碼坯機(jī)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計含23張CAD圖,碼坯機(jī),升降,機(jī)構(gòu),設(shè)計,23,cad 碼坯機(jī)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計 摘要 現(xiàn)在，碼坯機(jī)主要由切條機(jī)、切坯機(jī)、分坯機(jī)、夾盤機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)等組成。其中升降機(jī)構(gòu)是其中一個重要部分，現(xiàn)在升降機(jī)構(gòu)一般采用液壓升降與滾子鏈升降兩種方法。液壓升降因為液壓元件的制造精度要求較高、價格較貴，而且不能得到嚴(yán)格的傳動比、效率較低。又由于工作性能易受到溫度變化的影響，因此不宜在很高或很低的溫度條件下工作，所以設(shè)計采用滾子鏈升降。因為行走機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)一體，所以一起設(shè)計了。升降采用滾子鏈，使其運(yùn)動準(zhǔn)確，避免打滑現(xiàn)象，同時利用四個導(dǎo)向柱，增加設(shè)備的穩(wěn)定性。滾子鏈由大小鏈輪帶動，共四組，布于四周，通過擺線針輪減速機(jī)通過齒輪箱帶動兩根軸實現(xiàn)同步上升。最后在車架兩端加上配重，通過鋼絲繩與夾盤機(jī)構(gòu)連接，這樣可以減輕滾子鏈?zhǔn)芰?，減小功率。行走機(jī)構(gòu)通過另一擺線針輪減速機(jī)帶動行走軸行走。此為本文設(shè)計方案，并且通過計算，論證了該設(shè)計方案的可行性。 關(guān)鍵詞：碼坯機(jī)；升降機(jī)構(gòu)；行走機(jī)構(gòu)；滾子鏈升降 Abstract Now, setting machine is mainly composed of a cutting machine, cutting machine, cutter, chuck mechanism, running mechanism, lifting mechanism, a rotating mechanism and electrical system. The lifting mechanism is one of the most important parts, now lifting mechanism generally adopt hydraulic lifting and roller chain lifting two methods. Hydraulic lift for hydraulic components of the manufacturing precision is high, the price is more expensive, but can not be a strict transmission ratio, low efficiency. Because the working performance are susceptible to the influence of temperature change, therefore not at very high or very low temperature conditions, so the design of the roller chain lifting. Because the running mechanism and the lifting mechanism is integrated, so got together to design. Lifting the roller chain, the motion accuracy, avoid the slip phenomenon, at the same time using four guide posts, increases the stability of equipment. Roller chain sprocket drive by size, a total of four groups, the cloth around, through the cycloidal pinwheel speed reducer through the gear box drives two axis synchronous rise. In the final frame ends with counterweight, through the steel wire rope and the chuck body connected, this can reduce roller chain stress, reduce power. Walking mechanism through another cycloid reducer drive shaft walk walking. This is the design, and through calculation, it proves the feasibility of design scheme. Key words :Setting machine; lifting mechanism; running mechanism; the roller chain lifter 目錄 中文摘要 英文摘要 1 緒論 1 1.1 磚瓦工業(yè)的現(xiàn)狀 1 1.2 碼坯機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 碼坯機(jī)的概述 2 2 機(jī)構(gòu)工作原理與方案的確定 2 2.1 機(jī)構(gòu)的工作原理 2 2.2 機(jī)構(gòu)方案的確定 3 3 運(yùn)動與動力參數(shù)的計算 3 3.1 機(jī)構(gòu)傳動簡圖 3 3.2 減速器及電機(jī)的選擇 4 3.3 傳動比分配 6 3.4 各軸的轉(zhuǎn)速計算 6 4 齒輪傳動的設(shè)計計算 6 4.1 升降機(jī)構(gòu)齒輪設(shè)計計算 6 4.2 行走機(jī)構(gòu)齒輪設(shè)計計算 10 5 軸系零件的設(shè)計計算 11 5.1 升降軸的設(shè)計 11 5.1.1 升降軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 5.1.2 行走軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13 6 軸上鍵連接的選擇及校核 14 6.1 升降軸上鍵的選擇及校核 14 6.2 行走軸上鍵的選擇及校核 14 7 滾動軸承的選擇及校核 15 8 齒輪箱及雙聯(lián)軸承座的設(shè)計 16 9 鏈輪與鏈條的設(shè)計 16 10 車架的設(shè)計 16 參考文獻(xiàn) 18 致謝 19 1 緒論 1.1 磚瓦工業(yè)的現(xiàn)狀 磚瓦作為房屋建筑最基本、最古老的材料在我國房屋建筑中有著非常重要的歷史。眾所周知，我國是世界上磚瓦生產(chǎn)第一大國，進(jìn)入21世紀(jì)以來，每年磚瓦產(chǎn)量8100億塊，其中粘土實心磚4800億塊以上，空心磚和多孔磚1700億塊以上，煤矸石、粉煤灰等多種廢渣磚1600億塊以上。磚瓦生產(chǎn)的第一大國，必然在磚瓦生產(chǎn)能耗上也是第一大國。 當(dāng)前我國正處在全面建設(shè)小康社會的重要時期，城市化步伐不斷加快，建筑業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)成為拉動國民經(jīng)濟(jì)增長的主要源動力之一。建筑業(yè)的持續(xù)增長，特別是新農(nóng)村建設(shè)促使廣大農(nóng)村建筑需求的增長，將繼續(xù)為磚瓦工業(yè)的發(fā)展提供廣闊的市場空間。 在農(nóng)村住房消費(fèi)方面，“十一五”規(guī)劃提出了新農(nóng)村建設(shè)的重大戰(zhàn)略任務(wù)和目標(biāo)。毫無疑問，隨著新農(nóng)村建設(shè)不斷發(fā)展，農(nóng)村房屋建設(shè)無論是數(shù)量，還是結(jié)構(gòu)、功能、質(zhì)量，都將出現(xiàn)新的變化，對磚瓦和其他墻體屋面材料需求的拉動力將非常巨大。 因此，完全可以相信，在未來相當(dāng)長一個時期，隨著城鄉(xiāng)建筑業(yè)的發(fā)展，磚瓦工業(yè)仍然有著巨大的市場發(fā)展空間。 1.2 碼坯機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著我國墻體改革政策，國家對墻材有了一些新的革新要求，國內(nèi)許多磚材生產(chǎn)廠家，吸收引進(jìn)了國內(nèi)外最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)生產(chǎn)出國內(nèi)外一流水平的成套制磚設(shè)備，為舊磚廠改造成為先進(jìn)的自動化磚廠提供了可靠的技術(shù)保障。 從上世紀(jì)八十年代我國引進(jìn)國外技術(shù)開始，我國制磚行業(yè)的技術(shù)裝備得到了快速的發(fā)展，例如熱工設(shè)備——中斷面、大斷面平頂隧道窯的出現(xiàn)改善了過去輪窯、小窯的操作環(huán)境和操作水平；成型設(shè)備使產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)量都得到了極大的提高，取代了非真空擠出機(jī)，在燒結(jié)磚廠得到了普遍的推廣和應(yīng)用，而碼坯設(shè)備——自動碼坯機(jī)也是運(yùn)行可靠、技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備，目前在很多新建磚廠中應(yīng)用，但還沒有達(dá)到普遍使用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，企業(yè)對改善勞動環(huán)境，提高科技含量的觀念也在逐漸增強(qiáng)，而人們生活水平提高后，對自己所從事工作的環(huán)境要求也越來越高，逐漸的由體力勞動向非體力勞動或輕體力勞動轉(zhuǎn)變。這就對磚廠的碼坯和卸坯工段用人多且勞動繁重提出了一個課題，用自動碼坯機(jī)替代人工碼坯勢在必行，是將來發(fā)展的必然趨勢。 1.3 碼坯機(jī)的概述 碼坯機(jī)碼坯機(jī)主要由切條機(jī)、切坯機(jī)、分坯機(jī)、夾盤機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)等組成。碼坯機(jī)的工作流程：切條機(jī)將坯切條，切坯機(jī)把切好的磚坯推到分坯機(jī)上后分坯，分坯完成后的磚坯送至碼坯機(jī)夾盤機(jī)構(gòu)正下方。當(dāng)夾盤到達(dá)預(yù)定夾坯位置后，夾盤夾具工作，夾起磚坯，接著由升降機(jī)構(gòu)上升至預(yù)定高度，行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)體行走至窯車正上方，旋轉(zhuǎn)裝置完成轉(zhuǎn)向90，然后升降機(jī)構(gòu)下降至預(yù)定放坯高度進(jìn)行碼坯，碼坯機(jī)碼放一層，旋轉(zhuǎn)一層，形成十字交叉，經(jīng)過上述動作循環(huán)，即可完成窯車的全部碼坯過程。 2 機(jī)構(gòu)工作原理與方案的確定 2.1 機(jī)構(gòu)的工作原理 升降采用滾子鏈，使其運(yùn)動準(zhǔn)確，避免打滑現(xiàn)象，同時利用四個導(dǎo)向柱，增加設(shè)備的穩(wěn)定性。滾子鏈由大小鏈輪帶動，共四組，布于四周，通過擺線針輪減速機(jī)通過齒輪箱帶動兩根軸實現(xiàn)同步上升。最后在車架兩端加上配重，通過鋼絲繩與夾盤機(jī)構(gòu)連接，這樣可以減輕滾子鏈?zhǔn)芰?，減小功率。行走機(jī)構(gòu)通過另一擺線針輪減速機(jī)帶動行走軸實現(xiàn)行走。 2.2 機(jī)構(gòu)方案的確定 設(shè)計方案見圖1 圖1 3 運(yùn)動與動力參數(shù)的計算 3.1 機(jī)構(gòu)傳動簡圖 圖2 1.行走輪 2.行走軸 3.行走擺線針輪減速機(jī) 4.行走從動齒輪 5.行走主動齒輪 6.小鏈輪軸 7.小鏈輪 8.大鏈輪 9.升降軸 10.升降從動齒輪 11.升降擺線針輪減速機(jī) 12.升降主動齒輪 3.2 減速器及電機(jī)的選擇 本設(shè)計選用B系列擺線針輪減速機(jī)，因為擺線針輪減速機(jī)具有高速比和高效率。單級傳動，就能達(dá)到1：87的減速比，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)計合理，維修方便。B系列擺線針輪減速機(jī)減速機(jī)適用于24小時連續(xù)作制，并允許正反向運(yùn)轉(zhuǎn)。 型號的表示方法: 圖3 B系列擺線針輪減速機(jī)選型表見圖4 圖4 根據(jù)本地地質(zhì)狀況和土質(zhì)資源進(jìn)行研制，適合于國家標(biāo)準(zhǔn)磚體240×115×53mm，一次性碼坯數(shù)量為27X9塊,加上夾盤機(jī)構(gòu)框架總重量約1.5t總重約2.4t。配重設(shè)計為兩個，每個600Kg,因此本設(shè)計選用 升降擺線針輪減速機(jī)：BWDC15-30-35 輸出轉(zhuǎn)速43r/min 輸出轉(zhuǎn)矩2343N.m 電壓380v 行走擺線針輪減速機(jī)：BWDC5.5-22-23 輸出轉(zhuǎn)速65r/min 輸出轉(zhuǎn)矩6460N.m 電壓380v 減速機(jī)外形見圖5 圖5 3.3 傳動比分配 升降齒輪傳動比i1==1.74 行走齒輪傳動比i2=1 鏈輪傳動比i3==2.16 3.4 各軸的轉(zhuǎn)速計算 升降軸n1=43x=24.7r/min 行走軸n2=65x1=65r/min 3.5各軸輸入扭矩計算 齒輪傳動效率查表取η1=0.9 齒輪軸T1=Tη1=2343N.mx0.9=2108.7N.m 行走軸T2=Tη1=6460N.mx0.9=5814N.m 4 齒輪傳動的設(shè)計計算 4.1 升降機(jī)構(gòu)齒輪設(shè)計計算 使用要求：預(yù)期使用壽命10年，每年360個工作日,每日24小時。傳動尺寸無嚴(yán)格限制，無嚴(yán)重過載。傳動比i=1.74。 因傳動尺寸無嚴(yán)格限制，故小齒輪用45Cr，采用鍛件加工，鍛打后正火HB170-210，粗加工后調(diào)質(zhì)處理HB210-230，平均取220HB。大齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取為260HB。主要失效形式是彎曲疲勞折斷和磨粒磨損，磨損尚無完善的計算方法，故只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計算。計算步驟(參照機(jī)械設(shè)計課本）如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算： （1）初步計算： 轉(zhuǎn)矩： 齒寬系數(shù)： 表12.13，取 接觸疲勞極限：由圖取，； 初步計算的許用接觸應(yīng)力：； ； 值 由表12.16 取 ； 初步計算的小齒輪直徑： 其中， ??； 初步齒寬： （2）校核計算： 圓周速度v: 精度等級：由表12.6，取為7級精度。 齒數(shù)z和模數(shù)m：初取 ?。? ； 由表12.3，取 則 使用系數(shù)： 由表12.9 取； 動載系數(shù)： 由圖12.9 取； 齒間載荷分配系數(shù)：由表12.10，先求： 由此得 齒向載荷分布系數(shù)：由表12.11， 載荷系數(shù)： 彈性系數(shù)： 由表12.12 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)： 由圖12.16 接觸最小安全系數(shù)：由 表12.14 總工作時間： 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由表12.15，估計 ，則指數(shù)m=8.78 接觸壽命系數(shù) 由圖12.18 許用接觸應(yīng)力 驗算 計算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 （3）確定傳動主要尺寸實際分度圓直徑d 因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時，齒數(shù)已重新確定，但并未圓整，故分度圓直徑不會 改變，經(jīng)確定： 小齒輪z1=23 m=10 d1=mz1=230mm 齒寬b1=90mm 大齒輪 z2=40 m=10 d2=mz2=400mm 齒寬b2=90mm 中心距 a 齒寬b 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算： 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 由表12.10， 齒向載荷分布系數(shù) 由圖12.14 載荷系數(shù)K 齒形系數(shù) 由圖12.21 =2.53 2.23 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖12.22 =1.62 =1.74 彎曲疲勞極限 由圖12.23c =600MPa =450MPa 彎曲最小安全系數(shù) 由表12.14 =1.25 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由表12.15，估計 ， 則指數(shù)m=49.91 彎曲壽命系數(shù) 由圖12.24 =0.95 =0.96 尺寸系數(shù) 由圖12.25 =1.0 許用彎曲應(yīng)力 驗算 傳動無嚴(yán)重過載，故不作靜強(qiáng)度校核。 4.2 行走機(jī)構(gòu)齒輪設(shè)計計算 因傳動尺寸無嚴(yán)格限制，故兩個齒輪均用45Cr，采用鍛件加工，鍛打后正火HB170-210，粗加工后調(diào)質(zhì)處理HB210-230，平均取220HB。由于傳動比為1，所以兩齒輪齒數(shù)設(shè)計為28，模數(shù)為10，所以d=280,a=280。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算： 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 由表12.10， 齒向載荷分布系數(shù) 由圖12.14 載荷系數(shù)K 齒形系數(shù) 由圖12.21 =2.53 2.23 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖12.22 =1.62 =1.74 彎曲疲勞極限 由圖12.23c =600MPa =450MPa 彎曲最小安全系數(shù) 由表12.14 =1.25 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由表12.15，估計 ， 則指 數(shù)m=49.91 彎曲壽命系數(shù) 由圖12.24 =0.95 =0.96 尺寸系數(shù) 由圖12.25 =1.0 許用彎曲應(yīng)力 驗算 兩齒輪合格。 5 軸系零件的設(shè)計計算 5.1 升降軸的設(shè)計 5.1.1 升降軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步計算升降軸的結(jié)構(gòu)尺寸： 升降軸為實心軸軸材料選用45鋼，按許用切應(yīng)力計算： 取; ; 取d=90mm。 升降軸的結(jié)構(gòu)圖： 圖6 升降軸的校核（參照機(jī)械設(shè)計步驟）： 簡化軸上載荷如圖： 圖7 其中，=1752N，T==129.68N·m， ==3458×=3249.5N ==3458×=1182.7N 畫軸的彎矩圖，扭矩圖 圖8 由彎矩圖、扭矩圖可知B點(diǎn)為危險截面。對B點(diǎn)進(jìn)行校核計算： M===276.64Nm 查表得：=215Mpa，=102.5Mpa，=60Mpa 對于不變的轉(zhuǎn)矩，取===0.27 ===278N·m 所以： ===43.43Mpa=60Mpa 滿足強(qiáng)度要求。 5.1.2 行走軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 初步計算升降軸的結(jié)構(gòu)尺寸： 升降軸為實心軸軸材料選用45鋼，按許用切應(yīng)力計算： 取; ; 取d=100mm。 升降軸的結(jié)構(gòu)圖： 圖9 升降軸的校核（參照機(jī)械設(shè)計步驟）：同前 經(jīng)校核滿足要求。 6 軸上鍵連接的選擇及校核 6.1 升降軸上鍵的選擇及校核 因無特殊要求，選用圓頭普通平鍵，鍵22×80， 通常（1.6～1.8）d 因此，L（1.6～1.8）×85=136～153mm，取L=80mm； 校核計算如下： 鍵的接觸長度=L-b=80-22=58mm。鍵與縠的接觸高度h2=142=7mm； 許用擠壓應(yīng)力查表取=150Mpa；所以鍵連接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T=d=×0.004×0.04×0.034×150×=408N·m=129.68N· m。 所以，以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。合理。 6.2 行走軸上鍵的選擇及校核 因無特殊要求，選用圓頭普通平鍵，鍵25×70， 通常（1.6～1.8）d 因此，L（1.6～1.8）×95=152～171mm，取L=70mm； 校核計算如下： 鍵的接觸長度=L-b=70-25=45mm。鍵與縠的接觸高度h2=142=7mm； 許用擠壓應(yīng)力查表取=150Mpa；所以鍵連接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T=d=×0.004×0.04×0.034×150×=408N·m=129.68N· m。 所以，以上選擇的參數(shù)滿足強(qiáng)度要求。合理。 7 滾動軸承的選擇及校核 升降軸上軸承的選擇及校核 選擇的滾動軸承為6315 GB/T 276與6317 GB/T 276兩種 軸承6315的校核 徑向力 派生力 ， 軸向力 由于， 所以軸向力為， 當(dāng)量載荷 由于，， 所以，，，。 由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為 軸承壽命的校核 軸承6317的校核 徑向力 派生力 ， 軸向力 由于， 所以軸向力為， 當(dāng)量載荷 由于，， 所以，，，。 由于為一般載荷，所以載荷系數(shù)為，故當(dāng)量載荷為 軸承壽命的校核 8 齒輪箱及雙聯(lián)軸承座的設(shè)計 本設(shè)計兩樣都采用ZG230-450材料做成，強(qiáng)度夠，且能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，具體參數(shù)見零件圖。 9 鏈輪與鏈條的設(shè)計 有大鏈輪與小鏈輪，傳動比為2.16，由鏈盤與輪轂焊接而成，鏈條采用24A， 大鏈輪24牙，小鏈輪11牙，具體參數(shù)見零件圖。 10 車架的設(shè)計 焊接產(chǎn)品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕，對于大的機(jī)械產(chǎn)品來說可以減輕自重，節(jié)約能量。焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度高，結(jié)構(gòu)重量輕，，成本低，生產(chǎn)周期短，可靠性好，而且施工簡便。車架即大部分采用焊接。 車架的焊接要求全部為平焊，無焊縫，無裂紋，表面平整，垂直度和平行度要求達(dá)標(biāo)，嚴(yán)格按照工藝流程規(guī)定進(jìn)行焊接。主要的焊接原料為14#槽鋼，以及不同型號的鐵板，具體規(guī)格材料見圖紙。 參考文獻(xiàn) [1]朱中平.新編鋼鐵材料手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.1 [2]孔凌嘉.簡明機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2008.2 [3]劉混舉、趙河明、王春燕.機(jī)械可靠性設(shè)計.北京：國防工業(yè)出版社.2010 [4]卜嚴(yán).機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.12 [5]鄭文緯、吳克堅.機(jī)械原理.7版.北京：高等教育出版社.2010 [6]鄭文偉，吳克堅.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.7 [7]何銘新、錢可強(qiáng).機(jī)械制圖.5版.北京：高等教育出版社.2008 [8]邱宣懷，郭可謙，吳宗澤，等.機(jī)械設(shè)計[M].第四版.北京：高等教育出版社，1997 [10]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998 [11]陳于萍、周兆元.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009 [12]劉鴻文.材料力學(xué)[M].第四版.北京：高等教育出版社，2004.1 [13]方昆凡.公差與配合技術(shù)手冊[M].北京：北京出版社，2000.2 [14]王少懷.機(jī)械設(shè)計師手冊.中冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.8 [15]葉玉駒，焦永和，張彤.機(jī)械制圖手冊[M].北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社，2008.2 [16]楊光，席偉光，李波等．機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 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