【正文】 ????? ?? KKKKK VA 扇形齒輪的模數(shù) 扇形齒輪和小齒輪嚙合，所以扇形齒輪和小齒輪的模數(shù)是一樣的，取 m=8mm。 扇形齒輪的受力和小齒輪受力的大小是一樣的。 設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾點： ，軸的臺階數(shù)越少 越好，相鄰兩段的過度臺階應(yīng)滿足軸肩的要求。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。 即 ： NTF t 6647510132 31 1 ????? ? NFF tr 2127220t a n66475t a n ????? ?? NFF tn 7079320c os66475c os ??? ?? 計算軸的最小直徑 我們是按扭轉(zhuǎn)強度條 件來計算軸的最小直徑，這種方法只按軸的扭矩來計算軸的強度：如果還受不大的彎矩時，則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮。 確定軸的各段尺寸和長度 ，由上面的計算得出該端軸的直徑為 110mm，由小齒輪寬 200mm，查機械零件設(shè)計手冊得軸承的寬度為 ，同時查出軸承擋圈和軸承 端蓋的長度，總計為 37mm，最后取該段軸的總長為 337mm。 又因為 LT12 型聯(lián)軸器的軸徑長為 212mm，所以前面我們?nèi)〉谒亩屋S的長度為 212mm。 翻轉(zhuǎn)臺的總重： G=5492N。查表《機械設(shè)計》表 151 許用彎曲應(yīng)力 ? ? 1801 ??? MPa。 即 NTF t 6647510132 31 1 ????? ? NFF tr 2127220t a n66475t a n ????? ?? NFF tn 7079320c os66475c os ??? ?? 計算軸的最小直徑 我們是按扭轉(zhuǎn)強度條件來計算軸的最小直徑，這種方法只按軸的扭矩來計算軸的強度：如果還受不大的彎矩時，則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮。 ，由于軸的定位肩的高度 h 一般取為 ? ? d ，取軸的直徑為 220mm。查《機械設(shè)計》表 6 — 1 查得平鍵截面mmlhb 1401832 ????? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，選取曲柄與軸的配合為 67nH 。 又由 0YF??得： 34 12V V rF F F F? ? ? (343) 求得 NFV 2768731 ? 。 33 確定軸上的載荷 軸上的受力如圖所示： 由前面計算得： NFt 66475? ， NFr 21272? 。最后該段的長度取為 265mm 。 查《機械設(shè)計》表 153 軸常用幾種材料的 ??T? 及 0A 值 ， 得 45 號鋼的 ? ? MPaT 45?? 。 于是 軸的材料選為 45 鋼。 軸的彎矩與扭矩圖 垂直面： 圖中： ,1 2 4 7 6111 mNlFM H ???? (334) 29 mNlGM ???? 192232 (335) 水平面： 圖中： mNlFM V ???? 6 3 8113 。半連軸器選用平鍵為 mmlhb 1801628 ????? ，半連軸器與軸的配合為67kH。 ，取直徑為 130mm，長度的選取根據(jù)后面的聯(lián)軸器的選取得出為 212mm。 查《機械設(shè)計》表 153 軸常用幾種材料的 ??T? 及 0A 值 ， 得 45 號鋼的 ? ? MPaT 45?? 。 必須指出：在一般工作溫度下（低于 0200C ）時，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不多，因此在選擇鋼的種 類和確定鋼的熱處理方法時，根據(jù)的是強度與耐磨性，而不是軸的彎矩或扭矩剛度。 、圓周半徑、倒角、中心孔等尺寸應(yīng)盡量取同樣尺寸。 齒輪接觸強度校核 可以由機械設(shè)計式 )610( ? 校核接觸強度： []CaH E HP Z????? ? ?? (322) 23 式中： ?? —— 嚙合齒面上嚙合點的綜合曲率半徑， mm ?Z —— 彈性影響系數(shù)， 21MPa 。根據(jù)分析，齒根所受的最大彎矩發(fā)生在輪齒嚙合點位于單對齒嚙合區(qū)最高點時。 齒形系數(shù) FaY 及應(yīng)力校正系數(shù) SaY 的選取 由機械設(shè)計表 105 中可查出齒形系數(shù) FaY 及應(yīng)力校正系數(shù) SaY ， 最后取 ?FaY ， ?SaY 。 由式（ 10－ 4） ][FSaFatF mb YYFK ?? ?? ????對小齒輪校核。 綜合各系數(shù)的值得出 ????????? ?? KKKKK VA 計算齒輪的模數(shù) MNTT /?? ? ?3 2112FSaFadYYZKTm ?? ?? (311) 式 中： 1T 的單位式 mm， ? ?F? 的單位為 N 代入數(shù)據(jù)得 mmm ? 。選用精度等級為 8 級。 液壓缸的穩(wěn)定臨界力 kP 值與活塞桿和缸體的材料、長度、剛度及其兩端支承狀況等因素有關(guān)。 spD ?? m a x21 ? (37) 式 中： 2D —— 表示缸底內(nèi)徑， b? —— 表示缸底材料的許用應(yīng)力， Mpa。 （一）假設(shè)缸筒壁厚 ? 與內(nèi)徑之比小于 110，則壁厚按薄壁缸公式計算，即： ? ?2PD? ?? （ 33） 公式中： P—— 液壓缸的最大工作壓力 ? ?Pa ； D—— 缸筒內(nèi)徑 ??m ； ??? —— 缸筒材料的許用應(yīng)力 ? ?Pa ， ? ? sn? ?? ； ? ?b? —— 缸筒材料的抗拉強度極限； n —— 安全系數(shù)，一般取 5?n ； 缸筒選用材料為 HT350， Mpab 350??；即： ? ? MP a705 10350 6 ???? ， 將以上數(shù)值帶入得： 664 1 0 0 .1 6 142 7 0 1 0 mm? ??????。 液壓缸的選定 綜合以上計算分析可得 : 由于該液壓缸為冶金設(shè)備用液壓缸，所以在冶金液壓缸設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)液壓缸系列選取。 其中， 125a rc ta n 3 02 1 6 .5? ?? 液壓缸支座曲柄軸曲柄扇形齒輪， ，60176。即： 1P 為進口壓力， 1 4P MPa? ； 2P 為回油背壓， 2 3P MPa? 。 另外，按照缸的特殊用途分，可以為串聯(lián)缸，增壓缸，增速缸，步進缸等等。 設(shè)計的 基本要求 垛臺能承受 24 根鋼材的重量；液壓缸能承受 24 根鋼材和 垛臺的自重所需要的力。 設(shè)計的基本要求 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的電磁鐵要滿足能吸住 3 根鋼材所要求的磁力；軸要滿足翻轉(zhuǎn)臺自重和鋼材自重所產(chǎn)生的扭矩；齒輪要能承受傳遞扭矩所產(chǎn)生的力；液壓缸要能產(chǎn)生出機構(gòu)所需要的力，并滿足相應(yīng)的強度條件。移鋼機構(gòu)在工作時，由于傳動距離較大 (約 )并且載荷較撥鋼大的多，軸較長，最大扭矩較大，因此將電動機布置在兩根軸的中間，這樣單根軸所承受的最大扭矩要小得多。因此，電機拖動已成為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中廣泛采用的拖動方式。流體傳動是以流體為工作介質(zhì)進行能量替換、傳遞和控制的傳動。然后由壓緊機構(gòu)把鋼材壓緊，到此堆垛過程結(jié)束，再由垛臺輸送輥道將堆垛號的鋼材輸送出去。型鋼規(guī)格為 20 槽鋼 ， 定尺長度范圍 8～ 10 米。軋制由兩套液壓一機械機構(gòu)控制的機械手進層 層堆垛其動作類似于人手。 目前，世界上堆垛機的發(fā)展已經(jīng)很成熟了 。不管是采用人工堆垛、半機械化堆垛還是全自動堆垛 ， 首先要進行型鋼的垛型設(shè)計。主要包括了翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的軸、齒輪、液壓缸的整體設(shè)計，其中還有軸承的選取，聯(lián)軸器的選取和校核。 Abstract .................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。本此設(shè)計的型鋼堆垛機在一定程度上實現(xiàn)了自動化，很好的消除了這個障礙，對型鋼生產(chǎn)線技術(shù)的進一步發(fā)展做了鋪墊。全部由計算機自動操作。角鋼是每層 5 根， 6 層，每層也分為正反兩排一排槽口向下 3 根，另一排槽口向上3 根（如圖 1— 2）。 圖 22槽鋼堆垛方式 槽鋼 4 2)工藝參數(shù) 1)G=*10*3= 2）電磁鐵 306*4=1224 Kg 3）電磁鐵邊距軸心 L=1065 4）其它重為 200Kg 4）傳遞的扭距 T=*10*（ +1224+200） = 堆垛機的工藝流程 軋制好的鋼材經(jīng)單傳輥道輸送到型鋼堆垛機上，再由撥鋼機構(gòu)將鋼材撥到移鋼機構(gòu)的鏈條上，然后由移鋼機構(gòu)將鋼材輸送到定位機構(gòu)，中途有分組機構(gòu)將鋼材分為 3 根一組，分好組的鋼材到定位機構(gòu)后被精確的定位后，再由平移機構(gòu)送至垛臺上，下一組分好組的鋼材被定位機構(gòu)定位后，經(jīng)由翻轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn) ?180 送至垛臺上，垛臺上的鋼材排成了形如圖22 所示的排放形式。 堆垛機總體尺寸 由現(xiàn)場的技術(shù)要求和同類設(shè)備可以初步確定堆垛機的總體尺寸約為： 長寬高12 60 0 73 00 31 00mm mm mm? ? ?。 6 電機拖動的根本任務(wù)，在于通過電機將電能轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)機械所需要的機械能，使電能成為工業(yè)企業(yè)中的主要能源。由于單傳輥道與撥鋼機構(gòu)的交錯布置且傳動距離較長（約 6m），其選擇分布式驅(qū)動，而撥鋼機構(gòu)和移鋼機構(gòu)之間平行布置并且驅(qū)動功率不太大，撥鋼機構(gòu)需要頻繁啟動，因此選 擇分別集中驅(qū)動。 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的基本設(shè)計 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)是將三根型鋼 反扣到垛臺上。 升降機構(gòu)的基本設(shè)計 升降機構(gòu)是型鋼堆垛機最后堆垛的一個平臺。 液壓缸的類型 為滿足各種主機的不同用途，液壓缸有多種類型。 則，由 2T F d?? 由前面計算可得 ： NT ? 得： R=233992N 在工作過程中存在摩擦力，但是相對較小，可以忽略不計，為保證工作安全，最后我們?nèi)?250000?R N 已知液壓缸的設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù) 由翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的工作原理，我們選用雙作用單活塞桿的液壓缸，無桿腔由系統(tǒng)直接提供壓力，有桿腔的 進油由液壓泵直接提供，回油直接通油箱。 根據(jù)《液壓系統(tǒng)設(shè)計元器件選型手冊》表 252，最后取桿的外徑為： 125d mm? 。 其 中 活 塞 長 度 ? ? ? ；導(dǎo)向 套 長 度 ? ? ? ；隔套長度? ?12C H A B? ? ?。綜合型鋼堆垛機的工作要求我們選用 ZQ 型液壓缸。 我們?nèi)?20mm?? 缸筒壁厚的校核 因為 max 10P MPa? ，由公式： max2 SPD? ?? (35) 式中： D—— 表示液壓缸的內(nèi)徑； S? —— 表示缸筒材料的許應(yīng)應(yīng)力，??? bs ? ，其中 b? 抗拉強度， ? 為安全系數(shù)（一般 5?? ）因為缸筒的材料為 Q235，查《機械設(shè)計手冊》可知道：該材料的 Mpab 375?? ； maxP —— 表示缸筒最高工作壓力（ max 10P MPa? ）。只有當(dāng)活塞桿的計算長度 10Ld? 時，才進行活塞桿的縱向穩(wěn)定性計算。 齒輪的設(shè)計 翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的齒輪是開式齒輪傳動，所以根據(jù)齒根彎曲疲勞強度作為設(shè)計準(zhǔn)則，按齒面接觸疲勞強度進行校核。 彎曲疲勞強度極限的選取 由機械設(shè)計中圖 1020（ c）中按齒面硬度查得小齒輪彎曲疲勞強度極限。根據(jù)分析，齒根所受的最大彎矩發(fā)生在輪齒嚙合點位于單對齒嚙合區(qū)最高點時。 扇形齒輪的形狀設(shè)計 由液壓缸的設(shè)計，我們可知扇形齒輪只用轉(zhuǎn)動 11 個齒，我們?nèi)∩刃锡X輪的齒 數(shù)為 33個齒，分布角度為 60? 。 扇形齒輪的基本尺寸計算 分度圓： mmmZd 1584819822 ???? (317) 基圓直徑： 1 4 8 720c o s1 5 8 420c o s22 ????? ??dd b mm (318) 齒全高： ? ? ? ?12 2 2 1 0 .2 5 8 1 8ah h h c m m m??? ? ? ? ? ? ? ? (319) 22 齒厚： 8 1 2 .622ms m m?? ?? ? ? (320) 分度圓中心距： mmdda 8322 21 ??? (321) 這里的齒輪是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以 m ， ? ， h? ， c? 均為標(biāo)準(zhǔn)值，其值為 m=8， 20???， 1h?? ，?? 。 則 NFt 66475? 。 。 由于碳鋼比合金鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感性較底，同時也可以用熱處理或化學(xué)處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故用碳鋼制造軸優(yōu)先考慮，其中最常用的是 45