PSH4D型立体停车库横移传动机构设计【含CAD图纸+PDF图】
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重庆理工大学毕业论文 PSH4D型立体停车库横移传动机构设计 编号 毕业设计（论文）题目PSH4D型立体停车库横移传动机构设计 二级学院 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 109040202 学生姓名 施长明 学号10904020223 指导教师 职称 时 间 目 录摘 要 Abstract 1 绪论11.1 立体停车库的设计背景和意义11.2 国内外研究现状11.2.1 国外研究现状 11.2.2 国内研究现状 2 1.3 立体停车库的类型2 1.3.1 升降横移式 3 1.3.2 巷道堆垛式 3 1.3.3 垂直提升式 4 1.3.4 水平或垂直循环式 52 横移传动机构的设计 7 2.1 第一层横移传动机构设计7 2.1.1 第一层基本参数确定 7 2.1.2 第一层横移电机选择 8 2.1.3 第一层传动系统设计 92.2 第二层横移传动机构设计 19 2.2.1 第二层基本参数确定19 2.2.2 第二层横移电机选择20 2.2.3 第二层传动系统设计213 总结 32致谢 33参考文献 34重庆理工大学毕业论文 PSH4D型立体停车库横移传动机构设计摘 要本文主要是对PSH4D型立体停车库的横移传动机构进行设计。PSH4D型立体停车库一共有三层，每个停车位都有一个载车板，而第一层和第二层各有一个空位。上层的载车板如果要移动到下层，就需要将下层的载车板横向移开，为上层的载车板提供空间进行升降。因此，第一层和第二层的每个停车位都有一个横移传动机构对载车板进行横向移动。由于第三层停车位上的载车板只需要进行升降移动，不需要进行横向移动，所以第三层没有横移传动机构。横移传动机构主要靠电机带动链轮使滚轮在轨道上滚动，从而让载车板进行横向移动。第一层的横移传动机构与载车板直接连成一体，第二层的横移传动机构则置于车位架上。横移传动机构主要由电动机、传动轴、滚轮、链轮和支承座等几部分组成，对横移传动机构的设计也就主要是对这几部分的选择和设计。关键词：立体停车库 横移传动机构 载车板AbstractThis paper is mainly designed traversing transmission mechanism of PSH4D type stereo garage. PSH4D type stereo garage a total of three layers, each parking space has a car, and the first and second layers each have a vacancy. The car carrying board to move to a lower level, you need to lower the car sideways, to provide space for the car carrying board for lifting. Therefore, each parking spaces in the first layer and the second layer has a transverse transmission mechanism for horizontal movement of the vehicle loading plate. Because of the third layers of parking spaces on the board only needs to carry on the lifting movement, without the need for lateral movement, so the third layer without traversing transmission mechanism. Transverse transmission mechanism is mainly driven by the motor wheel to wheel rolling on the track, so that the car carrying board to move horizontally. Traversing transmission mechanism of the first layer and the board is directly connected, traversing drive mechanism of the second layer are arranged in the parking rack. Traversing transmission mechanism is mainly composed of a motor, transmission shaft, roller, sprocket and the supporting seat is composed of several parts, design of the transverse transmission mechanism is mainly on the selection and design of these parts.Key words: stereo garage , traversing transmission mechanism , car-carrying boardII重庆理工大学毕业论文 PSH4D型立体停车库横移传动机构设计1 绪论1.1 立体停车库的设计背景和意义随着我国城市建设的快速发展，城市中可利用的空地越来越少。同时，随着居民生活水平的日渐提高，城市私家车的拥有量也越来越多，随之而来的便是“停车难”的问题。在城市的车辆密集区，由于受到原有占地面积的限制，汽车停泊困难，交通阻塞。另外，城市交通建设由于只重视修建公路，从而忽略了停车场的建设，因此造成了现有的停车位远远不能满足停车需求的严重局面。由于停车位的严重不足，迫使大量汽车占道停放，这大大的影响了城市交通和市容环境。因此，我们必须重视城市的“停车难”问题，并积极探求解决的措施。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，发展立体停车库已经成为被“停车难”问题困扰多时的人们所达成的共识。目前我国的停车产业属于起步阶段，市场前景广阔。立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市“停车难”最有效的手段，也是停车产业发展的必由之路。1.2 国内外研究现状11.2.1 国外研究现状日本在上个世纪五十年代中期就对立体停车库问题进行研究，并在1960年建成了一个有四个车位的两段式立体停车库，通过引进西欧的先进技术，仅东京市就在六十年代末建成了各种大小形式不同的立体停车库一共40个，到了1971年，日本开始发展装配自行式立体停车库。根据日本建设厅的调查和统计，在日本从事立体停车库的设备开发、制造的公司就有200多家，而日本目前已经投入使用的立体停车位超过了300万个，其中数量最多的是升降横移式立体停车库。韩国的立体停车设备技术主要是由日本派生出来的。韩国从上世纪七十年代中期开始研究立体停车库，在八十年代开始引进日本的技术，并通过消化生产和本土化改进，在九十年代开始推广和使用立体停车库。由于韩国政府对立体停车库的高度重视，各种立体停车设备在韩国得到普遍的开发和利用。近几年，韩国的立体停车设备的增长速度都在30%左右。西欧许多国家对立体停车设备的开发和利用比较早，由于欧洲国家的人口少，土地资源也比较富余，停车问题表现得并不突出，停车设备的应用量也不是很大，立体停车设备多以巷道堆垛式为主。伴随着电力电子技术和计算机技术的飞速发展，由全电脑自动控制的，并且采用变频调速技术的新一代立体停车设备首先在美国、德国和日本出现，随后，英国、法国、瑞士和韩国等国家也紧跟着开始仿效。现在，日本在立体停车设备的技术研究和开发、制造、管理等方面的水平都处于国际领先地位，其所修建成的立体停车库的数量和停车辆同样也位居世界前列。1.2.2 国内研究现状我国在二十世纪八十年代初期开始研制和使用立体停车库。进入九十年代，随着我国汽车工业和建筑业的发展，特别是汽车进入普通大众家庭以后，立体停车库的应用也随之逐步推广开来。目前，我国已经形成了新兴的立体停车行业，进入了引进、开发、制造、使用相结合的初步发展阶段。我国现在从事立体停车设备的制造企业已有30多家。产品通过技术引进和自我研制开发，生产技术水平已经有了很大的提高。如今，我国立体停车设备的国产化率已达到50%以上，而且一些科研机构和大学高校也开始研究和开发符合我国国情的立体停车设备。当今我国的停车场需求量正在不断增大，尽管我国立体停车设备工业的起步较晚，但是人们已经充分认识到立体停车库修建的必要性和紧迫性，并且我国也开始了立体停车库的研究和开发，另外我国在控制、机械、电子等方面都具备一定的基础，相信我国的立体停车设备技术会得到快速的发展。1.3 立体停车库的类型2城市停车场可分为自行式停车场和机械式停车场两大类，与传统的自行式停车场相比，机械式停车场主要有一下几点优势：（1）节省占地面积，空间利用率高；（2）使用方便，操作简单；（3）便于安全管理；（4）节能、环保，能改善市容。机械式立体停车库又分为全自动和半自动两种类型。根据机械式立体停车设备的构造及其工作原理，机械式立体停车库的型式主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、简易升降式、汽车升降机等九种。目前我国主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式等三大类型最常使用。1.3.1 升降横移式升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、多层半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此类立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。工作原理：设备为多层多列布置，每个停车位设置一个载车板；除顶层外每层设一空位，作为交换车位；除底层以外的所有车位均能自行升降，除顶层以外的所有车位均能自行横移。当某一车位需存（取）车辆时，该车位下方到空位之间的所有车位向空位方向横移一个车位的距离，该车位下方形成一个升降通道，此时该车位便可自由升降。当车位降至地面后，车辆便可开进或开出，见图1.1。图1.1 升降横移式立体车库示意图适用范围：住宅小区、宾馆、酒店、单位自用。主要特点：占地面积少，空间利用率高，可根据用户要求增加层数和列数，提高车位数量。可设计为全封闭式，以协调周边环境。运转平稳，无噪音，运行速度快，存取时间短。设有防坠落，防碰撞，防过载等一系列安全保护装置。1.3.2 巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存（取）。因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。工作原理：在两侧泊位的中央设有巷道堆垛机整个车库的运行均由堆垛机来完成。汽车入库时，停在出（入）库台上，堆垛机从出（入）库台上取走汽车后，在巷道内行走并根据存车的位置进行升降，将汽车运送到指定层的泊位旁，堆垛上的存取机构将汽车从堆垛机送入泊位；取车过程与进车过程相反。巷道堆垛式立体车库是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车产品，见图1.2。图1.2 巷道堆垛式立体车库示意图适用范围：主要用于大型密集式存车场所，如剧院、运动场馆、大型商场、车站、机场等。主要特点：可设置于地上、地下或半地下，充分利用有效空间。载车板的升降和行走同时运行，整个过程全自动完成，存取车方便快捷。具有停车数量多、容积率高、全封闭式管理、集中监控、运行可靠、效率高等优点。1.3.3 垂直提升式垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理在提升机的两侧布置停车泊位。一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米)，但地面投影面积较小。对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地面积是所有立体车库类型中最小的。车库可单独设置，也可设在建筑物内部，可数套并排建设。工作原理：设备中间为升降通道，两侧为停车位。通道内设一升降轿厢。每个停车位有一载车盘，载车盘可横向移动。在升降电机的牵引下，轿厢可升降至任一层车位，并通过机械手将载车盘从两侧车位中取出或送入两侧车位。轿厢升降到与地面持平时，车辆可开进或开出，见图1.3。图1.3 垂直升降式立体车库示意图适用范围：写字楼、医院、商业区、宾馆等。主要特点：充分利用有限空间，为客户带来最大的利益，以狭小的空间，争取最多的停车空间，也可将13层设在地下，与地下停车场联通，有效利用地下空间。运转存取时间短，车辆停放平稳、无噪音，运行速度快，符合城市环保要求。1.3.4 水平或垂直循环式循环类机械式停车设备是采用水平或垂直旋转机构，使车库内所有车辆做与地面平行或垂直方向的循环运动，从而达到存取车辆的停车设备。工作原理：水平循环式车库一般设在地下，可以二层或多层，存车时由升降机做升降和水平旋转运动，将车辆送入指定位置的载车板上；取车时车库的升降机到达被取车辆的层数，然后做旋转运动对准相应的车辆载车板，将车自动横移到升降升降机上，然后降到地面水平位置上，便可开出车辆，见图1.4。图1.4 水平循环式立体车库示意图垂直循环则通过减速电机带动传动机构在牵引机构链条上，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作循环运动，从而达到存取车辆的目的，见图1.5。图1.5 垂直循环式立体车库示意图应用范围：小区、企事业单位、小型超市、公寓等。主要特点：占地面积小，不需进出车道，场地利用率高。水平循环式可利用建筑物的地下层。垂直循环式可有效利用零散地块，提高停车场的存车能力，结构简单、操作方便、维护保养费用低，采用多种保护措施，安全保障好。但由于是整体循速度较慢，不适合于大规模停车。2 横移传动机构的设计2.1 第一层横移传动机构设计第一层的横移传动机构与载车板直接连成一体，横移导轨也直接铺设在地面上，滚轮在导轨上滚动从而带动载车板一起运动，见图2.1。图2.1 第一层横移传动系统2.1.1 第一层基本参数确定第一层基本参数的确定主要涉及第一层车位长、宽、高的尺寸确定和第一层载车板长和宽的尺寸确定以及重量的确定。首先在网上查得我们日常生活中常见的几款汽车的尺寸和重量作为参考，见表2.1。表2.1 生活中常见几款汽车尺寸和重量生产厂商车型尺寸（长宽高）/mm质量/Kg长安福特福克斯4534182314831338上海大众朗逸4605176514601325上海大众帕萨特4870183414721550通过表2.1的数据，第一层基本参数设计为第一层车位长L=6.2m，宽W=2.6m，高H=2.4m第一层载车板长A=4.7m，宽B=2.22m，重量M载车板=300Kg2.1.2 第一层横移电机选择横移传动机构由电机通过链轮把力传给传动轴，传动轴上的滚轮再带动载车板一起运动。电机输出的牵引力为F。要使滚轮不打滑，电机输出的牵引力F应该大于滚轮所受到导轨对其的摩擦力Ff, 即FFf。查机械设计课程设计手册表1-10，钢-钢滚动摩擦系数=0.15由表2.1取汽车的重量为M汽车=1600Kg载车板、汽车和其他一些机构的总重量M=M载车板+M汽车+M其他=2000KgFf=Mg=0.1520009.8=2940N载车板从一个车位移动到相邻车位所需时间为t，载车板的横移速度为v取t=26s则v=0.1m/s电机所需的输出功率为PP=Ffv=29400.1=294W考虑安全问题，取安全系数S=1.2P0=PS=2941.2=352.8W选用GH型卧式三相齿轮减速电机，型号为GH22-200-60S图2.2 GH型卧式三相齿轮减速电机额定功率P额=0.4KW满载转速n电机=30r/min额定转矩T额=11.6Kgm减速比i电机=1:50电机质量m电机=14Kg2.1.3 第一层传动系统设计第一层横移传动系统主要由传动轴、链轮、轴承座、滚动轴承和端盖等组成，下面将对滚子链、滚子链链轮、传动轴和滚动轴承进行设计和计算。图2.3 第一层横移传动系统（1）滚子链的设计标准滚子链由于其应用最广泛，生产量大，从低速到较高速，从轻载到重载都适用，并且配上各种附件也可以用于输送4，因此在链传动中我们选用标准滚子链，见图2.4。图2.4 滚子链滚轮直径为D，取D=70mm滚轮转速n滚轮=27.3r/min传动比i=1.1小链轮齿数为Z1，大链轮齿数为Z2根据机械设计实用手册表8-2-5，取小链轮齿数Z1=17则大链轮齿数Z2=iZ1=1.117=18.7由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质5。取Z2=19设计功率为PdPd=P传递功率，KWKA工作情况参数KZ小链轮齿数系数Km复排链排数系数查机械设计实用手册表8-2-6,KA=1.0查机械设计实用手册表8-2-7,KZ=0.887查机械设计实用手册表8-2-8,Km=1Pd=KW=0.45 KW根据设计功率Pd和小链轮转速n小确定链条节距p小链轮转速n小=n电机查机械设计实用手册图8-2-2，选08A型滚子链节距p=12.7mm排距pt=14.38mm滚子直径d1=7.92mm内链节内宽b1=7.85mm内链板高度h2=12.07mm根据机械设计实用手册表8-2-5，初定中心距a0a0=30p=3012.7=381mm链节数Lp0=78为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数Lp0圆整为偶数Lp则Lp=78链条长度L=0.99m理论中心距a=p(2Lp-Z1-Z2)KaKa中心距计算系数查机械设计实用手册表8-2-9,Ka=0.25a=p(2Lp-Z1-Z2)Ka=12.7(278-17-19)0.25=381mm实际中心距a=a-aa=0.002 a0=0.002381=0.762mma=a-a=381-0.762=380.238mm平均链速为v链v链= 0.11m/s有效圆周力为FtFt=3636N作用在轴上的力为FQ对于水平传动FQ=1.15KAFt=1.151.03636=4180N根据节距p与链速v链，查机械设计实用手册图8-2-4，选择第I种润滑方式(2)滚子链链轮的设计图2.5 滚子链链轮图2.6 滚子链链轮轴向齿廓1)小链轮的设计已知：小链轮齿数Z1=17，配用链条的节距p=12.7mm，排距pt=14.38mm，滚子外径d1=7.92mm，内链节内宽b1=7.85mm，内链板高度h2=12.07mm分度圆直径d=69.12mm齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1=69.12+1.2512.7-7.92=77.075mmdamin=72.705mmdamindadamaxda值取整数5取da=74mm齿根圆直径df=d-d1=69.12-7.92=61.2mm分度圆弦齿高hahamax=4.575mmhamin=0.5(p-d1)=0.5（12.7-7.92）=2.39mmhaminhahamax取ha=4mm最大齿根距离LX奇数齿最大齿根距离LX=60.91mm侧齿凸缘直径dg=54.63mmdg值取整数5取dg=55mm齿宽bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm齿侧倒角ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm齿侧半径rx公称=p=12.7mm齿全宽bfn单排齿全宽bfn=bfi=7.3mm2)大链轮的设计已知：大链轮齿数Z2=19，配用链条的节距p=12.7mm，排距pt=14.38mm，滚子外径d1=7.92mm，内链节内宽b1=7.85mm，内链板高度h2=12.07mm分度圆直径d=77.16mm齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1=77.16+1.2512.7-7.92=85.115mmdamin=80.871mmdamindadamaxda值取整数5取da=82mm齿根圆直径df=d-d1=77.16-7.92=69.24 mm分度圆弦齿高hahamax=4.512mmhamin=0.5(p-d1)=0.5（12.7-7.92）=2.39mmhaminhahamax取ha=4mm最大齿根距离LX奇数齿最大齿根距离LX=68.98mm侧齿凸缘直径dg=62.79mmdg值取整数5取dg=64mm齿宽bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm齿侧倒角ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm齿侧半径rx公称=p=12.7mm齿全宽bfn单排齿全宽bfn=bfi=7.3mm(3)传动轴的设计传动轴在工作的时候主要受到滚子链对它的压力FQ，轴承座对它的压力，轨道对它的支承反力F1和F2以及电机对它的转矩。对轴进行受力分析，如图2.7图2.7 轴受力图轴所受的扭矩T轴=135714.73Nmm作用在轴上的力为FQ=4180N=4900 N计算支撑反力F1，F2F1=0：F2=4743.25NF2=0：F1=9236.75N图2.8 剪力图图2.9 弯矩图图2.10 转矩图轴的直径为dd根据机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理+1=215MPa当扭转切应力为静应力时，取=0.35d=34.37mm初选轴的危险截面的直径d=45mm轴的校核1)轴的弯扭合成条件ca=+1式中M轴危险截面上的弯矩，Nmm T轴危险截面上的转矩，Nmm W轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 折合系数 +1静应力时轴的许用弯曲应力，MPa当扭转切应力为静应力时，取=0.35轴危险截面上的抗弯截面模数W=8946.18 mm3ca=97.58 MPa查机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理+1=215 MPaca+1故轴安全2)疲劳强度安全系数校核S=式中-1材料的弯曲疲劳极限，MPa M轴危险截面上的弯矩，Nmm T轴危险截面上的转矩，Nmm W轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 WT轴危险截面上的抗扭截面模数，mm3 K弯曲疲劳极限的综合影响系数 K剪切疲劳极限的综合影响系数 S许用安全系数查机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理-1=275 MPa查机械设计实用手册表5-1-12，K=2.06，K=1.64查机械设计实用手册表5-1-21， S=1.3轴危险截面上的抗弯截面模数W=8946.18 mm3轴危险截面上的抗扭截面模数WT=17892.35 mm3S=1.36SS故轴危险截面疲劳强度校核通过3)静强度安全系数校核SS=SS式中S材料的屈服极限，MPaM轴危险截面上的弯矩，Nmm T轴危险截面上的转矩，Nmm W轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 WT轴危险截面上的抗扭截面模数，mm3 Fa作用在轴上的轴向载荷，N SS静强度的许用安全系数查机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理S=355MPa查机械设计实用手册表5-1-22，铸造轴SS=1.6SS=3.61SSSS故轴危险截面的静强度校核通过(4)滚动轴承的设计查机械设计实用手册表6-1-2，根据各轴承特点选用深沟球轴承，其特点和应用是与尺寸相同其他类型轴承相比较，此类轴承摩擦损失最小，极限转速高，工作中允许内外圈轴线偏差量8-16，大量生产，价格最低4，见图2.10。图2.11 深沟球轴承尺寸根据传动轴的尺寸查机械设计实用手册表6-1-49，选择代号为6008的深沟球轴承外形尺寸：d=40mm，D=68 mm，B=15 mm，r=1 mm，d148.8 mm，D159.2 mm安装尺寸：damin=46 mm，DaMax=62 mm，raMax=1 mm基本额定载荷：Cr=13.2KN，C0r=9.42 KN滚动轴承基本额定寿命计算Lh10=式中Lh10以小时数(h)表示的轴承的基本额定寿命 n轴承轴承工作转速，r/min Cr基本额定动载荷，N Pr当量动载荷，N 指数n轴承=n轴=27.3r/minCr=13200NPr=4900N对于球轴承，=35Lh10=11934.92h查机械设计实用手册表6-1-17，间断使用的机械Lh=8000hLh10Lh故轴承额定寿命达到预期寿命2.2 第二层横移传动机构设计第二层的横移传动机构置于车位架上，横移导轨安装在主框架上，滚轮在导轨上滚动从而带动车位架和载车板一起运动，见图2.12。图2.12 第二层横移传动系统2.2.1 第二层基本参数确定第二层基本参数的确定主要涉及第二层车位长、宽、高的尺寸确定和第二层载车板长和宽的尺寸确定以及重量的确定。表2.1已在网上查得我们日常生活中常见的几款汽车的尺寸和重量。通过表2.1的数据，第二层基本参数设计为第二层车位长L=6.2m，宽W=2.6m，高H=1.8m第二层载车板长A=5.4m，宽B=2.1m，重量M载车板=200Kg第二层车位架重量M车位架=300Kg2.1.2 第二层横移电机选择横移传动机构由电机通过链轮把力传给传动轴，传动轴上的滚轮再带动车位架和载车板一起运动。电机输出的牵引力为F。要使滚轮不打滑，电机输出的牵引力F应该大于滚轮所受到导轨对其的摩擦力Ff, 即FFf。查机械设计课程设计手册表1-10，钢-钢滚动摩擦系数=0.15由表2.1取汽车的重量为M汽车=1600Kg载车板、汽车和其他一些机构的总重量M=M车位架+M载车板+M汽车+M其他=2200KgFf=Mg=0.1522009.8=3234N载车板从一个车位移动到相邻车位所需时间为t，载车板的横移速度为v取t=26s则v=0.1m/s电机所需的输出功率为PP=Ffv=32340.1=323.4W考虑安全问题，取安全系数S=1.2P0=PS=323.41.2=388.08W选用GH型卧式三相齿轮减速电机，型号为GH22-200-60S，见图2.2。额定功率P额=0.4KW满载转速n电机=30r/min额定转矩T额=11.6Kgm减速比i电机=1:50电机质量m电机=14Kg2.1.3 第二层传动系统设计第一层横移传动系统主要由传动轴、链轮、轴承座、滚动轴承和端盖等组成，下面将对滚子链、滚子链链轮，传动轴和滚动轴承进行设计和计算。图2.13 第二层横移传动系统（1）滚子链的设计标准滚子链由于其应用最广泛，生产量大，从低速到较高速，从轻载到重载都适用，并且配上各种附件也可以用于输送4，因此在链传动中我们选用标准滚子链，见图2.4。滚轮直径为D，取D=70mm滚轮转速n滚轮=27.3r/min传动比i=1.1小链轮齿数为Z1，大链轮齿数为Z2根据机械设计实用手册表8-2-5，取小链轮齿数Z1=17则大链轮齿数Z2=iZ1=1.117=18.7由于链节数通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为奇数，并尽可能与链节数互质5。取Z2=19设计功率为PdPd=P传递功率，KWKA工作情况参数KZ小链轮齿数系数Km复排链排数系数查机械设计实用手册表8-2-6,KA=1.0查机械设计实用手册表8-2-7,KZ=0.887查机械设计实用手册表8-2-8,Km=1Pd=0.45 KW根据设计功率Pd和小链轮转速n小确定链条节距p小链轮转速n小=n电机查机械设计实用手册图8-2-2，选08A型滚子链节距p=12.7mm排距pt=14.38mm滚子直径d1=7.92mm内链节内宽b1=7.85mm内链板高度h2=12.07mm根据机械设计实用手册表8-2-5，初定中心距a0a0=30p=3012.7=381mm链节数Lp0=78为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数Lp0圆整为偶数Lp则Lp=78链条长度L=0.99m理论中心距a=p(2Lp-Z1-Z2)KaKa中心距计算系数查机械设计实用手册表8-2-9,Ka=0.25a=p(2Lp-Z1-Z2)Ka=12.7(278-17-19)0.25=381mm实际中心距a=a-aa=0.002 a0=0.002381=0.762mma=a-a=381-0.762=380.238mm平均链速为v链v链= 0.11m/s有效圆周力为FtFt=3636N作用在轴上的力为FQ对于垂直传动FQ=1.05KAFc=1.051.03636=3818N根据节距p与链速v链，查机械设计实用手册图8-2-4，选择第I种润滑方式(2)滚子链链轮的设计，见图2.5，图2.61)小链轮的设计已知：小链轮齿数Z1=17，配用链条的节距p=12.7mm，排距pt=14.38mm，滚子外径d1=7.92mm，内链节内宽b1=7.85mm，内链板高度h2=12.07mm分度圆直径d=69.12mm齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1=69.12+1.2512.7-7.92=77.075mmdamin=72.705mmdamindadamaxda值取整数5取da=74mm齿根圆直径df=d-d1=69.12-7.92=61.2mm分度圆弦齿高hahamax=4.575mmhamin=0.5(p-d1)=0.5（12.7-7.92）=2.39mmhaminhahamax取ha=4mm最大齿根距离LX奇数齿最大齿根距离LX=60.91mm侧齿凸缘直径dg=54.63mmdg值取整数5取dg=55mm齿宽bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm齿侧倒角ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm齿侧半径rx公称=p=12.7mm齿全宽bfn单排齿全宽bfn=bfi=7.3mm2)大链轮的设计已知：大链轮齿数Z2=19，配用链条的节距p=12.7mm，排距pt=14.38mm，滚子外径d1=7.92mm，内链节内宽b1=7.85mm，内链板高度h2=12.07mm分度圆直径d=77.16mm齿顶圆直径dadamax=d+1.25p-d1=77.16+1.2512.7-7.92=85.115mmdamin=80.871mmdamindadamaxda值取整数5取da=82mm齿根圆直径df=d-d1=77.16-7.92=69.24 mm分度圆弦齿高hahamax=4.512mmhamin=0.5(p-d1)=0.5（12.7-7.92）=2.39mmhaminhahamax取ha=4mm最大齿根距离LX奇数齿最大齿根距离LX=68.98mm侧齿凸缘直径dg=62.79mmdg值取整数5取dg=64mm齿宽bfi=0.93b1=0.937.85=7.3mm齿侧倒角ba公称=0.13p=0.1312.7=1.651mm齿侧半径rx公称=p=12.7mm齿全宽bfn单排齿全宽bfn=bfi=7.3mm(3)传动轴的设计传动轴在工作的时候主要受到滚子链对它的压力FQ，轴承座对它的压力，轨道对它的支承反力F1和F2以及电机对它的转矩。对轴进行受力分析，如图2.14图2.14 轴受力图轴所受的扭矩T轴=135714.73Nmm作用在轴上的力为FQ=3818N=5390 N计算支撑反力F1，F2F1=0：F2=5233.25NF2=0：F1=9726.75N图2.15 剪力图图2.16 弯矩图图2.17 转矩图轴的直径为dd根据机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理+1=215MPa当扭转切应力为静应力时，取=0.35d=38.28mm初选轴的危险截面的直径d=45mm轴的校核1)轴的弯扭合成条件ca=+1式中M轴危险截面上的弯矩，Nmm T轴危险截面上的转矩，Nmm W轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 折合系数 +1静应力时轴的许用弯曲应力，MPa当扭转切应力为静应力时，取=0.35轴危险截面上的抗弯截面模数W=8946.18 mm3ca=134.76 MPa查机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理+1=215 MPaca-1故轴安全2)疲劳强度安全系数校核S=式中-1材料的弯曲疲劳极限，MPa M轴危险截面上的弯矩，Nmm T轴危险截面上的转矩，Nmm W轴危险截面上的抗弯截面模数，mm3 WT轴危险截面上的抗扭截面模数，mm3 K弯曲疲劳极限的综合影响系数 K剪切疲劳极限的综合影响系数 S许用安全系数查机械设计实用手册表5-1-1，45号钢调质处理-1=275 MPa查机械设计实用手册表5-1-12，K=1.46，K=1.28查机械设计实用手册表5-1-21， S=1.3轴危
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