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小型秸秆堆垛及搬运机设计,小型,秸秆,堆垛,搬运,设计
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小型秸秆堆垛及搬运机设计摘 要本文主要是关于堆垛机的机械部分的设计，包括堆垛机的升降机构、行走机构与伸缩机构的设计，其中重点放在了升降机构和行走机构的设计上。根据比较选择了双立柱堆垛机，在进行机构的设计过程中，根据电动机来进行机构的总体结构确定，再通过运行阻力计算行走电动机的功率，来确定电机的型号。本设计升降轨道采用双柱型轨道，结构比较简单工艺性好，货叉的伸缩机构借用了抽屉轨道的原理。从设计要求出发对各主要部件进行初步选型后再对部件进行强度的计算校核，来保证部件选用的合理性。关键词：小型堆垛机；行走机构；起升机构 IIABSTRACT This paper describes the design of the mechanical structure , including the walking、lifting、stretch outing and draw backing mechanism of a stacker crane, in my design work I focus on the design of the walking mechanisms. According to the comparison we choice the single pillar stacker , In the design of the mechanism ,we according to he motor institutions determine the general structure of a stacker crane, Then cording the resistance to calculation traveling motor power and determine the motor model. Tracking the movement double column type orbit. Structure is simple and good in usability. The goods for the expansion institutions fork drawer the principle of orbit. According to the design requirements of the main components of preliminary selection, then to parts of checking intensity. to ensure that the choice of rationality . In the last part of this paper , the stacker strength and stability for a more detailed analysis , so as to ensure the smoothness of work stacker slide may run and reliability .Keywords: stacker crane； walking mechanism； Lifting mechanism目 录IABSTRACTII1 绪论11.1选题的意义和必要性11.2课题简介21.2.1堆垛机结构的组成和形式21.2.2巷道堆垛机的特点31.2.3堆垛机所受载荷的简化方法31.3 主要工作42.堆垛机的方案选定52.1 单立柱堆垛机52.1.1单立柱堆垛机的主要特点52.1.2单立柱式堆垛机的工作方式62.2双立柱堆垛机62.2.1双立柱堆垛机主要特点62.2.2双立柱堆垛机运行方式72.3 桥式堆垛机72.3.1 桥式堆垛机特点72.4 载荷计算82.4.1 起重重量82.4.2 水平载荷83.水平运行机构设计93.1行走机构总体方案确定93.2 自走式运行机构的计算93.2.1 运行阻力的计算93.2.2电动机的选择103.2.3 行走轮的主轴设计计算114. 堆垛机起升机构设计144.1 总体方案确定144.2钢丝绳的计算154.4轴承的选择185.1伸缩机构方案的确定20II5.2货叉传动电机的选择205.3货叉传动齿条与齿轮的计算206.导向装置的设计24结 论25II1 绪论 1.1选题的意义和必要性作为自动化立体仓库的核心部件，堆垛机负担着全部出库、进库、盘库等任务。自动化立体仓库的发展就是以堆垛机的发展为主要标志。初期的立体仓库使用的堆垛机以桥式起重机为基础，这种堆垛机是从起重机的大梁上悬挂一个门架(立柱)，利用门架的上下和旋转运动来搬运货物。1960年左右，美国出现了没有大梁的巷道式堆垛机，这种堆垛机是在地面上的导轨上行走，利用货架上边的导轨防止倾倒，或者相反，在上边的导轨上行走，利用地面的导轨防止倾倒。随着立体仓库的发展，巷道式堆垛机逐渐代替了桥式堆垛机。 桥式堆垛机被淘汰的原因如下：（1） 与巷道式堆垛机相比，自重很大，必须用比较坚固的建筑结构。（2） 为使堆垛机的大梁通过，在仓库的天栩与货架之间要有很大的空间。（3） 堆垛机的通道宽度大，而且也受大梁的跨度的限制(约为13-23 米)。（4） 更为重要的是它难以实现自动化控制等问题。但是，桥式堆垛机对重、长物料的高堆垛可以发挥其特长。如当前在人工控制的钢铁仓库(盘料、钢带、钢板、棒材、型钢、管材等)还使用这种堆垛机，它可以搬运长达20米，重达20吨的货物。随着微电子技术的发展，出现了计算机控制的堆垛机，而且，堆垛机的结构也有了较大的改变。首先，由货架支撑式改变为地面支撑式；其次，大、中、小型立体仓库都有了发展，双立柱堆垛机也随之诞生，而且逐渐体现出其优越性。巷道式堆垛机是在所谓高层、高速、高密度储藏的概念下的产物，它的历史较短，目前正在发展之中。但现在差不多己经定型，尽管各厂家各有独创，结构形式有些差异，但可以说大同小异，所有的堆垛机都不外乎由机架、载货台、伸缩货叉、轨道和控制系统等部分组成。机架，除轻载荷、低层货架用单立柱型堆垛机外，一般都是矩形框架结构。它们的支撑与驱动方式有：上部支撑上部驱动型，下部支撑下部驱动型，下部支撑上下同时驱动型。另外，还有一种适用于小型立体仓库的用丝杠螺母驱动的小型堆垛机。近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业提高生产率、降低成本非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备。本文着重就堆垛机的结构设计进行初步研究。1.2课题简介1.2.1堆垛机结构的组成和形式自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统。它是现代工业社会发展的高科技产物，对提高生产率、降低成本有着重要意义。近年来，随着企业生产与管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口。世界主要工业国家都把着眼点放在开发性能可靠的新产品和采用高新技术上，更加注重实用性和安全性。在堆垛机方面，我们应当看到和世界发达国家的差距，总结经验，找出不足，打破传统思路，推出新的外形和更高性能的堆垛机。相信，通过我们的不断努力，必能设计出高速、安全、可靠性能高的堆垛机，为增强我国综合国力，为我国填补一分科技空白。堆垛机结构主要有三个机构组成：升降机构有电动机、制动器、减速器、卷筒、钢丝绳及防落安全装置组成。升降机构的工作速度一般控制在1525m/min，最高可达45m/min。行走机构有电动机、联轴节、制动器、减速器和行走轮组成。在其顶部设置导向轮沿固定在货架上弦的导轨导行。下部装有水平导轮沿货架下部的水平导规导行。行走机构的工作速度依据巷道长度和物料出入库频率而定，正常工作速度控制在50100m/min，最高可达到180m/min。货叉伸缩机构是堆垛机的取放物料装置，它有前叉、中间叉、固定叉、驱动齿轮等组成。货叉伸缩机构的工作速度控制在15m/min，最高可达30m/min。1.2.2巷道堆垛机的特点由于使用场合的限制，巷道堆垛机在结构和性能方面有以下特点：整机结构高而窄，其宽度一般不超过储料单元的宽度，因此限制了整机布置和结构选型。金属结构件除应满足强度和刚度要求外，还要有较高的制造和安装精度。采用专门的取料装置，常用多节伸缩货叉或货板机构。各电气传动机构应同时满足快速、平稳和准确。配备可靠的安全装置，控制系统应具有一系列连锁保护措施。1.2.3堆垛机所受载荷的简化方法堆垛机的机架有立柱、上下梁组成，整机结构高而窄。堆垛机工作时，将受到载货台、货物的铅垂作用，行走、制动和加减速的水平惯性力作用以及起吊时的冲击载荷作用；某些特殊环境下，还要受到风力的作用。堆垛机每完成一个工作循环，以上载荷将重复出现一次。因次，堆垛机所受的是交替变化的载荷。为了保证堆垛机安全可靠的工作，其刚结构部分的强度与刚度计算是必不可少的。在此，就堆垛机所受载荷简化的基本方法作一说明。（1）起重重量P 实际起重重量包括吊具重量和额定重量之和，用S表示。考虑到货物正常起吊时的动载冲击作用，则设计起重重量P= S （1.1）式中，称为冲击系数，与堆垛机分类有关：1类 =1. 1 2类 =1.25 3类 =1.4 4类 =1.6（2）水平载荷S堆垛机沿水平方向加减速行走或旋转时，必然存在与其加速度有关的水平惯性力。即S=S （1.2） 式中，称为动载荷系数，由于加速度的不确定性，一般用额定速度v来确定。水平行走时 =0.0005v； 旋转时 =0.0004v.（3）风力载荷S风力载荷S为风压力q与受风面积的乘机，即S=qA （1.3）堆垛机工作时，风压力 q=1742.7非工作状态，风压力 q=148.1 式中，h为吊具高度，单位取mm（4)起吊冲击载荷S在正常情况下，起吊货物的加速度可能很大，这时的冲击载荷很大，设计时应另行考虑。（5）载荷状态堆垛机工作时，其承载能力是上述各种载荷与自重S的不同组合：A 正常工作状态：M（S+S+ S）B 特殊工作状态：M（S+ S+ S）+ SC 起吊工作状态：S+ S+ SD 停止：S+ S以上各式中，M称为作业系数，与堆垛机的分类有关：1类M=1.0； 2类M=1.05； 3类M=1.1；4类M=1.20 1.3 主要工作 在堆垛机设计中将做以下工作：（1） 堆垛机的框架结构方案选定；（2） 堆垛机的货叉伸缩机构的设计计算； （3） 堆垛机的行走机构的设计计算；（4） 堆垛机的升降机构的设计计算； 2. 堆垛机的方案选定堆垛起重机按其构造方式而言可分为双立柱式堆垛机；单立柱型堆垛机；桥式堆垛机。图2.1 单立柱堆垛机2.1 单立柱堆垛机 这种形式堆垛机组成构件主要是立柱、配有货叉的载物台、下梁、等。主动行走轮与从动行走轮装在下横梁上，下横梁上还装着行驶机构，电机，通讯部件与控制部件，等。导向轮装在立柱上部，其在上部巷道的工型钢中运行。水平运行轮装于下横梁上，其在安装于地上的一条单轨道上运行。2.1.1单立柱堆垛机的主要特点（1）结构简单节省材料和费用，实用性强，便于维护，不易出现故障。性较好，自身重量较轻，但小车检查与修整不方便，运行机构安放也较困难，并需要添加防止小车翻斜的保护措施。 （2）运行速度可以达到很高在较长较高的巷道全力运行时，行进速度最高可达到150米/分和提升速度最高可到达45米/分。货叉叉取货物速度可达到30米/分。（3）安全性高行进，货叉机构和提升设置了多重机械安全装置进行保护，并有电控安全保护系统，等来确保堆垛机设备的工作能够安全平稳的进行，并保障了货物存储和运送的安全。（4）智能化程度高可对执行指令自动识别和分析，自动记录并保存状态信息和故障数据。当运行有异常情况发生时时，能自行让运行停止并自动发出警报。2.1.2单立柱式堆垛机的工作方式单立柱式堆垛机的运动形式主要有三种，在轨道上的运动为水平运行行走运动，可视为水平轴向的运动。在垂直方向上载物台的升降，可视为垂直轴的轴向运动。货叉在载物台上进行取放货物时进行的的伸缩运动，可视为前后轴的向轴运动。图2.2双立柱堆垛机2.2双立柱堆垛机堆垛机的机架是由一个矩形框架和下上横梁和两根长的构成。立柱的构件可以是方管也可以是圆管。方管除了有支架作用外还可以作为起升导轨，圆管附加起开作用。2.2.1双立柱堆垛机主要特点 （1）结构稳固由于由两个立柱的构造故其强度和刚性都比较好，构造较简 单，工艺性好，可使用焊或半动焊，实用性强，易大量生产，选用较多。（2）运行可靠运行速度可以达到很高，制动简单，运行中较平稳，振动、噪声、冲击较小。可以用在运行速度较快，起重质量较高的场合。（3）传动方式简单现在双立柱式堆垛机普遍采用的传动方式是钢绳传动，通过电动减速器进行带动，钢绳进行传递转矩，载货台由钢绳进行带动，沿着起升导轨或立柱（作为起升导轨）作上下运动。2.2.2双立柱堆垛机运行方式 双立柱式堆垛机的运动形式主要有三种，在轨道上的运动为水平运行行走运动，可视为水平轴向的运动。在垂直方向上载物台的上下运动，可视为垂直轴上的轴向运动。货叉在载物台上进行取放货物时进行的的伸缩运动，可视为前后轴的向轴运动。图2.3桥式堆垛机2.3 桥式堆垛机桥式堆垛起重机结构具有叉车的结构特点也有堆垛机的结构特点，具有桥梁与回转小车。回转的行走是在桥架上，桥架的是在仓库上方。其立柱形式还有固定式和可伸缩式两种，立柱上装有货叉或其他代替货叉的取物装置。仓库顶与货架之间要留出一定空间，保证其正常运行。可回转的立柱，保证了工作的灵活性。回转小车根据需要可以来回运动。因此桥式起重机可以服务于多条巷道。2.3.1 桥式堆垛机特点（1）桥式堆垛起重机是巷道式堆垛起重机的雏形，因其体积大所以较重，所以行走速度不会太快，适用的仓库货物出入库不能太高。（2）桥式堆垛起重机的大体构造比较简单，使用起来也较方便，货物的堆垛和装卸可以越过一些不太高的障碍物进行。（3）桥式堆垛起重机的轨道大多是安装在房屋上方上的，所以其自身较轻。（4）制造较难，刚性较好，高成本，由于难使用半自动焊，焊，不宜大量制造，很少被使用。在进行优缺点比较后双立柱型堆垛机结构作为本次设计选用的机构形式。2.4 载荷计算2.4.1 起重重量 实际起重重量为货物重量与货叉总重量的和，用来进行表示。 货物在正常吊起时不可避免会有冲击动载作用，因此本次起重的计算方式为： （2.1）上式中；冲击系数，其选取和堆垛机的分类有关： 类=1.1， 类=1.25， 类=1.4，类=1.6，本文设计中=200+20=220kg; 由于堆垛机载荷小平稳运行且环境状况良好，所以取 =11。2.4.2 水平载荷堆垛机在水平方向进行减速或者加速运行时，必定会有一定的水平的性力产生。 = （2.2）上式中；动载荷系数，因为无法确定加速度，所以用额定速度V来表示。水平动载系数：=0.0005v；3. 水平运行机构设计3.1行走机构总体方案确定机的行走机构主要有以下几种方案：方案1：无轨道式堆垛机，门架一般选用多节式，比普通叉车的起开高，可是低于一般机所可以到达的高度。比一般机机动性好，在外也可以使用，也可以作为一般叉车在库房外使用。方案2：双轨堆垛机道：堆垛机的机架重量较轻，抗弯抗扭和刚度较高，可精确调位，耐磨性好，起升精度高。方案3：单轨道式堆垛机；导轨固定行走较平稳，制造成本低，但行走路线不易改变，转弯角度不能太小，噪声较大。因设计为小型堆垛机其运行环境一般为仓库外，所以初选为无轨道式堆垛机，即自行式堆垛机。堆垛机的运行机构主要包括机，器，器，轴，组和器等。自行式又分为分别与两中方式。其布置方式如图3.1所示。 图3.1减速器安装方式 因为套装式运行机构的总体布置紧凑，并能使车轮组的安装简便，所以初选采用套装式。3.2 自走式运行机构的计算3.2.1 运行阻力的计算 沿直线稳定运行的堆垛机其总静阻力主要为；（1）摩擦阻力时的单梁小车所受的最大和最小； （3.1） （3.2）式中：起升载荷 G 堆垛机自重 滚动摩擦力臂 D车轮直径 水平滚轮直 满载水平滚轮总压力 考虑车轮轮缘与轮毂摩擦的系数 因本次设计微小型起重机D，分别取100mm，于150mm。取0.25取1.2。H约为满载载荷。堆垛机自重约为120Kg=（120+200） 20.25/101.2+222020.25/15 （3.3）=300N 运行环境为时，阻力、风阻、相对比较小，可以忽计；我们所以可认为小型堆垛机的其摩擦阻力就等于静阻力。3.2.2电动机的选择 的运行为满载时，其动机功率； （3.4）式中： 堆垛机满载时的总功率 堆垛机行走速度取60m/min 机构总效率取=0.9所以，=30060/600.9=330w可以，小率动机就可以用作机机构的动机。因此可以选择R35面斜机，输出转矩为40n.m，输出转速为239r/min，减速比5.54。电动机型号Y91s 额定功率为1.0kw机身重为15KG。3.2.3 行走轮的主轴设计计算 同步带传动设计计算（1）确定计算功率电动机每天要进行8小时的工作，查表得工作系数K=1.4。其计算算功率为： P=KP=0.3301.40=0.467kw （3.5） 图3.1带型选取关系图查看选型同步带图后选型带H。节距选P=12.7mm。选取齿轮齿数由于Z=14为此带型最小齿数，所以小带轮齿数选取Z=20。小带轮的节圆直径；=2012.7/3.14=81mm （3.6）小带轮的转速计算； =247813.14/6000=1.05m/s大的计算；有传动比1:1，即大带轮数据与小带轮相同。及齿数Z=20，P=12.7mm。中心距的初定0.7（d+d）a2（d+d） （3.7） 224 mm a320mm初定中心句为a=250mm带长确定 L=2a+/2（d+d）=762mm （3.8）查表得其带的基准长度L=800mm实际中心距a=a+（L-L）/2=269mm轴最小直径的计算 d （3.9）式中A取110，p=0.5，n=247。 d=1100.126=13.91mm圆整d=30mm，轴承选取代号为6207的，：d=30mm，D=72mm，基本19kn。 图3.2轴的结构图图3.3轴的受力情况图图3.4垂直弯矩图图3.5轴的转矩图 图3.6 轴的水平弯矩图：其为60MPa，为81273.8n.mm =24mm （3.10）小与最细轴径所以轴安全。4. 堆垛机起升机构设计4.1 总体方案确定（1）链条起升机构 图4.1链条起升机构式主要由、提升、与电动机（包括）、改轮和提条组成提升机构。采用双子链作为提升链条一般不小于5，其与横梁上的改轮和载物台组成一个封闭的结构。当传条通过起落电动机带动旋转时提升运动，载物台升降被调控。与绳比较的话，车库采取式提升方式的较多，性好许多在起落过程中，这主要与绳与的不相同的构造有关系。然而这样的升降方法对于高度太高的机不太适合，由于的本钱要比绳高，并且会有比大的声音产生在升降过程中，因此噪声比较高。所以机较高时通常不使用这样的方法。（2）曳引式提升机构图4.2曳引式提升机构式升降机构普遍使用在当今电梯的提升方式中，组成主要是绳、轮、力装置、反绳轮和导向轮等构件。绳一端连接配置，另外一端与载物台相连接，配置、载物台与载荷的重量使紧紧压在轮绳内的绳拥有极大的力来带动货物沿向上或向下运动。式升降机构的好处是有小而轻巧的传动体积，相比与式传动机要小出很多。没有上限的提升高度，但是机与不一样，机要水平运行，会晃动、产生噪音，配置一定不可以太过大，配重装置并且要安装到里面沿着向上或向下运行，安修比较困难。（3）卷筒式提升机构： 图4.3 卷筒式提升机构常用于带动载物台向上向下运行的是式升降机构，一般由减机、组及绳组成。它的工作原理是；卷筒经过减速电机带动转动绳，再经过滑与绳升降载物台。初选为卷筒式升降机构。4.2钢丝绳的计算钢丝绳所受拉力S= （4.1)式中：Q起重载荷 a绳系数目 m绳系滑轮倍数 一根绳绕过移动小车和吊具上的数 K滑轮的阻力系数表4.1 K的推荐值表钢丝绳传动 链传动滚动轴承滑动轴承滚动轴承滑动轴承1.031.051.041.06 S=22001.3/2=1167N钢丝绳直径计算： d=C （4.2） C直径系数取0.114， d=0.114=3.8mm取d=6mm卷筒和滑轮直径计算 卷筒直径D=ed （4.3）式中e系数 d钢丝绳直径表4.2 e的取值表机构工作类型 电动滑车动臂绞车其他绞车 手动轻级中级强级18202830202030D=ed=206=120mm （4.4）滑轮直径D一般选取为滚筒的0.6倍，但推荐选与滚筒相同，所以滑轮直径也为120mm。 电动机的选择 电动功率：P= （4.5）式中：v升降速度 M电机个数 机率取0.85 P=2201.2/10000.85=310w选择配有器的电动机，安便，结凑。器型号：R56，输矩181N.M，输速37r/min，37.30；Y80，其为1390r/min,额为0.65KW,电量13KG。设计卷筒直径D=120mm，卷度L=150mm，节距螺旋p=7mm，卷筒壁厚为d=10mm，绳的最为S=1167N。4.3 卷筒心轴的计算轴为调质处理过的号钢。图 4.4 轴的受力情况图心轴的直径计算：dA （4.6） 式中：A系数取110： N转速为37r/min d=22.3mm，取d=25mm心轴受力分析支力：R=（116745+1167110）/135=1339N R=（1167115）/135=994N左右轮毂收到的弯矩最大： M= R45=44730Nmm M=R25=33475Nmm疲劳强度计算弯曲应力=M/0.1d=44730/（0.125）=28.6MPa （4.7）轴材料为弯曲许用应力=100MPa所以卷筒芯轴安全强度计算卷筒为低动机构，其动力系数=1.2 M=M=447301.2=53676Nmm （4.8） =M/0.1d=34.4MPa 所以强度校核也通过。4.4轴承的选择 左端轴承轴承额定净负载 C （4.9）式中：C轴承额定静负载： P当负载： N安全系数，本次设计选取n=1.04选用轴承，为6205，轴额定载C=4200N，左承的当载荷。 p= （4.10）式中：f当量静载荷系数，本次设计取f=1.1； P=1.11339=1473N n=1.041473=1532NC所以轴承的选取安全。右端轴承计算初定右端轴承与左端轴承型号相同，也为型号6205的深沟球轴承，其动负载额定值=9330N。右端轴承径向的负载； =1.1994=1093N （4.11）其右端轴承的轴向受力； F=0N轴承数假设为=，其轴承的计算系数可以查出e=0.27，因=0e。所以其动栽的当量值是；P=1093N （4.12）式中； 轴的；单位为h： 轴承外内圈的转速相对值；单位为r/min； 轴承额定的动载荷；单位为N；由此可得=2.07 （4.13）因此动载荷=2.071093=2263N；因此此轴承满足使用条件。5 堆垛机伸缩机构的设计5.1伸缩机构方案的确定机的取存货物的直接构件是安置在载物台上的机构。本次设计采用伸叉机构为差动式货叉，由滚轮与起作用的货叉等构件组成。因为利用货叉存取货物时伸出的距离超过本身的长度，所以用伸缩装置货叉，货叉固定在载物台上，还起到部分作用。货叉的伸缩可以使用传动或齿条齿轮传动，本次设计选用齿轮齿条传动，齿条齿轮具有清晰的传动关系，构造简洁，等优点。伸置的组成主要是齿条齿轮传置、自带机的电动机、货叉和等。的组成由立板、支承板、底板、齿条板等，滚轮安装在支承板下部，整个的支承板由底板则作，其上固定有立板、支承板、齿条板、双向挡板、电动机等。的极限伸缩位置由焊接在底板上的双向挡板来进行限制。本传动系统除了安装在左侧的电动机以外，其余基本为布置，左相当于左半部分，右相当于右半部分，这样齿轮齿条传动布置于中间，进而提高系统的性。5.2货叉传动电机的选择运力系数取0.85，可得由此； = （5.1）式中；G重力运行货物的； 0.85609.8=499.8N货叉传动机构总效率取0.9，则其正常运行的静功率； =499.80.15/（10000.9）=83W （5.2）电动机的选择；器型号为R27，输的速为48r/min。输矩为35Nm，比为28.7：为电，功率额定为170W，为转速1440r/min。5.3货叉传动齿条与齿轮的计算的伸缩速度伸缩机构V=9m/min，也就是9000mm/min；伸缩装置的齿轮的直径分度圆为d=60mm，周周长其圆为； =3.1460=188.4mm （5.3）齿轮的转速计算值为； =9000/188.4=47.7r/min （5.4）齿条材料，齿轮材料的选择齿轮材料调制处理选用45号钢，选用正火处理的45号钢齿条材料计算齿面的疲劳接触强度； =（0.0130.022）n=（0.0130.022）48 （5.5）算出=0.130.22，取=0.2m/s。齿条齿轮的精度等级第二公差组8级。齿轮的分圆度直径 （5.6）系数宽齿取0.4，齿轮齿数Z=20；齿条长度L=600mm；通过减速器和电机传动比算出传动轴上的齿轮转速； N=1390/29=48r/min其齿轮转矩为； T=9.550.42/48=83560Nmm；载荷系数； （5.7）使用系数取1；动载荷系数取1.18；齿向分布载荷系数取1.22；齿间分布载荷系数由于=0；查得=1.21；载荷系数值K的初算K=1=1.74；弹性系数Z=189.8；节点影响系数Z=2.5；重合度系数Z=0.87；需用接触应力；=HZZ/S； （5.8）接触疲劳极限应力；H=570N/mm；H=460N/mm；应力循环次数；N1=60njL=60481（83008）=5.510； （5.9）N2=N1/=4.610；有接触强度的到寿命系数；Z=；硬化系数；接触强度安全系数；1.1；57011/1.1=518N/mm；46011/1.1=418N/mm；由此可知分度圆直径； （5.10）=40mm齿轮的模数m=d/Z=40/20=2mm；圆整为m=3mm；圆整后轮齿的分度圆径直d=203=60mm；其圆周运动速度为；v=nd/60000=0.18m/s； （5.11）与开始估计取值0.2接近故满足要求；由于齿宽系数=0.4；可得齿轮的齿宽b=d=0.460=24mm： （5.12）对于普通常规齿轮=1，=0.25；齿顶高计算值=m=3mm；齿根高计算值=（+）m=3.75mm； （5.13）理论齿顶圆直径计算值=66mm； （5.14）理论齿根圆直径计算值52.5mm； （5.15）理论齿条齿根高约为=3mm；取齿条齿顶高=3.5mm；理论齿条宽度b取b=25mm；齿条总高度计算值H=+h=3.5+3+4=10.5mm； （5.16）式中； h齿轮底部到的长度齿条底部；理论齿距为p=3.143=9.42mm； （5.17）理论齿厚为s=3.143/2=4.71mm； （5.18）理论齿槽宽为e=4.71mm； （5.19）齿根弯曲强度疲劳的计算校核； （5.20）齿形系数的值； 齿轮=2.55； 齿条=2.45；应力修正系数计算的值为；齿轮=1.63； 齿条=1.65；理论重合度系数约为； ； （5.21）由此计算出许用弯曲应力； ； （5.22）计算出的弯曲疲劳强度极限：=460N/mm； =390N/mm；计算出的弯曲寿命数系： ；按情况取尺寸系数： =1；按本设计取安全系数： =1.25；因此 =46011/1.25=368 N/； =39011/1.25=312 N/；由于=21.46835602.551.630.70/(601806)=11.78N/； ； =21.46835601.652.450.70/（601806）= 13.74 N/； ；所以符合要求。6. 导向装置的设计导向装置有很多的结构形式，在一般的结构设计中普遍采取的方式主要由导杆式、导向柱式和导向槽式。导杆式导向装置导杆式导向装置是利用导向杆在导向座中的滑动，通过导向座对机构进行导向，主要有两种形式，二导杆式机构，四导杆式机构。二杆式导向装置与四导杆式相比二导杆式导向稳定性稍差，但设备加工的要求降低了很多，装配也更为方便。这种结构通常应用于升降行程和提升重量不大的场合。四导杆式这种导向装置具有结构稳定，导向精度高等优点，但缺点是加工要求高，装配难度大。导向柱式导向装置导向柱式导向装置是利用导向轮沿着导向柱滚动，导向柱起到支撑与导向的作用。在一般的设计中应用也比较广泛。该结构导向杆与导向轮的固定方式，一般有两种，一导向柱固定在支架上，导向轮紧固在移动部件上。二导向轮固定在机架上，导向杆紧固在移动部件上。导向槽式导向机构此机构是通过导向轮在导向槽中的滚动，来进行导向的。这种装置的结构比较简单，但导向精度不是很高，一般在导向精度要求不是很高的设备中采用。根据结构特点选取导向柱式导向装置。结 论本设计的内容为小型秸秆堆垛及搬运机，设计将升构、水行、伸缩机构的结构设计做为重点着手，行走机构的结构设计做为重点设计，行走机构各个部件的选型通过计算完成并确定了尺寸及电机、减速器的选取，最终设计出了满足条件，适用、简捷、灵活、方便的行走机构，并绘制出了机构装配图和零件图。 图7.1整体三维图 图7.2
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