毕业设计（论文）-温室大棚除雪装置的设计（全套图纸三维）.pdf

温室大棚除雪装置设计温室大棚除雪装置设计 学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机电一体化 班 级 12 指导老师 日 期 2012 .06 塔里木大学机械电气化工程学院制 16 届毕业设计 前前 言言 本次毕业设计是关于温室大棚除雪装置的设计，首先对温室大棚除雪装置作了简单的 概述；接着分析了该除雪装置的方案布局及工作原理，然后根据这些设计准则按照给定参 数要求进行选型设计；接着对所选择的除雪装置各主要零部件进行了校核。温室大棚除雪 装置由机架、链传动机构、凸轮滚子机构、除雪装置等几个部分组成。目前，温室大棚除 雪装置正朝着长距离，高速度，高效率的方向发展，近年来出现的液压式除雪装置就是其 中的一个。在温室大棚除雪装置的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比 仍有较大差距,国内在设计制造温室大棚除雪装置过程中存在着很多不足。 本次设计是关于温室大棚除雪装置设计，通过对传统的温室大棚除雪装置的结构进行 了改进和优化，使得此种类型的倾斜除雪装置的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后 的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：温室大棚除雪装置；传动机构；结构；参考价值 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 目目 录录 1 前言 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 温室大棚除雪装置的发展概况 . 1 1.2 温室大棚除雪装置的应用 . 2 1.3 温室大棚除雪装置的发展方向 . 4 2Solidworks 设计基础 . 6 2.1 草图绘制 . 8 2.2 基准特征，参考几何体的创建 . 9 2.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 . 10 2.4 工程图的设计 . 11 2.5 装配设计 . 13 3 温室大棚除雪装置的设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1 温室大棚除雪装置的方案布局图的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 温室大棚除雪装置的工作原理 . 19 4 机械传动部分的选型计算 . 20 4.1 驱动电机的选型计算 . 20 4.2 链传动的选型计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.3 凸轮机构的选型计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.4 直线导轨的设计计算 . 22 4.5 键的选型计算 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5 各重要组成部分的强度校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.1 传动轴强度的校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 5.2 轴承强度的校核 . 26 结论 . 27 参考文献 . 28 致谢 . 29 塔里木大学毕业论文 1 1 前言前言 1.1 温室大棚除雪装置的发展概况温室大棚除雪装置的发展概况 随着世界装备制造业向中国转移及我国温室大棚除雪装置产品的技术进步，中国成为世 界上最大的温室大棚除雪装置产品研发和制造基地指日可待，5 年后我国温室大棚除雪装置 全球市场占有率将达到 50%左右。下游产业的发展和技术进步，要求为其配套的橡胶除雪装 置行业更快地与国际接轨，采用国际先进标准、不断提高产品质量、开发低阻力节能型除雪 装置、加强技术服务，成为下游产业的迫切要求。 温室大棚除雪装置作为大宗物料连续输送设备，广泛应用于很多行业，是现代工业和现 代物流业不可或缺的重要技术装备。上世纪 80 年代初，我国温室大棚除雪装置行业只能生产 TD75 型温室大棚除雪装置，因而配套棉帆布除雪装置即可满足要求，但当时国家重点工程项 目中温室大棚除雪装置产品却都是从国外进口。80 年代中期，我国温室大棚除雪装置行业开 始引进国外先进技术和专用制造设备，设计制造水平有了质的提高，并逐渐替代进口产品。 近年来，我国温室大棚除雪装置总体上已经达到国际先进水平，除满足国内项目建设的需求 外，已经开始批量出口，其设计制造能力、产品性能和产品质量得到了国际市场的认可。而 除雪装置作为承载和牵引构件，是温室大棚除雪装置中的主要部件之一，因此必须满足国内 大型项目及国际更高标准的要求。目前温室大棚除雪装置发展的重点产品包括长距离、大运 量、高带速温室大棚除雪装置，水平及空间曲线越野温室大棚除雪装置，露天矿用移置式温 室大棚除雪装置，大型下运温室大棚除雪装置，自移机尾可伸缩温室大棚除雪装置，园管温 室大棚除雪装置，大倾角上运温室大棚除雪装置，钢丝绳牵引温室大棚除雪装置。重点研发 的核心技术包括温室大棚除雪装置动态分析设计技术，智能化可控驱动系统研发，物料转载 点新型耐磨材料研制，钢结构优化设计技术以及带式输送系统节能技术、环保技术和散料输 送系统集成及工程设计技术等。 首先是它运行可靠。 在许多需要连续运行的重要的生产单位， 如木材加工厂木板的输送， 水泥袋的输送，以及港口内船舶装卸等均采用温室大棚除雪装置。如在这些场合停机，其损 失是巨大的。必要时，温室大棚除雪装置可以一班接一班地连续工作。温室大棚除雪装置动 力消耗低。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和 危险地区的上空。根据工艺流程的要求，温室大棚除雪装置能非常灵活地从一点或多点受 料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向除雪装置上加料（如选煤厂煤仓下的 除雪装置） 或沿温室大棚除雪装置长度方向上的任一点通过均匀给料设备向除雪装置给料时， 温室大棚除雪装置就成为一条主要输送干线。温室大棚除雪装置可以在贮煤场料堆下面的巷 道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从除雪装置头部卸出， 也可通过犁式卸料器或移动卸料车在除雪装置长度方向的任一点卸料。 塔里木大学毕业论文 2 温室大棚除雪装置，广泛应用于各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。 线体输送可根据工艺要求选用：普通连续运行、节拍运行、变速运行等多种控制方式；线体 因地制宜选用：直线、弯道、斜坡等线体形式 输送设备包括：皮带除雪装置也叫温室大棚除 雪装置或胶带除雪装置等，是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的经济型物流输送设备。 皮带机按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带除雪装置，轻型皮带机如用在电子塑料， 食品轻工，化工医药等行业。皮带除雪装置具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维 护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用除雪装置的连续或间歇运动来输送 100KG 以下的物品或粉状、颗状物品，其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。 我国现在各行各业都处在飞速发展的阶段，迫切需要温室大棚除雪装置行业能够跟得上时代的 发展，工业的进步，需要迅速地开发出一系列各种各样的波状挡边除雪装置，从而来满足矿山开采 等地方的需要。 波状挡边温室大棚除雪装置的开发能力的大小取决于科研团队的实力和研发的高度， 所以这些都迫切需要那些有能力有技术的科研人员全身心地投入到温室大棚除雪装置的研发中来， 积极努力地开发创新温室大棚除雪装置，这对于当今社会的发展有着不可替代的意义。 1.2 温室大棚除雪装置的应用温室大棚除雪装置的应用 伴随着科学技术的发展，工业革命的紧迫感越来越明显，迫切需要我国温室大棚除雪装置行业 能够向着高速，多元化的方向发展。其中，我国花费大量人力物力来对温室大棚除雪装置进行研究， 和完善，制定了一系列针对温室大棚除雪装置改进的策略，随着时代的发展，科学的进步，温室大 棚除雪装置的发展将一如既往地进行，将会处在高速发展的阶段,其具体发展趋势如下： 一、未来的几年，温室大棚除雪装置将会朝着大倾角，远距离的方向发展，这样就能够多元化地适 应各个地方，场合的应用，将克服以前输送高度不够高，倾角不够的大的缺陷，从而能够很好地应 用在各个需要温室大棚除雪装置的场合。 二、将会改善温室大棚除雪装置的结构，使温室大棚除雪装置能够在不同的场合，不同的环境下面 使用，例如耐高温，耐潮湿等等场合，都可以使用改进后的温室大棚除雪装置，从而降低人工的繁 杂以及能够很好地提高生产效率。 三、将会式温室大棚除雪装置输送的产品多元化，而不是单一的输送单一的产品，这样就能够很好 地满足各个行也的需求，也能够让带式输送的应用领域进一步扩大，满足各行各业的需求，从而推 动时代的发展和工业的进步。 四、降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将 1 吨物料输 送 1 公里所消耗的能量作为除雪装置选型的重要指标之一。 五、减少各种除雪装置在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。随着国内贸易活动的不断增加， 温室大棚除雪装置因作为一种输送量大、运行费用低、使用范围广、结构简单、便于维护、能耗较 小、使用成本低的输送设备而会得到更宽广的应用范围，市场前景十分看好。 塔里木大学毕业论文 3 可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：纸 箱制造厂的纸箱成型输送线中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设 备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。温室大棚除雪装置主要由多个 端点滚筒及紧套其上的闭合除雪装置组成。带动除雪装置转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）； 另一个仅在于改变除雪装置运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，除 雪装置依靠驱动滚筒与除雪装置之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力， 有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的除雪装置上，依靠除雪装置摩擦带动运送到卸料端卸 出。 温室大棚除雪装置已成为整个生产环节中的重要设备之一。结构先进，适应性强，阻力小、寿 命长、维修方便、保护装置齐全是温室大棚除雪装置显著的特点。 在温室大棚除雪装置运行前，首先要确认带式输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的 状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带除雪装置 投入运行。最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过5%。 1.3 温室大棚除雪装置的发展方向温室大棚除雪装置的发展方向 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度 的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术 的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太 特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。 人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产 率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源 消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器 能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备 创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙， 潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开 始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几 年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致， 手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中， 以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制 造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和 神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更 高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学 在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一 门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支 机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于 塔里木大学毕业论文 4 机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分 割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的 技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调 困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基 础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要 的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整 体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合 性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一 个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。 当今社会，机械设备的发展日新月异，迫切需要不断开发新的机型来满足不同工况的要求，温室大 棚除雪装置的发展也是如此，现今发展方向大致可以归纳为： (1) 开发专用机型 驱动滚筒式除雪装置的应用场合很多，有时候受客观条件影响，在运输系统的布置上经常会出 现一些特殊要求，为了满足特殊要求，比如水平拐弯、大倾角（25）直至垂直提升等,这些场合常 规的温室大棚除雪装置是无法胜任的。为了满足某些特殊要求，应开发特殊型温室大棚除雪装置, 如弯曲温室大棚除雪装置、大倾角或垂直提升除雪装置等。 (2) 提高元部件性能和可靠性 整体设备的性能和可靠性主要取决于元部件的性能和可靠性， 我国现在的温室大棚除雪装置的 元部件基本上都是各自厂家生产，还没有出现专业化、大规模的元部件生产厂家。除了进一步完善 和提高现有元部件的性能和可靠性,还要不断研究新的技术和开发新的元部件。 (3) 扩大功能,一机多用温室大棚除雪装置是一种理想的连续运输设备，并且目前还不能完全发挥 其全部作用。可以将温室大棚除雪装置结构作适当修改,采取一定的安全施，就可拓展运人、运料或 双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大经济效益。 2 Solidworks 设计基础设计基础 本论文主要研究运用 SolidWorks 对温室大棚除雪装置进行。在设计过程中，了解 SolidWorks 的各种功能。 SolidWorks 公司成立于 1993 年， 由 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁发起， 总部位于 马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提 供一套具有生产力的实体模型设计系统。从 1995 年推出第一套 SolidWorks 三维机械设计软件至今 已经拥有位于全球的办事处，并经由 300 家经销商在全球 140 个国家进行销售与分销该产品。1997 年，Solidworks 被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统。由于技术创新符合 CAD 技术的 发展潮流和趋势，SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况 和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统 塔里木大学毕业论文 5 在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名。从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际 大奖。其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑 奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大 原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市 场。 由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔 街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并 购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业 一家高素质的专业化公司。 SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核（由剑桥提供）以及 良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目 前全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、 模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3万1千家企业。 在教育市场上， 每年来自全球4， 300所教育机构的近145， 000名学生通过SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它 3D CAD 软件相比，SolidWorks 相关的招聘广告比其 它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用 SolidWorks 三维软件，越来 越多的企业需要 SolidWorks 人才。Solidworks 软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新， 组件繁多是 SolidWorks 的五大特点。使得 SolidWorks 三维软件成为目前全球领先的三维 CAD 解决 方案。SolidWorks 在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择 合适的方案， 从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。 在目前市场上所见到的三维 CAD 解决方案中，SolidWorks 是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系 统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。SolidWorks 软件是世 界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，由于技术创新符合 CAD 技术的发展潮流和趋势， SolidWorks 公司于两年间成为 CAD/CAM 产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得 SolidWorks 每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在 1995-1999 年 获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名；从 1995 年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从 1999 年起，美国权威的 CAD 专业杂志 CADENCE 连续 4 年授予 SolidWorks 最佳编辑奖，以表彰 SolidWorks 的创新、活力和简明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全 面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对 象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原 来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世 塔里木大学毕业论文 6 界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为 CAD 行业一家高素 质的专业化公司，SolidWorks 三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的 CAD 产品。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内（由剑桥提供）以及良 好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前 全球发放的 SolidWorks 软件使用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、 模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国家的约 3万1千家企业。 在教育市场上， 每年来自全球4， 300所教育机构的近145， 000名学生通过SolidWorks 的培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它 3D CAD 系统相比，与 SolidWorks 相关的招聘广告比其 它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用 SolidWorks，越来越多的企业雇 佣 SolidWorks 人才。据统计，全世界用户每年使用 SolidWorks 的时间已达 5500 万小时。 在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把 SolidWorks 列为制 造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、浙 江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、武汉理工大学等也在 应用 SolidWorks 进行教学。Solidworks 软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 有功能强大、易学 易用和技术创新三大特点，这使得 SolidWorks 成为领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强 大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks 在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且 SolidWorks 公司对中国市场重点开发，日后 SolidWorks 应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对 SolidWorks 的深入了解后，往后会对 SolidWorks 进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。 1.草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制 方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘 制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。 2.基准特征-参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方法；灵活运 用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建 模需要综合应用各种参考几何体。 3.拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握扫描特征的 概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确分析零件的特征，灵活 运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 塔里木大学毕业论文 7 4.工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断面图，局 部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 5.装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用 SolidWorks 智能 装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体中设计子装配体；灵活运用 干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用 生成装配体材料明细表的方法。 3 温室大棚除雪装置的设计温室大棚除雪装置的设计 3.1 温室大棚除雪装置的方案布局图的确定温室大棚除雪装置的方案布局图的确定 温室大棚除雪装置通过三相电机带动链轮传动机构驱动除雪装置沿着安装在机架顶部的直线导 轨在大棚的顶部来回移动，除雪装上面的除雪风机在凸轮滚子机构的作用下往复摆动一定的角度从 而来对温室大棚的各个角落进行除雪，该除雪装置主要由机架、链传动机构、凸轮滚子机构、除 雪装置等几个部分组成，本次设计的温室大棚除雪装置的方案布局图与结构如下图 3-1 所示： 图 3-1 温室大棚除雪装置方案布局图 塔里木大学毕业论文 8 3.2 温室大棚除雪装置的工作原理温室大棚除雪装置的工作原理 温室大棚除雪装置的工作原理为：三相电机带动链轮传动机构驱动除雪装置沿着安装在机架顶 部的直线导轨在大棚的顶部来回移动，除雪装上面的除雪风机在凸轮滚子机构的作用下往复摆动一 定的角度从而来对温室大棚的各个角落进行除雪，其中，机架以及支腿起到了支撑和加固输送线的 作用。 4 机械传动部分的选型计算机械传动部分的选型计算 4.1 驱动电机的选型计算驱动电机的选型计算 已知整个除雪装置的总重量 150KG,其他重量 50KG，我们取总重量为 200Kg，除雪装置的移动 速度为 12r/min。即： mm s G = mg = 200 10 = 2000N V = 1 - 2m/min = 16.6 - 33.3/ 具体的电机设计计算如下: 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01 (t - t ) 60 = Vl l Vl负载速度（m/min） 有速度可知每秒上升 50mm， 0.033 1.2=1.2 360 = ls 电机转速 电机 = Vl n PB 2 400 /min 0.005 电机 = Vl nr PB 3.负载转矩 0.3 10 200 0.005 1.73 . 220.9 = B gMP TLN m 塔里木大学毕业论文 9 式中： 4.电机转矩 启动转矩 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2 + = S NM JMJLJM TN m t 必须转矩 ()2.36.=+=TMTLTS SN m S 为安全系数，这里取 1.0。 根据以上得出数据，我们选用电机型号为 160BL-A，此无电机厂家为机电产品。根据电机的特 性曲线以及参数表如下： 塔里木大学毕业论文 10 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号 160BL-4030H1-LK-B，电机额定 功率为 0.37KW，额定转矩为 7.62N.m，最大转矩为 9N.m， 额定转速为 3000r/min。电机大致图如下： 外形尺寸 292x232，电机输出轴径为 24mm。 4.2 链传动的选型计算链传动的选型计算 已知 p=3.7KW，小链轮的转速 n1=720r/min，传动比 i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两 链轮中心距 a=500600mm 范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于 35o，小链轮 孔径。 计算： （1）小链轮齿数 z1 塔里木大学毕业论文 11 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数 z1=23 i 12 23 34 45 56 6 z1 3127 2725 2523 2321 2117 1715 优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114 z1、z2 取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击 载荷的情况下，小链轮齿最小应有 25 齿。 （2）大链轮齿数 z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整 z2=65 （3）实际传动比 i= （4）设计功率 工况系数，查表 5.4-3， （5）单排链条传递功率，查表 5.4-4 和 5.4-5，齿数系数，排数系数=1 =8.13kw （6）链节距 p 根据，n1=720r/min，查图 5.4-1 功率曲线和 n1 确定的点，应在所选型号链的功率 曲线下方附近（不超过直线）。结果为 10A，节距 p=15.875mm， （7）验算小链轮轴直径 查 5.4-7 链轮中心孔最大许用直径 （8）初定中心距 为优，无张紧轮时取 i 4 4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)p 塔里木大学毕业论文 12 （9）确定链条节数 =115.3 取 （10）链条长度 （11）计算（理论）中心距 当时， 当时， 根据，查表 5.4-9，若有必要可使用插值。 (12)实际中心距 a ，一般 (13)链速 (14)有效圆周率 (15)作用在轴上的力 F 水平或倾斜的传动 接近垂直的传动 塔里木大学毕业论文 13 工况系数，见表 5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N (16)润滑方式。 (17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997 1 表示排数，116 表示节数 (18)链轮的几何尺寸 滚子直径 p=15.875mm 1）分度圆直径 小链轮，大链轮 2）齿顶圆 ， 对于三圆弧-直线齿形 小链轮齿顶圆=124.072mm，取整 124mm 大链轮齿顶圆=336.773mm，取整 337mm 3）齿根圆直径 小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm 大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm 塔里木大学毕业论文 14 4)节距多变形以上的齿高=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形） 5)最大齿根距 奇数齿 偶数齿 小链轮=106.153mm 大链轮=318.328mm 6)轴凸缘直径 小链轮=99.045mm 大链轮=311.746mm 7)轮毂厚度 h ，孔的直径 d 150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 小链轮=14.232，取整 14mm 大链轮=22.7858，取整数 22mm 8)轮毂长度 l l=3.3h 小链轮 l=3.314=46.2mm，取整 46mm 大链轮 l=3.322=72.6mm，取整 72mm 塔里木大学毕业论文 15 9)轮毂直径， 小链轮=68mm 大链轮=104mm 10)齿宽 单排 单排=0.959.4=8.93mm 11)齿侧半径 12)倒角宽 ，取 2.1mm 13)倒角深 h=0.5p=0.515.875=7.9375mm 14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mm (19)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差 项 目 极限偏差 孔径 H8 齿顶圆 h11 齿根圆直径极限偏差 h11 塔里木大学毕业论文 16 齿宽 h14 量柱测量距极限偏差 h11 小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取 106.43mm 大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取 318.42 mm ， 小链轮量柱测量距 大链轮量柱测量距 2)径向圆跳动 小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144 端面跳动=min0.0009df+0.008,1.14 4.3 凸轮机构的选型计算凸轮机构的选型计算 设已知凸轮的基圆半径为 rb，从动件轴线偏于凸轮轴心的左侧，偏距为 e，凸轮以等角速度 顺时针方向转动，用作图法设计凸轮的轮廓曲线，并求出凸轮从动件在各个转角的坐标绝对值如下 表所示。作图方法如下： (1)选取适当的比例尺，按给定的从动件的运动规律绘出位移线图，将位移线图分成若干等分， 得横坐标轴上各点 1、 2、 3、 等。 过等分点作垂线得从动件在各对应位置时的位移 11、 22、 33、 等。 (2)取与位移图相同的比例尺， 以任一点 O 为圆心， rb 为半径画基圆。 自 OA0 开始， 将基圆圆周沿( 1)方向作与图对应的转角等分，得 A1、A2、A3、点。连接 OA1、OA2、OA3、，它们就 是反转后从动件导路的各个位置。 (3)自基圆开始，沿径向线 OA1、OA2、OA3、分别向外量取从动件的相应位移，即 X1X1、Y Y1、ZZ1、， (4)用光滑曲线连接 A0、A1、A2、A3、各点，即得所求的凸轮轮廓曲线。可求得凸轮运转到 标。三个方向的点的绝对坐时ZYX,360,300,240,180,120,60凸轮从动件在不同的转角通过作图 法作出的数值绝对坐标分别如下： 塔里木大学毕业论文 17 转角() 60 120 180 240 300 360 X(mm) 24.67 53.41 180 260.56 265.74 180 Y(mm) 89.68 -73.09 -120.63 -46.51 49.50 197.28 （注意:转角 60,120 等等是常数值） 已知摆杆的长度 L，摆杆运动规律=()。先由上述方法确定基圆 r0 以及中心距 a。然后作出 滚子中心 B 点的理论轮廓曲线，曲线方程如下： 已知基圆半径 R=90，X=asin-Lsin(+0) Y=acos-Lcos(+0) 利用 EB 绘出理论廓线后，再确定滚子半径 rr 的数值，然后做它的等距线，则为此凸轮的实际轮廓曲线。有了凸 轮廓形曲线之后，再进行其结构设计及尺寸标注等工作就完成了凸轮设计。 4.4 直线导轨的设计计算直线导轨的设计计算 导轨主要根据导轨副之间的摩擦情况，导轨分为： （1）滑动导轨 两导轨之间为滑动摩擦。结构简单，制造方便，刚度好，抗振性高，是机床上最广泛采用的。 特点：导向精度高，不会出现间隙，能自动补偿磨损。一般选取三角形顶角=90,重型机械 采用大顶角=110120。当水平力大于垂直力，V 形导轨两侧受力不均匀时，采用不对称 V 形 导轨。 直线导轨和圆导轨均可采用 承载能力大， 制造方便。 必须留有侧向间隙。 不能补偿磨损。 用镶条调整时，会降低导向精度。 需注意导轨的保护。直线导轨和圆导轨均可采用 尺寸紧凑，适 用于要求高度小导轨层数多的场合。可构成闭式导轨。用一根镶条可以调整各面的间隙。刚度比 平面导轨小。制造简单，弯曲刚度小，主要用于受轴向载荷的导轨。适用于同时作直线和旋转运动 的场合。 （2）滚动导轨 滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与 滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端 部钢球又通过返向装置 （返向器） 进入返向孔后再 进入滚道， 钢球就这样周而复始地进行滚动运动。 返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。 特点： 滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变 为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，从而获得： 动、静摩擦力之差很小，随动性极好， 即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。 驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。与 V 型十字交叉滚子导轨相比，摩擦阻 力可下降约 40 倍。 适应高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高约 10 倍。能实现高定位精度和重复定位精度。 能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。 成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求， 降低基础件的机械制造成本与难度。导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽，接触应力小，承接 能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高，滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。 塔里木大学毕业论文 18 导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性；心部保持良好的机械性能。简化了机械结 构的设计和制造。 查机械设计手册 3第二版选取直线滚动导轨副系列，又根据机床设计要求的特点，本设计初 步选择: (1)直线滚动导轨副选取四方向等载荷型（GGB 型），其