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棚室育苗自动输送系统设计说明书.doc

棚室育苗自动输送系统设计【三维SW】【全套7张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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A0-棚室育苗自动输送系统.dwg

A1-传动方案.dwg

A1-轴.dwg

A3-主动链轮.dwg

A3-传动链轮.dwg

A4-圆柱销.dwg

A4-联轴器.dwg

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关键词：: 育苗自动输送系统设计三维 sw 全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

为了提高在棚室运送秧苗的过程，实现棚室育苗的自动输送系统的设计。需要对各种机械设备有一定的了解，以便在应用中能够得心应手，本设计要求对棚室育苗实现自动输送，棚室育苗的自动输送系统选取链传动为苗木传输系统。首先对棚室育苗的自动输送系统作了简单的概述；接着分析了链式输送机的链轮选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的链式输送机各主要零部件进行了校核。棚室育苗的自动输送系统主要由电动机、减速器、链轮、链条、育苗托盘、滚轮等组成。

关键词：棚室；秧苗；输送系统

Abstract

In order to improve the transport of seedling in greenhouse, the design of automatic conveying system of greenhouse seedling. Need to have a certain understanding of all kinds of machinery and equipment, in order to be able to work in the application, the design requirements of the greenhouse nursery to achieve automatic feeding, automatic transport system of greenhouse seedling selection of chain drive for seedlings transmission system. The greenhouse seedling automatic conveying system is summarized; then analyzes the selection principle and the calculation method of the sprocket chain conveyor; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the requirements of the given parameters selection and design; then check on the main parts of chain conveyor choice. Automatic transport system for greenhouse cultivation is composed of motor, reducer, chain wheel, chain, seedling tray, an idler wheel.

Keyword：Greenhouse;Rice Seedling.Conveying System

摘要2

Abstract3

第1章绪论6

1.1 课题研究的目的和意义6

1.2 输送系统的发展趋势6

1.3 国内外输送机械的现状7

第2章棚室育苗自动输送系统设计方案9

2.1育苗输送系统的介绍9

2.2育苗输送系统的工作原理9

2.3链传动的原理10

2.3.1链传动的特点及应用10

2.3.2链传动的基本类型及失效11

第3章棚室育苗自动输送系统的设计13

3.1 链传动的运动特性13

3.2 链传动的动载荷15

3.3链传动设计17

3.4链轮设计计算19

第4章育苗自动输送系统零部件设计校核22

4.1 轴的设计及强度校核22

4.1.1 轴强度计算22

4.1.2 轴的疲劳强度校核23

4.1.3 轴的接触应力校核26

4.2 圆柱销的设计与校核26

第5章棚室育苗自动输送系统建模29

5.1 Solidworks软件简介29

5.2 零件建模31

5.2.1轴三维建模的形成31

5.2.2 托盘的三维31

5.2.3其他零件的三维模型造型32

5.3零件装配35

5.4 三维向二维的转换36

总结38

致谢39

参考文献40

第1章绪论

1.1 课题研究的目的和意义

据中国农业统计资料显示，我国蔬菜播种面积在上世纪80年代年均增长近10%，90年代年均增长14.5%，本世纪前7年平均增长1.9%，到2007年达到2.94亿亩，总产量6.41亿吨。其中，蔬菜2.6亿亩，5.65亿吨，人均占有量427公斤。蔬菜已经成为我国农业中仅次于粮食的第二重要农产品，近年来，浙江省在种植业结构调整和效益农业的发展上取得了显著成效，蔬菜生产面积、总产量、总产值逐年增加。浙江省已成为长江三角洲地区重要的蔬菜生产基地，基本培育形成沿杭州湾两岸及沿海设施出口蔬菜产业带。同时，蔬菜种植业也逐步成为发展我国和我省农村经济的重要组成部分。链式输送机是一种链轮驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以链式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。棚室育苗的自动输送系统采用链传动，提高在棚室运送秧苗的过程，加大了生产率。

装配图.png

从动链轮.png

主链轮.png

滚轮.png

托盘.png

主动链轮.png

轴.png

A0-棚室育苗自动输送系统.gif

A1-传动方案.gif

A1-轴.gif

A3-传动链轮.gif

A3-主动链轮.gif

A4-联轴器.gif

A4-圆柱销.gif

内容简介：: 东北农业大学毕业设计（论文）任务书论文题目棚室育苗自动输送系统学院工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机械 1001 毕业论文（设计）的要求为了提高在棚室运送秧苗的过程，通过毕业设计用 PLC 来实现棚室育苗的自动输送系统的设计。需要对各种机械设备有一定的了解，以便在应用中能够得心应手，本设计要求对棚室育苗实现自动输送。毕业论文（设计）的内容与技术参数系统应包括的内容：棚室育苗的输送运动过程 PLC 编程控制毕业论文（设计）工作计划 2014.2.15 2014.2.24 综合分析资料，写出总结报告，初步制定设计方案； 2014.2.25 2014.3.15 确定设计方案以及具体实施步骤 ,根据试验条件调整方案； 2014.3.16 2014.4.1 中期考核； 2014.4.1 2014.5.1 修整补充设计内容； 2014.5.2 2014.5.23 编写论文 2014.6 答辩。接受任务日期 2013 年 12 月 3 日要求完成日期 2014 年 5 月 21 日学生（签名）指导教师（签名）院长（签名） nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 1 毕业设计（论文）说明书课题名称棚室育苗自动输送系统设计学院 (部 ) 专业班级学生姓名学号指导教师 (签字 ) 教学院长 (签字 ) 2014 年 4 月 19 日 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 2 摘要为了提高在棚室运送秧苗的过程，实现棚室育苗的自动输送系统的设计。需要对各种机械设备有一定的了解，以便在应用中能够得心应手，本设计要求对棚室育苗实现自动输送，棚室育苗的自动输送系统选取链传动为苗木传输系统。首先对棚室育苗的自动输送系统作了简单的概述；接着分析了链式输送机的链轮选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的链式输送机各主要零部件进行了校核。棚室育苗的自动输送系统主要由电动机、减速器、链轮、链条、育苗托盘、滚轮等组成。关键词：棚室；秧苗；输送系统 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 3 Abstract In order to improve the transport of seedling in greenhouse, the design of automatic conveying system of greenhouse seedling. Need to have a certain understanding of all kinds of machinery and equipment, in order to be able to work in the application, the design requirements of the greenhouse nursery to achieve automatic feeding, automatic transport system of greenhouse seedling selection of chain drive for seedlings transmission system. The greenhouse seedling automatic conveying system is summarized; then analyzes the selection principle and the calculation method of the sprocket chain conveyor; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the requirements of the given parameters selection and design; then check on the main parts of chain conveyor choice. Automatic transport system for greenhouse cultivation is composed of motor, reducer, chain wheel, chain, seedling tray, an idler wheel. Keyword： Greenhouse;Rice Seedling.Conveying System nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 4 目录摘要 . 2 Abstract. 3 第 1章绪论 . 6 1.1 课题研究的目的和意义 . 6 1.2 输送系统的发展趋势 . 6 1.3 国内外输送机械的现状 . 7 第 2章棚室育苗自动输送系统设计方案 . 9 2.1育苗输送系统的介绍 . 9 2.2育苗输送系统的工作原理 . 9 2.3链传动的原理 . 10 2.3.1链传动的特点及应用 . 10 2.3.2链传动的基本类型及失效 . 11 第 3章棚室育苗自动输送系统的设计 . 13 3.1 链传动的运动特性 . 13 3.2 链传动的动载荷 . 15 3.3链传动设计 . 17 3.4链轮设计计算 . 19 第 4章育苗自动输送系统零部件设计校核 . 22 4.1 轴的设计及强度校核 . 22 4.1.1 轴强度计算 . 22 4.1.2 轴的疲劳强度校核 . 23 4.1.3 轴的接触应力校核 . 26 4.2 圆柱销的设计与校核 . 26 第 5章棚室育苗自动输送系统建模 . 29 5.1 Solidworks 软件简介 . 29 5.2 零件建模 . 31 5.2.1轴三维建模的形成 . 31 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 5 5.2.2 托盘的三维 . 31 5.2.3其他零件的三维模型造型 . 32 5.3零件装配 . 35 5.4 三维向二维的转换 . 36 总结 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 6 第 1 章绪论 1.1 课题研究的目的和意义据中国农业统计资料显示，我国蔬菜播种面积在上世纪 80 年代年均增长近10%， 90年代年均增长 14.5%，本世纪前 7年平均增长 1.9%，到 2007 年达到 2.94亿亩，总产量 6.41 亿吨。其中，蔬菜 2.6 亿亩， 5.65亿吨，人均占有量 427公斤。蔬菜已经成为我国农业中仅次于粮食的第二重要农产品，近年来，浙江省在种植业结构调整和效益农业的发展上取得了显著成效，蔬菜生产面积、总产量、总产值逐年增加。浙江省已成为长江三角洲地区重要的蔬菜生产基地，基本培育形成沿杭州湾两岸及沿海设施出口蔬菜产业带。同时，蔬菜种植业也逐步成为发展我国和我省农村经济的重要组成部分。链式输送机是一种链轮驱动以连续方式运输物料的机械。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以链式输送机广泛应用于现代化的各种工业企业中。棚室育苗的自动输送系统采用链传动，提高在棚室运送秧苗的过程，加大了生产率。 1.2 输送系统的发展趋势运输机在工业中有着广泛的应用，它是工业生产中实现连续化、规模化、自动化、现代化必不可少的设备。随着我国工业的迅速发展，特别是我国加入世界贸易组织后，贸易、加工等领域的规模不断扩大，输送机械愈来愈显示出其重要作用。输送机械不仅能实现生产过程中各段的连接，组成流水生产线，而且可以在输送物料的同时进行其他工艺作业。还可以结合其他控制方法来控制物料的流量，达到控制整个生产节奏和速度的目的。因而对工业来讲，输送机的选用是否合理、技术性能是否良好、技术状态是否正常，不仅对企业的生产效率、经济效益起重要作用，而且还影响着企业生产的现代化程度、工人的劳动强度和劳动条件、安全生产和环境保护等。对社会来讲，高效率的输送机还能节省能源、减小nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 7 污染，提高车站、码头、仓库的利用律，促进工农业生产的发展，创造社会效益。我国输送机的现状可概括为以下四方面：使用的广泛性。在我国的工业中，凡有繁重的物料搬运的地方，都已采用了输送机械。生产过程的机械化、自动化已达到了较高的水平。输送技术的先进性。例如近 10 年来在我国的粮食流通项目建设中，普遍采用了世界先进的装卸和输送机械。应用中的创造性。我国粮工程技术人员和工人，对运输机械进行了大量的研究、改进和创新，特别是在输送机械的功能创新和组合应用上。发展的不平衡性。由于我国工业的布局点多面广，因此它的发展很不平衡。输送机械的设计、制造、使用的水平参差不齐，有的地方和企业还很落后。机械的专业化、系统化、标准化和自动化水平都有待提高。 1.3 国内外输送机械的现状国外在带式输送机动态分析研究方面开展得比较早 ,动态分析理论与研制的软件已基本能够满足当前带式输送机发展之需；而我国相对较晚 ,与国外相比还存在一定的差距 ,尤其是动态分析软件部分。为了尽快弥补这一差距 ,赶超世界水平 ,有必要研究和分析当今国外带式输送机的动态分析软件。国外动态分析软件，目前 ,美国、法国、澳大利亚、意大利等国家在动态分析研究方面 ,已经达到国际领先地位。输送机发展很快，提高输送机的生产率，增大单机长度和输送距离，提高输送机的爬坡能力，扩大输送机的使用范围如发展耐热耐寒的输送带，采用特殊的支架和托辊以便输送 500公斤以上的货物，改善输送机的操作和提高管理的自动化程度，进一步降低输送机的能量消耗等等。由于输送机是粮仓、船舶、工厂等最理想的高效连续运输设备，与其他运输设备 (如机车类 )相比，具有运量大、连续输送等优点，而目运行可靠，易于实现自动化和集中化控制。输送机已成为机电一体化技术与装备的关键设备。随着我国工业的高速发展，原有的输送机无论是主参数还是运行性能都已不能满足要求，必须向高带速、大运量、大功率的大型化方向发展，要改善和提高运行性能，确保安全可靠。输送机现代的发展趋势是 :输送量、运输距离和驱动装置的功率迅猛地增长。随着全球经济的增长，输送机技术已成为当代科学技术nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 8 发展的前沿之一。当今世界需要设计和生产“环保”型输送机，要求输送量大，并且要节约能量。输送机技术进步的一个重要特点是基础研究发展为应用技术，进而实现商业化。轻型固定式胶带输送机是一种用途很广的连续输送设备，由于结构简单、使用成本低、维护方便等优点，广泛地使用于化工、轻工、食品、粮食、邮电等部门，可输送各种散状物料和成件物品。工作环境温度为 -15 C+40 C。制造业历来是国民经济的重要组成部分为了提高制造业的技术水平，制造业在其发展历程中一直在进行着不同水平、不同类型的自动化。进人 8十年代后，随着微电子技术和通信技术的吃速发展，制造业自动化进人到一个新的姗代一基于计算机的集成制造时代，并且正在向基于人工智能，人机协调，人自然协调的生态工厂时代迈进。促使制造业自动化发展的 3 个技术因素是 :自动化单元技术 :自动化的方法学或哲理 ;与制造业自动化有关的基础技术。工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。工业自动化技术作为 20 世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 9 第 2 章棚室育苗自动输送系统设计方案 2.1 育苗输送系统的介绍棚室育苗自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：提高生产过程的安全性；提高生产效率；提高产品质量；减少生产过程的原材料、能源损耗。据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约 1： 4至 1： 6之间。特别在资金密集型企业中，自动化系统占设备总投资 10%以下，起到四两拨千金的作用。传统的工业自动化系统即机电一体化系统主要是对设备和生产过程的控制，即由机械本体、动力部分、测试传感部分、执行机构、驱动部分、控制及信号处理单元、接口等硬件元素，在软件程序和电子电路逻辑的有目的的信息流引导下，相互协调、有机融合和集成，形成物质和能量的有序规则运动，从而组成工业自动化系统或产品。在工业自动化领域，传统的控制系统经历了继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统和集散式控制系统 DCS的发展历程。近年来，随着控制技术、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交互沟通的领域正迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理各个层次。工业控制机系统一般是指对工业生产过程及其机电设备、工艺装备进行测量与控制的自动化技术工具 (包括自动测量仪表、控制装置 )的总称。对自动化最简单的理解也转变为：用广义的机器来部分代替或完全取代或超越人的体力。 2.2 育苗输送系统的工作原理棚室育苗自动化系统由电动机提供动力，电机带动减速器，经过减速器减速，减速器链轮通过链传动，将动力传动至链式输送机的主传动链轮。育苗运输托盘固定在链轮上，托盘的滚轮安置在导轨的导向槽内。当链轮转动的时候，链轮带动育苗运输托盘沿着导轨方向移动。棚室育苗自动化系统的传动原理方案图如图 2-1所示。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 10 图 2-1 传动系统方案图 2.3 链传动的原理链传动由主动链轮、从动链轮和中间挠性件链条组成，通过链条的链节与链轮上的轮齿相啮合传递运动和动力。 2.3.1 链传动的特点及应用链传动的主要优点是：与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力、作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有污染等恶劣环境场合下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求比较低；中心距较大时其传动结构简单。链传动的主要缺点是：瞬时链速和链传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。目前，链传动广泛应用于工况较为恶劣、传动比精度要求不是很高的农业、矿业、起重、冶金、运输、石油、化工、机械中。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 11 2.3.2 链传动的基本类型及失效链按照用途不同，可分为起重链、曳引链和传动链三大类。起重链主要用于起重机械中提起重物，其工作速度 0.25m/s；曳引链主要用于链式输送机中提升重物，其工作速度 4m/s；传动链用于一般机械中传递运动和动力，通常工作速度 15m/s。传动链有齿形链和滚子链两种。齿形链利用特定齿形的链片和链轮相啮合来实现传动的，是用销轴将多对具有 60 角的工作面的链片组装而成。链片的工作面与链轮相啮合。为防止链条在工作时从链轮上脱落，链条上装有内导片或外导片。啮合时导片与链轮上相应的导槽嵌合。故又称无声链传动。齿形链允许的工作速度可达 40m/s，但制造成本高，重量大，故多用于高速或运动精度要求较高的场合。链轮和链条相比 ,链轮的强度高 ,使用寿命较长 ,所以链传动的失效 ,主要是链条的失效 ,其主要失效形式是 : (1) 链条疲劳破坏：链传动时，由于链条在松边和紧边所受的拉力不相同，所以链条工作处于交变拉应力状态中。经过一定的应力循环次数后，链条元件由于疲劳强度不足而破坏，链板将发生疲劳断裂，或套筒、滚子表面出现疲劳点蚀。在润滑良好的链传动时，疲劳强度决定链传动能力的主要因素。 (2) 链条铰链的磨损：链传动时，销轴与套筒的压力较大，彼此又产生相对转动，因而导致铰链摩损，使链的实际节距变长（内、外链节的实际节距、是指相邻两滚子间的中心距，它随使用中磨损情况不同而变化），铰链磨损后，由于实际节距的增长主要出现在外链节，内链节的实际节距几乎不受磨损影响而保持不变，因而增加了各链节的实际节距的不均匀性，使传动更加的不平稳。链的实际节距因磨损而伸长到一定程序时，链条与轮齿的啮合情况变坏，从而发生爬高和跳齿现象，磨损是润滑不良的开式链传动的主要失效形式。造成链传动寿命大大降低。 (3) 链条铰链胶合：在润滑不当或链轮转速过高时 ,链条铰链的销轴和套筒的工作表面会因润滑油膜破坏 ,在高温 ,高压下直接接触导致两表面粘结 ,相对运动使粘结部位撕开 ,形成表面撕开而损坏 ,称为胶合 .因而要限制链传动的极限转速，不宜过高。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 12 (4) 链条冲击破断：对于因张紧不好而有较大松边垂度的链传动，在反复起动、制动或反转时所产生的巨大冲击，将会使销轴、套筒、滚子等元件不到疲劳时就产生冲击破断。 (5) 链条的过载拉断：低速重载的链传动在过载时，因静强度不足而被拉断。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 13 第 3 章棚室育苗自动输送系统的设计 3.1 链传动的运动特性因为链是由刚性链节通过销轴铰接而成，当链绕在链轮上时，其链节与相应的轮齿啮合后，这些链节将曲折成正多边形的一部分，该正多边的边长等于链条的节距 p ，边数等于链轮齿数 z 。链轮每转一周，随之转过的链长为pz，所以链的平均速度 v (m/s)为 1 1 2 2z n p z n pv = =6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0（ 3-1）式中1z、2z分别为主、从动链轮的齿数； 1n、2n分别为主、从动链轮的转数( min/r )； p 为链的节距 (mm)。 121221nzi = = （ 3-2）式中（ 3-1）和（ 3-2）计算的链速和传动比是平均值。事实上，即使主动链轮的角速度1w=常数，其瞬间链速和瞬时传动比都是变化的，而且是按每一链节的啮合过程都作周期性的变化。链轮转动时，绕在链轮的链条，只有其铰链的销轴 A的轴心是沿着链轮分度圆运动的，而链节其余部分的运动轨迹均不在分度圆上。若主动链轮以角速度1w转动，该链节的铰链销轴 A的轴心作等速圆周运动，设链轮分度圆半径为1r，则其圆周速度1v=1r 1w。设链传动在工作时，主动边始终处于水平位置。这样1v可分解为沿着链条前进方向的水平分速度 v 和作横向运动的垂直分速度 1v，其值分别为 x 1 1 1v = v c o s = r w s i n（ 3-3） nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 14 1 1 1 1v = v s i n = r w s i n（ 3-4）式中是主动链轮上进入啮合的链节铰链销轴 A的圆周速度1v与水平线的角度，从销轴 A圆周速度1v与水平线的夹角，从销轴 A进入链轮啮合位置到销轴 B也进入链轮啮合位置为止，角也是从1- 2到1+ 2之间变化。 (1=360 /1z是主动链轮上链节距 p 对应的中心角 )。当1= 2 时， m i n 1 11180c o sv v r wz （ 3-5） 1 1 m i n 1 11180 s i nv v r wz （ 3-6）当 0 时， 1 1 m i n 1 1v v r w（ 3-7） 1 1 m in 0vv（ 3-8）由此可知，主动链轮虽然作等角速度回转，而链条前进的瞬时速度却周期性地由小变大，又有大变小。每转过一个链节，链速的变化就重复一次，链轮的节距越大，齿数越少，角的变化范围就越大，链速的变化也就越大。于此同时，铰链销轴作横向运动的垂直分速度 1v也在周期性的变化，导致链沿铅垂方向产生有规律的振动。同理可知，每一链节在从动链轮轮齿啮合的过程中，链节铰链在从动链轮的相位角，也在不断的在2180 / z的范围内变化，所以从动链轮的角速度为 11222c o sc o s c o srwvwrr（ 3-9）链从动的瞬时传动比为 1221c o sc o sswriwr（ 3-10） nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 15 可见，随着角和角不断变化，链传动的瞬时传动比是不断变化的。当主动链轮以等速度回转时，从动链轮的角速度将周期性地变动。只有在 1z =2z （即1r =2r ），且传动的中心距恰好为节距 p 的整数倍时（这时和角的变化才会时时相等），传动比才能在全部啮合过程中保持不变，即恒等于 1，链条的送进速度恒定，但链条的垂直分速度 1v 总是周期性变化的。上述链传动运动的不均匀性的特征，是由于围绕在链轮上的链条形成了正多边形这一特点造成的，所以称为链传动的多边形效应。 3.2 链传动的动载荷链传动在工作过程中，链条和从动链轮都是作周期性的变速运动，因而造成和从动链轮相连的零件也产生周期性的速度变化，从而引起了动载荷。链传动的多边形效应是产生动载荷的根本原因。动载荷的大小与回转零件的质量及加速度的大小有关。链条前进加速度引起的动载荷1()dFN为 1dF mac （ 3-11）式中 m 为紧边链条的质量（ kg ）； c a 为链条加速度（ m /2s ）。 21 1 1 1= = r w c o s = - r w s i nvc ttdda dd （ 3-12）当 1= 180 / z 时， 22 1m a x 1 11180s i n2cwpa r wzmm （ 3-13）式中 p 为链节距 112 s i n (1 8 0 / )p r z（ 3-14）从动链轮的角加速度引起的动载荷2()dFN为 22 2ddwJF r dt （ 3-15） nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 16 式中 J 是从动系统转化到从动链轮轴上的转动惯量 2()kgm ； 2w 为从动链轮的角速度 ( srad/ rad/s)； 2r 为从动链轮的分度圆半径 (m )。计算结果表明，链轮的转速越高、节距越大、齿数越少，则传动的动载荷就越大。由于链条在横向的分速度 1v 也在作周期性的变化，将使链条发生横向振动，甚至发生共振，这也是链传动产生动载荷的重要原因之一。链节和链轮啮合瞬间的相对速度，也将引起冲击和动载荷，显然，链节距 p 越大，链轮的转速越高，则冲击越强烈。链传动在安装时，应使链条受到一定的张紧力。链传动张紧的目的主要是松边不致下垂过多，以免影响链条正常退出啮合和产生振动、跳齿或脱链现象，因而所需的张紧力比起带传动来要小的多。链条在工作过程中，紧边和松边的拉力是不等的。若不计传动中的动载荷，则链的紧边受到拉力1F是由链传递的有效圆周力eF、链的离心力所引起的拉力cF以及由链条松边垂边度引起的悬垂拉力fF三部分组成，即 1 e c fF F F F （ 3-15）链的松边所受拉力2F则由cF及fF两部分组成，即 2 cfF F F（ 3-16）有效圆周力 ()eFN为 1000e PF v （ 3-17）离心力引起的拉力cF(N )为 2cF qv（ 3-18）悬垂拉力 ()fFN的大小与链条的松边垂度及传动的布置方式有关，取 fF和fF 中之大者。 2 1 0ffF K q a nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 17 （ 3-19a） 2 s i n 1 0ffF K q a （ 3-19b）式中 p 为实际传递的的功率（ kW ）； v 为链速（ sm/ ）； q 单位长度链条的重量( mkg/ )； a 为链传动的中心距 (mm )；fK为垂度因数。图中 f 为垂度， a 为两轮中心联线与水平面的倾斜角。一般链边中点的相对垂度 af/ =1% 3%。 3.3 链传动设计电动机驱动 (额定功率 P =7.5kW ，转速 1n =1000 min/r )，从动轮转速2n =310 min/r ，载荷平稳。 1、选择链轮齿数链传动速比： 21nni 1000= = 3.23310选小链轮齿数 1z =25 。大链轮齿数 z2=iz1=3.2325=81 ，合适。 2、确定计算功率已知链传动工作平稳，电动机拖动，由表 3-2 选 AK =1.3，计算功率为 PKP AC =1.37.5kW =9.75kW 3 初定中心距0a，取定链节数pL初定中心距，推荐0a=(3050)p ，取0a=46p 。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 18 0 1 2 2 1p022a z + z z - z pL = + +p 2 2 a2 4 6 p 2 5 + 8 1 8 1 - 2 5 p= + + = 1 3 4 . 7 2p 2 2 4 6 pc0zp9 . 7 5= 6 . 7 41 . 3 4 1 . 0 8 1LPP k WK K K 221 2 1 2 2 184 2 2 2ppz z z z z zpa L L 221 5 . 8 7 5 2 5 8 1 2 5 8 1 8 1 2 51 3 6 1 3 6 8 6 4 3 . 0 54 2 2 2 mm 选取偶数链节pL=136 节 4 确定链节距 p 首先确定系数 ZK ， LK ， PK 。小链轮齿数系数 ZK =1.34。 LK（链长系数） =1.08 选单排链， PK =1。所需传递的额定功率为 c0zp9 . 7 5= 6 . 7 41 . 3 4 1 . 0 8 1LPP k WK K K 选择滚子链型号为 10A，链节距 p =15.875mm 。 5.确定链长和中心距链长 pLL P /1000=13615.875/1000=2.159m 中心距 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 19 221 2 1 2 2 184 2 2 2ppz z z z z zpa L L 221 5 . 8 7 5 2 5 8 1 2 5 8 1 8 1 2 51 3 6 1 3 6 8 6 4 3 . 0 5 5 0 04 2 2 2 m m m m 符合要求。中心距减小量 aa )0 04.00 02.0( =(0.002 0.004） 643.3=1.282.6mm 实际中心距 aaas =643.3-（ 1.282.6） =642.02640.7mm 取实际中心距sa=642mm 。 6 求作用在轴上的力。验算链速 11 1 0 0 0 2 5 1 5 . 8 7 5 6 . 6 1 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 0 0 0n z pv m s 作用在轴上的压轴力。计算有效圆周力eF=1000 vP/ =10007.5/6.615=1133.8N 水平工作取压轴力系数QK=1.30。轴上的压力QF=QKF =1.301133.8N =1473.9N 3.4 链轮设计计算 1.材料选择：采用 35 钢经正火处理，齿面硬度 160200HBS。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 20 2.分度圆直径 / ( s i n 1 8 0 / ) = 1 5 . 8 7 5 / ( s i n 1 8 0 / 2 5 ) = 1 2 6 . 6 6d p z mm 3.齿顶圆直径adm a x 11 . 2 5 1 2 6 . 6 6 1 . 2 5 1 5 . 8 7 5 1 0 . 1 6 1 3 6 . 3 4 ( )ad d p d m m (查表滚子最大直径 1d =10.16mm ) m i n 1 1+ 1 - 1 . 6 /ad d z p d 1 2 6 . 6 6 1 1 . 6 / 2 5 1 5 . 8 7 5 1 0 . 1 6 1 3 1 . 3 6 ( )mm 取ad=134(mm)。 4.齿根圆直径fd 1 1 2 6 . 6 6 1 0 . 1 6 1 1 6 . 5fd d d m m 5.分度圆弦齿高aha m a x 1 1= ( 0 . 6 2 5 + 0 . 8 / ) 0 . 5h z p d( 0 . 6 2 5 0 . 8 / 2 5 ) 1 5 . 8 7 5 0 . 5 1 0 . 1 6 5 . 3 5 ( )mm 。 m i n 10 . 5 ( ) 0 . 5 ( 1 5 . 8 7 5 1 0 . 1 6 ) 2 . 8 6 ( )ah p d m m 取ah=4.5mm 。 6.最大齿根距离 XL 11c o s ( 9 0 / ) 1 2 6 . 6 6 c o s ( 9 0 / 2 5 ) 1 0 . 1 6 1 1 6 . 2 5 ( )xL d z d m m 7.齿侧凸缘直径gd（查表 2h 为内链板最大高度；ah=15.09mm 1c o t (1 8 0 / ) 1 . 0 4 0 . 7 6gd p z h 1 5 . 8 7 5 c o t ( 1 8 0 / 2 5 ) 1 . 0 4 1 5 . 0 9 0 . 7 6 1 0 9 . 2 1 （ mm ） 8.齿侧圆弧半径er22m a x 1 10 . 0 0 8 (1 8 0 ) 0 . 0 0 8 1 0 . 1 6 (1 8 0 2 5 ) 6 5 . 4 3 ( )er d z m m nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 21 m i n 0 . 1 2 ( 2 ) 0 . 1 2 1 0 . 1 6 ( 2 2 5 ) 3 2 . 9 2 ( )11er d z m m 9滚子定位圆弧半径ir3m a x 1 10 . 5 0 5 0 . 0 6 9 5 . 2 8 ( )ir d d m m m i n 10 . 5 0 5 0 . 5 0 5 1 0 . 1 6 5 . 1 3 ( )ir d m m 10.滚子定位角 m a x 11 4 0 9 0 / 1 3 6 . 4z m i n 11 2 0 9 0 / 1 1 6 . 4z 11齿宽：1fb（是内链节内宽 9.40mm） 11 0 . 9 5 0 . 9 5 9 . 4 0 8 . 9 3 ( )fb b m m 12.齿侧倒角ab0 . 1 3 0 . 1 3 1 5 . 8 7 5 2 . 0 6 ( )ab p m m 13.齿侧半径xr14.链轮齿总宽fnb（ n 为排数） 1 8 . 9 3( 1 ) ( )fn tb n p b f m m 15.轴毂厚度 h ：（假设轴孔kd为 50mm ，查表 4-7 K =6.4） k= + / 6 0 . 0 1 6 . 4 5 0 / 6 0 . 0 1 1 2 6 . 6 6 = 1 6 . 0 0 ( )h K d d m m 16.轮毂长度 L )(8.52163.33.3m a x mmhL )(6.41166.26.2m i n mmhL 取长度 L 为 50mm 17轮毂直径hd)(82162502 mmhdd kh 。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 22 第 4 章育苗自动输送系统零部件设计校核 4.1 轴的设计及强度校核轴的材料为 20Cr，设计如图 4.1所示：图 4.1：轴零件图 4.1.1 轴强度计算拉力600NWF 1 16136 1 7 9 2 9 N / m0 . 9Pq b nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 23 式中： 1q 轴的均布载荷； P 力； b 宽度。 2 22 1 6 1 3 6 2 6 0 0 8 4 5 7 N / m2 . 0 5 0WRFqL 式中： 2q 均布载荷； R 反力； 2L 长度 103 127 7 0 . 6 N / m2 2 0 . 9TTq b 式中： 3q 前后均布载荷 1 0 13 () 1 2 7 0 . 3 8 8 2 7 3 7 6 N / m2 2 0 . 9T T Rm b 式中： 3m 平面上附加的均布力矩按扭转条件计算截面的强度 MP a1159.1751.02.0 4 7 6 0 1 3 13 M P aW TTca 因此截面安全。按弯扭合成条件计算截面 M P a1333.387760.1.0 )5.2 3 8 0 0 66.0(7 8 4 0 2 21) 13 2222 M P aW TMca（因此截面安全。 4.1.2 轴的疲劳强度校核截面直径最小，且有应力集中；截面为连接处，由于直径发生实然变化，产生明显的应力集中；由于直径最大且无应力集中，故不必对其他地方处进行校核，而只需对、截面进行校核。 nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 24 截面右侧 MP a94.1751.02.0 4 7 6 0 1 32.04 7 6 0 1 3 33 dWTT 因为截面受扭矩作用，所以 M Pa97.8 ma 由于变化形成的理论应力集中系数由表查取。因 0.0165108 dr，1.05510538 dD ，经插值后可查得 5.2 轴的材料的敏性系数为 85.0q 有效应力集中系数为 28.2)15.2(85.01)1(1 qk 尺寸系数 75.0表面质量系数为 88.0 处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 18.3188.0 175.0 28.211 kK取 05.0计算安全系数 5.197.397.805.097.818.31 1 51 SKS maca 可知其安全。截面左侧弯曲应力 M P a7.11542.01.0 1 8 6 2 6 01.01 8 6 2 6 0 33 dWMb所以 MPaa 7.11， 0m nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 25 扭转应力 M P a9.14542.02.04 7 6 0 1 32.04 7 6 0 1 333 dWTTT 所以 M Pa45.7ma 由于轴径变化形成的理论应力集中系数因 0.08354245 dr，1.33542720 dD ，经插值后可查得 8.1 ， 53.1 轴的材料的敏性系数为 83.0q ， 85.0q 有效应力集中系数为 66.1)18.1(83.01)1(1 qk 45.1)153.1(85.01)1(1 qk 尺寸系数 55.0尺寸系数 75.0表面质量系数为 91.0 此处未经表面强化处理，即 1q，则得综合系数值为 12.3191.0 155.0 66.111 kK03.2191.0 175.0 45.111 kK取 1.0， 05.0计算系数值caS64.3005.07.1112.3 1331 maKS nts棚室育苗自动输送系统设计毕业论文 26 64.745.705.045.703.2 1151 maKS 5.129.364.764.3 64

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