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(产品管理)机电产品创新设计当前位置：文档视界(产品管理)机电产品创新设计(产品管理)机电产品创新设计机电产品创新训练任务书姓名：学号：指导教师：时间：2020.01.11学院：飞行器工程学院目录1、引言-32、创新方案的提出-4-53、产品概念以及原理介绍-53.1、产品原理图-63.2、零、部件草图-6-94、产品详细参数及构造计算-9-195、实训总结和心得-206、参考资料及文献-217、附录：运动简图1.引言为期俩周机电产品创新实训拉开了帷幕，我们小组经过三次小组会议讨论，总共规划了三种方案，经过和教师的讨论和论证，最终确定创新产品为“多功能行星轮搅拌机。经过分工和讨论，初步确定了机构的原理图，且且设计出了整套传动机构的方案，且且论证了其可行性，符合机电产品创新设计要求。小组成员：组长：组员：2.方案提出：于现今日益发展当今社会，四处林立着高楼大厦，而于混凝土构造中，混凝土的制造工艺和水平，往往直接影响着房屋构造的质量，而于混凝土的制造中，混凝土搅拌机的性能，起着决定性的作用。壹方面，旧式搅拌机于构造设计上有很多不合理之处：1)构造型式过于粗糙，传动支架和上横梁采用灰口铸铁，这种薄壁支架强度低，于复杂的施工现场极易于碰撞中断裂，没有配件则整机瘫痪。2)皮带轮安装于传动支架内部轴承座和上横梁之间，而上横梁和支撑架为螺栓连接，这种不稳定的支架构造对设备损害极大，俩轴承之间的纵向位移将使轴卡死或损失动力能。对于常规单铲叶片式搅拌机，于冲击载荷大和单纯双螺带式搅拌装置中易出现“抱轴现象，这会会严重影响电动机的工作，甚至出现烧毁电动机的事故。另壹方面，尽管搅拌机的种类繁多，但目前使用最多的是带有壹个或俩个固定于垂直轴上的三叶螺旋桨搅拌机。这种螺旋桨搅拌机旋转时，构成沿搅拌容器的内壁由下向上和中心由上向下的连续翻转液流同时悬浮体仍进行旋转运动。搅拌机运行时，于螺旋桨和搅拌容器的底部之问，构成壹个搅拌强度最小的区域因而，需要较长时间才能到达必要的混合质量，进而浪费了电能，降低了搅拌机的工作效率。所以于这基础上，我们创新开发了“新型多功能行星轮式搅拌机，这种新式搅拌机主搅拌轴由行星轮带动，可根据需要选用单个或者多个搅拌轴即加装行星轮，能够到达充分混合物料的目的，而另壹个创新之处，于于利用电动机输出的动能，链接到壹个竖直方向上的副搅拌机构，能够最大限度的减小搅拌低强度区域，最大限度的使物料混合均匀。3.产品概念及原理根据（GBJ107-87混凝土强度检验评定标准），混凝土的标号和强度必须到达壹定要求，这就决定了混凝土搅拌机的构造和混合效果。所以我们为了使混凝土的搅拌效果愈加合理均匀，且且能够符合GBJ107-87的要求，于现有的搅拌机基础上，改良设计了此款新型多功能行星轮式搅拌机。产品的设计理念是基于于充分利用电动机动能的情况下，使得搅拌效果到达最大化，且且能够有效的避免“抱轴现象的出现，而且能够于副搅拌机构的辅助下，愈加充分的将混凝土搅拌均匀。此产品不仅能够很好的利用能源，而且能将混凝土的生产提高效率，于同等条件和水品下，能够加工质量愈加优良的混凝土。3.1.产品原理图3.2零、部件草图1V带：小带轮工程图(大带轮工程图)2蜗杆传动装置：蜗杆工程图蜗轮工程图3行星轮：4.产品详细参数及构造计算：壹、输入机构：电动机的选用电机频率：40Hz电机额定电流：19.2A电机工作电压：380V电机转速：2400r/min电机功率：10.5Kw二、主搅拌机构设计：(壹)行星轮设计尺寸：电动机功率P1=10.5kW，转速n1=2400r/min，载荷平稳单向回转。1.根据行星轮系中心轮1和行星架H的相对转速关系：n1=N=2400r/min同时nH=1/4N(即n1=4nH)n1-nH/(n3-nH)=-z3/z1令n1=4nH，n3=0，z1=30,得z3=90。2.根据行星轮同轴条件mz3/2=mz2+mz1/2由z1=30,z3=90得z2=303.根据行星轮系中心轮1和行星轮2的相对转速关系：n1-nH/(n2-nH)=-z2/z1代入z1=30,z2=30,n1=4nH得，n2=-2nHnH=600r/min,方向和n1一样n2=1200r/min，方向和n1相反4.模数确实定：1选择材料及确定需用应力：1轮用40MnB调质，齿面硬度241286HBS，2轮用40MnB调质，齿面硬度241286HBS，3轮用ZG35SiMn，齿面硬度241269HBS，由表11-5，取SH=1.1，SF=1.25，(2)按齿面接触强度设计：设齿轮按6级精度制造。取载荷系数K=1.3，齿面系数d=0.8，1齿轮上的转矩T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×10.5/2400=4.18×104取ZE=188=52.5mm暂取d1=105mm又齿数z1=15，模数m=d1/z1=105/15=3.5mm齿宽b=dd1=0.8×105mm=84mm，取b1=84mm，b2=84mmd1=105mm,d2=105mm中心距a1，2=d1+d2/2=105mm又z3=90，m=3.5mm，d3=mz3=315mm中心距a2,3=d2+d3/2=210mm(3)验算轮齿弯曲强度齿形系数YFa1=2.6，YSa1=1.63YFa2=2.6，YSa2=1.63YFa3=2.23，YSa3=1.8由式11-5F1=F2=2KT1YFa1YSa1/bm2z1=2×1.3×4.18×104×2.6×1.63/84×3.52×30MPa=14.9MPaF1=480MPaF3=F2YFa3YSa3/YFa1YSa1=14.9×2.23×1.8/2.6×1.63MPa=14.1MPaF3=408MPa(4齿轮的圆周速度v=d1n1/60×1000=3.14×105×2400/60×1000m/s=13.2m/s对照表11-2可知选用6级精度是合宜的。ha=ha*mhf=(ha*+c*)m又ha*=1.0，c*=0.25得ha=m,hf=1.25mda1=d1+2ha=105+2×3.5mm=112mmdf1=d1-2hf=105-2.5×3.5mm=96.25mmda2=105+2×3.5mm=112mmdf2=105-2.5×3.5mm=96.25mmda3=315+2×3.5mm=322mmdf3=315-2.5×3.5mm=306.25mm二搅拌刀头的选用：根据使用功能的不同，能够选用多种不同的刀头，以实现多功能的效果：如下图：三：副搅拌机构设计：壹、V带构造设计1、带型确实定由,于结合表13-5，选取B型带确定带轮得基准直径d1且验算带速v1、初选小带轮得基准直径d1.由书本表13-9可知d1应不小于125mm,现取d1=140mm再由表13-9取d2=425mm2、验算带速v由于之间，因而符合要求。2、确定中心距，确定中心距a和基准长度1、取且符合由式13-2得带长查表13-2，对B带选用3、验算小带轮上的包角4、确定带得根数z由，查表13-3得,且i=3故查13-5得再由查表13-7得查表13-2得取代根数Z=3综上所述：3轴的设计轴的材料的选择轴选用45号钢轴尺寸的选择轴径dmin1103P/n×1.03=110×310.6/800×1.03mm=26.0mm取ds=30mm4带轮构造设计带轮材料的选择：v=17.6m/s120故选取腹板式构造及尺寸如下：f=14=34oha=4e=19.5hf=11b0=15h=11dh=60dr=100大轮：d2=425>350故选取轮辐式构造及尺寸如下：f=14=38oha=4e=19.5hf=11b0=15h=11dh=60dr=375二涡轮蜗杆构造设计电动机功率P1=10.5kW，转速n1=800r/min，传动比i=25，载荷平稳单向回转。1、选择材料且确定其许用应力蜗杆用45钢，外表淬火，硬度为4555HRC；蜗轮用ZCuAl10Fe3，砂模铸造。1许用接触应力，查表12-4得H=200MPa;2许用弯曲应力，查表12-6得F=80MPa。2、选择蜗杆头数z1且估计传动效率由i=25查表12-2，去z1=2，则z2=iz1=25×2=50；由z1=2查表12-8，估计。3.确定蜗轮转矩T24.确定使用系数kA、综合弹性系数zE取kA=1.1；取zE=150钢配锡青铜5确定接触系数zP假定d1/a=0.4,由图12-11的zP=2.86.计算中心距a7.确定模数m，蜗杆头数z2，蜗杆直径系数q，蜗杆导程角，中心距a等参数由式12-10得d10.68a0.875=0.68×236.730.875mm=82mmm=2a-d1/z2=(2×236.73-82)/50mm=7.8mm由表12-1，若取m=8mm，q=10，d1=80mm，由式12-4a=0.5mq+z2=0.5×8×10+50mm=240mm236.73mm导程角8.校核弯曲强度1蜗轮齿形系数由当量齿数
