機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)31大型H鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 : 大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 專 業(yè) : 數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用 班 級(jí) : 04423 學(xué) 號(hào) : 0 2 姓 名 : 闞 潔 指導(dǎo)老師 : 王付軍 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校 二七年六月 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 論文摘要 本文闡述了大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)包括了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩部分。機(jī)械結(jié)構(gòu)部分采用了鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)、液壓提升的結(jié)構(gòu)組合。包括傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)、液壓缸的設(shè)計(jì)等。控制系統(tǒng)采用了液壓和機(jī)電結(jié)合的方式，利用液壓控制系統(tǒng)的提升，機(jī)電控制系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)操作。為了降低系統(tǒng)的成本，控制系統(tǒng)采用的是繼電器控制而不是現(xiàn)在比較流行的 PLC控制。 關(guān)鍵詞 ： H鋼 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 提升機(jī)構(gòu) 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) Abstract This text elaborated the large H steel inside out promote the design of the mrvhsnidm, the design included the machine structure design and the system design two fractions of control.The machine structure fraction adopted the type of chain inside out, the structure assemble that liquid presses to promote.The concrete design, liquid that designs the contents to include the drive system design, inside out mrvhsnidm presses design etc. of the urn.Control the system adopts the liquid to press and the mode of the machine electrical twinning, make use of the liquid to press to control the system to promote, inside out operation of the machine electric control system.For the sake of the step - down cost of the system, control what system adoption is a relay control but is not now than popular of control of PLC. Keyword: H steel Inside out mrvhsnidm Promote the mrvhsnidm 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 目 錄 論文摘要 . 2 ABSTRACT . 3 目 錄 . 4 第 1章 緒論 . 1 1.1 課題來源及研究的目的和意義 . 1 1.2 同類設(shè)備目前的發(fā)展?fàn)顩r . 1 第 2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) . 6 2.1 初始參數(shù)的擬訂 . 6 2.2 機(jī)構(gòu)的選擇及各部分采用形式的確定 . 6 2.2.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) . 6 2.2.2提升機(jī)構(gòu) . 9 2.3 H鋼翻轉(zhuǎn)過程分析 . 9 2.4 大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)的布置 . 10 第 3章 傳動(dòng)系統(tǒng)零件的選擇及設(shè)計(jì) . 12 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 . 12 3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 13 3.2.1皮帶傳動(dòng)的計(jì)算 . 13 3.2.2 V 帶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 15 3.2.3皮帶傳動(dòng)的張緊 . 17 第 4章 翻轉(zhuǎn)和提升裝置零件設(shè)計(jì) . 19 4.1 鏈條的選擇及鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 19 4.1.1鏈條的選擇 . 19 4.1.2鏈輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 20 4.1.3滑輪的設(shè)計(jì) . 21 4.1.4鏈條的潤(rùn)滑 . 22 4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各部分的校核 . 23 4.2.1軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 23 4.2.2 滾動(dòng)軸承的校核 . 26 4.2.3鍵 的強(qiáng)度校核 . 26 4.3 液壓缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 . 27 4.3.1液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 27 4.3.2液壓缸緩沖、排氣和密封防塵裝置 設(shè)計(jì)及選擇 . 34 第 5章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 37 5.1 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 37 5.2 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 42 5.3 系統(tǒng)工作過程 . 45 結(jié) 論 . 47 成都電子機(jī)械高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 致 謝 . 48 參考文獻(xiàn) . 49 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第 1章 緒論 1.1 課題來源及研究的目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大型工業(yè)與民用建筑不斷的出現(xiàn)，以至使得像大型 H鋼這樣的鋼材有著大量的市場(chǎng)需求。 H 鋼雖然可以用熱軋的方法制造，但只能在端面高度為 400600mm 范圍內(nèi)取得最佳經(jīng)濟(jì)效果，小于或大于這個(gè)范圍，用其它焊接方法制造更為有利。同時(shí)，在焊接生產(chǎn)加工中，當(dāng) H 鋼完成組對(duì)并進(jìn)行一面的焊接后，需要將其翻轉(zhuǎn)，以便焊接另一面。但 由于 H 鋼體積大、重量重，人工很難翻轉(zhuǎn)，所以需要專用的設(shè)備，尤其是在大批量生產(chǎn)中，就更需要一種翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)來完成這一操作，以提高生產(chǎn)效率。大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)就是應(yīng)用在這種場(chǎng)合下的設(shè)備。 1.2 同類設(shè)備目前的發(fā)展?fàn)顩r 對(duì)于翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在已有很多的形式。如有框架式、頭尾架式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、推舉式等。并已在實(shí)際生產(chǎn)中用于各種工件的翻轉(zhuǎn)。目前國(guó)內(nèi)還未對(duì)各種形式的翻轉(zhuǎn)機(jī)制訂出系列標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn)頭尾架式的翻轉(zhuǎn)機(jī)，并成系列。 另外，配合焊接機(jī)器人使用的框架式、頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī)，國(guó)內(nèi)外均有生產(chǎn)。它們都是點(diǎn)位控制，控 制點(diǎn)數(shù)以使用要求而定，但多為 2 點(diǎn) (每隔 180 )、 4 點(diǎn)（每隔 90）、 8 點(diǎn)（每隔 45）控制，翻轉(zhuǎn)速度以恒速的為多，但也有 變速的。翻轉(zhuǎn)機(jī)與機(jī)器人聯(lián)機(jī)按程序動(dòng)作，載重量多在 20 3000Kg 之間。例如我國(guó)汽車、摩托車等制造行業(yè)使用的弧焊機(jī)器人加工中心，已成功地采用了國(guó)產(chǎn)頭尾架式和框架式的焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)，由于是恒速翻轉(zhuǎn)，點(diǎn)位控制，并輔以電磁制動(dòng)和汽缸錐銷強(qiáng)制定位，所以多采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、普通齒輪副減速，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的制造精度比軌跡控制的低 1 到 2 級(jí)，造價(jià)便宜。 提升機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式和液壓式兩種，且各種提升設(shè)備已形 成標(biāo)準(zhǔn)系列。在這里就不在做詳細(xì)的闡述。 機(jī)械式與液壓式起升機(jī)構(gòu)的應(yīng)用： 主要介紹了機(jī)械式和液壓式起升機(jī)構(gòu)的基本分類，以及這兩種機(jī)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。 一起升機(jī)構(gòu)的組成： 起升機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械式和液壓式兩種。 機(jī)械式起升機(jī)構(gòu)包括： 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 （ 1）嚙合式驅(qū)動(dòng)裝置 a）用于主要為提升件貨的繩索卷繞式起升機(jī)構(gòu) b）用于雙繩或四繩抓斗的繩索卷繞式起升機(jī)構(gòu) c）鏈條卷繞式起升機(jī)構(gòu)。 d）螺桿或針齒條以及齒條起升機(jī)構(gòu) （ 2）驅(qū)繩輪起升機(jī)構(gòu)的摩擦式驅(qū)動(dòng)裝置 液壓式起升機(jī)構(gòu) a） 壓缸起升機(jī)構(gòu) b） 壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的繩索卷繞起升機(jī)構(gòu) 二機(jī)械式起升 機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 TDR-80 型單晶爐是一種生產(chǎn)半導(dǎo)體的專用設(shè)備，該設(shè)備中就使用了一種新型的軟軸卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)。如圖 1 圖 1 新型軟軸卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu) 主箱體 1 起支撐和密封作用，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力通過減速機(jī)傳遞給傳動(dòng)軸 2，帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軟軸的提升。為了消除傳動(dòng)卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)中軟軸鋼絲繩的偏移和堆壓，傳動(dòng)軸 2 設(shè)計(jì)為精密滾動(dòng)花鍵副結(jié)構(gòu)，在傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的同時(shí)，有可以作相對(duì)移動(dòng)。卷?yè)P(yáng)輪 5、牽引螺紋套 6 與傳動(dòng)軸 2 的滾動(dòng)花鍵套聯(lián)接在一起。當(dāng)滾動(dòng)花鍵副帶動(dòng)卷?yè)P(yáng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，牽引螺紋套也同時(shí)旋轉(zhuǎn)，由 于牽引螺母 7 固定不動(dòng)，這樣卷?yè)P(yáng)輪就由牽引螺紋套帶著一起移動(dòng)。將牽引螺紋套的螺紋距與卷?yè)P(yáng)輪的繩槽螺距設(shè)計(jì)為相等，這樣就能保證在卷?yè)P(yáng)輪旋轉(zhuǎn)提升軟軸鋼絲繩時(shí)，伴隨著卷?yè)P(yáng)輪的水平同步移動(dòng)?？朔塑涊S鋼絲繩的堆壓與偏移，確保了軟軸鋼絲繩始終在調(diào)成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 3 定的回轉(zhuǎn)中心上。 圖 1 所示提升機(jī)構(gòu)是對(duì)傳統(tǒng)軟軸卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)形式，通過這種改進(jìn)解決了傳統(tǒng)軟軸卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)在卷?yè)P(yáng)提升時(shí)會(huì)產(chǎn)生軟軸鋼絲繩的堆壓或偏移，產(chǎn)生爬行，抖動(dòng)及提升誤差。 新型軟軸提升機(jī)構(gòu)主要是以卷?yè)P(yáng)提升工作原理來實(shí)現(xiàn)軟軸的提拉工作，與傳統(tǒng)的卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)最大的區(qū)別是， 新型軟軸提拉機(jī)構(gòu)的卷?yè)P(yáng)輪在卷?yè)P(yáng)提升的同時(shí)，伴隨有卷?yè)P(yáng)輪的水平移動(dòng)，以便保證軟軸鋼絲繩的對(duì)中性，實(shí)現(xiàn)軟軸在旋轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性。 圖 2為火力發(fā)電廠冷卻水塔施工專用設(shè)備 EGI.TM 提模系統(tǒng)。它 由若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單元組成，每個(gè)單元都通過軌道依附在已澆注混凝土的水塔筒壁上，并隨著水塔筒壁升高而升高。 圖 2 提模系統(tǒng)主框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該系統(tǒng)提升機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)、蝸輪減速器、提升絲桿、滑動(dòng)套架、安全螺帽等組成?；瑒?dòng)套架兩側(cè)通過“ V”滑槽與主架弦桿相連，前部通過勾輪與軌道相連，后部與提升 絲桿鉸接。蝸輪減速器的蝸輪外圓輪齒與蝸桿嚙合，內(nèi)孔通過梯形牙與提升絲桿嚙合，下端通過彈性安全銷與安全螺帽相連。安全螺帽具有防止主架下墜和系統(tǒng)過載保護(hù)功能。當(dāng)蝸輪內(nèi)牙被剪斷時(shí)，安全帽可以防止主架突然墜落；當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)過載時(shí)，安全銷被剪斷，安全螺帽與蝸輪抱死，提升機(jī)構(gòu)不能動(dòng)作。 下圖所示為一新型底下垃圾桶， 它不但解決了普通垃圾桶占用地上空間且桶體易粘掛垃圾，夏天有惡臭味，不能防止人掏撿垃圾，造成垃圾外溢，影響市容市貌的缺點(diǎn)，而且 機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用、成本低。同時(shí)可以降低環(huán)衛(wèi)工人的工作強(qiáng)度 。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 圖 3 地下垃圾桶提升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 該提升機(jī)構(gòu)分三部分 :省力機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、附件。在提升機(jī)構(gòu)中兩邊有兩股鋼絲繩分別纏繞在兩組動(dòng)滑輪上，一滾筒軸與一輸出軸通過一對(duì)鏈輪連接，垃圾工清理垃圾時(shí)，用手柄轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸帶動(dòng)鏈輪 1轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪 1通過鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)鏈輪 2轉(zhuǎn)動(dòng)，鏈輪 2再帶動(dòng)同軸的滾筒 5轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒 5將鋼絲繩絞起來，鋼絲繩通過一滑輪組 4;拉動(dòng)底板 3向上運(yùn)動(dòng)，底板上放一垃圾桶，進(jìn)而把垃圾桶提升上去。 三液壓式起升機(jī)構(gòu)的應(yīng)用 平行四邊形機(jī)構(gòu)能按比例放大工作行程，廣泛使用在各類液壓升降設(shè)備中，但工作方式都是頂升， 如液壓升降工作臺(tái)。圖 4為長(zhǎng)江航標(biāo) 2.44.浮筒清洗裝置，該裝置就是利用平行四邊形機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一套工作臂液壓提升機(jī)構(gòu)。 圖 4 長(zhǎng)江航標(biāo)浮筒清洗裝置 圖 5 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 工作臂上有多把旋轉(zhuǎn)的清洗刷，通過刷的擺動(dòng)和工作臂在垂直軌道中的上下運(yùn)動(dòng)清洗浮筒表面，工作臂的上下運(yùn)動(dòng)由液壓缸通過提升機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。工作臂聯(lián)結(jié)在滑塊 6上（見圖 5），由 10個(gè)鉸接的平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件構(gòu)成四個(gè)平行四邊形。整個(gè)裝置由滑輪引導(dǎo)在垂直軌道中運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于滑塊在垂直中心線上運(yùn)動(dòng)，從而使兩液壓缸實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步，機(jī)構(gòu)的提升行程約為液壓缸行程的 6倍。 平行四邊形提升機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊 .構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)可靠的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際中還可采用單個(gè)液壓缸垂直安裝拉動(dòng)鉸鏈 B及絲桿傳動(dòng)等其他驅(qū)動(dòng)方式，是一種比較成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 實(shí)用的液壓提升機(jī)構(gòu)形式。 四兩種機(jī)構(gòu)的比較 由以上兩種機(jī)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用可以看出機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)基本上用于有很大提升行程要求的系統(tǒng)中，整個(gè)提升機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。液壓式提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行比較平穩(wěn)，容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速及過載保護(hù)，且裝置的使用壽命較長(zhǎng)。但液壓提升機(jī)構(gòu)中的油液較易受溫度變化的影響，同時(shí)油液還有泄露的問題。另外，機(jī)械式提升 機(jī)構(gòu)大多都是采用提拉的方式提升重物，而液壓式提升機(jī)構(gòu)主要采用推舉的方式提升重物。所以具體采用那種提升構(gòu)就要根據(jù)具體的環(huán)境情況、工作要求、以及人員狀況等。所以機(jī)械式提升機(jī)和液壓式提升機(jī)之間都存在不足之處，同樣他們之間也各有自己的優(yōu)點(diǎn)。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 第 2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 2.1 初始參數(shù)的擬訂 翻轉(zhuǎn)的 H鋼最大尺寸為：高 1200mm、寬 600mm、長(zhǎng) 18000mm，可承受的最大載荷為 10噸。每個(gè)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置 1臺(tái)翻轉(zhuǎn)電機(jī)，要求機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)正反方向任意角度的翻轉(zhuǎn)。提升機(jī)構(gòu)的最大提升高度為 800mm。整個(gè)系統(tǒng)由 3個(gè)翻轉(zhuǎn)提升架組成 ，分別編號(hào)為號(hào)、號(hào)、號(hào)。號(hào)與號(hào)之間相距 4m，號(hào)與號(hào)之間相距 7m。各翻轉(zhuǎn)提升架之間放置輸送輥道。 2.2 機(jī)構(gòu)的選擇及各部分采用形式的確定 根據(jù)對(duì)題目“大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”可知，該機(jī)構(gòu)主要有兩部分組成，即翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)，現(xiàn)分別對(duì)這兩種機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論。 2.2.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 翻 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是將工件沿水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜，使之處于有利于加工位置的變位設(shè)置 機(jī)構(gòu)。 最為 常見的有框架式、頭尾架式、鏈?zhǔn)健h(huán)式、推舉式等翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。它們的使用場(chǎng)合見下表。 表 2-1 翻轉(zhuǎn)變位機(jī)構(gòu) 形 式 變位速度 驅(qū)動(dòng)方式 使 用 場(chǎng) 合 框架式 恒定 機(jī)電或液壓 板結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等較長(zhǎng)焊件的傾斜變位 頭尾架式 可調(diào) 機(jī)電 軸類和橢圓形焊件的環(huán)形焊縫，表面堆焊時(shí)的旋轉(zhuǎn)變位 鏈?zhǔn)?恒定 機(jī)電 裝配定位焊后，自身剛度很強(qiáng)的梁住型的翻轉(zhuǎn)變位 環(huán)式 恒定 機(jī)電 裝配定位焊后，自身剛度很強(qiáng)的梁住型的翻轉(zhuǎn)變位。在大型構(gòu)件的組對(duì)與焊接應(yīng)用中較多 推舉式 恒定 液壓 各類構(gòu)件的傾斜變位。裝配和焊接在同一工作臺(tái)上進(jìn)行 根據(jù)各種機(jī)構(gòu)的使用場(chǎng)合可知，對(duì)于大型 H 鋼的翻轉(zhuǎn)可以采用鏈?zhǔn)?、環(huán)式和成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。現(xiàn)對(duì)這三種機(jī)構(gòu)加以比較，以確定最終采用的機(jī) 構(gòu)形式。 1鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式如下圖 圖 2-1 鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 由圖可知，鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴捎面湕l支撐，對(duì)箱形斷面的角接焊縫也同樣適用，其缺點(diǎn)是焊縫對(duì)中較費(fèi)時(shí)，焊接是在自由狀態(tài)下焊接，不便于用夾具控制焊接變形。 2環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式如下圖 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 8 圖 2-2 環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 在翻轉(zhuǎn)同等體積的 H 鋼時(shí)環(huán)式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)整體尺寸較大，機(jī)構(gòu)上配有加緊裝置，因此，相對(duì)與鏈?zhǔn)蕉?，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但特別適合與超大型工件的翻轉(zhuǎn)。 3推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如下圖 圖 2-3 推舉 式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 推舉式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，且能翻轉(zhuǎn)的工件類型也較多，但這種結(jié)構(gòu)一次最多只能翻轉(zhuǎn) 90，翻轉(zhuǎn)后工作臺(tái)需要復(fù)位。對(duì)于大角度的翻轉(zhuǎn)效率低下。 根據(jù)以上三種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和工作效率，選用鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)做為大型 H 鋼的翻轉(zhuǎn)裝置。 鏈?zhǔn)椒D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、鏈條、鏈輪、張緊輪及架體等組成。 在起重機(jī)械中應(yīng)用的鏈條主要有環(huán)形焊接鏈和片式關(guān)節(jié)鏈。使用環(huán)形焊接鏈成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 條具有撓性好、可用較小直徑的鏈輪和卷筒，且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外形尺寸小，鏈條本身耐腐蝕。缺點(diǎn)是可靠性差、有突然斷裂的可能、不耐沖擊、質(zhì)量大、不易用于高速提升設(shè)備中，鏈條本身運(yùn)動(dòng)中常產(chǎn)生滑移和摩擦。片式關(guān)節(jié)鏈的撓性比焊接鏈更好，比較可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。缺點(diǎn)是有方向性、橫向無撓性、成本高、對(duì)灰塵和銹蝕較為敏感。由于設(shè)備在運(yùn)動(dòng)中有沖擊，出于安全和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的考慮，選用片式關(guān)節(jié)鏈作為翻轉(zhuǎn)用鏈條。 電機(jī)通過窄 V 帶將功率傳遞給翻轉(zhuǎn)裝置， 因?yàn)榉D(zhuǎn)提升架的翻轉(zhuǎn)過程不需要準(zhǔn)確的速比，且翻轉(zhuǎn)過程中對(duì)系統(tǒng)有沖擊，所以優(yōu)先選用帶傳動(dòng)的形式。另外在各種帶中，窄 V 帶具有普通 V 帶的所有特點(diǎn)外，不但壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)功率大、費(fèi)用低而且可以減少帶輪的寬度和直徑。 2.2.2 提升機(jī)構(gòu) 提升機(jī)構(gòu)分為機(jī) 械式和液壓式兩種，現(xiàn)對(duì)這兩種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較，以確定最終采用的機(jī)構(gòu)形式。 機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)通常是以省力的鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構(gòu)件的，所以可以有較大的提升范圍，滑輪組一般使用定滑輪、定滑輪和動(dòng)滑輪、雙聯(lián)滑輪組（四分支）、雙聯(lián)滑輪組（八分支）等 幾種形式。另外在機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)中，也有采用齒輪和齒條進(jìn)行提升，但采用這種機(jī)構(gòu)的設(shè)備一般只適用于小型貨物、輕載情況下的提升作業(yè)。 液壓式提升機(jī)構(gòu)也是常用提升機(jī)構(gòu)中的一種。它采用液壓作為動(dòng)力源。包括有使用液壓馬達(dá)，其執(zhí)行提升的機(jī)構(gòu)同機(jī)械式。還有采用液壓缸進(jìn)行提升。由于液壓缸的行程 有限，對(duì)于較大行程的提升都設(shè)計(jì)有增加行程的裝置，如 X 形的支架。因此，液壓式提升機(jī)構(gòu)多用于升降臺(tái)、汽車翻斗等不需要很大行程，但卻有較大載重的設(shè)備中。 考慮液壓傳動(dòng)具有在同樣的驅(qū)動(dòng)功率下，液壓裝置的重量更輕、體積更小及耐沖擊的特點(diǎn)。選用液壓式提升機(jī)構(gòu)作為 H 鋼的提升裝置。由于系統(tǒng)不需要較大的提升行程，所以使用液壓缸直接推動(dòng)翻轉(zhuǎn)架進(jìn)行提升即可，這樣做，雖然要使用較多的液壓缸，但可以簡(jiǎn)化提升機(jī)構(gòu)，所有翻轉(zhuǎn)架的液壓缸都由一個(gè)泵源提供動(dòng)力，即可保證液壓缸的同步動(dòng)作，也可以減少空間的使用。 2.3 H鋼翻轉(zhuǎn)過程分析 在 H 鋼被提升起后，在鏈條上處于圖 2-4 所示狀態(tài)，當(dāng)鏈條順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)， H鋼將會(huì)以 B 點(diǎn)為中心逆時(shí)針方向翻轉(zhuǎn)。 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 10 圖 2-4 翻轉(zhuǎn)過程 當(dāng) A 點(diǎn)達(dá)到最低點(diǎn)后，如圖 2-5。若 H 鋼要繼續(xù)翻轉(zhuǎn)，就要以 A 點(diǎn)為中心，此時(shí)如果重心在支點(diǎn) A 的左側(cè)如圖 2-5（ a），則它產(chǎn)生的力矩將會(huì)使 H 鋼繼續(xù)翻轉(zhuǎn)。如果重心在支點(diǎn) A 的右側(cè)如圖 2-5（ b），它產(chǎn)生的力矩將會(huì)阻止 H 的翻轉(zhuǎn)，此時(shí)要求 H 鋼的慣性足以克服重力產(chǎn)生的力矩使 H 鋼繼續(xù)翻轉(zhuǎn)到重心移動(dòng)到 A 點(diǎn)的左側(cè)，否則 H 鋼翻轉(zhuǎn)到此位置時(shí)將停止翻轉(zhuǎn)且在鏈條上打滑。 H 鋼是否會(huì)打滑主要取決于 H 鋼與鏈條摩擦力的 大小，即如果摩擦力足夠大，將出現(xiàn)圖 2-5（ a）的狀態(tài)，此時(shí)不會(huì)發(fā)生打滑現(xiàn)象。如果摩擦力不夠大，出現(xiàn)圖2-5（ b）的狀態(tài)就要求 H 鋼有足夠的翻轉(zhuǎn)速度以保證不出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象。由于鏈條的表面有明顯的凹凸不平，所以 H 鋼與鏈條之間的摩擦力不能簡(jiǎn)單的用平面之間的靜摩擦進(jìn)行計(jì)算，所以這里不對(duì) H 鋼是否打滑進(jìn)行理論計(jì)算。 圖 2-5 H 鋼翻轉(zhuǎn)過程簡(jiǎn)圖 2.4 大型 H 鋼翻轉(zhuǎn)提升機(jī)的布置 整個(gè)系統(tǒng)由 3 個(gè)翻轉(zhuǎn)提升架組成，分別編號(hào)為號(hào)、號(hào)、號(hào)。要求三個(gè)翻轉(zhuǎn)提升架成一排放置，三 個(gè)翻轉(zhuǎn)提升架的中心線保持在一條直線上，且號(hào)與號(hào)之間相距 4m，號(hào)與號(hào)之間相距 7m。各翻轉(zhuǎn)提升架之間放置輸送輥道?？刂婆_(tái)放置在號(hào)架的一側(cè)。見圖 2-6。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 第 3章 傳動(dòng)系統(tǒng)零件的選擇及設(shè)計(jì) 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 翻轉(zhuǎn)部分的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖 圖 3-1 翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 設(shè)計(jì)鏈速為 0.5m/s，單個(gè)翻轉(zhuǎn)架承受重力為 50000N。受力分析如圖 圖 3-2 鏈條受力 521 0 0 01 0 5 0arctg NGF 3429552s in5000021s in21 水平分力 F=F cos =34295 cos52 =23477N P=Fv=34295 0.5=17147.5W=1.72475KW P 電 = KWp 3.28.09.071475.1 皮鏈 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 式中： 鏈 鏈條傳動(dòng)效率， 取 鏈 =90% 皮 皮帶傳動(dòng)效率， 取 皮 =80% 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 5卷，表 22-1-82選取電動(dòng)機(jī) YZ160L-8，轉(zhuǎn)速 705r/min，額定功率 7.5KW。 電動(dòng)機(jī) YZ160L-8是起重設(shè)備專用電機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)具有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)電流小的特點(diǎn)，且能夠頻繁、重載啟動(dòng)。因此選用這種類型的電機(jī)作為系統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)電機(jī)。 3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 3.2.1 皮帶傳動(dòng)的計(jì)算 原始設(shè)計(jì)資料：傳遞的功率 P=2.3KW，窄 V帶傳動(dòng)，每天工作小于 10小時(shí)，重載啟動(dòng)且有載荷沖擊。 1確定計(jì)算功率 Pca Pca=KAP （ 3-1） 式中： Pca 計(jì)算功率 KA 工作情況系數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3卷 表 13-1-16得 KA=1.4 P 傳遞的額定功率 Pca=1.4 2.3=3.22KW 2選擇帶型 根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=705r/min， Pca=3.22KW，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 3卷 圖 13-1-2選用窄 V帶 SPZ。 3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 （ 1）初選小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1 根據(jù) V帶截形，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3卷 表 13-1-11選取 dd1=63mm，則da1=67mm。 （ 2）計(jì)算帶速 100060 111 ndv d（ 3-2） 式中： v1 主動(dòng)輪的圓周速度 n1 主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速 smv /32.2100060 7056314.31 （ 3）計(jì)算從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 dd2 設(shè)計(jì)傳動(dòng)比 i=1： 5 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 mmdd dd 3156355 12 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3卷 表 13-1-11圓整到 dd2=315mm， da2=319mm。 4確定中心距 a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 初定中心距 a0 21021 27.0 dddd ddadd (3-3) 0.7 (63+315) a02 (63+315) 264.6 a0756 初選 a0=550mm。 基準(zhǔn)長(zhǎng)度0212120 4)()(22 addddaL ddddd (3-4) =5504 )63315()31563(214.355022 =1622.212mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3卷 表 13-1-6選取 Ld=1600mm。 mmLLaa dd 5132 1600212.16225002 0 (3-5) 考慮安裝調(diào)整和補(bǔ)償預(yù)緊力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為： mmLaammLaadd 561160003.051303.0 4891600015.0513015.0m a xm i n 5.驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 根據(jù)對(duì)包角的要求，應(yīng)保證： 1201525.575136331518090(1205.571801121 ）至少add dd(3-6) 包角滿足要求。 6確定帶的根數(shù) LcaKKP Pz0 （ 3-7） 式中： K 包角系數(shù) KL 長(zhǎng)度系數(shù) P0 單根 V帶的基本額定功率 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 3卷 表 13-1-21查得 K =0.92，表 13-1-22查得 KL =1.16，表 13-1-19查得 P0=0.68。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 44.416.192.068.0 22.3 z 取 z=5根 7確定 帶的預(yù)緊力 )15.2(5009.0 20 mvKzvPF ca （ 3-8） 式中： m V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 v 帶速 z 帶的根數(shù) K 包角系數(shù) Pca 計(jì)算功率 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 3卷 表 13-1-23得 m=0.07kg/m。 NF 21532.207.0)192.0 5.2(32.25 22.35009.0 20 8計(jì)算傳動(dòng)作用在軸上的力 2sin2 10 zFF P （ 3-9） 式中： z 帶的根數(shù) F0 單根帶的預(yù)緊力 1 主動(dòng)輪上的包角 NF P 1 9 9 92152s in21552 3.2.2 V 帶輪設(shè)計(jì)及計(jì)算 根據(jù) V帶輪的轉(zhuǎn)速和功率， V帶輪采用材料 HT150鑄造 1小帶輪設(shè)計(jì)計(jì)算 由于小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd 2.5d，所以小帶輪采用實(shí)心式，結(jié)構(gòu)形式如圖 3-3： 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 圖 3-3 小帶輪結(jié)構(gòu) 表 3-1 小帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值 (mm) 計(jì)算公式 d 32 d1 58 d1=(1.8 2)d dd 63 da 67 B 64 B=2f+4e L 83 L=(1.5 2)d 36 式中： f 第一槽對(duì)稱面至端面距離 e 槽間距 2大帶輪設(shè)計(jì) 大帶輪采用孔板式，結(jié)構(gòu)形式如圖 3-3： 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 圖 3-3 大帶輪結(jié)構(gòu) 表 3-2 大帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù) 參數(shù) 數(shù)值（ mm） 計(jì)算公式 d 45 d1 90 d1=(1.8 2)d dd 315 da 319 B 64 B=2f+4e L 64 B1.5d時(shí)， L=B C 11 (1/7 1/4)B D1 259 D0 174.5 D0=0.5(D1+d1) d0 50 d0=(0.2 0.3)(D1-d1) 36 式中： f 第一槽對(duì)稱面至端面距離 e 槽間距 3.2.3 皮帶傳動(dòng)的張緊 由于 V帶不是完全的彈性體，在預(yù)緊力的作用下，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，就會(huì)由塑性變形而松弛，使預(yù)緊力降低。因此，為了保證皮帶能夠正常的工作，必須要有一種裝置使得皮帶始終處于一種張緊的狀態(tài)。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 圖 3-4 擺架式張緊裝置 常見的張緊裝置有定期張緊裝置（滑道式和擺架式）、自動(dòng)張緊裝置和采用張緊輪的裝置。 在接近水平和垂直的皮帶傳動(dòng)中適合采用定期張緊的方法，本設(shè)計(jì)采用擺架式張緊的 方法，結(jié)構(gòu)如圖 3-4。當(dāng)要調(diào)節(jié)帶的預(yù)緊力時(shí)只要調(diào)整電動(dòng)機(jī)下方的螺母即可。 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 第 4章 翻轉(zhuǎn)和提升裝置零件設(shè)計(jì) 4.1 鏈條的選擇及鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 鏈條的選擇 1鏈條的選擇 根據(jù)第 2 章鏈條的受力分析可知，鏈條工作時(shí)拉力為 39.984KN。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2卷 表 8-1-73 選擇 LH0866 型板式起重鏈條?；緟?shù)如下： 公稱節(jié)距 P 12.7mm 板數(shù)組合 6 6 極限拉伸載荷 Q 66.7KN 2鏈條的長(zhǎng)度 鏈條的布置形式如圖 4-1： 圖 4-1 鏈條的布置形式 根據(jù)鏈條的布置形式初步確定鏈條長(zhǎng)度 mmLLLmmLmmL6102)14501601(2)(214501000105016011000125021222221考慮到鏈輪部分的鏈條長(zhǎng)度沒有算入，所以取 L=6200mm 3確定鏈條的節(jié)數(shù) 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 節(jié)2.4887.126200 PLL P （ 4-1） 取 Lp=490 節(jié) 式中： Lp 鏈條的節(jié)數(shù) L 鏈條的長(zhǎng)度 P 鏈條的節(jié)距 4.1.2 鏈輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 鏈輪采用整體式鋼制小鏈輪，結(jié)構(gòu)形式如圖 4-2： 圖 4-2 鏈輪結(jié)構(gòu) 表 4-1 鏈輪基本參數(shù) 名稱 數(shù)值（ mm） 計(jì)算公式 配用鏈條 節(jié)距 P 12.7 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 8-1-73 查得 配用鏈條的滾子外徑 d1 5.12 配用鏈條的排距 Pt 6.25 Pt=3b0 分度圓直徑 d 68 mmnvd 6814.31 4 1 605.0 齒數(shù) z 17 05.15arc s in180 dpz取 z=17 dk 35 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 齒頂圓直徑 da 77 mmdpzddmmdpddaa385.74)6.11(755.7825.11m i n1m a x 齒根圓直徑 df 63 mmddd f 88.621 分度圓旋齒高 ha 5 mmdphmmdpzhaa79.3)(5.0975.55.0)8.0625.0(1m i n1m a x 輪轂厚度 h 11.5 mmddkh k 31.1101.06 輪轂長(zhǎng)度 l 36 mmhl 9.296.2mi n 輪轂直徑 dh 58 mmhdd kh 582 齒寬 bf 3.7 mmbb f 7856.3)2(91.0 0 表中： v 設(shè)計(jì)鏈速 n 鏈輪轉(zhuǎn)速 k 常數(shù) 50 d 100 時(shí) k=4.8 b0 鏈板厚度 見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2 卷 表 8-1-73 LH0866 型b0=2.08mm 4.1.3 滑輪的設(shè)計(jì) 因?yàn)殒湕l的布置形式特殊 （鏈條的布置形式見圖 4-1），所以要設(shè)計(jì)一個(gè)滑輪將下側(cè)的鏈條拉緊，以防止上下兩側(cè)的鏈條在工作的時(shí)候發(fā)生接觸?；喌慕Y(jié)構(gòu)形式見下圖： 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 圖 4-3 滑輪的結(jié)構(gòu) 表 4-2 滑輪設(shè)計(jì)參數(shù) 名稱 數(shù)值（ mm） 計(jì)算公式 d 80 輪槽直徑 D1 140 mmPD 5.635mi n1 輪緣直徑 D2 160 mmdhDD 41.157211m i n2 輪緣間寬 b 30 mmbb 39.2905.1m in 滑輪寬 B 50 表中： P 鏈條節(jié)距 P=12.7mm b 鏈條銷軸長(zhǎng)度 b=27.99mm h1 鏈條通道高度 h1=12.32mm d2 鏈條銷軸直徑 d2=5.09mm 4.1.4 鏈條的潤(rùn)滑 由于鏈條采用的是開式傳動(dòng)，且鏈條較長(zhǎng)、布置形式特殊，不易采用手工潤(rùn)滑。所以要求定期將鏈條拆下，放入煤油中清洗，干燥后，浸入 70 80潤(rùn)滑油成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 中，待鉸鏈間隙中充滿油后安裝使用。 潤(rùn)滑油采用牌號(hào)為 L-AN46 的全損耗系統(tǒng)用油，潤(rùn)滑油中加入添加劑 WS2。 4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及各部分的校核 4.2.1 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 系統(tǒng)中有主動(dòng)軸一根，空?qǐng)鲦溳嗇S一根、滑輪軸一根及 電動(dòng)機(jī)采用擺架式張緊安裝時(shí)使用的銷軸一根。現(xiàn)僅對(duì)主動(dòng)軸做精確的設(shè)計(jì)計(jì)算。 1求輸出軸上的功率 P軸、轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T 鏈條的傳動(dòng)效率為 =0.98則 P軸 =1.9992/0.98=2.04KW m in/1415705 rinn 電 NmnpT 138141 04.295509550 軸 2. 求作用在鏈輪上的力 由第 2章鏈條的受力分析可知 Fr=25000N Ft=23477N 3初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2 卷 表 6-1-19取 A0=112于是得 mmnPAd 27141 04.2112 330m i n 軸 （ 4-2） 軸的最小直徑處為安裝鏈輪處，此處有一個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)放大 6%，即mmd 62.2806.127mi n 取 mmd 36min 。 4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案如圖 4-4。 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 為了使鏈輪軸向定位，處右側(cè)制有螺紋， -處長(zhǎng) 70mm，處右側(cè)制出一軸肩， d - =50mm。 初選滾動(dòng)軸承。因軸承只受徑向 力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求，并根據(jù) d - =50mm，選用深溝球軸承 6410，其尺寸為 d D B=50 110 31。考慮到 -處端蓋的厚度及軸的伸出長(zhǎng)度，取 -處長(zhǎng) 51mm。 處右側(cè)制出一軸肩 d - =55mm， -長(zhǎng) 550mm。 d - =50mm，考慮到成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 此處安裝有軸承、皮帶輪和端蓋，取 -長(zhǎng) 30mm, -長(zhǎng) 100mm。處右側(cè)制有螺紋 M42， -長(zhǎng) 50mm。 （ 3）軸上零件的周向定位 皮帶輪、鏈輪的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2卷 表 5-3-18，鏈輪 與軸的定位選用鍵 b h l=10 8 28。皮帶輪與軸的定位選用鍵 b h l=14 9 50。選用皮帶輪、鏈輪與軸的配合為 H7/r6，以保證良好的對(duì)中性。滾動(dòng)軸承的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 25 m6。 （ 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角 2 45，各軸肩處的圓角半徑為 R2。 5求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖、彎矩圖和扭矩圖 。 圖 4-5 軸的載荷分布 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出 B 處是危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出截面 B處的 MH、 MV及 M的值列于下表： 表 4-3 截面 B 處的載荷計(jì)算 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 FNH1=21608N FNH2=2409N FNV1=22435N FNV2=2565N 彎矩 M MH=1385Nm MV=1475Nm 總彎矩 NmM 202314751385 22 扭矩 T T=138Nm 6按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 成都電子機(jī)械 高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 26 現(xiàn)只校核軸的危險(xiǎn)截面 B處的強(qiáng)度 pTMd1223 )(68.21 （ 4-3） 式中： d 軸的直徑 M 軸所受的彎矩 T 軸所受的扭矩 校正系數(shù)，雙向旋轉(zhuǎn) =1 -1p 軸的許用彎曲應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2卷 表 6-1-1取 -1p =207MPa mmmmd 504.46207 138202368.21 223 危險(xiǎn)截面 B處軸的強(qiáng)度滿足要求 4.2.2 滾動(dòng)軸承的校核 選用的滾動(dòng)軸承為深溝球軸承 6410，設(shè)計(jì)工作壽命為 1000h。 rTn dmh CPfffffC （ 4-4） 式中： C 基本額定動(dòng)載荷 P 當(dāng)量動(dòng)載荷 fh 壽命因數(shù) fn 速度因數(shù) fm 力矩載荷因數(shù)， fm=1.5 2 fd 沖擊載荷因數(shù) fT 溫度因數(shù) Cr 軸承徑向基本額定動(dòng)載荷 因?yàn)檩S承只承受徑向力，故 P=Fr=25KN。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2卷 表 7-2-8得 fh =1.26，表 7-2-9得 fn =0.62，表 7-2-10得 fd =1.2，表 7-2-11得 fT =1.0。 KNC 5.9125162.0 2.15.126.1 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2卷 表 7-2-5 滾動(dòng)軸承 6410的 Cr值為 92.2KN。 C Cr，故滾動(dòng)軸承 6410滿足動(dòng)載荷要求。 4.2.3 鍵的強(qiáng)度校核 軸上共有兩個(gè)鍵，由于鏈輪處的鍵所受的應(yīng)力最大，故對(duì)此處的鍵做強(qiáng)度校核。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 27 1擠壓強(qiáng)度校核 2 pp kldT （ 4-5） 式中： T 傳遞的轉(zhuǎn)矩 k 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k=0.5h=0.5 8=4mm l 鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵 l=L-b=28-10=18mm d 軸的直徑 p 鍵連接的許用擠壓應(yīng)力 M P ap 5.10636184 101382 3 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2卷 表 5-3-17有沖擊載荷的情 況下 p不大于120MPa。 p p 故鍵擠壓強(qiáng)度滿足要求。 2鍵的剪切強(qiáng)度校核 pdblT 2（ 4-6） 式中： T 傳遞的轉(zhuǎn)矩 d 軸的直徑 b 鍵的寬度 l 鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵 l=L-b=28-10=18mm MP a6.42181036 101 3 82 3 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2卷 表 5-3-17有沖擊載荷的情況下 p=90MPa。 p 故鍵的剪切強(qiáng)度滿足要求。 4.3 液壓 缸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 4.3.1 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 目前，液壓與氣壓傳動(dòng)分別在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長(zhǎng)壽命、高度集成化、小型化與輕量化、一體化、執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進(jìn)展。同時(shí)，由于它與微電子技術(shù)密切配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以準(zhǔn)確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)中發(fā)揮出了巨大作用 。液壓缸是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，是把液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，也可以實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)。液壓缸的種類有：?jiǎn)巫饔靡簤焊?、雙作用液壓缸、組合液壓缸。其中單作用液壓 缸又分為拄塞式液壓缸、單活塞桿液壓缸、伸縮液壓缸等。 成都電子機(jī)械 高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 柱塞式 液壓缸 結(jié)構(gòu) ： (1)它是一種單作用式 液壓缸 靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) ,柱塞回程要靠其 它外力或柱塞的自重 ; (2)柱塞只靠缸套支承而不與缸套接觸 ,這樣缸套極易加工 ,故適于做長(zhǎng)行程 液壓缸 ; (3)工作時(shí)柱塞總受壓 ,因而它必須有足夠的剛度 ; (4)柱塞重量往往較大 ,水平放置時(shí)容易因自重而下垂 ,造成密封件和導(dǎo)向單邊磨損 ,故其垂直使用更有利 . 單活塞桿液壓缸的活塞僅單向液壓驅(qū)動(dòng)，返回行程是利用自重或負(fù)載將活塞推回。雙活塞桿液 壓缸的活塞的兩側(cè)均裝有活塞桿，但只向活塞一側(cè)供給壓力油，返回行程通常利用彈簧力，重力或外力。伸縮液壓缸是以短缸獲得行程，用壓力油從小到大逐節(jié)排出，靠外力由大到小、逐節(jié)縮回；雙作用液壓缸又分為單活塞桿液壓缸、雙活塞桿液壓缸、伸縮液壓缸。單活塞桿液壓缸的單邊有活塞桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，兩向推力和速度不等。雙活塞桿液壓缸雙邊有活塞桿，雙向驅(qū)動(dòng)，可實(shí)