課程設計--螺桿式粉料供料裝置的設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設計的目的及意義1</p><p>　　二、設計題目：螺桿式粉料供料裝置的設計1</p><p><b>　　三、設計任務2</b></p><p>　　3.1、設計參數2</p><p>　　3

2、.2、設計內容2</p><p>　　3.3、設計要求2</p><p>　　3.4、設計任務2</p><p>　　3.5、上交資料3</p><p>　　四、設計方案擬定和分析3</p><p><b>　　五、機構設計3</b></p><p>　　5.1

3、、電動機選取3</p><p>　　5.3、螺桿的結構尺寸5 </p><p>　　5.3.1、螺桿的材料5</p><p>　　5.3.2、螺桿的參數確定6</p><p>　　5.3.3、螺桿強度校核：7</p><p>　　5.4、離合器的選用7</p><p><b&g

4、t;　　六、設計總結9</b></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p>　　螺桿式粉料供料裝置的設計（ⅠⅠ）</p><p>　　一、課程設計的目的及意義</p><p>　　自動機械設計這門課程是機械專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，學習完這門課程之后同學們在腦中應該對機械系統(tǒng)設計有一個

5、總體的框架。為了加深對這門課程的更深入的理解及運用，充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維和想象能力，靈活應用各種設計方法和技巧，以便設計出新穎、靈巧、高效的機械產品，培養(yǎng)學生對理論知識的綜合應用能力和實踐動手能力，安排課程設計這一教學實踐環(huán)節(jié)。</p><p>　　通過課程設計進一步培養(yǎng)學生的設計能力、理論聯系實際的能力，同時鞏固復習前面學過的理論知識，為后續(xù)的畢業(yè)設計打下一定的理論基礎。</p><p>

6、　　二、設計題目：螺桿式粉料供料裝置的設計</p><p><b>　　該機的工作原理：</b></p><p>　　該壓力成型機用于實現對粉末材料進行壓力加工而達到成型的目的，并能實現自動出料以便于完成后續(xù)工作。粉末壓力成型機如圖所示。</p><p>　　為了對粉末壓力成型機供料，采用螺桿式供料機構實現間歇供料。</p>&l

7、t;p><b>　　三、設計任務</b></p><p><b>　　3.1、設計參數</b></p><p>　?。?）壓力成型機的生產率 80 件/ 分鐘；</p><p>　　（2）產品的尺寸： L×B×H＝200×100×50mm</p

8、><p>　?。?）粉末材料密度： </p><p>　?。?）在0.5s內的時間內必須完成供料。</p><p><b>　　3.2、設計內容</b></p><p>　?。?）根據生產率及工藝要求，確定螺桿的轉速；</p><p>　?。?）設計螺桿的結構尺寸等；</p><

9、;p>　?。?）選擇并確定合適的離合器；</p><p>　?。?）計算該供料機構的生產率；</p><p>　?。?）計算驅動功率，選擇合適的電動機。</p><p><b>　　3.3、設計要求</b></p><p>　　課程設計是一必修的實踐性教學環(huán)節(jié)，所有學生必須重視、認真對待，必須獨立按時完成課程設計任

10、務，遵守設計紀律，嚴禁雷同、抄襲。</p><p>　　圖紙要求：使用計算機軟件繪圖，注意裝配圖、零件圖的標注內容及格式，要求標注完整、規(guī)范，結構合理。</p><p>　　說明書要求：按照陜西科技大學課程設計的格式規(guī)范，內容詳實，分析合理，計算又據，數據可靠。</p><p><b>　　3.4、設計任務</b></p><

11、;p>　?。?）該機構的裝配圖（含箱體）。</p><p>　?。?）螺桿、料槽、攪拌器等的相關零件圖。</p><p>　　（3）圖紙量最少為1張裝配圖和3張零件圖。</p><p><b>　　3.5、上交資料</b></p><p>　　（1）課程設計說明書（統(tǒng)一左側裝訂）</p><p&

12、gt;<b>　?。?）相關設計圖紙</b></p><p>　?。?）陜西科技大學課程設計評分表（網上下載，不與說明書裝訂在一起，填寫完整的設計題目，姓名等相關資料，并注意評分表下面的日期為2012年）</p><p>　　四、設計方案擬定和分析</p><p>　　螺桿式供料機構結構如圖所示：螺桿設置在料斗導管中，由離合器實現其與驅動裝置的

13、結合與脫開，當螺桿轉動時，物料填充進入定截面螺旋槽中隨螺桿的轉動，物料不斷的填充輸送，最后由出料口落入容器中 。只要控制螺桿的轉數（時間），即可完成定量供料。螺桿和攪拌器可將結塊物料破開。</p><p>　　為保證供料的準確性和穩(wěn)定性螺桿必須經過精加工，螺桿外徑和導管內景間配合間隙要適當，在導管內的螺距數應大于5個。要求比較高。</p><p><b>　　五、機構設計<

14、/b></p><p><b>　　5.1、電動機選取</b></p><p>　　電動機選擇的參考因素主要包括：電動機型式、電壓與轉速；電動機型式種類；電動機防護型式的選擇；電動機電壓和轉速。</p><p>　　根據本次設計中電動機使用在壓力成型機上，選擇Y系列三相異步電動機，具有國際互換性的特點，且易于啟動。</p>

15、<p>　　根據設計參數（1）知壓力成型機生產率80件/分鐘，且轉盤設計有四個下料位置，所以轉盤轉速達到20轉/分鐘即可。</p><p>　　根據設計參數 (2) 產品尺寸：L×B×H=200×100×50mm</p><p>　　一件產品的體積為V=1000立方厘米</p><p>　　根據設計參數（3）粉末材料

16、密度： </p><p>　　一件產品的質量為m=1000×10×7. 5×10=7.5kg</p><p>　　設計出料口(即下料位置)到轉盤中心的距離為400mm,則轉矩為:</p><p>　　T=7.5kg×10N/kg×0.4m=30Nm</p><p>　　每次運動循環(huán)轉盤上有

17、3個位置裝有物料轉動，所以功率為:</p><p>　　P=3×T×n=3×30×20=1800w=1.8kw</p><p>　　查機械零件手冊，可選取電動機如下表：</p><p>　　考慮傳動過程中的功率損耗，所以選擇機座號132S1，轉速750r/min,功率2.2kw的Y系列三相異步電動機，可滿足要求。</p&

18、gt;<p>　　5.2、確定螺桿轉速</p><p>　　壓力成型機生產率80件/分鐘，即Q=80件/min</p><p>　　由于螺桿供料一次即就生產一件產品，所以一件產品的質量也就是螺桿一次供料量，即： G=7.5kg</p><p>　　又由分析可知螺桿式供料機構的生產能力Q=80×7.5=600kg/min</p>

19、<p>　　根據公式Q=Gn 可得</p><p>　　螺桿轉速n=Q/G=6007.5=80 r/min</p><p>　　由（4）知在0.5s內必須完成供料，故取工作循環(huán)時間T=0.5s，</p><p>　　因此供料一次螺桿的轉速n=Tn/60=0.5×8060=0.67r</p><p>　　由式G=V n 可得

20、</p><p>　　每圈螺旋槽容積 V=7.5(7.5×10)0.67=1.49×10cm</p><p>　　5.3、螺桿的結構尺寸</p><p>　　5.3.1、螺桿的材料</p><p>　　螺桿常用材料的性能要求為：機械強度好，耐腐蝕和抗磨性能好，加工性能好，取材容易。目前，我國常采用的螺桿材料有45鋼、40C

21、r、氮化鋼（38CrMoAl）、高溫合金等，為了提高耐磨能力和基體金屬的性能，近年來采用在螺桿表面噴涂碳化鈦和對螺桿進行離子氮化處理等技術。</p><p>　　45鋼價格便宜，加工性能好，但耐磨性較其他差，熱處理為調質HB220-270,高溫淬火HRC45-48。</p><p>　　40Cr在性能上優(yōu)于45鋼，但往往要鍍上一層硌來提高耐磨性，鍍層要求高，太薄易磨損，太厚易剝落，剝落后反

22、而加速腐蝕，目前使用較少。</p><p>　　氮化鋼（38CrMoAl）綜合性能較好，一般氮化層達0.4-0.6mm，但其抗氯化氫腐蝕的能力低，且價格昂貴。</p><p>　　高溫合金材料最優(yōu)，不用鍍層，主要用于注塑機且是無菌螺桿。</p><p>　　本次設計是粉末壓力成型機，所以選用性價比合理的45鋼即可滿足要求。</p><p>&

23、lt;b>　　螺桿的工藝設計</b></p><p>　　氮化硬度：HB220-227</p><p>　　表面粗糙度：Ra1.0mm</p><p>　　螺桿直線度：0.016mm</p><p>　　5.3.2、螺桿的參數確定</p><p>　　在螺桿計量中，螺桿的螺旋常采用矩形截面螺旋。根據經

24、驗，螺桿的螺旋升角一般取=17.7。</p><p>　　由于螺桿的螺紋為矩形，根據矩形螺紋的特點，牙型為正方形，牙型角=0，但牙根強度弱，由此可計算螺桿直徑并進行螺牙強度校核。</p><p>　　基本參數：D—螺桿直徑，即中徑 </p><p><b>　　D--螺桿大徑</b></p><p>

25、;<b>　　D--螺桿小徑</b></p><p><b>　　s—螺距</b></p><p><b>　　t—螺槽深度</b></p><p><b>　　L—一圈螺旋周長</b></p><p><b>　　計算螺桿直徑:</b&g

26、t;</p><p>　　對矩形截面螺旋來講，t=s/2</p><p>　　由圖知，s=πDtan L=πD/cos</p><p>　　又由前可知每圈螺旋槽容積 V=2×10cm</p><p>　　則由公式V=stL/2可得V=0.25(πD)tan/ cos</p><p>　　所以經計算得出D

27、=121.60mm，經圓整取125mm。</p><p>　　故可解得L=412.21mm，s=125.33mm，t=62.66mm</p><p>　　再由公式D=( D+ D)/2 和公式D= D+2t可得</p><p>　　D=D-t=62.34mm;取整為63mm</p><p>　　D=65+270=205mm,取整為210mm

28、</p><p>　　5.3.3、螺桿強度校核：</p><p>　　該螺桿用于立式壓力成型機，所受載荷主要是物料所施加軸向力，且受力主要是螺牙，故對螺牙進行強度校核。</p><p>　　45鋼的屈服極限為=340N/㎜，</p><p>　　許用應力＝/(3～5)=68～113.33 N/㎜,取=100 N/㎜。</p>&

29、lt;p>　　許用彎曲應力=（1.0～1.2）=90～108 N/㎜，取=100 N/㎜。</p><p>　　剪切應力=0.6=60 N/㎜。</p><p>　　彎曲強度條件：=/π，</p><p>　　L=(D-D)/2=30mm為彎曲臂力，b=0.5s=62.67mm為螺紋牙根厚度，</p><p>　　F/u為每圈螺紋所承受

30、的平均壓力，</p><p>　　f/u=Vg=1.49107.5109.8=109.515N</p><p>　　將已知數據代入上式中得</p><p><b>　　剪切強度條件：/π</b></p><p>　　將已知數據代入上式中得</p><p>　　從而得出結論，設計滿足要求。</

31、p><p>　　5.4、離合器的選用</p><p>　　離合器按工作原理分為牙嵌式、摩擦式和電磁式三類。</p><p>　　牙嵌式離合器結構簡單，外形尺寸小，一般用于轉矩不大，低速接合處，材料常用低碳鋼表面滲碳，硬度52—62HRC，或中碳鋼表面淬火，硬度48—54HRC，但是牙嵌式離合器只應用于兩周靜止或者轉速很小的結合或分離，否則牙齒可能會因撞擊而折斷！牙數一般

32、為3—60。 摩擦式離合器利用接觸面間的摩擦力傳遞扭矩，分為單片式和多片式。為提高傳遞轉矩的能力，通常采用多片摩擦式。有潤滑劑的稱為濕式，無的稱為干式。與牙嵌式相比有以下優(yōu)點：可以在任何轉速下接合或分離；過載時摩擦片打滑，能保護其他零件；接合穩(wěn)定，沖擊和振動小。但是相對滑動引起發(fā)熱與磨損，從而損耗能量！</p><p>　　電磁摩擦離合器可實現遠距離操縱，動作迅速，沒有不平衡的軸向力，廣泛應用于數控機床。

33、</p><p>　　本次設計螺桿轉速較低，可選用單盤摩擦離合器。</p><p>　　離合器摩擦片尺寸系列和參數（即GB1457-74）</p><p>　　螺桿設計中，螺桿的小徑D=63mm，由上表可取內徑為110mm的離合器摩擦片。</p><p><b>　　六、設計總結</b></p><p

34、>　　通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關粉料供料方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　在課程設計過程中，我們不斷發(fā)現錯誤，不斷改正，不斷領悟，不斷獲齲最終的檢測調試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”

35、的知行觀。這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可!</p><p>　　課程設計誠然是一門專業(yè)課

36、，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。</p><p>　　我認為，在這學期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再

37、學習、再實踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。</p><p>　　回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的

38、知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。</p><p>　　此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有