(dòng)篩篩分原理一般振動(dòng)篩等厚振動(dòng)篩馳張篩琴弦篩概率篩篩網(wǎng)層數(shù)多層篩雙層篩單層篩1.4.1單軸振動(dòng)篩單軸振動(dòng)篩是采用一根帶有偏心

22、質(zhì)量的激振軸產(chǎn)生的離心慣性力工作的，這個(gè)力的矢端軌跡是以激振軸的回轉(zhuǎn)中心為圓心的圓，該圓心稱為力心。根據(jù)激振軸不同的安裝位置，振動(dòng)篩的運(yùn)動(dòng)方式也有所不同，可分為兩種類型:即圓運(yùn)動(dòng)和橢圓運(yùn)動(dòng)。當(dāng)力心與振動(dòng)篩參振質(zhì)量的質(zhì)心有所偏離時(shí)，振動(dòng)篩質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)軌跡近似為圓，質(zhì)心兩側(cè)篩箱前后端的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓。橢圓振動(dòng)篩的特點(diǎn)是:在進(jìn)口處物料移動(dòng)平穩(wěn)，在出口處輸送速度減慢，增大了物料的透篩率。當(dāng)力心與振動(dòng)篩參振質(zhì)量的質(zhì)心重合時(shí)，篩箱作平動(dòng)，整個(gè)篩箱上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都近似為圓。圓運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的特點(diǎn)是:篩分效率較高，處理量大，但由于篩面做圓運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料輸送力差，所以安裝時(shí)傾角必須大一些。 1.4.2雙軸振動(dòng)篩雙軸

23、振動(dòng)篩采用兩根作同向或反向等速旋轉(zhuǎn)帶有偏心質(zhì)量的激振軸激振來實(shí)現(xiàn)振動(dòng)篩的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。按振動(dòng)篩的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡分，雙軸振動(dòng)篩可分為雙軸直線振動(dòng)篩、雙軸圓振動(dòng)篩、雙軸橢圓振動(dòng)篩、雙軸特殊軌跡振動(dòng)篩。(1)雙軸直線振動(dòng)篩雙軸直線振動(dòng)篩的激振器是由兩根帶有不平衡重量的軸組成，兩軸作反向同步回轉(zhuǎn)，它所產(chǎn)生的離心力使篩箱發(fā)生振動(dòng)。當(dāng)相同的兩激振軸等速反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩激振軸產(chǎn)生的離心慣性力在某一方向上的分力完全抵消，二者的合力始終垂直于該方向，并且合力的大小呈正弦規(guī)律變化，振動(dòng)篩實(shí)現(xiàn)直線振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)合力的方向通過振動(dòng)篩的質(zhì)心時(shí)，振動(dòng)篩就實(shí)現(xiàn)了平動(dòng)，這就是通常我們所說的直線振動(dòng)篩。當(dāng)合力的作用方向不通過振動(dòng)篩質(zhì)心時(shí)

24、，篩箱上各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡雖然還是直線但各點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的傾斜方向不一樣，振幅也不一樣。我們把這種直線運(yùn)動(dòng)軌跡稱為變直線運(yùn)動(dòng)軌跡，具有這種運(yùn)動(dòng)軌跡的振動(dòng)篩稱為變直線振動(dòng)篩。直線振動(dòng)篩的主要特點(diǎn):對(duì)物料有很強(qiáng)的輸送力，可以水平甚至上仰安裝，處理物料的能力大，篩面磨損較小，篩分效率較高。(2)雙軸圓振動(dòng)篩當(dāng)兩激振軸等速同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，若激振力的力心與參振質(zhì)量的質(zhì)心重合，振動(dòng)篩就實(shí)現(xiàn)圓振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。與單軸圓振動(dòng)篩相比，雙軸圓振動(dòng)篩的激振力更大。(3)雙軸橢圓振動(dòng)篩當(dāng)兩激振軸作等速反向旋轉(zhuǎn)，但兩軸偏心質(zhì)量的質(zhì)徑積不相等，二者產(chǎn)生的離心力方向在某位置時(shí)剛好相反在與該位置垂直的方向上二者的方向剛好相同，二者的合力通

25、過一定點(diǎn)，合力的矢端軌跡為橢圓，橢圓的長軸方向就是兩離心力方向相同的方向，短軸的方向就是兩離心慣性力方向相反的方向，橢圓的中心就是該定點(diǎn)，這個(gè)橢圓叫做力橢圓，這個(gè)定點(diǎn)就是力心。當(dāng)力心(即力橢圓的中心)與振動(dòng)篩的質(zhì)心重合時(shí)，振動(dòng)篩就可實(shí)現(xiàn)平動(dòng)橢圓運(yùn)動(dòng)，這種振動(dòng)篩就是所謂的雙軸橢圓振動(dòng)篩。這種振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)是:物料輸送的速度較高，因此物料層厚度較薄:安裝傾角可以很小，機(jī)器總高度較低;被篩物料有強(qiáng)烈的松散和再排列效應(yīng)，因此有較大的篩分率;因有較大的有效篩分面積，所以篩孔不易被物料堵塞。(4)雙軸特殊運(yùn)動(dòng)軌跡振動(dòng)篩振動(dòng)篩除了可以實(shí)現(xiàn)上述振動(dòng)運(yùn)動(dòng)外，還可以實(shí)現(xiàn)一些特殊的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡。這里不再贅述。1.4.

26、3多軸振動(dòng)篩當(dāng)振動(dòng)篩篩分面積較大時(shí)，若采用兩根激振軸，要求每根激振軸產(chǎn)生的激振力太大，軸承及軸承座受力情況惡劣，且較大的激振力集中的作用使篩箱的強(qiáng)度也大大降低，此時(shí)采用三軸或三軸以上的多軸激振既可以獲得大的激振力，又可以改養(yǎng)篩箱的受力情況。多軸振動(dòng)篩也可以實(shí)現(xiàn)直線振動(dòng)、圓振動(dòng)和橢圓振動(dòng)。每根激振軸間可以是強(qiáng)迫同步，也可以是自同步。多軸振動(dòng)篩已經(jīng)形成的產(chǎn)品有強(qiáng)迫同步的三軸振動(dòng)篩，運(yùn)動(dòng)形式多以橢圓運(yùn)動(dòng)為主。1.5振動(dòng)篩的工作原理及結(jié)構(gòu)參數(shù)1.5.1振動(dòng)篩的工作原理直線振動(dòng)篩采用雙振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)做同步、反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，其偏心塊所產(chǎn)生的激振力在平行于電機(jī)軸線的方向相互抵消，在垂直于電機(jī)軸的方

27、向疊為一合力，因此篩機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線。其兩電機(jī)軸相對(duì)篩面有一傾角，在激振力和物料自重力的合力作用下，物料在篩面上被拋起跳躍式向前作直線運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到對(duì)物料進(jìn)行篩選和分級(jí)的目的。振動(dòng)篩具體的工作過程如下:物料首光進(jìn)入篩箱，篩箱是振動(dòng)篩進(jìn)行篩分的主要工作區(qū)域，激振器帶動(dòng)篩箱按照一定的軌跡振動(dòng)，物料則在篩箱的運(yùn)動(dòng)過程中向前運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過程中篩網(wǎng)對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)，粒徑大于篩孔的物料直接從出料口直接排出。篩分過程分為兩個(gè)階段，第一階段，比篩孔尺寸小的細(xì)顆粒通過粗顆粒組成的物料層到達(dá)篩面;第二階段，細(xì)顆粒通過篩孔。這樣就完成了一個(gè)篩分過程。大型直線振動(dòng)篩的的工作原理如圖2所示，激振器兩軸上偏心輪的偏心質(zhì)

28、量和偏心距均相等，離心力相等。偏心塊作同步的反向回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在任意瞬時(shí)位置，離心力沿z向，也就是振動(dòng)方向的分力總是相互迭加，而與振動(dòng)方向垂直的分力總是相互抵消，因此，形成了沿z向的激振力，驅(qū)動(dòng)振動(dòng)篩作近似直線的往復(fù)振動(dòng)。在圖1.1中，1和3位置時(shí)離心力迭加，激振力達(dá)到最大，2和4位置時(shí)離心力完全抵消，激振力為零。 1 2 3 4圖1.1直線振動(dòng)篩激振器工作原理1.5.2 zkb振動(dòng)篩的主要結(jié)構(gòu)大型直線振動(dòng)篩的組成結(jié)構(gòu)主要有:篩箱、篩網(wǎng)、激振器、及其緊固裝置、傳動(dòng)裝置和支撐裝置。篩箱主要由篩箱、擋板、彈簧支座等部件組成。振動(dòng)篩的篩箱由鋼板與型鋼焊接或用高強(qiáng)度螺栓連接而成的篩型結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)的鋼板之間

29、用帶法蘭的無縫鋼管或型鋼連接，篩箱內(nèi)固定有篩網(wǎng)或篩板。振動(dòng)篩中受沖擊力最大的構(gòu)件是篩網(wǎng)，因此也是最易損壞的零件，物料在其上面進(jìn)行分級(jí)、脫水、脫介，篩孔的形狀和布置直接影響篩分效果。激振器的作用是產(chǎn)生周期變化的激振力，此激振力使篩箱產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)。激振器按照不同的工作形式有兩種安裝形式:在篩箱的中上部，在篩箱的底部。激振器是產(chǎn)生振動(dòng)的主要部件，其布置形式將直接影響振動(dòng)篩工作面的運(yùn)動(dòng)軌跡和篩分效果。常用的激振器有慣性式、彈性連桿式、電磁式、液壓或氣壓式等形式。彈性元件(彈簧)包括隔振彈簧和連桿彈簧。隔振彈簧的作用主要是:支撐振動(dòng)機(jī)體，是機(jī)體實(shí)現(xiàn)所要求的振動(dòng)，并減小傳給基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)架的載荷。振動(dòng)篩利用

30、彈簧的振動(dòng)進(jìn)行工作，這樣可以減少振動(dòng)對(duì)地基的沖擊，但是在工作中會(huì)產(chǎn)生非常大的噪音和振動(dòng)，造成環(huán)境污染，合理布置彈簧能減少振動(dòng)對(duì)地面的沖擊，提高振動(dòng)篩的使用質(zhì)量，延長振動(dòng)篩的工作壽命。1.6本課題的研究目的、研究內(nèi)容及方案本課題以zkb大型直線振動(dòng)篩為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。針對(duì)我國國產(chǎn)大型直線振動(dòng)篩普遍存在的使用壽命短，橫梁易斷裂等主要失效形式和弊端，木課題研究的目的主要是增加可靠性、延長振動(dòng)篩的使用壽命。利用動(dòng)態(tài)仿真的方法研究該振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)，以有限元結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析為手段，對(duì)篩箱進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析并建立有限元模型，對(duì)篩箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析，以改進(jìn)篩機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，針對(duì)篩機(jī)的啟動(dòng)過

31、程，進(jìn)行應(yīng)力分析，本課題具體研究的內(nèi)容和方案為包括以下方面:(1)利用ansys建模軟件，按照直線振動(dòng)篩建立模型，判斷振動(dòng)篩能否按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)研究直線振動(dòng)篩的工作原理，確立振動(dòng)篩篩箱有限元模型的建模方法，并建立其有限元模型。(3)利用有限元分析軟件ansys對(duì)該振動(dòng)篩篩箱進(jìn)行模態(tài)分析，獲得結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)和模態(tài)振型，分析結(jié)構(gòu)能否避免共振。檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)是否存在過大的應(yīng)力集中，較大的變形或某處應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力。(4)對(duì)振動(dòng)篩進(jìn)行諧響應(yīng)分析，通過諧響應(yīng)分析了解結(jié)構(gòu)的改進(jìn)對(duì)振動(dòng)篩穩(wěn)態(tài)工作時(shí)應(yīng)力分布情況的影響。2.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東）2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型2.1

32、.2選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：；工作機(jī)所需功率為：；傳動(dòng)裝置的總效率為：；傳動(dòng)滾筒 滾動(dòng)軸承效率 閉式齒輪傳動(dòng)效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：所需電動(dòng)機(jī)功率為：略大于 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級(jí) ；型號(hào) y160m-4.功率為11kw2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取滾筒直徑1.分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比(2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比則低速級(jí)的傳動(dòng)比2.1.4 電機(jī)端蓋組裝cad截圖 圖2.1.4電機(jī)端蓋2.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.2.1電動(dòng)機(jī)軸 2.2.2高速軸2.2.3中間軸2.2.4低速軸2.2.5滾筒軸3.齒輪計(jì)算3.1選定齒輪類型、精度等

33、級(jí)、材料及齒數(shù)1按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（gb 10095-88）。3材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 hbs，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 hbs，二者材料硬度差為40 hbs。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)。（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-26查得，則。（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)第

34、八版表10-7 選取齒寬系數(shù)（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù); 。（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)s=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（11）許用接觸應(yīng)力3.2.2計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑=49.56mm（2）計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬及模數(shù) =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）計(jì)算縱向重合度0.318124tan

35、=20.73（5）計(jì)算載荷系數(shù)k。已知使用系數(shù)根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-4查得的值與齒輪的相同，故由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 10-13查得由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-3查得.故載荷系數(shù)11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得（7）計(jì)算模數(shù) 3.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17）3.3.1確定計(jì)算參數(shù)（1）計(jì)算載荷系數(shù)。 =2.09（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表10-5查得（5）查取應(yīng)力校正系

36、數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-5查得（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)s1.4,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得（9）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由取 ，則 取 3.4幾何尺寸

37、計(jì)算3.4.1計(jì)算中心距a=將中以距圓整為141mm.3.4.2按圓整后的中心距修正螺旋角因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑3.4.4計(jì)算齒輪寬度圓整后取.低速級(jí)取m=3;由 取圓整后取表 1高速級(jí)齒輪：名稱代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m22壓力角2020分度圓直徑d=227=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑表 2低速級(jí)齒輪：名稱代號(hào)計(jì) 算 公 式 小齒輪大齒輪模數(shù)m33壓力角2020分度圓直徑d=327=54=2109=218齒頂高齒根高齒全高h(yuǎn)齒頂圓直徑4.軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸4.1.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪

38、的傳動(dòng)的效率,則4.1.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為圓周力 ,徑向力 及軸向力 的4.1.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表15-3,取 ,于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003或手冊(cè),選用lx4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 l=112mm ,

39、半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定軸上零件的裝配方案 圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)根據(jù)聯(lián)軸器為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為d

40、dt=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑 。軸環(huán)寬度 ，取。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取 低速軸的相關(guān)參數(shù)：表4-1功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩1-2段軸長84mm1-2段直徑50mm2-3段軸長40.57mm2-3段直徑62mm3-

41、4段軸長49.5mm3-4段直徑65mm4-5段軸長85mm4-5段直徑70mm5-6段軸長60.5mm5-6段直徑82mm6-7段軸長54.5mm6-7段直徑65mm（3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為l=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸4.2.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩4.2.2求

42、作用在齒輪上的力（1）因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為：（2）因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為：4.2.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取 ,于是得：軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑。圖 4-24.2.4初步選擇滾動(dòng)軸承.（1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dd*t=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段2-3段的直徑 ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知

43、齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。（3）取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。 4.2.5軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為1

44、4mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：表4-2功率10.10kw轉(zhuǎn)速362.2r/min轉(zhuǎn)矩263.61-2段軸長29.3mm1-2段直徑25mm2-3段軸長90mm2-3段直徑45mm3-4段軸長12mm3-4段直徑57mm4-5段軸長51mm4-5段直徑45mm4.3高速軸4.3.1求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率,則4.3.2求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為4.3.3初步確定軸的最小直徑先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,

45、取 ,于是得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)gb/t 5014-2003 或手冊(cè),選用lx2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000 .半聯(lián)軸器的孔徑 ,故取 ,半聯(lián)軸器長度 l=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.1擬定軸上零件的裝配方案圖4-34.4.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段

46、的直徑 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑d=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù) ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*d*t=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

47、而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取。 5）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為l=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：表4-3功率10.41kw轉(zhuǎn)速1460r/min轉(zhuǎn)矩1-2段軸長80mm1-2段直徑30mm2-

48、3段軸長45.81mm2-3段直徑42mm3-4段軸長45mm3-4段直徑31.75mm4-5段軸長99.5mm4-5段直徑48.86mm5-6段軸長61mm5-6段直徑62.29mm6-7段軸長26.75mm6-7段直徑45mm5.齒輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建模（1）在上工具箱中單擊按鈕，打開“新建”對(duì)話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對(duì)話框2取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，選中其中“mmns_part_solid”

49、選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1在主菜單中依次選擇“工具”“關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。2在對(duì)話框中單擊按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi)容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪基本圓在右工具箱單擊，彈出“草繪”對(duì)話框。選擇front 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個(gè)圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對(duì)話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑

50、、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為、修改的結(jié)果如圖5-6所示。 圖5-4草繪同心圓 圖5-5“關(guān)系”對(duì)話框 圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對(duì)話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線1在右工具箱中單擊按鈕打開“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲線選項(xiàng)” “從方程” “完成”選項(xiàng)，打開“曲線：從方程”對(duì)話框，如圖5-7所示。2在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開記事本窗口。3在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”

51、對(duì)話框 圖5-9添加漸開線方程4選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)pnto。參照設(shè)置如圖5-10所示。曲 線1曲 線 2圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框5如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面top和right作為放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸a_1，如圖6-13所示。圖5-12“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框 圖5-13基準(zhǔn)軸a_16如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)pnto和基準(zhǔn)軸a_1的基準(zhǔn)平面dtm1,如圖5-14所示。5 5-15基準(zhǔn)平面對(duì)話框 5-15基準(zhǔn)平面dtm17如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)軸a_1，并由基準(zhǔn)平面dtm1轉(zhuǎn)過“-90/z”的基準(zhǔn)平面dtm2，如圖5-17所示。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框 圖5-17基準(zhǔn)平面dtm28鏡像漸開線。使用基準(zhǔn)平面dtm2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。圖5-18鏡像齒廓曲線（6）創(chuàng)建齒根圓實(shí)體特征1在右工具箱中單擊按鈕打開設(shè)計(jì)圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面front作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)放置草繪平面。2在右工具箱中單擊按鈕打開“類型”對(duì)話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再