畢業(yè)設計（論文）-斗式提升機結構設計論文

畢業(yè)設計題目斗式提升機畢業(yè)設計學生姓名學號系部專業(yè)班級指導教師二〇一五年X月摘要著機械運輸行業(yè)的快速發(fā)展，提升機對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重要的作用，提升機的應用很為廣泛，在各行業(yè)都有所應用，主要應用在建筑，機械，礦山領域，還應用于糧油“食品”化工”水泥制造等行業(yè)，它是一種垂直或大傾角傾斜向上輸送粉狀"粒狀或小塊狀物料的連續(xù)輸送機械，由牽引帶圍繞著頭和底輪做循環(huán)運動，從而將其上部固定的畚斗內(nèi)的物料由下提升至機頭。本設計主要對NSE600斗式提升機的方案確定以及結構設計。本文設計的提升機包括驅(qū)動裝置、殼體結構、張緊裝置和提升料斗等組成。首先本文對提升機的方案和型號的確認，然后對整個提升機的關鍵不僅進行設計計算，利用有限元分析發(fā)對主動軸進行校核分析，最后利用三維SOLIDWORKS完成提升機的三維建模，并導出二維工程圖。關鍵詞：提升機，張緊機構，驅(qū)動裝置，三維建模，有限元全套圖紙加V信153893706或扣3346389411

AbstractWiththerapiddevelopmentofcityeconomyandimprovethepeople'slivingstandard,cityresidentshealthconsciousnessgraduallystrengthens,fitnesshasbecomeanimportantpartofpeople'sdailylife.Emergenceoffitnessespeciallyindoorfitnessequipmenttoremainwithindoorscanalsoexercisetherole.Inthispaper,thedesignoffitnessequipmentincludingthewholeframestructure,thebacklegexercisetraininginstitutions,traininginstitutionsandchestexpansionmechanism.Firstofallthispaperconfirmoffitnessequipment,3Dmodelingand3DSOLIDWORKSfitnessequipment,andtheoutputofengineeringdrawing,finallytheuseofSOLIDWORKStocarryonthemovementsimulationof3Dequipment.Keywords:fitnessequipment,motionsimulation,3Dmodeling

目錄TOC\o"1-3"\h\u2547摘要 第一章引言1.1課題研究的目的及意義提升機具有輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長等顯著優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中被大量使用。提升機的種類雖多，但是工作原理卻比較相似，多數(shù)都是以動力驅(qū)動牽引裝置，功率較大、提升能力較強的大型機械設備。隨著工業(yè)的發(fā)展，輸送機產(chǎn)品也得到了逐步的完善。NSE系列高效平板鏈式提升機是在總結國內(nèi)現(xiàn)有各種提升機的使用經(jīng)驗的基礎上吸收世界發(fā)達國家的先進技術，結合國內(nèi)生產(chǎn)使用實際情況研制開發(fā)的產(chǎn)品。其特點有如下：1、輸送能力大。該系列提升機具有NE15～NE800多種規(guī)格。提升量范圍為15～800m3/h。2、提升范圍廣。這類斗式提升機對物料的種類、特性要求少。不僅能提升一般的粉料、小顆粒料，而且可提升磨琢性較大的物料，要求溫度≤200°C。3、驅(qū)動功率小。采取流入式喂料、誘導式卸料，大容量的料斗密集型布置。在物料提升時幾乎無回料和挖料現(xiàn)象，因此無效功率少，比環(huán)鏈提升機節(jié)省功率30％。4、使用壽命長。提升機的喂料采取流入式，無需用斗挖料，材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象，本機的設計保證物料在喂料、提升和卸料中不會撒料，減少了機械磨損，輸送鏈采用板鏈式高強度耐磨鏈條，大大延長了使用壽命。正常使用下，輸送鏈使用壽命超過5年。5、提升高度高。采用板鏈式高強度鏈條，在額定輸送量下提升高度可達60米。6、操作、維修方便，易損件少。7、結構鋼性好，精度高。機殼經(jīng)折邊和中間壓筋，再經(jīng)焊接，剛性好、外觀漂亮。8、運行可靠性好。先進的設計原理，保證了整機運行的可靠性，無故障時間超過了3萬小時。9、機械尺寸小。與同等提升量的其它各種提升機相比，這種提升機的機械尺寸較小。10、使用成本低。由于節(jié)能和維修少，使用成本極低。通過本課題，讓學生在畢業(yè)設計過程中綜合大學所學基礎課程及專業(yè)課程，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和技能去分析和解決一般工程技術問題的能力；進一步培養(yǎng)學生分析問題、創(chuàng)造性地解決實際問題的能力。1.2提升機才國內(nèi)外的現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)的研究現(xiàn)狀我國斗式提升機的設計制造技術是在50年代由前蘇聯(lián)引進的，80年代，幾乎沒有大的發(fā)展。在此期間，雖各行業(yè)就使用中存在的一些問題也作過一些改進，如Z1型和鉤頭鏈式斗式提升機的設計等工作，但大都因為某些原因未能得到推廣。自80年代以后，隨著國家改革開放和經(jīng)濟發(fā)展的需要，一些大型及重點工程項目引—了一定數(shù)量的斗式提升機的頒布JB3926—85及按此要求設計的TD、THHETB系列的斗式提升機相繼問世，是我國斗式提升機技術水平先前邁了一步，但與國際先進水平相比仍存在相當大的差距，尤其是板鏈式斗式提升機存在的差距更大一些。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展運輸機械行業(yè)在引進、吸收、消化了世界各國斗式提升機的最新技術，并結合我國實際情況，使得新材料、新工藝、新產(chǎn)品不斷地出現(xiàn)。例如：由于自動焊接技術的出現(xiàn)，箱形結構的垂直輸送機越來越受到人們的歡迎。由于計算機技術的推廣應用，利用計算機進行輔助設計(CAD)和輔助制造(CAM)，使輸送機的整體布置更趨優(yōu)化，基本零件更加緊湊耐用。由于自控技術和數(shù)顯技術的廣泛普及，使運輸機的控制和安全保護裝置大為改善，保證了作業(yè)的安全性和可靠性?，F(xiàn)在許多企業(yè)能夠批量生產(chǎn)各種類型的輸送機械，不僅滿足了國內(nèi)市場的需求，部分產(chǎn)品還打入了國際市場。1.2.2國外研究現(xiàn)狀提升機具有輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長等顯著優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中被大量使用。提升機的種類雖多，但是工作原理卻比較相似，多數(shù)都是以動力驅(qū)動牽引裝置，功率較大、提升能力較強的大型機械設備。隨著工業(yè)的發(fā)展，輸送機產(chǎn)品也得到了逐步的完善。中國古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機和刮板輸送機的雛形。1880年德國一家公司開發(fā)出由蒸汽驅(qū)動的帶式輸送，之后英國人和德國人又推出了慣性輸送機。1887年美國人制造出了螺旋輸送機。若從輸送機原理的應用上來講，一般都是以鏈條、皮帶等作牽引，以人力、水力等力量驅(qū)動。進入二十世紀以后各種結構的輸送機相繼出現(xiàn)。1905年瑞士人生產(chǎn)出了鋼斗式提升機，美國人魯賓斯在1896年經(jīng)申請成為了斗式提升機的發(fā)明人，現(xiàn)已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的一部分。國外斗式提升機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在以下幾個個方面：一方面是斗式提升機的功能多元化、應用范圍擴大化，如HL系列斗式提升機、GTD系列斗式提升機、GTH系列斗式提升機等各種機型；另一方面是斗式提升機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是高距離、大運量、高提升速等大型斗式提升機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用了斗式提升機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了斗式提升機的運行性能和可靠性。中國斗式提升機產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結構不合理、產(chǎn)業(yè)集中與勞動力密集型產(chǎn)品；技術密集型產(chǎn)品明顯落后與發(fā)達國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。1.3提升機的發(fā)展趨勢縱觀世界各國運輸機的發(fā)展現(xiàn)狀，對今后的動向可歸納如下：1.大型化由于石油、化工、冶煉、制造、食品、啤酒、飲料、煙草、醫(yī)藥、家電等地工程規(guī)模越來越大型化，所以運輸機運輸物品的重量也越來越大，如碼頭的集裝箱專用輸送機的超大型結構件達1000t,目前世界上運輸機重量最大的是3000t的斗式輸送機。2.重視“三化”，逐步采用國際標準所謂“三化”，是指運輸機的標準化、系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設計周期，保證產(chǎn)品制造質(zhì)量，便于管理和提高經(jīng)濟效益。世界上許多國家，不僅重視產(chǎn)品的“三化”工作，而是非常注意采用國家標準。有的國家甚至廢除本國標準直接采用國際標準，其目的是為了促進商品的國際交流。3.實現(xiàn)產(chǎn)品的機電一體化機械產(chǎn)品需要更新?lián)Q代。在當今計算機、自控技術和數(shù)顯技術大發(fā)展的年代里，更新?lián)Q代的重要標志是實現(xiàn)產(chǎn)品的機電一體化。在輸送機械上應用計算機技術，可以提高作業(yè)性能。4.人機工程學的應用輸送機械一般應用在沉重和繁忙的、環(huán)境比較差得場合。為了減少人員的作業(yè)強度，保證持久旺盛的體力和注意力，應該根據(jù)人機工程學的理論，設計導動裝置和人員輔助裝置，改善振動與噪聲的影響，防止廢棄污染，使其符合健康規(guī)范的要求根據(jù)不同的輸送要求、不同的輸送產(chǎn)品，選擇不同的最佳的工藝和運輸設備，以使最少、最合理的投資，獲得最佳的使用效果，使設備發(fā)揮最大的效率。1.4提升機的分類斗式提升機作為一種常用的提升設備，在得到廣泛的應用的同時，根據(jù)不同行業(yè)的要求也有著非常清楚地分類.(一)按照其傳動結構分類：(1).TD系列斗式提升機TD系列斗式提升機是一種國家標準的斗式提升機，該系列斗式提升機和D系列斗式提升機都是采用膠帶傳動來提升物料，兩者沒有本質(zhì)的區(qū)別，D系列斗式提升機產(chǎn)品型號叫老且規(guī)格少。TD列類斗式提升機是在D系列斗式提升機的基礎上經(jīng)過產(chǎn)品改良而來的。其規(guī)格TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D800、D1000等型號，其中D160、D250、D315等型號為普遍采用的型號。(2).TH系列斗式提升機TH系列斗式提升機是一種常用的提升設備，該系列斗式提升機采用鍛造環(huán)鏈作為傳動部件，具有很強的機械強度，主要用于提升粉體和小顆粒及小塊狀物料，區(qū)別于TD系列斗式提升機，其提升量更大、運轉(zhuǎn)效率更高。其常用于較大比重物料的提升。(3).NE系列斗式提升機NE系列斗式提升機是一種新型的斗式提升機，其采用板鏈傳動，區(qū)別于老型號TB系列板鏈斗式提升機，其命名方式采用提升量而非斗寬。如NE150是指提升量為150噸每小時而不是斗寬150。NE系列斗式提升機有著很高的提升效率，根據(jù)提升速度不同還分有NSE型號的高速板鏈斗式提升機。(4).TB系列斗式提升機TB系列斗式提升機是一種老型號的斗式提升機，其傳動部分采用板鏈傳動，現(xiàn)已經(jīng)被相應的NE系列斗式提升機傳品代替。(5).TG系列斗式提升機TG系列斗式提升機是一種加強型膠帶斗式提升機，其區(qū)別于TD系列斗式提升機，TG系列斗式提升機采用鋼絲膠帶作為傳動帶，其具有更強的傳動能力。該系列斗式提升機多被用于糧食的輸送上，又常稱為糧食專用斗式提升機。(6).其它型號斗式提升機常見的斗式提升機還有HL系列斗式提升機、GTD系列斗式提升機、GTH系列斗式提升機等，其均為上型號的不同叫法和演變形式。(二)按牽引件分類：斗式提升機的牽引構件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結構和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大地的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結構比較牢固，自重較輕，適用于提升量較大的提升機，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結構比較簡單，但不適宜輸送磨琢性較大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60C，鋼繩膠帶允許物料溫度達80C，耐熱膠帶允許物料溫度達120C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料溫度可達250C。斗式提升機最廣泛使用的是帶式(TD)，環(huán)鏈式(TH)兩種型式。用于輸送散裝水泥時大多采用深型料斗。如TD型帶式斗式提升機采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于1.5t/m3的粉狀、粒狀物料。TH環(huán)鏈斗式提升機采用混合式或重力式卸料用淺斗。(三)按卸料方式分類：式提升機可分為:離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。1.5課題設計思路參考所有與提升機產(chǎn)品相關數(shù)據(jù)，了解整個提升機的整機系統(tǒng)的組成。2）提升機整機方案的確認。3）提升機整機的設計計算，并對主要零部件進行設計校核。4）提升機整機三維建模。1.6課題設計結構本文以提升機項目作為應用背景，對其機械結構進行了研究。全文共分為五章，各章的主要內(nèi)容如下：第一章前言部分，主要介紹提升機的研究現(xiàn)狀和課題研究的目的及意義；第二章對整個提升機的整機方案進行確認，包括傳動系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)等確認。第三章完成整個提升機的設計計算；第四章對提升機進行三維建模；第五章總結了全文的研究工作，給出了存在的問題和進一步研究的方向。第二章提升機的總體設計方案2.1驅(qū)動方案的確認設備的驅(qū)動方式有液壓式、氣動式、和電動式。下面將三種驅(qū)動方式進行分析比較。2.1.1液壓驅(qū)動設備的驅(qū)動系統(tǒng)采用液壓驅(qū)動，有以下幾個優(yōu)點：(1)液壓容易達到較高的壓力（常用液壓為2.5～6.3MPa），體積較小，可以獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩；(2)液壓系統(tǒng)介質(zhì)的可壓縮性小，工作平穩(wěn)可靠，并可得到較高的位置精度；(3)液壓傳動中，力、速度和方向比較容易實現(xiàn)自動控制；(4)液壓系統(tǒng)采用油液作介質(zhì)，具有防銹性和自潤滑性能，可以提高機械效率，使用壽命長。液壓傳動系統(tǒng)的不足之處是：(1)油液的粘度隨溫度變化而變化，影響工作性能，高溫容易引起燃爆炸等危險；(2)液體的泄漏難于克服，要求液壓元件有較高的精度和質(zhì)量，故造價較高；(3)需要相應的供油系統(tǒng)，尤其是電液伺服系統(tǒng)要求嚴格的濾油裝置，否則引起故障。液壓驅(qū)動方式的輸出力和功率更大，能構成伺服機構，常用于大型設備的驅(qū)動。2.1.2氣壓驅(qū)動與液壓驅(qū)動相比，氣壓驅(qū)動的特點是：(1)壓縮空氣粘度小，容易達到高速；(2)利用工廠集中的空氣壓縮站供氣，不必添加動力設備；(3)空氣介質(zhì)對環(huán)境無污染，使用安全，可直接應用于高溫作業(yè)；(4)氣動元件工作壓力低，故制造要求也比液壓元件低。它的不足之處是：(1)壓縮空氣常用壓力為0.4～0.6MPa，若要獲得較大的力，其結構就要相對增大；(2)空氣壓縮性大，工作平穩(wěn)性差，速度控制困難，要達到準確的位置控制很困難；(3)壓縮空氣的除水問題是一個很重要的問題，處理不當會使鋼類零件生銹，導致設備失靈。此外，排氣還會造成噪聲污染。氣動式驅(qū)動多用于點位控制、抓取、開關控制和順序控制的設備。2.1.3電動機驅(qū)動電動機驅(qū)動可分為普通交、直流電動機驅(qū)動，交、直流伺服電動機驅(qū)動和步進電動機驅(qū)動。普通交、直流電動機驅(qū)動需加減速裝置，輸出力矩大，但控制性能差，慣性大，適用于中型或重型設備。伺服電動機和步進輸出力矩相對小，控制性能好，可實現(xiàn)速度和位置的精確控制，適用于中小型設備。交、直伺服電動機一般用于閉環(huán)控制系統(tǒng)，而步進電動機則主要用于開環(huán)控制系統(tǒng)，一般用于速度和位置精度要求不高的場合。2.1.4驅(qū)動方案的確認通過比較上述三種驅(qū)動方案，本文選用電動機驅(qū)動方案。2.3總體方案擬定因為本提升機的要求是多功能，所以本次設計的提升機采用如圖2-1所示的結構形式：圖2-1提升機原理圖整機包括由料斗和平板鏈條、驅(qū)動裝置、減速器、聯(lián)軸器、上部機殼、上罩、卸料口、上軸裝置、逆止器、中部機殼（標準節(jié)2m和非標節(jié)1～1.5m）及包括帶檢視門的中間節(jié)、下部機殼、進料口、尾軸裝置、張緊裝置等。斗提機加卸載主傳動系統(tǒng)動力從電動機經(jīng)擺線針輪減速機，聯(lián)軸器把電動機傳來的動力經(jīng)由傳動軸輸入滾筒輪軸，由滾筒輪帶動板鏈移動。滾筒輪軸由軸承座固定在機架上。物料由進料口進入斗提機下部機殼內(nèi)，經(jīng)由板鏈上的料斗輸送到上部機殼的出料口，在物料自身重力或離心力（離心力比較小可以忽略）的作用下卸出。第三章提升機整體結構的設計3.1整機設計參數(shù)的擬定本文設計的是NE600型斗式提升機，通過查閱資料，其主要技術參數(shù)如下表3-1所示：圖3-1NE系列斗式提升機技術參數(shù)型

號提升量(平方米/小時)物料最大塊度占百分比%10255075100NE15156550403025NE30326075584740NE50609075584740NE100110130105806555NE150170130105806555NE2002101701351008570NE3003201701351008570NE40038020516512510590NE500470240190145120100NE600600240190145120100NE8008002752201651351103.2電機的計算與選擇電動機的選擇內(nèi)容包括電動機的類型，結構形式，功率，額定轉(zhuǎn)矩等。主要是從功率，轉(zhuǎn)速，適應環(huán)境等場活考慮。具體如下：由《機械運輸設計使用手冊》表14—42。查得NE600(配sh料斗)技術參數(shù)如下所示：料斗容量92L料斗斗距500mm每米長度牽引件重量42.2kg/m料斗的運行速度0.7m/s提升高度=19m本次設計取提升高度為19m，查《機械運輸設計使用手冊》311頁得，提升機的一系列數(shù)據(jù)（如表3-2）：表3-2提升機的技術參數(shù)斗提機的軸距（c）料斗數(shù)提升高度(H)197619輸送能力的計算：（3.1）式中：：輸送能力：料斗容量（L）：軸距（m）:斗運行速度（m/s）填充系數(shù)(由表14-1，取1.2,按75%計算):密度（t/m）取1.2數(shù)據(jù)代入（3.1）得：=3.6=597.4(t/h)表3-3提升機的功率參數(shù)斗寬，mm210320380470600空轉(zhuǎn)功率Pk,KW22233挖取功率Ps,KW（物料粒度）0~1mm0.50.8（物料粒度）0~5mm1.1.8（物料粒度）0~40mm1.62.2由《機械運輸設計使用手冊》14-7式，計算斗式提升機的軸功率公式為：（3.2）式中：:為軸功率（kw）：為挖取功率（kw）查表3-3得，取1.8kw：為空載功率（kw）查表3-3得，取3.0kw其它參數(shù)如前代入（3.2式）得：==40.88（kw）電動機功率：=（3.3）其中：：為電動機的計算功率（kw）：為減速器的效率，取0.96代入數(shù)值：===42.58（kw）電動機型號為Y225M-4,參數(shù)如下（表3-4）表3-4Y225M-4參數(shù)項目功率轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量Y225M-44514505.03003.3減速機的選擇我們選擇與之配套的減速機的型號為NGW82，額度功率為55KW。3.4料斗的參數(shù)確定料斗的提升速度不但影響生產(chǎn)率，還影響卸料，應根據(jù)輸送物料的不同進行選用比。事實上，料斗的提升速度是否恰當，不但影響生產(chǎn)率，同時對卸料影響也較大。實驗證過低，斗式提升機的產(chǎn)量難以提高。并且，料斗中物料所受離心力較小，主要受自身重力的作用間距稍大時，部分物料會從頭部散落到提升筒體內(nèi)，而不能被拋向出料口，影響斗式提升機的生重時甚至會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。當提升速度過高，有料料斗繞上上滾筒時，料斗中物料所受離心力于流散性好的物料，部分會被過早地拋出料斗，與頭部機殼碰撞后散落到筒體中;對于流散性料(如潮濕的粉料)，部分會貼住料斗外側不易拋出造成返料，斗式提升機生產(chǎn)率也會降低。因速度應根據(jù)輸送物料的不同進行選用。實踐證明，輸送干燥、流散性好的物料易倒空，為提高生產(chǎn)率提升速度可選用大一些，一般以2m/s為宜(采用離心式卸料);輸送潮濕、流散性不良的物料，一般提升速度以0.6一0.8m/s用離心一重力式卸料)。(2)應依據(jù)物料特性和提升速度選擇斗型，并控制單位長度的料斗數(shù)量，來保證斗式提升機。料斗容積的變化(即型號不同)會影響斗式提升機的生產(chǎn)率。在提升帶寬度相同的條件下，容積較大。因此，相同型號的斗式提升機采用深料斗時，生產(chǎn)率較高。但斗型的選擇主要依據(jù)和提升速度。一般，深料斗用于輸送干燥、流散性好的物料，淺料斗用于提升潮濕、流散性不;提升速度較低時可用深料斗，提升速度較高時宜用淺料斗，這樣有利于提高斗式提升機的生產(chǎn)單位長度上料斗數(shù)量的多少，也會直接影響斗式提升機的生產(chǎn)率，同時對料斗的充填系數(shù)。從生產(chǎn)率計算公式可以看出，單位長度上料斗數(shù)量越多生產(chǎn)率越高;但另一方面，單位長度量過多，又會降低料斗的充填系數(shù)，使生產(chǎn)率降低。目前大多數(shù)斗式提升機采用提高提升速度、位長度上的料斗數(shù)量，來保證斗式提升機的生產(chǎn)率。通常輸送粉狀、顆粒狀物料，每米長度安裝料斗;輸送塊狀物料，每米長度上安裝3一4個料斗，從實際使用效果來看，這樣的布置是合理的。由于設計NE600，料斗寬度為600mm,由《運輸機械設計手冊》表14—42。可查的料斗的容量16,斗距為500mm.。3.5防逆轉(zhuǎn)裝置在斗式提升機的機頭部裝有防逆轉(zhuǎn)裝置。在斗式提升枧工作中動力突然中斷時，反轉(zhuǎn)對于斗式提升機是很危險的。斗式提升機在提升過程中，其一側是盛滿物料的上行畚斗。另一側是卸完物料的下行空畚斗。動力中斷后，斗式提升機由于重力作用必發(fā)生逆轉(zhuǎn)。物料隨著畚斗的反轉(zhuǎn)被卸到斗式提升機的底部，直至堆滿后卡住畚斗。由于反轉(zhuǎn)是一個加速的運動，而后又被突然卡住，很容易扯掉畚斗，使皮帶損壞，甚至斷裂。另外斗式提升機底部堆滿物料。也使斗式提升機無法啟動。防逆轉(zhuǎn)可采用棘輪機構。3.6主傳動軸的有限元分析首先，對主傳動軸的主體結構進行三維建模。完成三維建模后，再對相應部分進行有限元分析。由于主傳動軸的傳動鏈輪、軸承、軸承座等零件無需單獨進行受力分析，而且如果對主傳動軸整體結構進行靜態(tài)分析，將會產(chǎn)生龐大的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的計算時間將會持續(xù)幾天甚至更多。所以為了使計算更加精確，縮短系統(tǒng)計算時間，我們在這里只對主傳動軸主體進行分析，即直接將主傳動軸主體分離出來單獨進行靜態(tài)分析，以確保系統(tǒng)的強度和穩(wěn)定性。主傳動軸有限元分析的具體步驟如下：3.6.1主傳動軸零件的三維建模利用SOLIDWORKS軟件對主傳動軸零件進行三維模型，這個的具體繪圖過程就不一一詳細描述。得到的三維模型如圖3-1所示。圖3-1主傳動軸模型3.6.2確定材料零件的反應取決于其所構成的材料，程序必須知道零件材料的彈性屬性，通過從材料庫選擇材料來給零件指派材料。由于主傳動軸承受重量大，主傳動軸主體會受到較大的壓力和拉應力，所以主傳動軸材料選擇優(yōu)質(zhì)碳鋼。但在用SolidworksSimulation對主傳動軸進行應力分析時，由于材料庫沒有這一材料，因此選擇近似的材料碳鋼，具體選擇如下圖3-2所示。圖3-2材料選取3.6.3添加夾具在夾具選項卡中，可以定義固定約束。每個約束可以包含多個面。受約束的面在所有方向都受到約束。必須至少約束零件的一個面，以防由于剛性實體運動而導致分析失敗。在對主傳動軸主體進行應力分析前，首先要確定其夾具固定的部分。如圖3-3所示，選擇主傳動軸兩軸承安裝端為固定端，即模擬夾具夾住主傳動軸兩個軸承固定端部分。圖3-3添加夾具3.6.4施加載荷主傳動軸我們設定載荷為單邊料斗全部不滿物料，即為1.2×38×0.09=4.104T=41040N。在載荷選項卡上，可以應用力和壓力載荷至模型的面，可以應用多個力至單個或多個面。由主傳動軸實際工況得出其受力情況見圖3-4所示圖3-4主傳動軸豎直方向施加載荷3.6.5生成網(wǎng)格接下來需對主傳動軸劃分網(wǎng)格。實體模型的網(wǎng)格化由兩個基本階段組成。在第一階段，網(wǎng)格器將節(jié)放置于邊界上，此階段稱為曲面網(wǎng)格化。如果第一個階段成功，網(wǎng)格程序開始第二個階段，將在內(nèi)部生成節(jié)，以四面單元填充體積，并將中側節(jié)放置于邊線上。在實際操作中，我們先要選擇網(wǎng)格的參數(shù)，如圖3-5所示，將網(wǎng)格密度設置為良好。選擇好網(wǎng)格參數(shù)之后，對主傳動軸模型生成定義的網(wǎng)格。圖3-5主傳動軸網(wǎng)格化3.6.6運算求解網(wǎng)格化參數(shù)后點擊運行，軟件開始自動對算例進行計算分析，求解過程如下圖3-6所示。圖3-6運行算例分析當運行結束后，就可以得到主傳動軸模型應力、應變、位移和安全系數(shù)等各項參數(shù)的有限元分析結果。3.6.7分析結果輸出Simulation的結果選項卡中生成的圖解可以生動形象的表現(xiàn)出主傳動軸各部位的應力—應變情況、位移情況及安全系數(shù)情況，如圖3-8所示。結果選項卡的第一個屏幕顯示主傳動軸所有位置的最小安全系數(shù)。標準工程規(guī)則通常要求安全系數(shù)為1.5或更大。對于給定的最小安全系數(shù)，Simulation程序會將可能的安全與非安全區(qū)域分別繪成藍色與紅色。主傳動軸主體部分有限元分析的應力、位移、應變及安全系數(shù)分布云圖如圖3-8至3-11所示。圖3-7輸出結果圖3-9安全系數(shù)圖3-10位移分布圖圖3-11應變分布圖圖3-12應力分布圖由圖3-8可知，主傳動軸在工況載荷下，施加載荷時候的最小安全系數(shù)是77.1，。根據(jù)圖3-12所示，主傳動軸的屈服力大約為335MPA，而所用材料的抗拉強度為490MPA，完全符合設計要求。其它主要結構都采用有限元分析發(fā)分析，這里就不一一介紹。3.7軸承選用1）軸承選型考慮驅(qū)動軸在的較大彎矩作用下會產(chǎn)生彎曲變形，且不易與減速機嚴格保證同心，故選用承載能力大并有自動調(diào)心功能的調(diào)心球軸承軸承24136。其基本參數(shù)如表3-5。2）工作情況分析及壽命計算提升機驅(qū)動軸軸承主要承受徑向載荷，軸向載荷很小并可以忽略中等沖擊。其當量動載荷為：（3.4）式中：——載荷系數(shù)，中等沖擊取1.2~1.8。其壽命為：（3.5）式中：——軸承的壽命指數(shù)，滾子軸承=10/3。故驅(qū)動軸軸承的工作壽命為24362小時。表3-5軸承24136基本參數(shù)基本尺寸/mm額定載荷/kNdDB18025068驅(qū)動鏈輪鍵的設計校核由驅(qū)動鏈輪軸的直徑d為170mm，文獻[2]，由表9-4可知，應取鍵的寬b=45mm，高度h=30mm的普通平鍵，鍵的材料應選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表9-3可知[σc]=110MP，[τ]=90MP，鍵連接工作面的強度校核如下：<（3.6）<（3.7））d—軸的直徑（mm）l—鍵的工作長度，A型（mm），l=L-b(mm)，b為鍵的寬度。3.9聯(lián)軸器的選擇由于彈性柱銷聯(lián)軸器具有一般補償兩軸相對偏移和減振能力，結構簡單，更換彈性元件簡便，允許有軸向竄動，適用的工作溫度為-20°C到+70°C，所以根據(jù)提升機的工作特性，選擇彈性柱銷聯(lián)軸器作為減速器和提升機上部主軸之間的連接設備。由文獻[2]可知應選取的聯(lián)軸器型號為：Y由表11-9可知所選用連軸器的公稱扭矩=3153，許用轉(zhuǎn)速為3450r/min,而本次設計所需的扭矩T=1530,轉(zhuǎn)速為48r/min,故所選的聯(lián)軸器LX5完全滿足要求。下面對聯(lián)軸器與軸連接處的鍵進行設計和強度較核。由軸的直徑d為70mm，查文獻[2]，由表9-4可知，應取鍵的寬度b=20mm，高度h=120mm的普通平鍵，鍵的材料應選45鋼，由于鍵所受載荷性質(zhì)為輕微沖擊，由表9-3可知[σc]=110MP，[τ]=90MP，鍵連接工作面的強度校核如下：<（3.8）<（3.9）T—傳遞的轉(zhuǎn)矩（）d—軸的直徑（mm）l—鍵的工作長度，A型（mm），l=L-b(mm)A—鍵與輪轂的接觸高度，平鍵K=h/2其中b為鍵的寬度。第四章提升機三維造型的設計4.1Solidworks軟件簡介首先我要對Solidworks進行介紹一下，它是一種先進的，智能化的參變量式CAD設計軟件，在業(yè)界被稱為“3D機械設計方案的領先者”，易學易用，界面友好，功能強大，在機械制圖和結構設計領域，掌握和使用Solidworks已經(jīng)成為最基本的技能之一。與傳統(tǒng)的2D機械制圖相比，參變量式CAD設計軟件具有許多優(yōu)越性，是當代機械制圖設計軟件的主流和發(fā)展方向。傳統(tǒng)的CAD設計通常是按照一定的比例關系，從正視，側視，俯視等角度，根據(jù)投影，透視效果逐步繪出所需要的各個單元，然后標注相應尺寸，這就要求制圖和看圖人員都必須具備良好的繪圖和三維空間想象能力。如果標注尺寸發(fā)生變化，幾何圖形的尺寸不會同步變更；如果改變了幾何圖行，其標注尺寸也不會發(fā)生變化，還要重新繪制，標注，因此繪圖工作相當繁重。參變量式CAD設計軟件，是參數(shù)式和變量式的統(tǒng)稱。在繪制完草圖后，可以加入尺寸等數(shù)值限制條件和其他幾何限制條件，讓草圖進入完全定義狀態(tài)，這就是參數(shù)式模式。由于軟件自動加入了關聯(lián)屬性，如果修改了標注尺寸，幾何圖形的尺寸就會同步更新。也可以暫時不充分的限制條件，讓草圖處于欠定義狀態(tài)，這就是變量式操作模態(tài)。美國SolidWorks公司是一家專門從事開發(fā)三維機械設計軟件的高科技公司，公司宗旨是使每位設計工程師都能在自己的微機上使用功能強大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系統(tǒng)，公司主導產(chǎn)品是世界領先水平的SolidWorks軟件。90年代初，國際微機市場發(fā)生了根本性的變化，微機性能大幅提高，而價格一路下滑，微機卓越的性能足以運行三維CAD軟件。為了開發(fā)世界空白的基于微機平臺的三維CAD系統(tǒng)，1993年PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks軟件，引起世界相關領域的一片贊嘆。在SolidWorks軟件的促動下，1998年開始，國內(nèi)、外也陸續(xù)推出了相關軟件；原來運行在UNIX操作系統(tǒng)的工作站CAD軟件，也從1999年開始，將其程序移植到Windows操作系統(tǒng)中。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以原來一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。功能描述Top

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(自下向上)的設計配置管理易用性及對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)格式的支持零部件鏡像裝配特征工程圖eDrawingSolidworks模形由零件，裝配體和工程圖等文件組成，沒有生成零件之前的圖紙稱為草圖。由2D，3D草圖直接生成3D模形和工程圖時，如果修改了草圖的標注尺寸，其3D模形和工程圖會同步更新；相反，如果修改了工程圖的標注尺寸，其3D模形和草圖也會同步更新。軟件使用起來非常方便，大大減少了設計人員的工作量，提高了工作效率。通常，從打開一個零件文件或建立一個新零件文件開始，繪制草圖、生成基體特征、然后在模型上添加更多的特征，生成零件。也可以從其他軟件導入曲面或幾何實體開始，編輯特征，生成零件和裝配體工程圖。這是常用的設計方法，也就是自下而上的設計方法。草圖繪制從零件文件開始，對于一個新的產(chǎn)品設計，要首先建立零件文件。由于零件、裝配體及工程圖的相關性，所以當其中一個視圖改變時，其他兩個視圖也會自動改變。SolidWorks2012允許自定義功能,選擇菜單欄中的“工具”-“選擇”命令,可以顯示.定義”系統(tǒng)選項”和”文件屬性”選項卡.SolidWorks2012可以自動保存工作.自動恢復功能可以自動保存零件,裝配體或工程圖文件的信息,在系統(tǒng)死機時不會丟失數(shù)據(jù).如果設定此選項,則選擇”工具”_”選項”菜單命令.在”系統(tǒng)選項”選項卡上,單擊”備份”選項,選擇”每(n)次更改后,自動恢復信息”復選框,然后設定信息自動保存前應發(fā)生的變更次數(shù).SolidWorks2012具有很強的文件交換功能,可以輸入,輸出數(shù)十種文件格式,可以與AutoCAD，pro/ENGINEER,SolidEdge,CAM等軟件很方便地進行文件交換。SolidWorks2012在草圖繪制模式及工程圖中提供顯示網(wǎng)格線和捕捉網(wǎng)格線功能。可將網(wǎng)格線與模型邊線對齊，還可捕捉到角度。網(wǎng)格線和捕捉功能在SolidWorks2012中不太使用，因為SolidWorks是參變量軟件，尺寸和幾何關系已提供了所需的精度。4.2零件建模4.2.1主傳動軸三維建模的形成在SolidWorks中，主傳動軸的形成比較容易實現(xiàn)，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)抽殼等指令，主傳動軸的三維模型如圖4-1所示。圖4-1主傳動軸三維圖4.2.2下箱體的三維建模形成由于下箱體的三維模型比較復雜，運用了拉伸，切除，圓角，等特征，形成下箱體的三維模型。如圖4-2所示圖4-2下箱體三維圖4.2.3其他零件的三維模型造型另外，SolidWorks里toolbox里包含了各種傳動件，螺栓，螺母，螺釘，軸承等數(shù)據(jù)，可直接調(diào)用輸入自己參數(shù)即可。軸承的建模，從toolbox中選擇軸承，滾動軸承如圖4-3所示圖4-3添加軸承由于物料料斗的三維模型比較復雜，運用了拉伸，，圓角，旋轉(zhuǎn)切除等特征，形成物料料斗的三維模型。如圖4-4所示圖4-4物料料斗的三維建模其它零部件的三維建模這里就不一一描述4.3零件裝配零件設計好了，可以將其在組建模式下通過一定的方式組合在一起，從而造成一個組件或完整產(chǎn)品模型。零件裝配需要在專門的組件設計模式下進行。在SolidWorks2012中，可以按照以下步驟來創(chuàng)建一個組件設計文件：單擊新建按鈕，打開“新建”對話框。在“類型”選項組中選擇“組件”單選按鈕，在“子類型”選項組中尋則“設計”單選按鈕，在“名稱”文本框中輸入組件名稱，清除“使用缺省模板”復選框，然后單擊“確定”按鈕。彈出“新建文件選項”對話框。從“模板”選項組的列表框中選擇“mmns_SLDASM_design”，單擊“確定”按鈕。在組件設計中（裝配設計），主要有兩種主流設計思路，即自底向上設計和自頂而下設計。通俗一點而言，前者是將已設計好的零部件按照一定的裝配方式添加到裝配體中；而后者則是從頂層的產(chǎn)品結構著手，由頂層的產(chǎn)品結構傳遞設計規(guī)范到所有相關子系統(tǒng)，從而有利于高效地對整個設計流程項目進行協(xié)作管理。在組件設計模式下，系統(tǒng)允許采用多種方法將元件添加到組件，包括使用放置定義集（簡稱約束集）和使用元件界面自動放置等。通常元件放置根據(jù)放置定義集而定，這些集合決定了元件與組件的相關方式及位置，這些集既可以是由用戶定義的，也可以是預定義的。用戶定義的約束集含有0個或多個約束；預定義約束集（也叫連接）具有預定義數(shù)目的約束。約束放置是較為常用的裝配方式。在SolidWorks2012元件放置操控板的約束列表框中，提供了多種放置約束的類型選項，包括缺省、固定、曲面上的邊、曲面上的點、直線上的點、相切、坐標系、插入、匹配、對其、和自動。在使用約束放置選項時，需要注意約束放置的一般原則及注意事項。例如，“匹配”約束或“對齊”約束的一組參照的類型要相同（平面對平面、旋轉(zhuǎn)對旋轉(zhuǎn)、點對點、軸對軸）；一次只能添加一個也是，譬如不能使用一個單一的“匹配”約束選項將一個零件上的兩個不同的平面與另一個零件上的兩個不同的平面配對，二必須定義兩個單獨的“匹配”約束；元件的裝配需要定義放置約束集，放置約束集由若干個放置約束構成，用來組合定義元件的放置和方向。裝配通過一個中心線重合，面重合或給定距離來配合圓弧曲面的零件。首先進行部裝，在得到提升機的裝配圖，總裝配圖見下圖4-5，4-6所示：圖4-5提升機三維裝配體圖4-6提升機三維裝配體24.4三維向二維的轉(zhuǎn)換SolidWorks作為一套功能強大的計算機輔助繪圖和設計軟件，可以建立零件的三維實體圖，三維裝配體圖及二維工程圖，且大多數(shù)生產(chǎn)一線的工程技術人員對二維繪圖軟件，如autocad，caxa電子圖版，等更加熟悉，而且二維軟件在繪制，尤其是標注裝配體，零件圖時，具有獨特的優(yōu)勢。所以，充分利用SolidWorks和二維圖之間的轉(zhuǎn)換，把SolidWorks自動生成的工程視圖與二維軟件的標注結合起來，達到“以二維之長補三維之短”的目的。一下是三維建模生成二維工程圖的詳細過程。在SolidWorks中生成二維工程圖。在SolidWorks中的新建模板中，新建一個工程圖模板，打開工程圖工具條，在工程圖工具條中點擊“新建”按鈕，并在作圖區(qū)域中單擊右鍵，“從文件中選擇”，確認要生成工程圖的三維模型，并選擇要形成工程圖的視圖方向；在繪制區(qū)域內(nèi)單擊左鍵，以確定圖形位置，單擊“確定，完成工程圖的繪制，并將其保存為“dwg/dxf”格式的文件。如圖4-7所示圖4-7新建工程選用標準圖紙，或自定義圖紙大小，如圖4-8所示圖4-8選擇圖紙打開需要生成工程圖的零件，并將其拖入此工程圖。左鍵確定位置，繼續(xù)移動鼠標，會顯示鼠標移動方向的視圖。從而確定所需工程圖，如圖4-9所示。圖4-9工程圖創(chuàng)建此外，還可通過上方的工具來分析剖視圖。也可標注此裝配體的零件及其名稱。因此圖還將在CAD中修改，故在此未標注零件序號及名稱。最后得到的二維工程圖如圖4-10所示：圖4-10斗式提升機二維工程第五章結論5.1本論文所取得的結果1、完成了提升機了本體結構方案設計。2、根據(jù)提升機的設計要求完成了提升機整體方案的設計3、最后，運動三維軟件SOLIDWORKS完成整體的三維裝配。4、利用有限元分析法完成對主動軸的強度分析。5.2技術展望此次多功能提升機的設計不僅重溫了過去所學知識，而且學到了很多新的內(nèi)容。相信這次畢業(yè)設計對我今后的工作會有一定的幫助。所以，我很用心的把它完成。在設計中體味艱辛，在艱辛中體味快樂。通過本次設計我可以更加系統(tǒng)的了解多功能提升機方面的知識；能夠加強多功能提升機結構設計能夠加強多功能提升機功能部件的選型和設計計算；能夠加強多功能提升機的方法和理論；能夠檢驗自己能否將四年學習的理論知識轉(zhuǎn)化為實際應用；能夠培養(yǎng)自己自學和與人合作的能力。這次設計不但鍛煉我的思維能力，還鍛煉我的查閱資料獲取有用信息的能力，通過繪制設計圖紙，使我熟練的掌握了CAD和SOLIDWORKS繪圖軟件的使用，我把自己的理論用到實際當中去，在設計過程當中遇到的各種困難，我通過思考和咨詢同學和全老師獲得了多解決問題的方法和方式。畢業(yè)設計的過程是艱辛的，解決問題的過程是快樂的，成長過程是痛苦的，我相信只要我們保持嚴謹?shù)膶W習態(tài)度，我一定能夠成長起來。

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