鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)

1、摘要I果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)摘要摘要隨著我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的逐步發(fā)展與應(yīng)用，不僅一般的平地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度得到較大提高，而且山地機(jī)械化的發(fā)展也漸漸被提上了日程。山地是我國(guó)南方水果的主要種植區(qū)，物資和果實(shí)運(yùn)輸一般采用人力搬運(yùn)，既耗費(fèi)勞力，又增加成本，在很大程度上制約著山地果園的發(fā)展。面對(duì)山地地形不適宜輪式車(chē)輛直接運(yùn)行的實(shí)際情況，長(zhǎng)距離、大運(yùn)量的軌道輸送機(jī)便得到了廣泛的應(yīng)用。通常情況下，鋼絲繩在長(zhǎng)時(shí)間牽引軌道運(yùn)輸機(jī)后會(huì)發(fā)生變長(zhǎng)、松弛等問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)的果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置的作用就是有效保持鋼絲繩的張緊狀態(tài)。所以，它的性能好壞與否將直接關(guān)系到

2、運(yùn)輸機(jī)的整體運(yùn)輸性能。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的張緊裝置進(jìn)行分析，從技術(shù)角度探討了各類(lèi)主要張緊裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，遵從技術(shù)適用、經(jīng)濟(jì)合理的原則，篩選出螺旋張緊裝置作為本次設(shè)計(jì)對(duì)象。參照任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)，通過(guò)分析、計(jì)算、校核等工作得出了張緊裝置各主要結(jié)構(gòu)尺寸。另外，在此基礎(chǔ)上通過(guò)三維軟件 PRO/E 進(jìn)行建模、裝配、仿真，然后用二維繪圖軟件CAD 繪制二維工程圖紙，得出設(shè)計(jì)結(jié)論。研究結(jié)果對(duì)雙軌運(yùn)輸機(jī)張緊以及其他各種平臺(tái)的張緊技術(shù)的應(yīng)用具有參考價(jià)值。該課題研究的果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置不僅適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用要求，而且具有易于操作、靈活性強(qiáng)、體積小、重量輕、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，能有效的解決果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊應(yīng)

3、用要求，因而獲得越來(lái)越多的重視。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：雙軌運(yùn)輸機(jī)，張緊裝置，設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)仿真AbstractIIDESIGN OF STEEL WIRE ROPE TENSION DEVICE OF DOUBLE RAIL TRANSPORT IN ORCHARDABSTRACTWith the development and application of Chinas agricultural mechanization technology industry, not only the general level of mechanization of agricultural production

4、 has been greatly improved ground and mechanization of mountain areas has gradually been put on the agenda. However, rich in fruits of the South, which belongs to mountainous terrain, transportation of the fruit harvest generally use the manual picking and transport, not only the cost of manpower, b

5、ut also increased the cost, in a great extent, restricts the orchard of agricultural economic development. In the face of the fact that the mountain terrain is not suitable for the direct operation of the vehicle, the long distance and large capacity of the rail conveyor has been widely used.Orchard

6、 double track conveyor wire rope tensioning device role is deformed in the rope, slack, effectively guarantee the rope tension. So, its performance is good or not directly related to the overall performance of the transport conveyor. In this paper, the existing domestic and international research an

7、d analysis carried out tensioning device. First, from a technical point of research and discusses the applicability of each primary main tensioning device. Then screened out according to the technical application of the principle of reasonable economic spiral tensioning device.And According to the d

8、esign task book, by analysis, calculation, checking and so come to the major structural dimensions of tensioning device. Second,on this basis, performed using three-dimensional software PRO/E modeling, assembly, simulation, and then drawing two-dimensional engineering drawings with a two-dimensional

9、 drawing software CAD, design draw conclusions. The results of the study have a reference value for the application of the tensioning technology of the two rail transport and other platforms. In addition, the orchard double track conveyor wire rope tensioning device that research is not only to meet

10、 the current requirements of practical application, but also easy to operate, flexible, small size, light weight, low power consumption advantages.Key words: double track transport, tensioning device, design, motion simulation目錄III目錄目錄第一章 緒論.11.1 引言.11.2 研究的目的與意義.11.3 運(yùn)輸機(jī)張緊裝置國(guó)內(nèi)外研究概況 .11.4 張緊裝置的分類(lèi).21

11、.5 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn) .31.6 研究方法與技術(shù)路線(xiàn)圖 .3第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定.52.1 設(shè)計(jì)方案的比較與選擇 .52.2 張緊裝置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)確定.62.2.1 螺旋傳動(dòng)的概述 .62.2.2 螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).72.2.3 螺桿螺母的選擇 .72.2.4 螺桿的受力分析 .72.2.5 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算.82.2.6 螺旋副自鎖性校核 .102.2.7 螺桿的強(qiáng)度校核 .102.2.8 螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核.112.2.9 螺桿穩(wěn)定性校核 .12第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模.143.1 三維建?；舅悸?143.2 創(chuàng)建機(jī)架實(shí)體.143.3 創(chuàng)建可活

12、動(dòng)底板實(shí)體 .173.4 創(chuàng)建螺桿實(shí)體.183.5 手輪及螺栓螺母的三維造型 .183.6 軌道及小車(chē)的實(shí)體建模 .19第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真.204.1 張緊裝置的總體裝配 .204.2 仿真動(dòng)畫(huà).214.2.1 張緊裝置爆炸動(dòng)畫(huà)制作.214.2.2 機(jī)構(gòu)仿真動(dòng)畫(huà)制作 .23第五章 總結(jié).25目錄IV5.1 主要工作回顧.255.2 本課題今后需進(jìn)一步研究的地方 .25參考文獻(xiàn).26致謝.27附錄 A 外文翻譯原文.28附錄 B 外文翻譯譯文.34第一章 緒論1第一章第一章 緒論緒論1.1 引言引言我國(guó)盛產(chǎn)水果區(qū)主要集中于長(zhǎng)江中上游帶，但該區(qū)域山地地形起伏不平，果園果品、化肥等物資的

13、運(yùn)送因此成為果園產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的瓶頸問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)機(jī)械化技術(shù)的逐步發(fā)展與應(yīng)用，不但一般的平地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化程度得到較大提高，而且山地地區(qū)的機(jī)械化發(fā)展也漸漸被提上了日程。在技術(shù)水平上，我國(guó)已生產(chǎn)出了山地果園鋼絲繩雙向牽引雙軌運(yùn)輸機(jī)5。其克服了單向牽引運(yùn)輸機(jī)，貨運(yùn)車(chē)上行依靠驅(qū)動(dòng)裝置的牽引，下行完全依靠貨運(yùn)滑車(chē)的自重，當(dāng)遇到較平坦的地形時(shí)，貨運(yùn)滑車(chē)無(wú)法順利下滑的缺點(diǎn)，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、作業(yè)靈活、雙向牽引、生產(chǎn)效率高及節(jié)約人工等優(yōu)點(diǎn)5。然而作為雙向牽引運(yùn)輸機(jī)，其在啟動(dòng)、停止及一些復(fù)雜情況時(shí)鋼絲繩會(huì)發(fā)生蠕變現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼絲繩松弛變長(zhǎng)而無(wú)法張緊，進(jìn)而無(wú)法順利運(yùn)輸物資的問(wèn)題4,5,6。故，運(yùn)輸

14、機(jī)的張緊裝置在雙向牽引式運(yùn)輸機(jī)中所起的作用尤其重要。1.2 研究研究的目的與意義的目的與意義目的：本課題是對(duì)果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置設(shè)計(jì)，其目的是能夠較好的解決該類(lèi)型運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛無(wú)法正常運(yùn)行等問(wèn)題。意義：鋼絲繩張緊裝置是雙向牽引式果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的核心部分，張緊裝置的好壞將直接整個(gè)運(yùn)輸機(jī)的性能，所以，對(duì)其研究具有非常重要的意義。另外，本課題適應(yīng)當(dāng)前實(shí)際應(yīng)用要求，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其它各裝備張緊技術(shù)的應(yīng)用具有參考價(jià)值。1.3 運(yùn)輸機(jī)張緊裝置國(guó)內(nèi)外研究概況運(yùn)輸機(jī)張緊裝置國(guó)內(nèi)外研究概況現(xiàn)階段我國(guó)在農(nóng)業(yè)軌道運(yùn)輸方面的研究應(yīng)用還比較少，特別在山地軌道運(yùn)輸方向，發(fā)展速度還落

15、后不上國(guó)際水平很遠(yuǎn)，依舊處于低水平層次，并且對(duì)其的大部分研究還在試驗(yàn)方面7，不過(guò)，我們可以借鑒其他的軌道運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展來(lái)研究推進(jìn)山地果園的軌道運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展。如近年來(lái)，我國(guó)對(duì)山地果園運(yùn)送機(jī)械的研究,研發(fā)了固定式雙軌運(yùn)輸機(jī)、單軌運(yùn)輸機(jī)和無(wú)軌運(yùn)輸機(jī)、自走式大坡度雙軌運(yùn)輸機(jī)、鏈?zhǔn)窖h(huán)索道運(yùn)輸機(jī)等6。但是,國(guó)內(nèi)外系列機(jī)型均需按果園實(shí)際坡型試制、戶(hù)外施工難度大、制作周期較長(zhǎng)、難以實(shí)現(xiàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)6。另外，該系列運(yùn)輸機(jī)無(wú)法搬移,且設(shè)備利用率較低。針對(duì)這些問(wèn)題，目前有一種可拆裝、操作簡(jiǎn)單和質(zhì)量輕便的拆裝雙向牽引式雙軌運(yùn)輸機(jī)，但針對(duì)此種雙向牽引式雙軌道運(yùn)輸機(jī)，在運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行、制動(dòng)過(guò)程及各種復(fù)雜第一章

16、緒論2路況下鋼絲繩發(fā)生蠕變，使鋼絲繩變長(zhǎng)而松弛，故，張緊裝置就顯得異常重要。由于對(duì)各式運(yùn)輸機(jī)而言，其張緊裝置都非常重要，所以已經(jīng)有許多專(zhuān)家學(xué)者對(duì)它進(jìn)行了充分的研究，并將其發(fā)展概況大致歸納為下面幾個(gè)階段3：第 1 階段，屬于純機(jī)械式張緊階段。這個(gè)階段的張緊裝置有：螺旋式張緊、重錘式張緊、固定絞車(chē)式張緊。其中，重錘式張緊主要由滑輪組和重錘塊組成的系統(tǒng)拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償而達(dá)到拉緊目的。特點(diǎn)是當(dāng)繩伸長(zhǎng)時(shí)，能夠很好的自動(dòng)吸收繩的伸長(zhǎng)。而螺旋式張緊和固定絞車(chē)式張緊其在運(yùn)輸機(jī)工作過(guò)程中它的位置是不變的。因此，當(dāng)繩發(fā)生張緊力下降而松弛時(shí)，只能通過(guò)人工調(diào)節(jié)張緊。3 第 2 階段，張緊力半自動(dòng)

17、式。機(jī)械絞車(chē)張緊裝置則是這個(gè)階段的主要產(chǎn)物，但其只能在運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)定工作時(shí)自動(dòng)張緊，使穩(wěn)定工作時(shí)的牽引繩張力維持恒定，而在啟動(dòng)、制動(dòng)及其他不穩(wěn)定情況下張緊力則不能調(diào)節(jié)。其特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上帶閘開(kāi)關(guān)，張緊與停止時(shí)分別對(duì)應(yīng)閘松開(kāi)與閘關(guān)緊。機(jī)械絞車(chē)張緊裝置工作的時(shí)間較短，主要是其停車(chē)等待狀態(tài)占據(jù)大部分時(shí)間。3 第 3 階段，屬于張緊力自動(dòng)可調(diào)階段。該階段主要有：液壓缸自動(dòng)張緊和液壓絞車(chē)自動(dòng)張緊，如國(guó)內(nèi)外常用的 KJ2029 型礦用運(yùn)輸機(jī)自動(dòng)張緊裝置、YZL 型液壓絞車(chē)自動(dòng)張緊裝置、澳大利亞 ACE 公司生產(chǎn)的 APW 型自動(dòng)張緊裝置等，這類(lèi)張緊裝置能根據(jù)各種情況自動(dòng)調(diào)整牽引繩的張緊力，特點(diǎn)是其結(jié)構(gòu)上不帶閘，

18、但不能停機(jī)，故其耗能大，不經(jīng)濟(jì)。液壓缸式張緊則是蓄能器和液壓泵一起運(yùn)行的原理。31.4 張緊裝置的張緊裝置的分分類(lèi)類(lèi)運(yùn)輸機(jī)張緊裝置據(jù)其工作方式的異同可分為：固定式張緊、重錘式張緊、自動(dòng)式張緊3。（1）螺旋式張緊裝置和固定絞車(chē)式張緊裝置均屬于固定式張緊。其中，螺旋張緊裝置其組成由螺母螺桿的螺旋副拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定螺母與可動(dòng)機(jī)架同時(shí)前行或后退，使?fàn)恳K張緊或松弛。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是張緊行程過(guò)小，可用于較短距離的運(yùn)輸機(jī)。螺旋張緊時(shí)，牽引繩拉長(zhǎng)松弛后，其不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊；螺桿和滑道之間可能會(huì)被灰塵堵塞或因螺桿生銹，導(dǎo)致螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)不靈敏或無(wú)法調(diào)節(jié)；而長(zhǎng)時(shí)間

19、使用容易磨損，發(fā)生彎曲等問(wèn)題，所以調(diào)節(jié)螺桿不能太長(zhǎng)，故，影響張緊行程的調(diào)節(jié)；而固定絞車(chē)張緊裝置，其的絞車(chē)通常依靠蝸輪蝸桿減速器帶動(dòng)卷筒纏繞鋼絲繩從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸機(jī)的張緊。固定絞車(chē)張緊裝置雖體積小但張緊力大，因此被廣泛用于煤礦井下的運(yùn)輸機(jī)中；缺點(diǎn)是只能依據(jù)需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)好以后其張緊力不能改變。所以，當(dāng)膠帶或牽引繩由于絞車(chē)或控制系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題產(chǎn)生時(shí)，張緊力不能得到及時(shí)的調(diào)節(jié)，故其安全可靠性功能方面相對(duì)較低。3,8,9（2）垂直重錘和重錘車(chē)式均屬于重錘式。而垂直重錘式又包括單重錘式和多重錘第一章 緒論3式3。它們都是靠重錘塊自重張緊，故可以及時(shí)使?fàn)恳K重新張緊。但其建塔花費(fèi)較高，而且對(duì)空間要求也

20、大；此外，張緊裝置若下方堆滿(mǎn)雜物，不能及時(shí)清理，重錘塊將會(huì)被托起而實(shí)現(xiàn)不了張緊；因靠人工增減重錘來(lái)調(diào)節(jié)牽引繩張力，故調(diào)節(jié)操作不方便且不太準(zhǔn)確2。 而重錘式小車(chē)張緊，則靠重錘塊通過(guò)繩索牽引小車(chē)實(shí)現(xiàn)張緊，它也有占據(jù)空間大、現(xiàn)場(chǎng)管理不方便等缺陷。（3）自動(dòng)式張緊。隨著科技的日益發(fā)展，在近代運(yùn)輸機(jī)機(jī)中被廣泛應(yīng)用的是更好用的自動(dòng)式張緊，其既可以使運(yùn)輸機(jī)方便布置，又能自動(dòng)及時(shí)補(bǔ)償牽引繩的拉長(zhǎng)松弛。自動(dòng)式張緊根據(jù)其驅(qū)動(dòng)形式的異同，可將其分為電驅(qū)動(dòng)絞車(chē)張緊和液壓驅(qū)動(dòng)油缸張緊。電驅(qū)動(dòng)絞車(chē)張緊裝置特點(diǎn)是配有張力傳感器，檢查牽引繩的張力，當(dāng)牽引繩張力變化超過(guò)運(yùn)輸機(jī)正常工作的范圍時(shí)，裝置快速響應(yīng)進(jìn)行調(diào)節(jié)以保證運(yùn)輸機(jī)的

21、正常工作；由于受傳感器質(zhì)量、機(jī)械系統(tǒng)慣性及信號(hào)延遲等因素影響，自動(dòng)式張緊有誤操作情況，其使用效果受一定影響。而液壓驅(qū)動(dòng)油缸張緊是根據(jù)油缸對(duì)張緊卷筒施加張力，可依據(jù)運(yùn)輸機(jī)工作的需要及時(shí)對(duì)張緊力的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，但需要液壓站和油缸一直處于運(yùn)行狀態(tài)，這將使功耗加大。3,91.5 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和重點(diǎn)本設(shè)計(jì)主要是研究果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置基本原理和設(shè)計(jì)，以山地雙軌道運(yùn)輸機(jī)為對(duì)象，并根據(jù)運(yùn)輸機(jī)對(duì)張緊裝置的要求，設(shè)計(jì)出符合要求的張緊裝置。論文主要包含以下內(nèi)容：（1）闡述果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)、張緊裝置的基本原理；（2）選擇張緊方式（手動(dòng)、半自動(dòng)、自動(dòng)）和選擇張緊裝置（重錘式、絞車(chē)式

22、、螺旋式） ；（3）分析運(yùn)輸機(jī)對(duì)張緊裝置的要求；（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；（5）三維建模并生成二維圖紙；（6）動(dòng)畫(huà)仿真；其中重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容為：（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析；（2）三維建模。1.6 研究方法研究方法與技術(shù)路線(xiàn)圖與技術(shù)路線(xiàn)圖（1）文獻(xiàn)研究法 通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)資料，從而了解果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置發(fā)展歷史和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，以此確定研究方向；并且形成對(duì)園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置的一般認(rèn)識(shí)；了解張緊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；對(duì)比各種不同的應(yīng)用平臺(tái)張緊裝第一章 緒論4置的特點(diǎn)。（2）軟件分析法 利用 PRO/E、CAD 等相關(guān)軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)、輔助建模和分析。（3）技術(shù)路線(xiàn)圖如圖 1-1 所示。圖 1-1 技

23、術(shù)路線(xiàn)圖第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定5第二章第二章 整體整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定關(guān)鍵參數(shù)確定果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)是一種新型的農(nóng)用機(jī)器設(shè)備，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)偏遠(yuǎn)坡地果園農(nóng)資、果品的省力化運(yùn)送。眾所周知，我國(guó)南方許多山區(qū)地形復(fù)雜，有時(shí)坡地傾斜角度大、土質(zhì)松散，加之果樹(shù)種植較多，農(nóng)用車(chē)輛行駛其中非常困難，而且果農(nóng)在如此復(fù)雜地形操作車(chē)輛兼具危險(xiǎn)性。所以，軌道運(yùn)輸機(jī)的出現(xiàn)便應(yīng)運(yùn)而生。它的軌道不僅不受地形、坡度、土質(zhì)的影響可以實(shí)現(xiàn)自由鋪設(shè)，而且配合所設(shè)計(jì)的軌道運(yùn)輸車(chē)，既保證果農(nóng)的安全性，又可以很方便的使各種運(yùn)輸難題迎刃而解。果園雙軌道運(yùn)輸機(jī)鋼絲繩張緊裝置主要作用是實(shí)現(xiàn)在運(yùn)輸機(jī)在開(kāi)始啟動(dòng)、正

24、常運(yùn)行、緊急制動(dòng)等過(guò)程及各種復(fù)雜路況下鋼絲繩發(fā)生蠕變，使鋼絲繩變長(zhǎng)而松弛時(shí)，保證保證鋼絲繩的張緊狀態(tài)，所以它的性能好壞將直接影響運(yùn)輸機(jī)的整體運(yùn)輸性能。本章主要對(duì)張緊裝置的構(gòu)成、原理及其運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)。2.1 設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)方案的比較與選擇比較與選擇設(shè)計(jì)方案一：張緊方式采用重錘式，其組成由滑輪組和重錘塊拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償。設(shè)計(jì)方案二：張緊方式采用螺旋式，其組成由螺母螺桿的螺旋副拉動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼絲繩變長(zhǎng)松弛的補(bǔ)償。方案比較：（1）重錘式張緊方式是利用重錘塊自重進(jìn)行張緊，所以能自動(dòng)抵償鋼絲繩的拉長(zhǎng)，但其基建費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)性較差，對(duì)空間要求大，不太便于現(xiàn)場(chǎng)管理和布

25、置；而且考慮到張緊裝置下方如果被雜物堆積不及時(shí)清除，雜物會(huì)將重錘托起而起不到對(duì)運(yùn)輸機(jī)張緊的作用；由于是依靠人工手動(dòng)增減重錘來(lái)調(diào)節(jié)鋼絲繩張緊力，所以調(diào)節(jié)不太準(zhǔn)確且操作相對(duì)困難。（2）螺旋式張緊方式是通過(guò)將電機(jī)、減速器、滾筒等整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在可移動(dòng)架子上，整個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)架又可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。其原理是當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，機(jī)架上的螺母與機(jī)架一起前進(jìn)或后退，實(shí)現(xiàn)張緊或放松。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作且經(jīng)濟(jì)性好，其缺點(diǎn)式螺桿和滑道之間偶爾會(huì)被雜物堵塞或因螺桿生銹，導(dǎo)致螺桿旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)不太靈敏；但好在果園雙軌運(yùn)輸機(jī)的張緊不需像皮帶張緊那樣要求嚴(yán)格，手動(dòng)調(diào)節(jié)即可。方案的確定：綜合以上的特點(diǎn)及重錘式張緊的缺點(diǎn)再結(jié)合運(yùn)輸機(jī)工作的

26、地點(diǎn)在較偏遠(yuǎn)的山村，考慮到經(jīng)濟(jì)性占較大比重，故在本次設(shè)計(jì)中，選擇螺旋式作為張緊裝置的選擇方案。第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定62.2 張緊裝置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與張緊裝置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)確定參數(shù)確定2.2.1 螺旋傳動(dòng)的概述螺旋傳動(dòng)的概述螺旋傳動(dòng)的原理是通過(guò)螺桿和螺母所組成的螺旋副來(lái)達(dá)到傳動(dòng)要求的11。其作用是把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)巧妙地變?yōu)榫€(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，于此同時(shí)，將運(yùn)動(dòng)形式和力傳遞出去。依據(jù)螺桿和螺母的運(yùn)動(dòng)情況，可將螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方式，大致分為下面兩種：（1）如圖 2-1(a)所示，螺桿原地轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)移動(dòng)，多見(jiàn)于機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中；（2）如圖 2-1(b)所示，螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)

27、移動(dòng)，多見(jiàn)于螺旋起重器（千斤頂，圖 2-2）和螺旋壓力機(jī)中。11,12又，按其用途不同分類(lèi)，可分為如下類(lèi)別。 圖 2-1 螺旋傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式 圖 2-2 螺旋起重器（1）傳力螺旋它以傳遞動(dòng)力為主。該傳力螺旋，其在工作時(shí)其螺桿會(huì)承受較大的軸向力，通常是間歇工作，工作速度不高，而且每次工作時(shí)間亦短，一般本身需要具備自鎖能力11。（2）傳導(dǎo)螺旋傳導(dǎo)螺旋用于傳遞運(yùn)動(dòng)，偶爾也要求能夠經(jīng)受軸向載荷。它需要連續(xù)工作較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)速度要求也較高，所以傳動(dòng)精度需求也高。（3）調(diào)整螺旋儀器、機(jī)床或測(cè)試系統(tǒng)中用的就是調(diào)整螺旋，它只用于調(diào)整零件位置不常轉(zhuǎn)動(dòng)，第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定7空載荷下才調(diào)整。依據(jù)螺旋副

28、磨擦性質(zhì)，螺旋傳動(dòng)還可分成：滾動(dòng)螺旋；滑動(dòng)螺旋；靜壓螺旋三類(lèi)。滑動(dòng)螺旋的構(gòu)成最為簡(jiǎn)單，易于制造，又便于自鎖，應(yīng)用范圍最廣，但它的首要缺點(diǎn)是由于磨擦阻力太大，導(dǎo)致其傳動(dòng)效率很低，傳動(dòng)精度不高，磨損加快等11。與此相比，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋就更好，它們的摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，但缺點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)過(guò)于繁雜，對(duì)技術(shù)要求高，尤其是靜壓螺旋，還需用到供油系統(tǒng)。所以，滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋一般只在要求高效率、高精度的重要螺旋傳動(dòng)中才會(huì)采用，如精密機(jī)床，自動(dòng)控制等系統(tǒng)中的螺旋傳動(dòng)。2.2.2 螺旋裝置的結(jié)構(gòu)螺旋裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的螺旋裝置主要起張緊作用,它由螺桿，螺母的固定以及支持部分構(gòu)成，其中，固定的螺母部分

29、，其結(jié)構(gòu)采用的是整體螺母，即支撐機(jī)架上加工內(nèi)螺紋，這樣的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)潔美觀(guān)。2.2.3 螺桿螺母的選擇螺桿螺母的選擇針對(duì)螺旋裝置，為了保證螺桿的耐用性，其材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而螺母材料除了上述要求外，還需要考慮其在配合螺桿運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦因數(shù)，當(dāng)然，摩擦系數(shù)越小越好。故，查閱螺旋傳動(dòng)常用材料表，本次螺桿材料選用 65Mn，螺母材料選擇鑄鋁青銅11。2.2.4 螺桿的受力分析螺桿的受力分析根據(jù)整體卷?yè)P(yáng)機(jī)的總重 250kg，對(duì)螺桿的受力分析如下圖圖 2-3 螺桿受力分析圖故，根據(jù)受力分析，有螺桿所受的軸向力為F=f=umg=0.182509.8=441N其中，u 為導(dǎo)軌和滑槽的摩擦系數(shù)，見(jiàn)表 2-

30、4。mgFf第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定8表 2-4 常用材料的摩擦因數(shù)靜摩擦因數(shù)動(dòng)摩擦因數(shù)摩擦副材料無(wú)潤(rùn)滑有潤(rùn)滑無(wú)潤(rùn)滑有潤(rùn)滑鋼-鋼鋼-軟鋼鋼-鑄鐵鋼-青銅軟鋼-鑄鐵軟鋼-青銅鑄鐵-鑄鐵鑄鐵-青銅青銅-青銅皮革-鑄鐵橡皮-鑄鐵木材-木材0.150.30.150.20.20.30.50.40.60.10.120.10.150.180.10.150.10.150.20.180.150.180.180.150.150.20.20.60.80.20.50.050.10.10.20.050.150.10.150.050.150.070.150.070.120.070.150.070.10.150.

31、50.070.152.2.5 螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)螺旋傳動(dòng)設(shè)計(jì)與與計(jì)算計(jì)算滑動(dòng)螺旋在它工作的時(shí)候，會(huì)經(jīng)受較大轉(zhuǎn)矩和軸向壓力（或拉力） ，此時(shí)螺桿和螺母的旋合螺紋間也會(huì)有較大的相對(duì)滑動(dòng)。它主要的失效形式是螺玟的磨損。所以，滑動(dòng)螺旋的基本尺寸，一般由其耐磨條件來(lái)確定。對(duì)受力大的傳力螺旋，還應(yīng)校核其危險(xiǎn)截面和螺母螺紋牙強(qiáng)度，以防止變形和斷裂；對(duì)有要求自鎖的螺桿校核它的自鎖性是必須的；對(duì)精密的傳導(dǎo)螺旋需要校核螺桿的剛度（螺桿的直徑要依靠其剛度的條件來(lái)確定） ，防止受力后引起傳動(dòng)精度的下降；對(duì)長(zhǎng)徑比較大的螺桿，校核其穩(wěn)定性，以免螺桿受壓后失穩(wěn)3；對(duì)于高速的長(zhǎng)螺桿還要校核它的臨界轉(zhuǎn)速，以免發(fā)生過(guò)度的橫向振動(dòng)等。設(shè)

32、計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)的類(lèi)型、工作條件及失效形式等，選擇不同的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，不必逐項(xiàng)進(jìn)行校核。11,12根據(jù)耐磨性條件 （2-1） 2FFPPAd hu其中 ， F螺桿軸向壓力（拉力） ，N； A螺紋的承壓面積，mm2;第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定9 d2螺紋中徑，mm; h螺紋工作高度，mm; u螺紋工作線(xiàn)圈數(shù)，；HuP令，則 H=d2。將 H 代入上述公式整理后，如下2Hd （2-2） 2FPdhp對(duì)于 300 鋸齒形螺紋，h=0.75P，則 （2-3） 2Fdp 螺母高度 H=d2 (2-4) 式中， P為材料的需用壓力，單位為 MPa，如下表 2-3； 值一般取 1.23.5.對(duì)于本

33、次設(shè)計(jì)中的涉及的整體螺母來(lái)說(shuō)，由于螺母磨損后成永久性損傷，無(wú)法調(diào)整間隙，故，為使螺母受力均勻，螺紋工作圈數(shù)不能超過(guò) 10，取 =1.22.5；表 2-3 滑動(dòng)螺旋副材料的需用壓力及摩擦因數(shù) f p螺桿-螺母的材料滑動(dòng)速度/mmin-1許用壓力/MPa摩擦因數(shù)f低速18253.01118612710銅-青銅15120.080.10淬火鋼-青銅61210130.060.082.41318鋼-鑄鐵612470.120.15鋼-鋼低速7.5130.110.17注：1.表中許用應(yīng)力只適用于 =2.54 的情況。當(dāng) 2.5 時(shí)可提高 20%；若為部分螺母時(shí)應(yīng)降低為 15%20%。2.表中摩擦因數(shù)啟動(dòng)時(shí)取大

34、值，運(yùn)轉(zhuǎn)中取小值。故，根據(jù)設(shè)計(jì)要求有 （2-5） 24410.650.652.792 12Fdp所以，根據(jù)機(jī)架大小，對(duì)比國(guó)家螺紋標(biāo)準(zhǔn)件，取螺桿公稱(chēng)直徑 D=24，螺距 P=3，第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定10工作圈數(shù)，滿(mǎn)足螺紋工作圈數(shù)不宜超過(guò) 10 圈的要求。30103HuP2.2.6 螺旋副螺旋副自鎖性校核自鎖性校核依據(jù)螺旋副的自鎖條件，如下 (2-6) 0.07arctanarctan4.62cos32vf 驗(yàn)算本次設(shè)計(jì)的螺旋副能否滿(mǎn)足自索性，而， （2-7）23arctanarctan2.484.623.14 22.051Pd 經(jīng)校核，所選旋螺旋副符合自鎖條件。2.2.7 螺桿的強(qiáng)

35、度校核螺桿的強(qiáng)度校核對(duì)于受力大的螺桿我們需要對(duì)其強(qiáng)度校核。螺桿在工作時(shí)會(huì)承受軸向壓力（或拉力）F 和扭矩 T 的作用，校核螺桿強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)按照第四強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力 ca，根據(jù)強(qiáng)度條件11,12， （2-8） 221143()caTFAd其中，F(xiàn)螺桿軸向力，N； A螺紋段危險(xiǎn)截面面積；A=，mm2；214d WT抗扭截面系數(shù)，WT=，mm3；311164ddA d1螺桿螺紋小徑，mm； T螺桿所受的扭矩，Nmm；2tan2vdTF 螺桿材料的許用應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表 2-5。表 2-5 滑動(dòng)螺旋副材料的需用應(yīng)力螺旋副材料b螺桿鋼3 5s青銅40603040鑄鐵455540螺母鋼（1.0

36、1.2）b0.6b第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定11注：1.為材料屈服極限；2.載荷穩(wěn)定則許用應(yīng)力取大。s 故，根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求和所選螺紋參數(shù)有 F=441 A=20.7522=338.0753.144 WT=338.075=1753.820.7524 T=441tan（2.48+4.6）=603.922.0512 v=arctan（1.1550.07）=4.602 =785157 261.673 53 5s將上述數(shù)據(jù)代入校核公式，則 ，故滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 2214 603.944131.4338.07520.752ca2.2.8 螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度校核螺紋牙多發(fā)生剪切和擠

37、壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿，故只需要校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度11。根據(jù)螺紋牙剪切強(qiáng)度要求， （2-9） FDbu根據(jù)危險(xiǎn)截面彎曲強(qiáng)度條件， （2-10） 26bbFlDb u式中，b 為螺紋牙牙根部的厚度，mm，對(duì)于矩形螺紋， b=0.5P，對(duì)于梯形螺紋，b=0.65P，對(duì)于 300 鋸齒形螺紋，b=0.75P，P 為螺距； l彎曲力臂，mm（） ；22DDl 螺母材料許用應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表 2-5； b螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，MPa，見(jiàn)表 2-5；根據(jù)所選螺母螺桿的參數(shù)和上述公式，算得， 4410.263.14 240.75 310第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定12式中， 為 304

38、0，所以符合校核要求。 22422.0516 44120.63.14 240.75 310bb式中，b為 4060，故滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。2.2.9 螺桿穩(wěn)定性校核螺桿穩(wěn)定性校核對(duì)長(zhǎng)徑比大的螺桿，要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性校核。故，要求在一般條件下，螺桿所承受的軸向力（單位為 N）必須要小于其臨界載荷 Fcr（單位為 N） ，穩(wěn)定性要求須滿(mǎn)足公式， （2-10）crscsFSSF式中，Ssc計(jì)算穩(wěn)定性的安全系數(shù)； Ss穩(wěn)定性安全系數(shù)，傳導(dǎo)螺旋為 Ss=2.54.0；精密或水平螺桿為Ss4；傳力螺旋為 Ss=3.55.0； Fcr 為螺桿臨界載荷，單位為 N；根據(jù)螺桿的柔度值選擇不同的計(jì)算公式，s。sli此

39、時(shí)，u 為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，見(jiàn)表 2-6；l 是螺桿工作時(shí)長(zhǎng)度，單位 mm；若螺桿為兩端支承，則取兩支點(diǎn)的距離作為螺桿工作長(zhǎng)度 l；若螺桿危險(xiǎn)截面積 A=，那么214di=。14dIA表 2-6 螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)端部支承情況長(zhǎng)度系數(shù)兩端固定一端固定，一端不完全固定一端鉸支，一端不完全固定兩端不完全固定兩端鉸支一端固定，一端鉸支0.50.60.70.751.02.0根據(jù)臨界載荷 Fcr，可按歐拉公式計(jì)算，即 （2-11） 22crEIFl第二章 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵參數(shù)確定13其中，E 為拉壓彈性模量，MPa，E=2.06105MPa； I 為慣性矩，mm4；4164dI當(dāng)40 時(shí)，可以不進(jìn)行校核。如

40、果驗(yàn)算結(jié)果與穩(wěn)定性要求不符，則應(yīng)適當(dāng)加大s螺桿的小徑 d1。根據(jù)上述公式，有0.6 50057.84020.754s故，43.14 20.7529098.9164I 2523.142.06 109098.9173922.37500crF73922.37167.62441scS式中，Ss 為 3.55.0，因此符合校核條件。綜上所述，所選螺桿螺母的螺紋參數(shù)經(jīng)校核都符合要求。至此，果園雙軌運(yùn)輸機(jī)張緊裝置結(jié)構(gòu)分析計(jì)算完成。第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模14第三章第三章 張緊裝置張緊裝置三維三維實(shí)體實(shí)體建模建模本次三維建模用的軟件是 Pro/E，該軟件是由 PTC 公司研發(fā)的一款三維造型軟件，它包括了工

41、業(yè)產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、三維建模設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與工程圖的輸出乃至加工成產(chǎn)品的全過(guò)程。產(chǎn)品設(shè)計(jì)師可以利用該軟件的實(shí)體建模、自由造型等功能輕松實(shí)現(xiàn)構(gòu)思機(jī)創(chuàng)意；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師使用該軟件的虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)15。3.1 三維建?；舅悸啡S建?；舅悸酚捎谡麄€(gè)果園雙軌運(yùn)輸機(jī)張僅裝置是由好幾個(gè)部分的零件組成，所以不可能將其一次性造型，要各個(gè)零件分別造型，然后再把各個(gè)零件裝配成一個(gè)整機(jī)。本次設(shè)計(jì)的張緊裝置各部件有機(jī)架、導(dǎo)軌滑槽、底板、螺桿、螺栓、螺母、手把等，接下來(lái)分別講述如何具體造型各個(gè)零件，并實(shí)現(xiàn)零件的裝配。3.2 創(chuàng)建機(jī)架實(shí)體創(chuàng)建機(jī)架實(shí)體（1）新建文件啟動(dòng)

42、Pro/E，鼠標(biāo)左鍵單擊工具欄中的工具，或單擊菜單中“文件”“新建”命令，彈出如圖 3-1 所示的“新建”對(duì)話(huà)框。選擇系統(tǒng)“零件”類(lèi)型，右側(cè)“實(shí)體”類(lèi)型，名稱(chēng)自行修改，同時(shí)不不使用“使用缺省模板”的勾選，再單擊“確定”按鈕。在彈出的的對(duì)話(huà)框中，選擇公制 mmnspartsolid 模板，如圖 3-2 所示，單擊確定按鈕，進(jìn)入實(shí)體設(shè)計(jì)建模環(huán)境。 圖 3-1 新建對(duì)話(huà)框 圖 3-2 公制模板對(duì)話(huà)框（2）創(chuàng)建機(jī)架三維模型 第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模15單擊“特征”工具欄中的拉伸工具，窗口下方彈出如圖 3-3 所示“拉伸”特征操作面板并選擇方式實(shí)體。 圖 3-3 “拉伸”特征操作面板 圖 3-4 “

43、草繪放置”操作面板單擊操控面板中的“放置”“定義”，彈出如圖 3-4 所示“草繪放置”面板，進(jìn)行平面的選擇。在工作窗口中選擇 FRONT 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，接受系統(tǒng)自動(dòng)捕捉到與其垂直的 RIGHT 平面作為草繪方向參考平面，方向?yàn)橛?，如圖 3-4。接著上一步驟，單擊“草繪”進(jìn)入草繪環(huán)境如圖 3-5 所示。系統(tǒng)會(huì)在默認(rèn)情況下，自動(dòng)添加尺寸參照，TOP 平面作為水平尺寸參照，RIGHT 平面作為垂直尺寸參照。 圖 3-5 草繪環(huán)境 圖 3-6 草繪截面草繪截面。單擊“草繪”工具欄中的草繪矩形工具，或單擊主菜單中的“草繪”“矩形”命令，在草繪空間按要求會(huì)出截面形狀如圖 3-6 所示。草繪完成后，

44、單擊確認(rèn)按鈕，退出二維草繪環(huán)境，進(jìn)入三維實(shí)體模式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求輸入拉伸長(zhǎng)度 1600，如圖 3-7 所示，回車(chē)，再單擊確認(rèn)按鈕，或按鼠標(biāo)中鍵，生成如圖 3-8 所示的拉伸特征。 圖 3-7 拉伸控制面板 圖 3-8 拉伸三維圖 點(diǎn)擊拉伸工具，利用拉伸命令，進(jìn)入草繪空間，畫(huà)出如圖 3-9 所示的草繪截面，選中切除圖標(biāo)并單擊確認(rèn)按鈕完成截面草繪進(jìn)入實(shí)體拉伸空間，選擇打通按鈕進(jìn)行全部切除后按鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)。再選取拉伸切除實(shí)體，然后單擊鏡像工具，接著按提示選取鏡像面，選擇 RIHHT 平面，最后在要鏡像的一側(cè)按鼠標(biāo)中鍵或確認(rèn)鍵確認(rèn)，完成鏡第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模16像如圖 3-10 圖所示。 圖 3

45、-9 草繪拉伸切除截面 圖 3-10 拉伸切除及鏡像三維圖拉伸機(jī)架橫梁。點(diǎn)擊拉伸工具，選擇 RIHHT 平面為放置平面，草繪橫梁截面如圖 3-11 所示，按中鍵確認(rèn)，點(diǎn)選兩側(cè)按鈕進(jìn)行兩側(cè)拉伸，長(zhǎng)度為 1000mm，按中鍵確認(rèn)，再點(diǎn)擊出現(xiàn)如圖 3-12 所示創(chuàng)建平面對(duì)話(huà)框，選擇 FRONT 為參照平面，偏移800mm，創(chuàng)建 DTM1 平面，再選取剛拉伸的橫梁實(shí)體，單擊鏡像工具，然后按提示選中剛創(chuàng)建的平面，在另一側(cè)按中鍵確認(rèn)，完成橫梁的創(chuàng)建，如圖 3-13 所示。 圖 3-11 草繪橫梁截面圖 3-12 創(chuàng)建平面對(duì)話(huà)框圖 3-13 橫梁創(chuàng)建三維圖拉伸機(jī)架支撐柱。點(diǎn)擊拉伸工具，選擇槽鋼底面為放置平面

46、，畫(huà)出如圖 3-14草繪截面，按中鍵確認(rèn)，輸入長(zhǎng)度 250mm，確認(rèn)，再選擇剛拉伸的圓柱面為放置平面，草繪拉伸出直徑為 300 厚度為 10 的底面支撐盤(pán)。然后選擇此兩個(gè)實(shí)體，分別鏡像四個(gè)支撐柱，如圖 3-15 所示。再選擇橫梁外側(cè)為放置平面，拉伸切除一個(gè)直徑為 20 的圓柱孔，如圖 3-16，為之后螺旋切除創(chuàng)建螺紋提供基礎(chǔ)。 圖 3-14 草繪支撐柱截面圖 3-15 支撐柱三維圖 3-16 圓柱孔創(chuàng)建切螺紋孔。單擊菜單欄“插入”“螺旋掃描“切口”，彈出螺旋掃描對(duì)話(huà)框，設(shè)置屬性，螺距如圖 3-17，掃引軌跡如圖 3-18，截面如圖 3-19，完成螺紋創(chuàng)建。第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模17 圖

47、3-17 螺旋掃描對(duì)話(huà)框圖 3-18 掃引軌跡圖 3-19 掃描截面到這里，設(shè)計(jì)的的機(jī)架實(shí)體模型已創(chuàng)建完成，如圖 3-20 的三維機(jī)架圖。圖 3-20 機(jī)架三維圖3.3 創(chuàng)建可活動(dòng)底板實(shí)體創(chuàng)建可活動(dòng)底板實(shí)體1.單擊新建工具，選擇好零件類(lèi)型，創(chuàng)建一個(gè)新實(shí)體文件。2.與 3.1 節(jié)所講的類(lèi)似，利用拉伸工具，草繪拉伸底板實(shí)體，再用拉伸切除命令切除底板一部分如圖 3-20 圖 3-20 底板拉伸切除 圖 3-21 減速器三維示意圖3.點(diǎn)擊工具，在底板上拉伸減速器示意實(shí)體圖，如圖 3-21 所示。 圖 3-22 電動(dòng)機(jī)拉伸三維圖 圖 3-22 軌道輪子三維圖4.繼續(xù)拉伸操作，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，拉伸電機(jī)示意實(shí)

48、體圖，然后點(diǎn)擊倒圓角修飾，最第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模18后成圖如圖 3-22 所示。5.用拉伸、拉伸切除命令，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，拉伸底板輪子三維圖如圖 3-22。到這里，可活動(dòng)底板三維模型完成造型。3.4 創(chuàng)建螺桿實(shí)體創(chuàng)建螺桿實(shí)體1.用拉伸操作，先進(jìn)行圓柱拉伸，之后再切螺紋。2.單擊菜單欄“插入”“螺旋掃描”“切口”，進(jìn)行切螺紋操作，其屬性，節(jié)距設(shè)置，如圖 3-33，掃引軌跡如圖 3-34 所示，按提示進(jìn)行掃描截面繪制，如圖 3-35 所示。 圖 3-33 螺旋掃描對(duì)話(huà)框 圖 3-34 掃引軌跡圖 3-35 掃描截面繪制3再用拉伸工具拉伸螺桿的連接部分，并用拉伸去除材料和鏡像工具完成螺栓孔的創(chuàng)

49、建，如圖 3-36 所示，最后用拉伸及螺旋掃描工具切最末端螺紋，最后完成螺桿的三維實(shí)體創(chuàng)建，如圖 3-37 所示。 圖 3-36 螺栓孔創(chuàng)建 圖 3-37 螺桿三維圖3.5 手輪及螺栓螺母的三維造型手輪及螺栓螺母的三維造型1.單擊旋轉(zhuǎn)工具，創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實(shí)體如圖 3-38，再用拉伸工具，倒圓角工具及鏡像工具繪制手輪其它部分，點(diǎn)擊確認(rèn)完成繪制，如圖 3-39 所示。第三章 張緊裝置三維實(shí)體建模19 圖 3-38 旋轉(zhuǎn)三維圖 圖 3-39 手輪三維圖2.用拉伸旋轉(zhuǎn)工具先創(chuàng)建螺栓螺母實(shí)體，再用，螺旋掃描切口命令創(chuàng)建螺紋，然后確認(rèn)完成螺桿螺母的實(shí)體造型，如圖 3-40,3-41 圖所示。 圖 3-40 螺栓

50、三維圖 3-41 螺母三維圖3.6 軌道及小車(chē)的實(shí)體建模軌道及小車(chē)的實(shí)體建模1.用拉伸旋轉(zhuǎn)掃描等操作完山地軌道的三維實(shí)體創(chuàng)建，如圖 3-42。 圖 3-42 山地軌道三維圖 圖 3-43 軌道小車(chē)三維圖2.用拉伸鏡像的操作完成軌道小車(chē)的創(chuàng)建，如圖 3-43。到這里，我們的運(yùn)輸機(jī)張緊裝置實(shí)體零件全部造型完成。第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真20第四章第四章 張緊裝置張緊裝置裝配與裝配與運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)仿真仿真Pro/E 是一款功能強(qiáng)大的中高端 CAD 軟件，方便快捷是其最大的特色，特別是Pro/E 中內(nèi)置的裝配、機(jī)構(gòu)及動(dòng)畫(huà)仿真的功能，可以方便制作成演示動(dòng)畫(huà)，用最簡(jiǎn)單的辦法實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品功能的展示，讓人更加直觀(guān)

51、的對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品有所了解。4.1 張緊裝置的總體裝配張緊裝置的總體裝配1.創(chuàng)建裝配組件文件。打開(kāi) Pro/E，點(diǎn)擊新建工具，選擇，創(chuàng)建組件文件，確定，進(jìn)入組件裝配工作空間。2.添加組件機(jī)架。點(diǎn)擊工具添加組件，選擇坐標(biāo)系，分別選取組件坐標(biāo)系與零件坐標(biāo)系，式他們重合，方便以后的組裝。然后點(diǎn)擊按鈕，完成第一個(gè)組件的裝配。如圖 4-1。 圖 4-1 機(jī)架組件圖 圖 4-2 新建集對(duì)話(huà)框 圖 4-3 螺桿裝配圖3.繼續(xù)點(diǎn)擊添加螺桿組件，選擇圓柱連接，然后分別選取螺桿軸線(xiàn)和機(jī)架螺母軸線(xiàn)對(duì)齊，再點(diǎn)擊放置添加新建集如圖 4-2，選擇槽連接如圖 4-3，按照提示分別在機(jī)架上選取點(diǎn)在螺桿上選取內(nèi)螺紋槽，完成螺桿的連接

52、。4.同理，添加可活動(dòng)底板，按照裝配關(guān)系，將其裝配到機(jī)架上，如圖 4-4 所示。再添加組件螺母，使螺母與機(jī)架連接螺桿連接，這樣當(dāng)螺母隨著螺桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，與螺母連接的可活動(dòng)底板亦前進(jìn)或后退。5.添加組件手把和螺栓，使手把通過(guò)螺栓與螺桿固定，如圖 4-5。這樣可以達(dá)到省力的效果，當(dāng)搖動(dòng)手把式，就可達(dá)到張緊的目的。第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真21 圖 4-4 活動(dòng)底板裝配 圖 4-5 張緊裝置裝配圖6裝配軌道。點(diǎn)擊工具，彈出選擇組件對(duì)話(huà)框，選擇文件“guidao”，進(jìn)入軌道裝配空間，根據(jù)要求裝配好軌道，如圖 4-6 所示。圖 4-6 軌道裝配圖7小車(chē)的裝配。同理點(diǎn)擊工具，選擇小車(chē)三維零件，按確認(rèn)進(jìn)入小

53、車(chē)裝配工作空間，按裝配要求，裝配小車(chē)置于軌道上，如圖 4-7 所示。圖 4-7 小車(chē)裝配圖到這里，集軌道-小車(chē)-張緊裝置為一體的總裝配圖裝配成功。4.2 仿真動(dòng)畫(huà)仿真動(dòng)畫(huà)4.2.1 張緊裝置爆炸動(dòng)畫(huà)制作張緊裝置爆炸動(dòng)畫(huà)制作1.進(jìn)入張緊裝置裝配界面，單擊菜單欄“應(yīng)用程序”“動(dòng)畫(huà)”進(jìn)入爆炸動(dòng)畫(huà)制作窗口。在窗口下的時(shí)間欄點(diǎn)擊右鍵出現(xiàn)選項(xiàng)如圖 4-12，選擇編輯時(shí)域，進(jìn)入時(shí)域調(diào)整對(duì)話(huà)框第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真22如圖 4-13，根據(jù)需要輸入終止時(shí)間，單位為秒，按確認(rèn)。 圖 4-12 編輯時(shí)域 圖 4-13 時(shí)域調(diào)整對(duì)話(huà)框2.點(diǎn)擊右側(cè)工具欄工具主體按鈕，彈出對(duì)話(huà)框如圖 4-14 所示，單擊每個(gè)主體

54、一個(gè)零件，點(diǎn)擊“關(guān)閉”完成每一個(gè)零件的創(chuàng)建。 圖 4-14 主體對(duì)話(huà)框 圖 4-15 拖動(dòng)對(duì)話(huà)框3.點(diǎn)擊菜單欄上的按鈕，彈出拖動(dòng)對(duì)話(huà)框，如圖 4-15，在彈出的對(duì)話(huà)框中點(diǎn)開(kāi)“高級(jí)拖動(dòng)選項(xiàng)”如圖 4-16，選擇根據(jù)需要選擇不同的拖動(dòng)方向，每拖動(dòng)一個(gè)零件，點(diǎn)擊一次按鈕，進(jìn)行快照的拍攝，拖動(dòng)完成后確認(rèn)即可。 圖 4-16 高級(jí)拖動(dòng)選項(xiàng) 圖 4-17 關(guān)鍵幀序列設(shè)置4.單擊右側(cè)工具欄關(guān)鍵幀序列按鈕，彈出設(shè)置對(duì)話(huà)框如圖 4-17 所示。并按照你需要的順序選擇快照，之后確認(rèn)。5.點(diǎn)擊啟動(dòng)動(dòng)畫(huà)，然后根據(jù)具體動(dòng)畫(huà)效果，自行修改時(shí)域，快照等動(dòng)畫(huà)影響因素，使之達(dá)到較好的動(dòng)畫(huà)效果。6.點(diǎn)擊回放按鈕，彈出設(shè)置框如圖

55、4-18 所示，通過(guò)動(dòng)畫(huà)效果調(diào)整動(dòng)畫(huà)速度，然后單擊“捕獲”按鈕，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)捕獲對(duì)話(huà)框，如圖 4-19，自行修改要輸出動(dòng)畫(huà)的屬性，放置位置等，單擊確認(rèn)，等待生成動(dòng)畫(huà)。第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真23 圖 4-18 回放對(duì)話(huà)框 圖 4-19 捕獲對(duì)話(huà)框當(dāng) Pro/E 用戶(hù)對(duì)話(huà)框顯示動(dòng)畫(huà)的所有幀數(shù)生成完成則說(shuō)明動(dòng)畫(huà)制作成功，根據(jù)之前捕獲對(duì)話(huà)框中所設(shè)置動(dòng)畫(huà)視頻放置的目錄和名稱(chēng)，找到所制作的動(dòng)畫(huà)，單擊播放，選擇相應(yīng)的播放軟件播放即可。至此，動(dòng)畫(huà)仿真完成,裝配爆炸圖如圖 4-20.圖 2-20 裝配爆炸圖4.2.2 機(jī)構(gòu)仿真動(dòng)畫(huà)制作機(jī)構(gòu)仿真動(dòng)畫(huà)制作1在張緊裝置組件的總裝配界面，單擊菜單欄“應(yīng)用程序”“機(jī)構(gòu)

56、”，進(jìn)入機(jī)構(gòu)仿真操作空間，點(diǎn)擊右側(cè)工具欄工具，添加電動(dòng)機(jī)，彈出如圖 4-8 對(duì)話(huà)框，裝配窗口選擇螺桿軸，再單擊彈出的對(duì)話(huà)框“輪廓”選項(xiàng)，進(jìn)入輪廓設(shè)置對(duì)話(huà)框，如圖 4-9.點(diǎn)擊“位置”下拉框，選擇“速度”， “A”框改為 70. 圖 4-8 伺服機(jī)定義對(duì)話(huà)框 圖 5-9 輪廓定義對(duì)話(huà)框第四章 張緊裝置裝配與運(yùn)動(dòng)仿真242.單擊右側(cè)工具欄分析工具，彈出分析工具對(duì)話(huà)框如圖 5-10，根據(jù)自己的需求修改終止時(shí)間，幀數(shù)等數(shù)據(jù)，繼續(xù)點(diǎn)擊對(duì)話(huà)框中的電動(dòng)機(jī)，選擇其下電動(dòng)機(jī)如圖 5-11，然后確定運(yùn)行，就可以看到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來(lái)了。 圖 5-10 分析工具對(duì)話(huà)框 圖 5-11 電動(dòng)機(jī)選擇對(duì)話(huà)框綜上運(yùn)動(dòng)仿真可知，該螺旋裝置的設(shè)計(jì)，符合設(shè)計(jì)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)雙向牽引式雙軌運(yùn)輸機(jī)的張緊，很好的解決了鋼絲繩使用一段時(shí)間后變伸長(zhǎng)松弛的問(wèn)題。第五章 總結(jié)25第五章第五章 總結(jié)總結(jié)5.1 主要工作回顧主要工作回顧以軌道運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送物資為手段的現(xiàn)代化果園農(nóng)業(yè)已成為當(dāng)今山地果園農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)之一。運(yùn)輸機(jī)張緊裝置作為雙向牽引式軌道運(yùn)輸機(jī)的核心部分，越來(lái)越得到重視。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外張緊裝置發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了研究之后，對(duì)現(xiàn)有的張緊裝置進(jìn)行了分析比較，通過(guò)這段時(shí)間的設(shè)計(jì)與工作，總體上完成了以下幾項(xiàng)工作：1.通過(guò)查閱