畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書散糧裝車機(jī)喂料部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)題目: :散糧裝車機(jī)喂料部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)散糧裝車機(jī)喂料部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：劉延濤劉延濤 學(xué)學(xué)號：號：2005474021820054740218 專業(yè)班級：專業(yè)班級：車輛工程車輛工程 05020502 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：徐徐 蕓蕓 2009 年年 6 6 月月 5 5 日日 目次 1前言1 2傳動方案設(shè)計(jì)2 3喂料部分設(shè)計(jì)及計(jì)算3 3.1已知原始數(shù)據(jù)3 3.2螺旋輸送設(shè)計(jì)計(jì)算3 3.3電機(jī)的選擇6 3.4輸送量校核6 3.5減速機(jī)的選擇6 3.6聯(lián)軸器的選擇7 3.7傳動軸軸承的選擇7 3.8機(jī)殼的結(jié)構(gòu)7 3.9傳動軸的設(shè)計(jì)7 3.10鏈傳動設(shè)計(jì)計(jì)算8 3.11螺旋軸的設(shè)計(jì)11 4車架部分設(shè)計(jì)及計(jì)算14 4.1車架設(shè)計(jì)14 4.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)16 4.3車輪軸設(shè)計(jì)17 4.4行走裝置設(shè)計(jì)19 4.5支撐架設(shè)計(jì)21 設(shè)計(jì)結(jié)論23 設(shè)計(jì)心得24 致謝25 參考資料26 1 1前言前言 2 輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸 送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十 分廣泛。汽車散糧裝車機(jī)是一種散糧裝車設(shè)備，也是一種輸送機(jī)械，具有可移動， 操作輕巧方便等特點(diǎn)，可以很好的完成散糧裝車任務(wù)。 散料裝汽車是散糧接收發(fā)放系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分。裝車機(jī)效率決定 著裝車發(fā)放作業(yè)的效率。研究高效的裝汽車作業(yè)散料裝車機(jī)具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià) 值。本設(shè)計(jì)的目的在于完成散糧裝車機(jī)喂料部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)容包括：查閱資料、 方案設(shè)計(jì)，撰寫方案論證報(bào)告，設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制圖紙（總裝圖、主要部裝和零件圖） ， 完成設(shè)計(jì)說明書等。通過本課題可以訓(xùn)練學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)、糧食工程、工程材料、 計(jì)算機(jī)應(yīng)用等綜合運(yùn)用能力。 裝車機(jī)的種類也很繁多，有搖臂式散糧裝車機(jī)，也有螺旋式散糧裝車機(jī)，還有 刮板式裝車機(jī)（扒谷機(jī)）。形式也較靈活，可以由幾種輸送機(jī)械的配合而組成，也 可以是專門的機(jī)械設(shè)備，但其主體一定還是輸送機(jī)械?？梢圆捎脦捷斔蜋C(jī)，刮板 輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)等輸送機(jī)械；可以是單級，也可以是多級，比如說可以先用一 個(gè)喂料機(jī)喂料，然后在將散糧通過皮帶機(jī)等輸送到散糧車上。有鑒于此，本裝車機(jī) 的基本組成為：喂料部分，輸送部分。輸送部分采用帶式輸送機(jī)，喂料部分采用雙 向螺旋式喂料。 2 2傳動方案設(shè)計(jì)傳動方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)喂料裝置結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 喂料部分傳動路線為：電機(jī)減速機(jī)聯(lián)軸器傳動軸鏈傳動螺旋喂料。 傳動軸軸承采用帶立式座外球面球軸承 UCP2 系列， 螺旋輸送軸采用帶凸臺圓形 座外球面球軸承 UCFC2 系列。電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)在一起，減速機(jī)采用行星擺線針輪 減速機(jī)，聯(lián)軸器采用彈性柱銷聯(lián)軸器，螺旋喂料采用雙向反螺旋喂料，螺旋軸采用 無縫鋼管制成，兩頭各焊接一個(gè)軸頭。 3 圖 1 喂料部分 3 3喂料部分設(shè)計(jì)喂料部分設(shè)計(jì)及及計(jì)算計(jì)算 3.13.1已知原始數(shù)據(jù)已知原始數(shù)據(jù) 本次設(shè)計(jì)裝車機(jī)主要原始數(shù)據(jù)如表 1 所示。 表 1 已知工藝參數(shù)表 3.23.2螺旋輸送設(shè)計(jì)計(jì)算螺旋輸送設(shè)計(jì)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)采用雙向反螺旋式喂料，如圖 1 所示。 表 2 各種散拉物料的特性系數(shù) 規(guī)格型號 ZCJ100 輸送物料散糧 裝車能力 Q（t/h） 100 物料密度 0（t/m3）0.75 4 物料名稱推薦填充系數(shù)A 值 小麥0.300.4075 大豆0.200.3045 稻谷0.300.4060 表 3 傾斜修正系數(shù) 輸送機(jī)的傾斜角度（0）05101520 修正系數(shù)010.90.80.70.65 K1值 葉片形式滿面式齒式帶式漿式 K11.00.80.70.5 (1) 確定螺旋直徑 D 本螺旋體采用滿面式螺旋葉片，水平輸送。由于雙向螺旋雙向喂料，故而將其 輸送量折合為 75t/h 計(jì)算，取 b=s/D 為 0.9。查表 2 得 A 為 75，為 0.5，查表 3 得0為 1.0，K1為 1.0。 將上述數(shù)據(jù)帶入公式得螺旋直徑 式 （3-1） 取 D=300mm，s=0.9D=270mm，螺旋軸徑 d=0.2D=60mm。 式中，Q輸送量（t/h）； bs/D 比值； A物料特性系數(shù)，見表 2； 填充系數(shù)，見表 2； 物料密度（t/m 3）； 0傾斜修正系數(shù)，見表 3； mm331 110.750.5570.947 75 5 . 2 5 . 2 100 47KbA Q D 0 5 htKsnDQ/1 .751175. 064. 013827. 03 . 04747 2 100 2 K1螺旋葉片的形式對輸送量的影響系數(shù)，見表 3。 (2) 確定螺旋轉(zhuǎn)速 式 （3-2） 驗(yàn)算轉(zhuǎn)速 式 （3-3） 驗(yàn)算結(jié)果 nnmax，不滿足要求?？梢詫⑥D(zhuǎn)速降低來達(dá)到要求，取 n=138rpm。 (3)值的驗(yàn)算 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式得： 式 （3-4） (4) 校核輸送量 將驗(yàn)算后的數(shù)據(jù)帶入公式得： 式 （3-5） 驗(yàn)算結(jié)果符合要求，取 Q=75t/h。 (5) 驅(qū)動功率的計(jì)算 已知 Q=100t/h；L平=2m；H=0；取 0 =1.2；取 總 =0.9；K=1.4。將以上數(shù)據(jù)代入 公式得 式 （3-6） 式 （3-7） 式中，L平輸送機(jī)水平投影長度（m）； H傾斜輸送時(shí)物料提升高度（m）； 0 物料的總阻力系數(shù)，對于谷物、油料及其加工產(chǎn)品， 0 =1.21.3； K功率儲備系數(shù)，一般為 1.21.4； 總 傳動裝置的總效率，一般取 0.800.90。 100 2 47KsD Q n rpm175 1175. 05 . 027. 03 . 047 75 2 D A nmaxrpm138 3 . 0 75 100 2 47KsnD Q 64. 0 1175. 013827. 03 . 047 75 2 KWL Q N7 . 03 . 12 367 100 367 0 平軸 KW15. 1 85. 0 7 . 0 4 . 1 總 軸 電 N kN 6 3.33.3電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇 根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)可選電機(jī)為 Y90S-4 型，額定功率為 1.1KW，但考慮到本次設(shè) 計(jì)任務(wù)為 100t/h，而且在實(shí)際作業(yè)中有各種不可預(yù)料的因素，考慮到以上各種因 素選擇電機(jī)型號為 Y 系列 4 極 Y90L-4 電機(jī)，額定功率 1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1400rpm。 3.43.4輸送量校核輸送量校核 根據(jù)電機(jī)型號從新計(jì)算輸送量。 式 （3-8） 式 （3-9） ，滿足設(shè)計(jì)要求。 3.53.5減速機(jī)的選擇減速機(jī)的選擇 由于螺旋軸轉(zhuǎn)速較低，而且不能有很大的地方安裝減速機(jī)，故而需要減速比較 大且體積小的減速機(jī)。本次設(shè)計(jì)采用行星擺線針輪減速機(jī)。根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速和螺旋軸 轉(zhuǎn)速初步確定減速比為 2 .10 138 1400 n n i 電 減 式（3-10） 由于鏈傳動有一定的減速作用故將減速比定為i=9。減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為 式（3-11） 輸出功率為 KWPP46. 197. 05 . 1 減電減 式（3-12） 輸出軸直徑 45mm，輸出轉(zhuǎn)矩為 89.4 N.m式（3-13） 減速機(jī)型號選 ZWD4 型。將電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)，如圖 2 所示。 156 46. 1 95509550 n P T 減 min/156 9 1400 rn 減 KW N N91. 0 4 . 1 85. 05 . 1 K 總電 軸 ht N Q/139 2 . 12 91. 0367 L 367 0 平 軸 htQ/100 7 圖 2 ZWD4 型擺線針輪減速機(jī) 3.63.6聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)減速機(jī)的輸出軸徑 45mm，輸出轉(zhuǎn)矩為 89.4 N.m。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用彈 性柱銷聯(lián)軸器型號為。主動端：Z 型軸孔、C 型鍵槽、dz=45mm、 L1=84mm；從動端：J1 型軸孔、A 型鍵槽、d2=40mm、L=84mm。 3.73.7傳動軸軸承的選擇傳動軸軸承的選擇 考慮到轉(zhuǎn)速較低，且傳動軸外露的特點(diǎn)，宜采用帶座軸承。根據(jù)聯(lián)軸器輸出軸 孔直徑 40mm，傳動軸軸承選用帶立式座外球面球軸承 UCP208。 3.83.8機(jī)殼的結(jié)構(gòu)機(jī)殼的結(jié)構(gòu) 考慮到裝車機(jī)需要進(jìn)入倉內(nèi)作業(yè)，為了方便出入糧倉，加之考慮到后面輸送部 分寬度 840mm，可以將機(jī)殼加寬一點(diǎn)，取機(jī)殼左右寬度為 2058mm。 根據(jù)后面輸送部分與喂料部分的結(jié)合長度，取機(jī)殼前后長度為 519mm。 機(jī)殼上裝螺旋組件的地方開豁口，便于安裝螺旋組件，安裝完以后用鋼板焊接。 3.93.9傳動軸的設(shè)計(jì)傳動軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)聯(lián)軸器輸出軸的直徑 d2=40mm，半聯(lián)軸器長度 L=84mm，帶立式座外球面球 軸承UCP208寬度49.2mm可定該段軸徑為40mm， 長度為148mm.中間軸段軸徑為50mm， 長度根據(jù)喂料部分殼體長度可定為 460mm，下一軸段與第一軸段軸徑相同為 45mm， 長度可由鏈傳動確定，下一軸段與小鏈輪配合，軸徑定為 35mm，由小鏈輪的寬度可 定該軸段長度，其結(jié)果見鏈輪設(shè)計(jì)部分。 8440 8445 3 1 J ZC LX 8 3.103.10鏈傳動設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 3.10.1鏈傳動計(jì)算 (1) 輸入功率KWPP43. 199. 099. 046. 1 軸承聯(lián)減鏈 。式 （3-14） (2) 輸入轉(zhuǎn)速rpmnn156 減鏈 。式 （3-15） (3) 減速比為13. 1 9 2 .10 鏈 i，式 （3-16） 輸出轉(zhuǎn)速為rpmn138 13. 1 156 。式 （3-17） (4) 選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)為 Z1為 25，大鏈輪的齒數(shù)為 2813. 125 12 鏈 iZZ。式 （3-18） (5) 確定計(jì)算功率 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得工況系數(shù) KA為 1.2，主動鏈輪齒數(shù)系數(shù) KZ為 1.31，單排鏈， 計(jì)算功率為 KW28. 243. 131. 12 . 1 鏈 PKKP ZAca 式 （3-19） (6) 選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù) Pca=2.28KW 及 n1=156rpm,可選鏈型為 12A，鏈條節(jié)距為 p 為 19.05mm。 (7) 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 a0=(3050)P=(3050)19.05=700952.5mm。取 a0=710mm。相應(yīng) 的鏈長節(jié)數(shù)為 5 .106 22 2 0 2 12110 0 a pZZZZ p a Lp 式（3-20） 取 LP=107。 計(jì)算理論中心距 式 （3-21） mm ZZZZ L ZZ L p a pp 723 2 8 224 2 12 2 2121 9 實(shí)際中心距為 a=a-a=721mm，其中a=0.003a=2mm 。 (8) 計(jì)算鏈條長度 將數(shù)據(jù)帶入公式得鏈條長度 m pL L p 04. 2 1000 式 （3-22） (9) 計(jì)算鏈速，確定潤滑方式 式 （3-23） 由 V=1.24m/s 和鏈號 12A，查得應(yīng)用滴油潤滑。 (10)有效圓周力 式 （3-24） (11)作用于軸上的拉力計(jì)算 壓軸力系數(shù)為 KFp為 1.18，工況系數(shù) KA為 1.2，則作用于軸上的拉力為 FP=KFpKAFe=1.181.21169.35=1655.8N式 （3-25） 3.10.2鏈輪計(jì)算 (1) 小鏈輪計(jì)算 小鏈輪基本參數(shù)見下表 4 表 4 小鏈輪基本參數(shù)（mm） 鏈條節(jié)距p19.05 鏈條滾子外徑d111.91 鏈條內(nèi)鏈板高度h18.08 鏈條排距p122.78 鏈條內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b112.57 a) 分度圓直徑 式 （3-26） 圓整為 d1=152mm。 N v P Fe35.1169 24. 1 43. 110001000 mm Z pd99.151 25 180 sin05.19 180 sin 00 1 sm pnZ v/24. 1 100060 05.1915625 100060 11 10 b) 齒頂圓直徑 式 （3-27） 式 （3-27） 式中，d1滾子直徑。 取 da1=164mm。 c) 齒根圓直徑 式 （3-28） d) 齒高 式 （3-29） 式 （3-30） 取 ha=5mm。 式中，d1鏈條滾子外徑。 e) 輪轂厚度 根據(jù)傳動軸與鏈輪配合處軸徑 35mm 可得小鏈輪厚度為 式 （3-31） 式中，K 為常數(shù)，當(dāng) d150mm 時(shí)取 K=9.5。 f) 輪轂長度 式 （3-31） 式 （3-32） 取 L=55mm。 g) 齒寬 因 p=19.0512.7，故 bf=0.95b1=0.9512.57=12mm。式 （3-33） (2) 大鏈輪計(jì)算 mmd Z pdda92.15791.11 25 6 . 1 105.19152 6 . 1 1 1min mmdpdda9 .16391.1105.1925. 115225. 1 1max mmddd f 09.14091.11152 1 mmdpha57. 391.1105.195 . 05 . 0 1min mmdp Z ha54. 691.115 . 005.19 25 8 . 0 625. 05 . 0 8 . 0 625. 0 1max mmd d Kh k 85.1615201. 0 6 35 5 . 901. 0 6 mmhL81.4385.166 . 26 . 2 min mmhL6 .5585.163 . 33 . 3 11 基本參數(shù)和計(jì)算公式按照小鏈輪。其計(jì)算結(jié)果為：d2=170mm，da2=179mm， df2=158.23mm，齒高、齒寬同小鏈輪，輪轂厚度 h，輪轂長度 L 有鏈輪軸孔決定，結(jié) 果在螺旋軸設(shè)計(jì)計(jì)算中給出。 3.113.11螺旋軸的設(shè)計(jì)螺旋軸的設(shè)計(jì) (1) 已知數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)速 n=137rpm，輸送功率 P=0.96KW，無縫鋼管直徑為 60mm，長度為 2008mm。 (2) 選擇軸的材料和熱處理方式 根據(jù)轉(zhuǎn)速和功率可選無縫鋼管材料為 Q235-A，焊接軸頭材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理。 (3) 初估軸的最小直徑 焊接軸頭部分最小軸徑為與鏈輪配合處，此處有一個(gè)鍵槽，A 值需增加 5%，取 A=124，于是得 mm n P Ad73.23 137 95. 0 124 33 0 軸頭 。式 （3-34） 估算無縫鋼管直徑 mm n P Ad42.29 83. 01 1 137 96. 0 124 1 1 3 4 33 4 3 0 鋼管 。式 （3-35） 式中，空心軸內(nèi)外徑比值，此處=50/60=0.83。 無縫鋼管直徑 d鋼管=6029.42mm， 滿需要求。 因焊接軸頭與鏈輪配合處有一鍵槽， 故將計(jì)算得出的軸徑增大 7%得 d軸頭=25.39mm，但因軸頭部分需與鋼管焊接，根據(jù)鋼 管內(nèi)徑 50mm，初步選定 d軸頭=40mm。則鏈輪輪轂厚度為 mmd d Kh k 87.1717001. 0 6 40 5 . 901. 0 6 。式 （3-36） 輪轂長度為 式 （3-37） 式 （3-38） 取 L=58mm。 (4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) mmhL5987.173 . 33 . 3 mmhL46.4687.176 . 26 . 2 min 12 最小軸徑處根據(jù)鏈輪寬度 58mm，在軸端加裝軸端擋圈，根據(jù)軸徑 40mm，軸端擋 圈公稱直徑為 50mm，為了保證擋圈只壓在鏈輪轂上而不壓在軸端，需使軸端長度比 鏈輪寬度稍短，取其長度為 57mm，接下來一段應(yīng)與軸承配合，兩者之間應(yīng)有一個(gè)軸 肩，取其軸徑為 45mm，于此同時(shí)選定軸承采用帶凸臺圓形座外球面球軸承 UCFC209， 根據(jù)其軸套長度 50mm，且該段尾部應(yīng)有退刀槽，取其長度為 51.2mm，其中退刀槽寬 度為 1mm，接下來一段軸肩需與無縫鋼管焊接在一起，鋼管內(nèi)徑 50mm，故該段軸徑 也應(yīng)為 50mm，因無縫鋼管長度為 2008mm，左右都要安裝軸承，機(jī)殼兩端擋板距離 2058mm，擋板厚度 4mm，擋板距軸承軸套 1mm，故鋼管端部距軸肩距離為 22mm 伸入 鋼管長度為 63mm，即可定出該段長度可定為 85mm，即可滿足要求。最右端軸段也安 裝UCFC209軸承， 長度只需比軸承軸套寬度稍寬即可， 取其長度為50mm， 軸徑為45mm。 (5) 軸上零件的周向固定 鏈輪與軸的周向固定采用平鍵連接，根據(jù)配合處軸徑 40mm，查得平鍵截面 b h=128，鍵槽用鍵槽銑刀加工，根據(jù)配合軸段長度 57mm，取鍵長 L=50mm。同時(shí)為 了保證鏈輪與軸配合有良好的對中性，故選擇鏈輪輪轂與軸的配合為 H8/h7；軸承 與軸采用過渡配合 H7/js6，同時(shí)采用緊定螺釘連接也可起到一定的周向固定作用， 選緊定螺釘型號為 M810。 (6) 確定軸上圓角、倒角和退刀槽尺寸 軸端倒角 145 0，各個(gè)軸肩圓角半徑為 R1，退刀槽 10.4。 (7) 求軸上載荷 將軸當(dāng)成簡支梁，兩個(gè)軸承充當(dāng)鉸鏈，裝配鏈輪端懸臂，軸上所受載荷為鏈輪 所施加的有效拉力和壓軸力。由于左右所受軸向力相同，故軸所受軸向力相互抵消。 軸的計(jì)算簡圖見下圖 3-（a）所示。 Fe Fp (a) A BCFa Fa 13 圖 3 軸的載荷分析圖 圖中，L1=62mm，L2=2088mm。 水平支反力為 FH1，F(xiàn)H2。見圖 3-b。 Fe FH1 FH2 (b) A B C MH 72500N.mm (c) A B C Fp Fv1 Fv2 (d) C A B 102667N.mm MV(e) A B C M 125685N.mm (f)A B C T 66920N.mm (g) A B C 14 式 （3-39） 式 （3-40） 垂直面支反力為 FV1，F(xiàn)V2。見圖 3-d 式 （3-41） 式 （3-42） (8) 繪彎矩圖 水平彎矩圖 MH見圖 3-c，最大彎矩為 B 點(diǎn)彎矩。MHB=72500 N.mm。 垂直彎矩圖 MV見圖 3-e，最大彎矩為 B 點(diǎn)彎矩。MVB=102667 N.mm。 總彎矩圖 M 見圖 3-f，最大彎矩為 B 點(diǎn)彎矩。 22 22 10266772500 VBHBB MMM125685 N.mm。式 （3-43） (9) 繪扭矩圖 整個(gè)軸長范圍內(nèi)僅受鏈輪處扭矩，其值為： T=9550000P/n=95500000.91/137=66920 N.mm。式 （3-44） 扭矩圖見圖 3-g。 (10)校核軸的強(qiáng)度 從上面的分析可以知道軸上的危險(xiǎn)截面為 B 處，故需校核 B 處強(qiáng)度。按第三強(qiáng) 度理論計(jì)算應(yīng)力。軸上所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： MPa W TM ca 6 .14 451 . 0 669206 . 0125685 3 2 2 2 2 。式 （3-45） 前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，查得-1=60MPa。因此ca-1，故 安全。 4 4車架部分設(shè)計(jì)及計(jì)算車架部分設(shè)計(jì)及計(jì)算 4.14.1車架設(shè)計(jì)車架設(shè)計(jì) 由于本次設(shè)計(jì)的裝車機(jī)質(zhì)量不大，且其行駛速度不能太高，大約為人的步行速 度，故其行駛速度設(shè)計(jì)為 1m/s。車架采用較簡單型鋼焊接鋼結(jié)構(gòu)。見下圖 4 所示。 NFFF N L LF F HeH e H 12047 .3435.1169 7 .34 2088 6235.1169 2 1 12 1 NFFF N L LF F PVV P V 17058 .166517.49 17.49 2088 628 .1655 2 1 12 1 15 圖 4 車架焊接組件 1-縱梁；2-中間橫梁；3-減速機(jī)座底板；4-端部橫梁 中間橫梁2用工字鋼， h=100， b=80。 兩端橫梁3和兩邊縱梁1采用槽鋼， h=100mm， b=60mm。將槽朝外，工字鋼焊接在槽鋼的背面。 車架要與下面的車輪相連接，由于焊接組件底部距離車輪軸較近，且裝車機(jī)工 作頻率不太大，工作環(huán)境路面良好，故只在兩邊的槽鋼下面焊接有兩塊鋼板，不必 采用鋼板彈簧將鋼板直接焊接在車輪軸上。 車架的總體長度為 2000mm，總寬度為 840mm，這兩個(gè)值是由輸送部分決定的。 為使車架受力均勻，將中間設(shè)計(jì)兩個(gè)橫梁，且最左端中間橫梁（第一橫梁）2 距離 左端部橫梁（前橫梁）距離為 590mm，跨過一段距離后在加一根比較小的橫梁，稱 為副橫梁（第二橫梁）。這兩根橫梁之間焊接一塊厚 20mm 的正方形鋼板用來作為減 速機(jī)座底板。兩根橫梁之間的距離是由減速機(jī)座寬度決定的，其值將在行走裝置設(shè) 計(jì)中給出。 右端中間橫梁 （第三橫梁） 距離右端端部橫梁 （后橫梁） 距離可定為 529mm。 由于車架中間部分受力最大，這也是中間加裝副橫梁的原因之一，所以使得兩個(gè)中 間橫梁距離兩端端部橫梁的距離不一致。 16 4.24.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)組成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 5 所示。圖 5 為俯視圖。 圖 5 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1-方向盤；2-轉(zhuǎn)向器；3-轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)；4-轉(zhuǎn)向拉桿；5-轉(zhuǎn)向橫拉桿；6-轉(zhuǎn)向節(jié)；7-車輪 其中 2 轉(zhuǎn)向器采用齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器， 轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 3 為直徑為 30mm 的 Z 字形 的桿件，轉(zhuǎn)向橫拉桿為直徑 20mm 的桿件，兩端焊接有接頭與轉(zhuǎn)向拉桿用帶孔螺栓連 接。轉(zhuǎn)向節(jié) 6 是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要部分，見圖 6 所示。轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪前軸的連接如圖 7 所示。兩車輪之間的距離根據(jù)車架總寬度定為 1110mm，左右都留出 84mm 來安裝轉(zhuǎn) 向節(jié)。 17 圖 6 轉(zhuǎn)向節(jié) 圖 7 轉(zhuǎn)向節(jié)與車輪的連接 1-轉(zhuǎn)向橫拉桿；2-帶孔螺栓 M1460；3-轉(zhuǎn)向操縱桿；4-轉(zhuǎn)向拉桿；5-前梁；6-主銷；7-封蓋； 8-螺栓 M625；9-轉(zhuǎn)向節(jié) 前梁端部制有主銷孔， 與轉(zhuǎn)向節(jié)的上下主銷轉(zhuǎn)向節(jié) 9 與前梁 5 通過主銷 6 連接， 主銷兩端有封蓋 7 通過螺栓 8 連接。轉(zhuǎn)向節(jié)下耳上有凸緣，轉(zhuǎn)向拉桿 4 通過球頭銷 與凸緣連接，從而使轉(zhuǎn)向拉桿拉動轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)動。在拉桿上也制有凸緣，凸緣與轉(zhuǎn)向 橫拉桿通過帶孔螺栓連接，從而使拉桿拉動左車輪的同時(shí)也拉動轉(zhuǎn)向橫拉桿帶動右 車輪轉(zhuǎn)動。 4.34.3車輪軸設(shè)計(jì)車輪軸設(shè)計(jì) 4.3.1前輪軸設(shè)計(jì) 前輪軸需與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，故在前輪軸兩端制成與轉(zhuǎn)向節(jié)配合使用的拳部，并且 要有一定的傾角來滿需車輪主銷內(nèi)傾角，主銷內(nèi)傾角設(shè)為 6 0然后再將前梁過度到水 平圓形軸段。由于機(jī)器整體重量不大，將水平軸端直徑設(shè)計(jì)為 60mm。 根據(jù)前述左 右車輪距離 1110mm 轉(zhuǎn)向節(jié)尺寸可得前梁總長度為 945mm，其中中間水平段長度為 569mm，兩端向內(nèi)傾斜 6 0。結(jié)構(gòu)如圖 8 所示。 18 圖 8 前輪軸 4.3.2后輪軸設(shè)計(jì) 后輪軸是驅(qū)動軸， 上面安裝有驅(qū)動裝置。 根據(jù)前輪軸設(shè)計(jì)， 后輪軸軸徑也為60mm。 但后輪軸需要軸殼用來和車架連接，即所謂的橋殼。取橋殼外徑為 90mm，橋殼用厚 度為 5mm 的鋼管制成，則內(nèi)徑為 80mm，后軸與橋殼內(nèi)壁距離為 10mm。后軸總長度有 兩車輪距離決定。后軸橋殼需伸進(jìn)車輪輪轂里面，用一對圓錐滾子軸承和端部凸緣 與輪轂相接。由于中間需加裝行走鏈輪，故橋殼需要易于拆卸。故將橋殼制成左右 兩半，根據(jù)行走鏈輪在軸上的位置來確定左右橋殼的長度。橋殼通過其端部凸緣與 一對帶菱形座外球面球軸承 UCFLU212 連接， 軸承軸套一端頂住鏈輪作為鏈輪的軸向 固定，鏈輪的周向固定采用鍵連接，選用。其結(jié)構(gòu)如圖 9 所示。 圖 9 后軸、鏈輪、軸承、橋殼的裝配關(guān)系 1-橋殼；2-螺栓；3-UCFLU212 軸承；4-行走鏈輪；5-后軸； 19 4.44.4行走裝置設(shè)計(jì)行走裝置設(shè)計(jì) 4.4.1驅(qū)動裝置設(shè)計(jì) 驅(qū)動裝置同樣采用喂料部分的直聯(lián)電機(jī)型擺線針輪減速機(jī)，電機(jī)同樣采用 Y90L-4，額定功率 1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速 1400rpm。減速機(jī)型號為 ZWD-4，傳動效率取 =0.97。 4.4.2傳動裝置設(shè)計(jì) (1) 輸入功率 P鏈 裝車機(jī)速度不能太快，約為人的步行速度為宜，取其速度為 V=1m/s。因速度較 低，故行走裝置采用鏈傳動，則鏈傳動輸入功率為 KW46. 197. 05 . 1P 鏈 P。式 （4-1） (2) 鏈輪轉(zhuǎn)速 前輪直徑取 400mm。則后軸轉(zhuǎn)速及從動鏈輪轉(zhuǎn)速為： rpmn48 4 . 014. 3 601 2 式 （4-2） 傳動比取 i=1.5，則主動鏈輪轉(zhuǎn)速為 rpminn72485 . 1 21 式（4-3） (3) 選擇鏈輪齒數(shù) 選擇小鏈輪齒數(shù)為 Z1=19，則大鏈輪齒數(shù)為 Z2= i Z1=191.5=28。式 （4-4） (4) 確定計(jì)算功率 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得工況系數(shù) KA為 1.2，齒數(shù)系數(shù) KZ為 1.31，單排鏈，則計(jì)算功 率為 Pca=KAKZP鏈=1.21.311.46=2.3KW。式 （4-5） (5) 選擇鏈條型號和節(jié)距 根據(jù) Pca=2.3KW 及 n1=72rpm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，可選鏈型為 16A。其節(jié)距為 p=25.4mm。 (6) 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 20 初選中心距 a0=(3050)P=(3050)25.4=7621270mm。取 a0=913mm。相應(yīng)的 鏈長節(jié)數(shù)為 53.113 22 2 0 2 21210 0 a pZZZZ p a Lp 。式 （4-6） 取鏈長節(jié)數(shù) Lp=104。 (7) 計(jì)算鏈條長度 將數(shù)據(jù)帶入公式得鏈條長度為 m pL L p 64. 2 1000 式 （4-7） (8) 計(jì)算鏈速，確定潤滑方式 式 （4-8） 由 V=0.58m/s 和鏈號 16A，查得應(yīng)用定期人工潤滑方式潤滑。 (9) 計(jì)算有效圓周力 式 （4-9） (10)計(jì)算作用于軸上的拉力 查得壓軸力系數(shù)為 KFP為 1.18，工況系數(shù) KA為 1.2，則作用于軸上的拉力為 FP=KFPKAFe=1.181.22517.24=3564.41N。式 （4-10） 4.4.3鏈輪計(jì)算 (1) 小鏈輪計(jì)算 小鏈輪已知參數(shù)如下表 5 表 5 小鏈輪參數(shù)（mm） 鏈條節(jié)距p25.4 鏈條滾子外徑d115.88 鏈條內(nèi)鏈板高度h18.54 鏈條排距p129.29 鏈條內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b115.75 sm pZn v/58. 0 100060 4 .251972 100060 11 N v P Fe24.2517 58. 0 46. 1 10001000 21 計(jì)算公式同喂料部分，這里就不在一一詳細(xì)表述，只列出最終結(jié)果如下表 6 表 6 小鏈輪計(jì)算參數(shù)（mm） ddadfhahLbf518.57515 (2) 大鏈輪計(jì)算 大鏈輪基本參數(shù)參數(shù)同小鏈輪，其計(jì)算結(jié)果如表 7 所示。 表 7大鏈輪計(jì)算參數(shù)（mm） ddadfhahLbf 227239211143010015 行走裝置的結(jié)構(gòu)如圖 10 所示 圖 10 行走裝置 4.54.5支撐架設(shè)計(jì)支撐架設(shè)計(jì) 支撐架是支撐輸送部分的結(jié)構(gòu)，其高度應(yīng)有輸送部分傾斜角度而定。本此設(shè)計(jì) 中支撐架的結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。 支撐架上面有 50mm 寬的窩邊，以便與輸送部分殼體相連，下部焊接在車架上。 在車架的右邊焊接有座板 2，可供人坐在上面控制裝車機(jī)的操作。座板 2 下面有兩 根角鋼 3 焊接支撐。其中寬度 B=300mm，高度 H1 和 H2 由輸送部分的傾斜角度和支 22 撐位置決定。座板 2 時(shí)候厚度為 4mm 的鋼板焊接在一起的邊長 300mm 的中空板件。 圖 11 支撐架 1-支撐架；2-座板；3-座板支架；4-窩邊 在支撐架的前邊（H1 邊）需要加裝液壓缸，用來舉升喂料部分，后邊（H2 邊） 需要安裝輸送部分驅(qū)動電機(jī)。 H1H2 B 23 設(shè)計(jì)結(jié)論設(shè)計(jì)結(jié)論 在本裝車機(jī)設(shè)計(jì)中我負(fù)責(zé)喂料部分和車架的設(shè)計(jì)。 在喂料部分中，我做了如下工作： 喂料部分的整體和各個(gè)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 各種標(biāo)準(zhǔn)件的選擇； 傳動路線的確定； 傳動軸的設(shè)計(jì)； 鏈傳動的設(shè)計(jì)； 螺旋喂料的設(shè)計(jì)計(jì)算； 螺旋軸的校核。 在車架部分我做了如下工作： 車架焊接組件的設(shè)計(jì)； 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)；車 輪軸的設(shè)計(jì)，后輪軸與車架焊接組件的連接； 行走裝置的設(shè)計(jì)； 支撐架的設(shè) 計(jì)。 相比于以往的裝車機(jī)，本次設(shè)計(jì)的裝車機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊，直接將兩種輸送機(jī)械 結(jié)合在一起，避免了用不同的輸送機(jī)搭配組成裝車機(jī)所帶來的一些麻煩，而且螺旋 軸采用帶座軸承，拆裝方便 。操作更加方便，設(shè)計(jì)有控制臺，可以直接按控制臺上 的按鈕就可以實(shí)現(xiàn)裝車機(jī)的行走，喂料部分的舉升等操作，可移動性好。如果適當(dāng) 增加螺旋喂料參數(shù)就可提高輸送量 24 設(shè)計(jì)心得設(shè)計(jì)心得 通過這幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對畢業(yè)設(shè)計(jì)有了新的概念認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅 僅是一次設(shè)計(jì)而已，它更是一次練兵，是我們走出校園，走向工作崗位的一次實(shí)戰(zhàn) 演練。通過幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使我們將大學(xué)四年里學(xué)到的東西得到應(yīng)用，不然 我們就只是紙上談兵了，我們以后在工作崗位中要用到的東西是我們好多在學(xué)校學(xué) 不到的東西，這最后一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)正是我們學(xué)這些我們學(xué)不到的東西的一個(gè)好機(jī) 會。 我接到畢業(yè)設(shè)計(jì)課題之后我們就開收集有關(guān)該課題的資料，老師也帶我們?nèi)ゼZ 庫進(jìn)行了兩次實(shí)地考察，使我們在腦子中想象的設(shè)備變成了現(xiàn)實(shí)中實(shí)物，這對我們 的畢業(yè)設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。我們可以借鑒我們看到的設(shè)備來獲得一些信息， 當(dāng)然我們不能照抄。在確定了結(jié)構(gòu)以后我們就要著手繪制圖紙了，這個(gè)階段是最累 人的階段，因?yàn)槲覀円呀?jīng)好久沒有接觸過 CAD 了。CAD 是我們大一時(shí)候?qū)W習(xí)的軟件， 到現(xiàn)在已經(jīng)大概 3 年沒有接觸過了。所以我們還得從頭把 CAD“撿”回來。繪圖也 不是一個(gè)簡單的事情。我早上都是 7 點(diǎn)就起來坐在電腦前面開始畫圖了，到晚上寢 室熄燈了我才睡覺，晚上睡覺有時(shí)候做夢都夢見我在畫圖。在畫圖的那段日子里真 不好受啊。圖大概花了一個(gè)月的時(shí)間來畫，畫好了之后我就該寫設(shè)計(jì)說明書了。由 于我們做的設(shè)計(jì)是我們學(xué)校以前沒有做過的東西，所以我們花的時(shí)間比較多，設(shè)計(jì) 說明書花了一個(gè)多星期的時(shí)間來完成。 總之畢業(yè)設(shè)計(jì)不是一件簡單的事情，如果認(rèn)真的做的話能學(xué)到好多東西，不論 是專業(yè)的知識還是通用的基本知識我們都能學(xué)到好多，比如說 WORD，都說自己的 WORD 很好，其實(shí)一點(diǎn)也不好，WORD 的好多功能我們都不知道，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我 學(xué)了好多以前我不知道的 WORD 功能。我們這次是兩個(gè)人合作做一個(gè)設(shè)