翻轉(zhuǎn)式卸卷機(jī)設(shè)計(jì)（機(jī)械專業(yè)畢業(yè)論文）

1、1 引 言1.1 概述鋼鐵已成為全球廣泛應(yīng)用的主要基礎(chǔ)材料。用軋制方法生產(chǎn)鋼材, 具有生產(chǎn)率高、品種多、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)性強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn), 約90% 的鋼材都是用軋制方法生產(chǎn)的。目前, 我國(guó)已引進(jìn)了世界上主要的先進(jìn)軋鋼機(jī)械和軋制技術(shù), 并在不斷創(chuàng)新中逐步推廣、應(yīng)用和發(fā)展。我國(guó)粗鋼產(chǎn)量位居世界第一。國(guó)內(nèi)十大鋼鐵企業(yè)年產(chǎn)粗鋼均在1000萬(wàn)噸以上。今年來(lái)，鋼鐵重組進(jìn)入快車道，比如寶鋼控股的廣東鋼鐵集團(tuán)，山東濟(jì)鋼、萊鋼為主組建的山東鋼鐵集團(tuán)，還有河北鋼鐵集團(tuán)等。但是，我國(guó)鋼鐵業(yè)要振興，必須走精細(xì)化道路。熱軋卷和冷軋卷目前還停留在重產(chǎn)量輕質(zhì)量的瓶頸。軋鋼行業(yè)必須走高端路線，造船業(yè)和汽車制造

2、業(yè)、建筑業(yè)的興旺，給軋鋼行業(yè)帶來(lái)機(jī)遇，但是礦石的漲價(jià)給我國(guó)軋鋼行業(yè)帶來(lái)新的困境。 國(guó)內(nèi)軋鋼行業(yè)要真正做大做強(qiáng)，必須不斷對(duì)鋼坯質(zhì)量、加熱、輥型控制、卷取能力、酸洗等系列環(huán)節(jié)加強(qiáng)。另外，做重型機(jī)械的一重、二重、上重、太重等必須奮起，探索高精軋鋼設(shè)備。我國(guó)大鋼廠從70年代已用先進(jìn)的連軋軋機(jī) ，連軋機(jī)采用了一整套先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，全線生產(chǎn)過(guò)程和操作監(jiān)控均由計(jì)算機(jī)控制實(shí)施，軋件在幾架軋機(jī)上同時(shí)軋制，大大提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。我國(guó)于1981年從日本引進(jìn)1700mm熱連軋機(jī)的全套設(shè)備。隨后,一大批具有先進(jìn)生產(chǎn)工藝的熱連軋和冷連軋板帶廠迅速崛起, 至2007年, 我國(guó)的熱軋寬板帶材年生產(chǎn)能力將達(dá)到5500

3、萬(wàn)噸, 冷軋寬板帶材年生產(chǎn)能力也將達(dá)到3000萬(wàn)噸。熱連軋機(jī)發(fā)展的主要特點(diǎn)有: 加大帶卷和坯料重量, 減少切頭切尾的損耗, 提高產(chǎn)品收得率; 采用加速軋制, 提高鋼材產(chǎn)量, 帶鋼熱連軋機(jī)精軋機(jī)組的出口速度已從20 世紀(jì)50 年代的10m/s12m/s 提高到現(xiàn)在的35m/s ; 產(chǎn)品規(guī)格增加, 精度提高; 采用計(jì)算機(jī)控制, 提高了自動(dòng)化水平等。冷軋鋼板的生產(chǎn)成本、投資費(fèi)用雖然比熱軋鋼板高, 但由于冷軋鋼板的性能和質(zhì)量比熱軋好, 在同樣用途下, 可以節(jié)約金屬材料達(dá)30% , 故冷軋板生產(chǎn)得到迅速發(fā)展。某些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家(如美國(guó))使用的薄板, 幾乎100% 是冷軋的。熱軋板只作為冷軋板、焊管、冷彎型

4、鋼的坯料。我國(guó)于1965 年末制成300 mm 五機(jī)架試驗(yàn)性窄帶鋼冷連軋機(jī), 20 世紀(jì)80 年代又從原西德引進(jìn)1700mm 五機(jī)架帶鋼冷連軋機(jī)成套機(jī)組, 90 年代后又有六輥HC 軋機(jī)、CVC 軋機(jī)也先后投入生產(chǎn)。帶鋼冷連軋機(jī)正在向大型化、高速化、高精度和自動(dòng)化方向發(fā)展。從煉鋼廠出來(lái)的鋼坯還僅僅是半成品，必須到軋鋼廠去進(jìn)行軋制以后，才能成為合格的產(chǎn)品。從煉鋼廠送過(guò)來(lái)的連鑄坯，首先是進(jìn)入加熱爐，然后經(jīng)過(guò)初軋機(jī)反復(fù)軋制之后，進(jìn)入精軋機(jī)。軋鋼屬于金屬壓力加工，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)，軋鋼板就像壓面條，經(jīng)過(guò)搟面杖的多次擠壓與推進(jìn)，面就越搟越薄。在熱軋生產(chǎn)線上，軋坯加熱變軟，被輥道送入軋機(jī)，最后軋成用戶要求的尺寸。

5、軋鋼是連續(xù)的不間斷的作業(yè)，鋼帶在輥道上運(yùn)行速度快，設(shè)備自動(dòng)化程度高，效率也高。從平爐出來(lái)的鋼錠也可以成為鋼板，但首先要經(jīng)過(guò)加熱和初軋開(kāi)坯才能送到熱軋線上進(jìn)行軋制，工序改用連鑄坯就簡(jiǎn)單多了，一般連鑄坯的厚度為150250，先經(jīng)過(guò)除磷到初軋，經(jīng)輥道進(jìn)入精軋軋機(jī)，精軋機(jī)由7架4輥式軋機(jī)組成，機(jī)前裝有測(cè)速輥和飛剪，切除板面頭部。精軋機(jī)的速度可以達(dá)到23/。熱軋成品分為鋼卷和錠式板兩種，經(jīng)過(guò)熱軋后的鋼軌厚度一般在幾個(gè)毫米,如果用戶要求鋼板更薄的話，還要經(jīng)過(guò)冷軋。與熱軋相比，冷軋廠的加工線比較分散，冷軋產(chǎn)品主要有普通冷軋板、涂鍍層板也就是鍍錫板、鍍鋅板和彩涂板。經(jīng)過(guò)熱軋廠送來(lái)的鋼卷，先要經(jīng)過(guò)連續(xù)三次技術(shù)處

6、理，先要用鹽酸除去氧化膜，然后才能送到冷軋機(jī)組。在冷軋機(jī)上，開(kāi)卷機(jī)將鋼卷打開(kāi)，然后將鋼帶引入五機(jī)架連軋機(jī)軋成薄帶卷。從五機(jī)架上出來(lái)的還有不同規(guī)格的普通鋼帶卷，它是根據(jù)用戶多種多樣的要求來(lái)加工的。冷軋廠生產(chǎn)各種各樣不同品質(zhì)的產(chǎn)品，那飛流直下，似銀河落九天的是鍍錫板，那銀光閃閃的是鍍鋅板，有紅、黃、蘭各種顏色的是彩色涂層鋼板。鍍錫板是制造罐頭和易拉罐的原料，又叫馬口鐵，以前我國(guó)所需要的鍍錫板全靠進(jìn)口，自從武鋼鍍錫板大量生產(chǎn)后，部分替代了進(jìn)口貨。武鋼生產(chǎn)鍍錫板采取的是電鍍錫工藝，這些鍍錫板好像鏡子一樣，光鑒照人。鍍鋅板的生產(chǎn)工藝有兩種，一種是熱鍍鋅，一種是電鍍鋅。那貌不驚人包裝特別的是硅鋼片，它們用

7、在發(fā)電設(shè)備、機(jī)電設(shè)備、輕工、食品和家電上。用鍍鋅板作為基材，在反面涂上各種涂料就成為彩色涂層鋼板。由于工藝先進(jìn)，涂層十分牢固，可以直接用于家電產(chǎn)品和作裝飾材料。除了板材以外，軋鋼廠也生產(chǎn)長(zhǎng)材，如型鋼、鋼軌、棒材、圓鋼和線材，它的生產(chǎn)過(guò)程和軋鋼原理與板材類似，但是使用的軋輥輥型完全不同。利用軋輥進(jìn)行鋼材生產(chǎn), 因其過(guò)程連續(xù)、高效、可控且便于計(jì)算機(jī)等高新技術(shù)的應(yīng)用, 在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi), 以輥軋為特征的連續(xù)軋鋼技術(shù)仍將是鋼鐵工業(yè)鋼材成型的主流技術(shù), 但軋鋼前后工序的銜接技術(shù)必將有長(zhǎng)足的進(jìn)步。在2O 世紀(jì), 由于連鑄的發(fā)展, 已經(jīng)逐步淘汰初軋工序。而連鑄技術(shù)生產(chǎn)的薄帶鋼直接進(jìn)行冷軋, 又使連鑄與熱

8、軋工序合二為一。鑄軋的一體化, 將使軋制工藝流程更加緊湊。同時(shí), 低能耗、低成本的鑄軋一體化, 也是棒、線、型材生產(chǎn)發(fā)展的方向。1.2 研究?jī)?nèi)容及目的在連軋機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，盤卷的運(yùn)送過(guò)程，從加工完成至收集完畢，正個(gè)過(guò)程將連續(xù)性完成，并將由全自動(dòng)化機(jī)械裝置來(lái)代替最初的人力運(yùn)輸收集。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及科學(xué)技術(shù)的持續(xù)高速發(fā)展，人力已完全被機(jī)械代替，國(guó)內(nèi)外貿(mào)易量迅速增加，運(yùn)輸業(yè)已經(jīng)提升到重要戰(zhàn)略的地位。今后，運(yùn)輸機(jī)械需求將大幅上升，我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造比重將大大增加。另外，運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)的性能參數(shù)不斷提高，新技術(shù)層出不窮，新型機(jī)械不斷出現(xiàn)，更新周期不斷縮短，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、方法不斷完善。盤條運(yùn)輸機(jī)主要有鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)、

9、板式運(yùn)輸機(jī)、運(yùn)輸輥道和鉤式運(yùn)輸機(jī)四種。（一） 鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)輸送熱盤條用的鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)有兩種型式，即托運(yùn)式和托運(yùn)式，目前多用托運(yùn)式，托運(yùn)式因容易造成表面表面劃傷而逐漸被淘汰。（二） 板式運(yùn)輸機(jī)板式運(yùn)輸機(jī)其實(shí)也是鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)，只不過(guò)護(hù)板形式不同而已。（三） 運(yùn)輸軌道近幾年來(lái)有些工廠也用軌道運(yùn)輸盤條，這種運(yùn)輸輥道的直徑小，輥?zhàn)娱g隙小，如直徑為100毫米，中心距為150毫米，這樣小的軌距和軌徑給輥道傳動(dòng)、軸承冷卻、潤(rùn)滑等設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)不少的困難。（四） 鉤式運(yùn)輸機(jī)鉤式運(yùn)輸機(jī)上要有鋼纜拖動(dòng)、鏈條拖動(dòng)和單獨(dú)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)三種。鋼纜拖動(dòng)用于負(fù)載較小、運(yùn)輸距離較短的情況下。當(dāng)負(fù)載較大時(shí)鋼纜與驅(qū)動(dòng)輪之間會(huì)發(fā)生打滑，此時(shí)常

10、用鏈條拖動(dòng)來(lái)承受較大的載荷，并允許較長(zhǎng)距離的運(yùn)輸。但隨著所運(yùn)送的盤卷加大和運(yùn)輸距離增加鏈條自重將增大。因此，當(dāng)盤卷重量大于1噸時(shí)，將采用每個(gè)掛鉤用一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)的方式。 鉤式運(yùn)輸機(jī)的掛鉤小車當(dāng)盤卷重量小于500公斤的時(shí)候一般采用雙輪；當(dāng)盤卷大于500公斤時(shí)常采用四輪。鉤式運(yùn)輸機(jī)的主要參數(shù)確定如下：1） 鉤子間距：S=D+(300500)（D為盤卷外徑，毫米）；2） 鉤式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度：v=S/T(T為軋機(jī)的軋制節(jié)奏時(shí)間，秒)；3） 整個(gè)鉤式運(yùn)輸機(jī)負(fù)荷：W=Qt/60(Q為軋機(jī)最大小時(shí)產(chǎn)量，噸/時(shí)；t為盤卷在鉤式運(yùn)輸機(jī)上的冷卻時(shí)間，分，其大小應(yīng)根據(jù)相近似的規(guī)格和盤重的實(shí)測(cè)生產(chǎn)資料確定)。4） 鉤

11、式運(yùn)輸機(jī)的長(zhǎng)度：L=vt/K×60(K為鉤式運(yùn)輸機(jī)的有效利用系數(shù)，一般為0.60.8，主要決定于掛卷機(jī)和卸卷機(jī)間的空轉(zhuǎn)鉤數(shù)，依工藝布置具體確定)。鉤式運(yùn)輸機(jī)正常生產(chǎn)中主要采用長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)工作制。為了適應(yīng)不同產(chǎn)品的軋制節(jié)奏，鉤式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行速度是可以調(diào)節(jié)的，其變化范圍決定于所有產(chǎn)品中最長(zhǎng)和最短的軋制節(jié)奏之差。鉤式運(yùn)輸機(jī)是軋鋼生產(chǎn)中廣泛使用的輸送工具,主要用于成品的收集運(yùn)輸。由于其具有環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、收集平穩(wěn)、運(yùn)輸能力強(qiáng)、運(yùn)輸連續(xù)性好等優(yōu)點(diǎn)，因而在當(dāng)今軋鋼生產(chǎn)中,發(fā)揮著重要作用。掛卷機(jī)用來(lái)承接鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)或運(yùn)輸輥道上運(yùn)送來(lái)的盤卷，并將其翻掛在鉤式運(yùn)輸機(jī)的掛鉤上。其傳動(dòng)方式有電動(dòng)、氣動(dòng)兩種。卸卷機(jī)

12、是線材軋機(jī)的重要輔助設(shè)備之一，是用來(lái)承接鉤式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)送來(lái)的盤卷，并將其翻掛至收集的小車上，其動(dòng)力源有電動(dòng)、氣動(dòng)兩種，是完成連續(xù)軋機(jī)機(jī)械化、自動(dòng)化不可或缺的機(jī)械設(shè)備。軋機(jī)輔助設(shè)備機(jī)械化和自動(dòng)化程度以及生產(chǎn)能力的高低，直接影響著軋鋼生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展和生產(chǎn)率的提高。隨著連續(xù)式軋機(jī)的發(fā)展，卸卷機(jī)得到了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，使得連續(xù)軋機(jī)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平大大提高，解決了連續(xù)軋制中盤卷的卸載問(wèn)題。本文主要研究加工完成的盤卷在鉤式運(yùn)輸機(jī)上運(yùn)送至其末端時(shí)盤卷的卸卷工作。在盤卷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)某一機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，將盤卷向上頂起一小段距離，并將其翻轉(zhuǎn)一定的角度，利用盤卷自身重力的作用，將盤卷收集在收集的小車上，運(yùn)至目的

13、地。運(yùn)輸機(jī)大大的解決了大型物品搬運(yùn)的不便，隨著時(shí)間的發(fā)展，先進(jìn)的機(jī)械將層出不窮，替人們解決種種難事，機(jī)械的發(fā)展將不斷推進(jìn)人類的進(jìn)步。1.3 本課題解決的關(guān)鍵技術(shù)本課題為翻轉(zhuǎn)式卸卷機(jī)的設(shè)計(jì)，要使這個(gè)機(jī)構(gòu)能夠購(gòu)?fù)瓿蓪⒈P卷頂起并翻轉(zhuǎn)這一過(guò)程，故應(yīng)選用四桿機(jī)構(gòu)來(lái)完成這一動(dòng)作。在設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中應(yīng)先了解四桿機(jī)構(gòu)的基本知識(shí)和對(duì)其運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析。還應(yīng)對(duì)機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所受到的外力進(jìn)行分析計(jì)算。配合盤卷在運(yùn)輸機(jī)上的運(yùn)輸速度以及盤卷大小、重量來(lái)決定機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，盡量將做到計(jì)算精確，做到每一個(gè)盤卷運(yùn)輸?shù)揭欢ǖ奈恢脮r(shí)能夠順利脫鉤，并執(zhí)行翻卷的過(guò)程，保證其工作年限。2 結(jié)構(gòu)方案的選定翻轉(zhuǎn)式卸卷機(jī)主要目的是將

14、鉤式運(yùn)輸機(jī)上的盤卷在運(yùn)行過(guò)程中將其卸載下來(lái)，在翻板往返翻轉(zhuǎn)過(guò)程中，其上托盤需將盤卷往垂直方向上托起，以完成盤卷的脫鉤動(dòng)作，故選取曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖2-1所示。圖2-1 四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿以桿AB為主動(dòng)桿，當(dāng)桿AB做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，將通過(guò)桿BC來(lái)帶動(dòng)搖桿CD做來(lái)回?fù)u擺運(yùn)動(dòng)，而托盤將安置于桿CD，通過(guò)桿CD的搖擺，托盤在垂直方向上將出現(xiàn)一定的高度差，利用這個(gè)高度差將運(yùn)輸機(jī)上掛鉤上的盤卷脫離掛鉤，前提是這個(gè)高度差必須要大于脫鉤處鉤的長(zhǎng)。在圖2-1所示的的四桿機(jī)構(gòu)，若不考慮個(gè)運(yùn)動(dòng)副中的摩擦力及構(gòu)件重力和慣性力的影響，則有主動(dòng)件AB經(jīng)連桿BC傳遞到從動(dòng)件CD上C點(diǎn)的力的將沿BC方向，力與C

15、點(diǎn)速度正向之間的夾角a稱為機(jī)構(gòu)在此位置時(shí)的壓力角。而連桿BC和從動(dòng)件CD之間所夾的銳角=稱為連桿在此位置時(shí)的傳動(dòng)角。和a互為余角。傳動(dòng)角愈大，對(duì)機(jī)構(gòu)的傳力愈有利。所以，在連桿機(jī)構(gòu)中常采用傳動(dòng)角的大小及變化來(lái)衡量機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞。如圖2-2所示，機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置，為了使機(jī)構(gòu)能夠順利地通過(guò)死點(diǎn)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧缈刹捎脤山M以上的相同機(jī)構(gòu)組合使用，而使各組機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)互相錯(cuò)開(kāi)排列的方法，也可以采用安裝飛輪加大慣性的方法，借慣性作用闖過(guò)死點(diǎn)，等等圖2-2死點(diǎn)位置1m/s，故選取執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)周期為5s,所以主動(dòng)桿的角速度為=12r/min。由于盤卷內(nèi)徑860mm，外徑1250mm，厚度

16、300mm，因此設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)上掛鉤的基本尺寸如圖2-3所示。盤卷脫鉤位置鉤的高度為70mm，因此，盤卷被頂起的高度必須在70mm以上。圖 2-3 掛鉤假定桿AB長(zhǎng)度為550mm，桿BC長(zhǎng)度為1650mm，桿CD長(zhǎng)度為1300mm，桿AC長(zhǎng)度為1335mm,桿CD上托盤的位置為1200mm。各桿及盤卷初始位置如圖2-4所示。圖2-4 四桿機(jī)構(gòu)初始位置隨著主動(dòng)桿AB做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，搖桿CD將做往返運(yùn)動(dòng)。而盤卷也將在同一時(shí)刻自右向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，搖桿CD上的托盤將在搖桿做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中與盤卷接觸，接觸位置如圖2-5所示。圖2-5 托盤與盤卷接觸位置當(dāng)搖桿CD向右旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中將盤卷向上抬起，直至盤卷

17、脫鉤，如圖2-6所示。圖2-6盤卷與掛鉤脫離的位置由圖2-3與圖2-5可知，在搖桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，可將盤卷頂起90mm，大于掛鉤上鉤的高度70mm，盤卷可以順利脫鉤，因此，假定四桿機(jī)構(gòu)各桿長(zhǎng)度AB=550mm、BC=1650mm、CD=1300mm、AD=1335mm的方案可行。搖桿CD運(yùn)動(dòng)到垂直位置時(shí)盤卷將達(dá)到最高位置，如圖2-7所示。圖2-7 盤卷達(dá)到最高位置當(dāng)搖桿CD繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，將會(huì)給予盤卷一個(gè)右下角的力，盤卷由于自身重力和搖桿CD的力，將會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，逐漸脫離托盤，最終掉落于收集的小車上，如圖2-8所示。圖2-8 盤卷脫離托盤的位置2.3 各時(shí)間段機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)對(duì)照機(jī)構(gòu)在以個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)分析如圖2-

18、9所示，隨著時(shí)間的行走，機(jī)構(gòu)將按照下圖所示各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，直至工作機(jī)停止工作。圖2-9 各時(shí)間段運(yùn)動(dòng)分析3 動(dòng)力部分的設(shè)計(jì)查表得電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速在710r/min以上，而主動(dòng)桿的轉(zhuǎn)速為=12r/min，因此減速器的傳動(dòng)比應(yīng)該在60以上，所以選擇減速器的a=650,i=70.87。動(dòng)力源結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。圖3-1 按工作要求和條件選取Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 工作所需的功率： （3-1） （3-2）所以： （3-3）由電動(dòng)機(jī)至執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的總效率（包括工作機(jī)的效率）為 （3-4）式中分別為齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、電動(dòng)機(jī)的效率。故 （3-5）所以，=3000&

19、#215;12××60×0.894kw=0.369kw (3-6) 0.480kw (3-7)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 =i*=12×70.87r/min=850.44r/min (3-8)查表得：選取電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為970r/min，其額定功率為7.5kw,大于0.48kw。故所選取電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M-6，額定功率為7.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為970r/min。電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表3-1所示。表3-1電動(dòng)機(jī)外行尺寸中心高外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD底腳安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑KD×E軸伸尺寸裝鍵

20、部位尺寸E×GD160600×417×385254×2101542×11012×494 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)由于電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M-6，其D=42mm，所以，聯(lián)軸器的主動(dòng)端的軸孔直徑d應(yīng)為42mm，故選用聯(lián)軸器I的類型為彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為L(zhǎng)X3，Y型軸孔，d=42mm,L=112mm,此聯(lián)軸器適用于連接兩同軸線的傳動(dòng)軸系，并且有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移和一般減震的性能，工作溫度為-20-+70度左右。選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度極限=355MPa,許用彎曲應(yīng)力=60MPa,取安全系數(shù)為n=1.5。盤卷外徑為1250mm，故設(shè)定軸I

21、的長(zhǎng)度為1000mm，盤卷重量為300kg，故軸受到的最大外力為3000N。如圖4-1所示。圖4-1 軸I受力圖由圖3-1可知，軸因外力對(duì)A點(diǎn)所產(chǎn)生的彎矩=1500×200+1500×800=1500000N.mm （4-1）因?yàn)檩SI并不做圓周運(yùn)動(dòng)，且速度很小，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)小于軸的彎矩，所以只以其彎矩來(lái)計(jì)算軸橫截面的大小。故 (4-2) （4-3）所以軸的最小直徑 （4-4）因?yàn)檩S最小直徑大于等于62.996mm，因此選定軸的最小直徑=70mm, =80mm，=100mm。軸的具體結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。圖4-2 軸I （4-5）45號(hào)鋼為塑性材料，故 （4-6）軸最小直徑部分

22、受到的剪應(yīng)力 （4-7）因此，軸各部分的強(qiáng)度足夠，軸I結(jié)構(gòu)大小合理。選用45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，屈服強(qiáng)度極限=355MPa,許用彎曲應(yīng)力=60MPa,取安全系數(shù)為n=1.5。軸II轉(zhuǎn)速軸II的功率 （4-8）軸II的轉(zhuǎn)矩 (4-9)按軸的許用剪應(yīng)力來(lái)估算軸的最小直徑 （4-10）因軸上有鍵槽，應(yīng)增大軸頸以考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的削弱，則直徑應(yīng)增大5%-7%，d61.09(1+7%)=65.37mm （4-11）軸伸安裝聯(lián)軸器，考慮到該軸扭矩的大小，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得聯(lián)軸器的型號(hào)為L(zhǎng)X6的聯(lián)軸器 GB5014-2003,可知，與聯(lián)軸器相聯(lián)的軸的直徑為85mm，即軸的最小直徑為85mm。

23、根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合后述尺寸，按比例繪制軸的草圖，如圖4-3所示。圖4-3 軸II軸II不受外力作用，故彎矩M=0所以，軸II最小直徑 (4-12)軸實(shí)際直徑為85mm，強(qiáng)度足夠。5 輔助結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.1 機(jī)架根據(jù)軸與軸承及各桿件的大小來(lái)設(shè)計(jì)機(jī)架各尺寸的大小，如下表5-1所示。表5-1名稱符號(hào)卸卷機(jī)機(jī)架本次設(shè)計(jì)取值/mm各尺寸關(guān)系/mm機(jī)架壁厚dd=20底板厚=20機(jī)架高h(yuǎn)h>桿AB+100h=840底板長(zhǎng)LL>桿AC+桿ABL=2800底板寬CC>軸I的長(zhǎng)度C=1500底板凸緣厚度=20地腳螺栓直徑及數(shù)目，n=12，n=4軸承旁連接螺栓直徑=12機(jī)架凸緣厚度=80機(jī)架肋厚

24、mm=30地腳螺栓的間距、=2460、=1260軸承座外徑、=224、=224軸承端蓋螺釘直徑=10裝軸位置機(jī)架兩內(nèi)壁的距離、=980、=316機(jī)架外壁間距、=2400、=10004.2 鍵的選擇查表4-1（機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)）得軸II與聯(lián)軸器II相配合的鍵：b=25mm,h=14mm,t=9mm,t1=5.4mm，L=140mm軸II與配重相配合的鍵：b=25mm,h=14mm,t=9mm,t1=5.4mm，L=220mm軸I與翻板相配合的鍵：b=28mm,h=16mm,t=10mm,t1=6.4mm，L=100mm4.3 螺栓、螺母、螺釘?shù)倪x擇選用螺栓GB/T5782-2000,M12*112選用螺釘GB/T5782-2000,M10*25選用螺母GB/T6170-2000,M10和GB/T6170-2000,M12兩種。結(jié) 論通過(guò)這段時(shí)間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和論文撰寫過(guò)程，通過(guò)查閱、研究大量的相關(guān)文獻(xiàn)，分析相關(guān)領(lǐng)域的特色網(wǎng)站并結(jié)合實(shí)際，使我對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的理論知識(shí)，包括對(duì)它的定義、內(nèi)涵、特點(diǎn)、功能、技術(shù)等方面的研究都有了更深的了解。并親自利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了利用四桿機(jī)構(gòu)配合電動(dòng)機(jī)及減速器的運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到運(yùn)輸機(jī)上的盤卷在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中得以卸卷的功能。