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卡车底盘翻转器设计【全套11张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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原稿-卡车底盘翻转器设计

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关键词：: 卡车底盘翻转设计全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，拆装工治具作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。其技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，拆装工治具主要承担着拆装、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。

本文将设计一台汽车底盘以及变速箱底盘翻转器，主要的功用就是翻转。首先，本文将设计汽车底盘以及底盘翻转器的底座、升将台、旋转臂的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建底盘翻转器的结构平台；在此基础上，本文将设计该底盘翻转器的动力传输系统，包括蜗轮蜗杆的选择，重点加强传动部分的可靠性和底盘翻转器运行过程的安全性，最终实现的目标包括：底座的转向和制动，底盘翻转器的升降运动，底盘翻转器的角度旋转运动，能够应用于搬运与装配作业。

关键词：底盘翻转器，蜗轮蜗杆传动，动力传输

Abstract

In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, pay more attention on the automation degree of the production process, as an important member of the automatic production line of disassembling tooling, gradually recognized and adopted by enterprises. The technical level and the application in a certain extent reflects a country's level of industrial automation, at present, disassembling tooling is mainly responsible for the disassembly, handling and stacking, repetitive and labor-intensive work, working manner generally taken by way of teaching and playback.

In this paper, the design of a car chassis and gearbox disassembly stage, the main function is to flip. First of all, this paper will design the vehicle chassis, chassis turning device and a rise of Taiwan, the rotating arm, and then select the appropriate transmission mode, drive mode, build platform structure disassembly station; on this basis, power transmission system we will design the disassembly of Taiwan, including worm gear selection, focus on strengthening the safety reliability and dismantle Taiwan transmission part of the operation of the process, and eventually realize the goals include: steering and braking of the base, the lifting movement dismantle Taiwan, dismounting table angle rotary motion, can be used in the handling and assembly operations.

Keywords: dismantle Taiwan, worm gear transmission, power transmission

摘要- 2 -

Abstract- 3 -

目录- 4 -

1.绪论- 5 -

1.1毕业设计目的- 5 -

1.2国内外底盘翻转器发展状况及发展前景- 6 -

1.3研究途径与方法：- 6 -

1.4底盘翻转器的作用- 7 -

2.3底盘翻转器的经济效益分析- 7 -

2.底盘翻转器的方案论证- 8 -

2.1底盘翻转器类型的选择- 8 -

2.2翻转机构的分析- 9 -

2.2.1翻转机构的选择- 9 -

2.2.2蜗轮蜗杆翻转机构类型的选择- 9 -

3.液压传动部分的设计- 10 -

3.1翻转器升降机构设计- 10 -

3.2 机身的驱动力矩的计算- 11 -

32.1机身升降时所需的驱动力矩- 11 -

3.2.2升降油缸的驱动力矩计算- 12 -

3.2.3 机身升降缸的尺寸及其校核- 12 -

4.机电传动部分的设计- 15 -

4.1翻转架伸缩驱动机构的计算- 15 -

一、螺杆的设计计算- 15 -

4.2带动升降机构升降的电机- 17 -

4.3 蜗轮蜗杆的设计- 17 -

4.3.1 蜗杆传动的特点与应用- 17 -

4.3.2 蜗轮蜗杆的结构设计- 18 -

4.4翻转轴的设计- 21 -

4.5翻转轴轴承选择计算- 23 -

4.6键的选择- 24 -

总结- 26 -

参考文献27

致谢29

1.绪论

机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。

工治具是近几十年发展起来的一种便于生产操作的生产设备。其实就是工业机器人的一个重要分支。它的特点是机动性强、能给实际生产工作带来便捷，在构造和性能上有人类无法比拟的优点，尤其体现了人的智能和适应性。其作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

工治具是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，工治具被广泛的运用于自动生产线中，工治具的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了工治具的发展，使得工治具能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。工治具具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，工治具已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。

工治具是一种能定位控制多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

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内容简介：: 毕业设计（论文）开题报告课题名称：所在学院：专业：班级：姓名：学号：指导教师：日期：年月日 nts1.选题背景在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，拆装工治具作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。其技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，拆装工治具主要承担着拆装、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。本文将设计一台汽车底盘拆装台，主要的功用就是搬运。首先，本文将设计汽车底盘拆装台的底座、升将台、旋转臂的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建拆装台的结构平台；在此基础上，本文将设计该拆装台的动力传输系统，包括蜗轮蜗杆的选择，重点加强传动部分的可靠性和拆装台运行过程的安全性，最终实现的目标包括：底座的转向和制动，拆装台的升降运动，拆装台的角度旋转运动，能够应用于搬运与装配作业。 2.国内外夹具发展状况及发展前景拆装翻转台架严格来说，其实是机械手的一种，目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。其主要作用是应用于人力所不能及的领域，以减轻劳动强度，改善作业条件，在生产中，应用拆装翻转台架的效益可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用拆装翻转台架有利于实现材料的传送、工件的装卸、大型零部件的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用拆装翻转台架即可部分代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，配合拆装翻转台架进行工作，可以避nts免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用拆装翻转台架进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用拆装翻转台架可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机的综合加工自动线上，目应用拆装翻转台架，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用拆装翻转台架，对实际生产工作有很大裨益。 3.设计原始数据 1.设想由液压结构带动拆装台进行升降运动，液压活塞杆的一端经过螺纹连接在拆装台上，液压缸固结在底座上，由于活塞杆的伸缩，产生反作用力，举升汽车底盘。优点：（ 1）液压传动可在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速范围大。（ 2）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑。（ 3）液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击 ,能快速启动、制动和频繁换向。（ 4）液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，易实现自动化，当其与电气控制结合，更易实现各种复杂的自动工作循环。（ 5）液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长。（ 6）由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，过制造、使用和维护都比较方便。主要缺点：（ 1）由于流体流动的阻力损失和泄漏较大 ,所以效率较低。如果处理不当 ,泄漏不仅污染场地 ,而且还可能引起火灾和爆炸事故。（ 2）工作性能易受温度变化的影响 ,因此不宜在很高或很低的温度条件下工作 2.设想由螺纹传动结构做主动力结构，由手动摇手带动齿轮转动，齿轮带动在底座上的螺杆做旋转运动，带动拆装太上下运动从而达到举升的目的。其存在着一定的问题：第一，传动不迅速，与液压系统相比，其反应速度明显缓慢。第二，由于是齿轮传递扭矩，所以所持零部件的重量都由轮齿间的啮合力平衡，对齿轮的刚度要求很高，而且长期负载，容易产生疲劳失效。但机械结构优点明显：结构简单，易于操作，传动精度高，传动比高，维护保养成本低，工作可靠安全等等。通过综合考虑和对比，利用机械结构在拆装翻转台中具有明显优势。 nts 4.设计要求： (1) 翻译 1-2 篇与课程相关的最新英文文献，文献翻译要求在 2000 字以上； (2) 查阅和整理文献并提交一篇反映课题内容的文献综述，文献综述在 3000 字以上； (3) 独立完成 YC379-卡车底盘翻转器的设计、总装配图，主要零件设计及其数控加工，提交一份开题报告。 (4) 按照开题报告的进度计划，独立进行 YC379-卡车底盘翻转器的设计所需的数据计算，结合相关课程中涉及的经验公式与经验数据，撰写论文，论文正文不少于 10000字。 5.研究途径与方法：结合所学专业课程，通过查阅相关资料，温习相关制图软件，完成毕业设计；查阅 YC379-卡车底盘翻转器的设计相关信息，结合专业课程制定毕业设计计划，搭建论文正文主体框架。根据 YC379-卡车底盘翻转器的系统参数及要求，拟定设计方案，选择螺旋副，设计螺杆和螺母等主要传动零件，绘制系统 2D 总装配图和主要零件图，进行 3D 造型设计；计算系统设计过程中所涉及的重要数据；撰写论文，并对格式进行标准化处理；按论文指导手册的要求完成毕业设计全部内容。 6.参考文献 1 濮良贵 .机械设计 (第 9 版 ) M. 北京：高等教育出版社， 2013 2 何铭新 .机械制图 (第 6 版） M. 北京：高等教育出版社 , 2010. 3 杨铁牛 .互换性与技术测量 M. 北京：电子工业出版社 , 2010. 4 成大先 .机械设计手册 M. 北京：化学工业出版社 , 2007. 5 吴宗泽 .简明机械零件设计手册 M. 北京：中国电力出版社 , 2011. 6 蒋晓 . Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中文版标准实例教程 M. 北京：清华大学出版社 , 2010. 7 顾晓勤 .工程力学 M. 北京：机械工业出版社 ,2008 8 卢秉恒 .机械制造技术基础 M 北京：机械工业出版社 ,2008 9 张春雨 .数控编程与加工实习教程 M. 北京：北京大学出版社 , 2011 10 李旦等，机床专用夹具图册，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2005。 nts11 孙已德，机床夹具图册，北京：机械工业出版社， 1984。 12 何玉林，机械制图，重庆：重庆大学出版社， 20001983。 13 机械工程基础与通用标准实用丛书编委会，形状和位置公差，北京：中国计划出版社， 2004。 14 淘济贤等，机床夹具设计，北京：机械工业出版社， 1986。 15 机械设计手册编委会，机械设计手册卷 4，北京：机械工业出版社， 1998。 16 东北重型机械学院，机床夹具设计手册，上海：上海科学技术出版社， 1979。 17 贺光谊等，画法几何及机械制图，重庆：重庆大学出版社， 1994。 18 WU Xia; ZHOU Tai-ping. Problems of Technology and Fixture Design in NC Machining J. Mechanics College of Jinggangshan University,2010, (2). 19 ZHANG Yu1; ZHANG Xiu-li2; LI Yan-yuan 2 .The Study on Machining Process of Reducer Box-Body J. Mechanical & Electrical Engineering Technology, 2010, (03). 20 SHEN Wei-ping; MAO Xiao-jie; WU Chuan-yu; NI Yong. Study of shoe lastfixture design method J. Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2010, (04). 21 Zhang Jun-chong. The design for fixture of milling machineJ.Mechanical Research & Application,2010, (02). 22 GUO Yangchun. Precision Shaft Fixture For Plane Grinder J. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2010, (05). nts指导教师审核意见：（手写）指导教师签名：年月日 nts 毕业设计（论文）任务书本科 2011 级机械工程系专业班设计（论文）题目卡车底盘翻转器设计学生姓名王志鹏学号 1101109027 起讫日期设计地点指导教师李洪友职称副教授 2014 年月日 nts 摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，拆装工治具作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。其技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，拆装工治具主要承担着拆装、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。本文将设计一台汽车底盘以及变速箱底盘翻转器，主要的功用就是翻转。首先，本文将设计汽车底盘以及底盘翻转器的底座、升将台、旋转臂的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建底盘翻转器的结构平台；在此基础上，本文将设计该底盘翻转器的动力传输系统，包括蜗轮蜗杆的选择，重点加强传动部分的可靠性和底盘翻转器运行过程的安全性，最终实现的目标包括：底座的转向和制动，底盘翻转器的升降运动，底盘翻转器的角度旋转运动，能够应用于搬运与装配作业。关键词：底盘翻转器，蜗轮蜗杆传动，动力传输 nts Abstract In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises to improve production efficiency, ensure product quality, pay more attention on the automation degree of the production process, as an important member of the automatic production line of disassembling tooling, gradually recognized and adopted by enterprises. The technical level and the application in a certain extent reflects a countrys level of industrial automation, at present, disassembling tooling is mainly responsible for the disassembly, handling and stacking, repetitive and labor-intensive work, working manner generally taken by way of teaching and playback. In this paper, the design of a car chassis and gearbox disassembly stage, the main function is to flip. First of all, this paper will design the vehicle chassis, chassis turning device and a rise of Taiwan, the rotating arm, and then select the appropriate transmission mode, drive mode, build platform structure disassembly station; on this basis, power transmission system we will design the disassembly of Taiwan, including worm gear selection, focus on strengthening the safety reliability and dismantle Taiwan transmission part of the operation of the process, and eventually realize the goals include: steering and braking of the base, the lifting movement dismantle Taiwan, dismounting table angle rotary motion, can be used in the handling and assembly operations. Keywords: dismantle Taiwan, worm gear transmission, power transmission nts 目录摘要 . - 2 - Abstract . - 3 - 目录 . - 4 - 1.绪论 . - 5 - 1.1毕业设计目的 . - 5 - 1.2国内外底盘翻转器发展状况及发展前景 . - 6 - 1.3研究途径与方法： . - 6 - 1.4底盘翻转器的作用 . - 7 - 2.3底盘翻转器的经济效益分析 . - 7 - 2.底盘翻转器的方案论证 . - 8 - 2.1底盘翻转器类型的选择 . - 8 - 2.2翻转机构的分析 . - 9 - 2.2.1翻转机构的选择 . - 9 - 2.2.2蜗轮蜗杆翻转机构类型的选择 . - 9 - 3.液压传动部分的设计 . - 10 - 3.1翻转器升降机构设计 . - 10 - 3.2 机身的驱动力矩的计算 . - 11 - 32.1机身升降时所需的驱动力矩 . - 11 - 3.2.2升降油缸的驱动力矩计算 . - 12 - 3.2.3 机身升降缸的尺寸及其校核 . - 12 - 4.机电传动部分的设计 . - 15 - 4.1翻转架伸缩驱动机构的计算 . - 15 - 一、螺杆的设计计算 . - 15 - 4.2带动升降机构升降的电机 . - 17 - 4.3 蜗轮蜗杆的设计 . - 17 - 4.3.1 蜗杆传动的特点与应用 . - 17 - 4.3.2 蜗轮蜗杆的结构设计 . - 18 - 4.4翻转轴的设计 . - 21 - 4.5翻转轴轴承选择计算 . - 23 - 4.6键的选择 . - 24 - 总结 . - 26 - 参考文献 . 27 致谢 . 29 nts 1.绪论机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。工治具是近几十年发展起来的一种便于生产操作的生产设备。其实就是工业机器人的一个重要分支。它的特点是机动性强、能给实际生产工作带来便捷，在构造和性能上有人类无法比拟的优点，尤其体现了人的智能和适应性。其作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。工治具是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，工治具被广泛的运用于自动生产线中，工治具的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了工治具的发展，使得工治具能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。工治具具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，工治具已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。工治具是一种能定位控制多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。 1.1 毕业设计目的毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。其主要目的：培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行nts 设计计算，数据加工，编写技术文件等方面的工作能力。培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。 1.2 国内外底盘翻转器发展状况及发展前景底盘翻转器严格来说，其实是翻转器的一种，目前工业翻转器主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。其主要作用是应用于人力所不能及的领域，以减轻劳动强度，改善作业条件，在生产中，应用底盘翻转器的效益可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用底盘翻转器有利于实现材料的传送、工件的装卸、大型零部件的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用底盘翻转器即可部分代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，配合底盘翻转器进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用底盘翻转器进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用底盘翻转器可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机的综合加工自动线上，目应用底盘翻转器，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用底盘翻转器，对实际生产工作有很大裨益。 1.3 研究途径与方法：结合所学专业课程，通过查阅相关资料，温习相关制图软件，完成毕业设计；查阅 YC379-卡车底盘翻转器的设计相关信息，结合专业课程制定毕业设计计划，搭建论文正文主体框架。根据 YC379-卡车底盘翻转器的系统参数及要求，拟定设计方案，选择螺旋副，设计螺杆和螺母等主要传动零件，绘制系统 2D 总装配图和主要零件图，进行 3D 造型设计；计算系统设计过程中所涉及的重要数据；撰写论文，并对格式进行标准化处理；按论文指导手册的要求完成毕业设计全部内容。 nts 1.4 底盘翻转器的作用本拆装翻转台是一种升降性能好，适用范围广的汽车重型零不见的举升机构。汽车维修、组装、拆卸场所，与叉车等装运车辆配套使用，实现汽车发动机、变速箱等等的快速装卸与搬移。该拆装翻转台主要有两部分组成：升降系统和翻转系统。升降机构主要起传递和支撑作用，翻转系统主要提供动力使所持零件实现多角度的翻转，他们两者共同作用实现拆装翻转台的功能。 2.3 底盘翻转器的经济效益分析底盘翻转器严格来说，其实是机械手的一种，目前工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。其主要作用是应用于人力所不能及的领域，以减轻劳动强度，改善作业条件，在生产中，应用底盘翻转器的效益可以概括如下：一、以提高生产过程中的自动化程度应用底盘翻转器有利于实现材料的传送、工件的装卸、大型零部件的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件，避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用底盘翻转器即可部分代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在一些简单、重复，特别是较笨重的操作中，配合底盘翻转器进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用底盘翻转器进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用底盘翻转器可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机的综合加工自动线上，目应用底盘翻转器，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。综上所述，有效的应用底盘翻转器，对实际生产工作有很大裨益。 nts 2.底盘翻转器的方案论证 2.1 底盘翻转器类型的选择 1.设想由液压结构带动底盘翻转器进行升降运动，液压活塞杆的一端经过螺纹连接在底盘翻转器上，液压缸固结在底座上，由于活塞杆的伸缩，产生反作用力，举升汽车发动机。具体过程如图 3.3所示。图 2.1 系统框图优点：（ 1）液压传动可在运行过程中进行无级调速，调速方便且调速范围大。（ 2）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、结构紧凑。（ 3）液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击 ,能快速启动、制动和频繁换向。（ 4）液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，易实现自动化，当其与电气控制结合，更易实现各种复杂的自动工作循环。（ 5）液压传动易实现过载保护，液压元件能够自行润滑，故使用寿命较长。（ 6）由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，过制造、使用和维护都比较方便。主要缺点：（ 1）由于流体流动的阻力损失和泄漏较大 ,所以效率较低。如果处理不当 ,泄漏不仅污染场地 ,而且还可能引起火灾和爆炸事故。（ 2）工作性能易受温度变化的影响 ,因此不宜在很高或很低的温度条件下工作 2.设想由螺纹传动结构做主动力结构，由手动摇手带动齿轮升降，齿轮带动在底座上的螺杆做旋转运动，带动拆装太上下运动从而达到举升的目的。其存在着一定的问题：第一，传动不迅速，与液压系统相比，其反应速度明显缓慢。第二，由于是齿轮传递扭矩，所以所持零部件的重量都由轮齿间的啮合力平衡，对齿轮的刚度要求很高，而且长液压结构底盘翻转器翻转位翻转位下降上升 nts 期负载，容易产生疲劳失效。但机械结构优点明显：结构简单，易于操作，传动精度高，传动比高，维护保养成本低，工作可靠安全等等。通过综合考虑和对比，利用机械结构和液压结构相结合的传动方式在底盘翻转器中具有明显优势。 2.2 翻转机构的分析 2.2.1 翻转机构的选择蜗轮蜗杆因为结构简单，尺寸紧凑，散热良好，维修调整方便，从动部分升降惯量小，在使用时能保证传动平顺，并且蜗杆旋转带动蜗轮旋转，其传动具有不可逆性，所以被广泛使用于各种自锁性要求较高的场合！蜗轮蜗杆在性能上要满足如下要求：（ 1）传动稳定，工作温度，滑磨速度，单位压力的变化对其影响不大；（ 2）具有足够的机械强度和耐磨性，热稳定性好；（ 3）有利于实现自锁； 2.2.2 蜗轮蜗杆翻转机构类型的选择 1.选择蜗杆传动的类型采用准平行环面蜗杆传动 . 2.选择蜗杆、蜗轮材料，确定许用应力考虑蜗杆传动中，传递的功率不大，速度只是中等，根据机械零件课程设计表 5 2，蜗杆选用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蜗杆螺旋齿面要求：调质HB265: 285.蜗轮选用铸锡磷青铜 ZQSn10-1，金属模铸造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用锡磷青铜制造，轮芯用灰铸铁 HT100 制造由机械零件课程设计表 5 3查得蜗轮材料的许用接触应力 H =190 2/N mm 由机械零件课程设计表 5 5查得蜗轮材料的许用弯曲应力 F=44 2/N mm nts 3.液压传动部分的设计 3.1 翻转器升降机构设计升降机构是翻转器的主要执行部件。它的作用是支撑翻转机构，并带动它们在空间运动。升降机构运动的目的，一般是把翻转机构送达空间运动范围内的任意点上，从升降机构的受力情况看，它在工作中即直接承受着翻转机构和汽车底盘的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。翻转器的精度最终集中在反映在翻转机构的位置精度上。所以在选择合适的导向装置和定位方式就显得尤其重要了。升降机构的伸缩速度为 250m/s 行程 L=1000mm 1、升降机构右腔流量，得：【 4】 Q=sv =250 40 =1256000mm/s =0.1256/10m/s =1256ml/s 2、升降机构右腔工作压力，得： 4 P=F/S 式中： F 取工件重和升降机构活动部件总重，估算 F=50+40=90kg， F摩 =1000N。所以代入得： P=（ F+ F摩） /S =（ 90 9.8+1000） / 40 =0.45Mpa 3、由初步计算选液压泵 4 所需液压最高压力 P=1.78Mpa 所需液压最大流量 Q=1000ml/s 选取 CB-D型液压泵（齿轮泵） nts 此泵工作压力为 10Mpa，转速为 1800r/min，工作流量 Q在 32 70ml/r 之间，可以满足需要。 3.2 机身的驱动力矩的计算 32.1 机身升降时所需的驱动力矩机身的升降运动，驱动机身升降时的驱动力矩必须克服机身起动时所产生的惯性力矩，机身的升降轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于升降件的中心与升降轴线不重合所产生的偏重力矩 . 机身升降时所需的驱动力矩可按下式计算 : 封摩偏惯驱 MMMMM 式中 : 驱M- 驱动机身升降的驱动力矩 ( cmN ); 惯M- 惯性力矩 ( cmN ); 偏M- 参与升降的零部件的重量 (包括工件、翻转机构、机身升降缸的动片 )对升降轴线所产生的偏重力矩 ( cmN ). 封M- 机身升降缸的动片与定片、缸径、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩 ( cmN ); 下面以图 4-1所示的机身受力情况，分析各阻力矩的计算 : 1、机身加速运动时所产生的惯性力矩 M悦若机身起动过程按等加速运动，机身升降时的角速度为，起动过程所用的时间为 t ，则 : ).(1 cmNtJJM ）（惯式中 :J - 参与机身升降的部件对升降轴线的升降惯量 ).( 2scmN ; 1J - 工件对机身升降轴线的升降惯量 ).( 2scmN 。若工件中心与升降轴线不重合，其升降惯量 1J 为 : gGJJ c 11 21e 式中 : cJ- 工件对过重心轴线的升降惯量 ).( 2scmN : 1G - 工件的重量 (N); 1e - 工件的重心到升降轴线的偏心距 (cm), - 机身升降时的角速度 (弧度 /s); t - 起动过程所需的时间 (s); 起动过程所转过的角度 (弧度 )。 nts 2、机身升降件和工件的偏重对升降轴线所产生的偏重力矩 M偏偏M 11eG + 33eG ( cmN ) 式中 : 3G- 机身升降件的重量 (N); 3e- 机身升降件的重心到升降轴线的偏心距 (cm) 当工件的重心与机身升降轴线重合时，则 11eG 0 . 3、机身升降轴在轴颈处的摩擦阻力矩封M封M )(2 12 dRdRf BA ( cmN ) 式中 : 1d ， 2d - 升降轴的轴颈直径 (cm); f - 摩擦系数，对于滚动轴承 01.0f ，对于滑动轴承 1.0f ; AR , BR - 处的支承反力 (N)，可按机身升降轴的受力分析求解，根据 0 ）（ FM A ,得 : 33lGlRB lGlG 122 BR l lGlGlG 332211 同理，根据 BM (F) 0 ,得 : l llGllGllGR A )()()( 332211 式中 : 2G - 的重量 (N) 321 , llll, 如图 4-1所示的长度尺寸 (cm). 4、转缸的动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩 M 封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。 3.2.2 升降油缸的驱动力矩计算油缸的压力 P驱动力矩 M的关系为 : )( 2 22 rRb Mp 或 2)( 22 rRpbM 3.2.3 机身升降缸的尺寸及其校核 1.尺寸设计油缸长度设计为 mmb 100 ,油缸内径为 1D =96mm,半径 mmR 48 ,轴径nts mmD 262 2D =26mm,半径 mmR 13 ,油缸运行角速度 = s/90 ，加速度时间 t =0.1s, 压强 MPaP 4.0 , 则力矩： 2 )(22 rRpbM ).(6.322)0 2 6.00 4 8.0(1.0104.0 226mN 2.尺寸校核（ 1）测定参与机身升降的部件的质量 kgm 101 ,分析部件的质量分布情况，质量密度等效分布在一个半径 mmr 50 的圆盘上，那么升降惯量： 221rmJ 2 05.0102 0125.0 （ 2.mkg ）工件的质量为 5kg ,质量分布于长 mml 100 的棒料上，那么升降惯量： ).(0042.0121.0512222mkgmlJ c假如工件中心与升降轴线不重合，对于长 mml 100 的棒料来说，最大偏心距 mme 501 ，其升降惯量为 : ).(0 1 6 7.005.050 0 4 2.022211mkgemJJ c惯MtJJ )( 1).(3.261.090)0167.00125.0(mN nts （ 2）机身升降件和工件的偏重对升降轴线所产生的偏重力矩为 M偏，考虑机身升降件重心与升降轴线重合， 01 e ，夹持工件一端时工件重心偏离升降轴线 mme 503 ,则：偏M 11eG + 33eG ).(5.205.010501010mN （ 3）机身升降轴在轴颈处的摩擦阻力矩为摩M，对于滚动轴承 01.0f ，对于滑动轴承 f =0.1， 1d ， 2d 为机身升降轴的轴颈直径， mmd 301 , mmd 202 , AR , BR 为轴颈处的支承反力，粗略估计 NRA 300 , NRB 150 , 摩M )(2 12 dRdRf BA )03.015002.0300(201.0 ).(05.0 mN 4 升降缸的动片与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩 M封，与选用的密衬装置的类型有关，应根据具体情况加以分析。在此处估计封M为摩M的 3倍，封M 3摩M 05.03 ).(15.0 mN 封摩偏惯驱 MMMMM 15.005.05.23.26 ).(29 mN MM驱设计尺寸符合使用要求，安全。 nts 4.机电传动部分的设计 4.1 翻转架伸缩驱动机构的计算一、螺杆的设计计算 1.确定螺纹直径螺杆工作时，同时受到压力和转矩的作用。因此它的计算可近似按螺栓联接的计算公式求得螺纹小径，即 1 4 1 .3 Fd 许用应力 (3 5)s 由手册25P， 223 1 5 , 5 3 0sBN m m N m m 2315 1 0 5 6 3( 3 5 ) ( 3 5 )s N m m 取 80Mpa 则 314 1 . 3 6 5 1 0 3 6 . 6 880d m m 选梯形螺纹 48 8Tr 螺纹大径 48d mm ， 1 4 8 1 4 9D d m m 螺纹中径 22 4 4 8 4 4 4d D d m m 螺纹小径 9 4 8 9 3 9d m m 1d1 8 4 8 8 4 0D d m m 螺距 8p mm 螺纹根部厚度 1 0 . 6 3 4 0 . 6 3 4 8 5 . 0 7 2t p m m 螺纹工作高度 mmh=0.5p=0.5 8=4 较核螺杆强度螺纹力矩 21 t a n ( ) 2v dTF 螺纹升角 218a r c t a n ( ) a r c t a n ( ) 3 . 3 144np d o 查手册 P6表 1-10 0.18 (钢与铸铁的滑动摩擦系数无润滑 ) nts 当量摩擦角 0 . 1 8a r c t a n a r c t a n 1 0 . 5 5c o s c o s 1 5v oo351 446 5 1 0 t a n ( 3 . 3 1 1 0 . 5 5 ) 3 . 5 3 1 02T N m m g 2.螺杆的强度校核按第四强度理论较核，压扭组合校核 22123114 3 0 . 2caTFdd 2235234 6 5 1 0 3 . 5 3 1 03 7 4 . 9 6 8 03 9 0 . 2 3 9ca M p a M p a 满足要求。 3.自锁性验算自锁条件v其中 3.31 o 故 v，可用，且 4 4 30 oo，可靠二、螺母的设计计算螺母的材料选用 45 1.确定螺纹旋合圈数 z 根据耐磨性旋合圈数 z，即 2 FPppd h H 2 Fz d h p 26 5 , 1 5p N m m120查书本 P 表 36 5 1 0 7 . 8 44 4 1 5 4z 螺母实际圈数 1 . 5 7 . 8 4 1 . 5 9 . 3 4zz 1 0 , 1 . 5 8 . 5z z z 取则螺母旋合长度 1 0 8 8 0H z p m m g 校核螺母的高径比 8 0 4 4 1 . 8 2 2= H d6 .5120查书本 P 表， 2 . 5 3 . 5 兼做支承的螺母，不能满足要求。故要重新确定螺母的高度。 3.2 取，则2 3 . 2 4 4 1 4 0 . 8H d m m 取 140H mm 2.校核螺母的螺牙强度 nts （ 1）剪切强度 121 6 .6p查书本表2 4 0 N m m 3 2216 5 1 0 9 . 8 4 04 9 5 . 0 7 2 8 . 5 N m m N m mD t z F 故满足要求。（ 2）弯曲强度 213 bbFhD t z 式中 mmh=4 6 .6121查书本 p 表 2 4 5 5 5b N m m 3 223 6 5 1 0 4 2 3 . 2 4 9 5 . 0 7 2 8 . 5bb N m m 故满足要求 4.2 带动升降机构升降的电机初选伸缩速度 V=100mm/s P=6KW 所以 n=（ 100/6） 60=1000转 /分选择 Y90S-4型电机，属于笼型异步电动机。采用 B级绝缘，外壳防护等级为 IP44，冷却方式为 I（ 014）即全封闭自扇冷却，额定电压为 380V，额定功率为 50HZ。如表 1 Y90S-4电动机技术数据所示：型号额定功率 KW 满载时堵转电流堵转转矩最大转矩电流 A 转速r/min 效率 % 功率因素额定电流额定转矩额定转矩 Y90S-4 1.1 2.7 1400 79 0.78 6.5 2.2 2.2 表 1 Y90S-4电动机技术数据 4.3 蜗轮蜗杆的设计 4.3.1 蜗杆传动的特点与应用蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递空间两交错轴之间的运动和转矩，通常是两轴在空间相互垂直，轴交错角 =90，蜗杆传动是在齿轮传动的基础上发展起来的。它具有齿轮传动的某些特点，既在中间平面（通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面）内的啮合情况与齿轮齿条的啮合情况相似，又有区别于齿轮传动的特性，既其运动特性nts 相当于螺旋副的工况。与齿轮传动比较，蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、工作平稳、噪声低、在一定条件下可以实现自锁等优点而获得广泛的应用。如下图所示为普通蜗杆传动示意图 4.3.2 蜗轮蜗杆的结构设计选用材料时不仅要满足强度要求，更重要的是具有良好的跑合性、减摩性和耐磨性。 4.3.2.1 蜗杆类型的选择为了能使蜗杆在传递运动要求自锁时，常常选用单头蜗杆，选择蜗杆头数 Z1 时，主要考虑传动比、效率和制造三个方面。从制造方面来说，头数越多，蜗杆制造精度要求也越高；从提高效率看，头数越多，效率越高；若要求自锁，应选择单头；从提高传动比出发，也应该选择较少的头数。所以初选 Z1=1； Z2=Z1 =60 4.3.2.2 蜗轮蜗杆材料的选择根据设计要求初步确定：蜗杆材料选用， 45 钢，钢经调质处理， 220 230HBS 蜗轮材料选用，本设计属于低速重载，则用铸铝铁青铜（ ZCuAI10Fe3）制造。以上蜗轮蜗杆材料选择均来自于机械设计基础 (第四版 )。 4.3.2.3 分度圆的直径和模数首先确定分度圆的直径和模数根据公式：（ 4-1）其中 m 蜗杆的轴向模数（ mm） d 蜗杆分度圆直径（ mm） nts 蜗轮齿数蜗轮许用接触应力（ MPa） K 载荷系数蜗轮的转矩（ N mm）此传动为低速重载（ Vs 2m/s）既取蜗杆、蜗轮的相对滑动速度为 Vs=1m/s。根据机械设计基础（第四版）表 6 4 中查得 =230MPa。因为滑动速度 Vs 3m/s,因速度较低，工作平稳，故取 K=1.1。计算蜗轮转矩： =9 550 =9 550 （ 4-2）此蜗杆传动为闭式传动，当 =1时，取 =0.7。初步选定蜗杆的转速 =60 100r/min,根据实际情况故取 =60r/min，若传动比=60，故 =1r/min。因为蜗杆的转速 =70r/min，所以取 =0.02kw。此数据取自赖维铁编著的人机工程学，华中科技大学出版社， 1997年第二版，第五章人体运动与操纵装置设计。则 =9 550 =9 550 N m=133N m 将以上数据带入（ 4-2）式： = 1.1 133=172 由机械设计基础（第四版）表 6-1得 =172 ， m=2mm, =35.5mm,q=17.750mm。蜗杆长度的确定： = =29.2mm 4.3.2.4计算导程角： = = =0.056, =3.23 4.3.2.5蜗轮、蜗杆基本尺寸 nts 蜗杆分度圆直径 =mq=2 17.750=35.5mm 蜗杆齿顶高 =m=2mm 蜗杆齿根高 =1.2m=1.2 2=2.4mm 蜗杆顶圆直径 = +2m=39.5mm 蜗杆根圆直径 = 2.4m=30.7mm 蜗轮分度圆直径 =m =2 60=120mm 蜗轮齿顶高 =m=2mm 蜗轮齿根高 =1.2m=1.2 2=2.4mm 蜗轮顶圆直径 =m =124mm 蜗轮根圆直径 =m =115.2mm 径向间隙 c=0.2m=0.4mm 中心距 a=0.5m =77.750mm 蜗杆轴向齿距及蜗轮端面齿距 = =m =6.28mm 蜗杆齿宽 = =36mm 25mm=61mm 蜗轮顶圆直径 2m 128mm 蜗轮齿宽 0.75 29.62mm nts 蜗轮齿顶圆弧半径 =0.5 m=15.75mm 蜗轮齿根圆弧半径 =0.5 0.2m=20.15mm 蜗轮尺宽角 =2arcsin(0.83)=112 传动比 i=60 蜗杆导程角 =acrtan =acrtan0.056=3 2 4.3.2.6传动效率蜗杆传动效率 = 得 =0.35 轴承摩擦效率取 0.97 溅油损耗效率取 0.97 总效率 =0.32 4.2.2.7蜗轮齿面接触强度的校核 = 得 =227MPa ，满足要求。 4.4 翻转轴的设计估算翻转轴承载重量： 250KG 传送带轴在工作中既承受弯矩又承受扭矩，故属于转轴。取最大承载重量 250KG，估算翻转轴自重为 7.9KG，得传送带轴所受的总载荷为：取 F 总为 2527.5N 由传送机构结构可知，传送带由两根轴支撑，那么单根传送带轴所受的载荷nts Ft2=2527.5/2=1263.75N 1263.8N 由静力平衡方程求出支座 A、 B 的支反力 NFFF tNHNH 9.6318.12632121 221 由机构图所知，轴承与滚筒之间的距离 L1、 L2 为 27.5mm，那么，三个集中力作用的截面上的弯矩分别为 mmNLFM NHHD 25.1 7 3 7 75.279.63111 0 HBHA MM 1) 在垂直面上主动轴的受力简图 c。由机构图所知，轴承与转盘之间的距离 L3 为 41mm，由静力平衡方程求出支座 A、B 的支反力 NFFaNV 22.6522 mmNDFM aa 275.25272 5.7722.65220 AM , 0)2(2311212 LLFLFMLF NVar )2(2 1 311212LLFMLFLF arNV N726.0415.27266.157275.25275.274605.272 1 0yF, 0221 rNVNV FFFF所以 NFFFFNVrNV 5 7 8.3 0 17 6 2.066.1 5 74 6 0221 nts 在 AD 段中，将截面左边外力向截面简化，得 1111 5 7 8.3 0 1 xxFxM NV 5.270 1 x 按弯扭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（即危险截面 D）的强度。得 M P aWTM Dca 85.1084.2288235 0 86.085.204 7 0 22222 其中，为折合系数，取 6.0 W 为轴的抗弯截面系数，得 32323 84.2 2 8 8302 4304832 3014.3232 mmd tdbtdW 选定的轴材料为 45 钢，淬火和回火，查【 1】得 MPa601 ，因为 1 ca，所以安全。 4.5 翻转轴轴承选择计算要求寿命 hLh 2500，转速 m i n/96.2811014.3 101 0 001 0 00 rd vn ，轴承的径向力NFr 42.40 ，轴向力 0aF 。 1.由上述条件试选轴承试选 6004 型轴承 2. kNCr 38.9 kNCo 02.5min/15000l i m rn 按额定动载荷计算由式 61060 hnLPC 对球轴承 3 ， rParp FfYFXFfP 2.1Pf 代入得 NP 504.4842.402.1 NNC 9 3 8 014.79102 5 0 096.28605 0 4.48 36 nts 故 6004 型轴承能满足要求。 3.按额定静载荷校核由式 000 PSC选取 20 SNFFYFXPrar 42.40000 代入上式， NPSNC 84.8042.4025 0 2 0000 满足要求。 4.6 键的选择按结构特点和工作原理、按键可以分为平按键，半合并或楔按键，其他各种花键。平按键结构简单，容易制作的，好装拆，中性的方便，耐冲击和有载荷。因而得到广泛的应用。半圆形的合并工作方面是从两个方面月牙键沟、轴挖深，轴的强度下降，固一般很少的扭矩传递。楔按键一般外部轴端固定或大齿轮皮带轮。连接时卡入槽内，关键的顶面和底部和车轮和轴之间的摩擦压迫传达扭矩，这个时

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