【文章內(nèi)容簡介】 示意圖如下 : 圖 2— 1 底座結(jié)構(gòu)示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 底座液壓馬達(dá)的選擇 選用整體式小型馬達(dá)，同時(shí)考慮底座轉(zhuǎn)速與承受轉(zhuǎn)矩等因素，在滿足條件的馬達(dá) 中：初步選定型號(hào) BYM— 160 擺線齒輪液壓馬達(dá)，排量為 160ml/r。 回轉(zhuǎn)支撐的選擇 故此設(shè)計(jì)選用 01 系列的回轉(zhuǎn)支承?？紤]尺寸需要，初選 型號(hào) ,外圈直徑 360mm，外圈帶有的齒圈齒頂圓直徑為 384mm，齒數(shù)為 94，模數(shù) m=4。 回轉(zhuǎn)支承的尺寸如表 21 編號(hào) 4 基本型號(hào) 外型尺寸 mmD 360? mmd 200? 16?H 安裝尺寸 1D =328mm 2D =232mm 18?n 16?? 結(jié)構(gòu)尺寸 21?n 2813?D 齒輪參數(shù) 0?X 4?m 外齒參數(shù) 384?eD Z=94 齒圈齒輪的強(qiáng)度校核 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 1)馬達(dá)齒輪的齒數(shù)： 初定液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為 40 r/min,底座的回轉(zhuǎn)速度為 srn /81? ，所以傳動(dòng)比814021 ???? nni 又因?yàn)? 12ZZi? ，即得： 181?Z 式中 1n —— 馬達(dá)輸出速度 2n —— 回轉(zhuǎn)支承轉(zhuǎn)速 1Z —— 馬達(dá)齒輪齒數(shù) ，即 3211 ???????? HEdtt ZTKd ???? (21) 1)確定公式內(nèi)各計(jì) 算數(shù)值 （ 1）試選載荷系數(shù) ?tK （ 2）估算底座需要的轉(zhuǎn)矩 NmT ? ，這里選定馬達(dá)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為 Nm4 （ 4）按齒面硬度查的馬達(dá)齒輪的解除疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 6001lim ?? 齒圈的解除疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 5002lim ?? ? ?81115300821406060?????????? hjLnN 78 ????N (22) ? ?? ? M P aKM P aKHHNHHHNH2l i m221l i m11?????????????? (23) 校核： 計(jì)算馬達(dá)齒輪分度圓直徑 td1 ，帶入 ??H? 中較小值 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 211 ???????? HEdTt ZTKd ???? mm225 3 9 8 91 23????????????? 原定馬達(dá)齒輪的分度圓直徑 mmmzd t 721841 ???? ，滿足強(qiáng)度要求。 3． ? ?3 112 ????????? F SaFad YYZKTm ?? (24) 確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值 （ 1）由圖 ? ?22020 C? 查的馬達(dá)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? ，齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? （ 2）由圖查的彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK （ 3） ? ? M P asK FEHNF 350 ???? ?? (25) (4) 計(jì)算載荷系數(shù) K 8 1 ????? ??? FFVA KKKKK (26) (5)查取齒形系數(shù) 由表可查得 ?FaY , ?FaY (6) 由表可查得 ?SaY , ?SaY (7)計(jì)算齒輪和馬達(dá)齒輪的FSaFaYY? 并加以比較 ? ?? ? 222111??????FSaFaFSaFaYYYY?? (27) 齒圈的數(shù)值大 2） 校核 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 ? ? 3 33 1 12 ??????????????? F SaFad YYZKTm ?? 對(duì)比設(shè)計(jì)結(jié)果，原定齒輪模數(shù) m=4 符合要求 . 底座結(jié)構(gòu)的確定 設(shè)計(jì)底座結(jié)構(gòu)如圖 31 31 底座結(jié)構(gòu) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 第 4 章 升降臂設(shè)計(jì) 升降臂設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案的選擇 更具所學(xué)相關(guān)知識(shí)查閱資料可選用： (1)液壓驅(qū)動(dòng)方式 采用液壓缸作為動(dòng)力源，液壓缸直接驅(qū)動(dòng)升降滑塊。 (2)圓柱導(dǎo)軌 為保證升降滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，且起到平穩(wěn)導(dǎo)向作用，該設(shè)計(jì)大臂立柱采用雙圓柱導(dǎo)軌。 根據(jù)方案制定升降臂示意圖如圖 31 圖 41升降臂示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 液壓缸的選擇 (1)工作負(fù)載 ?F 大約為 850N。 (3)慣性負(fù)載 aF 由設(shè)計(jì)任務(wù)可知 sm / ??? ?? 取 ,查液壓傳動(dòng) ??6 , 15p ,?t 取 ， NFa ? ，重力負(fù)載 gF 。 執(zhí)行原件主要參數(shù)的確定 需確定的結(jié)構(gòu)尺寸是指液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑 d，首先受力分析由靜止啟動(dòng)時(shí)，液壓缸受力最大，受力分析如圖 32 圖 42 液壓缸受壓簡圖 所以 NFF W 850?? (41) MPaP 2? ，初定 ? ?背壓0?Pb 。 FDP ??????? 22? mmPFD ?? ? (42) 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 歸為標(biāo)準(zhǔn)， D 取 50mm。對(duì) 。 (2)校核 已知背 壓 MPaPb ? ，受力分析如圖 3— 3 Pb p 圖 43 由受力平衡可得 FdDPDPb ????????? ???????????????????? 222 222 ?? ? ? ? ? M P aD FdDPP b 0 8 5 040 2 62 2262 22 ???? ????????? ???? 所以 mmD 50? 的液壓缸選擇合理。 （ 43） 8 0 ???dl （ 44） 由于長徑比不大于 10 ? ????? ?????? M P adF 48504 22 （ 45） (3)液壓缸的選擇與安裝 選用中部軸銷連接，液壓缸的型號(hào)選擇為 B2*3*11*00。 升降臂導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算 升降臂導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，材料為 Q235。 兩圓柱導(dǎo)軌的直徑為 35mm；長為 1200mm，接近法蘭段為直徑 42 毫米，高 21mm 的一段。 導(dǎo)軌的彎曲強(qiáng)度校核 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 333 1 5 7 132 202322 mmdW z ???? ?? (36) 抗拉強(qiáng)度： MPab 200?? 抗彎強(qiáng)度 MPaw 400?? 安全系數(shù)： ?bn 所以： ? ? ? ? M P an bww ??? ?? (37) 設(shè)滑臺(tái)、伸縮臂、末端執(zhí)行器等在內(nèi)的質(zhì)量約為 50kg，重心偏離導(dǎo)軌中心約 200。 所以 NG ??? NFLM ???? (38) ? ? 333m a x 1 5 7 1 2101 6 098 mmmmMW wz ????? ? (39) 式中 F 為包括滑臺(tái)、伸縮臂、末端執(zhí)行器等在內(nèi) 的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)載荷，由此抗彎截面系數(shù) 所確定的升降臂截面尺寸是安全的。 導(dǎo)軌的剛度 材 料 力 學(xué) 的 撓 度 計(jì) 算 公 : EIMly 2 2? (310) 844 ?????? ?? dI ； 升降到最高位時(shí)的高度 540?l mmlmmEIMly 0 0 00 8 0 02 79 22 ??????? ??? ? 升降臂滑臺(tái)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)簡圖如圖 35 所示 圖 44 導(dǎo)軌受彎示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 滑塊在升降導(dǎo)軌上上下滑動(dòng)，升降過程速度變化均勻， 升降臂導(dǎo)軌光滑， 無剛性沖擊無卡緊現(xiàn)象。所以要在滑塊上裝有銅套筒，以使升降平穩(wěn)。其結(jié)構(gòu)如圖36 撞塊與行程開關(guān)的設(shè)計(jì) 如圖 4— 7所示結(jié)構(gòu)： 圖 45 套筒結(jié)構(gòu)圖 1導(dǎo)軌 2套筒 圖 46 套筒結(jié)構(gòu)圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 47 行程開關(guān)及調(diào)節(jié)塊 升降臂安裝所需的其他部件設(shè)計(jì) (1)導(dǎo)軌兩 端為直徑為 20mm 的螺紋，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P47 端螺母應(yīng)選擇 GB/T6170 M20。 (2)液壓缸與底座相連為法蘭聯(lián)接，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ,其定位銷選擇：GB11786。 (3)固定液壓缸支撐板的為直徑為 12mm 的螺栓，其規(guī)格查課程設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： GB/T57822020 M12 60。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 第 5 章 伸縮臂的設(shè)計(jì) 伸縮臂的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 液壓伸縮機(jī)構(gòu)示意圖如圖 41 。 液壓缸的選擇 工作負(fù) 載 R 支座 液壓缸 法蘭 夾持器支撐板 直線導(dǎo)軌 支撐板 圖 51 液壓伸縮機(jī)構(gòu)示意圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 RgRmRiR ??? （ 41） 式中： Ri工作機(jī)構(gòu)的載荷及自重對(duì)液壓缸產(chǎn)生的作用力； (1) Ri的確定 1) 工件的質(zhì)量 kghrvm 22 ??????? ??? （ 42） 2)夾持器的質(zhì)量 15kg(已知 ) 3)伸縮臂的質(zhì)量 15kg(估計(jì) ) 4)其他部件的質(zhì)量 15kg(估計(jì) ) 工作機(jī)構(gòu)荷重： ? ? NsmkgRi 4 9 8/ 2 ?????? （ 43） 取 NRi 650? (2)Rm的確定 NRRm i 13 065 ???? ? （ 44） (3)Rg 的確定 Ntg vGRg 3 5 0 ?????? （ 45） st ?? ， ??v 總負(fù)載 NRgRmRiR 213 065 0 ??????? 取實(shí)際負(fù)載為 NR 1000? 液壓缸缸筒內(nèi)徑 D 的確定 mmM P aNpRD 100044 ????? ? （ 46） 式中： NNR 5 0 0 01 0 0 0 ?? ， p 可取 MPa1~ ， MPap 1? 選缸徑為 40mm 的 圖 52 伸縮臂液壓缸 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 桿為 C 型桿 徑缸 :40 A:25 KK:M16 Φ MM:18 E:65 EE:ZG3/8 FP:38 W:30 AB:11 AE: AH:43177。 AU:32 AT:8 AO:13 TR:46 HL:141 UA:69 導(dǎo)向桿的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)的確定 導(dǎo)向桿的材料選擇為 40Cr，其彎曲應(yīng)力為 210MPa。 導(dǎo)向桿的彎曲強(qiáng)度及撓度的校核 (1) 桿的彎曲應(yīng)力zWM?max? （ 47） mNplM ????? （ 48） 733 ?????? dW z ? （ 49） M P aWzM 0 80 7m a x ???? ?? ? ??? ?max 符合要求 （ 2） 桿的撓度 EIpl2 2?? EIplf 3 2? 644dI ?? （ 510） ? ? 0 64 003 003 433 ????????EIplf B