溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 19:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 06(kg)106(kg/mm3)= 頂桿的設(shè)計(jì) 頂桿的一端作用于頂窗上，伴隨著齒條的移動(dòng)推開(kāi)或關(guān)閉頂窗，它是由兩根桿件組成，兩根桿件的夾角一般為40度，另一端通過(guò)連接件與齒條所在軸連接。450mm mm25mm mm圖六 頂桿從受力分析角度考慮，在計(jì)算開(kāi)啟推力和拉力的時(shí)候，除了考慮窗體自重外，還應(yīng)將窗體所受風(fēng)壓及雨雪載荷考慮其中，對(duì)于窗體所受風(fēng)壓及雨雪載荷的選取計(jì)算要分為兩種情況考慮，其一是窗體開(kāi)啟瞬間所受的風(fēng)壓及雨雪載荷作用，其二是窗體開(kāi)啟后所受的風(fēng)壓雨雪載荷作用，此處溫室開(kāi)窗機(jī)構(gòu)中不將雨雪載荷計(jì)算其中，在雨雪天氣下，溫室不需要開(kāi)啟天窗。在開(kāi)窗機(jī)推力計(jì)算中，風(fēng)壓為附加載荷而進(jìn)行推力計(jì)算：在計(jì)算推桿開(kāi)啟后靜態(tài)支撐以及關(guān)閉拉力時(shí)，風(fēng)壓為附加載荷而進(jìn)行開(kāi)窗機(jī)的支撐力及拉力的計(jì)算；一旦開(kāi)窗機(jī)選定后，其推拉力和支撐力為額定值，不會(huì)變動(dòng)，因此推拉力和支撐力的反復(fù)驗(yàn)算非常有必要。下面為窗體受力分析:圖七 窗體受力分析相關(guān)參數(shù)如下表：材料自重Z（kg）開(kāi)啟行程S(mm)風(fēng)壓系數(shù)(kg/m2)PC陽(yáng)光板7508參量計(jì)算如下：a 水平風(fēng)壓P1=8hwP1=8= kgb 窗體開(kāi)啟瞬間受風(fēng)壓作用，可以選取一個(gè)最大值為 Ft=（～2）P1 Ft=（～2） = kg= Nc開(kāi)啟后的推力計(jì)算Ft,= W/2S/H Ft,=750/1220= kg= N按照選大不選小的原則，比較Ft和Ft,得出，開(kāi)啟之后，電動(dòng)開(kāi)窗器處于靜態(tài)支撐。d 靜態(tài)支撐下垂直向下風(fēng)壓P2=40%P1=40% = kge 開(kāi)啟角度α=2sin1(S/2H1) =176。f 根據(jù)力矩平衡原理，電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)的靜態(tài)支撐拉力為：F=[（W＋P2）αH/2]/H=[176。610]/1220= kg= N同樣根據(jù)選大不選小的原則，為靜態(tài)支撐拉力選取一個(gè)最大值為：F,=（～2）F = N通過(guò)以上計(jì)算, 我們有如下結(jié)論 :1 ) 電動(dòng)開(kāi)窗器的靜態(tài)支撐力(回拉力) F除了與窗扇自重成正比外, 還與窗扇開(kāi)啟角度α成正比, 且開(kāi)啟角度α越大, 則需求的F力越大。2 ) 電動(dòng)開(kāi)窗器的靜態(tài)支撐力(回拉力)F與電動(dòng)開(kāi)窗器在窗扇的作用點(diǎn)(安裝位置) 有關(guān), 且越靠近下懸點(diǎn)(轉(zhuǎn)軸點(diǎn)), 其F力要求越大。3 ) 以上計(jì)算是有關(guān)電動(dòng)開(kāi)窗器的穩(wěn)定性參數(shù)計(jì)算。而動(dòng)態(tài)情況及瞬態(tài)受力分析等則應(yīng)按當(dāng)?shù)厍闆r另行核算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，我們可以繪制如下表格，以此作為電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)的選擇依據(jù)：材料自重（kg）最大推力（N）最大拉力（N）PC陽(yáng)光板 齒條所在軸直徑計(jì)算齒條所在軸在整個(gè)機(jī)構(gòu)中也是受力較大部件，因此也需要特別設(shè)計(jì)。為了防止該軸在工作時(shí)的斷裂，需要校核功率輸入端的最小軸徑的尺寸。與傳動(dòng)軸相同，該軸承受的彎矩不大，可以按許用扭剪應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。τT=≈ ≤[τT]與傳動(dòng)軸相同，我們選取軸的材料為40Cr，[τT]可選取的數(shù)值為44MPa，A0相應(yīng)的可選取的數(shù)值為100。軸轉(zhuǎn)速 n=；軸的輸入功率約為 P= KW 將上述數(shù)據(jù)代入公式，得到 d≥＝根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們還要乘以安全設(shè)計(jì)系數(shù)，則 d≥=45mm，大徑選擇45mm 齒輪齒條的設(shè)計(jì)選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算得出，； 齒輪選用B型齒輪，TU2140，為了使傳動(dòng)軸工作穩(wěn)定，左右兩側(cè)的齒輪臨近布置，這樣水平方向上的作用力就會(huì)互相抵消； 每相隔4m布置一對(duì)齒條，長(zhǎng)度2941mm； 電機(jī)安裝在中間位置，即在溫室跨度中部表四 齒輪參數(shù)型號(hào)推力 n扭矩 n減速比每轉(zhuǎn)齒條行程 mm分度圓直徑 mm重量 kgTUS254045021表五 齒條參數(shù)型號(hào)L （mm）壁厚 mm適合開(kāi)間 mmRACK 403\L294129412000 傳動(dòng)軸的直徑計(jì)算傳動(dòng)軸是整個(gè)機(jī)構(gòu)中最為核心的部件，是整個(gè)機(jī)械受力最大的部件，因此必須要集中設(shè)計(jì)此部件。為了防止傳動(dòng)軸在工作時(shí)的斷裂，需要校核功率輸入端的最小軸徑的尺寸。由于傳動(dòng)軸承受的彎矩不大，可以按許用扭剪應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)傳動(dòng)軸受到扭矩T()時(shí)，傳動(dòng)軸的扭剪應(yīng)力為：τT=≈ ≤[τT]式中： τT———————扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T———————————軸所受的扭矩，Nmm； WT———————————軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； n———————————軸的轉(zhuǎn)速，r/min； P———————————軸傳遞的功率，kW； D———————————計(jì)算截面處軸的直徑，mm； [τT]———————————許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa，由上式得軸的設(shè)計(jì)式：d≥＝＝A0式中，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得下表：表六 軸的幾種常用材料的[τT]和A0的值軸的材料3Cr135SiMn、38SiMnMo、40Cr453Q275（1Cr18Ni9Ti）Q235A[τT]/A03555254520351525A011297126103135112149126 由于要提升軸的耐磨損性，我們選取軸的材料為40Cr，由上表的取值范圍可知，[τT]可選取的數(shù)值為45MPa，A0相應(yīng)的可選取的數(shù)值為102.從以上資料中，我們得知：傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n=；軸的輸入功率約為 P= KW將上述數(shù)據(jù)代入公式，得到 d≥＝根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們還要乘以安全設(shè)計(jì)系數(shù)，則 d≥=50mm則最終得出軸最小直徑選為45mm，大徑選擇50mm 傳動(dòng)軸的精確校核根據(jù)條件可以判定，傳動(dòng)軸受扭矩力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其彎矩力，因此彎矩力可以省略，只按扭矩力來(lái)校核。畫(huà)出其扭矩分析圖：T0M 按彎扭組合條件，可知： 式中：————————軸的計(jì)算應(yīng)力，MPa； M————————軸所受的彎矩，Nmm T————————軸所受的扭矩，Nmm W————————軸的抗彎截面系數(shù)，mm3 ————————對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa，其值按機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）書(shū)中表151選用（P358）抗扭截面系數(shù)： WT=≈=503=25000截面上的扭矩： 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）書(shū)中表151，查得685MPa，335MPa，185MPa。截面上，由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計(jì)第九版附表32查取得又根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)第九版
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