【正文】 KWvFP ??? ? （ 52） 其 中： v 為 速度， 課題要求打殼機行走速度為 min/9m ； ? 為 效率，?? 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 33 m in/ 9000 rn w ??? 1 39 0 ??? wonni 選用減速比 161?i 的 圓弧圓柱蝸桿減速機，其型號 CW12516VIF JB/79351999 及 112?i 的 擺 線 針 輪 減 速 機 ， 其 型 號 為 JB/T298294，則總傳動比 17621 ??? iii 。 在設(shè)計中，以調(diào)整沖擊器位置的機械臂部分以及為機械臂的運動提供動力的 液壓系統(tǒng)為核心，展開設(shè)計 。 （ 4）完成了行走機構(gòu)的設(shè)計，進行了電機、減速器及車輪的設(shè)計和選擇。 還 要感謝 所有教過我的老師們，在四年的本科學(xué)習(xí)和生活期間，感謝各位任課老師的 諄諄 教誨 和你們辛勤的授業(yè)解惑，謝謝你們教給了我 的知識 ,我才能利用這些知識完成這次的畢業(yè)設(shè)計。在這里 ，向參考 文獻資料的作者 們 表示 衷心的 感謝！ 。同時也要感謝所有關(guān)心和幫助過我的同學(xué)，尤其感謝同組的同學(xué)在我遇到困難時總是熱心的給予幫助，謝謝你們一直以來對我的照顧和鼓勵。但是，本機械還是需要由人工在場進行操作，工作環(huán)境依然不是很好，所以還需要進一步改進。 （ 2）完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計，對液壓缸進行了設(shè)計及 校核 。 [10] 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 34 第 6 章 結(jié)論 本論文 以鋁電解槽打殼機機械臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計和液壓系統(tǒng)設(shè)計為主要研究對象。 減速機構(gòu) 與車輪 在本次設(shè)計中，我選用了擺線針輪減速機及蝸輪減速機 及蝸輪減速機。 圖 51 行走機構(gòu) 驅(qū)動電動機及減速系統(tǒng)的選 擇 與車輪 驅(qū)動電動機 （ 1） 選擇電動機系列 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，電壓 380V， Y 系列 。 按齒輪彎曲強度的校核 ??????? YYYYKKKKbmF SFFFVAnt?F （ 415） 其 中： tF 為 分 度圓 的 圓周力 ， Nd TF t 6 6 6 6126 2 0 0 02 9 4 02 0 0 03 ????； b 為 工作齒寬， 1 ?? db mm； nm 為 法面模數(shù)， 7?nm mm； AK 為 工況系沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 30 數(shù)，查表得， 1?AK ； VK 為 動載系數(shù)，查表得， ?VK ； ?FK 為 彎曲強度計算的齒間載荷分配系數(shù)，查表得， ??FK ； ?FK 為 彎曲強度計算的 齒向載荷分布系數(shù)， ??FK ； ?FY 為 齒形系數(shù)， ??FY ； ?SY 為 應(yīng)力修正系 數(shù) ； ??SY ； ?Y 為 重合度系數(shù)， ???anY ??； ?Y 為 螺旋角 系數(shù)， 1??Y 。 2）直齒圓柱齒輪的設(shè)計、計算及校核 精度等級及齒輪、材料的選擇 ： 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 29 因為其為一般工作機器，速度不高，故選用 8 級精度。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： ??? Zdm 取 8?m 。 確定齒數(shù)及傳動比： 221?Z ； 462 ?Z ； 183?Z ； 1554 ?Z ； 1221 ?? ZZi ； ?? ZZi ； 1843212 ??? iii 。 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 25 減速機構(gòu)設(shè)計 確定總傳動比 傳動裝置的總傳動比可根據(jù) 下式 計算得出 ： wonni? （ 45） 其 中 ： on 為 電動機的滿載轉(zhuǎn)速 ， min/1400 rno ? ； wn 為 工作機軸的轉(zhuǎn)速 ， 根據(jù)課題 提供的 要求，機頭 的 沖擊器部分的旋轉(zhuǎn)角速度 應(yīng)該為m i n/????? ? 。 參照起重機械旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的計算，可以求出 mNM ??14952 。 回轉(zhuǎn)機構(gòu)結(jié)構(gòu) 簡 圖 ， 如 圖 41： 1電動機 ， 2減速器 圖 41 回轉(zhuǎn)機構(gòu)簡圖 電動機的選取 選擇電動機系列 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機電壓 380V， Y 系列 。 根據(jù)以上選取方法，綜合考慮泵的轉(zhuǎn)速及驅(qū)動功率，選取 Y180L4 三相異步電動機。 泵及驅(qū)動電機的選擇 （ 1） 液壓泵流量的確定 在此液壓系統(tǒng)中，三個液壓缸可以同時工作，按照多液壓缸同時動作的情況來計算泵的流量，其公式為： )( m ax?? qKqp （ 312） 其 中 ： K 為 泄漏系數(shù)，一般 K 取 ～ 之間 ，在此系統(tǒng)中選取?K ； ? max)( q 為 同 時 工 作 的 三 個 液 壓 缸 的 最 大 總 流 量 ，m i n/57398/956627)( 33321m a x cmsmmqqqq ?????? 。 4) 舉升缸 ? 的 驗算 為保證工作的安全 ： 21221 )(D DDP sn ?? ? M P aP n25101 1 6 210)1 0 01 1 6 2(103 4 626226?????????? 為避免缸筒在工作時發(fā)生塑性變形， nP 值應(yīng)滿足： (?nP ～ PLP) M P aDDP sPL 40100116l o o 61 ?????? ? 。 （ 3） 大臂舉升缸的設(shè)計 1) 行程 S 的計算 參照下圖 310，圖中 1L 為大臂支點與舉升缸間的距離， mmL 6001 ? ，1S 、 2S 分別為機械臂位于上極限位置與下極限位置時，機械臂舉升缸的長度 、 舉升缸的行程 S 與 1S 、 2S 關(guān)系為 21 SSS ?? ， 1S 、 2S 的計算過程如 圖 310： s 2s 1L 2L 1 圖 310 液壓缸的行程 利用圖 310 中的幾何關(guān)系，可以推導(dǎo)出 1S 與 2S 的計算公式： mmLLSmmLLS6 2 7)1 5 0s i n()6 0 0c o s(1 0 1 3)1 5 0s i n()6 0 0c o s(2121221211?????????????? 所以 mmSSS 3866271 0 1 321 ????? 。 3） 機頭變幅缸壁厚的確定 m a xm a x PDPP ?? ?? mmPDP P 66 6m a xm a x ?????? ????? ?? 取 mm5?? 。 1） 首先，確定機頭變幅缸的最大外負載，通過對機頭部分的受力分析，可以得 NF 7005? 。6434 103 0 )1032( ?? ?????? dJ ? ； K 為 安全及導(dǎo)向系數(shù) ， 1?K 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： M P aP n 10)5060(103 4 62 6226 ?? ?????? ? 為避免缸筒在工作時發(fā)生塑性變形 ,液壓缸額定壓力 nP 值應(yīng)與塑 性變形壓力值有一定的比例范圍 ： (?nP ～ PLP) M P aDDP sPL 62lo 1 ?? ? 。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 66 36m a x?????? ?????? ?PDPpm z x?? 缸筒材料使用 45鋼，其 MPas 340?? 。 取 ?m? 。 （ 2） 機頭變幅缸：用來調(diào)整機頭與機械臂間的夾角，一方面保障機頭沖擊器正常完成清理殘渣的工作，另一方面在回轉(zhuǎn)過程中保證機頭沖擊器不會與電解槽槽面發(fā)生碰撞。彎曲的強度條件為： ][m a xm a x ?? ?? WM （ 35） 其 中 ： maxM 為 最大彎矩， mNM ?? 7956m a x ； W 為 抗彎截面系數(shù)； mbdaH bdaHe )1016016020(2 10)1016016020()(2 6922221 ?????? ???????? ?? meyHe ????? 3933333231101 4 5 0 3 810)(31)(31?? ????????????? bha e yB e yI Z 對此種箱形結(jié)構(gòu) ， 其計算方法如 圖 37： e2e1a/2bHhB 圖 37機械臂的箱形結(jié)構(gòu) 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 13 32m in 104 ???? eyIW Z 機械臂材料選用 45鋼 ，其許用應(yīng)力 ][? 為： 1 3 ~ 3 4 0][ ??? Ss?? ～ MPa227 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： ][ 7956 3m a x ?? ???? ? M P a ][??? ，故滿足強度要求。算得 MPabs 42?? ， 滿足其強度的要求。 根據(jù)材料力學(xué)中對擠壓應(yīng)力的計算方法，有如下力學(xué)公式： [5] ][bsbsbs AP ?? ?? （ 33） 其 中： ][ bs? 為 擠壓應(yīng)力； P 為 外載荷； bsA 為 接觸面積。 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 10 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得： 6 446846 8 42684 21469 746846 1 49 0683 9546?? ?????? ????yx 根據(jù)水平方向受力平衡以及各力對 O 點的彎力矩平衡，列出如下方程組： ????? o s47s in 21 FF 3212 2 8 3 52 0 1 79 7 44 2 7 GGGF ??? 解此方程組 ， 得： NF 183881 ? NF 365252 ? (2)當(dāng)機械臂處于最低位置時，其受力分析如 圖 35： F 2G 1PG2 G 3yF 1x 圖 35 處于最低位置的機械臂 與（ 1）中的計算方法相似，首先計算出 P′ (x,y)的坐標(biāo)位置： x=116 y=102。 （ 1） 機械臂處于最高位置時的受力分析 ，如圖 34： G 3G 2PG 1F 2F 1Yθ 1φ 圖 34 處于最高位置的機械臂 經(jīng)過計算，圖 34 中 ?? ? ，當(dāng) ?? ? 時即可滿足工作需要，以 此為基礎(chǔ)進行受力分析。 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 9 機械臂的受力分析 機械臂的質(zhì)量：機械臂 采用 雙側(cè)板焊接箱形結(jié)構(gòu)，側(cè)板使用厚度為 10mm的鋼板制成，用厚度為 10mm 的鋼板焊接成箱形。 將以上各數(shù)據(jù)代入上式，得 ： 3 0 2 17 0 01 2 9 5)847s i n (1 6 3 0)s i n (2 ???????????? oo LLL ?? 2 9 6 08s i n1 1 5 51 6 0 01 2 0 0s i n1 6 0 01 2 0 0 1 ???????? ?L 滿足上面提到的條件，所以該機械臂尺寸可以使機頭沖擊器沖擊槽底殘渣。 機械臂尺寸的確定 在經(jīng)過系統(tǒng)的計算和比較后，選擇機械臂的長度尺寸如 圖 32： mmL 11551 ? 、 mmL 16302 ? 、 ??47? 、 ??8? 、 γ =133176。 沈陽工業(yè)大學(xué) 工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 7 機械臂 在機器 工作時，帶動機頭部分回轉(zhuǎn)，應(yīng) 確 保沖擊器能夠沖擊到電解槽邊緣 部分 的殘渣。 另外，機頭沖擊器及機頭導(dǎo)軌部分將由課題給出不作為設(shè)計任務(wù)，課題提供的機頭沖擊器參數(shù) 為 ：沖擊器長度 mmL 1295? ； 沖擊器質(zhì)量 kgm 500? 。 （ 4）行走機構(gòu)：是打殼機車身移動必不可少的部分，主要作用是帶動打殼機整體在電解槽槽面導(dǎo)軌上運行。 車體移動速度： 8～