題名:銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)
題名來源:
本課題來源于企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，企業(yè)為漢斯格雅衛(wèi)?。ㄉ虾＃┯邢薰?，該公司
生產(chǎn)龍頭、花灑等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的材料為貴金屬銅，機(jī)械加工主要由數(shù)控機(jī)
床完成，數(shù)控加工中會產(chǎn)生大量的銅屑，這些銅屑通過過濾網(wǎng)過濾后排出到銅
屑回收桶中，桶中不可避免的會有殘留的切削液，回收公司回收銅屑的時候要
求銅屑干燥無液體成分，所以必須通過離心機(jī)甩干。每個銅屑回收桶裝滿2/3
銅屑的時候重量約為180公斤，需要兩個工人搬到離心機(jī)中，甩干后仍需人工
搬運(yùn)、傾倒到回收袋中，這樣在整個過程中工人可能危險，以前就發(fā)生過砸傷、
扭傷等工傷事故，企業(yè)為保護(hù)工人，決定設(shè)計(jì)銅屑回收桶搬運(yùn)裝置。
主要技術(shù)指標(biāo)（或主要論點(diǎn)）
（1）回收桶高0.5米，上端直徑0.9米，凸緣長度25毫米
（2）離心機(jī)高度1.1米；
（3）回收袋高度1.5米；銅屑產(chǎn)生速度1桶/3天；
（4）企業(yè)三班倒，每年工作天數(shù)不少于350天；
要求：1、設(shè)計(jì)設(shè)備的三維（二維）裝配圖及零件加工圖，總量合起來不少于3張A0圖紙（A0，A1，A2，A3圖紙總量合起來3張A0圖）；
2.寫15000左右字的論文。
3.修改下三維圖
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名： 學(xué) 號：
所在學(xué)院：
專 業(yè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
摘 要
本次設(shè)計(jì)是銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)。本課題來源于企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，企業(yè)為漢斯格雅衛(wèi)?。ㄉ虾＃┯邢薰?，該公司生產(chǎn)龍頭、花灑等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的材料為貴金屬銅，機(jī)械加工主要由數(shù)控機(jī)床完成，數(shù)控加工中會產(chǎn)生大量的銅屑，這些銅屑通過過濾網(wǎng)過濾后排出到銅屑回收桶中，桶中不可避免的會有殘留的切削液，回收公司回收銅屑的時候要
求銅屑干燥無液體成分，所以必須通過離心機(jī)甩干。每個銅屑回收桶裝滿2/3
銅屑的時候重量約為180公斤，需要兩個工人搬到離心機(jī)中，甩干后仍需人工
搬運(yùn)、傾倒到回收袋中，這樣在整個過程中工人可能危險，以前就發(fā)生過砸傷、
扭傷等工傷事故，企業(yè)為保護(hù)工人，決定設(shè)計(jì)銅屑回收桶搬運(yùn)裝置。
在這里主要包括:傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、升降機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對設(shè)計(jì)工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行一般機(jī)械的設(shè)計(jì)創(chuàng)造了一定條件。
本論文研究內(nèi)容：
(1) 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(2) 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置工作性能分析。
(3)電動機(jī)的選擇。
(4) 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的傳動系統(tǒng)、執(zhí)行部件設(shè)計(jì)。
(5)對設(shè)計(jì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算分析和校核。
(6)繪制整機(jī)裝配圖及重要部件裝配圖和設(shè)計(jì)零件的零件圖。
關(guān)鍵詞：銅屑回收桶搬運(yùn)裝置，電機(jī)，銅屑回收
29
Abstract
This design is the design of the copper scrap recycling bin carrying device.. This topic comes in the site of production of enterprises, enterprise Hansgrohe sanitary ware (Shanghai) Co., Ltd., the company production of faucets, showers and other products. These products materials for precious metals copper, mechanical processing is mainly completed by CNC machine tools, CNC machining will produce large amounts of copper scrap, these copper scrap after the filter is discharged to the copper scrap recycling bins, inevitable in the bucket residue cutting fluid, recycling company recycling copper scrap to
Copper scrap dry without liquid composition, so it must be dried by centrifuge. Each copper scrap recycling bin filled with 2/3
The weight of the copper scrap is about 180 kilograms, two workers need to move to the centrifuge, after drying still need artificial
Handling, poured into the recycle bag, so that workers in the whole process may be dangerous, it's happened before injured,
The injury accident, the enterprise protects the worker, the decision designs copper scrap recycling bucket transportation equipment.
The main design of the system includes the design of the transmission system, the design of the lifting mechanism and the design of the rotary mechanism.. The graduation design of the basic skills of the design of the training, improve the ability to analyze and solve engineering problems, and for the design of general machinery to create a certain condition.
Research content of this thesis:
(1) the overall structure design of the copper scrap recycling barrel.
(2) analysis of the performance of the copper scrap recycling barrel.
(3) motor selection.
(4) the design of the transmission system and the execution parts of the recycling barrel of the copper scrap recycling bin.
(5) design and calculation of the design parts for calculation and verification.
(6) drawing the assembly drawings and important parts of the assembly drawings and parts drawings of the design parts.
Key words: copper scrap recycling, motor, copper scrap recycling
目錄
摘 要 II
Abstract III
1 緒論 1
1.1 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置選題背景 1
1.2 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置課題的意義 1
1.3 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置研究現(xiàn)狀及工作原理 1
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題 2
2 總體方案設(shè)計(jì) 3
2.1 設(shè)計(jì)方案選型與分析 3
2.2 方案的確定 3
3 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的參數(shù)計(jì)算 4
3.1驅(qū)動電機(jī)的選型 4
3.1 鋼絲繩的特性及種類 8
3.2 鋼絲繩的選擇 10
3.3延長鋼絲繩使用壽命的途徑 14
3.4 鋼絲繩末端的聯(lián)接方法 14
4 滑輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 17
4.1 滑輪的構(gòu)造 17
4.2 滑輪的槽形 17
4.3 滑輪的材料 18
4.4 滑輪的直徑確定 19
5 滑輪軸的設(shè)計(jì)和校核 20
5.1 選擇滑輪軸的材料 20
5.2 初步確定滑輪軸的直徑 20
5.3 滑輪軸承的選用 21
6 立柱設(shè)計(jì) 22
6.1 垂直下壓力N 22
6.2 作用于立柱的彎矩M1 22
6.3 當(dāng)起吊對側(cè)不能完全平衡起吊側(cè)張力，拉力差P1所產(chǎn)生的變矩M2 22
6.4 由于起吊繩偏移所產(chǎn)生的扭矩（同上，偏移角取3°）M3 22
6.5 立柱穩(wěn)定強(qiáng)度計(jì)算 22
6.6 立柱允許軸向壓力計(jì)算 23
6.7 立柱中段主材強(qiáng)度校核 23
7 回收桶包卡的設(shè)計(jì) 25
結(jié) 論 27
致 謝 28
參考文獻(xiàn) 30
1 緒論
1.1 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置選題背景
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，機(jī)械產(chǎn)品的更新速度越來越快，在機(jī)械及相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，機(jī)械制造的競爭，其實(shí)質(zhì)是生產(chǎn)質(zhì)量的競爭。
該課題由教學(xué)內(nèi)容和對社會日常用品的觀察所得，隨著社會的快速發(fā)展，墊片的廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域當(dāng)中。人們越來越多的使用到各種墊片。提升搬運(yùn)機(jī)越來越離不開人們的生活。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化專業(yè)知識與CAD繪圖能力，學(xué)會獨(dú)立分析問題與解決問題的能力，同時提高自己的實(shí)際操作能力，為就業(yè)打好基礎(chǔ)。
1.2 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置課題的意義
本題目不但對銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的零件及外形進(jìn)行設(shè)計(jì),還對銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的外觀進(jìn)行更人性化、更合理的設(shè)計(jì)。讓銅屑回收桶搬運(yùn)裝置更具競爭力的同時,也讓自己成為復(fù)合型人才，提高自己的水平，提高自己的競爭力。
綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械繪圖、公差與技術(shù)測量、機(jī)械原理及零件等理論知識，分析和解決銅屑回收桶搬運(yùn)裝置外形設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識。
為了適應(yīng)社會的發(fā)展要求，滿足企業(yè)對人才的需求，本學(xué)院對部分同學(xué)提出銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)這一個畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。此課題研究過程中涉及到我們大學(xué)三年所學(xué)的大量專業(yè)知識如：機(jī)械制圖、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、CAD、公差與技術(shù)測量、銅屑回收桶搬運(yùn)裝置材料及銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識。
1.3 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置研究現(xiàn)狀及工作原理
提升搬運(yùn)機(jī)是通過改變勢能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備，如礦井提升搬運(yùn)機(jī)、過壩提升搬運(yùn)機(jī)等。廣義地說，電梯、天車、卷揚(yáng)、穩(wěn)車、吊車、啟閉機(jī)等均可稱為提升搬運(yùn)機(jī)。提升搬運(yùn)機(jī)一般指功率較大、提升搬運(yùn)能力較強(qiáng)的大型機(jī)械設(shè)備。銅屑回收桶搬運(yùn)裝置主要由機(jī)座、機(jī)架、軸承、輥筒、輥距調(diào)節(jié)裝置、輥筒變形調(diào)節(jié)裝置等組成。
銅屑回收桶搬運(yùn)裝置用來垂直提升搬運(yùn)經(jīng)過物料。根據(jù)料斗運(yùn)行速度的快慢不同，銅屑回收桶搬運(yùn)裝置可分為：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。銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升搬運(yùn)量大的提升搬運(yùn)機(jī)，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過60℃，夾鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá)80℃，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá)120℃，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達(dá)250℃。
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題
本設(shè)計(jì)所要解決的主要問題如下：
1、熟悉整個機(jī)器的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)；
2、根據(jù)所工件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)參數(shù)，完成機(jī)器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)草圖；
3、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)和要求，完成相關(guān)計(jì)算（主要包括電機(jī)功率計(jì)算及選型、傳動選擇計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算等等）；
4、根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖；
5、完成重要零部件的部件圖或零件圖。
2 總體方案設(shè)計(jì)
課題來源：
本課題來源于企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，企業(yè)為漢斯格雅衛(wèi)浴（上海）有限公司，該公司
生產(chǎn)龍頭、花灑等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的材料為貴金屬銅，機(jī)械加工主要由數(shù)控機(jī)
床完成，數(shù)控加工中會產(chǎn)生大量的銅屑，這些銅屑通過過濾網(wǎng)過濾后排出到銅
屑回收桶中，桶中不可避免的會有殘留的切削液，回收公司回收銅屑的時候要
求銅屑干燥無液體成分，所以必須通過離心機(jī)甩干。每個銅屑回收桶裝滿2/3
銅屑的時候重量約為180公斤，需要兩個工人搬到離心機(jī)中，甩干后仍需人工
搬運(yùn)、傾倒到回收袋中，這樣在整個過程中工人可能危險，以前就發(fā)生過砸傷、
扭傷等工傷事故，企業(yè)為保護(hù)工人，決定設(shè)計(jì)銅屑回收桶搬運(yùn)裝置。
主要技術(shù)指標(biāo)（或主要論點(diǎn)）
（1）回收桶高0.5米，上端直徑0.9米，凸緣長度25毫米
（2）離心機(jī)高度1.1米；
（3）回收袋高度1.5米；銅屑產(chǎn)生速度1桶/3天；
（4）企業(yè)三班倒，每年工作天數(shù)不少于350天；
2.1 設(shè)計(jì)方案選型與分析
方案一：
采用軸瓦結(jié)構(gòu)的銅屑回收桶搬運(yùn)裝置, 采用黃油潤滑, 此方案缺點(diǎn)是軸瓦易磨損，造成軋輥轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生徑向跳動，很難保證產(chǎn)品尺寸公差.
方案二：
采用精度高的雙列向心滾子軸承銅屑回收桶搬運(yùn)裝置，并采用稀油潤滑，減小軸承磨損，確保長度方向厚度公差,
2.2 方案的確定
選擇方案二，電動機(jī)經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)帶動滑輪提升機(jī)構(gòu)，然后通過鋼絲繩提升銅屑回收桶。
3 銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的參數(shù)計(jì)算
3.1驅(qū)動電機(jī)的選型
電動機(jī)是應(yīng)用很廣泛的動力設(shè)備，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中它與內(nèi)燃機(jī)、拖拉機(jī)一樣，是不可缺少的主要動力之一。電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動力機(jī)械。俗稱電滾，也叫馬達(dá)(譯音)。
一般來說，電動機(jī)的選擇方法主要包含以下內(nèi)容。
（1）類型的選擇 選擇哪種類型的電動機(jī)，一方面要根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對電動機(jī)的機(jī)械特性、起動性能、調(diào)速性能、制動方法和過載能力等方面的要求，對各種類型的電動機(jī)進(jìn)行分析比較；另一方面在滿足上述要求的前提下，還要從節(jié)省初期投資，減少運(yùn)行費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行綜合分析，最后將電動機(jī)的類型確定下來。在對起動、調(diào)速等性能沒有特殊要求的情況下，優(yōu)先選用三相籠型異步電動機(jī)。
（2）功率的選擇 正確地選擇電動機(jī)的額定功率非常重要，額定功率選擇得過大，電動機(jī)長期在欠載狀態(tài)下運(yùn)行，不僅增加了設(shè)備投資，還會降低其效率和功率因數(shù)(對異步電動機(jī)而言)等指標(biāo)，增加了運(yùn)行費(fèi)用；額定功率選擇得太小，電動機(jī)長期在過載狀態(tài)下運(yùn)行，會使電動機(jī)過熱而降低使用壽命，甚至拖動不了生產(chǎn)機(jī)械。因此，應(yīng)使所選電動機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率。
（3）轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速和傳動方式，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后確定電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 額定功率相同的電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速高，電動機(jī)的重量輕、體積小、價格低、效率和功率因數(shù)(對三相異步電動機(jī)而言)也較高。若生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速比較低，電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速比較高，則傳動機(jī)構(gòu)復(fù)雜、傳動效率降低，增加了傳動機(jī)構(gòu)的成本和維修費(fèi)用。因此，應(yīng)綜合分析電動機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械兩方面的各種因素最后確定電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。
（4）工作制的選擇 根據(jù)電動機(jī)的工作方式選擇電動機(jī)的工作制c國產(chǎn)電動機(jī)按發(fā)熱與冷卻情況的不同，分為九種工作制，如連續(xù)工作制、短時工作制、斷續(xù)周期工作制，等等。選擇工作制與實(shí)際工作方式相當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)比較經(jīng)濟(jì)。
電動機(jī)的種類繁多，其分類方法也很多，通常按電源及結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行分類。根據(jù)電源，電動機(jī)可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。交流電動機(jī)分為異步電動機(jī)和同步電動機(jī)，同時，異步電動機(jī)又以轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，分為鼠籠型電動機(jī)和繞線型電動機(jī)兩種。鼠籠型電動機(jī)又有單鼠籠、雙鼠籠和深槽式3種。根據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)轉(zhuǎn)原理，直流電動機(jī)可分為串激、并激、復(fù)激和他激4種。異步電動機(jī)有單相和三相兩種。由于異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，堅(jiān)固耐用，維護(hù)又方便以及有較好的運(yùn)行性能，加之當(dāng)前的動力電源主要是三相，所以在煤礦應(yīng)用最多的是三相異步電動機(jī)。另外，還可按電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、額定電壓、尺寸大小、安裝結(jié)構(gòu)型式、外殼防護(hù)型式、冷卻方式、工作定額等進(jìn)行分類。
此外，減速電機(jī)是一種新興的具有高科技含量的電機(jī)類型。減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)(馬達(dá))直聯(lián)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、環(huán)保水處理、起重運(yùn)輸、物料搬運(yùn)、輕工、港口、機(jī)場、汽車生產(chǎn)、電力等各行各業(yè)。使用的優(yōu)點(diǎn)是簡化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間、延長使用壽命、降低噪音、提高扭矩和負(fù)載能力。減速電機(jī)的電機(jī)接線盒經(jīng)過一定設(shè)計(jì)改造，可以直接連接變頻器，適用于分布式控制應(yīng)用，不僅可以完成簡單驅(qū)動，還能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜定位控制。減速電機(jī)的主要特點(diǎn)有：
（1）減速電機(jī)結(jié)合國際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量。
（2）節(jié)省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達(dá)95KW以上。
（3）能耗低,性能優(yōu)越,減速機(jī)效率高達(dá)95%以上。
（4）振動小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過高頻熱 處理。
（5）經(jīng)過精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機(jī)配置了各類電機(jī),形成了機(jī)電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。
（6）產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實(shí)際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。
基于電動機(jī)的以上特點(diǎn)，本文選用減速電機(jī)作為機(jī)床的驅(qū)動裝置。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》得：
選擇，其銘牌如下表2-1：
表2-1 Y系列三相異步電動機(jī)
電動機(jī)型號
額定功率 KW
滿載轉(zhuǎn)速 r/min
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量 Kg
Y132S-4
5.5
同步轉(zhuǎn)速1500 r/min,4級
1440
2.2
2.2
81
（a）
（b）
圖2-3 電動機(jī)的安裝及外形尺寸示意圖
表2-2 電動機(jī)的安裝技術(shù)參數(shù)
中心高/mm
外型尺寸/mm
L×（AC/2+AD）×HD
底腳安裝
尺寸A×B
地腳螺栓 孔直徑K
軸伸尺
寸D×E
裝鍵部位
尺寸F×GD
132
515× 345× 315
216 ×178
12
38× 80
10 ×43
結(jié)合我實(shí)習(xí)所在公司的情況，決定初選為擺線針輪減速機(jī)，其特點(diǎn)如下：
擺線針輪減速機(jī)，是一種應(yīng)用行星式傳動原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動裝置。擺線針輪減速機(jī)全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機(jī)構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)從而組成。當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點(diǎn)及其受針齒輪上針齒限制，擺線輪的運(yùn)動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動，在輸入軸正轉(zhuǎn)一周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。
擺線針輪減速機(jī)的使用條件：①擺線針輪減速機(jī)允許使用在連續(xù)工作制的場合，同時允許正、反兩個方向運(yùn)轉(zhuǎn)。②輸入軸的轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)數(shù)為1500轉(zhuǎn)/分，在輸入功率大于18.5千瓦時建議采用960轉(zhuǎn)/分的6極電機(jī)配套使用。③臥式安裝擺線針輪減速機(jī)的工作位置均為水平位置。在安裝時最大的水平傾斜角一般小于15°。④擺線針輪減速機(jī)的輸出軸不能受較大的軸向力和徑向力，在有較大軸向力和徑向力時須采取其他措施。
帶電機(jī)擺線針輪減速機(jī)的扭矩計(jì)算：擺線針輪減速機(jī)扭矩=9550×電機(jī)功率÷電機(jī)功率輸入轉(zhuǎn)數(shù)×速比×使用效率（65%-75%）
綜合以上擺線針輪減速機(jī)的特點(diǎn)，選擇減速機(jī)型號為XWD8115，這是一款臥式帶電機(jī)型，減速比為17,其搭配的電機(jī)額定為3.0KW，配套型號為XWD3-17/1-Y2.2KW/4P，其傳動效率70%，額定輸出功率可達(dá)到1.54KW，輸出轉(zhuǎn)速為83.53r/min，滿足要求。XWD3-17/1-Y2.2KW/4P型號的電機(jī)減速器的輸出軸許用轉(zhuǎn)矩245N*m，輸出軸許用徑向力255㎏。
此型號的電機(jī)在一定程度上保證了驅(qū)動功率有一定的盈余，因數(shù)在電機(jī)起動時，若機(jī)床上有工件，則此時的起動功率會比平時工作時的功率要大，且減速電機(jī)本身還有一定的使用系數(shù)。
3.1 鋼絲繩的特性及種類
鋼絲繩是廣泛應(yīng)用于提升機(jī)中的性構(gòu)件。它具有承載能力大、卷繞性好，運(yùn)動平穩(wěn)無噪音、極少突然斷裂、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
提升機(jī)使用圓形截面的綱絲繩，繩股截面也多是圓形。
1、按鋼絲繩股內(nèi)相鄰層鋼絲的接觸狀態(tài)，分點(diǎn)接觸和面接觸（如圖3.1所示）。
圖3.1鋼絲繩接觸狀態(tài)
( a )點(diǎn)接觸 ( b )線接觸 ( c )面接觸
（1）、點(diǎn)接觸（D型）鋼絲繩（圖3.1(a)），股內(nèi)各層鋼絲互相交叉，呈點(diǎn)接觸。單股鋼絲繩在提升機(jī)中極少使用。多股鋼絲繩過去應(yīng)用較多，由于鋼絲間接觸應(yīng)力大磨損快，現(xiàn)已逐漸被線接觸鋼絲繩取代。
（2）、線接觸（x型）鋼絲繩：股內(nèi)各層鋼絲在全長上平行捻制，呈線接觸；在提升機(jī)中應(yīng)用最廣。線接觸鋼絲繩承載能力大，耐磨性好，使用壽命長，在相同使用條件下，比點(diǎn)接觸（D型）鋼絲繩壽命高50%~100%。在提升機(jī)中，凡是繞過滑輪或繞入卷簡的鋼絲繩，都應(yīng)選用線接觸鋼絲繩。（如圖3.1（b））。
（3）、面接觸鋼絲繩：股內(nèi)鋼絲形狀特殊，呈面接觸。（如圖3.1（c））。
2、按鋼絲繩捻繞次數(shù)，有單繞和雙繞之分：
由若干根圓形鋼絲按螺旋狀捻繞而成的單繞鋼絲繩，剛性大，表面不光滑，在提升機(jī)上僅用作固定張緊繩(圖3.2(a))。用異形截面鋼絲可以捻制成封閉繩(圖3.2(b))，繩的表面光滑，能承受橫向裁荷，常用作纜式提升機(jī)和架空索道的承載繩。
圖3.2單繞鋼絲繩
(a)張緊繩 (b)承載繩
雙繞鋼絲繩是先由鋼絲繞成股，再由股繞成繩(圖3.3)。由于強(qiáng)度高，撓性好，在提升機(jī)和提升機(jī)上被廣泛使用。
圖3.3雙繞鋼絲繩
(a)點(diǎn)接觸（D型） ；(b)線接觸（X-t，外粗型）；
(c)線接觸（X-y，粗細(xì)型）；(d)線接觸（X-c,密集型）。
雙繞鋼絲繩按外層股的捻繞方向分為右旋和左旋（圖3.4）；按繩股和股中綱絲的捻繞方向相同或相反而分為同向捻（鋼絲與股的捻繞方向一致）和交互捻（鋼絲與股的捻繞方向相反）。鋼繩的捻向（左旋或右旋）只在使用無繩槽的光面卷筒時才需要考慮。此時應(yīng)將鋼絲繩的捻向與鋼絲繩在卷筒上卷繞的螺旋形走向一致，以避免鋼絲繩開繩松股（圖3.4）。
圖3.4 鋼絲繩的捻繞方向
(a)右旋、同向捻；(b)左旋、交互捻。
同向捻鋼絲繩撓性好。壽命長，但容易扭轉(zhuǎn)打結(jié)，自行松散，適用于有剛性導(dǎo)軌和經(jīng)常保持張緊的地方，如普通臂架的滑輪組變幅機(jī)構(gòu)、牽引小車的牽引繩，此時，滑輪組卷筒也應(yīng)具有半圓形繩槽。起升機(jī)構(gòu)用的鋼絲繩，以及在繩槽底部開有缺口或楔形繩槽滑輪上工作的鋼絲繩，都宜使用交互捻鋼絲繩。
3、按繩芯的材料分有機(jī)芯、石棉纖維芯和金屬芯三種。用浸透油脂的麻繩作有機(jī)芯，有利于防止鋼絲繩銹蝕，減少鋼絲的磨損，雙繞鋼絲繩一般采用有機(jī)芯。石棉纖維芯和全屬芯鋼絲繩適用于高溫車間，金屬芯鋼絲繩能承受較大的橫向擠壓力，可在多層繞卷簡上使用。
4、按鋼絲表面情況分光面和鍍鋅鋼絲繩。在室內(nèi)或一般工作環(huán)境中大都使用光面鋼絲繩。鍍鋅鋼絲繩適于在潮濕環(huán)境或有酸性侵蝕的地方工作。
5、按照鋼絲繩自行扭轉(zhuǎn)的程度分扭轉(zhuǎn)松散鋼絲繩(如鋼絲繩端不捆扎，或?qū)摻z繩切斷，繩中的股絲會自行松散)，輕微扭轉(zhuǎn)鋼絲繩(多層多股，相鄰層股捻向相反，圖3.5)和不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩(在捻制鋼絲繩之前，將鋼絲預(yù)先成型，加工成在繩中的形態(tài)，鋼絲內(nèi)應(yīng)力小，不扭轉(zhuǎn)打結(jié)，撓性好，壽命長。較一般鋼絲繩可提高壽命50％)。在起升高度大、承載分支數(shù)少的場合(如港口門座提升機(jī)、高層建筑用塔式提升機(jī))推薦使用輕微扭轉(zhuǎn)或不扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。
圖3.5 多股多層輕微扭轉(zhuǎn)鋼絲繩。
3.2 鋼絲繩的選擇
鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇和綱絲繩直徑的確定。
1、鋼絲繩結(jié)構(gòu)型式的選擇
繞經(jīng)滑輪和卷簡的機(jī)構(gòu)工作鋼絲繩應(yīng)優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。在腐蝕性環(huán)境中應(yīng)采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩的性能和強(qiáng)度應(yīng)滿足機(jī)構(gòu)安全正常工作的要求。
一般情況下，單根的鋼絲繩右捻或左捻在使用上并無區(qū)別，但由于穿繞雙聯(lián)滑車組時就要使用右捻，以使之正確的卷繞于同一卷筒上。
同向捻的鋼絲繩表面較平整，也較柔軟，具有良好的抗彎曲疲勞性能，因此比價耐用。起缺點(diǎn)是：斷頭繩股容易松開，繩頭必須扎緊；懸吊重物時容易旋轉(zhuǎn)，極易卷曲扭結(jié)，故在吊裝中不宜采用。
交互捻鋼絲繩與同向捻的相反，雖耐用程度較差，但是使用方便。一般用粗絲捻制的要求耐磨性能較高的鋼絲繩，多為同向捻的，因同向捻能改變繩的撓性。
由于鋼絲繩捻繞方向的不同，起特點(diǎn)和采用范圍也有所不同，為了使用上的方便，避免使用過程中鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)糾纏，故在提升機(jī)，滑車組等起吊裝置中，多采用交互捻的鋼絲繩為合適。
2、鋼絲繩直徑的確定
根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)則ISO4308-I：1986和我國提升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范GB3811-83的規(guī)定。提升機(jī)用鋼絲繩可以按下述兩種方法確定鋼絲繩的直徑。
（1）、按選擇系數(shù)c確定鋼絲繩直徑d(mm)
d＝C
式中 C—選擇系數(shù)(m m／)。
S——鋼絲繩最大工作靜拉力(N)。
選擇系數(shù)C的取值與機(jī)構(gòu)工作級別有關(guān)，見表3.2.1
表3.2.1 C值和N值選擇表
（2）、按安全系數(shù)n選擇鋼絲繩直徑
≥Sn
式中 —— 所選鋼絲繩的整繩破斷拉力(N)；
S ——鋼絲繩最大工作靜拉力(N)；
n ——安全系數(shù)。按表3.2.1選取。
綜上所述：根據(jù)《起重吊裝常用數(shù)據(jù)手冊》表1-8初選定6×37。
鋼絲繩校核：
根椐《吊裝工藝計(jì)算近似公式及應(yīng)用》可知：
鋼絲繩的容許拉力S由下試有：
T=P/k（N）
其中：P——鋼絲繩破斷拉力，如P采用破斷拉力總和，則須乘以“折減系數(shù)”。
K——鋼絲繩的安全系數(shù)。
鋼絲繩的安全系數(shù)主要由使用的工作性質(zhì)而定，并考慮了材質(zhì)的不均勻性、局部彎折以及受沖擊等因素。由《起重施工規(guī)范》（HGJ201-83）和《提升機(jī)械安全規(guī)程》（GB6067-85）等有關(guān)資料中已有規(guī)定。
當(dāng)用于張拉（即拖拉繩）時，k≥3.5。
當(dāng)作為滑車組串繞繩（或稱跑繩、走繩）即卷揚(yáng)機(jī)（絞車）牽引繩時，手動，k≥4.5；電動，k≥5。
當(dāng)作為捆綁吊索時，k=6～8。在有護(hù)繩輪、圓形吊耳或曲率半徑較大時，可采用低限，同時還要考慮吊索分支數(shù)的多少，吊索根數(shù)多，受力后每一個分支不易串動均勻，則應(yīng)取上限。
由整條鋼絲繩破斷拉力與鋼絲繩全部鋼絲繩破斷接力總和的關(guān)系知
=
式中 ——整條鋼絲繩的破斷拉力；
——鋼絲繩全部鋼絲的破斷拉力總和；
——鋼絲繩捻制折減系數(shù)。
對于6×37+1的鋼絲繩， =0.85。
全部鋼絲的破斷拉力總和為（認(rèn)為鋼絲的材質(zhì)是均勻的）
=i×=
式中 i——鋼絲的根數(shù)；
——鋼絲的直徑，mm。
——鋼絲的抗拉強(qiáng)度，N/；
——鋼絲繩的凈截面面積，。
經(jīng)計(jì)算凈截面面積占毛截面面積的47%,則
=0.47
式中 0.47——折減系數(shù)。
鋼絲繩毛截面面積為
==0.785
式中 d——鋼絲繩公稱直徑，mm。
由上述幾式可得整條鋼絲繩的破斷拉力為
=0.47×0.785
=0.369
對于6×37+1的鋼絲繩
=0. 3025
按靜拉力計(jì)算，鋼絲繩上的靜拉力有：
T=G+Q
式中 G——所提升物體的重力
Q——所提升其他輔件的重力
有： T=（150+500）×10
=6500N
由此有： T=/k
故有： =6500×7÷0.82
=55487.8N
代入上式可得： d=
因抗拉強(qiáng)度未有明確要求，故可選擇為1550N/的鋼絲繩，則有
d=1550
3025
.
0
55487.8
′
=20.879mm
圓整為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，取定d=21.5mm,公稱抗拉強(qiáng)度為1550MPa滿足要求。
故鋼絲繩類型：6×37+1
直徑d: 21.5mm
公稱抗拉強(qiáng)度：1550MPa
3.3延長鋼絲繩使用壽命的途徑
所謂鋼絲繩的壽命，就是達(dá)到報廢標(biāo)準(zhǔn)的使用期限。鋼絲繩在使用一些時間之后，首先是表面的鋼絲被磨損及產(chǎn)生疲勞破斷。根據(jù)使用規(guī)范規(guī)定，鋼絲繩任何一股的捻距破斷鋼絲達(dá)到規(guī)定的數(shù)值時，鋼絲繩就應(yīng)該報廢，換用新的鋼絲繩。
為了延長鋼絲繩的使用壽命，除了選用合適的鋼絲繩構(gòu)造型式外，可以采取下述幾方面的措施：
（1）、提高安全系數(shù)n、也就是降低鋼絲繩的應(yīng)力；
（2）、選用較大的滑輪與卷筒直徑；
（3）、滑輪槽的尺寸與材料對于鋼絲繩的壽命有很大的影響。理想的滑輪槽半徑約為R＝0.53d，R太大使鋼絲繩與滑輪槽接觸面積減小，R太小有將鋼絲繩卡死的毛病?；喖熬硗驳牟牧嫌捕冗^高，對于鋼絲繩壽命不利。鑄鐵較鑄鋼有利，但用用硬度過低的鑄鐵又會使滑輪或卷筒容易磨損，磨損下來的粉末會使鋼絲繩受到研磨，縮短鋼絲繩壽命。近年來有在滑輪槽底鑲以鋁或卡普龍襯墊的，據(jù)說可以大大延長鋼絲繩壽命。
（4）、盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（在選用滑輪組的型式及倍率時予以考慮），并且盡量避免使鋼絲繩反向彎曲（見圖3.6）。因?yàn)榉聪驈澢鷮︿摻z繩壽命更為不利。
圖3.6 彎曲方向示意圖
此外，仔細(xì)的維護(hù)保養(yǎng)，例如定期潤滑，對于延長鋼絲繩的壽命（石墨和凡士林沒的混合物）。潤滑前需用鋼絲刷去繩上污物，并用煤油清洗，潤滑時要將潤滑油加熱到80攝氏度以上，使油容易滲到鋼絲繩的內(nèi)部。
一般情況下，禁止將兩根鋼絲繩接起來使用。
3.4 鋼絲繩末端的聯(lián)接方法
鋼絲繩端常用的固定方法有以下幾種。
(1)、編結(jié)法(圖3.7(a))
長度為(20～25)d(d為鋼絲繩直徑)的鋼絲繩尾端繞過套環(huán)后，每個繩股依次穿插在繩的主體中，與主體繩編結(jié)在一起，并用細(xì)鋼絲扎緊。直徑l5mm以下的鋼絲繩，每股穿插次數(shù)不少于4；直徑15mm至28mm的鋼絲繩不少于5；直徑28至60 mm的鋼絲繩不少于6。用編結(jié)法固定繩端的鋼絲繩強(qiáng)度為鋼絲繩本身強(qiáng)度的75％～90％(繩徑小的取大值)。
(2)、繩卡固定法(圖3.7(b))
此法簡單可靠，拆聯(lián)方便，獲得廣泛應(yīng)用。繩卡數(shù)目根據(jù)鋼絲繩直徑而定，但不應(yīng)少于3個(表3.1)。繩卡底板應(yīng)與鋼絲繩的主支接觸，U形螺栓扣在鋼絲繩的尾支上。繩卡螺母擰緊力矩見表3.2。根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為，當(dāng)繩卡中的鋼絲繩直徑減小1/3，表明螺母的擰緊度合適。繩卡型號的選用見表3.3。
繩卡間距和最后一個繩卡后的鋼絲繩尾端長度都不應(yīng)小于(5—6)d，d為鋼絲繩直徑。繩卡固定處的強(qiáng)度約為鋼絲繩強(qiáng)度的80％～90％。如繩卡裝反，強(qiáng)度將下降到75％以下。
(3)、楔形套筒固定(圖3.7(c)：
鋼絲繩尾端繞過楔塊，利用楔塊在套筒內(nèi)的鎖緊作用使鋼絲繩固定，這種固定方法用于空間緊湊的地方。固定處的強(qiáng)度約為鋼絲繩強(qiáng)度的75％～85%。
(4)、錐形套筒港灌鋅固定(圖3.7(d))
鋼絲繩尾端穿入錐形套筒后將鋼絲松散，鋼絲末瑞彎成鉤狀，澆入鋅、鉛或其他易熔金屬。由于工藝簡單，聯(lián)接可靠，應(yīng)用較廣。固定處的強(qiáng)度與鋼絲繩強(qiáng)度大致相同。
(5)、錐形套筒中多楔固定(圖3.7(e))
這種固定方法用于有粗鋼絲的承載繩。鋼絲繩尾端穿入套簡后，將鋼絲松散，在各層粗鋼絲之間插入楔條，再澆入鋅液。
(6)、鋼絲織快速聯(lián)接
這種聯(lián)接用于需要快速拆換鋼絲繩聯(lián)接的部件，例如用吊鉤組替換抓斗。它采用鏈節(jié)式接頭。可以快速裝拆鋼絲繩的兩端，為了鏈節(jié)順利通過滑輪不損壞鋼絲繩，將滑輪輪緣適當(dāng)加寬。
圖3.7 綱絲繩端部的固定方法
(a) 編結(jié)法；(b)繩卡固定； (c)楔形套筒固定；
(d)錐形套筒灌鋅固定； (e)錐形套筒中多楔固定。
4 滑輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1 滑輪的構(gòu)造
在提升機(jī)的起升機(jī)構(gòu)中，鋼絲繩要先繞過若干個滑輪，然后固定在卷筒上，滑輪根據(jù)其用途可分成定滑輪和動滑輪兩種。定滑輪的心軸固定不動。用來改變鋼絲繩的方向；動滑輪裝在移動的心軸上，可與定滑輪一起組成滑輪組以達(dá)到省力或增速的目的?；喴话阌奢喚?、輪輻和輪轂三部分組成、滑輪的構(gòu)造如圖4—1所示。
圖4.1滑輪的種類
4.2 滑輪的槽形
滑輪繩槽的形狀(圖4.2)及尺寸,對鋼絲繩的壽命有很大影響，U形繩槽對鋼絲繩的損壞最小，它由一個圓弧形的槽底與兩個傾斜的側(cè)壁組成。對于槽形的要求如下：
(1) 、鋼絲繩與繩槽應(yīng)有足夠
接觸面積，鋼絲繩圓周的接觸角一般在135°左右(120°~150°) 。槽底的直徑與鋼絲繩的直徑必須相適應(yīng)，滑輪槽底的半徑應(yīng)稍大于鋼絲繩的半徑，一般取R＝(0.54~0.6)d；鋼絲繩直徑小時R取大些，鋼絲繩直徑大時R取小些。
圖4.2 滑輪的槽形
(2) 、允許鋼絲繩有一心的偏斜角(角度的正切約為1／10)，而不使鋼絲繩與繩槽側(cè)壁相摩擦，為此繩槽側(cè)壁應(yīng)有適當(dāng)?shù)膴A角，通常＝35°~ 45°。過小，鋼絲繩允許偏斜角；過大，鋼絲繩的接觸角（180°—）減小。
(3)、繩槽應(yīng)有足夠的深度C，以防止鋼絲繩脫槽。
表4.1 滑輪輪槽尺寸
鋼絲繩直徑d
A
B
C
m
S
R
r
7.7~9.0
25
17
11
5
8
5
2.5
1.5
10
5
11~14
40
28
25
8
10
8
4
2.5
16
8
15~18
50
35
32.5
10
12
10
5
3
20
10
18.5~23.5
65
45
40
13
16
13
6.5
4
26
13
25~28.5
80
55
50
16
18
16
8
5
32
16
31~34.5
95
65
60
19
20
19
10
6
38
19
36.5~39.5
110
78
70
22
22
22
11
7
44
22
43~47.5
130
95
85
26
24
26
13
8
50
26
本次設(shè)計(jì)鋼絲繩直徑d=21.5m,故滑輪輪槽A=65mm,B=45mm,C=40mm, m=13mm,S=16mm,R=13 mm,r=6.5 mm, =4mm,=26mm,=13mm。
4.3 滑輪的材料
滑輪的材質(zhì)影響鋼絲壽命，如果滑輪急速磨損或在繩槽上產(chǎn)生壓痕就表明鋼絲繩壓在滑輪上接觸壓力過大，滑輪上一旦產(chǎn)生壓痕，將會加劇別處繩的磨損，為了防止產(chǎn)生壓痕，可以通過加大滑輪直徑、增加滑輪數(shù)目、采用較硬的耐磨件性好的金屬制造的滑輪來改善其工作狀況，滑輪材料一般有以下幾種。
1、鑄鐵(如HT150)滑輪 價格便宜，易于加工，并且由于它的彈件模數(shù)較低，使擠壓應(yīng)力減小，有利于延長鋼絲繩壽命。主要缺點(diǎn)是輪緣易碰碎，壽命短 因此在工作繁重、沖擊大及不便檢修的地方不宜采用。
2、鑄鋼滑輪 目前多用，常用材料有ZG230~450和ZG270~500等，強(qiáng)度和沖擊韌性都很高。
3、球墨鑄鐵(如QT1400~15)滑輪 有一定的強(qiáng)度和韌性，不易脆裂，有利于提高鋼絲繩使用壽命，可用來代替鑄鋼。但鑄造質(zhì)量不易保證。
4、焊接滑輪 鋼材可選用焊接性能好的Q235鋼。焊接滑輪重量輕，僅為鑄造滑輪的1/4。近年來，大尺寸單件生產(chǎn)的滑輪。愈來愈多地用焊接代替鑄造，焊接滑輪輪緣可用扁鋼或角鋼壓成，由兩塊或幾塊拼接。
5、鋁合金滑輪 重量輕，硬度低，有利于延長鋼絲繩使用壽命，但是價格較貴，用在要求滑輪重量很輕的地方，如臂端滑輪采用鋁合金還是比較經(jīng)濟(jì)的。
6、塑料滑輪 目前國外已采用多種不同材質(zhì)的聚合材料制造滑輪，前有系列標(biāo)準(zhǔn)。這種滑輪重量輕、耐磨性好，制造工藝簡單，造價較低，很有發(fā)展前途，其缺點(diǎn)是受溫度影響，硬度、剛度峻區(qū)、剛度變化比較大，容易變形。
本次設(shè)計(jì)采用鑄鋼滑輪。
4.4 滑輪的直徑確定
根據(jù)提升機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，滑輪的最小卷繞直徑不能小于下式規(guī)定的數(shù)值：
＝hd
式中； ——按鋼絲繩中心計(jì)算的滑輪最小卷繞直徑(mm)；
h ——與鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，移動式提升機(jī)選取h=18；
d ——鋼絲繩的直徑(mm)；
卷繞直徑是以鋼絲繩中心計(jì)算的直徑，又稱計(jì)算直徑。而滑輪直徑是以槽底計(jì)算的直徑，用D表示。其關(guān)系如下：
=D+d
滑輪直徑可按下式設(shè)計(jì)計(jì)算
D≥（h-1）d
D≥(18-1)×21.5=361.5mm
取D=380mm
5 滑輪軸的設(shè)計(jì)和校核
5.1 選擇滑輪軸的材料
軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼，根據(jù)傳動的功率和一些參數(shù)選擇材料，最常用的材料是45#鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，得到的組織具有良好的綜合力學(xué)性能，即有較好的強(qiáng)度，同時具有良好的塑性和韌性，因無特殊要求，選用45#鋼，調(diào)質(zhì)處理；查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表11.1查得毛坯直徑200毫米，硬度217—255HBS，抗拉強(qiáng)度極限=640Mpa，屈服強(qiáng)度極限=355 Mpa，彎曲疲勞極限=275 Mpa剪切疲勞極限=155 Mpa。
5.2 初步確定滑輪軸的直徑
軸是機(jī)械傳動的中的重要零件，設(shè)計(jì)時應(yīng)滿足合理的結(jié)構(gòu)，足夠的強(qiáng)度，必要的強(qiáng)度和振動穩(wěn)定性，以及良好的工藝性等，軸的設(shè)計(jì)就是根據(jù)軸上零件的定位和固定要求，以及加工和裝配要求，合理定出軸的結(jié)構(gòu)外形和全部尺寸過程。
設(shè)計(jì)軸時必需要先對軸的直徑進(jìn)行必要的估算，由于本實(shí)用型的全喂入軸流脫谷機(jī)構(gòu)的主軸主要承受扭矩作用，所以只需按軸所受的轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行計(jì)算。
扭矩強(qiáng)度條件為:
= = []
式中： ———軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa
T———軸所受到的扭矩，N.mm
n———軸的轉(zhuǎn)速，r/min
P———軸所傳遞的功率，Kw
[]———軸的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa
—軸的抗扭截面模量，
對實(shí)心圓軸，=/16，可得軸的直徑：
=
式中C為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[]的系數(shù)，當(dāng)彎矩相對轉(zhuǎn)矩很小時，C取較小值，[]取大值，反之，C取較大值，[]取較小值。
幾種軸材料的[]和C值：
軸的材料
1
35
45
40 213
[]
12—20
12—25
20—30
30—40
40—52
C
160—135
148—125
135—118
118—107
107—98
根據(jù)選擇的軸材料為45#鋼，按照上述方法，對軸的直徑進(jìn)行估算=25毫米，因此所設(shè)計(jì)的主軸直徑取為30米。
5.3 滑輪軸承的選用
軸承的作用是支撐軸及軸上的零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支撐之間的摩擦和磨損。
因?yàn)闈L動軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以我們只需要選型就可以了。
滾動軸承的類型應(yīng)根據(jù)所受的載荷大小、性質(zhì)、方向、轉(zhuǎn)速及工作要求來選擇。由于本設(shè)計(jì)的軸基本上只承受徑向載荷且承載能力不要求很高，所以我們選擇深溝球軸承6000系列。
查袖珍機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊第二版。
選軸承尺寸如下：d=30,D=55，B=13，rmin=1，
極限轉(zhuǎn)速14000（油潤滑），軸承代號6006
6 立柱設(shè)計(jì)
立柱主要是對起吊物體起到支撐作用，滿足軸向運(yùn)動。目前普遍采用的是立柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式，對于大中型的移動立柱固定于滑座上。本課題研究的立柱是固定在一個底座上.
6.1 垂直下壓力N
立柱第一道腰環(huán)以上的垂直壓力，包括：起吊重力G、立柱自重GB、重力Gy、起吊與調(diào)幅滑車自重力Gx1、與起吊平面垂直方向的初張力Gx2、起吊牽引力P1等，經(jīng)計(jì)算得N＝306.9 kN。
6.2 作用于立柱的彎矩M1
M1與風(fēng)壓Q相關(guān)。
其中Q —第一道腰環(huán)以上風(fēng)壓荷載；
—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取值1.4；
—構(gòu)件體型系數(shù)，取值1.61；
—風(fēng)壓調(diào)整系數(shù)，取值1.3；
—擋風(fēng)面積，m２，=(0.09+0.045×1.414)×2×28＝8.6 m2；
V—風(fēng)速，取值10 m/s。
6.3 當(dāng)起吊對側(cè)不能完全平衡起吊側(cè)張力，拉力差P1所產(chǎn)生的變矩M2
取P=10 kN
6.4 由于起吊繩偏移所產(chǎn)生的扭矩（同上，偏移角取3°）M3
立柱水平材承受的扭力T2為
6.5 立柱穩(wěn)定強(qiáng)度計(jì)算
立柱截面選 400×280（mm）材料為Q235
主材28號槽鋼 280×86×11.5，A1=12.3 cm2，Jx=94.83 cm 4，Z0=2.48 cm，
輔材28號槽鋼280×30×11.5 ，A0=4.8 cm 2，Jx0=11.2 cm 4，Z0=1.42 cm
立柱斷面特性計(jì)算如下：
查折減系數(shù)=0.79
6.6 立柱允許軸向壓力計(jì)算
當(dāng)<100時
其中 —材料彈性極限壓力，對Q235鋼，=34.5kN/c m2；
K強(qiáng)度—立柱材料破壞安全系數(shù)，取2.1；
GB—立柱第一道腰環(huán)上重量；
—與有關(guān)系數(shù)，查表得=3035；
因此=698 kN
立柱強(qiáng)度滿足要求。
6.7 立柱中段主材強(qiáng)度校核
從上往下，第二道腰環(huán)以下部分立柱中段采用鋼板（Q235）主材，要求每隔10 m打一道腰環(huán)?？紤]到腰環(huán)與塔身的軟連接性，自由長度L選取20 m,以此校核立柱中段主材強(qiáng)度。
立柱斷面特性計(jì)算如下：
查折減系數(shù)=0.79
取立柱第一道腰環(huán)以下重量N2為6000 kg。
按材料破壞安全系數(shù)2.1計(jì)算，Q235鋼容許穩(wěn)定應(yīng)力為16429N/ c m2，因此立柱強(qiáng)度滿足要求。
7 回收桶包卡的設(shè)計(jì)
包卡主要用于捆綁物體的,本課題涉及的物件是不銹鋼桶.
結(jié) 論
在第一章中，我們主要對銅屑回收桶搬運(yùn)裝置這一行業(yè)的當(dāng)前情況、發(fā)展趨勢等到情況作了一個詳細(xì)的介紹。目的就是通過對這一行業(yè)的一個綜述，認(rèn)識這一行業(yè)的當(dāng)前形勢，緊跟時代潮流。在以下的幾章中，我們陸續(xù)介紹了銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的總體設(shè)計(jì)，功率的計(jì)算、減速電動的選型、接觸強(qiáng)度的計(jì)算等?；旧辖榻B了此銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的核心內(nèi)容。
在銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)中，綜合運(yùn)用了過去4年多學(xué)到的知識，逐漸認(rèn)識到一個優(yōu)秀的機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)該具備的素質(zhì)，應(yīng)該在與機(jī)械有關(guān)的各個領(lǐng)域中都要有所收獲。在銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)當(dāng)中，培養(yǎng)了我的求知欲，鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力，為以后的發(fā)展打下了更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這個課題的設(shè)計(jì)當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)對銅屑回收桶搬運(yùn)裝置的部件選型及設(shè)計(jì)中，存在著一些不足，希望在以后的實(shí)踐中，獲得更多的知識，有一個更全面的認(rèn)識，從而進(jìn)行更全面深入的設(shè)計(jì)。我希望在以后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中，能夠?qū)@類信息有更深刻的了解。
致 謝
在本次論文設(shè)計(jì)過程中，老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo),使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計(jì)。在學(xué)習(xí)中,XX老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學(xué)術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風(fēng)范是我終生學(xué)習(xí)的楷模，導(dǎo)師們的高深精湛的造詣與嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)精神，將永遠(yuǎn)激勵著我。在每次設(shè)計(jì)遇到問題時XX老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個過程中，花費(fèi)了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及的全部內(nèi)容是在指導(dǎo)老師XX老師的悉心指導(dǎo)下完成的。感謝XX老師給我提供了良好的課題條件，讓我從這次設(shè)計(jì)中得到了很好的鍛煉。同時也為我講解了不少難題，在此特別感謝。XX老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我們受益非淺。從XX老師處我們學(xué)到了許多的專業(yè)知識和相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。在此，謹(jǐn)向恩師表示最真誠的感謝。感謝他在百忙中給予我們的指導(dǎo)。當(dāng)然還有本院其他老師的指導(dǎo)。在此我向各位給予我指導(dǎo)的老師表示忠心的感謝和致敬。
謹(jǐn)向恩師表示最真誠的感謝。感謝他在百忙中給予我們的指導(dǎo)。當(dāng)然還有本院其他老師的指導(dǎo)。在此我向各位給予我指導(dǎo)的老師表示忠心的感謝和致敬。感謝XX老師給我提供了良好的課題條件，讓我從這次設(shè)計(jì)中得到了很好的鍛煉。同時也為我講解了不少難題，在此特別感謝。XX老師淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、平易近人的作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度讓我們受益非淺。從XX老師處我們學(xué)到了許多的專業(yè)知識和相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。
通過本次設(shè)計(jì)我可以更加系統(tǒng)的了解提升搬運(yùn)方面的知識；能夠加強(qiáng)提升搬運(yùn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；能夠加強(qiáng)提升搬運(yùn)功能部件的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算；能夠加強(qiáng)提升搬運(yùn)的方法和理論；能夠檢驗(yàn)自己能否將三年學(xué)習(xí)的理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用；能夠培養(yǎng)自己自學(xué)和與人合作的能力。
很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！
還要感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時設(shè)計(jì)中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。這4年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助
最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。
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