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转盘换轨电动平车系统—电动平车设计【8张CAD图纸和说明书】

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转盘 电动 平车 系统 设计 cad 图纸 以及 说明书 仿单
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  目    录
摘要 3
ABSTRACT 3
1  引言 4
1.1电动平车简介 4
1.1.1 轨道供电式电动平车 4
1.1.2 蓄电池式 4
2  设计任务及确定系统方案 5
2.1设计内容简介 5
2.2主要技术参数 5
2.3 系统方案确定 6
2.3.1 平车动作描述 6
2.3.2 平车运动程序设计 6
2.3.3 电气控制 6
2.3.4 电动平车技术要求 8
3 电动平车机械结构设计 9
3.1 原动机选择 9
3.1.1 方案比较 10
3.1.2 方案确定 10
3.2 电动平车传动装置总体设计 12
3.2.1 平车车轮设计 12
3.2.2平车总传动比 12
3.2.3 传动比的分配 13
3.2.4 平车传动装置的运动和动力参数 13
3.3 电动平车传动机构设计 14
3.3.1减速器的选择与计算 14
3.3.2 链传动设计 15
3.4电动平车轮轴的设计 17
3.4.1主动轴的设计及校核 17
3.4.2 从动轴的机构设计 23
3.5 滚动轴承的选择和计算 25
3.5.1滚动轴承的选择 25
3.5.2 滚动轴承寿命计算及润滑 25
3.6  连接的选择和计算 28
3.6.1 键连接的选择和计算 28
4  整条生产线电气控制系统的设计 30
   4.1 PLC选择 30
4.2 运动分析 30
4.3 四种运动情况分析 31
  4.4 输入点地址分配 33
4.5 输出点地址分配 35
4.6 控制柜设计 36
4.7 电动平车电气控制 37
 本章附录 39
总结 64
参考文献 65
附录 科技文章翻译 67


转盘换轨电动平车系统—电动平车设计
摘要
自动生产线转盘换轨电动平车系统已被广泛应用于各种生产车间,它提高了生产效率,降低了生产成本,可根据厂房空间具体设计,是许多企业的首选方案。
  本书主要介绍了转盘电动平车系统中电动平车的设计,包括整个系统的简介、电动平车的整体设计及电气控制系统设计。电动平车传动机构的设计计算。
   关键词:电动平车,传动机构,电动转盘,设计计算,控制系统设计。



Trolley wheel flat car system —electric flat car design

 ABSTRACT
  Automatic 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.


第一 章  引言

   在现代厂房、车库内货物转运过程中,电动平车以其装卸方便、承载能力强、易操纵而充当着重要的角色,电动平车主要有以下形式.

1.1.1轨道供电式电动平车
  KPJ系列是卷筒供电电动平车,以电缆卷筒交流380V供电。电缆卷筒为磁滞耦合式,确保电缆受力均匀不易拉坏。交流380V给平车上YZ起重冶金用电机提供电力,电机拖动平车运行。平车运行时电缆卷筒自动将电缆卷起或放出,受卷线筒供电长度影响,一般最大运行距离小于200m。
  KPD系列是36V单相(三相)低压轨道供电电动平车,以轨道滑触线供电。地面降压变压器控制柜将单相(三相)交流380V降压至单相(三相)36V,经轨道滑触线馈送给平车,再经车载升压变压器升压为单相(三相)交流380V。给平车用单相电容电机提供电力(三相时为YZ起重冶金用电机)。由于不用电缆,故安全可靠、不怕烫,不怕砸,不妨碍交叉运输,易实现遥控和自动化,给厂区运输布置以很大方便。但其轨道施工要求较高,须保证轨道绝缘,超过一定的运行距离时轨道应加铜排补偿线。运行距离较长时还必须增加降压变压器个数。
  由于KPD 平车起动时流经轨道的起动电流非常大(达1000A),此时轨道末端有很大的电压降,造成单相电容电机起动困难,故单相KPD平车最大载重吨位为50吨,载重50吨以上时采用三相36V低压轨道供电,YZ起重冶金用电机。
  产品KPDZ既继承了KPD平车的优点又避免了原型号起动困难,运行距离短的缺点。KPDZ平车以车载整流装置将轨道上的单相(或三相)交流36V整流成直流36V,拖动直流牵引电机使平车运行,直流电机与交流电机相比有不易烧损,起动力矩大,过载能力强的优点。即使由于轨道绝缘老化等原因,在欠压的工况下仍能可靠工
  1.1.2蓄电池式
  KPX系列是蓄电池电动平车,以蓄电池供电。蓄电池给直流牵引电机提供电力,直流电机拖动平车运行。直流电机与交流电机相比有不易烧损,起动力矩大,过载能力强的优点。运行距离不受限制。它比KPJ、KPD两种系列平车具有更大的安全性能和机动性灵活性,运行距离不受限制,对轨道无绝缘要求,故施工方便费用低廉。
  平车都可以加装工业无线遥控装置。
  它比KPJ、KPD两种系列平车具有更大的安全性能和机动性灵活性,能在弯道、道岔上行驶,运行距离不受限制,对轨道无绝缘要求,故施工方便费用低廉。


2  设计任务书及系统方案
2.1设计内容简介
本课题是应某企业电气设备装配车间的一条自动生产线要求而确定的,本电动平车系统共有A、B、C、D四条轨道,两纵两横,电动平车应能够在这四条轨道上自动行驶,换轨通过转盘装置。电动平车共有十六个工位,只要给出控制指令平车即可自动行驶到指定工位。其示意图如图2-1所示。

内容简介:
湘潭大学毕业设计说明书 1 目 录 摘要 . 3 . 3 1 引言 . 4 . 4 道供电式电动平车 . 4 电池式 . 4 2 设计任务及 确定 系统方案 . 5 . 5 . 5 统方案确定 . 6 车动作描述 . 6 车运动程序设计 . 6 气控制 . 6 动平车技术要求 . 8 3 电动平车 机械结构 设计 . 9 动机选择 . 9 案比较 . 10 案确定 . 10 动平车 传动装置总体设计 . 12 车车轮设计 . 12 传动比 . 12 动比的分配 . 13 车 传动装置的运动和动力参数 . 13 动平车 传动机构设计 . 14 计算 . 14 传动设计 . 15 轴的设计 . 17 . 17 动轴的机构设计 . 23 湘潭大学毕业设计说明书 2 动轴承的选择和计算 . 25 承的选择 . 25 动轴承寿命计算 及润滑 . 25 连接的选择和计算 . 28 连接的选择和计算 . 28 4 整条生产线电气控制系统的设计 . 30 择 . 30 动分析 . 30 种运动情况分析 . 31 入点地址分配 . 33 出点地址分配 . 35 制柜设计 . 36 动 平车电气控制 . 37 本章 附录 . 39 总结 . 64 参考文献 . 65 附录 科技文章翻译 . 67 湘潭大学毕业设计说明书 3 转盘换轨电动平车系统 电动平车设计 摘要 自动生产线转盘换轨电动平车系统已被广泛应用于各种生产车间,它提高了生产效率,降低了生 产成本,可根据厂房空间具体设计,是许多企业的首选方案。 本书主要介绍了转盘电动平车系统中电动平车的设计,包括整个系统的简介、电动平车的整体设计及电气控制系统设计。电动平车传动机构的设计计算。 关键词:电动平车,传动机构,电动转盘,设计计算,控制系统设计。 in t it in its of s 湘潭大学毕业设计说明书 4 第一 章 引言 在现代厂房、车库内货物转运过程中,电动平车以其装卸方便、承载能力强、易操纵而充当着重要的角色,电动平车主要有以下形式 . 道供电式电动平车 列是卷筒供电电动平车,以电缆卷筒交流 380V 供电。电缆卷筒为磁滞耦合式,确保电缆受力均匀不易拉坏。 交流 380V 给平车上 重冶金用电机提供电力,电机拖动平车运行。平车运行时电缆卷筒自动将电缆卷起或放出,受卷线筒供电长度影响,一般最大运行距离小于 200m。 列是 36V 单相(三相)低压轨道供电电动平车,以轨道滑触线供电。地面降压变压器控制柜将单相(三相)交流 380V 降压至单相(三相) 36V,经轨道滑触线馈送给平车,再经车载升压变压器升压为单相(三相)交流 380V。给平车用单相电容电机提供电力(三相时为 重冶金用电机)。由于不用电缆,故安全可靠、不怕烫,不怕砸,不妨碍交叉运输,易实现遥控和自 动化,给厂区运输布置以很大方便。但其轨道施工要求较高,须保证轨道绝缘,超过一定的运行距离时轨道应加铜排补偿线。运行距离较长时还必须增加降压变压器个数。 由于 车起动时流经轨道的起动电流非常大(达 1000A),此时轨道末端有很大的电压降,造成单相电容电机起动困难,故单相 车最大载重吨位为50 吨,载重 50 吨以上时采用三相 36V 低压轨道供电, 重冶金用电机 。 产品 继承了 车的优点又避免了原型号起动困难,运行距离短的缺点。 车以车载整流装置将轨道上的单相(或三相)交 流 36V 整流成直流 36V,拖动直流牵引电机使平车运行,直流电机与交流电机相比有不易烧损,起动力矩大,过载能力强的优点。即使由于轨道绝缘老化等原因,在欠压的工况下仍能可靠工 电池式 列是蓄电池电动平车,以蓄电池供电。蓄电池给直流牵引电机提供电力,直流电机拖动平车运行。直流电机与交流电机相比有不易烧损,起动力矩大,过载能力强的优点。运行距离不受限制。它比 种系列平车具有更大的安全性能和机动性灵活性,运行距离不受限制,对轨道无绝缘要求,故施工方便费湘潭大学毕业设计说明书 5 用低廉。 平车都可以 加装工业无线遥控装置。 它比 种系列平车具有更大的安全性能和机动性灵活性,能在弯道、道岔上行驶,运行距离不受限制,对轨道无绝缘要求,故施工方便费用低廉。 2 设计任务书及系统方案 本课题是应某企业电气设备装配车间的一条自动生产线要求而确定的,本电动平车系统共有 A、 B、 C、 D 四条轨道,两纵两横,电动平车应能够在这四条轨道上自动行驶,换轨通过转盘装置。电动平车共有十六个工位,只要给出控制指令平车即可自动行驶到指定工位。其示意图如图 2 湘潭大学毕业设计说明书 6 轨道长度:两条 30m,两条 电动平车额定速度 30m/率 248 转盘设计转速 率 径 3200m/ 统方案确定 车动作描述 电动平车系统共有 A、 B、 C、 过转盘转换。假如电动平车起始位置停在 的地是 B 轨道,操作顺序: 图 2湘潭大学毕业设计说明书 7 在电动平车操作面板上的起始位置 A、 B、 C、 置起始位置为 A;目的地 A、B、 C、 为 B。按启动按钮;转盘接通 电动平车向转盘运动;电动平车运动至转盘轨道上;锁紧;转盘转动接通 电动平车解除锁紧;电动平车从转盘向 按停止键平车可停任何位置;不按停止键平车在终端限位是停。假如电动平车起始位置,目的地为其他地方,按 1类似步骤设置操作。同一轨道上,按电动平车前进、后退、停止键操作。电动平车及转盘设点动调整。电动平车额定速度 30m/率 2 1、转盘 设计转速 率 径 3200m/电动机停止时间 4s,则停车后转盘外圆周行程为 。 2、转盘在 0360 设 3 个位置;每个位置的传感器动作状态保持连续,即应在平车预停车信号后滑行段位置信号保持。 车运行程序设计方案 1、平车从 某条线上,人工按键设置起始位置,目的线路,起始后平车按指令从起始位置顺序通过转盘,往指定轨道运行。 2、按停车键,平车可停任意位置;未按停车键,平车按设置程序一直运行至终点限位停车。 3、平车上控制电机正转、反转、停,通过遥控信号传递操作指令。 4、平车的位置方向由地面控制系统布线控制。 5、操作按键设平车或地面控制柜上。 6、两台平车编号区别,当平车运行与另一台平车距离小于 1 2m 时,由传感器检测信号,控制距离减小方向不能运行。 气控制 1、电动平车采用 48V 蓄电池供电,设二个位置的充电机充 电。 2、转盘及传感器采用预埋线路;控制柜内设 3、平车与地面控制柜采用无线遥控器控制。 4、可手动调节平车及转盘运动。 湘潭大学毕业设计说明书 8 车技术要求 236 条,焊丝与焊剂应以被焊材料相适宜。 孔和夹杂等缺陷。 图 2中 A=2500L=4000=2000=530M,C=1435 湘潭大学毕业设计说明书 9 m 范围内的直线度为 材,铸,锻件表面除锈应达到 3 电动平车设计 由电动平车设计要求,即运行速度、供电设备、控制要求及外形总体尺寸,电动平车系统采用电动机驱动,通过摆线针轮减速器和滚子链传动将运动传至电动平车驱动轮轴实现平车的运动,控制部分采用 动机选择 由于供电装置为 48v 蓄电池,且电动平车所用电机主要起牵引作用,故选用 列直流牵引电机。直流牵引电机比普通直流电机性能更好,能承受频繁的启动和剧烈的过负载冲击,且 允许温度在 0105 以上,适合在自动生产线上使用。 标准电动机的功率由额定功率表示。所选电动机的额定功率应等于或大于工作要求的功率。所需电动机功率为 wd 由设计要求工作机所需输入功率为 2动装置包括弹性器,减速器,链传动,查表分别设其传动效率为 , , n 。则总传动效率 = = 3表 4技术数据如下表 3额定电压 v 额定功率 定电流 A 额定转矩 N m 额定转速/湘潭大学毕业设计说明书 10 48 05 35 960 表 3机参数 直流牵引电动机故障 电气主要是电机不转,转速偏高,转速偏低,电机漏电,火花大,绕组过热,绝缘电阻低,电机受潮,出现头电缆线及换向器过热。 机械故障主要是尼龙轴衬发热磨轴和失油快,电机振动大,轴承过热响声大,电动机内有异常响声等在工作中应注意。 案比较 由原动件的选择,知电动机转速为 960r/电动平车运行转速小于这个值。须在原动件与运行件之间装减速器,通过减速器将转速减低。而减速器输出轴与主动轮轴件需要 传动装置。方案一选用滚子链传动,这种传动价格便宜,且适用于较复杂的环境,采用滴油润滑润滑方便,但是其传动需要较大的空间,且存在噪音。方案二:选用开式齿轮传动,这种传动结构紧凑,传动可靠性高,且噪音小,但由于工作环境灰尘较多对传动机构影响较大,且不便润滑。 案确定 由于平车外形尺寸要求,且为使结构简单紧凑,及考虑到工作环境多为矿山及某些需要运输重大物件的场合恶劣换件要求,选用方案 一 。采用摆线针轮减速器和链传动做为传动装置,又考虑到链传动的不均匀性,将链传动设置在低速级。电动平湘潭大学毕业设计说明书 11 车穿的方案简图如图 1- 电动机; 234567主动轮轴; 8车身采用钢架结构(车架)和盖板组合,车架由空心钢梁焊接而成,盖板为钢板,车架和改版通过焊接连接,车身与轮轴之间通过支座和螺栓连接,车身结构如图所示。 动平车 传动装置总体设计 轮的设计 根据设计任务书要求,车轮直径 D=500为轨道车轮组。由于运行要求不是很高且为了降低电动平车制造成本,采用单轮缘式小车车轮 ,代号为 结构简图如图所示。 湘潭大学毕业设计说明书 12 算总传动比 由电动平车运行速度要求 v=30m/=500计算车轮转速为 1 0 0 0 3 0 1 0 0 0 1 9 . 0 9 9 / m i 式中, m/ 则传动装置的总传动比为 960 5 0 . 2 6 41 9 . 0 9 9n 式中,;。 动比的分配 由传动比推荐链传动传动比在 间,故选取传动比为 23 的摆线针轮减速器作为高速级传动,即传动比分配为 摆线针轮减速器传动比1 23i 湘潭大学毕业设计说明书 13 滚子链传动传动比 2 15 0 . 2 6 4 2 . 1 8 523ii i 动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 电动机输出轴 60 /减速器输入轴 1n=60 /减速器输出轴 121960 4 1 . 7 3 9 / m i 平车输出轮轴 2324 1 . 7 3 9 1 9 . 0 9 9 / m i 1 8 5 2、各轴功率 电动机输出功率 2 5dP 速器输入轴功率 10 2 . 2 1 5 0 . 9 9 2 . 1 9 3 k W k W 减速器输出轴功率 2 1 1 2 . 1 9 3 0 . 9 5 2 . 0 8 3P P k W k W 平车输出轮轴功率 3 2 2 2 . 0 8 3 0 . 9 6 2P P k W k W 3、各轴转矩 电动机输出轴转矩 2 . 2 1 59 5 5 0 9 5 5 0 2 1 . 9 1 9960dd m N m N 减速器输入轴转矩 10 2 1 . 9 1 9 0 . 9 9 2 1 . 7 0 0 N m 减速器输出轴转矩 2 1 1 1 2 1 . 7 0 0 2 3 0 . 9 5 4 7 4 . 1 4 7T T i N m N m 车输出轮轴转矩3 2 2 2 4 7 4 . 1 4 7 2 . 1 8 5 0 . 9 6 9 9 4 . 5 7 0T T i N m N m 运动和动力参数见表 4动机输出轴 减速器输入轴 减速器输出轴 平车输出轮轴 转速 r/60 960 率 矩 74 147 4潭大学毕业设计说明书 14 动平车 传动机构设计 a) 选择减速器类型 减速器的选择首先依据传动比进行选型,由于电动平车车轮转速较低而电动机转速相对较高,故要求减速器能实现较大减速比例。若选用普通圆柱齿轮减速器则需选用 三级减速箱,但三级减速箱安装尺寸较大会使这个系统结构不紧凑。考虑到工作及结构要求,选用摆线针轮减速器较为合适。 摆线针轮减速器,是应用行星传动原理,采用摆线针轮啮合,行星轮齿廓为变幅外摆线的内侧等距曲线,中心线齿廓为圆形。具有传动比大、传动效率高、结构紧凑、体积小、质量轻、故障少、寿命长、运转可靠平稳、噪声低、拆装方便、容易维修、过载能力强、惯性力矩小等特点。可应用于矿山、冶金、起重、运输等行业。 工作条件:输入轴转速 1500;工作环境温度 40;可正反双向运转。 b)减速器选型计算 1、传动比 为 23 2、计算功率 =式中,查表 4工作机功率 =4表 K ; 可靠度系数,查 4表 3、计算输出转矩 1111 =中,1i 为减速器传动比;1为减速器效率;1。 考虑到计算功率和计算输出转矩,查 4表 表 :5 号机型,传动比为23的输入功率为 输出许用转矩为 。则 5号机型满足要求。 传动设计 湘潭大学毕业设计说明书 15 a) 滚子链传动设计计算 1) 选小链轮齿数取 1z=18 大链轮齿数2z=18= 取 39 2) 实际传动比 i i = 211839 =) 链轮转速 小链轮转速 1n=链轮转速 2n= 1) 修正功率= =中由查表 9况系数 主动链轮齿数系数, ) 链条节距 p 由修正功率表 94p= 6) 初定中心距00a=( 30=11430a=1200 7) 02 22100 =+= 取00节 8)理论中心距 a 查机械设计 9 1f =a=1f P2 ( 21 ) =2100-(18+39) 1356)链速 v 1100060 11 = s 10)有效圆周力 F 4 34 0 01 00 0 = v PF 16 11) 链轮水平布置时压轴力系数 则压轴力 340=4991N 12)链条润滑方式的选定 根据链号 24v =m s,由 1图 13)链条标记 根据设计计算结果,采用单排 24距为 为 100节,其标记为: 24100 b)滚子链的静强度计算 由 1式 =+ = n=8 可知滚子链的静强度满足要求。 式中 n静强度安全系数; Q链条极限拉伸载荷( N),查 1表 况系数,查 1表 心力引起的拉力,由于链速小于 4m s,可忽略不计; 垂拉力, = 1图 0, 由 1表 子链每米质量 ,n 许用安全系数,取 8 电动 平车轮 轴的设计 动 轴的结构设计及校核 轴的结构设计需定出轴的合理外形和全部尺寸。主要考虑以下因素:轴的加工工艺,加工工艺轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法;载荷的性质、大小、方向及分布情况轴的加工工艺等。设计时,必须针对不同情况进行具体分析。但必须满湘潭大学毕业设计说明书 17 足:轴应具有良好的制造工艺性;轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置;轴上的零件应便于装拆和调整等。 轴的校核计算应根据轴的受载及应力情况,采取相应的计算方法,并选取其适合的许用应力,主动轮轴结构简图如图所示。 a) 主动轮轴的结构设计 主动轮轴上安装有主动论组和大链轮,及有用于与车架连接的支座。与支座的连接为轴承连接,轴与主动轮组以及大链轮的连接为键连接,且大链轮和轴承都需要在轴向设置定位轴肩。轮组跨距为 1435架宽度为 2000虑到以上因素,设计主动轮轴结构如图所示。 主动轮轴上 和 装圆锥滚子轴承和轴套,径为 120计轴套长度为 81 和 长度为 径为 120轴与滚动轴承配合为过渡配合,此处选轴的直径尺寸公差为 m6。和 装主动轮组,由 轮的设计知车轮轴径为 130轮厚度为130 长度为 130径为 130车轮和轴的配合为间隙很小的配合,故采用 H7/合。由于 车轮右端需要轴向定位,故在 理 h 处和 轴上 装配大链轮及链轮挡盘,因为挡盘需用螺钉轴向定位,故需在轴上开湘潭大学毕业设计说明书 18 设螺纹孔,为以免减小轴的强度需在轴上 设计轴肩。综合考虑轴的强度和链轮结构要求,设计 直径为 186由于链轮及链轮挡盘宽度要求,设计 3根据链轮挡盘与轴的安装尺寸在距离 f 处 10开设两个对称的 螺纹孔;链轮和轴之间的配合为间隙很小的滑动配合,故才 H7/配合要求。轴上 处设置轴肩以用于链轮左侧的轴向定位,由于链轮没有轴向力,故此处轴肩高度和宽度均不用很大,分别取 300 为了使轴与车架安装合理,故需约束轴的总长为 1940了满足大链轮和相应小链轮的位置要求,满足链传动的要求,需设计 84此已经初步确定了轴的各段的 直径和长度。 轴上零件的周向定位,采用键连接,实现轴上零件的周向定位和运动及动力的传递。 和 采用圆头平键连接,根据 直径由 7表 6得平键截面 b h=3218槽用铣削刀加工,长度为 100轮的周向定位和动力传递也是通过平键实现的,此处采用平头键连接,同样根据此段轴径由 7表 6得平键截面 b h=3218长为 28轮挡盘的周向采用螺钉定位,用 动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的。在轴的端头处加工 2 45的 倒角。 b) 主动轮轴的校核 初步校核轴的最小直径,由 7式( 15算最小直径。选取轴的材料为 45刚,调质处理。根据简明机械手册表 A=118 3330m i n = 中,33,值由表 4 由 在对轴进行精确校核。 湘潭大学毕业设计说明书 19 轴的计算简图和弯矩图如图 6 计算图中各力 F 链轮的压轴力,由 =4282N; T 专递的转矩,由表 4=; 1F 车及载重对轴的压力,当载重为 30t 自重为 6 1F=( 30+6) 1000 10 14=9 410N ; N 车轮对轴的支撑力跟1 1左轮水平向支反力, 3 0 44 351 11 14 351 = 2- 1据图 6出轴的弯矩图和扭矩图如图 6 湘潭大学毕业设计说明书 20 由图 6图 6知, d 截面为危险截面,算出 d 截面的总弯矩和扭矩: 1 5 9 6 1 0 0 01 5 8 8 51 5 6 0 22 M T=弯扭组合成应力校核轴的强度 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据 7式( 15-5)a 水 平面受力分析图 c 弯矩图 图 6动轮轴的弯矩图和扭矩图 湘潭大学毕业设计说明书 21 及上面所算的 d 截面的弯矩和扭矩,以及轴运动时需正反转,扭转切应力为对称循环变应力,取 =1,轴的计算应力 9 4 5 701(1 5 9 6 100 0)(+=+=5 钢,调质处理,由 7表 15得 。因此 1故安全。 精确校核轴的疲劳强度 判断危险截面 根据前面的分析计算,截面 b, c, g, h 虽然直径较小,且开有键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将消弱轴的疲劳度,且由于只收到扭矩和较小的弯矩 作用,所以这些截面都不需校核。从应力集中和受载的情况来看,截面 d和 于截面 f 右侧直径相等,截面 b 右侧直径比截面 载荷 只需校核 截面 抗弯截面系数 33 = 抗扭截面系数 = 3截面 为 1 2 94 5 9 21 1 11 111 3 38 5 6 8 =M 面 994570=T 面上的弯曲应力 =截面上的扭转切应力 2 4 279 94 5 70 =轴的材料为 45 钢,调质处理。由 7表 15b=640 275 ,1 155 。 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按 7附表 3取。因6 0 1146, 246 1 5146,经插值后可查 = =由 7 附图 3 得 轴 的 材 料 的 敏 性 系 数 为 湘潭大学毕业设计说明书 22 故有效 应力集中系数按 7式( 7附表 3 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 . 2 5 1 ) 2 . 0 2 5 1 1 1 0 . 8 5 1 . 8 2 1 1 . 6 9 7 由 7附图 3 ;由 7附图 3 。 轴按磨削加工,由 7附图 3 轴未经表面强 化处理,即 1q ,则按 7式( 3式( 3综合系数为 又由 7 3 3= =0.1 是 , 计 算 安 全 系 数 7 式( 15 ( 15则得 = += 1- = 22=S =2, 故可知其安全。 截面 抗弯截面系数 4 = 抗扭截面系数 8 6 9 7 12 弯矩 1 2 . 0 2 5 11 1 3 . 5 7 80 . 5 8 0 . 9 2 1 1 . 6 9 7 11 1 2 . 3 20 . 7 6 0 . 9 2 湘潭大学毕业设计说明书 23 1 16 4 7 084 35 5 6. 551 33 8 5 68 = 扭矩 T= k,由 7附表 3取 k=是得 k= k=按磨削加工,由 7附图 3 =得综合截面系数为 19 213 1=+= 以轴在截面 =+= += 1- = 22=44.6 S =2,故安全。电动平车主动轮轴无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性,故可略去静强度校核。至此,主动轮轴的的设计计算结束。 从动轮 轴的结构设计 从动轮轴上安装有从动论组,还有用于与车架连接的支座。轴与从动轮组以连接为键连接,与支座的连接为轴承连接,且轴承需要在轴向设置定位轴肩。轮组跨距为1435架宽度为 2000虑到以上因素,设计从动轮轴结构如图 6 主动轮轴上 和 装圆锥滚子轴承和轴套,径为 120计轴套长度为 81 和 长度为 径为 120轴与滚动轴承配合为过渡配合,此处选轴的直径尺寸公差为 m6。和 装主动轮组, 由 轮的设计知车轮轴径为 130轮厚度为130 长度为 130径为 130车轮和轴的配合为间隙很小的滑湘潭大学毕业设计说明书 24 动配合,故采用 H8/合。由于 直径已定故 车轮右端需要轴向定位,故在 理 轴肩。 为了使轴与车架安装合理,故需约束轴的总长为 1940上零件的周向定位,采用键连接,实现轴上零件的周向定位和运动及动力的传递。 和 采用圆头平键 连接,根据 直径由 7表 6得平键截面 b h=3218槽用铣削刀加工,长度为 100动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的。在轴的端头处加工 2 45的倒角。 从动轮轴的结构与主动轮轴相似,但由于不受转矩和链轮压轴力,只受自身载重和自重载荷,且由前面主动轮轴的校核可知从动轮轴强度条件肯定满足,故不需再校核其强度。 湘潭大学毕业设计说明书 25 滚动轴承的选择和计算 选用滚动轴承是,首先是选择轴承的类型。主要考虑一下因素:轴承的载荷大小、方向和性质; 轴承的转速;轴承的调心性能;轴承的安装和卸载。 根据上已章节车轮的设计,再由 6表 19定选用 32224 型 4类轴承可以同时承受径向载荷,外圈可分离,安装时可调整轴承的游隙,成对使用。 动轴承寿命计算 a)主动轮轴上滚动轴承寿命计算 查滚动轴承样本可知圆锥滚子轴承 32224 型 4列的基本额定动载荷58000,基本额定静载荷78000。 求两轴承受到的径向载荷1别如图 7 ( a) ( b) 图 7轴承受力图 湘潭大学毕业设计说明书 26 由上一章轴的受力分析可知: 11 F =90000N 2221211 =+= 222 22 9 0 00 862 +=+= r = 求轴承当量动载荷1P=2计算轴承寿命 因为2P1P,所以按轴承 1的受力大小计算 0 7 17 5 8 0 0 00 9 06010 616 = b)从动轮轴轴承寿命计算 查滚动轴承样本可知圆锥滚子轴承 32224 型 4列的基本额定动载荷58000,基本额定静载荷78000。 求两轴承受到的径向载荷1在铅垂受载,其受力如图 7 图 7轴承受力图 湘潭大学毕业设计说明书 27 由上一章轴的受力分析可知: 1N 21 F =90000N 2221211 900000 +=+= 0000N 222222 9 00 0 002 +=+= r=90000N 求轴承当量动载荷10000N 2P=20000N 计算轴承寿命 因为2P1P,所以按轴承 1的受力大小计算 9 0 0 0 07 5 8 0 0 006010 616 = c) 滚动轴承润滑方式的选择 由于电动平车轴上滚动轴承安装与轴支座中,考虑到脂润滑形成的润滑膜强度高,能承受较大载荷,不易流失,容易密封,一次加脂可以维持相当长的一段时间,所以选用脂润滑。 键的选择包括 类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键连接的结构特点、使用要求和工作条件来选择;键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来决定。电动平车主动轮轴和从动轮轴与轴上零件的连接大都采用了键连接。 湘潭大学毕业设计说明书 28 a) 车轮与轴的键连接 轴与轮轴之间的键连接,主要是传递运动和转矩,故采用圆头平键连接,由车轮孔径为 130 7表 6-( 键的截面尺寸为键宽 b键高 h=3218考虑到车轮宽度为 130选用键长 L=100在对键进行校核。 假定载荷在键的工作面上均匀分布,普通平键的强度条件为 130682 = k 中, T 传递的转矩,由表 4 =; k 键与轮毂键槽的接触高度, k =18 l 键的工作长度,圆头平键 l =L b=100 32=68d 轴的直径, d =130 键、轴
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本文标题:转盘换轨电动平车系统—电动平车设计【8张CAD图纸和说明书】
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