學(xué)號(hào)：13406226大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）(2017屆)題目高效節(jié)能并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)、分析與試驗(yàn)研究——四維振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究學(xué)生徐進(jìn)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)制132班校內(nèi)指導(dǎo)教師專業(yè)技術(shù)職務(wù)副教授校外指導(dǎo)老師專業(yè)技術(shù)職務(wù)二○一七年六月高效節(jié)能并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)、分析與試驗(yàn)研究——四維振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究摘要：傳統(tǒng)振動(dòng)篩篩面軌跡為直線、圓、橢圓，由于軌跡單一，會(huì)出現(xiàn)堵孔現(xiàn)象，篩分效率不高。而并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩具有較為理想的運(yùn)動(dòng)軌跡和篩分效果，現(xiàn)已成為振動(dòng)篩分研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。課題在分析谷物篩分的多軸運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，將三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)用于谷物篩分振動(dòng)主機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了一種單輸入三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)輸出并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩，并對(duì)其篩分性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試。主要內(nèi)容包括：首先，根據(jù)谷物篩分的功能需求及工作特點(diǎn)，確定了三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為谷物篩分主機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)解析的基礎(chǔ)上，分析了機(jī)構(gòu)的輸出特性；接著，在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的受力特點(diǎn)和工作空間要求對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成支鏈的球面副、轉(zhuǎn)動(dòng)副、桿件的構(gòu)成形式進(jìn)行了分析；對(duì)軸承、電機(jī)、減速器、篩框等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型計(jì)算；應(yīng)用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)了該四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的虛擬樣機(jī)，并制作了物理樣機(jī)。然后，以枸杞、茶葉、谷物為篩分對(duì)象，對(duì)制作的四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩樣機(jī)、傳統(tǒng)的直線篩和一種兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平移的三維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩進(jìn)行了篩分對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)谷物篩分，四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的篩分效率和透篩率均明顯高于直線振動(dòng)篩和兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平移的三維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩；最后，對(duì)四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩樣機(jī)，進(jìn)行了谷物篩分的正交試驗(yàn)，通過分析發(fā)現(xiàn)：各因素最佳的優(yōu)化組合為：入料速度0.3kg/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速1400r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：并聯(lián)機(jī)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；篩分試驗(yàn)；篩分效率；透篩率加扣扣：1304139763或1064457796，購買發(fā)CAD圖紙及相關(guān)文檔

Design,AnalysisandExperimentalStudyonHighEfficiencyandEnergy-savingParallelVibratingSieve——DesignandExperimentalStudyontheFour-dimensionalVibratingSieveAbstract:Thetraditionalvibratorysievesurfaceisastraight,round,ellipse,withasingletrack.Therewillbeapluggingphenomenon,andthescreeningefficiencyisnothigh.Theparallel-motionvibratingsievehastheidealtrackandsieveeffect,andhasbecomeahotareafortheresearchofvibrationsieve.Onthebasisofanalyzingthecharacteristicsofthemulti-axismotionofgrainsieve,thethree-shiftparallelmechanismisappliedtothemainbodyofgrainsieve.Inthispaper,asingleinputthree-translationandrotatingoutputparallelmotionvibratingscreenisdesigned,anditsperformanceindexesaretested.Themaintopicsinclude:Firstly,accordingtothefunctionalrequirementsandcharacteristicsofthegrainsieve,threeshiftsandarotatingparallelmechanismweredeterminedasthestructuredesignschemeofthemainmechanismofgrainsieve.Basedontheanalysisofthecharacteristicsofparallelmechanism,theoutputcharacteristicsoftheorganizationareanalyzed.Then,onthebasisofkinematicsanalysis,thestructuredesignofvibrationsieveofparallelmotionwascarriedout.Accordingtotheforcecharacteristicsandworkingspaceofthemechanism,theformationformofasphericalpair,rotatingviceandbarisanalyzed.Thedesignandselectionofkeypartssuchasbearing,motor,reducer,sieveframeetc.UsingSolid/Workssoftware,thevirtualprototypeofthefour-dimensionalparallelmotionvibratingscreenwasdesignedandaphysicalprototypewasmade.Then,Chinesewolfberry,tea,grainassievingobjects,fourdimensionalparallelmovement,thetraditionallinearsievesieveprototypeandatworotatingathree-dimensionaltranslationalparallelmotionshakerscreeningcontrastexperimentwascarriedout.Theexperimentalresultsshowthatthegrainsieving,fourdimensionalparallelmovementofthevibratingscreenandscreeningefficiencythroughsieverateweresignificantlyhigherthanthatoflinearvibratingscreenandtworotatingthree-dimensionalparallelmotionofatranslationofthevibratingscreen.Finally,theorthogonaltestofthegrainsievewascarriedoutforthefourdimensionalparallelmotionvibratingscreen.Theoptimumcombinationofthefactorswas0.3kg/s,motorspeed1400r/min,andmotorturningpositive.Keywords:Parallelmechanism;Structuraldesign;Screeningtest;Screeningefficiency;PenetrationrateⅠ目錄第1章緒論 11.1課題研究背景及意義 11.2振動(dòng)篩的用途及分類 11.3并聯(lián)機(jī)構(gòu)振動(dòng)篩的應(yīng)用研究現(xiàn)狀 41.4本課題研究內(nèi)容 61.5本章小結(jié) 6第2章四維振動(dòng)篩主體并聯(lián)機(jī)構(gòu)選型及結(jié)構(gòu)分析 72.1谷物篩分的功能需求及工作特點(diǎn)分析 72.2四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成和輸出特性分析 72.2.1并聯(lián)機(jī)構(gòu)簡介 72.2.2并聯(lián)機(jī)構(gòu)的篩面輸出特性分析 82.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的確定 102.4本章小結(jié) 12第3章四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工制造 133.1振動(dòng)篩主體并聯(lián)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 133.1.1并聯(lián)機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì) 133.1.2支鏈1和支鏈4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 133.1.3支鏈2和支鏈3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 173.1.4機(jī)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 183.2振動(dòng)篩篩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 193.2.1篩面選型原則 193.2.2篩面性能參數(shù)確定 203.2.3篩面固定方式確定 213.3四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩裝配及其工作過程 223.4軸承的校核 253.5本章小結(jié) 27第4章四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩篩分試驗(yàn) 284.1引言 284.2篩分性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 284.2.1篩分效率 284.2.2透篩率 284.2.3損耗率 284.3四維并聯(lián)振動(dòng)篩與平面篩、三維并聯(lián)振動(dòng)篩的篩分比較試驗(yàn) 284.3.1試驗(yàn)條件及試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 284.3.2試驗(yàn)結(jié)果及分析 314.4基于四維并聯(lián)振動(dòng)篩的谷物篩分試驗(yàn)研究 334.4.1試驗(yàn)條件 33Ⅱ4.4.2試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 334.4.3試驗(yàn)結(jié)果及分析 344.5本章小結(jié) 36第5章總結(jié) 38參考文獻(xiàn) 39致謝 41大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第④結(jié)論(a)對(duì)于四維并聯(lián)振動(dòng)篩，在篩面上物料不堵塞的前提下，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，入料速度越慢，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)時(shí)，篩分效率越好；(b)入料速度越快，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，電機(jī)轉(zhuǎn)向正-反轉(zhuǎn)時(shí)，透篩率越好；(c)入料速度越慢，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速越慢時(shí)，損耗率最少。4.5本章小結(jié)本次試驗(yàn)采用三因素正交試驗(yàn)，對(duì)篩分效率、透篩率、損耗率結(jié)果進(jìn)行比較分析，得出如下結(jié)論：從正交試驗(yàn)1可以得出，三種因素對(duì)篩分效率的影響大小的順序?yàn)椋簷C(jī)型>含雜率>物料種類；三維振動(dòng)篩上篩茶葉的效果優(yōu)于篩其它兩種物料，四維振動(dòng)篩上篩谷物的效果優(yōu)于篩其它兩種物料；對(duì)于四維并聯(lián)振動(dòng)篩，在篩面上物料不堵塞的前提下，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，入料速度越慢，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)時(shí)，篩分效率越好；入料速度越快，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，電機(jī)轉(zhuǎn)向正-反轉(zhuǎn)時(shí)，則透篩率越好；入料速度越慢，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速越慢時(shí)，透篩率越好。其中，考慮到損耗率指標(biāo)分析時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響最小且對(duì)應(yīng)的三個(gè)水平之間差距不大，以及該樣機(jī)的實(shí)際篩分條件和成本，最終選擇的入料速度0.3kg/s，電機(jī)轉(zhuǎn)速1400r/m，電機(jī)轉(zhuǎn)向正轉(zhuǎn)。

總結(jié)本文以三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，主要完成了四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及篩分試驗(yàn)。主要內(nèi)容包括：首先，根據(jù)谷物篩分的功能需求及工作特點(diǎn)，確定了三平移一轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為谷物篩分主機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)解析的基礎(chǔ)上，分析了機(jī)構(gòu)的篩面輸出特性；接著，在運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)機(jī)構(gòu)的受力特點(diǎn)，以及機(jī)構(gòu)的工作空間要求對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)組成支鏈的球面副、轉(zhuǎn)動(dòng)副、桿件的構(gòu)成形式進(jìn)行了分析；對(duì)軸承、電機(jī)、減速器、篩框等關(guān)鍵部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選型計(jì)算；應(yīng)用SolidWorks軟件設(shè)計(jì)了該四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩的虛擬樣機(jī)，并制作了物理樣機(jī)。然后，以枸杞、茶葉、谷物為篩分對(duì)象，對(duì)制作的四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩樣機(jī)、傳統(tǒng)的直線篩和兩轉(zhuǎn)動(dòng)一平移的三維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩進(jìn)行了篩分對(duì)比試驗(yàn)。最后，對(duì)四維并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩進(jìn)行谷物篩分的正交試驗(yàn)。通過對(duì)本課題的學(xué)習(xí)與研究，我對(duì)并聯(lián)機(jī)構(gòu)以及并聯(lián)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)篩有了一定的了解。另外，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我更深入地學(xué)習(xí)了振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及篩分試驗(yàn)等相關(guān)知識(shí)。

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