自動加料電動車設(shè)計【自動上料電動車】
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1.如何選用鏈輪的材料？
答：鏈輪輪齒應(yīng)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(yīng)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(yīng)用場合的不同，以及設(shè)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(yīng)該把小車的行車應(yīng)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(zhǔn)確性,在兩個偏心輪一側(cè)安裝行程開關(guān),當(dāng)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(shè) 計
題目
自動加料電動車
系別
專業(yè)
班級
姓名
學(xué)號
指導(dǎo)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(shè)計……………………………………………………………………8
3.小車行走的傳動計算及鏈輪的設(shè)計計算………………………………………9
3.1主動輪的速度………………………………………………………………10
3.2鏈輪的設(shè)計及計算…………………………………………………………12
3.3小鏈輪的尺寸設(shè)計…………………………………………………………13
3.4大鏈輪的尺寸設(shè)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(shè)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(shè)計…………………………………………………………………… …29
結(jié)論……………………………………………………………………30
致謝……………………………………………………………………………31
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………33
摘 要
隨著科學(xué)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(shè)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(yīng)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(yīng)其生產(chǎn)。因此我們開發(fā)生產(chǎn)應(yīng)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(zhǔn)確性我們采用行程開關(guān)來保證時間的精確和動作的準(zhǔn)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(jì)是經(jīng)濟騰飛，信息發(fā)達(dá)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(shè)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(shè)備已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)生活的需要，因此設(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)計、計算。皮帶傳動的設(shè)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(xué)的知識和經(jīng)驗，廣泛征求意見，經(jīng)過細(xì)心的篩選，終成定稿。
本設(shè)計的自動上料電動車優(yōu)越性在于：根據(jù)實際需要和設(shè)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(biāo)準(zhǔn)化、系列化，應(yīng)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(yīng)用最多，因所設(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)計基礎(chǔ)》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(zhǔn)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(shè)計礎(chǔ)》113頁）
且dd1=80mm>dmin =75mm大帶輪基準(zhǔn)直徑為
dd2=n1/n2dd1=1430/7×80=161.13mm
按表8.3選取標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)長度Ld和實際中心距a
設(shè)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(zhǔn)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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》158頁）
2.1.8設(shè)計結(jié)果
選用4根A—1000GB11544—89V帶，中心距a=308mm,帶輪基準(zhǔn)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(yīng)用最廣，當(dāng)帶速V≤25m/s時采用HT150，當(dāng)V=25—30m/s時采時，則應(yīng)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(dāng)V≥25—45m/s
3．小車行走的傳動計算以及鏈輪的設(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)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(shè)計基礎(chǔ)》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(shè)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(shè)計基礎(chǔ)》164頁）
3.2.9鏈輪的材料
鏈輪輪齒應(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)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(zhǔn)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??；傳遞功率大，過載能力強；能在低速重載下較好工作；能適應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(fù)雜，成本較高。滾子鏈的應(yīng)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(yīng)用場合的不同，以及設(shè)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(yīng)該把小車的行車應(yīng)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(yīng)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(yán)禁用手錘直接敲擊，應(yīng)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(yīng)輕快靈活，軸承的軸向游隙應(yīng)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(yīng)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(yīng)符合齒輪傳動公差的規(guī)定；
7. 按JB1130-70 的規(guī)定進行復(fù)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(yīng)洗凈后調(diào)換干凈的潤滑油，標(biāo)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(shè)計
從前面的設(shè)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(yīng)主要考慮如下因素：
?、?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(yīng)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(fù)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(rèn)為按脈動循環(huán)變化，所應(yīng)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(shè)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(yīng)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(rèn)為按脈動循環(huán)變化，所以應(yīng)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(dāng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(zhǔn)確性,在兩個偏心輪一側(cè)安裝行程開關(guān),當(dāng)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(shè)計公式得 M=Mt -Mf 單位:N/m
Mt負(fù)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(dǎo)致小車?yán)^續(xù)行走,防止小車走過規(guī)定的軌道和達(dá)到設(shè)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(dāng)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(dá)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(shè)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(shè)計,我從中受益非淺,使自己深深體會到了做一項設(shè)計不是想象的那么簡單。自己親自設(shè)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(shè)計不僅運用了我在大學(xué)三年所學(xué)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(shè)計不僅運用了我們所學(xué)的各門科目有機械設(shè)計基礎(chǔ),機械制圖,Auto CAD,還用到了連我自己都沒有想到的工程力學(xué)及金屬工藝等,在學(xué)習(xí)時都認(rèn)真的學(xué)習(xí)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(shè)計使我明白,設(shè)計一樣?xùn)|西并不是單一的依靠一門學(xué)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(shè)計,使我更加明白不論做什么都要認(rèn)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(fù)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(shè)計，整整3個月的時間總算沒有白費，我們的畢業(yè)設(shè)計作品終于有所成效了。
此次畢業(yè)設(shè)計的順利完成,我要大力感謝我們的指導(dǎo)老師XXX老師, X老師從一開始耐心細(xì)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?？梢哉f,沒有X老師這位負(fù)責(zé)的指導(dǎo)老師,我們的畢業(yè)設(shè)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(shè)計,而且在她很忙的情況下還幫我們指導(dǎo),我們對此衷心的感謝!同時還要感謝三年當(dāng)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(rèn)真學(xué)習(xí)，使我們在此基礎(chǔ)上利用所學(xué)東西順利進行并完成了設(shè)計。
為此，再次感謝我們的指導(dǎo)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(shè)計中給予我的幫助！謝謝！
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