毕业设计论文振动平板夯的结构设计电动式含全套CAD图纸.docx

1、毕业设计论文振动平板夯的结构设计电动式含全套CAD图纸摘要在道路和建筑施工中都要对基础和路面进行压实，压实作业是施工中的一个重要组成部分。有效的压实能显著提高基础或路面的承载能力和稳定性，提高不渗透性，消除沉陷。压实质量如何，对道路和建筑的安全和寿命有着决定性的影响。如何有效的提高压实度已经成为一个需要迫切解决的问题。压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；振动平板夯主要用于夯实颗粒之间

2、的粘结力及摩擦力较小的材料，如河沙、碎石、沥青等。其主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力、激振频率的影响。AbstractIn the road and building construction should be carried out on the base and pavement compaction，Compaction is an important part of the construction。Effective compaction can significantly improve the bearing capacity and stability of

3、 foundation or pavement，improve impermeability，the elimination of subsidence。The compaction quality，have a decisive influence on the safety and service life of roads and buildings。How to effectively improve the degree of compaction has become a urgent problem to solve。Compaction machinery has a vari

4、ety of classification methods，according to the working devices shape can be divided into：cylindrical, flat, polygon, convex block, claw shape and so on;According to the load can be divided into：the static effect，vibration effect，effect of impact；According to drive mode can be divided into：self-drivi

5、ng type，drag type；According to the compaction principle course into：static compaction，the vibrating compaction，shock compaction，vacuum compaction，tamping，impact compaction；Vibrating plate ram is mainly used for solid particles between the adhesive force and less friction material，such as sand, grave

6、l, asphalt etc。The main working parameters：a flat bottom surface area of work，the quality of the machine，exciting force，effects of vibration frequency。一，振动平板夯的介绍和应用二，振动平板夯的结构特点三，使用中的问题四，振动平板夯结构设计 4.1驱动方式的选择 4.2结构设计 4.3轴承的选型4.3.1轴承的旋转4.3.2轴承的校核4.3.3轴承的密封以及润滑 4.4电机的计算与选型 4.5轴的力学计算4.5.1初定轴径尺寸4.5.2轴各段直径

7、和长度4.5.3轴强度校核五，结构评估和优化分析六，总结七，参考文献一，振动平板夯的介绍和应用压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。平板夯的作用及工作原理振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土

8、壤微粒之间的内摩擦力并产生位移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。平板夯的特点本设计将采用双偏心块回转振动发生器，针对之前的蛙式夯实机自身体积大、质量大使用和转移不方便；偏心块外漏违反

9、安全要求；噪音大工作时影响附近居民生活；夯头架连续冲击金属结构部分应以出现断裂；夯头架上的联接螺栓也在连续冲击下容易松动，如不经常检查容易造成偏心块飞出伤人事故；灵位蛙式打夯机在使用中操纵人员劳动强度大、传动带受偏心块激振力周期变化的影响容易失效，需要不是更换；而且夯实效果也差。从上述情况看，工程施工场所需要一种小型压实机械，要求性能：质量较轻，体积小，结构紧凑，外观新颖，便于移动场地，操作轻便，压实作用大，压实效果好，价格低廉，适合我国国情。市面上最为常见的平板夯分为内燃式和电动式振动平板夯，而按照振源可分为单振动质量型和双振动质量型；单质量的是全部质量参加振动运动；而双质量的是下部质量与上

10、部质量之间有隔振装置。振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土壤微粒之间的内摩擦力并产生位移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。振动平板夯主要

11、适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。 二，振动平板夯的结构特点振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土壤微粒之间的内摩擦力并产生位

12、移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性

13、能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。本设计将采用双偏心块回转振动发生器，针对之前的蛙式夯实机自身体积大、质量大使用和转移不方便；偏心块外漏违反安全要求；噪音大工作时影响附近居民生活；夯头架连续冲击金属结构部分应以出现断裂；夯头架上的联接螺栓也在连续冲击下容易松动，如不经常检查容易造成偏心块飞出伤人事故；灵位蛙式打夯机在使用中操纵人员劳动强度大、传动带受偏心块激振力周期变化的影响容易失效，需要不是更换；而且夯实效果也差。从上述情况看，工程施工场所需要一种

14、小型压实机械，要求性能：质量较轻，体积小，结构紧凑，外观新颖，便于移动场地，操作轻便，压实作用大，压实效果好，价格低廉，适合我国国情。市面上最为常见的平板夯分为内燃式和电动式振动平板夯，而按照振源可分为单振动质量型和双振动质量型；单质量的是全部质量参加振动运动；而双质量的是下部质量与上部质量之间有隔振装置。振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土壤微粒之间的内摩擦力并产生位移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形

15、，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效

16、率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。针对之前的蛙式夯实机自身体积大、质量大使用和转移不方便；偏心块外漏违反安全要求；噪音大工作时影响附近居民生活；夯头架连续冲击金属结构部分应以出现断裂；夯头架上的联接螺栓也在连续冲击下容易松动，如不经常检查容易造成偏心块飞出伤人事故；灵位蛙式打夯机在使用中操纵人员劳动强度大、传动带受偏心块激振力周期变化的影响容易失效，需要不是更换；而且夯实效果也差。从上述情况看，工程施工场所需要一种小型压实机械，要求性能：质量较轻，体积小，结构紧凑，外观新颖，便于移动场地，操作轻便，压实作用大，压实效果好，价格低廉，适合我国国情。市面上最

17、为常见的平板夯分为内燃式和电动式振动平板夯，而按照振源可分为单振动质量型和双振动质量型；单质量的是全部质量参加振动运动；而双质量的是下部质量与上部质量之间有隔振装置。 三，使用中的问题压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。平板夯的作用及工作原理振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲

18、击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土壤微粒之间的内摩擦力并产生位移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。平板夯的特点本设计将采用双偏

19、心块回转振动发生器，针对之前的蛙式夯实机自身体积大、质量大使用和转移不方便；偏心块外漏违反安全要求；噪音大工作时影响附近居民生活；夯头架连续冲击金属结构部分应以出现断裂；夯头架上的联接螺栓也在连续冲击下容易松动，如不经常检查容易造成偏心块飞出伤人事故；灵位蛙式打夯机在使用中操纵人员劳动强度大、传动带受偏心块激振力周期变化的影响容易失效，需要不是更换；而且夯实效果也差。从上述情况看，工程施工场所需要一种小型压实机械，要求性能：质量较轻，体积小，结构紧凑，外观新颖，便于移动场地，操作轻便，压实作用大，压实效果好，价格低廉，适合我国国情。市面上最为常见的平板夯分为内燃式和电动式振动平板夯，而按照振源

20、可分为单振动质量型和双振动质量型；单质量的是全部质量参加振动运动；而双质量的是下部质量与上部质量之间有隔振装置。振动平板夯利用激振器产生的振动能量进行压实作业，其对地面产生强烈的冲击力形成冲击波向地表内层传播，使被压层永久变形，激振力引起被压层颗粒振动或产生共振，减小土壤微粒之间的内摩擦力并产生位移，冲击振动相结合使之处于最密实状态，打倒压实效果。压实机械有多种分类方法，按工作装置的外形可分为：圆柱形，平板型，多边形，凸块形，羊角形等；按载荷可分为：静作用，振动作用，冲击作用等；按驱动方式可分为：自行驱动式，拖动式，自移式等；按压实原理课分为：静力压实，振动压实，震荡压实，真空压实，夯实，冲击

21、压实等；按质量和作用力大小可分为：定向振动，圆周振动，多频振动，混沌振动等。振动平板夯主要适用于夯实颗粒之间的粘结力及摩擦力较小的材料，如河砂、碎石及沥青等。振动平板夯的主要工作参数有：工作平板底面面积、整机质量、激振力及激振频率。一般情况下，同一种规格的平板的底板面积都差不多，所以平板冲击夯的性能主要受整机质量、激振力及激振频率的影响。激振力主要是用来维持被夯实材料的受迫振动；而激振频率则影响夯实效率及夯实程度，即在同样的激振力作用下，激振频率越高，夯实效率及密实度越高。简谐激振力，强迫振动的简谐振动，振动的频率与激振力的频率相同。强迫振动的振幅B和相位差都决定于系统本身的物理性质和激振力的

22、大小和频率，与初始条件无关。强迫振动的振幅大小，在实际工作中具有十分重要的意义，如果振幅超过允许的限度，构件中会产生过大的交变应力，而招致疲劳破话，或影响机器及仪表的精度。振动平板夯用四个橡胶减震器安装在上机架两侧，共同完成支撑上机架及电机的重量并起到隔振效果，减少机器振动对操作人员身体伤害。橡胶减震器的优点有：橡胶材料的内摩擦大，因而阻尼大，当工作频率通过共振区时，比较安全。橡胶减震器吸收高频振动的能量高。橡胶减震器弹性模量小，在工作时允许较大的变形。橡胶减震器在工作时没有相对滑动部分，不需要使用润滑剂，易于保养维护。橡胶减震器重量轻，便于拆卸。但使用时应该注意：1）由于橡胶材料耐油性和耐日

23、照行差，应避免长期在日照下工作，避免接触油类。2）橡胶减震器对应力集中敏感，因而要有较大的过渡圆角。四，振动平板夯结构设计 4.1驱动方式的选择液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成

24、液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。液压系统可分为两类：液压传动系统和液压控制系统。液压传动系统以传递动力和运动为主要功能。液压控制系统则要使液压系统输出满足特定的性能要求（特别是动态性能），通常所说的液压系统主要指液压传动系统。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件（附件）和液压油。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油

25、泵，它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵和螺杆泵。执行元件执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动。控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀包括溢流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。辅助元件包括油箱、滤油器、冷却器、加热器、蓄能

26、器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位计、油温计等。液压油液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。本设计中选用电机带动皮带轮的传动方式 4.2传送结构设计根据工作条件和激振器的要求，选择Y 系列三相异步电动机，由于电动机转速越高，相应激振力越大，初步选择Y100P-4电动机，额定功率p=5kw、满载转速n=2870r/min,质量m=45kg.V带设计4.2.1 确定计算功率Pca 由表8-7差得工作状况系数Ka=1.3,故 Pca= KaP=1.33=3.9kw4.2.2 选择带型 根据Pca、由图8-10选择

27、A 型。4.2.3 确定带轮基准直径并验算带速v。 1）初选小带轮基准直径。由表8-6和8-8，取=80mm。 2）验算带速v。按公式（8-13） ，带速合适。 3）计算大带轮基准直径。 i=2 =i=2X80=160mm4.2.4 确定V带中心距a和基准长度Ld 1）根据式（8-20），初定中心距a0=300mm 由表8-2 Ld=1000mm。 2）实际中心距a 4.2.5 验算小带轮上包角 合适。4.2.6 计算带根数z 查表8-4a，基本额定功率P0=1.0kw 8-4b， 额定功率增加量 8-5， 包角修正系数 8-2， 长度系数 则单根V 带额定功率 V 带根数，取z=3.4.2.

28、7 V带初拉力最小值 由表8-3，A型单位长度质量q=0.1kg/m. 应使带的实际拉力4.2.8 轴压力Fp 带轮设计4.2.9 带轮材料 由于转速不大，选择带轮材料HT200。 选择腹板式4.2.10 带轮基本尺寸 基准宽度 基准线上槽深 基准线下槽深 带轮宽 轮槽角 4.3轴承的选型4.3.1轴承的选择滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。通常内圈随轴颈转动，外圈装在机座或零件的轴承孔内固定不动。内外圈都制有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿滚道滚动。保持架的作用是把滚动体沿滚道均匀地隔开，滚动体与内外圈的材料应具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合

29、金钢制造，经热处理后硬度可达HRC6165，工作表面须经磨削和抛光。保持架一般用低碳钢板冲压制成，高速轴承多采用有色金属或塑料保持架。与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，起动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等优点，所以获得广泛应用。它的缺点是抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命也不及液体摩擦的滑动轴承。由于滚动轴承已经标准化，并由轴承厂大批生产，所以，使用者的任务主要是熟悉标准、正确选用。给出了不同形状的滚动体，按滚动体形状滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为长圆柱滚子、短圆柱滚子、螺旋滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等激振器在实际运转过程在红要受到强烈的振动和冲击，一般径向会受到

30、比较打的载荷，尽管偏心轴在运转过程中也会受到一定的轴向力，但其比较微小，一般可以忽略不计。而深沟球轴承主要承受径向载荷，同时也可同时承受小的轴向载荷，当量摩擦系数最小。在高速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内，外圈轴线偏斜量小于等于8166，大量生产，价格最低。上述特点较符合本次设计，所以选用深沟球轴承6008.dDBCrCor脂润滑40mm68mm15mm17kN11kN8500r、min 表3.14.3.2轴承的校核滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。通常内圈随轴颈转动，外圈装在机座或零件的轴承孔内固定不动。内外圈都制有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿滚道滚动。保持架的

31、作用是把滚动体沿滚道均匀地隔开，滚动体与内外圈的材料应具有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合金钢制造，经热处理后硬度可达HRC6165，工作表面须经磨削和抛光。保持架一般用低碳钢板冲压制成，高速轴承多采用有色金属或塑料保持架。校核轴承额定动负荷轴承的寿命与所受到载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力越大，因为在发生点蚀破坏前所受到的应力变化次数也就越少，也就是轴承寿命越短所谓轴承的基本额定动载荷就是轴承的基本额定寿命恰好为r时，轴承所能承受的载荷，基本额定动载荷指的是纯径向的载荷，称为径向基本额定动载荷。不同型号的轴承有不同的基本额定动载荷值，它表征可不同型号轴

32、承的载荷特性。滚动轴承的基本额定动载荷是在一定的运转条件下群定的，如载荷条件：向心轴承仅承受纯径向载荷Fr，推力轴承仅承受纯轴向载荷Fa。实际上，轴承的许多应用场合，常常同时承受径向载荷和轴向载荷。因此，在进行轴承寿命计算时，必须把实际载荷转换为确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷。当量动载荷P的一般计算公式为 X,Y分别为径向动载荷系数和轴向动载荷系数，其值查表13-5由于偏心轴在旋转过程当中一般不受到轴向力，受到也只是摩擦作用的一个反力了，在实际计算中可以忽略的，因而根据表13-5，查得X=1，Y=0. 则 P=1X101=101N求出来的当量动负荷只是一个假象载荷的定义。实际上由于机器的惯性，零件的不准确性及其他因素的影响