礦車輪對(duì)拆卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要 礦車輪對(duì)拆卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 摘要： 礦車是煤礦運(yùn)輸中的主要運(yùn)輸機(jī)械 ,而礦車輪又是礦車的易損部件。目前很多礦廠對(duì)礦車輪的 維修還靠人工來(lái)進(jìn)行，不僅工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且廢品率高。隨著在我國(guó)礦業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，這種原始的拆卸方法已不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，各礦廠經(jīng)常因損壞的礦車不能及時(shí)被修好而影響生產(chǎn)。因此，設(shè)計(jì)礦車輪對(duì)拆卸機(jī)具有重要的意義。設(shè)計(jì)中著重進(jìn)行了螺母拆卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、移動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)卸輪鉤、傳動(dòng)齒輪、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行了必要的校核，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了拆卸輪對(duì)的功能。 關(guān)鍵詞 礦車輪對(duì) 拆卸機(jī) 機(jī)械 - 2 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要 f is in s is s At to to s is is is in s to to to In on to s to a so on to on to of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 礦車輪對(duì)拆卸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 緒論 礦車 輪對(duì)拆卸機(jī)是礦車檢修成套設(shè)備之一，是一種針對(duì)礦車輪對(duì)維修的機(jī)械設(shè)備 。就現(xiàn)階段 ， 礦車輪 對(duì) 的維修主要 靠 工人來(lái)進(jìn)行，不僅工效低，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大 ， 維修效果差。設(shè)計(jì)一臺(tái)專用拆卸機(jī) ， 不僅可以提高工作效率，降低企業(yè)的成本，而且可以大大地減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 目前 ， 對(duì)礦車輪對(duì)拆卸機(jī)的研究幾乎是空白的 ， 在網(wǎng)上也很難見到有關(guān)這方面研究的消息 ，只有中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 對(duì)其有所研究 。 礦車輪是煤礦運(yùn)輸機(jī)械中的易損部件 ， 礦車輪對(duì)在使用一段 時(shí)間之后必須進(jìn)行拆卸維修 ， 以提高它的使用壽命 。 隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷壯大 ， 傳統(tǒng)的手工拆卸已不能滿足生產(chǎn)的要求 ， 對(duì)礦車輪對(duì)拆卸機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)是勢(shì)在必行的。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 礦車輪對(duì)拆卸機(jī) 的發(fā)展 也會(huì) 越來(lái)越快， 必然會(huì) 朝著高性能、高精度、高速度、高柔性化和模塊化方向發(fā)展。但最主要的發(fā)展趨勢(shì)就是采用 “動(dòng)控制器 ” 的開放式數(shù)控系統(tǒng)，它不僅具有信息處理能力強(qiáng)、開放程度高、運(yùn)動(dòng)軌跡控制精確、通用性好等特點(diǎn)，而且還從很大程度上提高了現(xiàn)有加工制造的精度、柔性和應(yīng)付市場(chǎng)需求的能力。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 這次 設(shè)計(jì)主要對(duì)礦車輪對(duì) 拆卸機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 通過(guò)查閱相關(guān)資料和細(xì)致的思考，初步確定了以下三個(gè)礦車輪對(duì)的拆卸方案： 方案一：輪蓋和螺栓的拆卸由人工利用搬手等工具進(jìn)行拆卸，輪子的拆卸通過(guò)在軸下塹一支承，靠近輪對(duì)處設(shè)一擋塊，通過(guò)人力敲擊來(lái)完成拆卸。 方案二：輪蓋和螺栓的拆卸同方案一，輪對(duì)的拆卸通過(guò)在工作臺(tái)上安裝一機(jī)械手夾緊軸，在左端設(shè)計(jì)一卸輪鉤將輪子鉤?。ㄐ遁嗐^的開合都由液壓驅(qū)動(dòng)），利用液壓缸頂出來(lái)實(shí)現(xiàn)。工作臺(tái)的移動(dòng)通過(guò)電機(jī)提供動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪減速，驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠動(dòng)力來(lái)完成。 方案三：輪蓋的拆卸同方案一，螺栓的拆卸通過(guò)減速電機(jī)帶動(dòng)導(dǎo)筒的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái) 完成。輪對(duì)的拆卸通過(guò)在工作臺(tái)上安裝形塊來(lái)支承和夾緊（手動(dòng)）輪對(duì)，并在左端設(shè)計(jì)一卸 - 4 - 輪鉤將輪子鉤住，利用液壓缸將軸頂出完成拆卸。工作臺(tái)的移動(dòng)通過(guò)電機(jī)提供動(dòng)力經(jīng)過(guò)齒輪減速，驅(qū)動(dòng)絲桿螺母運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)題目要求綜合比較以上三個(gè)方案，方案三為最優(yōu)方案。 由于輪蓋的拆卸通過(guò)人工方式，所以在此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中只考慮螺母和輪對(duì)的拆卸。為了使結(jié)構(gòu)更加清晰，將其分為螺母拆卸機(jī)構(gòu)、卸車輪機(jī)構(gòu)、輪對(duì)固定裝置和液壓系統(tǒng)四個(gè)部份。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 母拆卸機(jī)構(gòu) 速機(jī)的選擇 通常規(guī)定，擰緊后螺紋聯(lián)接件的預(yù)緊力不得 超過(guò)其材料的屈服極限s的 80%。螺栓的制造材料為 45鋼，故 01( 0 . 6 0 . 7 ) 式中：s 螺栓材料的屈服極限， 280 螺栓危險(xiǎn)截面的面積， 211/4取 010.6 326 3 . 1 4 ( 4 2 1 0 )0 . 6 2 8 0 1 04 5539N 由機(jī)械原理可知，擰緊力矩 12T T T（ 1） 螺旋副間的摩擦力矩為 210 t a n2 （ 2） 螺母與支承面間的摩擦力矩為 330020220013 f （ 3） 將式（ 2）、（ 3） 代入式（ 1），得 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 330002 220012t a d （ 4） 對(duì)于 牙普通螺紋的鋼制螺栓，螺紋升角 0 0 1 4 2 3 2 ；螺紋中徑2 螺旋副的當(dāng)量摩擦角 a r c t a n 1 . 1 5 5v f （ f 為摩擦系數(shù)， ） ；螺栓孔直徑 0 ；螺母環(huán)形支承面的外徑 0 ；螺母與支承面間的摩擦系數(shù) 。將上述各參數(shù)代入式（ 4）整理后可得 d 30 . 2 5 5 3 9 4 2 1 0 據(jù)以上計(jì)算，減速電機(jī)選用上海良精傳動(dòng)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的微型擺線針輪減速機(jī) ，型號(hào)為： 筒的設(shè)計(jì) 螺母的形狀和尺寸如圖 3 圖 3母外形 因?yàn)椴鹦洞寺菽覆恍枰貏e大的力，所以直接選用導(dǎo)筒的材料為 45 鋼，形狀和尺寸如圖 3 - 6 - 圖 3-2(a) 導(dǎo)筒的形狀和尺寸 圖 3-2(b) 導(dǎo)筒的形狀和尺寸 卸螺母夾持力計(jì)算 根據(jù) 卸螺母所需的扭矩為 想在拆卸過(guò)程中，輪對(duì)不隨著螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，夾持力所產(chǎn)生的阻力應(yīng)大于拆卸螺母的力矩。 此夾持機(jī)構(gòu)是采用兩 用螺栓固定。初選螺紋聯(lián)接為 入式 (1)得 010.7 326 3 . 1 4 ( 1 2 1 0 )0 . 7 2 8 0 1 04 5108N 車輪和軸總重為 形塊開槽夾角為 045 ,軸的直徑為 0 所以下 槽每面受力為 : 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 21( 5 1 0 8 5 9 . 3 9 . 8 )2F = 2251082F =3611 夾持力矩為 : 1222T F d F d 夾332 4 0 2 2 . 8 3 6 0 1 0 2 3 6 1 1 6 0 1 0 482 所以此夾持力能夠滿足要求。 車輪機(jī)構(gòu) 這部分主要包括拆卸力的計(jì)算、卸輪鉤的設(shè)計(jì)以及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 卸力的計(jì)算 計(jì)算最大過(guò)盈量 根據(jù)軸承與 軸 的裝配圖可知，軸承與軸的配合是 7516 . 0 3 005 1 7 5 1H ； 0 10 25 1 6 5 1k 所以最大過(guò)盈量1Y 計(jì)算拆卸力 1) 計(jì)算零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大壓強(qiáng) 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 2表 包容件： 2 22m a x 2 2442511190 2 8 0 1 1 1 . 3 6513390 p - 8 - 被包容件：2 21m a x 1 101 151 1 6 7 0 8 3 522 p a 式中：查 參考文獻(xiàn) 345鋼 500的屈服強(qiáng)度2s為 280 參考文獻(xiàn) 3軸承外圈軸承鋼的屈服強(qiáng)度1s為 1670） 計(jì)算零件不產(chǎn)生塑性變形所允許的最大過(guò)盈 參考文獻(xiàn) 5表 公式 312m a x m a E 計(jì)算 式中：考文獻(xiàn) 5表 6 5鋼和軸承鋼的彈性模量為 512 2 . 1 1 0E E M p a 查 參考文獻(xiàn) 5表 6 22111 22101 151 0 . 3 0 . 701151 22222 222511 190 0 . 3 1 . 6511190 所以 312m a x m a x 1 55120 . 7 1 . 61 0 8 3 5 5 12 . 1 1 0 2 . 1 1 0 3） 計(jì)算最大拆卸力 查 參考文獻(xiàn) 5表 以下公式計(jì)算 m a x 3 . 1 4 5 1 2 3 0 . 1 1 3 7 . 7 8 1 5 3 0 6 . 7 2yF d l u P N (5) 式中： 最大過(guò)盈 m a xm a x m a x 1m a 5 3 7 . 7 84 6 4 . 1 8 M P a (6) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 查 參考文獻(xiàn) 5表 u 為 慮到車輪運(yùn)行工作環(huán)境惡劣，同時(shí)生銹使拆卸力大大增加，故取 3 2 1 5 3 0 6 . 7 2 3 0 6 1 3 . 4 4 N 拆 輪鉤的設(shè)計(jì) 內(nèi)力分析 初選鉤的材料為 45 鋼 ,截面高度和寬度都為 30 參考文獻(xiàn) 3得其許用應(yīng)力 280 。 卸輪鉤的受力簡(jiǎn)圖 3 所示 : 在載荷 F 作用下 ,梁在 平面內(nèi)發(fā)生對(duì)稱彎曲 ,彎矩矢量平行于 y 軸 ,將其用彎矩 4所示 : 在畫彎矩圖時(shí) ,將與彎矩相對(duì)應(yīng)的點(diǎn) ,畫在該彎矩所在橫截面彎曲時(shí)受壓的一 側(cè) . 由以上分析可知 ,卸輪鉤的彎曲拐角處的截面 該截面的彎矩為 2yA 7) 應(yīng)力分析 如圖 3 在彎矩 最大彎曲拉應(yīng)力與最大彎曲壓應(yīng)力 ,則分別發(fā)生在截面的 圖 3輪鉤受力簡(jiǎn) 圖 - 10 - 26 26 1 5 3 0 7 0 . 0 30 . 0 3 0 . 0 30 102 強(qiáng)度校核 在上述各點(diǎn)處 ,彎曲切應(yīng)力均為零 ,該處材料處于單向應(yīng)力狀態(tài) ,所以 ,強(qiáng)度條件為 (8) 由上述計(jì)算可知 ,卸輪鉤 的彎曲強(qiáng)度符合要求 。 根據(jù)礦車輪對(duì)的具體形狀和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況 ,將卸輪鉤與輪對(duì)相配合的部份設(shè)計(jì)成向內(nèi)彎曲 30度 ,以便卸輪鉤和礦車輪對(duì)之間更好的配合和自鎖 。 固定銷的選擇 1) 圓柱銷 圓柱銷主要用于定位 ， 也可用于聯(lián)接 ， 但只能傳遞不大的載荷 。 銷孔應(yīng)配 鉸制 ， 不宜多次拆裝 。 內(nèi)縲紋圓柱銷 (有通氣平面 ， 適用于盲孔 。 縲紋圓柱銷常用于精度要求不高的場(chǎng)合 。 圖 3載荷 F 作用下的彎矩圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 彈性圓柱銷具有彈性 ， 裝配后不易松脫 。 對(duì)銷孔的精度要求較低 ， 可不鉸制 ， 互換性好 ， 可多次拆卸 。 因剛性較差 ， 不適于高精度定位 。 2) 圓錐銷 圓錐銷有 1:50 的錐度 ， 便于安裝 。 其定位精度比圓柱銷高 ， 主要用于定位 ， 也可以用來(lái)固定零件 ， 傳遞動(dòng)力 ， 多用于經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合 。 內(nèi)縲紋圓錐銷用于盲孔 ； 縲尾圓錐銷用于拆卸困難處 ； 開尾圓錐銷在打入銷孔后 ，末端可稍張開 ， 以防松脫 ， 可用于有沖擊 、 振動(dòng)的場(chǎng)合 。 3) 銷軸、帶孔銷 用 于鉸接處并用開口銷鎖定 ， 拆卸方便 。 根據(jù)比較和設(shè)計(jì)的要求，選用圓柱銷 。 初選銷的材料為 45 鋼 ， 許用切應(yīng)力 80。 24 (9) 橫向力 :F=30614N 銷的許用剪應(yīng)力 : 80. 銷的個(gè)數(shù) :Z=2 所以 : 24 3 0 6 1 4 803 2d 解得 : 查 參考文獻(xiàn) 3表 3d=16圖 3 彎矩分析 - 12 - 體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 礦車輪對(duì)拆卸機(jī)的箱體 ,其功能主要是包容和支承傳動(dòng)機(jī)構(gòu) , 為設(shè)計(jì)加工方便通常把箱體設(shè)計(jì)成矩形截面六面體，采用焊接結(jié)構(gòu)，材料為 為滿足強(qiáng)度要求根據(jù) 參考文獻(xiàn) 5表 箱體的壁厚為 10結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 3 對(duì)固定裝置 此裝置包括裝夾部分、旋轉(zhuǎn)部分和移動(dòng)部 分。裝夾部分由形塊來(lái)定位和夾緊，旋轉(zhuǎn)部分由軸和軸承的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)部分由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)過(guò)齒輪減速，帶動(dòng)絲桿螺母的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 形塊的選擇 礦車輪對(duì)軸的直徑為 60 機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版表 2形塊的主要尺寸，見表 3 圖 3體外形圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)此旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的目的是為了拆卸完一邊的車輪后，讓其旋轉(zhuǎn) 0180 ，以便拆卸另一個(gè)車輪。此機(jī)構(gòu)受力主 要為礦車輪對(duì)及其自身的重力，為減少阻力，將其設(shè)計(jì)成一圓盤形狀，將一軸和圓盤鑄為一體，在軸的下方裝上軸承。 因?yàn)榇溯S承主要承受軸向力，經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)資料，最終決定選用一對(duì)圓錐滾子軸承配合使用，其軸承代號(hào)為 30206。 表 3 形塊的主要尺寸 N K L B H A 1l d 1本尺寸 極限偏差 55 5560 100 40 35 76 16 19 20 12 8 +1 18 10 22 2 動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 1) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及依據(jù) 本設(shè)計(jì)工作臺(tái)的參數(shù)定為： （ 1） 工作臺(tái)行程： 300 2） 工作臺(tái)最大尺寸（長(zhǎng)寬高）： 500 320 100 3） 工作臺(tái)最大承載重量： 120 4） 脈沖當(dāng)量： 5） 進(jìn)給速度： 60毫米 / 6） 表面粗糙度： 7） 設(shè)計(jì)壽命： 15年 2） 工作臺(tái)部件進(jìn)給系統(tǒng)受力分析 因礦車輪對(duì)拆卸機(jī)在拆卸過(guò)各中只受橫向的拆卸力 ,因此可以認(rèn)為在加工過(guò)程中沒(méi)有外力負(fù)載作用。 工作臺(tái)部件由工作臺(tái)、中間滑臺(tái)、底座等零部件組成 ,各自之間均以滾動(dòng)直線導(dǎo)軌 - 14 - 副相聯(lián) ,以保證相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。 設(shè)下底座的傳動(dòng)系統(tǒng)為橫向傳動(dòng)系統(tǒng)，即 導(dǎo)軌為縱向傳動(dòng)系統(tǒng)，即 一般來(lái)說(shuō) ,礦車輪對(duì)拆卸機(jī)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的摩擦力可忽略不計(jì) ,但 絲杠螺母 副 ,以及齒輪之間的滑動(dòng)摩擦不能忽略 ,這些摩擦力矩會(huì)影響電機(jī)的步距精度。另外由于采取了一系列的消隙、預(yù)緊措施 ,其產(chǎn)生的負(fù)載波動(dòng)應(yīng)控制在很小的范圍。 3) 初步確定工作臺(tái)尺寸及估算重量 初定工作臺(tái)尺寸 (長(zhǎng)寬高度 )為 :600 400 55料為 重為 625N ( 設(shè)中托座尺寸 (長(zhǎng)寬高度 )為 :440 520 90料為 重為 250N（ 另外估計(jì)其他零件的重量約為 250N ( 加上工件最大重量約為 1201176N） (G)。 則下托座導(dǎo)軌副所承受的最大負(fù)載 W=2+ 665+250+250+1176 2301N 絲桿螺母副的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中對(duì)縲旋傳動(dòng)的精度和效率要求不高，故采用選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制造，易于自鎖，摩擦阻力相對(duì)較大，傳動(dòng)效率和傳動(dòng)精度較低的的滑動(dòng)螺旋。 1) 耐磨性計(jì)算 滑動(dòng)螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動(dòng)速度、螺紋表面粗糙度以及潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大，螺旋副間越容易形成過(guò)度磨損。因此，滑動(dòng)螺旋的耐磨性計(jì)算，主要是限制螺紋工作面上的壓力 p,使其小于材料的許用壓力 p。 估算作用于螺桿上的軸向力為 F=3000N，根據(jù)參考文獻(xiàn) 35 2 0 d p 式中 p為材料的許用壓力 ,單位為參考文獻(xiàn) 3表 5 值一般取 于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，故取 對(duì)于剖分螺母和兼作支承的螺母， 可取 ；只買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 有傳動(dòng)精度較高，載荷較大，要求壓壽命較長(zhǎng)時(shí)，才允許取 4 。這里取 。 所以 2 630000 . 82 . 5 7 1 0d 10慮到整個(gè)系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性，取2d 36 2) 螺桿的穩(wěn) 定性計(jì)算 對(duì)于長(zhǎng)徑比大的受壓螺桿，當(dāng)軸向壓力 桿就會(huì)突然發(fā)生側(cè)向彎曲而喪失其穩(wěn)定性。因此，在正常情況下，螺桿承受的軸向力 F(單位為 N)必須小于臨界載荷位為 N） 。則螺桿的穩(wěn)定性條件為 (10) 式中： 螺桿穩(wěn)定性的計(jì)算安全系數(shù)。 螺桿穩(wěn)定性安全系數(shù)，對(duì)于傳力螺旋（如起重螺桿等 ） ，于傳導(dǎo)螺旋，于精密螺桿或水平螺桿，。此機(jī)構(gòu)中取 螺桿的臨界載荷，單位為 N；根據(jù)螺桿的柔度s值的大小選用不同的公式計(jì)算，s 。 此處， 為螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)，見參考文獻(xiàn) 3表 5里取 l 為螺桿的工作長(zhǎng)度，單位為 桿兩端支承時(shí)取兩支點(diǎn)間的距離為工作長(zhǎng)度 l ,螺桿一端以螺母支承時(shí)以螺母中部到另一端支點(diǎn)的距離作為工作長(zhǎng)度 l ； i 為螺桿危 險(xiǎn)截面的慣性半徑，單位為 螺桿危險(xiǎn)截面面積 214，則 14。 臨界載荷 22(11) 式中： E 螺桿材料的拉壓彈性模量，單位為E=510 - 16 - I 螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩， I= 4164d，單位為 4 則： 22= 432 5 623 . 1 4 3 6 1 03 . 1 4 2 . 0 6 1 0 1 0640 . 5 0 0 . 5 7 20606131 S F= 206061313000=6868以此螺桿強(qiáng)度符合 要求。 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的選型 導(dǎo)軌主要分為滾動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)導(dǎo)軌兩種， 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌有 著 廣泛的應(yīng)用。相對(duì)普通 拆卸機(jī) 所用的滑動(dòng)導(dǎo)軌而言，它有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 1) 定位精度高 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌可使摩擦系數(shù)減小到滑動(dòng)導(dǎo)軌的 1/50。由于動(dòng)摩擦與靜摩擦系數(shù)相差很小，運(yùn)動(dòng)靈活，可使驅(qū)動(dòng)扭矩減少 90%，因此，可將 拆卸機(jī) 定位精度設(shè)定到超微米級(jí)。 2) 降低 拆卸機(jī) 造價(jià)并大幅度節(jié)約電力 采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌的 拆卸機(jī) 由于摩擦阻力小，特別適用于反復(fù)進(jìn)行起動(dòng)、停止的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可使所需的動(dòng)力源及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)小 型化，減輕了重量，使 拆卸機(jī) 所需電力降低 90%，具有大幅度節(jié)能的效果。 3) 可提高 拆卸機(jī) 的運(yùn)動(dòng)速度 直線滾動(dòng)導(dǎo)軌由于摩擦阻力小，因此發(fā)熱少，可實(shí)現(xiàn) 拆卸機(jī) 的高速運(yùn)動(dòng)，提高 拆卸機(jī) 的工作效率 20 30%。 4) 可長(zhǎng)期維持 拆卸機(jī) 的高精度 對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌面的流體潤(rùn)滑，由于油膜的浮動(dòng)，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)精度的誤差是無(wú)法避免的。在絕大多數(shù)情況下，流體潤(rùn)滑只限于邊界區(qū)域，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無(wú)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 法避免的，在這種摩擦中，大量的能量以摩擦損耗被浪費(fèi)掉了。 與之相反，滾動(dòng)接觸由于摩擦耗能小滾動(dòng)面的摩擦損耗也相應(yīng)減少，故能使直線滾 動(dòng)導(dǎo)軌系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高精度狀態(tài)。同時(shí)，由于使用潤(rùn)滑油也很少，大多數(shù)情況下只需脂潤(rùn)滑就足夠了，這使得在 拆卸機(jī) 的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用維護(hù)方面都變的非常容易了。 所以在結(jié)構(gòu)上選用： 開式直線滾動(dòng)導(dǎo)軌 。 參照南京工藝裝備廠的產(chǎn)品系列， 型號(hào) : 選用 具體型號(hào)選用 2320圖 3軌 電機(jī)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 1)電機(jī)的選用 (1) 脈沖當(dāng)量和步距角 已知脈沖當(dāng)量為 1 m/步距角越小，則加工精度越高。初選為 倍細(xì)分）。 (2) 電機(jī)上起動(dòng)力矩的近似計(jì)算 : M=M 2 式中 : : a d/2 +） =92 =m ： 式中 : K 預(yù) 緊時(shí)的摩擦系數(shù)， 導(dǎo)程， 4 預(yù)緊力，有： - 18 - 1600=640N 承型號(hào)為 6004輕系列，預(yù)緊力為 130N。 故 (640+130) = m 齒輪傳動(dòng)比公式為： i= (360 p)，故電機(jī)輸出軸上起動(dòng)矩近似地可估算為： M p / 中 : p =l m/ M= M 2= =q=h 60 m 因 為電機(jī)為五相運(yùn)行 )。則電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 q/ m 確定電機(jī)最高工作頻率 參考有關(guān) 礦車輪對(duì)拆卸機(jī) 的資料 ,可以知道電機(jī)最高工作頻率不超過(guò) 1000 根據(jù)以上討論并參照樣本 ,確定選取 電機(jī) 該電機(jī)的最大靜止轉(zhuǎn)矩為 m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 235g/ 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 1) 傳動(dòng)比的確定 要實(shí)現(xiàn)脈沖當(dāng)量 l m/須通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行分度，其傳動(dòng)比為： i= (360 p) 式中 為步距角， 根據(jù)前面選定的幾個(gè)參數(shù)，傳動(dòng)比為： i= (360 p)=4/360 :1=1 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求 ,選用 0， 20 。 2) 選定齒輪類 型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 令輸入功率為 10輪轉(zhuǎn)速1 9 6 0 / m 齒數(shù)比 u=4,工作壽命為 15 年 。 按傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。礦車輪對(duì)拆卸機(jī)是一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ 查 3中 189頁(yè)表 10齒輪材料為 45質(zhì)），硬度為 280齒輪的材料選用 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240材料硬度相差 40齒輪齒數(shù) 1z=24，齒條齒數(shù)2z=96。 3) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算，即 23 12 . 3 2 t (12) (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) a 試選用載荷系數(shù) b 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 5 5 4111109 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 9 . 9 4 8 1 0960 m c 由 3中 201 頁(yè)表 10取齒寬系數(shù)d=1。 d 由 3中 198 頁(yè)表 10得材料的彈性系數(shù) 1 8 9 P。 e 由 3中 207 頁(yè)圖 10齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 600， 齒 條 的接觸疲勞強(qiáng)度極限 550。 f 由根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 9116 0 6 0 9 6 0 1 ( 2 8 3 0 0 1 0 ) 4 . 1 4 7 1 0hN n j L 9 92 4 . 1 4 7 1 0 1 . 0 3 1 04N g 由 3中 203 頁(yè)圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù)： 1 ，2 。 h 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1，安全系數(shù) S=1，得 1 l i m 11 0 . 9 6 0 0 5 4 0H N M P a M P - 20 - 2 l i m 2 0 . 9 5 5 5 0 5 2 2 . 5H N M P a M P 2 (2) 計(jì)算 a 試計(jì)算齒輪的分度圓1入 H中較小的值 3 2112 . 3 2 t 3 241 . 3 3 . 8 2 1 0 5 1 8 9 . 82 . 3 2 1 4 6 4 9 b 計(jì)算圓周速度 v 1 6 5 . 3 9 6 9 6 0 3 . 2 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s c 計(jì)算齒寬 1 6 5 . 3 9 6 6 5 . 3 9 6d m m d 計(jì)算齒寬和齒高之比 b/h 模數(shù)：11/ 6 5 . 3 9 6 / 3 0 2 . 7 2 5d z m m 齒高： 2 . 2 5 2 . 2 5 2 . 7 2 5 6 . 1 3th m m m / 4 3 . 0 0 9 / 5 . 4 1 8 7 . 9 3 8 e 計(jì) 算載荷系數(shù) 根據(jù) v=s， 7級(jí)精度，由 3中 192頁(yè)圖 10載系數(shù) 直齒輪，假設(shè) / 1 0 0 / b N m m。由 3表 10 3查得 1 a F 由 3190頁(yè)表 10， 由 3194頁(yè)表 10級(jí)精度、齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)， 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 0 . 2 3 1 0H d 將數(shù)據(jù)代入后得 2 2 31 . 1 2 0 . 1 8 1 0 . 6 1 1 0 . 2 3 1 0 6 5 . 3 9 6 1 . 4 2 3 由 b/h=K= 3195頁(yè)圖 10故載荷系數(shù) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 1 1 . 1 2 1 . 2 1 . 4 2 3 1 . 9 1 3A V H K K K f 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 331 1 . 9 1 3K 6 5 . 3 9 6 7 4 . 3 8K 1 . 3td d m 1 g 計(jì)算模數(shù) 7 4 . 3 8 3 . 1 024dm m 11 4)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算 公式 3 22 F a S (13) (1) 確定計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) a 由 3204 頁(yè)圖 10得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限1 500 P a ；齒條的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2 380 P a ； b 由 3202頁(yè)圖 101 ，2 ； c 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=下式得 11 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F N F M P 1 22 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4F N F M P 2 d 計(jì)算載荷系數(shù) K 1 1 . 1 2 1 . 2 1 . 3 5 1 . 8 1 4A V H K K K e 查取齒形系數(shù) 由 3197頁(yè)表 101 ，2 ； f 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由 3197頁(yè)表 101 ，2 ； g 計(jì)算 大小 齒輪的 并加以比較 - 22 - 11 2 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 93 0 3 . 5 7F a S 1 對(duì) 22 2 . 2 2 6 1 . 7 6 4 0 . 0 1 6 4 42 3 8 . 8 6F a S 2 由上式可得 齒條 的數(shù)值較大。 (2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 13 22 F a S 43 22 1 . 8 1 4 9 . 9 4 8 1 0 0 . 0 1 6 4 41 2 4 此計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 于齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2;按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑1 4 3 9d m m,算出小齒輪齒數(shù)：大齒輪齒數(shù)：21 4 3 0 1 2 0z u z 取2 120z 這樣的齒輪傳動(dòng)， 既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，而且做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 5) 幾何尺寸計(jì)算 (1) 計(jì)算分度圓直徑 3 0 2 6 0d z m m m 11 6 0 2 1 2 0d z m m m 22 (2) 計(jì)算中心距 6 0 1 2 02 9 02a d d m m 12 (3) 計(jì)算齒輪寬度 1 1 6 0 6 0db d m m 取 216 0 , 6 5B m m B m m。 6）驗(yàn)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ 4112 2 9 . 9 4 8 1 0 331660 1 3 3 1 6 5 5 . 2 7 / 1 0 0 /60 m m N m ，合適。 電機(jī)慣性負(fù)載的計(jì)算 由資料知，礦車輪對(duì)拆卸機(jī)的負(fù)載可以認(rèn)為是慣性負(fù)載。機(jī)械機(jī)構(gòu)的慣量對(duì)運(yùn)動(dòng)特性有直接的影響。不但對(duì)加速能力、加速時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩及動(dòng)態(tài)的快速反應(yīng)有關(guān)，在開環(huán)系統(tǒng)中對(duì)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性也有很大的影響，因此要計(jì)算慣性負(fù)載。 限于篇幅，在此僅對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的負(fù)載進(jìn)行計(jì)算。 慣性負(fù)載可由以下公式進(jìn)行計(jì)算： 0+2)（ + D)2 中： e l 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 3 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 各項(xiàng)計(jì)算如下： 已知 0忽略不計(jì)， 輪慣性轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式： J= 2m= 2G/g 其中為回轉(zhuǎn)半徑 滾珠絲杠的慣性矩計(jì)算公式： J= 2 最后計(jì)算可得： 10- 24 - 103 104 10m=12 m/s D=2 s 0+2)（ + D)2 g. 值為近似值 此值小于所選電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的討論 礦車輪對(duì)拆卸機(jī)工作臺(tái)其實(shí)為一進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，其傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度可根據(jù)不出現(xiàn)摩擦自振或保證微量進(jìn)給靈敏度的條件來(lái)確定。 1) 根據(jù)工作臺(tái)不出 現(xiàn)爬行的條件來(lái)確定傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度 傳動(dòng)系統(tǒng)中的當(dāng)量剛度 主要由最后傳動(dòng)件的剛度 0決定的，在估算時(shí)，取 K=C=絲杠傳動(dòng) ,其變形主要包括： (1) 絲杠拉壓變形 (2) 扭轉(zhuǎn)變形 (3) 絲杠和螺母的螺紋接觸變形及螺母座的變形。 (4) 軸承和軸承座的變形。 在工程設(shè)計(jì)和近似計(jì)算時(shí)，一般將絲杠的拉壓變形剛度的三分之一作為絲杠 螺母 副的傳動(dòng)剛度 據(jù)支承形式 (一端固定，一端絞支 )可得 F/3L*10 gf/式中： E 10 ) F L 250 10 3 250) 10=動(dòng)系統(tǒng)剛度較大，可以滿足要求。 2) 根據(jù)微量進(jìn)給的靈敏度來(lái)確定傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 此時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度應(yīng)滿足： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 答辯無(wú)憂，值得下載！ K 式中 K 傳動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)量剛度 部件運(yùn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力 N 正壓力 ,N=W/g=230 靜摩擦系數(shù)，取 則 30 部件調(diào) 整時(shí)，所需的最小進(jìn)給量， A=p=m/滿足微量進(jìn)給要求的傳動(dòng)系統(tǒng)剛度為 : K 合上述傳動(dòng)系統(tǒng)剛度的討論可知滿足微量進(jìn)給靈敏度所需要的剛度較小，可以達(dá)到精度要求。 輪后傾覆力的計(jì)算 三 05對(duì)總長(zhǎng)為 700個(gè)輪子的重量為 的重量為 輪子被拆卸后，輪對(duì)會(huì)向未拆卸的輪子一邊傾覆，必須有足夠的力來(lái)防止這個(gè)傾覆力?，F(xiàn)以靠近未拆卸輪子一邊的 為支承點(diǎn)進(jìn)行分析。 傾覆力矩： 2 4 5 1 2 3T F F 傾 輪 傾 軸2 2 . 4 9 . 8 2 4 5 5 9 . 8 1 2 3 =61030 反傾覆力矩： 8 0 2 2 7T F F 反 螺 紋 反 傾 軸5 1 0 8 8 0 9 . 5 9 . 8 2 2 7 430205 T傾所以拆卸后輪對(duì)不會(huì)傾覆。 4 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考察和理論分析，礦車輪對(duì)拆卸機(jī)擬采用缸筒固 定的液壓缸收縮、伸展來(lái)完成拆卸的運(yùn)動(dòng)。其循環(huán)要求為：快進(jìn)、工進(jìn)、快退。 - 26 - 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)效率需求分析取液壓缸快進(jìn)速度為 7mm/s，工進(jìn)速度為 1mm/s，快退速度為 7mm/s。液壓缸快進(jìn)時(shí)所受外負(fù)載即為其自身的慣性力，在此相對(duì)較小可以忽略不計(jì)；工 進(jìn) 的外負(fù)載即為拆卸力，在此根據(jù)前面計(jì)算結(jié)果為 30614N，液壓缸的外負(fù)載即為彈簧產(chǎn)生的彈簧力。 定液壓系統(tǒng)原理圖 擇液壓回路 主回路和動(dòng)力源 由工況分析可知，液壓系統(tǒng)在快進(jìn)階段，負(fù)載壓力較低，流量較大，且持 續(xù)時(shí)間較短；而系統(tǒng)在工進(jìn)階段，負(fù)載壓力較高，流量較小，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。同時(shí)考慮到在拆卸中負(fù)載 變化所引起的運(yùn)動(dòng)波動(dòng)較大，為此，采用回油節(jié)流調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路 。這樣，可保證拆卸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。為方便實(shí)現(xiàn)快進(jìn)、工進(jìn)，在此采用液壓缸差動(dòng)連接回路。這樣，所需的流量較小，從簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，此處選用單定量泵供油。 由于上已選節(jié)流調(diào)速回路，系統(tǒng)必然為開式循環(huán)方式。 主液壓缸換向與速度換接回路 為盡量提高拆卸過(guò)程中的自動(dòng)化程度，同時(shí)考慮到系統(tǒng)壓力流量不是很大，選用三位四通“ Y”型中位機(jī)能的電磁滑閥作為系統(tǒng)的主換向閥。選用二位三通的電磁換向閥實(shí)現(xiàn)差動(dòng)連接。通過(guò)電氣行程開關(guān)控制換向閥電磁鐵的的通斷電即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向和速度換接。 壓力控制回路 在泵的出口并聯(lián)一先導(dǎo)式溢流