碼坯機(jī)提升行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、碼坯系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定 碼坯系統(tǒng)工作效率直接影響著制磚成本的高低，其工作效率越高，其磚坯單位數(shù)量能耗越低，反之，其工作效率越低，其磚坯單位數(shù)量能耗越高?，F(xiàn)以年產(chǎn)量為6000萬塊磚的工廠設(shè)定：按照建材生產(chǎn)企業(yè)每年工作11個(gè)月、碼坯系統(tǒng)及配套磚坯生產(chǎn)系統(tǒng)每天工作8小時(shí)為準(zhǔn)，其每小時(shí)產(chǎn)量應(yīng)為塊/小時(shí)國家標(biāo)準(zhǔn)磚體尺寸： 240×115×53mm³碼坯機(jī)一層碼坯數(shù)量： 27×9=243塊完成一次碼坯，碼坯機(jī)所耗時(shí)間：碼坯機(jī)完成一次碼坯其動(dòng)作流程如圖2-3：下降夾坯上升行走下降放坯原點(diǎn)上升行走下降圖2-3 碼坯機(jī)工作流程完成一次碼坯，所耗時(shí)間包括：碼坯機(jī)分坯以及夾、放坯

2、時(shí)間等。所以設(shè)定碼坯提升和行走消耗時(shí)間為31.6s碼坯機(jī)提升高度（按最高點(diǎn)計(jì)算）：14×115=1610mm=1.6m碼坯機(jī)行走路程長度：3m由于考慮到碼坯機(jī)運(yùn)行過程中的定位誤差和重復(fù)定位誤差，最終估算設(shè)定：碼坯機(jī)行走速度為1m/s,升降速度為0.25m/s （1.6×4÷0.25）+（3×2÷1）=31.6s （2-1）設(shè)定碼坯機(jī)定位誤差和重復(fù)定位誤差：3000±3mm由每塊磚濕坯時(shí)重量3.5kg，則一層磚坯重量為：243×3.5=850.5kg，考慮夾盤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3t，配重設(shè)計(jì)1t。總重量設(shè)為10t行走減速機(jī)及電機(jī)的選用參

3、數(shù)：設(shè)定行走輪直徑為250mm行走工作所需轉(zhuǎn)速： (2-2)大概傳動(dòng)比（齒輪傳動(dòng)比設(shè)為1）： (2-3) (2-4) (2-5) (查資料鋼輪和鋼軌滾動(dòng)摩擦系數(shù)為0.0160.02，在此取0.018） (2-6)提升減速機(jī)及電機(jī)的選用參數(shù)：設(shè)定升降輪直徑為190mm升降工作所需轉(zhuǎn)速： (2-7)升降減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速（齒輪傳動(dòng)比設(shè)1）：大概傳動(dòng)比：升降機(jī)構(gòu)： (2-8) 22減速機(jī)及電機(jī)的選用根據(jù)式得出減速機(jī)的輸出扭矩為：查找相應(yīng)資料，確定選用7.5KW電磁式三相異步制動(dòng)電機(jī)，減速機(jī)選用K系列斜齒-螺旋錐齒輪減速機(jī)，傳動(dòng)比為55.5。減速機(jī)型號(hào)為:KW107-56.37-YEJ7.5-B31-90

4、-4P。K系列斜齒-螺旋錐齒輪減速機(jī)具有體積小，重量輕，傳遞轉(zhuǎn)矩大，性能優(yōu)越等特點(diǎn)，是一種新穎減速傳動(dòng)裝置。高剛性箱體，優(yōu)質(zhì)合金鋼的齒輪與齒輪表面經(jīng)滲碳淬火，齒面經(jīng)高精度磨齒加工，傳動(dòng)平穩(wěn)噪音低，承載能力大，耗能低，傳動(dòng)效率高，溫升低，壽命長等特點(diǎn)。 K系列斜齒減速機(jī)結(jié)構(gòu)其主要外形尺寸及安裝尺寸如下：升降齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)及校核傳動(dòng)裝置預(yù)期使命8年，單班制，傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，無嚴(yán)重過載。 設(shè)定升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i=1，則兩齒輪結(jié)構(gòu)材料完全相同。采用7級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。齒輪材料選用45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)230250HB，齒面粗糙度6.3。接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算： （3-1）式中：齒數(shù)比； 齒寬系數(shù)； 載荷系

5、數(shù)：；工況系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)；齒向載荷分布系數(shù)，載荷分配系數(shù)，初值齒輪轉(zhuǎn)矩： （3-2）材料彈性系數(shù)重合度系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 螺旋角系數(shù)許用接觸疲勞應(yīng)力 齒輪接觸壽命系數(shù) 可得，許用接觸疲勞應(yīng)力： （3-3）將上述所有參數(shù)值代入式（3-1），得，取，模數(shù)，中心距，齒寬 1、 相關(guān)參數(shù)的修正齒輪圓周速度： （3-4） 與初估0.5m/s相符，Z=40未變。故值無需修正。K及其他參數(shù)均未變，無需修正；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。2、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （3-5）式中： 齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)重合度系數(shù)： （3-6）螺旋角參數(shù)： （3-7）許用彎曲疲勞應(yīng)力： （3-8）將上述參數(shù)值代入式（3

6、-5），得：滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。 3、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見設(shè)計(jì)圖紙）升降傳動(dòng)齒輪4、 潤滑選擇工業(yè)齒輪油N320。 升降軸1的設(shè)計(jì)設(shè)升降齒輪傳動(dòng)比為升降軸=26r/min×1=26r/min1、材料的選擇設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查資料得：2、軸徑概略計(jì)算按轉(zhuǎn)矩T來計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為： （3-9）改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為： （3-10）式中：T工作扭矩；軸的抗扭截面系數(shù)；P軸傳遞的功率（KW)；n軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；C許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。對(duì)于45號(hào)鋼，C=107-1

7、08。在此取=35，可得到d69.4mm。由上圖可知，考慮軸上減速機(jī)的安裝：軸伸尺寸，以及便于軸系零件的裝拆，采用階梯軸結(jié)構(gòu)，各軸段的直徑和長度等如下確定。（參看結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各軸段直徑設(shè)計(jì):（如圖，從右往左） 最小安裝在聯(lián)軸器上鏈輪安裝軸段齒輪安裝軸段減速機(jī)安裝軸段鏈輪安裝軸段聯(lián)軸器安裝軸段各軸段長度設(shè)計(jì)：，4、 強(qiáng)度校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu),彎矩圖如下所示：根據(jù)合成彎矩: （3-11）扭矩： （3-12）當(dāng)量彎矩： （3-13）圖3-7 升降軸1剪力、彎矩圖按彎扭組合作用，驗(yàn)算軸的強(qiáng)度： （3-14）滿足強(qiáng)度要求。升降軸的設(shè)計(jì)同 軸。并為了提高強(qiáng)度，將減速器軸段直徑加大，設(shè)為。如圖所示：

8、（具體尺寸見設(shè)計(jì)圖紙）軸承的選用1、 軸承類型的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)的相應(yīng)條件要求，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： GB/T281-1994，選擇調(diào)心球軸承1314。調(diào)心球滾動(dòng)軸承，主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙向軸向載荷，外圈滾道為球面，具有自動(dòng)調(diào)心功能。運(yùn)用于彎曲剛度小的軸。當(dāng)量動(dòng)載荷： （3-15）當(dāng)量靜載荷： （3-16）2、軸承工作能力的校核由公式可求得，軸承當(dāng)量動(dòng)載荷：所以按考慮。且當(dāng)量動(dòng)載荷為：28315.9，當(dāng)量靜載荷： （3-17）合格。3、軸承壽命校核由公式： （3-18）滿足要求，合格。3.3.6 鏈輪組件設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)1、材料的選擇設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。查資料，

9、得：2、軸徑概略計(jì)算按轉(zhuǎn)矩T來計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為： （3-19）改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為： （3-20）式中：T為工作扭矩（N.mm）；為軸的抗扭截面系數(shù)（mm³）；P為軸傳遞的功率（Kw)；n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；C為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。對(duì)于45號(hào)剛，C=107-108;。在此取在此T為47000?？汕蟮谩?、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（具體尺寸見圖紙）2、強(qiáng)度、剛度校核鏈輪組件軸強(qiáng)度、剛度校核步驟同升降軸，在此就不文字說明，校核結(jié)果合格。鏈輪的設(shè)計(jì)1、 材料的選擇選擇45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)HB235。2、輪徑概略計(jì)算因鏈條選擇為滾

10、子鏈16A（標(biāo)準(zhǔn)件），節(jié)距，滾子外徑，排距,內(nèi)鏈板高度。則鏈輪齒數(shù)。所以可求得：分度圓直徑： （3-21）齒頂圓直徑: （3-22） （3-23）齒根圓直徑： （3-24）分度圓弦齒高： （3-25） （3-26）最大齒根距離，偶數(shù)齒： （3-27）齒側(cè)凸緣（或排間槽）直徑： （3-28）2、鏈輪結(jié)構(gòu)鏈輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見設(shè)計(jì)圖紙）圖3-10 鏈輪齒輪軸承座的選用鏈輪組件中，軸承的選用步驟同升降系統(tǒng)的軸承選用一樣。最終確定選用帶座球軸承UCP208。平鍵的設(shè)計(jì)根據(jù)前面鏈輪組件軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用平鍵。具體結(jié)構(gòu)參看圖紙。則健的工作長度： （3-29）轉(zhuǎn)矩，查表，取平鍵連接許用擠壓應(yīng)力。

11、（3-30）滿足擠壓強(qiáng)度。3.4 行走輪組件設(shè)計(jì)行走輪組件是用來提供小車行走的動(dòng)力的裝置，其由電機(jī)提供動(dòng)力，通過減速機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)齒輪，與傳動(dòng)齒輪嚙合，帶動(dòng)行走軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-11 行走輪組件三維示意圖3.4.1減速機(jī)及電機(jī)的選用根據(jù)式（2-3）、（2-6），P=2KW，i=18.82。選擇擺線針輪減速機(jī)：BWD2-17-2.2根據(jù)使用場所及應(yīng)用特點(diǎn)，電機(jī)選用2.2KW電磁式三相異步制動(dòng)電機(jī)：YEJ100L2-4-2.2B系列擺線針輪減速機(jī)具有高速比和高效率。效率在90%以上，結(jié)構(gòu)緊湊體積小。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)噪聲低，使用可靠、經(jīng)久耐用壽命長，設(shè)計(jì)合理，維修方便。B系列擺線針輪減速機(jī)適用于24小時(shí)連續(xù)作制，

12、并允許正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4.2行走齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)同升降齒輪，傳動(dòng)裝置預(yù)期使命8年，單班制，傳動(dòng)尺寸無嚴(yán)格限制，無嚴(yán)重過載。因設(shè)定升降機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比i=1，則兩齒輪結(jié)構(gòu)材料完全相同。采用7級(jí)精度標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)。齒輪材料選用45鋼，鍛件，調(diào)質(zhì)230250HB，齒面粗糙度6.3。1、接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算： （3-31）式中：齒數(shù)比 齒寬系數(shù) 載荷系數(shù)工況系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)，載荷分配系數(shù)，初值齒輪轉(zhuǎn)矩： （3-32）材料彈性系數(shù)重合度系數(shù)： （3-33）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 螺旋角系數(shù)許用接觸疲勞應(yīng)力 齒輪接觸壽命系數(shù)可得，許用接觸疲勞應(yīng)力： （3-34）將上述所有參數(shù)值代入式（3-21），得，取，則模數(shù)，

13、中心距，齒寬 （查表，齒寬系數(shù)?。?、 相關(guān)參數(shù)的修正齒輪圓周速度： （3-35）與初估1m/s相符，Z=40未變。故值無需修正。K及其他參數(shù)均未變，無需修正；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸及參數(shù)保持不變。3、 彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （3-36）式中： 齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)重合度系數(shù)： （3-37）螺旋角參數(shù)： （3-38）許用彎曲疲勞應(yīng)力： （3-39）將上述參數(shù)值代入式（3-26），可得：，滿足彎曲疲勞強(qiáng)度。 4、 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸見設(shè)計(jì)圖紙）行走齒輪5、 潤滑選擇工業(yè)齒輪油N320。 行走驅(qū)動(dòng)軸的設(shè)計(jì)因?yàn)樾凶啐X輪傳動(dòng)比為1則行走軸n=88r/min×1=88

14、r/min1、材料的選擇設(shè)計(jì)行走軸為實(shí)心軸，材料選擇為45號(hào)鋼。2、軸徑概略計(jì)算按轉(zhuǎn)矩T來計(jì)算，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。對(duì)于實(shí)心軸，其強(qiáng)度條件式為： （3-40）改寫成計(jì)算軸的直徑的設(shè)計(jì)計(jì)算公式則為： （3-41）式中：T為工作扭矩；為軸的抗扭截面系數(shù)；P為軸傳遞的功率（KW）；n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；C為許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力有關(guān)的系數(shù)。對(duì)于45號(hào)剛，C=107-108。在此取=35，可得到。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各軸段直徑設(shè)計(jì)：（如圖，從右往左） 行走軸行走輪軸段襯套、軸承軸段光軸段齒輪、襯套、軸承軸段行走輪軸段各軸段長度設(shè)計(jì)：4、強(qiáng)度、剛度校核行走軸的強(qiáng)度剛度校核步驟同前升降軸校核，在

15、此不作文字說明。校核合格。 行走輪的設(shè)計(jì)行走輪在輕軌上行走，根據(jù)重定位原則在一邊采用U槽形輪，另外一邊采用平面輪。1、 材料的選擇查找相關(guān)工程材料資料，決定行走輪材料選用ZG45，調(diào)質(zhì)。其抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，延伸率，沖擊韌性。2、輪徑概略計(jì)算由軸設(shè)計(jì)知，軸徑85mm用于行走輪。則設(shè)定輪中心孔直徑85mm，則輪徑設(shè)為280mm。且因?yàn)榛垡蛩?，設(shè)定輪槽深為30mm。3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行走輪結(jié)構(gòu)如下圖所示：（具體尺寸參看設(shè)計(jì)圖紙） 行走輪2、 軸承座的選用根據(jù)行走軸的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，查相關(guān)資料決定選用UCP318帶座球軸承。3、 平鍵的設(shè)計(jì)選擇根據(jù)行走輪軸組件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，平鍵連接標(biāo)準(zhǔn)尺寸表，選

16、用平鍵：22×14用于行走輪和軸；25×14用于齒輪和軸的配合。行走輪和軸：長L=85 mm,軸t=9 mm, 轂t1=5.4 mm。 齒輪和軸：長L=55 mm,軸t=9 mm, 轂t1=5.4 mm。具體結(jié)構(gòu)參看圖紙。則鍵的工作長度： （3-42）轉(zhuǎn)矩，查表，取平鍵連接許用擠壓應(yīng)力。 （3-43）滿足擠壓強(qiáng)度。（齒輪和軸的配合平鍵同理） 機(jī)架設(shè)計(jì)本機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)件為機(jī)架。機(jī)架材料選擇為Q235，矩形空心型鋼管。碳素鋼是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，其強(qiáng)度、韌性、塑形都比鑄鐵高，并能用熱處理等方法來改善其加工性能和機(jī)械性能。鋼零件的毛坯可用碾軋、鍛造、沖壓、鑄造或焊接等方法獲得。Q235主要用于工程結(jié)構(gòu)。在此選用規(guī)格：高120mm、寬60mm、厚5mm。