同步矩形传送机械设计与分析【17张CAD图纸、说明书全套】【YC系列】
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17张CAD图纸、说明书全套
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同步矩形传送机械设计与分析设计（论文）的主要内容 1.结合现场和文献资料，分析同步矩形运动传送机械的运行状况及主要存在的问题，进行文献综述。 2.根据功能和参数，论证同步矩形运动传送机械改进后的总方案设计。 3.设计横移机构，使产品沿水平方向移动1100mm，保证结构的刚度足够，结构合理、可靠。4.设计升降机构，使产品垂直升降150mm。5.设计同步机构，使30组横移梁同步运动，误差在可控范围。 6.撰写同步矩形运动传送机械置使用说明书。使用说明书应包含工作原理、装配关系、采用国家标准、操作方法、维护方法、使用限制等。设计参数：产品最大质量1200kg,产品长度：1528m；水平横移行程11mm；垂直行程：150mm；输送速度08.5m/min；横移梁宽2.1m；横移梁间距1.2m。设计（论文）任务要求：1.查阅科技文献和翻译资料，了解同步矩形运动传送机械方面的相关最新资料，国际国内设计动态，完成开题报告。2.深入了解同步矩形运动传送机械的工作原理以及各种现场的使用现状。3.同步矩形运动传送机械设计多方案比较，选择合理设计方案并进行计算，设计安全可靠，满足装配及零件加工结构工艺性要求；对方案进行经济分析，论证其具有可行性。4.画出同步矩形运动传送机械的总装配图和零件图（不少于A0#1张，A3#20张）。完成各零件图和装配图应符合“毕业设计图纸相关标准”规范。5.设计说明书完整清晰，字数约12000-15000，设计依据和计算结果合理正确，毕业设计说明书、中文摘要、译文等应完成或达到学校规定的本科毕业设计的各种相关要求。6.未述要求按照学校毕业设计要求执行。主要参考文献（由指导教师指定）：1 陈洁等.基于同步矩形运动的型材输送机械设计与分析J.机械设计与制造，2011，（10）：56-58. 2 李宁.20kg铝锭连续铸造机组脱模机构改进设计研究J.机械研究与应用，2006，19（2）：18-19.3 崔文平.40t燃油铝混合炉门升降机构的改造J.焦作大学学报，2005，（2）：63-64. 4 张东. DPB130铝铝泡罩包装机的设计J.包装与食品机械，2004，22（2）：21-24. 5 路傲等.不断发展中的拉舍尔花边机J.纺织导报，2005，（8）：78-80. 6 郑向阳.电脑针织横机针床横移机构的设计J.针织工业，2001，（1）：31-33.7 郭俊华等.经编机梳栉横移机构的发展J.针织工业，2006，（11）：1-4. 8 荆友录.立体车库车辆存取机构的设计J.起重运输机械，2006，（11）：28-29. 9 雷春丽.铝锭连续铸造机组中冷却运输机驱动装置的改进J.煤矿机械，2006，27（10）：156-157. 10 苏景民.铝锭冷却运输机油缸驱动机构的受力分析及改进J.兰州工业高等专科学校学报，2002，9（4）：27-31. 11 陈洁等.型材输送机械升降机构的液压同步设计J.起重运输机械， 2011，（2）：37-39.同步矩形传送机械设计与分析设计（论文）的主要内容 1.结合现场和文献资料，分析同步矩形运动传送机械的运行状况及主要存在的问题，进行文献综述。 2.根据功能和参数，论证同步矩形运动传送机械改进后的总方案设计。 3.设计横移机构，使产品沿水平方向移动1100mm，保证结构的刚度足够，结构合理、可靠。4.设计升降机构，使产品垂直升降150mm。5.设计同步机构，使30组横移梁同步运动，误差在可控范围。 6.撰写同步矩形运动传送机械置使用说明书。使用说明书应包含工作原理、装配关系、采用国家标准、操作方法、维护方法、使用限制等。设计参数：产品最大质量1200kg,产品长度：1528m；水平横移行程11mm；垂直行程：150mm；输送速度08.5m/min；横移梁宽2.1m；横移梁间距1.2m。设计（论文）任务要求：1.查阅科技文献和翻译资料，了解同步矩形运动传送机械方面的相关最新资料，国际国内设计动态，完成开题报告。2.深入了解同步矩形运动传送机械的工作原理以及各种现场的使用现状。3.同步矩形运动传送机械设计多方案比较，选择合理设计方案并进行计算，设计安全可靠，满足装配及零件加工结构工艺性要求；对方案进行经济分析，论证其具有可行性。4.画出同步矩形运动传送机械的总装配图和零件图（不少于A0#1张，A3#20张）。完成各零件图和装配图应符合“毕业设计图纸相关标准”规范。5.设计说明书完整清晰，字数约12000-15000，设计依据和计算结果合理正确，毕业设计说明书、中文摘要、译文等应完成或达到学校规定的本科毕业设计的各种相关要求。6.未述要求按照学校毕业设计要求执行。主要参考文献（由指导教师指定）：1 陈洁等.基于同步矩形运动的型材输送机械设计与分析J.机械设计与制造，2011，（10）：56-58. 2 李宁.20kg铝锭连续铸造机组脱模机构改进设计研究J.机械研究与应用，2006，19（2）：18-19.3 崔文平.40t燃油铝混合炉门升降机构的改造J.焦作大学学报，2005，（2）：63-64. 4 张东. DPB130铝铝泡罩包装机的设计J.包装与食品机械，2004，22（2）：21-24. 5 路傲等.不断发展中的拉舍尔花边机J.纺织导报，2005，（8）：78-80. 6 郑向阳.电脑针织横机针床横移机构的设计J.针织工业，2001，（1）：31-33.7 郭俊华等.经编机梳栉横移机构的发展J.针织工业，2006，（11）：1-4. 8 荆友录.立体车库车辆存取机构的设计J.起重运输机械，2006，（11）：28-29. 9 雷春丽.铝锭连续铸造机组中冷却运输机驱动装置的改进J.煤矿机械，2006，27（10）：156-157. 10 苏景民.铝锭冷却运输机油缸驱动机构的受力分析及改进J.兰州工业高等专科学校学报，2002，9（4）：27-31. 11 陈洁等.型材输送机械升降机构的液压同步设计J.起重运输机械， 2011，（2）：37-39. XX大学XX学院毕业设计 (论文)同步矩形传送机械设计作 者:学 号：学院(系):专 业:题 目: 2014 年 月毕业设计说明书（论文）中文摘要采用同步矩形运动传送机械是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。同步矩形传送可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用同步矩形传送是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。本课题的主要内容是采用同步矩形运动传送机械，设计横移机构，使产品沿水平方向移动1100mm，保证结构的刚度足够，结构合理、可靠。设计升降机构，使产品垂直升降150mm。计同步机构，使30组横移梁同步运动，误差在可控范围。结合设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题。解决问题.研究问题。并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。尽力使同步矩形传送使用方便，结构简单。 关键词： 同步矩形；结构设计；步进电机；回转毕业设计说明书（论文）外文摘要AbstractThe synchronous rectangular transmitting motion machinery is to improve product quality and productivity, the realization of the production process automation, improve working conditions, reduce labor intensity is an effective means of. According to the predetermined requirements of automation technology and equipment or hold the tools to operate. The heavy labor synchronous rectangular transmission can substitute for manpower, greatly reduce the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and automation level of production. Industrial production in the often cumbersome workpiece handling and frequent, the long, monotonous operation, using synchronous rectangular transfer is effective; in addition, it can operate in high temperature, low temperature, water, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition, but also show its superiority, there are broad prospects for the development.The main content of this paper is using synchronous rectangular transmitting motion machine, design of shogging mechanism, make the product moves 1100mm along the horizontal direction, ensure that the stiffness of the structure is adequate, reasonable structure, reliable. Design of lifting mechanism, make the product vertical lifting 150mm. Meter synchronization mechanism, so that the 30 groups of transverse beam motion synchronization, error in the controllable range.Combined with the design of all aspects of knowledge, in the design process, learn how to find problems. To solve the problem. The problem. And into his thoughts and ideas in the design, improve their innovation ability. Try to make synchronous rectangular transmission is easy to use, simple in structure. Keywords ：synchronous rectangle; structure design; stepping motor; rotary目 录1 绪 论12 同步矩形传送机构总体方案设计22.1规格参数22.2有效负载22.3运动特性22.4 工作范围（工作半径）22.5 同步矩形传送材料的选择22.6同步矩形传送的驱动元件32.7 水平方向移动计算42.7.1 电机计算42.7.2齿轮齿条的设计计算72.7.3齿条齿部弯曲强度的计算112.8 小齿轮的强度计算112.8.1齿面接触疲劳强度计算112.8.2齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算142.9 升降方向结构计算163 液压部分的设计计算183.1油缸主要参数的确定183.1.1液压缸内径的计算183.1.2活塞杆直径的设计183.1.3液压缸缸体厚度计算183.1.4.液压缸长度的确定193.1.5活塞杆直径的设计193.2油缸主要部位的计算校核213.2.1缸筒壁厚的计算213.2.2 活塞杆强度和液压缸稳定性计算213.2.3缸筒壁厚的验算233.2.4 缸筒的加工要求253.2.5法兰设计253.2.6 (缸筒端部）法兰连接螺栓的强度计算263.3 活塞的设计283.4 导向套的设计与计算283.5 端盖和缸底的设计与计算303.6 液压泵的参数计算313.7 电动机的选择313.8 液压元件的选择323.8.1 液压元件的选择323.8.2 油管的选择343.9 验算液压系统性能353.9.1 压力损失的验算及泵压力的调整353.9.2 液压系统的发热和温升验算373.10 油箱设计383.10.1油箱有效容积的确定383.10.2 油箱容积的验算383.11辅助元件404 横梁等其他结构件的设计41总 结52致 谢53参考文献541 绪 论随着人类科技的进步，社会经济的发展，同步矩形传送机械设计成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。它体现了光机电一体化技术的最新成就，同步矩形传送作为其中的佼佼者更是发挥了不可磨灭的作用。在人类社会中，凡是有机械活动的地方，都能看到同步矩形传送的身影。同步矩形传送产品的应用已经由核工业和军事科技等高端科学领域向医疗、农业甚至是服务娱乐等民用领域发展了，并且各式各样的同步矩形传送正在涌现出来，以惊人的速度延伸到人类活动的各个领域。本文研究主要内容通过利用网络工具、图书馆的书籍和各类期刊、杂志查阅了解同步矩形传送的相关知识，确定本设计符合要求，满足需要。具体设计方法如下：1、查阅资料、结合所学专业课程，产生同步矩形传送结构设计的基本思路；2、查阅各类机械机构手册，确定合理的同步矩形传送结构；3、根据给定技术参数来选择合适的手部、腕部、臂部等部位；4、重点对驱动机构及控制机构进行设计研究；5、通过研究国内外情况，确定本设计课题的重点设计；6、完成2D装配图的设计和绘制，并由此绘制零件图；7、编写设计说明书；8、检查并完善本设计课题。本设计采用的方法是理论设计与经验设计相结合的方案，所运用的资料来源广泛，内容充足。552 同步矩形传送机构总体方案设计本文的重要任务是完成同步矩形传送的设计，本章内容是围绕同步矩形传送机构设计任务来展开，介绍同步矩形传送执行机构设计思路。2.1规格参数用途：传送产品最大质量1200kg产品最大质量1200kg,产品长度：1528m；水平横移行程11mm；垂直行程：150mm；输送速度08.5m/min；横移梁宽2.1m；横移梁间距1.2m。 2.2有效负载有效负载是指同步矩形传送操作臂在工作时臂端可能搬运的物体重量或所能承受的力或力矩，它表示了同步矩形传送的负载能力。同步矩形传送的载荷不仅仅取决于负载的质量，还与同步矩形传送运动的速度和加速度的大小及方向有关。为了安全起见，有效负载是指高速运行时的有效负载。产品最大质量1200kg。2.3运动特性速度和加速度是表明同步矩形传送运动特性的主要指标。它反映了同步矩形传送的使用效率和生产水平，同步矩形传送的运动速度越高，则其使用效率越高，生产水平越高。但速度越快产生的冲击和震动也越大，因此提高同步矩形传送的加减速速能力，保证同步矩形传送加速过程的平稳性是非常重要的。对于本文中的同步矩形传送，在没有负载时可以适当地加快其运动速度;而在其有负载时，末端执行器(手爪)通常要和物体直接接触，为了安全起见，务必要尽量减少手臂的运动速度。总的来说，同步矩形传送的速度在一定范围内要是可调的，这样才能满足在各种不同情况下的使用需要。2.4 工作范围（工作半径）工业同步矩形传送的工作范围是根据工业同步矩形传送作业过程中的操作范围和运动的轨迹来确定的,用工作空间来表示的。2.5 同步矩形传送材料的选择同步矩形传送手臂的材料应根据手臂的实际工作情况来进行选择，在满足同步矩形传送的设计和运动要求前提下。从设计的理论出发，同步矩形传送手臂要进行各种运动。因此，对材料的一个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料并要求有一定刚度。另一方面，手臂在运动过程中往往会产生冲击和振动，这必然大大降低它的运动精度。所以在选择材料时，需要对质量、刚度、强度、弹性进行综合考虑，以便有效地提高手臂的运动性能。此外，同步矩形传送手臂选用的材料与一般的结构材料不同。同步矩形传送手臂是要受到控制的，必须考虑它的可控性。在选择手臂材料时，可控性还要和材料的可加工性、成本、质量等性质一起考虑。总之，选择同步矩形传送手臂的材料时，要综合考虑强度、刚度、重量、弹性、抗震性、外观及价格等多方面因素。下面介绍几种同步矩形传送手臂常用的材料(l)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢：这类材料强度好，尤其是合金结构钢强度增加了很多倍、弹性模量大、抗变形能力强，是应用最广泛的材料;(2)铝、铝合金及其它轻合金材料：其共同特点是重量轻、弹性模量不大，但是材料密度小，但仍可与钢材相比;(3)陶瓷：陶瓷材料具有良好的品质，但是脆性大，可加工性不高，一般用于和金属连接的特殊部位。然而，国外已经设计出纯陶瓷的同步矩形传送臂了。从本文设计的同步矩形传送的角度来看，在选用材料时不需要很大的负载能力，也不需要很高的弹性模量和抗变形能力，此外还要考虑材料的成本，可加工性等因素。在衡量了各种因素和结合工作状况的条件下，初步选用铝合金作为机械臂的构件材料。2.6同步矩形传送的驱动元件在同步矩形传送驱动系统中，电气驱动是利用各种电动机产生的力或力矩，直接或经过减速机构去驱动同步矩形传送的关节，来获得动力。电气驱动主要有步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机、直线电动机以及最近几年出现的超声波电机和HD电动机【10】等几种。步进电机是一种用电脉冲信号进行控制，每输入一个脉冲，步进电机就进行回转一定的角度，脉冲数与角度数成正比，旋转方向取决于输入脉冲的顺序。步进电机可在很宽的范围内，通过脉冲频率同步，能够按照脉冲要求进行起动、停止、反转和制动变速，有较强的阻碍偏离稳定的能力。在同步矩形传送中位置控制系统中得到了极大的应用。主要有永磁式、反应式、永磁感应子式三种。直流伺服电机是用直流电供电的电动机。其功能是将输入的受控电压/电流能量转换为电枢轴上的角位移或角速度输出。直流伺服电机的工作原理和基本结构均与普通动力用直流电机相同。特点是稳定性好、可控性好、响应迅速、转矩大。一般有永磁式和电磁式，在同步矩形传送驱动系统中多采用永磁式直流伺服电机。.交流伺服电机的使用情况与直流伺服电机相同，但交流伺服电机与直流伺服电机相比，结构简单、工作可靠、功率大、过载能力强、无电刷、维修方便，因而交流伺服电机是今后同步矩形传送用电机的主流。低速电机主要用于系统精度要求高的同步矩形传送。为了提高功率效率比，伺服电机制成高转速，经齿轮减速后带动机械负载。由于齿轮传动存在间隙，系统精度不易提高，若对功率效率比要求不十分严格，而对于精度有严格的要求，则最好取消减速齿轮，采用大力矩的低速电机，配以高分辨率的光电编码器及高灵敏度的测速发电机，实现直接驱动。环形超声波电动机具有低速大转矩的特点，使用在同步矩形传送的关节处，不需齿轮减速，可直接驱动负载，因而可大大改善功率重量比，并可利用其中空结构传递信息。HD电动机是一种小型大转矩(大推力)的电动机，电动机可直接与负载连接，可应用在系统定位精度要求高的同步矩形传送产品中。通过上述对几种同步矩形传送常用电机的分析和比较，综合考虑本文同步矩形传送臂并不要求有很高的扭矩，但是要求有较高精度并要求能够快速启动和制动，所以选择应用较为广泛的步进电机作为驱动电机。2.7 水平方向移动计算 2.7.1 电机计算（1）选择步进电机齿轮齿条工作时，需要克服摩擦阻力矩、工件负载阻力矩和启动时的惯性力矩。根据转矩的计算公式15： （3.1） （3.2） （3.3） （3.4） （3.5） （3.6） （3.7） （3.8）式中： 偏转所需力矩（Nm）；摩擦阻力矩（Nm）；负载阻力矩（Nm）；启动时惯性阻力矩（Nm）；工件负载对回转轴线的转动惯量（kgm2）；对回转轴线的转动惯量（kgm2）；偏转角速度（rad/s）；质量（kg）；负载质量（kg）；启动时间（s）；部分材料密度（kg/m3）；末端的线速度（m/s）。根据已知条件：=1200 kg，m/s，m，m，m，s，采用的材料假定为铸钢，密度kg/m3。将数据代入计算得： kg r/s kgm2 kgm2 Nm Nm Nm因为传动是通过齿轮齿条实现的，所以查取手册15得：弹性联轴器传动效率；滚动轴承传动效率（一对）；齿轮齿条传动效率；计算得传动的装置的总效率。电机在工作中实际要求转矩 Nm （3.9）根据计算得出的所需力矩，结合北京和利时电机技术有限公司生产的90系列的五相混合型步进电机的技术数据和矩频特性曲线，如图3.3和图3.4所示,选择90BYG5200B-SAKRML-0301型号的步进电机。图3.3 90BYG步进电机技术数据图3.4 90BYG5200B-SAKRML-0301型步进电机矩频特性曲线2.7.2齿轮齿条的设计计算1. 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数a. 选直齿圆柱齿轮;b. 货叉为一般工作机械，速度不高，故选用7级精度（GB/0095-88）;c. 材料选择。选择齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，齿条材料为45钢（调质），硬度为240HBS；d. 初选齿轮齿数为Z=20。2. 按齿面接触强度计算 设计公式为dt2.32 (4-3-1)a. 确定公式内各参数的值。（1）.试选载荷系数Kt=1.2(2).计算齿轮传递的转矩T= (4-3-2)=1.47*N.mm(3).选齿宽系数=0.45（4）.查得材料的弹性影响系数ZE=189.8 (5).按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限，齿条的接触疲劳强度极限（6）取齿轮接触疲劳寿命系数kH=0.90, 齿条接触疲劳寿命系数kH=0.95（7）计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1，安全系数S=1，由公式=求得：齿轮的接触疲劳许用应力=540MPa,齿条的接触疲劳许用应力=522.5Mpa。b. 按齿面接触强度计算(1) 计算齿轮的分度圆直径dt2.32 (4-3-3) =2.32 =36.5mm（2）.计算圆周速度v= (4-3-4) = =0.05m/s（3）.齿宽b=*dt=0.45*36.5=16.425mm (4-3-5)(4).计算齿宽与齿高之比 模数 mt=36.5/20=1.825mm (4-3-6) 齿高 h=2.25mt=2.25*1.825=4.11mm (4-3-7) =16.425/4.11=3.996（5）.计算载荷系数 根据v=0.05m/s,7级精度，由图可查得动载系数Kv=1.002 直齿轮，KH=KF=1由表查得使用系数KA=1.25由表查得7级精度，齿轮悬臂布置时，KH=1.189由=3.996，KH=1.189，查得KF=1.14；故载荷系数 K=KAKvKHKH=1.002*1*1.25*1*1.189=1.489 (4-3-8)（6）.按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由公式得： d=dt=36.5=39.222mm (4-3-9)(7).计算模数m m=d/z=39.222/20=1.96mm (4-3-10)3.按齿根弯曲强度计算弯曲强度的设计公式为 m (4-3-11)a. 确定公式内各参数的值（1）.查得齿轮的弯曲疲劳强度极限；齿条的弯曲疲劳强度极限（2）.查得齿轮的弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.83；齿条的弯曲疲劳寿命系数KFN2=0.88；（3）.计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由公式得： 齿轮的许用应力=296.43Mpa (4-3-12) 齿条的许用应力=238.86Mpa (4-3-13)(4).计算载荷系数K K=KAKvKFKF=1.002*1.25*1*1.14=1.428 (4-3-14) (5).查取齿形系数查得齿轮的齿形系数YFa=2.80 (6).查取应力校正系数查得YSa=1.55(7).计算 =0.01464 (4-3-15)b. 设计计算m (4-3-16) =1.51mm 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数1.51并就近圆整为标准值m=2mm,按接触强度算得的分度圆直径d=39.222mm，算出齿轮齿数z=d/m=39.222/2 =20这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4.几何尺寸的计算a.计算分度圆直径 d=mz=2*20=40mm (4-3-17)b计算齿轮齿条宽度 b=*d=0.45*40=18mm, (4-3-18)取齿轮宽度B=17mm,齿条宽度为B=16mm.c.计算齿顶圆直径 da=d+2ha*m=40+2*2=44mm (4-3-19)d.计算齿根圆直径 df=d-2(ha+c)m=40-2*1.25*2=35mm (4-3-20)e.计算齿轮齿条的节距 P=m=2 (4-3-21)f.计算齿顶高ha=m=1*2=2 (4-3-22)g.计算齿根高 hf=(+)m=(1+0.25)*2=2.5 (4-3-22)2.7.3齿条齿部弯曲强度的计算齿条牙齿的单齿弯曲应力： 式中： 齿条齿面切向力 b 危险截面处沿齿长方向齿宽 齿条计算齿高 S 危险截面齿厚 从上面条件可以计算出齿条牙齿弯曲应力： =451.16N/mm上式计算中只按啮合的情况计算的，即所有外力都作用在一个齿上了，实际上齿轮齿条的总重合系数是2.63（理论计算值），在啮合过程中至少有2个齿同时参加啮合，因此每个齿的弯曲应力应分别降低一倍。 = 182.2N/mm 齿条的材料我选择是 45刚制造，因此：抗拉强度 690N/mm (没有考虑热处理对强度的影响)。齿部弯曲安全系数 S = / = 3.8 因此，齿条设计满足弯曲疲劳强度设计要求。又满足了齿面接触强度，符合本次设计的具体要求。2.8 小齿轮的强度计算2.8.1齿面接触疲劳强度计算计算斜齿圆柱齿轮传动的接触应力时，推导计算公式的出发点和直齿圆柱齿轮相似，但要考虑其以下特点：啮合的接触线是倾斜的，有利于提高接触强度 ；重合度大，传动平稳。齿轮的计算载荷为了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算。沿齿面接触线单位长度上的平均载荷P（单位为N/mm）为 P = Fn 作用在齿面接触线上的法向载荷L 沿齿面的接触线长，单位mm法向载荷Fn 为公称载荷，在实际传动中，由于齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法面载荷增大。此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配不是均匀的，即使在一对齿上， 载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此在计算载荷的强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算Pca （单位N/mmm）进行计算。即 Pca = KP =K K载荷系数载荷系数K包括 ：使用系数，动载系数，齿间载荷分配系数及齿向载荷分布数，即 K = 使用系数是考虑齿轮啮合时外部领接装置引起的附加动载荷影响的系数。 = 1.0 动载系数齿轮传动制造和装配误差是不可避免的，齿轮受载后还要发生弹性变形，因此引入了动载系数。 = 1.0 齿间载荷系数齿轮的制造精度7级精度2 = 1.2 齿向荷分配系数 齿宽系数 d = b/d = 18.14/12.13 = 1.5 = 1.12+0.18(1+0.6d) + 0.23*10b = 1.5 所以载荷系数 K= = 1*1*1.2*1.5 = 1.8斜齿轮传动的端面重合度 = bsin = 0.318d*ztan = 1.65 在斜齿轮传动中齿轮的单位长度受力和接触长度如下： P ca = KP =K 因为 Fn = Ft/(cos*cos1) 所以 =1.8*3297.6/18.14/1.65/0.67= 296N/mm利用赫兹公式，代入当量直齿轮的有关参数后，得到斜齿圆柱齿轮的齿面接触疲劳强度校核公式2 ： = 式中： Z 弹性系数 主动小齿轮选用材料20CrMo制造，根据材料选取，均为0.3， E，E都为合金钢 ， 取189.8 MPa求得 Z = 5.7节点区域系数Z = 2.24齿轮与齿条的传动比 u , u趋近于无穷则 所以 = 51.6 MPa小齿轮接触疲劳强度极限 = 1000 MPa 应力循环次数 N = 2*10 所以 = 1.1 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S = 1，可得 = 1.1*1000MPa = 1100MPa （4-38）K 接触疲劳寿命系数由此可得 所以，齿轮所选的参数满足齿轮设计的齿面接触疲劳强度要求。2.8.2齿轮齿跟弯曲疲劳强度计算齿轮受载时，齿根所受的弯矩最大，因此齿根处的弯曲疲劳强度最弱。当齿轮在齿顶处啮合时，处于双对齿啮合区，此时弯矩的力臂最大，但力并不是最大，因此弯矩不是最大。根据分析，齿根所受的最大玩具发生在轮齿啮合点位于单对齿啮合最高点时。因此，齿根弯曲强度也应按载荷作用于单对齿啮合区最高点来计算。斜齿轮啮合过程中，接触线和危险截面位置在不断的变化，要精确计算其齿根应力是很难的，只能近似的按法面上的当量直齿圆柱齿轮来计算其齿根应力。将当量齿轮的有关参数代入直齿圆柱齿轮的弯曲强度计算公式，考虑螺旋角使接触线倾斜对弯曲强度有利的影响而引入螺旋角系数，可得到斜齿圆柱齿轮的弯曲疲劳强度计算校核公式： 齿间载荷分配系数= 1.2 齿向载荷分配系数 = 1.33 载荷系数K= = 1*1*1.2*1.3 =1.56 齿形系数 校正系数 = 1.4螺旋角系数 校核齿根弯曲强度= = = 323.8MPa弯曲强度最小安全系数=1.5 计算弯曲疲劳许用应力 弯曲疲劳寿命系数 = 1.5 可得， = 1.5*1000/1.5 = 1000 MPa所以 7MPa的中高压系统时,过滤精度为1015m，在查表20-8-132，选择吸油过滤器温州黎明WU160-100J。4 横梁等其他结构件的设计由于横梁是三个方向上尺寸相差不太多的箱体零件，用材料力学的强度分析方法不能全面地反应它的应力状况。目前，在进行初步设计计算时，还只能将横梁简化为简支梁进行粗略核算，而将许用应力取得很低。按简支梁计算出的横梁中间截面的应力值和该处实测应力值还比较接近，因此作为粗略核算，这种方法还是可行的。但无法精确计算应力集中区的应力，那里的最大应力要大很多。一、 上横梁的强度与刚度的计算：由于上横梁的刚度远大于立太平的刚度，因此可以将上横梁简化为简支梁，支点间距离为宽边立柱中心距。（1）同步矩形传送工作的公称力简化为作用于法兰重心上的两个集中力，如下图：最大弯矩在梁的中点：Mmax =P/2（1/2 D/）式中： P 公称压力（N）； D 接触面平均直径（cm）； L 立柱宽边中心距（cm）。 最大剪力为：Q =P/2最大挠度在梁的中点：0 =P/48EJ(L/2D/)3L4（L/2D/）KPL/4GA12（D/L）PL/48EJ16（D/L）4（D/L）KPL/4GA12（D/L）式中： E 梁的弹性模量（N/）； J 梁的截面惯性矩（cm）； G 梁的剪切弹性模量（N/）； A 梁的截面积（cm）； K 截面形状系数，见式（280）。二、活动横梁的强度及刚度计算：对同步矩形传送，一般只校核活动横梁承压面上的挤压应力，对Q235应力80MPa，尚需考虑活动横梁的自重G，其受力简图如下：P为侧缸公称力，简化为一个集中力，重力G/2的作用点近似地取为半边活动横梁的重心处，许用应力可取60-75MPa。 一般而言，活动横梁很少因为强度不够而损坏，但生产中曾出现过由于违章操作，而在下砧已撤出的情况下，将活动横梁停在限程套上而加压并引起破坏的事故。此外，在出砂孔及与柱塞联接的螺孔处，有出现裂纹的情况，这往往是由于联接螺钉松动而造成的。三、下横梁的强度及刚度计算：下横梁的受力情况经常随不同的工艺而变化，一般分以下4种情况来核算。（1）集中载荷 如对锻造液压机砧座的窄边，可看作集中载荷，受力简图如下：图中简支梁的跨度为立柱窄边或宽边中心距由砧座的放置位置而定。最大弯矩：Mmax = PL /4最大挠度：max = PL/48EJKPL/4GF各符号代表意义同前。 （2）均布载荷 一般是对砧座宽边或模锻，镦粗等情况，受力简图如下：最大弯矩为：Mmax =PL/4qL1/8式中： q 均布力，q =P/L1（N/cm）； L1 均布力分布宽度（cm）。若设L1 =2/3L，则最大挠度为：max =11/648PL/EJ +KPL/6GF最大弯矩为：Mmax =P/2最大剪力为： Qmax =P/2（4）偏心载荷 受力情况如下图：最大弯矩为：Mmax =P/L(L/2)-e式中： e 偏心距。（3）梁联接螺栓的计算 组合梁由拉紧螺栓来联接，并用键承受剪力以防止错移。螺栓的排数及个数由结构确定。一般上排螺栓受力较大，因此总的截面也比较大，如各排螺栓中心线到底边的距离分别为a1、a2、a3、.an，则各排螺栓的总截面积应按ai/a1的比例而减小，第2排为：A2=A1a2/a1第n排为：An=A1an/a1式中： A1、A2、A3、An 第1、2、n 排螺栓的总截面积（cm）。这样各排螺栓的应力大致相等，其值为：式中： M 组合梁接合面最大弯矩M =PL/2- 螺栓许用应力，=70-80MPa。四、上梁1受力分析 上横梁可视为受两集中力，两端支承的简支梁。图3-1所示受力图及剪力弯矩图。其中： P公称压力（kgf） P=30010/9.8=30612.24kgfB立柱中心距（cm）图3-1 上横梁受力图图3-2 -截面图 在主截面（I-I）所受弯矩： （3-1） 截面(-)剪力： （3-2）2截面-强度计算 截面宽度 截面高度 截面积 （3-3） 面积重心至x轴距离 截面对x轴的静面矩 （3-4） 静面矩S与面积重心至x轴距离乘积 （3-5） 各截面积的惯性矩 （3-6） 重心至x轴的惯性矩 截面对x轴的惯性矩 （3-7） 截面对x轴的惯性矩 （3-8） 受压截面和受拉截面弯曲应力相等为 （3-9）由此可得，在截面-上弯曲应力小于许用应力，安全。3截面-剪切强度计算 由分析得，最大应力在中心横断面及截面-上。 （3-10） 式中： Q截面-剪切力 （3-11） B简化截面宽度 H简化截面高度 代入得： （3-12） 由此可得，在截面-上剪切强度小于许用剪切强度，安全。五、下梁1受力分析 如图3-3所示，下横梁I-I截面受力图及剪力弯矩图。 均布载荷 图3-3 下横梁受力图 在I-I截面上弯矩为： （3-13） 截面(-)剪力： （3-17） 2截面-强度计算 截面宽度 截面高度 截面积 （3-18） 面积重心至x轴距离 截面对x轴的静面矩 （3-19） 静面矩S与面积重心至x轴距离乘积 （3-20） 各截面积的惯性矩 （3-21） 重心至x轴的惯性矩 截面对x轴的惯性矩 （3-22） 截面对x轴的惯性矩 （3-23） 受压截面和受拉截面弯曲应力相等为 （3-24） 由此可得，在截面-上弯曲应力小于许用应力，安全。3截面-剪切强度计算 由分析得，最大应力在中心横断面及截面-上。 （3-25） 式中： Q截面-剪切力 B简化截面宽度 H简化截面高度 代入得： （3-26） 由此可得，在截面-上剪切强度小于许用剪切强度，安全。总 结本文设计了一种同步矩形传送，详细地设计了移动同步矩形传送的各个部分，在全面分析各个系统的基础上，对系统研究过程中所遇到的一些问题也进行了深入的研究。同步矩形传送是一种具有很大的研究价值和应用前景的同步矩形传送，在不方便操作的地方都扮演着很重要的角色l 通过功能和设计任务的分析，初步制定了同步矩形传送的总体方案。l 接
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