【正文】 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 論文 1 第一章 引 言 在工程中的應用 隨著我國現(xiàn)代化進程的加快，經(jīng)濟的發(fā)展離不開鐵路的建設，鐵路的建設包括機車的改進和配套設施的提高，尤其是超長鋼軌的的應用，對于提高運輸?shù)母咝鸬疥P鍵的作用 。焊接用鋼軌采用 60 k/m 無螺栓孔新軌，有碴軌道軌枕為 2． 6m 長Ⅲ型混凝土枕，Ⅲ型彈條扣件；無碴道床有板式、彈性支承塊式和長枕埋人式等結(jié)構(gòu)型式 。軌道平順是實現(xiàn) 高速運行的基礎，軌道應具有可靠的穩(wěn) 定性和高平順性，以確保行車安全并有良好的旅客乘坐舒適度。 19 世紀 30 一 50 年代 , 鐵路事業(yè)席卷了歐洲，北美各國。 許多發(fā)展中國家 , 為了振興經(jīng)濟 , 發(fā)展工業(yè) , 都在積極地進行鐵路建設。 鋼軌淬火線立式輸送機存在的問題 現(xiàn)有鋼軌淬火線立式輸送機還存在一定的問題，輸送工程中損耗大，消耗大，不精確等需解決的問題，還有輸送機的結(jié)構(gòu)復雜且體積大增加了 超長鋼軌存放鋼軌的面積，有一定的缺陷，很難適應集中控制吊裝作業(yè)。下驅(qū)動輥輪在電動機的的驅(qū)動下 按 一定的速度轉(zhuǎn)動，所以鋼軌也就按著一定的速度前進。定位輥輪的作用主要是保持鋼軌的直線運動 。上述幾個部分結(jié)構(gòu)是鋼軌淬火線的立式輸送機的主要組成部分，其結(jié)構(gòu)性能決定鋼軌淬火線的立式輸送機能否達到良好性能所必須考慮的，是主體設計內(nèi)容。由于驅(qū)動電機只起到帶動滾輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速也不高，根據(jù)這些要求可以計算出 輥輪 電機的 功率要求 。 電動機的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定。 表 傳動比方案 、確定電動機型號 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，可知方案 1 比較合適（在滿足傳動比范圍的條件下，有利于提高齒輪轉(zhuǎn)速，便于箱體潤動比方案 電動機型號 額定功率（ KW） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 傳動裝置的傳動比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 總傳動比 1 Y160M4 11 1500 1440 2 Y160L6 11 1000 960 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 6 滑設計）。 現(xiàn)在市場上，最為常用，效率也較高的減速器是擺線針輪減速器，擺線針輪減速 器 是 一種采用 擺線鐘齒 嚙合行 星傳動 原 理的傳動 機 型，是一 種 理想傳動裝置， 具有很 多優(yōu)點， 用 途廣泛，并 可 正反運轉(zhuǎn)。 3．使用可靠， 壽 命長 因主要零件是離碳銘鋼經(jīng)淬火處理 (HRC58～ 62)，且運轉(zhuǎn)接觸采用滾動摩擦，基本上 無磨損 ， 所以經(jīng)久耐用 。故選擇下一級的減 速 機構(gòu)，供選擇的傳動方式有如下幾種，各種方式的特點如表 所示。 在選擇好齒輪傳動方式后 ，我們就得對電動機的功率和轉(zhuǎn)速作驗算，以確定齒輪的傳動比，這樣就可以確定齒輪的參數(shù)。 標記方法： X W D Y11816017 圖 減速器外形尺寸 一級直連型（ XWD,XW）減速器承載能力（配 1500r/min 的電動機） 如下表 ——參考文獻 [1]表 162138 傳動比 輸出轉(zhuǎn)速r/min 電動機功率/kw 輸出轉(zhuǎn)矩/ 使用系數(shù) K 機型號 17 88 11 1098 8160 8165 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器主要用來連接軸與軸（或連接軸與其他回轉(zhuǎn)零件），以傳動運動與轉(zhuǎn)矩。 機械式聯(lián)軸器選用計算（摘自 JB/T 75111994） 聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩： 式中 T—— 理論轉(zhuǎn)矩， N m 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器（摘自 GB/T 43232021） 選擇 LT型 基本型聯(lián)軸器： 根據(jù)表 6250和上述數(shù)據(jù)選擇 LT6 聯(lián)軸器 。 2． 4 二次減速裝置的設計 電動機經(jīng)過減速器的減速，雖然已經(jīng)降低速度，但是仍然沒有達到設計所需的轉(zhuǎn)速，所以需要進一步降低速度，這就要求我們設計一個裝置，進一步降低速度，以達到所需轉(zhuǎn)速的要求。 先按式 24 初步估算 主動 軸的最小直徑。 軸肩的高度為 a=（ ～ ） d=～ 6mm，軸環(huán) 寬 為 b==7mm。 而斜齒輪的傳動效率高，所以選擇斜齒輪傳動。 按 參考文獻 [4]表 圓柱齒輪傳動簡化設計公式 ( )√ （ 23） 式中 小齒輪的傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1: T1=9550 =9550 N 齒數(shù)比 u：暫取 u=i=。 ， cos =cos 。 mt= = = d1= mt Z1= 5= b= a = 215=86mm 按 參考文獻 [4]表 H=ZHZEZ √ KH KH （ 26） 式中 分度圓上的圓周力 FtT1 Ft= = N=10645N 使用系數(shù) KA: 查表 ， KA=。 查表 ， ZE=√ 接觸強度計算的重合度及螺旋角系數(shù) Z : ZV1= =50/ = ZV2= =55/ = 求當量齒輪的端面重合度 va： va= a1+ a2。 ,插圖 =。 潤滑油膜影響系數(shù) ：按照 v=，其運動粘度 v20=220 /s,查圖 ， =。 SH Slim,故安全。 取 b1=91mm， b2=86mm。對于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或者滾針軸承。支撐的基本結(jié)構(gòu)形式為：兩端固定支撐。 結(jié)構(gòu)尺寸參考見： 參考文獻 [6]表 （ 2） 。 軸伸出端的密封的作用是防止軸承處的潤滑劑流出和箱外的污物、灰塵和水氣進入軸承腔內(nèi)，常見的密封種類有接觸式密封和非接觸式密封兩大類，接觸式密封有氈圈密封、 O 形橡膠 圈密封、唇形密封，非接觸式密封有溝槽密封和迷宮密封。墊片組是由厚度不同的墊片組成的，墊片的厚度及片數(shù)見表 。 圖 軸承端蓋端部結(jié)構(gòu) 圖 穿通式軸承端蓋 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 17 選擇 凸緣式軸承端蓋 ： 凸緣式軸承端蓋安裝、拆卸、調(diào)整軸承間隙都比較方便，密封性能也好，所以應用廣泛。 一般安裝在需要密封的軸端，且軸不與外界相連。 這種鍵連接不能承受軸向力，因而對軸向上的零件起不到固定的作用。 根據(jù)減速器伸出軸的直徑d=60mm，從參考文獻 [7]表 537查得鍵的尺寸， Ⅰ 鍵標記為鍵 18 70（ GB/T 10962021） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 18 Ⅱ 鍵 ：連接軸與齒輪，傳遞轉(zhuǎn)矩。 二次減速裝置上下箱體的設計 減速箱體是一個十分重要的零件，它的作用是保持傳動件的相對位置，承受 用與減速器上的載荷，一般還兼做潤滑油的油箱，因此，合適的箱體是保證傳動件正確嚙合、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、和密封良好等的必要條件。 設計輥輪的外直徑為 200mm。 操作步驟 1. 啟動 UG 2. 新建一個文件 執(zhí)行“文件”→“新建”命令，給新文件指定路徑和文件名。出現(xiàn)圖 32所示。建模如圖 33所示 。 圖 34減速器與電動機外輪廓 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 21 6 支撐架的建模 確定基準坐標，選取基點 ，創(chuàng)建基準平面，與聯(lián)軸器的距離為 200mm。 確定基準坐標，選取基點，在已有的平面上創(chuàng)建平面。 Ⅰ的建模 1. 啟動 UG 2. 新建一個文件 執(zhí)行“文件”→“新建”命令，給新文件指定 路徑和文件名。進入“回轉(zhuǎn)”對話框 選取剛剛所繪制曲線，指定矢量和點，確定限制數(shù)值，點擊“確定”按鈕，如圖 73所示。單擊工具欄中的“孔” 命令，出現(xiàn)“孔”的對話框，指定點的位置，確定需要設定的參數(shù)，點擊“確定”按鈕。點擊“確定”按鈕，完成建模，如圖 76所示。合理安排并且預留龍門支架的位置。 圖 82 上箱體 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 25 9 主動軸與從動軸的建模，如圖 91 所示和 92 所示 如圖 91 主動軸 由零件圖分析可知，具體的建模操作步驟如下： ，彈出對話框。 ，創(chuàng)建一個如圖所示的“草圖（ 1）” . “草圖（ 1）”中的曲線，進行回轉(zhuǎn)操作，將會得到主體零件的特征，如圖所示的“回轉(zhuǎn)（ 3）”。 圖 92 從動軸 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 26 從動軸的建模過程與主動軸的相同，建模過程如圖 92所示 。 內(nèi)圈的設計。 擋圈的創(chuàng)建。再導入軸承的內(nèi)圈，使用對齊、接觸約束等命令，內(nèi)圈被添加進來。選擇“建?！?，輸入“ xiaqudonggunlun”零件名稱。 創(chuàng)建草圖，如圖所示“草圖（ 5）”，完成草圖，進入拉伸操作，如圖所示“拉伸（ 6）”。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 28 第四章 工程分析 在 CAE 的應用軟件領域中， UG 軟件是一款非常強大 的 交互式 CAD/CAM(計算機輔助設計 與計算機輔助制造 )系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復雜實體及造型的建構(gòu)。 2．在“建模” 環(huán)境中，點擊“開始”命令。 圖 新建 FEM 和仿真對話框 圖 解決方案對話框 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 29 “仿真導航器”，進入仿真導航器界面并選中 gunlunfem1 結(jié)點，點擊右鍵，在彈出的下拉菜單中選擇“設為顯示部件”，進入編輯有限元模型界面。 “有限元模型”工具欄“四面體網(wǎng)格”圖標，彈出如圖 所示“ 3D四面體網(wǎng)格”對話框。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學本科畢業(yè) 說明書 31 “約束類型”下拉菜單并選擇“ 固定平移約束 ” ，彈出如圖 所示“固定平移約束”對話框。在屏幕中選擇模型面施加扭矩載荷，如圖 所示。 求解 完成有限元的模型建立后，進入求解階段，求解操作步驟如下： 1. 單擊“求解”圖標，彈出 “求解”對話框。 “結(jié)果”單擊“打開”命令。 圖 應力云圖 “高級仿真”工具欄“報告”按鈕，系統(tǒng)根據(jù)整個分析過程，創(chuàng)建一份完整的分析報告。此次任務主要為了完成鋼軌淬火線的立式輸送機的設計，這幾要求我們綜合大學四年所學到的東西。在這部分工作中，由于現(xiàn)有資料的有限性，所選擇使用的各種標準沒有完全達到最佳，性能上雖然可以達到工作要求，但是沒有達到很好的經(jīng)濟性。在此深表謝意！其他的同學也給予我許多關心和幫助，真誠地感謝