0454-车梁加工用翻转台的设计【含CAD图+说明书】
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车梁加工用翻转台的设计
摘要：重型卡车在建筑、矿场等的需求量很大，重型卡车的生产效率决定了市场经济效益。车梁对于车架而言是最基本的基础，决定了车身的安全性能。针对国内车梁加工采用单摇臂钻床靠模加工，加工效率低下，加工精度低，搬运不方便。经过分析单摇臂钻床靠模加工的缺点，对纵梁钻孔翻转系统的设计进行了改进，通过大梁台箱装置的翻转，只需一次安装和定位，减少了车梁的翻转装卸次数，从而减少了反复装卸和定位所引起的定位和加工误差。不仅提高了加工效率，而且增加了厂家的经济效率。
关键词：纵梁钻孔 装置 系统设计
- 内容简介：
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1 一、选题的依据及意义 ： 随着时代的进步，中国经济的迅速发展，建筑、采矿等对重型卡车的需求量也在不断的提升，车架是汽车的最重要部件，同时纵梁也是车架的重要部件，在现在国内的各个重型卡车生产厂家，纵梁孔加工工艺是个非常头疼的问题。提高纵梁的加工效率如今拥有很广阔的市场。车身底盘纵梁是各种车辆的基本骨架，直接决定着整个车身的刚性和承受冲击性能，对于车架而言 ,最基础的部件就是纵梁 目前国内各大厂家主要采用的是单摇臂钻床靠模加工 ,加工效率普遍低下 ,针对此现状我对纵梁钻孔翻转系统的 设计 进行改进 ,能支持 4 台摇臂转床同时加工 ,并且通过大梁台箱装置的翻转实现纵梁三面孔的加工 ,从而减小了由于反复拆卸 ,安装 ,定位所引起的定位和加工误差 同时也能够给重型车辆厂家带来可观的经济收入。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 机械加工过程中都会使用到夹具来固定工件 使之占有正确的位置 ，以便加工和检测。但是当工件太大而不方便调节位置，不能保证精度，而又有进行 旋转加工时，夹具不能满足加工要求。这是我们必须选择去它的夹具，譬如翻转台，翻转台可以进行 360翻转，并能任意角度固定，符合加工要求。 翻转台因为 减轻工人的劳动强度，提高生产率，缩短生产周期，保证加工精度，为企业带来效益，所以得到快速的发展，现在已经有焊接翻转台、变速箱翻转台、机体维修翻转台等等。 唐美健、占金林在 154 吨自卸车车梁翻转台的研制 J. 矿用汽 2 车 ,1996(4):10。 进口电动轮式吨矿用自卸车的车梁，重，长。在大修理中，需用起重机多次吊翻，对各部位进行焊接和镗孔。工 作量大，焊接质量难以提高。为此，我们共同研制了适用三种车型的滚圈式车梁翻转台，保证了质量，缩短了周期。现已一次试车投入生产使用。该项目填补了我国吨车梁翻转设备的空白。 近日，安叉集团研制成功装载机离合器组装翻转台架，该新型翻转台架的研制成功，实现了装载机离合器、大吨位离合器一次性装夹完成全部工作的组装，不仅翻转和压配实现了自动化，而且还降低了劳动强度，节约了人力资源，提高了装配效率。 随着客户的需求，安叉集团公司生产的装载机产量在不断的增加，然而，在装配过程中，装载机离合器的轴承和波形弹簧压装较为困 难，翻转也较为吃力、麻烦，现有装配台架已经不能满足生产需求。为了解决这一 “ 瓶颈 ” ，提高生产效率，减少工人劳动强度，直属一金工车间和工艺科联合商讨制定，将整个组装台架由电机减速机、台架和液压系统组成，利用电机减速机带动翻转、液压油缸压装轴承和波形弹簧，实现电动翻转和电动压装功能，一次装夹，并完成全部的组装工作，同时附属大吨位离合器的组装。 随着科技的进步，机械加工要求变的更高，加工工件变大，变得更为复杂，翻转台的人工翻转已经不能满足要求，翻转台会向着自动化、数控化的方向发展，翻转台也会更复杂。 三、研究内 容及实验方案： 研究内容： 关资料 ,熟 熟悉 卡车大梁钻孔翻转台 原理 ，发 3 现各大厂家加工效率普遍较低，加工质量较低，无法满足更高要求的卡车。 过 搜集有关资料 ，设计能满足要求的整体方案。 3. 设计方案的传动部分 4 进行零件的设计和绘制零件图。 试验方案： 臂钻床 加工。 以固定车梁的两端，在车梁中间使用支架，支架可以调节高度，大梁台箱可以 360旋转，并可以任意角度固定。 3 在大梁台箱的侧面安装 4 台 摇臂钻床 ，可以加工大梁的三面。 四、目标、主要特色及工作进度： 目标： 设计用于给卡车大梁加工的翻转台的传动系统，提高生产率，缩短生产周期。 主要特色： 3 缩短生产周期， 工作进度： 1. 搜集有关资料，熟悉 卡车大梁钻孔翻转台 原理，撰写开题报 告 2 周 . 相关外文文献资料的阅读与翻译（ 6000 字符以上） 1 周 . 整体方案设计 2 周 . 传动部份的设计计算 4 周 . 绘制装配图及其各零件工作图 4 周 . 编制 设计说明书 1 周 . 撰写毕业论文 3 周 . 答辩准备及毕业答辩 1 周 、参考文献 4 1 机械设计实用手册编委会编 . 机械设计实用手册 . 北京 : 机械工业出版社 , 2009 2 吴宗泽主编 . 机械设计师手册 . 北京 : 机械工业出版社 , 2009 3 李红波 . 箱体焊接万向翻转台研制 J. 矿山机械， 2008（ 10）：364 唐美健，占金林 . 154 吨自卸车车梁翻转台的研制 J. 矿用汽车， 1996（ 4）： 105 o., 1985 车梁加工用翻转台的设计 摘要 ： 重型卡车在建筑、矿场等的需求量很大，重型卡车的生产效率决定了市场经济效益。车梁对于车架而言是最基本的基础，决定了车身的安全性能。针对国内车梁加工采用单摇臂钻床靠模加工，加工效率低下，加工精度低，搬运不方便。经过分析单摇臂钻床靠模加工的缺点，对纵梁钻孔翻转系统的设计进行了改进，通过大梁台箱装置的翻转，只需一次安装和定位，减少了车梁的翻转装卸次数，从而减少了反复装卸和定位所引起的定位和加工误差。不仅提高了加工效率，而且增加了厂家的经济效率。 关键词 ： 纵梁钻孔 装置 系统设计 in of is to by a is of a of of 目录 一 引言 的依据及意义 (1) 2. 国内外研究概况及发展趋势 (1) (2) 二 总体设计方案和安装使用说明 (2) (2) 转台设计 (3) 1 车梁重心位置的确定 (3) 2 主要尺寸参数的确定 (4) 梁的装夹结构 (6) 转台的安装精度 (6) 三 传动部分的设计 计算 锁电机功率和转速 (7) 各轴转速和功率 (7) 圆柱齿轮的设计 (9) (9) (9) 轮齿弯曲疲劳强度校核 (10) a (11) 链传动设计 (11) 入 轴的设计计算 (13) 入轴的选材及轴径设计 (13) 的结构设计 (14) 输入轴进行校核 (14) 输出轴的设计计算 (16) (16) 的结构设计 (16) 出轴的校核 (17) 承的选择 (19) 的选择 (20) 减速器箱体尺寸确定 (21) 蜗杆的设计计算 (22) (22) 轮的许用应力 (23) 杆与 蜗 轮的主要参数与几何尺寸 (23) 杆轴的设计计算 (24) (24) 轮轴的设计计算 (27) (30) 作用在 蜗 轮上的力 (31) 四 、设计总结 (32) 参考文献 (34) 致谢 (35) 1 对振动侦查和测量的一种实用方法 物理原则和侦查技术 作者： 动态顾问 , 篇 论文 论述 振动物理 、 弹簧质量系统 的动力学 ， 阻止 、 位移、速度和加速度 ， 并且查出和测量这些物产传感器的操作原理。 振动摆动由振动或作用在机构的力的变化引起振动的摆动。 振动行动反向。 由于我们将看到，这振荡可能是在经过若干时间有价值的周期连续不断的或者可能间断的。 它可能是周期性或非周期性 , 那就是说，它可能或者可能不呈现一规则的周期的重复。 动摆的本质取决于力量的本质驾驶它和结构被驾驶。 运动是一个 矢量，呈现一个方向和一个量。振动的方向通常被描述依据一些独立的坐标系（典型地笛卡尔的或者直角的）其运动的方向被称作坐标轴。这些坐标轴的正交座标系的原点是被任意地被定义在一些适当的的位置。 机构的多数振动的响应可以用当做单自由度弹簧质量系统模型，并且许多振动传感器使用他们的一个弹簧质量系统当做转导机构的机械部分。除外形尺寸之外，一个弹簧质量系统可以用弹簧的刚度 K，和质量 M，或者质量的重量 些特征不仅决定来这机构的静态特性（静变位 d），而且决定来它的动态特性。 如果 g 是重力的加速度 : F = = = F/d = W/d d = F/K = W/K = 一个弹簧质量系统 的 动力学 一个弹簧质量系统的动力学的可以被体系的特性在自由振动及有效 的 振动表示。 自由振动 自由振动被那情况情形哪里那弹簧是偏斜于是释放以及允许到自由地摇摆。例子包括一个跳板、一个跳簧跨接管，以及一个摆或摇摆偏斜以及留某事给自由地振动处理。 2 两个 特征特性应该注意。 第一、阻尼在那体系表示原因的那振幅的那振荡到减少将来。 那包括市区及郊区的那阻尼、那更快的那振幅随时间减小。（只 要弹性极限不是超过），那频率或时期的那振荡无关原始的大小原始的偏转的的。 那自然地发生频率的那自由振动被呼叫那自然频率 受迫振动 受迫振动当能量是连续地被加到那弹簧质量系统由申请振动的力在一些受迫振动频率时的情形 两个二例 子连续地推一个孩子上去一个摇摆和一失衡旋转电机元件。如果提供充足的能量到克服那阻尼是，那动作就会延续长达那激励延续之久。受迫振动可以取自励的或外部地激发振动的形式。自激振动发生在激发力是产生在或上去那悬挂质量的时候；外部地激发振动发生在激发力作用于弹簧的时候。这是那情形、例如：、当那基础对此那弹簧附属于是移动时。 传导能力 当基础正在振动，而且力整个弹簧被传输到中止的质量时候 ,质量的动作将会是来自基础的动作差积。 我们将会认为基础的动作是输入， I, 和质量的动作响应 , R. 比率半径 /我被定义为传输 度 , R/I 共振 在力频率好低于体系的固有频率， R I, 和 。 由于作用力的频率接近那固有频率，由于共振，所以传递率增加。共振是在机械系统中的量的存储。在力频率接近那固有频率、能量是存储和积聚、导致增加响应振幅。阻尼也增加由于增加响应振幅、然而，并且最后那能量为阻尼所吸收、每一周期、等于能量增加由激振力，并且平衡状态到达。我们发现当 ff 个情况被称作共振。 隔振 如果激振力频率超过 R = I 或 1 时， 在比较高的频率 R 使他们成为现实的。 一束对准在一个反射面 上光束在强度或者角度的的变化能被使用当做一距离指示从震源的角度之上方面。如果该探测仪器是足够快的，变化的距离也可以被测定。最灵敏的、准确的和精密的测定距离或位移的光学装置是激光干扰仪。利用这个仪器，一束反射激光束间杂有原来的入射光束。这由相位差形成的干涉图样可以测量位移下至 1 动加速度仪。 最现代的 般说来，造型整体传感器的优点从一个单一的材料块是更好的稳定性， 较少热量的失配在部分之间，并且较高的可靠性。欠阻尼的 速度仪容易不比 置高低不平。 单一晶体矽能有特别的降伏强度 ,特别地以高的应变率，但是它是然而一个脆的事物。 矽的内磨擦非常低，因此，谐振扩大可能是比较高的超过对于 动器。 两者的这些功能成为它的比较易脆性的因素 , 虽然如果适当地设计而且安装他们被规律性用测量震动很好上述的 100,000 g 。他们通常有较宽的频带宽度胜于 动器 (比较相似实物大小范围的模型 ), 连同较小的非线性，零的移位和磁滞特性。 因为他11 们有直流电反应 ，他们在将要产生长期计量时才使用。 在 速度仪的一个典型独石矽可察元件中 ,1 毫米角尺矽芯片合并整个的弹簧，质量和四个臂的 变计桥总成。 感知器经由各向异性的浸蚀和显微机械加工技术是利用一个单一晶体矽做成的。 应变计被本来平的矽一个杂物的图案造形。 沟流的后来浸蚀释放规并且同时地定义如只是最初厚度的矽区域的质量。 桥路可以由放置并联补偿电阻或者级数用任何这木头支架平衡了，做相配的或者这阻抗值及价值的变化用温度的修正。补偿是一种艺术 ; 因为 动器能有非线性特性 , 用激发来自它被制作或校 正的条件差积操作它是不受劝告的。 举例来说， 敏度只有大约成比例激发 , 通常是一个固定的电压或 , 在一些外壳 , 定流中有一些性能利益。因为热的性能将会大体上和激发电压的变化 ,在灵敏度和激发之间没有一个精密的比例。 另外的预防在处理电压驱动的桥方面 , 特别地有低的电阻那些 , 是确认桥拿适当的激发。 输入熔断丝的级数电阻担任一个分压器。注意这输入导线有低电阻，或者那一六线的大小是制成的（用读出线在这桥梁趋于允许这激励被校准）所以这桥梁获得这特有的激励。 恒定电流激励工作没有这些用串联电阻的问题。然而， 动器通常被补整傲慢的固定电压激发并且不可能用定流给被需要的性能。 的平衡是它的健康最敏感衡量 , 而且通常是传动器的总不确定度的占优势的功能。 平衡 ,有时叫做了偏向 , 零偏位 , 或 零可测量产量 ,和 0 g 的产量 ),能被通常是热的特性或在内部或外面地诱导了感知器的应变变化的一些效应改变。传动器外壳设计尝试隔离来自外面的应变 , 像是热的暂态，基本的应变或固定转矩的感知器。 内部的应变变化 ,举例来说，环氧基树脂蠕升 ,容易成为长期的不稳定的因素。所有的这些比较对于锕加倍的装置因为他们 在直流者加倍传动器的较宽频带中更时常发生，通常低周波效应对直流传动器是更重要的。 一些 其是高灵敏度传感器，是设计有阻尼延长频带和过量程的能力。 阻尼系数 考虑过的理想。 如此的设计时常使用油或一些其他的粘滞液体。 二个特性听写技术是有用的只有在相对地低周波 : 阻尼军队成比例流过速度 ,而且适当的流量速度被藉由用大的位移泵流体达到。 这是在那敏感的传动器的一个快乐的巧合他们在低的加速度频率操作位移足够大哪里。粘滞阻尼可以有效地除去共振放大率，延长过量程的能力，并且比加倍有效带宽。然而，因为 缓冲液的粘性是一温度的强函数，传感器的有用的温度范围实质上是受限制的。 可变电容 一些设计12 中屏从一个边缘被把建成悬臂式，因此，动作实际上是转动 ; 其他的屏在圆周的周围被支援 , 当做在一个弹网中。 由于加速度的在 件的电容方面的改变被一对目前检波器感觉皈依者进入电压产量之内的变化。许多 实是空气粘度变化由只有一点百分比在一宽的工作温度范围提供一频率响 应比是可完成的用油阻尼 在一 个高频振荡器给 容变化被这检流器检测。输出电压与电容变化成正比因此，趋于加速度。这结合的超程停留在这间隔可以提高高低不平的在这灵敏的方向，虽然阻力趋于过量程的在横向必须信任单独地靠这悬浮的力量，按现状对全部的其他的传感器设计没有超程停止来说是正确的。一些设计可以继续存在极其大加速度过量程的工况是 1000倍的测量范围。 一台典型微电机 件中的二个是空 气介质，平行板积蓄器的电极。 中央的元件用化学被蚀刻造形被薄又易曲手指中止的一个硬的中央质量。 阻尼特性被位于质量之上的孔气体流量控制。 的过量程的，直流电响应，低阻抗的输出端，和单纯的外部信号工况。缺点是成本并且以那在板子上调节的增加错综度按规定尺寸制作关联。 同时 , 高频电容检波电路被用，而且一些高频载波通常在产量信号上出现。它是通常连达到（即， 1000倍）比输出信号的频率高三数量级也不被注意到。 伺服系统（力平衡） 虽然伺服加速度计是主 要地使用在惯性制导系统，但是一些他们的工作特性必然使他们在一定的振动应用中是合乎需要的。所有的在先前被描述的加速度仪类型是开环装置在哪一产量由于可察元件的挠曲被直接地读。在倍力器中 或闭合回路，加速度仪 , 挠曲信号被用当一个身体上地驱动或再平衡返回平衡位的质量电路的反馈。 倍力器加速度仪制造业者建议仰赖位移 (也就是 ,晶体和 件的绷皮操作 ) 时常生产一个产量信号的开环仪器引起非线性错误。在闭合回路中设计 ,内部的位移被试验过的质量电再平衡保持极端小 ,将非线性减到最少。 除此之外，闭合回路设计被说有较高的精确度胜于开环打字。 然而，期间精确度的定义改变。以传感器制造商校核。伺服加速度计可以使两个基本几何结构的其中任何一个：线的（例如，扩音器）和摆动的（仪表的测量机构）。 振动的几何结构是商业的设计中应用最广泛的。直到最近，伺服机构是主要地以电磁原则为基础。力通常被藉由在一个磁场之前经过在质量上的线圈驾驶电流提供。 在和一个电磁的再平衡机构的下垂倍力器加速度仪中，下垂的质量发展对试验过的质量和那应用的加速度13 的产品转矩比例项。 质量的动作被位感知器 ( 典型地电容的感知器 ) 发 现 , 送一个误差讯号给伺服系统。 误差讯号引起对产量的倍力器放大器对转矩电动机的一个反馈电流 ,发展相等在量中到来自下垂的质量加速度产生的转矩一个反对转矩。输出端是激励电流它本身（或者交叉一输出端电阻器）作用的，与偏转环传感器相似，跟外加力成比例因此趋于加速度。 和开环传感器的高低不平的弹簧元件相反，再平衡压入回路加速度记录器的箱体中主要地有关电的并且只有当有动力提供时存在。当能实行的和大多数的阻尼被提供透过电子学的时候，弹簧在敏感的方向中是如易坏的。不像独自地仰赖可察元件 (s) 的特性其他的直流 - 响应加 速度仪，它是闭合回路设计的反馈电子学控制使存偏见稳定性。因此伺服加速度计倾向于提供较少零点飘移，是我们在振动测量中使用他们的主要的理由。一般说来，他们有一个 0.1 to 20 in or of a a be as an of If is of be as or is a is by in R R a of In of of R to be E it is a in is so be E to if to 00,000 g. E of as as C to be In a of a PR mm R is a by of by a of in of as of of be by s) in or of of or of is an R it is to it it or PR is to is a in in is a 0 in is to of as a or a be at to to be so PR of R is of is in of g), be by or or in in to as or to to C in of R to 0.7 or is at to is by is a in at of is a of of is 31 VC as in is to In is so is as in a in of C to by a of C as a of a a to by a a a is R In a VC a C in by is to to of in in to in on of as is of 000 of a C is of to a of of an is to a by by in on VC of of DC of of on It is up to of 1000 ) in 32 in of in in to of is In or is as in a or to on of to an In by of In to of of is in on is by on in of a In an a to of of is by an to to a to an in to is or an to in is to to In to of in of is 3 as in as is on of s), it is in to is in In a 1000 Hz in . A. P 293. 2. 1987. 3. 1982. 4. C. 1995. 4d., 5. 973. #6. 985. #018. 7. 967. #8. 1995. 1704. 9. 1978. #121. 10. 1987. 11. R. 84. 34 12. R. se 99. 13. 6. 14. B. 96 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 车梁加工用翻转台的设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 本课题旨在设计用于给卡车大梁加工的翻转台的传动系统。此翻转台主要针对长 10m 左右，宽 梁在钻孔过程中需要用起重机吊翻几次进行 各个面的钻孔，工效低，钻孔精度不易保证，所以提出研制车梁翻转台来改变这种状况。 要求 技术参数：输入功率 转速度 大扭矩 58800梁可绕纵 向 轴线正反 360何角度均可停止并自锁。需要设计内容如下： （ 1） 翻转台方案设计； （ 2） 传动部份的设计计算 ；（ 3） 各主要零件的强度计算 ； （ 4） 总装图设计 ；（ 5） 主要零件设计 。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 1. 查阅相关资料，外文资料翻译（ 6000 字符以上），撰写开题报告。 第 1 周 第 2 周 2. 整体方案设计 第 3 周 第 4 周 3. 传动部份的设计计算 第 5 周 第 8 周 4. 绘制装配图及其各零件工作图 第 9 周 第 12 周 5. 编制 设计说明书 第 13 周 6. 撰写毕业论文 第 14 周 第 16 周 7. 答辩准备及毕业答辩 第 17 周 、主 要参考资料： 1 机械设计实用手册编委会编 . 机械设计实用手册 . 北京 : 机械工业出版社 , 2009 2 吴宗泽主编 . 机械设计师手册 . 北京 : 机械工业出版社 , 2009 3 李红波 . 箱体焊接万向翻转台研制 J. 矿山机械， 2008（ 10）： 364 唐美健，占金林 . 154吨自卸车车梁翻转台的研制 J. 矿用汽车， 1996（ 4）： 105 o., 1985 1 一、 引言 随着时代的进步，中国经济的迅速发展，建筑、采矿等对重型卡车的需求量也在不断的提升，车架是汽车的最重要部件，同时纵梁也是车架的重要部件，在现在国内的各个重型卡车生产厂家，纵梁孔加工工艺是个非常头疼的问题。提高纵梁的加工效率如今拥有很广阔的市场。车身底盘纵梁是各种车辆的基本骨架，直接决定着整个车身的刚性和承受冲击性能，对于车架而言 ,最基础的部件就是纵梁 目前国内各大厂家主要采用的是单摇臂钻床靠模加工 ,加工效率普遍低下 ,针对此现状我对纵梁钻孔翻转系统的 设计 进行改进 ,能支持 4台摇臂转床同时加工 ,并且通过大梁台箱装置的翻转实现纵梁三面孔的加工 ,从而减小了由于反复拆卸 ,安装 ,定位所引起的定位和加工误差 同时也能够给重型车辆厂家带来可观的经济收入。 机械加工过程中都会使用到夹具来固定工件 使之占有正确的位置 ，以便加工和检测。但是当工件太大而不方便调节位置，不能保证精度，而又有进行旋转加工时，夹具 不能满足加工要求。这是我们必须选择去它的夹具，譬如翻转台，翻转台可以进行 360翻转，并能任意角度固定，符合加工要求。 翻转台因为 减轻工人的劳动强度，提高生产率，缩短生产周期，保证加工精度，为企业带来效益，所以得到快速的发展，现在已经有焊接翻转台、变速箱翻转台、机体维修翻转台等等。 近日，安叉集团研制成功装载机离合器组装翻转台架，该新型翻转台架的研制成功，实现了装载机离合器、大吨位离合器一次性装夹完成全部工作的组装，不仅翻转和压配实现了自动化，而且还降低了劳动强度，节约了人力资源，提高了装配效率。随着客户的 需求，安叉集团公司生产的装载机产量在不断的增加，然而，在装配过程中，装载机离合器的轴承和波形弹簧压装较为困难，翻转也较为吃力、麻烦，现有装配台架已经不能满足生产需求。为了解决这一 “ 瓶颈 ” ，提高生产效率，减少工人劳动强度，直属一金工车间和工艺科联合商讨制定，将整个组装台架由电机减速机、台架和液压系统组成，利用电机减速机带动翻转、液压油缸压装轴承和波形弹簧，实现电动翻转和电动压装功能，一次装夹，并完成全部的组装工作，同时附属大吨位离合器的组装。 2 随着科技的进步，机械加工要求变的更高，加工工件变大，变得更为复杂 ，翻转台的人工翻转已经不能满足要求，翻转台会向着自动化、数控化的方向发展，翻转台也会更复杂。 通过研究以前的车梁加工系统，得出车梁加工中的缺点，决定总体设计目的，进行总装配的设计，通过计算确定所有零件的尺寸，校核所有零件的强度。 二、总体设计方案和安装使用说明 机械加工过程中都会使用到夹具来固定工件 使之占有正确的位置 ，以便加工和检测。但是当工件太大而不方便调节位置，不能保证精度，而又有进行旋转加工时，夹具不能满足加工要求。以前，车梁在加工过程中需要使用行车进行 多次翻转和定位，才能完成车梁的 上各基础孔的钻孔、镗削。效率低，精度低。所以进行车梁加工翻转台的设计，翻转台的必须达到以下的要求： 1) 车梁可绕纵向轴线作正反 360。慢转，任何角度均可停止并自锁，使各部面的钻孔都可以转成水平位置作平施工。 2) 车梁上各基础孔的堆焊、镗削均能方便进行，不受翻转台的挡碍。 3) 位置定心滚动。 根据车梁形状和研制要求，曾提出两种方案。它们都由首端和尾端两部分组成。首基本相同，都是用来驱使车梁旋转的动力。由自锁电机、联轴器、链轮、涡轮蜗杆减速器带动主轴低速旋转，固定 在主轴一端的转臂与车梁保险杠联接，带其转动。为使不同车型的重心都能调到旋转线上，转臂上设有可调偏心的夹紧装置。两个方案的区别在于尾端结构不同：方案一，翻转台的尾端是由一件直径 2 8m 的滚圈和四件滚轮组成，滚圈在滚轮上可作原位置定心滚动。不同型号车梁的尾部都可插入这个滚圈中夹紧后随圈一齐滚动。用两个平台将首尾端升高，让过旋转的车梁。方案二翻转台尾端是由一根尾轴和支撑架组成。尾轴是车梁在尾部的旋转中心，它和不同型号车梁的联接分别有专用钢架完成。比较上述两个方案，从不同车型装夹的适应性、车梁装夹时稳定性和 修理时人员的安全程度看，前一个方案较好。虽造价偏高，制造难度偏大，考虑到日后长时间修理工作的方便可靠我们决定采用第一个方案。 3 传动原理图 翻转台的主要技术参数： 台架外长 12 8m 输入功率 7 5架总宽 4m 旋转速度 0 5r 转中心高2 8m ，最大扭矩 58800圈外径 2 8m 偏心调节量 0 1 000 转台设计 1 车梁重心位置的确定 从车梁的形状可以看出，车梁形状以纵向轴线左右对称重 心必然在轴对称平面上，重心位置不能直观定出可由三种方法确定；计算法、作图法和实测法。采用前二种方法必须先知道车梁各部位钢板的厚度和轮廓曲线的方程或准确位置这比较难做到。特别是进口车的车梁由于形状不规则，其计算或作图过程复杂，而且最后结果也是个近似值。利用实测法能比较快地解决这个问题而且不会出错。（如图 1)取 a b 中 b 吨手拉葫芦代替钢绳，调整手拉葫芦的长短，使车梁的对称轴平面 主钩转动轴线的下方挂一重锤 e，重锤尖端所指的点 8即为车粱的重心位置。 4 图 1 2 主要尺寸参数的确定： 偏心的调整范围： (见图 1)根据每种车梁的长度和车梁中方便夹紧的部位，初步确定首端转臂到尾端滚圈之间的距离为 8车梁轴平面 车梁 8向保险杠一端延长，此线即为车梁在翻转台上转动时的旋转轴线。保险杠到旋转轴线的垂直距离 不同车型中的最大距离 1m，定为翻转台的可调偏心范围。 翻转台的旋转中心高：车梁外形离旋转轴线最远的点到轴线的垂直距离为该车型旋转时的中心高取不同车型的最大距离加放 200 2 8 滚圈内径；车梁上离保险杠一端 8面形状的最大尺寸，加放吊装时所需活动的范围就是滚圈的内径大小。取三种车型中的最大滚圈内径即 2 5m，定为翻转台的滚圈内径 (见图 2) 5 图 2 首尾端间距离；根据车梁长度和方便夹紧的部位，在确定偏心范围时已初定出首尾端的间距为 8m。但每种车梁长度均长 10车梁吊装入圈时，为不碰撞首端涡轮和转臂，必须在垂直面内，纵向倾斜一个角度。首尾端间距越小，倾斜越多，要求滚圈的内径也越大。在初定的 8圈内径 2 5须验证。我仍通过吊装模拟试验来验证 (见图 3)。接比例将首端转臂 13的大小、位置作图，用同样比例将 8拟吊装，倾斜移动，观察车梁与滚圈，车梁与转臂之间不碰撞的活动间距是否够大。结果是，在 2 3m 内径的滚圈中可以顺利吊装出入。由于车梁尾部圆弧跨接段部位 见图 1)，经常出现裂纹，必须补焊。这个部位正好靠近 8让开补焊空间，我仍将首尾端间距从 8m 增大到 8 4m。 6 图 3 梁的装夹结构 弧形滑板平台：车梁尾部安放在滚圈内的小平台上。在 8 4种车型的倾角都不同。为保证是面接触而非线接触，我们将小平台设计成上下两部分，它们之间是圆弧面连接。上半部可以随车梁安放时的角度在下半部上作一定角度的滑动，直到车梁和小平台的接触面吻合为止。 螺旋千斤顶夹紧：车梁在滚圈平面内两个方向的自由度，我们采用四只螺旋千斤顶夹紧的方法来限制。水平方向一边一只相对顶紧车梁，垂直方向两只，将车梁同一截面的两个部分压紧在两个弧形滑板平台上。为装夹快捷可靠，千斤顶采用燕尾槽滑嵌在滚圈内侧，并使滑动方向与滚圈旋转平面垂直，防止转动时松脱。 转台的安装精度 如果安装精度不够，在旋转过程中，车梁定位就会被破坏 (见图 3)，随滚圈转动，直线 长变短然后又变长，促使夹紧松驰、车梁脱落造成事故，这是十分危险的。我们的安装精度是： (1) 滚圈滚动平面的垂直度 0 3m。 (2) 滚圈的旋转中心与首端主轴轴线的位置度 (3) 滚圈的滚动平面与首端主轴轴线在水平面内的垂直度 长。 我们采用的测量方法如下： (1)滚圈在车加工前，装一根可拆卸的空心方梁跨过直径。加工时保证滚圈外圆的圆柱度，外圆与方梁上孔 3的同轴度，外圆与滚圈基准端面的垂直度。 (2)用框式水平仪测量，使滚圈安装时基准端面的垂直度 o 3m，主轴轴线的水 7 平度 O 04m。 (3)预先安首端主轴承座上前后两只主轴孔配二块厚 6校正 圆板，圆板中央各有一只 同轴小孔。校正前，吊下主轴，将两块圆板装在主轴承座孔中。 (4)用 o 3钢丝穿过三只 3孔，粗校主轴轴线与滚圈中心的位置度。 (5)在翻转台首尾端间中点放一水准仪，测量三只 3孔，使滚圈中心与主轴轴线的位置度 (6)用 0 33孔中心到滚圈端面上水平直径两端点的距离差，调正滚圈平面取向，使之 (7)因调整中的相互影响，需重复校正上述精度。 三、传动部分的设计计算 自锁电机功率和转速： 联轴器的工作效率： 1 =轮传动的效率 (包括轴承效率 )： 2=式滚子链传动的效率： 3=轮蜗杆减速器的工作效率 (包括轴承效率 ): 4=轮的传动比为 i1=3 4，开式滚子链传动的传动比为 i2=1 8，涡轮蜗杆的传动比 i3=5 80，则电机转速可选择的范围为： n d=i2i3=1280 可见同步转速 750 1000 电机符合，因为前者比后者的传动比小，传动结构尺寸较小，因此可选用同步转速 750 载 720 电机，选定的电机型号为 传动装置总传动比 i= =1440，取齿轮减速器的传动比为 ， 开式滚子链传动的传动比为 ，则涡轮蜗 杆的传动比为 =72。 各轴转速和功率： 电动机轴为 0轴，齿轮减速器的高速轴为 1轴，低速轴为 2轴 ,蜗杆的轴为 3轴 ,涡轮的轴为 4轴。 n0=30r/ =180r/ =36r/236=7205018541440 按电机额定功率 1= = =2=2=3=4= =轴转矩： =mN 因为 58800N m 所以电机选用额定功率为 11步转速 1000r/载转速为 730r/号为 传动装置总传动比 i= =1440，取齿轮减速器的传动比为 ， 开式滚子链传动的传动比为 ，则涡轮蜗杆的传动比为 =73。 电动机轴为 0轴，齿轮减速器的高速轴为 1轴，低速轴为 2轴 ,蜗杆的轴为 3轴 ,涡轮的轴为 4轴。 n0=30r/ = = =7 2 5 0 5 0T 000 按电机额定功率 入功率， 11= = =2=2=3=4= =轴转矩： =143.9 mN 圆柱齿轮的设计 考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用 40质，齿面硬度为 241286=730=600 齿轮选用 质，齿面硬度 241269620510用 7 级精度。 =料的弹性影响系数 21. 许用接触应力计算如下： l i m 11 730 6641 . 1 a M P 2 620 5641 . 1H M P a M P a 11 600 4801 . 2 5 a M P 2 510 4081 . 2 5F M P a M P a 2 9 9 5 5 0 2 . 5 9 5181 0 . 5 7 3 0119 5 5 0 5 0 10 齿面接触疲劳强度设计 由于载荷平稳故取载荷系数 K=1 齿宽系数 1d小齿轮上的转矩 m 由 213 2 1 () Z Zu u= （ =定有关参数如下：传动比 i 齿 =4 取小齿轮齿数 0。则大齿轮齿数： Z2= 20=80 实际传动比 0/20=6 传动比误差： =4=0%明全面按照链板疲劳强度计算来确定小链轮的齿数是合理的 . 初选中心距 3050)p 链节数 Lp .k mk 87134156101 220210 a 1S a 2F a 2 12 链节数应 圆整数，并最好取偶数。 实际中心距： 松边垂度 f=(a 链节距 p= 选择用弹簧卡固定的链 中心距不宜过小，过小链在小链轮的包角也小减小链轮齿数的啮合这样传动效率也会减小 若中心距过大则结构不紧凑，链条易发生抖动增加运动的不均匀性 160p 则选取 40 链长 L=2223 a=629 f= 验 算链速 v : 采用滴油润滑。 （ 2） 计算链的有效拉力 F： 计算作用轴上的压力 Q= )p)(pa p 22 12821242221s/z 0 0 0 8 7 2191 0 0 060 n 11 F 47 0 . 561 0 001 0 00 13 =据链速为低速，传动平稳，可选取 45钢， 50钢和 10A 1 140 1997 小链轮的主要几何尺寸： 大链轮 的主要几何尺寸： 入轴的设计计算 入轴的选材及轴径设计 选用 45#钢，调质，硬度 217255扭矩初算直径 d，公式如下： ，式中 设计手册取 A=110， 代入数据可得计算如下： 3 co t.(.)co t.(i n.s i . 4 51918087515180111 .)910110 33 14 其上应开有键槽，应适当增大直径，增大 5%，则 ，取值30与 联 轴 器 的 孔 径 相 适 应 , 。 联 轴 器 的 计 算 转 矩 1 8 5 2 1 3查表选用 性柱销联轴器 ,其公称转矩 630000 ，半联轴器的孔径1 ，与轴配合毂孔长度，长度故取 的结构设计 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面 由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和大筒定位，则采用过渡配合固定。 确定轴各段直径和长度 轴结构草图如下： 从左到又依次为 0度 1=58mm 0度 2=55选用 7309内径为 45度为 25径为 100 故 5虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁有一定的距离，再考虑留有一定的长度的套筒长，故取 5于小齿轮的齿根圆直径和轴的直径相差很小，故将小齿轮和轴做出一体，即做成齿轮轴。小齿轮的齿根圆直径为 70度为 70可选取第四段的直径为 0度为 00轮中心位于第四段轴的中心。第五段选取和第三段一样的尺寸。 轴的总长度 8+50+00+89 对输入轴进行校核： 齿轮分度圆直径： 0矩： m 15 求圆周力： 6 1801 4 2 4 7 02211 求径向力： 5 720t 6 1t 绘制该轴的受力简图，直面弯矩图，水平面弯矩图，扭矩图如下： M c 1M c 2 40 42/2 判定危险截面为第四段轴的中心面 16 该轴单向旋转，轴为 45 钢，调质处理，根据设计手册有 2/640 ，查得 221 /102/60 ，。则折算系数为： 000. 7 522)22222221 （ 验算危险截面强度 b 331比较计算结果和结构设计 足强度要求。 输出轴的设计计算 出轴的选材及轴径设计 输出轴选用 45#调质钢，硬度 217255 由公式求出轴的最小直径 : 考虑其上开有键槽，直径应适当增加，增加 5%，则直径为 ，最后取最小直径为 30 的结构设计 大齿轮置于箱体中间，两轴承对称分布。齿轮右侧用轴肩固定，左侧用套筒固定。轴承采用角接触轴承，型号为 7309c，基本参数如下：内径 d=45径 D=100B=25mm。 17 图为大轴的草图，可分为七段，从左 到右标号依次为 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7。各段直径分别为： 30， 36， 45， 50， 56， 50， 40，单位 度分别为： 32， 50， 43， 61，10， 56， 23，单位 因为大齿轮的分度圆的直径为 320 将大齿轮做成辅板式结构，其草图如下，具体的参数已经在齿轮设计部分给出。 输出轴的长度为 2+50+45+61+10+25+56=279 输出轴的校核 按弯扭复合强度计算 轴的受力简图如下： t 5 23 2 05 5 2 5 9 0222， 5 620t 5 2t 18 弯矩扭矩图如下： 各数据如下： 5 5 2 5 9 0 8 4 2 9 8 36 2 8270断 面进行验算： 该轴单向旋转，轴的材料为 45钢，调质处理，根据设计手册得 2/640 ，查得 221 /102/60 ， 则折算系数为： 19 1000. 9 8 3 843()（验算危险截面强度： b 331比较计算结果与结构设计 足强度要求。 承的选择： （ 1） 输入轴轴承选择 对于输入轴的轴承选择，首先考虑角接触轴承。选用 7309基本尺寸如下： 内径： 45径： 100度： 25 （ 2） 输出轴轴承选择 对于输出轴的轴承选择，考虑角接触轴承，选用 7309基本尺寸如下： 内径： 45径： 100度： 25 （ 3） 求作用在齿轮上的力 齿轮分度圆的直径为 圆周力 693 4 5 3径向力 6 3c o st a 轴向力 7 1ta 求两轴承 的计算轴向力2F 和查手册得 0 2C r ， 轴承派生轴向力rd ， 值由0现轴承轴向力取 e=r 20 r / 791 3 3 62 F 21F，轴承 2放松，轴承 1压紧 92 0 3 7F 21 9133621 e.F r 5 4 8063 7 1 592 0 3 7F 11a .4 e./.F 3 5 7 1 403 7 4 3791 3 3 6F 22 因为中等冲击，所以 9 4 ）（ . 12P ）（ 2 . 7 ）（转换成年数，可用 5年，故 5年检修更换。 的选择： （ 1） 键联接选择平键联接， 输出轴齿轮所在段的键的选择，其所在轴段的直径为 50用键14 451096出轴与小链轮相连的轴段采用键 8 28 1096 键的类型和尺寸 （ 2） 校核键的强度 查表得 M 取平均值 输出轴齿轮所在段的键 键的工作长度 L=3821 键与轮毂的接触长度 k= P a/ 4P P 输出轴与小链轮相连的轴段 键的工作长度 L=24与轮毂的接触长度 k= P a/ 4P P 可见键的强度合格。 减速器箱体尺寸确定 箱座壁厚 根据公式 8a=200取整 11 箱盖壁厚 1 根据蜗杆在下 1 ，取为 10 箱座凸缘厚度 b 1 。 箱盖凸缘厚度 1b 。 箱座底凸缘厚度 2b 2 地脚螺栓直径 .2 m f ，选用 20 地脚螺栓数目 n=8 轴承旁连接螺栓直径 1d ，1 4 取整为 15生 16 箱盖与箱座连接螺栓直径2d。，派生，取为）（ 轴承端盖螺钉直径 3d 22 f3 （，取为 8 视孔盖螺钉直径 4d f4 （ ，取为 8 定位销直径 d d).（ ，取为 8 轴承旁凸台半径 1R 21 ，得出 。 外箱壁至轴承座端盖面距离 1l 8511 ，取为 37 蜗轮顶圆与内机壁距离 1 ，取为 11 涡轮端面与内机壁距离 2 ，取为 11 箱盖、箱座肋厚 21 1211 、 ， 1m 取为 2m 取为 凸缘式端盖 32 DD d( ，取为 140 嵌入式端盖 ，取为 135 择材料 采用单线渐开线蜗杆（ 蜗杆传动功率不大，速度低，故蜗杆用 45钢。因希望耐磨性好，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 45轮用铸锡磷青铜属模铸造，轮芯用灰铸铁 造。 1 ， 23 弹性系数 21 接触系数 先假设蜗杆分度圆直径 1d 和传动中心距 . 轮的许用应力 涡轮的基本许用应力 ,取中心距 a=650 i=73,取模数 m=15，蜗杆分度圆直径 。 这时， 查得接触系数 ， Z ，因此以上计算结果可用。 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 1) 蜗杆 轴向齿距 ，直径系数 q=18，齿顶圆直径a ，齿根圆直径f ，分度圆导程角 173. ，蜗杆轴向齿厚 a 。 2) 涡轮 变位系数 ，涡轮分度圆直径 ，齿根圆直径 f ，涡轮喉圆直径 6 6，齿轮咽喉母圆半径。 3) 校核齿根弯曲疲劳强度 2212F 22v . 查得 7 233 2 ）（， 24 螺旋角系数 1t 0t 0t 45 , 许用弯曲应力 查得基本许用弯曲应力 寿命系数 1 弯曲强度是满足的。 杆轴的设计计算 . 7m 133 ）（，这根是低速轴，采用齿轮轴，因为蜗杆分度圆直径为 270根圆为 234第一段轴径为 35 30二段轴径为 40170三段轴径为 70 100四段为有齿段轴径为 200为 235五段轴径为 306为 230六段轴径为 200为 235七段轴径为70为 100承座外端面距离外箱壁 6为是内伸入式轴承座，又必须保证内部斜面与蜗轮距离大约在一个箱壁厚度左右，涡轮齿两侧到各段轴承各有55端倒角为 452 。链轮与 轴连接的键的基本尺寸为 79 。 杆轴的疲劳强度和扭矩强度校核 r 7NM r W/）（ 25 故安全 1) 危险截面的左侧 抗弯截面系数 331 3 0 0.1 抗扭截面系数 332 6 0 0.2 截面右侧的弯矩 = 6 9 . 14 7 . 5 . 12 5 6 7 0 . 4 7 9 1 ）（ 截面上的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力轴的材料为 45钢，调质处理，查表得 ，截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 ，查表得 ，材料的敏性系数为 ，故有效应力集中系数为 ）（）（ 尺寸系数 扭转尺寸系数 轴按磨削加工，得表面质量系数为 而且 1q 得综合系数值为 k 碳钢的特性系数取 计算安全系数 ）（）（）（故安全， 26 2) 危险截面的右侧 抗弯截面系数 331 3 0 0.1 抗扭截面系数 332 6 0 0.2 截面右侧的弯矩 = 6 9 . 14 7 . 5 . 12 5 6 7 0 . 4 7 9 1 ）（ 截面上的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力轴的材料为 45钢，调质处理，查表得 ，过影配合出的 ，插入法求出并取 ，得 2 3 ，轴按磨削加工， 得表面质量系数为 而且 1q 得综合系数值为 k 碳钢的特性系数取 计算安全系数 5 6 7 63 . 1 8275）（ 故安全 轴的设计校核完毕，设 计符合要求。 轮轴的设计计算 144 ）（ 值k 27 这是低速轴，所以选择 弹性柱销联轴器。，选择 选择轴孔直径为 75长为 150二段轴径为 80为 80三段轴径为 85为 204四段轴径为 90为 10五段轴径为 85为 31六段轴径为 80为 39的两端轴承选取型号 6316的轴承。 （ 1）蜗轮轴的疲劳强度和扭矩强度校核 r r . W/）（故安全， 1) 危险截面的左侧 抗弯截面系数 331 2 0 0.1 抗扭截面系数 332 2 4 0 0.2 截面右侧的弯矩 = 6 9 . 14 7 . 5 . 12 5 6 7 0 . 4 7 9 1 ）（ 截面上的扭矩 28 截面上的弯曲应力 截面上的 扭转切应力 5轴的材料为 45钢，调质处理，查表得 ，截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数 ，查表得 ，材料的敏性系数为 ，故有效应力集中系数为 尺寸系数 扭转尺寸系数 轴按磨削加工，得表面质量系数为 而且 1q 得综合系数值为 k 碳钢的特性系数取 计算安全系数 29 ）（）（）（故安全， 2) 危险截面的右侧 抗弯截面系数 331 2 0 0.1 抗扭截面系数 332 2 4 0 0.2 截面右侧的弯矩 = 6 9 . 14 7 . 5 . 12 5 6 7 0 . 4 7 9 1 ）（ 截面上的扭矩 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 5轴的材料为 45钢，调质处理，查表得 ，过影配合出的 值k，插入法求出并取 ，
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