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密級： 學(xué)號： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 生產(chǎn)線擺渡小車的設(shè)計 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 （請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計） 摘要 機(jī)械工業(yè)是一個國家的重要產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展無時不刻都在影響著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的進(jìn)步離不開機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國各個行業(yè)被其他國家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時，越來越多的外國企業(yè)和品牌傳播到中國已經(jīng)成為現(xiàn)實。在新的市場需求的推動下，對生產(chǎn)線擺渡小車進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。生產(chǎn)生產(chǎn)線擺渡小車的企業(yè)，必須充分考慮到在生產(chǎn)線擺渡小車運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題，盡量使生產(chǎn)線擺渡小車的自動化程度越高越好，從而減少人工搬運(yùn)產(chǎn)品的時間，國內(nèi)生產(chǎn)線擺渡小車的研發(fā)及制造要與全球號召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。目前，國內(nèi)生產(chǎn)線擺渡小車的研發(fā)也在向朝著運(yùn)行高速化、功能復(fù)合化、控制智能化的方向發(fā)展，廉價，簡單，方便成了生產(chǎn)線擺渡小車發(fā)展的主題。 本次設(shè)計在題目是生產(chǎn)線擺渡小車的設(shè)計，通過初期的制定該擺渡小車的方案，然后進(jìn)行細(xì)化，對標(biāo)準(zhǔn)件例如電機(jī)、軸承進(jìn)行選型計算，然后對該擺渡小車?yán)锩娴年P(guān)鍵零部件例如車架和軸等進(jìn)行校核計算并進(jìn)行有限元分析，通過這一系列的論證，從而來證明該生產(chǎn)線擺動小車的可行性和可借鑒性。 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線擺渡小車，方案，校核，有限元分析 I Abstract Machinery industry is an important industry of a country, the development of the machinery industry has been affecting the development of the national economy, humans progress can not be separated from the development of the mechanical industry. In the global economic development environment, Chinas various industries are affected by the advanced technology of other countries at the same time, more and more foreign enterprises and brand spread to China has become a reality. In the promotion of the new market demand, the production line of the car ferry for improvement and optimization is a pressing matter of the moment. Production line ferry car enterprises must give full consideration to the problems that may arise in the production line ferry car running, try to make the automation of production line car ferry, the higher the better, so as to reduce the time of manual handling products, domestic production line ferry car research and manufacturing to and call for a global, economic, safe and stable theme consistent. At present, the research and development of domestic production line ferry car also to toward high-speed operation, multiple functions, control the direction of the development of intelligent, cheap, simple and convenient to the theme of the production line ferry car development. 本次設(shè)計在題目是生產(chǎn)線擺渡小車的設(shè)計，通過初期的制定該擺渡小車的方案，然后進(jìn)行細(xì)化，對標(biāo)準(zhǔn)件例如電機(jī)、軸承進(jìn)行選型計算，然后對該擺渡小車?yán)锩娴年P(guān)鍵零部件例如車架和軸等進(jìn)行校核計算并進(jìn)行有限元分析，通過這一系列的論證，從而來證明該生產(chǎn)線擺動小車的可行性和可借鑒性。 This design topic is ferry car production line design, through the early establishment of the ferry car scheme and refinement, of standard parts such as bearing motors and made the selection and calculation, then on the ferry car key parts such as the frame and the axle and checking calculation and finite element analysis, through this a series of proof to prove the feasibility of this production line, the swing car and reference. 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線擺渡小車；方案；校核；有限元分析 Keywords: production line ferry car; scheme; check; finite element analysis 目 錄 摘要 I Abstract II 1緒論 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的內(nèi)容 2 1.3國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 2生產(chǎn)線擺渡小車總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 4 2.1生產(chǎn)線擺渡小車的總體方案圖 4 2.2生產(chǎn)線擺渡小車的工作原理 5 2.3機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 6 2.3.1電機(jī)的選型計算 8 2.3.2軸承的設(shè)計計算 10 2.3.3軸的設(shè)計 11 2.4電動推桿的設(shè)計計算 12 3各主要零部件強(qiáng)度的校核 13 3.1機(jī)架強(qiáng)度的校核與計算 15 3.2傳動軸強(qiáng)度的校核計算 16 3.3軸承強(qiáng)度的校核計算 17 4生產(chǎn)線擺渡小車中主要零件的三維建模 19 4.1車架的三維建模 21 4.2輪子的三維建模 23 4.3擺臂的三維建模 23 4.4生產(chǎn)線擺渡小車的三維建模 24 5主要零件的有限元強(qiáng)度分析 24 5.1 傳動軸的有限元分析 24 6設(shè)計總結(jié) 25 結(jié)論 26 致謝 27 參考文獻(xiàn) 28 1 緒論 1.1課題的來源與研究的目的和意義 我國生產(chǎn)的生產(chǎn)線擺渡小車結(jié)構(gòu)簡陋，轉(zhuǎn)運(yùn)效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的生產(chǎn)線擺渡小車的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，生產(chǎn)線擺渡小車的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的生產(chǎn)線擺渡小車很有必要。相信此種生產(chǎn)線擺渡小車的出現(xiàn)將會大大提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)運(yùn)能力和效率，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實施，世界生產(chǎn)線擺渡小車的生產(chǎn)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),19世紀(jì)80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的生產(chǎn)線擺渡小車應(yīng)用到該公司的子公司---一個需要擺渡小車進(jìn)行輔助作業(yè)的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國HUGER公司之后，德國的DESTO公司也看到了生產(chǎn)線擺渡小車的利潤所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制生產(chǎn)線擺渡小車，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行生產(chǎn)線擺渡小車的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名生產(chǎn)線擺渡小車的品牌中，都有生產(chǎn)線擺渡小車的銷售，全世界生產(chǎn)線擺渡小車的應(yīng)用越來越廣泛。有一點值得注意的是，生產(chǎn)線擺渡小車的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此生產(chǎn)線擺渡小車是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的生產(chǎn)線擺渡小車銷售市場，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國家的機(jī)械工業(yè)之一。 隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市人口不斷增多和日益火爆的商業(yè)，房地產(chǎn)日益增多，傳統(tǒng)排氣管道存在容易破損、強(qiáng)度不好等不足，另外傳統(tǒng)的排氣管道大多為手工制作，工序需要人工，產(chǎn)品質(zhì)量不一，生產(chǎn)能力無法滿足日益增多的市場需求，將制約預(yù)制排氣道行業(yè)的發(fā)展。因此工廠開始使用新型預(yù)制廚衛(wèi)排氣管道自動化生產(chǎn)線。 擺渡小車是形成可循環(huán)自動化生產(chǎn)線的重要組成部分。擺渡小車是工廠及其它工業(yè)運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于煉金，煤礦等行業(yè)。在自動生產(chǎn)線上，工序之間的產(chǎn)品常用擺渡小車來轉(zhuǎn)運(yùn)，擺渡小車能夠及時、安全、可靠地將貨物從一個地方轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)定的位置。各工序之間的物品常用有軌擺渡小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。排氣管道靠人工搬運(yùn)，不僅效率低，工人的人生安全也難以得到保障，不利于車間快速化的生產(chǎn)流程。 擺渡小車的設(shè)計，對于解放繁重的體力勞動，提高勞動生產(chǎn)率，降低排氣管道生產(chǎn)成本和保證生產(chǎn)安全，增加工廠經(jīng)濟(jì)收益有著重要意義。 目前機(jī)械式生產(chǎn)線擺渡小車將逐漸被全自動生產(chǎn)線擺渡小車所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的生產(chǎn)線擺渡小車已經(jīng)不能完全滿足當(dāng)今市場的需要，迫切需要各種多功能的生產(chǎn)線擺渡小車來滿足市場需求，如是福建金明公司加大人力開發(fā)出了五個規(guī)格十四種類型的生產(chǎn)線擺渡小車，然而我國機(jī)械人業(yè)所需的生產(chǎn)線擺渡小車全部依賴進(jìn)口，這使得國產(chǎn)機(jī)械人配備生產(chǎn)線擺渡小車后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)生產(chǎn)線擺渡小車，其成本提高不大，說明生產(chǎn)線擺渡小車的市場前景令人樂觀。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線擺渡小車的產(chǎn)品圖如下圖1、圖2所示： 圖1 圖2 1.2本課題研究的內(nèi)容 結(jié)合廚衛(wèi)排氣道生產(chǎn)的設(shè)計需求，對擺渡小車進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、運(yùn)動仿真。 （1）根據(jù)設(shè)計要求和設(shè)備功能進(jìn)行方案擬定 （2）根據(jù)方案設(shè)計出擺渡小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計和其他零件設(shè)計。 （3）通過相應(yīng)軟件建立擺渡小車三維實體模型 （4）對車架進(jìn)行有限元強(qiáng)度和剛度校驗。 （5）運(yùn)動仿真通過構(gòu)建機(jī)構(gòu)模型，分析其自動運(yùn)動規(guī)律，進(jìn)行機(jī)構(gòu)干涉等分析。 1.3 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 擺渡小車在現(xiàn)代工廠生產(chǎn)線上，充當(dāng)著工件的轉(zhuǎn)運(yùn)工作，生產(chǎn)線上的重要環(huán)節(jié)，并在企業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮著越來越重要的重要，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多生產(chǎn)行業(yè)。為了提高擺渡小車的工作效率，切實為工廠提供實用的擺渡小車，提高生產(chǎn)的效率，改善工人的勞動強(qiáng)度，給工廠帶來更大的利益，世界各國對擺渡小車也展開了一系列的研究，更多的事將工業(yè)技術(shù)應(yīng)用到擺渡小車上，從而讓設(shè)備安全化，快速化。擺渡小車可靠性好、適應(yīng)性強(qiáng)、搬運(yùn)功能的集成化，在各國很多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。 機(jī)場貨物轉(zhuǎn)運(yùn)和高速公路建設(shè)是國內(nèi)外擺渡小車應(yīng)用很廣泛的領(lǐng)域，目前有很多相關(guān)的文獻(xiàn)介紹這些方面。瀝青混凝土擺渡小車在國際上有很長的發(fā)展歷史，它的技術(shù)和產(chǎn)品也在不斷的成熟和完善，美國大多數(shù)州的運(yùn)輸部門把瀝青混凝土擺渡小車納入施工規(guī)范，我國在近幾年開始到瀝青擺渡小車對提高路面施工質(zhì)量有很好的幫助，正在著手推廣應(yīng)用 我國的擺渡小車是依賴于柔性制造系統(tǒng)的發(fā)展，幾十年以來，市場對產(chǎn)品數(shù)量的要求的提高和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，且現(xiàn)代制造技術(shù)越來越受到重視，所以對自動化生產(chǎn)的要求也越來越高，而作為關(guān)鍵部分的擺渡小車必將得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，比如說：擺渡小車在冶金、墻材、有色金屬、車站、港口、煤礦、碼頭倉庫、礦井等行業(yè)得到了越來越廣泛和深入的應(yīng)用。 我們在2002來自于王健的以前的資料，他數(shù)十年的廢寢忘食建造了一個簡單的生產(chǎn)線擺渡小車，開純機(jī)械時代。王健更設(shè)計出多功能復(fù)合生產(chǎn)線擺渡小車，在這之后，臺灣教授顏洪森以傳動的生產(chǎn)線擺渡小車為基礎(chǔ)，開發(fā)了一系列的生產(chǎn)線擺渡小車，如四連桿式，六連桿式等等生產(chǎn)線擺渡小車，查建中和其他人一起以凸輪機(jī)構(gòu)為對象，共同鉆研考慮怎樣改良按壓力引發(fā)的角度以及零部件的分理?？傊瑐鹘y(tǒng)的對象加上科學(xué)的分析和先進(jìn)的理論，使得生產(chǎn)線擺渡小車在國內(nèi)的研究范圍和深度得到了極大的豐富和發(fā)展。 何人最先取得此項專利已無可知曉，只了解到外國科學(xué)家在十九世紀(jì)末建造出了一部類似于生產(chǎn)線擺渡小車的機(jī)械，整體部分是用齒輪以及連接桿件機(jī)構(gòu)組裝，但是卻沒有做出實物來加以佐證.20世紀(jì)初又有人運(yùn)用齒輪以及連接桿件體系制造出類似的生產(chǎn)線擺渡小車，然而相關(guān)資料中并沒有找到對這個作品的介紹，所以那個時候有關(guān)生產(chǎn)線擺渡小車的研究還僅能思組成以及運(yùn)動起來的規(guī)律。同期，又有兩位發(fā)明家麥吉以及弗蘭科創(chuàng)作了首部徹底用計算機(jī)操縱的生產(chǎn)線擺渡小車。接下來幾年有關(guān)此機(jī)器的設(shè)計被充分的融入了運(yùn)行操縱理論。1979年席羅思在行進(jìn)生產(chǎn)線擺渡小車?yán)锛尤肓瞬倏v水平行走的儀器，同樣在腿上加入了保持和校對偏向的裝置。20世紀(jì)末布朗、羅布特以及莎普恩斯研究了加入了液壓部件和直流電機(jī)的相應(yīng)生產(chǎn)線擺渡小車。這都意味著人類對機(jī)械體系的認(rèn)識已從簡單的考慮邁入了整體操縱、計算機(jī)和高新科技的相互融匯貫通的康莊大道。 從廣闊的視野、各種各樣的活動，還有和學(xué)術(shù)報告、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以及另外別的角度的的詳細(xì)內(nèi)容，我們得到了包含定位、性質(zhì)以及應(yīng)用生產(chǎn)線擺渡小車的大環(huán)境。生產(chǎn)線擺渡小車已發(fā)展到注重提高生產(chǎn)效率，成品質(zhì)量穩(wěn)定性。最近，超多的市場已經(jīng)建立了生產(chǎn)線擺渡小車的商業(yè)用途，像生產(chǎn)線擺渡小車，它的應(yīng)用已經(jīng)滲透到家庭家居生活等。出色的生產(chǎn)線擺渡小車技術(shù)不僅實現(xiàn)創(chuàng)建一個新的市場，也為提高人們的生活水品做出了非常重要的貢獻(xiàn)。在一個國家或地區(qū)有生產(chǎn)線擺渡小車具有普遍偏向的方式。今后，會更加流行正在蓬勃發(fā)展的生產(chǎn)線擺渡小車。OMG國標(biāo)早就認(rèn)可中介范例，ISO資質(zhì)也授與了能減少勞動力的生產(chǎn)線擺渡小車。即使在大規(guī)模對產(chǎn)品進(jìn)行去皮的活動，這是越來越多的生產(chǎn)線擺渡小車的使用。根據(jù)生產(chǎn)線擺渡小車技術(shù)應(yīng)用在通訊，家電，汽車，醫(yī)療設(shè)備和其他，生產(chǎn)線擺渡小車已被廣泛認(rèn)可。它是一種動力，看來像它會導(dǎo)致一個新的行業(yè)。生產(chǎn)線擺渡小車研發(fā)情況固然都在被上述所整理，然而這些仍然是顯示出要把生產(chǎn)線擺渡小車推向消費者。歐美等發(fā)達(dá)國家成立有相應(yīng)計劃，本國也需求更好的戰(zhàn)略，方能維持積極地有力發(fā)展。新服務(wù)生產(chǎn)線擺渡小車對于市場具有應(yīng)用性很強(qiáng)的領(lǐng)域，比如孜孜不倦的創(chuàng)新產(chǎn)品、醫(yī)療項目、相關(guān)福利以及防不勝防的自然性或人為性災(zāi)難。在另一方面，雖然產(chǎn)自日本的工業(yè)生產(chǎn)線擺渡小車依然是行業(yè)里最好的，但其他國家都在奮起直追。在關(guān)于實際使用中，美國提出了很多觀點。在美國有建立國家計劃項目，歐洲也是，如Horizon2020，我們的國家也需要更好的政策，才能保持健康的發(fā)展前景。 2 生產(chǎn)線擺渡小車總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.1 生產(chǎn)線擺渡小車的總體方案圖 生產(chǎn)線擺渡小車主要應(yīng)用于產(chǎn)品輸送線的產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)搬運(yùn)方面，擺渡小車是形成可循環(huán)自動化生產(chǎn)線的重要組成部分，擺渡小車是工廠及其它工業(yè)運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于煉金，煤礦等行業(yè)。在自動生產(chǎn)線上，工序之間的產(chǎn)品常用擺渡小車來轉(zhuǎn)運(yùn)，擺渡小車能夠及時、安全、可靠地將貨物從一個地方轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)定的位置。各工序之間的物品常用有軌擺渡小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。排氣管道靠人工搬運(yùn)，不僅效率低，工人的人生安全也難以得到保障，不利于車間快速化的生產(chǎn)流程。通過生產(chǎn)其總體方案圖如下圖1-1所示： 1-1 生產(chǎn)線擺渡小車總體方案圖 2.2 生產(chǎn)線擺渡小車的工作原理 本次設(shè)計的生產(chǎn)線擺渡小車主要是靠行走電機(jī)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)使整個擺渡小車運(yùn)行，而該擺渡小車上面裝有擺桿，電動缸的裝置，由于這些傳動機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輔助，擺渡小車能夠及時、安全、可靠地將貨物從一個地方轉(zhuǎn)運(yùn)到預(yù)定的位置。 2.3 機(jī)械傳動部分的設(shè)計計算 2.3.1電機(jī)的選型計算 已知車架、傳動軸，軸承以及其他零部件的總重量90KG,其他重量（假設(shè)放入的產(chǎn)品的總重量為10KG），我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，擺渡小車車輪轉(zhuǎn)動速度為1~2r/min。即： 具體的電機(jī)設(shè)計計算如下: 1、確定運(yùn)行時間 本次設(shè)計加速時間 負(fù)載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 3.負(fù)載轉(zhuǎn)矩 式中： 4.電機(jī)轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號為92BL-4020L1，此電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn)品。根據(jù)電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號為92BL-4020L1，電機(jī)額定功率為1.5KW，額定轉(zhuǎn)矩為13.85N.m，最大轉(zhuǎn)矩為16.01N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。 2.3.2軸承的設(shè)計計算 已知軸承預(yù)計壽命203658=58400小時； (1）已知nⅡ=458.2r/min兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N； 初先兩軸承為深溝球軸承6208型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內(nèi)部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N； (2)∵FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N； (3)計算當(dāng)量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取fP=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得 P1=fp(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N； P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N； (4)軸承壽命計算 ∵P1=P2故取P=750.3N； ∵深溝球軸承 ε=3； 2.3.3軸的設(shè)計 軸作為機(jī)器的一個關(guān)鍵組成部分，其為各類傳動部件的安裝，傳動的扭矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動圍繞軸進(jìn)行，而且經(jīng)過軸承和機(jī)架連接。為了滿足定位軸上的緊固件和容易加工和裝配的軸類零件和拆卸，通常軸設(shè)計成階梯軸。軸系的零件是由軸和它上邊的零部件構(gòu)成一個裝配體系，研究軸的過程中不僅要研究軸體自己的數(shù)據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零部件融合在一起。 因為用于振動的傳遞的軸體不僅要傳送扭矩，還得經(jīng)受住彎矩，是以本人研究的階梯性軸是轉(zhuǎn)動軸。因為確定了小帶輪的參數(shù)，相應(yīng)的大帶輪隨之確定。接下來的工作就是計算軸體的直徑了。軸體的研究需要憑借扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度來調(diào)整彎曲的強(qiáng)度，因為可用作軸的原料比較多，所以必須得明確軸的應(yīng)用環(huán)境，還有規(guī)定諸如剛度，強(qiáng)度以及別的機(jī)構(gòu)機(jī)能?？梢允褂脽崽幚磉@種方法，當(dāng)然也要琢磨怎樣使加工簡單并且花費較少，用研究計算所得的數(shù)據(jù)以確定軸體的用料，故采取45號鋼當(dāng)成軸體的原料，它需要40MPa的切應(yīng)力。然后需要做正火或者調(diào)質(zhì)處理來確保它的力學(xué)性能。 2.4 電動缸的設(shè)計計算 生產(chǎn)線擺渡小車的推送產(chǎn)品的動作主要是靠電動缸來完成的，由系統(tǒng)工況可知，假設(shè)產(chǎn)品的重量我們假定為200KG,假定擺渡小車的移動速度為20mm/ s,則有下列計算： F=Mg=200x9.8=1960N. 功率P=FXV=1960x0.3=6533w=6.5kw 電機(jī)扭矩T=9550P/n=9550x6.5/1400=44N.m 則電動缸扭矩 T推=TXiXη=44X1X0.98=43.12N.m. 由式F=2πηT/I可得電動缸推力為200N, 其中，η是傳遞效率，I是導(dǎo)程。 3 各主要零部件強(qiáng)度的校核 3.1機(jī)架強(qiáng)度的校核與計算 機(jī)架的選擇根據(jù)整個系統(tǒng)的總重量來定，方管機(jī)架受力分析得出，由分析得出底架在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力。見下圖： 即物料和底架上面的所有零部件等等給的壓力為G=20000N（10000Kg）+(1000X20N)=30000N; 根據(jù)方管承載力計算公式： M=Pac/L （僅用于截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強(qiáng)度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計初定L為1200mm 則M=13456N.M ，初定方管為40x40x5。計算W得出 折算后位270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強(qiáng)度為375~500Mpa，由于270Mpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于375Mpa，所以初定方管滿足要求。 3.2傳動軸強(qiáng)度的校核計算 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強(qiáng)度，取，軸的計算應(yīng)力 MPa （3.43） 選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （3.44） 抗扭截面系數(shù) mm （3.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。MPa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸按精車加工，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及因，， ， 軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 （3.53） 軸的截面形狀系數(shù)為 軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 3.3軸承強(qiáng)度的校核計算 3.3.1滾動軸承的選擇 滾動軸承為雙列圓錐滾子軸承6204，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 3.3.2壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 由于生產(chǎn)線擺渡小車的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 4 生產(chǎn)線擺渡小車中主要零件的三維建模 4.1車架的三維建模 4-1 車架 4.2輪子的三維建模 4-2 輪子 4.3擺臂的三維建模 4-3 擺臂 4.4生產(chǎn)線擺渡小車的三維建模 4-4 生產(chǎn)線擺渡小車 5 主要零件的有限元強(qiáng)度分析 5.1 傳動軸的有限元分析 本次生產(chǎn)線擺渡小車的關(guān)鍵零部件是傳動軸有限元強(qiáng)度校核部分，先對傳動軸零件進(jìn)行強(qiáng)度校核如下： 1、對受力部分添加一個力： 本次考慮到系統(tǒng)工況，在傳動軸第一臺階處添加一個力，具體效果如下圖所示： 對傳動軸進(jìn)行的有限元強(qiáng)度應(yīng)力應(yīng)變分析如下： 6 設(shè)計總結(jié) 通過本次設(shè)計,讓我學(xué)習(xí)到了許多知識，特別是對傳動機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。本次的設(shè)計的傳動機(jī)構(gòu)包含了電機(jī)驅(qū)動傳動軸機(jī)構(gòu)這一最典型的機(jī)構(gòu)，通過查找與它相關(guān)的設(shè)計資料，到計算帶動車輪轉(zhuǎn)動所需要在輸出扭矩從而對該機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，包括傳動軸的校核，例如強(qiáng)度校核部分的設(shè)計，都花費了我好多精力。同時，也讓我學(xué)到了好多知識。 在相關(guān)的實際問題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進(jìn)，不僅工作的按時保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑問，它們對我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會起到深遠(yuǎn)而長久的良好影響。也能為人生打下一個夯實地基礎(chǔ)！ 在具體的研究設(shè)計過程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在濱海學(xué)院學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計的寶貴的鍛煉機(jī)會，它使我深刻認(rèn)識到在知識的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個最好的時代，也是尊重知識，充分學(xué)習(xí)知識，掌握知識的時代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會在激烈的競爭中落后于別人，也才能用自己的真才實學(xué)為社會做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識是無止境的，無價的，我愿在求真的道路上下而求索！ 結(jié) 論 直到今天，畢業(yè)設(shè)計總算接近尾聲了，通過這次對于生產(chǎn)線擺渡小車的設(shè)計，使我們充分把握的設(shè)計方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，特別是對輸送線擺渡小車的設(shè)計有了深刻的體會，讓我收益頗多。特別是針對機(jī)械的機(jī)構(gòu)設(shè)計這部分，我感觸最深，在以后的工作中，我相信我還會遇到很多類似的問題，但是有了這次的學(xué)習(xí)和設(shè)計經(jīng)歷，我想我已經(jīng)初步具備了設(shè)計一個機(jī)械設(shè)備的能力，我已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，在以后的工作中，邊工作邊學(xué)習(xí)，爭取在工作中提高，在工作中學(xué)習(xí)，爭取做一個對于社會，對家庭有用的人。 致 謝 時間過得很快，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導(dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過近半年的設(shè)計計算，查找各類生產(chǎn)線擺渡小車的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 參考文獻(xiàn) [1]張福學(xué)編著.生產(chǎn)線擺渡小車的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2000：59-62 [2]何發(fā)昌著，邵遠(yuǎn)編著.生產(chǎn)線擺渡小車的原理.北京：高等教育出版社，1996：77-80 [3]張利平著. 實用技術(shù)速查手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.12：15-18 [4]李寶仁著. 氣動技術(shù)—低成本綜合自動化. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.9：80-82 [5]宋學(xué)義著. 生產(chǎn)線擺渡小車速查手冊. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.3：99-101 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