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本科毕业设计说明书（论文） 第 31 页 共 31 页 1 引言随着人类社会的不断进步和人口数量的不断增加，越来越多的土地被用于住房修建，道路建设，厂房扩建等等，总之，可用于种植的土地越来越少，土地的使用价值也就变得越来越高了，因此提高土地的利用率是各土地使用者最终的目标。现代社会，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市的生存空间却越来越小，于是出现了利用空间的理念，城市中开始出现立体建筑，立体交通和立体停车库。随之，也就出现了多层育秧来减少使用土地的面积。多层育秧就是利用机械结构和育秧盘来实现的立体育秧。11 设计大型自动循环式立体育秧房的目的和意义目前的育秧技术已经很成熟了，例如浸种时间，播种量，特定温度催苗时间，通风炼苗时间，等等这些技术都已经程序化，而现在的育秧房大部分都在大棚内，至于立体育秧大部分只是采用多层的机械框架，来摆放多层的育秧盘，来达到节省空间的目的。这种在棚内架设多层棚架的方法，虽然提高了棚内面积的利用率，在大棚面积相同的情况下，大大增加了育秧面积，但是这样的育秧方式也存在不少的弊端，例如工人必须爬上爬下来摆放育秧盘，由于温度和湿度的原因高层和底层的 秧苗生长不平衡，因此要经常互换，这更增加了劳动强度，大棚的阳面和阴面也会使秧苗生长不平衡，还有就是不便实现机械化等等。这些都是目前一些简单的立体育秧房存在的不足。目前还出现了工厂化育秧，它拥有工厂化的育秧大棚，播种机械房，播种机械生产线，立体育秧房等等，这种立体育秧房大多数还只是利用钢结构实现多层存放，还是很难解决工人的劳动强度和秧苗生长平衡的问题。然而本课题设计出的自动循环式立体育秧房却能很好的解决出现的这些问题。根据设计要求设计出的自动循环式立体育秧房应具备以下几个特点：（1） 节省占地面积，充分利用空间这是所有立体育秧房所共有的基本特点，但是自动循环式立体育秧房的外罩是采用透光的钢化玻璃，其高度是那些普通大棚所无法比的，里面的循环框架根据需要也可以建的很高，而普通的多层框架不仅受到大棚高度的限制，即使采用玻璃外罩也不能建的太高，是因为太高会导致高层的很难去摆放，而且也会增大湿度与温度的差距。所以自动循环式立体育秧房更能节省用地。（2） 经济实用，使用安装维护方便这种育秧房的传动结构类似垂直循环式立体车库，是采用链条传动，结构简单实用，立体框架是可拆卸的，运输和安装都比较方便。 （3） 减轻工人的劳动强度这种育秧房具有自动循环功能，不需要工人爬上爬下来摆放育秧盘，也不需要定期互换各层秧苗位置，只要根据不同的秧苗或秧苗不同的生长时期，来选择不同的循环模式。（4）充分利用光能，缩短育秧期，提高秧苗质量由于这种育秧房带着育秧盘不断的循环，所以阳面和阴面秧苗就会不停交换，这样无论是上午还是下午秧苗就都能不断的接受太阳光，促进秧苗的快速生长，缩短了育秧期，提高了移植成活率。 （5）平衡秧苗生长环境，保证秧苗生长平衡保证秧苗生长平衡，就要保证所有秧苗的生长环境都一样。通过育秧盘的不断循环，不断改变秧苗位置，使所有的秧苗都有相同的位置时间，这样正好平衡了房内温度，湿度和光照。（6）便于工厂化育秧实现机械化工厂化育秧技术从种子处理过程，浸种催芽，床土准备，到播种，都有专门的农业机械，如果再采用自动循环式立体育秧房，就基本上实现了育秧机械化，提高劳动生产率，降低生产成本。总而言之，此种自动循环与氧装置能适应工厂化育秧技术的发展，具有各种良好的特点，因此具有很大的发展潜力，也有广阔的发展空间。从各个角度都可以看出，此类机械装置在人口越来越多，耕地面积越来越少的社会，在人们追求效率和效益的市场经济下，它的应用和发展也是必然的，相信会有更多，更实用的机械产品的出现 。12 研究方法与过程这种自动循环机构应该属于塔式起重机械一类的，而且与垂直循环式立体车库的机械结构是非常类似的，只是在传递功率和性能要求上有所不同，因此目前垂直循环式立体车库的技术现状就代表了立体育秧房中的自动循环结构的技术现状。根据垂直循环式立体车库的工作原理来设计自动循环式立体育秧房的循环结构：垂直循环立体停车库是采用在垂直方向作循环运动的停车系统存取车辆的一种机械式停车设备。其传动系统由电机、减速器和传动链条组成。在传动链条上，每隔一定距离安装一个存车托架，当电机启动时，存车托架随链条一起做循环运动，达到存取车辆的目的。在存车时，司机将车开至车库人口位置的托架后关好车门退出车库，然后按动操作按键使电机启动，在某一空托架移至人口位置时停下。取车时，按下操作台存车编码按键，则电机启动，在控制系统控制下将待取车辆按最短路径运至出口，司机进人存车托架将车开出2。自动循环式立体育秧房的运行原理也是类似，存车架改成托盘，上面摆放育秧盘。控制系统也较简单，只要能控制托盘定时转动就可以。因此就可以根据垂直式立体的循环结构来设计自动循环育秧房的循环结构。2 总体方案设计21 传动装置的总体设计机器一般由原动机、传动装置和工作机三部分构成。传动装置在原动机在工作机之间传递运动与动力，并籍以改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件（齿轮传动、蜗杆传动、带传动、链传动）和支承件（轴、轴承、集体等）两部分。它的重量和成本在机器中占有很大比重，其性能和质量对机器的工作影响也很大。一次合理设计传动方案具有重要意义。满足工作机性能要求的传动方案，可以有不同传动机构类型以不同的组合形式和布局顺序构成。合理的方案应该保证工作可靠，并且结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。一种方案要同时满足这些要求往往是困难的，因此要保证重点要求。根据立体育秧房自动循环结构的特点可以采用的机械传动有带传动、链传动和齿轮传动。带传动的特点是承载能力小，传递相同转矩时结构尺寸较其他传动形式大，但传动平稳，能缓冲振动，因此宜布置在高速级（转速较高，传递相同功率时转矩较小）。链传动的主要优点是机构简单、传力大、效率高、传动比正确、环境适应性强、紧凑、经济、耐用、维修保养容易，最适于在传动中心距大、环境恶劣、低速重载的工况下工作，其缺点是运转不均匀，有冲击，不适于高速运动，应布置在低速级。齿轮传动的主要优点是传递功率和速度的范围广，传动比准确、可靠、传动效率高，工作可靠，寿命长，结构紧凑，主要缺点是制造成本高，不宜用于轴间距很大的传动，精度低时噪声大。根据上面三种传动结构的特点结合自动循环结构的传动特点，及其工作环境，综合考虑选择链传动。其原理如图2.1。图2.1 自动循环结构原理图22 自动循环式育秧房的育秧面积的计算 根据设计的要求育秧面积200平方米，占地面积小于25平方米，这就需要多层的托盘来摆放育秧托盘。一般育秧盘的规格是长宽高是83.3cm40cm3.3cm，一个育秧盘的面积0.3332平方米。要达到育秧面积200平方米，立体育秧房至少要摆放这样的育秧盘600个。设托盘的长宽是320cm170cm，这样一个托盘就能摆放16个育秧盘，如果在一个挂篮上就装有三层托盘，这样一个挂篮就能摆放48个育秧盘，育秧面积为16平方米，按照这样计算要达到200平方米的育秧面积需要14个这样的挂篮。挂蓝结构如图2.2。挂篮在随链条转动时，挂篮之间可能存在干涉问题，根据挂篮的基本尺寸及链条的间距来分析解决挂篮运行过程当中的干涉问题。如图2.3所示。暂定两导轮的中心距为2米，主动轮与导论的中心距为1.3米，根据三角形的几何关系就可求得h=0.83米，在链条上每隔2.4米挂有一个挂篮。sin=得 =39.7700240017003400 图2.2 挂篮结构示意图bhL13001300图2.3 挂篮左右干涉示意图当挂蓝达到图示位置时是最容易发生干涉的一处位置，就是两挂篮分布在顶部主动轮两侧的时候，两挂蓝的距离最近，设距离为10厘米左右。L =（1.3 - 1.2）cos求得 L = 0.08 m则两挂篮的间距为b = 2 - 2 0.08 - 1.7求得 b = 0.14 m根据计算结果这样设置挂篮的基本参数就能满足在这种情况下互不干涉的要求，但是由于挂篮的长度较长，还存在一个上下干涉的问题，如图2.4所示。当一个挂篮在顶部是，左右的下方都有挂篮，在顶部的链轮这是还有一个水平方向的速度，它在往下走的同时还在水平方向移动，由于各层托盘之间要有一定的间隙供秧苗生长，和光线的射入，一般可取0.7米左右，而挂篮的总高2.4米，这样最上层的空间就比较大，它到挂篮顶部有1米，由于存在这段距离，看似干涉的部分，并没有干涉。经过上面特殊位置的计算，挂篮都没有发生干涉，其他位置就更不可能发生干涉了。 整个的立体装置的支承装置住要是用工字钢作主要框架，还有槽钢作横梁，用高强度螺栓联接，有些部件的联接采用焊接的方法来联接，整体安装简单，运输方便，由于高度过高，整个结构安装前应先打好地基，并按照尺寸安装地脚螺栓。23 电动机的选择电动机是专门工厂批量生产的标准间，设计时要选出具体的型号以便购置。选择电动机包括确定类型、结构、容量（功率）和转速，并在产品目录中查出其型号和尺寸。（1）选择电动机类型和结构型式电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此本次设计不宜采用。各个单位一般都采用三相交流电源，因此一般都选用计交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机有笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。Y系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上。而且起动性能较好，也适用于某些要求起动转矩较高的机械。一次选用Y系列的电动机完全满足传动系统的性能要求。5001000110013001300图2.4 挂篮上下干涉示意图（2）电动机容量的选择电动机的容量（功率）选的合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大的浪费。本次设计的题目在载荷变化较小，长期连续运转的机械，只要所选电动机的额定功率等于或稍大于所需的电动机工作功率，即，其中：F 一边挂篮和育秧盘的总重力，N； 链条提升挂篮的速度，m/s；由于挂篮和链条的重量都自相平衡，计算负载功率的时候，只需考虑运载的重量和摩擦力即可。初步估计提升的摩擦阻力时负载增大10%左右。链条上共挂有14个挂篮，只有一边满负载时所需功率最大，其中总有一个处于临界位置，即提升6个挂篮所摆放育秧盘的重力就是电机的最大负载。每一个挂篮有三层，每一层有16个育秧盘，初步估算预设每个育秧盘的质量为10千克，这样一个挂篮摆放育秧盘的总质量就是480千克。六个育秧盘的总重力 G = 480 6 10 = 28800 N总负载力 F=（1 + 10%）G = 1.1 28800 = 31680 N预设链条的移动度为0.05m/s则工作机所需工作效率 Pw = = = 1.584 kW 传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积，即=其中、分别为每一传动副（齿轮或链等）、每对轴承、每个联轴器的效率。根据其传动结构，传动的总效率 = = = 0.804 0.904 = 0.73其中为链传动效率=0.93； 为轴承的传动效率0.99则电动机所需的工作效率为 Pd = = = 2.17 kW（3） 确定电机的转速根据育秧房的特点，链条带动育秧盘移动，在不影响秧苗生长的情况下，链条的移动速度自然要求很低，链轮的转速回很低，这就要求电机输出尽可能低的转速，这样可以减少外加过多的减速装置，增加成本和功率损失。综合考虑电动机和安装位置，以及传动装置的尺寸，选择齿轮减速电机，这样结构比较简单，紧凑，安装也比较方便。根据功率和转速要求，选定电机型号为BJA280-2.2-31。功能参数见表1，外形尺寸简图2.5。 图2.5 电机尺寸外形图表2.1 电机功能参数表型号电机功率（kW）安装尺寸（mm）ABCDEFGKIBJA2804级1.5，2.2，3280300370501101444.5191246级1.5，2.224 基本传动数据计算电动机型号为BJA-280-2.2-31，转速为31 r/min。根据的移动速度为0.05m/s左右，最后到达轴的转速大约为3 r/min。总传动比 。采用两级链轮传动，如果传动比过大，则会造成大链轮的尺寸过大，不易安装。因此平均分配传动比，每级的传动比为3。各轴如图1所示。则各轴的转速为 轴 = 31 r/min 轴 = /3= 31/3 =10.3 r/min 轴 =/3=10.3/3=3.4 r/min3 链条传动的设计计算31 链条的选择链传动是具有中间挠性件的啮合传动，兼有齿轮传动和链传动的一些特点。它具有结构简单、传力大、效率高、传动比正确、环境适应性强、紧凑、经济、耐用和维修保养容易等优点。图3.1 链传动见图链传动是由链条与链轮构成的如图3.1所示，链条有许多链节组成带齿的大、小链轮安装在两平行轴上根据锯条的工作性质的不同，链分为传动链、起重链、曳引链、和专用链四种，第一级和第二级的链轮减速采用传动链，而带动挂篮的应采用起重链。滚子链传动的计算如下：（1）确定工况系数，由表3.1 查的=1.0。表3.1 工矿系数从动机械特性主动机械特性转动平稳轻微振动中等振动转动平稳中等振动严重振动1.01.41.81.11.51.91.31.72.1.（2）确定链轮齿数，按优先的最小齿数选取。取=17，= 17 3 = 51当=17时，由机械手册查的齿数系数=1.55。（3）按功率曲线选择链条规格计算设计功率 =P= 2.17 1 1.55 = 3.37 kW当= 3.37 kW和= 31 r/min时由图7查的适用的链条为20A，根据表3查的其节距为31.75 mm。图3.2 符合GB/T1243-1997 A系列链条产品承载能力曲线（4）计算链速 = = 0.279 m/s（5）确定润滑方式，由图5.12-16，按20A链条与链速为0.279 m/s，确定润滑方式为人工定期润滑，用毛刷或油壶。（6）链长计算根据公式 =其中C = 根据-的值，求得 C = 29.28为中心距，合适的中心距为（3050）P，预取950=则 = = 94.82圆整为96节，则= 96节。（7）中心距精确计算根据公式 a = 其中 根据数据 = = 1.3235由设计手册可查的 = 0.22941a = = 31.75 （2 96 51 - 17） 0.22941= 903.2 mm表3.2 滚子链的系列尺寸和极限拉伸载荷（摘自 GB/T1243-1997）链号节距排距滚子 外径内链节内宽销轴直径内链节外宽内链板高度单排极限拉伸载荷单排每米质量p/mmpt/mmdrma/mmb1min/mmdzma/mmb2ma/mmhma/mmQIMN/Nq/(kgm-1)08A12.7014.387.957.853.9611.1812.07138000.6010A15.87518.1110.169.405.0813.8415.09218001.0012A19.0522.7811.9112.575.9417.7518.08311001.5016A25.4029.2915.8815.757.9222.6124.16556002.6020A31.7535.7619.0518.909.5327.4630.18867003.8024A38.1045.4422.2325.2211.1035.4636.201246005.6028A44.4548.8725.4025.2212.7037.1942.241690007.5032A50.8058.5528.5831.5514.2745.2148.2622240010.1040A63.5071.5539.6837.8519.8454.8960.3334700016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8067.8272.8950040022.6032 链轮的设计3.2.1 链轮的基本参数及尺寸滚子链链轮的基本参数和尺寸主要包括：（1）配用链条参数、链条节距P、滚子或套筒的外径、排距。这些尺寸根据所选的链号为20A查表3.2就可查的。其中查的链条节距P = 31.75 mm ，套筒的外径 = 19.05；（2）齿数Z。根据链条的计算，小链轮齿数 = 17，而大链轮的齿数 = 51。（3）小链轮的径向尺寸及尺高见图3.3分度圆直径 = p/sin180o/z = 31.75/sin(180 o/17) =172.79mm图3.3 滚子链轮直径尺寸齿顶圆直径 = 172.79 + 1.25 31.75 - 19.05=193.43 mm齿根圆直径 = 172.79-19.05 = 153.7 mm（4）大链轮径向尺寸分度圆直径 = p/sin180o/z = 31.75/sin(180 o/51)= 515.75mm齿顶圆直径 = 515.75 + 1.25 31.75 - 19.05=536.39 mm图3.4轴向齿廓齿根圆直径 = 515.75-19.05 = 496.7 mm小链轮的轴向齿廓系数见图3.4，链轮轴向齿廓参数见表3.3。表3.3 链轮轴向齿廓参数名称代号计算公式结果(mm) 齿宽0.9517.955倒角宽=4.7625倒角半径P31.75齿侧凸缘圆角半径0.041.27大链轮和小链轮是通过同一根链条传动的，因此它们的齿向轮廓是相同的。3.2.2 链轮的齿形 链轮齿形必须保证链节能平稳自如的进入和退出啮合，尽量减少啮合时链节的冲击和接触力，而且要便于加工。滚子链与链轮作非共轭啮合，所以链轮的齿形有较大的灵活性。在GB/T1243-1997短节距传动用精密滚子链和链轮中未规定具体的链轮齿形，仅规定了最大齿槽和最小齿槽的形状及其极限参数。具体见图10，凡在两个极限齿槽之间的各种标准齿形均可与同一链条配套并实现互换。小链轮齿槽形状参数见表3.2，大链轮齿槽形状参数见表3.3。图3.5 齿槽形状表3.4 小链轮齿槽形状参数名称代号参数计算最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径/mm=71.47=43.43齿沟圆弧半径/mm=9.7=9.6齿沟角/()=114.7=134.7表3.5 大链轮齿槽形状参数名称代号参数计算最大齿槽形状最小齿槽形状齿面圆弧半径/mm=423.82=121.16齿沟圆弧半径/mm=9.7=9.6齿沟角/()=118.23=138.233.2.3 链轮结构 图3.6 整体式钢制小链轮小尺寸链轮可以选择图3.6所示的整体式链轮结构，其主要结构尺寸计算如下： 轮毂厚度 h = K + + 0.01d 其中常数K见表3.6 表3.6 参数K值D 5050100100150150K3.24.86.49.5所以 h = 4.8 + 50/6 + 0.01 172.8 = 14.86 mm轮毂长度 l = 3.3h = 3.3 14.86 = 49.04 mm轮毂直径 = + 2h = 50 + 2 14.86 = 79.72 mm图3.7辐板式单排铸造链轮结构大链轮则可以采用如图3.7所示的辐板式铸造链轮结构，其主要结构尺寸计算如下： P = 31.75 mm 19.05 mm 因此选择图3.6的第三种形式轮毂厚度 h = 9.5 + + 0.01d = 9.5 + 100/6 + 0.01 515.75 =31.32 mm轮毂长度 l = 4h = 4 31.32 = 125.28 mm轮毂直径 = + 2h = 100 + 2 31.32 = 162.64 mm齿侧凸缘宽度 = 0.625P + 0.93 在表1中查的=18.9mm = 0.625 31.75 + 0.93 18.9 = 37.42 mm轮缘部分尺寸 = 0.5P = 0.5 31.75 = 15.88 mm = 0.9P = 0.9 31.75 = 28.58 mmg = 2t 辐板厚度 t根据节距P查的 t = 14.3 mm 则 g = 28.6 mm圆角半径 R = 0.04P = 0.04 31.75 = 1.27 mm3.2.4 链轮材料及公差选择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，常见材料有机械设计手册查得，小链轮选择45号钢，热处理方式是淬火、回火，齿面硬度达到4050HRC。大链轮则采用不低于HT200的灰铸铁，经淬火、回火后硬度能达到260280HBS。链轮公差的应遵循下面的有关规定：1) 链轮齿根圆直径的极限偏差应符合以下规定：机加工齿轮的齿根圆直径极限偏差为h11，非机加工齿轮的齿根圆直径极限偏差为CT8（按GB/T6414-1999铸件尺寸公差与机械加工余量的规定）。2) 链轮孔的极限偏差应不低于H93) 链轮齿根圆径向圆的跳动和齿根圆处端面圆跳动应符合表3.7：表3.7 链轮形位共查表名称非机加工齿机加工齿径向圆跳动0.005df或1.5mm选较大者按0.001df+0.1mm计算或取0.2mm,选较大者，但须2mm断面圆跳动由于链传动的失效形式很多，例如：链条的疲劳破坏、链条的磨损、链条的销轴和套筒的胶合、链条的静强度破坏等等这些都有可能缩短它的使用寿命，一般链轮寿命为链条的寿命的两倍以上，因此在设计过程中要以链条的设计为依据。采样同样的计算方法，第二级链轮减速也选用20A。起重链条则选用40A，起重链条带有输出机构如图3.8所示。图3.8 带有输出机构的链条结构4 轴的设计计算轴的结构设计要在初步估算出一段轴径的基础上进行的。一般采用按许用切应力计算，这种方法只需按照轴所受的转矩来计算强度，方便简单，对于以传递转矩为主的传动轴何不重要的轴也可作为最后的计算结果。所以轴径可按扭矩强度初算。计算公式为 d = C 式中 -切应力，MPa；T-轴所受的转矩，Nmm-轴的抗扭截面系数，-许用切应力，MPa P-轴所传递的功率 (kW) n-轴的转速 （r/min）C-由轴的许用切应力所确定的系数，见表4.1表4.1 轴常用材料的及C值 轴的材料Q235，20Q255，Q275，354540Cr，35Si，2Cr13,38SiMnMo,42SiMn/MPa1220203030404052C16013513511811810610698对于第一级减速的长轴，由电机经链传动带动旋转，再由两侧的链轮同步带动下一根轴，这样轴从中间分开，分别传递相同的转矩，即传递一半的功率，在估算直径时，按一侧计算即可，轴的材料选取45钢，C选取110。根据计算公式d = C 求得 d 46 mm由于轴上开有键槽，所以要增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。d = 46 mm 100 mm，而且是单键，所以轴径应增大5%7%。 所以 d = 46 （1+5%）= 48.3 mm 圆整轴径 d = 50 mm该轴在设计时，取最小轴径为50 mm，根据轴的结构工艺性，加工性，轴性零件定位等来设计轴。第轴的轴径估算根据计算公式d = C 求得 d 52 mm由于轴上开有键槽，所以要增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。d = 46 mm 100 mm，而且是双键，所以轴径应增大10%15%。 所以 d = 52 （1+10%）= 57.2 mm 圆整轴径 d = 58 mm该轴在设计时，取最小轴径为58 mm，根据轴的结构工艺性，加工性，轴性零件定位等来设计其轴系结构如图6.1。5 制动器的选择制动器具有使运动部件（或运动机械）减速、静止或保持停止状态等功能。是保证机器或机构正常安全工作的重要部件。为了减小制动力矩，通常将制动器装在机构的高速轮上，某些安全制动器也装在低速轴上，以防止传动机构断轴时物品坠落。制动器主要由制动架、摩擦元件，和松闸器等三部分组成。按照制动器的装置结构、特点与应用见表5.1。表5.1 制动器的特点及应用分类特点及应用块式（闸瓦式）制动器简单可靠，散热好，瓦块有充分的退距，调整瓦块与制动轮间隙方便，制动力矩大小与转向无关，制动轴不受弯矩。制造较复杂、尺寸较大。应用较普遍，适用于大型结构，制动频繁的场合带式制动器构造简单紧凑，包角大，制动力矩大。制动轮受较大的弯矩，受摩擦系数变化的影响较大，限制应用范围，散热差。适用于机构紧凑的的场合。蹄式制动器结构紧凑，用于安装空间受限的场合，广泛用于各种车辆。分为单蹄、双蹄和多蹄式。电磁铁式构造简单，工作安全可靠。工作时响声大，冲击大，电磁线圈寿命短，磨损严重，用于快速启动的场合。制动器的类型选择应根据使用要求和工作条件选定。选暂时一般考虑三点：（1）所需用制动器机构的工作性质和条件；（2）要考虑合理的制动力矩；（3）应考虑安装场所。根据所需要的制动力矩2000Nm，选择电磁块式制动器的规格是500。图5.1 电磁块式制动器的外形图6 重要部件的校核 61 轴的校核1) 设计轴系结构，确定轴的受力简图、弯矩图、合成弯矩图、转矩图和当量弯矩图6.1。（1）计算支点反力，由于该链轮传动的两边链条呈垂直对称分布，在水平方向的力互相平衡，水平方向不受力，在垂直平面里由于链条传动，存在有紧边拉力与松边拉力的大小不同，而它们的差值就是工作拉力，正是由于工作压力就必然会有压轴力，根据参数就可求得压轴力。考虑到B点处位可能的危险面，计算出B点的处的弯矩。 = 11 KN = 18 KN根据弯矩平衡求得 = 85.6 KN = 91 KN 图6.1 轴的受力简图 B点处的弯矩 =164mm = 18 KN164mm = 3.03 KNm画出弯矩图。（2）画出转矩T图（3）计算B处的当量弯矩，画出当量弯矩。=3.5KNm（4）校核轴的强度 根据弯矩的大小及轴的直径选定B截面进行强度校核。当材料为40Cr是查的=785MPa，查的轴的许用弯曲应力=68MPa。B 截面当量弯曲应力为 63.4 MPa 所以B截面安全。62 键的校核键链接是一类应用最广泛的轴毂链接形式，通过键链接可实现轴与轮毂间的周向固定，同时可传递运动和转矩。键链接按键的形状可分为平键链接、半圆键链接、楔键链接及切向键链接等类型。键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作状况来选择。选择时应考虑传递转拒的大小，联接的对中性要求，是否要求轴向固定，联接于轴上的零件是否需要沿轴滑动及滑动距离长短，以及键在轴上的位置等。根据以上所提出的以及该机工作时的要求，故选用普通平键。普通平键按其轴向截面形状可分为圆头平键（A型）、方头平键（B型）、和单圆头平键（C型）三种。圆头平键所对应的轴上键槽需用端铣刀加工，键在轴槽中能实现良好的轴向定位，轮毂的安装也很方便，根据要求选择A型键。键的主要尺寸为其横截面尺寸(键宽b 键高h)与长度L。键的横截面尺寸bh依轴的直径d由标准中选取。键的长度L一般可按轮毂的长度选定，即键长略短于轮毂长度，并应符合标准规定的长度系列。以轴中间的键为例设计计算。根据d = 100 mm，由设计手册查得：键宽 b=28mm 键高 h=16mm 键长 L=100mm平键联接的失效形式有：对普通平键联接而言，其失效形式为键，轴，轮毂三者中较弱的工作表面被压溃。经简化的平键链接受力分析如图6.2所示。根据有关标准规定，键用抗拉强度不低于600MPa的钢材制造，常用材料如45钢。由于轮毂上的键槽深度较浅，轮毂的材料强度通常在三者中也是最弱的，因此工程设计中，假定压力沿键长和键高均匀分布，可按平均挤压应力进行挤压强度或耐磨性的条件计算，即：静联接 式中 传递的转矩 轴的直径 键与轮毂的接触高度(mm)，一般取 键的工作长度(mm).圆头平键 许用挤压应力) 键的工作长度 挤压面高度 k = h/2 =16/2 =8 mm 图6.2平键联接受力简图 转矩 许用挤压应力，查表， 则 挤压应力 所以 此键是安全的。63 轴承的校核 滚动轴承是机械中广泛应用的支承件，是由专门的轴承工厂生产的标准件。滚动轴承的类型、尺寸和公差等级均已制订有国家标准，在机械设计中只需根据工作条件选择合适的轴承类型、尺寸和公差等级等，并进行轴承的组合结构设计。 选择轴承类型一般根据载荷条件、轴承转速、调心性能以及安装拆卸要求等等。 轴主要是传递转矩，不受轴向力，转速也很低，因此选用深沟球轴承，预选轴承型号为6316。 轴承校核 根据手册查出，型号为6316的 = 123 KN， = 86.5 KN 由式 受纯径向载荷的轴承 P = 其中 为载荷系数，查的=1.2 （有轻微冲击的运转） 所以当量载荷 P = 1.2 23.4 = 28 KN 计算轴承寿命 计算结果表明，选用的6316轴承能满足要求。轴受的径向力比较大，所以不能再用深沟球轴承，应该采用线接触的圆锥滚子轴承。根据其轴径，选择其型号为3313。7 轴承的润滑与密封滚动轴承润滑的主要作用是可以减小摩擦发热,减轻磨损,散热,吸收振动与防止腐蚀.大多数滚动轴承采用脂润滑或油润滑.轴承的润滑可以根据轴承内径与转速的乘积来确定。在自动循环机构中采用脂润滑。脂润滑的特点是承载能力大，润滑脂不易流失，便于蜜封和维护，并能防止灰尘，潮气及其它杂物侵入，根据立体育秧房循环结构的机构特点，即工作环境，所以采用脂润滑。但是要注意，润滑脂的填充量不要超过轴承与机座空间的1/31/2，否则轴承容易过热。密封是为了防止灰尘，水分及其它杂质进入轴承，并防止轴承内润滑剂的泄漏。轴承的密封方法很多，通常可以归纳如下几类，接触式密封，非接触式密封等，密封件与轴之间有摩擦和磨损，故轴的转速较高时不宜采用。 毡圈式密封，将矩形截面毡圈安装在轴承端盖的梯形槽内，利用毡圈与轴之间接触起密封作用。适用于轴的圆周速度v5m/s，工作温度低于90摄氏度脂润滑的轴承。根据轴承的转速和工作特点，采用毡圈是密封是比较合适。结 束 语三个多月的毕业设计已经接近尾声，四年的大学生活也即将结束。毕业设计可以说是在大学里最重要的一次设计。虽然前面作过数次的课程设计，主要是针对某一专业课程的，只是设计产品的部件，而本次设计是对我四年大学所学全部知识的运用与总结，同时也对自己四年的学习做一个检验，当然也为又为即将走出校园，迈上工作岗位打下了一定的基础。在本次毕业设计中，我收获很多，同时感受很多。通过本次毕业设计，我的自学能力和独立思考问题的能力得到更有效的锻炼和提高。在设计过程中，反复的思考、运算、校核和不断的翻阅手册，在对比和比较中选择更优的方案，使设计能够更经济更合理。在此过程当中，思路必须保持慎重，严密。在这过程中，我不断的解决问题，发现新问题，再解决问题这个循环过程中，我的知识更牢靠，知识也不断更新，真正的做到了循序渐