振动筛砂机 机械设计计算说明书(2)

计 算 及 说 明 方案（e）：皮带--二级圆柱圆锥减速器-滑块：工作机构摆角为零，筛沙效果好。但摩擦大，消耗功率大，机构制造成本高。 2、传动方案的选择 由于电机与工作机构的输入部分有高度差，传动机构的摆放位置空 间有限，输入轴和输出轴的轴线垂直相交，为单位生产，故选择带传动 ＋圆锥－圆柱减速器为传动机构。 3、执行机构的选择 根据任务说明书的设计要求，选择工作机构为曲柄－摇杆机构。 输入端为曲柄，砂箱固定的连杆上，连杆与摇杆的绞接点选择在砂 箱中间靠下的部位。 三、电动机的选择： 电动机消耗功率：Pd?Pw?(kW) 一个运动周期所经过的位移：S=2×150=300(mm)， 1 一个周期的时间：t==0.70(s)； 85/60工作阻力：F=3200N 主要结果 计 算 及 说 明 FSFS3200?300?10-3??×10-3?1.37KW 工作机构需要功率：Pw=tt0.70V带传动效率?1?0.95，轴承传动效率?2?0.98，圆锥齿轮传动效率主要结果 Pw?1.37KW ?3?0.97，圆柱齿轮传动效率?4?0.97，工作机构效率?5?0.95 3传动装置总效率：????12?3?4?5?0.7992 ??0.7992 Pd?1.72KW 电动机消耗功率：Pd?Pw?=1.72(KW) 电动机极数：p?Y100L1?1 综上，选择电动机Y100L1?1，额定功率2.2KW，额定转速3000rmin 五、执行机构尺寸计算： 1．机构简图： 2．尺寸选取： 已知水平运动距离S=150mm；砂箱高度H∈(700~800)； lAB=75mm 则lAB=S/2=75mm； 60f1；已知f1?50HZ n1计 算 及 说 明 lCD?H2?(S/2)2?7502?752?753.74mm； 主要结果 lCD=753.74mm lAB?615.41；取lBC=600mm； ?sin7lBC=600mm lAD?960.47mm lAD?(lAB?lBC?S/2)2?H2?6002?7502?960.47mm； lAB?lAD?75+960.47=1035.47；lBC?lCD?600+753.74=1353.74mm； lAB?lAD?lBC?lCD，铰链四杆机构存在曲柄。 六、机构运动分析： 1．数学模型： AB+BC=AD+DC lABei?1?lBCei?20?lADei0?lDCei?3 (1) 将式(1)的实部和虚部分别相等可得 lABcos?1?lBCcos?20?lAD?lDCcos?3 (2) lABsin?1?lBCsin?20?lDCsin?3 (3) 为了消去?20角，将式(2)和(3)移项再平方后相加可得 2lBC?(lAD?lDCcos?3?lABcos?1)2?(lDCsin?3?lABsin?1)2 为求解?3，将上式改写为如下的三角方程 Asin?3?Bcos?3?C?0 (4) 式中A??sin?1；B?lADlAB?cos?1； 2222C?(lAD?lDC?lAB?lBC)(2lABlDC)?lADcos?1lDC (5) 为了便于用代数方法求解?3，令x?tan(?32)，于是 sin?3?2x(1?x2)；cos?3?(1?x2)(1?x2)； 从而，式(4)可化成下列二次方程 (B?C)x2?2Ax?(B?C)?0 (6) 计 算 及 说 明 由(6)式解出x可得 主要结果 A?A2?B2?C2 (7) ?3?2arctanx?2arctanB?C22因lBC?lDC?(lAD?lAB)2?2lDC(lAD?lAB)cos(???30)，则 22lBC?lDC?(lAD?lAB)2cos?3??R (8) 2lCD(lAD?lAB)1?R2 (9) ?3?arctanR连杆的位置角?20可由式(2)和式(3)求得 ?20?arctanlDCsin?3?lABsin?1 (10) lAD?lDCcos?3?lABcos?1?2????20 (11) 速度分析： 将式(1)对时间求导可得 ?ei(?1??2)?lBC?20?ei(?20??2)?lDC?3?ei(?3??2) (12) lAB?1将(12)式的实部与虚部分别相等可得 ?sin?1?lBC?20?sin?20?lDC?3?sin?3 (13) lAB?1?cos?1?lBC?20?cos?20?lDC?3?cos?3 lAB?1由式(13)得 ???20 ?lABsin(?1??3)??1? (14) lBCsin(?20??3)lABsin(?1??3)??1? lBCsin(?20??3)????20???2 ???3lABsin(?1??20)??1? (15) lDCsin(?3??20)计 算 及 说 明 角速度的正负分别表示逆时针和顺时针方向转动 加速度分析： 将式(12)对时间再求导可得 2i(?20??)?2ei(?1??)?lBC????ei(?20??2)?lDC?3?2ei(?3??)?lDC?3??ei(?3??2) lAB?1?lBC?2020e (16) 将式(16)的实部和虚部分别相等可得 ?2cos?1?lBC?20?2cos?20?lBC?20??sin?20?lDC?3?2cos?3?lDC?3??sin?3 lAB?1 (17) ?2sin?1?lBC?20?2sin?20?lBC?20??cos?20??lDC?3?2sin?3?lDC?3??cos?3 ?lAB?1 由式(17)可解得 ?2cos(?1??20)?lBC?20?2?lDC?3?2cos(?3??20)lAB?1??? (18) ?3 lDCsin(?3??20) ?2cos(?3??20)?lDC?3?2lAB?1?2cos(?1??3)?lBC?20??? (19) ?20lBCsin(?3??20) ?2cos(?3??20)?lDC?3?2lAB?1?2cos(?1??3)?lBC?20?????20???? ?2 lBCsin(?3??20) 主要结果