振動(dòng)時(shí)效用激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　?。ǘ?屆）</b></p><p>　　振動(dòng)時(shí)效用激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 </p>

2、<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文是對(duì)

3、振動(dòng)時(shí)效用激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。激振器由電機(jī)和偏心箱組成，其功能是將電能轉(zhuǎn)換成振動(dòng)能量，激發(fā)金屬結(jié)構(gòu)件的共振頻率。激振力是通過動(dòng)靜偏心塊的調(diào)節(jié),振動(dòng)時(shí)效用激振器利用直流無刷電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件。電動(dòng)機(jī)與偏心塊采用一體式結(jié)構(gòu)，。本設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有可靠性高、重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)工作轉(zhuǎn)速高、能夠更好地適用于各種類型的被振工件等多方面的優(yōu)點(diǎn)。本文主要工作是設(shè)計(jì)同一軸上雙激振器的結(jié)構(gòu)，通過計(jì)算測(cè)量振動(dòng)時(shí)效技術(shù)中的工藝參數(shù)：激振頻率、激振時(shí)間、激振力、激振

4、點(diǎn)等，分析研究各工藝參數(shù)的選擇策略；建立產(chǎn)生激振力的實(shí)體模型。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙激振器，振動(dòng)時(shí)效，偏心輪</p><p>　　The structure design of vibrator in VSR</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper is

5、a VSR (vibratory stress relief) with the structural design of the exciter. Shaker boxes by the motor and the eccentric, whose function is to convert electrical energy into vibration energy, stimulate the resonant frequen

6、cy of the metal structure. Excitation force is through the action of an eccentric block with adjusting, vibration aging vibrator brushless dc motor using as driving components. Motor and eccentric block made by one-piece

7、 structure. The design of products with high r</p><p>　　Keywords: Double Vibrator，VSR(vibratory stress relief)，Eccentric wheel</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　

8、摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的來源1</p><p>　　1.2課題的意義1</p><p>　　1.3振動(dòng)時(shí)效技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀2</p>

9、<p>　　1.3.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容4</p><p>　　2設(shè)計(jì)方案與總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1振動(dòng)時(shí)效激振器結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　2.2方案評(píng)價(jià)9</b></p><p>　　3設(shè)計(jì)方案

10、具體設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1方案的介紹10</p><p><b>　　3.2零件圖10</b></p><p>　　3.3激振器總體圖及裝配圖13</p><p>　　3.4激振力計(jì)算及工作原理14</p><p><b>　　4結(jié)論與展望16</b>

11、;</p><p><b>　　4.1結(jié)論16</b></p><p><b>　　4.2展望16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p>　　致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　附錄

12、19</b></p><p>　　附錄圖1 全局圖19</p><p>　　附錄2動(dòng)偏心輪結(jié)構(gòu)示意圖19</p><p>　　附錄3配件零件圖20</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p

13、><p>　　機(jī)械工藝中如鑄造、鍛造、切削、焊接、熱處理、表面處理等都會(huì)在工件內(nèi)產(chǎn)生不同程度的殘余應(yīng)力. 殘余應(yīng)力的存在使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài),是工件開裂或變形的主要原因.降低或者消除殘余應(yīng)力的過程稱為時(shí)效處理.熱時(shí)效能耗大、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大,大型工件處理困難,工件表面氧化發(fā)黑,還會(huì)造成工件軟化;自然時(shí)效耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、工件堆放場(chǎng)地大. 因此,如何更好地降低殘余應(yīng)力是工程界長(zhǎng)期以來一直關(guān)心的問題.</p>

14、<p>　　近年來,國(guó)內(nèi)外用共振原理來消除殘余應(yīng)力,稱為振動(dòng)時(shí)效(Vibration Stress Relief , VSR) . 這項(xiàng)技術(shù)是美國(guó)著名物理學(xué)家J .W. Stratt 提出的,其基本思想是通過對(duì)應(yīng)力工件施以循環(huán)載荷,使工件內(nèi)應(yīng)力釋放,從而使工件殘余應(yīng)力降低,尺寸穩(wěn)定下來而達(dá)到時(shí)效之目的 . 它具有節(jié)省能源、效率高、投資少、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便、無“三廢”污染等特點(diǎn),并且是目前惟一進(jìn)行二次時(shí)效的方法,在某些方面

15、正迅速取代傳統(tǒng)的熱時(shí)效和自然時(shí)效 . 本文對(duì)振動(dòng)時(shí)效消除殘余應(yīng)力的機(jī)理、參數(shù)選擇、效果評(píng)定進(jìn)行討論.</p><p><b>　　1.2課題的意義</b></p><p>　　金屬構(gòu)件經(jīng)過熱加工或壓力加工后，表面和內(nèi)部都會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的存在使工件處于不穩(wěn)定狀態(tài)，是工件開裂或變形的主要原因。目前主要有3種時(shí)效方式來調(diào)整金屬構(gòu)件的殘余應(yīng)力，分別是自然時(shí)效(NSR

16、)、熱時(shí)效(眄R)和振動(dòng)時(shí)效(VSR)。自然時(shí)效是將工件處于自然狀態(tài)下，使其殘余應(yīng)力緩慢釋放。熱時(shí)效是通過升高溫度來降低材料的屈服極限，從而使材料發(fā)生在常溫下不可能發(fā)生的塑性變形來釋放殘余應(yīng)力。振動(dòng)時(shí)效則是一種通過工件施以循環(huán)載荷，使材料內(nèi)部發(fā)生塑性變形，從而調(diào)整殘余應(yīng)力、穩(wěn)定工件尺寸精度的時(shí)效方式。</p><p>　　振動(dòng)時(shí)效的優(yōu)點(diǎn)主要包括：(1)與自然時(shí)效相比，處理時(shí)間短、效率高，一般只需幾十分鐘即可；且占

17、地面積少。(2)與熱時(shí)效相比，能耗小，僅為熱時(shí)效的5％；工件尺寸不受限制，無需為大型工件建造專用爐，大大降低了生產(chǎn)成本；應(yīng)力消除效果好，一般可消除原應(yīng)力的20％～50％；工件尺寸穩(wěn)定性好，能夠提高材料的松弛剛度及抗疲勞強(qiáng)度；還可以保持工件原表面的加工質(zhì)量，無熱時(shí)效所產(chǎn)生的氧化層；無三廢¨經(jīng)過各國(guó)科研工作者最近20多年的研究，振動(dòng)時(shí)效在機(jī)理、應(yīng)用等方面都有了新的突破，取得了豐碩的成果，但在某些方面還缺乏共識(shí)。本文針對(duì)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)

18、的發(fā)展歷史、機(jī)理、工藝及效果評(píng)定技術(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行綜述，并且指出了振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，從而為我們下一步如何具有針對(duì)性地研究這項(xiàng)技術(shù)提供了重要的線索和技術(shù)路線。</p><p>　　1.3振動(dòng)時(shí)效技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀</p><p>　　振動(dòng)時(shí)效技術(shù)自1976年從國(guó)外引進(jìn)后，幾乎在所有機(jī)械行業(yè)的大型鑄、鍛、焊、機(jī)加工件

19、中被采用，并于1991年被國(guó)務(wù)院新技術(shù)辦公室批準(zhǔn)為國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。1993年被國(guó)家科委列為“國(guó)家級(jí)科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃”項(xiàng)目，然而，1991年至今，此項(xiàng)技術(shù)顯然沒能在整個(gè)機(jī)械行業(yè)得到顯著推廣。</p><p>　　機(jī)床生產(chǎn)上的應(yīng)用：高精度數(shù)控機(jī)床尺寸穩(wěn)定性是重要的因素，北京航空工藝研究所每年生產(chǎn)的組合機(jī)床、子午線輪胎等鑄造、焊接工件近500t，熱加工后進(jìn)行一次時(shí)效，粗加工后進(jìn)行二次時(shí)效。因此，振動(dòng)時(shí)效能在生產(chǎn)中

20、發(fā)揮巨大的作用。</p><p>　　b)火電機(jī)組電機(jī)機(jī)座：300MW火電機(jī)組電機(jī)機(jī)座重約28t、尺寸為3800 mm×4200 mill，由法蘭、環(huán)板、包殼和托架等組焊而成，由于剛度上的需要，材料厚度為30～70 rain不等，焊后殘余應(yīng)力大，按原工藝要求必須進(jìn)行熱時(shí)效。為了解決熱時(shí)效費(fèi)用大，需候爐及熱時(shí)效耗時(shí)長(zhǎng)所造成的生產(chǎn)瓶頸現(xiàn)象，故考慮用振動(dòng)時(shí)效來替代熱時(shí)效工藝，由于機(jī)座工作在室溫條件下，時(shí)效的目

21、的是尺寸穩(wěn)定，無去氫和軟化材料的技術(shù)要求，因此可采用振動(dòng)時(shí)效的工藝。試驗(yàn)結(jié)果為：消應(yīng)力效果為50～80 MPa。按原始最大殘余應(yīng)力為235MPa，振后水平為135～155MPa。</p><p>　　c)不銹鋼焊接構(gòu)件：核電不銹鋼導(dǎo)向筒焊后除應(yīng)力可采用熱時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效兩種工藝，熱時(shí)效具有峰值應(yīng)力下降幅度大，工藝變形小的優(yōu)點(diǎn)，工藝指標(biāo)完全達(dá)到要求可以推廣使用。振動(dòng)時(shí)效的工裝簡(jiǎn)單，工藝快捷，有工藝變形小，應(yīng)力均化明顯

22、的效果，工藝指標(biāo)也可滿足技術(shù)要求，是一種值得進(jìn)一步開發(fā)，旨在局部替代熱時(shí)效的節(jié)能工藝。</p><p>　　d)化工設(shè)備領(lǐng)域：振動(dòng)時(shí)效消除應(yīng)力法的推廣和應(yīng)用，將改變目前有關(guān)化工設(shè)備的設(shè)計(jì)思想。以前無法進(jìn)退火爐及制造規(guī)范規(guī)定不需要進(jìn)行消除應(yīng)力處理的，如重要介質(zhì)但常壓的設(shè)備，現(xiàn)在只要有微小的投入即可進(jìn)行消應(yīng)處理了，為化工設(shè)備安全系數(shù)的提高提供了有效手段。由于尺寸精度的提高，密封性能得以改善；由于疲勞壽命的提高和抗應(yīng)力

23、腐蝕能力的增強(qiáng)，設(shè)備的使用壽命得到延長(zhǎng)。振動(dòng)時(shí)效設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、省時(shí)、節(jié)能效果好，可適應(yīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜及尺寸龐大的工件，化工設(shè)備制造行業(yè)應(yīng)積極推廣應(yīng)用。</p><p>　　e)目前我國(guó)生產(chǎn)振動(dòng)消除殘余應(yīng)力裝置的企業(yè)較少，大約十來家，浙江省迄今無一家生產(chǎn)，在課題進(jìn)行中我們了解到，杭州叉車廠生產(chǎn)的產(chǎn)品用熱處理的方法消除殘余應(yīng)力很不方便，廠家對(duì)振動(dòng)處理極感興趣，有意投入人力、財(cái)力進(jìn)行這方面的探索。浙大機(jī)械廠為美國(guó)生產(chǎn)的

24、不銹鋼制藥設(shè)備被指定使用振動(dòng)時(shí)效方法消除應(yīng)力。本課題組成員曾向周圍企業(yè)提及振動(dòng)消除殘余應(yīng)力的項(xiàng)目，在被了解的十多家企業(yè)中，僅諸暨機(jī)床廠聽說過此事，并認(rèn)為就這么振一下來消除應(yīng)力，不知有沒有效果，會(huì)不會(huì)振壞。可見，振動(dòng)消除殘余應(yīng)力方法在浙江還較陌生。</p><p>　　f)國(guó)外技術(shù)工藝的要求使我國(guó)在出口產(chǎn)品上應(yīng)用了振動(dòng)時(shí)效工藝。佳木斯電機(jī)廠生產(chǎn)的出口電機(jī)由于國(guó)外廠家的要求，在電機(jī)殼上使用振動(dòng)時(shí)效工藝，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求

25、。大連橡膠廠為美國(guó)生產(chǎn)的設(shè)備也要求用振動(dòng)處理來消除應(yīng)力。這些都促進(jìn)了國(guó)內(nèi)振動(dòng)時(shí)效技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　g)多年來，關(guān)于振動(dòng)時(shí)效對(duì)焊接構(gòu)件疲勞壽命的影響是國(guó)內(nèi)外專家極為關(guān)心和爭(zhēng)論的焦點(diǎn)問題。我國(guó)一些單位做了許多研究，得出的結(jié)論認(rèn)為，振動(dòng)時(shí)效對(duì)金屬材料的力學(xué)性能有較大影響，合理的振動(dòng)時(shí)效工藝可以提高焊接構(gòu)件的疲勞壽命。如表是某鐵路客車廠生產(chǎn)的焊接構(gòu)架側(cè)梁疲勞壽命的對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中一根未做任何處理；一根做

26、正常熱時(shí)效處理；另一根做振動(dòng)時(shí)效處理。</p><p>　　1.3.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀</p><p>　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上正在使用的VSR系統(tǒng)約有一萬臺(tái)以上。美國(guó)在1983年采用振動(dòng)時(shí)效工藝的已有700多個(gè)公司，蘇聯(lián)和東歐一些國(guó)家也大量使用，都取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。許多國(guó)家都已將振動(dòng)時(shí)效定為某些機(jī)械構(gòu)件必須采用的標(biāo)準(zhǔn)工藝。在英國(guó)幾乎沒有一家公司不使用該項(xiàng)技術(shù)的。振動(dòng)時(shí)效在國(guó)外的應(yīng)用范圍

27、比較廣，被處理的構(gòu)件的類型也比較多。例如：</p><p>　　a)英國(guó)一機(jī)床公司生產(chǎn)大型精密機(jī)床，起床身與立柱要求精度為0．01mm／2m。過去采用熱時(shí)效其精度保持性較差，后來改用振動(dòng)時(shí)效，滿足了精度要求，因此現(xiàn)在已將振動(dòng)時(shí)效定為該項(xiàng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工藝。</p><p>　　b)英國(guó)生產(chǎn)的鋁合金鑄造精密泵體，其尺寸為275×300×150mm，也是用振動(dòng)時(shí)效來保證其精度的

28、。</p><p>　　c)美國(guó)PXI程公司，用振動(dòng)時(shí)效來消除8噸重的焊接結(jié)構(gòu)齒輪的內(nèi)應(yīng)力，用以減少焊接裂紋。</p><p>　　d)美國(guó)Pont Land 電子專業(yè)公司，公司規(guī)定對(duì)鍛件進(jìn)行三次振動(dòng)處理：毛坯、了鍛件的穩(wěn)定性。用該項(xiàng)技術(shù)處理4噸重的鍛件毛坯。該公粗加工后、精加工后。三次處理后即保證</p><p>　　e)美國(guó)華盛頓鋼鐵公司，對(duì)該公司生產(chǎn)的47噸重

29、的剪床座進(jìn)行振動(dòng)處理。剪床座是用152mm至203mm厚的鋼板焊成，加強(qiáng)筋厚為38mm至76mm。這樣大而重的構(gòu)件只用40分鐘的振動(dòng)處理就代替了過去的熱時(shí)效處理。</p><p>　　f)美國(guó)西北工藝公司對(duì)1800噸重的海洋鐵塔及1280噸重的鉆井平臺(tái)也采用過振動(dòng)時(shí)效處理。</p><p>　　g)英國(guó)對(duì)陸上井口平臺(tái)是由管徑為200mm的鋼管焊成6mX6m×2m管型構(gòu)架。<

30、/p><p>　　h)英國(guó)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火焰筒襯里，由于焊后熱膨脹而發(fā)生裂紋，報(bào)廢率占30％以上，后來采用振動(dòng)時(shí)效工藝，報(bào)廢率幾乎為零。</p><p>　　i)英國(guó)生產(chǎn)的所有專用機(jī)床床身都是用振動(dòng)時(shí)效代替熱時(shí)效。有三十多家機(jī)床廠和十多個(gè)鍛壓設(shè)備廠都是將振動(dòng)時(shí)效作為標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝。</p><p>　　美、英等國(guó)在其他工業(yè)部門也大量采用振動(dòng)時(shí)效，如造紙機(jī)械廠、船舶軸承廠、激

31、光焊機(jī)廠、齒輪箱制造廠、紡織機(jī)械廠、軋鋼設(shè)備廠、印刷機(jī)械廠、泵制造廠、采油設(shè)備廠、發(fā)電廠、鍋爐廠等都應(yīng)用振動(dòng)時(shí)效來消除構(gòu)件的應(yīng)力。</p><p>　　1.4課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　研究?jī)?nèi)容：首先，了解振動(dòng)時(shí)效技術(shù)工藝參數(shù)（激振頻率、激振時(shí)間、激振力、激振點(diǎn)等）的具體內(nèi)容，分析研究振動(dòng)時(shí)效技術(shù)各工藝參數(shù)的選擇策略，基本掌握；其次，建立產(chǎn)生激振力的實(shí)體模型,分析模型結(jié)構(gòu)對(duì)激振

32、力的影響，設(shè)計(jì)激振器重點(diǎn)掌握。</p><p>　　主要任務(wù)：了解振動(dòng)時(shí)效技術(shù)中的工藝參數(shù)：激振頻率、激振時(shí)間、激振力、激振點(diǎn)等，分析研究各工藝參數(shù)的選擇策略；建立產(chǎn)生激振力的實(shí)體模型，分析模型結(jié)構(gòu)對(duì)激振力的影響設(shè)計(jì)激振器。</p><p>　　目標(biāo)：分析振動(dòng)時(shí)效技術(shù)各工藝參數(shù)：激振頻率、激振時(shí)間、激振力、激振點(diǎn)等的具體內(nèi)容及選擇策略。</p><p>　　研究難點(diǎn)

33、：對(duì)于振動(dòng)時(shí)效實(shí)際應(yīng)用方面有所欠缺。</p><p>　　2設(shè)計(jì)方案與總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1振動(dòng)時(shí)效激振器結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容</b></p><p>　　激振器的總體設(shè)計(jì)主要是對(duì)偏心輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中以固定輪軸及偏心距的調(diào)節(jié)作為關(guān)鍵。本設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，但實(shí)際操作需考

34、察其電機(jī)的和輪軸的承受能力。設(shè)計(jì)方案有3種，通過對(duì)偏心輪的調(diào)節(jié)來產(chǎn)生激振力，從而使整個(gè)機(jī)器振動(dòng)。</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)方案1</b></p><p>　　采用電動(dòng)機(jī)、底座、動(dòng)偏心輪、靜偏心輪、單向軸承</p><p>　　圖2.1激振器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖2.2激振器結(jié)構(gòu)示意圖</p

35、><p>　　圖2.3激振器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1-軸 2-靜偏心輪 3-動(dòng)偏心輪 4-底座 5-端蓋 6-單向軸承 7-調(diào)節(jié)螺釘</p><p>　　圖2.4單向軸承的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　單向軸承單向軸承包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)、滾柱和擋圈。外環(huán)內(nèi)表面具有沿周向等距分布，橫截面呈近似流線形的縱向長(zhǎng)槽?？v向長(zhǎng)槽間制有狹槽。外環(huán)內(nèi)表面

36、的每個(gè)縱向長(zhǎng)槽中設(shè)置一個(gè)滾柱。外環(huán)內(nèi)表面的每個(gè)狹槽中裝有一個(gè)彈簧。內(nèi)環(huán)位于外環(huán)中，內(nèi)環(huán)的外表面與外環(huán)縱向長(zhǎng)槽中的滾柱相配合。滾柱和彈簧的兩端設(shè)有擋圈。</p><p>　　滾柱的兩端各有一個(gè)凸起。彈簧為片彈簧，彈簧兩端各有一個(gè)凸耳。擋圈的一側(cè)制有兩個(gè)環(huán)形槽，滾柱兩端的凸起和片彈簧兩端的凸耳分別裝于兩個(gè)環(huán)形槽中，當(dāng)內(nèi)環(huán)相對(duì)外環(huán)，或外環(huán)相對(duì)內(nèi)環(huán)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果帶動(dòng)滾柱進(jìn)入流線型槽較狹的一側(cè)，則滾柱將限制內(nèi)環(huán)與外環(huán)的

37、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生制動(dòng)作用;如果內(nèi)環(huán)與外環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使?jié)L柱進(jìn)人流線型槽較寬的一側(cè)，滾柱不能限制內(nèi)環(huán)與外環(huán)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相互不產(chǎn)生制動(dòng)作用，從而具有單向制動(dòng)。</p><p>　　圖2.5激振器的三維圖</p><p>　　通過單向軸承的制動(dòng)作用，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)與軸同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要調(diào)節(jié)偏心距的時(shí)候，則通過調(diào)節(jié)動(dòng)靜偏心輪的的角度差，實(shí)現(xiàn)偏心距的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)不同程度的激振力。</p>

38、<p><b>　　1.2設(shè)計(jì)方案2</b></p><p>　　采用了底座、軸、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)偏心輪、靜偏心輪及單向離合器。</p><p>　　單向離合器的組成：由外座圈，內(nèi)座圈、保持架、楔塊等組成。</p><p>　　圖2.6單向離合器的三維圖</p><p>　　單向離合器工作原理：　　當(dāng)內(nèi)座圈固定時(shí)

39、，外座圈順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)楔塊不鎖止，外座圈可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外座圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，楔塊鎖止，外座圈不能轉(zhuǎn)動(dòng)。保持架的作用是使楔塊總是朝著鎖止外座圈的方向略微傾斜，以加強(qiáng)楔塊的鎖止功能。</p><p>　　圖2.7單向偏心塊的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　方案2的外部結(jié)構(gòu)與方案1的結(jié)構(gòu)相似，關(guān)鍵不同是單向離合器與單向軸承不同。這是難點(diǎn)也是關(guān)鍵，外部結(jié)構(gòu)可參考方案1</p><

40、p><b>　　1.3設(shè)計(jì)方案3</b></p><p>　　采用了電動(dòng)機(jī)、底座、靜偏心輪、動(dòng)偏心輪、軸、彈簧、滾珠、斜齒輪。</p><p>　　方案3的設(shè)計(jì)還是基于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)動(dòng)靜偏心輪之間的角度來實(shí)現(xiàn)激振力的調(diào)節(jié)。采用了齒輪結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　圖2.8齒輪三維圖</b></p>

41、<p>　　圖2.9動(dòng)偏心輪三維圖</p><p>　　在此結(jié)構(gòu)中的u型槽中分別安裝了滾珠與彈簧，通過和齒輪的配合來實(shí)現(xiàn)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　2.2方案評(píng)價(jià)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)方案1、2、3 中，設(shè)計(jì)方案1、2的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，制造工藝要求高，關(guān)鍵是單向軸承與單向離合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成本高。設(shè)計(jì)方案

42、3，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。3種方案都是在不打開防護(hù)罩的前提下，調(diào)節(jié)動(dòng)靜偏心塊的夾角來實(shí)現(xiàn)激振力的調(diào)節(jié)。綜上考慮，以下詳細(xì)介紹方案3。</p><p><b>　　3設(shè)計(jì)方案具體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1方案的介紹</b></p><p>　　激振器采用了電動(dòng)機(jī)、底座、靜偏心輪、動(dòng)偏心輪、軸、彈簧、滾珠、

43、斜齒輪、u型槽組成。激振器的關(guān)鍵還是在單向裝置的設(shè)計(jì)上，通過u型槽、彈簧、滾珠以及齒輪的配合實(shí)現(xiàn)單向制動(dòng)。而外部的調(diào)節(jié)是由固定動(dòng)偏心輪的小孔及十字鍵槽作用來改變動(dòng)靜偏心塊的角度。由于單向運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)電機(jī)的要求就是要向單向制動(dòng)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3.2零件圖</b></p><p>　　圖3.1激振器底座三維圖</p><p>　

44、　底座起的作用是固定電動(dòng)機(jī)的作用，同時(shí)也有傳導(dǎo)激振力的作用。</p><p>　　圖3.2激振器動(dòng)偏心輪三維圖</p><p>　　圖3.3動(dòng)偏心輪的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　為了調(diào)節(jié)偏心量的大小.以便使激振器能夠適用于各種工件的時(shí)效處理.本設(shè)計(jì)進(jìn)一步改進(jìn)了偏心塊機(jī)構(gòu)。裝在電動(dòng)機(jī)軸端的偏心塊由靜止偏心塊和可以繞電機(jī)軸單方向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)偏心塊組成，偏心塊為半圓形，為了限

45、止動(dòng)偏心塊按電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)(例如順時(shí)針)，動(dòng)偏心塊上開有一個(gè)U型止推槽。U型槽的兩個(gè)邊的長(zhǎng)度不同，槽內(nèi)裝有一顆滾球，其直徑大于U型槽的左邊長(zhǎng)、小于U型槽的右邊長(zhǎng).并且通過彈黃自右向左壓緊滾珠，顯然這一結(jié)構(gòu)具有單方向止推作用，當(dāng)動(dòng)偏心塊相對(duì)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針受力時(shí)，滾珠向逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。結(jié)果滾珠與齒輪相對(duì)滑動(dòng).然而當(dāng)動(dòng)偏心塊相對(duì)轉(zhuǎn)軸逆時(shí)針受力時(shí)，滾珠向順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)果滾珠越過齒輪嚙合，起到了單方向止推的作用。</p><

46、;p>　　圖3.4激振器齒輪三維圖</p><p>　　齒輪的作用是起到止推的作用，安裝在軸上與軸同步運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　圖3.5激振器靜偏心塊三維圖</p><p>　　靜偏心塊固定在軸上面，當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)可以通過軸的調(diào)節(jié)帶動(dòng)其相對(duì)動(dòng)偏心塊角度變化。</p><p>　　圖3.6激振器軸三維圖</p><p>

47、;　　軸是和電動(dòng)機(jī)是一站式的結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)的軸和偏心輪的軸是同軸的。</p><p>　　圖3.7 激振器防護(hù)罩三維圖</p><p>　　防護(hù)罩的作用是起到保護(hù)偏心輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，意外的發(fā)生?？椎淖饔檬瞧鸬焦潭▌?dòng)偏心輪的作用。</p><p>　　圖3.8激振器十字鍵槽三維圖</p><p>　　十字鍵槽的作用是在固定動(dòng)偏心輪時(shí)，通過它帶動(dòng)靜

48、偏心塊調(diào)節(jié)動(dòng)靜偏心輪的角度使激振力產(chǎn)生變化。</p><p>　　3.3激振器總體圖及裝配圖 </p><p>　　圖3.9激振器動(dòng)靜偏心輪結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　激振器激振力的調(diào)節(jié)分以下幾個(gè)步驟</p><p>　　停止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后用螺釘7固定動(dòng)偏心輪。</p><p>　　用調(diào)節(jié)螺釘9旋轉(zhuǎn)（逆時(shí)針）軸，靜偏

49、心輪與軸同步旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閱蜗蜓b置的作用，動(dòng)偏心輪相對(duì)軸靜止，于是動(dòng)靜偏心輪之間就有了偏心角。</p><p>　　調(diào)節(jié)完成，松開螺釘7，再開動(dòng)電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)新的激振力就產(chǎn)生了。</p><p>　　圖3.10激振器的裝配圖</p><p>　　3.4激振力計(jì)算及工作原理</p><p>　　3.4.1激振力的計(jì)算</p><

50、p>　　近年來，由于振動(dòng)電機(jī)和振動(dòng)機(jī)械在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其激振力的計(jì)算愈來愈顯示出其重要性。我們知道，振動(dòng)機(jī)的激振力是由式（3-1）來計(jì)算的。</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 F—偏心塊產(chǎn)生激振力,N</p><p>　　m—偏心塊的質(zhì)量，kg</p><p>　　e—偏

51、心塊的偏心矩，m</p><p>　　—偏心塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，rad/s</p><p>　　在式（3-1），e為計(jì)算激振力的重要數(shù)據(jù)，但由于偏心塊的形狀各異，并且在有關(guān)手冊(cè)中又沒有統(tǒng)一的公式來計(jì)算偏心矩e及激振力F，這給不少工程技術(shù)人員帶來許多不便，且在計(jì)算時(shí)又十分容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如圖3.4.1形狀的偏心塊，它在計(jì)算和使用過程中會(huì)出現(xiàn)三種形狀：</p><p>　　圖

52、3.4.1 圖3.4.2</p><p><b>　　圖3.4.3</b></p><p>　　圖3.4.1 始形狀或鑄件；圖2計(jì)算過程中的簡(jiǎn)化圖形；圖3.4.3實(shí)際使用形狀。在其不同形狀下的計(jì)算中 ，其偏心矩e和質(zhì)量m是分別不同的，其中e分別如下(m略)</p><p><b>　　(3-2)</

53、b></p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　在計(jì)算激振力時(shí)，一定要注意用相應(yīng)的偏心矩e對(duì)應(yīng)其相應(yīng)的質(zhì)量m，才能算出正確的數(shù)據(jù)。因?yàn)閳D3.4.1，圖3.3.4偏心塊參振的只有圖3.4.2（同圓相互抵消），其所產(chǎn)生的激振力F是相同的，這從式（1

54、）的計(jì)算中我們也可以看出來，即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中B—偏心塊的厚度，m</p><p><b>　　—偏心塊的密度，</b></p><p>　　振動(dòng)電機(jī)端出軸均有一個(gè)固定偏心塊和一個(gè)可調(diào)偏心塊，調(diào)節(jié)可調(diào)偏心塊和固定偏心塊之間的夾角可改變激振力的

55、大小。</p><p><b>　　4結(jié)論與展望</b></p><p><b>　　4.1結(jié)論</b></p><p>　　激振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是影響整個(gè)激振器的激振效果，本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單與穩(wěn)定，讓激振器的效果達(dá)到最佳。</p><p><b>　　4.2展望</b>

56、</p><p>　　取代熱時(shí)效是發(fā)展趨勢(shì)：人類進(jìn)入工業(yè)社會(huì)以來，先后出現(xiàn)了三次意義深遠(yuǎn)的偉大變革，這三次工業(yè)革命分別以十八世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明、十九世紀(jì)初發(fā)電機(jī)的發(fā)明和二十世紀(jì)中葉電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明為重要標(biāo)志。這三次變革推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的迅速發(fā)展，影響和改變了人們的生活方式。但也嚴(yán)重破壞了人類生存的環(huán)境，使我們生存的地球變得千瘡百孔，使人們?cè)诟淖兩畹耐瑫r(shí)，不得不面對(duì)越來越嚴(yán)峻的環(huán)境問題。資源是不可再生的，破壞的環(huán)境

57、是很難逆轉(zhuǎn)的。節(jié)約能源，減少排放已經(jīng)成為各國(guó)政府的重點(diǎn)工作。 </p><p>　　節(jié)能減排在中國(guó)同樣被作為了各級(jí)政府部門的工作重點(diǎn)，“十二五”計(jì)劃對(duì)節(jié)能減排提出了明確的目標(biāo)。黨中央、國(guó)務(wù)院對(duì)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)工作提出了明確的方針政策。胡錦濤總書記在黨的十七大報(bào)告中明確指出開發(fā)和推廣節(jié)約、替代、循環(huán)利用和治理污染的先進(jìn)適用技術(shù)，發(fā)展清潔能源和可再生能源，保護(hù)土地和水資源，建設(shè)科學(xué)合理的能源資源利用體

58、系，提高能源資源利用效率。發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)。加大節(jié)能環(huán)保投入，重點(diǎn)加強(qiáng)水、大氣、土壤等污染防治，改善城鄉(xiāng)人居環(huán)境。溫家寶總理在全國(guó)節(jié)能減排電視電話會(huì)議上也做出要組織實(shí)施節(jié)能減排科技專項(xiàng)行動(dòng)，組建一批國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，攻克一批節(jié)能減排關(guān)鍵和共性技術(shù)。積極推動(dòng)以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的節(jié)能減排技術(shù)創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化體系建設(shè)，增強(qiáng)企業(yè)自主創(chuàng)新能力。在電力、鋼鐵和有色冶煉等重點(diǎn)行業(yè)推廣一批潛力大、應(yīng)用面廣的重大節(jié)能減排技術(shù)。制定政策措施

59、，鼓勵(lì)和支持企業(yè)進(jìn)行節(jié)能減排的技術(shù)改造，采用節(jié)能環(huán)保新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)的重要指示。 </p><p>　　在機(jī)械制造行業(yè)，一些明顯高能耗、高污染的工藝手段，會(huì)受到很大的限制。振動(dòng)時(shí)效與熱時(shí)效相比有著其不可比擬的節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)，而且在其他方面也有部分優(yōu)于熱時(shí)效。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張合軍，王

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69、技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代技能開發(fā),2003,(4):103～104.</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附錄圖1 全局圖</b></p><p>　　附錄2動(dòng)偏心輪結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b>　　附錄3配件零件圖</b></p&