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滑橇式输送机5.5m 链式动力滚床设计【31张CAD图纸+毕业答辩论文】

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滑橇式输送机5.5m 链式动力滚床设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】.rar

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关键词：: 滑橇式输送链式动力设计全套 cad 图纸毕业答辩论文

资源描述：

摘要

随着社会文明发展与进步，运输作为手段也不断发展，特别是在汽车行业，滑橇式输送系统在汽车制造中得到了广泛的使用。本次设计的链式动力滚床能在高温和低温的环境下工作，也能够低速运行，以及它的柔性化输送的优点，具有很高的生产率，由于链式动力滚床输送与运行速度稳定，工作过程中所消耗的功率校小，寿命长，所以获得了汽车制造业的青睐。链式动力滚床的设计主要包括，减速电机的选型以及载荷的计算与校核，链条的选择，链轮的设计，驱动链轮轴的设计以及动力棍子轴的设计，校核轴的疲劳强度，张紧装置的设计，滚动轴承的选择与计算等。

关键词：(滑橇式输送系统、运输、速度、链式动力滚床)

ABSTRACT

With the development of social civilization and progress, as a means of transport is also growing, especially in the automotive industry, skid conveyor systems in the automobile industry have been widely used. The dynamic design of the chain roller bed to the high temperature and low temperature working environment, can also be low speed, as well as its flexible conveying the advantages of high productivity, power roller bed conveyor chain speed and stability , work the power consumed in the process school, long life, so get the favor of the automobile industry. Chain Power Roller bed design includes, gear motor selection and load calculation and checking, the choice of the chain, sprocket design, driven chain wheel axle design and the design of power stick, check the fatigue strength of shafts , tensioning device design, bearing selection and calculation.

Keywords：(Skid conveyor system、Transport、Speed、Ch

1 绪论6

1．1 滑橇输送机的发展及其行业现状6

1．1．1 滑橇式输送机的发展6

1．1．2 我国滑橇式输送机的行业现状7

1．2 滑橇输送机链式动力滚床主要组成8

2 总体传动系统方案的拟定9

2．1 传动方案设计9

2．1．1 传动方案的要求9

2．1．2 拟定传动方案9

3 减速电机的选型及计算10

3．1 减速电机的选型10

3．1．1 选型的分析10

3．2 减速电机的相关计算10

3．2．1 负载转矩及转速计算10

4 动力辊子设计14

4．1 动力棍子轴的设计14

4．1．1 轴的分类14

4．1．2 轴的设计15

4．2 套筒的设计19

4．2．1 套筒的作用及结构设计19

4．3 滚子的设计20

4．3．1 带轮缘的滚子设计20

4．3．2 带轮缘的滚子设计20

5 链传动设计21

5．1 链传动的介绍21

5．1．1 滚子链链轮21

5．1．2 滚子链链轮的材料及结构设计22

5．2 滚子链传动设计计算25

5．3 链传动工作情况分析29

5．3．1 链传动的运动分析29

5．3．2链传动的受力分析31

5．3．3滚子链传动失效形式32

5．3．4链传动的布置、张紧和润滑33

6 基于动力辊子的滚动轴承设计36

6．1 滚动轴承的介绍36

6．1．1 滚动轴承的工作特点36

6．1．2 滚动轴承的主要类型37

6．2 计算准则38

6．2．1 滚动轴承的校核计算38

6．3 设计总结39

结束语39

参考文献40

外文资料41

中文翻译55

致谢

1 绪论

1．1 滑橇输送机的发展及其行业现状

1．1．1 滑橇式输送机的发展

19世纪末，滑橇输送机已开始在军工、钢铁等行业得到应用。所以，滑橇输送机是机械化输送领域中历史悠久、使用时间长、结构品种多因而占有重要地位的一个部类。

现代的滑橇输送机发展初期，由于受当时的社会整体水平与科技的制约，发展速度比较缓慢。直到20世纪初，一方面社会上各种工业机械的大生产对机械化输送提出了强烈要求。于是，各种形式的输送机陆续问世，生产输送机的专业厂不断建立，像著名的制造输送机的美国WEBB公司，还有如：美国的ASI；日本的NKC、大福与椿本；德国的多尔；英国的海顿和法国的西塔姆、威利等。输送机的产品也已从早期的机构粗大、外表笨重、功能单一、可靠性差和维修不便等低水平阶段发展到现在已是功能完善、调速精度高、可靠性好、有较高技术含量的机械产品。

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内容简介：: 武汉纺织大学 2010届毕业设计论文武汉纺织大学毕业设计 (论文 ) nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文摘要随着社会文明发展与进步，运输作为手段也不断发展，特别是在汽车行业，滑橇式输送系统在汽车制造中得到了广泛的使用。本次设计的链式动力滚床能在高温和低温的环境下工作，也能够低速运行，以及它的柔性化输送的优点，具有很高的生产率，由于链式动力滚床输送与运行速度稳定，工作过程中所消耗的功率校小，寿命长，所以获得了汽车制造业的青睐。链式动力滚床的设计主要包括，减速电机的选型以及载荷的计算与校核，链条的选择，链轮的设计，驱动链轮轴的设计以及动力棍子轴的设计，校核轴的疲劳强度，张紧装置的设计，滚动轴承的选择与计算等。关键词： (滑橇式输送系统、运输、速度、链式动力滚床 ) nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 ABSTRACT With the development of social civilization and progress, as a means of transport is also growing, especially in the automotive industry, skid conveyor systems in the automobile industry have been widely used. The dynamic design of the chain roller bed to the high temperature and low temperature working environment, can also be low speed, as well as its flexible conveying the advantages of high productivity, power roller bed conveyor chain speed and stability , work the power consumed in the process school, long life, so get the favor of the automobile industry. Chain Power Roller bed design includes, gear motor selection and load calculation and checking, the choice of the chain, sprocket design, driven chain wheel axle design and the design of power stick, check the fatigue strength of shafts , tensioning device design, bearing selection and calculation. Keywords： (Skid conveyor system、 Transport、 Speed、 Chain Power Roller Bed) nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文目录 1 绪论 . 7 1 1 滑橇输送机的发展及其行业现状 . 7 1 1 1 滑橇式输送机的发展 . 7 1 1 2 我国滑橇式输送机的行业现状 . 7 1 2 滑橇输送机链式动力滚床主要组成 . 8 2 总体传动系统方案的拟定 . 9 2 1 传动方案设计 . 9 2 1 1 传动方案的要求 . 9 2 1 2 拟定传动方案 . 9 3 减速电机的选型及计算 . 10 3 1 减速电机的选型 . 10 3 1 1 选型的分析 . 10 3 2 减速电机的相关计算 . 11 3 2 1 负载转矩及转速计算 . 11 4 动力辊子设计 . 15 4 1 动力棍子轴的设计 . 15 4 1 1 轴的分类 . 15 4 1 2 轴的设计 . 16 4 2 套筒的设计 . 19 4 2 1 套筒的作用及结构设计 . 19 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 4 3 滚子的设计 . 20 4 3 1 带轮缘的滚子设计 . 20 4 3 2 带轮缘的滚子设计 . 21 5 链传动设计 . 21 5 1 链传动的介绍 . 21 5 1 1 滚子链链轮 . 21 5 1 2 滚子链链轮的材料及结构设计 . 23 5 2 滚子链传动设计计算 . 25 5 3 链传动工作情况分析 . 29 5 3 1 链传动的运动分析 . 29 5 3 2链传动的受力分析 . 31 5 3 3滚子链传动失效形式 . 32 5 3 4链传动的布置、张紧和润滑 . 33 6 基于动力辊子的滚动轴承设计 . 36 6 1 滚动轴承的介绍 . 36 6 1 1 滚动轴承的工作特点 . 36 6 1 2 滚动轴承的主要类型 . 37 6 2 计算准则 . 38 6 2 1 滚动轴承的校核计算 . 38 6 3 设计总结 . 39 结束语 . 40 参考文献 . 41 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文外文资料 . 42 中文翻译 . 56 致谢 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 1 绪论 1 1 滑橇输送机的发展及其行业现状 1 1 1 滑橇式输送机的发展 19 世纪末，滑橇输送机已开始在军工、钢铁等行业得到应用。所以，滑橇输送机是机械化输送领域中历史悠久、使用时间长、结构品种多因而占有重要地位的一个部类。现代的滑橇输送机发展初期，由于受当时的社会整体水平与科技的制约，发展速度比较缓慢。直到 20 世纪初，一方面社会上各种工业机械的大生产对机械化输送提出了强烈要求。于是，各种形式的输送机陆续问世，生产输送机的专业厂不断建立，像著名的制造输送机的美国 WEBB 公司，还有如：美国的 ASI；日本的 NKC、大福与椿本；德国的多尔；英国的海顿和法国的西塔姆、威利等。输送机的产品也已从早期的机构粗大、外表笨重、功能单一、可靠性差和维修不便等低水平阶段发展到现在已是功能完善、调速精度高、可靠性好、有较高技术含量的机械产品。 1 1 2 我国滑橇式输送机的行业现状滑橇式输送机是由动力滚床、平移滚床、旋转台、举升台、平移机、链式输式送机等各种独立输送单元所组成的组合式输送系统，携带输送物品的橇体依靠托滚或链条的摩擦力实现储存、前进、后退、平移、举升和旋转等复杂功能，具有机动灵活、组合方便、运行平稳、布置紧凑等特点，是汽车和其它大型物体，喷漆、装配的理想运输设备。我国的输送业是解放后才开始正式建立的，机械化输送业在中国的发展也只有几十年的历史，所以，我国的输送机行业可以算的上是一个年轻的行业。我国滑橇输送机的生产是从国外同类设备进行测绘和仿制开始的。早期，专业生产厂很少，即使有，规模也不大，滑橇输送机大都是一些专业厂作为非标准产品来生产的，因此，生产效率低，技术不配套，发展非常缓慢。进入 80 年代，尤其是改革开放以来，为了满足大规模机械化生产的需求，一个个新兴的以滑橇输送机为主的专业生产厂家如雨后春笋般涌现出来。这些新兴的生产厂家，凡能在激烈竞争中生存下来并迅速发展的，往往都具有知识密集、nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文人才密集、资金密集与信息密集等特点。到 80年代末、 90年代初，中国的滑橇输送机械进入了飞速发展时期，随着中国经济的进一步腾飞，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。其中，有不少是滑橇式输送设备。这些滑橇式输送设备的配套国产化工作，既为滑橇式输送机制造厂提供了市场，又为我国滑橇式输送机行业提供了向先进工业国家学习的机会，促进了我国滑橇式输送机行业的发展。应该说我国的滑橇式输送机械工业由于底子薄、发展晚、同国外差距较大，目前的整体水平仅相当于国外七、八十年代的水平。至于滑橇输送机行业则更为薄弱。但是，由于国家的大力扶植，大部分新兴的滑橇输送机企业，通过广泛地同国内有关高校联合，共同承担工程、联合开发，有些还与国外的同行进行长期的合作，与国外先进企业联合设计与生产新型的滑橇输送机，并努力与国际接轨。通过这些途径，在很短时间内，使我国的滑橇式输送机制造厂快速地提高了自身的技术水平，个别先进企业将滑橇式输送机产品出口到国外，我国的滑橇输送机械也正逐步走向世界。 1 2 滑橇输送机链式动力滚床主要组成尽管滑橇式输送机的品种繁多，有些结构还比较复杂，但作为组成输送机的功能部件基本上由下述几类组成。 (1) 原动机原动机是滑橇式输送机链式动力滚床的动力来源，一般都采用交流电动机。视需要可以采用普通的交流异步电动机，或采用交流调速电动机。可调速的电动机有变级式的小范围内有级调速的电动机，也有能无级调速的变频、滑差交流电动机。采用可调速电机，电动机本身成本较高，但驱动装置的结构却比较简单。 (2) 驱动装置驱动装置，又称驱动站。通过驱动装置将电动机与输送机头轴联接起来，驱动装置的组成取决于其要实现的功能，通过驱动装置要实现的功能有：降低速度由于驱动电机的转速相对于输送链条运行速度的要求高得多，所以滑橇式输送机链式动力滚床必须有减速机构。减速机构通常有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动和履带驱动机构等。机械调速传动链条的运行速度如需在一定范围内变动，虽然可通过电动nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文机调速来实现，由于单纯用电动机调速，会有电机转速低输出转矩小的弊病，所以在驱动装置中设置机械调速装置，如机械无级变速机与变速箱等。安全保护滑橇式输送机链式动力滚床在工作过程中要求有安全保护与紧急制动的功能，安全保护设备大都设置在驱动站的高速运行部分。 (3) 张紧装置张紧装置用来拉紧尾轮，其作用在于：保持输送链条在一定的张紧状态下运行，消除因链条松弛使链条输送机运行时出现跳动、振动和异常噪声等现象。当输送链条因磨损而伸长时，通过张紧装置补偿，保持链条的预紧度。张紧装置有重锤张紧与弹簧张紧两种方法，张紧装置应安装于链条输送机线路中张力小的部位。 (5) 电控装置电控装置对单台滑橇式输送机链式动力滚床来说，其主要功能是控制驱动装置，使链条按要求的规律运行。但对于由输送机组成的生产自动线，如积放式悬挂输送线、带移行器等转向装置的承托式链条输送线设备，它的功能就要广泛得多。除了一般的控制输送机速度外，还需完成双（多）机驱动的同步、信号采集、信号传递、故障诊断等使链条自动生产线满足生产工艺要求的各种功能。 2 总体传动系统方案的拟定 2 1 传动方案设计机械传动装置位于原动机和工作机之间，用以传递运动和动力或改变运动方式。传动装置方案设计是否合理，对整个机械的工作性能，尺寸，重量和成本等影响很大。 2 1 1 传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，其次还应该满足工作可靠、传动效率高、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低廉、工艺性好、使用和维护方便等要求。任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，设计时要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。 2 1 2 拟定传动方案 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文满足同一工作机的功能要求，往往可采用不同的传动机构、不同的组合和布局，从而可得出不同的传动方案。拟定传动方案时应该充分了解各种传动机构的性能及适用条件，结合工作机所传递的载荷性质和大小、运动方式和速度以及工作条件等。对各种传动方案进行分析比较，合理地选择。由于本次设计选用的是 SEW（天津）公司的减速电机，采用的是三相交流异步电动机。电机与减速器采用的是一种直联的方式，即电机法兰盘和减速器的法兰盘通过螺栓联接。具体选用的是 R系列斜齿轮减速电机。通过底座安装，输出轴是实心轴，水平放置，布局比较紧凑，能够实现传动的要求。见图 1。图 1 3 减速电机的选型及计算 3 1 减速电机的选型 3 1 1 选型的分析 SEW的 R系列斜齿轮减速电机的选型，原则上应该根据负载的条件来选择减速电机。在减速电机的输出轴上所有的负载有两种，即阻尼转矩和惯量负载。（ 1）当链式动力滚床作空载运行时，在整个速度范围内，加在减速电机输出轴的负载转矩应在减速电机输出轴的连续额定转矩范围内，即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。（ 2）最大负载转矩，加载周期以及过载时间都在提供的特性曲线的准许范围nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文以内。（ 3）减速电机在加速 /减速过程中的转矩应在加速之内。（ 4）对要求频繁起，制动以及周期性变化的负载，必须检查它的在一个周期中的转矩均方根值。并应小于减速电机的连续额定转矩。 3 2 减速电机的相关计算 3 2 1 负载转矩及转速计算（ 1）负载转矩的计算方法加到减速电机输出轴上的负载转矩计算公式，因机械而异。本次设计的动力滚床，应计算出折算到减速电机输出轴上的负载转矩。由于动力滚床的负载转矩在系统稳定前是最大的，之后才慢慢的进入系统的平稳期，所以要根据电机的稳定时间来计算负载转矩。根据 F ma ；起始速度0 0/v m s；稳定速度1 1 2 / m i n 0 . 2 /v m m s；电机稳定的时间 t 应该在 0.1s 0.5s 之间，取0 0.1ts，1 0.5ts；式中1a表示电机在 0.1s内的启动加速度，2a表示电机在 0.5s内的启动加速度； 2210100 . 2 0 / 2 /0 . 1vva m s m st 2210210 . 2 0 / 0 . 4 /0 . 5vva m s m st 式中 D表示滚子的直径： 211 9 0 0 2 / 1 8 0 0F m a k g m s N 1 1 8 0 0 0 . 0 6 8 1 2 2 . 42DT F N m N m 222 9 0 0 0 . 4 / 3 6 0F m a k g m s N 22 3 6 0 0 . 0 6 8 2 4 . 4 82DT F N m N m nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 10 . 2 / 2 . 9 4 /0 . 0 6 82v m sw r a d sD m 动力棍子 1,2,3,4,5,6 的角速度： 1 2 3 4 5 6 2 . 9 4 /w w w w w w r a d s 动力棍子 1,2,3,4,5,6 的转速： 1 2 3 4 5 6 2 8 . 1 0 4 / m i nn n n n n n r （ 2）负载转矩 1 2 2 .4T N m，所以减速电机的输出转矩 123T N m，输出转速为了选到最合适的减速电机，有必要了解该减速电机所驱动机器的详尽技术特性，确定一个使用系数Bfa.使用系数Bf。减速电机的选用首先应确定以下技术参数：每天工作小时数；每小时起停次数；每小时运转周期；可靠度要求；工作机转矩 T；输出转速 n；载荷类型；环境温度；现场散热条件；减速电机通常是根据恒转矩、起停不频繁及常温的情况设计的。其许用输出转矩 T由下式确定： OBT T f其中 123OT N m， 1.6Bf 式中OT表示减速电机输出转矩，Bf表示减速电机的使用系数 : 1 2 3 1 . 6 1 9 6 . 8OBT T f N m N m 传动比 : 式中in表示减速器的输入转速，on表示电机减速器的输出转速 : 1 4 0 0 / m i n 4 8 . 2 72 9 / m i nion rinr 电机的功率 p : 表示减速机的传动效率， 0.95 1 2 3 2 9 0 . 9 5 0 . 3 5 59 5 5 0 9 5 5 0OoTnp k w k w 所以电机的功率选 P=0.37kw nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文在选用减速电机时，根据不同的工况，必须同时满足以下条件： 1、 T 出 T 工作机 2、 T =Bf总 T 工作机式中： Bf总表示总的使用系数 Bf总1BBf f K R K W Bf表示载荷特性系数 1Bf表示环境温度系数 KR 表示可靠度系数 KW 表示运行周期系数 (见下表 1各系数参数 ) nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文表 2 各个系数参数根据每天工作小时数为 16 小时；每小时起停次数 80 次；每小时运转周期100%，运转周期系数 KW=1；可靠度要求较高，可靠度系数 KR=1.6； Bf总1BBf f K R K W 1 . 4 1 1 . 6 1 2 . 2 4 b.载荷类型：均匀载荷，允许惯性加速系数中等冲击载荷，允许惯性加速系数强冲击载荷，允许惯性加速系数惯性加速系数 =所有外部转动惯量 /驱动电机的转动惯量根据以上计算及已知条件，由 SEW的 R 系列斜齿轮减速电机选型参数表中，选用合适的减速电机型号。本次设计选用的电机减速器的型号为： R37DT71D4BMG 电动机的功率为： 0.37kw 电动机的级数为： 4 减速器的输出转速为： 29r/min 输出扭矩为： 123Nm 总重量为： 16kg 输出轴许用径向载荷： 5590N nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 4 动力辊子设计动力辊子设计包括轴、套筒、滚子、双链轮设计，所起的作用是使携带输送物品的橇体依靠托滚的摩擦力实现储存、前进、后退、平移等复杂功能。 4 1 动力棍子轴的设计 4 1 1 轴的分类：（ 1）按轴受载情况分为： a.转轴支承传动零件又传递动力，即同时承受扭矩和弯矩。 b.心轴只支承回转零件而不传递动力，即只承受弯矩。心轴又分为固定心轴（工作时轴不转动）和转动心轴（工作时轴转动）。 c.传动轴主要起传递动力作用，即主要承受扭矩。（ 2）按结构形状分为：光轴和阶梯轴；实心轴和空心轴。（ 3）按几何轴线形状分为：直轴、曲轴和钢丝软轴。本次设计的动力棍子的轴属于固定心轴（工作时轴不转动）表 2 轴的常用材料机械性能材料牌号热处理毛坯直径（ mm）硬度 (HBS) 抗拉强度极限 b 屈服强度极限 s 弯曲疲劳极限 -1 剪切疲劳极限 -1 许用弯曲应力 -1 备注 Q235A 热轧或锻后空冷 100 400-420 225 170 105 40 用于不重要及受载荷不大的轴 100 250 375-390 215 45 正火回火 10 170 217 590 295 225 140 55 应用最广泛 100 300 162 217 570 285 245 135 调质 200 217 255 640 355 275 155 60 40Cr 调质 100 100 300 241 286 735 685 540 490 355 355 200 185 70 用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴 40CrNi 调质 100 100 300 270 300 240 270 900 785 735 570 430 370 260 210 75 用于很重要的轴 38SiMnMo 调质 100 100 300 229 286 217 269 735 685 590 540 365 345 210 195 70 用于重要的轴，性能近于 40CrNi nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文 38CrMoAlA 调质 60 60 100 100 160 293 321 277 302 241 277 930 835 785 785 685 590 440 410 375 280 270 220 75 用于要求高耐磨性，高强度且热处理（氮化）变形很小的轴 20Cr 渗碳淬火回火 60 渗碳 56 62HRC 640 390 305 160 60 用于要求强度及韧性均较高的轴 3Cr13 调质 100 241 835 635 395 230 75 用于腐蚀条件下的轴 1Cr18Ni9Ti 淬火 100 192 530 195 190 115 45 用于高低温及腐蚀条件下的轴 180 110 100 200 490 QT600-3 190 270 600 370 215 185 用于制造复杂外形的轴 QT800-2 245 335 800 480 290 250 4 1 2 轴的设计（ 1）选择轴的材料选择轴的材料为 45钢，调质处理。由轴的常用材料及其主要力学性能表查得： 590b M Pa ， 295s M Pa ， 1 255M Pa ， 1 140M Pa （ 2）初步确定轴端直径取 A=103（按轴的材料 45选取 A ,A的取值从 126-103，因转速低且单向旋转故取小值）轴的输入端直径 : 33 0 . 3 71 0 3 2 429Pd A m mn 考虑到轴的结构，轴径应增大，取 25d mm 。（ 3）轴的结构设计取轴颈处的直径为 25mm，与深沟球轴承 6205 2Z的孔径相同。轴承的轴向固定采用弹性挡圈 25mm,轴的结构图如图 2： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 2 a.计算轴的支承反力，弯矩轴的垂直面受力简图，如图 3： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 3 轴端支承反力： 1500ABR R P N 区段： AC 剪力弯矩挠度转角 1500xQ p N xM px 22( 3 )6xRp L xf EI 2 2()2xRpLQ EI 区段： CD 剪力弯矩挠度转角 0xQ m a xxM M p a 2 2( 3 )6xRpaLf EI (1 2 )2x paLEI 根据上式：最大转矩：m a x 1 5 0 0 3 1 / 1 0 0 0 4 6 . 5M p a N m N m ；根据碳钢的弹性模量 E 从 196 206Gpa ，取 200E Gpa ；由于心轴的的截面是圆，惯性矩 40 .0 4 9 1Id ，所以有下式：最大挠度：由 aL, 2 2m a x ( 3 4 )24paLfEI = 22481 5 0 0 3 1 / 1 0 0 0 1 1 0 7 / 1 0 0 0 3 4 3 1 / 1 1 0 72 4 2 1 0 0 . 0 4 9 1 2 5 / 1 0 0 0 =0.09mm 转角： ( 1 )2ABpaLEI = 481 5 0 0 3 1 / 1 0 0 0 1 1 0 7 / 1 0 0 0 1 3 1 / 1 1 0 72 2 1 0 0 . 0 4 9 1 2 5 / 1 0 0 0 7o （ 4）轴的疲劳强度校核 a.确定危险截面 : 根据载荷分布及应力集中部位，确定两个截面为应力集中部位，且为危险截面。如下图 4： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 4 由校核危险截面的许用安全系数 1.8PS ,计算安全系数均大于许用值，故轴的疲劳强度足够。心轴的实际受力如下图：图 5 4 2 套筒的设计 4 2 1 套筒的作用及结构设计实际上在本次设计中，套筒也起着轴的作用，套筒充当的是空心轴，所起的作用是传递扭矩。（ 1）选择套筒的材料套筒的材料为 Q235A，采用发黑处理。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文（ 2）初步确定套筒的内径和外径根据心轴的直径 25d mm ,由心轴的受力所产生轴的挠度，故套筒的内径1 30d mm，套筒的外径2 42d mm（ 3）套筒的结构和各个尺寸如下图图 6：图 6 4 3 滚子的设计 4 3 1 带轮缘的滚子设计（焊接件）尺寸如下图图 7： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 7 4 3 2 带轮缘的滚子设计尺寸如下图图 8：图 8 5 链传动设计： 5 1 链传动的介绍链传动是应用较广的一种机械传动，是依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。与带传动相比，链传动能保持准确的平均传动比，传动效率高，径向压轴力小，能在高温及低速情况下工作；与齿轮传动相比，链传动安装精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。按用途不同，链可分为：传动链、输送链和起重链，在一般机械传动中，常用的是传动链。传动链有滚子链和齿形链等类型，其中滚子链使用最广，齿形链使用较少。 5 1 1滚子链链轮（ 1）链轮齿形必须保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，尽量减少啮合时的链节的冲击和接触应力，而且要易于加工。（ 2）常用的链轮端面齿形见下图。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 9 滚子链链轮端面齿形图 10 滚子链链轮的轴面齿形它是由三段圆弧 aa 、 ab、 cd和一段直线 bc构成，简称三圆弧一直线齿形。齿形用标准刀具加工，在链轮工作图上不必绘制端面齿形，只需在图上注明齿形按 3R GBT 1244-1985 规定制造即可，但应绘制链轮的轴面齿形，其尺寸参阅有关设计手册。工作图中应注明节距 p 、齿数 z 、分度圆直径 d （链轮上链的各滚子中心所在的圆）、齿顶圆直径 da、齿根圆直径 df 。其计算公式为： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文分度圆直径 d 180sinpz o齿顶圆直径 1800 . 5 4 c o tadp zo 齿根圆直径 frd d d式中rd-滚子直径（ mm） 5 1 2 滚子链链轮的材料及结构设计链轮材料应保证轮齿有足够的强度和耐磨性，故链轮齿面一般都经过热处理，使之达到一定硬度。常用材料下表 3：表 3 链轮材料链轮材料热处理齿面硬度应用范围 15、 20 渗碳、淬火、回火 50 60HRC z25 的链轮 45、 50、 ZG310-570 淬火、回火 40 45HRC 无剧烈冲击振动和要求耐磨损的链轮 15Cr、 20Cr 渗碳、淬火、回火 50 60HRC z50 的链轮 v40o 垂直传动 yK6 4 2 1 5 3 3滚子链传动失效形式链传动的主要失效形式有以下几种： nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文（ 1）链板疲劳破坏 : 链在松边拉力和紧边拉力的反复作用下，经过一定的循环次数，链板会发生疲劳破坏。正常润滑条件下，疲劳强度是限定链传动承载能力的主要因素。（ 2）滚子套筒的冲击疲劳破坏链传动的啮入冲击首先由滚子和套筒承受。在反复多次的冲击下，经过一定的循环次数，滚子、套筒会发生冲击疲劳破坏。这种失效形式多发生于中、高速闭式链传动中。（ 3）销轴与套筒的胶合润滑不当或速度过高时，销轴和套筒的工作表面会发生胶合。胶合限定了链传动的极限转速。（ 4）链条铰链磨损铰链磨损后链节变长，容易引起跳齿或脱链。开式传动、环境条件恶劣或润滑密封不良时，极易引起铰链磨损，从而急剧降低链条的使用寿命。（ 5）过载拉断这种拉断常发生于低速重载或严重过载的传动中。 5 3 4链传动的布置、张紧和润滑 (1)链传动的布置为使链传动能工作正常，应注意其合理布置，布置的原则简要说明如下： a.两链轮的回转平面应在同一垂直平面内，否则易使链条脱落和产生不正常的磨损。 b.两链轮中心连线最好是水平的，或与水平面成 45 以下的倾角，尽量避免垂直传动，以免与下方链轮啮合不良或脱离啮合。 c.常见合理布置形式参见下表。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文表 9 传动链的布置本次设计的驱动链轮的布置，采用的是两轮轴线不在同一水平面，松边应在下面。选择的是第二种布置方案。传动链轮的布置，采用的是两轮轴线在同一水平面，松边在下面，选择的是第三种布置方案。 (2)链传动的张紧链传动中如松边垂度过大，将引起啮合不良和链条振动，所以链传动张紧的目的和带传动不同，张紧力并不决定链的工作能力，而只是决定垂度的大小。张紧的方法很多，最常见的是移动链轮以增大两轮的中心矩。但如中心距不可调时，也可以采用张紧轮张紧，见下图 18 a、 b。张紧轮应装在靠近主动链轮的松边上。不论是带齿的还是不带齿的张紧轮，其分度圆直径最好与小链轮的分度圆直径相近。此外还可以用压板或托板张紧（下图 18 c、 d）。特别是中心距大的链传动，用托板控制垂度更为合理。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文图 18 链的张紧装置本次设计的张紧装置如下图 19：图 19 张紧装置 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文（ 3）链传动的润滑链传动的润滑至关重要。合宜的润滑能显著降低链条铰链的磨损，延长使用寿命。链传动的润滑方法可根据下图 20 选取。通常有四种润滑方式：人工定期用油壶或油刷给油；滴油润滑，用油杯通过油管向松边内外链板间隙处滴油；油浴润滑或飞溅润滑，采用密封的传动箱体，前者链条及链轮一部分浸入油中，后者采用直径较大的甩油盘溅油；油泵压力喷油润滑，用油泵经油管向链条连续供油，循环油可起润滑和冷却的作用。链传动使用的润滑油运动粘度在运转温度下约为 20mm2/s 40mm2/s。只有转速很慢又无法供油的地方，才可以用油脂代替。图 20 本次设计的链的润滑方式，因为链速比较低，所有选择人工定期润滑。 6 基于动力辊子的滚动轴承设计 6 1 滚动轴承的介绍滚动轴承是广泛运用的机械支承。其功能是在保证轴承有足够寿命的条件下，用以支承轴及轴上的零件，并与机座作相对旋转、摆动等运动，使转动副之间的摩擦尽量降低，以获得较高传动效率。常用的滚动轴承已制定了国家标准，它是利用滚动摩擦原理设计而成，由专业化工厂成批生产的标准件。在机械设计中只需根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和型号进行组合结构设计。 6 1 1 滚动轴承的工作特点 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文与滑动轴承相比，滚动轴承具有下列优点：（ 1）应用设计简单，产品已标准化，并由专业生产厂家进行大批量生产，具有优良的互换性和通用性。（ 2）起动摩擦力矩低，功率损耗小，滚动轴承效率（ 0.98 0.99）比混合润滑轴承高。（ 3）负荷、转速和工作温度的适应范围宽，工况条件的少量变化对轴承性能影响不大。（ 4）大多数类型的轴承能同时承受径向和轴向载荷，轴向尺寸较小。（ 5）易于润滑、维护及保养。 6 1 2滚动轴承的主要类型机械有各种不同的工况，为满足这些具体的使用要求，需要有不同类型的轴承来保证实际需要。根据滚动体形状，滚动轴承大致可分为球轴承和滚子轴承；按其承受负荷的主要方向，则可分为向心轴承和推力轴承。为球轴承和滚子轴承的一般特性比较。表 10 球轴承和滚子轴承的一般特性比较项目球轴承滚子轴承负荷较小负荷大负荷转速高速较低速摩擦小较大耐冲击性较小较大（ 1）滚动轴承类型的选择滚动轴承类型多种多样，选用时可考虑以下方面因素，从而进行选择。 a载荷的大小、方向和性质 b. 允许转速 c. 刚性 d. 调心性能和安装误差 e. 安装和拆卸 f. 市场性 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文（ 2）失效形式：在一般机械设备传动系统中，由于滚动轴承的失效而造成整个传动系统的损坏所占的比例很大。因此，在滚动轴承的设计中如对各种因素考虑不周，就将降低实际的使用寿命。表 11 滚动轴承常见的失效形式失效形式现象失效原因点蚀内外圈的滚道及滚动体的表面出现许多点蚀坑过载、装配不当（配合过紧、内外圈不正）和润滑不良。磨粒磨损粘着磨损滚道表面、滚动体与保持架接触部位发生磨损，引擎内部松动。在滚道及滚动体表面上有粘着痕迹。轴承内部有言磨物、润滑不良。速度太高、润滑不良；不适当的装配；内外圈配合柱面松动；断裂内外圈上发生轴向、周向裂纹；保持架开裂；配合太紧；装配面部均匀；轴承座畸变；旋转爬行或微动磨损；塑性变形滚动体或套圈滚道上出现不均匀的塑性变形凹坑。静载荷或冲击载荷过大。其他锈蚀、电腐蚀、不正常温升轴承内有湿气或酸液；有电流连续或简短通过；润滑剂太多、内部游隙不当等；影响滚动轴承的主要因素为：载荷情况、润滑情况、装配情况、环境条件及材质或制造精度等。 6 2 计算准则决定轴承尺寸时，要针对主要失效形式进行必要的计算。一般工作条件的回转滚动轴承，应进行接触疲劳寿命计算。 6 2 1 滚动轴承的校核计算本次设计的动力棍子总成及张紧轮总成选用的轴承是深沟球轴承：（ 1） 6205 （ 2） 6203 如下表 12所示 : nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文表 12 轴承参数表轴承类型型号 d/mm D/mm B/mm rC0rC深沟球轴承 6205 25 52 15 14.0kN 7.88kN 深沟球轴承 6203 17 40 12 9.95kN 4.75kN （ 2） 6205轴承寿命的计算根据公式 : 61060hCLhnP 式中： hL-轴承的额定寿命 (h) n -轴承转速 r/min C -基本额定动载荷 (N) P -当量动载荷 (N) -寿命指数；对球轴承， =3。 363541 0 1 4 1 0 4 . 7 1 0 5 1 06 0 2 9 1 5 0 0hL h h 所有根据计算， 6205 满足寿命要求。 6203 更满足寿命要求。 6 3 设计总结基于整个滑橇式输送机 5.5m 链式的动力滚床设计，设计部分完成了 SEW减速电机的选型，动力辊子的设计，传动构件和传动装置的设计，以及张紧装置的设计，滚动轴承的选型与校验。 5.5m 的链式动力滚床有 5 个动力辊子，动力辊子按一定间隔均匀布置。动力辊子由安装在一根通轴上的两个滚子组成。其中一个滚子为 “ U形 ” 带导向边沿的动力滚，另一个为平直的从动滚。依靠滚子的摩擦力来实现储存、前进、后退。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文结束语本次设计的 5.5m 的链式动力滚床，完成了设计中的尺寸计算及结构设计，并对其进行了一系列的校验，各项性能指标完全能够满足要求，说明设计的结构是合理的。然后选择电机和轴承，以及相关校验等。由于专业知识的限制，无法对控制系统进行设计。只是对控制系统做了初步的了解。作为机械设计制造及其自动化专业的学生，通过本次的毕业设计，明白要想作为一名设计人员其身上的担子是非常重的。因为设计都是极其复杂而又比较细致的工作。比如说这次选择的电机及其机构的转矩，轴的设计，以及链传动的设计，轴承的校核等，都是看是否能够满足使用要求。这些都说明了设计的复杂性。但是当自己设计的成果摆在面前时，自己就感觉特别的欣慰，毕竟设计成果满足任务要求。 nts武汉纺织大学 2010届毕业设计论文参考文献： 1范祖尧 .现代机械设备设计手册 M.北京 :机械工业出版社 ,1996 2吉林工业大学苏州链条厂 .链传动设计与应用手册 M.北京 :机械工业出版社 ,1992 3郑志风 .链传动 M.北京 :机械工业出版社 ,1984 4东北工学院编写组 .机械零件设计手册 (第 2 版 )M.北京 :冶金工业出版社 ,1989 5宋学义 .袖珍液压气动手册 M.北京：机械工业出版社 ,1995 6成大先 .机械设计手册第 5版 M.北京：化学工业出版社， 2008 7黄悠调 ,赵松年 . 机电一体化技术基础及应用 M . 北京 :机械工业出版社 , 2002. 8赵丁选 .机电一体化设计设计使用手册 (下册 ) M . 北京 :化学工业出版社 , 工业装备与信息工程出版中心 , 2003. 9赵松年 ,张奇鹏 . 机电一体化机械系统设计 M . 北京 :机械工业出版社 , 1996. 10等效量的计算 EB /OL . 2010- 05 - 17 . http: /166.111. 92. 21 /

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