自動加料電動車設計【自動上料電動車】,自動上料電動車,自動加料電動車設計【自動上料電動車】,自動,加料,電動車,設計 1.如何選用鏈輪的材料？ 答：鏈輪輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，常用材料為中碳鋼，（c35—45鋼）不重要場合用Q235A、Q275A鋼，高速重載時采用合金鋼，低速時大鏈輪可采用鑄鐵，由于小鏈輪的齒合次數(shù)多，小鏈輪的材料應優(yōu)于大鏈輪，并進行熱處理。而我們由場合和速度可知選用45鋼。 2.怎樣選用減速器？ 答：減速器多用來作為原動機與工作機械之間的減速傳動。根據(jù)傳動型式，減速器可分為齒輪、蝸桿和齒輪－蝸桿減速器，根據(jù)形狀不同，可分為圓柱、圓錐和圓錐－圓柱齒輪減速器，根據(jù)傳動級數(shù)，可分為單級和多級減速器。由以上開關(guān)門計算數(shù)據(jù)可知道我門根據(jù)應用場合的不同，以及設計的需要，選用WD122－50－C型為偏心輪開門與關(guān)門減速器，WD表示圓柱蝸桿減速器，即蝸桿在下，蝸輪在上，二者的中心距a=122mm，實際傳動比i=50，采用第五種裝配形式，由小車的行走速度計算可以知道，我們應該把小車的行車應該選用減速器的型號為GZQ250－20－ш－Z。 3.什么是聯(lián)軸器，它主要有幾種形式？ 答：聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸于其它回轉(zhuǎn)體的一種裝置，使它們在傳遞運動和動力過程中而不脫節(jié)。 它主要有機械式，液力式和電磁式三種。 4. 減速器用于什么場合？根據(jù)傳動型式有哪幾種？根據(jù)形狀不同，可分哪幾種 答：減速器多用來作為原動機與工作機械之間的減速傳動。 根據(jù)傳動型式，減速器可分為齒輪、蝸桿和齒輪－蝸桿減速器 根據(jù)形狀不同，可分為圓柱、圓錐和圓錐－圓柱齒輪減速器，根據(jù)傳動級數(shù)，可分為單級和多級減速器。 5. 行程開關(guān)的原理？ 答：行程開關(guān)的原理:行程開關(guān)里有常閉,常開兩個觸頭,我們利用它的常閉、和常開觸頭來對小車的開關(guān)門進行控制,因其開門和關(guān)門時間各為2.1秒,但為了其更好的工作和提高其開門時間準確性,在兩個偏心輪一側(cè)安裝行程開關(guān),當其開門時間為2.1秒時,偏心輪正好碰著行程開關(guān)動作,切斷電源,停止轉(zhuǎn)動,每個偏心輪下一個，而關(guān)門時間動作過程和其開門斷電一樣. 設 計 題目 自動加料電動車 系別 專業(yè) 班級 姓名 學號 指導教師 日期 目 錄 摘要…………………………………………………………………………………2 前言…………………………………………………………………………………3 1電動機選用…………………………………………………………………………4 2開門、關(guān)門軸的傳動計算…………………………………………………………6 2.1帶輪的設計……………………………………………………………………8 3.小車行走的傳動計算及鏈輪的設計計算………………………………………9 3.1主動輪的速度………………………………………………………………10 3.2鏈輪的設計及計算…………………………………………………………12 3.3小鏈輪的尺寸設計…………………………………………………………13 3.4大鏈輪的尺寸設計…………………………………………………………15 4減速器的選用…………………………………………………………………… 16 5軸的選料及校核………………………………………………………………17 5.1減速器軸的設計……………………………………………………………18 5.2驅(qū)動軸選料及校核…………………………………………………………19 5.3用于開關(guān)門的傳動軸………………………………………………………21 6.小車的容積計算…………………………………………………………………26 7.零部件選擇………………………………………………………………………27 8.箱體的設計…………………………………………………………………… …29 結(jié)論……………………………………………………………………30 致謝……………………………………………………………………………31 參考文獻……………………………………………………………………33 摘 要 隨著科學進步的不斷發(fā)展，各行各業(yè)技術(shù)的不斷改進和更新；在化工冶煉行業(yè)，由于勞動強度大，工作環(huán)境差等原因，不得不去為改善其生產(chǎn)工藝和更新生產(chǎn)設備；而去提高勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)量。而鉛冶煉行業(yè)作為一個重金屬冶煉，不僅在保證勞動工人的身體條件，而且也在其不斷提高其機械化程度和改善其工作環(huán)境,減少對人體的危害,減輕工人們的勞動強度,改善個工作環(huán)境,同時也可以提高其勞動生產(chǎn)率。以前所用的爐都是燒結(jié)鍋那樣的，不僅小而且污染大，而現(xiàn)在已經(jīng)不能被接受，更不能滿足其生產(chǎn)需要,為了適應社會要求及變化,更換了更大容量的煉鉛爐,如果還采用原始的人工投料不僅慢，效率低，環(huán)境差，已不能適應其生產(chǎn)。因此我們開發(fā)生產(chǎn)應采用自動,生產(chǎn)率高的自動送料小車,在保證提高生產(chǎn)率提高前提下，我們根據(jù)老師提供的部分資料,我們著手從自動小車所用電動機入手，再從減速器的選配入手,計算出小車的行進速度，開、關(guān)料門的時間；以及軸、輪的轉(zhuǎn)速,并由此來選定驅(qū)動軸所選軸及其鏈輪尺寸,再對其開門關(guān)門軸進行計算得出結(jié)果,選擇合適的帶輪，鏈輪進行轉(zhuǎn)動,控制其開關(guān)門時間,為保證其開關(guān)門準確性我們采用行程開關(guān)來保證時間的精確和動作的準確,并且對小車的行走速度給予保證，利用電磁制動器來使小車在行進中斷電后不會由于慣性繼續(xù)運動。 關(guān)鍵詞： 鏈輪，電磁制動器， 行程開關(guān) 前 言 21世紀是經(jīng)濟騰飛，信息發(fā)達的時代，科技在這個偉大時代里扮演著重要角色。誰能及早把握科技，誰就能引領(lǐng)時代。 時代在變，人也在變。企業(yè)要生存發(fā)展，追求效益，就要敢于改變理念，更新設備。善于科技創(chuàng)新，技術(shù)改進。以前冶煉行業(yè)用的是小煉鉛爐從0.85平方米、1.14平方米再到2平方米、2.26平方米等等。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，小的設備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)生活的需要，因此設計了大規(guī)模的煉鉛爐，5.6平方米，6平方米，7.65平方米，8.65平方米等等。以前小爐都是人工拉小車上料，效率低，也非常辛苦。擴大規(guī)模后就應該采用自動加料，把人從惡劣的環(huán)境中解放出來，減輕工人的勞動強度。 剛開始設計時，不知道從何下手。首先，從電動機的選擇開始，根據(jù)工作環(huán)境和小車行走速度，可以選擇合適的電動機和轉(zhuǎn)速，然后列舉大綱，減速器的選擇，開門、關(guān)門的傳動計算。小車性走的傳動計算和鏈輪的設計、計算。皮帶傳動的設計與計算，小車容積計算，行程開關(guān)的工作原理，然后開始查找資料，濃縮三年所學的知識和經(jīng)驗，廣泛征求意見，經(jīng)過細心的篩選，終成定稿。 本設計的自動上料電動車優(yōu)越性在于：根據(jù)實際需要和設計安排，能在指定位置實現(xiàn)自動開門卸料，實現(xiàn)自鎖。保證安全。 1．電動機選用 電動機已經(jīng)標準化、系列化，應按工作機要求，根據(jù)選擇的傳動方案，選擇電動機類型、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中查出其型號和尺寸。 電動機有交流電動機和直流電動機之分，一般工廠都采用三相交流電，因而采用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型電動機應用最多，因所設計送料小車的場合需經(jīng)常啟動，工作環(huán)境條件差，以及頻繁制動及正反轉(zhuǎn)，則要求電動機轉(zhuǎn)動慣量小，過載能力大。由此我們可知應該選用起重及冶金用三相異步電動機YZ型，同時根據(jù)用戶要求可知道我們選用兩臺電動機應型號Y100L1－4－2.2型N=1430r/min，它表示電動機型號為Y100 L1－4，額定功率為2.2kw，滿載轉(zhuǎn)速為1420 r/min，額定轉(zhuǎn)距合最大轉(zhuǎn)距都為2.2，極數(shù)為4極。載荷平穩(wěn)，對起動無特殊要求，選YR型異步電動機封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380伏。 確定電動機的功率： 工作機所需功率為==X0.85/100K 電動機的工作功率： =/η 電動機到卷筒軸的總功率為： η=ηхηхη=0.96х0.97х0.96=0.693 P=P/η=10.11Kw η=0.96(滾動軸承) η=0.97（齒輪精度為8級） η=0.96（聯(lián)軸器） 查工具書，電動機的額定功率為11Kw 確定電動機的轉(zhuǎn)速： 卷筒機轉(zhuǎn)速為：n=60х0.85х1000/300х3.1415=54.14r/m 傳動比的合理范圍（6—28） N=（6—28）х54.14r/min=373—1738 經(jīng)綜合考慮，減輕電動機的重量及傳動裝置的重量和節(jié)約資金選用電動機型號為Y160M—4，其主要性能如表1.1： 表1.1 電動機型號 額定功率（KW） 電壓（V） 轉(zhuǎn)速（r/min） Y160M—4 11 380 1460 確定傳動裝置的總傳動比和分配各級的傳動比 由選定電動機的轉(zhuǎn)速n和工作機的轉(zhuǎn)速n Ia=nd/nw=1460/54.14=26.96 傳動裝置由二級傳動而成，則總傳動比的分配如下： =х =5.18，=5.2，х=5.18х5.2=26.76 接近26.76在誤差允許的范圍之內(nèi)。 2．開門關(guān)門軸的傳動計算： 由已知條件知道小車開門和關(guān)門時間各為2.1秒 選用的減速器型號為WD122-50-C 根據(jù)場合的需要，我們選定偏心輪的直徑為244mm，偏心輪轉(zhuǎn)完一周需4.2秒，那么1分鐘則為14.2r/min 由選定的圓柱蝸桿減速器得知蝸輪蝸桿傳動比為50：1 由此可知蝸桿的轉(zhuǎn)速為： 蝸桿轉(zhuǎn)速=蝸輪×傳動比i =14.2×50=710r/min 2.1帶輪的設計 帶傳動簡圖 1.小帶輪、 2.V帶、 3.大帶輪 2.1.1確定計算功率PC 由表8.21查得KA=1.3 由式8.12得 PC=KAP=1.3×2.2=2.86KW（根據(jù)《新編機械設計基礎》154頁） 2.1.2選取普通V帶型號 根據(jù)PC=2.86KW n1=1430r/min 由圖8.12選用A型普通V帶 2.1.3確定帶輪基準直徑dd2和dd1 由表8.6和圖8.12選取dd180mm，（根據(jù)高等教育出版社《機械設計礎》113頁） 且dd1=80mm>dmin =75mm大帶輪基準直徑為 dd2=n1/n2dd1=1430/7×80=161.13mm 按表8.3選取標準值dd2=160mm，則實際傳動比，從動輪實際轉(zhuǎn)速為 i=dd2/dd1=160/80=2 n2=n1/i=1430/2=725r/min 從動輪誤差率為 725-710/710×100%=2.1% 在±5%以內(nèi)為允許值,而且傳動間有一定的效率損失 2.1.4驗算帶速V V=πd1n1/60×1000 =π×80×1430/60×1000m/s =5.99m/s 2.1.5確定帶的基準長度Ld和實際中心距a 設計處定中心距a0=310mm 由式8.15得 L0=2a0+π/2(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a =[2×310+π/2（160+80）+（160-80）/4×310 =1002.1mm 由表8.4取基準長度Ld=1000mm（ 由式8.16得實際中心距a為 a≈a0+Ld- L0/2 =310+1000-1002.1/2 =308mm （根據(jù)《新編機械設計基礎》149頁） 檢驗小帶輪包角a 由式8.17得 a1=180°- dd2-dd1/a×57.3° =180°-160-80/308×57.3° =165.11°>120° 2.1.6確定V帶根數(shù)Z 由式8.18得 （出自《新編機械設計基礎》156頁） Z≥Pc/（P0+△P0）KaK1 根據(jù)dd1=80mm n1=1430r/min， 查表8.10得 P0=0.81KW 由式8.11得功率增量為△P0 △P0=Kb n1（1-1/Ki） 由表查得帶長度修正系數(shù)KL=0.89，由圖8.11查包角系數(shù)Ka=0.97 Z=2.86/（0.81+0.177）×0.97×0.89 =3.356根 圓整Z=4根 （出自《新編機械設計基礎》153頁） 2.1.7求拉力F0及帶輪軸上壓力FQ 由表8.6得A型普通V帶每米質(zhì)量q=0.1kg/m,根據(jù)式8.19得單根V帶的初拉力V為： F0 =500Pc/zv（2.5/Ka-1）+qv2 =[500×2.86/4×5.99（2.5/0.97-1）+0.17×（5.99）2]N =63.27N （出自《新編機械設計基礎》157頁） 由式（8.20）可得作用在軸上得壓力FQ為 FQ=2F0Zsina1`/2 =2×63.27×4sin165.11/2N =501.89N （出自《新編機械設計基礎》158頁） 2.1.8設計結(jié)果 選用4根A—1000GB11544—89V帶，中心距a=308mm,帶輪基準直徑dd1=80mm，dd2=160mm 軸上壓力FQ=501.89N 2.1.9帶輪的材料： 帶輪材料常用鑄鐵、鋼、鋁合金或工程塑料，灰鑄鐵應用最廣，當帶速V≤25m/s時采用HT150，當V=25—30m/s時采時，則應采用球墨鑄鐵，鑄鋼或鍛鋼，也可采用鋼板沖壓后焊接帶輪，因此我們根據(jù)條件選用HT150。 用HT200，當V≥25—45m/s 3．小車行走的傳動計算以及鏈輪的設計計算 3.1主動輪的速度 由已知條件小車行走速度33.3m/min,可知 V=πd1n1/60×1000 得： 33.3=3.14×200×n1/1000 n1=53r/min 已知電動機為P=2.2kw, n=1430r/min 選用的減速器為OZQ250—20—Ⅲ—Z型號，因其為單級傳動，實際傳動比為i=20,那么減速器輸出轉(zhuǎn)速為 1430÷20=71.5r/min 3.2鏈輪的設計及計算 鏈輪的齒形與齒輪的齒形相似，但其齒廓不是共軛齒廓，其齒形具有很大的靈活性。鏈輪齒形應具備以下性能：保證鏈節(jié)能平穩(wěn)、自由的嚙入和嚙出；盡量減小鏈節(jié)與鏈輪嚙合時的沖擊和接觸應力；有較大的容納鏈節(jié)距因磨損而增長的能力；便于加工。 　　常用的齒形有：直線-圓弧齒形、兩圓弧齒形。 　　滾子鏈鏈輪的軸面兩側(cè)齒形為圓弧或直線，以利鏈節(jié)的嚙入和嚙出。根據(jù)聯(lián)輪的使用場合和分類，本設計使用滾子鏈鏈輪。 3.2.1選擇鏈輪齒數(shù)Z1，Z2 估計鏈速V=0.5—3m/s， 傳動比i=n1/n2=71.5/53=1.36 根據(jù)表9.5選取小鏈齒輪數(shù)Z1=20，則大鏈齒數(shù)Z2=i×Z1=20×1.36=27.2 圓整得28 （出自《新編機械設計基礎》162頁） 3.2.2確定鏈節(jié)數(shù) 初定中心距a0=15P,由式（9.8）得鏈節(jié)數(shù)LP為 LP=2a0/p+Z1+Z2/2+P(Z2-Z1)2/39.5×a0 =2×15p/10+20+28/2+p(28-20) 2/39.5×15p =54 （出自《新編機械設計基礎》167頁） 取 LP=54 3.2.3根據(jù)功率曲線確定鏈型號 由表9.2查得KA=1，按圖9.8估計鏈工作點在曲線頂點下側(cè)，按表9.3KZ=1，由圖9.9查得KL=0.75（由曲線查得）采用單排鏈， 由表9.4得Km=1 （出自《新編機械設計基礎》164頁，） 鏈傳遞的功率由式（9.5）得 P0≥KAP/KZKLKm =1×2/1×0.75×1 =2.667KW （出自《新編機械設計基礎》170 頁，） 按圖9.8選取鏈號為16A，節(jié)距為 P=25.4mm 3.2.4驗算鏈速： V=Z1Pn1/60×1000 =20×25.4×71.4/60×1000 =0.615m/s V值與估計相等 3.2.5計算實際中心距 設計成可調(diào)整中心距的形式，故不必精確計算中心距，可取 a≈a0=15P=15×25.4=381mm 3.2.6確定潤滑方式。 查圖6-39知采用人工潤滑 （出自《新編機械設計基礎》306頁） 3.2.7鏈輪軸的受力 計算對鏈輪軸的F′=1.25F=1.25×1000P/V =1.25×1000×2/0.6 =4167N 3.2.8鏈輪的設計 查表5.14可知鏈號為16A，滾子外徑d2=15.88mm （出自《新編機械設計基礎》164頁） 3.2.9鏈輪的材料 鏈輪輪齒應有足夠的接觸強度和耐磨性，常用材料為中碳鋼，（c35—45鋼）不重要場合用Q235A、Q275A鋼，高速重載時采用合金鋼，低速時大鏈輪可采用鑄鐵，由于小鏈輪的齒合次數(shù)多，小鏈輪的材料應優(yōu)于大鏈輪，并進行熱處理。而我們由場合和速度可知選用45鋼 3．3小鏈輪的尺寸設計 分度圓直徑dd dd=P/sin180/Z =25.4/sin180/Z=162.37mm 齒頂圓直徑da damax=d+1.25P-dr' =162.37+1.25×25.4-15.88 =178.24mm 　damin=162.37+(1-1.6/20)×25.4-15.88 =151.57mm 齒根圓直徑 dｆ df=d-dr'=162.37-15.88 =146.49mm .4大鏈輪的尺寸設計 3.4.1鏈傳動的特點 　　鏈傳動是在平行軸上的鏈輪之間，以鏈條作為撓性曳引元件來傳遞運動和動 力的一種嚙合傳動如圖。 鏈傳動簡圖 1-小鏈輪 2-鏈條 3-大鏈輪 　　與帶傳動、齒輪傳動相比，鏈傳動的主要優(yōu)缺點是： 　優(yōu)點： 　　沒有彈性滑動和打滑，能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高(封閉式鏈傳動傳動效率=0.95～0.98)；鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所以壓軸力較?。粋鬟f功率大，過載能力強；能在低速重載下較好工作；能適應惡劣環(huán)境如多塵、油污、腐蝕和高強度場合。 缺點： 　　瞬時鏈速和瞬時傳動比不為常數(shù)，工作中有沖擊和噪聲，磨損后易發(fā)生跳齒，不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應用。 鏈傳動的使用范圍是：傳動功率一般為100kW以下，效率在0.92～0.96之間，傳動比i不超過7，傳動速度一般小于15m/s。它廣泛應用于石油、化工、農(nóng)業(yè)、采礦、起重、運輸、紡織等各種機械和動力傳動中 3.4.2鏈傳動的類型 按用途不同，鏈可分為傳動鏈、起重鏈和曳引鏈。傳動鏈主要用于傳遞運動和動力，應用很廣泛。本章只介紹傳動鏈。 傳動鏈又可分為滾子鏈和齒形鏈。齒形鏈比套筒滾子鏈工作平穩(wěn)、噪聲小，承受沖擊載荷能力強，但結(jié)構(gòu)較復雜，成本較高。滾子鏈的應用最為廣泛。 分度圓直徑 d=P/sin180/Z=25.4/sin180/Z=228mm 齒頂圓直徑da damax=d+1.25P-dr'=228+1.25×25.4-15.88=243.87mm damin=d+(1-1.6/28)P- d2=228+(1-1.6/28)×25.4-15.8 =236.07mm 齒根圓直徑 df df=d-d2'=228-15.88=212.12mm 齒寬（單排）bf1=0.95b1 =0.95×15.75 =14.96mm 因P＞12.7 倒角寬 ba=(0.1—0.15)P=0.1×25.4=2.54mm 倒角半徑 rx rx≥P=25.4mm 4．減速器選用 減速器多用來作為原動機與工作機械之間的減速傳動。根據(jù)傳動型式，減速器可分為齒輪、蝸桿和齒輪－蝸桿減速器，根據(jù)形狀不同，可分為圓柱、圓錐和圓錐－圓柱齒輪減速器，根據(jù)傳動級數(shù)，可分為單級和多級減速器。由以上開關(guān)門計算數(shù)據(jù)可知道我門根據(jù)應用場合的不同，以及設計的需要，選用WD122－50－C型為偏心輪開門與關(guān)門減速器，WD表示圓柱蝸桿減速器，即蝸桿在下，蝸輪在上，二者的中心距a=122mm，實際傳動比i=50，采用第五種裝配形式，由小車的行走速度計算可以知道，我們應該把小車的行車應該選用減速器的型號為GZQ250－20－ш－Z，它表示為齒輪中心距a=250mm，實際傳動比為20，采用裝配的形式為第三種。 4.1減速器的技術(shù)要求 對減速器提出的要求，注在“技術(shù)要求”項目內(nèi)，技術(shù)要求寫在裝配圖中的空白處。不同性能的機器(或部件），其技術(shù)要求是不同的。因此，在擬定，某一機器或部件的技術(shù)要求進行前，箱體內(nèi)壁和具體的分析，現(xiàn)將一般減速器的技術(shù)要求列舉如下： 1. 裝配所有鑄件的不加工面上應清除鐵屑和贓物，并涂防銹油漆； 2. 零件在裝配前必須用煤油清洗，配合面洗凈，擦干，涂油后進行裝配； 3. 滾動軸承在裝配前需用汽油清洗，擦干涂油；安裝時嚴禁用手錘直接敲擊，應墊以銅管或軟鐵管，并使力量均勻的分布在套圈上； 4. 軸承裝配完畢后，用手轉(zhuǎn)動應輕快靈活，軸承的軸向游隙應按規(guī)定加以保證； 5. 減速器個剖分面，各接觸面及密封處，均不允許漏油，箱體剖分面允許涂密封膠，但不允許使用其它任何填料； 6. 齒輪裝配后，應檢查其齒側(cè)間隙；跑合后用涂色法檢查齒接觸斑點，檢查結(jié)果應符合齒輪傳動公差的規(guī)定； 7. 按JB1130-70 的規(guī)定進行復核試車，試車合格后，用煤油洗擦零件，用汽油洗凈軸承，按要求進行裝配，減速器內(nèi)應洗凈后調(diào)換干凈的潤滑油，標明潤滑油的牌號，用量及其補充更換時間； 8. 其它要求：如對外觀，包裝，運輸?shù)确矫娴囊蟆? 5．軸的選料及校核 軸是組成機器的重要零件之一，軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件，傳遞轉(zhuǎn)距和運動，根據(jù)軸的承載性質(zhì)不同可將軸分為轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動軸之類。 5.1減速器軸的設計 從前面的設計可知,軸傳動的功率為7.88,轉(zhuǎn)速為187，軸上安裝齒輪為直齒圓柱齒輪，分度圓直徑，輪轂長度為72mm,單向傳動。 5.1.1選擇軸的材料 軸的材料種類很多，選擇時應主要考慮如下因素： 　　①.軸的強度、剛度及耐磨性要求； 　?、?軸的熱處理方法及機加工工藝性的要求； 　?、?軸的材料來源和經(jīng)濟性等。　　 ③軸的常用材料是碳鋼和合金鋼。 　　碳鋼比合金鋼價格低廉，對應力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應用最廣，一般用途的軸，多用含碳量為0.25～0.5%的中碳鋼。尤其是45號鋼，對于不重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。 根據(jù)上述要求，故選用45號鋼正火處理，由表查得 5.1.2計算軸的最小直徑 按紐矩計算最小直徑，對本減速器來說就是伸出端的直徑。 查表得C=115，代入式 dmin=c 得:115× =40.01mm 因軸的伸出端要開一鍵槽,故要軸增大5%,即40.01×1.05=45mm 按標準選取dmin=45mm 5.1.3繪制結(jié)構(gòu)草圖 1軸上需要安裝的零件的未知和定位方式如圖 由于是單級圓拄齒輪減速器，故齒輪應安裝在箱體內(nèi) ，使軸承對稱地安裝在齒輪兩惻，這樣有利于載荷平均分布。 為避免引起載荷集中，軸的外端安裝一連軸器。 齒輪用軸環(huán)和套筒作軸向定位，用平鍵和過盈配合作周向定位。左右端軸承與軸用過渡配合作軸定位，其推薦值有js6、k6、m6、n6、常用采用k6或n6.用軸環(huán)和左邊的軸承蓋對左軸承作軸向定位，用套筒和右邊軸承蓋對右軸承作軸向定位，聯(lián)軸器用平鍵作周向定位，用軸肩作軸向定位 5.1.4確定軸的各段直徑 為考慮軸向固定聯(lián)軸器并便于裝拆軸承，齒輪及強度要求等，則取通過軸承蓋的軸頸為Ф50mm；為使左右端的軸承相同，將左端的軸頸Ф50mm. Ф50mm不于軸承配合處的公差按?7處理，裝齒輪處的直徑為Ф56.2mm,軸環(huán)的直徑為80mm.為避免左軸承不便拆卸或碰壞軸承保持架，將軸環(huán)做成階梯形，基左階梯直徑為50mm.選兩只7210c軸承。外形和基本參數(shù)如表1.2： 表1.2 基本尺寸 額定負荷 轉(zhuǎn)速 質(zhì)量 d D B Cr Cor r/min Kg 50 90 20 32.8 26.8 6300 0.46 5.1.5確定軸的各段長度 輪轂長72mm取軸頭長70mm承的寬為20mm左軸頸長定為20mm.的端面與箱體內(nèi)壁的距離大于18mm.環(huán)的長度為30 mm的長度也取30 mm構(gòu)草圖可看出，跨距L=152 軸頭的長度根據(jù)箱體的結(jié)構(gòu)和聯(lián)軸器的型號選擇 彈簧桿聯(lián)軸器基本參數(shù)和主要尺寸如表1.3： 表1.3 許用扭矩N.m 許用轉(zhuǎn)速 r/min d D D L C 質(zhì)量 Kg mm 430 2600 35--55 139 80 70 1--4 18 軸頭長度取為80mm直徑 45mm 5.2驗算軸的強度 5.2.1軸的受力圖 5.2.2從動軸上的轉(zhuǎn)矩為： T2=9.55×10n2=9.55×10×187=402427N.mm 圓周力為：Ft=d2=2682.8N 徑向力：Fr=Fttan20=2682.8×tan20=976N 由于用直齒圓柱齒輪傳動，軸向力為0. 5.2.3 作水平平面的內(nèi)的彎矩圖 支座反力： Ra=Rb=1342=1341N E點處的彎矩 Me=Ra×2=1341×76=101916N.mm 5.2.4作扭矩圖 扭矩： T=9.55×n2=9.55×10=402.427N.m 5.2.5因單向傳動，扭矩可認為按脈動循環(huán)變化，所應力校正系數(shù)取a=0.58 查表并用插直法得[a-1]f=53.8MPa 危險截面顯然在E處，其當量彎矩為： Meq=M+（At）=101.9+(0.58×402.4=372N.m 確定危險截面的軸徑： 考慮到開鍵槽，故將軸徑增大5%，即40.17×1.05=42.17mm 實際采用的軸徑為60mm，則強度足夠大，滿足需求. 5.3 主動軸 已知軸傳遞的功率為8.472Kw,轉(zhuǎn)速n1=935r/m,齒輪分度圓直徑為60mm, 壓力角a=20齒輪輪轂長為72mm,. 5.3.1 選擇材料 選用45號鋼，經(jīng)正火處理，a=588MPa 5.3.2按扭矩為計算最小直徑，對本減速器來說就是伸出端的直徑。 查表得C=115，代入式 Dmin=115=23.97mm 23.97×1.05=25016mm 標準直徑dmin=26mm 5.3.3確定軸外形，繪制結(jié)構(gòu)草圖。 選擇軸承型號：NU2206，主要尺寸和參數(shù)如表1.4： 表1.4 基本尺寸 額定負荷 轉(zhuǎn)速 質(zhì)量 d D B K.N r/min Kg 30 62 20 27.5 8500 0.29 選擇連軸器： 選用彈簧稈連軸器，其基本參數(shù)和主要尺寸如表1.5： 表1.5 許用扭拒N.m 許用轉(zhuǎn) r/min D D D1 L C 質(zhì)量 mm Kg 143 3100 24-32 94 50 60 1-3 5 根據(jù)從動軸的外行尺寸和相關(guān)設計要求，確定主動軸的外行尺寸如下： 軸頸長；20mm Ф30mm 軸環(huán)長：30mm Ф40mm 套筒長：30mm 軸頭長70mm 直徑：Ф=26mm 安齒輪部分長：72mm, Ф40mm 驗算軸的強度 扭矩：T1=9.55×106=9.55×106×=86532N.mm 圓周力：Ft===2884N 徑向力：Fr= Ft tan20=2884×0.3639=1049N 支座反應力：Ra=Rb==1442N 如圖 E點處的彎矩ME=Ra=1442×=109592N.mm 因單向傳動，扭矩可認為按脈動循環(huán)變化，所以應力校正系數(shù)取。=0.58 查表并用插值法得[]=53.8MPa 危險截面顯然在E處，其扭矩為： T=9.55×106=9.55×106×=86532N.mm 當量彎矩為： M===112N.mm d=mm 考慮到開鍵槽，故將軸徑增大5%，即27.5×1.05=28.875mm而實際取為30mm，強度滿足實際要求，設計合理。 5.4驅(qū)動軸選料及校核 因其工作時要承受一定的轉(zhuǎn)距，因其材料主要采用碳素鋼和合金鋼，根據(jù)其工作需要我們選20Cr，并回火處理，設計長度為1100mm,直徑為50mm. 那么驅(qū)動軸彎距值為： MZmax=21FL/100 =21×850×4167/100 =743809.5n/mm 校核強度為： δe=MZmax/n=743809.5/0.1d3=743809.5/0.1×503=59.5Mpa 查表得13.2[δ-16]=65Mpa 滿足δe≤[δ-16]條件，故設計由足夠強度，并有一定余量。 T=9.55×106×2.3=293846.15N/mm τ=T/WT=11.75Mpa《20Mpa 扭轉(zhuǎn)強度合格，因此說明驅(qū)動軸符合要求，而從動軸因只只隨驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，只承受一定的轉(zhuǎn)矩故不去計算只考慮起材料。 5.5用于開關(guān)門的傳動軸 因其主要用于傳遞轉(zhuǎn)距而承受彎距很小，故不作校核強度計算，只對其選材料，選擇碳素鋼為其材料并進行調(diào)質(zhì)。d=40mm T=9.55×106D/n=9.55×106×2.2/725=28979.3N/m τ=T/WT=22.26Mpa τ≤[τ]其扭轉(zhuǎn)強度合格，故可以使用符合要求。如下圖： 6．小車的容積計算 車體傾斜以上部分高280 ，長1980，寬900 V=長×高×寬=0.28×1.98×0.9=0.49896米3 車體斜體以下部分高950，長1980，寬900 V=長×高×寬=0.95×1.98×0.9/2=0.84698米3 兩者相加為1.345米3 7．零部件選擇 7.1聯(lián)軸器的選用 聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸于其它回轉(zhuǎn)體的一種裝置，使它們在傳遞運動和動力過程中而不脫節(jié)。它主要有機械式，液力式和電磁式三種。機械式聯(lián)軸器是最廣泛的聯(lián)軸器，借助于機械構(gòu)件間機械作用力來傳遞轉(zhuǎn)矩。根據(jù)工作需要我們選擇套筒式聯(lián)軸器，材料為45鋼，直徑為60， 2個用外螺母于軸聯(lián)接，還有一個用于電動機和減速器的聯(lián)結(jié)傳動，材料為45鋼。 7.2螺栓選用 根據(jù)傳動需要我們選用 A級①六角頭螺栓——全螺紋 GB5783——86 M10×20 6個 GB5783——86 M4×20 8個 六角頭螺檔A級GB5782——86 M12×55 24個 GB5782——86 M16×60 12個 7.3軸承及軸 軸承用來支撐軸及軸上的零件，保持軸旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承口之間的摩擦，根據(jù)需要選用 GB/T276——94 規(guī)格6307 2個 軸承選用 GB/T7813——98 SN307 2個 7.4設計中的其它零件 螺母： GB6170——86 M4 8 GB6170——86 M16 2 GB6170——86 M12 24 GB6170——86 M16 12 銷軸 GB880——86——15×60 2個 GB880——86——10×70 2個 開口銷 GB91——86——φ3×50 5個 調(diào)整螺桿 長500mm 半徑為30mm 2個 偏心輪 直徑為244mm 軸端擋板2個 墊圈： 斜墊 ： GB853——88——16 12個 GB853——88——12 8個 彈墊 ： GB93——87——16 12個 GB93——87——12 24個 V帶A型 4根 L=1000 鏈條 GB12431——83 16A-1×54 行程開關(guān) LX19—121 2個 如圖 行程開關(guān):行程開關(guān)里有常閉,常開兩個觸頭,我們利用它的常閉、和常開觸頭來對小車的開關(guān)門進行控制,因其開門和關(guān)門時間各為2.1秒,但為了其更好的工作和提高其開門時間準確性,在兩個偏心輪一側(cè)安裝行程開關(guān),當其開門時間為2.1秒時,偏心輪正好碰著行程開關(guān)動作,切斷電源,停止轉(zhuǎn)動,每個偏心輪下一個，而關(guān)門時間動作過程和其開門斷電一樣. 7.5制動器 電磁制動器TJ2---100 1個 由設計公式得 M=Mt-Mf 單位:N/m Mt負載力矩，此處換算到制動軸上傳動系統(tǒng)慣性力矩（N/m） Mf被換算到制動軸上總摩擦阻力力矩。 Mf=δFN=0.09×40×10=0.036N/m Mt=T T為驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)動力矩 因此選擇TJ2A---200 D=100 H=235 n=6 A=120 G=125 e=85 e=65 E=160 b=35 i=15 m=50 B=30 單位為：mm 由于小車在行走過程中,受電動的驅(qū)動,突然電機斷電的話短時間內(nèi)可能會由于運動受慣性的影響而導致小車繼續(xù)行走,防止小車走過規(guī)定的軌道和達到設計的要求,在驅(qū)動電機的一端裝上TJ2A－100的制動器.制動器為斷電吸合,通電張開,因為當電機不帶電時,制動器能通過兩邊的停止動作,使小車停下,保證達到工作要求,而小車行走時,兩邊則張開,不阻礙小車行走,也就保障了小車的運動. 8．箱體的設計 箱體的壁厚 δ=9.8mm 箱蓋的壁厚 δ=9.8mm 箱座凸緣厚度 b=14.7mm 箱蓋凸緣厚度 =14.7mm 箱座底凸緣厚度 =24.5mm 地腳螺釘直徑 =18.9mm 地腳螺釘數(shù)目 n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 =0.75=14.2 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 =（0.5～0.6）=9.4mm 聯(lián)接螺栓的間距 L=120mm 軸承端蓋螺釘直徑 =（0.4～0.5）=8.5mm 窺視孔蓋螺釘直徑 =（0.3～0.4）=6.6mm 定位銷直徑 =（0.7～0.8）=7.05mm ，，至軸承座端距離 =++（8～12）=50mm 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁的距離 Δ1>1.2δ=12mm 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 Δ2>δ=10mm 箱蓋、箱座肋厚 =0.85δ1=7.225mm m =0.85δ=7.65mm 軸承箱蓋外徑 =1.25D+10=1.25х90+10=122.5mm 軸承端凸緣厚度 t=(1～1.2) =1.1х7.92=8.712mm 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S==122.5mm 結(jié) 論 通過此次的畢業(yè)設計,我從中受益非淺,使自己深深體會到了做一項設計不是想象的那么簡單。自己親自設計了這個小車,從一開始的資料到不斷的需要去圖書館跑找資料，不僅使自己長了知識也使我明白了一些道理。開始做設計不僅運用了我在大學三年所學的東西，而且還運用了我們從未接觸過的東西,如行程開關(guān),電磁制動器等。這次設計不僅運用了我們所學的各門科目有機械設計基礎,機械制圖,Auto CAD,還用到了連我自己都沒有想到的工程力學及金屬工藝等,在學習時都認真的學習和很好的掌握了，如果不是那樣真不知道該怎么去完成。完成此次設計使我明白,設計一樣東西并不是單一的依靠一門學科,某種東西,它可能需要多方面的東西，是通過各個方面的知識積累以及動手實踐做出來,而絕非憑空想出來的,它是實實在在不摻一點水兒的,只有自己掌握了各方面的知識才能更好的去制造去設計,使我更加明白不論做什么都要認真,一點一滴去積累,踏踏實實去做才能慢慢走向成功. 致 謝 "功夫不負有心人",經(jīng)過兩周緊張而又忙碌的搜集整理和兩周的精心設計，整整3個月的時間總算沒有白費，我們的畢業(yè)設計作品終于有所成效了。 此次畢業(yè)設計的順利完成,我要大力感謝我們的指導老師XXX老師, X老師從一開始耐心細致的講解,以及給我們提供一些相關(guān)的材料,我們在此表示大力的感謝。可以說,沒有X老師這位負責的指導老師,我們的畢業(yè)設計也不可能這樣順利的完成, X老師不僅從一開始就非常關(guān)注我們的設計,而且在她很忙的情況下還幫我們指導,我們對此衷心的感謝!同時還要感謝三年當中對我進行教育的各位老師,沒有他們的培養(yǎng)也不可能有今天的我們。通過三年課程的認真學習，使我們在此基礎上利用所學東西順利進行并完成了設計。 為此，再次感謝我們的指導老師在百忙之中給予我們作品的悉心指點與幫助。感謝她為我們指點迷律、出謀劃策。同時，也感謝我們的這組的成員在這次設計中給予我的幫助！謝謝！ 參考文獻 [1]．新編機械設計師手冊（上冊） 徐 明 主編 機械工業(yè)出版社 [2].機械零部件手冊造型設計指導 余夢生 吳宗澤 主編 機械工業(yè)出版社 [3]．機械設計基礎 陳立德 主編 高等教育出版社 [4].機械設計基礎課程設計指導書 陳立德 主編 牛玉麗 副編 高等教育出版社 [5].機械設計通用手冊 張展 主編 中國勞動出版社 [6].機械原理及機械零件 楊黎明 主編 高等教育出版社 [7].工程力學 徐廣民 主編 中國鐵道出版社 [8].《新編機械設計基礎》 岳優(yōu)蘭 主編 高等教育出版社 33