机械毕业设计（论文）-立体车库机械系统结构设计【全套图纸】 .doc

1 目录目录 目录目录 1 1 摘要摘要 2 2 第第 1 1 章章 绪论绪论 5 5 1.1 课题研究目的及意义 5 1.2 立体车库概述 5 1.31.3 各种立体车库的特点各种立体车库的特点7 7 第第 2 2 章章 机械系统结构总体设计机械系统结构总体设计 9 9 2.1 总体方案确定 9 2.2 移动方案的比较 .10 2.3 传动机构的组成 .12 2.4 传动机构的主要参数 .12 第第 3 3 章章 机械系统传动设计机械系统传动设计 1313 3.1 传动链和链轮的选择 .13 3.2 链的设计计算 .13 3.3 链轮的设计计算.16 3.4 滚子链的静强度计算.21 3.5 链条的使用寿命计算.22 3.6 链条的耐磨工作能力计算.23 3.7 电动机的选择.24 3.8 减速器的选择 .25 3.9 轴承的选择 .26 3.10 轴的选择 26 第第 4 4 章章 立体车库的控制系统立体车库的控制系统 3131 4.1升降横移式立体车库工作原理 31 4.2 安全装置的系统设计 .31 4.3 电器控制系统的设计 .31 第第 5 5 章章 立体车库系统经济分析立体车库系统经济分析 3434 5.1 机遇分析.34 5.2 初步可行性研究.35 总结总结 3737 致谢致谢 3838 参考文献参考文献 3939 2 摘要摘要 随着汽车工业和建筑业两大支柱产业的快速发展，在一些大、中城市 相继出现了停车难和乱停车的现象。在解决城市城市停车难的问题中，机 械式立体停车设备以其独特的优点，引起了各界的重视，得到了广泛的应 用。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生 的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近 3040 年的历史， 无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90 年代初开始研 究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住 户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾， 立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接 受。 机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。 首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的 行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米的面积，而如果采用双层机械 车库，可使地面的使用率提高 80-90，如果采用地上多层（21 层）立 体式车库的话，50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车，这可以大大地 节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 论文以研究工作的进展顺序为序，分章、节逐一论述了课题的来源， 3 目的及意义，设计过程，在设计中遇到的问题与难点及其解决方法与措施。 在设计过程部分，详细论述了设备总体结构设计、横移传动系统设计、提 升传动系统设计、存取车结构设计、控制系统设计和安全防护设计 。 关键词关键词: :立体停车设备 ；传动设计；控制系统 ；升降机构；安全性 4 abstract along with the fast development of two major of pillar industry of the automobile industry and building industry, the city one after another appears to park the car the phenomenon of the difficult and disorderly parking in somely bigly,.in resolve the city city park the car difficult problem, stereoscopic parking equipments of the machine type with its special advantage, caused the value of the public, get the extensive application. the vehicle has no a the society, economy, transportation that the problem for park is a city to develop output result to certain extent, the development of the stereoscopic parking equipments is abroad, particularly at japan already is close to 3040 years of history, all have already acquired the success on the technique still on the experience regardless.the our country also starts study to develop the stereoscopic parking equipments of machine at the beginning of in 90s, being apart from to already have the process of the decade now.because a lot of set up the little inhabitant inside the area to go together with the car to compare to 1 lately:1, for solving the parking lot to cover the area and inhabitants company to use the antinomy of the area, stereoscopic machine parking equipments with it average the bicycle covers the small special characteristic of area, have already been accept by the large customer. the machine garage and traditional get off the database to compare naturally, in many respect display the superiority.first, the machine garage has an advantage of outstanding stanza.before underground garage because of toing stay to go the car passage enough, average car will occupy 40 areas of the square meters, but if a layer of adoption machine garage, can make the utilization rate of the ground raise 80%-90%, if an up many type garages with stereoscopic layer(21 layers) of adoption, can deposit 40 cars then on 50 areas of the land of the square meters, this resources that can save the limited land consumedly, and save the soil to set up to develop the cost. currently the society contain a lot of mature and technical parking equipmentses for example:ascend and descend horizontal move the type;perpendicular and circulating type;level circulation type;the flat surface moves the type;a of tunnel;the perpendicular rise and fall type;simple rise 5 and fall.pass the comparison and analysises to these garages type characteristicses, i was end to choose a garage type that is the design. thesis with research the progress of the work is in proper order for the preface, dividing the chapter, stanza to discuss the source of the topic one by one, purpose and meaning, the design process, problem meet in the design with a little bit difficult and it resolve method and measure.at design the process part, detailed discussed the total structure of equipments design, horizontal move to spread to move the system design and promote to spread to move the system design, access the car structure design, control the system design and safe protection design. keyword: stereoscopic parking equipments; the structure design; control the system; plc; safety 6 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.11.1 课题研究目的及意义课题研究目的及意义 近年来，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的 提高，汽车的数量不断增加。中国的汽车市场 2006 年新车销量达 721 万 辆,与上一年相比增加了 25%。轿车的增长幅度尤为明显,同比增长 37%,达 到 380 万辆,三年间增加了近一倍。根据权威估计,2008 年中国汽车市场的 销量将达 1000 万辆。但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步， 汽车泊位与汽车数量严重比例失调，由此带来停车难，违章停车，停车管 理困难等一系列问题。 链驱动双层升降横移式停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且 可以最大限度的利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难 的一个有效手段。国家记委已明确机械立体停车设备及城市立体停车场为 国家重点支持的产业。1998 年 1 月 1 日起执行的国家记委 6 号令把机 械式立体车库和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业，产品和技术” 。国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税” 。 上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件，也为我国解决城 市停车问题提供了机会。可以预见：立体车库具有广阔的市场前景。 研究的目的就是开发一套实用，安全有效的链驱动双层升降横移式立 体车库停车设备，并进行相应的扩展研究。 本项目的研究与开发，为 21 世纪初期的城市交通系统提供实用的， 具有自主知识产权，国产化城市停车技术和装备，对缓解城市用地紧张， 解决城市停车难的问题具有重要意义。 1.21.2 立体车库概述立体车库概述 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生 的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近 3040 年的历史， 无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90 年代初开始研 究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住 户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾， 链驱动双层升降横移式立体车库停车设备以其平均单车占地面积小的独特 特性，已被广大用户接受。 7 链驱动双层升降横移式车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面 都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库 由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米的面积，而 如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高 80-90，如果采用地 上多层（21 层）立体式车库的话 50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车， 这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 链驱动双层升降横移式车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和 车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会 运转。应该说，链驱动双层升降横移式车库从管理上可以做到彻底的人车 分流。 在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行 中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。链驱动双层升降横移式车库一 般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可 化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械 停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。 在中华人民共和国机械行业标准 jb/t 8713-1998 ：机械式停车设 备类别，形式，基本参数要目中，对机械式停车设备进行了划分，其类别 代号如下： 升降横移类，代号为 sh，是指通过设备的垂直升降和水平横移进行移 动，实现车辆存取功能的停车设备。 垂直循环类，代号为 cx，是指通过搬运器在垂直平面内做连续的循环 移动，来实现车辆存取功能的停车设备。 水平循环类，代号为 sx，是指搬运器在水平平面内排列成 2 列或 2 列 以上连续循环列尖转换移动，实现车辆存取功能的停车设备。 多层循环类，代号为 dx，是指车辆搬运器在垂直平面内排成 2 层或 2 层以上做连续移动，两端有升降机构进行循环层间转换移动，实现车辆存 取的停车设备。 平面移动类，代号为 py，是指存车位与搬运器在同一水平面内，通过 搬运器在水平面内做往复移动，实现车辆存取功能的停车设备。 巷道堆垛类，代号为 xd，是指存车位在巷道一边或两边多层布置，通 过搬运器在巷道内做水平，垂直或水平垂直复合运动，实现车辆的存取功 8 能的停车设备。 垂直升降类，代号为 cs，是指停车位分布在井道周围，通过升降搬运 器在专用升降通道内做升降移动，时间车辆存取功能的停车设备。 简易升降类，代号为 js，是指通过单一搬运器的升降，俯仰或二三层 搬运器的整体升降，俯仰，实现车辆二三层车辆存取功能的停车设备。 汽车升降机类代号为 qs;是指搬运器运载车辆(或同时运载驾驶员)垂 直升降运行进行多层平层对位，从搬运器到存车位需要驾驶员驾车入位， 实现车辆存取功能的停车设备。 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由 堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高， 所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 巷道堆垛式立体车库设备是 20 世纪 60 年代后欧洲根据自动化立体车 库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的停车设备。该种车库设备采用 先进的计算机控制，是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立 体全封闭车库，存车安全等特点。该类车库主要适应大型密集式存车。 1.31.3 各种立体车库的特点各种立体车库的特点 1、升降横移式 升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、 四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适 用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。 1) 节省占地，配置灵活，建设周期短。 2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 3) 可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 4) 存取车迅速，等候时间短。 5) 运行平稳，工作噪声低。 6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。 2、巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由 堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高， 所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 9 3、垂直提升式 垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车 位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库 一般高度较高（几十米） ，对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高， 因此造价较高，但占地却最小。 4、垂直循环式 1) 占地少，两个泊位面积可停 610 辆车。 2) 外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。 3) 价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。 4) 可采用自动控制，运行安全可靠。 基于上述比较，根据设计任务书的要求现选择链驱动双层升降横移式 车库进行设计。 10 第第 2 2 章章 机械系统结构总体设计机械系统结构总体设计 2.12.1 总体方案确定总体方案确定 由于我设计的链驱动双层升降横移式车库，所以首先应确定用哪种方 式升降，如可采用升降机式、电梯式。其次，对于传动系统（包括链传动 的链与棘轮的设计、钢丝吊动的滑轮和钢丝绳的设计、电机型号的选用） 、 载车板等机械部分的绘图设计和控制系统的简单设计，要确定传动的方式， 如钢丝绳，链条等； 初步拟定方案如下： 方案 1： 一、根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。设计载车板的形 式，计算校核载车板的力学性能。 二、根据传动结构的分析和受力的分析选择采用升降机式的升降机构。 选择链轮和链，确定其尺寸规格。然后对其校核。 三、不用转向，故不用转向盘。结构简单，工作可靠，拆装维修方便 四、确定制动方案。选择电磁接触阀。 五、载荷均匀分布，机械效率高。 六、考虑安全防护设计。 七、考虑环保设计。 八、经济性方案设计。 方案 2： 一、根据轿车尺寸确定每个车位载车板的长度宽度。设计载车板的形 式，计算校核载车板的力学性能。 二、根据对传动结构的分析和受力的分析选择采用电梯式升降。选择 滑轮，确定其尺寸。确定钢丝绳的材料、直径。对上述部件进行力学计算， 校核。 三、使用转向盘，当车降下时已转换方向。转向盘可通过齿轮或者涡 轮蜗杆实现转向。 四、确定制动方案。选择电磁接触阀。 五、载荷均匀分布，机械效率高。 六、结构简单，工作可靠，拆装维修方便。 11 七、考虑安全防护设计。 八、考虑环保设计。 九、经济性考虑。 综合以上两种设计方案，第一种方案比较适合本设计。整个机构的传 动机构采用链传动，在上面放置两条循环链，两条链通过一条通轴连接， 而通轴上的链轮由与减速器相连链带动，实现转动，从而带动两条循环链 同步转动，这样就保证了传动的平稳性。而第一种方案中，如果用钢丝绳 传动也可实现机构的传动，但是如果要实现第一种方案一样的功能，传动 过程显得就要麻烦一些。因为要是实现同步转动，必须选择链与钢丝绳同 时使用才能达到同步传动的效果。 本设计具有以下特点： 自动化程度高，快速处理，连续出入库，停车效率高。 组合式框架设计，保证了产品一致性， 安装拆卸非常方便。 设有多重安全防护措施，确保人车安全。 操作简便，既可集中管理，又可由客户自己操作。 电机及所用电器元件采用进口名牌产品。 不排出汽车废气，清洁环保。 2.2 移动方案的比较移动方案的比较 机械式立体停车库有许多种类型， 根据其工作原理可分为： 升降横移 式； 水平循环式； 平面移动式等等。采用以载车板升降或横移存取车辆 的机械式停车设备叫做升降横移式立 体停车库，由于升降横移式停车库 12 的类型比较多，规模可大可小，对场地的适应性强，因 此采用这一类型 的停车库十分的普遍。 升降横移式立体停车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板 通过升降横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过 程。停泊在这类车库内地面的车 只作横移，不必升降，上层车位或下层车 位需要通过中间层横移出空位，将载车板升或降 到地面层，驾驶员才可以 进入车库内将汽车开进或开出车库。升降横移式立体停车库的布 置型式主 要有两种：半地下布置型式和地上布置型式 按设计任务书要求，本设计需要容纳22辆小轿车，可分为五组，其中 四组是双层六位五车的小型立体车库，一组是双层三位两车小型立体车库， 多用于居民小区，其简图如下所示: 移动方案（1） ： 将1号车位作为定位，2，3 号车位可以直接提取车。 在存取 4 号车时， 将 4 号位降到 1 号位上，进行存取车。 在存取 5 号车时，将 2 号位移动到 1 号为上，5 号位降到 2 号位上， 进行存取车。 在存取 6 号车时，将 2 号位移动到 1 号位上，3 号位移动 到 2 号位上，5 降到 3 号位 进行存取车。 移动方案（2） ： 可将3号车位作为定位，其存取方式和方案（1）相同，故不再做表述。 移动方案（3） 将号2车位作为定位，1，3 号车位可以直接进行存取车。 在存取 4 号车时，将 1 号车位移动到 2 号车位上，4 号车位降到 1 位 进行存取车。 在存取 5 号车时，将 5 号车位降到 2 位上，进行存取车。 在存取 6 号车时，将 3 移动到 2 位上，6 降到 3 号车位上，进行存取 车。 综上所述，可以知道方案（3）最快捷，所以本设计采用方案（3）作 4 5 6 12 3 13 为车库整体移动的方案。 2.32.3 传动机构的组成传动机构的组成 本传动机构如下图，由循环链，两条升降链，和 14 个链轮组成，图 中显示的是对称结构的一部分，两部分由端部的一通轴连接。升降部分主 要是用于第二层车辆的存放，在第一层将车存放在载车板上，通过两条升 降链将车升到二层，然后在经过 plc 控制，由循环链来控制轿车放在哪个 车位。 2.42.4 传动机构的主要参数传动机构的主要参数 名称：双层升降横移式立体车库 放车辆数：22 辆 使用车尺寸：4700*1700*1550 驱动：5.5kw 电动机 速度：6m/min 车重：1600kg 适用车型：小型轿车 控制方式：伺服定位控制 管理方式：专人管理方式 操作方式：触摸屏操作 实现方式：上层实现链驱动形式升降存取车辆，下层实现横移存取车 辆。 14 第 3 章 机械系统传动设计 3.13.1 传动链和链轮的选择传动链和链轮的选择 起重链有环行焊接链和片式关节链。焊接链与钢丝绳相比，优点是挠 性大，链轮片齿数可以很少，因而直径小，结构紧凑，其缺点是对冲击的 敏感性大，突然破断的可能性大，磨损也较快。 另外，不能用于高速，通常速度小于 0.1 米/秒（用于星轮） ，速度小 于 1 米/秒，用于光轮卷筒。片式关节链的优点：挠性较焊接链更好，可 靠性高，运动较平稳。缺点：有方向性，横向无挠性，比钢丝绳重，与焊 接链差不多，成本高，对灰尘和锈蚀胶敏感。 起重链用于起重量小，起升高度小，起升速度低的起重机械。为了携 带和拆卸方便，链条的端部链节用可拆卸链环。 片式关节链是由薄刚片以销轴铰接而成的一种链条。焊接链与片式关 节链选择计算方法相同。 根据最大工作载荷及安全系数计算链条的破坏载荷 , pp ff以来选择链条， max , p ffs （n） fmax链条最大工作载荷（n） p f 破坏载荷 s安全系数（按手册 28.175 选取） 选择片式关节链中的传动用短节距精密磙子链 结构和特点： 由外链节和内链节铰接而成。销轴和外链板、套筒和内链板为静配合； 销轴和套筒为动配合；磙子空套在套筒上，可以自由转动，以减少啮合时 的摩擦和和磨损，并可以缓和冲击，故选择单排短节距磙子链。 3.23.2 链的设计计算链的设计计算 1、设计标准 15 准 gb/t1815002000滚子链传动选择指导 是链传动设计选择 标准。此标准等同采用 iso10823。 2、链轮齿数 小链轮齿数 取=25，传动比 i=2.5 1 z 大链轮齿数 =i=2.525=62.5 取 62 2 z 1 z 3、实际传动比 i=2.48 2 1 z z 62 25 4、链轮转速 初选小链轮线速度=0.1m/s， 1 v 估选小链轮直径 d=160mm， 则大链轮直径 d=id=2.48160=396mm 由大链轮和小链轮在同一轴上，故大链轮上的线速度 =0.12.48=0.248m/s，则与电机相连的小链轮的线速度 2 v 1 v d d =0.248m/s 3 v 2 v 则其转速为=30m/s 1 n 2 1 2 v r 0.248 260 则大链轮转速为=12r/min 2 n 1 n i 30 2.48 5、修正功率 c p 小链轮传递功率为 p=2.4kw 故=2.41.41=3.36kw c p 式中参数： 查机械设计手册表 14.2-4，工况系数=1.4， 1 f 主动链轮齿数系数=1， 2 f 6、链条节距 p 由修正功率=3.36kw 和小链轮转速=30r/min，根据机械设计手册 c p 1 n 2，查取链节距 p=12a，即 p=19.05mm 7、初选中心距 0p a 因结构上未限定，咱取=35 0p a 8、链长节数 0 x =2+ 0 x 0p a 12 2 zz 3 op f a 16 =235+ 2562 2 34.68 35 =114.49 取=114 节，式中=34.68 0 x 3 f 2 6225 () 2 9、链条长度 l l=2.17m 0 1000 x p114 19.05 1000 10、理论中心距 a a=p 021 (2) a xzz k =19.05（2114-62-25）0.24645 =662mm 式中，=0.24645，由机械设计手册 2 插值法求得 a k 11、实际中心距 =-=663-0.004662=659mm a aaa 12、与电动机相连的链轮上链的转速 =v 1 1 60 1000 z n p = 25 30 19.05 60 1000 =0.238m/s 13、有效圆周力 f f=10000n 1000p v 1000 2.4 0.238 14、作用于轴上的拉力 q f =1.21100001.20 qa fk f =12000n 15、润滑方式的确定 根据链号 12a 和链条速度 v=2.1m/s，由图 14.2-5，选用润滑范围 3 即油池润滑或油盘飞测润滑， 16、链条标记 根据计算结果，采用单排 12a 滚子链，节距为 19.05mm，节数为 114 17 节，其标记为： 2a-1114.gb/t1243-1997 链条参数为： 节距： 19.05pmm 滚子直径： 1 11.91dmm 内链节内宽： 1 12.57bmm 销轴直径： 2 5.96dmm 套筒孔径： 3 5.93dmm 链条通道高度： 1 18.34hmm 内链板高度： 2 18.08hmm 外中链板高度： 3 15.62hmm 过渡链节尺寸： 1 7.9lmm 2 9.14lmm 0.1cmm 排距： 22.78 t pmm 内链节内宽： 2 17.75bmm 外链节内宽： 3 17.81bmm 销轴全宽： 4 26.9bmm 3.33.3 链轮的设计计算链轮的设计计算 1、链轮齿数 传动机构中大链轮齿数=62， 2 z 其他所用链轮尺寸与小链轮标准相同，=25； 1 z 2. 配用链条的节距、滚子外径、排距 查机械设计手册 2 表 14.2-2 配用链条的节距 p=19.05mm 滚子外径=11.91mm r d 排距=22.78mm t p 分度圆直径 d =152mm 1 d 0 1 180 sin z p 180 25 19.05 sin =376mm 2 d 0 2 180 sin z p 0 180 62 19.05 sin 4. 齿顶圆直径 a d 18 = maxa d1.25 r dpd 152 1.25 19.05 11.91 164mm mina d 1 1.6 (1) r dpd z 1.6 152(1) 19.05 11.91 25 158mm maxa d1.25 r dpd 376 1.25 19.05 11.91388mm mina d 2 1.6 (1) r dd z 1.6 376(1) 19.05 11.91 62 378mm 可在和之间选取，但当选时，应注意用展成法加工时 a d maxa d mina d maxa d 又可能发生顶切，故由 =164mm =158mm 取=160mm maxa d mina d a d =388mm =378mm, 取=380mm maxa d mina d a d 若为三圆弧一直线齿形，则=p(0.54+) a d 0 180 cot z 5. 齿根圆直径 f d 1f d152 11.91140.09 r ddmm 2f d372 11.91360.09 r ddmm 6. 分度圆弦齿高 a h 1maxa h 1 0.8 (0.625)0.5 r pd z 0.8 (0.625) 19.050.5 11.91 25 6.560856.56mmm 1mina h0.5()0.5(19.05 11.91)3.57 r pdmm 2max h 2 0.8 (0.625)0.5 r pd z 0.8 (0.625) 19.050.5 11.91 62 6.2mm 19 2min h0.5()0.5(19.05 11.91)3.57 r pdmm 是为简化放大齿形图的绘制而引入的辅助尺寸，相应于， a h maxa h maxa d 相应于，故取介于与之间的数，即可取=4mm, mina h mina d a h maxa h mina h 1a h =5mm 2a h 若为三圆弧一直线形齿则=0.27p a h 7. 最大齿根距离 x l 奇数齿=d x l 0 90 cos zr d 偶数齿=d x l f d r d 由=25 故= 1 z 1x l 0 1 90 1cosrz dd = 0 90 152 cos11.91140 25 mm =62 故= = 2 z 2x l f d 2r dd =372-11.91=360.09mm360mm 8. 齿侧凸缘（或排间槽直径） g d h内链板高，可由机械设计手册 2 表 14.2-2 查的， 0 180 cot1.040.76 gz dph h=18.08mm 故 0 1 180 1 cot1.040.76 gz dph =19.05 0 180 cot1.04 18.080.76131 25 mm 0 2 180 2 cot1.040.76 gz dph = 0 180 19.05 cot1.04 18.080.76356 62 mm 9. 轴向齿廓及尺寸 1）齿宽 1f b 则 12.7p 1f b 1 0.95b 查表 14.2-2 得则 1 22.57b 1f b 1 0.95b 20 ，当时，若经制造厂同意，亦可使用时 0.95 12.5712mm 12.7p 12.7p 的齿宽。 内链节内宽 1 b 2）齿侧倒角 a b = a b0.0619.051.143pmm 3）齿侧半径 x r x r19.05pmm 4）齿全宽 fm b 排数，取单排链，故 fm b 1 (1) tf mpbm1m 即 fm b 1 12 f bmm 10. 链轮公差 对一般用途的滚子链链轮，其轮齿经机械加工后，齿表面粗糙度 滚子链链轮齿根圆直径极限偏差及量柱测量距极限偏差 （摘自 gb/t1243-1997） 项目尺寸段上偏差下偏差备注 齿根圆极限 偏差 量柱测量距 极限偏差 127 f d 127250 f d 250 f d 0 0 0 -0.25 -0.30 11 h 链轮齿根圆直径下偏 差为负值。它可以用 量柱法间接测量，量 柱测量距的工称尺寸 见下表 21 滚子链链轮的量柱测量距（摘自 gb/t1243-1997） 项 目符号 偶数齿量柱测量距 奇数齿 r m 计算公式 =376+11.91=388 minrr mddmm 0 90 min cos rrz mdd 0 90 152cos11.91164 25 mm 注：量柱直径=滚子直径，量柱的技术要求为：极限偏差为。 r d 1 d 0.01 0 滚子链链轮齿根圆径向圆跳动和端面圆跳动 项 目要 求 链轮孔和齿根圆直 径之间的径向圆跳动 不应超过下列两数值中的较大值 或，最大到(0.00080.08) f dmm0.15mm 0.76mm 轴孔到链轮齿侧平直部 分的端面圆跳动 不应超过下列计算值 ，最大值(0.00090.08) f dmm1.14mm 11.链轮材料及热处理 材料选用 45 钢，经淬火，回火处理，齿面硬度在 4050hrc 之间，应 用范围：无剧烈冲击震动和要求而耐磨损的主、从动链轮，根据实际情况 选材符合要求。 12链轮结构 中等尺寸的链轮除表 1402-19，表 14.2-21 所列的整体式结构外，也 可做成板式齿圈的焊接结构或装配结构，轮辐剖面可用椭圆形或十字形， 可参考铸造齿轮结构。 1) 轮毂厚度 h h=，式中， 6 0.1 f d kd 1 60 k dmm 2 80 k dmm 常数 ： k 22 d150 k3.24.86.49.5 2) 轮毂长度l ，故3.3lh min 2.6lh3lh取 11 60 33(9.50.01 152)63 6 lhmm 2 80 3(9.50.01 376)80 6 lmm 3) 轮毂直径 b d ，见表 14.2-112 hk ddh maxhg dd g d 1 602 21102 h d mm 2 802 27134 h dmm 13. 链轮工作图 3.43.4 滚子链的静强度计算滚子链的静强度计算 在低速重载的链传动中，链条的静强度占有重要地位，通常 v0.8m/s 视为低速转动。如果低速链也按疲劳考虑，用额定功率选择和计算，结果 常不经济。因为额定功率曲线上各点，其相应的条件性安全系数 n 大于 820，比静强度安全系数为大。另外，当进行有限寿命计算时，若所要求 的使用寿命过短，使用功率过高，则链条的静强度验算也是必不可少的。 2 10 ff fk qa 2 (sin)10 ff fkqa 式中 ， ， ，amm/qkgfm, ff ffn 23 链条的静强度计算： acf q nn k fff 式中静强度安全系数；n 链条极限拉身载荷（n） ，查表 14.2-2；q 工况系数，查表 14.-3； a k 有效拉力，即有效圆周力（m）查表 14.2-3；f 离心力引起的拉力（n） ，其计算式为； 为链条每米的质量 c f 2 c fqvq ， 为链速；当时，可忽略不计。(/)kg mv(/ )m s4/vm s c f 悬垂拉力，见图 14.2-6，在中选择大者。 f f ()n, ff ff 许用安全系数，一般为；如果按最大尖载荷峰来代替 n 4 8 max f 进行计算，则可为 36；对于速度较低，从动系统惯性较小，不太重 a k f 要的传动或作用力的确定比较准确时，n可取较小值。 由以上，查表 14.2-2 得 q=30.1 3 10 查表 14.2-4 得1.4 a k f 由前面算得 f=10kn 查表 14.2-9， 由前面计算知 2 c fqv5.6/qkg m0.248/4/vm sm s 故 可忽略不计。 c f 由图 14.2-6 取 f f 0 90 则0ff 故 则在之间 3 3 31.1 10 2.22 1.4 10 10 n n2 8 故链条安全。 3.53.5 链条的使用寿命计算链条的使用寿命计算 当链传动的传动功率要求超过额定功率，链条的使用寿命要求小于 15000 小时，或者磨损伸长率要求明显小于 3%时，有必要进行链条的 p p a 使用寿命计算。 设为由式得到的功率值，为由式 0 p acf q n k fff 0 p 得到的功率值，为要求传递的功率，在不发生胶合的 7 3.71 0 1 1 10 () 100 mp a k pl t z nk p p 前提下，对已知链传动进行疲劳寿命计算为： 24 若，则 0 a m k p p k 7 3.71 0 1 1 10 () 100 mp a k pl t z nk p 若， 则 00 a m k p pp k 2 0 15000() 100 mp a k pl t k p 式中 使用寿命；t h 小链轮齿数； 1 z 小链轮转速； 1 n /minr 多排链系数，单排=1，双排=1.7，三排=2.5，四排 m k m k m k m k =1，选用单排=1； m k m k 工况系数，查表 14.2-4； a k 链长，以节数表示； p l 由前面计算知，要求传递的功率2.4pkw 查表 14.2-4 得l1.4 a k 取单排链，故=1， m k =2.48， 0 10000 0.248pfv kw 由前面计算知：=25，=30，=114 1 z 1 n/minr p l 由 1.4 2.4 3.362.4 1 a m k p kwkw k 则 7 1 1 7 3.713.71 010 101.4 2.48114 ()()59888 10025 301 2.4100 p m z n a l k p th k p 3.63.6 链条的耐磨工作能力计算链条的耐磨工作能力计算 当工作条件要求链条得磨损伸长率明显小于 3%时或者润滑条件不 p p a 能符合规定要求方式而有所恶化时，可按下式进行滚子链的磨损的计算。 链条的磨损使用寿命与润滑条件、许用磨损伸长率以及铰接承压面上产生 的滑擦功等因素有关。 3 1 2 31 91500() 1 p r c c clz ip t pv ip a 式中： 使用寿命；t h 链长，以链节数表示； p l 链速；v/m s 小链轮齿数； 1 z 传动比；i 25 许用磨损伸长率，按具体工作条件确定； p p a 磨损系数，见图 14.2-7； 1 c 节距系数，查表 14.2-10； 2 c 齿数-速度系数，见图 14.2-8； 2 c 铰链比压（） ； r p mpa 确定以上参数值： 链节数，链速由前面计算知，114 p l 0.248/vm s 小链轮齿数，传动比 ，许用磨损伸长率，磨损 1 25z 2.5i 3% p p a 系数 由图 14.2-7 确定，节距系数 ，齿数-速度系数 1 c 3 1c 2 1.19c =1,查图 14.2-8。 3 c 铰链比压按下式计算 r p acf r k fff p a 式中 工况系数，查表 14.2-4，取； a k 1.4 a k 有效拉力（即有效圆周力） ，查表 14.2-3，计算得f 10fkn 离心力引起的拉力， c f 22 5.6/0.2480.35 c fqvkg mmn 悬垂拉力， f f 00 f f 铰链承压面积，值等于滚子链销轴直径与套筒长度aa 2 d （即内链即外宽）的面积。和值查表 14.2-2，销轴直径 2 b 2 mm 2 d 2 b ，内链板外径，故铰链承压面积 2 5.96dmm 2 17.75bmm 2 22 5.96 17.75105.79adbmm 故 3 1.4 10 100.350 132 105.79 acf r k fff pmpa a 由铰链比压知，在工作温度，良好润滑条件下，查图132 r pmpa 0 70 14.2-7 得 1 8.7c 综上所述，滚子链的使用寿命t 3 1 2 31 91500() 1 p r c c clz ip t pv ip a 3 00 8.7 1.19 1114 25 2.48 91500()3 1320.248 2.48 1 10847h 3.73.7 电动机的选择电动机的选择 1. 根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、 26 调速等要求，选择电动机类型。 2. 根据负载转矩、速度变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动 机的温升限制、过载能力和启动转距，选择电动机功率，并确定冷却通风 方式。所选电机应留有余量，负荷率一般取 0.80.9。过大的备用功率会 使电机效率低，对于感应电机，其功率因数将变坏，并使按电动机最大转 矩校验强度的生产机械造价提高。 3. 根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以 及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，选择电动机的结构型式。 4. 根据具体的电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电 压等级和类型。 5. 根据生产机械的最高转速和对电力调速系统的过渡过程性能的要 求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。 除此之外，选择电动机还必须符合节能要求，考虑运行可靠性、设备 的供货情况、备品备件的通用性、安装检修的难易，以及产品价格、建设 费用、运行和维修费用、生产过程中前后期电动机功率变化关系等各种因 素。 据以上计算和实际需要，选择 y2-112m-4 封闭式三相异步电动机。y 系列型号为 y2-112m-4 的三相异步电动机的主要性能及结构特点为，效率 高，耗电少，性能好，噪声低，振动小，体积