1876_MD1200型直線坐標(biāo)碼垛機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì),_md1200,直線,坐標(biāo),碼垛,機(jī)械,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 1 頁(yè)1 緒論隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代物流作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要組成部分和工業(yè)化進(jìn)程中最為經(jīng)濟(jì)合理的綜合服務(wù)模式，正在全國(guó)范圍內(nèi)得以迅速發(fā)展。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。近年來(lái)，隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高，越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。碼垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的起重碼垛設(shè)備，是隨著立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專用運(yùn)輸設(shè)備。它能夠把單一的物料碼放到一起，便于運(yùn)輸，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，碼垛機(jī)一直還在智能、多功能方面發(fā)展。如今的供給鏈越來(lái)越復(fù)雜，供應(yīng)速度越來(lái)越快，只有碼垛機(jī)朝向更加智能化方向發(fā)展才能滿足這些碼垛需求，提高碼垛速率，使碼垛機(jī)的能碼垛的商品更多。1.1 碼垛機(jī)的分類碼垛機(jī)一般有很多種，根據(jù)不同的場(chǎng)地和商品的尺寸需要不同的碼垛機(jī)常見(jiàn)的有一些幾種：1.1.1 碼垛機(jī)器人碼垛機(jī)器人具有大的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，它有教快的抓取碼垛速度，可以有效的進(jìn)行工作，一般可以應(yīng)用于各種中小型商品的碼垛中，但是由于其自動(dòng)化較高，制造成本較高因此價(jià)格比較高。圖 1-1 碼垛機(jī)器人黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 2 頁(yè)1.1.2 橋式碼垛機(jī)圖 1-2 橋式碼垛機(jī)從圖片可以看出此類碼垛機(jī)屬于大型碼垛機(jī)主要用于大量物品的大量存儲(chǔ)該產(chǎn)品廣泛用于面粉、淀粉、油脂、飼料、煤化工、鹽化工、水泥等行業(yè)，其產(chǎn)品具有安全性能可靠、控制系統(tǒng)操作靈活、故障率低、維修保養(yǎng)方便等特點(diǎn)。1.1.3 直線碼垛機(jī)直 線 碼 垛 機(jī) 一 般 分 為 單 柱 碼 垛 機(jī) 和 雙 柱 碼 垛 機(jī)圖 1-3 單 立 柱 碼 垛 機(jī) 圖 1-4 雙 立 柱 碼 垛 機(jī) 此 類 碼 垛 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 較 為 簡(jiǎn) 單 ， 可 以 滿 足 中 低 產(chǎn) 量 的 需 求 可 以 按 照 要 求 的 編 組 方 式 和層 數(shù) ， 完 成 對(duì) 料 袋 、 箱 體 等 各 種 產(chǎn) 品 的 碼 垛 。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 3 頁(yè)1.2 給定的條件和要求設(shè) 計(jì) MD1200 型 直 線 坐 標(biāo) 碼 垛 機(jī) 的 機(jī) 械 系 統(tǒng) ， MD1200 型 直 線 坐 標(biāo) 碼 垛 機(jī) 用 于 在1200mm ×1000mm 的 托 盤 上 自 動(dòng) 碼 放 長(zhǎng) 方 體 型 物 料 ， 碼 放 的 最 大 高 度 為 2000 mm。 最大 運(yùn) 行 速 度 40 米 /分 鐘 ； 最 大 加 速 度 為 0.5G； 物 料 最 大 重 量 為 50㎏ 。1.3 方案的選取根 據(jù) 給 定 的 要 求 和 條 件 ， 該 類 商 品 為 中 小 型 商 品 ， 而 一 般 的 碼 垛 機(jī) 就 能 滿 足 其 碼垛 要 求 ， 因 此 采 用 直 線 碼 垛 機(jī) ， 雙 立 柱 碼 垛 機(jī) 的 穩(wěn) 定 性 比 單 立 柱 的 要 高 ， 所 以 最 終 采用 雙 立 柱 型 的 直 線 坐 標(biāo) 碼 垛 機(jī) 。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 4 頁(yè)2 設(shè)備概述2.1 結(jié)構(gòu)原理圖 2-1 直線坐標(biāo)碼垛機(jī)示意圖本機(jī)主要有垂直傳動(dòng)系統(tǒng)、水平傳動(dòng)系統(tǒng)、前后傳動(dòng)系統(tǒng)和支持部件組成。最大運(yùn)行速度為 40m/min,物料最大重 50kg。橫向支架可以在垂直傳動(dòng)系統(tǒng)中運(yùn)行，前后向支架可以在橫向支架上水平運(yùn)動(dòng)，抓手支撐板可以在在前后向支架上前后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)抓手抓住一個(gè)物料后，物料通過(guò)水平傳動(dòng)運(yùn)送到托盤前，然后通過(guò)前后傳動(dòng)運(yùn)送到托盤指定的位置擺放，當(dāng)碼垛高度達(dá)到一定高度后，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 5 頁(yè)物料通過(guò)垂直傳動(dòng)系統(tǒng)傳送到一定高度，然后通過(guò)水平傳動(dòng)傳送到推盤前，然后在放到托盤的指定位置。垂直傳動(dòng)系統(tǒng)和水平傳動(dòng)系統(tǒng)都是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶到滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，使得支撐部件在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，前后方向的傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)帶傳動(dòng)。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 6 頁(yè)3 設(shè)計(jì)計(jì)算由于系統(tǒng)需要較好的速度響應(yīng)性能和運(yùn)行性能，因此此碼垛機(jī)選取伺服電機(jī)作為動(dòng)力源。根據(jù)傳動(dòng)的物體重量和加速度算出系統(tǒng)工作功率，然后根據(jù)功率以及傳動(dòng)效率選出所需電機(jī)，本設(shè)備所有的伺服電機(jī)均為北京森創(chuàng)電機(jī)。3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇選擇電動(dòng)機(jī)容量就是合理確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力和起動(dòng)能力三方面因素，但一般情況下電動(dòng)機(jī)容量主要有運(yùn)行發(fā)熱條件而定。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱與工作情況有關(guān)。對(duì)于載荷不變或變化不變，且常溫下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，只要其所需輸出功率不超過(guò)其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)發(fā)熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算，所以電動(dòng)機(jī)的確定如下：工作所需功率:為了便于設(shè)計(jì)三個(gè)電機(jī)采用統(tǒng)一型號(hào)的電機(jī)，故只需計(jì)算所需最大電機(jī)功率即可。已知 G 物=50kg×10N/kg=500N 估算 橫梁 G 橫梁 =200kg×10N/kg=2000N 縱梁 G 縱梁 =150kg×10N/kg=1500N用能量法計(jì)算電機(jī)功率：P=（0.5Mv2+Mgh+μMgh）/t 其中 M=G 物+G 橫梁+G 縱梁 V=40m/min t=v/a a=0.5G H=v2/2a所以計(jì)算得 P=2267w取安全系數(shù) k=1.3 則 Pd=Pk=2947w所以選取北京森創(chuàng)電機(jī)型號(hào)為：120MB300C-001000其技術(shù)參數(shù)為：黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 7 頁(yè)輸出功率/KW：p=3額定轉(zhuǎn)矩 N*m；T=9.5額定轉(zhuǎn)矩 r/min:n=3000電機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑 mm=24額定電流 A=14.48A轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=17.2×10-4kg*m23.2 滾珠絲杠的選擇本設(shè)計(jì)中的滾珠絲杠均選自 THK 直線運(yùn)動(dòng)系列產(chǎn)品。由于上下運(yùn)動(dòng)方向上的絲杠需要提供較大的動(dòng)力，根據(jù)最大速度 40m/min、載荷 4000N、安全系數(shù) 1.3 及行程 2400mm。在 THK 系列產(chǎn)品中選取的絲杠型號(hào)為 BLK 5050D其基本參數(shù)為(mm)：導(dǎo)程 l:50珠徑 Da:7.938標(biāo)準(zhǔn)螺桿的長(zhǎng)度為 3000同理可以選取水平方向運(yùn)動(dòng)絲杠其型號(hào)為 BLK 3232D其基本參數(shù)為(mm)：導(dǎo)程 l:32珠徑 Da:4.736標(biāo)準(zhǔn)螺桿的長(zhǎng)度為 3000選取前后向的絲杠的型號(hào)為 BLK 3620D其基本參數(shù)為(mm)：導(dǎo)程 l:20珠徑 Da:6.350標(biāo)準(zhǔn)螺桿的長(zhǎng)度為 1650黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 8 頁(yè)3.3 導(dǎo)軌的選取導(dǎo)軌作為物料運(yùn)動(dòng)的載體，其主要作用是在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下能使需要運(yùn)動(dòng)的物體在其上面運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中的導(dǎo)軌均選自 THK 系列產(chǎn)品中。選取的垂直方向的導(dǎo)軌其型號(hào)為 HSR 35CA其主要參數(shù)為（mm）導(dǎo)軌寬帶：34導(dǎo)軌高度:29導(dǎo)軌長(zhǎng)度：3000滑塊寬度：100滑塊長(zhǎng)度 L：117滑塊高度：40選取水平方向的導(dǎo)軌其型號(hào)為 HSR 30CA其主要參數(shù)為（mm）導(dǎo)軌寬帶：28導(dǎo)軌高度:26導(dǎo)軌長(zhǎng)度：2040滑塊寬度：90滑塊長(zhǎng)度 L：103滑塊高度：35選取前后方向的導(dǎo)軌其型號(hào)為 HSR 30CA其主要參數(shù)為（mm）導(dǎo)軌寬帶：23導(dǎo)軌高度:22導(dǎo)軌長(zhǎng)度：1600滑塊寬度：70滑塊長(zhǎng)度 L：88滑塊高度：29.5黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 9 頁(yè)3.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的垂直傳動(dòng)系統(tǒng)和水平傳動(dòng)系統(tǒng)中，采用的是聯(lián)軸器傳動(dòng)系統(tǒng)，前后傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式為帶傳動(dòng)。3.4.1 聯(lián)軸器的選取選擇適合的伺服聯(lián)軸器是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要部分，會(huì)很大影響到系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)。基于此原因，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡早地考慮聯(lián)軸器，并把分別把各種聯(lián)軸器的和系統(tǒng)的功能目標(biāo)排列對(duì)照，這樣可以避免在運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常產(chǎn)生的問(wèn)題。我們討論的上述每種聯(lián)軸器都有其各自的特點(diǎn)，使其可適用于各種不同的應(yīng)用中。但是，單一品種的聯(lián)軸器不能適應(yīng)于每種應(yīng)用領(lǐng)域中。這使得目前市場(chǎng)上有各種品種的聯(lián)軸器，給設(shè)計(jì)工程師選擇最適合的聯(lián)軸器使系統(tǒng)表現(xiàn)最優(yōu)化且使用壽命長(zhǎng)。彈性聯(lián)軸器通常由金屬圓棒線切割而成，常用的材質(zhì)有鋁合金、不銹鋼、工程塑料。彈性聯(lián)軸器運(yùn)用平行或螺旋切槽系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)各種偏差和精確傳遞扭矩。彈性聯(lián)軸器通常具備良好的性能而且有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)，在很多步進(jìn)、伺服系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，彈性聯(lián)軸器是首選的產(chǎn)品。一體成型的設(shè)計(jì)使彈性聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)了零間隙地傳遞扭矩和無(wú)須維護(hù)的優(yōu)勢(shì)。彈性聯(lián)軸器主要有以下兩個(gè)基本的系列：螺旋槽型和平行槽型?；瑝K聯(lián)軸器是由兩個(gè)軸套和一個(gè)中心滑塊組成。中心滑塊作為一個(gè)傳遞扭矩元件通常由工程塑料制成，特殊情況下可選擇其它材料，比如金屬材料。中心滑塊通過(guò)兩邊呈90°相對(duì)分布的卡槽和兩側(cè)的軸套聯(lián)接在一起，從而達(dá)到傳遞扭矩的目的。中心滑塊和軸套之間用微小的壓力進(jìn)行吻合，這種壓力能使聯(lián)軸器在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中具有零間隙運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，滑塊可能會(huì)因受到磨損而失去無(wú)反沖的功能，但中心滑塊并不貴，也很容易更換，更換后仍能發(fā)揮其原有的性能?；瑝K聯(lián)軸器常用于一般常用電機(jī)，個(gè)別的場(chǎng)合也可以用來(lái)聯(lián)接伺服電機(jī)，在使用過(guò)程中通過(guò)中心滑塊的滑動(dòng)來(lái)糾正相對(duì)位移。因?yàn)榈挚瓜鄬?duì)位移的是滑塊與軸套之間的摩擦力，因此它們之間的軸承負(fù)荷不會(huì)因?yàn)橄鄬?duì)位移的增加而加大。梅花聯(lián)軸器主要有兩種類型，一種是傳統(tǒng)的直爪型的，另一種是曲面（內(nèi)凹）爪型的零間隙聯(lián)軸器。傳統(tǒng)的直爪型梅花聯(lián)軸器不適合用在精度很高的伺服傳動(dòng)應(yīng)用中。零間隙黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 10 頁(yè)爪型梅花聯(lián)軸器是在直爪型的基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，但不同的是其設(shè)計(jì)能適合伺服系統(tǒng)的應(yīng)用，常用于聯(lián)接伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲桿。曲面是為了減少?gòu)椥悦坊ㄩg隔體的變形和限制高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向心力對(duì)它的影響。零間隙爪型聯(lián)軸器由兩個(gè)金屬軸套（通常采用鋁合金材質(zhì)，也可以提供不銹鋼材質(zhì)）和一個(gè)梅花彈性間隔體結(jié)合而成。梅花彈性間隔體有多個(gè)葉片分支，像滑塊聯(lián)軸器一樣，它也是通過(guò)壓擠來(lái)使梅花彈性間隔體和兩邊的軸套吻合，并以此保證了其零間隙性能。與滑塊聯(lián)軸器不同的是，梅花聯(lián)軸器是通過(guò)壓擠傳動(dòng)的而滑塊聯(lián)軸器是通過(guò)剪力傳動(dòng)的。在使用零間隙爪型聯(lián)軸器時(shí)，使用者一定要注意不能超過(guò)生產(chǎn)商給出的彈性元件的最大承受能力（保證零間隙的前提下），否則梅花彈性間隔體將會(huì)被壓扁變形失去彈性，預(yù)加負(fù)荷消失，導(dǎo)致失去零間隙的性能，還可能在發(fā)生嚴(yán)重的問(wèn)題后使用者才會(huì)發(fā)現(xiàn)。膜片聯(lián)軸器至少由一個(gè)膜片和兩個(gè)軸套組成。膜片被用銷釘緊固在軸套上一般不會(huì)松動(dòng)或引起膜片和軸套之間的反沖。有一些生產(chǎn)商提供兩個(gè)膜片的，也有提供三個(gè)膜片的，中間有一個(gè)或兩個(gè)剛性元件，兩邊再連在軸套上。單膜片聯(lián)軸器和雙膜片聯(lián)軸器的不同之處是處理各種偏差能力的不同，鑒于其需要膜片能復(fù)雜的彎曲，所以單膜片聯(lián)軸器不太適應(yīng)偏心。而雙膜片聯(lián)軸器可以同時(shí)曲向不同的方向，以此來(lái)補(bǔ)償偏心剛性聯(lián)軸器，顧名思義，實(shí)際上是一種扭轉(zhuǎn)剛性的聯(lián)軸器，即使承受負(fù)載時(shí)也無(wú)任何回轉(zhuǎn)間隙，即便是有偏差產(chǎn)生負(fù)荷時(shí)，剛性聯(lián)軸器還是剛性傳遞扭矩。如果系統(tǒng)中有任何偏差，都會(huì)導(dǎo)致軸、軸承或聯(lián)軸器過(guò)早的損壞，也就是說(shuō)其無(wú)法用在高速的環(huán)境下，因?yàn)樗鼰o(wú)法補(bǔ)償由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生高溫而產(chǎn)生的軸間相對(duì)位移。當(dāng)然，如果相對(duì)位移能被成功的控制，在伺服系統(tǒng)應(yīng)用中剛性聯(lián)軸器也能發(fā)揮很出色的性能。尤其是小規(guī)格的剛性聯(lián)軸器具有重量輕，超低慣性和高靈敏度的優(yōu)越性能，且在實(shí)際應(yīng)用中，剛性聯(lián)軸器具有免維護(hù)，超強(qiáng)抗油以及耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中的聯(lián)軸器采用的是 JMI 型金屬膜片聯(lián)軸器上下和橫向運(yùn)動(dòng)方向的聯(lián)軸器其參數(shù)為：軸孔直徑 d1,d2 mm:24 20需用轉(zhuǎn)速 r/min：5000公稱轉(zhuǎn)矩 N*M：63黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 11 頁(yè)3.4.2 帶傳動(dòng)1、計(jì)算功率：查附錄 1 選取工況系數(shù) K1=1.5 K2=0 P=3KWPd=KaP=4.5KW2、選帶型、節(jié)距根據(jù) Pd=4.5KW n1=3000r/min查附錄 2選取 H 型同步帶Pb=12.700mm3、小帶輪齒數(shù)查附錄表 3Zmin=20取 z1=204、小帶輪節(jié)圓直徑 d1d1=Pb×z1/π=80.89mm5、.小帶輪外圓直徑 da1查附錄 4da1=79.48mm6、帶速 vv=πd1n1/60000代入數(shù)據(jù)得v=12.7m/s≤（35～40）m/s符合要求7、傳動(dòng)比黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 12 頁(yè)取 i=1＜10 滿足8、大帶輪齒數(shù)z2=iz1=209、大帶輪節(jié)圓直徑d2=d1=80.89mm10、大帶輪外徑da2=da1=79.48mm11、初定中心距 a00.7（d1+d2）＜a0＜2（d1+d2）代入數(shù)據(jù)得113.25mm＜a0＜323.56mm取 a0=160mm12、初定帶的節(jié)線長(zhǎng)度 Lop 及齒數(shù) ZbLop≈2a0+0.5π（d1+d2）+（d2-d1）2/4a0代入數(shù)據(jù)得 Lop=447mm查附錄 5Lp=469.90mmZb=3713、實(shí)際中心距 a中心距可調(diào)整 a≈a0+0.5（Lp-Lop）代入數(shù)據(jù)得a=176.5mm14、小帶輪嚙合齒數(shù) ZmZm≈1a6d-2z）（代入數(shù)據(jù)得 Zm=1015、帶寬 bs黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 13 頁(yè)bs≥bs014.KzP0dZm=10＞6查表得 bs0=25.4mmKz=1.00代入數(shù)據(jù)得bs=25.1mm選擇帶寬代號(hào)為 100 的 H 型帶bs=25.4mm3.5 軸承的選取軸承是用來(lái)支承軸的，軸與軸承直接接觸的部分稱為軸頸，軸承可以分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承?；瑒?dòng)軸承可以根據(jù)其摩擦狀態(tài)分為非液體摩擦軸承和液體摩擦軸承兩類。當(dāng)軸頸與軸承滑動(dòng)表面間雖有液體油膜存在，但不能完全避免表面凸起部分直接接觸時(shí)，兩滑動(dòng)表面所形成的摩擦稱為非液體摩擦。若兩滑動(dòng)表面完全被潤(rùn)滑油隔開，其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力主要是潤(rùn)滑油內(nèi)部的摩擦?xí)r，稱為液體摩擦?；瑒?dòng)軸承按其工作時(shí)所承受載荷的方向，又分為向心滑動(dòng)軸承（載荷沿半徑方向，指向軸心）和推力滑動(dòng)軸承（載荷沿軸線方向）。由于滑動(dòng)軸承不適用于本設(shè)計(jì)，則本次設(shè)計(jì)采用了滾動(dòng)軸承。常用滾動(dòng)軸承的類型、性能特點(diǎn)及應(yīng)用范圍如以下介紹。（1）單列向心球軸承，其性能特點(diǎn)為：當(dāng)量摩擦系數(shù)最小，高轉(zhuǎn)速時(shí)可用來(lái)承受不大的純軸向負(fù)荷，內(nèi)外圈軸線偏斜量小于或等于 8′～16′。適用于剛性圈套的軸上，常用于小功率電機(jī)、減速機(jī)、運(yùn)輸機(jī)的托輥、滑輪等。（2）雙列向心球面軸承，其性能特點(diǎn)為：不能承受純軸向負(fù)荷，能自動(dòng)調(diào)心、內(nèi)外圈偏斜量小于或等于 1.50～30。適用于多支點(diǎn)軸，剛性小的軸以及難以對(duì)中的軸。（3）單列向心短圓柱滾子軸承，其性能特點(diǎn)為：內(nèi)外圈可以分離，滾子用內(nèi)圈允許少量的軸向移動(dòng)，內(nèi)外圈軸線偏斜量小于或等于 2′～4′。適用于剛性很大，對(duì)中良好的軸，常用于大功率電機(jī)，機(jī)床主軸、車輛軸承箱、人字齒輪減速機(jī)等。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 14 頁(yè)（4）雙列向心球面滾子軸承，其性能特點(diǎn)為：承載能力最大，不能承受純軸向負(fù)荷。能自動(dòng)調(diào)心，內(nèi)外圈軸線偏斜量小于或等于 10～2.50。常用于其它種類軸承不能勝任的重載情況，如軋鋼機(jī)，大功率減速機(jī)、吊車走輪等。（5）滾針軸承，其性能特點(diǎn)為：徑向尺寸最小，徑向承載能力很大，磨擦系數(shù)較大。一般不帶保持架，摩擦系數(shù)大，旋轉(zhuǎn)精度低。適用于徑向負(fù)荷很大而徑向尺寸受限制的地方，如：萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)，活塞銷、連桿銷等。（6）螺旋滾子軸承，其性能特點(diǎn)為：窄鋼帶卷成的空心滾子有彈性，可承受徑向沖擊。內(nèi)外圈軸線偏斜敏感性低，徑向尺寸較小。適用于經(jīng)常受不大的徑向沖擊且轉(zhuǎn)達(dá)速不高的支承。如：運(yùn)輸輥道的輥?zhàn)?，長(zhǎng)傳動(dòng)軸的支承。（7）單列向心推力球軸承，其性能特點(diǎn)為：可承受純軸向負(fù)荷，36000 型用于R＞A，其它兩種用于 A＞R，內(nèi)部游隙可調(diào)，支點(diǎn)距離不宜大；適用于剛性較大跨距不大的軸及須在工作中高速游隙時(shí)，常用于蝸桿減速機(jī)、離心機(jī)動(dòng)、電鉆、空孔機(jī)等。（8）圓錐滾子軸承，其性能特點(diǎn)為：可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷。內(nèi)外圈可分離，游隙可調(diào)，一般成對(duì)使用。磨擦系數(shù)大，內(nèi)外圈軸線偏斜小于或等于 2′。適用于剛性較大的軸，應(yīng)用很廣，如：減速機(jī)、車輪軸、軋鋼機(jī)、起重機(jī)、破碎機(jī)、機(jī)床主軸等。（9）推力球軸承，其性能特點(diǎn)為：只能承受軸向載荷，高速時(shí)離心力大，鋼球與保持架磨損，發(fā)熱嚴(yán)重，壽命降低，極限轉(zhuǎn)速較低。工作時(shí)軸線必須與軸承底座底面垂直，保證鋼球載荷均勻分配。常用于起重機(jī)，吊鉤、蝸桿軸、錐齒輪軸、機(jī)床主軸等。（10） 角接觸球軸承，其性能特點(diǎn)為：可以同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可以用來(lái)承受純軸向載荷。工作中允許內(nèi)外圈軸向偏斜量 8’---16’,大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。垂直方向所選軸承為 6307 型深溝球軸承，水平方向所選軸承為 6305 型深溝球軸承。因?yàn)樯顪锨蜉S承能承受一定的雙向軸向載荷。所選軸承為深溝球軸承軸承，型號(hào)為6307，d=35mm，D=80mm， =145Kn， =218Kn， e=0.42.rCr0軸承的校核黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 15 頁(yè)確定徑向載荷系數(shù) X，軸向載荷系數(shù) Y：因?yàn)檩S向載荷 Fa=0，則 =0e P=0.67Fr+Y2Fa 故 P=Fr對(duì)軸承 1：Fr=4872N P=Fr=4872N對(duì)軸承 2：Fr=2617N P=Fr=2617N計(jì)算軸承壽命： 由 P352 表 17-6、17-7 查得 =1.0， =1.2，ε=10/3fTp= = =1.3× hLh??????PfpTn601C?87601???????492.503160假設(shè)每天工作 8 小時(shí)，一年工作 300 天，設(shè)備使用 10 年，則 8×300×10=24000h,可見(jiàn)該軸承完全符合要求。3.6 潤(rùn)滑和密封 潤(rùn)滑劑主要有固體潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑脂，液體潤(rùn)滑劑和氣體潤(rùn)滑劑等四類。潤(rùn)滑油的粘度是選擇潤(rùn)滑油的重要指標(biāo)之一。參考《機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊(cè)》下冊(cè)，選用液體潤(rùn)滑劑中的水或經(jīng)處理的液體，因?yàn)樗饕獞?yīng)用于防止油污染、如紡織、食品、藥品等機(jī)械。因?yàn)槭菨?rùn)滑油所以采用油杯潤(rùn)滑。系數(shù) K=v ，pv10式中 v-軸承圓周轉(zhuǎn)速，p-軸承的平均壓強(qiáng)。因此選擇針閥油杯潤(rùn)滑。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 16 頁(yè)根據(jù)軸承的高速旋轉(zhuǎn)，選擇膠密封，靠膠的浸潤(rùn)性，填充密封面的凸凹不平之處，固化后能起良好的密封作用，膠密封牢靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，耐壓性好，對(duì)表面加工精度要求底，成本高，但耐溫條件差。在安裝時(shí)兩油封之間要加滿潤(rùn)滑脂，以免與軸發(fā)生干磨擦。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 17 頁(yè)4 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì)主要要保證剛度、強(qiáng)度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評(píng)定大多數(shù)機(jī)架工作能力的主要準(zhǔn)則；強(qiáng)度是定重載機(jī)架工作性能的基本準(zhǔn)則，機(jī)架的強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來(lái)校核其靜強(qiáng)度，有時(shí)還要校核其疲勞強(qiáng)度。機(jī)架的強(qiáng)度和剛度都 需要從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面來(lái)考慮。動(dòng)剛度是衡量機(jī)架抗振能力的指標(biāo)，而提高機(jī)架的抗振性能應(yīng)從提高機(jī)架的構(gòu)件的靜剛度方面入手，合理設(shè)計(jì)機(jī)架構(gòu)件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證機(jī)架正常工作的基本條件，必須注意。機(jī)架設(shè)計(jì)的一般要求：在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，機(jī)架的重量應(yīng)要求輕、成本低；抗振性好；由于內(nèi)應(yīng)力及溫度變化引起的結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力最??；結(jié)構(gòu)力求便于安裝與調(diào)整，方便修理和更換零部件；初步確定機(jī)架的形狀和尺寸，機(jī)架的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，取決于安裝在它們內(nèi)部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時(shí)也取決于工藝、所承受的載荷、運(yùn)動(dòng)等情況。機(jī)架材料的選用主要根據(jù)機(jī)架的使用要求，多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用最廣。本設(shè)計(jì)中的機(jī)架主體為一箱體，它是有許多塊鐵片焊接在立柱上，然后在立柱外面覆蓋一層貼片，使得箱體既穩(wěn)固而又節(jié)省材料，減輕箱體重量。前后方向的支撐是 3 根肋板焊在前后向的板上使得該板能夠經(jīng)受起一定的彎曲扭矩。箱體的下方用地腳螺釘使得其與地相連。4.1 設(shè)備安裝1、安裝設(shè)備時(shí)保證各設(shè)備處于水平位置，地腳連接牢固 2、安裝導(dǎo)軌時(shí)必須保證兩導(dǎo)軌的平行3、安裝絲杠時(shí)保證絲杠能在軸承上可以順暢的轉(zhuǎn)動(dòng)4、從前處理控制柜將動(dòng)力線接至各電機(jī)，檢查設(shè)備上無(wú)任何異物，點(diǎn)動(dòng)各電機(jī)，試運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 18 頁(yè)5、設(shè)備如因故障檢修，一定要確保設(shè)備完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能進(jìn)行，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中切不可將手和工具伸入任何傳動(dòng)部件，以免造成人身設(shè)備損壞，遇到緊急情況要立即按下緊急按鈕。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 19 頁(yè)結(jié)論經(jīng)過(guò)將近一個(gè)學(xué)期地調(diào)研、查閱資料、定方案、計(jì)算、設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)和帶領(lǐng)下我們終于完成了設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，回想起這幾個(gè)月來(lái)自己所做的一切，結(jié)果不是這僅僅幾張圖紙所能代替的，我認(rèn)為所學(xué)到的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這幾張圖紙所反映的內(nèi)容，比如說(shuō)，自己在設(shè)計(jì)過(guò)程中所接觸到的相關(guān)知識(shí)并不能夠完全反映出來(lái)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中真正的體會(huì)到了作為一名設(shè)計(jì)者的偉大。所以，碰到問(wèn)題時(shí)要努力去弄明白，這也是復(fù)習(xí)幾年來(lái)自己專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。從開始的實(shí)習(xí)和調(diào)研到最后的計(jì)算和出圖，其中的每一步都是至關(guān)重要的，它們是設(shè)計(jì)的一個(gè)首要條件，缺一不可?？赡苁窃趧傞_始的時(shí)候沒(méi)有能夠認(rèn)識(shí)到這些過(guò)程的重要性，只是了了而過(guò)，事后僅僅憑借自己的腦子來(lái)回憶當(dāng)時(shí)所看到的是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以說(shuō)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給以后的工作打下了很好的基礎(chǔ)，這也是大學(xué)到社會(huì)的一個(gè)過(guò)渡，相信留下的這些教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)會(huì)指導(dǎo)我今后的工作怎樣才能做的更好。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 20 頁(yè)致 謝通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使對(duì)以前所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一次系統(tǒng)而全面的鞏固和復(fù)習(xí)。在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我遇到了許多的困難。在學(xué)校各個(gè)部門及老師同學(xué)的幫助下我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，因此我真誠(chéng)的向那些給我?guī)椭椭笇?dǎo)的部門和個(gè)人致意我的謝意。在這次設(shè)計(jì)中薛東彬老師給予了我很大的幫助，給了我許多的意見(jiàn)和建議，在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我無(wú)私的指導(dǎo)。他們平易近人的教學(xué)態(tài)度讓我們學(xué)會(huì)了謙虛待人，他們是我們學(xué)習(xí)的榜樣，是我們的良師益友，在此，我向薛老師表達(dá)我最真摯的謝意。其次還要感謝我的各位同學(xué)們，他們?cè)谖也粫?huì)的時(shí)候給予熱情的幫助，使的我的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成，同意祝福即將分開的同學(xué)們，未來(lái)能在自己的努力下?lián)碛幸黄约旱奶炜?。最后學(xué)校和學(xué)院,為我們能較好進(jìn)行設(shè)計(jì)的大力支持，為我們能順利進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了條件。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 21 頁(yè)參考資料[1] 羅煜.本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)：黃河科技學(xué)院.2008[2] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991[3] 北京鋼鐵學(xué)院.機(jī)械零件. 北京：人民教育出版社，1990[4] 董慶華.機(jī)械零件. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，P187 [5] 劉鴻文.材料力學(xué). 北京：人民教育出版社，1990 [6] 鄒宜候.機(jī)械制圖（第四版）.北京：清華大學(xué)出版社，2001，20～88[7] 鄧文英. 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Copenhagen,1999,9.黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 22 頁(yè)附錄 1黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 23 頁(yè)附錄 2黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 24 頁(yè)附錄 3黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 25 頁(yè)附錄 4黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書 第 26 頁(yè)附錄 5梯形齒同步帶規(guī)格.型號(hào)、尺寸表 H 型（ 節(jié)距=12.7MM)規(guī)格 節(jié)線長(zhǎng) 齒數(shù) 規(guī)格 節(jié)線長(zhǎng) 齒數(shù) 規(guī)格 節(jié)線長(zhǎng) 齒數(shù)185 H 469.90 37 430 H 1092.20 86 740 H 1879.60 148200 H 508.00 40 440 H 1117.60 88 750 H 1905.00 150220 H 558.80 44 445 H 1130.30 89 770 H 1955.80 154230 H 584.20 46 450 H 1143.00 90 800 H 2032.00 160240 H 609.60 48 460 H 1168.40 92 810 H 2032.00 162250 H 635.00 50 465 H 1181.10 93 830 H 2108.20 166255 H 647.70 51 480 H 1219.20 96 840 H 2133.60 168260 H 660.40 52 490 H 1244.60 98 850 H 2159.00 170270 H 685.80 54 500 H 1270.00 100 880 H 2235.20 176280 H 711.20 56 510 H 1295.40 102 900 H 2286.00 180285 H 723.90 57 515 H 1308.10 103 950 H 2413.00 190290 H 736.60 58 520 H 1320.80 104 960 H 2438.40 192300 H 762.00 60 525 H 1333.50 105 980 H 2489.20 196310 H 787.40 62 530 H 1346.20 106 1000 H 2540.00 200315 H 800.10 63 540 H 1371.60 108 1020 H 2590.80 204320 H 812.80 64 550 H 1397.00 110 1050 H 2667.00 210330 H 838.20 66 560 H 1422.40 112 1070 H 2717.80 214340 H 863.60 68 570 H 1447.80 114 1100 H 2794.00 220345 H 876.30 69 580 H 1473.20 116 1120 H 2844.80 224350 H 889.00 70 590 H 1498.60 118 1130 H 2870.20 226360 H 914.40 72 600 H 1524.00 120 1140 H 2895.60 228370 H 939.80 74 630 H 1600.20 126 1150 H 2921.00 230375 H 952.50 75 640 H 1625.60 128 1180 H 2997.20 236380 H 965.50 76 650 H 1651.00 130 1200 H 3048.00 240390 H 990.60 78 660 H 1676.40 132 1250 H 3175.00 250395 H 1003.30 79 680 H 1727.20 136 1350 H 3429.00 270400 H 1016.00 80 700 H 1778.00 140 1400 H 2556.00 280