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黄河科技学院毕业设计开题报告表 课题名称 YJD20A-X 型星型卸料阀产品设计 课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 学生姓名 专 业 学 号 一、 课题的准备情况 对于该星型卸料阀的产品设计,要求对整体的结构和工作原理有一个把握,即电动机带动摆线 针轮减速器从而制造合适的转速转动叶片以达到定量卸料的目的。 首先需要查得相关的技术参数如材料性能、电动机系列、摆线针轮减速器系列、轴承系列等既 有数据,此方面有《机械设计手册(软件版) 》,内容上已经比较全面,此外要绘制出装配图和部分 零件图,这方面通过操作电脑软件 AutoCAD2010 完成。另外需要在图书馆查找一些相关手册资料作 为参考。 二、 相关设计方法 1、 总体结构设计 阀体主结构焊接,通过法兰将摆线针轮减速器连接在阀体主结构一侧,卸料扇叶通过平键连 接在主轴上,主轴旋转,为减少摩擦在卸料阀体外设置一对深沟球轴承,主轴通过联轴器与摆线 针轮减速器相连, 再通过联轴器与电动机相连。 从而实现电动机带动主轴上卸料扇叶旋转卸料的 目的。总体结构示意图如下 阀体 减速器 轴承 电动机 联轴器 O 型圈 1 图 1 星型卸料阀整体结构示意图 细节方面,阀体需要密封,故在阀体外对主轴使用O型圈密封。 主轴 O型圈 图 2 O 型圈密封示意图 主轴 阀体外结构 主轴及周边 圆柱部分体 积 V1 卸料扇叶体积 V2 卸料扇叶 图 3 卸料部分示意图 2 2、主要参数计算 ⅰ、传动比和减速器选择 电动机型号 Y90L-4 ,其满载转速为 1400 r/min,星型阀卸料转速 42 r/min ,计算的传动比为 33.4,选用时考虑比与此接近,彼此略小的摆线针轮减速器,查《手册》知传动比系列中比较接近 的有一级传动比为 i=29 的直联型一级减速器,立式结构( L),机型号为 8105,且考虑输入功率为 1.5KW ,选择摆线针轮减速器型号为 XLDY-1.5-8105-29 JB/T2982-1992,该减速器输出轴直径 28mm。 ⅱ、轴的设计 轴最细处直径为 D,分析知应为主轴与减速器相连的联轴器处,对其进行抗扭强度校核,以电动机输入的功率计算。 选择轴的材料为优质碳素钢 45,其许用切应力 [ ]=60MPa 输入转矩 T=9550P/n=9550×0.75/ 42=170.54N·m 且 又 =38.84Mpa 故 D min =0.024m=24mm 有 τmax D=25mm 完全可以满足使用要求。 ⅲ、轴承选择 所受的径向力很小,故选用时协调轴的相关尺寸选用深沟球轴承即可满足要求。且有轴与 联轴器相连最细处直径取为 25mm 留有一定的台阶余量,按 35mm 轴径选取轴承,根据相关标准取 GB/T276-1994,考虑到轴承工作环境,要有一定密封选取一对代号 61807-RZ 型的密封深沟球轴承 可以满足要求,参数为 d×D×b=35×47× 7。 ⅳ、联轴器选择 本卸料阀要求结构的简单, 考虑使用凸缘联轴器就能满足工作要求, 根据轴的尺寸和所承 受的扭矩选择 GY4 型 d=25mm 的凸缘联轴器 GB/T5843-2003。 ⅴ、阀体内尺寸 按照设计要求,卸料量为 20L/r, 又由于要去除轴和卸料扇叶以及筋板的体积,故阀体内体积大于 20L。长度约 320mm 可以保证尺寸协调,暂取 320mm,则直径约 320mm, 此时主轴和卸料扇叶圆柱部分的体积为 V 1=π× ( d/2)2×L=3.14 ×202×320=401920mm3(按其圆柱部分直径 40mm) 3 卸料扇叶体积为 V 2=( D﹣d) ×L× b=(320-40) 320××5=448000mm3 ( 按扇叶厚度 5mm) 此为估计 D=320mm 的前提下得到的结果,其中 V 1 和 V 3 体积视作不变, D 变化的同时延 长卸料扇叶的长度,设此时卸料扇叶的长度为 D1。 列方程: π( D1/2)2L -(V 1+V 2)=20×106 mm3 得 D1=288.1mm(除去一负值)取 D1=288.1mm 图 4 扇叶及其阀体尺寸示意图 三、 设计思路和预期结果 1、 设计思路 先把所要设计的产品做一个整体了解,然后具体设计每一个部件。首先考虑的是设计出的 该卸料阀要具有较好的整体性能,其次是满足使用要求的前提下精简结构节约成本。达到性价 比的最高值。在上面的分析知结构已经基本固定,且已经进行了分析和选择,主要在细节方面, 避免阀内热量导致的膨胀变形影响使用,对轴承用伸出结构处理,即轴承与阀体之间有一定距 离的焊接钢板,缓解热膨胀的作用,在轴与阀壁之间要采取密封处理,防止卸料时有气体逸出。 2、 预期成果 (1) 设计出符合使用要求又经济合理的卸料阀。 (2) 绘制
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