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附錄
Hydraulic Technology in Industry
Hydraulic technology generally used in heavy, large, extra large equipment, such as metallurgical industry, rolling mill gauge control system, continuous casting machine pressure systems.
Military situation in the high-speed response, such as aircraft rudder control, ship steering control, high-speed response with the dynamic system.
Construction machinery, impact, required a relatively high power systems are generally heavy hydraulic systems.
Application of the above three areas are the best in the field of hydraulic technology Pressure transmission control is often used in industry as a control method, which uses hydraulic pressure to complete the process of transfer of energy. Hydraulic control method for the flexibility and convenience, the hydraulic control in the industry are widely appreciated. Is to study the hydraulic fluid to a pressure medium for the energy to achieve a variety of mechanical and control subjects. Hydraulic components used to form such a variety of control loops required, then a number of circuits, some combination of a complete transmission system control functions to accomplish energy transfer, conversion and control.
Theoretically, the hydraulic transmission is based on the most basic principle is the Pascal principle, that is, fluid pressure is the same everywhere, so in a balanced system, the relatively small pressure above the piston is relatively small, but large piston pressure is relatively large, it can still maintain a liquid. So, passing through the liquid, can be different on different side pressures, so that you can achieve a change of purpose. Our common to the hydraulic jack is used to achieve the power of this principle of transmission.
The basic principles of hydraulic.
Hydraulic components needed in the main power components, the implementation of components, control components, auxiliary components, etc.. One hydraulic power hydraulic system components for the power components, including a variety of hydraulic pumps. Pump principle to rely on changes in work volume, it is generally also known as volume hydraulic pump. Gear pump is the most common type of hydraulic pump that uses two rotating gears meshing allows the liquid to exercise. There are other hydraulic vane pump, piston pumps, hydraulic pump, when in the choice of the main issues requiring attention include the consumption of energy, efficiency and reduce noise.
Hydraulic actuator is used to perform the hydraulic pump to provide hydraulic energy into mechanical energy devices, including hydraulic cylinders and hydraulic motors. Hydraulic pump hydraulic motor is doing the opposite of work with the device, that is, the hydraulic energy conversion is called mechanical energy to do work outside.
Hydraulic control unit to control the direction of liquid flow, pressure, flow level and the size of the expected controls to meet specific job requirements. It is because of the flexibility of hydraulic control components, make hydraulic control system to perform different activities. Hydraulic control components in accordance with the purpose can be divided into pressure control valves, flow control valves, directional control valves. In accordance with the mode of operation can be divided into human control valve, mechanical control method, electric control valve.
In addition to the other components, hydraulic control system also needs auxiliary hydraulic components. These components include piping and fittings, tanks, filters, accumulators, and seal. All the above devices, we can build a hydraulic circuit. The so-called hydraulic circuit is formed through a variety of hydraulic devices corresponding control circuit. Depending on the control objectives, we can design different circuits, such as pressure control loop, speed control loop, multi-cylinder control circuit, etc. work.
According to the structure and characteristics of hydraulic transmission, the hydraulic system design, system analysis first, then develop the system diagram, which is the schematic symbol to represent the hydraulic machinery. After selection by calculating the hydraulic device, which can then complete the system design and debugging. This process, the principle of mapping is the key. It determines the merits of a design system.
The application of hydraulic transmission is very strong, such as loading and unloading stacking machine hydraulic system, which as a storage machine, in the modern warehouse use it to achieve textile bags, barrels, casks and other cargo handling is mechanical. Can also be used in universal cylindrical grinding machine hydraulic system and other production practices. These systems are characterized by relatively large power, more efficient production, stability is better.
As a widely used hydraulic technology, the future is a bright future. With the deepening development of a computer, hydraulic control system can intelligent control technology, computer technology, control technology together, so that more places will be able to play a role, but also can be more compact, more flexible to accomplish the tasks expected of control tasks.
Hydraulic fluid power transmission is one of the basic principle is in a closed container, the pressure of the oil used as a working medium to achieve energy conversion and transmission of power. One of the liquid as the working medium, usually mineral oil, its role and mechanical transmission of the belts, chains and gears and other transmission components are similar.
Hydraulic system consists of: Power components (pumps), the implementation of components (cylinder or hydraulic motor), control elements (all valve), auxiliary components and the work of the five media components.
Advantages and disadvantages of hydraulic
1、 the advantages of hydraulic
(1) small size, light in weight, so less inertia, when a sudden overload or stop when the big impact will not occur;
(2) can be stable within a given range automatically adjust traction speed, and can realize stepless speed regulation;
(3) for the easy, without changing the motor rotation direction of the case, you can more easily work agencies to achieve the reciprocating motion of rotation and conversion;
(4) hydraulic pump and a pipeline between the hydraulic motor connected to each other in space without strict limits on the layout;
(5) The use of oil as the working medium, the relative motion between the surface components can self-lubricating, wear small, long life;
(6) easy manipulation of control, high degree of automation;
(7) easy to implement overload protection.
2、 hydraulic transmission defects
(1) the use of hydraulic transmission requirements on the maintenance of high oil should always work to keep clean;
(2) manufacture of high precision hydraulic components, process complexity, high cost;
(3) maintenance of more complex hydraulic components, and the need for a higher technical level;
(4) oil to do the work of media, the existence of fire hazards in the face;
(5) The transmission efficiency is low.
液壓技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
液壓技術(shù)一般應(yīng)用于重型，大型，特大型設(shè)備，如冶金行業(yè)軋機(jī)壓下系統(tǒng)，連鑄機(jī)壓下系統(tǒng)等。
軍工中高速響應(yīng)場合，如飛機(jī)尾舵控制，輪船舵機(jī)控制，高速響應(yīng)隨動系統(tǒng)等
工程機(jī)械，抗沖擊，要求功重比較高系統(tǒng)一般都采用液壓系統(tǒng)。
以上三個領(lǐng)域是應(yīng)用液壓技術(shù)的最大領(lǐng)域。
壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因為液壓傳動控制方式的靈活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實現(xiàn)各種機(jī)械和自動控制的學(xué)科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完成一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。
從原理上來說，液壓傳動所基于的最基本的原理就是帕斯卡原理，就是說，液體各處的壓強(qiáng)是一致的，這樣，在平衡的系統(tǒng)中，比較小的活塞上面施加的壓力比較小，而大的活塞上施加的壓力也比較大，這樣能夠保持液體的靜止。所以通過液體的傳遞，可以得到不同端上的不同的壓力，這樣就可以達(dá)到一個變換的目的。我們所常見到的液壓千斤頂就是利用了這個原理來達(dá)到力的傳遞。
液壓傳動基本原理。
液壓傳動中所需要的元件主要有動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件等。其中液壓動力元件是為液壓系統(tǒng)產(chǎn)生動力的部件，主要包括各種液壓泵。液壓泵依靠容積變化原理來工作，所以一般也稱為容積液壓泵。齒輪泵是最常見的一種液壓泵，它通過兩個嚙合的齒輪的轉(zhuǎn)動使得液體進(jìn)行運(yùn)動。其他的液壓泵還有葉片泵、柱塞泵，在選擇液壓泵的時候主要需要注意的問題包括消耗的能量、效率、降低噪音。
液壓執(zhí)行元件是用來執(zhí)行將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)是與液壓泵做相反的工作的裝置，也就是把液壓的能量轉(zhuǎn)換稱為機(jī)械能，從而對外做功。
液壓控制元件用來控制液體流動的方向、壓力的高低以及對流量的大小進(jìn)行預(yù)期的控制，以滿足特定的工作要求。正是因為液壓控制元器件的靈活性，使得液壓控制系統(tǒng)能夠完成不同的活動。液壓控制元件按照用途可以分成壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥。按照操作方式可以分成人力操縱閥、機(jī)械操縱法、電動操縱閥等。
除了上述的元件以外，液壓控制系統(tǒng)還需要液壓輔助元件。這些元件包括管路和管接頭、油箱、過濾器、蓄能器和密封裝置。通過以上的各個器件，我們就能夠建設(shè)出一個液壓回路。所謂液壓回路就是通過各種液壓器件構(gòu)成的相應(yīng)的控制回路。根據(jù)不同的控制目標(biāo)，我們能夠設(shè)計不同的回路，比如壓力控制回路、速度控制回路、多缸工作控制回路等。
根據(jù)液壓傳動的結(jié)構(gòu)及其特點，在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中，首先要進(jìn)行系統(tǒng)分析，然后擬定系統(tǒng)的原理圖，其中這個原理圖是用液壓機(jī)械符號來表示的。之后通過計算選擇液壓器件，進(jìn)而再完成系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試。這個過程中，原理圖的繪制是最關(guān)鍵的。它決定了一個設(shè)計系統(tǒng)的優(yōu)劣。
液壓傳動的應(yīng)用性是很強(qiáng)的，比如裝卸堆碼機(jī)液壓系統(tǒng)，它作為一種倉儲機(jī)械，在現(xiàn)代化的倉庫里利用它實現(xiàn)紡織品包、油桶、木桶等貨物的裝卸機(jī)械化工作。也可以應(yīng)用在萬能外圓磨床液壓系統(tǒng)等生產(chǎn)實踐中。這些系統(tǒng)的特點是功率比較大，生產(chǎn)的效率比較高，平穩(wěn)性比較好。
液壓作為一個廣泛應(yīng)用的技術(shù)，在未來更是有廣闊的前景。隨著計算機(jī)的深入發(fā)展，液壓控制系統(tǒng)可以和智能控制的技術(shù)、計算機(jī)控制的技術(shù)等技術(shù)結(jié)合起來，這樣就能夠在更多的場合中發(fā)揮作用，也可以更加精巧的、更加靈活地完成預(yù)期的控制任務(wù)。
液壓傳動是流體傳動的一種，其基本原理是在密閉的容器內(nèi)，利用有壓力的油液作為工作介質(zhì)來實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳遞動力的。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。
液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達(dá)）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。
液壓傳動的優(yōu)缺點
1、液壓傳動的優(yōu)點
（1）體積小、重量輕，因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊；
（2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速；
（3）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換；
（4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制；
（5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長；
（6）操縱控制簡便，自動化程度高；
（7）容易實現(xiàn)過載保護(hù)。
2、液壓傳動的缺點
（1）使用液壓傳動對維護(hù)的要求高，工作油要始終保持清潔；
（2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高；
（3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平；
（4）用油做工作介質(zhì)，在工作面存在火災(zāi)隱患；
（5）傳動效率低。
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傳動輥臺設(shè)計
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1傳動輥臺的發(fā)展過程 1
1.2傳動輥臺設(shè)計的目的和意義 1
1.3傳動輥臺的特點及運(yùn)行特性 2
1.3.1 傳動輥臺的特點．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.3.2 現(xiàn)代傳動輥臺的運(yùn)行特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.4 傳動輥臺現(xiàn)代設(shè)計方法 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
第2章 傳動輥臺總體結(jié)構(gòu)及部件 5
2.1傳動輥臺結(jié)構(gòu)及特點 5
2.2輔助裝置及轉(zhuǎn)運(yùn)方式 6
2.2.2 轉(zhuǎn)運(yùn)小車 6
2.2.3 升降輸送機(jī) 7
2.3 輸送機(jī)部件 7
2.3.1輥子 8
2.3.2 機(jī)身 9
2.4 驅(qū)動裝置 10
2.5 本章小結(jié) 11
第3章 傳動輥臺的參數(shù)計算 12
3.1 原始依據(jù) 12
3.2 基本參數(shù)計算 12
3.2.1 輥子長度 12
3.2.2輥子間距 13
3.2.3輥子直徑 13
3.2.4輸送機(jī)高度 14
3.2.5輸送速度 14
3.3 動力式輥子輸送機(jī)計算 14
3.3.1 功率計算 14
3.4 輥子輸送機(jī)選型參數(shù) 15
3.5 本章小結(jié) 15
第4章 機(jī)動轉(zhuǎn)臺裝置的設(shè)計 16
4.1 轉(zhuǎn)臺驅(qū)動裝置總體設(shè)計 16
4.1.1選擇電動機(jī) 16
4.1.2計算傳動裝置的總傳動比、運(yùn)動和動力參數(shù) 16
4.2 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 17
4.3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 19
4.3.1最小軸徑的確定 19
4.3.2確定各軸段的直徑和長度..．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
4.3.3 蝸輪軸的強(qiáng)度計算 21
4.4 鏈傳動的設(shè)計 24
4.4.1鏈條的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
4.4.2鏈輪的設(shè)計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
4.5鍵的選擇與校核 26
4.6機(jī)動轉(zhuǎn)臺上輥臺發(fā)動機(jī)的選取 26
4.7液壓升降系統(tǒng)的選取 27
4.8本章小結(jié) 27
結(jié) 論 29
參考文獻(xiàn) 30
致 謝 31
第1章 緒 論
1.1傳動輥臺的發(fā)展過程
傳動輥臺是一種古老的運(yùn)輸設(shè)備。傳動輥臺作為一種輸送成件物品的連續(xù)輸送機(jī)械，在鑄造、冶金及其他加工制造業(yè)中有悠久的應(yīng)用歷史。近二十年來，由于家電等工業(yè)蓬勃興起，各種有傳動輥臺組成的生產(chǎn)線、裝配線應(yīng)運(yùn)而生。尤其是連續(xù)生產(chǎn)流水線的普遍采用，為傳動輥臺的廣泛應(yīng)用和發(fā)展注入了新的活力。與其他輸送成件物品的運(yùn)輸機(jī)械相比，現(xiàn)代輥子輸送機(jī)除了具有結(jié)構(gòu)簡便、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、維護(hù)方便的傳統(tǒng)優(yōu)點外，其顯著優(yōu)點就是它與連續(xù)生產(chǎn)工藝過程良好的相容性和配套性。它不僅可以連接生產(chǎn)工藝過程，而且可以直接參與生產(chǎn)工藝過程；在安裝布置上可以很方便地與工藝設(shè)備及其他輸送設(shè)備連接配合。因而，在現(xiàn)在化生產(chǎn)的各類加工、裝配、測試、包裝、貯運(yùn)、分揀等流水生產(chǎn)線中，幾乎隨處可以發(fā)現(xiàn)有輥子輸送機(jī)組成的輸送系統(tǒng)。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，迅速發(fā)展的傳動輥臺制造業(yè)早已進(jìn)入成熟階段，形成了專業(yè)化和規(guī)模生產(chǎn)。各類通用和專用產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)形式多樣，規(guī)格品種俱全，并且不斷推陳出新，可以滿足各行各業(yè)的需要。與此相應(yīng)，均十分重視傳動輥臺的標(biāo)準(zhǔn)化工作，自五十年代起，就開始致力于傳動輥臺標(biāo)準(zhǔn)的制定，幾經(jīng)更新和完善，對規(guī)范和推動傳動輥臺生產(chǎn)制造的標(biāo)準(zhǔn)化 、系列化和通用化，保證和促進(jìn)輥子輸送機(jī)技術(shù)水平和制造質(zhì)量，起了良好的作用。
與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，我國傳動輥臺的發(fā)展及標(biāo)準(zhǔn)起步較晚。八十年代以前，傳動輥臺僅在軋鋼鑄造 發(fā)動機(jī)裝配等車間的機(jī)械化流水生產(chǎn)線中得到較大規(guī)模的應(yīng)用，多以專用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為主，遠(yuǎn)未形成通用 定型產(chǎn)品的批量生產(chǎn)制造。至八十年代中期，隨著我國工業(yè)的起飛，尤其是汽車 家電等新興產(chǎn)業(yè)的崛起和帶動，機(jī)械化、自動化流水生產(chǎn)線開始被大量采用并逐漸普及到各行業(yè)，傳動輥臺也隨之得到廣泛應(yīng)用，展現(xiàn)出蓬勃的生機(jī)，引進(jìn)與國產(chǎn)相得益彰，使輥子輸送機(jī)生產(chǎn)制造的規(guī)模和水平，進(jìn)入了一個新的階段。
1.2傳動輥臺設(shè)計的目的和意義
傳動輥臺可沿水平或較小的傾斜角輸送具有平直底部的成件物品,如板、 棒 、管 、型材、 托盤、 箱類容器以及各種工件.對于非平底物品及柔性物品可借助托盤實現(xiàn)輸送.與其他輸送成件物品的運(yùn)輸機(jī)相比,除了具有結(jié)構(gòu)簡單、 運(yùn)轉(zhuǎn)可靠 、維護(hù)方便、 經(jīng)濟(jì) 、節(jié)能等優(yōu)點外,最突出的就是它與生產(chǎn)工藝過程能較好地銜接和配套,并有功能的多樣性,具體表現(xiàn)在以下幾個方面：布置靈活,容易分段和連接,可以根據(jù)需要,由直線、圓弧、水平、傾斜、分支、合流等區(qū)段以及輔助裝置,組成形式、閉式、平面、立體等各種形式的輸送路線；便于和工藝設(shè)備銜接配套,銜接方式簡易緊湊,有時作為工藝設(shè)備的物料輸入和輸出段；輥子間的空隙部位便于布置各種裝置和設(shè)備；物品輸送平穩(wěn),便于對輸送過程中的物品進(jìn)行加工、裝配、試驗、分揀、包裝、儲存等各種工藝性操作,便于對輸送過程實現(xiàn)自動控制；兩臺輥子輸送機(jī)的連接尺寸小，可以運(yùn)轉(zhuǎn)較小尺寸的物品；雙排或數(shù)排輥子輸送機(jī)可以并排組成大寬度的輥子輸送機(jī)，以運(yùn)行大型成件物品；允許輸送高溫物品；輥子輸送機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化程度高，易于拼裝組成不同的生產(chǎn)線，同時不需要特殊土建基礎(chǔ)。
由于傳動輥臺在輸送成件物品時具有明顯優(yōu)點，因而在各生產(chǎn)部門和行業(yè)的物件輸送中，尤其是在各種流水生產(chǎn)線中得到了廣泛應(yīng)用。另外，由于薄壁 高精度無縫鋼管的大量生產(chǎn)和專用軸承的專業(yè)化生產(chǎn)，使制造中 輕型輥子的廠家可以采用專機(jī)生產(chǎn)線大批量生產(chǎn)輥子部件，從而以低成本贏得各種市場的需求。由于冷彎型鋼和中空異彩斷面鋁合金軋制型材的研制成功和大量生產(chǎn)，使中輕型輥子輸送機(jī)機(jī)架的外觀不僅十分美觀，且使現(xiàn)場的安裝十分方便。在美、 英、 德、 日等國，每個國家生產(chǎn)輥子輸送機(jī)的廠家多達(dá)十幾個到數(shù)十個，各種通用和專用輥子，各種規(guī)格品種應(yīng)有盡有。在機(jī)械、軍工、輕工、化工、醫(yī)藥、食品、郵電、冶金、建材、倉庫、物資分配中得到廣泛應(yīng)用。
1.3傳動輥臺的特點及運(yùn)行特性
1.3.1 傳動輥臺的特點
傳動輥臺可沿水平或較小的傾斜角輸送具有平直底部的成件物品,如板、 棒、 管、型材、托盤、箱類容器以及各種工件.對于非平底物品及柔性物品可借助托盤實現(xiàn)輸送.與其他輸送成件物品的運(yùn)輸機(jī)相比,除了具有結(jié)構(gòu)簡單、 運(yùn)轉(zhuǎn)可靠 、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等優(yōu)點外,最突出的就是它與生產(chǎn)工藝過程能較好地銜接和配套,并有功能的多樣性,具體表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1) 布置靈活，容易分段和連接，可以根據(jù)需要，由直線、圓弧、水平、傾斜、分支、合流等區(qū)段以及輔助裝置，組成開式、閉式、平面、立體等各種形式的輸送路線。
(2) 便于和工藝設(shè)備銜接配套,銜接方式簡易緊湊,有時作為工藝設(shè)備的物料輸入和輸出段，輥子間的空隙部位便于布置各種裝置和設(shè)備。
(3) 物品輸送平穩(wěn),便于對輸送過程中的物品進(jìn)行加工、 裝配 、試驗 、分揀 、包裝、 儲存等各種工藝性操作,便于對輸送過程實現(xiàn)自動控制。
(4) 兩臺輥子輸送機(jī)的連接尺寸小，可以運(yùn)轉(zhuǎn)較小尺寸的物品。
(5) 雙排或數(shù)排輥子輸送機(jī)可以并排組成大寬度的輥子輸送機(jī)，以運(yùn)行大型成件物品。
(6) 允許輸送高溫物品。
(7) 傳動輥臺標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化 、通用化程度高，易于拼裝組成不同的生產(chǎn)線同時不需要
特殊土建基礎(chǔ)。
1.3.2 現(xiàn)代傳動輥臺的運(yùn)行特性
伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳動輥臺展現(xiàn)出以下特性：
1.具有直線輸送彎道輸送直角轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)動運(yùn)行或依靠重力輸送的性能；
2.可以借用升降臺補(bǔ)足因工藝和設(shè)備要求的高差而使生產(chǎn)線路聯(lián)成一體；也可用提升機(jī)將不同樓層的生產(chǎn)線聯(lián)成一體，組成三維的生產(chǎn)線；
3.工件在運(yùn)行過程中可受控暫停，以便完成某道工序或等待進(jìn)行下一道工序，也可定距積存和放行；
4.在輸送機(jī)上可以水平回轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以校正工藝需求的工件姿態(tài)。
1.4傳動輥臺現(xiàn)代設(shè)計方法
隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)工程、優(yōu)化工程、價值工程、人機(jī)工程等現(xiàn)代設(shè)計理論的不斷發(fā)展，促使許多跨學(xué)科的現(xiàn)代設(shè)計方法出現(xiàn)，使傳動輥臺設(shè)計進(jìn)入高質(zhì)量、高效率的階段。
1.計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)
計算機(jī)輔助設(shè)計是隨著計算機(jī)及其外圍設(shè)備發(fā)展而迅速形成的一門新興的現(xiàn)代設(shè)計方法。它的發(fā)展與應(yīng)用，對提高設(shè)計質(zhì)量和效率、提高產(chǎn)品的市場生存和競爭力發(fā)揮十分明顯的作用。電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使計算機(jī)輔助設(shè)計硬件設(shè)備性能得以提高，各種硬件設(shè)備不僅已形成了產(chǎn)品，而且己成為CAD的一般配置。目前，計算機(jī)輔助設(shè)計方法已成為工程技術(shù)人員進(jìn)行創(chuàng)造性設(shè)計活動不可缺少的手段。
2.模塊化設(shè)計
模塊化設(shè)計是根據(jù)模塊化原則，設(shè)計一些基本的模塊單元，通過不同的組合形成不同的產(chǎn)品，以滿足用戶的多種需要。輥臺模塊化設(shè)計以功能分析為基礎(chǔ)，將輥臺上同一功能的基本部件、元件、零件設(shè)計成具有不同用途、不同功能的模塊，這些模塊具有相同的連接要素，可以互換，選用不同的模塊進(jìn)行組合可形成不同類型和規(guī)格的產(chǎn)品。
3.有限元設(shè)計
有限元設(shè)計是根據(jù)變分原理求解數(shù)學(xué)、物理問題的一種數(shù)值計算方法。它能整體、全面、多功能隨意組合，進(jìn)行靜力、動力、電場、磁場等分析。對完成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)分析十分有效，現(xiàn)己在輥臺結(jié)構(gòu)計算中應(yīng)用。
4.優(yōu)化設(shè)計
優(yōu)化設(shè)計方法可根據(jù)產(chǎn)品要求，合理的確定和計算各種參數(shù)，以期達(dá)到最佳的設(shè)計目的。
5.動態(tài)仿真設(shè)計
國外近年來在起重機(jī)設(shè)計中采用了動態(tài)仿真設(shè)計的新方法，即用計算機(jī)對機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)在各種工況下承受載荷進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)隨時間變化過程的仿真模擬，得到仿真輸出參數(shù)和結(jié)果，以此來估計和推斷實際運(yùn)行的各種數(shù)據(jù)，并在對輥臺進(jìn)行動態(tài)分析計算時采用。
第2章 傳動輥臺總體結(jié)構(gòu)及部件
2.1傳動輥臺結(jié)構(gòu)及特點
1．無動力式輥子輸送機(jī)
無動力式輥子輸送機(jī)自身無驅(qū)動裝置,輥子轉(zhuǎn)動呈被動狀態(tài)，物品依靠人力重力或外部推拉裝置。按布置分水平和傾斜兩種方式。
(1) 水平布置 依靠人力重力或外部推拉裝置移動物品，人力推動適于品物重量輕,
輸送距離短，工作不頻繁的場合。外部推拉采用鏈條牽引，膠帶牽引，液壓氣動裝
置推拉等方式，可按要求的速度移動物品，便于控制運(yùn)行狀態(tài)，需要時還可以實現(xiàn)步
移，積放等功能，用于物品重量大，輸送距離長，工作比較頻繁的場合。
(2) 傾斜布置 依靠物品重力做重力式輸送，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)實用，但不易控制物品
運(yùn)輸狀態(tài)，物品之間易發(fā)生撞擊，不易輸送易碎物品。適用于短距離輸送及重力式高
架倉庫。
2．動力式輥子輸送機(jī)
動力式輥子輸送機(jī)本身具有驅(qū)動裝置，輥子轉(zhuǎn)動呈主動狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品運(yùn)行狀態(tài)，按規(guī)定的速度精確，平穩(wěn)，可靠的輸送物品，便于實現(xiàn)輸送過程的自動控制。
鏈傳動承載能力大，通用性好，布置方便，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，可在經(jīng)常接觸油，水及濕度較高的地方工作，是最常用的一種輥子輸送機(jī)。但在多塵環(huán)境中工作時鏈條容易磨損，高速運(yùn)行時噪聲較大。
鏈傳動分單鏈傳動和雙鏈傳動。單鏈傳動布置緊湊，適用于輕載，低速，持續(xù)運(yùn)行的場合，
3．限力式輥子輸送機(jī)
限力式輥子內(nèi)部具有軸向摩擦片和徑向摩擦環(huán)，一般情況下起傳遞力矩的作用，在物品受阻或積存的情況下，因運(yùn)行阻力超過限定的輥子工作力矩，可使摩擦片打滑。輥子的限定力矩略高于正常輸送時的運(yùn)行阻力矩，其結(jié)構(gòu)見圖2.1。
4．圓柱形輥子輸送機(jī)
圓柱形輥子輸送機(jī)通用性好，可以輸送具有平直底部的各種物品，允許物品的
寬度在較大的范圍內(nèi)變動。一般用于輥子輸送機(jī)線路的直線段。
(a) 限力式長輥 b)限力式邊輥
圖2.1 限力式輥子輸送機(jī)結(jié)構(gòu)
5．圓錐形輥子輸送機(jī)
圓錐形輥子輸送機(jī)用于輥子輸送機(jī)圓弧段，多于圓柱形輥子輸送機(jī)直線段配合
使用，可以避免物品在 圓弧段運(yùn)行發(fā)生滑動和錯位現(xiàn)象，保持正常方位。
6．輪形輥子輸送機(jī)
輪形輥子輸送機(jī)自重輕，運(yùn)行阻力小。分邊輥和多輥兩類。
（1）邊輥輸送機(jī) 輥子沿機(jī)架兩側(cè)分布，輸送機(jī)中間部位可以布置其他設(shè)備適于運(yùn)送底部剛度比較大的物品，輥子無輪緣的 邊輥輸送機(jī)要求物件寬度大于輪間寬度，必要時設(shè)置水平導(dǎo)向裝置，有邊緣的邊輥輸送機(jī)有導(dǎo)向作用，但對物品寬度有嚴(yán)格限制，多用于專用生產(chǎn)線。
（2）多輥輸送機(jī) 結(jié)構(gòu)輕便，可以作為輥子輸送機(jī)直線段和圓弧段，分直列式與交錯式，交錯式通用性好，既可做圓弧段也可做直線段。直列式多用于立體倉庫多層貨架的輥道。
7．定軸式輥子輸送機(jī)
定軸式輥子輸送機(jī)繞定軸旋轉(zhuǎn)，輥子轉(zhuǎn)動部分自重輕，運(yùn)行阻力小，輥子與機(jī)架
整體組裝性好，是通用的輥子支撐形式。
8. 轉(zhuǎn)軸式輥子輸送機(jī)
轉(zhuǎn)軸式輥子輸送機(jī)輥子與軸一起旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸支撐在兩端的軸承座內(nèi)。轉(zhuǎn)軸式
輥子便于安裝，調(diào)整，拆卸。多用于重載和運(yùn)轉(zhuǎn)精度較高的場合。
通過對上述各種形式的輸送機(jī)的特點比較，確定設(shè)計的輸送機(jī)的類型為轉(zhuǎn)軸式輥子輸送機(jī)。
2.2輔助裝置及轉(zhuǎn)運(yùn)方式
在比較復(fù)雜的輥子輸送機(jī)線路系統(tǒng)中，當(dāng)相鄰區(qū)段輥子輸送機(jī)成垂直，平行，上下等布置形式時，物品一般需要輔助裝置進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2.1 萬向球臺、機(jī)動轉(zhuǎn)臺
成垂直布置的輥子輸送機(jī)之間的物品運(yùn)送，可采用萬向球臺和機(jī)動轉(zhuǎn)臺。轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備安裝在輥子輸送機(jī)交叉處。
萬向球臺臺面設(shè)有可在任意方向轉(zhuǎn)動的滾球。物品依靠人力推動，可在臺面上做任意方向的移動和轉(zhuǎn)動。適用于轉(zhuǎn)運(yùn)重量輕，輸送量少的平底物品。按臺面寬度分四種規(guī)格，可與相應(yīng)寬度的輥子輸送機(jī)配套使用。
機(jī)動轉(zhuǎn)臺臺面設(shè)有圓柱形長輥，物品進(jìn)入轉(zhuǎn)臺后，隨轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)90度繼續(xù)輸送。機(jī)動轉(zhuǎn)臺適于和機(jī)動式，限力式輥子直徑為50，60mm的輥子輸送機(jī)配套使用。
（a）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)運(yùn) （b）直線轉(zhuǎn)運(yùn)
圖2.2 轉(zhuǎn)向裝置
2.2.2 轉(zhuǎn)運(yùn)小車
當(dāng)多臺輥子輸送機(jī)成平行布置時，可采用轉(zhuǎn)運(yùn)小車完成輥子輸送機(jī)之間的物品轉(zhuǎn)運(yùn)。
轉(zhuǎn)運(yùn)車軌道與輥子輸送機(jī)成直角布置，轉(zhuǎn)運(yùn)車沿軌道運(yùn)行，臺面輥子和行走機(jī)構(gòu)均為機(jī)動。分長輥轉(zhuǎn)運(yùn)小車和多輥轉(zhuǎn)運(yùn)小車，分別與長輥輸送機(jī)和邊輥輸送機(jī)配套使用。
2.2.3 升降輸送機(jī)
升降輸送機(jī)具有輸入，提升和輸出機(jī)構(gòu)，適用于布置在不同樓層的輥子輸送機(jī)之間的轉(zhuǎn)運(yùn)。升降機(jī)分單盤和多盤兩種形式。單盤升降輸送機(jī)為間歇式工作，適于負(fù)載大而工作不太頻繁的場合；多盤生講述送幾位連續(xù)運(yùn)行，適用于物件轉(zhuǎn)運(yùn)頻繁的場合。其結(jié)構(gòu)見圖2.3。
由于設(shè)計的傳動輥臺是在平面內(nèi)的輸送，確定選用機(jī)動轉(zhuǎn)臺來實現(xiàn)其轉(zhuǎn)向。
2.3 輸送機(jī)部件
為方便部件選用，輥子輸送機(jī)每種型式都獨(dú)立地配備了輥子，驅(qū)動裝置，機(jī)架，支腿，調(diào)節(jié)腳等部件，在輥子輸送機(jī)型式確定以后，即可按規(guī)定的規(guī)格和數(shù)量，成套的選用該種形式的所有部件，完成安裝設(shè)計。
2.3.1輥子
輥子是輥子輸送機(jī)直接承載和輸送物品的基本部件。
多輥輸送機(jī)輥子與機(jī)架組合為獨(dú)立的單元部件外，其它型式的GZT型輥子輸送機(jī)均具有各自的輥子部件，可按規(guī)定的輥子直徑和長度規(guī)格選用。
圖2.3 升降機(jī)
軸動力式圓柱形，圓錐形輥子輸送機(jī)，其輥子按端部形式分軸套式和插入式，軸套式起調(diào)心作用，可調(diào)節(jié)輥子軸心位置，從而可獲得較高的輥子平面度，插入式拆裝方便，但無調(diào)心作用。定軸動力式圓柱形，與圓錐形輥子輸送機(jī)，其輥子端部結(jié)構(gòu)形式均為軸套式，有調(diào)心作用。定軸無動力邊輥輸送機(jī)輥子，也分調(diào)心和不調(diào)心兩種形式。
多輥輸送機(jī)的多輥單元中，輥子與機(jī)架合成一單元部件，直列式可按輥子直徑和單元長度選用，交錯式可按輥子直徑，輸送機(jī)寬度，布置形式及單元長度選取。
輥子輸送機(jī)的輥子一般用碳鋼制造，如有特殊要求時,可按用戶要求,制造涂塑,包膠的鋼輥子,也可用鋁合金,不銹鋼等材料制造。
(1) 鋼輥子 鋼輥子適用于一般用途的輕、中、重載各種情況.如有防震、防滑等要求時,可采用包膠,涂塑的鋼輥子。
(2) 不銹鋼輥子 不銹鋼輥子外表美觀，耐酸、堿等腐蝕性強(qiáng)，可承受輕、中、重各類載荷。制造成本高。適用于醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
(3) 鋁合金輥子 鋁合金輥子結(jié)構(gòu)輕便，外表美觀，耐腐蝕性能好，承載能力低于鋼輥子，制造成本高于鋼輥子。適于輕載、要求外表美觀或移動輕便的工作場合。
1.輥子 2.傳動鏈環(huán)
(a) 輸送機(jī)中的輥子
(b) 輥子部件示意圖1
1-調(diào)節(jié)螺栓 2-軸承端蓋 3-小銅塊 4-軸瓦
5-輥子 6-軸承座 7-齒條
(c)輥子部件示意圖2
圖3.1 輥子的應(yīng)用
考慮到加工成本，及其載荷不大的情況，選用包膠的鋼輥子。
2.3.2 機(jī)身
1.機(jī)架
在確定輥子輸送機(jī)型式以后，可根據(jù)輥子直徑、輥子長度選擇機(jī)架，并需要規(guī)定機(jī)架長度和機(jī)架的輥子間距。
單鏈傳動的輥子輸送機(jī)，因驅(qū)動裝置和傳動布置的需要，分機(jī)頭、中間架、尾架三種形式。頭架與驅(qū)動裝置連接，尾架內(nèi)設(shè)置尾輪等傳動系統(tǒng)附件，中間架可根據(jù)整個機(jī)架長度需要選取。雙鏈傳動輥子輸送機(jī)的機(jī)架無頭、中、尾之分，只有一種形式。
2.支腿
在確定輥子輸送機(jī)型式以后，可根據(jù)輥子輸送機(jī)高度選擇支腿。
支腿一般布置在機(jī)架端部及相鄰機(jī)架連接處，需要時也可按要求在機(jī)架其它部位架設(shè)支腿。單鏈傳動的輥子輸送機(jī)（GZT4、GZT7、GZT8型）支腿分通用型支腿和驅(qū)動站支腿，驅(qū)動站支腿專供安置驅(qū)動裝置用。其它形式的輥子輸送機(jī)的支腿只有一種形式。
3.調(diào)節(jié)腳
為便于輥子輸送機(jī)支腿在地坪上的固定和安裝調(diào)整，支腿下部設(shè)有調(diào)節(jié)腳或墊板，可按輥子輸送機(jī)型式配套選用。
2.4 驅(qū)動裝置
在確定了輥子輸送機(jī)形式以后，可按輥子直徑、輸送速度及功率等參數(shù)選擇驅(qū)動裝置。
輥子輸送機(jī)的驅(qū)動裝置，采用電動機(jī)與行星擺線針輪減速器組合形式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、布置方便、傳動效率高的優(yōu)點。如有調(diào)速要求，可采用變頻或電磁調(diào)速。中、輕型輥子輸送機(jī)的驅(qū)動裝置一般布置在機(jī)架下部，重型輥子輸送機(jī)的驅(qū)動裝置在地面底架上。輥子輸送機(jī)的傳動部分封閉在罩殼內(nèi)，以保證操作安全。驅(qū)動裝置部件內(nèi)已包括鏈傳動及張緊裝置等。
單鏈傳動的輥子輸送機(jī)，其驅(qū)動裝置布置在輥子輸送機(jī)端部。為保證鏈條、鏈輪正常嚙合和補(bǔ)償鏈條因磨損等原因引起的伸長，傳動系統(tǒng)中設(shè)有張緊裝置和導(dǎo)軌。單鏈傳動一個段的長度不宜超過15m，否則容易產(chǎn)生鏈條脈動現(xiàn)象，影響物品平穩(wěn)輸送。
雙鏈傳動的輥子輸送機(jī)，其驅(qū)動裝置一般宜布置在輥子輸送機(jī)中部，這樣
可以改善鏈條鏈輪受力情況，提高傳動效率。傳動輥子間距應(yīng)為1/2鏈條節(jié)距的整數(shù)倍。雙鏈傳動的傳遞鏈環(huán)數(shù)不宜大于150，否則傳動效率會明顯降低。
鏈傳動輥子輸送機(jī)的傳動鏈條采用標(biāo)準(zhǔn)套筒輥子鏈，常用鏈條節(jié)距為 12.7、15.875、25.4mm 。
2.5 本章小結(jié)
本章主要介紹了輸送機(jī)的基本部件—輥子，輥子的分類及其特點，以及機(jī)身的組成。還介紹了用于輸送機(jī)的驅(qū)動裝置。另外介紹了輥子輸送機(jī)，亦即傳動輥臺的各種形式，以及它們各自的特點。另外，還簡要的提及輸送機(jī)的各種輔助裝置，用來實現(xiàn)平面內(nèi)、空間中多方向的輸送。
第3章 傳動輥臺的參數(shù)計算
3.1 原始依據(jù)
輥子輸送機(jī)的型式：轉(zhuǎn)軸動力式圓柱形長輥輸送機(jī)
圖3.1定軸動力式輥子輸送機(jī)外形圖
長度:2880mm;
布置方式: 垂直放置的兩個輥子輸送機(jī)；
物品輸送量(單位時間內(nèi)輸送物品件數(shù))：3件/分鐘；
單個物件的質(zhì)量、材質(zhì)、外形尺寸。
質(zhì)量：50~60kg; 材質(zhì)：無腐蝕性材料；外形尺寸：500mmx640mmx600mm
3.2 基本參數(shù)計算
3.2.1 輥子長度
1. 輥子輸送機(jī)直線段
圓柱形輥子輸送機(jī)直線段的輥子長度一般可參照圖,按下式計算:
=500mm+100mm=600mm
式中 l — 輥子長度, mm;
B— 物件寬度, mm;
— 寬度裕量, mm ,可取 B =50～150mm 。
對于底部剛度很大的物件，在不影響正常輸送和安全的情況下，物件寬度可大于輥子長度。
采用輪形輥子的多輥輸送機(jī)，其輸送速度一般可按下式計算：
(3.1)
式中 W— 輸送寬度，mm;
B — 物件寬度，mm;
——寬度裕量，可取 B =50～150mm 。
當(dāng)輪形輥子少于4列時，只宜輸送剛度大的平底物件，物件寬度應(yīng)大于輸送寬度，可取W=(0.7-0.8)B。
3.2.2輥子間距
輥子間距p應(yīng)保證一個物件始終支撐在3個以上的棍子上。一般情況下按下式選取：
p=1/3L (3.2)
對要求輸送平穩(wěn)的物品：
p=(1/4~1/5)l (3.3)
式中 p—輥子間距，mm ;
L—物件長度，mm 。
P =1/4x640=160mm.
對柔性大的細(xì)長物品，還需核算物件的撓度，物件在一個輥子間距上的撓度應(yīng)小于1/500，否則需要適當(dāng)縮小輥子間距。
輥子輸送機(jī)的物品裝載段如承受沖擊載荷時，也需縮小輥子間距或增大輥子直徑。
對雙鏈傳動的棍子輸送機(jī)，輥子間距應(yīng)為1/2鏈條節(jié)距的整數(shù)倍。
輥子輸送機(jī)以圓弧段中心線上的輥子間距作為計算輥子間距。當(dāng)圓弧段采用鏈傳動時，相鄰兩傳動輥子的夾角宜小于5度，以改善傳動情況。
3.2.3輥子直徑
輥子直徑D與輥子承載能力有關(guān)，，可按下式選取：
F[F] (3.4)
式中 F — 作用在單個輥子上的載荷，N；
[F] — 單個輥子上的允許載荷，N。
作用在單個輥子上的載荷F，與物件質(zhì)量、支撐物件的輥子數(shù)以及物件底部特性有關(guān)，可按下式計算：
(3.5)
式中 m —單個物件的質(zhì)量，kg;
—單個輥子有效支撐系數(shù)，與物件底面特型及輥子平面度有關(guān)，一般可取=0.7，對底部剛度很大的物品，可取=0.5；
—多列輥子不均衡承載系數(shù)，對單列輥子，可取=1，對雙列輥子取
=0.7~0.8；
n —支撐單個物件的輥子數(shù)；
g —重力加速度，取g =9.81m/s2。
F= 50x9.81/(0.7x1x4)=175.2N
單個輥子的允許載荷[F]，與輥子直徑及長度有關(guān)，可從產(chǎn)品樣本中查取。在確定需要的單個輥子允許載荷及輥子長度以后，即可選擇適當(dāng)?shù)妮佔又睆紻。
當(dāng)D1=60mm, [F]=180N>175.2N,取D=60mm.經(jīng)計算選用附帶6mm厚膠皮外套的輥子。
輥子參數(shù)：
輥子選用45號鋼，外部包裹膠皮套筒。
L=600mm；D2=72mm；D=53mm 其中L為長度，D1為鋼套外徑，D2為橡膠外套直徑，d為輥子內(nèi)徑。
3.2.4輸送機(jī)高度
輥子輸送機(jī)高度H根據(jù)物品輸送的工藝要求（如線路系統(tǒng)中工藝設(shè)備物料出入口的高度，裝配、測試、裝卸區(qū)段工作人員操作位置等）確定，一般取H=500-800 mm,也可不設(shè)支腿，使機(jī)架直接固定在草坪上。
取H=800mm。
3.2.5輸送速度
輥子輸送機(jī)的輸送速度根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和輸送方式確定。一般情況下，無動力式輥子輸送機(jī)的 可取v =0.2-0.4m/s，動力式輥子輸送機(jī)可取0.25-0.5m/s，并盡可能取較大值，以便在同樣滿足輸送量要求的前提下，使物品分布間隔較大，從而改善機(jī)架受力情況。當(dāng)工藝上對輸送機(jī)速度嚴(yán)格要求時，輸送速度應(yīng)按工藝要求選取，但無動力式輥子輸送機(jī)不宜大于0.5m/s，動力式輥子輸送機(jī)不宜大于1.5m/s，其中鏈傳動輥子輸送機(jī)不宜大于0.5m/s 。取速度v=0.3m/s.即1.8m/min 每件物體0.5m 3件1.5m 所以符合要求。
3.3 動力式輥子輸送機(jī)計算
3.3.1 功率計算
1. 計算功率
(3.6)
式中 —傳動輥子軸計算功率，kW ;
—鏈條牽引力，N，對單鏈傳動，取F=，按下式計算，對雙鏈傳動，取F=，按下式計算；
=1718N，鏈輥子輸送機(jī)的傳動鏈條牽引力, N
v ——輸送速度，m/s ;
——輥子鏈輪節(jié)圓直徑，mm ;
——輥子直徑，mm 。
=[1718x0.3x(86.4/53)]/1000=0.84KW
2. 電動機(jī)功率
(3.7)
式中 P —電動機(jī)功率，KW;
— 傳動輥子軸計算功率, KW
K —功率安全系數(shù),K=1.2-1.5;
—驅(qū)動裝置效率，=0.65-0.85。
P=1.5x0.840.7=1.8KW
輥子所需轉(zhuǎn)速為115r/min （n=） 所以
按已知工作要求和條件選用JB-T6447-92 YCJR齒輪減速三相異步電動機(jī)
功率：2.2kW； 轉(zhuǎn)速：115r/min.
表3.1 定軸動力式輥子輸送機(jī)技術(shù)參數(shù)
D
50
60
76
89
l
320~1000
320~1000
320~1250
320~1400
B
l +70
l+70
l+80
l+85
W
l +190
l +190
l +186
l +205
H
400
500
630
800
h
6
6
4
4
p
100
125
150
180
3.4 輥子輸送機(jī)選型參數(shù)
轉(zhuǎn)軸動力式:見表3.1。
3.5 本章小結(jié)
本章主要對傳動輥臺各部件基本參數(shù)的確定。輸送機(jī)的長度、以及輸送物品的大小及重量；輥子的長度、直徑、輥子間距；還有輸送機(jī)的高度，輸送速度及關(guān)于鏈條牽引力的計算。
第4章 機(jī)動轉(zhuǎn)臺裝置的設(shè)計
4.1 轉(zhuǎn)臺驅(qū)動裝置總體設(shè)計
4.1.1選擇電動機(jī)
(1) 選擇電動機(jī)類型
按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。
(2) 選擇電動機(jī)功率
工作機(jī)所需功率 KW (4.1)
式中，=3420N，=0.5m/s，工作機(jī)的效率=0.94~0.96。對轉(zhuǎn)臺，取=0.95。帶入上式得
KW
電動機(jī)的輸出功率
KW (4.2)
式中，為電動機(jī)至轉(zhuǎn)軸的傳動裝置總效率。
取蝸桿傳動效率；十字聯(lián)周軸器效率=0.95,滾動軸承效率=0.995,
= 0.66
故 KW
因載荷不平穩(wěn)，電動機(jī)功率需稍大于，查文獻(xiàn)[5]中Y系列電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表選電動機(jī)的額定功率為3KW。
(3) 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速
轉(zhuǎn)臺工作轉(zhuǎn)速為=20r/min,即軸的轉(zhuǎn)速。蝸輪蝸桿的傳動比范圍為i=30~83，可見電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為
r/min
符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 r/min，1000 r/min,1500 r/min 三種,為減少電動機(jī)的重量和價格,常選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的Y系列電動機(jī)Y132S-6,其滿載轉(zhuǎn)速=960 r/min。
4.1.2計算傳動裝置的總傳動比、運(yùn)動和動力參數(shù)
1.傳動裝置總傳動比
i==960/20=48,即蝸輪蝸桿的傳動比
2.各軸轉(zhuǎn)速
蝸桿軸 =912r/min
蝸輪軸 =912/48=19 r/min
3.各軸功率
蝸桿軸 KW
蝸輪軸 KW
4.各軸扭矩
電機(jī)軸 T0 =9550=29.8N.m
蝸桿軸 N.m
蝸輪軸 N.m
4.2 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
已知蝸桿輸入功率P=2.85 kW，轉(zhuǎn)速=960r/min,傳動比i=48,單向傳動，載荷基本平穩(wěn)，沖擊較小，要求使用壽命5年，每年工作300天，每天工作8小時。
1.選擇傳動的類型和精度等級
考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用ZA蝸桿，精度等級GB10089—88。
2.選擇材料，確定許用應(yīng)力
蝸桿采用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC。蝸輪齒圈用鑄錫青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造。
由文獻(xiàn)[3]中分別查得[]=220MPa, []=56MPa
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60=60=1.44
壽命系數(shù) =0.9554 =0.7435
許用應(yīng)力 [[]=0.9554=210.2 MPa
[]==0.743556=41.6 MPa
3.選擇蝸桿頭數(shù)和蝸輪齒數(shù)
根據(jù)傳動比i=48,參考文獻(xiàn)[3]，取=1，則==481=48。
4.按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計
(4.3)
(1)確定載荷系數(shù)K 由文獻(xiàn)[3]中選取使用系數(shù)=1.1；由于載荷較平穩(wěn)，所以選取=1；因速度不高，選取=1.05。則
K==1.111.05=1.16
(2)計算作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 按=1由文獻(xiàn)[7]取效率=0.7，則
=952612Nmm
(3)確定彈性系數(shù),查文獻(xiàn)[3]得, =155。
(4)計算，確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑
=5021.2 mm3
根據(jù)計算得5021.2，查文獻(xiàn)[3]，取m=8mm, =80mm（）
(5)確定中心距a
mm=232mm
5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
(1)計算蝸桿導(dǎo)程角
(2)計算蝸輪當(dāng)量齒數(shù) =48.72
(3)確定齒形系數(shù) 根據(jù)=48.72，=0，查得=2.38
(4)確定螺旋角系數(shù)
(5)校核彎曲強(qiáng)度
MPa
=15.59MPa< []=36.1 MPa
彎曲強(qiáng)度滿足要求。
6.蝸桿和渦輪主要尺寸計算
(1) 蝸桿
蝸桿分度圓直徑mm
蝸桿直徑系數(shù)
蝸桿齒頂圓直徑 mm=96mm
蝸桿齒根圓直徑 mm=60.8mm
蝸桿導(dǎo)程角
蝸桿軸向齒距mm=25.12mm
蝸桿導(dǎo)程mm=25.12mm
蝸桿軸向齒厚mm=12.56mm
(2) 蝸輪
蝸輪分度圓直徑mm=384mm
蝸輪喉圓直徑384+2(1+0)8mm=400mm
蝸輪齒根圓直徑384-2(1+0.2-0)8mm=364.8mm
4.3 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算
4.3.1最小軸徑的確定
1.軸的材料選擇
根據(jù)軸的工作環(huán)境為普通溫度下的無腐蝕場合,及工作載荷不大,無強(qiáng)沖擊選擇應(yīng)用最廣泛的45鋼。
2.根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定軸的最小直徑
軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為:
（4.4）
式中 ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力單位為MPa；
T——軸所受的扭矩，單位為N.mm;
——軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm3
n——軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;
P——軸傳遞的功率，單位為KW;
d——計算截面處軸的直徑，單位為mm;
——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa.
由上式可得軸的直徑
d≥ （4.5）
式中 A0= , 對于空心軸，則
(4.6)
式中, 即空心軸的內(nèi)徑d1與外徑d之比，通常取=0.5～0.6。
查文獻(xiàn)[3]表11.3可得A=120
蝸輪軸為一實心軸，故將蝸輪軸的傳遞功率kW,轉(zhuǎn)速為=20 r/min,代入公式4.5得：
=55.7mm
因軸上開有鍵槽，故55.7(1+5%)=58.485mm,圓整為60mm。即最小軸徑為60mm。
3.其他尺寸 為加工方便參照圓柱滾子軸承N414安裝尺寸，軸端倒角為C2。
4.3.2 確定各軸段的直徑和長度
各軸段的長度，主要取決于各零件與軸配合部分的軸向尺寸和零件間必要的軸向間隔距離。
軸段①的直徑=60，根據(jù)托盤的厚度確定=47mm;
軸段②上安裝滾動軸承，其直徑和長度應(yīng)等于軸承內(nèi)徑和寬度，故=70mm, =80mm;
軸段③上安裝蝸輪，其孔徑為85mm,故軸徑=85mm,考慮箱體高度及安裝要求，=65mm;
軸段④為定位蝸輪的軸環(huán)，其軸肩高度為=14mm,故=99mm,其長度為10mm;
軸段⑤的直徑與其上安裝的軸承內(nèi)徑相等，由于同一根軸上的軸承一般選用相同型號，故=70mm,該段長度=36mm。
圖4.1蝸輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.3.3 蝸輪軸的強(qiáng)度計算
1. 通常只校核軸上危險截面（即承受最大計算彎矩）的強(qiáng)度.從軸的結(jié)構(gòu)和計算彎矩圖可以得出截面的值列于表4.1。
表 4.1 軸的受力分析
載
荷
水平面H
垂直面V
支反力
R
N, .3N
N, =1881.3N
彎矩
N.mm
N.mm
總彎矩
N.mm
轉(zhuǎn)矩
N.mm
計算彎矩
N.mm
由表中數(shù)據(jù)可計算得：
MPa
軸的材料為45鋼，查文獻(xiàn)[8]得MPa。
MPa，故軸的強(qiáng)度滿足要求。
2．精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
判斷危險截面
從應(yīng)力集中來看，從受力分析來看，危險截面有兩個地方；一是軸端靠頂板處截面，一是蝸輪與軸接觸處截面危險。
截面Ⅰ 左側(cè)的校核
抗彎截面系數(shù)：mm3；
抗扭截面系數(shù)：mm3 ；
彎矩： N.mm；
轉(zhuǎn)矩： N.mm ；
彎矩應(yīng)力 MPa；
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa；
查表得MPa,=350MPa,=200MPa。經(jīng)插值后的軸肩的有效應(yīng)力集中系數(shù) 。
由文獻(xiàn)[3]查取尺寸系數(shù) ；
許用安全系數(shù)由文獻(xiàn)[3]查得 ，取。
對于轉(zhuǎn)軸是對稱循環(huán)應(yīng)力，所以平均應(yīng)力。
轉(zhuǎn)矩應(yīng)力幅MPa,在軸的計算中，常把轉(zhuǎn)矩看成是脈沖循環(huán)載荷，所以平均應(yīng)力MPa。
只考慮轉(zhuǎn)矩作用時的安全系數(shù)
；
只考慮轉(zhuǎn)矩作用的安全系數(shù)
截面Ⅱ左端的校核
抗彎截面系數(shù)：mm3；
抗扭截面系數(shù)：mm3；
彎矩：N.mm；
轉(zhuǎn)矩：N.mm；
彎曲應(yīng)力 MPa；
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa；
由文獻(xiàn)[3]用差值法求得，過盈配合產(chǎn)生的有效應(yīng)力集中系數(shù)，；
。
由文獻(xiàn)[3]得尺寸系數(shù)：；表面質(zhì)量系數(shù)。于是可得出軸截面Ⅱ左側(cè)的分別為
所以截面安全。
4.4 鏈傳動的設(shè)計
4.4.1鏈條的選擇
采用滾子鏈傳動，設(shè)計步驟及方法如下：
1.確定鏈輪齒數(shù)
鏈速v =0.5-0.8m/s,希望結(jié)構(gòu)緊湊，選取鏈輪齒數(shù)=17；
2.確定鏈條鏈節(jié)數(shù)
初定中心距=20p,則鏈節(jié)數(shù)
=37.27
取=38節(jié)
3.計算單排鏈所能傳遞的功率及鏈節(jié)距P
由文獻(xiàn)[3]查得工作情況系數(shù)=1，故
=6KW
按鏈輪轉(zhuǎn)速估計，鏈工作在功率曲線凸峰左側(cè)時，可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。查得鏈輪齒數(shù)系數(shù)=1.11；鏈長系數(shù)=1.07；選單排鏈，叉的多排鏈系數(shù)=1.0，故得所需傳遞功率為
=6.14KW
根據(jù)鏈輪轉(zhuǎn)速=30r/min及功率=6.14KW,查得鏈節(jié)距p=15.875mm.選擇鏈號為10A-138GB1243.1-83。同時也證明原估計鏈工作在額定功率曲線凸峰左側(cè)是正確的。
4.確定鏈實際長度L及中心距a
=0.5m
=200mm
中心距調(diào)整量=21.48mm
實際中心距mm
5.驗算鏈速
0.3m/s
與原估計鏈速相符。
6.驗算鏈輪轂孔
由文獻(xiàn)[3]查得鏈輪轂孔許用最大直徑=45mm,大于電動機(jī)軸徑D=42mm,合適。
7.作用在軸上的壓軸力Q
圓周力
978N
按水平布置取壓軸力系數(shù)KQ=1.15,有
Q =KQ1.12N
4.4.2鏈輪的設(shè)計
1.鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸
分度圓直徑
齒頂圓直徑
所以d取92mm。
齒根圓直徑
齒高 mm
4.5鍵的選擇與校核
1.選擇鍵的類型 因蝸輪工作時對中性要求較高，故選A型普通平鍵。
2.確定鍵的尺寸 根據(jù)軸徑d=85mm,轂孔長L’=80mm,由表4.2查得，取鍵寬b=22mm,鍵高h(yuǎn)=14mm,鍵長L=63mm。
3.驗算擠壓強(qiáng)度
確定許用擠壓應(yīng)力。 由文獻(xiàn)[3]可查得，[]=100~120MPa
表4.2 普通平鍵的主要尺寸
軸的直徑d
鍵寬b×鍵高h(yuǎn)
軸的直徑d
>
軸的直徑d
鍵的長度系列
L
6，8，10，12，14，16，18 ，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，…
計算工作轉(zhuǎn)矩。=9.53Nmm
強(qiáng)度驗算
鍵工作長度l=L-b=(63-22)mm=41mm
擠壓面高度7mm
擠壓應(yīng)力 MPa=78.13MPa<[]
安全。
4.6機(jī)動轉(zhuǎn)臺上輥臺電動機(jī)的選取
該電動機(jī)與減速器機(jī)構(gòu)為標(biāo)準(zhǔn)配套使用可選功率為1KW 轉(zhuǎn)速為80r/min的JB-T6447-92 YCJR齒輪減速三相異步電動機(jī)，其外形尺寸：
L=280mm；D=25mm。
4.7液壓升降系統(tǒng)的選取
液壓升降系統(tǒng)采用固定剪叉式液壓升降升降平臺。
額定載荷：2500kg
最低高度：386 mm
最大起升高度：84mm
最大高度：470mm
平臺尺寸：800x800mm
電源：380v,50Hz
4.8本章小結(jié)
本章主要介紹了機(jī)動轉(zhuǎn)臺部分用于驅(qū)動的電動機(jī)、用于轉(zhuǎn)向的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，以及液壓升降系統(tǒng)的參數(shù)及結(jié)構(gòu)布置的確定。另外，對軸、鍵等部分進(jìn)行了校核。
結(jié) 論
本次傳動輥臺的設(shè)計是其中的一種關(guān)于轉(zhuǎn)軸雙鏈輥子輸送機(jī)的輸送輥臺、機(jī)動轉(zhuǎn)臺的設(shè)計。該輥臺由三部分組成，可以實現(xiàn)平面內(nèi)兩垂直方向上的全自動物品輸送。用于直線部分的輥臺，主要由多個輥子、鏈輪、鏈條、驅(qū)動電機(jī)組成，通過鏈傳動的方式來傳遞動力，使輸送物品在輥臺上平穩(wěn)的運(yùn)動。用于實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的部分——機(jī)動轉(zhuǎn)臺，由一個主電機(jī)帶動與其連接的轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動，其上裝有多個行程開關(guān)及接觸器，用于實現(xiàn)輥臺的全自動輸送。首先，當(dāng)物品從一個方向輸送到轉(zhuǎn)臺上時，接觸到其上的傳感器，轉(zhuǎn)臺電機(jī)停轉(zhuǎn)，液壓缸開始工作使轉(zhuǎn)臺上升，轉(zhuǎn)過90度；然后，轉(zhuǎn)臺再下降到原高度，電動機(jī)起轉(zhuǎn)，將物品輸送至另一個方向。
該設(shè)計的創(chuàng)新之處在于機(jī)動轉(zhuǎn)臺部分的設(shè)計。通過電機(jī)的帶動及多個接觸器的使用，來實現(xiàn)了全自動的轉(zhuǎn)向輸送，改變了過去依靠人力來實現(xiàn)的方式。但由于水平有限和所學(xué)知識的不足，肯定還存在若干問題，希望通過以后的學(xué)習(xí)和實踐，可以更好的改進(jìn)轉(zhuǎn)臺，使其水平能夠達(dá)到更好的滿足生產(chǎn)要求。
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致 謝
整個畢業(yè)設(shè)計得到馬慧良老師的耐心指導(dǎo)和細(xì)心幫助，經(jīng)過幾個月來的努力以及與同學(xué)的合作，我完成了這次畢業(yè)設(shè)計。從剛接觸這一課題時的一知半解到現(xiàn)在的小有成績，確實經(jīng)歷一段刻苦的學(xué)習(xí)過程，但在這里我特別感謝我的指導(dǎo)老師——馬慧良老師，是他為我推薦材料，精心指導(dǎo)和策劃，及時指正我設(shè)計的缺點和不足之處，并對我的設(shè)計提出了很多建設(shè)性和創(chuàng)新性的建議，對我的畢業(yè)設(shè)計給予了很大的幫助。馬老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的工作精神，忘我的工作熱情，以身作則的工作方式，以及獨(dú)特的人格魅力一直深深地感染和激勵著我，使我受益匪淺。在此致以誠摯的敬意和衷心的感謝！
畢業(yè)設(shè)計的完成還要感謝我的同學(xué)們，他們不僅在精神上不斷支持我，而且還幫我收集資料，在此向他們表示我最誠摯的謝意！
師恩難忘，我還要感謝機(jī)電工程系的全體老師，是他們的培育和教誨讓我成為一個有志的青年，四年的朝夕相處給我留下了寶貴的財富,讓我有了向著理想邁進(jìn)的資本。即將離開這美麗的校園,與敬愛的老師們告別,將我誠摯的祝福獻(xiàn)給老師們,亦祝學(xué)院的明天更加美好！
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