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机械毕业设计987静脉配置中心的输送系统的毕业设计
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毕业设计论文 大学 毕业设计说明书 题 目： 学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： nts毕业设计论文 2 第一章 引言 . 1 1.1 运输机的简介 . 1 1.2 运输机 国内主要生产厂家 . 2 1.3 运输 机 常见故障及处理 . 4 1.4 皮带运输机的分类 . 5 1.4.4 带式传送机 . 5 1.4.2 带式输送机 . 5 1.4.3 板式输送机 . 5 1.4.4 斗式输送机 . 6 第 二章 设计方案论证 . 7 2.1 各种方案简述 . 7 2.1.1 方案一 . 7 2.1.2 方案二 . 9 2.1.3 方案三 . 10 2.2 各种方案比较 . 12 第三章 设计中的有关计算 . 13 3.1 减速机的选择 . 13 3.2 轴的设计 . 15 3.2.1 主动轮轴的设计 . 15 3.2.2 主动轮轴的强度验算 . 16 3.2.3.从动轮轴的设计 . 17 3.2.4 从动轮轴的校核 . 17 3.3 运输 带张紧装置设计 . 18 3.3.1 螺旋副的主要几何参数的计算 . 18 3.3.2 静载荷计算 . 18 3.3.3 螺杆强度 . 19 3.3.4 寿命计算 . 20 3.4 转向 装置的液压缸设计 . 21 3.4.1 液压缸基本参数 . 21 nts毕业设计论文 3 3.4.2 细微结构设计 . 22 3.5 总装配图 . 25 3.6 本章小结 . 25 第四章 其他部件的设计 . 26 4.1.皮带 . 26 4.2 机架 . 26 4.3 托辊设计 . 26 结论 . 28 参考文献 . 29 致谢 . 30 附录 I：英文 论文 .错误 !未定义书签。 附录 II：中文翻译 .错误 !未定义书签。 nts毕业设计论文 静脉配置中心的输送系统 设计 摘要： 随着 社会 水平 的发展， 为满足广大人民群众的及时就诊 ， 出现了 静脉药物配置中心 。 为了满足此中心的输送目的， 设计了一套用于 药物水平传动 的传送系统 。 所设计的 传送 系统 由 运输 带 、 过渡辊道、 自动换向装置 等部分 组成 ， 作用是 把 托盘上的针剂通过传送带送到窗口 。 本文 叙述了 运输机 发展现状以及 运输机 的技术和分类，介绍了三个方案并 通过考虑三个方案的优缺点最后选定第三个方案。此文还对 传送 系统里 的传动部分 、液压部分 和张紧部分 进行了设计和校核。 在文章的最后简明的介绍了 本次毕业设计的一些心得体会。 关键词 ： 皮带运输机 ， 转角 装置 ，张紧装置 Here to translate words into Abstract: The level of development, to meet the peoples prompt treatment for PIVAS. To meet the centre for the purpose, a set of standards for the transmission of the system. The design of system, by the transitional , automatic device and etc, in turn composed of the tray was passed by the medicine on the conveyor belt to the window. This article describes the development of the status quo and the techniques and classification, introduction three project combine pass consideration three project of merit and shortcoming end make selection three project. This is the system of driving fast and one part of the design and the nucleus. The end that is in the article of introduction this time graduation design of some insight realize. Keywords: The freighter， Corner device， Bring To the Stretch Equip nts毕业设计论文 1 第 一章 引言 1.1 运输机 的 简介 具有牵引件的皮带传输机一般包含牵引件、承载构件、驱动装置、张紧装置、改向装置和支承件等。牵引件用以传递牵引力，可采取输送带、牵引链或钢丝绳；承载构件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等； 驱动装置给输送机以动力，一般由电动机、减速器和制动器 (结束器 )等组成；张紧装置一般有螺杆式和重锤式两种，可使牵引件坚持必定的张力和垂度，以保证皮带传输机正常运转；支承件用以承托牵引件或承载构件，可采取托辊、滚轮等。 具有牵引件的皮带传输机装备的构造特色是：被运送物料装在与牵引件连结在一起的承载构件内，或直接装在牵引件 (如输送带 )上，牵引件绕过各滚筒或链轮首尾相连，形成包含运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路，应用牵引件的持续活动输送物料。 这类的皮带传输机装备种类繁多，重要有带式输 送机、板式输送机、小车式输送机、主动扶梯、主动听行道、刮板输送机、埋刮板输送机、斗式输送机、斗式晋升机、悬挂输送机和架空索道等。 没有牵引件的皮带传输机装备的构造组成各不雷同，用来输送物料的工作构件亦不雷同。它们的构造特色是：应用工作构件的旋转活动或往回活跃，或应用介质在管道中的流动使物料向前输送。例如，辊子输送机的工作构件为一系列辊子，辊子作旋转活动以输送物料；螺旋输送机的工作构件为螺旋，螺旋在料槽中作旋转活动以沿料槽推送物料；振动输送机的工作构件为料槽，料槽作往回活跃以输送置于其中的物料等。 传送 装备的发展方向 未来皮带传输机装备 的将向着大型化发展、扩展应用范畴、物料主动分拣、下降能量耗费、减少污染等方面发展。 大型化包含大输送才华、大单机长度和大输送倾角等几个方面。水力输送装置的长度已达 440 公里以上带式输送机的单机长度已近 15 公里，并已浮现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送道”。不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构。 扩大输送机的利用范畴，是指发展能在高温、低温条件下有腐化性、放射性、易燃性物资的环境中工作的，以及能输送灼热、易爆、易结团、粘性物料 的皮带传输机装备 。 nts毕业设计论文 2 1.2 运输 机国内主要生产厂家 上海辛帕工业自动化有限公司 南京新标特仓储设备有限公司 海安县瑞力机床有限公司 天津万兴机械厂 郑州金鑫机械制造有 限公 司 技术参数： 一、 用途： 本机适用于煤炭、化工、水电等部门运输散状物或成品。 二、工作环境： 工作环境温度在 -10 摄氏度 -50摄氏度之间。 被运输物品的温度在 50 摄氏度以下。 运输物料的容重在 2.5 吨每立方米以下。 三、主要技术参数： nts毕业设计论文 3 nts毕业设计论文 4 1.3 运输机 的 常见故障 及处理 皮 带运输机运行时皮带跑偏是最常见的故障。为解决这类故障重点要注意安装的尺寸精度与日常的维护保养。跑偏的原因有多种，需根据不同的原因区别处理。 调整承载托辊组 皮带机的皮带在整个皮带运输机的中部跑偏时可调整托辊组的位置来调整跑偏；在制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔，以便进行调整。具体方法是皮带偏向哪一侧，托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移，或另外一侧后移。皮带向上方向跑偏则托辊组的下位处应当向左移动，托辊组的上位处向右移动。 安装调心托辊组 调心托辊组有多种类型如中间转轴式、四连杆式、 立辊式等，其原理是采用阻挡或托辊在水平面内 方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。一般在皮带运输机总长度较短时或皮带运输机双向运行时采用此方法比较合理，原因是较短皮带运输机更容易跑偏并且不容易调整。而长皮带运输机最好不采用此方法，因为调心托辊组的使用会对皮带的使用寿命产生一定的影响。 调整驱动滚筒与改向滚筒位置 驱动滚筒与改向滚筒的调整是皮带跑偏调整的重要环节。因为一条皮带运输机至少有 2 到 5 个滚筒，所有滚筒的安装位置必须垂直于皮带运输机长度方向的中心线，若偏斜过大必然发 生跑偏。其调整方法与调整托辊组类似。对于头部滚筒如皮带向滚筒的右侧跑偏，则右侧的轴承座应当向前移动，皮带向滚筒的左侧跑偏，则左侧的轴承座应当向前移动，相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到皮带调到较理想的位置。在调整驱动或改向滚筒前最好准确安装其位置。 张紧处的调整 皮带张紧处的调整是皮带运输机跑偏调整的一个非常重要的环节。重锤张紧处上部的两个改向滚筒除应垂直于皮带长度方向以外还应垂直于重力垂线，即保证其轴中心线水平。使用螺旋张紧或液 压油缸张紧时，张紧滚筒的两个轴承座应当同时平移，以保证滚筒轴线与皮带纵向方向垂直。具体的皮带跑偏的调整方法与滚筒处的调整类似。 转载点处落料位置对皮带跑偏的影响 转载点处物料的落料位置对皮带的跑偏有非常大的影响，尤其在两条皮带机在水平nts毕业设计论文 5 面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低，物料的水平速度分量越大，对下层皮带的侧向冲击也越大，同时物料也很难居中。使在皮带横断面上的物料偏斜，最终导致皮带跑偏。如果物料偏到右侧，则皮带向左侧跑偏，反之亦然。在设计过程中应尽 可能地加大两条皮带机的相对高度。在受空间限制的移动散料运输机械的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度的三分之二左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料，改变物料的下落方向和位置。 双向运行皮带运输机跑偏的调整 双向运行的皮带运输机皮带跑偏的调整比单向皮带运输机跑偏的调整相对要困难许多，在具体调整时应先调整某一个方向，然后调整另外一个方向。调整时要仔细观察皮带运动方向与跑偏趋势的关系，逐个进行调整。重点应放在驱动滚筒和改向滚筒的调整上，其次是托辊的 调整与物料的落料点的调整。 同时应注意皮带在硫化接头时应使皮带断面长度方向上的受力均匀 ,在采用导链牵引时两侧的受力尽可能地相等。 1.4 皮带运输机的分类 ： 1.4.1 带式传送机 是在必定的线路上持续输送物料的物料搬运机械，又称持续输送机。输送机可进行程度、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送才能大，运距长，还可在输送进程中同时完成若干工艺操作，所以利用十分普遍。 1.4.2 带式输送机（直线式） 该输送机用于物料的输送。采取不锈钢网带作为载体，实用于各种食操行业的 烘干、去湿、冷冻等、热处置等；不锈钢制成，具有耐高温、便于清洗等特色；具体尺寸可以依据客户请求定做。带式输送机利用行业：食品、冶金、电力、煤炭、化工、建材、码头、食粮等。带式输送机构造情势有： 程度直线输送、晋升爬坡输送、转弯输送等多种情势，输送带上还可增设晋升挡板、侧挡板等附件，能满足各种工艺请求。带式输送机输送机材质：有 A3 低碳钢、 201 不锈钢、 304 不锈钢等。驱动方法有： 减速电机驱动。 调速方法有： 变频调速、无极变速。 1.4.3 板式输送机 应用固接在牵引链上的一系列板条在程度或倾斜方向输送物 料的输送机，以单片钢板铰接成环带作为运输机的牵引和承载构件承载面具有横向隔片置于槽箱中驱动环带nts毕业设计论文 6 借隔片将煤刮运输出。它由驱动机构、张紧装置、牵引链、板条、驱动及改向链轮、机架等部分组成。在冶金、煤炭、化工、电力、机械制作及公民经济的其他工业部门中均得到了普遍的利用。 板式输送机的特色 ： 1、实用范畴广，除粘度特殊大的物料外，一般固态物料和成件物均可用它输送； 2、输送才能大。特殊是鳞板板式输送机（一般称为双链有挡边波浪型板式输送机）的生产才能可高达 1000t/h； 3、牵引链的强度高，可用作长距离输送； 4、输 送线路安排机动。与带式输送机相比，板式输送机可在较大的倾角和较小的曲折半径的条件下输送，因此安排的机动性较大。板式输送机的倾角可达 30 -35，曲折半径一般约为 5-8m； 5、在输送进程中可进行分类、干燥、冷却或装配等各种工艺加工； 6、运行安稳可靠。 1.4.4 斗式输送机（ Bucket elevator ） 斗式输送机。输送散装货（如煤等）货斗的皮带传输机，皮带传输机持续不断地将货斗送到敞开的舱口上面的某一点后，再将货斗向货舱中倒空 。 斗式输送机，实用于冶金、矿山、建筑、化工、食品、食粮等 行业必定粒度、块度的物料和粉料的输送。它包含有驱动装置（含逆止装置）、壳体（包含程度段、改向段、垂直段）、及位于壳体内的牵引链、料斗、头轮和尾轮，在壳体的两端设有加料段和卸料段，料斗的两侧通过联接环分辨与两根平行的牵引链相联接。头轮上设有与牵引链相吻合的齿。其输送情势为一字形、形、形三种。本实用新型的优点是具有体积小、功耗低、输送形式灵活、密封输送等特点。 = nts毕业设计论文 7 第二章 设计方案论证 2.1 各种方案简述 在此 传送 系统设计中主要是运输机 。对于运输机我们要考虑其张紧装置， 所以在设计之前对于这部分的设计 方案的选择有如下几种： 2.1.1 方案一 此方案中运输带张紧装置包括中轴，中轴可转动安装在机架上，中轴带有转动开关机构。通过打开和关闭中轴的转动开关机构，便可实现中轴的固定和摆动一定的角度，从而实现运输带张紧装置 的固定和摆动，以达到运输带的张紧和放松，可快速、方便的拆装运输带，结构简单。如下图所示，其中： 图 1 为结构示意图（ 为便于察看，运输带卸下，黑线为运输带安装位置 ）； 图 2 为图 1的俯视图（为便于察看，运输带卸下，黑线为运输带安装位置）； 图 3 为图 1中 A A剖视图（为便于察看，运输带卸下，黑线为运 输带安装位置）； 图 4 为图 3的 I 部装配图。 具体实施方式：本方案用于需要经常拆装运输带的场合。在图 1、图 2中，在机架10 上有两个相互平行的悬臂梁 11，在其上再固定两个相互 平行且垂直于悬臂梁 11 的梁架 12，梁架 12两端固定运输带轴 13，靠近梁架 12 中间下方悬吊运输带张紧装置 2，张紧装置 2 工作时固定住，将运输带 1 张紧。在拆卸运输带 1时，可以摆动，运输带 1 就可以从一侧抽出。电机连接哪个轴，根据具体需要确定。由于采用悬臂梁结构，运输的物料不宜过多过重，防止悬臂梁变形过大，影响性能。同时由于加工、悬臂梁变形等原因，运 输带会跑偏。因此，除了固定孔采用长孔调节外，在运输带两侧热合上两个导向条，运输带轴两端相应处开两个导向槽，使导向条嵌入其中。 在图 3、图 4中运输带张紧装置 2 由中轴 3在两端通过固定架 4固接成一体，可以有效防止中轴在运动和挪到中发生扭曲。中轴 3 可转动安装在机架上，中轴 3 用一个插销 5 即可实现转动和固定的开关，即把插销 5插入插孔，中轴 3固定在机架上，把插销5 拔出，可实现中轴 3的转动。同理，还可以采用其他具有开关功能的机架来实现中轴3 的转动和固定。 固定架 4 上固接销座 6，插销 5 上固装一卡柄 8，插销 5穿过销座 6及固定架 4 上的销孔插入机架上的销孔，拔动插销 5使其上的卡柄 8 上卧在销座 6上与卡柄适配的凹槽内。在固定架 4上加装把手 9 以方便操作。把插销 5 拔出， 摆动中轴 3，运输带 1 张紧消失，运输带 1 便可从侧面抽出；再装上时，将中轴摆到张紧位置（垂直位置），插销 5 插回，运输带 1 绷紧，运输带 1处于工作状态。 此方案对于使用者来说有着极大的方便，不需要工具和专业知识就可以轻松拆装运输带 nts毕业设计论文 8 图 2-1 nts毕业设计论文 9 图 2-2 2.1.2 方案二 此方案是 液压张紧装置 ， 液压涨紧装置是根据皮 带输送机运行特点和受力模型分析及大量实验数据开发的新型产品。它保证了皮带启动和运行中皮带对涨紧力和缓冲要求。 其 拉线开关本装置主要由基座、张紧绞车、张紧油缸、液压张力缓冲装置、控制箱和张力传感器六部分组成。图示 2-3中游动小车是皮带机部件。 基本工作原理简述如下：在自动控制模式下，控制系统首先自检胶带张力，如张紧系统有故障，任何操作都无效。如检测正常，则启动张紧装置张紧皮带。当张紧拉力达到设定的启动张紧力时，停止张紧，同时电器控制箱发出胶带机可以起动的信号，胶带机起动并加速运行。在胶带机达到等速运行状态后 ，控制器控制张紧装置降低张力。当输送带张力降低到正常运行所需值时，张紧停止。张力监测装置自动随时监测胶带的张紧力。一旦发现张紧力小于设定 “ 下限 ” 时，它将重新启动张紧装置，增大胶带张力。张力缓冲装置在胶带机正常运输过程中，可吸收皮带运行中短暂的张力波动。 液压张紧装置功能及特点 ： 1、 本装置能够自动实现对胶带机提供启动张力和运行张力的张紧动作，以满足胶带启nts毕业设计论文 10 动时防止打滑及胶带正常运行对张紧力的不同要求。 2、 液压张紧装置的液压张力缓冲装置能够被及时拉紧胶带机启动时的松边，改善了启动特性，减轻甚至消除其他张紧出现 的波涌、打带现象。 3、 本装置除了自动提供启动张紧力、运行张紧力外还可根据用户需要自动提供皮带停机张力，这样既节约了能耗，又延长了胶带使用寿命。 4、 张紧装置可根据用户的实际拉紧行程需要在大行程范围内实现自动张紧，这样便能够适应伸长率大的整芯胶带机和长距离胶带机的张紧要求。 5、 当停机或意外停电时，张紧装置能实现自动制动，此时仍能可靠地确保运输带处于张紧状态。 6、 本装置配有可靠的张力监控系统，能对张力变化作出及时反应和调整。有效的防止了皮带机运行中的打滑现象。 7、 本装置设有手动控制，便于胶带整机的维护。 图 2-3 2.1.3 方案三 此方案是 由机架、皮带、动轮、丝杠、滑块、导滑板等部分组成。如图 2-4 所示 nts毕业设计论文 11 图 2-4 在上图中， 通过 丝杠、滑块、导滑板可以使运输带达到张紧。如图 2-5 所示 图 2-5 在此方案中，滑块是嵌入到导滑板上的，使得皮带和动轮不是跑偏。同时，通过丝杠可以手动的调节皮带的中心距来达到皮带张紧的目的。 nts毕业设计论文 12 2.2 各种方案比较 以上三个方案中，第一个方案主要是对经常拆装运输带的场合。同时其零件很多，成本大， 安装复杂。第二个方案使用液压装置，大大的加大成本，而且增大机器存放空间。第三个方案使用零件少，成本低，人工操作方便。故此次设计采用方案三。 nts毕业设计论文 13 第三章 设计中的有关计算 3.1 减速 机的选择 由设计要求及已知条件可知，假设 运输带的 速度为 0.5m/s， 运输带 上最大负重载荷。故 G= gM =0.85 85.71008.06.0 =5000N P=GV =5000 0.5 0.22 5500W=5.5KW 电机功率在传递过程中必然有一定的损失。参阅机械工程手册可知， 平带 传动效率为0.98， 减速器齿轮 之间传动效率为 0.99， 减速器 传动效率为 0.97，其他联结件传动效率为 0.91。故 总=0.98 91.097.099.0 0.86 所以 P电机=P/总=5500/0.86=6400W=6.4KW 上式中 P 有效功率； 总 总效率。 查阅电机手册 并 结合 市场 实际情况选择合适型号为 宁波东力传递设备股份有限公司 的减速机，型号为 DSZKA ，它的额定功率为 7.5KW、 额定 转速为 25r/min、重量为 395KG。其中电机 型号 Y132M-4， 功率 Pd=7.5KW， 额定 转速 n= 1440r/min， 额定转矩 2.3N M，同步转速 1500r/min， 重量 81kg,传动比 i=1440/25=57.6。 电机尺寸如下表所示： 机座号 安装尺寸 外形尺寸 A B C D E F GD G H K AB AC AD HD L 132M 216 178 89 38 80 10 18 33 120 12 270 275 210 300 345 减速机在使用时要注意以下两点： 1. 使用 220 460 中负荷极压齿轮油到齿轮处； 2. 减速机在安装时请勿直接捶打输出轴。 此减速机的 特点： 自成一体的主箱体、 端盖、法兰、输出轴等零部件通过不同方式的组合，可形成法兰安装、悬挂式安装、吊装式安装等各种各样的安装形式，使 减速机能够以不变应万变。 减速机 的输出轴、连接法兰符合 ISO 标准，特殊的减速箱和联接结构使得现场装拆、维护极为方便、可靠。 采用三维 CAD 图形设计和 CAD 优化设计加上球墨铸铁的箱体，优质合金钢的齿、轴使整机结构具有更小的体积和更高的坚固性。 高强度、高效率、低噪音：齿轮均采用优质低碳合金钢经渗碳淬火磨齿工艺制造而成，齿面的高硬度（ HRC56-62）保证了齿轮的高承载能力和耐磨损能力，齿轮芯部的高韧性能吸收 冲击能量，从而避免了过载、冲击造成的断齿。齿面的高精度极大地降低了传动噪音。精密的齿轮传动效率高达 96，令其他传动机械望尘莫及。 nts毕业设计论文 14 图 3-1减速 机 三维 示意图 图 3-2 减速机内部结构图 nts毕业设计论文 15 3.2 轴的设计 3.2.1 主动轮 轴 的设计 1） 轴上的功率 P、转速 n和转距 T 由前面选择的电动机可知， P=7.5KW n=13r/min T=nP9550000=9550000 25 86.05.72463.9 N.M 2)初步确定轴的最小直径 先按 机械设计 书中的式（ 15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据 机械设计 书中表 15-3，取0A=112,于是得 30min nPAd =112 mm3 25 86.05.7 =69.756mm 输入轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径IIId。为了使所选的轴直径IIId与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩3TKT Aca ,查 机械设计 书表 14-1，考虑到转矩变化很小，故取AK=1.3，则 : TKT Aca =1.3 2463.9N.m=3203N.m 按照计算转矩caT应小于联轴器公称转矩的条件，查 机械设计课程设计手册 ，选用11LT 型弹性套住销联轴器，其公称转矩为 4000N.m.半联轴器的孔径 Id =80mm, 故取 IIId =80mm,半联 轴器的长度 L=157mm。 3）为了满足半联轴器的轴向定位要求， I-II 轴段右端需制出一轴肩，故取 II-III 段的直径 IIIIId =34mm.又因为 II-III 段上装轴承，而轴不受轴向力和径向力，只受圆周力，故轴承也只受圆周力，根据 II-III 段的直径，查机械设计手册，选角接触球轴承 7014C，初步确定 IIIIIL =195mm。 4）为了满足轴承的轴向定位要求， II-III 轴段右端需制出一轴肩，故取 III-IV段的直径IVIIId =165mm,其长度IVIIIL =91mm. 5)由于轴 IV-V段 和 VI-VII段 与 运输机主动轮左右两边 配合， 故其直径由主动轮小孔定，两处直径分别是 155mm 和 142mm，其两端 长度 分别是 200mm 和 150mm。至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 6）由于轴 V-VI 段处于轮子里面，故其直径取 150mm，长度与轮子内相同取 248mm。 轴 VII-VIII 段由轴承来取，故其直径和长度为 140mm 和 157mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 图 3 3 主动轮轴的示意图 主动轮 轴的直径由联轴器内径、 运输 带 主动轮 内径、轴承内径等决定。 nts毕业设计论文 16 图 3-4 主动轮三维图 3.2.2 主动轮 轴的强度验算 因为轴只受到圆周力的作用，故只需校核其扭转强度。 由 机械设计 书中可知轴的扭转强度验算公式 TTT dnPWT 32.09 55 0 0 00 式中： T -扭转切应力，aMP； T-轴所受的扭矩， mmN ； TW -轴的抗扭截面系数， 3mm ； n-轴的转速， min/r ； P-轴传递的功率， KW； d-计算截面处轴的直径， mm; T -许用扭转切应力， aMP ； 由上得知， P=7.5 86.0 KW,n=25r/min,d=314mm 查 机械设计 书中表 15-3 得知 aT MP4525 nts毕业设计论文 17 aTaT MPMPd nP452591.35702.0 2586.05.79 5 5 0 0 002.09 5 5 0 0 0033 故 此轴设计 合格。 3.2.3.从动轮轴 的设计 从动轮轴与主动轮轴设计方式一样。 图 3 5 从动轮轴示意图 从 动轮轴的直径由运输带主动轮内径、轴承内径等决定 3.2.4 从动轮轴的校核 从动轮轴的校核和主动 轮轴校核方法一样 ，故在此不再重复。 图 3-6 从动轮轴三维图 nts毕业设计论文 18 3.3 运输带张紧装置设计 在运输带设计中，对于皮带张紧的设计是靠 丝杠带动 机架上的滑块左右滑动来达到此目的。 对于丝杠的计算如下： 3.3.1 螺旋副的主要几何参数 的计算 螺母的轴向位移 ：22l s p x式中： ： 螺 杆 转 角 ， rad ； s ： 导 程 ,mmp: 螺 距 ， mm ； x ： 螺 纹 线 数令该螺纹为单线螺纹。则 x 1 设计丝杠带动横梁的移动距离为 800mm，又要留下一定的余量，可令螺纹长度 L 800mm。另可 设计 使 螺 母 移动时， 螺杆 转 80 圈 P=L2=1608002 =10mm 由此可知， S=PX=10 1=10mm 螺纹 公称直径 根据机械设计传动手册中的表 8.2-14 取公称直径 2 63d mm 。 接触角 45 o 钢球直径 0 . 6 6WhDP mm 螺纹滚道 曲率半径 ( ) 0 . 5 5 3 . 3S N Wr r Dmm 偏心距 0 . 7 0 7 ( ) 0 . 2 1 22WSDer mm 螺纹升角 0a r c t a n 2 5 4hPd o 螺杆 大径 0 ( 0 . 2 0 . 2 5 ) 6 1 . 8Wd d D 螺杆小径 0 2 2 5 6 . 8 2 4Sd d e r m m 螺杆接触点直径 0 c o s 5 8 . 7 5 7KWd d D m m 螺杆牙顶圆角半径 ( 0 . 1 0 . 1 5 ) 0 . 6aWr D m m螺母螺纹大 径 0 2 2 6 9 . 1 7 5Nd d e r m m 螺母小径 000 . 5 ( ) 6 3 . 6d d d d m m 3.3.2 静载荷 计算 基本额定静载荷 20 s i no a WC K iz D 0 1 1 2 1 1 2 2 22 7 . 7 4WK D 1 1 1 22WD 21 1rs WfD ()srsWrf D nts毕业设计论文 19 220c o sc o s22WadD a 0 ()Wdz D 取 整 数 其中 ： 0K为 基本 额定静载荷特性值， MPa; Z 每圈螺纹内滚动体的数量； i 螺母的总工作圈数 i 圈 数 列 数 ； 11 21 12 22 接触点处钢球和滚道表面的主曲率， 1/m。 代入所得数据得：0 4 2 .4 8K M P a107 .1 4 1 0oaCN静载荷条件 Hoa FC K K F其中：FK为载荷系数 ,查表 8.2-22 可得 1.2FK ； HK为硬度影响系数 ,查表 8.2-23 可得 1.67HK ; F 为 轴向所 受载荷， F=100000N。 代入上式可得： 52 . 0 0 4 1 0HFK K F N由数据可知满足静载荷条件 ，故合格。 3.3.3 螺杆强度 螺杆的转矩 130258T N m m g 螺杆强度 2223332223430 . 24 1 0 0 0 0 0 1 3 0 2 5 836 3 0 . 2 6 33 2 . 4FTddM P a 由 表 8.2-9 可知 4 0 6 0p M P a :,所以 满足螺杆 强度的 当量应力 条件2223334 30 . 2 pFTdd ，故合格。 nts毕业设计论文 20 3.3.4 寿命计算 基本额定动载荷 20 . 7 1 . 83c o s t a na c WC f i a z D a0 . 4 10 . 3101 391219 . 3 2112ScuNrsCf f f fCf 1s i n1 0 1 3 af 1 .3 90 .32 1311f 0 . 4 131212S r NNrSCffCf 11uuuhlffPi 时1 .7 2311f nrNWrf D srs Wrf D 0cosWD ad 其中： cf 额定动载荷特性值； uf 工作行程系数； rNf 螺母滚道适应度； rSf 螺杆滚道的适应度； Nr 螺母滚道曲率半径 mm； sr 螺杆滚道曲率半径 mm; ul 有效工作行程 mm； hP 导程， mm。 代入上式数据可得 61 1 .2 3 1 0aCN寿命条件 ha F H L a RnKC K K K K K FK 其中：FK载荷系数；查手册表 8.2-22 可得 1.2FK ； HK硬度影响系数查手册表 8.2-23 可得 1.67HK LK短行程系数查手册表 8.2-24 可得 1.06LK aK精度系数查手册表 8.2-25 可得 1aK RK可靠性系数查手册表 8.2-26可得 1.61RK hK寿命系数 , 13500hhLK , 15000hLh可得 3.11hK ； nK转速系数 133 3 .3nK n ，nK=1.14; 代入数值可得：569 . 3 3 1 0 1 1 . 2 3 1 0ha F H L a RnKC K K K K K F NK nts毕业设计论文 21 满足寿命条件，故合格。 图 3-7滚珠丝杆的三维示意图 3.4 转向 装置的液压缸设计 3.4.1 液压缸基本参数 根据手册假 定 D=125mm,d=70mm,行程 L=250mm,工作压力 P=5Mpa， V=120mms 查机械零件设计手册下 P227 表 31-1，有： D=125mm,d=70mm,（速度比 =1.46 ） L=250mm，供油空直径 d1=16mm 查 P227 表有缸选用活塞式， 由24QV D , 其中 V：活塞移动速度 ms Q:流入缸的流量 3m s, D：活塞直径 所以 Q= 24VD= 20 . 1 2 3 . 1 4 0 . 1 2 54=1.47LS 查表 31-3，其安装形式采用尾部耳环的形式 选用缸的材料为 45号钢，查书 P231 有p=100Mpa 5 1 2 52 2 1 0 0ppD=3.125 nts毕业设计论文 22 查表 31-5 取外径为 146mm, 则 =146-125=21mm D= 21125 0.1，不符合薄壁筒计算公式，按厚壁筒计算公式进行计算 t 0 . 4 12 1 . 3ppPDP= 1 2 5 1 0 0 0 . 4 5 12 1 0 0 1 . 3 5=2.78 取 =21 合适，故缸外径为 146mm 由 P230 知当无杆腔供油时，活塞杆向外伸出的实际推力 F 为： 1F=F 24Dp （ =0.95） =5 610 23 . 1 4 0 . 1 2 5 0 . 9 54 =6.13 410 0.95=5.8 410 N 活塞杆向内收进时的拉力为： 2F = 2 2 2 26( ) 3 . 1 4 ( 0 . 1 2 5 0 . 0 7 )5 1 0 0 . 9 544DdP = 6 3 . 1 4 ( 0 . 0 1 5 6 2 5 0 . 0 0 4 9 )5 1 0 0 . 94 5 =4 410 N 油缸作用时间： t= 24D SQ = 233 . 1 4 0 . 1 2 5 0 . 2 54 1 . 4 7 1 0 =2.09s 油缸的储油量： V= 24D S= 23 . 1 4 0 . 1 2 5 0 . 2 54=3.07L 查 P231 按强度条件验算活塞杆直径 d 14pd F = 4 64 5 .8 1 03 .1 4 1 0 0 1 0=27.mm 故活塞杆满足强度条件。 3.4.2 细微结构设计 （ 1）活塞长度： 参见液压与气压传动 p114，活塞长度 B=（ 0.6-1.0） 125=75-125 取 B=100mm 导向套长度 A=（ 0.6-1.5） d=75-187.5 （ 2）活塞杆强度校核 活塞杆与活塞的连接采用活塞杆与活塞的螺纹连接 参考机械零件设计手册下 P233，有： 活塞杆拉力 2F = 22()4DdP = 223 . 1 4 ( 0 . 1 2 5 0 . 0 7 )4 65 1 =4.2 410 nts毕业设计论文 23 活塞杆危险断面处的合成应力（考虑近似等于螺纹退刀槽处的拉应力） 2224npK Fd 取公称直径 d=52mm 查机械零件设计手册上 P120 有：螺距 t=2 查机械零件设计手册上 P121 表 6-3 有： 中径2d=d-2+0.701=50.701 内径3d=d-3+0.835=49.835 取活塞杆为 45 号钢，有： 4321 . 4 5 . 3 1 03 . 1 4 ( 4 9 . 8 3 5 1 0 )4= 467 .4 2 1 01 9 4 9 .5 7 1 0 =38.05Mpa100Mpa 故满足强度条件。 液压油缸缸筒长度 l=B+L=100+250=350 （ 3）缸体与缸盖法兰连接的螺栓计算 查机械零件设计手册下 P233 式（ 31-13）有： 1nsKZFAZ-螺栓数量，sA-螺栓螺纹部分危险剖面 计算面积 取螺纹孔的公称直径为 14， 查机械零件设计手册上 P121 表 6-3 有： 螺距 t=2，中径2d=12.701，内径1d=11.835， h=1.083， r=0.505,有效面积 F=1.047 2cm 所以1sKZFA = 441 .3 5 5 .8 1 04 1 .0 4 7 1 0=249Mpa 满足强度条件。 （ 4）取活塞 采莲为3A，验算活塞杆与活塞肩部压应力 22230 . 0 0 2 24cDPdcd cp3d为活塞钻孔直径，3d=52mm=0.052m C 为活塞上钻孔倒角尺寸，取 c=0.002m 所以 2 6 4220 . 1 2 5 5 1 0 7 . 8 1 0 5 2 . 4 20 . 0 0 4 6 2 4 0 . 0 0 3 1 3 60 . 0 7 0 . 0 0 2 0 . 0 5 2 0 . 0 0 4c M P a cp=0.75s=0.75 6240 10=180Mpa 所以， c cp，故强度条件满足。 （ 5）活塞杆的设计 活塞杆端部耳环尺寸可查机械零件设计手册下 P237 表 31-12 d=1R=50mm, b=60mm 其中 b为耳部厚度。 nts毕业设计论文 24 活塞杆的导向采用轴套，一般安装在密封圈与缸体油腔之间，以利用缸内的压力油润滑轴套，为使密 封圈的唇张开，在轴套上开通沟，采用 O 行密封圈。 （ 6）缸尾部耳环安装
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