浇注摆渡车结构设计【三维SW】【20张CAD图纸+文档全套】
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毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目： 学 院 名 称： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号 指 导 教 师 ： 职 称： 定稿日期 ： 2016 年 月 日诚诚 信信 承承 诺诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文浇注摆渡车设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）：承诺人（签名）： 年年 月月 日日中文摘要 摘 要随着国家对土地资源的重视，新型墙体材料的发展开始收到越来越多的重视。在新型墙体材料生产过程中，浇注摆渡车是浇注预养过程必不可少的设备，保证浇注模具生产线的正常运营。本设计通过对浇注预养摆渡系统的分析研究，设计出一种电机驱动的摆渡预养小车。并对系统电机、传动系统方式进行选择，对链条顶推装置以及行走及定位装置进行了详细的设计计算选型，并对系统中关键零部件进行校核，完成整个设计。最后分别运用 Auto CAD 和 SOLIDWORKS 软件进行二维工程图纸和三维实体的绘制。关键词：摆渡车；浇注预养；链传动；定位装置英文摘要II ABSTRACTWith the national emphasis on land resources, the development of new wall materials began to receive more and more attention. In the production of new wall materials in the process, pouring ferry vehicle is pouring pre curing process is indispensable equipment to ensure the normal operation of the block production line.Study on pouring pre curing system through the design of ferry ferry, designed a pre motor driven feed trolley. And on the motor system, transmission system, chain of top pushing device and walking and positioning device for the detailed design calculation and selection, and check the key parts and components in the system, complete the whole design. finally I use Auto CAD and SOLIDWORKS software for the 2D & 3DdrawingsKey Words：Transfer car; Pouring pre feed; Chain drive; Positioning device目 录III 目 录目目 录录III1 绪绪 论论11.1 浇注摆渡车综述21.2 浇注摆渡车的功能21.3 浇注摆渡车的主要参数21.4 本章小结52 摆渡车行走系统设计摆渡车行走系统设计62.1 行走电机选择62.2 配套减速器的选择72.2.1 行走轮的直径72.2.2 减速比的选择72.3 行走轮系统设计72.4 主动轮轴设计 82.4.1 轴的设计82.4.2 轴承的选择与寿命校核计算132.5 滚动轴承设计132.6 行走梁的设计152.7 本章小结153 链传动的设计计算链传动的设计计算173.1 链轮的选择计算173.1.1 链传动参数选择173.1.2 链轮尺寸计算19目 录IV3.2 主动链轮轴的设计计算213.4 轴的细部结构设计253.5 键的强度校核263.6 滚动轴承的选型及校核 273.7 选择轴承型号283.8 轴承的材料、特点283.9 本章小结284 顶推装置设计顶推装置设计294.1 顶推装置整体设计294.2 顶推车架的设计 294.3 行走车轮的设计 304.4 本章小结 305 浇注摆渡车的三维建模浇注摆渡车的三维建模315.1 SOLIDWORKS 软件简介315.2 浇注摆渡车三维建模325.3 本章小节35结结 论论36致致 谢谢37参考文献参考文献38附附 录录 A40附附 录录 B441 绪 论11 绪 论在我国由于人口众多，土地资源作为一种不可再生的资源，人均占有的土地面积是十分稀缺的。而且由于城市化的进程加剧，使得我国耕地面积逐渐被生活用地和工业用地所占据，人均占有的耕地面积还不到世界平均水平的一半。在传统的建注材料中，常使用秦砖（红砖）即粘土砖是建注工程上的主要原材料占墙体总量的90%以上，在使用前，根据相关数据的统计，我国根据需要每年生产超过 70 亿块的的红砖生产需要，这算到黏土资源，每年要耗用 1.4108 m3的粘土资源。如果使用混凝土浇注模具代替，这相当于保护了 80 万亩耕地，节省了生产过程中近6000 多万吨标准煤1。根据我国的基本国情，减少使用红砖对保护土地资源、减少资源浪费、保护耕地的作用十分重大。用混凝土浇注模具代替红砖作为新型的建注材料，不但可大量节约土地和粘土资源，降低能耗，减少污染，改造建筑功能，而且由于其成产的原材料可以通过建筑废料进行粉碎后得到，这就实现了一种建筑材料循环利用的方式，为适应我国国情，减少建筑用料侵占耕地起到了十分重要的作用2。课题研究的目的和意义国务院在 2005 年出台了了一项规定关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑通知 ，在通知中提及到中国要推进新型墙体材料的发展方针以及具体的时间规划，从 2012 年底起，禁止使用实心粘土砖作为建筑的主要材料；并明确了 2010 年之前要求新型墙体材料的产量占到所有墙体材料的 55%以上，在建筑利用率上要求达到 65%以上。从而减少因为生产粘土砖的过程所带来的资源浪费和侵占耕地的情况3。 采用新型的环保型墙体材料逐步取代传统的粘土砖在建筑材料中的应用，可以有效的解决这一问题。采用混凝土和砂石作为原材料的混凝土浇注模具就是在这一背景下发展起来的，它采用混凝土和砂石作为生产的主要原料，可利用一般建筑废料经过打磨后得到，从而在一定程度上实现了建筑材料的循环利用。因此，用混凝土浇注模具代替传统的实心的粘土红砖，可以减少土地资源耗用，保护耕地，实现建筑材料的循环利用，是非常重要的。 目前，在我国，该浇注模具的自动生产线是引进国外先进技术，通过引进后创新，在中国制造完成。然而，引进国外先进技术，具有资金方面的难题，所以，为了适应国家生产的要求，生产的砖自动生产线的厂家已经开发出了浇注模具专用的1 绪 论2摆渡车自动控制系统。为满足公司生产摆渡车系统的正常运行，该摆渡车系统不仅承担着人类无法或者不便工作，以提高产品质量的手工生产相比，尤其是可以大大提高生产效率和改善工作条件。同时注重生产系数和生产有严格的分工和科学的管理，促进通用电气和自动化产品，本课题的毕业设计的题目，一方面，需要丰富的知识、理论与现实、国内需求摆渡车制造商已经开发出一种实际的和有用的产品。因此，具有非常重要的实际意义。1.1 浇注摆渡车综述浇注摆渡车综述摆渡车对于现今各类混凝土浇注模具，预制梁、预制板等制品厂成型工位、蒸养工位中，进行转运的换向拖动是必不可少的，在诸如加气浇注模具设备浇注完毕后，摆渡车所承担的主要工作是将模箱 摆渡到浇注模具预养室。摆渡车以其拖动平稳、顶推强劲有力的特点，在混凝土浇注模具等生产线的作用是无可替代的。由于设计了精确的定位装置，行走承重车在进行横向快速行走后，完全可以能够准确的停止、定位和完成与轨道的对接，行走承重车在负载运行时可根据变频器进行变频慢速运行保证行走的平稳性，空载运行的时候，可变为较快的速度，提高转运效率。脚注摆渡车设置的顶推装置上，可以同时对多辆载重的蒸养小车进行拖动与顶推。摆渡车上的行走载重轨道能够通过精确平稳的横向运动，便于和摆渡车外的生产线轨道精确平稳对接，可以大大减少在蒸养车在过轨道接缝处的震动，保证了浇注模具胚体的合格率。与传统的额人工单车入釜相比，还可以较大程度上提高入釜的工作效率。1.2 浇注摆渡车的功能浇注摆渡车的功能浇注摆渡车，其作用就是将生产线生产出来的混凝土后的浇注模具，混凝土预制梁等构件转运到养护室以及存储仓库系统的一种自动化转运装置，通过电气控制系统 PLC 程序，可以实现摆渡车运行的自动化控制，通过变频器的作用，还可以实现变速控制。摆渡车上的行走载重轨道能够通过精确平稳的横向运动，便于和摆渡车外的生产线轨道精确平稳对接，可以大大减少在蒸养车在过轨道接缝处的震动，保证了浇注模具胚体的合格率。保证将待转运件以安全、平稳的方式送达规定的轨道。1.3 浇注摆渡车的主要参数浇注摆渡车的主要参数浇注摆渡车，就是给对浇注混凝土预制梁等进行养护存储的摆渡车，用来运送1 绪 论3大体积预制混凝土梁或混凝土浇注模具小车的。轨道车载着刚成型的砖块，要运送到各个储藏的轨道上。通过电气控制系统 PLC 程序，可以实现摆渡车运行的自动化控制，通过变频器的作用，还可以实现变速控制。摆渡车上的行走载重轨道能够通过精确平稳的横向运动，便于和摆渡车外的生产线轨道精确平稳对接，可以大大减少在蒸养车在过轨道接缝处的震动，保证了浇注模具胚体的合格率。保证将待转运件以安全、平稳的方式送达规定的轨道。摆渡车未工作时，停靠在固定轨道上。当需要摆渡车工作时，块或预制梁生产线负载满砖，并通过它的轨道运行到摆渡车，摆渡车会再次根据事实的情况下，旋转起重车运送到每一个轨道，摆渡车将在前面的相应精确停止，精确到轨道，旋转电梯下降车行进入轨道，并将预制浇注模具等砖放置完好。这就是摆渡车的主要工作情况。摆渡车在现实生产中，即将预制浇注模具运输车输送至各个规定轨道时，最主要的要求是保证运输车的输送定位、轨道对接应准确、并做到对接与运行时的平稳可靠。运输车定位不准，或者轨道对接有误差，摆渡车都没法将砖块正确的运输至规定轨道上；运行不稳会加剧运输车的振动幅度，造成刚成型的砖块、梁和浇注模具破碎或裂纹，降低成品合格率。这就给设计提出了一定的要求。此外，摆度车轮运行在稳定的速度也有一定的要求，速度太慢，速度太慢，而效率的企业，而不能太快，太快也容易造成块破碎或裂纹。然后，它是更好地通过一个汽车渡轮开始时间和开始后改为运行速度快，当接近需对接的轨道时，然后用缓慢，经济和稳定。浇注摆渡车的主要结构形式的确定问题，整体采用结构钢进行焊接而成，整体分为行走梁、上车架、顶推小车、链条传动等部分。浇注模具摆渡车结构简图如图 1-1 所示：1 绪 论4图 1-1 摆渡车系统1-顶推小车 2-上车架 3-链传动 4-行走机构 5-行走梁根据生产情况，确定摆渡车的各个初始参数如表 1-1 所示：表 1-1 摆渡车初始参数表参数名称参数名称具体参数值具体参数值整体行走速度24m/min整体行走行程13.4m/min顶推小车速度10.8m/s顶推小车行程5760mm顶推力12kN轨距750mm行走电机功率6kw顶推电机功率2kw在实际生产中，由浇注摆渡车的使用频率比较高，所以电机必须始终保持频繁启动和停止。在启动和停止摆渡车是，会产生严重的振动，和系统的稳定性降低。操作者容易在此过程中产生劳累，进而影响工作效率，增加出现工伤的危险。本文根据浇注模具生产线的现场实际操作情况，采用接近开关来定位，当有东西达到接近开关的有效范围时，接近开关产生脉冲，使控制系统能够快速、准确的定位。为了使摆渡车工作效率提升，采用变频器对行走电动机进行变频控制，可以同时控制1 绪 论5电机的启停和工作行走速度。通过这些措施，可以提升摆渡车的启停平稳性，运动可靠性以及工作效率。1.4 本章小结本章小结本章是简单的综述了如今混凝土浇注模具及预制梁生产线的现状及主要摆渡运输车的发展方向趋势，分析了本次设计的可行性及基本的框架思路，并详细确定了本次设计的参考性数据，为本文接下来几个部分的设计打好基础。2 摆渡车行走系统设计62 摆渡车行走系统设计2.1 行走电机选择行走电机选择电动机选择，要已摆渡车的承重为依据，以及车轮和钢轨之间的摩擦力，然后计算出电动机最小允许功率，最后由通过各个系统的效率计算，对电动机的传递效率进行反求，最终确定电动的的功率。模具的密度 ，预计每个模具的梁的体积大概为 0.72m3，则32500kgm/每个模具的总重量25000 729 817640GN.L预计小车的重量为 3000N，则得出摆渡车总体承重量为 G=20640N，钢与钢的摩擦系数=0.05，压力 F=G=20640N，则s f摩擦力 f=206400.05=1029N工作机所需功率按下式计算wPkw (2-1)102944 1210001000FvP.kww电动机的功率按下式计算： (2-2)0WPP式中，为电动机至执行机构的总效率，： (2-3)321电动机所需功率 ,dP从电动机到车轴之间总效率为2 摆渡车行走系统设计7设, , ,分别为链传动的效率。分别为=0.85，=0.85，=0.8123123则总效率71. 085. 09 . 09 . 0321电机所需功率为:4.125.80.71WdPPkw型号 Y100L-4。功率 3kW，电动机的转速 960r/min。2.2 配套减速器的选择配套减速器的选择2.2.1 行走轮的直径根据轨道行走系统设计规范，前期先行将行走轮的直径确定为D行=300mm2.2.2 减速比的选择根据摆渡车的行走速度 v=24m/min推算行走轮的转速为： （2-4）12vnr得行走轮转速 n1=25.48 r/min所以，行走减速器的传动比 1i196037.673825.48i 根据所需传动比选择电动机和减速器的配套产品。2.3 行走轮系统设计行走轮系统设计车轮选用常规的单轮缘车轮，其常用于门式起重机的小车行轮，车缘高 20mm-25mm，小车跨度小，刚度好，不易脱轨。行走轮采用铸造成型后再进行加工制成，其材料选用 ZG340640，直径2 摆渡车行走系统设计8300mm，通过普通平键来和驱动轴相连接，并用来传递动力。车轮的接触面应热处理，表面硬度达到 HB300-380.在行走梁的两端，通过设置两组轴承端盖来给驱动轴以及驱动轮进行支撑，根据摆渡车所需的受力情况以及空间分配情况，选用轴承为：GB/T 276-1994 深沟球轴承，型号为 6313。深沟球轴承是最常见的滚动轴承。深槽球轴承是最具代表性和广泛使用的。适用于高速、高速运行，而且非常耐用，不定期保养。这种轴承摩擦系数小，速度快，结构简单，制造成本低，容易制造高精度。尺寸范围和形式多样，应用在精密仪器，低噪声电机，汽车，摩托车和通用机械等行业，是最广泛使用的机械行业，一类轴承。主要承受径向载荷，也可承受一定量的轴向载荷。图 2-1 主动轮系统设计2.4 主动轮轴设计主动轮轴设计主动轮中间轴采用 45 号钢制成，采用调质处理使其硬度达到 HB217255。2.4.1 轴的设计 具体设计如下：2 摆渡车行走系统设计9图 2-2 主动轮轴的设计初取结构梁的方钢的边长为 a，轴的材料选用为为 45 号钢（调质处理），；pa2451 -M轴的受力分析，剪力图，弯矩图如下： 图 2-3 主动行走轮轴的受力分析图F 取为车总重量的一半（取） ；l 取为 0.8m；2 摆渡车行走系统设计10；517640/ 2q/1.1875 10 N /l0.8FN mm由对称性知: （2-5）221FFF由图知在轴的中部处为最大弯矩；maxM （2-6）2q-2xx2 FM；2max0.4176400.4-1187513500N m2M对正方形材料；6aW3 （2-7）1 -maxWM故有；1 -max36aM；max336166 13500a0.0754m245 10M若为圆轴则；m0894. 010a1 -maxM将轴承的受理点设置在车轮内部，并考虑轴肩，取；a80mm初步确定轴承内径为 65mm，在接下来部分下面设计端盖，考虑平稳性要求轴承受力点与车轮中线以及轨道的中心线共面；得出实际受力； （2-8）mm96x0x2 FM2 摆渡车行走系统设计11危险截面为和处；x65mmx80mm在处：x65mm；max17640 0.0651512.5MN m对圆形材料 （2-9）33d1 . 032dW （2-10）1maxWM故有；max336-11010 1512.5d0.061m245 10M；故满足条件；mm08d 同理在处；x80mm；max11760 0.0801028mMN；3610 1028d0.05m245 10；故满足条件；d70mm （2-12）22q x-80x-80x896mm2MF；当其为 0 时，M 取得最大值；2x-80MFq时，；217640-980 x-800MFqxx196mm故；2max218750 0.4176400.196 -25900N m2M2 摆渡车行走系统设计12 ；0.1m86m0 . 0102452590066a3631maxM满足条件；由对称性知条件满足。轴的受力段尺寸图如下： 图 2-4 主动轮轴的实际受力轴承的安装处的尺寸在后续设计中确定。2 摆渡车行走系统设计132.4.2 轴承的选择与寿命校核计算滚动轴承的选择依据1 载荷的大小、方向和性质该球轴承适用于轻载，且滚动轴承适用于重载和冲击载荷。滚动轴承承受纯轴向载荷时，一般采用纯径向载荷时，一般选用深槽球轴承或圆柱滚子轴承；当滚动轴承在纯径向载荷作用下，有轴向载荷小，球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承和圆锥滚子轴承等，或为径向轴承和推力轴承组合在一起，这在高轴向载荷或特殊要求上都有较大的轴向刚度。2 允许转速因轴承的类型不同有很大的差异。一般情况下，摩擦小、发热量少的轴承，用于高速系统。设计时应保证轴承在几线要求的范围内转速下运行。刚性承载力和轴承套圈和滚动接触点的弹性变形，其变形与负荷成正比的关系及其与决定轴承的刚度可以改善的预应力轴承的刚度，可以提高下的组合和布局的设计。 3 调心性能和安装在位置误差，往往是在安装后，和定位不好。在这段时间里，由一个轴和热膨胀等原因往往造成，轴承的主要的负担，造成轴承的早发故障，自动调心轴承可以承担这类的用途。4 安装和拆卸圆锥滚子轴承、滚针轴承和圆锥滚子轴承等，属于内外圈可分离的轴承类型（即所谓分离型轴承） ，安装拆卸方便。（5）市场可购性即使是在标准上能查到的轴承，市场上不一定可以买到。选用是充分考虑市场情况，保证设计的轴承在市场上可以购得，并且考虑采购周期及成本。2.5 滚动轴承设计滚动轴承设计分析车轮轴受力知，此轴仅受径向载荷，由于轴径较大，车轮厚度较大，且负2 摆渡车行走系统设计14载较重，要求平稳性较高。为了减小轴承的安装直径；初选深沟球轴承，并且深沟球轴承还可以承受一定的径向、以及轴向载荷。故；3轴承轴向载荷为；N0FbaF （2-13）0rbraFFFF查表得：当时，eFFra按5表 13-5，得，；1X 0Y 载荷系数由表 13-6 知，取；pf8 . 12 . 1fp2 . 1fp由5公式（13-8a）知：当量动载荷 （2-14）arpfPYFXF 又，故 由以上计算知，计算取；PP baP4rxcGQFkN5 .874QxcrGF；4P1.21 175000 N2.05 10 N基本额定动载荷，6h10nL60PC 预期工作寿命为 2400h；103660 362400C20500N37.88kN10由寿命计算可按单列轴承进行，基本额定动载荷和额定静载荷计算公式C0C2 摆渡车行走系统设计15如下：，；滚子轴承球轴承rr71. 162. 1CCCC002CC选轴承代号为 6313 型的圆柱棍子轴承，;rC93kN0C60.5kN；93 1.71159.03kNC；满足条件；h84.5935105000225720366010pn60103106r6hCL2.6 行走梁的设计行走梁的设计根据设计任务要求需要，设计的行走梁如图 2-5 所示图 2-5 行走梁结构设计行走梁为整个浇注摆渡车的基础部分，是承受货物重量的主要部件，所以行走梁的设计尤为重要。本设计选用 200300 壁厚为 10mm 的方钢管作为车架基础部分，两端分别为端部盖板，上盖板主要是用来安装缓冲装置，下面的盖板比较厚，为 26mm，主要用来安装夹轨器，要承受一定的载荷，所以选取板厚应较大。为了便于行走电机的安装，在行走梁的上方还设计了电机安装支架，用来拉住电机进行定位与安装，整个支架采用厚 12mm 的 Q235 钢板焊接后，采用焊后加工的方式进行钻孔和铣内端面。2 摆渡车行走系统设计162.7 本章小结本章小结在本章中，根据前几章的数据和前几章的经验，设计了整个浇注摆渡车的行走部分，包括车架的设计，行走系统的设计以及电机和轴承的选用，并对轴和轴承的可靠性进行了详细的校核和分析，为后面的设计奠定了基础。3 链传动的设计计算173 链传动的设计计算3.1 链轮的选择计算链轮的选择计算通常，链轮是由齿圈、轮毂和轮辐三部分组成，但是对于较小直径的链轮，可做成一体形式。常见链轮形状有：1.单片式单排链轮。2.单凸缘式单双排链轮。3.双凸缘式单排链轮。链轮的结构大致有以下 4 种：1.整体结构。一般应用在标准链条p=38.1 以下的单、双排，单、双凸缘链轮的加工。2.焊接结构。主要应用在中、大规格单、双凸缘链轮的加工。加工时，凸缘都采用圆钢通过车削工艺加工成凸形。齿圈部分可采用板材切割后对链轮的外径与轴孔进行加工，并在孔的一端车出坡口，便于套入凸缘进行整体的焊接。焊接时要考虑焊接应力与热变形。3.铸造链轮。主要应用在大型链轮的加工，加工时只加工齿圈、凸缘两端面、外径和内径及键槽，然后再加工齿形。环链轮都是铸造的。铸造链轮的材料一般如 HT150、HT200 和 ZG310-570。4.锻造链轮。主要应用在受力较大的中、大规格链轮的生产上，一般链轮的凸缘部分是通过锻造出来并在代加工部位都要留足加工余量。 3.1.1 链传动参数选择)选择链轮齿数、1z2z小链轮齿数，估计链速为 0.10.5m/s，取，1z117z 考虑到本系统中滚子链的作用，不需要进行变速运动，所以链轮参数相同，即：大链轮齿数=17 （3-1）2z1z实际传动比 i= / =3.353 （3-2）2z1z)确定链节数0pL3 链传动的设计计算18根据设计要求，初取中心距06543a 由公式知 (3-3)20122100222pazzzzpLpa = 654322p2d =343+18 =361 节 圆整为偶数 =3610pL ）确定链号和链节距 p 工况系数，小链轮齿数系数估计失效形式为 链节疲劳。AKzK本系统为单排链则 1PK 而 601661.52 10203.29.55 109.55 10T nPKW许用功率,由式 0P （3-4）01 0.087 3.22.841AzcaPK K PPPKWK链号和 p 查表 6-15 分别为：24A，38.1mm。）计算链速 V由式，3 链传动的设计计算19 （3-5）11/6000017 38.1 20/60000Vz pn =0.18m/s）计算压轴力PF链条有效圆周力 3.2/0.181000P/V1000F （3-6） =17.8KN链条水平布置时的压轴力系数1.15FPK则压轴力为 （3-7）1.15 16.819.32PFPeFKFKN）确定润滑方式由式， （3-8）1 10.18/60 1000z n pvm sV=0.18m/s0.6m/s，润滑方式为人工定期润滑（涂抹脂润滑） 。3.1.2 链轮尺寸计算分度圆直径 （3-9）1118038.1207180sinsin17pdmmz齿顶圆直径 （3-10）11180(0.54cot)adpz 38.1 (0.545.3496)3 链传动的设计计算20 =224mm最大轴突缘直径 （3-11）121180cot1.040.76gdphz 18038.1 cot1.04 30.180.7617 137mm齿沟圆弧半径 max3110.5050.0699.8rrddmm（3-12） min10.5059.6rrdmm滚子的径；rd齿沟角 小轮 min190120az90120114.717 取max190140az90140134.717120 齿宽 110.9524fbbmm倒角半径 ，取 xrP33.8xrmm齿侧凸圆角半径 ，取。0.041.27arp1armm链轮齿总宽 （n 为排数） (1)nLftfbnPb（3-13） 24mm链轮轴最大直径 （小轮）max193d3 链传动的设计计算21对于链速 V0.6m/s 的低速形式的链传动，其主要失效形式是过载拉断，故按抗拉静强度计算来确定链的节距和排数。静拉伸强度安全系数条件为 （3-14）48AeQsK F 式中 s链的静拉伸强度安全系数 载荷系数AK Q链条最低破断载荷 链条圆周力eF 则 86.774.341.2 16.8s 链条齿根圆直径极限偏差 P31.75; 齿根圆径向圆跳动量, 250mmfdEfd齿根圆端面圆跳动量 GB（118475） 齿宽的极限偏差，节距TEp=38.1mm轮齿表面粗糙度值不应大于 3.2 。aRm链轮材料 45 号钢（调质处理）齿面硬度 HRC 4045。3.2 主动链轮轴的设计计算主动链轮轴的设计计算）已知作用在轴上的压轴力 Q）初步估算轴的直径 最小直径由公式计算并加大 3%（考虑到键槽削弱） ，即mind （3-15）3min1.03/dA P n3 链传动的设计计算22轴用 45#，A 取 108，则 3min1.03 108 3.2/ 2060.39dmm 由测量作参考，取 。3.3 轴的结构设计80dmm在设计轴的结构时，应尽可能使轴的形状简单，并且有良好的加工和装配工艺性能，以减少劳动量，提高劳动生产率和降低应力集中。 （1）确定轴上零件布置方案和固定方式为减少轴的复杂程度，尽可能的简化设计及加工工艺，同时考虑装配难易程度，选择链轮位置位于轴的中间部位。链轮用挡套作轴向定位，采用普通平键连接，轴和链轮采用小过盈配合，配合公差为（H7/r6） ；端部轴承轴承盖进行轴向定位，轴承内圈与周采用过渡配合（H7/k6） ；两车轮用卡簧作轴向固定，用平键和过盈配合作轴向固定。 （2）确定轴的直径和各段长度 段，根据实际测量及计算选出。mindmin80dmm轴的设计按照常规方式设置为阶梯轴。安装链轮的轴段直径（符合轴80mm的直图径系列标准） 。轴承配合的部分根据轴承内圈系列直径选择mm， 。左侧65尺寸圆角尺寸标准 r=5mm（机械零件设计手册表 3-13-6） ； 3 链传动的设计计算23图 3-1 轴的结构及载荷分析查 GB276-89，选滚动轴承型号 6313 ，其宽度 B=33mm,由于链轮的转速v0.6m/s，不能用飞溅法来润滑轴承，而采用润滑脂润滑轴承，要设挡油环，两轴承的内端面（由轴承座的系列标准查出）距箱体内壁 14.5mm，轴承与箱体内壁 L取 1015mm，本设计符合要求。轴承座宽，则挡油环对于轴承兼作套155lmm筒长度，车轮与箱体间隙取 10mm，螺钉锁紧167fmm267fmm367fmm挡圈宽（查 GB884-86 选 GB884-86-80 材料 Q235，不经表面处理的螺钉锁紧挡圈） ，设计的车轮宽度为 70mm。222Bmm轮边凸缘厚 10mm，则 12280672171lmm241 6722108lmm3 链传动的设计计算24 查机械零件设计手册表 3.6-14，GB1244-76 链轮节距 P=31.75 时b=17.6mm，由公式，n=1 参考多排。(1)nPBnPb估算链轮宽，则341Bmm 341 239lmm541 239lmm 61171llmm 轴承段应比轴承宽 B 窄，链轮段，链5l5(13)Blmm 33(1 3)lBmm轮毂孔长应比长 14mm。3l（3）绘制弯矩图和转矩图）求轴反力（设链轮只有压轴力）H 平面 (3-16)214/()AHRQlll320.16 102234.5/ 2400.518.77KN18.7724.543.27AHRKN）求轴中点处弯矩 (3-18)212/()BHRQlll620.16 10 / 2400.50.89KN0.8924.525.39BHRKN 1124.54HGMlQ ll右29547 19323.36 19980.625260.25 2809.445KNmm第四段弯矩 280.9445HM左（20. 16-18. 77）=5KNmm4289. 13 链传动的设计计算255=24.53466.75HMlKNmm右）按弯扭合成强度校核轴的强度由式，当量弯矩 M 为合成弯矩，22()eMMT取 =0.6考虑转矩大小变化，则齿宽中点处当量弯矩 (3-19)22()eMMT322(4289.1 10 )(0.6 60000)=4289251mmN 由式， ， 取，则 eeMW340.1Wd3100000Wmm24289251/10000042.89/eN mm45 号钢正火，查表 9-7，转动轴以为许用应2600/BN mm 1255/bN mm力。 b3.4 轴的细部结构设计轴的细部结构设计 （1）圆角半径为了便于加工，各轴肩处 r=1.5mm，为了不至于干涉， 满足定位面接触高度h23mm 要求。 （2）键槽 按 GB/T 1095-2003 和 GB/T 1096-2003 链轮处的键为：键 2280（GB/T 1096-2003）车轮处的键为：键 2270（GB/T 1096-2003） ，查出键槽深度 t=9.0mm （3）配合根据机械设计手册的要求规范 选择传递巨大扭矩或受较大冲击负荷的配合方式，车轮与车箍与轮心的配合为。76/Hv3 链传动的设计计算26 链轮处的配合选用注意事项，应选用可承受较大扭矩，较大轴向振动及冲击的配合形式，取配合为。76/Hr 滚动轴承内圈安装处的同心度要求不高，可选用过渡配合形式。（4）精加工方法 参考现有设计图纸或手册图册。3.5 键的强度校核键的强度校核 键是一种标准零件，根据联接的具体结构、使用要求及工作条件选择适当的类型，最后按联接轴的直径从标准中查取相应的剖面尺寸，并选择键的长度，键长要比轮毂的长度短并且符合键长标准。键材料为 45 号钢，键的挤压强度条件 (3-20)PPTdkl 键 1 2280 GB/T 1096-2003式中 k键与轮毂槽（或轴槽）的接触高度（mm） ，k=h/2h 为键高。 （查 GB/T 1096-2003）14hmm1 键的工作长度(mm)，A 型： =L-b； =80-22=58mm.ll许用挤压应力（）,查表， P2/N mm2110/pN mm 122 600004.47/80 748PPN mm 键 2 2536 GB/T 1096-2003 362511lLbmm2hk 3 链传动的设计计算27222 600.0173/90 7 11PPN mm 键 3 2270 GB/T 1096-2003 702248lLbmm2hk 222 604.47/80 7 48PN mm P键的材料一般用抗拉强度极限的精技术钢制造，常用材料为 452600/BN mm号钢；轴的材料一般为钢；而轮毂材料可能是钢或铸铁，本设计选钢，选用普通平键 A 型。3.6 滚动轴承的选型及校核滚动轴承的选型及校核 ）计算轴承支反力由于轴承为深沟球轴承，只受轴向力，属于受单向载荷作用的情况，AeR得 x=1；按式得N1R1G2R2N2FP=Q图 3-2 轴承的支反力）轴承径向定载荷rC 因为摆渡车的工作环境不是很恶劣，工作中只承受轻微的冲击载荷，由表查得，1tf 1.1pf 按式有 3 链传动的设计计算28 (3-21)1660()10prnrtf PnLCf1361.1 1877060 20 10 350 10()11071769.53N3.7 选择轴承型号选择轴承型号查滚动轴承标准 GB/T 276-1994，选得 6313 轴承。其，。因轴承只受轴向力 e=0，所以适用。9380071769.53rCNN60500orCN3.8 轴承的材料、特点轴承的材料、特点滚动轴承的结构简单，其结构包括内圈、外圈、滚动体和保持架等零件。从内，外环滚动，其滚动体和保持架等部位。内圈安装在轴颈，外圈安装在轴承座或孔机部件。通常只与轴颈旋转内圈，外圈是固定的。材料：轴承的内外圈选用 GCr15，受力较大，表面进行热处理，硬度应高于60HRC。因为要具有一定的韧性，选用低碳钢的保持架材质。特点：深沟球轴承以其结构的特点，轴承主要承受径向载荷，和轻微的一定量的轴向载荷。在高速系统中，若轴向载荷不大时，可承受纯轴向载荷。3.9 本章小结本章小结本章通过对顶推小车所需顶推力的计算，设计出滚子链传动中的链轮、轴、轴承等构件，并对系统中的链轮，轴，平键等结构进行了详细的设计，并对轴、键以及轴承等关键部件进行了强度的校核，以保证摆渡车可以安全可靠的工作。4 顶推装置设计294 顶推装置设计4.1 顶推装置整体设计顶推装置整体设计图 4-1 顶推小车总体设计图1-顶推小车架 2-筋板 3-推板 4-车轮根据所推动运料车的质量和尺寸对顶推小车进行设计，确定小车的整体方案为焊接车架，行走采用 4 个行走轮，在槽钢之间进行定位。4.2 顶推车架的设计顶推车架的设计顶推车架主体采用 GB/T707-1988 热轧槽钢 10 焊接而成，整体具有较好的刚性和工艺性。车轮轴孔处采用焊后加工的方法，保证钻孔的精度。4 顶推装置设计304.3 行走车轮的设计行走车轮的设计图 4-2 顶推小车车轮设计考虑到顶推小车所承受的额负载并不是很大，所以其车轮轴的定位安装精度也不需要很高，为了经济因素考虑，采用将车轮轴直接焊接在顶推车架上的方案。为了使车轮轴受焊接变形的影响降到最小，焊接时采用对称断续焊接，焊后保证小车轮轴的圆度和端径跳动满足设计要求。由于小批量生产铸造成本较高，车轮选用 45 钢进行加工而成，轴承根据所受的载荷以及空间布置情况，选用深沟球轴承 GB/T276-1994，型号为 6008。由于小车承受的载荷很小，在此将不再对车轮轴以及轴承进行强度校核。4.4 本章小结本章小结本章通过在前面的基础上对顶推小车进行整体的设计以及各组成部件的设计，并对设计及工艺方案进行了详细的描述。5 浇筑摆渡车的三维建模315 浇注摆渡车的三维建模5.1 SOLIDWORKS 软件简介软件简介SolidWorks 软件是市面上第一款基于 Windows 开发的三维作图系统，其设计理念与设计方法符合现今对 CAD 软件要求的趋势，SolidWorks 公司在短短的两年时间就占据的全球许多的市场，成为行业内的领先企业。Solidworks 软件具有操作简单，界面亲和力好的优势，其具有的帮助功能，能使初学者的三维制图能够快速的入门并提升。Solidworks 不仅三维建模基础功能比较稳定和强大，其丰富的插件也可以为用户提供一系列的服务，包括管道、电气、有限元分析、流体分析、运动模拟等功能均可满足大中型企业对软件的需求。渲染功能强大，采用最优算法，丰富的材质库与外观库，可以将三维模型进行真实化渲染，使产品生成最优的视觉效果。Solidworks 还内置了强大的标准件库，对于连接件，结构件、轴承、密封圈等都有大量的参数化模型，建模时可以直接调用，大大简化了设计时间和工作量。Solidworks 软件功能强大，其软件的开发和设计遵循有三个特点，功能强大，易学易用和技术创新，发挥主导和三维作用，解决二维 CAD 错误较多，无法进行空间排查的弊端，不同的设计，在设计和质量改进功能过程中，不仅提供了强大的5 浇筑摆渡车的三维建模32功能，而且还为工程师和设计师量身定制一系列的只能插件，其界面亲和力强，操作简单方便，易于学习和使用。5.2 浇注摆渡车三维建模浇注摆渡车三维建模图 5-1 浇注摆渡车总体模型5 浇筑摆渡车的三维建模33图 5-2 摆渡车行走系统设计模型5 浇筑摆渡车的三维建模34图 5-3 链传动机构模型图 5-4 定位装置三维模型5 浇筑摆渡车的三维建模35图 4-5 顶推小车三维模型5.3 本章小节本章小节本章通过 Solidworks 软件的建模，对浇注摆渡车的设计进行装配以及干涉分析，并可以进行整体重量分析，证明了设计的正确性。结 论36结 论在指导老师以及同学们的帮助与鼓励下，通过近半年的时间，完成了浇注摆渡车的整体设计工作，实现了摆渡车的基本性能，满足工作的要求。通过对摆渡车行走梁以及车架的设计，使自己充分掌握了焊接以及加工方面的知识，以及设计校核等方面的能力也得到和很好的提升。设计能使摆渡车能够平稳运行，达到预期的目的；采用了链传动的方式对顶推小车进行驱动，设计合理可靠，达到了预期的目的。但是设计中还存在一些问题可以继续改进。由于车架简单，外形看起来缺少一定的美观；由于水平有限，本次设计未对摆渡车控制电路系统进行设计，可根据今后实际的使用情况加以改进；另外，今后可在摆渡车上添加纵向的导向机构，和纵向自动推动机构，进一步实现摆渡车的自动化。毕业设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计也让我感触很深，使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次毕业设计，我了解了摆渡的工作原理，也懂得了怎样去设计一个符合生产要求的机械。致谢37致 谢本次毕业设计涉及的全部内容是在指导老师*教授的悉心指导下完成的。感谢*师给我提供了良好的课题条件，让我从这次设计中得到了很好的锻炼。同时也为我讲解了不少难题，在此特别感谢。*老师渊博的学识、严谨的治学态度、平易近人的作风和认真负责的工作态度让我们受益非浅。从*老师处我们学到了许多的专业知识和相关的设计方法。在此，谨向恩师表示最真诚的感谢。感谢他在百忙中给予我们的指导。在这次的设计过程中也得到了*老师的指导。当然还有本院其他老师的指导。在此我向各位给予我指导的老师表示忠心的感谢和致敬。最后还要感谢的，也是最应该感谢的是*学院，学院让我们有这么好的学习条件。通过四年的学习，让我们成为有用之才；也是学院给我们了这次毕业设计机会，让我们在走上工作岗位之前好好的锻炼一下参考文献38参考文献1 常德功.带传动和链传动设计手册M.北京：化学工业出版社,2001.2 黄继昌机械机构设计手册人民邮电出版社，1996 年 6 月3 陈瑞平,陈小琴.链传动业的现状与未来思考J.南京大学学报,1999(5)：20-21.4 单辉祖编著.材料力学.（第二版）.高等教育出版社，2004.5 机械设计手册编委会机械设计手册，第 3 卷M 北京:机械工业出版社，200486 李秀珍主编机械设计基础M 北京:机械工业出版社，200517 机械设计手册编委会机械设计手册，齿轮传动M 北京:机械工业出版社，200738 陈晓南，杨培林主编机械设计基础M 北京:科学出版社，200729 张策主编，机械原理与机械设计M 北京:机械工业出版社，2004910 饶振钢编著行星传动机构设计M 北京:国防工业出版社，1994611 濮良贵编著机械设计M 北京:高等教育出版社，2006512 孙桓编著机械原理M 北京:高等教育出版社，2006513 王旭编著机械设计课程设计M 北京:机械工业出版社，2005614 周万珍，高鸿斌PLC 分析与设计应用M 北京：电子工业出版社，200415 吴宗泽机械设计实用手册M 北京：化学工业出版社，1999716 郭启全CADCAM 基础教程M 北京：电子工业出版社，1997917 祖业发工程制图M 重庆：重庆大学出版社，2001818 陈国璋.起重机计算实例.北京:中国铁道出版社.1985.12 19 Koehn，P ，Eckrich，MActive Steering-The BMW Approach Towards Modern Steering TechnologyJSAE Paper，2004-01-110520 JAckermann，TBnte，DOdenthalAdvantages of active steering for vehicle dynamics controlJ32nd International Symposium on Automotive Technology and Automation，1999：263-27021 Tara M. 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Buckner Comparative Biochemistry and PhysiologyJ，Department of Zoology, Miami University, Oxford, OH, 45056 USA22 From psoriasis to a number and back Ann-Christine Frandsen，School of Business, Economics and Law, Gteborg University, SE 405 30, Gothenburg, Sweden Warwick Business School, The Warwick University, Coventry, CV47AL, UK23 Self-administered question naire and direct observation by checklist:Comparing two me thods for physical exposuresurve eillanceina highly repetitive tasksplat Alexis Descathaa,Yves 参考文献39Roquelauree,Sandrine Carolyf,Bradley Evanoff,Diane Cy,Jean Mariel,Annette Leclerc USA24 建筑浇注模具与浇注模具建筑.建筑工业出版社，1997.25 于慧力.传动零部件设计实例精辟M.北京：机械工业出版社，2009.26 金泰玉.滚子链传动的计算机辅助设计D.吉林：延边大学，2009.27 Control strategy of a novel electric power steering system integrated with active front steering functionJTechnological Science，2011，Volume 54，Number 6，Pages 1515-152028 Rudolf LimpertBRAKE DESIGN and SAFETYWarrendale， PA 15096，USAInc199229 Sebulke AThe Two-Mass Flywheel-A Torsional Vibration Damper for the Power Train of Passanger Cars-State of the Art and Further Technical Development(SAE 870394) SAE Transactions，1987附 录40附 录 A（英文原文）（英文原文）Disassembly Automotive OverviewCar shortly after the invention of the automobile repair and then had the industry. In order to convenient maintenance， with jack lifting machine maintenance tools to appear. The early simple columnar foundation type hydraulic lifting machine， is greatly raised than it was still early jack and the function of the test bench， this early lifting machine can rotate function in lifting the car later， rotating 360 . Maybe you often go to a car maintenance， now still use the lift machine to provide daily vehicle maintenance service， this kind of lifting machine has largely work for 75 years.Along with the development of the car industry， simple columnar type elevator machine design， the limitation of shows up soon. If only in car around for testing maintenance work of words， the lifting machine will be enough， but this lifting machine and the central pillar of the hoist boom would hamper into the bottom of the car most area. For simple columnar type elevator machine of these limitations， engineers have put forward a lot of lifting machine design scheme and a lot of improvement work. Now， lifting machine selection scope of great， have foundation type， spots， cut the type， type of parallel four edges form， portable， simple columnar type， double column type， four-column type， driving type， contact the car battery， symmetric， the symmetric， small trip， big lift， queue， and other various type of lifting machine design. Some lifting machine may also.In the market can see different types of different size， lifting machine， there are some particularly suitable for engaged in special type of maintenance work， there are a few lifting machine for some other maintenance work.Double column spots car battery lifting machine is contact a widespread adoption of lifting machine， in recent years all new sales lifting machine， at least two-thirds are this type. This design is very popular， there are several reasons: one is the lifting machine installation quick， do not need a wide range of excavation， also do not need to enterprises whole layout some permanent changes. 2 it is the diversity of function， a 附 录41double column spots car battery lifting machine with almost all can be used for the car maintenance work. The lifting of the machine and contact the layout of cantilever pad， making maintenance technician can easily into the bottom of the car， the car in operation and maintenance. Therefore， almost all major liftingmachine manufacturers to at least one type of production double column spots type elevator machine.In recent years， I had a booming industry， especially the car industry， DuoNian to cars into the ordinary families dream has become a reality. Vehicle repair industry has got to develop， all kinds of maintenance equipment needs rapid expansion. Auto lift machine is necessary maintenance， is also the most important maintenance machinery.Auto lift machine is the role of the need of repair car level to the appropriate height， so that maintenance workers in car chassis of automobile maintenance. Below Auto lift machine such as mentioned above， the main divided into pillar type and shear type two kinds， no matter which kind of， the demand from both sides to car level synchronization up， and cant happen migration. And car chassis below must be empty. To facilitate the maintenance workers homework. This requires auto lift machine lifting device must be on both sides of the separation of both sides， and rise or fall must be synchronous. Because of the weight of the car generally very big， and lift for special smoothly， so auto lift machine typically use the hydraulic drive system. Besides the requirement from a certain range from cars both sides synchronous lifting the decline and car， also requires its can make cars at any height to stop and to keep still， so that different height of the workers in maintenance， at different location can adjust height， the most convenient for repair， so hydraulic system must have positioning keep function. In addition for car weight is very big， once hydraulic system failure， lifting machine for arm in car the force of gravity will decline rapidly to pull off the maintenance workers may be the life security threats， lifting the car on and broke the danger. So in order to prevent this happens， lifting machine must have mechanical locking devices， mechanical locks were installed in by lifting cylinder piston rod and the top and lifting arm connected pin shaft on the two root jagged rack， installation of the oil cylinder to the outside of the rack is stationary. And can the pin shaft do certain Angle， to the swing of the separation of the two root rack and mesh. When lifting arm in positioning state or hydraulic system failure， hydraulic below a certain value， dynamic rack will of its own gravity and spring under the action of forces and still rack meshing， 附 录42mechanical locked， increased the lifting the security of the machine.Nearly 20 years the world lifting machine industry has changed greatly. RT (off-road tires lifting machine) and AT the whole earth to lifting machine () of the rapid development of products， broke original product and market structure， economic development and market in the fierce competition in the world， the impact of lifting machine market further integration trend. At present the lifting machine years sales has the world around us $7.5 billion. The mainproducers for the United States， Japan， Germany， France， Italy， etc， the worlds top companies have more than 10 factories， mainly concentrated in the North America， Japan (Asia) and Europe.The United States is lifting machine main producer countries， it is one of the largest in the world market. But because Japan， Germany lifting machine rapid development of industry and RT and AT the rise of American manufacturers， products have in the s to 70 s， the world leading position in the field of possession is gradually weakened， so as to form the United States， Japan and Germany tripartite balance of power. In recent years the United States economy picks up， market， foreign manufacturers are active to participate in the competition. The strength of the American manufacturers also improved， TeLeiKeSi elevator company that is the rise of examples. TeLeiKeSi elevator company predecessor is the colin lifting depots. Since 1995， through a series of the merger activity， has become one of the worlds top companies.Japan from the 1970 s become lifting machine production country， product quality and quantity improve soon， have been exported to European and American markets， annual production ranked first in the world. Since 1992， due to the yens appreciation， domestic infrastructure investment dropped and the Asian financial crisis， the annual output to drop. At present， the market demand for years for 3000 units or so.Europe is a large market potential， European industrial nations lifting machine is the exporter， but also the important importer. Germany is the largest European market， followed by Britain， France， Italy and other countries. In Germany AT products market share， liebherr accounted for 53%， 16%， DE lafugelufu horse) 14%， many fields and TeLeiKeSi each account for 10% and 5%.Liftin
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