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摘 要
隨著時(shí)代不斷的發(fā)展鋼鐵行業(yè)向著高速、重載、運(yùn)載能力的跨越式發(fā)展。好多生產(chǎn)車間的工作量以及效率在不斷加大和提高，這樣對(duì)車間的物流速度要求也有了進(jìn)一步提升。先前靠單一的天車來搬動(dòng)工件已經(jīng)完全不能滿足現(xiàn)代高效率的生產(chǎn)要求，同時(shí)這種大馬拉小車的搬運(yùn)方式也成為了一種典型的浪費(fèi)。因此車間內(nèi)需要這種具有結(jié)構(gòu)簡易、承載能力大、使用方便、、容易保養(yǎng)、使用壽命長得料斗小車來保證搬運(yùn)的暢通，我所設(shè)計(jì)的料斗移動(dòng)小車就完全適應(yīng)社會(huì)的需求。
我設(shè)計(jì)的料斗移動(dòng)小車又叫過跨電動(dòng)平車，在經(jīng)過大量閱讀料斗小車書本的基礎(chǔ)上，我從小車生產(chǎn)需求方面出發(fā)，設(shè)計(jì)了50T的電動(dòng)平板車樣機(jī)。 關(guān)鍵詞：平板車 強(qiáng)度 軌道車輪
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Abstract
With the development of the era constantly steel industry towards high speed, overload, leapfrog development capacity. A lot of work and efficiency of production workshop in growing and improving, so logistics speed requirements of workshop has a further increase. Prior to move the workpiece by a single crown has been completely can not meet the requirement of the modern high efficient production, at the same time the large mara car handling way has also become a kind of typical waste. So the workshop need this has simple structure, convenient use, large carrying capacity, easy maintenance, long service life of the hopper electric flat car to ensure smooth handling of so I designed hopper electric car was completely adapt to the demand of the society.
I've designed hopper car is primarily a cross electric flat car, after extensive reading on the basis of related literature, I based on actual production demand, the 50 t electric flat car prototype design.
I have mainly introduced the cross in the design of electric flat car overall design theory and design process, including a across the overall design of electric flat car running mechanism and transmission mechanism, across to the layout of the electric flat car body, car running mechanism calculation. Calculation in the design of shaft and bearing selection, the selection and design of the bearing, gear motor selection, the design of the shaft.
Keywords：Flat carb?strength Rail wheels
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目錄
摘 要 III
Abstract IV
1緒 論 1
2料斗移動(dòng)小車設(shè)計(jì)綜述 2
2.1料斗移動(dòng)小車概況 2
2.2料斗移動(dòng)小車的類型 2
3料斗移動(dòng)小車的控制系統(tǒng) 3
3.1PLC控制系統(tǒng)示意圖 3
3.2開關(guān)量I/O模塊 3
3.3元器件的選用 3
3.4料斗移動(dòng)小車的工作流程 4
4料斗移動(dòng)小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6
4.1 I/O端口分配： 6
4.2資源詳細(xì)分配： 6
4.3變頻器的端子接線： 7
4.4 PLC控制程序設(shè)計(jì) 7
5料斗移動(dòng)小車車輪類型的選用 11
5.1車輪的材料選用 11
5.2車輪的結(jié)構(gòu)選用 11
5.3車輪的直徑選則 11
6料斗移動(dòng)小車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13
6.1設(shè)計(jì)參數(shù)： 13
6.2電動(dòng)機(jī)的類型選用： 13
6.3電動(dòng)機(jī)的功率選用 13
6.4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選用 14
6.5電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選用 14
6.6 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 14
6.7?計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)? 15
6.8減速器的計(jì)算與選用 15
7行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17
7.1主動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì) 17
7.2?從動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì)? 19
8車架的設(shè)計(jì) 21
8.1材料選用 21
8.2結(jié)構(gòu)選用 21
9三維建模 22
10.結(jié)論 24
參考文獻(xiàn) 25
致 謝 27
VIII
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1緒 論
我設(shè)計(jì)的料斗小車，它在使用過程中比較便利、整個(gè)機(jī)器的結(jié)構(gòu)比較簡單、使用以后的維修和維護(hù)既方便又容易、而且這個(gè)車不怕臟不怕砸、使用壽命比較長，而且它對(duì)提高生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低成本，提高運(yùn)輸效率，加快物資周轉(zhuǎn)、流通等方面有著重要影響，尤其能提高安全生產(chǎn)的能力，減小事故的發(fā)生，因此車具有的便利、耐實(shí)、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、好清理等優(yōu)點(diǎn)，因而在廠里應(yīng)用廣泛。
28
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2料斗移動(dòng)小車設(shè)計(jì)綜述
2.1料斗移動(dòng)小車概況
料斗移動(dòng)小車簡稱平車，是一種廠內(nèi)搬運(yùn)類型小車，通常情況下它的臺(tái)面平整而且是沒有箱蓋的，只有在特殊的情況下臺(tái)面是不平整但是沒有箱蓋，車體主要靠軌道前進(jìn)，后退和拐彎，它主要是通過電力作用進(jìn)行驅(qū)動(dòng)小車，靠減速電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，因?yàn)樗峭ㄟ^軌道運(yùn)行所以需要在地面上鋪設(shè)軌道，此次我采用工字型面接觸類型的軌道。
2.2料斗移動(dòng)小車的類型
低壓軌道供電式電動(dòng)平車：主要運(yùn)行的軌道當(dāng)做導(dǎo)電軌來使用，它是通過滑觸線連接軌道從而進(jìn)行供電，不用電纜，提高了安全性，對(duì)環(huán)境要求不高但是對(duì)軌道施工要求較高，必須保證軌道絕緣，所以成本較高。
卷筒供電式電動(dòng)平車：主要是電纜提供380V的交流電，由于電纜是磁滯耦合式，所以電纜受力均勻，不容易拉壞掉，但是卷線筒長度不是無限長，所能行走的最大運(yùn)行距離要小于100m，受到限制。
蓄電池供電式電平車:它無需電纜，所以安全性好，不怕砸，不怕燙，因而對(duì)軌道要求不高，軌道不需要絕緣，但是蓄電池供電式不能長時(shí)間連續(xù)工作，要是長時(shí)間工作，中間要充電，而且充電時(shí)間比較長，只適合在工作強(qiáng)度不高的環(huán)境下。
拖鏈電纜供電式：它噪聲小，使用裝拆方便，可靠性高,維護(hù)少，節(jié)省空間，成本也比較低，還可以防止沖擊，主要適用于運(yùn)行速度高，往返運(yùn)行頻率高以及工作環(huán)境條件差的地方。
所以本文中我所選的就是拖鏈電纜供電式。
料斗移動(dòng)小車的控制系統(tǒng)
3料斗移動(dòng)小車的控制系統(tǒng)
3.1PLC控制系統(tǒng)示意圖
圖3.1 PLC控制系統(tǒng)示意圖
3.2開關(guān)量I/O模塊
開關(guān)量模塊的輸入輸出信號(hào)分為兩種，一種是接通，另外一種是斷開。電壓等級(jí)有交流110V，220V和直流5V，12V，24V，48V等。開關(guān)量I/O模塊可能4，8，16，32，64點(diǎn)。
3.3元器件的選用
3.3.1變頻器
變頻器就是可以通過頻率和電壓固定不變的交流電從而轉(zhuǎn)化為頻率或者電壓可變的交流電。
變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷，也可以達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的，另外變頻器還有的優(yōu)點(diǎn)就是過載保護(hù)、過壓、過流等其他的功能。它應(yīng)用了現(xiàn)代的技術(shù)，雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但是使用起來很方便，所以用途廣泛。
3.3.2可編程控制器
三菱生產(chǎn)的PLC 特別事FX2N系列在我國應(yīng)用很多，該系列PLC的運(yùn)算速度快，編程簡單，可以擴(kuò)展模塊，質(zhì)量可靠，價(jià)格也比較能讓人接受，所以我選擇FX2N系列繼電器輸出的PLC。
3.3.3元器件選型表
需要增加的元器件如表1所示。
表3.7.1.元器件選型
名稱
品牌
型號(hào)（規(guī)格）
數(shù)量
備注
可編制控制器
三菱
FX2N-32MT
1
傳感器
TRUCK
AP6X-BI30
4
變頻器
ABB
AC550-01-246A-4
1
繼電器
歐姆龍
MY2J
9
24V
開關(guān)電源
施耐德
ABL2REM24150H
1
24V
其他一些元器件就保留利用原系統(tǒng)已有的，如交流接觸器，電流表，電壓表等，要做到物盡其用，節(jié)約成本的目的。
3.4料斗移動(dòng)小車的工作流程
料斗移動(dòng)小車裝滿貨物向目的地以30m/min的速度運(yùn)行，在離目的地還有3m處感應(yīng)到減速接近開關(guān)則電動(dòng)平車減速為10m/min運(yùn)行，當(dāng)電動(dòng)平車感應(yīng)到停車接近開關(guān)則電動(dòng)平車剎車，然后電動(dòng)平車停車，卸貨后的電動(dòng)平車空載以50m/min速度返回，在距啟運(yùn)地還有2m處感應(yīng)到減速接近開關(guān)則電動(dòng)平車減速為15m/min運(yùn)行，當(dāng)電動(dòng)平車感應(yīng)到停車接近開關(guān)則電動(dòng)平車剎車，電動(dòng)平車停車，裝貨，由此進(jìn)行一個(gè)裝貨與卸貨的循環(huán)。電動(dòng)平車運(yùn)行途中如遇緊急情況，按下急停按鈕，電動(dòng)平車在空載時(shí)立即變頻器與機(jī)械同時(shí)剎車停車，電動(dòng)平車在滿載時(shí)變頻器剎車2秒內(nèi)停車。變頻器內(nèi)的停車參數(shù)設(shè)為積分停車。對(duì)于容量比較大的交流電動(dòng)機(jī)，我們使用的是Y-△降壓啟動(dòng)。它的工作流程如下：在電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)時(shí)使用的是△形連接，通過一定的時(shí)間后，它會(huì)自己切換到Y(jié)形連接，然后開始工作。Y-△的轉(zhuǎn)換是通過兩個(gè)接觸器相互之間的切換來完成，它主要是由PLC的輸出點(diǎn)來控制。在正轉(zhuǎn)的時(shí)候，當(dāng)我們只有按下正轉(zhuǎn)開關(guān)的時(shí)候它才會(huì)有反應(yīng)，按下其他開關(guān)沒任何反應(yīng)，當(dāng)我們按下停止的開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止工作，按下反轉(zhuǎn)按鈕，啟動(dòng)Y形連接，此時(shí)如果我們按下正轉(zhuǎn)按鈕的時(shí)候，系統(tǒng)是沒有任何反應(yīng)的，從而達(dá)到連鎖保護(hù)的作用。
圖3.8.2 料斗電動(dòng)平車工作流程圖
料斗移動(dòng)小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4料斗移動(dòng)小車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 I/O端口分配：
輸入端口如下表所示。
表4.1.2輸入端口分配
端口名稱
序號(hào)
端口名稱
序號(hào)
端口名稱
序號(hào)
急停按鈕
X0
復(fù)位按鈕
X4
返回到達(dá)接近開關(guān)
X10
啟動(dòng)按鈕
X1
前進(jìn)減速接近開關(guān)
X5
變頻器故障輸入
X11
前進(jìn)按鈕
X2
前進(jìn)到達(dá)接近開關(guān)
X6
卸料
X12
返回按鈕
X3
返回減速接近開關(guān)
X7
.
輸出端口如下表所示。
表4.1.3輸出端口分配
端口名稱
序號(hào)
端口名稱
序號(hào)
端口名稱
序號(hào)
報(bào)警輸出
Y0
滿載轉(zhuǎn)速
Y3
空載減速
Y6
變頻器啟動(dòng)
Y1
空載轉(zhuǎn)速
Y4
剎車
Y7
前進(jìn)（返回）
Y2
滿載減速
Y5
卸料
Y10
4.2資源詳細(xì)分配：
如下表所示：
表4.2.4資源分配
4.3變頻器的端子接線：
如圖3所示
KA4
KA6
KA2
KA1
24V
GND
COMM
DI1
DI2
輔助電壓輸出+24V
輔助電壓輸出公共端
所有數(shù)字輸入公共端
電動(dòng)平車得電啟動(dòng)
電動(dòng)平車得電反轉(zhuǎn)
U1
V1
W1
PE
U2
V2
W2
L1
L2
L3
3 ~
M
變頻器接線端
R03C
R03A
R03B
COM
X11
變頻器故障輸出
KA3
DI3
DI4
DI2
電動(dòng)平車滿載速度
電動(dòng)平車空載速度
電動(dòng)平車滿載減速
電動(dòng)平車空在減速
DI2
KA5
圖4.3.3變頻器的端子接線圖
程序控制：實(shí)現(xiàn)簡單的裝料向前，到達(dá)后卸料，然后再返回裝料。
4.4 PLC控制程序設(shè)計(jì)
裝料完成后（在不超重的情況下）按下X1啟動(dòng)按鈕，變頻器通電，按下X2前進(jìn)按鈕，復(fù)位Y2,Y2=0不輸出信號(hào)，變頻器為前進(jìn)狀態(tài)，置位M2，M2=1，變頻器以滿載速度運(yùn)行，小車以30m/min的速度前行。
當(dāng)小車在前進(jìn)到達(dá)處3M感應(yīng)到前進(jìn)減速接近開關(guān)時(shí)，置位M4,M2,M4=1,M2=0則Y3=0,Y3常閉觸點(diǎn)閉合，Y5=1，變頻器減速，小車以10m/min的速度前行。
當(dāng)小車感應(yīng)到前進(jìn)到達(dá)接近開關(guān)時(shí)，復(fù)位M4,M4=0,Y5=0,同時(shí)置M10,M10=1,小車剎車，按下卸料按鈕，小車開始卸料。卸料完成，按下復(fù)位按鈕SB4，小車剎車松開，準(zhǔn)備返回然后開始循環(huán)工作。
料斗移動(dòng)小車車輪類型的選用
5料斗移動(dòng)小車車輪類型的選用
料斗移動(dòng)小車通過車輪的旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)前后的移動(dòng)，因而車輪不僅僅支持了整個(gè)料斗小車的運(yùn)行，更加承受了料斗小車的自重和小車上物品的重量，車輪一般有有軌運(yùn)行的車輪和無軌運(yùn)行的車輪，本設(shè)計(jì)我采用的是有軌運(yùn)行的車輪。
5.1車輪的材料選用
我們一般根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式和工作級(jí)別來確定車輪的材料。當(dāng)車輪用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)且速度大于等于30m/min時(shí)，我們選擇中級(jí)及中級(jí)以上的工作類型，采用不低于ZG55的鑄鋼，并進(jìn)行表面淬火（高頻淬火或火焰淬火），硬度需大于等于HB=300-350，淬火深度不得小于5mm，這樣有助于提高車輪表面的耐磨性和延長它的使用壽命。當(dāng)車輪需要人力驅(qū)動(dòng)或機(jī)械驅(qū)動(dòng)，并且工作類型屬于輕級(jí)的時(shí)候，速度小于30m/min時(shí)，可采用鑄鐵車輪，表面硬度為HB=180-240。
在我的這次設(shè)計(jì)中，通過翻閱《起重機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，我所涉及的料斗小車通過機(jī)械進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度為30m/min，工作級(jí)別為中級(jí)。所以本設(shè)計(jì)中，我采用的車輪材料為ZG55的鑄鋼，并且對(duì)他進(jìn)行表面淬火，淬火要求表面硬度HB=300-350，淬火深度不少于20mm（距離踏面20mm深處硬度不小于HB=180-240）。
5.2車輪的結(jié)構(gòu)選用
車輪按輪緣形式可分為雙緣的型式、單緣的型式的和無緣的型式。雙輪緣一般用于大車中，單輪緣一般用于小車中。輪緣的作用是導(dǎo)向和防止脫軌。車輪的踏面主要有圓錐的形式、圓柱的形式和鼓形，大多數(shù)的大型的起重機(jī)采用圓錐和圓柱形。因我設(shè)計(jì)的料斗小車的車輪組運(yùn)行速度不是很高，所以在設(shè)計(jì)中采用單輪緣式小車車輪,代號(hào)為DL這是為了降低成本，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖5.2.4所示：
圖5.2.4單輪緣式
5.3車輪的直徑選則
當(dāng)車輪直徑不能變大的時(shí)候，因?yàn)檩唹号c車輪數(shù)目成反比，所以我們通常采用增加車輪數(shù)目的方法來降低輪壓。為了使各輪的輪壓能夠均衡分布，我們?cè)谲囕啍?shù)目超過四個(gè)時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)就采用鉸鏈均衡架裝置。
初步設(shè)置料斗小車自重為m=8T，車輪的數(shù)目n=4，據(jù)設(shè)計(jì)要求和載重量可得知輪壓最大值為：
查[8]表6-1及表6-2得知，此料斗小車的車輪直徑D=500mm，車輪的數(shù)目n=4，踏面為圓柱形的單緣車輪。
料斗移動(dòng)小車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
6料斗移動(dòng)小車傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算
6.1設(shè)計(jì)參數(shù)：
（1）運(yùn)輸重量：50t
（2）軌距： 1436mm
（3）滿載行走速度：30m/min,空載行走速度50m/min,行走距離：40m
（4）臺(tái)面尺寸：5000mmX2000mm
6.2電動(dòng)機(jī)的類型選用：
電動(dòng)機(jī)，顧名思義，是一種通過電力然后旋轉(zhuǎn)從而進(jìn)行工作的機(jī)器，它的作用是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。一般用在冶金及起重行業(yè)的三相異步電動(dòng)機(jī)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和較大的過載能力,適用于頻繁啟動(dòng)和制動(dòng)、短時(shí)間或者斷續(xù)周期運(yùn)行的場合。此次設(shè)計(jì)我選擇YZR、YZ系列的冶金及起重用的三相異步電動(dòng)機(jī)。
6.3電動(dòng)機(jī)的功率選用
工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)輸出功率應(yīng)根據(jù)中間傳動(dòng)裝置的效率和工作機(jī)所需功率等確定。通過以下計(jì)算，可知
公式中：S------表示為安全系數(shù)，等于1.1
------表示為摩擦系數(shù)，等于0.05
M--------表示小車的承載重量，等于50T
m---------表示小車的自重，等于8T
V---------表示小車行走速度，等于30m/min=
g---------重力加速度（N/kg），等于9.8N/kgm
電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：
公式中：
3-----表示齒輪傳動(dòng)效率
2-----表示滾動(dòng)軸承效率
1-----表示帶傳動(dòng)效率
翻閱書本1-7：=96.01=、=98.02=、=98.03=。?
查[2]表12-7得，電動(dòng)機(jī)額定功率為22W。
6.4電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選用
根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)，電動(dòng)機(jī)常用的工作制:S2(短時(shí)工作制)、S3(斷續(xù)周期工作制)、S4（包括啟動(dòng)的斷續(xù)周期性工作制）、S5(包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制)。電動(dòng)機(jī)的額定工作制一般均為S3，每一工作的周期是10min，它就相當(dāng)于等效啟動(dòng)6次/h。電動(dòng)機(jī)的基準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率FC=40%，F(xiàn)C=工作時(shí)間/一個(gè)工作周期，工作時(shí)間包括起動(dòng)和制動(dòng)的時(shí)間。?
因而我選擇的電動(dòng)機(jī)為S3(斷續(xù)周期工作制)即相當(dāng)于是等效啟動(dòng)6次/h，電動(dòng)機(jī)的基準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率FC=40%的轉(zhuǎn)速,大概等于715r/min。
6.5電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選用
根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定功率=18.76kw和轉(zhuǎn)速=715r/min，我們由[2]表12-7確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：YZR225M-8
6.6 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比
總傳動(dòng)比為，低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為。
已知總傳動(dòng)比要求的時(shí)候，當(dāng)我們合理選擇和分配各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)傳動(dòng)比。
車輪轉(zhuǎn)速：
公式中：------車輪直徑D=5OOmm；
-------行走速度v=30m/min。
總傳動(dòng)比：
取帶傳動(dòng)的:=1.87
則減速器低速級(jí)傳動(dòng)比:
減速器高速級(jí)傳動(dòng)比:=1.4 =1.4x3.78=5.29 取=1。
公式中：-------電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速等于715r/min?；?
-------車輪轉(zhuǎn)速等于1.19r/min=。
6.7?計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)?
1各軸轉(zhuǎn)速
①?Ⅰ軸?：=???????????????????????????????
② Ⅱ軸?：
=???????????????????????????????
③?Ⅲ軸?：
2各軸功率??
①Ⅰ軸?：
=???????????????????????????????
② Ⅱ軸?：
③ Ⅲ軸 ：
3各軸轉(zhuǎn)矩：?
①?Ⅰ軸?：
=???????????????????????????????
② Ⅱ軸?：
=???????????????????????????????
③?Ⅲ軸?：
6.8減速器的計(jì)算與選用
已知減速器總的傳動(dòng)比為20，查參考文獻(xiàn)[7]得，選用ZLY型標(biāo)準(zhǔn)減速器。?
減速器承載能力的大小受機(jī)械強(qiáng)度和熱平衡許用功率的影響。
選用減速器考慮以下兩點(diǎn)：?
①公稱輸入功率應(yīng)滿足?通過查參考文獻(xiàn)[7]中的表15-2-8、表15-2-9、表15-2-10分別得工況系數(shù)，啟動(dòng)系數(shù)，可靠度系數(shù)。?
由以上可知，負(fù)載功率，機(jī)械強(qiáng)度功率。由此我選用ZLY180-20-II，公稱輸入功率，從而滿足要求。
?②校核熱平衡許用功率的時(shí)候需保證。由表15-2-11和表15-2-13從而得到載荷率系數(shù)、環(huán)境溫度系數(shù)以及公稱功率利用系數(shù)。綜上有減速器的熱平衡功?
減速器ZLY180-20-II的，很明顯。因此可以選定ZLY180-20-II減速器。?
行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
7行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
眾所周知，一輛料斗小車主要由車輪以及車輪軸組成從而實(shí)現(xiàn)車的移動(dòng)，此外，軸上還按裝軸承，軸套以及鍵等零件。我們?cè)谠O(shè)計(jì)軸時(shí)不僅僅需要設(shè)計(jì)它的外形以及尺寸，而且還要始終滿足以下幾點(diǎn)：軸的方面就是使軸要具有良好的制造工藝性能，軸上零件應(yīng)便于安裝和拆卸，軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置。
7.1主動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì)
7.1.1確定主動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)
由豎直方向力平衡得?
由 得
聯(lián)立式子,得,，則?
④垂直面內(nèi)受力分析如下：
圖7.1.12?垂直面內(nèi)的受力情況
由豎直方向力平衡得
由得
聯(lián)立式子有,,
⑤總彎矩
⑥計(jì)算扭矩?
則
⑦根據(jù)計(jì)算結(jié)果我們制出了如下的幾張圖：
圖7.1.13水平面彎矩圖
圖7.1.14垂直面彎矩圖
圖7.1.15扭矩圖
⑧判斷危險(xiǎn)截面?
截面D是危險(xiǎn)截面，
?⑨按照彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度。?
我們?cè)谛：藭r(shí)只校核該軸承受最大彎矩和扭矩的截面，即校核危險(xiǎn)截面D的強(qiáng)度，其中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，而且也是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，由[1]P373知折合系數(shù)，從而算的軸的計(jì)算應(yīng)力
查[1]表有.因此，故安全。
7.2?從動(dòng)輪軸的設(shè)計(jì)?
從動(dòng)輪軸上安裝有從動(dòng)輪組、支座。軸與從動(dòng)輪組通過鍵為連接，在從動(dòng)輪上與支座的連接為軸承連接，且軸承需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為1436mm，車架寬度約為3000mm。從動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如下圖：
圖7.2.16?從動(dòng)輪軸
從動(dòng)輪軸上裝有圓錐滾子軸承和軸套，選用的軸承型號(hào)為23022C/W33；軸與滾動(dòng)軸承為過渡配合,選軸的直徑尺寸公差為 m6；車輪和軸為間隙配合,采用 H7/h6 配合；為了使軸與車架安裝合理, 約束軸的總長為 1940mm，軸承各段的直徑值和長度如圖。段和段的鍵同主動(dòng)輪軸一樣。
車架的設(shè)計(jì)
8車架的設(shè)計(jì)
8.1材料選用
料斗小車車體使用最常用的材料主要是鋼材，有的小車也采用鋁合金。但是因?yàn)殇X合金比鋼的延伸率大，比重小，彈性模量僅僅是鋼的三分之一，而且造價(jià)高，所以我為了節(jié)省成本，在料斗小車的車體設(shè)計(jì)中并未采用鋁合金，因鋼由于具有可焊性的特點(diǎn)，特別是普通碳素鋼Q235，Q235根據(jù)化學(xué)成分和脫氧方法的不同主要分為 、、、四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，而B級(jí)它是制造料斗小車金屬結(jié)構(gòu)最常用的材料，同時(shí)料斗小車金屬結(jié)構(gòu)的主要承載構(gòu)件與Q235性能滿足，因其力學(xué)性能適中，所以采用Q235B。其具體的性能如下所示：
表8.1.8 Q235B鋼的特性
鋼號(hào)
密度
屈服強(qiáng)度
抗拉強(qiáng)度
沖擊功
8.2結(jié)構(gòu)選用
車架三種型式：鑄造，焊接和鉚接。
鑄造優(yōu)點(diǎn)：架子堅(jiān)固、工作時(shí)軸承座不易移動(dòng)和變位。由于焊接的發(fā)展，現(xiàn)在已被焊接車架取代。焊接的車架一般是由型鋼和鋼板焊接而成，主要因?yàn)樾弯摰膭偠容^好。
根據(jù)本次的設(shè)計(jì)要求，選用焊接的車架。它由型鋼和鋼板焊接而成。該種車架結(jié)構(gòu)簡單，自身輕便且加工方便。
三維建模
9三維建模
圖9.18?制動(dòng)器
?
圖9.19?主動(dòng)輪軸裝配
圖9.20?從動(dòng)輪軸裝配
?
圖9.21車架
結(jié)論
10.結(jié)論
隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，生活需求日益提高，產(chǎn)量的嚴(yán)重需求，這就要提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，因而機(jī)械也向著自動(dòng)化，輕便化在發(fā)展，所以我們要活到老學(xué)到老，增加自己的創(chuàng)新意識(shí)，努力使用自己的大腦來幫助機(jī)械走向更快更好的自動(dòng)化發(fā)展，就像我設(shè)計(jì)的料斗移動(dòng)小車，由于人類的創(chuàng)新由原先的半自動(dòng)化齒輪傳動(dòng)，到現(xiàn)在的PLC程序自動(dòng)控制，不僅僅給人們帶來了許多便利，而且給廠家節(jié)約一大筆資源還提高了生產(chǎn)效率，大大加快了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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致謝
致 謝
通過這幾個(gè)月的不懈努力終于完成了此次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)。
在本論文設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我得到了毛志偉老師的精心指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于我設(shè)計(jì)上面的錯(cuò)誤。毛老師能夠?qū)Ｐ牡奶嫖曳治?，不厭其煩的為我講解，有些超出他專業(yè)方面的知識(shí)，他會(huì)去尋找書本，自己理解后在給我進(jìn)行分析，并且指導(dǎo)我論文的錯(cuò)誤之處，幫助我把一些錯(cuò)誤的觀念矯正過來，在完成初稿的過程中盡心盡力的為我講解一些錯(cuò)的地方，由于毛老師細(xì)心的指導(dǎo)和對(duì)我不斷的支持，我才能順利完成此次的設(shè)計(jì)，在此，我向毛志偉老師表示深深的感謝。
在此感謝大學(xué)四年以來所有為我們傳播知識(shí)的老師們，是你們的教導(dǎo)讓我在這里學(xué)到更多，通過上課和實(shí)踐，真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際，從而讓我們的專業(yè)知識(shí)扎根，牢固于心，為將來進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)行工作打下了深深的基礎(chǔ)。
本次的設(shè)計(jì)雖說已經(jīng)圓滿結(jié)束，但我知道還有很多不足的地方，通過這個(gè)答辯我懂得了更多的注意點(diǎn)，為進(jìn)入社會(huì)工作提供了良好的鋪墊。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
??
設(shè)計(jì)（論文）題目：
料斗移動(dòng)小車設(shè)計(jì)
?
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
所在學(xué)院：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
20xx年 2月 27日
任務(wù)書填寫要求
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、系（院）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生。
2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫，不得涂改或潦草書寫；或者按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，要求正文小4號(hào)宋體，1.5倍行距，禁止打印在其它紙上剪貼。
3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系（院）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫。
4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號(hào)”要寫全號(hào)，不能只寫最后2位或1位數(shù)字。
5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照《金陵科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫規(guī)范》的要求書寫。
?6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
?
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)初步掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，同時(shí)提高查閱資料的能力；分析解決問題的能力。
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可以學(xué)習(xí)新的知識(shí)。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
?
主要技術(shù)參數(shù)：
料斗數(shù)量：2個(gè)
料斗尺寸：3800mm*2000mm*2200mm
載荷重量（含料斗）：50噸
移動(dòng)速度：5-20m/min
移動(dòng)距離;6m
主要內(nèi)容：
料斗移動(dòng)小車是一種電動(dòng)有軌廠內(nèi)運(yùn)輸車輛，解決廠內(nèi)跨度之間的產(chǎn)品運(yùn)輸。又稱臺(tái)車、電動(dòng)平車。它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、容易維護(hù)、承載能力大、污染少等優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于機(jī)器制造和冶金工廠，作為車間內(nèi)部配合吊車運(yùn)輸重物過跨或者移動(dòng)之用，解決行車吊運(yùn)極限等很多局部問題。
本小車用于料斗移動(dòng)，便于機(jī)組連續(xù)生產(chǎn)，主要運(yùn)輸物流為廢鋼板和污泥。
小車載重大，啟動(dòng)力矩大，要求可靠，經(jīng)濟(jì)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單輪驅(qū)動(dòng)，其余滾輪為被動(dòng)輪，軌道型號(hào)為重軌50kg.
電機(jī)為交流電機(jī)三相380V，變頻驅(qū)動(dòng)，滾輪及軸為鍛件，框架材料采用Q235B，焊接結(jié)構(gòu)，軌道兩端設(shè)止擋。電機(jī)帶抱閘，接近開關(guān)定位。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
3．對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求〔包括圖表、實(shí)物等硬件要求〕：
一、設(shè)計(jì)總裝配圖及若干零件圖
二、設(shè)計(jì)說明書一份
三、英文資料翻譯
4．主要參考文獻(xiàn)：
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?
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書
5．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
20xx.12.16-20xx.1.10 領(lǐng)任務(wù)書、開題
20xx.2.25-2.16.3.9 畢業(yè)實(shí)習(xí)調(diào)研，完成開題報(bào)告、中英文翻譯、論文大綱
20xx.3.19-20xx.4.25 提交論文草稿，4月中旬中期檢查
20xx.4.26-20xx.5.6 提交論文定稿
20xx.5.6-20xx.5.13 準(zhǔn)備答辯
20xx.5.13-20xx.5.26 答辯，成績?cè)u(píng)定，修改完成最終稿
所在專業(yè)審查意見：
?通過?
負(fù)責(zé)人： ??????????? ? 年??? ?月??? ?日