畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))目 錄第一章 緒論11.1 引言11.2課題來(lái)源及研究的目的和意義11.3 同類(lèi)設(shè)備目前的發(fā)展?fàn)顩r11.4 論文體系和主要內(nèi)容21.5 論文主要內(nèi)容2第二章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理及主要組成42.1機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的概述42.2 機(jī)構(gòu)的選擇及各部分采用形式的確定52.2.1零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)52.2.2 提升機(jī)構(gòu)72.3 翻轉(zhuǎn)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)和位置分析72.3.1提升過(guò)程72.3.2 翻轉(zhuǎn)過(guò)程92.4小車(chē)附件的布置9第三章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核103.1齒輪的設(shè)計(jì)與校核103.1.1 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各分配傳動(dòng)比103.1.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算113.2 軸的校核及計(jì)算153.3滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算213.4 鍵連接的選擇和計(jì)算233.5 聯(lián)軸器的選取243.6箱體及其附件的設(shè)計(jì)243.7液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核253.8 提升鉤子的設(shè)計(jì)32第四章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的三維建模及二維圖紙334.1主要零件的三維建模334.2 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配的三維建模過(guò)程及其模型384.2.1 減速器的三維建模過(guò)程384.2.2 小車(chē)的三維建模過(guò)程及其模型404.2.3零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整體三維建模過(guò)程及其模型404.3零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的二維圖紙 （見(jiàn)附錄）40第五章 總結(jié)與展望415.1全文總結(jié)415.2本文的創(chuàng)新點(diǎn)415.3展望41致謝43參考文獻(xiàn)44附錄：4546第一章 緒論1.1 引言隨著當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能減排日益成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。節(jié)省能源減少垃圾廢棄物的排放既符合社會(huì)發(fā)展的主題，也是一個(gè)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)與世界之林的一項(xiàng)重要指標(biāo)。零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)純綠色的機(jī)械產(chǎn)品，采用手柄連接二級(jí)減速器，實(shí)現(xiàn)工件的翻轉(zhuǎn)，通過(guò)減速器的減速，從而減少需要轉(zhuǎn)動(dòng)的力與力矩，使輸出功率與負(fù)載的變化而變化，操作簡(jiǎn)單使用方便?？梢詼p少工人手動(dòng)的翻轉(zhuǎn)工件，節(jié)約了人力物力，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。最重要的是零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)節(jié)約能源，符合當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的主題，隨著能源的日益匱乏，加工制造的工藝水平的提高，相信零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)會(huì)應(yīng)用的越來(lái)越廣。1.2課題來(lái)源及研究的目的和意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)迅猛增長(zhǎng)，各類(lèi)工程機(jī)械的需求量大幅增加。工程機(jī)械制造中，車(chē)架等焊接結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)占有很大的比重。在此設(shè)計(jì)中要求是工件翻轉(zhuǎn)，以便于安裝零部件。為了保證安裝構(gòu)件的安裝質(zhì)量，有必要大力發(fā)展能提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的相應(yīng)安裝設(shè)備。在大型結(jié)構(gòu)件的安裝及機(jī)加工過(guò)程中，有些工件需180度翻轉(zhuǎn)。一般的做法是用行車(chē)起吊，升高一端后移動(dòng)再放下來(lái)翻轉(zhuǎn)工件。對(duì)于大型結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，這種操作相當(dāng)危險(xiǎn)，而且還受行車(chē)起吊高度的限制。另一種就是吊上翻轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，但這種做法由于工件旋轉(zhuǎn)半徑大，裝夾位置高，操作安全性差。還有一種做法就是像翻書(shū)一樣的翻轉(zhuǎn)，翻書(shū)形式翻身雖然操作位置低，但占有的空間非常大。如果先低位裝夾，再將工件上升到一定的高度后翻轉(zhuǎn)，完成后再下降拆卸，則生產(chǎn)效率低，設(shè)備制造成本高。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，大型結(jié)構(gòu)件翻身的生產(chǎn)安全隱患，在工程機(jī)械制造領(lǐng)域普遍存在。針對(duì)該情況，設(shè)計(jì)了零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，適用于中小型工件的翻轉(zhuǎn)，在使用操作過(guò)程中，安全可靠，操作簡(jiǎn)單。1.3 同類(lèi)設(shè)備目前的發(fā)展?fàn)顩r對(duì)于零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在已有很多的形式。如有框架式、頭尾架式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、推舉式等。并已在實(shí)際生產(chǎn)中用于各種工件的翻轉(zhuǎn)。目前國(guó)內(nèi)還未對(duì)各種形式的翻轉(zhuǎn)機(jī)制訂出系列標(biāo)準(zhǔn)，但國(guó)內(nèi)已有廠家生產(chǎn)頭尾架式的翻轉(zhuǎn)機(jī)，并成系列。另外，配合焊接機(jī)器人使用的框架式、頭尾架式翻轉(zhuǎn)機(jī)，國(guó)內(nèi)外均有生產(chǎn)。它們都是點(diǎn)位控制，控制點(diǎn)數(shù)以使用要求而定，但多為2點(diǎn)(每隔180)、4點(diǎn)（每隔90）、8點(diǎn)（每隔45）控制，翻轉(zhuǎn)速度以恒速的為多，但也有 變速的。翻轉(zhuǎn)機(jī)與機(jī)器人聯(lián)機(jī)按程序動(dòng)作，載重量多在203000Kg之間。例如我國(guó)汽車(chē)、摩托車(chē)等制造行業(yè)使用的弧焊機(jī)器人加工中心，已成功地采用了國(guó)產(chǎn)頭尾架式和框架式的焊接翻轉(zhuǎn)機(jī)，由于是恒速翻轉(zhuǎn)，點(diǎn)位控制，并輔以電磁制動(dòng)和汽缸錐銷(xiāo)強(qiáng)制定位，所以多采用交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、普通齒輪副減速，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的制造精度比軌跡控制的低1到2級(jí)，造價(jià)便宜。提升機(jī)構(gòu)主要有機(jī)械式和液壓式兩種，且各種提升設(shè)備已形成標(biāo)準(zhǔn)系列。在這里就不在做詳細(xì)的闡述。機(jī)械式與液壓式起升機(jī)構(gòu)的應(yīng)用：主要介紹了機(jī)械式和液壓式起升機(jī)構(gòu)的基本分類(lèi)，以及這兩種機(jī)構(gòu)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。起升機(jī)構(gòu)可分為機(jī)械式和液壓式兩種。機(jī)械式起升機(jī)構(gòu)包括：（1）嚙合式驅(qū)動(dòng)裝置a）用于主要為提升件貨的繩索卷繞式起升機(jī)構(gòu)b）用于雙繩或四繩抓斗的繩索卷繞式起升機(jī)構(gòu)c）鏈條卷繞式起升機(jī)構(gòu)。d）螺桿或針齒條以及齒條起升機(jī)構(gòu)（2）驅(qū)繩輪起升機(jī)構(gòu)的摩擦式驅(qū)動(dòng)裝置液壓式起升機(jī)構(gòu)a) 壓缸起升機(jī)構(gòu)b) 壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的繩索卷繞起升機(jī)構(gòu)1.4 論文體系和主要內(nèi)容1.5 論文主要內(nèi)容第一章：緒論，主要就零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀、課題提出的來(lái)源、應(yīng)用的前景等進(jìn)行分析和闡述。第二章：介紹零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理和主要組成，主要對(duì)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程進(jìn)行理論概述，然后在理論基礎(chǔ)上，應(yīng)用到實(shí)際中去，采用“演繹推理”的方法，導(dǎo)出零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理和其主要機(jī)構(gòu)組成。第三章：零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要零部件的研究，從機(jī)械系統(tǒng)的四個(gè)組成部分：動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分和控制部分對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)研究，為了更好的說(shuō)明所設(shè)計(jì)研究的零部件，插入相關(guān)零部件的主要視圖。第四章：通過(guò)proe軟件對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每個(gè)零件進(jìn)行三維建模，力求能夠完整的表述整體結(jié)構(gòu)，最后進(jìn)行零件裝配，能夠?qū)φ麄€(gè)外形有個(gè)整體的了解，對(duì)選別機(jī)的裝配過(guò)程進(jìn)行詳實(shí)的描述。最后一章：總結(jié)和展望，對(duì)整個(gè)研究課題進(jìn)行總結(jié)，概括全文內(nèi)容和主要工作；提出本文創(chuàng)新點(diǎn)，并對(duì)未來(lái)提出展望，確定進(jìn)一步研究?jī)?nèi)容。第二章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理及主要組成2.1機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的概述人類(lèi)在不同的階段會(huì)提出不同的需求，一種需求滿足后，又會(huì)在此基礎(chǔ)上提出更新、更高的要求。設(shè)計(jì)的目的正是為了滿足人類(lèi)不斷提高的需求，是人類(lèi)征服自然、改造自然的基本活動(dòng)之一。設(shè)計(jì)的過(guò)程指的是從接到設(shè)計(jì)任務(wù)、確定設(shè)計(jì)要求到完成整個(gè)設(shè)計(jì)工作的全過(guò)程。為了更好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)人員針對(duì)設(shè)計(jì)工作的具體步驟所制訂的計(jì)劃與安排，稱(chēng)為設(shè)計(jì)進(jìn)程。機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程通常為四段式， 即產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計(jì)階段、技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段，關(guān)系如圖2-1所示。明確設(shè)計(jì)要求任務(wù)產(chǎn)品規(guī)劃原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)試驗(yàn)試制投產(chǎn)圖2-1 機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程產(chǎn)品規(guī)劃階段的主要任務(wù)是通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研、技術(shù)調(diào)研、社會(huì)環(huán)境調(diào)研來(lái)制訂可行性研究報(bào)告和設(shè)計(jì)要求表，本篇的產(chǎn)品規(guī)劃內(nèi)容在第一章緒論作了詳細(xì)說(shuō)明。方案設(shè)計(jì)階段是設(shè)計(jì)進(jìn)程中一個(gè)十分重要的階段，設(shè)計(jì)人員根據(jù)設(shè)計(jì)要求表的各項(xiàng)要求，運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及在產(chǎn)品規(guī)劃中所收集的全部資料，構(gòu)思出滿足設(shè)計(jì)要求的原理解答方案，原理解答方案是一種初步考慮結(jié)構(gòu)形狀并能完成所需功能的原理組合，本篇的原理解答方案在本章的第二節(jié)作詳細(xì)的研究，技術(shù)設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段的工作成果有：參數(shù)尺寸計(jì)算、結(jié)構(gòu)裝配草圖總體圖和外形圖、全部生產(chǎn)圖紙技術(shù)文件，本篇的這兩個(gè)階段主要見(jiàn)第三章零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要零部件設(shè)計(jì)，并且按機(jī)械系統(tǒng)的組成：動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分和控制部分進(jìn)行分析研究。2.2 機(jī)構(gòu)的選擇及各部分采用形式的確定根據(jù)對(duì)題目“翻轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)”可知，該機(jī)構(gòu)主要有兩部分組成，即翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)，現(xiàn)分別對(duì)這兩種機(jī)構(gòu)進(jìn)行討論。2.2.1零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是將工件沿水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)或傾斜，使之處于有利于加工位置的變位設(shè)置機(jī)構(gòu)。最為常見(jiàn)的有框架式、頭尾架式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、推舉式等零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1鏈?zhǔn)搅慵?zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鏈?zhǔn)搅慵?zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式如下圖圖2-2鏈?zhǔn)搅慵?zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由圖可知，鏈?zhǔn)搅慵?zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，因?yàn)椴捎面湕l支撐，對(duì)箱形斷面的角接焊縫也同樣適用，其缺點(diǎn)是焊縫對(duì)中較費(fèi)時(shí)，焊接是在自由狀態(tài)下焊接，不便于用夾具控制焊接變形。2推舉式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)推舉式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如下圖圖2-3推舉式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)推舉式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，且能翻轉(zhuǎn)的工件類(lèi)型也較多，但這種結(jié)構(gòu)一次最多只能翻轉(zhuǎn)90，翻轉(zhuǎn)后工作臺(tái)需要復(fù)位。對(duì)于大角度的翻轉(zhuǎn)效率低下。3小車(chē)式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)小車(chē)式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)如下圖：圖2-4 小車(chē)式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)該零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成為一個(gè)小車(chē)的形狀，小車(chē)的推手是一個(gè)可以搖動(dòng)的擺桿。在工作時(shí)首先將小車(chē)推到工件處，利用小車(chē)上的鉤子將工件勾住，然后利用小車(chē)推手的擺動(dòng)，推到液壓機(jī)構(gòu)的工作。液壓部分是采用液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?，利用搖桿將液壓油壓入到支撐油缸內(nèi)，使整個(gè)小車(chē)基座提升，小車(chē)上裝有導(dǎo)軌，可以使得工件在勾住后，可以前后左右的移動(dòng)。翻轉(zhuǎn)過(guò)程主要是二級(jí)減速器的翻轉(zhuǎn)，利用手柄與減速器連接，帶動(dòng)夾持工具夾持著工件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。之所以設(shè)計(jì)成二級(jí)減速，這樣可以減小手柄的施力，通過(guò)設(shè)定一定的傳動(dòng)比，盡可能的減少力矩，從而降低勞動(dòng)強(qiáng)度。根據(jù)以上三種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，考慮結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和工作效率，結(jié)合工件的形狀和翻轉(zhuǎn)的難易程度，選擇小車(chē)式翻轉(zhuǎn)比較實(shí)用。小車(chē)式零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單。2.2.2 提升機(jī)構(gòu)提升機(jī)構(gòu)分為機(jī)械式和液壓式兩種，現(xiàn)對(duì)這兩種機(jī)構(gòu)進(jìn)行比較，以確定最終采用的機(jī)構(gòu)形式。液壓式提升機(jī)構(gòu)是常用提升機(jī)構(gòu)中的一種。它采用液壓作為動(dòng)力源。包括有使用液壓馬達(dá)，其執(zhí)行提升的機(jī)構(gòu)同機(jī)械式。還有采用液壓缸進(jìn)行提升。由于液壓缸的行程有限，對(duì)于較大行程的提升都設(shè)計(jì)有增加行程的裝置，如X形的支架。因此，液壓式提升機(jī)構(gòu)多用于升降臺(tái)、汽車(chē)翻斗等不需要很大行程，但卻有較大載重的設(shè)備中。機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)通常是以省力的鋼絲繩滑輪組作為執(zhí)行構(gòu)件的，所以可以有較大的提升范圍，滑輪組一般使用定滑輪、定滑輪和動(dòng)滑輪、雙聯(lián)滑輪組（四分支）、雙聯(lián)滑輪組（八分支）等 幾種形式。另外在機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)中，也有采用齒輪和齒條進(jìn)行提升。液壓式提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行比較平穩(wěn)，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速及過(guò)載保護(hù)，且裝置的使用壽命較長(zhǎng)。但液壓提升機(jī)構(gòu)中的油液較易受溫度變化的影響，同時(shí)油液還有泄露的問(wèn)題。另外，機(jī)械式提升機(jī)構(gòu)大多都是采用提拉的方式提升重物，而液壓式提升機(jī)構(gòu)主要采用推舉的方式提升重物?？紤]液壓傳動(dòng)具有在同樣的驅(qū)動(dòng)功率下，液壓裝置的重量更輕、體積更小及耐沖擊的特點(diǎn)。選用液壓式提升機(jī)構(gòu)作為工件的提升裝置。由于系統(tǒng)不需要較大的提升行程，所以使用液壓缸直接推動(dòng)翻轉(zhuǎn)架進(jìn)行提升即可，這樣做，雖然要使用較多的液壓缸，但可以簡(jiǎn)化提升機(jī)構(gòu)，所有翻轉(zhuǎn)架的液壓缸都由一個(gè)泵源提供動(dòng)力，即可保證液壓缸的同步動(dòng)作，也可以減少空間的使用。2.3 翻轉(zhuǎn)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)和位置分析該零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程包括工件的提升和翻轉(zhuǎn)兩步工序。2.3.1提升過(guò)程提升過(guò)程是翻轉(zhuǎn)進(jìn)行的第一步，先將小車(chē)推到工件的上方，然后放下鉤子用鉤子勾住工件的上沿處，然后擺動(dòng)小車(chē)的推手，根據(jù)小車(chē)與液壓缸組成的搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，滑塊即相當(dāng)于液壓缸中的活塞桿，通過(guò)搖桿的前后擺動(dòng)，帶動(dòng)著活塞桿做往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，從而不斷的將液壓油壓入到工作液壓缸中，推動(dòng)著整個(gè)小車(chē)機(jī)構(gòu)的提升。圖2-5液壓升降車(chē)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)就是基于圖2-5的液壓升降小車(chē)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的。在小車(chē)推手和底部有一動(dòng)力液壓缸相連接。對(duì)小車(chē)進(jìn)行改造，工作原理圖即如圖2-6。圖2-6液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟砣鐖D2-6,圖中1即代表小車(chē)的推手，3是動(dòng)力液壓缸，4、5則分別為單向閥，9為卸載閥，6為工作液壓缸。整個(gè)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由3個(gè)液壓缸組成，一個(gè)動(dòng)力液壓缸安裝在小車(chē)的尾部，另外兩個(gè)裝在小車(chē)的前方起到支撐和提升的作用。1桿的上下往復(fù)擺動(dòng)帶動(dòng)活塞桿2經(jīng)液壓油源源不斷的壓入到工作液壓缸6中，在此過(guò)程中，在缸體中液壓油壓力的作用下，8重物開(kāi)始提升。當(dāng)需要工件下降時(shí)挨凍卸載閥9使液壓油在重物重力的作用下，流回油池，從而工件下降。單向閥4的作用是保證在1桿壓油時(shí)液壓油壓入液壓缸中，而液壓油不會(huì)流回油池。單向閥5是保證桿1在抽油時(shí)只能從油池中抽油，而液壓缸中的油也不會(huì)流入工作液壓缸中。利用搖桿1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將液壓油源源不斷的壓入油缸從而完成工件的提升過(guò)程。2.3.2 翻轉(zhuǎn)過(guò)程圖2-7二級(jí)減速器零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)過(guò)程是利用二級(jí)減速器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如圖2-7所示，通過(guò)手柄1與二級(jí)減速器相連接，搖動(dòng)手柄帶動(dòng)二級(jí)減速器的運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)裝夾工具2的轉(zhuǎn)動(dòng)。在第一步提升過(guò)程后，利用小車(chē)支架上的軌道將工件移至裝夾工具處，因要翻轉(zhuǎn)的工件是兩邊較粗中間細(xì)的形狀，所以利用2可將工件固定在裝夾工具上，為了防止工件翻轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，可以在裝夾工具2的開(kāi)口處上下加一擋板，將工件穩(wěn)定的控制在裝夾工具上。通過(guò)一定的傳動(dòng)比，可以重物較大的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為施加于手柄很小的力矩。這樣當(dāng)翻轉(zhuǎn)工件時(shí)只需很小的力矩即可使工件翻轉(zhuǎn)，可以極大的節(jié)省人力及物力。2.4小車(chē)附件的布置提升鉤子的材料取為橡膠制成。兩個(gè)鉤子均勻的布置在縱向支撐架上，小車(chē)橫梁加工成導(dǎo)軌形式，橫向支撐架可以在導(dǎo)軌上前后移動(dòng)，縱向支撐架可以在橫向制成架上左右移動(dòng)。這樣，當(dāng)鉤子鉤住工件后，可以在導(dǎo)軌上前后移動(dòng)，也可以在工型制成架上左右移動(dòng)。由此可是避免裝夾工件時(shí)的不便，由鉤子直接將工件安置在裝夾工具上進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。第三章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核3.1齒輪的設(shè)計(jì)與校核3.1.1 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和各分配傳動(dòng)比1. 各級(jí)傳動(dòng)效率聯(lián)軸器效率1 =0.99滾動(dòng)軸承效率2 =0.980.980.98=0.941閉式齒數(shù)傳動(dòng)效率3 =0.970.97=0.941零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)效率4 =0.96傳動(dòng)裝置的總效率總應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各部分運(yùn)動(dòng)副效率的乘積，即：總 =0,990.9410.9410.96=0.841負(fù)載功率Pw=FV/1000=20.1=0.2kw輸入功率Pd =Pw/總=0.2/0.841=0.24kw2. 確定總的傳動(dòng)比i總 =10分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比i總=i1 i2 取定i1=4，i2=23. 計(jì)算各軸的動(dòng)力和動(dòng)力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速 軸：n4=/2=9.55/1=9.55r/min 軸：n3= n4=9.55 r/min 軸：n2=n3i2=9.552.5=23.875 r/min 軸：n1=n2i1=23.8754=95.5 r/min各軸的輸入功率軸：P1=Pd1 =0.240.99=0.2376 kw軸：P2=P123=0.23760.980.97=0.2259 kw軸：P3=P223=0.22590.980.97=0.2147 kw軸：P4=P324=0.21470.960.98=0.2083 kw到軸的輸出功率分別為輸出功率乘以軸承的效率0.98 各軸轉(zhuǎn)矩 軸：T1=9550Pd/n1=95500.24/95.5=24 Nm 軸：T2=T1i123=2440.980.97=91.26 Nm軸：T3=T2i223=91.262.50.980.97=216.87 Nm 軸：T4=T324=216.870.960.98=210.41 Nm到軸的輸出轉(zhuǎn)矩則分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率0.98.3.1.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 材料選擇齒輪 初選大小齒輪的材料均為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其硬度在48-55HRC，齒輪的等級(jí)精度為8級(jí)。由于減速器要求傳動(dòng)平穩(wěn)，所以用圓柱斜齒輪，初選=。2. 計(jì)算高速級(jí)齒輪 . 查取教材可得：KA=1.35，KV=1.11，K=1.2,K=1.1;K= KAKVKK=1.351.111.21.1=1.978 (3-1)式中，為使用系數(shù)，為動(dòng)載系數(shù)，為齒間載荷分配系數(shù)，為齒向載荷分配系數(shù)。傳動(dòng)比i=4由查表可得各數(shù)據(jù)如下： ZH=2.47，ZE=189.8，Z=0.88，取=10，則Z=0.99接觸疲勞施加應(yīng)力查圖可知：=600Mpa；=1.1則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N1=60n1jlh=6095.5158250=5.73108N2=N1/i=5.73108/4=1.44107又查表可知：1 則：=600/1.2=500 (3-2)式中，為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)影響的系數(shù)，S為疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，為齒面接觸疲勞強(qiáng)度極限，為齒面接觸疲勞應(yīng)力。計(jì)算小齒輪的最小直徑，取尺寬系數(shù)=1.2d1 (3-3)=37.50mm式中，為彈性影響系數(shù)，為尺寬系數(shù)。確定中心距aa=37.5/2=108.75mm應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5，以便于制造和測(cè)量，又由于所計(jì)算尺寸太小，適當(dāng)?shù)姆糯笾行木?，故取中心距a=200mm。選定模數(shù)mn、齒數(shù)z1、z2和螺旋角a=一般取z1=17-30，=8。-11。，初選z1=30，=10。，則z2=iz1=430=120mn=2200/150=2.62 由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取mn=3mm，則z1+z2=131.3取z1+z2=131則z1=26.2取z1=26z2=131-26=104齒數(shù)：z2/z1=101/26=3.85可用，于是=10.74 滿足要求計(jì)算齒輪的分度圓直徑小齒輪d1=82.44mm大齒輪d2=332.8mm齒輪寬度b=1.282.44=98.9mm圓整取大齒輪寬度b2=100mm取小齒輪寬度b2=105mm校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查表可知：=275Mpa根據(jù)z1、z2查表則有： 則=70.95Mpa (3-4)式中，為齒形系數(shù)，為應(yīng)力修正系數(shù)，為重合度系數(shù)。 所以兩齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此設(shè)計(jì)合理。3.計(jì)算低速級(jí)齒輪查取教材可得：傳動(dòng)比i=2.5由查表可得各數(shù)據(jù)如下：取，則.接觸疲勞施用應(yīng)力查表可知：；則應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 又查圖可知： 則：計(jì)算小齒輪的最小半徑，取尺寬系數(shù)d1=63.91mm取定中心距aa=63.913.5/2=111.8mm應(yīng)盡量圓整成尾數(shù)為0或5，以便于制造和測(cè)量，又由于所計(jì)算尺寸太小，適當(dāng)?shù)姆糯笾行木?，故取中心距a=240mm。選定模數(shù)mn、齒數(shù)z1、z2和螺旋角a=一般取z1=17-30，=8。-15。，初選z1=25，=10。，則z2=iz1=2.525=62.5=62mn=2240/87=5.43mm由標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取mn=6mm，則z1+z2=78.8=79取z1+z2=79則z1=23取z1=23z2=79-23=56齒數(shù)：z2/z1=56/23=2.43可用，于是=9.068。滿足要求計(jì)算齒輪的分度圓直徑小齒輪d1=139.75mm大齒輪d2=340.25mm齒輪寬度b=1.2139.75=167.7mm圓整取大齒輪寬度b2=170mm取小齒輪寬度b2=175mm校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度查表可知： ; ;根據(jù)z1、z2查表則有： 則=39.2Mpa所以兩齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿足要求，此設(shè)計(jì)合理。3.2 軸的校核及計(jì)算1 計(jì)算軸的直徑計(jì)算軸的最小直徑（查表可知取C=110）軸：最小直徑為 (3-5)式中，p為軸傳遞的功率，n為軸的轉(zhuǎn)速。考慮到手柄，取最小直徑為16mm軸：最小直徑為考慮到深溝球軸承的直徑，取最小直徑為25mm軸：最小直徑為考慮到夾持工具的尺寸，取最小直徑為35mm2 校核對(duì)軸進(jìn)行校核選材為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由教材可查知，軸3的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 圖3-1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸圖. 求作用在齒輪上的力：d=90mm， (3-6)式中，為法向壓力角，為節(jié)圓壓力角。圖3-2 軸的受力簡(jiǎn)圖求作用在軸上的支反力A水平支反力： 得垂直支反力：得 B.做出彎矩圖根據(jù)上述簡(jiǎn)圖，分別求出水平面和垂直平面內(nèi)各力產(chǎn)生的彎矩：，總彎矩 (3-7)得. 作出扭矩圖作出計(jì)算彎矩圖 (3-8)式中，為折合系數(shù)。校核軸的強(qiáng)度，故安全作出受力圖，彎矩圖，扭矩圖精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 截面左側(cè)抗彎截面模量按教材的公式計(jì)算可知抗彎界面模量 圖3-3受力圖，彎矩圖，扭矩圖截面左側(cè)的彎矩抗彎截面扭矩截面上的彎曲應(yīng)力 (3-9)式中，M為彎矩，W為軸的抗彎截面模量。截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 (3-10)式中，為軸的抗扭截面模量。因 由查表計(jì)算可知，理論應(yīng)力集中系數(shù)又查表查得軸的材料敏性系數(shù)為q=0.6故應(yīng)力集中系數(shù)為 (3-11)式中，q為材料敏性系數(shù)，為理論應(yīng)力集中系數(shù)。查表得彎曲尺寸系數(shù)， 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，得變現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 計(jì)算綜合系數(shù)值為 (3-12)式中，、分別為應(yīng)力集中系數(shù)，、分別為彎曲尺寸系數(shù)及扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)，、分別為質(zhì)量系數(shù)。材料特性系數(shù)計(jì)算安全系數(shù) (3-13)S=1.5式中，為計(jì)算安全系數(shù)，為僅受彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)，為僅受扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)。故可知其安全. 截面右側(cè)抗彎截面模量可由教材公式可知抗扭截面模量彎矩M=1.86截面上的扭矩T=截面上彎曲切應(yīng)力截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合處的/值，由手冊(cè)可查之， 于是得軸按磨削加工，得變現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為 軸在截面的安全系數(shù)S=1.5故該軸的強(qiáng)度也是足夠的，又因本傳動(dòng)無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)對(duì)稱(chēng)性，故可略去靜強(qiáng)度的校核。3.3滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算由條件知，減速器工作期限十年，兩班制工作，則軸承的預(yù)計(jì)壽命為選擇軸承軸承1 深溝球軸承6009 GB/T276-1994軸承2 深溝球軸承6012 GB/T276-1994軸承3 深溝球軸承6004 GB/T276-1994校核軸承（軸3）深溝球軸承6009 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得 查教材表格可知=1.0 得 故1邊為緊邊，所以計(jì)算當(dāng)量載荷，軸承受力如圖：圖3-4軸承的受力圖軸承1： 由教材可知e1，由教材可知 （3-14）式中，為載荷系數(shù)，x、y分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)。 軸承壽命= （3-15）式中，n為軸的轉(zhuǎn)速，C為額定動(dòng)載荷，p為軸承所受的動(dòng)載荷，為球軸承的壽命系數(shù)。故軸承的選擇合乎要求校核軸承深溝球軸承6004，查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知， 得，圖3-5軸承的受力圖故軸承1為緊邊，所以計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1：，查教材可知，由表可知，軸承壽命=壽命選用合乎要求。校核軸承深溝球軸承6012，查設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，圖3-6軸承的受力圖，得 ， 由圖可知1邊為緊邊，所以計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1：，查教材可知，由表可知，軸承壽命=壽命選用合乎要求。3.4 鍵連接的選擇和計(jì)算根據(jù)軸的各個(gè)階梯的直徑和長(zhǎng)度選取鍵的長(zhǎng)度，查取機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，此零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的減速器有輕度的沖擊載荷，選擇鍵如下：聯(lián)軸器：1鍵108 GB1096-79 A型齒輪1：2鍵2012 GB1096-79 A型齒輪2：3鍵2514 GB1096-79 A型查表鋼的靜連接在使用時(shí)的許用應(yīng)力校核鍵1 （3-16）校核鍵2 校核鍵1 式中，T為傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，d為軸的直徑，h為鍵的高度，l為鍵的工作長(zhǎng)度。經(jīng)計(jì)算可知，所選取的鍵合乎設(shè)計(jì)的要求，可用。3.5 聯(lián)軸器的選取在此零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，聯(lián)軸器用于手柄與減速箱的連接。故采用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器連接，由于彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換柱銷(xiāo)方便，緩和沖擊，吸收振動(dòng)，故選用彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。求計(jì)算轉(zhuǎn)矩軸III轉(zhuǎn)矩為由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查得工作機(jī)為輸送機(jī)時(shí)，工作情況系數(shù)，故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為=1.5216.87=325.3 （3-17） 式中，為工作情況系數(shù)。確定型號(hào) 由機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)表17-4查得符合軸直徑為50mm的聯(lián)軸器選取型號(hào)為HL4彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩，軸材料為鋼時(shí)，許用轉(zhuǎn)速為4000r/min，允許的軸孔直徑在之間，故能滿足工作機(jī)與減速器聯(lián)接工作需要，從而確定聯(lián)軸器型號(hào)為HL4聯(lián)軸器 GB5014-853.6箱體及其附件的設(shè)計(jì)1齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑此減速器中，齒輪傳動(dòng)屬于閉式齒輪傳動(dòng)。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的減速器中，大齒輪的圓周速度小于12m/s，故可以采用油池潤(rùn)滑。在箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油，使大齒輪浸入油池一定深度，在齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，借助大齒輪把潤(rùn)滑油帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤(rùn)滑。油浸高度約為六分之一大齒輪半徑，約為40mm。2.滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑對(duì)滾動(dòng)軸承采用油潤(rùn)滑，由于此減速器軸承的潤(rùn)滑屬于低、中速軸承的潤(rùn)滑，故采用油潤(rùn)滑。3.潤(rùn)滑油的選擇齒輪與軸承采用同種潤(rùn)滑油比較便利，考慮該裝置用于小型設(shè)備，選用一般工業(yè)用潤(rùn)滑油。4.密封方法的選取選用嵌入式軸承端蓋易于結(jié)構(gòu)緊湊重量輕，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為B045065，B032052。軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。3.7液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核在零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，液壓缸將小車(chē)的底盤(pán)提升，工作原理同液壓千斤頂類(lèi)似。其工作原理圖如下：圖3-7液壓千斤頂?shù)墓ぷ髟?桿為小車(chē)的推手，將推手上下擺動(dòng)，通過(guò)鉸接帶動(dòng)液壓缸的活塞桿，由活塞桿的上下移動(dòng)，反復(fù)的將液壓油壓入工作活塞鋼里。動(dòng)力液壓缸通過(guò)單向閥與油池和工作液壓缸連接。當(dāng)要求提升重物時(shí)，推手1向上抬起，帶動(dòng)活塞將油從油池中壓入液壓缸3中，1向下壓時(shí)，將液壓油壓入到工作液壓缸中，利用液壓油的壓力，將重物提升。單向閥的作用是在抽油時(shí)保證工作液壓缸的油量不變從油池中抽油。壓油時(shí)保證油不會(huì)流回油池，只能壓入工作液壓缸中。工作液壓缸和油池間有一卸載閥，當(dāng)需要將工件放下時(shí)，可以按動(dòng)卸載閥，工作在液壓缸中的液壓油將在重物重力的作用下流回油池。此液壓缸設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。在此設(shè)計(jì)中，共需要兩個(gè)工作液壓缸，分別放置在小車(chē)的兩側(cè)，一個(gè)動(dòng)力液壓缸，安置在小車(chē)的后輪上，通過(guò)小車(chē)的推手前后擺動(dòng)從而工作。液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)（或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠。用它來(lái)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可免去減速裝置，并且沒(méi)有傳動(dòng)間隙，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。在此零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中，用液壓千斤頂來(lái)提升減速箱和工件，為工件的翻轉(zhuǎn)做準(zhǔn)備。在本設(shè)計(jì)中液壓缸采用單桿活塞式液壓缸。單活塞桿液壓缸只有一端有活塞桿。如圖所示是一種單活塞液壓缸。其兩端進(jìn)出口油口A和B都可通壓力油或回油，以實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，故稱(chēng)為雙作用缸。圖3-8 單活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1. 設(shè)計(jì)提要、液壓油缸主要參數(shù)給定在設(shè)計(jì)要求中已經(jīng)提到的參數(shù)這里就不再贅述，下面只給出此次設(shè)計(jì)中液壓油缸主要部件的其他參數(shù)：缸內(nèi)徑：D=50mm； 缸外徑：=60mm；壁厚：=5mm； 極限推力：=30162N；速比：=2； 活塞桿直徑：=30mm；活塞外推流量：=0.5L/s 法蘭厚：h=8mm；圖3-9法蘭盤(pán)式安裝、法蘭安裝方式選擇后端法蘭安裝方式，因?yàn)槭峭屏?，所以選用如圖3-9形式。、緩沖機(jī)構(gòu)的選用一般承壓在10MP以上應(yīng)當(dāng)選用緩沖機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中，工作壓力為4MP，因此緩沖機(jī)構(gòu)從略。、密封裝置選用選用Yx型密封圈，聚氨酯（PU）和聚四氟乙烯（PTFE）材料聯(lián)合使用，達(dá)到良好的密封效果。、工作介質(zhì)的選用因?yàn)楣ぷ髟诔叵?，所以選用普通的是油型液壓油即可。、液壓缸的裝配裝配前必須對(duì)各零件仔細(xì)清洗；要正確安裝各處的密封裝置：安裝形密封圈時(shí)，要注意其安裝方向，避免因裝反而漏油，其唇邊應(yīng)對(duì)著有壓力的油腔。此外，因?yàn)槭荵x形密封圈，所以還要注意區(qū)分是軸用還是孔用，不要裝錯(cuò)；由于密封裝置與滑動(dòng)表面配合，裝配時(shí)應(yīng)涂以適量的液壓油； 螺紋聯(lián)接件擰緊時(shí)應(yīng)使用專(zhuān)用扳手，扭力矩應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求；活塞與活塞桿裝配后，須設(shè)法測(cè)量其同軸度和在全長(zhǎng)上的直線度是否超差；裝配完畢后活塞組件移動(dòng)時(shí)應(yīng)無(wú)阻滯感和阻力大小不勻等現(xiàn)象。2.各零部件的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算缸筒設(shè)計(jì)缸筒結(jié)構(gòu)的選擇連接方式如下圖：圖3-10缸筒的連接方式選取法蘭式連接，并且法蘭和缸筒用焊接方式連接。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易選取、易裝卸；缺點(diǎn)是外徑較大，比螺紋連接的重量大。缸筒的要求有足夠強(qiáng)度，能夠承受動(dòng)態(tài)工作壓力，長(zhǎng)時(shí)間工作不會(huì)變形；有足夠剛度，承受活塞側(cè)向力和安裝反作用力時(shí)不會(huì)彎曲；內(nèi)表面和導(dǎo)向件與密封件之間摩擦少，可以保證長(zhǎng)期使用；缸筒和法蘭要良好焊接，不產(chǎn)生裂紋。缸筒經(jīng)常使用無(wú)縫鋼管來(lái)加工，在本設(shè)計(jì)中，鋼管材料選用45鋼。查取設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得到，鋼管材料的屈服強(qiáng)度，鋼管材料的抗拉強(qiáng)度，現(xiàn)在利用屈服強(qiáng)度來(lái)引申出：鋼管材料的許用應(yīng)力其中n=5是選取的安全系數(shù)。缸筒的計(jì)算1 液壓缸的效率油缸的效率由以下三種效率組成：（A） 機(jī)械效率，由各個(gè)運(yùn)動(dòng)件摩擦損失所造成，在額定的壓力下，通?？扇?0.9（B） 容積效率，由各個(gè)密封件泄露所造成，通常容積效率為：裝彈性體密封圈時(shí)=1裝活塞環(huán)時(shí)=0.98（C） 作用力效率，由出油口背壓所產(chǎn)生的作用力而造成 （3-18）所以總效率為0.82 液壓缸缸徑的計(jì)算內(nèi)徑D可按下列公式初步計(jì)算：液壓缸的負(fù)載為推力D= （m） （3-19）液壓缸的負(fù)載為拉力 （m）雙活塞桿液壓缸其缸筒內(nèi)徑D可由公式計(jì)算式中為實(shí)際液壓缸使用的推力拉力（N）；為液壓缸的負(fù)載率，一般取為0.50.7；為液壓缸的總效率，一般取為0.70.9；P為液壓缸的供油壓力，一般為系統(tǒng)壓力；d為活塞桿的直徑。，本次設(shè)計(jì)中液壓缸負(fù)載為推力，根據(jù)公式可以得到內(nèi)徑：D=49.5mm，缸徑取為50mm。3 流量的計(jì)算液壓鋼的流量根據(jù)下式計(jì)算：當(dāng)活塞桿外推時(shí) 當(dāng)活塞桿內(nèi)拉時(shí) （3-20）式中A1、A2分別為活塞無(wú)桿測(cè)及有桿側(cè)有效面積（m2），Vm為活塞桿的平均線速度設(shè)計(jì)中給定了活塞的平均速度：=6m/min=0.1m/s而活塞的面積：=50.27容積效率：=1根據(jù)公式得到活塞桿外推時(shí)的流量：=0.5L/s因?yàn)橹皇褂猛馔品较?，所以回程方向的流量從略缸筒壁厚的?jì)算缸筒壁厚可以使用下式進(jìn)行計(jì)算：當(dāng)時(shí) （m）Pmax為最高允許壓力（Mpa）；為缸筒材料的許用壓力根據(jù)缸徑查取手冊(cè)可預(yù)設(shè)=3，/D=3/80=0.0375根據(jù)缸徑查手冊(cè)預(yù)取=3此時(shí)/D=3/80=0.03750.08滿足使用薄壁缸筒計(jì)算式的要求，下面利用上式來(lái)計(jì)算：最高允許壓力一般是額定壓力的1.5倍，根據(jù)給定參數(shù)P=4MP，所以：=41.5=6MP許用應(yīng)力在選取材料的時(shí)候給出：=/n=360/5=72MP根據(jù)公式得到壁厚：=3.33mm為保證安全，取壁厚為5mm。法蘭設(shè)計(jì)（缸筒端部）法蘭厚度計(jì)算法蘭厚度根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算取法蘭厚度為9mm。、（缸筒端部）法蘭連接螺栓的強(qiáng)度計(jì)算螺紋處的拉應(yīng)力 （Mpa）螺紋處的剪應(yīng)力 （Mpa） （3-21）式中，F(xiàn)為所受工作拉力，為螺栓危險(xiǎn)截面的直徑，為螺栓所受的工作剪力，為螺栓剪切面的直徑合成應(yīng)力 （Mpa）最大推力為：F=30162N使用12個(gè)螺栓緊固缸蓋，即：Z=12螺紋外徑和底徑的選擇：=6mm，=4.8mm系數(shù)選擇：考慮到載荷可能有變化，為了安全，選?。篕=3=0.12其中K為擰緊螺紋的系數(shù)，當(dāng)為不變載荷時(shí)，取K=1.251.5；當(dāng)為變載荷時(shí)，取K=2.54K1為螺栓連接的摩擦系數(shù)取為0.12；為缸筒材料的屈服強(qiáng)度n為安全系數(shù)，取n為1.5到2.5根據(jù)公式得到螺紋處的拉應(yīng)力為：=333.32MP根據(jù)公式得到螺紋處的剪應(yīng)力為：=196.37MP根據(jù)公式得到合成應(yīng)力為：=476.25MP由以上運(yùn)算結(jié)果知，應(yīng)選擇螺栓等級(jí)為12.9級(jí)：查表的得：抗拉強(qiáng)度極限=1220MP，屈服極限強(qiáng)度=1100MP不妨取安全系數(shù)n=2可以得到許用應(yīng)力值：=/n=1100/2=550MP再次使用公式得到：成立證明選用螺栓等級(jí)合適?；钊麠U的設(shè)計(jì)活塞桿桿體的選擇：此次設(shè)計(jì)選用的是實(shí)心桿件活塞桿與活塞的連接形式：此次設(shè)計(jì)采用的是鎖緊螺母型連接活塞桿材料和技術(shù)要求因?yàn)闆](méi)有特殊要求，所以選用45號(hào)鋼作為活塞桿的材料，本次設(shè)計(jì)中活塞桿只承受壓應(yīng)力，所以不用調(diào)制處理，但進(jìn)行淬火處理是必要的，淬火深度可以在0.51mm左右。、安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于0.01mm，保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，避免活塞與缸筒、活塞桿和導(dǎo)向的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸間端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于0.04mm/100mm，保證活塞安裝不產(chǎn)生歪斜。、活塞桿外圓粗糙度選擇為0.3、因?yàn)槭沁\(yùn)行在低載荷情況下，所以省去了表面處理?；钊麠U的計(jì)算、活塞桿直徑的計(jì)算因?yàn)楦淄矁?nèi)徑為50mm，選取活塞桿直徑是35mm。、活塞桿強(qiáng)度的計(jì)算活塞桿端部的負(fù)載連接點(diǎn)與與液壓缸支撐之間的距離為，如果：L10d就用下式計(jì)算活塞桿強(qiáng)度： （m） （3-22）式中F為液壓缸的最大推力；為材料的屈服強(qiáng)度；ns為安全系數(shù)，一般取為2到4，d為活塞桿的直徑實(shí)際上式中的/n 就是材料的許用應(yīng)力，之前給出了45號(hào)鋼的許用應(yīng)力為：=/n=360/5=72MP 最大推力F=30162N于是根據(jù)公式得到活塞桿的直徑：d=35mm可知強(qiáng)度符合要求?；钊麠U的導(dǎo)向、密封和防塵、導(dǎo)向環(huán)選擇非金屬導(dǎo)向環(huán)，用高強(qiáng)度塑料制成，這種導(dǎo)向環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小、耐磨、使用壽命長(zhǎng)、裝導(dǎo)向環(huán)的溝槽加工簡(jiǎn)單，并且磨損后導(dǎo)向環(huán)易于更換。、密封軸用密封圈加軸用階梯圈組合使用，這樣比起單獨(dú)密封，可以減小摩擦，減少泄漏量，增加壽命。、防塵使用DH防塵圈，材料是聚氨酯，既有防塵作用，又有潤(rùn)滑作用。3.8 提升鉤子的設(shè)計(jì)提升鉤子使用彈性橡膠繩制作，這樣可以使得繩子有一定的彈性，而且便于在提升過(guò)程中對(duì)工件進(jìn)行緩沖。第四章 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的三維建模及二維圖紙4.1主要零件的三維建模本章主要是通過(guò)proe軟件對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要零件進(jìn)行三維建模的。1.小車(chē)底盤(pán)的三維建模過(guò)程及其模型圖4-1小車(chē)底盤(pán)三維模型2.上箱體的三維建模過(guò)程及其模型圖4-2上箱體的三維建模3.下箱體的三維建模過(guò)程及其模型圖4-3下箱體的三維建模4.小車(chē)推手的三維建模過(guò)程及其模型圖4-4小車(chē)推手的三維建模5.輪子支架的三維建模過(guò)程及其模型圖4-5輪子支架的三維建模6. 高速軸的齒輪的三維建模過(guò)程及其模型圖4-6 高速軸齒輪的三維建模7. 高速軸手柄的三維建模過(guò)程及其模型圖4-7 高速軸手柄的三維建模8. 中間軸的三維建模過(guò)程及其模型圖4-8中間軸的三維建模9. 深溝球軸承6012的三維建模過(guò)程及其模型圖4-9 深溝球軸承6012的三維建模10. 深溝球軸承6009的三維建模及其模型圖4-10 深溝球軸承6009的三維建模11. 輸出軸的三維建模過(guò)程及其模型圖4-11輸出軸的三維建模12. 螺栓M24的三維建模過(guò)程及其模型圖4-12螺栓M24的三維建模13.端蓋的三維建模過(guò)程及其模型圖4-13端蓋的三維建模4.2 零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)裝配的三維建模過(guò)程及其模型4.2.1 減速器的三維建模過(guò)程1. 減速器下箱體的三維建模過(guò)程及其模型，見(jiàn)圖4-142. 減速箱整體的三維建模過(guò)程及其模型，見(jiàn)圖4-15圖4-14減速箱下箱體的三維建模過(guò)程圖4-15減速箱整體的三維建模過(guò)程4.2.2 小車(chē)的三維建模過(guò)程及其模型圖4-16小車(chē)的三維建模過(guò)程4.2.3零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的整體三維建模過(guò)程及其模型圖4-17零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的三維建模過(guò)程4.3零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的二維圖紙 （見(jiàn)附錄）第五章 總結(jié)與展望5.1全文總結(jié)隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的開(kāi)展，其選別工作量也越來(lái)越大，人工選別耗時(shí)耗力及人為失誤等缺陷也日漸突出，以往零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作原理不合理、得不到推廣和應(yīng)用，本文對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)提出了自己的方案。本文所做的工作有：1、市場(chǎng)調(diào)研、在對(duì)課題和方案提出之前，對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了充分調(diào)研，了解市場(chǎng)需求和目前市場(chǎng)產(chǎn)品生產(chǎn)和發(fā)展?fàn)顩r，提出其應(yīng)用前景。2、資料査閱，確定設(shè)計(jì)方案通過(guò)査閱大量的文獻(xiàn)資料，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)程，在調(diào)査分析基礎(chǔ)上，參照相關(guān)產(chǎn)品確定設(shè)計(jì)方案，根據(jù)方案確定機(jī)器工作原理、主要機(jī)構(gòu)及組成，并繪制出裝配簡(jiǎn)圖。3、零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要零部件的設(shè)計(jì)本文對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的主要零部件的進(jìn)行了具體詳實(shí)的設(shè)計(jì)，在經(jīng)過(guò)調(diào)査分析，方案擬定后分別按機(jī)械系統(tǒng)的組成：動(dòng)力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，繪制出其零部件的系列圖紙，選擇合適的齒輪及液壓缸類(lèi)組件，根據(jù)機(jī)構(gòu)中零部件的用途和性能要求設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)尺寸，繪制這些主要零部件的主要視圖，并根據(jù)市場(chǎng)要求和成本核算，在滿足機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求的條件下選擇合適的材料，設(shè)計(jì)了一整套的執(zhí)行元件。5.2本文的創(chuàng)新點(diǎn)1、通過(guò)査閱大量文獻(xiàn)資料，在分析零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上 對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)重新立項(xiàng)，重新進(jìn)行方案評(píng)審，研制新一代零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。2、按機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分， 逐層展開(kāi)設(shè)計(jì)研究，不僅進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，詳細(xì)計(jì)算分配傳動(dòng)比，而且對(duì)主要零部件的材料、性能、尺寸等進(jìn)行較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)研究。3、為了使零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的更加能夠滿足市場(chǎng)需求，從消費(fèi)者利益出發(fā)， 對(duì)機(jī)器的噪音進(jìn)行分析，將一系列控制措施體現(xiàn)在設(shè)計(jì)之中，為了提離機(jī)器實(shí)用性，對(duì)零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)操作性和裝配步驟等進(jìn)行詳細(xì)分析研究。5.3展望隨著時(shí)代的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，新型的產(chǎn)品和設(shè)備不斷涌現(xiàn)，作者在零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的研制方面做了一些工作，但在以下幾方面仍需進(jìn)一步研究：1、方案評(píng)審階段沒(méi)有詳細(xì)逬行展幵，如何應(yīng)用相關(guān)理論知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)對(duì)方案評(píng)審迸行探討，是一項(xiàng)非常有意義的研究課題。2、雖然對(duì)主要零部件設(shè)計(jì)研究按機(jī)械系統(tǒng)的四個(gè)組成部分有條不紊地進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，但這四部分之間的相互影響考慮不夠，如何進(jìn)行并行設(shè)計(jì)考慮，是一項(xiàng)提髙設(shè)計(jì)研究能力的研究課題。3、相關(guān)分析的深度不夠，關(guān)于零件專(zhuān)用翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷的計(jì)算、效率的計(jì)箅、成本的核算等沒(méi)有進(jìn)行分析，有待進(jìn)一步研究，只有對(duì)整個(gè)機(jī)器進(jìn)行全面的分析和研究，將其工作原理和結(jié)構(gòu)組成進(jìn)一步優(yōu)化，才能滿足顧客不斷增長(zhǎng)的需求。致謝 在論文完成之際，首先要感謝副教授在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的悉心指導(dǎo)和有力支持。王老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間始終以飽滿的熱情，引導(dǎo)我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，啟發(fā)我解決問(wèn)題的方法。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。感謝在一起愉快的度過(guò)畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。我還要感謝我班的同學(xué)，是他幫助我解決了很多畫(huà)圖方面的難題，教我很多簡(jiǎn)便快捷的畫(huà)圖方法，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我?guī)椭?，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們! 感謝評(píng)審本文的各位老師在百忙之中抽出寶貴的時(shí)間來(lái)翻閱我的論文。參考文獻(xiàn)1 濮良貴，紀(jì)名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版），北京：高等教育出版社， 20012 陸冰橫，機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室，機(jī)械制圖（第六版），2007：高等教育出版社4 姜琪，機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，19965 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