机械毕业设计（论文）-碟形弹簧测力分选机结构设计[全套图纸].doc

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1、扬州大学广陵学院本科生毕业设计 毕业设计题目 碟形弹簧测力分选机结构设计 学 生 姓 名 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械81001班 指 导 教 师 完 成 日 期 2014 年 05 月 30 日 毕业设计说明书（论文）中文摘要全套设计，加153893706近年来，由于机械设备行业，汽车工业等行业的迅速发展，推动了弹簧工业的产品设计制造工艺生产设备以及弹簧的材料等的发展。由于行业的需要，对于弹簧的检测以及分选设备的设计开发，是弹簧工业发展的必然趋势。弹簧分选机是安装在弹簧加工过程中的检测工艺工段线上。对此，本文是针对碟形弹簧分选机的设计，涉及到机械、电气等方面的技术，是一个典型

2、的机电一体化系统设计，主要是碟形弹簧分选机的机构设计。结合目前所掌握的各项技术，旨在开发一套具有较高自动化水平，安全可靠，性价比高的数控自动碟形弹簧分选机。弹簧检测是其生产过程必不可少的工序，而测力是检测的主要内容之一。弹簧力参数直接影响弹簧的性能和工作状态。尤其是高精度弹簧以及需配对或者配套使用的弹簧，要求严格按力参数分选包装。结合碟形弹簧的特点，本文旨在设计一种自动化数控机构，能够在生产碟形弹簧时，根据其弹性系数的不同，按照不同指标测试弹力，筛选出不同弹性系数的碟形弹簧，并且流入不同的落料箱，以达到碟形弹簧分选的目的。要求设计的试验机能按照试验标准要求进行连续运行，运动动力源采用电动机，其

3、筛选的范围是根据碟形弹簧直径而定为50mm-100mm。关键词 碟形弹簧 测力 分选 弹性系数 电动机毕业设计说明书（论文）外文摘要Title Disc springforcemechanism design ofsorting machine AbstractIn recent years, the rapid development of machinery industry, automobile industry and other industries, and promote the development of the product design and manufacturi

4、ng process equipment and industrial spring material such as spring. Due to the need of the industry, for the spring testing and sorting equipment design and development, industrial development is the inevitable trend of spring. Spring sorter is installed in the spring of the detection processing sec

5、tion processes the line. In this regard, the design is a disc spring sorting machine design, which involves mechanical, electrical and other aspects of technology, is a typical mechatronic system design, primarily sorter disc spring mechanism design. Combined with the currently available technology,

6、 to develop a set of high level of automation, safe, reliable, cost-effective disc spring CNC automatic sorting machine. Spring testing is an essential step of its production process. One of the main load is detected. The spring force of the spring parameters directly affect the performance and oper

7、ation. Especially in high-precision springs and spring required matching or supporting the use of force by demanding parameters sorting packaging.Combining the characteristics of the disc spring, in the production of this paper is to design the disc spring, according to the different modulus of elas

8、ticity, elasticity test according to the different indicators screened different modulus of elasticity of the spring disc, and into a different tank falls to coned disc spring reaches the sorting purposes. Experimental design performance requirements in accordance with the design requirements of the

9、 standard test for continuous operation, the motive power source is an electric motor which is based on the range of screening the diameter of the disc spring is 50mm-100mm.Keywords Disc spring force Dorting Dhe elastic coefficient The electric motor闫相宜 碟形弹簧测力分选机结构设计目 录1 绪论31.1 课题研究的目的及意义31.2 工作原理31

10、.3 国外分选机研究现状41.4 国内分选机研究现状42 方案的选择与设计62.1 本课题的设计任务62.2 设计思想和思路62.3 上料机构的设计62.4 定位方案选择72.5 测力机构的选择102.6 分选机构方案的选择103总体的机构设计123.1 碟形弹簧分选机总体要求123.1.1 工作环境123.1.2 主要性能要求123.1.3 工件要求123.2 碟形弹簧测力分选机机构组成124 零件的结构设计144.1 托盘设计144.2 轴的设计154.3 键的选择164.3.1 大键的选择164.3.2 小键的选择174.4 齿轮的设计174.4.1 大齿轮的设计174.4.2 小齿轮的

11、设计184.5 机座的设计194.6 气压缸的选择204.7 轴承的选择204.8 液压缸的选择234.9 轴承盖的选择234.10 电动机的选择245 强度校核265.1液压缸的强度校核265.2 托盘的强度校核29结 论34致 谢35参考文献36附件：碟形弹簧测力分选机结构设计装配图及零件图371 绪论1.1 课题研究的目的及意义碟形弹簧是一种圆环垫片状的材质不同的金属机械配件，是一种结构简单、尺寸紧凑的弹性元件，又名贝勒维尔弹簧垫圈，是法国人贝勒维尔发明的。一般是通过相当数量的叠加来提供足够弹性伸展而发挥作用。由于有变刚度特性、承载能力大、缓冲减震性强并且易于获取不同弹性特性和安装紧凑等

12、的特点，广泛应用于机械设备行业，汽车工业，石油工业以及航天工业等领域，很大范围取代了圆柱形螺旋弹簧。碟形弹簧一般由金属带材、板材或锻造坯料冲压而成，其几何构型为截面呈浅圆锥状的轴对称回转体。如图1-1所示。图1-1 碟形弹簧结构示意图由于机械设备行业，汽车工业等行业的迅速发展，推动了弹簧工业的产品设计制造工艺生产设备以及弹簧的材料等的发展。由于行业的需要，碟形弹簧的合格与不合格，弹性系数不同的检验至为重要。碟形弹簧产量的增加也导致碟形弹簧分选工作量的增加。因此碟形弹簧测力分选机的设计，既能很好的按弹性系数分成几类，又能提高检测效率。1.2 工作原理结合碟形弹簧的特点，在生产碟形弹簧时，根据其弹

13、性系数的不同，按照不同指标测试弹力，筛选出不同弹性系数的碟形弹簧，并且流入不同的落料箱，以达到碟形弹簧分选的目的。碟形弹簧测力分选机由上料装置、控制系统、测力机构、分选机构组成。上料装置又分为自动上料装置和手动上料装置，手动上料装置工作效率低下，而自动上料装置效率高。将需要测力分选的碟形弹簧放入自动上料装置，自动上料装置通过传送带传送并由气缸推送使得弹碟形簧有序地推入碟形弹簧定位装置，工作台转动使碟形弹簧进入待测力点，以待检测。测力机构由加力装置和称重传感器等零件组成，压杆由液压缸组成，液压缸推动向下压弹簧，直到达到预定的弹簧变形量时停止，称重传感器输出检测的值，控制系统通过测侧值判断弹簧是否

14、合格，为哪一组弹簧，通过分选机构的气压缸推出，将其送入相应的料箱。1.3 国外分选机研究现状在分选机研究方面，国外的公司起步较早，美国 ESM 公司及 Sortxe 公司分别于20 世纪 30 年代及 40 年代研制了这种设备，并根据市场需要不断推陈出新。日本佐竹公司于 1979 年首次推出这种产品，且目前生产的 GS 系列大米色选机性能优越，技术指标稳定，得到了广泛的应用。日本安西制作所一直着力于分选技术的研究，2002 年 4 月成功开发出世界首创的用于分选低粘度小麦的专用分选机AU，2004 年开发并生产搭载高速 CCD(ChargeCoupledDeviee)的大型号色选机。另外从事分

15、选机研究的公司还有美国布勒集团及英国和瑞士的一些粮食加工设备生产企业。因此早期的分选机主要运用在农副产品如水果、谷物类等分选上。随着工业化速度加快，在二十世纪四五十年代弹簧分选机运用与发展，但也仅限于像飞机油门弹簧等高精度分选场合。同时一些弹簧专业生产厂也根据自身需要开发了一些以单一要素为主要分选体的分选设备。如瑞典的 Tekno Detaljer 公司于 1970 年开发的弹簧分选机。该类分选机虽在精度上具有较大的优势，但由于其大多结构简单，且分选单一，因此仅适合一些实验性和小加工生产上作为检测使用。目前国外市场上有两种弹簧分选机高精度型与高速度型；高精度型弹簧分选机用来分选那些分检精度要求

16、很高的弹簧，如喷气飞机的油门弹簧，该弹簧的每个变形即对应一个飞行速度。因此，这种弹簧对精度要求十分苛刻，但这种分选机的分选速度很低，一般低于每分钟 4 件，不适合大批量弹簧生产的需要。高速度型弹簧分选机主要为大批量弹簧生产商研制的专用分选机，如英国Testometric 公司研制的 Testometric AT-S 机，这种分选机在速度上能达到较高的要4求，但高昂的费用使的大多数的企业都无法接受。1.4 国内分选机研究现状相对国外而言，国内分选机的研究还处于起步阶段，用于成品的还很少，目前主要是引进或者改造国外的分选机。主要有:中美合资合肥安科光电有限公司引进美国技术生产的分选机系列；由浙江齐

17、鲤机械有限公司和韩国韩亚自动化(株式会社)联合开发制作的 DIGE 呵 ICS 系列大米分选机；合肥美亚光电技术有限责任公司 2003 年 8 月推出的最新 VS 软件系统 55-B 系列数字化分选机，其首次将高速浮点 DSP 数字信号处理技术及雷达中的抗干扰技术用于数字化分选机的开发。另外，核工业理化工程研究院自主研究生产的分选机 1996 年 11 月通过了国家鉴定，但在结构设计上还有许多值得改进的地方，各项技术指标与国外产品相比还有一定的差距。国内生产弹簧分选机的主体企业并不多，只是一些企业主要依据自身的要求研发相应的自动化程度较低的、分选比较单一的分选机，如杭州宝威机械厂研制的弹簧分选

18、机，该机在设计上采用工位旋转方式，速度与弹簧定位成为关键，速度过快弹簧可能在惯性下飞出工位，速度过低则达不到设计要求，且圆盘式结构使得圆盘转到的惯性难以控制。针对此种情况国内一些科研机构和大专院校结合实际也做了相关的研究工作，如湖北工业大学与武汉科技学院合作研发的数控弹簧高速自动分选机，该项目研究的数控弹簧高速自动分选机，开发了检测系统抗漂移、抗干扰和变频传动高速分度系统；研制了快速采集和快速滤波系统；确定了数据特征值，开发了计算机快速弹簧检测图形分析及检测软件，但在速度与弹簧分组值上还有待提高。我国自八十年代初开始研制自动测力装置，至今还未有令人满意的结果，究其原因可归纳为如下几点：（1）没

19、排除受检弹簧与定位元件表面在测力过程中的摩擦力的影响及机械动作、液压装置冲击所引起的附加动载荷的影响;（2）没有很好地消除测力装置本身的加工和安装误差; （3）受传感器精度影响及分选控制误动影响;（4）大多数机型不能同时完成自动测力和分选功能。2 方案的选择与设计2.1 本课题的设计任务结合碟形弹簧的特点，在生产碟形弹簧时，根据其弹性系数的不同，按照不同指标测试弹力，筛选出不同弹性系数的碟形弹簧，并且流入不同的落料箱，以达到碟形弹簧分选的目的。主要的设计难点在于碟形弹簧定位机构、测力机构和分选机构的结构设计。2.2 设计思想和思路如前所述，随着技术的迅猛发展，弹簧分选机的设计也得到了极大的提高

20、，通过大量查阅资料和文献，本文提出如下设计思路:(1) 通过查阅大量拉力试验机的资料提出性能更优越的设计方案；(2) 对碟形弹簧测力分选机进行总体的机构设计；(3) 根据整体对各个部件进行详细的设计；(4) 设计好整体及零部件后进行强度的校核。2.3 上料机构的设计根据碟形弹簧的外观特性，本文选择如图2-1所示的传送带上料方式。传送带将碟形弹簧由左往右传送，当到达指定位置时气压缸依次将碟形弹簧推送到托盘的定位工位上，完成上料。1-传送带 2-气缸图2-1 上料机构示意图2.4 定位方案选择弹簧分选机定位机构的设计计算，是分选机机械结构设计的中心问题，也是决定分选机性能的关键之一。目前碟形弹簧的

21、定位方式一般分为两种，分别是固定式和运动式。固定式即指工件相对工位固定，在测试过程中，工位的数量不小于工件数量，工件一直与工位相对固定直到这个工件检测结束。运动式定位是指运用外力使弹簧在检测过程中运动直到检测完毕。固定式定位法有利于检测台结构布局的整体性，但固定式定位法限制了工件的运动速度，降低了设备的整体运行效率。而运动式定位法虽然在整体性方面不及固定式，但在运行的效率以及可控性方面却比固定式大大提高，且在连接上位传送机构与下位分选装置提供了良好衔接点。查询和浏览了大量相关资料之后，参考了圆柱螺旋弹簧分选机的设计，选出了几种定位方式进行参考比较。方案一：图2-2，2-3所示是一种定位方式推固

22、定双进的定位系统结构图，图中数字的意义分别为：1支撑板、2检测元件、3被测元件、4定位架、5小气缸、6小气缸座、7大气缸、8工作台。大气缸推动小气缸往返运动，到达设定位置后小气缸带动定位架将被测弹簧带到下一工位，如此循环往复工作。图2-2 工位直进式图2-3 现场图方案二：图2-4所示的机械传送定位机构由转位油缸、分度板、三只爪（弹簧加压）、控制凸轮、转位工作盘等五个部件组成。齿轮上的一号爪卡入分度盘上的一个槽中，转位油缸带动一号爪转动，一号爪带动分度盘转动，带动转动轴转盘转位，当转盘转过45度时，二号爪与三号爪同时卡入分度板上的两个相应槽内。此时，转位工作台保持不动，弹簧进入待测位置，然后，

23、测力机构作压缩运动，转位油缸退回，一号爪卡入分度板的另一相应槽内，控制凸轮挡回二号爪的爪尖，使二号爪与分度板隔开。测力油缸活塞退回原位，进入下一个循环。（引用：WGTF_500型弹簧负荷分选机的研制）图2-4 工位旋转式方案三：图2-5所示的是一种弹簧测力机构，使用V型块定位，使弹簧中心与传感器对应，测力杆沿着弹簧中心轴心移动压缩弹簧，实现测力，再进行分选。本方案与上述两方案不同之处在于工件是平放着进行测试，工位固定单一，工位不随着工件移动。1-传感器 2-定位元件 3-盘形凸轮 4-控制主轴 5-链轮 6-圆柱凸轮7-传动杆 8-滑块 9-推杆 10-间隙补偿器 11-测量杆 12-传力杆图

24、2-5 工位固定式1-液压缸 2-托盘 3-定位孔图2-6碟簧定位机构示意图根据方案的对比我们不难发现，如图2-6的方案更直观简单，因此最终方案。如图2-6为本设计的碟形弹簧定位机构图，碟簧由上料装置的气缸推送入定位孔，托盘转动，当转到测试工位时液压缸推动压头下压，完成检测，托盘再次转动，进入分选机构分选。托盘再转动将下一个碟形弹簧转到测试工位，如此循环。2.5 测力机构的选择通过查阅资料，总结得出弹簧分选机的测力机构有两种型式，一种为立式，即垂直给予压力进行测量：另外一种为卧式，即水平给予压力进行测量。两种方案如2-7图。A-弹簧自由高度 B-压缩后高度C-试压头 D-传感器（a）立式 (b

25、)卧式图2-7测力机构弹簧的测试原理如图2-7所示，当弹簧进入待测位置时，施压头向下压一定的行程压缩弹簧，弹簧下方的传感器随即输出测试值。根据碟形弹簧的特点，本设计选用立式，压头由液压缸推动向下压设定的行程，压缩碟簧进行检测，结构简图如图2-6所示。2.6 分选机构方案的选择碟形弹簧测力检测完之后，控制中心通过测力的值判断碟形弹簧是否合格，是哪一类弹性系数的碟形弹簧，并由分选机构执行将检测分选好的碟形弹簧推入不同的落料箱中，最终完成碟形弹簧的分选。结合本文所设计的定位机构，测力机构，设计出分选机构如下图2-8所示，有五个气压缸分别对应于五个工位，经过测力检测后的碟形弹簧由控制系统判断该碟形弹簧

26、的分选范围，当旋转到相应的工位时，相应的气压缸启动，推出碟形弹簧并落入落料箱中，完成分选。1-分选气压缸一 2-分选气压缸二 3-分选气压缸三图2-8 分选结构示意图373 总体的机构设计3.1 碟形弹簧分选机总体要求3.1.1 工作环境（1） 室内使用；（2） 环境温度：-2040；（3） 电压要求：220v/50Hz，电压稳定度，接地电阻小于5；（4） 工作制度：24小时不间断工作。3.1.2 主要性能要求（1） 碟形弹簧应能完成对碟形弹簧弹力值检测、合格与不合格品分组，并且能对一定直径范围内的弹簧进行检测。（2） 应具有电机急停、校准、复位等功能。（3） 将待检测弹簧循环输送至各检测工位

27、，显示器实时显示检测的各项参数值。（4） 系统按照设定值对检测的弹簧参数值进行判断，将合格品与不合格品自动推入不同料箱。（5） 设备工作速度应每小时至少完成500工件。（6） 设备精度：自由长度精度小于0.01mm，压力值测试精度小于0.1N。3.1.3 工件要求（1）碟簧要求：GB/T 1972-2005 碟形弹簧国家标准；（2）检测直径范围：50mm100mm。3.2 碟形弹簧测力分选机机构组成根据查阅的各种文献资料，勾勒出了碟形弹簧测力分选机的总体机构的蓝图。如图3-1，3-2所示，碟形弹簧测力分选机机构主要由三个部分组成，即碟形弹簧定位机构、测力机构和分选机构。这三个部分由各个零件组合

28、而成，装配后放入底座中。底座采用铸造工艺制作而成，以提供稳定的支撑。定位机构即托盘与空心轴通过健连接，空心轴上有套筒，并且有一个深沟球轴承，两个圆柱滚子轴承装在轴上，分别承受径向与轴向的载荷力。将空心轴放在底座中，电动机放在底座的电动机支架上，电动机上的齿轮与套在空心轴最后一节的大齿轮啮合用以传动。测力机构安装在底座上，主要为一个小型液压缸给予压力压跟随托盘转动到检测工位的碟形弹簧。分选机构安装在底座上，横跨托盘，主要由气压缸给予推力将分选出的碟形弹簧推出托盘落入不同的落料箱中，最终完成分选。图3-1 碟形弹簧测力分选机机构三维图图3-2 碟形弹簧测力分选机机构三维剖面图4 零件的结构设计4.

29、1 托盘设计托盘起着定位碟形弹簧和转动碟形弹簧到测力以及承受测力的作用。因此要考虑到碟形弹簧定位的槽的大小设计，托盘厚度强度等的考虑，设计出如下托盘。图4-1,4-2,4-3所示分别为托盘的三维视图和二维视图。图4-1 托盘三维正面视图4-2 托盘三维反面视图图4-3 托盘二维图由上图可知，托盘上开有五个槽，等均分布，用于碟形弹簧工件的定位；分度盘上部外径640，内径50mm，与外径50mm的轴配合；并且开有bh为14mm9mm键的键槽。了能够承载较大的压力，设计为加有强筋的托盘，既保证强度，又不会太重。材料选择45钢调质处理。4.2 轴的设计本机构中轴通过轴承、齿轮传动将电动机扭矩传递给托盘

30、，使托盘转动，进行工位变换。本文将进行计算，设计出符合规格的轴径。托盘的转动惯量公式为其中，所以所需功率，设定转盘转一个工位需0.5s，即，由此可得，这是匀速运转所需功率。设定在0.1s内转盘速度达到，则角加速度，则，所以瞬时所需功率。轴所传递转矩，则最小直径，其中取110，取0.6。材料选择45钢调质处理。图4-4 轴图4-4所示为轴，所以直径25mm太小，取外径D1为30mm，长L1=25mm，所以第二段轴外径D2=40mm，L2=75mm，第三段D3为55mm，长L3=240mm，第四段外径D4=63mm，长L4=170mm，第五段外径D4=55mm，长L4=49mm，第六段外径D4=5

31、0mm，长L4=60mm各轴端倒角均为0.545。倒圆角半径均为0.5mm。4.3 键的选择4.3.1 大键的选择图4-5所示为轴与托盘之间连接所选择设计的键，查机械设计课程设计手册选出键1436,主要尺寸及选择参数已标出。图4-5 大键4.3.2 小键的选择图4-6所示为轴与托盘之间连接所选择设计的键，查机械设计课程设计手册选出键815,主要尺寸及选择参数已标出。图4-6 小键4.4 齿轮的设计4.4.1 大齿轮的设计大小齿轮中心距a=170mm，传动比n=4，大齿轮的主要参数为模数m=2,齿顶高，齿根高,根据，分度圆直径d=272mm，m=2可以计算出齿数Z=136，根据齿顶圆直径公式可得

32、到=220+4=224mm,根据齿根圆公式可以得到=272-5=267mm，根据齿距公式可得到p=6.28mm,齿厚，可得到s=3.14mm,由于第一段轴与大齿轮配合并用大键连接，因此=50mm,所以可以设计出大齿轮的结构。材料选用40Cr。由于大齿轮较大，为了减轻齿轮重量，设计出如图4-7所示的大齿轮。图4-7 大齿轮4.4.2 小齿轮的设计大小齿轮中心距a=170mm，传动比n=4，小齿轮的主要参数为模数m=2,齿顶高，齿根高,根据，分度圆直径d=68mm，m=2可以计算出齿数Z=34，根据齿顶圆直径公式可得到=68+4=72mm,根据齿根圆公式可以得到=68-5=63mm，根据齿距公式可

33、得到p=6.28mm，齿厚，可得到s=3.14mm,小齿轮通过Z2涨紧套与电动机轴固定，Z2涨紧套d=19mm, D=47mm电动机轴d=19mm，因此=,47mm,所以可以设计出小齿轮的结构，如图4-8。材料选用40Cr。图4-8 小齿轮4.5 机座的设计为了使得整个装置的稳定和美观，设计出如图4-9，4-10所示尺寸的机座，材料选择HT200铸造。图4-9 三维机座图4-10 二维机座图4.6 气压缸的选择由于碟形弹簧的特性，设计在分选的时候采用小型气压缸推出碟形弹簧进行分选，选用五个AIRTAC公司生产的SDAS_25x120型号气压缸，即内径25mm，行程120mm，如图4-11所示。

34、图4-11 SDAS_25x120型号气压缸4.7 轴承的选择轴承是机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生相对运动时，用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件。按其所能承受的载荷方向可分为：1.径向轴承，又称向心轴承承受径向载荷；2.止推轴承，又称推力轴承，承受轴向载荷；3.径向止推轴承，又称向心推力轴承，同时承受径向载荷和轴向载荷。向心力轴承：适用于极限转速比高，轴向承载能力少量的机构。其性能和特点是主要承受径向载荷，也可以同时承受小的轴向截荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷，大量生产，价格最低。推力球轴承：适用于极限速比低，轴向承载只能承受单向的轴向载荷。其性能和特点

35、是为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加有一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。向心推力轴承：主要适用于轴向力和径向力都比较大的机构。在此次做的碟形弹簧测力分选机的机构里面轴承主要是承受轴向力，承受较小的径向力，为了使轴向和径向受力平稳，所以根据需要在这里选择了推力球轴承和深沟球轴承配合使用.如图所示查机械设计课程设计手册得选用推力球轴承51208型，主要性能参数d=40mm,D=68mm。如图4-12，4-13所示。图4-12 推力轴承三维图图4-13 推力轴承二维图查机械设计课程设计手册得选用深沟球轴承6314型，主要性能参数d=55mm

36、,D=100mm。如图4-14,4-15所示。图4-14 深沟球轴承三维图图4-15 深沟球轴承二维图4.8 液压缸的选择根据碟形弹簧的特性以及碟形弹簧测力分选机的工作原理，选择液压缸带动压头给予碟形弹簧压力的目的，选用内径为63的液压缸工作。如图4-16所示。图4-16 液压缸4.9 轴承盖的选择根据轴承的尺寸，查机械设计课程设计图册设计出可使用的轴承端盖。如图4-17和4-18所示。图4-17 轴承盖三维图图4-18 轴承盖二维图4.10 电动机的选择本机构采用交流伺服电动机，该电机的结构特点是为一般防滴式。防止直径大于12mm的小固体异物进入并防止沿垂地线成60度角或小于60度角的淋水对

37、电机的影响。用途及使用范围：适用于驱动无特殊要求的各种机械设备，如金属切削机床，鼓风机，水泵，运输机等。主要性能及特点效率高、耗电少，性能好，噪音低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维护方便，Y系列绝缘为B级。使用条件及工作方式：海拔不超过1000m；环境温度不超过+40；额定电压为380V，额定频率为40Hz；3KW以下为Y接法，4KW及以上为接法；工作方式为连续使用。选用MSMD08-2S1U型交流伺服电机，其技术参数有功率7.5KW,额定转速3000r/min，最高转速4500r/min，满足本机构的要求。如图4-19所示。图4-19 伺服电动机5 强度校核5.1液压缸的强度校核液压缸

38、的主要作用是固定液压缸，当液压缸工作时，液压缸上装载的压头就会给托盘一定的压力，液压缸座就有反作用力，因此就需要对液压缸进行强度校核。运用solidwoks自带的SimulationXpress Study算例进行静态载荷分析。（1） 如图5-1所示，添加新算例，类型选择静态。图5-1 新算例质量:16.0212 kg，体积:0.002054 m3，密度:7800 kg/m3，重量:157.008N。（2） 添加夹具：选择固定孔，如图5-2所示。图5-2 添加夹具（3）添加载荷：选择力，施加7kn垂直于液压缸座上表面，模拟63液压缸压缩碟形弹簧时对液压缸座所作的反作用力。如图5-3所示。图5-

39、3 添加载荷（4） 选择材料：优质碳素结构钢45钢。详细参数如图5-4，5-5所示。图5-4 选择材料选择材料后出现杨氏模量和屈服强度如图5-5所示。图5-5 选择材料（5） 运行模拟：如图5-6所示。图5-6 运行模拟（6） 生成网格，网格密度选择良好，如图5-7所示。图5-7 生成网格（7）运行，产生结果如图5-7,5-8所示：分别为显示应力和显示位移。图5-7 显示应力图5-8 显示位移由演示结果可以得出，屈服力为185000000 N/m2，而最大应力为85719768N/m2，因此液压缸合格，可以使用。5.2 托盘的强度校核（3） 如图5-9所示，添加新算例，类型选择静态。图5-9

40、新算例 质量:63.4609 kg，体积:0.00813602 m3，密度:7800 kg/m3，重量:621.917 N。（4） 添加夹具：选择固定孔，如图5-10所示。图5-10 添加夹具（3）添加载荷：选择力，施加7kn垂直于托盘碟形弹簧定位槽，模拟63液压缸压缩碟形弹簧时对托盘所作的作用力。如图5-11所示。图5-11 添加载荷（7） 选择材料：优质碳素结构钢45钢。详细参数如图5-12所示。图5-12 选择材料选择材料后出现杨氏模量和屈服强度如图5-13所示。图5-13 选择材料（8） 运行模拟：如图5-14所示。图5-14 运行模拟（9） 生成网格，网格密度选择良好，如图5-15所

41、示。图5-15 生成网格（7）运行，产生结果如图5-16,5-17所示：分别为显示应力和显示位移。图5-16 显示应力图5-17 显示位移由演示结果可以得出，屈服力为185000000 N/m2，而最大应力为121993904 N/m2，因此托盘合格，可以使用。结 论毕业设计是本科阶段一次非常重要的而且难得的学习经历，它跟课程设计一样是将理论学习和实际相结合的学习过程，但是它比课程设计历时更长，运用的知识更多，考察的东西更多，对个人的学习能力和思维能力都是一场考验。通过这次碟形弹簧测力分选机机构设计，我努力的从固定的理论学习，固定的思维中跳脱出来，运用自己本科四年所学习到的相关知识，解决实际的

42、机械设计问题，同时我也发挥自己浏览文献资料，筛选有用的信息，从整体机构的设计出发，再逐步细化到局部、零件的设计，反复对比斟酌修改，最终定下了本论文所阐述的设计。在此期间，我的动手制图能力得到提升，思考问题并且解决问题的能力得到锻炼，并且抗压能力，毅力以及追求完美的品质都得到一定的提升。这些正是毕业设计所要考察的地方以及最终目的。虽然毕业设计考察的东西比较多，真正实施起来也比较繁琐，但是自打开始以来，我乐在其中，各种零部件的设计，各种标准件的选用，反复的斟酌查找资料，接触到很多上课时候接触不到的知识。而机构的设计装配，也在自己慢慢的琢磨中成型，看着自己机构装配三维图的慢慢形成，心里有种兴奋与欣慰

43、。在设计期间，轴的配合带动整个托盘转动这部分是最头疼的地方，但是我坚持不懈，反复的修改试验，查找资料，询问周建华老师，最终定案的时候兴奋的差点蹦起来。自此我得出，再大的困难也抵不过人的坚持。人的一生都该在不断的学习不断的进步，这一次的毕业设计让我积累了更多的专业知识，也检验了我伦理与实践结合的能力，让我受益匪浅。致 谢本设计是在周建华教授的精心指导下才最终得以完成的。在设计的研究过程中，周老师不仅从纲领上为我把握方向、提炼思路，还在日常生活中给予我谆谆教诲和鼓励支持。本设计的最终完成，凝聚着周老师的一番心血。在与周老师的交流过程中，老师敏锐的洞察能力、谦逊的为人处事、严谨的治学态度、渊博的知识

44、都给我留下了深刻的印象，是我科研道路上的指路明灯。在此，谨向我的导师周建华教授表达我心中的敬意与感谢。感谢韩杰同学在课题研究阶段对我的帮助，在和他的共同学习探讨中，科研中许多难题得到解决。感谢我的父母在生活上对我的关心与鼓励，使我没有后顾之忧，能够安心工作和学习。最后衷心感谢为审阅本文而付出辛勤劳动的各位专家学者参考文献1闻邦椿 机械设计手册 机械工业出版社2孙桓 陈作模 葛文杰 机械原理 高等教育出版社3濮良贵 纪名刚 机械设计 高等教育出版社4韩庆瑶 液压与气压传动 中国电力出版社5谢一明 郭志勇 弹簧自动测力分选包装机的设计 株洲工学院机械系 19956曾攀 有限元分析及应用 清华大学出

45、版社7江思敏 Protel电路设计教程M北京：清华大学出版社,2002.58王清提 小尺寸碟形弹簧的测力 航天工艺第4期 19889李祝强 数控自动圆柱螺旋弹簧分选机的研究与设计 重庆大学硕士学位论文 201010乔桥 张建钢 邹安阳 基于PC104工业控制环境的弹簧分选测试系统设计 武汉科技学院 201011卞宗林等 国内弹簧高新技术（材料）的发展J.弹簧工程，2000，（4）：3-512卢国明等 单片机在弹簧测试仪中的应用J. 弹簧工程，1992，(4)：45-5013邹安阳等 弹簧分选机的机构设计及控制原理研究 武汉科技学院 200714（英）监凯维奇，（美）泰勒 有限元方法（第5版）第1卷：基本原理 清华大学出版社15张伟 苏惠芳 顾国宝 WGTF-500型弹簧负荷分选机的研制16卢国明等.单片机在弹簧测试仪中的应用 J .弹簧工程，1992，(4): 45-50.17 MinoruHamada,Yasuyuki Seguchi. On the Strength of a Disk Spring附件：碟形弹簧测力分选机结构设计装配图及零件图闫相宜2014年5月