墙材模块化生产预制板块摆渡车系统设计--毕业论文.doc

吉林大学本科生毕业设计（论文）墙材模块化生产预制板块摆渡车系统设计 I 摘摘 要要 新型墙材材料因有着广泛的生产原料，所以种类繁多，实际选料中可根据各自工况选择 最合理的材料。但从原料的丰富程度以及使用程度来看，目前蒸压粉煤灰砖占据了主流地位。 新型墙材的生产工艺需要摆渡车等辅助设备进行辅助操作，摆渡车实现了材料场景的转换， 实现了厂房内对于材料的运输。 新型墙材工业用可升降轨道摆渡车是一种电动的有轨场内运输车辆，是根据楼宇模块化 生产的发展而逐渐发展成型的技术，用于车间内产品的过跨运输。它对于其他重型机械来说， 结构较为简单、使用方便、能耗比较小、可变动量大，其广泛应用于机械制造和冶金企业的 生产车间厂房内，作为车间内部运输重物之用。 本次设计是在学生阅读大量文献的基础上，从实际出发以及导师要求进行的针对可升降 轨道液压摆渡车的设计。在本次设计过程中，针对可升降轨道液压摆渡车这一设计任务，进 行了摆渡车车轮的选用、电机的选用、皮带轮的设计、减速系统的设计、液压缸升降系统的 设计等工作。在整个设计过程中有三个设计重点：第一，车轮的选用；第二，减速系统的设 计；第三，液压缸升降系统的设计。针对这三块的重点各自进行合理的设计及校核。在符合 实际要求的前提下，学生自己根据情况需要进行了一些拓展延伸，该摆渡车系统是由调节两 个小型轨道摆渡车组成，上覆工作台来承载新型墙体材料，成功实现对其的场景运输，通过 轨道运输来实现工作场景的转换，到达目的地时由液压缸将墙材顶起。 关键词：关键词：新型墙材 摆渡车 轨道 液压缸升降 吉林大学学士学位论文 II ABSTRACT New wall materials have a wide range of raw materials, so a wide range of compound can be selected according to their actual conditions and select the most reasonable material. However, according to the degree of richness and the use of raw materials, the current autoclaved fly ash brick occupy the mainstream position. Autoclaved fly ash brick production process has six parts, which are mainly used in devices mixer, digestive machine, steam brick press and other major equipment, as well as box-type feeder, screw conveyor, bucket climb, called aggregate , belt conveyor, maintenance trolley, ferry vehicles and other auxiliary equipment. Industrial new wall lift rail ferry vehicle is an electric field of rail transport vehicles, which is based on the development and production of modular buildings forming the progressive development of technology for the workshop through the cross-product transport. It is simple, easy to use, easy to maintain, large carrying capacity, low pollution, low energy consumption, changes in volume. Its widely used in machinery manufacturing and metallurgical enterprise production workshop,and it is a workshop internal transport heavy loads over cross-purposes. This design is a lot of literature in students reading, based on the reality and mentor requirements for hydraulic lift rail car ferry design. In this design, the rail for the lift car ferry the hydraulic design task for a selected choice of wheel car ferry, the motor pulley design, deceleration system design, the design of the hydraulic cylinder lifting system work. Throughout the design process there are three design points: First, the wheel of choice; design of the second deceleration system; Third, the design of the hydraulic cylinder lifting system. For these three focus their rational design and checking. Subject to the requirements in the actual conduct expansion extends the car ferry system is to host the new wall materials by the regulator consisting of two small rail car ferry, overlying the table, the successful implementation of its scenes transport, rail transport is achieved by conversion of the scene, by the hydraulic cylinder when the wall material from the top to reach the destination. Keywords：New wall materials Ferry vehicle Track Hydraulic cylinders lift 吉林大学本科生毕业设计（论文）墙材模块化生产预制板块摆渡车系统设计 III 目录 摘摘 要要 I I ABSTRACTABSTRACT IIII 第一章第一章 引言引言 1 1 1.1 墙材模块化生产预制板块摆渡车相关概念1 1.2 墙材模块化生产预制板块摆渡车相关参数1 第二章第二章 墙材模块化生产预制板块摆渡车的总体设计墙材模块化生产预制板块摆渡车的总体设计 3 3 第三章第三章 墙材模块化生产预制板块摆渡车车轮的选用墙材模块化生产预制板块摆渡车车轮的选用 4 4 3.1 车轮的材料选用4 3.2 车轮的结构选用4 3.3 车轮直径的选用5 第四章第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 7 7 4.1 电动机的选用8 4.1.1 电动机的类型选用 8 4.1.2 电动机的功率选用 8 4.1.3 电动机转速的选用 9 4.1.4 电动机型号的选用 9 4.2 计算总传动比和分配各级传动比.10 4.3 计算传动装置的运动和动力参数.11 4.3.1 齿轮传动各轴转速 .12 4.3.2 齿轮传动各轴功率 .12 4.3.3 各轴转矩 .12 4.4 带传动设计.13 吉林大学学士学位论文 IV 4.4.1 已知条件 .13 4.4.2 带传动的设计方法及步骤 .13 4.4.3 V 带轮的轮槽设计及步骤17 4.4.4 带传动的设计参数： .18 4.5 齿轮传动的设计与步骤.19 4.5.1 高速级齿轮传动设计 .19 4.5.2 低速级齿轮传动计算： .26 第五章第五章 液压系统设计液压系统设计 3434 5.1 确定行程 S .34 5.2 确定缸径 D .34 5.3 确定缸筒壁厚 35 5.4 确定缸筒外径.35 1 5.3 确定活塞杆直径.35 5.4 确定其他尺寸.36 第六章第六章 电气原理控制部分设计电气原理控制部分设计 3737 6.1 电气控制原理系统的确定.37 6.2 单片机的选择.37 6.3 复位电路设计.38 6.4 整体硬件系统设计.38 总总 结结 3939 致致 谢谢 4040 参参 考考 文文 献献 4141 附附 录录 4343 第一章 引言 1 第一章第一章 引言引言 1.11.1 墙材模块化生产预制板块摆渡车相关概念墙材模块化生产预制板块摆渡车相关概念 墙体材料模块化生产是国内外较为先进的技术，国外已有成型的技术题型，而国内确实 较为落后一些，这里所讲述的就是学生自己根据导师要求以及自己查阅相关资料而设计出来 的用以运输新型墙体材料的液压摆渡车。 墙材模块化生产预制板块摆渡车，顾名思义，就是一种配备有液压缸系统的摆渡车，用 来运输新型墙体材料，别称有好几种，例如：电动平车、地跨车、平车、地爬车等，主要用 途大同小异，都是工厂车间内负责运输的设备，更是一种场内有轨电动运输车辆，在本次设 计中台面是平面无箱盖，车体无方向盘，设计成依靠轨道前进、后退和转弯；其次它是电力 进行驱动，经过电动机减速器降速的驱动下自动运行，是一种轨道型运输车辆，为此， 我们需在地面上铺设型轨道以供摆渡车实现运行的可靠，在后面设计中我们会提到轨道选择 工字型轨道，车轮选择单缘车轮；再次，它的升降系统是由液压缸完成的，使其顺利到达目 的地后将工作台上新型墙体材料顶起的工作步骤，液压缸系统由电动机、泵、油箱、减压阀 体、液压缸组成，是较为完善的液压系统。 液压系统的优劣关系到整体工作线流程的顺畅，起模系统在一定程度上依赖于液压摆渡 车上的液压缸升降系统，局限于国内发展水平以及本次设计中工况对于液压系统的要求不是 过于严谨，这里采用比较简单的液压缸升降系统。 液压摆渡车是学生查阅相关资料自己得出的结论性名称，现实生活生产中，工厂厂房里 面将这种摆渡车称呼为电动平车，基本功用是用来运输各种重物，实现工件从一个工作场景 到另一个工作场景的转移，也就是较为系统的实现了运输功能。 1.21.2 墙材模块化生产预制板块摆渡车相关参数墙材模块化生产预制板块摆渡车相关参数 墙材模块化生产预制板块摆渡车相关参数主要有：载重吨位、车轮尺寸、轨道间距、带 传动尺寸、齿轮传动相关尺寸、液压缸相关系数等，严格按照国际标准，查阅机械设计手 册中内相关数据尺寸。 吉林大学学士学位论文 2 在现实生产生活中，载重吨位要根据生产需要以及工况要求下所选取的墙体材料决定， 可称之为具体情况具体操作，在本次设计中，学生查阅相关文献并与导师以及同组同学沟通， 最后核定为载重吨位 20T，是当今墙体材料中较为常见的吨位，能够体现其普遍性。对于车 轮尺寸，在本设计第三章中会详细讲述设计过程，这里就不一一赘述。对于轨道间距而言， 由于学生所设计的液压摆渡车是由两组小型摆渡车平凑而成，每组摆渡车设有两条工字型轨 道，合共八条，学生查阅相关资料，了解到轨道间距有其相关标准间距，在这里，根据设计 要求以及所查相关资料论述内容提及的尺寸要求，选定每组摆渡车轨道间距为 1046mm，对 于两组摆渡车轨道最大间距，在导师知道以及与同组学员讨论确定所要运输的模块化墙体材 料尺寸，根据现实要求将两组摆渡车轨道间距定位 10000mm 整，因其间距可以调整轨道距离 来实现可调范围的变动，所以选取比较接近墙体材料的模型略大之尺寸以更好的承载墙体材 料。对于带传动、齿轮传动、液压缸相关系数在后文设计中会一一加以论述。 工作内容： 1）学生应了解摆渡车的研究现状，主要构成；摆渡车的总体结构和实现方案； 2）液压摆渡车设计；设计选择连接、传动件； 3）选择电气部分元件，设计驱动电路及传感器检测电路； 4）每个学生应完成翻译部分，最少工作量为 5000 汉字。 5）针对本课题内容，绘制 3 张 A0 工作图，建立部分机构或零件的三维实体模型， 撰写 1 万字说明书 要求： 液压功率 ：15kW 行走速度 ：030m/min 顶推速度 ：0.10m/s 外型尺寸 ：30001000600mm 毛质量 ：大约为 3t 第二章 墙材模块化生产预制板块摆渡车的总体设计 3 第二章第二章 墙材模块化生产预制板块摆渡车的总体设计墙材模块化生产预制板块摆渡车的总体设计 在本次设计中，学生将液压摆渡车设计成是由由传动系统、电气控制系统、导电系统、 液压缸升降系统、车体、车轮、组成的，目的在于运输新型墙体材料，并且在到达目的地时 通过液压缸系统的升降来实现对材料的抬高，以便于后续起模工序的进行，考虑到整体工作 的顺利进行，液压缸升降系统在本次液压摆渡车设计中也是必不可少的。当然，液压摆渡车 主要功能旨在运输材料，实现工作场景的转换，本次设计中将会着重讲述传动系统部分的设 计过程与步骤，实现摆渡车的良好运行，保障工作完美进行。 传动装置由齿轮传动、带轮、电机组成，用于驱动液压摆渡车的行走，考虑实际情况中 没有其他特殊要求，结合经济合理性要求，选择此种传动方式最佳，电动机经皮带轮、齿轮 降速后，再经齿轮传动传给车轮来驱动摆渡车的运行。 图 2.1 传动总体方案 1.制动器；2.电动机；3.带传动；4.减速器；5.齿轮传动；6.车轮 吉林大学学士学位论文 4 第三章第三章 墙材模块化生产预制板块摆渡车车轮的选用墙材模块化生产预制板块摆渡车车轮的选用 车轮是液压摆渡车的行走部件，同时也是支撑部件，它支撑起车上包括电机、油箱、齿 轮传动机构、皮带轮、工作台以及设计中所需要运输的墙体材料等所有的重量，是支撑起整 个液压摆渡车的重量并使其行走的装置。常见的工厂摆渡车，也就是俗称的电动平板车可分 为有轨运行和无轨运行的车轮，由于设计需要以后会直接称呼液压摆渡车，本设计考虑实际 情况与工况要求，学生采用的是有轨运行车轮。 3.13.1 车轮的材料选用车轮的材料选用 车轮的材料应根据驱动方式和所需要承载的重量等因素来确定，因其材料的不同，车轮 本身所具有的抗弯抗扭强度也会不同，对于机械驱动而且速度大于 30 m/min 时，中级及中 级以上的工作类型，查阅资料可知建议采用不低于 ZG 55 的铸钢，表面淬火（火焰淬火或高 频淬火） ，硬度不低于 HB = 300350 ，淬火深度不小于 5 mm ，这样，比较有利于提高材 料可靠度，提高车轮表面的耐磨度和寿命，有利于对本次设计的顺利完成；对于人力驱动或 机械驱动这样的轻级工作类型，速度小于 30 m/min 时，可采用铸铁车轮，表面硬度为 HB = 180240，二者所论述的都是在理论依据的基础上所需要的车轮选择，设计者也可根据各自 需要加以适当的拓展延伸，使其更符合自己的设计理念。 本次毕业设计中，由工况要求和传动方案的拟定，查阅机械设计手册知，液压摆渡 车驱动方式为机械驱动，工作级别为中级，运行速度为 30 m/min ，综合以上工作要求及工 况，选定车轮材料为 ZG 55 的铸钢，表面淬火，淬火要求表面硬度 HB = 300350 ，淬火 深度不少于 5 mm ，因设计中已经现实要求中都没有对于白对车加以其他的特殊要求，所以， 这样常规的选择符合自身设计理念。 3.23.2 车轮的结构选用车轮的结构选用 车轮根据车轮自身的轮缘，大致可形式分为双缘车轮、单缘车轮和无缘车轮三种车轮的 形式。通常情况下，大型车车轮需采用双轮缘车轮，小型车车轮多采用单轮缘车轮。轮缘的 作用是导向即引导车辆延其轨道行驶和防止过轨而飞车发生危险。车轮的踏面可做成圆柱形、 圆锥形和鼓形三种，大多数车辆的车轮采用前两种，即圆柱形和圆锥形，这里采用比较普遍 的圆柱形踏面即可，选择圆柱形踏面主要是考虑到车轮作为行走机构以及支撑部件，其平稳 性以及受力均匀性尤为重要，平滑的圆柱形踏面与工字型轨道接触面受力均匀，能够很好地 承载液压摆渡车自身的重力；而在行走时，其自身能够很好地并且平稳的坐落在轨道上，轻 易不会发生脱轨飞车现象。从这两点出发，整体考虑液压摆渡车结构，综合考虑工况影响， 结合生产实际 ，选取其中最为合理的结构尺寸，车轮的承载能力以及行走能力直接影响其 后齿轮传动机构以及带传动机构的设计计算。 由以上所提到的车轮选取以及设计原则，学生根据工况以及导师指导可知，车轮组运行 要求不是特别高，而且为了降低液压摆渡车的制造成本，考虑到现实工作经济合理性的限制， 学生在这里采用单轮缘式下车车轮，代号 DL 。由于在本次设计中液压摆渡车的作用主要还 是用来行走以及支撑作用，所以应从这两方面考虑，来选取设计车轮的材料及其结构，其结 构如图 3.1 所示。 第三章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统车轮的选用 5 图 3.1 单缘车轮 3.33.3 车轮直径的选用车轮直径的选用 车轮直径的大小主要根据车轮所需要承受的压力以及材料的抗压强度来决定，轮压增加， 直径变大，二者成正比，相对而言则费用增大，同时车轮转速也会随之变低，连带的使其传 动结构复杂。因此，当车轮直径所选为允许的最大时，常用增加车轮数目来使车轮的轮压降 低。在本次设计中，整体结构即墙材模块化生产预制板块摆渡车是由两架小型摆渡车所 组成，两架小型摆渡车结构相同，四轮，合共八个车轮。踏面为圆柱形，受力比较均匀，两 组小型摆渡车按轨道间距 10000mm 的距离分布在轨道两侧，其上覆盖工作台，工作台尺寸在 上文中已简单描述过，这里就不详加赘述，工作台之上则是摆渡车所要承载及运输的墙体材 料。 墙体材料均匀地平放在工作台上，这样使得两组液压摆渡车的受压作用力相同，以便于 之后车轮的完成以及其他部件的整体设计。 初步将车轮的数目设计为 n = 8 ,墙材模块化生产预制板块摆渡车自重 3 T，则由上所 述可算出最大轮压，根据设计要求和载重量计算最大轮压： （3-1） 203 2.875 8 MmTT PT n 考虑工况以及现实要求，选踏面为圆柱形的单缘车轮，选定 D = 250 mm，车轮数目为 n = 8 ，选择原则如图 3.2 所示： 吉林大学学士学位论文 6 图 3.2 车轮直径规格和相应的轨道型号 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 7 第四章第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 如上所述，传动方式如图 4.1 图 4.1 传动方案 1.制动器；2.电动机；3.带传动；4.减速器；5.齿轮传动；6.车轮 设计参数： 1. 运输重量：20 T 2. 轨距：1046 mm 3. 两小型摆渡车外轨道轨距：10000 mm 4. 台面尺寸：30001000600 mm 吉林大学学士学位论文 8 4.14.1 电动机的选用电动机的选用 电动机是标准部件，设计者的工作是从种类繁多的电动机中选取较为合理且适应自身所 设计的工况要求的电动机。其一般由专业工厂按照标准系列成批大量生产，在机械制造生产 以及机械设计中，根据工作载荷、工况要求、工作所处于的环境、安装要求及尺寸、重量有 无特殊限制、有无对具体功率或其他电动机参数的特殊限制等条件从产品目录中选择电动机 的类型和结构形式、功率和转速，并确定起具体型号。 4.1.1 电动机的类型选用 Y 系列封闭式三相异步电动机适用于驱动各种无特殊要求的机械设备，它相对于其他电 动机来说，比较高效、节能、工作时噪声较低、振动较小、重量轻、性能可靠等优点，结构 为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电动机内部。 在没有特殊要求的前提下，学生根据自己查阅的资料，考虑工况需求以及经济合理化安 排，在本次设计中选用 Y 系列封闭式异步电动机即可。 4.1.2 电动机的功率选用 电动机的额定功率选的合适与否，对电动机的工作平稳性和经济合理性都有不小的影响， 容量小于工作要求时，则不能保证摆渡车正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏。容量 过大则价格较高，能力不能充分被利用。更由于经常不在满载状态下运行，效率和功率因数 都得不到有效利用，有很大的浪费，得不偿失，应根据工况选择合适的电动机来适应学生自 己所设计的产品。 电动机容量主要是看运行时发热多少来决定，额定功率是连续运转下的电动机发热并不 超过需要的温度的最大功率，额定速度是负荷额定功率时的电动机的转速，同一类型电动机 因其额定功率和转速不同，便具有了一系列型号。对于处于长期连续运行状态的机械，要求 所选用的电动机的额定功率应略大于或等于电动机所需的功率，即，通常不 用校验发热和启动力矩。 电动机所需的输出功率为 = 1000 = ( + ) 1000 = 1.1 0.05 (20 + 3 2 ) 9.8 30 60 1000 1000 = 3.1； （4-1） 式中： S 安全系数，其值为 S=1.1； 摩擦系数，其值为 = 0.05； M 本次设计中液压摆渡车的载重量，其值为 M = 20 T； m 液压摆渡车的自重，其值为 m = 2 T； v 行走速度，其值为 v = 30 m/min ； 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 9 g 重力加速度，其值为 g = 9.8 N/kg。 工作机所需电动机输出功率为： （4-2） = = 13 2 3 2 = 3.1 0.96 0.983 0.983 = 3.65； 式中： 带传动效率，其值为 0.96； 1 滚动轴承效率，其值为 0.98； 2 齿轮传动效率，其值为 0.98。 3 对于有特殊要求的工况其容量选择应参考有关资料，本次设计中无其他特殊要求，查阅 机械设计手册知选择电动机额定功率 4 kw 。 4.1.3 电动机转速的选用 容量相同的电动机类型中，有几种不同的同步转速供设计者选用，低速级电动机的磁极 对数较多，外观尺寸较大，价格较高，但其所需的传动装置的传动比及结构尺寸都比较小， 从而降低传动装置成本，高转速电动机则相反，因此，在确定电动机型号时应综合考虑各种 因素，选取适当的电动机转速。 查阅资料知，根据负载的不同性质，电动机的常用工作制分为 S2（短时工作制） 、 S3（断续周期工作制） 、S4（包括启动的断续周期性工作制） 、S5（包括电制动的断续周期工 作制）四种。 根据各自设计的需求选取合适的电动机转速。 4.1.4 电动机型号的选用 根据电动机额定功率 = 3.65 kw 和转速的选取范围，查阅机械设计手册电 动机部分以及机械设计课程设计中电动机节选部分，确定电动机型号为 Y132M1-6，其 具体数值如表 4.1 所示： 型号功率 KW 电流 (A) 电压 (V) 转速 (r/min) 效率 (%) 功率 因数 堵转转 矩/额定 转矩 堵转电流 /额定电 流 最大转矩/ 额定转矩 吉林大学学士学位论文 10 Y132M1-649.438096084.00.772.06.52.2 表 4.1 电动机参数 4.24.2 计算总传动比和分配各级传动比计算总传动比和分配各级传动比 总传动比为 i，带传动的传动比为 ，高速级齿轮传动比为 ，低速机的传动比为 。 012 电动机选定后，根据电动机的额定转速和车轮转速即可确定传动装置总传动比。 根据之前诉述的在已知总传动比要求时，合理选择和分配各级传动机构的传动比应考虑 以下几点，综合计算传动比。 摆渡车车轮的转速： （4-3） = 60 1000 = 60 1000 30 60 250 = 38.20 /； 式中： D 摆渡车车轮直径，其值为 D = 250 mm ； v 行走速度，其值为 v = 30 m/min； 总传动比： （4-4） = = 960 38,20 = 25.13； 取带传动的传动比为： （4-5） 0= 2.47； 则减速器低速级传动比为： （4- 2= 1.30 = 2.8； 6） 减速器高速机传动比为： 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 11 （4- 1= 1.3 2= 1.3 2.8 = 3.64； 7） 去最后一级齿轮传动传动比为： （4- 3= 1； 8） 式中： 电动机满载转速，其值为 960 r/min ； 车轮转速，其值为 38.2 r/min 。 0123 传动比2.473.642.8125.13 4.34.3 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 机械传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速、输入功率和输入转矩，他们是进 行设计计算以及核准传动件传动的重要依据。在本设计中，按照电动机到车轮之间运动传递 路线来推算出各轴的运动和动力参数。 4.3.1 齿轮传动各轴转速 轴 : = 0 = 960 2.47 = 388.66/； 轴 : = 1 = 388.66 3.64 = 106.77/； 吉林大学学士学位论文 12 轴 : = 2 = 106.77 2.8 = 38.13/； 4.3.2 齿轮传动各轴功率 轴 : = 1= 3.65 0,96 = 3.50； 轴 : = 1 2 3= 3.65 0.96 0.98 0.98 = 3.37； 轴 : = 1 2 2 2 3= 3.65 0.96 0.98 2 0.982= 3.23； 4.3.3 各轴转矩 轴 : = 9550 = 9550 3.50 388.66 = 86.00 ； 轴 : = 9550 = 9550 3.37 106.77 = 301.43 ； 轴 : = 9550 = 9550 3.23 38.13 = 808.98 ； 数据汇总，如图所示： 运动和动力参数轴名 转速 n/r/min功率 P/kw转矩 T/N m 轴 388.663.5086.00 轴 106.773.37301.43 轴38.133.23808.98 表 4.2 各轴运动和动力参数 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 13 4.44.4 带传动设计带传动设计 4.4.1 已知条件 工作环境中实际所需要的电动机满载输出功率，其中，小带轮的转速与电 = 3.65 动机的满载转速一样，其带传动比为，每天工作 16 小时，载荷变 = 960/0= 2.47 动小，轻载启动。 查阅机械设计手册一书第三篇第 5 章带传动和链传动知：我们设计 V 带传动一 般所需条件包括传递的功率 P、转速 n、传动比 i、传动位置要求以及带传动所工作的环境 条件等，在设计的过程中，设计者所需确定的带传动数据有：带的型号、长度、根数、传动 中心距，带轮直径以及结构形式尺寸。 4.4.2 带传动的设计方法及步骤 确定带传动所需设计功率P （4-9） P= = 1.2 3.65 = 4.38； 式中： 电动机满载功率，其值为 3.65kw； 工况系数，见机械设计课本表 5-6。 选定本次设计中带传动所需要的带型 根据设计功率和小带轮的转速，查询机械设计课本中图 5-7，从图中确定选 P 型点位置，根据所选点位置所在区域（以实线为界）选定带型，应注意的是，当选型点落在 界线附近时，可按照两种带型方案设计，选择其中方案较佳继续向下设计。 经查阅，我在此次选择中选择 V 带的类型为 B 带。 确定带轮基准直径并验算带速 v 1 、 2 在设计带轮的过程中，为避免弯曲应力过大，我们应使小带轮直径，各种带 1 型所要求的最小带轮直径需查阅机械设计书中表 5-7 中。当设计功率一定时，采用直径 较大的带轮，这样可使带速提高，减小带的压力，弯曲应力亦会随之下降。综上所述，当结 构尺寸允许时，应尽量大些。带速逐渐提高的同时，离心力也会增大，影响带的寿命。 1 初选带速 v，得： （4-10） = 1 60 1000 = 150 960 60 1000 = 7.54/ ； 普通 V 带带速的合理范围：。 = 2530/ 吉林大学学士学位论文 14 带速不宜过低啊，那样会使带所受拉力过大，影响寿命，一般应是带速。 = 525/ 满足要求，此带速符合本次设计中摆渡车的要求。 选定后计算大带轮直径： 1 （4-11） 2= 0 1= 2.47 150 = 370.5； 根据机械设计带轮基准直径系列中表 5-8 的要求，适当圆整，取。 2= 375 验算传动比： （4-12） = 2 1 = 375 150 = 2.5； 误差: （4-13） = 0 100% = 2.5 2.47 2.5 100% = 1.2% 300 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 17 轮槽角 32343638 基准 宽度 基准 线上 槽深 基准 线上 槽深 槽 间 距 e 第一 槽对 称面 值缎 面的 距离 f 最小 轮缘 厚 轮 槽 圆 角 带 轮 宽 B 外径 相应的基准直径 D 14.03.510.81911.57.5164D+2 190- 190 4.4.4 带传动的设计参数： 吉林大学学士学位论文 18 带型 B 中心距 371.85 小带轮直径 150 包角 146.33 大带轮直径 375 带长 1600 带的跟数 4 初拉力 136.61 带速 7.54 传动比 2.47 4.54.5 齿轮传动的设计与步骤齿轮传动的设计与步骤 已知条件： 运动和动力参数轴名 转速 n/r/min功率 P/kw转矩 T/N m 轴 388.663.5086.00 轴 106.773.37301.43 轴38.133.23808.98 4.5.1 高速级齿轮传动设计 传动比：3.64 1= 工作寿命 5 年，年工作日 300 天，两班制，每天工作 16 小时。 选定齿轮材料和热处理、精度等级： 本次设计，即液压摆渡车是一般用途齿轮传动，无其他特殊要求，齿轮材料选用 45 钢， 所传递的功率不大，其对结构尺寸没有其他严格要求，考虑到经济合理性要求，可选用较为 普通的闭式软齿面齿轮传动，查阅机械设计表 6-2，选择小齿轮调制处理，小齿轮齿面 硬度 230240HBS；大齿轮正火，齿面硬度 190200HBS，精度等级，一般工况，无特殊精 度要求，精度等级选择 8 级。 选取齿轮齿数和螺旋角 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 19 鄙视软齿面齿轮传动中，齿轮齿数可以多选一些，初选，=91，传动 11= 252= 11 比，初选。 1= 2 1 = 91 25 = 3.64 = 15 按齿面接触强度疲劳强度设计 在本次设计中，对闭式软齿面齿轮传动来说，承载能力一般取决于吃面接触强度，参照 机械设计中齿轮设计部分，这里应按照接触强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度。 （4-23） 1 3 21 1 （ ） 2； 式中： 载荷平稳，初选载荷系数，； = 1.5 （4-24） 1= 9550 1000 = 62270； 查阅机械设计表 6-6，选取； = 0.9 查阅机械设计表 6-5，查得； = 189.8 查阅机械设计图 6-14，查得； = 2.42 查阅机械设计式 6-7， （4-25） =1.88 3.2（ 1 1 + 1 2）； =1.88 3.2（ 1 25 + 1 91） 15 ； = 1.66 ； （4-26） = = 0.3181 = 0.318 1 25 15 = 1.917 查阅机械设计图 6-13，查得； = 0.77 （4-27） = = 0.98； 查阅机械设计式 5-12： 吉林大学学士学位论文 20 （4-28） 1= 60= 60 960 2 8 300 5 = 1.38 109； （4-29） 2= 1 1 = 3.79 108； 查阅机械设计图 6-15，查得： （4-30） 1= 1.03，2= 1.13； 查阅机械设计图 6-16d，按照小齿轮齿面硬度 230240 均值在 235HBS 左右，在 MQ 线和 ML 线中间查得： （4-31） 1= 540； 同理，有机械设计图 6-15c 查得： （4-32） 2= 390； 取： （4-33） = 1； （4-34） 1= 11 = 540 1.03 1 = 556.2； （4-35） 2= 22 = 390 1.13 1 = 440.7； 取作为本次液压摆渡车设计齿轮的参数。 2= 440.7 将确定的各项数值代入设计公式，求得： 1 3 21 1 （ ）2 = 3 2 1.5 62270 0.9 3.64 + 1 3.64 （189.8 2.42 0.77 0.982 440.7 ）2 （4-36） = 54.70； 修正； 1 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 21 （4-37） = 1 60 1000 = 1.47； 查阅机械设计表 6-3 得：； = 1 查阅机械设计表 6-7 得：； = 1.1 查阅机械设计图 6-10 得：； = 1.18 查阅机械设计表 6-4 得：； = 1.2 有公式得： （4-38） = = 1 1.1 1.18 1.2 = 1.56； （4-39） 1= 13 = 54.70 3 1.56 1.5 = 55.42； （4-40） = 1 1 = 55.42 15 25 = 2.14； 查阅机械设计表 6-1，选取第一系列标准模数； = 2.5 齿轮主要几何尺寸有： （4-41） = (1+ 2) 2 = 2.5 （25 + 91） 2 15 = 150.12； 圆整中心距，取： （4-42） = 150； 我们得到中心距 a 的数值； 则，由此可得旋转角： = （ 1+ 2) 2 = 2.5 （25 + 91） 2 150 = 14.8351 = 14506.4； （4-43） （4-44） 1= 1 = 2.5 25 14506.4 = 64.66； 吉林大学学士学位论文 22 （4-45） 2= 2 = 2.5 91 14506.4 = 235.34； （4-46） = 1= 0.9 64.66 = 58.19； 圆整后，取： 2= 60；1= 64； 校核齿根弯曲疲劳强度： （4-47） = 21 1 ； 计算当量齿轮断面重合度： （4-48） = 2 ； 查阅机械原理一书，可得： （4-49） = arctan （ ） = 20 14506.4 = 20.6114 = 203641； （4-50） = = 14506.4 20 203641 = 0.972； （4-51） = 2 = 1.66 0.9722 = 1.76； 查阅机械设计式 6-13，查得： （4-52） = 0.25 + 0.75 = 0.25 + 0.75 1.76 = 0.68； 查阅机械设计图 6-28，查得： （4-53） = 0.87； （4-54） 1= 1 3 = 25 314506.4 28； 第四章 墙材模块化生产预制板块摆渡车传动系统的设计与计算 23 （4-55） 2= 2 3 = 91 314506.4 105； 查阅机械设计图 6-19、图 6-20，查得： （4-56） 1= 2.56；1= 1.62； 以及： （4-57） 2= 2.16；2= 1.8； 查阅机械设计图 6-21，查得： （4-58） 1= 0.91；2= 0.93； 查阅机械设计图 6-22，按照小齿轮齿面硬度均值为 235HBS 向下检验，在 ML 线上 查得 （4-59） 1= 340； 同理，在机械设计图 6-22b 上查得： （4-60） 2= 310； 取： （4-61） = 310； （4-62） 1= 11 = 340 0.91 1.25 = 248； （4-63） 2= 22 = 310 0.93 1 = 288； 各项数值已确定，将已经确定得出的各项数值代入弯曲强度校核公式中，的： （4-64） 1= 2 1.56 62270 0.68 0.87 64 64.58 2.5 2.56 1.62 = 45 2 = 6.3 100 2 52.5= 6 ； 式中： D 缸筒内径，其值为 = 100 ； 缸筒材料许用应力，MPa， 其值为52.6MPa； 5.45.4 确定缸筒外径确定缸筒外径1 本设计中设计者已确定缸筒内经，查阅机械设计手册白哦21-6-9得 = 100 缸筒外径系列标准，的缸筒外径为。 1= 127 5.35.3 确定活塞杆直径确定活塞杆直径 由于油缸直径小于125mm，选取活塞速度比为1.46，即 （5-6） 2 1 22 2 1.46 -d AD AD 解得： d=56mm （5-7） 式中： 无杆腔与有杆腔的面积比 2 1 A A 则选取活塞杆直径为56mm。 5.45.4 确定其他尺寸确定其他尺寸 根据 GB/T 2879-1986，确定动臂液压缸的其他尺寸为： 导向距离mm50H 第五章 液压系统设计 33 缸筒外径 1 127mmD 供油孔直径mm8d1 活塞厚度mm36h 缸盖厚度，取92. 9433. 0t P Dmm10t 液压缸两侧耳环均带有内径25mm 销轴孔。为避免磨损带来的损失，销轴孔内配做有润 滑铜套。铜套以弹性卡圈固定在销轴孔内，以便于更换。 同时根据 GB.T 10708.1-2000采取合适的密封措施，以保证液压系统的正常工作。 根据以上参数制作液压缸模型： 第六章第六章 电气原理控制部分设计电气原理控制部分设计 在本次设计中，该条生产流水线上所需要的运输系统配备了两组液压摆渡车，即像上文 所述本次设计整体构件是由两架液压摆渡车组成，这就要求驱动电机必须保持同步，在本次 设计中采用了单片机来实现的电机同步控制系统。 吉林大学学士学位论文 34 6.16.