摘要水平振動(dòng)輸送機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)水平振動(dòng)輸送的慣性振動(dòng)機(jī)械，在建材、化工、煤炭等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。在鋼鐵企業(yè)中，利用慣性振動(dòng)輸送機(jī)為電弧爐輸送物料。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是根據(jù)煉鋼企業(yè)改造電弧爐后所使用的一種新的工藝而提出的。對(duì)于現(xiàn)有的電弧爐，加料時(shí)必須首先打開電弧爐蓋，添加鋼料后再將電弧爐蓋合上。這種進(jìn)料方式灰塵大，工人的作業(yè)環(huán)境差，而且不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送與冶煉。針對(duì)這些缺點(diǎn)，意大利德興公司構(gòu)想在電弧爐的側(cè)壁上建個(gè)孔，利用慣性振動(dòng)給料機(jī)將鋼料直接送入爐內(nèi)，在這過程中，同時(shí)電弧爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入到給料機(jī)封閉的料槽內(nèi)，可將鋼料預(yù)熱，從而設(shè)計(jì)出了一種新型的電弧爐廢鋼預(yù)熱水平輸送系統(tǒng)。這樣就省略了電弧爐的開合動(dòng)作，節(jié)省了人力，改善了工作環(huán)境。本說明書主要針對(duì)該廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)的水平振動(dòng)輸送機(jī)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，本文主要工作包含以下內(nèi)容：水平振動(dòng)輸送機(jī)的原理分析，確定輸送機(jī)方案，繪制輸送機(jī)原理圖；水平振動(dòng)輸送機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析，并利用運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真軟件MATLAB進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析；確定水平振動(dòng)輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括激振器、懸掛系統(tǒng)、小車等結(jié)構(gòu)，最終完成輸送機(jī)總裝圖與主要零部件工程圖。關(guān)鍵詞：水平振動(dòng)輸送機(jī)；慣性激振器；四軸；數(shù)值計(jì)算AbstractTheconveyorwithhorizontalvibrationisakindofinertialvibratingmachinewhichcouldrealizelevelvibratestofeedmaterial,andiswidelyusedinbuildingmaterials,chemical,coalandotherindustries.Intheironandsteelenterprise,theconveyorwithhorizontalvibrationwasusedtoconveyingmaterialforelectricarcfurnace.Thisgraduationdesignisaccordingtothenewprocessandproposeswhichwasusedafterreformingelectricarcfurnaceinsteelmakingenterprise.Fortheexistingelectricarcfurnace,thefeedingmustopenthecoverofelectricarcfurnacefirstly;afteraddingsteelmaterialthearcfurnacecoverwasclosedtogether.Thewayofthisincomingmaterialfollowsalargeofdust;andtheworkers’workenvironmentispoor.Accordingtotheseshortcomings,thecompanyofitalydexingconceivestobuiltaholeonthesideofelectricarcfurnace.Byusingtheinertialvibratingfeeder,thesteelmaterialswillbesentintothechargingdirectly,andanewtypeofelectricarcfurnacesmeltingsystem-Consteelsystemisdesigned.Thiswaycouldomittedelectricarcfurnace’sopeningtimeofaction,savethemanpower,improvetheworkingenvironment;Atthesametime,thehightemperaturefluegaswhichwasproducedbytheelectricarcfurnacegoesintothefeeder’sclosedmaterialgroove,andpreheatssteelmaterial.Thismanualmainlyforthescrappreheatingsystemleveldesignvibratingconveyorresearch,thisarticlecontainsthefollowingmaintasks:(1)Thelevelofvibrationconveyorprincipleanalysistodeterminetheconveyorsolutions,conveyorschematicdrawing;(2)Thelevelofvibrationconveyoranalysis,andtheuseofkinematicssimulationsoftwareMATLABfordynamicresponseanalysis;(3)Identifykeystructuralparametersofhorizontalvibrationconveyor,includingshaker,suspensionsystems,carandotherstructures,thefinalcompletionoftheconveyorassemblydiagramwiththemaincomponentsofthedrawing.Keywords:Horizontalvibratingconveyor;inertialshakers;numericalcalculation;fouraxises目錄1.緒論 41.1振動(dòng)機(jī)械的簡介 41.1.1振動(dòng)機(jī)械的組成 41.1.2振動(dòng)機(jī)械的分類 51.1.3振動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用 61.2水平振動(dòng)輸送機(jī)簡介 71.3選題的背景及意義 81.3.1振動(dòng)利用工程 81.3.2本課題的研究目的和意義 81.4水平振動(dòng)輸送機(jī)原理分析 91.5本章小結(jié) 112.動(dòng)力學(xué)分析 122.1料槽的運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析 122.2影響振幅的相關(guān)參數(shù)分析 132.2.1頻率比的影響 132.2.2振幅比的影響 142.2.3初相位角的影響 142.2.4角速度的影響 152.3最優(yōu)參數(shù)下的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 172.4本章小結(jié) 173.慣性激振器的設(shè)計(jì) 183.1電動(dòng)機(jī)的選擇 183.2偏心塊 183.3帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 183.3.1已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容 183.3.2設(shè)計(jì)步驟及方法 193.3軸的設(shè)計(jì) 233.3.1．主動(dòng)低速軸的設(shè)計(jì) 233.3.2．從動(dòng)低速軸的設(shè)計(jì) 253.3.3．高速軸的設(shè)計(jì) 253.4齒輪的設(shè)計(jì) 273.4.1已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容 273.4.2齒輪設(shè)計(jì) 283.5其余附件設(shè)計(jì) 303.5.1振動(dòng)框架 303.5.2電機(jī)架 303.5.3加固板設(shè)計(jì) 303.6本章小結(jié) 314.懸掛系統(tǒng) 324.1懸掛基座 324.2懸掛螺桿組 324.3支撐小輪 335小車系統(tǒng) 345.1車架 345.2車輪 346總結(jié)與展望 356.1工作總結(jié) 356.2工作展望 35致謝 36參考文獻(xiàn) 37附錄 391.緒論1.1振動(dòng)機(jī)械的簡介1.1.1振動(dòng)機(jī)械的組成振動(dòng)機(jī)械是根據(jù)振動(dòng)的原理來實(shí)現(xiàn)各類加工作業(yè)的一種機(jī)械設(shè)備，在20世紀(jì)后半葉，振動(dòng)機(jī)械得到了飛速迅猛的發(fā)展。如振動(dòng)輸送機(jī)、振動(dòng)給料機(jī)、振動(dòng)落砂機(jī)、振動(dòng)破碎機(jī)、振動(dòng)篩分機(jī)等均已廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)中，在各工種的工序上發(fā)揮著重要作用。振動(dòng)機(jī)械主要可以分為三個(gè)組成部分：(1)激振器激振器是振動(dòng)機(jī)械的動(dòng)力源，它利用偏心塊或者偏心軸的旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生激振力，使振動(dòng)載體獲得一定形式和大小的周期性變化，從而使振動(dòng)載體持續(xù)振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物件或者物料的篩分、輸送、成型、密實(shí)和土壤、砂石等的搗固等各種工作。常見的激振器有氣動(dòng)式、液壓式、慣性式、凸輪式、電磁式、彈性連桿式激振器等。激振器能夠產(chǎn)生各式各樣的激振力，簡諧的或者非簡諧的、多項(xiàng)的或者單項(xiàng)的。(2)振動(dòng)載體或工作機(jī)體振動(dòng)載體在激振力的作用下做周期性振動(dòng)，從而完成預(yù)定的工作過程。如篩箱、槽、臺(tái)面、平衡架體等都是振動(dòng)載體。(3)彈性元件或彈簧有隔振彈簧、主振彈簧、連桿彈簧三種。1）隔振彈簧支撐著振動(dòng)載體，使振動(dòng)載體實(shí)現(xiàn)所預(yù)想的振動(dòng)，同時(shí)，隔振彈簧還能夠減小傳給結(jié)構(gòu)架或基礎(chǔ)的動(dòng)載荷。2）主振彈簧也叫做共振彈簧或者蓄能彈簧。3）連桿彈簧用于傳遞振動(dòng)機(jī)械中的激振力等。實(shí)際中，一些振動(dòng)機(jī)械中并沒有彈性元件。1.1.2振動(dòng)機(jī)械的分類分析振動(dòng)機(jī)械，找出它們的共同特點(diǎn)與特性，對(duì)它們進(jìn)行分類，以使振動(dòng)機(jī)械得到更好更合理的應(yīng)用。振動(dòng)機(jī)械的分類如圖1.1所示。圖1.1振動(dòng)機(jī)械的分類這里只對(duì)慣性式振動(dòng)機(jī)械做簡單介紹，慣性振動(dòng)機(jī)械是利用偏心塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的激振力工作的振動(dòng)機(jī)械。慣性振動(dòng)機(jī)械主要由六部分組成，如圖1.2所示。圖1.2慣性式振動(dòng)機(jī)1-激振器，2-工作機(jī)體，3-彈性元件，4-偏心塊，5-主軸，6-軸承和軸承座慣性振動(dòng)機(jī)械由慣性激振器驅(qū)動(dòng)，偏心塊回轉(zhuǎn)產(chǎn)生周期的離心慣性力，從而帶動(dòng)工作機(jī)體周期性振動(dòng)。偏心塊的質(zhì)量和偏心距決定了振動(dòng)機(jī)體的振幅，偏心塊的轉(zhuǎn)速為振動(dòng)機(jī)體的工作頻率，改變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比或者改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以改變振動(dòng)機(jī)體的工作頻率。慣性振動(dòng)機(jī)械包含下面幾個(gè)特點(diǎn)：(1)偏心塊對(duì)振動(dòng)載體具有附加質(zhì)量。(2)機(jī)械的工作頻率遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的自然頻率。(3)振動(dòng)機(jī)體的慣性力與偏心塊產(chǎn)生的離心力可以相互平衡。(4)依據(jù)工藝的不同需求來調(diào)整振動(dòng)機(jī)體的頻率和振幅。1.1.3振動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用近些年來，社會(huì)發(fā)展迅速，振動(dòng)機(jī)械的技術(shù)也得到了很大的提高，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。與其他形式的機(jī)械對(duì)照，振動(dòng)機(jī)械具有較為明顯的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、易制造、消耗金屬量較少、低成本。低能耗、易安裝、易維修等。振動(dòng)機(jī)械的應(yīng)用主要有以下七個(gè)方面。(1)物料輸送振動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以使振動(dòng)料槽或管體內(nèi)的物料在預(yù)期的方向上進(jìn)行拋擲或者滑行運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到物料輸送的要求。利用管體輸送有毒或有害的物料，可以避免工人的健康受到傷害，為生產(chǎn)制造提供了良好的環(huán)境；同時(shí)，便于輸送高溫度的物料。(2)物料的選別、冷卻、脫水、篩分和干燥振動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，振動(dòng)作用促使物料勻稱、松散的分布，此時(shí)，物料所受的作用力有：重力、慣性力、摩擦力以及沖擊力等，故該類機(jī)械能有效的實(shí)現(xiàn)物料在輸送過程中的選別、冷卻、脫水、篩分和干燥等工作。(3)物件的清理、無聊的粉磨及工件的光飾振動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)加劇了研磨介質(zhì)與物料（或物件）之間的相互撞擊和摩擦，從而有效的實(shí)現(xiàn)物料的清理、粉磨以及工件的光飾。(4)松散物料成型和緊實(shí)振動(dòng)機(jī)械中的物料容易成型和緊實(shí)，這是因?yàn)檎駝?dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)大大降低了物料的內(nèi)摩擦系數(shù)，增加了它的“流動(dòng)性”。(5)砂石或土壤的振搗、夯實(shí)和沉拔樁等振動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，砂石、土壤和其他混合物之間的內(nèi)摩擦力降低，從而使土壤對(duì)管、樁的阻力也減小，因而有效地完成了砂石或土壤的振搗、夯實(shí)和沉拔樁等工作，并且使工人的體力勞動(dòng)也大大減輕。(6)機(jī)器、儀器及零部件測試?yán)眉ふ衿骺梢詫?duì)物件進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)；利用振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)或者振動(dòng)測量儀可以測定機(jī)器、儀器以及零部件的相關(guān)參數(shù)；利用振動(dòng)原理可以測試回轉(zhuǎn)物件的動(dòng)平衡。(7)其他用途此外，振動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)還可以加快焊接構(gòu)件和鑄件的內(nèi)部形變晶體重新排列，縮短消除內(nèi)應(yīng)力的時(shí)間等。由此可見，振動(dòng)機(jī)械用途十分廣泛，其種類將會(huì)不斷增多，在以后的生產(chǎn)實(shí)際中將會(huì)發(fā)揮更大、更加有效的作用。1.2水平振動(dòng)輸送機(jī)簡介振動(dòng)輸送是使物料在工作機(jī)體內(nèi)作滑行或拋擲運(yùn)動(dòng)，達(dá)到輸送或邊輸送邊加工的目的。振動(dòng)輸送主要用于輸送塊狀粒狀或粉狀物料。振動(dòng)輸送按驅(qū)動(dòng)形式可分為：彈性連桿式振動(dòng)輸送機(jī)，有彈性連桿驅(qū)動(dòng)；電磁振動(dòng)輸送機(jī)；3）慣性式振動(dòng)輸送機(jī)。慣性式振動(dòng)輸送機(jī)由慣性激振器激振。目前普遍使用的主要有單軸慣性激振器和雙軸慣性激振器。單軸慣性激振器是利用一個(gè)帶偏心塊的軸使輸送框架振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡一般為圓形或橢圓形。雙軸慣性激振器是靠兩根帶偏心塊的主軸作同步反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生單向激振力，其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線。在慣性激振器中，物料的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)既有滑行運(yùn)動(dòng)又有拋擲運(yùn)動(dòng)，以拋擲運(yùn)動(dòng)為主。1.3選題的背景及意義1.3.1振動(dòng)利用工程振動(dòng)與波是20世紀(jì)后半期發(fā)展起來的一種具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的科學(xué)技術(shù)，目前還正處在迅速發(fā)展過程中，由于該種技術(shù)與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系十分密切，能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，并能為人類生活提供良好的服務(wù)，現(xiàn)今已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民日常生活必要的機(jī)制。由于“振動(dòng)利用工程”牽涉面很廣，涉及的領(lǐng)域及其相關(guān)的學(xué)科較多，應(yīng)用范圍及其分布十分零散。因此，給它的系統(tǒng)和深入的研究帶來較大難度，這也可能是目前其他國家未能對(duì)這一學(xué)科進(jìn)行系統(tǒng)研究與總結(jié)的主要原因。中國首先提出了“振動(dòng)利用工程”學(xué)科的新概念，并進(jìn)行了綜合與總結(jié)。通過對(duì)“振動(dòng)利用工程”的研究，將該學(xué)科劃分為：線性與近似于線性振動(dòng)的利用、非線性振動(dòng)的利用、波及波能的利用、電磁振蕩原理的應(yīng)用，以及振動(dòng)與波在生物工程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域及氣象學(xué)中的利用等，為“振動(dòng)利用工程”學(xué)科構(gòu)建起了理論框架。圖1.3線性與非線性振動(dòng)與波的應(yīng)用領(lǐng)域1.3.2本課題的研究目的和意義本課題是針對(duì)鋼廠電爐改造的一種新工藝提出的。現(xiàn)有的電爐加料系統(tǒng)首先把電爐蓋打開加入原料再把爐蓋合上，采用這種新工藝，在電爐的側(cè)壁上開孔，通過振動(dòng)輸送機(jī)把原料直接送入爐體，省去了電爐蓋打開、關(guān)閉的操作，不但節(jié)省了時(shí)間，提高了效率，而且使冶煉可以連續(xù)進(jìn)行，也便于對(duì)整個(gè)冶煉過程進(jìn)行自動(dòng)控制。傳統(tǒng)的振動(dòng)輸送設(shè)備主要輸送粒狀、粉狀、塊度比較小的物料，主要采用拋擲運(yùn)動(dòng)為主來輸送物料。物料時(shí)而與槽底接觸，時(shí)而與槽底脫離，即物料時(shí)而被槽體向前上方拋起，作拋物線運(yùn)動(dòng)，時(shí)而又落回槽底，物料每次被拋起之后都向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)微小距離，從而實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)輸送。由于電爐冶煉的原料大部分是廢鋼、生鐵等，塊度大、質(zhì)量大，采用拋擲運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊載荷將會(huì)非常大，對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、驅(qū)動(dòng)功率等要求非常高，因此傳統(tǒng)的單軸或雙軸慣性激振系統(tǒng)不宜繼續(xù)采用。四軸慣性激振系統(tǒng)采用完全的滑行運(yùn)動(dòng)，物料始終保持與槽底相接觸，在槽體的每一個(gè)振動(dòng)周期中，物料沿槽體向前滑動(dòng)一個(gè)微小距離。因此在槽體以一定頻率連續(xù)振動(dòng)的情況下，可以將物料連續(xù)的從槽體中輸送出去。四軸慣性激振系統(tǒng)的振動(dòng)輸送機(jī)，目前國內(nèi)只有在幾個(gè)大鋼廠有引進(jìn)國外的設(shè)備采用，但是沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，也沒有廠家進(jìn)行過設(shè)計(jì)、開發(fā)工作，因此對(duì)這種輸送設(shè)備的研究具有很大的理論價(jià)值由于國內(nèi)大部分鋼廠的電爐都采用傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，采用新工藝引進(jìn)這種輸送設(shè)備的廠家不多，因此對(duì)此進(jìn)行開發(fā)、研究具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。1.4水平振動(dòng)輸送機(jī)原理分析當(dāng)代社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)水平發(fā)展迅速，如何盡可能的提高生產(chǎn)效率已成為普遍受關(guān)注的問題。慣性水平振動(dòng)給料機(jī)是基于物料滑移理論的用來進(jìn)行物料輸送的振動(dòng)機(jī)械。物料在滑移運(yùn)動(dòng)過程中始終與工作面保持接觸，其工作噪聲低，并且不易產(chǎn)生沖擊。慣性水平振動(dòng)給料機(jī)開始工作時(shí)，四軸激振器運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)水平離心力，從而帶動(dòng)整個(gè)給料機(jī)的工作。其主要組成包括：機(jī)體、料槽、四軸激振器、懸掛裝置（如圖所示）。四軸激振器的主軸兩兩等速，并且回轉(zhuǎn)方向相反，其中一對(duì)為高速軸，一對(duì)為低速軸，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，激振器豎直方向的力相消，水平方向的力疊加，從而產(chǎn)生一個(gè)水平方向的激振力，帶動(dòng)給料機(jī)在水平方向產(chǎn)生振動(dòng)。慣性水平振動(dòng)給料機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料與料槽一直處于接觸狀態(tài)，故物料實(shí)行完全的滑行運(yùn)動(dòng)。當(dāng)料槽和物料的加速度不同時(shí)，物料與料槽之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)的滑行運(yùn)動(dòng)（正向滑動(dòng)，反向滑動(dòng)）。慣性水平振動(dòng)給料機(jī)振動(dòng)一個(gè)周期，物料沿料槽向前滑動(dòng)一定的距離，故當(dāng)料槽持續(xù)振動(dòng)時(shí)，物料將依次被輸送出去。圖2.1慣性水平振動(dòng)給料機(jī)輸送物料示意圖如圖2.1所示為在煉鋼企業(yè)中，用慣性水平振動(dòng)給料機(jī)為電弧爐輸送物料的示意圖，一對(duì)等速反向的低速軸通過一對(duì)大齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)，每一個(gè)大齒輪分別與一個(gè)小齒輪相嚙合實(shí)現(xiàn)等速反向的高速軸，大齒輪和小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。其輸送物料的過程如下：物料由落料豎井落入振動(dòng)給料機(jī)的料槽中，料槽與激振器固連在一起，激振器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的激振力帶動(dòng)料槽一起振動(dòng)，從而使物料向著電弧爐方向運(yùn)動(dòng)，終落入電弧爐內(nèi)，完成物料輸送的過程。水平振動(dòng)式輸送機(jī)由電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)四軸慣性激振器。激振器工作時(shí)，相互嚙合的齒輪帶動(dòng)大小不同的兩組偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)，在豎直方向上，各偏心塊所產(chǎn)生的激振力相互抵消，合激振力為零；在水平方向上，由于兩組偏心塊大小與偏心距不同，因而會(huì)產(chǎn)生一種具有特殊形式的激振力，使振動(dòng)機(jī)體實(shí)現(xiàn)水平方向的慢進(jìn)快退的振動(dòng)形式，從而其框架上的物料隨著料槽的振動(dòng)逐漸向前滑動(dòng)。四軸慣性激振系統(tǒng)采用完全的滑行運(yùn)動(dòng)，物料始終保持與槽底接觸，在槽體的每一個(gè)振動(dòng)周期中，物料能夠沿槽體向前滑動(dòng)一個(gè)微小距離。因此，槽體按一定頻率周期性連續(xù)振動(dòng)時(shí)，物料將從槽體中依此輸送出去。為了能形象的描述該振動(dòng)輸送機(jī)模型，建立如圖1所示的簡化模型。該模型由以下幾部分構(gòu)成：四軸激振系統(tǒng)，產(chǎn)生特殊形式的激振力；輸送料槽，承載物料并輸送物料；懸掛系統(tǒng)，支撐振動(dòng)機(jī)體，提供一個(gè)二自由度的振動(dòng)平面；小車，支撐整個(gè)輸送機(jī)系統(tǒng)，便于維護(hù)時(shí)的移動(dòng)；電機(jī)與帶傳動(dòng)部分（圖中略去），為激振器提供動(dòng)力。圖2.2振動(dòng)輸送機(jī)示意圖1.5本章小結(jié)本章主要從四個(gè)方面介紹了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所研究的對(duì)象，其中包含振動(dòng)機(jī)械的簡介、水平振動(dòng)輸送機(jī)的簡介、本次設(shè)計(jì)的選題背景及意義和本次設(shè)計(jì)的輸送機(jī)的原理分析。通過以上幾個(gè)方面，可以了解到水平振動(dòng)輸送機(jī)目前在國內(nèi)的使用是非常稀少的，這方面的研究資料也是非常少的，所以做本方面的研究是非常有意義的。本次設(shè)計(jì)，將針對(duì)此類振動(dòng)輸送機(jī)進(jìn)行全方位的研究與分析，以確定出最合理的設(shè)計(jì)方案，以供后續(xù)參考。2.動(dòng)力學(xué)分析2.1料槽的運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析如圖1所示，該振動(dòng)輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)位移是由兩組偏心塊分別引起的低頻振動(dòng)與高頻振動(dòng)兩組位移疊加而成，即 （2-1）低頻振動(dòng)的位移為 （2-2）式中分別為低頻偏心塊的質(zhì)量與偏心距； M為振動(dòng)體總質(zhì)量； 分別為低頻振動(dòng)的頻率與時(shí)間。上式中的負(fù)號(hào)表示偏心塊運(yùn)動(dòng)方向與位移方向相反。在這里，我們暫取高低頻振動(dòng)頻率比為2，這樣才能達(dá)到最大的差動(dòng)效果（后面有驗(yàn)證）。此時(shí)，高頻振動(dòng)的位移為 （2-3）式中分別為高頻偏心塊的質(zhì)量與偏心距； 分別為高頻振動(dòng)的初相角。上式中的負(fù)號(hào)同樣表示偏心塊運(yùn)動(dòng)方向與位移方向相反。將式（2-2）、（2-3）代入式（2-1）中，可得出振動(dòng)合位移為 （2-4）振動(dòng)速度為 （2-5）振動(dòng)加速度為 （2-6）由上式可看出，輸送機(jī)振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)位移、速度及加速度，均由一次與二次諧波所組成。它們的振幅均與偏心質(zhì)量矩或成正，而與振動(dòng)質(zhì)量M成反比。低頻與高頻偏心塊產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的激振力分別為 （2-7）合成激振力為 （2-8）2.2影響振幅的相關(guān)參數(shù)分析根據(jù)對(duì)料槽運(yùn)動(dòng)的分析，影響料槽運(yùn)動(dòng)的主要參數(shù)有高低頻軸頻率比、高低頻軸振幅比、初相位角。下面我們逐一選取這幾個(gè)參數(shù)的大小。2.2.1頻率比的影響為了產(chǎn)生符合諧波，k2應(yīng)取整數(shù)，那么式（2-6）代入k2可化為 （2-9）使用軟件MATLAB繪制加速度曲線（程序見附錄），圖2為k2分別取2、3、4時(shí)的加速度圖（其中暫取相關(guān)參數(shù)如下：）。圖2.3k2不同取值時(shí)的加速度曲線由圖2可看出，隨著K2取值的不斷增大，差動(dòng)系數(shù)越來越小（正、反方向最大速度的比值），當(dāng)K2=2時(shí)（圖中紅色曲線）差動(dòng)系數(shù)最大，最能達(dá)到輸送機(jī)要求的慢進(jìn)快退的效果。所以一般情況下選擇高低頻主軸的頻率比為2是合理的。2.2.2振幅比的影響同樣的，利用MATLAB軟件繪制K1分別取0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.4時(shí)的加速度曲線圖，K2=2，其余同上。圖2.4K1取不同值時(shí)的加速度曲線由圖3可看出，在其他參數(shù)不變的情況下，增大K1會(huì)提高差動(dòng)系數(shù)，但考慮到偏心軸受力的一致性問題，一般使高低頻主軸受激振力一樣。即 （2-10）為了使，根據(jù)式2-10可知，前面我們?nèi)2=2，所以在這里我們K1取0.25最為合適。2.2.3初相位角的影響使用MATLAB繪制分別取情況時(shí)的加速度圖（其他參數(shù)同上）。圖2.5取不同值時(shí)的加速度曲線由圖4可以看出，當(dāng)時(shí)，加速度曲線的差動(dòng)性最強(qiáng)。即：在其他參數(shù)相同的情況下，時(shí)每周期的相對(duì)滑行量最大，也就是說物料速度最快，效率最高。2.2.4角速度的影響當(dāng)分別取時(shí)可得相應(yīng)的加速度曲線如下：圖2.6不同角速度值對(duì)應(yīng)的加速度曲線對(duì)應(yīng)的速度曲線如下：圖6不同角速度值對(duì)應(yīng)的速度曲線對(duì)應(yīng)的位移曲線如下：圖2.7不同角速度值對(duì)應(yīng)的速度曲線根據(jù)以上位移、速度、加速度曲線圖，可以看出，隨著角速度值得增大，速度與加速度也隨之增大，而振幅并不增加，故應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的角速度值。這里我們?nèi)　?.3最優(yōu)參數(shù)下的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真根據(jù)上一節(jié)分析的結(jié)果，取相應(yīng)的參數(shù)（），繪制對(duì)應(yīng)的動(dòng)力學(xué)曲線如下：圖2.8動(dòng)力學(xué)曲線圖2.4本章小結(jié)本章主要從理論上對(duì)輸送機(jī)料槽的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，并推導(dǎo)出了料槽運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式，同時(shí)利用MATLAB對(duì)影響料槽運(yùn)動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，確定出了比較符合設(shè)計(jì)要求的差動(dòng)性參數(shù)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)打下了理論基礎(chǔ)。3.慣性激振器的設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書給定參數(shù)， （3-1）由于高低頻軸的轉(zhuǎn)速比為1:2，那么振動(dòng)頻率即為低速軸轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率，即 （3-2）這里取帶傳動(dòng)比為3，那么電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1080/min。綜上所述，電動(dòng)機(jī)選擇額定功率為55kw，額定轉(zhuǎn)速為1000r/min。在此工況下，頻率通過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)電動(dòng)機(jī)選取部分，我們選擇YZRW280M型號(hào)起重冶金用型電機(jī)。3.2偏心塊根據(jù)資料，估取整機(jī)質(zhì)量約50t=50000kg，可根據(jù)公式 （3-3）可計(jì)算出低頻偏心軸的偏心質(zhì)量矩為312.5kg·m，再根據(jù)公式 （3-4）高頻軸的偏心質(zhì)量矩為78.125kg·m。偏心塊偏心距的確定遵循高低頻偏心軸旋轉(zhuǎn)不干涉的原則，取低頻軸偏心距為0.18m，則低頻偏心塊的質(zhì)量為1736kg；同樣的，我們?nèi)「哳l軸偏心距為0.12m，則高頻偏心塊的質(zhì)量為651kg。根據(jù)偏心塊的質(zhì)量，查閱相關(guān)資料，偏心塊形狀取為矩形板狀，長寬根據(jù)軸的尺寸而定，厚度取30mm，中間開螺栓孔，以便使用螺栓與軸相連。3.3帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)3.3.1已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容已知條件：1）工況條件：偏心質(zhì)量較大，屬于載荷變動(dòng)較大的工況條件，啟動(dòng)時(shí)交流啟動(dòng)；2）傳動(dòng)位置及總體尺寸：兩帶輪基本屬于水平分布，中心距約為1200；3）傳遞功率：55kw；4）大小帶輪轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比：傳動(dòng)比為3，小帶輪轉(zhuǎn)速1000，大帶輪轉(zhuǎn)速333，屬于減速傳動(dòng)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇帶的型號(hào)、確定基準(zhǔn)長度、帶的根數(shù)、中心距、帶輪的材料、基準(zhǔn)直徑以及結(jié)構(gòu)尺寸、初拉力和壓軸力、張緊裝置等。3.3.2設(shè)計(jì)步驟及方法（1）確定計(jì)算功率計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件而確定的 （3-6）式中——計(jì)算功率，kW；——工作情況系數(shù)，見下表；——所需傳遞的額定功率，如電機(jī)的額定功率或名義的負(fù)載功率，kW。表5-1工作情況系數(shù)表這里我們根據(jù)已知條件取根據(jù)公式可計(jì)算出 （3-7）（2）選擇帶型根據(jù)計(jì)算出的功率和小帶輪的轉(zhuǎn)速，參考下圖選取普通V帶的帶型。圖3.1普通V帶選型圖根據(jù)計(jì)算結(jié)果及上圖，我們選擇C帶型。（3）確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑根據(jù)V帶的選型，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使。由上述可知，選取C帶型，基準(zhǔn)直徑選280.2）驗(yàn)算帶速根據(jù)公式 （3-9）可計(jì)算出帶速，在5~25m/s范圍內(nèi)。3）確定大帶輪的基準(zhǔn)直徑由公式計(jì)算，并根據(jù)帶輪基準(zhǔn)直徑系列適當(dāng)圓整，可得出（4）確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度ld。1）根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件和或要求的中心距，結(jié)合公式初定中心距a0； （3-10）經(jīng)過計(jì)算中心距為1140mm。計(jì)算相應(yīng)的帶長。 （3-11）計(jì)算出，再根據(jù)帶的基準(zhǔn)長度系列取計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍。傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為 （3-12）考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張進(jìn)的需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍 （3-13）（5）驗(yàn)算小帶輪上的包角由公式 （3-14）可知小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角。又根據(jù)公式 （3-15）可知，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)的小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能發(fā)生在小帶輪上。為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使 （3-16）經(jīng)驗(yàn)算，得出結(jié)果符合相應(yīng)條件。（6）確定帶的根數(shù) （3-17）為了使各根V帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)少于10根。否則，應(yīng)選擇橫截面積較大的帶型，以減少帶的根數(shù)。（7）確定帶的初拉力F0根據(jù)式 （3-18）并計(jì)入離心力和包角的影響，可得單根V帶所需的最小初拉力為 （3-19）對(duì)于新安裝的V帶，初拉力應(yīng)為；對(duì)于云狀后的V帶，初拉力為。安裝時(shí)，應(yīng)保證初拉力大于上述數(shù)值，但也不能過大。為了控制實(shí)際的大小，可以采用初拉力測定的方法，即在V帶與兩邊帶輪切點(diǎn)的跨度中點(diǎn)，施加一定的、與帶邊垂直的力G，使帶在每100mm上產(chǎn)生1.6mm的撓度即可。（8）計(jì)算帶的壓軸力 為了設(shè)計(jì)帶輪軸的軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力 （3-20） 式中，為小帶輪的包角。（9）小結(jié)小帶輪直徑：；大帶輪直徑：；中心距：；帶長：帶的根數(shù)：3.3軸的設(shè)計(jì)3.3.1．主動(dòng)低速軸的設(shè)計(jì)（1）軸上功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最小軸徑的計(jì)算電機(jī)提供功率為55Kw；帶傳動(dòng)的效率為0.95；軸承傳動(dòng)的效率為0.98；經(jīng)過帶傳動(dòng)以及軸承消耗，軸所剩功率為： （3-21）軸的最小直徑可通過公式計(jì)算： （3-22）這里說明一下，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)該增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的消弱。對(duì)于直徑小于100mm的軸，當(dāng)有一個(gè)鍵槽時(shí)軸徑增大5%~7%；當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)增大10%~15%。然后將軸徑圓整至標(biāo)準(zhǔn)值。 （3-23）圓整后，我們?nèi)∽钚≥S徑100mm。（2）軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的分布，軸的結(jié)構(gòu)大致如圖所示3.2軸的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1-2軸段：根據(jù)軸上所裝配的零件起，我們?nèi)?-2軸段，軸上所此處裝有帶輪，根據(jù)帶輪的寬度150mm，我們?nèi)≥S的長度；2-3軸段：該段軸起定位作用，左側(cè)軸肩對(duì)帶輪定位，故該段軸徑，軸的長度選根據(jù)下端軸與左側(cè)殼體的位置來定，這里我們?nèi)。煌瑯拥模?-9段軸與之對(duì)應(yīng)相同。3-4軸段：該段軸用于裝軸承，由于該軸承主要承受較大的徑向載荷，故軸承選用能夠承受較大載荷的雙列滾子軸承，根據(jù)手冊(cè)查的，所選軸承型號(hào)為NF224，該軸承基本尺寸為：內(nèi)徑、外徑、寬度為。故我們這里，軸段長度應(yīng)小于軸承寬度，取軸段長度；同樣的，右側(cè)軸承所對(duì)應(yīng)的7-8軸段與本段相同。4-5軸段：該段軸用于對(duì)軸承驚醒軸向定位，取軸肩高度為10mm，所以該段軸軸徑，軸段長度取；右側(cè)6-7軸段與之相同。5-6軸段：該段軸主要用于承受偏心塊的激振力，軸徑初選為，長度為；9-10軸段：該段軸用于齒輪的安裝，軸徑取，根據(jù)齒輪寬度可定出軸段長度。（3）軸的強(qiáng)度校核根據(jù)軸的受力分析，可知軸同時(shí)受彎矩和扭矩，故應(yīng)進(jìn)行彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。分析可知軸的危險(xiǎn)截面位于軸的中間截面，故校核該截面即可。根據(jù)軸的彎扭合成強(qiáng)度條件 （3-25）軸的材料取45鋼，調(diào)制處理。由機(jī)械手冊(cè)可查得。經(jīng)過計(jì)算得 （3-26）因此，軸安全。 由于前面我們計(jì)算出了偏心塊的質(zhì)量與偏心距，這里我們根據(jù)數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整軸徑以滿足相應(yīng)的偏心距，具體尺寸見圖紙。3.3.2．從動(dòng)低速軸的設(shè)計(jì)同樣的，我們根據(jù)軸上零件的布置情況，確定如下圖的軸結(jié)構(gòu)3.3從動(dòng)低速軸初步設(shè)計(jì)圖 根據(jù)軸上零件的配置情況，相比較主從軸而言，該軸右側(cè)無需裝配帶輪，故少去了前兩段，其余尺寸與主動(dòng)軸一致。3.3.3．高速軸的設(shè)計(jì)（1）高速軸上功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最小軸徑的計(jì)算電機(jī)提供功率為55Kw；帶傳動(dòng)的效率為0.95；齒輪傳動(dòng)的效率為0.98；軸承的效率為0.98；兩從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩比為4:1經(jīng)過帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)以及軸承消耗，軸所剩功率為： （3-28）軸的最小直徑可通過公式計(jì)算： （3-29）這里說明一下，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)該增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的消弱。對(duì)于直徑小于100mm的軸，當(dāng)有一個(gè)鍵槽時(shí)軸徑增大5%~7%；當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑應(yīng)增大10%~15%。然后將軸徑圓整至標(biāo)準(zhǔn)值。 （3-30）圓整后，軸的最小直徑為35mm。（2）軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的分布，軸的結(jié)構(gòu)大致如圖所示3.4軸的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖由于該軸的最小直徑段在右側(cè)，故我們從右側(cè)設(shè)計(jì)起：7-8軸段：根據(jù)軸上所裝配的零件，同時(shí)考慮到軸的剛度與強(qiáng)度，我們?nèi)?-2軸段，軸上所此處裝有齒輪，根據(jù)齒輪的寬度200mm，我們?nèi)≥S的長度；6-7軸段：該段軸起定位作用，右側(cè)軸肩對(duì)齒輪定位，故該段軸徑，軸的長度選根據(jù)下端軸與左側(cè)殼體的位置來定，這里我們?nèi)。煌瑯拥模?-9段軸與之對(duì)應(yīng)相同。5-6軸段：該段軸用于裝軸承，由于該軸承主要承受較大的徑向載荷，故軸承選用能夠承受較大載荷的雙列滾子軸承，同時(shí)，為了與低速軸保持一致，根據(jù)手冊(cè)查的，所選軸承型號(hào)為NF224，該軸承基本尺寸為：內(nèi)徑、外徑、寬度為。故我們這里，軸段長度應(yīng)小于軸承寬度，取軸段長度；同樣的，右側(cè)軸承所對(duì)應(yīng)的2-3軸段與本段相同。4-5軸段：該段軸用于對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位，取軸肩高度為10mm，所以該段軸軸徑，軸段長度取；右側(cè)1-2軸段與之相同。3-4軸段：該段軸主要用于承受偏心塊的激振力，軸徑初選為，長度為；（3）軸的強(qiáng)度校核前面我們校核過了低速軸，而高速軸危險(xiǎn)截面與之相對(duì)應(yīng)，但偏心塊質(zhì)量小得多，故無需校核，該軸安全。由于前面我們計(jì)算出了偏心塊的質(zhì)量與偏心距，這里我們根據(jù)數(shù)據(jù)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整軸徑以滿足相應(yīng)的偏心距，具體尺寸見圖紙。3.4齒輪的設(shè)計(jì)3.4.1已知條件和設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)結(jié)構(gòu)可知：齒輪傳動(dòng)共需要3組，齒輪分布見圖3.5，由于激振器結(jié)構(gòu)的限制，四個(gè)齒輪的中心距已給定，故只需計(jì)算齒輪的其他參數(shù)即可。齒輪傳動(dòng)比：大：小=1:23.5齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖3.4.2齒輪設(shè)計(jì)（1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。1）根據(jù)傳動(dòng)方案，選用圓柱直齒齒輪傳動(dòng)。2）材料：小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為280HBS；取小齒齒數(shù)=50大齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為240HBS，大齒輪齒數(shù)Z2=2×50=100；二者材料硬度差40HBS。3）齒輪精度，按GB/T10095－1998，選擇9級(jí)。4）根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)的中心距已定，即大小齒輪的分度圓已定。d1=1000,d2=500。這樣可根據(jù)公式得出齒輪模數(shù)為10。（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）.確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試算 （3-31）eq\o\ac(○,1)試選K=1.6；eq\o\ac(○,2)查閱資料選取彈性影響系數(shù)Z=188；eq\o\ac(○,3)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60×n×j×L=60×360×1×(2×8×300×8)=8.3×10 （3-32） （3-33）由課本圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.94；K=0.97 （3-34）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)度極限取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,則接觸疲勞許用應(yīng)力[]== （3-35）[]==0.98×550/1=517 （3-36）[540.5 （3-37）查課本由表10-6查材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP（2）.計(jì)算圓周速度=3.14×500×720/（60×1000）m/s （3-38）=18.84m/s（3）.計(jì)算縱向重合度 （3-39）（4）.計(jì)算載荷系數(shù)KK=1.12+0.18(1+0.6+0.23×10×b （3-40）=1.12+0.18(1+0.6)+0.23×10×65.71=1.4231使用系數(shù)K=1同高速齒輪的設(shè)計(jì),查表選取各數(shù)值=1.04；K=1.35；K=K=1.2故載荷系數(shù)K＝=1×1.04×1.2×1.4231=1.776 （3-41）（5）.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)m≥ （3-42）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值1確定齒數(shù)z因?yàn)槭怯昌X面，故取z＝50，z＝i×z＝100；考慮到齒數(shù)互質(zhì)原則，故z1取51，z2取101傳動(dòng)比誤差2初選齒寬系數(shù)按懸臂布置，由表查得3載荷系數(shù)KK＝KKKK=1×1.04×1.2×1.35＝1.68 （3-43）4模數(shù)選10幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑中心距為計(jì)算齒輪寬度 （3-44）取。按齒寬強(qiáng)度校核5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖紙。3.5其余附件設(shè)計(jì)3.5.1振動(dòng)框架根據(jù)振動(dòng)機(jī)械的設(shè)計(jì)原則，振動(dòng)體部分優(yōu)先考慮設(shè)計(jì)為整體，所以整棟框架選擇焊接件，整體形狀為3.5振動(dòng)框架示意圖1）由于兩側(cè)受較大的壓力載荷，故壁厚根據(jù)計(jì)算取50mm，上壁厚取30mm。2）兩側(cè)對(duì)應(yīng)切制安裝軸的圓孔，孔的大小依據(jù)軸承套大小來定。3）兩側(cè)面需要連接加固板，故應(yīng)開制螺栓孔，大小根據(jù)查詢資料取M24。3.5.2電機(jī)架電機(jī)架采用可調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，具體的使用螺桿頂壓機(jī)構(gòu)，可使得安裝電機(jī)時(shí)方便預(yù)緊帶輪。3.5.3加固板設(shè)計(jì)根據(jù)激振器結(jié)構(gòu)，需要在激振器兩側(cè)面加固，已保證工作時(shí)激振器與底座能穩(wěn)固連接，同時(shí)為了方便連接右側(cè)的輸送槽，應(yīng)該在兩側(cè)面加焊兩加固板。輸送槽邊應(yīng)多伸出一些余量，以便連接輸送槽。3.6本章小結(jié)本章完成了對(duì)水平振動(dòng)輸送機(jī)其中最重要的核心部件激振器的設(shè)計(jì)，其中包含傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、軸以、電機(jī)以及偏心塊等零部件的設(shè)計(jì)。該激振器部分主要依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶有偏心塊的四條偏心軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生水平方向上具有周期性的激振力而工作的。在豎直方向上，由于兩組激振力互相抵消，所以在此方向上不產(chǎn)生振動(dòng)。在該部分的設(shè)計(jì)中，要注意偏心軸的轉(zhuǎn)速（影響激振頻率、激振力幅值）、偏心質(zhì)量及質(zhì)心位置（影響激振力幅值）要設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，以便適應(yīng)不同的工作狀況。4.懸掛系統(tǒng)懸掛系統(tǒng)對(duì)于振動(dòng)體而言，是其不可或缺的的重要部分，它的作用是為其提供振動(dòng)平面內(nèi)的自由度。該系統(tǒng)主要由懸掛基座、懸掛螺桿組、支撐小輪組等部分構(gòu)成。下圖為該系統(tǒng)的示意圖：4.1懸掛系統(tǒng)示意圖4.1懸掛基座懸掛基座通過螺栓連接激振器，通過兩側(cè)焊接的吊耳，將輸送機(jī)上部分的質(zhì)量懸掛在下部分底座上。該零件主要由鋼板焊接而成，板厚根據(jù)資料查詢校核選30mm。上平面與激振器連接的部分需要開制螺栓孔，孔的大小根據(jù)螺栓大小而定。4.2懸掛螺桿組該部分由懸掛螺桿、防松螺母、墊圈、向心軸承座、軸承構(gòu)成。螺桿與軸承緊密配合，而螺桿與支撐架之間有一定的間隙，可使螺桿圍繞軸承的球心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到懸掛擺動(dòng)的效果，請(qǐng)見下圖：4.2懸掛螺桿組在上圖中，使用了向心軸承，該軸承由支座和軸承芯部兩部分組成，工作時(shí)，球芯在球碗支座上做球面轉(zhuǎn)動(dòng)、中間均有空，而球芯與螺桿緊密配合，支座與螺桿間有一定的間隙，這樣就有了一定的擺動(dòng)空間。4.3阻尼器根據(jù)設(shè)計(jì)，輸送機(jī)整機(jī)重量可達(dá)數(shù)十噸，而懸掛系統(tǒng)支撐能力是有限的，再加上物料在放入料槽中對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的沖擊力，這樣對(duì)懸掛螺桿的壽命是非常有害的。所以我們?yōu)槠鋵ｉT設(shè)計(jì)了支撐系統(tǒng)，也起到了一定的緩沖作用。從圖中我們可以看出，在靠近懸掛螺桿組附近有個(gè)支撐結(jié)構(gòu)，這里我們使用鋼板焊接在基座上。同時(shí)在底部小車上固定有四組小輪，小輪頂在該支撐結(jié)構(gòu)上。在釋放物料時(shí)，強(qiáng)大的沖擊力會(huì)被支撐小輪減小，以更好地保護(hù)懸掛螺桿組。5小車系統(tǒng)眾所周知，像這么龐大的設(shè)備，如果出現(xiàn)了問題需要維修時(shí)，移動(dòng)是個(gè)非常大的難題，所以為了方便維修，設(shè)備應(yīng)該配有相應(yīng)的可移動(dòng)的系統(tǒng)。查閱相關(guān)資料，我們?yōu)檩斔蜋C(jī)設(shè)計(jì)了小車系統(tǒng)。5.1小車系統(tǒng)5.1車架車架采用焊接結(jié)構(gòu)，包括輪轂、連接板以及加固筋板詳見圖紙。5.2車輪車輪采用中間帶槽式的，與之配合有對(duì)應(yīng)大小的車軌，這樣整個(gè)設(shè)備可方便移動(dòng)以供維護(hù)。同時(shí)車輪上應(yīng)該設(shè)有剎車裝置，以便工作時(shí)固定設(shè)備。6總結(jié)與展望6.1工作總結(jié)本說明書以鋼鐵冶煉系統(tǒng)中所使用的慣性水平振動(dòng)輸送機(jī)為設(shè)計(jì)對(duì)象，分析輸送機(jī)的工作原理，建立料槽運(yùn)動(dòng)的力學(xué)模型，得出運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并在MATLAB對(duì)輸送機(jī)的傳輸特性進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，后對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本說明書的主要工作總結(jié)如下：1.分析慣性水平振動(dòng)輸送的工作原理，建立輸送機(jī)的力學(xué)模型，得出輸送機(jī)料槽的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程；2.利用MATLAB討論分析了初始相位差角、偏心質(zhì)量距之比、轉(zhuǎn)速比對(duì)料槽運(yùn)動(dòng)的影響，繪制曲線，分析并得出結(jié)論；3.根據(jù)所分析的結(jié)果，設(shè)計(jì)水平振動(dòng)輸送機(jī)，主要包含電機(jī)的選擇、偏心塊質(zhì)量矩的確定、軸的計(jì)算校核、齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)以及輸送機(jī)其他附件的簡單設(shè)計(jì)說明。6.2工作展望由于初次接觸設(shè)計(jì)該類輸送機(jī)，在國內(nèi)這方面的資料也比較匱乏，所以設(shè)計(jì)過程中也有很多不合理之處，總結(jié)如下：由于知識(shí)層次的欠缺，在各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)還是有一定的不完善性，其中包含軸設(shè)計(jì)中軸與偏心塊的最優(yōu)化設(shè)計(jì)等；在使用MATLAB進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化時(shí)，提出了差動(dòng)性，但并未具體給出差動(dòng)性的定量分析公式。本次設(shè)計(jì)中，未涉及物料，若加上物料的分析，運(yùn)動(dòng)形式又是怎樣，這方面值得深層次的探究。由于時(shí)間與能力有限，未能對(duì)設(shè)計(jì)