1664-轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)—電動(dòng)平車設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)盤,電動(dòng),平車,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1目 錄摘要 ......................................................................3ABSTRACT ..................................................................31 引言 ..................................................................41.1 電動(dòng)平車簡介 .......................................................41.1.1 軌道供電式電動(dòng)平車 ...........................................41.1.2 蓄電池式 .....................................................42 設(shè)計(jì)任務(wù)及確定系統(tǒng)方案 .............................................52.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介 .......................................................52.2 主要技術(shù)參數(shù) .......................................................52.3 系統(tǒng)方案確定 .......................................................62.3.1 平車動(dòng)作描述 .................................................62.3.2 平車運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì) .............................................62.3.3 電氣控制 .....................................................62.3.4 電動(dòng)平車技術(shù)要求 .............................................83 電動(dòng)平車機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................93.1 原動(dòng)機(jī)選擇 .........................................................93.1.1 方案比較 ....................................................103.1.2 方案確定 ....................................................103.2 電動(dòng)平車傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) ..........................................123.2.1 平車車輪設(shè)計(jì) .................................................123.2.2 平車總傳動(dòng)比 .................................................123.2.3 傳動(dòng)比的分配 ................................................133.2.4 平車傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .................................133.3 電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................143.3.1 減速器的選擇與計(jì)算 ...........................................143.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) ...................................................153.4 電動(dòng)平車輪軸的設(shè)計(jì) ..................................................173.4.1 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核 ............................................173.4.2 從動(dòng)軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ..............................................23湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書23.5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 ...............................................253.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇 ................................................253.5.2 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算及潤滑 ........................................253.6 連接的選擇和計(jì)算 ..................................................283.6.1 鍵連接的選擇和計(jì) 算 ............................................284 整條生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .....................................304.1 PLC 選擇 ....................................................304.2 運(yùn)動(dòng)分析 .......................................................304.3 四種運(yùn)動(dòng)情況分析 ...............................................314.4 輸入點(diǎn) 地址分配 .................................................334.5 輸出點(diǎn)地址分配 .................................................354.6 控制柜 設(shè)計(jì) .....................................................364.7 電 動(dòng)平 車電氣控制 ...............................................37本章 附錄 .......................................................39總結(jié) .....................................................................64參考文獻(xiàn) .................................................................65附錄 科技文章翻譯 ........................................................67湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)—電動(dòng)平車設(shè)計(jì)摘要自動(dòng)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)車間，它提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，可根據(jù)廠房空間具體設(shè)計(jì)，是許多企業(yè)的首選方案。本書主要介紹了轉(zhuǎn)盤電動(dòng)平車系統(tǒng)中電動(dòng)平車的設(shè)計(jì)，包括整個(gè)系統(tǒng)的簡介、電動(dòng)平車的整體設(shè)計(jì)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：電動(dòng)平車，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤，設(shè)計(jì)計(jì)算，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Trolley wheel flat car system —electric flat car design ABSTRACTAutomatic production line for trolley wheel flat car system has been widely used in various production workshop,It improves productivity and lower production costs it can space in accordance with the specific plant design and it's the first choice for many enterprises program.This book introduces the electric wheel flat car flat car electric system design, including brief description of the entire system, electric flat car's overall design and electric Control System design, electric flat car body design。Key words： Electric flat car, transmission, electric wheel, design calculations, control system design.湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4第一 章 引言在現(xiàn)代廠房、車庫內(nèi)貨物轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，電動(dòng)平車以其裝卸方便、承載能力強(qiáng)、易操縱而充當(dāng)著重要的角色，電動(dòng)平車主要有以下形式.1.1.1 軌道供電式電動(dòng)平車KPJ 系 列 是 卷 筒 供 電 電 動(dòng) 平 車 ， 以 電 纜 卷 筒 交 流 380V 供 電 。 電 纜 卷 筒 為 磁 滯 耦合 式 ， 確 保 電 纜 受 力 均 勻 不 易 拉 壞 。 交 流 380V 給 平 車 上 YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) 提 供電 力 ， 電 機(jī) 拖 動(dòng) 平 車 運(yùn) 行 。 平 車 運(yùn) 行 時(shí) 電 纜 卷 筒 自 動(dòng) 將 電 纜 卷 起 或 放 出 ， 受 卷 線 筒供 電 長 度 影 響 ， 一 般 最 大 運(yùn) 行 距 離 小 于 200m。KPD 系 列 是 36V 單 相 （ 三 相 ） 低 壓 軌 道 供 電 電 動(dòng) 平 車 ， 以 軌 道 滑 觸 線 供 電 。 地面 降 壓 變 壓 器 控 制 柜 將 單 相 （ 三 相 ） 交 流 380V 降 壓 至 單 相 （ 三 相 ） 36V， 經(jīng) 軌 道滑 觸 線 饋 送 給 平 車 ， 再 經(jīng) 車 載 升 壓 變 壓 器 升 壓 為 單 相 （ 三 相 ） 交 流 380V。 給 平 車用 單 相 電 容 電 機(jī) 提 供 電 力 （ 三 相 時(shí) 為 YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) ） 。 由 于 不 用 電 纜 ， 故 安全 可 靠 、 不 怕 燙 ， 不 怕 砸 ， 不 妨 礙 交 叉 運(yùn) 輸 ， 易 實(shí) 現(xiàn) 遙 控 和 自 動(dòng) 化 ， 給 廠 區(qū) 運(yùn) 輸 布置 以 很 大 方 便 。 但 其 軌 道 施 工 要 求 較 高 ， 須 保 證 軌 道 絕 緣 ， 超 過 一 定 的 運(yùn) 行 距 離 時(shí)軌 道 應(yīng) 加 銅 排 補(bǔ) 償 線 。 運(yùn) 行 距 離 較 長 時(shí) 還 必 須 增 加 降 壓 變 壓 器 個(gè) 數(shù) 。由 于 KPD 平 車 起 動(dòng) 時(shí) 流 經(jīng) 軌 道 的 起 動(dòng) 電 流 非 常 大 （ 達(dá) 1000A） ， 此 時(shí) 軌 道 末 端有 很 大 的 電 壓 降 ， 造 成 單 相 電 容 電 機(jī) 起 動(dòng) 困 難 ， 故 單 相 KPD 平 車 最 大 載 重 噸 位 為50 噸 ， 載 重 50 噸 以 上 時(shí) 采 用 三 相 36V 低 壓 軌 道 供 電 ， YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) 。產(chǎn) 品 KPDZ 既 繼 承 了 KPD 平 車 的 優(yōu) 點(diǎn) 又 避 免 了 原 型 號 起 動(dòng) 困 難 ， 運(yùn) 行 距 離 短 的 缺點(diǎn) 。 KPDZ 平 車 以 車 載 整 流 裝 置 將 軌 道 上 的 單 相 （ 或 三 相 ） 交 流 36V 整 流 成 直 流36V， 拖 動(dòng) 直 流 牽 引 電 機(jī) 使 平 車 運(yùn) 行 ， 直 流 電 機(jī) 與 交 流 電 機(jī) 相 比 有 不 易 燒 損 ， 起 動(dòng) 力矩 大 ， 過 載 能 力 強(qiáng) 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 即 使 由 于 軌 道 絕 緣 老 化 等 原 因 ， 在 欠 壓 的 工 況 下 仍 能 可靠 工1.1.2 蓄電池式KPX 系 列 是 蓄 電 池 電 動(dòng) 平 車 ， 以 蓄 電 池 供 電 。 蓄 電 池 給 直 流 牽 引 電 機(jī) 提 供 電 力 ，直 流 電 機(jī) 拖 動(dòng) 平 車 運(yùn) 行 。 直 流 電 機(jī) 與 交 流 電 機(jī) 相 比 有 不 易 燒 損 ， 起 動(dòng) 力 矩 大 ， 過 載能 力 強(qiáng) 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 運(yùn) 行 距 離 不 受 限 制 。 它 比 KPJ、 KPD 兩 種 系 列 平 車 具 有 更 大 的 安 全性 能 和 機(jī) 動(dòng) 性 靈 活 性 ， 運(yùn) 行 距 離 不 受 限 制 ， 對 軌 道 無 絕 緣 要 求 ， 故 施 工 方 便 費(fèi) 用 低湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5廉 。平 車 都 可 以 加 裝 工 業(yè) 無 線 遙 控 裝 置 。它比 KPJ、KPD 兩種系列平車具有更大的安全性能和機(jī)動(dòng)性靈活性，能在彎道、道岔上行駛，運(yùn)行距離不受限制，對軌道無絕緣要求，故施工方便費(fèi)用低廉。2 設(shè)計(jì)任務(wù)書及系統(tǒng)方案2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介本課題是應(yīng)某企業(yè)電氣設(shè)備裝配車間的一條自動(dòng)生產(chǎn)線要求而確定的，本電動(dòng)平車系統(tǒng)共有 A、B、C、D 四條軌道，兩縱兩橫，電動(dòng)平車應(yīng)能夠在這四條軌道上自動(dòng)行駛，換軌通過轉(zhuǎn)盤裝置。電動(dòng)平車共有十六個(gè)工位，只要給出控制指令平車即可自動(dòng)行駛到指定工位。其示意圖如圖 2-1 所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書62.2 主要技術(shù)參數(shù)軌道長度：兩條 30m，兩條 18.5m；電動(dòng)平車額定速度 30m/min,功率 2kW，48v 蓄電池供電；轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 0.5r/min,功率 0.75kW，直徑 3200mm 的線速度為 5m/min。2.3 系統(tǒng)方案確定2.3.1 平車動(dòng)作描述電動(dòng)平車系統(tǒng)共有 A、B、C、D 四條軌道，通過轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)換。假如電動(dòng)平車起始位置停在A 軌道上，目的地是 B 軌道，操作順序：圖 2-1 系統(tǒng)簡圖湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7在電動(dòng)平車操作面板上的起始位置 A、B、C、D 四個(gè)鍵，設(shè)置起始位置為 A；目的地A、B、C、D 四個(gè)鍵，設(shè)為 B。①按啟動(dòng)按鈕；②轉(zhuǎn)盤接通 A 軌道；③電動(dòng)平車向轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)；④電動(dòng)平車運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤軌道上；⑤鎖緊；⑥轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)接通 B 軌道；⑦電動(dòng)平車解除鎖緊；⑧電動(dòng)平車從轉(zhuǎn)盤向 B 軌道運(yùn)動(dòng)；⑨按停止鍵平車可停任何位置；不按停止鍵平車在終端限位是停。假如電動(dòng)平車起始位置，目的地為其他地方，按 1 類似步驟設(shè)置操作。同一軌道上，按電動(dòng)平車前進(jìn)、后退、停止鍵操作。電動(dòng)平車及轉(zhuǎn)盤設(shè)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。電動(dòng)平車額定速度 30m/min,功率 2kW。1、轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 0.5r/min,功率 0.75kW，直徑 3200mm 的線速度為 5m/min，設(shè)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)間 4s，則停車后轉(zhuǎn)盤外圓周行程為 。m1670524??2、轉(zhuǎn)盤在 設(shè) 3 個(gè)位置；每個(gè)位置的傳感器動(dòng)作狀態(tài)保持連續(xù)，即應(yīng)在平車06預(yù)停車信號后滑行段位置信號保持。2.3.2 平車運(yùn)行程序設(shè)計(jì)方案1、平車從某條線上，人工按鍵設(shè)置起始位置，目的線路，起始后平車按指令從起始位置順序通過轉(zhuǎn)盤，往指定軌道運(yùn)行。2、按停車鍵，平車可停任意位置；未按停車鍵，平車按設(shè)置程序一直運(yùn)行至終點(diǎn)限位停車。3、平車上控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停，通過遙控信號傳遞操作指令。4、平車的位置方向由地面控制系統(tǒng)布線控制。5、操作按鍵設(shè)平車或地面控制柜上。6、兩臺平車編號區(qū)別，當(dāng)平車運(yùn)行與另一臺平車距離小于 1～2m 時(shí)，由傳感器檢測信號，控制距離減小方向不能運(yùn)行。2.3.3 電氣控制1、電動(dòng)平車采用 48V 蓄電池供電，設(shè)二個(gè)位置的充電機(jī)充電。2、轉(zhuǎn)盤及傳感器采用預(yù)埋線路；控制柜內(nèi)設(shè) PLC 程序控制。3、平車與地面控制柜采用無線遙控器控制。4、可手動(dòng)調(diào)節(jié)平車及轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書82.3.4 平車技術(shù)要求1.車架的材料機(jī)械性能不得低于 Q236-A 或 Q235-A.F 的性能。焊條，焊絲與焊劑應(yīng)以被焊材料相適宜。2.車架焊接的焊縫坡口形式尺寸應(yīng)符合 GB985 和 GB986.3.焊縫不得有裂縫，氣孔和夾雜等缺陷。4.焊縫上的熔渣和兩側(cè)的飛濺物必須清除。圖 2-2 動(dòng)平車外形圖（圖中 A=2500MM，L=4000MM,B=2000MM,H=530M,C=1435MM）湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書95.車架臺面在 1m 范圍內(nèi)的直線度為 4.0mm。6.鋼板，型材，鑄，鍛件表面除銹應(yīng)達(dá)到 GB8923 中的 St2 級。7.產(chǎn)品出廠前所有外露加工面應(yīng)進(jìn)行防銹處理。3 電動(dòng)平車設(shè)計(jì)由電動(dòng)平車設(shè)計(jì)要求，即運(yùn)行速度、供電設(shè)備、控制要求及外形總體尺寸，電動(dòng)平車系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過擺線針輪減速器和滾子鏈傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳至電動(dòng)平車驅(qū)動(dòng)輪軸實(shí)現(xiàn)平車的運(yùn)動(dòng)，控制部分采用 PLC 電氣控制。3.1 原動(dòng)機(jī)選擇由于供電裝置為 48v 蓄電池，且電動(dòng)平車所用電機(jī)主要起牽引作用，故選用 ZQ 系列直流牽引電機(jī)。直流牽引電機(jī)比普通直流電機(jī)性能更好，能承受頻繁的啟動(dòng)和劇烈的過負(fù)載沖擊，且允許溫度在 以上，適合在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。015標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或大于工作要求的功率。所需電動(dòng)機(jī)功率為ηwdp=-工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；dP-工作機(jī)需要的輸入功率，kW；w-為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率。η由設(shè)計(jì)要求工作機(jī)所需輸入功率為 2kW，即 為 2kW。傳動(dòng)裝置包括彈性器，減速器，wP鏈傳動(dòng)，查表分別設(shè)其傳動(dòng)效率為 ， ， 。 。則總傳動(dòng)效率9.0=η5.19.02=n835.9021×=n483.ηWdP由于考慮到電動(dòng)平車整體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)的緊湊轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)為宜，查[3]表 4-13選用 ZQ-4B 電動(dòng)機(jī)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表 3-1 所示額定電壓 v 額定功率 kw 額定電流 A 額定轉(zhuǎn)矩N·m額定轉(zhuǎn)速 /minr湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1048 3.5 105 35 960表 3-1 電機(jī)參數(shù)直流牽引電動(dòng)機(jī)故障電氣主要是電機(jī)不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速偏高，轉(zhuǎn)速偏低，電機(jī)漏電，火花大，繞組過熱，絕緣電阻低，電機(jī)受潮，出現(xiàn)頭電纜線及換向器過熱。機(jī)械故障主要是尼龍軸襯發(fā)熱磨軸和失油快，電機(jī)振動(dòng)大，軸承過熱響聲大，電動(dòng)機(jī)內(nèi)有異常響聲等在工作中應(yīng)注意。3.1.1 方案比較 由原動(dòng)件的選擇，知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 960r/min，而電動(dòng)平車運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于這個(gè)值。須在原動(dòng)件與運(yùn)行件之間裝減速器，通過減速器將轉(zhuǎn)速減低。而減速器輸出軸與主動(dòng)輪軸件需要傳動(dòng)裝置。方案一選用滾子鏈傳動(dòng)，這種傳動(dòng)價(jià)格便宜，且適用于較復(fù)雜的環(huán)境，采用滴油潤滑潤滑方便，但是其傳動(dòng)需要較大的空間，且存在噪音。方案二：選用開式齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)可靠性高，且噪音小，但由于工作環(huán)境灰塵較多對傳動(dòng)機(jī)構(gòu)影響較大，且不便潤滑。3.1.2 方案確定由于平車外形尺寸要求，且為使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，及考慮到工作環(huán)境多為礦山及某些需要運(yùn)輸重大物件的場合惡劣換件要求，選用方案一。采用擺線針輪減速器和鏈傳動(dòng)做為傳動(dòng)裝置，又考慮到鏈傳動(dòng)的不均勻性，將鏈傳動(dòng)設(shè)置在低速級。電動(dòng)平車穿的方案簡圖如圖1- 電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-擺線針輪減速器；4-小鏈輪；5-鏈條；6-大鏈輪；7主動(dòng)輪軸；8-主動(dòng)輪對車身采用鋼架結(jié)構(gòu)（車架）和蓋板組合，車架由空心鋼梁焊接而成，蓋板為鋼板，車架和改版通過焊接連接，車身與輪軸之間通過支座和螺栓連接，車身結(jié)構(gòu)如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書113.2 電動(dòng)平車傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)3.2.1 車輪的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，車輪直徑 D=500mm，且為軌道車輪組。由于運(yùn)行要求不是很高且為了降低電動(dòng)平車制造成本，采用單輪緣式小車車輪,代號為 DL。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書123.2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)平車運(yùn)行速度要求 v=30m/min 和車輪直徑 D=500mm?？捎?jì)算車輪轉(zhuǎn)速為103019./min5wvnrD????式中，v 為車輪速度，m/min; D 為車輪直徑,mm。則傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為9605.241.mwni??式中， 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速， ； 為電動(dòng)平車車輪轉(zhuǎn)速， 。/inrw/minr3.2.3 傳動(dòng)比的分配由傳動(dòng)比推薦鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比在 2-3.5 之間，故選取傳動(dòng)比為 23 的擺線針輪減速器作為高速級傳動(dòng)，即傳動(dòng)比分配為擺線針輪減速器傳動(dòng)比 123i?滾子鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比 150.642.185i3.2.4 平車傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)輸出軸 =960dn/mir減速器輸入軸 = =9601n減速器輸出軸 219604.73/iri?平車輸出輪軸 3219n.85n?2、各軸功率電動(dòng)機(jī)輸出功率 .dPkW減速器輸入軸功率 102.15.92.13kW????減速器輸出軸功率 2308平車輸出輪軸功率 3.8.6P3、各軸轉(zhuǎn)矩湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書13電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩 2.15950902.916ddPTNmNmn??????減速器輸入軸轉(zhuǎn)矩 12.1..7??減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩 2734.7i ??車輸出輪軸轉(zhuǎn)矩 34..850.9650T??運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見表 4-1電動(dòng)機(jī)輸出軸減速器輸入軸減速器輸出軸平車輸出輪軸轉(zhuǎn)速 r/min 960 960 41.739 19.099功率 kW 2.215 2.193 2.083 2.000轉(zhuǎn)矩 Nm?21.919 21.700 474．147 994.570表 4-13.3 電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 減速器的選擇a）選擇減速器類型減速器的選擇首先依據(jù)傳動(dòng)比進(jìn)行選型，由于電動(dòng)平車車輪轉(zhuǎn)速較低而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對較高，故要求減速器能實(shí)現(xiàn)較大減速比例。若選用普通圓柱齒輪減速器則需選用三級減速箱，但三級減速箱安裝尺寸較大會(huì)使這個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不緊湊?？紤]到工作及結(jié)構(gòu)要求，選用擺線針輪減速器較為合適。擺線針輪減速器，是應(yīng)用行星傳動(dòng)原理，采用擺線針輪嚙合，行星輪齒廓為變幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線，中心線齒廓為圓形。具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、故障少、壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠平穩(wěn)、噪聲低、拆裝方便、容易維修、過載能力強(qiáng)、慣性力矩小等特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于礦山、冶金、起重、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。工作條件：輸入軸轉(zhuǎn)速 1500；工作環(huán)境溫度-15～40℃；可正反雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。b)減速器選型計(jì)算1、傳動(dòng)比為 23湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書142、計(jì)算功率kwKPRAZc 25.1.53=×=式中，查表 4-1 知工作機(jī)功率=2.193kW， 為選用系數(shù)由[4]表 6.72 和表 6.73AK取 ； 為可靠度系數(shù)，查[4]表 6.54 取 =1.25。2.1=AKR R3、計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩=572.309N.mACniPT8.9η751?式中， 為減速器輸入功率 ; 為減速器傳動(dòng)比； 為減速器效率； 為減速1PkWi 1?1n器輸入轉(zhuǎn)矩?？紤]到計(jì)算功率和計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩，查[4]表 6.66 和表 6.69 得:5 號機(jī)型，傳動(dòng)比為23 的輸入功率為 5.5 ，輸出許用轉(zhuǎn)矩為 740.5 。則 5 號機(jī)型滿足要求。故選kNm?用 ZWD3.5-5A-23 型擺線針輪減速器。3.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)a) 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1) 選小鏈輪齒數(shù)取 =181z大鏈輪齒數(shù) = =2.185×18=39.33 取 392i2）實(shí)際傳動(dòng)比= = =2.167i21z8393）鏈輪轉(zhuǎn)速小鏈輪轉(zhuǎn)速 =41.739r∕min1n大鏈輪轉(zhuǎn)速 = = =19.261r∕min2i67.3944）修正功率 = =3.385kwZAcaKP42.1×式中由查表 9-7，工況系數(shù) =1.1， 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)， =1.42A ZK5) 鏈條節(jié)距 由修正功率 =3.385kW 和小鏈輪轉(zhuǎn)速 =41.739r∕minpc 1n查表 9-11 上選得節(jié)距 p 為 24A-1 查表 9-1 的節(jié)距 p=38.1mm。6）初定中心距 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上未限定，取 =（30-50p）=1143-1905mm0a0a湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15取 =12000a7） 鏈長節(jié)數(shù) L16.0π2-210=+=zzpP取 =100 節(jié)OX8）理論中心距 a查機(jī)械設(shè)計(jì) 9-7 得 =0.24891f= P[2 -（ ）]=0.2489 38.1 [2 100-(18+39)} 1356mm01fPL2z+×≈9）鏈速 vm／s48.0160379.461 ≈×pzn10）有效圓周力 F48.20==vPe11）鏈輪水平布置時(shí)壓軸力系數(shù) 15.FPK則壓軸力 =1.15 4340=4991NPF≈e×12）鏈條潤滑方式的選定根據(jù)鏈號 24A-1 和鏈條速度 =0.48 m／s，由[1]圖 14.2-4 選用潤滑范圍即用油v壺潤滑。13）鏈條標(biāo)記根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，采用單排 24A-1 滾子鏈，節(jié)距為 38.1 節(jié)數(shù)為 100 節(jié)，其標(biāo)記為：24A-1×100 GB／T1243-1997b)滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算由[1]式 14.2-1 ≥[n]=852.47043126.4=+×=fCAFKQn可知滾子鏈的靜強(qiáng)度滿足要求。式中 n－靜強(qiáng)度安全系數(shù)；湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16Q－鏈條極限拉伸載荷（N） ，查[1]表 14.2-4 為 86.7kN；－工況系數(shù)，查[1]表 14.2-4 為 1.0；AK－離心力引起的拉力，由于鏈速小于 4m／s，可忽略不計(jì)；cF－懸垂拉力， =742.52f -2-21093.78.01×=×qaKFff由[1]圖 14.2-6 得， =20， 由[1]表 14.2-9 得，滾子鏈每米質(zhì)量f， [n] －許用安全系數(shù)，取 8-1.83mkgq=3.4 電動(dòng)平車輪軸的設(shè)計(jì)3.4.1 主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需定出軸的合理外形和全部尺寸。主要考慮以下因素：軸的加工工藝，加工工藝軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對不同情況進(jìn)行具體分析。但必須滿足：軸應(yīng)具有良好的制造工藝性；軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整等。軸的校核計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并選取其適合的許用應(yīng)力，主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書17a) 主動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主動(dòng)輪軸上安裝有主動(dòng)論組和大鏈輪，及有用于與車架連接的支座。與支座的連接為軸承連接，軸與主動(dòng)輪組以及大鏈輪的連接為鍵連接，且大鏈輪和軸承都需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為 1435mm，車架寬度為 2000mm。考慮到以上因素，設(shè)計(jì)主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如圖所示。主動(dòng)輪軸上 ab 段和 hi 段裝圓錐滾子軸承和軸套，由于選用的軸承的寬度為61.5mm，內(nèi)徑為 120mm，設(shè)計(jì)軸套長度為 81mm，故 ab 段和 hi 段長度為 141.5mm，直徑為 120mm；又軸與滾動(dòng)軸承配合為過渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。bc 段和 gh 段裝主動(dòng)輪組，由 6.1 車輪的設(shè)計(jì)知車輪軸徑為 130mm，車輪厚度為 130mm，故 bc 段長度為 130mm，直徑為 130mm；由車輪和軸的配合為間隙很小的配合，故采用 H7/h6 配合。由于 ab 段和 bc 段直徑已定故 b 初軸肩高度為 5mm，又車輪右端需要軸向定位，故在 c 處設(shè)計(jì)高度為 8mm 的軸肩，同理 h 處和 g 處分別設(shè)有 5mm 和 8mm 的軸肩。軸上 ef 段裝配大鏈輪及鏈輪擋盤，因?yàn)閾醣P需用螺釘軸向定位，故需在軸上開設(shè)螺紋孔，為以免減小軸的強(qiáng)度需在軸上 ef 段設(shè)計(jì)軸肩。綜合考慮軸的強(qiáng)度和鏈輪結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì) ef 段直徑為 186mm；又由于鏈輪及鏈輪擋盤寬度要求，設(shè)計(jì) ef段長度為 73mm，且根據(jù)鏈輪擋盤與軸的安裝尺寸在距離 f 處 10mm 處開設(shè)兩個(gè)對稱的 m6 的螺紋孔；鏈輪和軸之間的配合為間隙很小的滑動(dòng)配合，故才 H7/h9 的配合要求。軸上 de 段處設(shè)置軸肩以用于鏈輪左側(cè)的軸向定位，由于鏈輪沒有軸向力，故此處軸肩高度和寬度均不用很大，分別取 30mm 和 20mm。為了使軸與車架安裝合理，故需約束軸的總長為 1940mm；為了滿足大鏈輪和相應(yīng)小鏈輪的位置要求，滿足鏈傳動(dòng)的要求，需設(shè)計(jì) di 段長度為 684mm。至此已經(jīng)初步確定了軸的各段的直徑和長度。軸上零件的周向定位，采用鍵連接，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。bc 段和 gh 段采用圓頭平鍵連接，根據(jù) bc 段直徑由[7]表 6-1 查得平鍵截面b×h=32mm×18mm，鍵槽用銑削刀加工，長度為 100mm。鏈輪的周向定位和動(dòng)力傳遞也是通過平鍵實(shí)現(xiàn)的，此處采用平頭鍵連接，同樣根據(jù)此段軸徑由[7]表 6-1 查得平鍵截面 b×h=32mm×18mm，鍵長為 28mm。鏈輪擋盤的周向采用螺釘定位，用m6 的螺釘擰在軸與擋盤之間定位。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的。在軸的端頭處加工 2×45°的倒角。b) 主動(dòng)輪軸的校核湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書18初步校核軸的最小直徑，由[7]式（15-2）估算最小直徑。選取軸的材料為 45剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)簡明機(jī)械手冊表 1.6 得 A=118mm83.5209.18330min ==mPAd式中， 分別為軸的額定功率和轉(zhuǎn)速，其值由表 4-1 查得。3,由 6.2.1.2 設(shè)計(jì)的軸的結(jié)構(gòu)可知軸的最小直徑滿足要求，現(xiàn)在對軸進(jìn)行精確校核。軸的計(jì)算簡圖和彎矩圖如圖 6-3 所示。計(jì)算圖中各力—鏈輪的壓軸力，由 5.2 滾子鏈的計(jì)算中得 =4282N；F FT—專遞的轉(zhuǎn)矩，由表 4-1 查得 T=994.57 ；mN.—車及載重對軸的壓力，當(dāng)載重為 30t 自重為 6t 時(shí)，1=（30+6）×1000×10× =9× ；F1440N—車輪對軸的支撐力跟 相等；1F—左輪水平向支反力，1HNF324.045=×==F- =4991-1404.324=3586.676N2H1湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書19根據(jù)圖 6-3 中受力情況，做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 6-4 所示：a 水平面受力分析圖c 彎矩圖圖 6-4 主動(dòng)輪軸的彎矩圖和扭矩圖湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20由圖 6-2 和圖 6-4 可知，d 截面為危險(xiǎn)截面，算出 d 截面的總彎矩和扭矩： N.m 159608156022???MT=994570N.mm按彎扭組合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)[7]式（15-5）及上面所算的 d 截面的彎矩和扭矩，以及軸運(yùn)動(dòng)時(shí)需正反轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對稱循環(huán)變應(yīng)力，取 =1，軸的計(jì)算應(yīng)力α=51.4M 3222146.0)9570(59)(×+=+WaTMcaδ aP前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由[7]表 15-1 查得 。因此[]aM601-=δ，故安全。[]1-
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