棉模运输机的设计

棉模运输机的设计 摘 要 近年来，随着棉花种植面积的逐步扩大，以及采棉机的大量引进，棉花散花的运输问题显得较为迫切，特别是由于采棉机工作效率高，更需要大容量的棉花运输机。目前国内棉花运输形式很多，有手推车、农业三轮车、拖拉机挂斗等运输，但这些运输方式只适用于一家一户运输，运量小、效率低、成本高。尤其在使用采棉机地区，没有专用的运输机是不行的，因采棉机效率高，必须采用压膜后由专用运输机由专用车辆运输，否则由于运量不能满足需求，会造成棉花的损失。为了解决棉膜的自动运输问题，提高效率，设计一种装卸自动化程度高、结构紧凑、配置合理的棉膜运输机；包括运输传动机构、升降油缸和棉膜装卸平台等。该棉膜运输机设计合理，输送链强度高，结构简单，操作方便，速度较高，节约能源，对环境的污染小。关键词： 棉膜，专用运输机，传动机构，输送链，自动装卸 ABSTRACT In recent years, with the cotton planting area gradually expanded, and the large importsof cotton-picking machine, cotton bulk transportation problem is more urgent, especially because cotton-picking machine work efficiency is high, need more large capacity of cotton conveyor. At present many domestic cotton transportation form, trolleys, agricultural tricycle, tractor hang bottle, such as transportation, but these only applies to a one transportation, small volume, low efficiency and high cost. Especially in areas using cotton-picking machine, cant do without a dedicated transport, because cotton-picking machine with high efficiency, after pressure membrane must be used by special transport by special vehicles to transport, because of the traffic wont be able to meet the demand, will cause the loss of the cotton. In order to solve the problem of cotton film automatic transport, improve efficiency, design a kind of loading and unloading of high degree of automation, compact structure and reasonable configuration of cotton membrane transport; Transmission mechanism including transportation, lifting oil cylinder and cotton film loading and unloading platform, etc. Membrane transport aircraft design is reasonable, the cotton conveyor chain high strength, simple structure, convenient operation, high speed, energy saving, little pollution to the environment.Keywords: cotton film, special conveyor, transmission mechanism, conveyor chain, automatic loading and unloading目录绪 论11.1 课题的来源及意义11.2 论文主要内容12 总体方案的设计22.1链条输送机概述22.2棉膜运输机主传动方案确定52.3棉膜运输机的主要参数73工作原理与特点83.1 链传动的组成和工作原理83.1.1链传动的组成83.1.2 链传动的失效形式93.2链传动的结构93.2.1滚子链的结构93.2.2链轮的结构114传动设计计算154.1链的设计154.2链轮设计计算214.2.1链轮的设计计算214.2.2 滚子链的材料的选择与处理244.3升降液压系统的设计254.4电机的计算及选择265 基于Solidworks的结构设计285.1Solidworks概述285.2基于SolidWorks的建模295.2.1 小链轮的建模295.2.2 链条的建模375.2.3三维模型435.3模型图片设计存在问题和改进思路456章 总结47参考文献49致 谢5048绪 论1.1 课题的来源及意义 近年来，随着棉花种植面积的逐步扩大，以及采棉机的大量引进，棉花散花的运输问题显得较为迫切，特别是由于采棉机工作效率高，更需要大容量的棉花运输车。据测算，一台采棉机正常工作时，需- 台棉花运输车与其配套工作。各农牧团场均是在原5t农用拖车的基础上进行改制，虽然可用，但毕竟有诸多不便，一是因其所用轮胎大，车厢底板离地面较高，造成装车不方便；二是原农用车限制了其车厢的外型尽寸，造成容积不够，不能适应采棉机的工作要求。针对以上情况，在对农用运输车进行研究的基础上，设计一种简单、实用的棉花运输机。棉膜输送机是以链条作为绕性牵引构件的输送机，因其能够绕过小直径的链条和滑轮，特别是使用短节距的链条时，易于在链条上固接工作构件，链条用链轮驱动可靠地传动牵引力，承受载荷时牵引量小等优点，非常适合用于棉膜运输机的棉膜装卸机构上。 本次毕业设计课题来源于生产与市场的需求。棉膜运输机是为了降低工人劳动强度，提高棉花生产及运输效率而设计的专用运输机，其有着显著的市场经济效益。1.2 论文主要内容本文主要围绕带棉膜运输机的设计为中心，通过对棉膜运输机的总体方案设计、分析，对棉膜运输机进行结构及传动方案的设计，不涉及液压马达的设计，分析方案的可行性及结构的合理性，对主要传动方案及传动部件进行校核，最后完成棉膜运输机的设计。1.根据棉模运输机的要求，确定总体方案，分析方案可行及结构合理性；2.棉膜运输机主要结构设计计算；3.主要工作部件设计计算及校核；4.提出设计存在问题和今后改进思路2 总体方案的设计2.1链条输送机概述跟着社会文明的成长与进步，运输作为手段也不断发展，机械式连续输送机获得了广泛的使用。链条输送机以其能在高温和低温恶劣环境下工作，也能低速运行，此外在水平内循环与陡坡度的条件下搬运货物的优点，得到使用者的认可。而且其装卸不用停车，可以高速度进行运输，有很高的生产率，因为链条输送机供料均匀与运行速度稳定，工作过程中消耗的功率很小，寿命长。链条输送机的设计主要包括确定底板宽度、确定裙板高度、载荷的计算及校核、选择输送链、链轮的设计、驱动链轮轴的设计、轴的疲劳强度校核、选配电动机、选择滚动轴承、选择联轴器等。链条输送机的诞生与链条一样，可以追寻到一千多年以前。水车在我国乡村使用了1600多年，它的结构，其实就是一种链条输送机。相关的链条输水机械，无论在中国，还是其他古国，在一千多年前曾有记录。链条输送机的发展前期，因为受到与链条性能与社会整体水平的制约，发展速度较为缓慢。直到20世纪前期，各种工业机械的大量生产对输送提出了较高要求。另一方面，于1800年发明的套筒滚子链获得大规模生产，为链条输送机的发展壮大提供了有利的条件。接着，各种各样的链条输送机陆续诞生，专业生产厂不断建立，像美国的WEBB公司，还有：美国的ASI；日本的NKC、大福与椿本；德国的多尔等。链条输送机也已从前期低水平阶段发展到现在的功能完善、调速精度高、可靠性好、技术含量高的机械产品。在链条输送机发展的历程中，除了链条产品的发展和新材料的出现，对链条输送机的发展是一种巨大的推动力。链条输送机的控制系统中配了高灵敏度、高精度、高可靠性的速度控制、信号采集、信号传递、逻辑执行元器件，使的链条输送机的电气控制水平有了巨大提高。目前，高性能的链条输送机已具有故障自行诊断、故障等级评判和模糊智能控制等先进功能。中国的链条工业是解放之后才开始正式建立的，机械化输送行业在我国的发展也只有几十年的历程，因此，我国的链条输送机行业是一个年轻的朝阳行业。链条输送机的生产是从国外同行设备进行测绘和仿造开始的。前期，专业生产厂比较少，规模不大，链条输送机大部分是一些专业厂作为非标准件来生产加工的，所以，技术不配套，生产效率低，发展极为缓慢。直到80年代，特别是改革开放以后，为了满足大规模生产的需要，许多新兴的工厂开始建立。具有知识密集、人才密集、资金密集与信息密集等特点的厂家在激烈竞争中生存下来并迅速发展。80年代后期到90年代初期，我国的链条输送机械进入了快速发展阶段，汽车、摩托车、家电、轻工、化工、钢铁等行业引进了许多国外成套进口设备，有很多是链条输送设备。棉膜运输机的总体方案设计依据棉膜的尺寸与重量，装卸棉膜的时间，依据现有生产条件和资料以及国内外同类产品的有关工艺资料等，拟订棉膜运输机的总体方案，并进行方案图样和有关技术文件的设计。棉膜尺寸：102.52.5m的棉膜，棉膜重量：大概810t由棉膜的尺寸及重量可以得出如下结论：棉膜的尺寸非常大，采用一般的手工装卸是不现实的，只能采用自动装卸棉膜装置；为了便于棉膜的装卸，其导向精度也应该有保证；结合国内外棉膜运输机的研究，现在普遍采用链条拖动棉膜自动装卸，采用液压马达带动链条传动能够满足重载快速传动。图1为棉膜运输机图片。图一、棉膜运输机研究国内外棉膜运输机的结构及方案，确定棉膜运输机的总体方案。棉膜运输机的主要包括液压控制系统、自动装卸系统及自动行走系统，自动装卸系统包括主题和多根并列设置在主题上可回转运动链条，自动装卸系统与地面夹角可调节，自动行走系统设置在自动装卸系统的下方，自动装卸系统、自动行走系统连接液压控制系统。为了装卸棉膜时平稳性好，防止在装卸时棉膜跑偏，链条传输要保证传输的精度，自动装卸系统的链条齿上部有前倾的勾踢，给装棉膜时提供足够的拉力，又可以避免卸棉膜时挂棉花；为了便于使自动装卸系统倾斜，装卸系统本体下方与牵引机器连接有倾斜摆缸。为了防止打滑并承载量大，自动行走系统上下摆动以适应不同地面，自动行走系统包括两个履带装置和驱动两个履带装置行走的驱动马达。2.2棉膜运输机主传动方案确定2.2.1 链条输送的种类链条输送的类型很多，但常见的只有下列四类输送形式。(1) 悬挂链条输送：整机是架设在空中，输送物品借吊具与滑架在空间立体范围内运行。(2) 承托式链条输送：整机架设在地面，输送物品放在输送链条上，以操作者适应的高度运行，可以沿线体作多工位操作。(3) 刮板式链条输送：输送的块状、粉状或粉末状物料放置在槽内，通过输送链条刮送，自动化程度高。(4) 链条提升：在输送链条上配置众多的托架，料盘和料斗。主要在垂直方向提升物料。根据以上形式对比，选择板式链条输送。板式输送机的优点是：1.适用范围广，大件和成件物均可输送；2.输送能力大；3牵引链的强度高，可用作长距离输送。4输送线路布置灵活。板式输送机能较大的倾角和较小的弯曲半径的条件输送，布置的灵活性大。5.运行平稳可靠。2.3布置形式板式输送的布置形式可分为：水平型、倾斜型、水平倾斜型、倾斜水平型、综合型。选择和确定板式输送机的布置形式，要考虑一下几点：（1）必须满足工艺要求。即应能符合工艺提出的运输路线、输送量和需要在其上面完成的工艺作业等要求。（2）满足工艺要求的前提下，力求最简单的布置形式。布置形式越简单，输送机线路的转折越少，其运行阻力就越小，因而可降低制造成本，提高经济性。（3）布置时，应充分考虑输送机与各有关工种的关系。故应综合各方面的情况，达到整体布置的合理性和经济性。综合考虑，棉膜输送机选用倾斜型板式输送形式。升降机构采用液压液压传动是用液体作为介质来传递能量的，液压传动与上述三种传动来比较有以下一些优点：（1）易于获得较大的力或力矩2.3棉膜运输机的主要参数主要技术参数容积：50m载重量：8至10T外形尺寸：1200026002500mm功率：小于22KW系统压力：16MPa传输速度：5-10m/min3工作原理与特点装卸系统主要有本体及多排链条组成，本体是由钢板及型材焊接组成，多排链由并列设置在主题上可回转运动链条组成。3.1 链传动的组成和工作原理3.1.1链传动的组成链传动由主动链轮1、从动链轮2和中间挠性件链条3组成，通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。图3.1 链传动链传动的特点: 链传动的主要优点是：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力、作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有污染等恶劣环境场合下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求比较低；中心距较大时其传动结构简单。链传动的主要缺点是：瞬时链速和链传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。目前，链传动广泛应用于工况较为恶劣、传动比精度要求不是很高的农业、矿业、起重、冶金、运输、石油、化工、机械中。3.1.2 链传动的失效形式链轮和链条相比,链轮的强度高,使用寿命较长,所以链传动的失效,主要是链条的失效,其主要失效形式是: (1) 链条疲劳破坏： (2) 链条铰链的磨损： (3) 链条铰链胶合： (4) 链条冲击破断： (5) 链条的过载拉断：3.2链传动的结构3.2.1滚子链的结构滚子链是由一系列内链节和外链节相间组成的环形链条。其组成零件包括滚子1、套筒2、销轴3、内链板4和外链板5。图3.2 链传动基本结构滚子与套筒、套筒与销轴之间为间隙配合：内链板与套筒、外链板与销轴之间为过盈配合。滚子链分为单排链、双排链和多排链。多排链承载能力更大，但各排受载均匀不好，通常不应该超过3排或4排，双排链结构应用较多。为了形成链节首尾相连的环形链条，要用接头加以联接。滚子链的接头形式如图所示。图3.3 滚子链的接头形式当链节数为偶数时，接头处采用开口销(a)或弹簧锁片(b)来固定。当链节数为奇数时，需另增加一个过渡链节(c)才能构成环形，形成链的薄弱环节。应尽可能避免使用奇数链节。滚子链主要参数是节距、滚子外径和内链节内宽，对于多排链还有排距。节距是滚子链的基本参数。当节距增大时，链条中各零件的尺寸都会相应的增大，传动能力也随之增大。滚子链传动的基本参数：链轮齿数：为降低动载荷，提高链传动的平稳性，小链轮齿数应该稍微多一些为好。但小链轮齿数也不宜过多，否则会很大，从而使链传动较早发生跳齿失效。链条工作一段时间后，磨损使销轴变细、使套筒和滚子变薄，在拉伸载荷的作用下，链条的节距伸长。链条节距变长后、链绕上链轮时节圆向齿顶移动。一般链条节数为偶数以避免使用过渡接头。为使磨损均匀，提高寿命，链轮齿数最好与链节数互质，若不能保证互质，也应使其公因数尽可能小。链的节距：链的节距越大，理论上承载能力越高。但节距越大，由链条速度变化和链节啮入链轮产生冲击所引起的动载荷也越大，反而使链承载能力和寿命降低。因此，设计时应尽可能选用小节距的链，重载时选取小节距多排链的实际效果往往比选取大节距单排链的效果更好。中心距和链长：链传动中心距过小，则小链轮上的包角小，同时啮合的链轮齿数就少；若中心距过大，则容易易使链条抖动。一般可取中心距=(3050)，最大中心距 80。链条长度用链的节数表示。按带传动求带长的公式可导出由此算出的链节数须圆整为整数，最好取为偶数。 运用上式可解得中心距的公式。为便于安装链条和调节链的张紧程度，一般应将中心距设计成可调节的；或者应有张紧装置。3.2.2链轮的结构1）链轮的主要尺寸链轮的主要尺寸包括齿数、分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、节距多边形以上齿高、齿宽、齿侧凸缘直径等图3.4 链轮的主要尺寸2）链轮的形状与结构通常，链轮是由齿圈、轮毂和轮辐三部分组成。常见链轮形状有：1.单片式单排链轮。2.单凸缘式单双排链轮。3.双凸缘式单排链轮。链轮的结构大致有：1.整体结构。一般应用在标准链条=38.1以下的单、双排，单、双凸缘链轮的加工。2.焊接结构。主要应用在中、大规格单、双凸缘链轮的加工。加工时，凸缘都采用棒料车成凸形。齿圈部分可采用板材切割后加工外径与轴孔，孔一端车出焊接破口套入凸缘部分进行焊接。焊接时要两端焊。3.铸造链轮。主要应用在大型链轮的加工，加工时只加工齿圈、凸缘两端面、外径和内径及键槽，然后再加工齿形。环链轮都是铸造的。铸造链轮的材料一般有两种，铸铁和铸钢如HT150、HT200和ZG310-570。4.锻造链轮。主要应用在受力较大的中、大规格链轮的生产上。锻造时，不管是单凸缘式或双凸缘式，一般都锻成凸形，轴孔留出足够的加工余量，材料利用率较低，成本高。3）链轮的材料选用链轮的材料应具有足够的耐磨性和强度。通常，小链轮用较好的材料。一般工况下，采用45、50、45Mn钢，经淬火、回火处理，齿面硬度4050HRC。重要工况下，采用15Cr、20Cr材料，经表面渗碳、淬火和回火处理，齿面硬度5560HRC;或40Cr、35CrMo材料，经淬火、回火处理，齿面硬度4050HRC。简单工况下，采用35钢经正火处理，齿面硬度160200HBS；或15、20钢经表面渗碳、淬火和回火处理，齿面硬度5060HRC。4）链轮齿形的几何形状与设计原则1.链轮齿形的几何形状：常见链轮的几何形状有三圆弧一直线形、两圆弧一直线形、两圆弧凸齿形、一圆弧一直线形、齿槽中心有偏移的直线齿形和直线齿形。2.设计原则：链轮齿形设计主要应满足三方面要求：即啮合要求、使用要求、工艺性与精度要求。(1)保证链条能顺利的啮入与啮出，不会有干涉现象。(2)具有足够的容纳链条节距伸长的能力。(3)具有合理的作用角。(4)齿廓曲线与链传动工况相适应。(5)有利于啮入和防止因链条跳动而掉链。(6)加工工艺性好。4传动设计计算设计一棉膜运输机的滚子链传动。通过计算液压马达驱动(匹配动力需要65匹，功率22KW，转速=700)，从动轮转速=700，载荷平稳，链传动中心距不应小于10000。4.1链的设计1、选择链轮齿数链传动速比：=500/500=1 （4-1）由表4-1选小链轮齿数=31 。表4-1齿数推荐值传动比i1234566齿数z131 2725 2321 1717大链轮齿数 z2=iz1=131=31，合适。2、确定计算功率已知链传动工作平稳，液压马达拖动，由表4-2选=1.3，计算功率为：=1.222=26.4 （4-2） 表4-2工况系数载荷种类输入动力种类内燃机-液力传动电动机或汽轮机内燃机-机械传动平稳载荷1.01.01.2中等冲击载荷1.21.31.4较大冲击载荷1.41.51.73初定中心距，取定链节数初定中心距，推荐=(3050)。初定 由于；=20000/25.4+31=818.40 （4-3）选取偶数链节=818节4选取链节距首先确定系数，。由表 4-3查得小链轮齿数系数=1.34。表4-3轮齿数系数910111213141516170.4460.5000.5540.6090.6640.7190.7750.8310.8871921232527293133351.001.111.231.341.691.892.082.292.50由图4-1查得（链长系数） =1.08图4-1链长系数选单排链，由表4-4查得=1。表4-4 多排链系数P排数12345611.72.53.34.04.6由图 4-2选择滚子链型号为16A，由表3-5查链节距=25.40。图4-2 A系列单排滚子链的额定功率曲线表4-5 滚子链规格和主要参数链号节距p排距pt滚子最大直径d1内链节最小内宽b1销轴最大直径d2内链板最大高度h2/mm05B8.005.645.003.002.317.1106B9.52510.246.355.723.288.2608A12.7014.387.927.853.9812.0708B12.7013.928.517.754.4511.8110A15.87518.1110.169.405.0815.0912A19.0522.7811.9112.575.9418.0816A25.4029.2915.8815.757.9224.135.确定链长和中心距链长/1000=81825.4/1000=20.777m (4-4)中心距 =10000mm (4-5)符合要求。中心距减小量=(0.0020.004）10000=2040 (4-6)实际中心距 =643.3-（1.282.6）=1002010040 (4-7)取实际中心距=10030。6求作用在轴上的力。验算链速 =9.18m/s (4-8)作用在轴上的压轴力。计算有效圆周力=1000 =100026.4/9.18=2875.4 (4-9)水平工作，查表4-6取压轴力系数 =1.30。轴上的压力= =1.302875.4=3738.02 (4-10)表4-6轴的载荷因数载荷因素传动布置水平或倾斜角40垂直或倾斜角40稳定载荷冲击载荷稳定载荷冲击载荷KF1.151.301.051.157选择润滑方式根据链速v=9.18m/s，链节距p=25.4，按图4-3链传动选择油浴或飞溅润滑方式。图4-3 推荐的润滑方式设计结果：滚子链选用16A,链轮齿数=31，=31，中心距=1000，压轴力=3738.02。4.2链轮设计计算4.2.1链轮的设计计算1.材料选择：采用35钢经正火处理，齿面硬度160200HBS。2.分度圆直径d=p/（sin180/z）=25.4/（sin180/25）=251.23mm (4-11)3.齿顶圆直径=251.23+1.2525.4+10.16=293.14 (4-12)(查表 滚子最大直径=10.16) (4-13) =251.23+（1+1.6/31）25.4-10.06=267.88取=268(mm)。4.齿根圆直径 =251.23-10.16=241.08mm (4-14) 5.分度圆弦齿高 (4-15)=（0.625+0.8/31）25.4-0.510.16=11.45mm =7.67mm （4-16)取=7.7。6.最大齿根距离=251.23cos（90/25）-10.16=240.57mm7.齿侧凸缘直径（查表为内链板最大高度；=15.09 (4-17) =25.4cot（180/25）-1.0425.4-0.76=174.404（）8.齿侧圆弧半径 (4-18) (4-19)9滚子定位圆弧半径 (4-20) (4-21)10.滚子定位角 (4-22)11齿宽：（是内链节内宽，查表9.40mm） (4-23)12.齿侧倒角 (4-24)13.齿侧半径 (4-25)14.链轮齿总宽（为排数） (4-26)15.轴毂厚度：（假设轴孔为50，查表4-7 =6.4） (4-27)表4-7 常数K的取值名称结构尺寸（参考）轮毂厚度h常数d5050 100100 150150K3.24.86.49.59.516.轮毂长度 (4-28) (4-29)取长度为5017轮毂直径。 (4-30)4.2.2 滚子链的材料的选择与处理滚子在工作时，是和链轮啮合的，所以需要一定的强度和硬度。在此，我选择35Cr作为滚子的材料。因为强度以及韧性较高的中碳含量的调制钢，强度极限比35号钢高20%。工艺性能与30Cr相似。35Cr广泛用于制造齿轮、轴、滚子、螺栓以及其他重要零件上。销轴和套筒都是在内部工作的，我选用35号钢作为制造材料。因为35号钢优质碳素结构钢有良好的塑性和适当强度，工艺性能较好，多在调质状态下使用。内外链板链板在链传动过程中主要承受交变拉伸和冲击载荷，链节在转动时还容易侧磨，经过一定次的循环，链板容易疲劳拉断因此，链板的材料应具我选用40Mn，40Mn碳素结构钢，用于制造永受疲劳负荷的零件，如曲轴、连杆等。卡簧的作用是卡紧连接销，所以需要一定的弹性。我选用65MN, 65Mn，锰提高淬透性，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧。链条销轴、套筒和滚子在交变载荷作用下承受冲击载荷磨损，这就要求这些零件具有表面耐磨、芯部柔韧和耐疲劳性能，因此，这些零件通常都要进行表面渗碳处理。特别是标准链条的销轴、套筒和滚子由于采用的材料都是低碳钢和低合金钢，渗碳后既耐磨又耐疲劳，完全可以保证标准链条使用性能的需要。在此对销轴进行渗碳0.3mm处理。4.3升降液压系统的设计液压系统的设计是底部倾斜时的主要部分，根据棉模倾斜时靠液压推动，拟定出合理的液压系统图，液压系统的设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出工作可靠、成本低、结构简单、效率高、维修方便、操作简单的液压传动系统，设计初需要计算来确定液压系统的参数，然后通过液压参数来进行系统的结构设计和选用液压元件的规格。设计夹具液压系统工作要求：空载快速伸出定位慢速回程液压泵卸荷。根据载重8T至10T，为保证在规定工况下升起，取其1.2倍的载荷设计液压系统12T。快进和快退速度相同，因此选用单杆活塞式液压缸，并使两液压面积为,快进时采用差动连接，选取夹紧缸的工作压力为18Mpa，液压缸的回油背压力为零，快进速度为5m/min，工作速度1m/min，机械效率为0.95，则夹紧缸内径为缸内径圆整成就近的标准值，得D=320mm，液压缸活塞杆直径，就近圆整成标准值d=230mm。缸径、杆径取标准值后的有效工作面积：无杆腔有效面积：活塞杆面积：有杆腔有效面积：液压缸所需流量：快伸：快降：工作受载：液压系统采用二位四通电磁阀来控制上升、下降换向动作，而为避免工作时突然断电松开，液压系统中应采用失电夹紧方式。考虑到当进油路压力瞬时下降时夹具仍能保持工作位置，所以液压系统接入单向节流阀，其中节流阀起着调速作用，单向阀起着保压作用。在该液压回路中装有减压阀，用来调节夹紧力的大小并保持夹紧力的稳定，夹具的液压系统原理如图所示。图4.6液压系统4.4电机的计算及选择 选择电动机的类型和结构 因为装置的载荷平稳，长期工作，因此可选用三相异步电动机，电机结构简单，工作可靠，维护容易，价格低廉，、配调速装置，提高起动性能。 确定电动机功率和型号运输带机构输出的功率：传动系得总的效率：1联轴器的效率,取0.992滚动轴承效率,取0.983锥齿轮的(闭式8级精度)传动效率,取0.954圆柱直齿轮的效率,取0.965V带传动效率,取0.97.电机所需的功率为： 由题意知，大链轮放在第一级，不宜传输过大的转矩，选择Y3-180L-4 比较合理，额定功率p=30kw,满载转速1470r/min.5 基于Solidworks的结构设计5.1Solidworks概述随着个人电脑和CAD技术的飞速发展，过去只有在工作站环境中，UNIX平台的三维设计软件，它是目前普通PC平台和Windows环境下使用，成为普通的设计师，工程师的设计工具。作为机械设计软件SolidWorks的Windows环境下，已与Windows用户友好，其强大的设计功能，操作简单的特点，充分满足广大机械产品设计的需要。 作为SolidWorks的三维设计软件，一个全面的零部件和装配建模功能实体，并进行分析和处理模型，它可以自动生成工程图纸。在研究具体操作，首先必须正确地安装软件到电脑，然后与SolidWorks用户界面，通过设置选项来建立一个合适的工作环境和。目前，大规模的国内外生产企业，三维设计软件已广泛应用。美国波音公司，如使用3D设计及相关软件，在两年半的时间里，实现了777无设计图纸。根据传统的设计工作，整个过程至少需要4年。该公司还工程中广泛使用的并行工程技术的实施与整体的产品虚拟组装，正确的设计错误数CAD环境，从而确保了短周期，高成果的设计过程优质的设计和制造过程中的流畅性。 在三维设计软件的广泛使用，可以分为高端和中端CAD系统，高端的三维CAD软件主要的I - DEAS软件，地下，Pro / Engineer的，CATIA的，中档三维CAD系统主要SolidWorks中，SolidEdges，联合化疗，发明等。一般制造业企业，对SolidWorks的强大功能来完成一般的设计任务，这是它的易用性和效率也引起了越来越多用户的关注。 三维设计，从简单的几何模型生成工具软件的经验，技术，产品的模型变量控制，最终形成一个完整的企业数字化进程。三维设计软件的应用大大提高了产品设计和开发效率。 相比二维设计（CAD）的三维设计功能最大的特点是造型技术的使用，整个设计过程的相关技术。三维设计软件不仅是一个强大的建模功能，而且还提供了广泛的技术支持。包括对设计意图，设计和系列化设计重用，例如，描述。 成三维零件设计，装配设计和工程图纸设计产生的三个阶段。关系到整个设计过程，使修改后的设计会影响到设计阶段的其他结果的任何阶段，从而保持了在设计环境中的各种模型的一致性，从而提高设计效率。5.2基于SolidWorks的建模5.2.1 小链轮的建模（1）建立新文件。单击标准工具栏上的“新建”图标按钮“零件”“确定”。（2）绘制草图1。从特征管理器中选择，进入草图绘制界面。用“圆”工具绘制出三个同心圆，圆心与原点重合。用“构造几何线”工具将三个转换成构造线，如图5-1所示。用“中心线”工具绘制出三条直线，他们的起点都与原点重合，终点都与圆重合，右边的一条竖直约束，如图5-2所示。用“添加几何关系”工具，将图5-3中箭头所指的二个点和直线作“对称”约束。用“中心线”工具绘制三条直线，他们的起点终点都落在圆上，右边的直线作水平约束，如图4-4所示。用“添加几何关系”工具，将图5-5中箭头所指的二条直线作“垂直”约束。用“添加几何关系”工具，将图5-6中箭头所指的二条直线作“相等”约束。用“添加几何关系”工具，将图5-7中箭头所指的二条直线作“垂直”约束。用“智能尺寸”工具标注出如图5-8所示的角度尺寸，在尺寸修改框中输入360/19，然后单击确定按钮。 图5-1绘制草图1图5-2绘制三条构造线图5-3加入对称约束图5-4绘制三条构造线图5-5加入垂直约束图5-6加入相等约束 图5-7加入垂直约束图5-8标注角度尺寸用“智能尺寸”工具标注出如图5-9所示的尺寸。用“圆”工具绘制出一个圆，圆心落在直线的端点上，如图5-10所示。用“添加几何关系”工具，将图5-10中箭头所指的二个圆作“相切”约束。用“三点弧”工具，绘制出一条圆弧，起点落在直线的端点上，终点落在圆上，如图5-11所示。用“添加几何关系”工具，将图5-11中箭头所指的圆弧和点作“重合”约束。用“添加几何关系”工具，将图5-12中箭头所指的圆和圆弧作“相切”约束。 图5-9标注尺寸图5-10绘制圆图5-11加入重合约束图5-12加入相切约束图5-13镜向草图图5-14修剪草图选择图5-13中箭头所指的圆弧和直线，选择时按住“Ctrl”键，然后在工具栏中单击“镜向”工具，将选中的草图镜向。用“剪裁实体”工具修剪圆，修剪后的草图如图5-14所示。用“三点弧”工具，绘制出一条圆弧，圆弧的起点和落点分别落在尺寸11直线的两端点上，如图5-15所示。用“智能尺寸”工具标注出分度圆的直径，标注出齿顶圆的直径从动尺寸，这个数值符合设计要求。如图5-16所示。单击图标退出绘制草图。图5-15绘制图弧图5-16标注从动尺寸 图5-12绘制草图2图5-13镜向草图图5-14标注尺寸（3）绘制草图2。从特征管理器中选择，进入草图绘制界面。用“中心线”工具绘制出一条竖线和三线水平线，竖线的起点与原点重合，上面二水平线的右端点与竖线重合，下面一条水平线的左端点与原点重合。用“直线”工具绘制出二条水平线和一条竖线，上面一条水平线右端点与竖线端点重合，下面一条水平线右端点与原点重合，左端点与竖线下端点重合。如5-12所示。选择刚画的二条水平线和一条竖线再加一条中心线，选择时按住“Ctrl”键，然后在工具栏中单击“镜向”工具，将选中的草图镜向。如图5-13所示。用“智能尺寸”工具标注出如5-14所示的尺寸。 图5-15标注尺寸图5-16绘制二条圆弧用“智能尺寸”工具标注出如图5-15所示的尺寸。用“三点弧”工具，绘制出二条圆弧，他们的起点和终点分别落在直线的端点上，如图5-16所示。用“添加几何关系”工具，将图5-17中箭头所指圆弧和点作“重合”约束。用“添加几何关系”工具，将图5-18中箭头所指的二条圆弧作“相切”约束。绘制好的的草图2如图5-19所示。单击图标退出绘制草图。 图5-17加入重合约束图5-18加入相切约束（4）建立“旋转1”。在特征管理器中选择草图2，然后在特征工具栏中单击“旋转”图标，系统弹出“旋转”属性管理器，在“旋转轴”输入框中输入水平构造线作为旋转轴，在“旋转类型”选择框中选择“单向”，在“角度”输入框中输入360，其它采用默认设置如图5-20所示。单击“确定”图标按钮完成建模。图5-19镜向草图图5-20旋转属性管理器图5-21切除拉伸1属性管理器（5）建立“拉伸切除1”。在特征管理器选择草图1，然后在特征工具栏中单击“拉伸切除”图标，系统弹出“拉伸切除”属性管理器，在“方向1”栏的“终止条件”选择框中选择“两侧对称”，在“深度”输入框中输入20，其它采用默认设置，如图图5-21所示。单击“确定”图标按钮完成建模。（6）建立“圆周阵列”。将特征尺寸显示出来。在特征工具栏中单击“圆周阵列”图标，系统弹出“圆周阵列”属性管理器，在“旋转轴”输入框中单击，输入框变成红色，在绘图区选择角度尺寸，勾选“等间距”选项，在“阵列数”输入框中输入数据，在“要阵列的特征”输入框中单击，输入框变成红色，在绘图区展开特征树选择“切除拉伸1”特征，其它采用默认设置。如图5-22所示。单击“确定”图标按钮完成圆周阵列。图5-22圆周阵列属性管理器 图5-23绘制草图3图5-24加入相切约束图5-25标注尺寸（7）绘制草图3。从特征管理器中选择，进入草图绘制界面。用“圆”工具绘制出一个圆，圆心与原点重合。用“矩形”工具绘制出一个矩形。用“中心线”工具绘制出一条水平线，水平线的起点和终点分别落在矩形竖边的中点上。如图5-23所示。用“添加几何关系”工具，将图5-24中箭头所指的水平线和圆作“相切”约束。用“智能尺寸”工具标注出如图5-25所示的尺寸。单击图标退出绘制草图。图5-26切除拉伸2属性管理器（8）建立“拉伸切除2”。在特征管理器选择草图3，然后在特征工具栏中单击“拉伸切除”图标，系统弹出“拉伸切除”属性管理器，在“方向1”栏的“终止条件”选择框中选择“两侧对称”，在“深度”输入框中输入数据，单击“所选轮廓”输入框，输入框变成红色，将鼠标移到圆轮廓上单击选中，再将鼠标移到矩形轮廓上单击选中。其它采用默认设置，如图图5-26所示。单击“确定”图标按钮完成建模。图5-27倒角属性管理器（9）建立“倒角”。在特征工具栏中单击“倒角”图标，系统弹出“倒角”属性管理器，在“倒角参数”输入框中输入模型的8条边。选择倒角类型为“角度距离”，在“距离1”输入框中输入1，在“角度”输入框中输入数据，其它采用默认设置如图5-27所示。单击“确定”图标按钮。图4-28圆角属性管理器图5-29建好的小链轮模型（10）建立“圆角”。在特征工具栏中单击“圆角”图标，系统弹出“圆角”属性管理器，选择“圆角类型”为“等半径”，在“圆角半径”输入框中输入数据，在“边线、面、特征和环”输入框中输入模型的二条边，其它采用默认设置如图5-28所示。单击“确定”图标按钮。建好的小链轮模型如图5-29所示。5.2.2 链条的建模滚子链的结构由内链板、外链板、销轴、套筒和滚子组成。在SolidWorks中，分别将这几个零件单独建立模型，然后再进行装配。如图所示，新建零件，在前视面上绘制图示草图，根据16 A型链条，链条节距P=25.4mm。建立拉伸特征。拉伸高度为1mm，得到内链板零件。 图 内链板拉伸草图 图 建立拉伸特征依次绘制外链板，销轴，套筒和滚子等零件，这些零件的建模过程比较简单，均采用拉伸特征即可。在此略过介绍建模过程。零件尺寸可以查阅相关机械手册。 图 导入装配体环境 新建一个装配体文件，导入两套零件（即组成一个链节）。“内链板”与“外链板”的相应孔为同轴心装配关系。在本例中，利用SolidWorks 2009新增加的宽度配合，能够使各个零件的装配更为便捷。如图所示。滚子位于两块内链板的中间对称位置，选择两块内链板面作为“要配合的实体面”，滚子的两个端面作为“标签面”。 图 建立宽度配合 图 装配好的链节装配好的单个链节如图所示。部分关键尺寸见图。图 部分关键尺寸下面介绍链条的整体装配。链条的整体装配需要很高的精度，将所有的链节导入装配体环境后，整个机构具有大量自由度，各个链节的空间位置不容易控制。此时可以采用导入一个辅助零件帮助链节的定位。如图所示新建一个零件，在前视面上绘制草图，这个草图的尺寸按照实际链条装配后的运动轨迹而得，注意执行“套合样条”的命令，使所有的圆弧段组成一条样条曲线。拉伸之后得到一个单面。按照设计要求，链条的滚子沿着这条轨迹进行运动。 图 绘制草图 图 拉伸曲面新建一个装配体。导入该“链条轨迹”零件，将其设置为固定。导入一个“链节”子装配体。将链节子装配体的前视面和新建装配体的前视面设置为重合。打开“销轴”零件，在“销轴”的端面绘制一个草图点。如图所示。这个点的位置位于端面圆的圆心。点