1664-轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)—電動(dòng)平車設(shè)計(jì)

1664-轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)電動(dòng)平車設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)盤,電動(dòng),平車,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1目 錄摘要 .3ABSTRACT .31 引言 .41.1 電動(dòng)平車簡(jiǎn)介 .41.1.1 軌道供電式電動(dòng)平車 .41.1.2 蓄電池式 .42 設(shè)計(jì)任務(wù)及確定系統(tǒng)方案 .52.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介 .52.2 主要技術(shù)參數(shù) .52.3 系統(tǒng)方案確定 .62.3.1 平車動(dòng)作描述 .62.3.2 平車運(yùn)動(dòng)程序設(shè)計(jì) .62.3.3 電氣控制 .62.3.4 電動(dòng)平車技術(shù)要求 .83 電動(dòng)平車機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .93.1 原動(dòng)機(jī)選擇 .93.1.1 方案比較 .103.1.2 方案確定 .103.2 電動(dòng)平車傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) .123.2.1 平車車輪設(shè)計(jì) .123.2.2 平車總傳動(dòng)比 .123.2.3 傳動(dòng)比的分配 .133.2.4 平車傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) .133.3 電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .143.3.1 減速器的選擇與計(jì)算 .143.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) .153.4 電動(dòng)平車輪軸的設(shè)計(jì) .173.4.1 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì)及校核 .173.4.2 從動(dòng)軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .23湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書23.5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 .253.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇 .253.5.2 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算及潤(rùn)滑 .253.6 連接的選擇和計(jì)算 .283.6.1 鍵連接的選擇和計(jì) 算 .284 整條生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .304.1 PLC 選擇 .304.2 運(yùn)動(dòng)分析 .304.3 四種運(yùn)動(dòng)情況分析 .314.4 輸入點(diǎn) 地址分配 .334.5 輸出點(diǎn)地址分配 .354.6 控制柜 設(shè)計(jì) .364.7 電 動(dòng)平 車電氣控制 .37本章 附錄 .39總結(jié) .64參考文獻(xiàn) .65附錄 科技文章翻譯 .67湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)電動(dòng)平車設(shè)計(jì)摘要自動(dòng)生產(chǎn)線轉(zhuǎn)盤換軌電動(dòng)平車系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)車間，它提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，可根據(jù)廠房空間具體設(shè)計(jì)，是許多企業(yè)的首選方案。本書主要介紹了轉(zhuǎn)盤電動(dòng)平車系統(tǒng)中電動(dòng)平車的設(shè)計(jì)，包括整個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)介、電動(dòng)平車的整體設(shè)計(jì)及電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：電動(dòng)平車，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)轉(zhuǎn)盤，設(shè)計(jì)計(jì)算，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Trolley wheel flat car system electric flat car design ABSTRACTAutomatic production line for trolley wheel flat car system has been widely used in various production workshop,It improves productivity and lower production costs it can space in accordance with the specific plant design and its the first choice for many enterprises program.This book introduces the electric wheel flat car flat car electric system design, including brief description of the entire system, electric flat cars overall design and electric Control System design, electric flat car body design。Key words： Electric flat car, transmission, electric wheel, design calculations, control system design.湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4第一 章 引言在現(xiàn)代廠房、車庫(kù)內(nèi)貨物轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，電動(dòng)平車以其裝卸方便、承載能力強(qiáng)、易操縱而充當(dāng)著重要的角色，電動(dòng)平車主要有以下形式.1.1.1 軌道供電式電動(dòng)平車KPJ 系 列 是 卷 筒 供 電 電 動(dòng) 平 車 ， 以 電 纜 卷 筒 交 流 380V 供 電 。 電 纜 卷 筒 為 磁 滯 耦合 式 ， 確 保 電 纜 受 力 均 勻 不 易 拉 壞 。 交 流 380V 給 平 車 上 YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) 提 供電 力 ， 電 機(jī) 拖 動(dòng) 平 車 運(yùn) 行 。 平 車 運(yùn) 行 時(shí) 電 纜 卷 筒 自 動(dòng) 將 電 纜 卷 起 或 放 出 ， 受 卷 線 筒供 電 長(zhǎng) 度 影 響 ， 一 般 最 大 運(yùn) 行 距 離 小 于 200m。KPD 系 列 是 36V 單 相 （ 三 相 ） 低 壓 軌 道 供 電 電 動(dòng) 平 車 ， 以 軌 道 滑 觸 線 供 電 。 地面 降 壓 變 壓 器 控 制 柜 將 單 相 （ 三 相 ） 交 流 380V 降 壓 至 單 相 （ 三 相 ） 36V， 經(jīng) 軌 道滑 觸 線 饋 送 給 平 車 ， 再 經(jīng) 車 載 升 壓 變 壓 器 升 壓 為 單 相 （ 三 相 ） 交 流 380V。 給 平 車用 單 相 電 容 電 機(jī) 提 供 電 力 （ 三 相 時(shí) 為 YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) ） 。 由 于 不 用 電 纜 ， 故 安全 可 靠 、 不 怕 燙 ， 不 怕 砸 ， 不 妨 礙 交 叉 運(yùn) 輸 ， 易 實(shí) 現(xiàn) 遙 控 和 自 動(dòng) 化 ， 給 廠 區(qū) 運(yùn) 輸 布置 以 很 大 方 便 。 但 其 軌 道 施 工 要 求 較 高 ， 須 保 證 軌 道 絕 緣 ， 超 過 一 定 的 運(yùn) 行 距 離 時(shí)軌 道 應(yīng) 加 銅 排 補(bǔ) 償 線 。 運(yùn) 行 距 離 較 長(zhǎng) 時(shí) 還 必 須 增 加 降 壓 變 壓 器 個(gè) 數(shù) 。由 于 KPD 平 車 起 動(dòng) 時(shí) 流 經(jīng) 軌 道 的 起 動(dòng) 電 流 非 常 大 （ 達(dá) 1000A） ， 此 時(shí) 軌 道 末 端有 很 大 的 電 壓 降 ， 造 成 單 相 電 容 電 機(jī) 起 動(dòng) 困 難 ， 故 單 相 KPD 平 車 最 大 載 重 噸 位 為50 噸 ， 載 重 50 噸 以 上 時(shí) 采 用 三 相 36V 低 壓 軌 道 供 電 ， YZ 起 重 冶 金 用 電 機(jī) 。產(chǎn) 品 KPDZ 既 繼 承 了 KPD 平 車 的 優(yōu) 點(diǎn) 又 避 免 了 原 型 號(hào) 起 動(dòng) 困 難 ， 運(yùn) 行 距 離 短 的 缺點(diǎn) 。 KPDZ 平 車 以 車 載 整 流 裝 置 將 軌 道 上 的 單 相 （ 或 三 相 ） 交 流 36V 整 流 成 直 流36V， 拖 動(dòng) 直 流 牽 引 電 機(jī) 使 平 車 運(yùn) 行 ， 直 流 電 機(jī) 與 交 流 電 機(jī) 相 比 有 不 易 燒 損 ， 起 動(dòng) 力矩 大 ， 過 載 能 力 強(qiáng) 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 即 使 由 于 軌 道 絕 緣 老 化 等 原 因 ， 在 欠 壓 的 工 況 下 仍 能 可靠 工1.1.2 蓄電池式KPX 系 列 是 蓄 電 池 電 動(dòng) 平 車 ， 以 蓄 電 池 供 電 。 蓄 電 池 給 直 流 牽 引 電 機(jī) 提 供 電 力 ，直 流 電 機(jī) 拖 動(dòng) 平 車 運(yùn) 行 。 直 流 電 機(jī) 與 交 流 電 機(jī) 相 比 有 不 易 燒 損 ， 起 動(dòng) 力 矩 大 ， 過 載能 力 強(qiáng) 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 運(yùn) 行 距 離 不 受 限 制 。 它 比 KPJ、 KPD 兩 種 系 列 平 車 具 有 更 大 的 安 全性 能 和 機(jī) 動(dòng) 性 靈 活 性 ， 運(yùn) 行 距 離 不 受 限 制 ， 對(duì) 軌 道 無 絕 緣 要 求 ， 故 施 工 方 便 費(fèi) 用 低湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5廉 。平 車 都 可 以 加 裝 工 業(yè) 無 線 遙 控 裝 置 。它比 KPJ、KPD 兩種系列平車具有更大的安全性能和機(jī)動(dòng)性靈活性，能在彎道、道岔上行駛，運(yùn)行距離不受限制，對(duì)軌道無絕緣要求，故施工方便費(fèi)用低廉。2 設(shè)計(jì)任務(wù)書及系統(tǒng)方案2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介本課題是應(yīng)某企業(yè)電氣設(shè)備裝配車間的一條自動(dòng)生產(chǎn)線要求而確定的，本電動(dòng)平車系統(tǒng)共有 A、B、C、D 四條軌道，兩縱兩橫，電動(dòng)平車應(yīng)能夠在這四條軌道上自動(dòng)行駛，換軌通過轉(zhuǎn)盤裝置。電動(dòng)平車共有十六個(gè)工位，只要給出控制指令平車即可自動(dòng)行駛到指定工位。其示意圖如圖 2-1 所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書62.2 主要技術(shù)參數(shù)軌道長(zhǎng)度：兩條 30m，兩條 18.5m；電動(dòng)平車額定速度 30m/min,功率 2kW，48v 蓄電池供電；轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 0.5r/min,功率 0.75kW，直徑 3200mm 的線速度為 5m/min。2.3 系統(tǒng)方案確定2.3.1 平車動(dòng)作描述電動(dòng)平車系統(tǒng)共有 A、B、C、D 四條軌道，通過轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)換。假如電動(dòng)平車起始位置停在A 軌道上，目的地是 B 軌道，操作順序：圖 2-1 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7在電動(dòng)平車操作面板上的起始位置 A、B、C、D 四個(gè)鍵，設(shè)置起始位置為 A；目的地A、B、C、D 四個(gè)鍵，設(shè)為 B。按啟動(dòng)按鈕；轉(zhuǎn)盤接通 A 軌道；電動(dòng)平車向轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)；電動(dòng)平車運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤軌道上；鎖緊；轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)接通 B 軌道；電動(dòng)平車解除鎖緊；電動(dòng)平車從轉(zhuǎn)盤向 B 軌道運(yùn)動(dòng)；按停止鍵平車可停任何位置；不按停止鍵平車在終端限位是停。假如電動(dòng)平車起始位置，目的地為其他地方，按 1 類似步驟設(shè)置操作。同一軌道上，按電動(dòng)平車前進(jìn)、后退、停止鍵操作。電動(dòng)平車及轉(zhuǎn)盤設(shè)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。電動(dòng)平車額定速度 30m/min,功率 2kW。1、轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速 0.5r/min,功率 0.75kW，直徑 3200mm 的線速度為 5m/min，設(shè)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)間 4s，則停車后轉(zhuǎn)盤外圓周行程為 。m16705242、轉(zhuǎn)盤在 設(shè) 3 個(gè)位置；每個(gè)位置的傳感器動(dòng)作狀態(tài)保持連續(xù)，即應(yīng)在平車06預(yù)停車信號(hào)后滑行段位置信號(hào)保持。2.3.2 平車運(yùn)行程序設(shè)計(jì)方案1、平車從某條線上，人工按鍵設(shè)置起始位置，目的線路，起始后平車按指令從起始位置順序通過轉(zhuǎn)盤，往指定軌道運(yùn)行。2、按停車鍵，平車可停任意位置；未按停車鍵，平車按設(shè)置程序一直運(yùn)行至終點(diǎn)限位停車。3、平車上控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停，通過遙控信號(hào)傳遞操作指令。4、平車的位置方向由地面控制系統(tǒng)布線控制。5、操作按鍵設(shè)平車或地面控制柜上。6、兩臺(tái)平車編號(hào)區(qū)別，當(dāng)平車運(yùn)行與另一臺(tái)平車距離小于 12m 時(shí)，由傳感器檢測(cè)信號(hào)，控制距離減小方向不能運(yùn)行。2.3.3 電氣控制1、電動(dòng)平車采用 48V 蓄電池供電，設(shè)二個(gè)位置的充電機(jī)充電。2、轉(zhuǎn)盤及傳感器采用預(yù)埋線路；控制柜內(nèi)設(shè) PLC 程序控制。3、平車與地面控制柜采用無線遙控器控制。4、可手動(dòng)調(diào)節(jié)平車及轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書82.3.4 平車技術(shù)要求1.車架的材料機(jī)械性能不得低于 Q236-A 或 Q235-A.F 的性能。焊條，焊絲與焊劑應(yīng)以被焊材料相適宜。2.車架焊接的焊縫坡口形式尺寸應(yīng)符合 GB985 和 GB986.3.焊縫不得有裂縫，氣孔和夾雜等缺陷。4.焊縫上的熔渣和兩側(cè)的飛濺物必須清除。圖 2-2 動(dòng)平車外形圖（圖中 A=2500MM，L=4000MM,B=2000MM,H=530M,C=1435MM）湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書95.車架臺(tái)面在 1m 范圍內(nèi)的直線度為 4.0mm。6.鋼板，型材，鑄，鍛件表面除銹應(yīng)達(dá)到 GB8923 中的 St2 級(jí)。7.產(chǎn)品出廠前所有外露加工面應(yīng)進(jìn)行防銹處理。3 電動(dòng)平車設(shè)計(jì)由電動(dòng)平車設(shè)計(jì)要求，即運(yùn)行速度、供電設(shè)備、控制要求及外形總體尺寸，電動(dòng)平車系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過擺線針輪減速器和滾子鏈傳動(dòng)將運(yùn)動(dòng)傳至電動(dòng)平車驅(qū)動(dòng)輪軸實(shí)現(xiàn)平車的運(yùn)動(dòng)，控制部分采用 PLC 電氣控制。3.1 原動(dòng)機(jī)選擇由于供電裝置為 48v 蓄電池，且電動(dòng)平車所用電機(jī)主要起牽引作用，故選用 ZQ 系列直流牽引電機(jī)。直流牽引電機(jī)比普通直流電機(jī)性能更好，能承受頻繁的啟動(dòng)和劇烈的過負(fù)載沖擊，且允許溫度在 以上，適合在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。015標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或大于工作要求的功率。所需電動(dòng)機(jī)功率為wdp=-工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率，kW；dP-工作機(jī)需要的輸入功率，kW；w-為電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率。由設(shè)計(jì)要求工作機(jī)所需輸入功率為 2kW，即 為 2kW。傳動(dòng)裝置包括彈性器，減速器，wP鏈傳動(dòng)，查表分別設(shè)其傳動(dòng)效率為 ， ， 。 。則總傳動(dòng)效率9.0=5.19.02=n835.9021=n483.WdP由于考慮到電動(dòng)平車整體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)的緊湊轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)為宜，查3表 4-13選用 ZQ-4B 電動(dòng)機(jī)。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表 3-1 所示額定電壓 v 額定功率 kw 額定電流 A 額定轉(zhuǎn)矩Nm額定轉(zhuǎn)速 /minr湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1048 3.5 105 35 960表 3-1 電機(jī)參數(shù)直流牽引電動(dòng)機(jī)故障電氣主要是電機(jī)不轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速偏高，轉(zhuǎn)速偏低，電機(jī)漏電，火花大，繞組過熱，絕緣電阻低，電機(jī)受潮，出現(xiàn)頭電纜線及換向器過熱。機(jī)械故障主要是尼龍軸襯發(fā)熱磨軸和失油快，電機(jī)振動(dòng)大，軸承過熱響聲大，電動(dòng)機(jī)內(nèi)有異常響聲等在工作中應(yīng)注意。3.1.1 方案比較 由原動(dòng)件的選擇，知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 960r/min，而電動(dòng)平車運(yùn)行轉(zhuǎn)速小于這個(gè)值。須在原動(dòng)件與運(yùn)行件之間裝減速器，通過減速器將轉(zhuǎn)速減低。而減速器輸出軸與主動(dòng)輪軸件需要傳動(dòng)裝置。方案一選用滾子鏈傳動(dòng)，這種傳動(dòng)價(jià)格便宜，且適用于較復(fù)雜的環(huán)境，采用滴油潤(rùn)滑潤(rùn)滑方便，但是其傳動(dòng)需要較大的空間，且存在噪音。方案二：選用開式齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)可靠性高，且噪音小，但由于工作環(huán)境灰塵較多對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)影響較大，且不便潤(rùn)滑。3.1.2 方案確定由于平車外形尺寸要求，且為使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，及考慮到工作環(huán)境多為礦山及某些需要運(yùn)輸重大物件的場(chǎng)合惡劣換件要求，選用方案一。采用擺線針輪減速器和鏈傳動(dòng)做為傳動(dòng)裝置，又考慮到鏈傳動(dòng)的不均勻性，將鏈傳動(dòng)設(shè)置在低速級(jí)。電動(dòng)平車穿的方案簡(jiǎn)圖如圖1- 電動(dòng)機(jī)；2-聯(lián)軸器；3-擺線針輪減速器；4-小鏈輪；5-鏈條；6-大鏈輪；7主動(dòng)輪軸；8-主動(dòng)輪對(duì)車身采用鋼架結(jié)構(gòu)（車架）和蓋板組合，車架由空心鋼梁焊接而成，蓋板為鋼板，車架和改版通過焊接連接，車身與輪軸之間通過支座和螺栓連接，車身結(jié)構(gòu)如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書113.2 電動(dòng)平車傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)3.2.1 車輪的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，車輪直徑 D=500mm，且為軌道車輪組。由于運(yùn)行要求不是很高且為了降低電動(dòng)平車制造成本，采用單輪緣式小車車輪,代號(hào)為 DL。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書123.2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比由電動(dòng)平車運(yùn)行速度要求 v=30m/min 和車輪直徑 D=500mm。可計(jì)算車輪轉(zhuǎn)速為103019./min5wvnrD式中，v 為車輪速度，m/min; D 為車輪直徑,mm。則傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為9605.241.mwni式中， 為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速， ； 為電動(dòng)平車車輪轉(zhuǎn)速， 。/inrw/minr3.2.3 傳動(dòng)比的分配由傳動(dòng)比推薦鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比在 2-3.5 之間，故選取傳動(dòng)比為 23 的擺線針輪減速器作為高速級(jí)傳動(dòng)，即傳動(dòng)比分配為擺線針輪減速器傳動(dòng)比 123i滾子鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比 150.642.185i3.2.4 平車傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)輸出軸 =960dn/mir減速器輸入軸 = =9601n減速器輸出軸 219604.73/iri平車輸出輪軸 3219n.85n2、各軸功率電動(dòng)機(jī)輸出功率 .dPkW減速器輸入軸功率 102.15.92.13kW減速器輸出軸功率 2308平車輸出輪軸功率 3.8.6P3、各軸轉(zhuǎn)矩湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書13電動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩 2.15950902.916ddPTNmNmn減速器輸入軸轉(zhuǎn)矩 12.1.7減速器輸出軸轉(zhuǎn)矩 2734.7i 車輸出輪軸轉(zhuǎn)矩 34.850.9650T運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)見表 4-1電動(dòng)機(jī)輸出軸減速器輸入軸減速器輸出軸平車輸出輪軸轉(zhuǎn)速 r/min 960 960 41.739 19.099功率 kW 2.215 2.193 2.083 2.000轉(zhuǎn)矩 Nm21.919 21.700 474147 994.570表 4-13.3 電動(dòng)平車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1 減速器的選擇a）選擇減速器類型減速器的選擇首先依據(jù)傳動(dòng)比進(jìn)行選型，由于電動(dòng)平車車輪轉(zhuǎn)速較低而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)較高，故要求減速器能實(shí)現(xiàn)較大減速比例。若選用普通圓柱齒輪減速器則需選用三級(jí)減速箱，但三級(jí)減速箱安裝尺寸較大會(huì)使這個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不緊湊。考慮到工作及結(jié)構(gòu)要求，選用擺線針輪減速器較為合適。擺線針輪減速器，是應(yīng)用行星傳動(dòng)原理，采用擺線針輪嚙合，行星輪齒廓為變幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線，中心線齒廓為圓形。具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、故障少、壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠平穩(wěn)、噪聲低、拆裝方便、容易維修、過載能力強(qiáng)、慣性力矩小等特點(diǎn)?？蓱?yīng)用于礦山、冶金、起重、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。工作條件：輸入軸轉(zhuǎn)速 1500；工作環(huán)境溫度-1540；可正反雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。b)減速器選型計(jì)算1、傳動(dòng)比為 23湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書142、計(jì)算功率kwKPRAZc 25.1.53=式中，查表 4-1 知工作機(jī)功率=2.193kW， 為選用系數(shù)由4表 6.72 和表 6.73AK取 ； 為可靠度系數(shù)，查4表 6.54 取 =1.25。2.1=AKR R3、計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩=572.309N.mACniPT8.9751式中， 為減速器輸入功率 ; 為減速器傳動(dòng)比； 為減速器效率； 為減速1PkWi 11n器輸入轉(zhuǎn)矩?？紤]到計(jì)算功率和計(jì)算輸出轉(zhuǎn)矩，查4表 6.66 和表 6.69 得:5 號(hào)機(jī)型，傳動(dòng)比為23 的輸入功率為 5.5 ，輸出許用轉(zhuǎn)矩為 740.5 。則 5 號(hào)機(jī)型滿足要求。故選kNm用 ZWD3.5-5A-23 型擺線針輪減速器。3.3.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)a) 滾子鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1) 選小鏈輪齒數(shù)取 =181z大鏈輪齒數(shù) = =2.18518=39.33 取 392i2）實(shí)際傳動(dòng)比= = =2.167i21z8393）鏈輪轉(zhuǎn)速小鏈輪轉(zhuǎn)速 =41.739rmin1n大鏈輪轉(zhuǎn)速 = = =19.261rmin2i67.3944）修正功率 = =3.385kwZAcaKP42.1式中由查表 9-7，工況系數(shù) =1.1， 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)， =1.42A ZK5) 鏈條節(jié)距 由修正功率 =3.385kW 和小鏈輪轉(zhuǎn)速 =41.739rminpc 1n查表 9-11 上選得節(jié)距 p 為 24A-1 查表 9-1 的節(jié)距 p=38.1mm。6）初定中心距 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上未限定，取 =（30-50p）=1143-1905mm0a0a湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書15取 =12000a7） 鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) L16.02-210=+=zzpP取 =100 節(jié)OX8）理論中心距 a查機(jī)械設(shè)計(jì) 9-7 得 =0.24891f= P2 -（ ）=0.2489 38.1 2 100-(18+39) 1356mm01fPL2z+9）鏈速 vms48.0160379.461 pzn10）有效圓周力 F48.20=vPe11）鏈輪水平布置時(shí)壓軸力系數(shù) 15.FPK則壓軸力 =1.15 4340=4991NPFe12）鏈條潤(rùn)滑方式的選定根據(jù)鏈號(hào) 24A-1 和鏈條速度 =0.48 ms，由1圖 14.2-4 選用潤(rùn)滑范圍即用油v壺潤(rùn)滑。13）鏈條標(biāo)記根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，采用單排 24A-1 滾子鏈，節(jié)距為 38.1 節(jié)數(shù)為 100 節(jié)，其標(biāo)記為：24A-1100 GBT1243-1997b)滾子鏈的靜強(qiáng)度計(jì)算由1式 14.2-1 n=852.47043126.4=+=fCAFKQn可知滾子鏈的靜強(qiáng)度滿足要求。式中 n靜強(qiáng)度安全系數(shù)；湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16Q鏈條極限拉伸載荷（N） ，查1表 14.2-4 為 86.7kN；工況系數(shù)，查1表 14.2-4 為 1.0；AK離心力引起的拉力，由于鏈速小于 4ms，可忽略不計(jì)；cF懸垂拉力， =742.52f -2-21093.78.01=qaKFff由1圖 14.2-6 得， =20， 由1表 14.2-9 得，滾子鏈每米質(zhì)量f， n 許用安全系數(shù)，取 8-1.83mkgq=3.4 電動(dòng)平車輪軸的設(shè)計(jì)3.4.1 主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需定出軸的合理外形和全部尺寸。主要考慮以下因素：軸的加工工藝，加工工藝軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況軸的加工工藝等。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體分析。但必須滿足：軸應(yīng)具有良好的制造工藝性；軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整等。軸的校核計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并選取其適合的許用應(yīng)力，主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書17a) 主動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主動(dòng)輪軸上安裝有主動(dòng)論組和大鏈輪，及有用于與車架連接的支座。與支座的連接為軸承連接，軸與主動(dòng)輪組以及大鏈輪的連接為鍵連接，且大鏈輪和軸承都需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為 1435mm，車架寬度為 2000mm?？紤]到以上因素，設(shè)計(jì)主動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如圖所示。主動(dòng)輪軸上 ab 段和 hi 段裝圓錐滾子軸承和軸套，由于選用的軸承的寬度為61.5mm，內(nèi)徑為 120mm，設(shè)計(jì)軸套長(zhǎng)度為 81mm，故 ab 段和 hi 段長(zhǎng)度為 141.5mm，直徑為 120mm；又軸與滾動(dòng)軸承配合為過渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。bc 段和 gh 段裝主動(dòng)輪組，由 6.1 車輪的設(shè)計(jì)知車輪軸徑為 130mm，車輪厚度為 130mm，故 bc 段長(zhǎng)度為 130mm，直徑為 130mm；由車輪和軸的配合為間隙很小的配合，故采用 H7/h6 配合。由于 ab 段和 bc 段直徑已定故 b 初軸肩高度為 5mm，又車輪右端需要軸向定位，故在 c 處設(shè)計(jì)高度為 8mm 的軸肩，同理 h 處和 g 處分別設(shè)有 5mm 和 8mm 的軸肩。軸上 ef 段裝配大鏈輪及鏈輪擋盤，因?yàn)閾醣P需用螺釘軸向定位，故需在軸上開設(shè)螺紋孔，為以免減小軸的強(qiáng)度需在軸上 ef 段設(shè)計(jì)軸肩。綜合考慮軸的強(qiáng)度和鏈輪結(jié)構(gòu)要求，設(shè)計(jì) ef 段直徑為 186mm；又由于鏈輪及鏈輪擋盤寬度要求，設(shè)計(jì) ef段長(zhǎng)度為 73mm，且根據(jù)鏈輪擋盤與軸的安裝尺寸在距離 f 處 10mm 處開設(shè)兩個(gè)對(duì)稱的 m6 的螺紋孔；鏈輪和軸之間的配合為間隙很小的滑動(dòng)配合，故才 H7/h9 的配合要求。軸上 de 段處設(shè)置軸肩以用于鏈輪左側(cè)的軸向定位，由于鏈輪沒有軸向力，故此處軸肩高度和寬度均不用很大，分別取 30mm 和 20mm。為了使軸與車架安裝合理，故需約束軸的總長(zhǎng)為 1940mm；為了滿足大鏈輪和相應(yīng)小鏈輪的位置要求，滿足鏈傳動(dòng)的要求，需設(shè)計(jì) di 段長(zhǎng)度為 684mm。至此已經(jīng)初步確定了軸的各段的直徑和長(zhǎng)度。軸上零件的周向定位，采用鍵連接，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。bc 段和 gh 段采用圓頭平鍵連接，根據(jù) bc 段直徑由7表 6-1 查得平鍵截面bh=32mm18mm，鍵槽用銑削刀加工，長(zhǎng)度為 100mm。鏈輪的周向定位和動(dòng)力傳遞也是通過平鍵實(shí)現(xiàn)的，此處采用平頭鍵連接，同樣根據(jù)此段軸徑由7表 6-1 查得平鍵截面 bh=32mm18mm，鍵長(zhǎng)為 28mm。鏈輪擋盤的周向采用螺釘定位，用m6 的螺釘擰在軸與擋盤之間定位。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的。在軸的端頭處加工 245的倒角。b) 主動(dòng)輪軸的校核湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書18初步校核軸的最小直徑，由7式（15-2）估算最小直徑。選取軸的材料為 45剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)簡(jiǎn)明機(jī)械手冊(cè)表 1.6 得 A=118mm83.5209.18330min =mPAd式中， 分別為軸的額定功率和轉(zhuǎn)速，其值由表 4-1 查得。3,由 6.2.1.2 設(shè)計(jì)的軸的結(jié)構(gòu)可知軸的最小直徑滿足要求，現(xiàn)在對(duì)軸進(jìn)行精確校核。軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖和彎矩圖如圖 6-3 所示。計(jì)算圖中各力鏈輪的壓軸力，由 5.2 滾子鏈的計(jì)算中得 =4282N；F FT專遞的轉(zhuǎn)矩，由表 4-1 查得 T=994.57 ；mN.車及載重對(duì)軸的壓力，當(dāng)載重為 30t 自重為 6t 時(shí)，1=（30+6）100010 =9 ；F1440N車輪對(duì)軸的支撐力跟 相等；1F左輪水平向支反力，1HNF324.045=F- =4991-1404.324=3586.676N2H1湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書19根據(jù)圖 6-3 中受力情況，做出軸的彎矩圖和扭矩圖如圖 6-4 所示：a 水平面受力分析圖c 彎矩圖圖 6-4 主動(dòng)輪軸的彎矩圖和扭矩圖湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書20由圖 6-2 和圖 6-4 可知，d 截面為危險(xiǎn)截面，算出 d 截面的總彎矩和扭矩： N.m 159608156022MT=994570N.mm按彎扭組合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)7式（15-5）及上面所算的 d 截面的彎矩和扭矩，以及軸運(yùn)動(dòng)時(shí)需正反轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，取 =1，軸的計(jì)算應(yīng)力=51.4M 3222146.0)9570(59)(+=+WaTMca aP前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由7表 15-1 查得 。因此aM601-=，故安全。1-ca精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)前面的分析計(jì)算，截面 b，c，g，h 雖然直徑較小，且開有鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞度，且由于只收到扭矩和較小的彎矩作用，所以這些截面都不需校核。從應(yīng)力集中和受載的情況來看，截面 d 和 f 上的應(yīng)力最大。由于截面 b 左側(cè)和截面 f 右側(cè)直徑相等，截面 b 右側(cè)直徑比截面 f 左側(cè)小，而載荷 b截面稍大一點(diǎn)，故只需校核 d 截面左側(cè)和 f 截面左側(cè)即可。截面 d 左側(cè)抗彎截面系數(shù) =311213.633146.0.=W3m抗扭截面系數(shù) 2.72dT截面 b 左側(cè)的彎矩 M 為湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書21mm12945.361385=M截面 b 上的扭矩 T mm70截面上的彎曲應(yīng)力 aMPW.截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 aT598.1264790=軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由7表 15-1 查 =640 ， ，baP1275aMP。15aMP截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 按7附表 3-2 查取。因， ,經(jīng)插值后可查 =2.25 60.4rd261.85Dd=1.82 又由7附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為 0.82q.85q故有效應(yīng)力集中系數(shù)按7式（7附表 3-4）為1()10.82(.51)2.0kq.697由7附圖 3-2 的尺寸系數(shù) ；由7附圖 3-3 的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。058 0.76軸按磨削加工，由7附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 .92軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 ，則按7式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為1q2.0513.5788.9kK1.69712.30.kK湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書22又由7 3-1 和 3-2 得碳鋼的特性系數(shù) =0.1 0.2，取 =0.1=0.050.1，取 =0.05nn于是，計(jì)算安全系數(shù) 值，按 7式（15-6）（15-8）則得 caS476.18=+mbK=81.853 a-=18.0032Sc =2， 故可知其安全。caS截面 f 左側(cè)抗彎截面系數(shù) 6.43851.0=dW抗扭截面系數(shù) 2972彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為1640835.-4186=.WMb扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 T=994570N.m=0.773M2.18697450=TaP過盈配合處的 ，由7附表 3-8 用插值法求出，并取 =0.8 ，于是得k k=3.16 =0.83.16=2.53軸按磨削加工，由7附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為 =0.92=故得綜合截面系數(shù)為=3.251-0.92361-+=kK所以軸在截面 f 左側(cè)的安全系數(shù)為75.4mbS湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書23=150.2 maKS+=1-=44.62Sca =2，故安全。電動(dòng)平車主動(dòng)輪軸無大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱caS性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此，主動(dòng)輪軸的的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。3.4.2 從動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從動(dòng)輪軸上安裝有從動(dòng)論組，還有用于與車架連接的支座。軸與從動(dòng)輪組以連接為鍵連接，與支座的連接為軸承連接，且軸承需要在軸向設(shè)置定位軸肩。輪組跨距為 1435mm，車架寬度為 2000mm。考慮到以上因素，設(shè)計(jì)從動(dòng)輪軸結(jié)構(gòu)如圖 6-5所示。主動(dòng)輪軸上 ab 段和 ef 段裝圓錐滾子軸承和軸套，由于選用的軸承的寬度為61.5mm，內(nèi)徑為 120mm，設(shè)計(jì)軸套長(zhǎng)度為 81mm，故 ab 段和 ef 段長(zhǎng)度為 141.5mm，直徑為 120mm；又軸與滾動(dòng)軸承配合為過渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。bc 段和 de 段裝主動(dòng)輪組，由 6.1 車輪的設(shè)計(jì)知車輪軸徑為 130mm，車輪厚度為 130mm，故 bc 段長(zhǎng)度為 130mm，直徑為 130mm；由車輪和軸的配合為間隙很小的滑動(dòng)配合，故采用 H8/g6 配合。由于 ab 段和 bc 段直徑已定故 b 初軸肩高度為5mm，又車輪右端需要軸向定位，故在 c 處設(shè)計(jì)高度為 8mm 的軸肩，同理 h 處和 g處分別設(shè)有 5mm 和 8mm 的軸肩。為了使軸與車架安裝合理，故需約束軸的總長(zhǎng)為 1940mm；軸上零件的周向定位，采用鍵連接，實(shí)現(xiàn)軸上零件的周向定位和運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。bc 段和 de 段采用圓頭平鍵連接，根據(jù) bc 段直徑由7表 6-1 查得平鍵截面 bh=32mm18mm，鍵槽用銑削刀加工，長(zhǎng)度為 100mm。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的。在軸的端頭處加工 245的倒角。從動(dòng)輪軸的結(jié)構(gòu)與主動(dòng)輪軸相似，但由于不受轉(zhuǎn)矩和鏈輪壓軸力，只受自身載重和自重載荷，且由前面主動(dòng)輪軸的校核可知從動(dòng)輪軸強(qiáng)度條件肯定滿足，故不需再校核其強(qiáng)度。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書243.5 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算3.5.1 滾動(dòng)軸承的選擇選用滾動(dòng)軸承是，首先是選擇軸承的類型。主要考慮一下因素：軸承的載荷大小、方向和性質(zhì)；軸承的轉(zhuǎn)速；軸承的調(diào)心性能；軸承的安裝和卸載。根據(jù)上已章節(jié)車輪的設(shè)計(jì)，再由6表 19-4，確定選用 32224 型 4FD 系列滾動(dòng)軸承。此類軸承可以同時(shí)承受徑向載荷，外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整軸承的游隙，成對(duì)使用。3.5.2 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算a)主動(dòng)輪軸上滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算查滾動(dòng)軸承樣本可知圓錐滾子軸承 32224 型 4FD 系列的基本額定動(dòng)載荷湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書25=758000，基本額定靜載荷 =478000。orCoC求兩軸承受到的徑向載荷 和1rF2r將軸系部件受到的空間力系分解為水平面和鉛垂面兩個(gè)平面力系，分別如圖 7-1a和 7-1b 所示。（a）（b）圖 7-1 軸承受力圖由上一章軸的受力分析可知：=1404.324N1HF=3586.673N2=90000N1V=90010.96N22211 9034.+=+VHrF=90071.44N 267582求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 和1P= =90010.96N1PrF= =90071.44N 2計(jì)算軸承壽命湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書26因?yàn)?，所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算2P1=7347.95h4.90758.6016=CnLorhb)從動(dòng)輪軸軸承壽命計(jì)算查滾動(dòng)軸承樣本可知圓錐滾子軸承 32224 型 4FD 系列的基本額定動(dòng)載荷=758000，基本額定靜載荷 =478000。orCoC求兩軸承受到的徑向載荷 和1rF2r由于從動(dòng)軸只在鉛垂受載，其受力如圖 7-2 所示。圖 7-2 軸承受力圖由上一章軸的受力分析可知：= =0N1HF2=90000NV=90000N2212190+Hr=90000N22=VF求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 和1P2= =1Pr90N= =2F計(jì)算軸承壽命因?yàn)?，所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算2P1湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書27=7349.619h90758.16016=PCnLorhc) 滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑方式的選擇由于電動(dòng)平車軸上滾動(dòng)軸承安裝與軸支座中，考慮到脂潤(rùn)滑形成的潤(rùn)滑膜強(qiáng)度高，能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，所以選用脂潤(rùn)滑。3.6 連接的選擇和計(jì)算3.6.1 鍵連接的選擇和計(jì)算鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來決定。電動(dòng)平車主動(dòng)輪軸和從動(dòng)輪軸與軸上零件的連接大都采用了鍵連接。a) 車輪與軸的鍵連接軸與輪軸之間的鍵連接，主要是傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，故采用圓頭平鍵連接，由車輪孔徑為 130mm，查7表 6-（P106）得鍵的截面尺寸為鍵寬 b鍵高h(yuǎn)=32mm18mm，又考慮到車輪寬度為 130mm，故選用鍵長(zhǎng) L=100mm。現(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為=25.008M13068257.94103p=kldTaPp式中， 傳遞的轉(zhuǎn)矩，由表 4-1 查得 =994.57 ；TNm鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， =0.5h=0.518mm=9mm；k 鍵的工作長(zhǎng)度，圓頭平鍵 =Lb=10032=68mm;l l湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書28 軸的直徑， =130mm；dd鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查7P106 表 6-2 得p=110 。paMP由計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。b)大鏈輪與軸的鍵連接主動(dòng)輪軸與大鏈輪的連接由于結(jié)構(gòu)和載荷要求，采用平頭鍵連接，根據(jù)連接處軸徑的大小參照鍵的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選用平鍵的截面尺寸為鍵寬 b鍵高 h=32mm18mm，又考慮到鏈輪輪轂寬度為 33mm，故選用鍵長(zhǎng) L=28mm?，F(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為=42.438M1862057.9410233p=kldTaPp式中， 傳遞的轉(zhuǎn)矩，由表 4-1 查得 =994.57N.m；TT鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， =0.5h=0.518mm=9mm；k k 鍵的工作長(zhǎng)度，平頭平鍵 =L =28mm;l l 軸的直徑， =186mm；dd 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查7P106 表 6-2 得p=110 。aMP有計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。c) 小鏈輪與減速器輸出軸的鍵連接小鏈輪與減速器輸出軸的鍵連接，采用圓頭平鍵，根據(jù)連接處軸徑的大小參照鍵的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選用普通平鍵的截面尺寸為鍵寬 b鍵高 h=16mm10mm，又考慮到鏈輪輪轂寬度為 80mm，故選用鍵長(zhǎng) L=70mm?，F(xiàn)在對(duì)鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強(qiáng)度條件為=35.477M549107.21033p=kldTaPp由表 4-1 查得 =474.147N.m，k =0.5h=0.510mm=5mm， =Lb=70 16=54mm， =55mm。l故有計(jì)算得鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書29第 4 章 整條生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1PLC 的選擇德國(guó)西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，HMI 人機(jī)界面，工業(yè)軟件等。S7-200 系列簡(jiǎn)介S7-200 是 一 種 小 型 的 可 編 程 序 控 制 器 ， 適 用 于 各 行 各 業(yè) ， 各 種 場(chǎng) 合 中 的 檢 測(cè) 、監(jiān) 測(cè) 及 控 制 的 自 動(dòng) 化 。 S7-200 系 列 的 強(qiáng) 大 功 能 使 其 無 論 在 獨(dú) 立 運(yùn) 行 中 ， 或 相 連 成網(wǎng) 絡(luò) 皆 能 實(shí) 現(xiàn) 復(fù) 雜 控 制 功 能 。 因 此 S7-200 系 列 具 有 極 高 的 性 能 /價(jià) 格 比 。S7-200 系 列 出 色 表 現(xiàn) 在 以 下 幾 個(gè) 方 面 ： 極 高 的 可 靠 性 、 極 豐 富 的 指 令 集 、 易于 掌 握 、 便 捷 的 操 作 、 豐 富 的 內(nèi) 置 集 成 功 能 、 實(shí) 時(shí) 特 性 、 強(qiáng) 勁 的 通 訊 能 力 、 豐 富的 擴(kuò) 展 模 塊S7-200 系 列 在 集 散 自 動(dòng) 化 系 統(tǒng) 中 充 分 發(fā) 揮 其 強(qiáng) 大 功 能 。 使 用 范 圍 可 覆 蓋 從 替 代 繼電 器 的 簡(jiǎn) 單 控 制 到 更 復(fù) 雜 的 自 動(dòng) 化 控 制 。 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 極 為 廣 泛 ， 覆 蓋 所 有 與 自 動(dòng) 檢 測(cè) ，自 動(dòng) 化 控 制 有 關(guān) 的 工 業(yè) 及 民 用 領(lǐng) 域 ， 包 括 各 種 機(jī) 床 、 機(jī) 械 、 電 力 設(shè) 施 、 民 用 設(shè) 施 、環(huán) 境 保 護(hù) 設(shè) 備 等 等 。 如 ： 沖 壓 機(jī) 床 ， 磨 床 ， 印 刷 機(jī) 械 ， 橡 膠 化 工 機(jī) 械 ， 中 央 空 調(diào) ，電 梯 控 制 ， 運(yùn) 動(dòng) 系 統(tǒng) 。湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書304.2 運(yùn)動(dòng)分析根據(jù)電動(dòng)平車的起始位置和目的地的不同，其運(yùn)動(dòng)可分為四大類。 （其中軌道的編號(hào)、工位的編號(hào)、傳感器的編號(hào)、電動(dòng)平車的編號(hào)等見圖）1、電動(dòng)平車的起始位在、號(hào)軌道上，目的地在軌道、的 16 個(gè)工位的其中某個(gè)工位上。2、電動(dòng)平車的起始位置在、號(hào)軌道的 16 個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，目的地是、軌道上。3、電動(dòng)平車的起始位置在、號(hào)軌道的 16 個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，其目的地是另一軌道的其它工位，如起始位置在軌道上的某一工位，目的地是軌道上的另一工位，此工序需經(jīng)過轉(zhuǎn)盤。4電動(dòng)平車的起始位置在、號(hào)軌道的 16 個(gè)工位的其中某個(gè)工位上，目的地也是同一軌道上的另一工位，如起始位置在軌道上的某一工位，目的地也為軌道上的另一工位，此工序不需經(jīng)過轉(zhuǎn)盤。4.3 四種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：。4.3.1 第一種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：因兩臺(tái)電動(dòng)平車不能同時(shí)工作，所以假設(shè)在平車 b 不工作的情況下，平車 a 從導(dǎo)軌處開始工作。1、上料。將工件上到平車 a 上。2、輸入目的工位，在按啟動(dòng)按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，一旦平車運(yùn)動(dòng)后，其它位置按鈕將被鎖定。按下啟動(dòng)按鈕。電動(dòng)平車開始啟動(dòng)，同時(shí)鎖定其它目的地，平車上工作燈點(diǎn)亮，目的工位與 BG3、BG4 形成互鎖。3、當(dāng)平車運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)盤上時(shí)，觸動(dòng)行程開關(guān) BG1，同時(shí)平車電機(jī)停止，平車上制動(dòng)電機(jī)得電啟動(dòng)，由于電動(dòng)平車的速度不大，制動(dòng)裝置啟動(dòng)可使平車立即停車，同時(shí)啟動(dòng)鎖緊裝置鎖緊平車，電動(dòng)平車訂車四秒后再啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。4、當(dāng)運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)行程開關(guān)時(shí)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)失電停車，同時(shí)轉(zhuǎn)盤制動(dòng)裝置得電，使轉(zhuǎn)盤湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書31瞬間停止，同時(shí)解除平車的鎖緊，轉(zhuǎn)盤停止四秒后平車啟動(dòng)。 （若目的地為 18 號(hào)工位，則平車電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)，若目的地為 916 號(hào)工位，則平車電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)） ，平車沿軌道運(yùn)動(dòng)至目的工位停車制動(dòng)，工作指示燈熄滅。 （在平車停止的情況下可按點(diǎn)動(dòng)調(diào)整）5、按停止鍵平車可在任意位置停車。6、平車在運(yùn)動(dòng)過程中在一定范圍內(nèi)遇到障礙，由傳感器 BB5 發(fā)出信號(hào)，使平車立即制動(dòng)停車。7、在同一軌道上按電動(dòng)平車的前進(jìn)、后退、停止鍵操作。4.3.2 第二種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：1、上料； 將工件從工作臺(tái)上取下放在平車上。2、輸入目的位置（軌道、） ，在按啟動(dòng)按鈕之前可按取消按鈕重新輸入目的地，一旦平車運(yùn)動(dòng)后，其它位置按鈕將被鎖定，按下啟動(dòng)按鈕，平車啟動(dòng)，目的位置、分別與 BG1、BG2 形成互鎖，同時(shí)啟動(dòng)工作指示燈。平車運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤觸及行程開關(guān) BG3 或 BG4 時(shí)平車電機(jī)停止，并啟動(dòng)制動(dòng)裝置，使平車立即停止，同時(shí)啟動(dòng)緊鎖裝置，鎖緊平車，平車停車四秒鐘后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。3、當(dāng)轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)至觸及相應(yīng)行程開關(guān) BG1、BG2 時(shí)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止并啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤制動(dòng)裝置，使轉(zhuǎn)盤立即停止，同時(shí)可以用點(diǎn)動(dòng)來調(diào)整轉(zhuǎn)盤的位置精度，鎖緊裝置失電放松平車，轉(zhuǎn)盤停止四秒后平車啟動(dòng)。4、平車在軌道、上運(yùn)動(dòng)，若不按停止按鈕則一直運(yùn)動(dòng)至終端限位時(shí)停車，同時(shí)工作指示燈熄滅。5、按停止按鈕平車可在任意位置停車。6、平車在運(yùn)動(dòng)過程中，一定范圍內(nèi)遇到有障礙時(shí)，電機(jī)上的傳感器 BG5 發(fā)出信號(hào)，使平車立即制動(dòng)停車。7、在同一軌道上，可按平車前進(jìn)、后退、停止鍵操作。4.3.3 第三種運(yùn)動(dòng)情況的具體分析：1、上料； 將工件從工作臺(tái)取下裝在平車上。2、輸入目的位置；目的位置為另一軌道上的其它工位，在按啟動(dòng)、前進(jìn)、后退按鈕湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書32之前可按取消按鈕重新輸入目的地，按啟動(dòng)按鈕平車啟動(dòng)，平車啟動(dòng)，同時(shí)鎖定其它目的位置按鈕，工作指示燈點(diǎn)亮。3、平車運(yùn)動(dòng)至轉(zhuǎn)盤觸及行程開關(guān) BG3 或 BG4 時(shí)平車電機(jī)停止，并啟動(dòng)制動(dòng)裝置，使平車立即停止，同時(shí)啟動(dòng)緊鎖裝置，鎖緊平車，平車停車四秒鐘后啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤。當(dāng)轉(zhuǎn)盤運(yùn)動(dòng)至觸及相應(yīng)行程開關(guān) BG3 或 BG4 時(shí)，轉(zhuǎn)盤電機(jī)停止并啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤制動(dòng)裝置，使轉(zhuǎn)盤立即停止，同時(shí)可以用點(diǎn)動(dòng)來調(diào)整轉(zhuǎn)盤的位置精度，鎖緊裝置失電放松平車，轉(zhuǎn)盤停止四秒后平車啟動(dòng)。4、平車沿