課程設(shè)計螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計

1、目錄一、課程設(shè)計的目的及意義1二、設(shè)計題目：螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計1三、設(shè)計任務(wù)23.1、設(shè)計參數(shù)23.2、設(shè)計內(nèi)容23.3、設(shè)計要求23.4、設(shè)計任務(wù)23.5、上交資料3四、設(shè)計方案擬定和分析3五、機構(gòu)設(shè)計35.1、電動機選取35.3、螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸5、螺桿的材料5、螺桿的參數(shù)確定6、螺桿強度校核：75.4、離合器的選用7六、設(shè)計總結(jié)9參考文獻11螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計（）一、課程設(shè)計的目的及意義自動機械設(shè)計這門課程是機械專業(yè)的一門主要專業(yè)課程，學(xué)習(xí)完這門課程之后同學(xué)們在腦中應(yīng)該對機械系統(tǒng)設(shè)計有一個總體的框架。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(yīng)用

2、各種設(shè)計方法和技巧，以便設(shè)計出新穎、靈巧、高效的機械產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生對理論知識的綜合應(yīng)用能力和實踐動手能力，安排課程設(shè)計這一教學(xué)實踐環(huán)節(jié)。通過課程設(shè)計進一步培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力、理論聯(lián)系實際的能力，同時鞏固復(fù)習(xí)前面學(xué)過的理論知識，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計打下一定的理論基礎(chǔ)。二、設(shè)計題目：螺桿式粉料供料裝置的設(shè)計該機的工作原理：該壓力成型機用于實現(xiàn)對粉末材料進行壓力加工而達到成型的目的，并能實現(xiàn)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。為了對粉末壓力成型機供料，采用螺桿式供料機構(gòu)實現(xiàn)間歇供料。三、設(shè)計任務(wù)3.1、設(shè)計參數(shù)（1）壓力成型機的生產(chǎn)率80件/ 分鐘；（2）產(chǎn)品的尺寸： LBH200100

3、50mm（3）粉末材料密度： （4）在0.5s內(nèi)的時間內(nèi)必須完成供料。3.2、設(shè)計內(nèi)容（1）根據(jù)生產(chǎn)率及工藝要求，確定螺桿的轉(zhuǎn)速； （2）設(shè)計螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸等；（3）選擇并確定合適的離合器；（4）計算該供料機構(gòu)的生產(chǎn)率；（5）計算驅(qū)動功率，選擇合適的電動機。3.3、設(shè)計要求課程設(shè)計是一必修的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，所有學(xué)生必須重視、認(rèn)真對待，必須獨立按時完成課程設(shè)計任務(wù)，遵守設(shè)計紀(jì)律，嚴(yán)禁雷同、抄襲。圖紙要求：使用計算機軟件繪圖，注意裝配圖、零件圖的標(biāo)注內(nèi)容及格式，要求標(biāo)注完整、規(guī)范，結(jié)構(gòu)合理。說明書要求：按照陜西科技大學(xué)課程設(shè)計的格式規(guī)范，內(nèi)容詳實，分析合理，計算又據(jù)，數(shù)據(jù)可靠。3.4、設(shè)計任務(wù)（1

4、）該機構(gòu)的裝配圖（含箱體）。（2）螺桿、料槽、攪拌器等的相關(guān)零件圖。（3）圖紙量最少為1張裝配圖和3張零件圖。3.5、上交資料（1）課程設(shè)計說明書（統(tǒng)一左側(cè)裝訂）（2）相關(guān)設(shè)計圖紙（3）陜西科技大學(xué)課程設(shè)計評分表（網(wǎng)上下載，不與說明書裝訂在一起，填寫完整的設(shè)計題目，姓名等相關(guān)資料，并注意評分表下面的日期為2012年）四、設(shè)計方案擬定和分析螺桿式供料機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖所示：螺桿設(shè)置在料斗導(dǎo)管中，由離合器實現(xiàn)其與驅(qū)動裝置的結(jié)合與脫開，當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，物料填充進入定截面螺旋槽中隨螺桿的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)數(shù)（時間），即可完成定量供料。螺桿和攪拌器可將結(jié)塊物料破開

5、。為保證供料的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性螺桿必須經(jīng)過精加工，螺桿外徑和導(dǎo)管內(nèi)景間配合間隙要適當(dāng)，在導(dǎo)管內(nèi)的螺距數(shù)應(yīng)大于5個。要求比較高。五、機構(gòu)設(shè)計5.1、電動機選取電動機選擇的參考因素主要包括：電動機型式、電壓與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。根據(jù)本次設(shè)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。根據(jù)設(shè)計參數(shù)（1）知壓力成型機生產(chǎn)率80件/分鐘，且轉(zhuǎn)盤設(shè)計有四個下料位置，所以轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達到20轉(zhuǎn)/分鐘即可。根據(jù)設(shè)計參數(shù) (2) 產(chǎn)品尺寸：LBH=20010050mm一件產(chǎn)品的體積為V=1000立方厘米根據(jù)設(shè)計參數(shù)（3）粉末材料密度

6、： 一件產(chǎn)品的質(zhì)量為m=1000107. 510=7.5kg設(shè)計出料口(即下料位置)到轉(zhuǎn)盤中心的距離為400mm,則轉(zhuǎn)矩為:T=7.5kg10N/kg0.4m=30Nm每次運動循環(huán)轉(zhuǎn)盤上有3個位置裝有物料轉(zhuǎn)動，所以功率為:P=3Tn=33020=1800w=1.8kw查機械零件手冊，可選取電動機如下表：機座號同 步 轉(zhuǎn) 速（r/min）300015001000750600功 率（kw）90L2.21.51.1-100L132.21.5112M442.2132S15.55.532.2考慮傳動過程中的功率損耗，所以選擇機座號132S1，轉(zhuǎn)速750r/min,功率2.2kw的Y系列三相異步電動機，可

7、滿足要求。5.2、確定螺桿轉(zhuǎn)速壓力成型機生產(chǎn)率80件/分鐘，即Q=80件/min由于螺桿供料一次即就生產(chǎn)一件產(chǎn)品，所以一件產(chǎn)品的質(zhì)量也就是螺桿一次供料量，即： G=7.5kg又由分析可知螺桿式供料機構(gòu)的生產(chǎn)能力Q=807.5=600kg/min根據(jù)公式Q=Gn 可得螺桿轉(zhuǎn)速n=Q/G=6007.5=80 r/min由（4）知在0.5s內(nèi)必須完成供料，故取工作循環(huán)時間T=0.5s，因此供料一次螺桿的轉(zhuǎn)速n=Tn/60=0.58060=0.67r由式G=V n 可得每圈螺旋槽容積 V=7.5(7.510)0.67=1.4910cm5.3、螺桿的結(jié)構(gòu)尺寸5.3.1、螺桿的材料螺桿常用材料的性能要求為

8、：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、40Cr、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(shù)。45鋼價格便宜，加工性能好，但耐磨性較其他差，熱處理為調(diào)質(zhì)HB220-270,高溫淬火HRC45-48。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，剝落后反而加速腐蝕，目前使用較少。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。高溫合金材料最優(yōu)，

9、不用鍍層，主要用于注塑機且是無菌螺桿。本次設(shè)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。螺桿的工藝設(shè)計a 氮化硬度：HB220-227b 表面粗糙度：Ra1.0mmc 螺桿直線度：0.016mm5.3.2、螺桿的參數(shù)確定在螺桿計量中，螺桿的螺旋常采用矩形截面螺旋。根據(jù)經(jīng)驗，螺桿的螺旋升角一般取=17.7。由于螺桿的螺紋為矩形，根據(jù)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?；緟?shù)：D螺桿直徑，即中徑 D-螺桿大徑 D-螺桿小徑 s螺距 t螺槽深度 L一圈螺旋周長計算螺桿直徑:對矩形截面螺旋來講，t=s/2由圖知，s=Dtan

10、L=D/cos 又由前可知每圈螺旋槽容積 V=210cm則由公式V=stL/2可得V=0.25(D)tan/ cos所以經(jīng)計算得出D=121.60mm，經(jīng)圓整取125mm。故可解得L=412.21mm，s=125.33mm，t=62.66mm再由公式D=( D+ D)/2 和公式D= D+2t可得D=D-t=62.34mm;取整為63mm D=65+270=205mm,取整為210mm5.3.3、螺桿強度校核：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。45鋼的屈服極限為=340N/，許用應(yīng)力/(35)=68113.33 N/,取=100

11、N/。許用彎曲應(yīng)力=（1.01.2）=90108 N/，取=100 N/。剪切應(yīng)力=0.6=60 N/。彎曲強度條件：=/，L=(D-D)/2=30mm為彎曲臂力，b=0.5s=62.67mm為螺紋牙根厚度，F(xiàn)/u為每圈螺紋所承受的平均壓力，9.8=109.515N將已知數(shù)據(jù)代入上式中得剪切強度條件：/將已知數(shù)據(jù)代入上式中得從而得出結(jié)論，設(shè)計滿足要求。5.4、離合器的選用離合器按工作原理分為牙嵌式、摩擦式和電磁式三類。牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，一般用于轉(zhuǎn)矩不大，低速接合處，材料常用低碳鋼表面滲碳，硬度5262HRC，或中碳鋼表面淬火，硬度4854HRC，但是牙嵌式離合器只應(yīng)用于兩周靜止

12、或者轉(zhuǎn)速很小的結(jié)合或分離，否則牙齒可能會因撞擊而折斷！牙數(shù)一般為360。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(zhuǎn)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(zhuǎn)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！電磁摩擦離合器可實現(xiàn)遠距離操縱，動作迅速，沒有不平衡的軸向力，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床。本次設(shè)計螺桿轉(zhuǎn)速較低，可選用單盤摩擦離合器。離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB1457-74）外徑D/mm1601802002252502803003253

13、50內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195厚度h/mm3.23.53.53.53.53.53.53.54螺桿設(shè)計中，螺桿的小徑D=63mm，由上表可取內(nèi)徑為110mm的離合器摩擦片。六、設(shè)計總結(jié) 通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)粉料供料方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)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(jīng)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。 在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲齲最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善

14、莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)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(xiàn)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(rèn)可! 課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，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(shè)計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實

15、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(xué)會了很多學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、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(xiàn)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(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。 回顧起此課程設(shè)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(xué)到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能