卧倒式闸门启闭机结构设计含13张CAD图
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摘 要这篇论文会对卧倒式闸门启闭机进行一个全面的简单概述。在讲述他运行工作的理念之后,再进行重要的具体情况分析。并且我们还需要与国外卧倒式闸门启闭机发展进行简要的对比,做到师夷长技以制夷的发展理念。在综合国内外发展情况之后,我们会对这篇课题卧倒式闸门启闭机的装置作出全面的设计概念。在这篇论文当中,卧倒式闸门启闭机的设计构造与方案,还有这个装置的参数以及强度分析都会得到充分的检验,卧倒式闸门启闭机的每个尺寸以及它的构造都会得到更好的确认以及完善。关键词:闸门 启闭机 机构 三维设计ABSTRACTThis paper will give a comprehensive overview of the horizontal gate hoist.After explaining the concept of his operation work, the important concrete case analysis is carried out.In addition, we also need to briefly compare the development of horizontal gate hoist with that of foreign countries, so as to achieve the development concept of learning from foreign countries and controlling foreign countries.After synthesizing the development situation at home and abroad, we will make a comprehensive design concept for the device of this subject.In this paper, the design structure and scheme of the horizontal gate hoist, as well as the parameters and strength analysis of the device will be fully examined, and each size of the horizontal gate hoist and its structure will be better confirmed and improved.Keywords: Gate Hoist Agencies 3D design 目 录绪 论1第一章 课题概述21.1 课题的提出和意义21.2 国内外研究现状21.2.1 国内卧倒式闸门启闭机的研究制造状况21.2.2 国外卧倒式闸门启闭机的研制状况31.3 卧倒式闸门启闭机的发展前景31.4 研究目标4第二章 总体方案的设计52.1 卧倒式闸门启闭机的工作原理52.2 卧倒式闸门启闭机的组成52.3 卧倒式闸门启闭机的特点5第三章 卧倒式闸门启闭机的部件设计63.1 卧倒式闸门启闭机铰支座的设计63.2 卧倒式闸门启闭机铰支座材料的设计63.4 减速机设计73.5 侧封板的设计83.6 接头的设计尺寸83.7 闷板的设计93.8 轴承座的设计93.9 上板的设计103.10 卧倒式闸门启闭机的三维安装配备10第四章 传输动力装置的设计124.1 主轴设计124.1.1 轴的设计计算124.2.2 轴的最小直径设计计算124.2.2 轴的强度校核计算134.2 轴承的设计选择174.2.1 轴承的受力分析184.2.2 轴承寿命计算184.3 键连接强度的计算194.4 选择齿轮的材料和热处理194.5 直接接触齿的设计204.6 齿轮各参数设计计算214.7 齿根弯曲疲劳强度计算224.8 链条的设计计算234.9 链轮的设计计算27结 论29参考文献30致 谢31II绪 论由于快速发展的时间仍然比国外差了很多年,所以我们还是需要加快脚步来进行追逐。本次设计课题是卧倒式闸门启闭机,我们设计此次课题的目的是为了能够了解启闭机的运行工作原理,如果觉得上启闭机在工作上略有不足的情况的话,我们便应该充分发挥自己大学四年所学的机械知识,来进行改进以及完善,从而来达到我们所追求的尽善尽美。时代在进步,科技在发展。机械行业的发展也是一个国家综合国力的展现,因此从改革开放以来,我国对机械行业的研究可以说是夜以继日,前赴后继,科学家们兢兢业业就是为了能够让我们国家的机械水平站在世界的前端,如今不管是我国的自动化技术还是机械工业都已经位列世界前三,虽然现在有如此傲人的成绩,但是我国机械行业的技术型人才依旧不敢怠慢,传承着先辈们的精神与毅力,对此我相信在未来的一天,我国的机械化技术将会站在世界的顶端,让他们感叹我们的技术,向我们学习。第一章 课题概述1.1 课题的提出和意义在机械行业的运用与发展当中,机械装置的设计以及装置的生产制造是机械设计制造当中的两大部分。他们两个环节在机械行业的发展当中是不容小觑的存在,由此得知他们之间的重要性也是一样的。如若在生产的国产当中有一个环节的操作违反了相应的规范,或者质量不能够达到相应的要求,那么最后的结果就是使得成品的效果大打折扣。机械行业的发展的时间已经非常久了,对于它的设计一直是机械工程师研究的方向。目前机械制造行业的规模越来越大,机械设计所涉及到的领域也越来越广,因此机械行业的发展趋势也是非常巨大的1。机械制造是业包含很多的行业,在机械生产的过程中经常可以看到机械制造的使用。这个行业就是一个国家的发展兴衰的象征,同时也是牵动着我们的国计民生。虽然我国对于机械制造是有一定的重视和使用,也因为发展的时间太短,跟发展国家的领先技术相比的话,有很大的距离。相对于国家来说,机械制造对国家的重要性不用说也能知道;更何况对一个企业来说,一个企业在市场经济占据市场的比例也就决定了这个企业的机械制造水平。所以由此可知企业只有不断的把机械制造的水平提高,这样才能保证在市场竞争下能够处在一个很好的地位。对于一个国家而言,水利机械制造水平,是决定国家经济的强盛与否,既可以用下面的这几个方面来进行充分的说明:1.社会的发展程度高低被生产的技术水平所决定;2.科学技术的发展水平是直接为制造业服务;3.一切的机械支柱就是当前的制造技术;4.国家强盛的标志。我们在未来的发展当中还是需要最大力度的发展机械行业。因为在这个不断变化的社会当中,研发永远是科技进步的垫脚石。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内卧倒式闸门启闭机的研究制造状况对于现代的机械制造而言,需要具备功能多,质量要求过关,可靠性要高,消耗的能量低等特点才能够称之为有意义的机械设计,所以我们在设计卧倒式闸门启闭机的时候都应该围绕这些特点来设计,尽可能的让这些设计符合上述的几个特点。机电的一体化发展是实现科技进步的一项大指标,基本上机械设计师们都知道机械工业发展唯一一条出路就是机械自动化设计,这样所带来的便利是空前的2。1.2.2 国外卧倒式闸门启闭机的研制状况在几十年前,对卧倒式闸门启闭机的应用正是如日中天的时候,但是现在机械技术生产的卧倒式闸门启闭机要比以前的性能好太多,并且在与时俱进的现在,社会快速的发展,对于卧倒式闸门启闭机的应用需求也越来越高,因此智能化的卧倒式闸门启闭机设备就此诞生。智能化的卧倒式闸门启闭机能够在满足人们基本需求的同时还不会为人们带来困扰。机械智能化产业所涉及到的知识领域非常的广泛,所以他所有的性能都非常的强。目前世界上的发达国家以及发展中国家都在发展智能化这一项技术,这样才能够让自身的实力得到提升。卧倒式闸门启闭机的研究早在20世纪末就已经在美国开始研发了,世界上第一台卧倒式闸门启闭机的生产地点就在美国的加利福尼亚。在1960年到1970年之间,美国政府只是钻研卧倒式闸门启闭机技术的提升,并没有预想到卧倒式闸门启闭机未来的巨大潜力,这种情况的主要原因还是当时卧倒式闸门启闭机的技术才开始发展,应用不是很成熟,在实际的使用当中不能够满足人们的日常需求,并且当时卧倒式闸门启闭机的价格也非常的昂贵,让许多人以及企业望而却步,驻足感叹,但是随着技术的进步以及应用的成熟,卧倒式闸门启闭机逐渐大众化,到2000年之后,其性能的进步比起最开始先信号已经有了质的飞跃。在日本卧倒式闸门启闭机的发展与进步也从未停滞,在1960年到1970年之间,卧倒式闸门启闭机的雏形才开始出现,之后的几十年更新换代的速度非常的快,在20世纪70年代期间,日本的卧倒式闸门启闭机已经停止从国外进口,开始了自己的研究生涯,之后的几年里,日本的工程师都在研究如何使得机械智能技术与卧倒式闸门启闭机相融合,并且能告诉生产化,达到利益最大值。也正是日本机械工程师夜以继日的辛苦研发,日本卧倒式闸门启闭机的发展呈现了飞速增长的状态,智能化技术的进步也弥补了日本劳动力不足的缺点,因此发展此技术的重要性对日本这一国家来说可见一斑。智能化技术在日本的普遍运用,让日本机械工业的生产水平得到了质的提升,产品的质量也提升很大,相应的也减少了卧倒式闸门启闭机的生产成本,让卧倒式闸门启闭机的能够迅速大量的占据市场3。1.3 卧倒式闸门启闭机的发展前景卧倒式闸门启闭机大多数都基于制造业的产品,卧倒式闸门启闭机的技术是国家发展工业制造也的一个非常重要的必经之路,这样可以对生产各种产品有极大的帮助。致使整个产业链能够使得市场上更新的更快大大缩短生产周期,以及大大加强了市场激烈的竞争程度。近十年来,卧倒式闸门启闭机产品的研发成本一直较低。象征了我们国家国外的先进卧倒式闸门启闭机的一个技术水准的始终是持续发展的,主要体现在下述的几个层面:(1)传统的高技术数控集成应用是这项技术的一个突破。与传统的机械加工过程相比,这个工艺相对来讲既可以减去生产的周期,同时可以降低一些不必要的成本是一种非常有效的提高经济效益的技术,并取得了良好的成(2)卧倒式闸门启闭机的标准化程度高。推动标准键的发展,可以对提高生产效率有极大的帮助,同时还可以提高生产的质量和生产的规模以及充分减小生产的工作周期时间降低生产的成本等作用。所以卧倒式闸门启闭机的发达国家标准化的程度大约在80%,卧倒式闸门启闭机的企业标准化的规模是比较低在大约35%。卧倒式闸门启闭机的发展迅速敏捷的制造系统。1.4 研究目标(1)能够加深独立的工作素养的能力。(2)建立创新思维,明确设计思路,培养学生学习规范、懂得工程制造过程中的一般操作方法。(3)树立正确的设计思想,学习识别技术文档,国家标准,其他文档。开发学生的使用图册参考书为创建数据处理的能力。(4)从工人和工程师的角度,面向现实,面向生产,工作,树立扎实的工作作风,学会如何工作,培养学生进行研究和学习的兴趣。第二章 总体方案的设计2.1 卧倒式闸门启闭机的工作原理它的工作原理为:电动机通过联轴节与减速器的高速轴相连。机构工作时,减速器的低速轴带动卷筒,将钢丝绳卷入或放出,经过滑轮系统,使吊钩实现上升或下降。机构停止工作时,制动器使吊钩悬吊在空中,吊钩的升降靠电动机改变转向来达到4。图2.1 卧倒式闸门启闭机的机构图2.2 卧倒式闸门启闭机的组成卧倒式闸门启闭机的主要有侧封板、底水封、垫板、铰支座、接头和上板等组成。2.3 卧倒式闸门启闭机的特点1、启闭机操作的不是自由悬挂的重物,而是沿着闸门槽上下移动或饶着支铰旋转的闸门。2、动水中启动闸门的启闭机,载荷的大小还与闸门开度而变化的动水压力有关。3、特别是大跨度的闸门,需要双吊点启闭,一定要保持双吊点同步。第三章 卧倒式闸门启闭机的部件设计基本的参考数据是卧倒式闸门启闭机的基本技术数据,它是按照卧倒式闸门启闭机的使用以及构造种类规定的。它反映出了卧倒式闸门启闭机的工作能力以及特点,基本上决定了卧倒式闸门启闭机的轮廓尺寸大小以及主体总质量等。3.1 卧倒式闸门启闭机铰支座的设计铰支座由660*870*360的45#板焊接而成,负责卧倒式闸门启闭机整个部件的放置5。图3.1 铰支座(铰支座的长度)的数值为660mm(使用的是长度取整焊接的方式,不仅成本价格低廉,加工起来也简单方便);(支架的高度)的数值为870mm(铰支座不能够太高,不然会对内部安装各种部件产生影响,操作起来也是非常的不方便);(铰支座的宽度)的数值为360mm(要经济实惠,不能够太宽);铰支座的材料选择使用的是45钢,这样才能够符合本次是设计的条件。3.2 卧倒式闸门启闭机铰支座材料的设计铰支座采用钢结构。与其它结构钢框架结构进行比较,有下面几个优点:1.安全性能以及可靠性能比较好;2.钢结构的强度非常结实,重量轻;3.钢材具塑性和韧性较为良好;4.使钢结构更容易,施工周期更短;5.钢结构密封性好;6.钢材不会轻易被腐蚀。3.4 减速机设计传动方案的对比分析及优选选择传动形式由发动机输入轴转速n入=940r/min,n出=28.42r/min则总传动比i=n入/n出=940/28.42=33.03按照这个传动的比例,查机械简要设计手册能够选择使用二级展开式圆柱齿轮减速器,如图所示,它传动比的范围是i=860。图3.2 二级展开式圆柱齿轮减速器运动简图此外,我们可以查渐开线齿轮行星传动的设计与制造表1-1,选择NGWN型齿轮减速器,其传动简图如图所示。其中c、d为行星轮,a、b、e为太阳轮,其传动比范围i=20100。图3.3 行星齿轮减速器传动简图两种传动方案对比分析及优选二级圆柱齿轮减速器结构的优点:它的构造比较简单。只适合用于载荷比较平衡的场合。n3.5 侧封板的设计侧封板的尺寸pm图3.4 侧封板立体图(1)侧封板尺寸m(侧封板宽)=取整=100mm;n(侧封板长)=100mmP(侧封板高)=21mm中间尺寸O(中间尺寸)=水平位移长度+活动间隙=633mm+2m=635mmq 1p 13.6 接头的设计尺寸wr图3.5 接头设计尺寸p1(接头的长)=水平位移长度+活动间隙=209mm+2mm=211mmq1(接头宽)=承载轴端面+活动间隙=99mm+1mm=100mmr(接头中间孔径)=110mmw(接头高度)=261m3.7 闷板的设计d(1)闷板尺寸:tsh图3.6 焖板设计尺寸h(闷板长)=580mm,d(闷板宽)=580mmt(闷板高)=10mm,s(闷板孔径)=12mm固定阀材料:304钢。3.8 轴承座的设计pm 图3.7轴承座的设计尺寸轴承座尺寸:m(高)=取整=345mm;n(长)=550mm;P(宽)=150mm材料:45钢。3.9 上板的设计npm图3.8 上板横截面尺寸上板尺寸:m(长)=取整=11300mmn(高)=315mmP(宽)=1358mm3.10 卧倒式闸门启闭机的三维安装配备 通常的情况之下,在三维造型的软件当中,安装配备组件的方式方法有两种。第一种是首先完全设计组件中的配件,然后把组件添加到组件当中进行安安装配备备,在工程的应用当中,这种类型的安装配备称为自下而上安装配备。安装模块能够把组件快速组合到产品当中,在安装配备的上下文中来创建新的零件模型,并且生成详细的列表。在组装的过程当中,对于组装以及配对的设计能够参照其他组件来进行,通过组装模型能够进行诸如空隙解析以及重量质量管理等操作。生成安装配备的模型之后,能够创建分解视图并将其导入到图形中7。在三维建模软件中,主要包括重合,平行,垂直,切线,同轴,锁定,距离,角度等性能来进行合作,根据具体的匹配要求,选择确定不同的配合来完成机器的组装, 并使它变成一个组件。安装配备的界面如下图所示。按照这个卧倒式闸门启闭机的方案而言,它安装配备的每一个零部件都非常的配合,以及面与面之间的重合,所以只要用到同轴心配合及重合两种安装配备的方法8。下面将以安装配备配合进行介绍。首先在三维造型软件里面建立安安装配备备体的组装页面。然后打开安装配备体文件夹,接着它的具体操作的过程如下图3.10所展示:图3.9 装配体点击新建按钮,以文件夹的形式来进行选取,包含了零部件以及按钮,然后选取安装配备体的文件,接着打开安装配备体的页面。在装配的过程当中,同心、重合、距离等命令需要经常使用,所以对它们设置快捷键必不可少。需要使用3D软件当中的渲染功能来渲染本次设计的产品。渲染具体效果详情见下图9。图3.10 卧倒式闸门启闭机三维渲染效果图第四章 传输动力装置的设计传输动力装置是将动力传递给工作设备,是卧倒式闸门启闭机的最为重要的组成部分。保持准确的传输动力比,稳定可靠,工作效率高,是选择使用传输动力种类的重要标准10。4.1 主轴设计转轴是机械轴当中普遍存在的形式,弯曲应力和扭转切应力会一起作用在他上面,并且都是交变应力。疲劳断裂是轴主要的失效形式,主要原因就是承受了交变应力。所以在选择轴的材质时,一定要选择疲劳强度高并且应力集中的材质。轴承在轴组件当中有着重要的作用,轴组件的工作性能都跟它的类别、结构形式、配饰好坏、精度、润滑方式以及冷却方式有着不可磨灭的联系11。4.1.1 轴的设计计算轴的转速:已知:电动机转速, 卧倒式闸门启闭机主轴转速,传动比轴的输入功率:电动机:风力发电机主轴:电动机与主轴的传递机械效率,带传动轴转矩:电动机转矩:风力发电机主轴:4.2.2 轴的最小直径设计计算整个轴为悬臂梁,受到弯扭合成。但是此处弯矩的影响相对较小,故采取主要按照扭转强度的条件计算,且同时适当降低许用扭转切应力的数值加以弥补12。选材:45钢,调质处理,,结构设计:由机械设计确定轴的最小直径:其中:许用切应力,由表16.2,此处取30MPa轴传递功率,主轴转速,系数,由上式可得:。4.2.2 轴的强度校核计算我们需要使用一些力的依据来对主轴进行校核,并画出其受力分析。1轴的材料:45号钢,调质处理.其机械特性查得:,由上述得:;大齿轮低速轴轴径为所以圆周力Ft、径向力Fr的方向如下图所示:3轴承的支反力1)水平面支反力图2) 垂直方向上的支反力:3)画弯矩图:a、水平弯矩图b、垂直弯矩图4)合成弯矩图5)画扭矩图6)画计算弯矩图应单向回转,视扭矩为脉动循环则截面C处的当量弯矩为7)根据弯矩扭矩的合力来校核轴根据截面C的当量弯矩最大,所以校核该截面的强度对于实心轴来说:所以轴与本次设计的条件相匹配。由于活动齿盘的布置形式是对称布置的,所以它们之间产生的离心力能够相互抵消,因此能够不对它进行计算。对于动齿盘作用力的计算来说,能够通过公式来进行计算G=mg (4.1)其中:动齿盘的重力钢板质量,动齿盘重量:带轮的作用力由前面计算得:安装位子处于转动轴的斜向左下方,所以主轴的受力分解为铅垂面以及水平面,如下两图:(a)垂直面(xz平面)受力如下图(4.1)所示:图4.1垂直面受力图水平面(xy平面)受力如下图(4.2)所示:图4.2水平受力图垂直面支承反力的计算则:;水平面的支撑力的计算:则:;(b)垂直面弯矩图(如图4.3所示):图4.3垂直面弯矩图水平面弯矩图:(如图4.4所示)图4.4水平弯矩图画扭矩图(如图4.5所示):图4.5画扭矩图该轴受弯矩和扭矩的作用,属于弯矩和扭矩的组合变形最大弯矩在尺寸168处若按第三强度理论计算,则强度条件应为: (4.2)轴的最小直径为520mm。即:所以轴的强度满足要求。图4.6主轴数据分析图4.2 轴承的设计选择转轴是机械轴当中普遍存在的形式,弯曲应力和扭转切应力会一起作用在他上面,并且都是交变应力。疲劳断裂是轴主要的失效形式,主要原因就是承受了交变应力。所以我们在选择轴的材质时,一定要选择疲劳强度高并且应力集中的材质13。轴承在轴组件当中有着重要的作用,轴组件的工作性能都跟它的类别、结构形式、配饰好坏、精度、润滑方式以及冷却方式有着不可磨灭的联系。根据对该 卧倒式闸门启闭机的结构和对轴的受力分析可知,故选择圆锥滚子轴承中大锥度轴承33205。初步设计该轴承的寿命为,根据该机的工作情况,轴承寿命按照额定动载荷的方法计算较为合理:查手册33205轴承主要性能参数如下:,,4.2.1 轴承的受力分析;则可得:轴承所受径向力为,4.2.2 轴承寿命计算附加轴向力:轴承轴向力由于轴承2被压紧,故:X、Y值,查表得:,查表得:,冲击载荷系数考虑中等冲击,查表得:=1.5当量动载荷:轴承寿命:因为,只计算轴承2的寿命式中:以小时计算的轴承额定寿命,各种轴承的使用寿命有推荐值;转子转速(转/分);轴承寿命指数,对于滚子轴承,所以,轴承寿命满足要求。4.3 键连接强度的计算通过查询与研究,最终得出普通平键接头的强度条件计算公式如下所示: (4.3)式子当中:表4.1链接接强度计算单位字母表示形式单位T传递的扭矩NmL键的运行工作长度mmD轴的直径mmH键的高度mmp键,轴和轮毂中最弱材料的允许挤压应力MPa所以有:当然,所以键连接的强度能够符合本次设计的条件。4.4 选择齿轮的材料和热处理齿轮选材:对于高速级齿轮来说,常用的是钢的材质,它的齿的硬度可达280HBS小齿的齿数可取Z1=24。而对于高速级从动齿轮,一般选择的材料是45钢的正火,它的齿的硬度是240HBS Z2=iZ1=3.2424=77.76,取Z2=78。齿轮的精密度:根据GB/T100951998标准来选择,精度选7级,喷丸强化齿根14。4.5 直接接触齿的设计 (4.4)各个参数的值的确定:试选Kt=1.6查询专业课本P215图10-30取区域系数ZH=2.433由课本图10-26可知:,则课本公式10-13来计算应力值环数:N=60njLh =60626.091(283008)=1.442510hN=4.4510h(3.25齿数比,即3.25=)查询课本10-19图:K=0.93,K=0.96齿轮疲劳强度极限的计算:计失效概率为1%,安全系数S=1,用公式得:=0.93550=511.5=0.96450=432许用接触应力:查询课本,由表10-6:=189.8MP;由表10-7:=1T=95.510=95.5103.19/626.09=4.8610N.m4.6 齿轮各参数设计计算齿轮分度圆直径d (4.5)=计算圆周速度计算齿宽b和模数齿宽b:b=49.53mm摸数m:取初选螺旋角=14=齿宽与高之比的计算:取齿高h=2.25,=2.252.00=4.50=11.01纵向的重合度的计算:=0.318=1.903载荷系数K的计算:取使用系数=1,因为,7级精度,查询课本并且由表10-8得动载系数K=1.07,查询专业课本由表10-4知K计算公式:K= +0.2310b=1.12+0.18(1+0.61) 1+0.231049.53=1.42查询专业课本由表10-13得:K=1.35查询专业课本由表10-3得:K=1.2载荷系数:KKKKK=11.071.21.42=1.82根据所得负荷系数和收入规模:d=d=49.53=51.73计算模数:=4.7 齿根弯曲疲劳强度计算弯曲强度设计公式 (4.6)确定公式内各数值:轮传递转矩:T148.6kNm确定齿数z的大小:因为采用了硬齿面,故取z24,zi z3.242477.76传动比误差iuz/z78/243.25i0.0325,允许计算出当量齿数zz/cos24/ cos1426.27zz/cos78/ cos1485.43齿宽系数d的初步选定根据对称分布的要求,相关文献表查询得出d1螺旋角的初步选定:初步确定螺旋角14o载荷系数K,K1.73计算从动齿轮的 (4.7)安全系数查表得:S1.25工作寿命确定两班制,为8年,每年工作300h,齿轮的应力循环次数:N160nkt60271.4718300286.25510从动齿轮的应力循环次数:N2N1/u6.25510/3.241.930510查询课本,由表10-20得到弯曲疲劳强度极限:齿轮;从动齿轮查课本,由表10-18得弯曲疲劳寿命系数:K=0.86;K=0.93合理取弯曲疲劳安全系数S=1.4=从动齿轮的数值较大,可以选用。4.8 链条的设计计算链传动的设计主要是根据传动要求,把链条的类型确定下来,并且对加油润滑方式以及参考也要进行相应的选择15。图4.8 链传动简图图4.9 链条实物链传动能够带来较高的传动效率,有时候甚至能够达到98%的传动效率,传动的效果也是安全平稳,并且不会出现打滑的现象,它囊括了带传动、齿轮传动及链传动的所有优点,并且还具备它们不能够远程传动的优点,在它运行的过程当中还能够减少振动带来的影响,并且没有太大的噪声发出来16。图4.10 滚子链结构链条除了接头和链节外,各链节都是不可分离的。链的长度用链节数表示,为了使链条连成环形时,正好是外链板与内链板相连接,所以链节数最好为偶数。图表4.11 滚子链的规格及主要参数链号节距p/mm排距p1/mm滚子外径d1/mm内链节链宽b1/mm销轴直径d2/mm内链板高度n2/mm极限拉伸载荷(单排)Q/N每米质量(单排)q(kg/m)05B8.005.645.003.002.317.1172.390.1806B9.52510.246.355.723.288.2689000.4008A12.7014.387.957.853.9612.07138000.6008B12.7013.928.517.754.4511.81178000.7010A15.87518.1110.169.405.0815.09218001.0012A19.0522.7811.9112.575.9418.08311001.5016A25.4029.2915.8815.757.9224.13556002.6020A31.7535.7619.0518.909.5330.18867003.8024A38.1045.4422.2325.2211.1036.201246005.6028A44.4548.8725.4025.2212.7042.241690007.5032A50.8058.5528.5831.5514.2748.2622240010.1040A63.5071.5539.6837.8519.2460.3334700016.1048A76.2087.9347.6347.3523.8072.3950040022.60注:(1)极限拉伸载荷也可用kgf表示,取1kgf=9.8N;(2)过渡链节的极限拉伸载荷按0.8Q计算。过渡链节的链板在工作时受有附加弯矩,故应尽量避免采用奇数链节。图4.12 链接头链轮齿形必须保证链节能平稳自如地进入和退出啮合,尽量减少啮合时的链节的冲击和接触应力,而且要易于加工17。本设计链轮主要用于传递动力,链条的最高速时的功率取P=0.025KW(常数)工作拉力:F1=258.53N (4.2)作用在轴上的载荷FQ可近似地取为紧边和松边总拉力之和。离心拉力对它没有影响,不应计算在内,由此得FQ=F1+2Ff。又由于垂直拉力不大,故可近似取下式:FQ=1.2KAF1式中:KA工作情况系数,平稳载荷取1.01.2,中等冲击取1.21.4,严重冲击取1.41.7(动力机平稳、单班工作的取小值,动力机不稳定、三班工作的取大值)取KA=1.3,则FQ=1.21.3258.58=403.3NGB1243.1-83中,链号10A,单排链极限拉伸载荷:21800N;403.3N21800N故强度满足要求。对于0.6m/s的低速链传动,因抗拉静强度不够而破坏的几率很大,故常按下式进行抗拉静强度计算Sca=S (4.9)FC=q2(N),Ff=Kfqa10-2NFf=(Kf+sin)qa10-2N式中 Sca链的抗拉静强度的计算安全系数Q链条极限拉伸载荷,N,查表知,10A链:Q=21.8KA工作情况系数,查表后,KA=1.5F有效圆周力,N,公式F=1000p/FC离心力引起的拉力,N;q链条每米质量,kg/m,查表后得q=1.0链速,m/s;=0.0967m/s注:q为链条每米质量,kg/m,见表滚子链的基本参数和尺寸,v为链速m/s;当v4m/s时,可忽略不计。Ff悬浮拉力,N,选用Ff、Ff大者Ff=0.025NFf= 0.015N,Ff=0.025NKf系数Kf=1.5f下垂度f=0.0193链传动中心距=1.287a两轮中心线连线水平面的倾斜角a=1S许用安全系数,一般取48.Sca=56.228故安全。4.9 链轮的设计计算链轮齿数配用链条的节距配用链条的滚子外径小链轮分度圆直径 (4.10)小链轮齿顶圆直径取,小链轮齿根圆直径: (4.11)大链轮分度圆直径: (4.12)大链轮齿顶圆直径: (4.13)取,大链轮齿根圆直径:链轮齿宽:式中:为链条内节内宽,查表得,结 论看着我努力的成果,在想着我与指导老师以及小组成员的点点滴滴,我忍俊不禁。这次的毕业设计让我把这大学四年的知识融会贯通,并且对这一行业的认识更加的透彻,机械的设计不仅仅是一部分,更是一个整体。在这个电脑信息技术与机械制造技术共同存在的时代,他们两者的结合为社会的进步提供了巨大的进步空间。新的机械制造的方法与技术也越来越先进,与此同时机械制造的工艺水平也在不断的上升。本篇文章首先对目前卧倒式闸门启闭机机械技术的特点进行看详细的分析,紧接着对卧倒式闸门启闭机的发展趋势以及对社会的发展的贡献也做出了较为详细的阐述,因此本篇文章能够对现代卧倒式闸门启闭机机械的应用产生一定的贡献。通过这次的毕业设计,我身上的诸多缺点也慢慢的显露出来,结构以及工作原理的混淆是我不能够忍受的,这些基本的东西让我在这次的设计当中付出了比常人更加多的汗水,我明确知道这些的缺点我影响到我未来在这一行业的发展,因此我痛定思痛决心将他们理清楚。当前机械的结构以及应用技术还是不够完善,问题也非常的多,从而会导致机械行业的发展停滞不前。因此认真的研究与仔细的分析是当代机械工程师的标杆,在不违背设计原则的同时还需从中进行创新与改革,才能够让机械行业更加稳定长久的发展下去。通过本次学习设计,了解了关于卧倒式闸门启闭机的具体组成,对于卧倒式闸门启闭机有了较为深刻的理解,温习了学习过的书本,在老师的悉心教导和同学们的不断帮助下,完成了这次设计,期间遇到过不少的困难和磨难,比如刚开始设计毫无思路等等,好在有毕设老师的耐心指导,我本人也积极的翻阅各种资料结合老师给予的各种帮助,总算是最终完成了本次设计,期间不仅仅锻炼了个人的沟通能力,应为在设计期间少不了与老师和总体同学沟通,还锻炼了我翻阅书籍,尝试独立解决问题的能力,通过结合老师要求查阅的资料以及各种网上的信息等等,对于熟练运用CAD也有不小的帮助,一个课题的设计,最后能把图准确的画出才算完美,通过本次的设计,极大的提高了我的综合能力,我觉得受益匪浅。参考文献1 成大先机械设计手册M北京:化学工业出版社,2016年4月2 SL74-2013水利水电工程钢闸门设计规范M北京:中国水利水电出版社,2013年10月3 杨可桢机械设计基础M北京:高等教育出版社,2013年3月4 范钦珊工程力学M北京:清华大学出版社,2012年9月5 起重机设计手册编写组起重机设计手册M机械工业出版社2010年3月6 吴相宪,王正为,黄玉堂主编实用机械设计手册M中国矿业大学出版社,2003年5月7 李珺,杨尚平,关红艳典型溢洪闸门启闭机系统分析J云南昆明理工大学流体传动与控制研究室,2008,03(9):543-5478 刘居柱电弧炼钢控制系统的可靠性措施J自动化事业部,2008,06(67):67-699 王春,廖映华,刘高君基于启闭机的系统在线监控系统设计J四川理工学院机械工程学院,2011,11(08):156-16810 李栋试论模锻锤液压控制系统J西安航空职业技术学院,2009,07(09):89-9111 董海川,李文涛天铁热轧180t转炉除尘液压冷却系统改造J天铁冶金集团热轧板有限公司,2010,08(25):71-7412 王军,赵斌,郝万东新型履带行走式溢洪闸门支架液压系统分析J太原研究院,2010,34(14):57-6313 王陈滨,姚友康闸门码坯机的系统设计J贵州中国振华科技股份有限公司建新分公司,2008,06(18):142-14514 耿向忠系统控制的特点及应用前景J兰州理工大学,2011,08(57):65-6815 Vladimir Milic, Zeljko Situm ,Mario EssertRobust H position control synthesis of an Electro-hydraulic Servo SystemJSchool of Mechanical Engineering and Naval Architecture,University of Zagreb,Croatia,2010,12(12):34-3816 Nikolaev Yu A,etcGas Detonation and its Application in Engineering and TechnologiesJCombustion,Explosion,and Shock Waves,2003,39(4):382-41017 L.C.Yang, P. H. Do. Key Parameters for Controlling of Function Reliability in None1 Tube Explosive Transfer SystemJJournal of Engineering Science,2013,25(6):198-199致 谢本毕业设计由宋林森老师指导。感谢学校给予我们诸多良好的学习环境和成长的空间,教学楼自习室不时传出老师传道受业的声音,是你们无私的风险才有了我们长足的进步。感谢在这个即将与母校和老师们作别的日子里,无时不刻不萦绕在我的心头。在毕业设计最初选题和指定方案的日子里,您的悉心教诲和事无巨细的分析让我感受到师长这个词的真正的含义。循循的教诲不止让我学习到了机械结构设计上的诸多知识,让我对今后的学习工作坐下了更好的铺垫。更让我领略了大师的风采,润物细无声。最终设计付梓的日子里,凝聚的是共同努力的瞬间,和对既往美好岁月的尘封。此次设计我严格按照国家标准对机械的结构进行了设计,使我对塑料机械的基本结构有了更深入的了解;对Auto CAD等软件的使用上面也更加的得心应手。设计过程中我得到老师的精心指导,解决了很多实际问题。在设计的过程中,我也遇到了很多的问题,比如说塑件结构设计的不合理、机械结构与工艺上有冲突等问题,但在指导老师和同学的帮助下都得到了解决。由于我的学识有限,文中难免有许多不足之处,敬请各位老师批评指正。最后,向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位教师和所有帮助过我的人表示最诚挚地感谢!30
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