【正文】 損系數，見圖 ； 2c? 節(jié)距系數，查表 ； 25 2c? 齒數 速度系數，見圖 ； rp? 鉸鏈比壓（ MPa ）； 確 定以上參數值： 鏈節(jié)數 114pL ? ，鏈速由前面計算知 /v m s? ， 小鏈輪齒數 1 25z? ，傳動比 ? ，許用磨損伸長率 [ ] 3%pp ?，磨損系數 1c 由圖 1 3 1c? 確定，節(jié)距系數 2 ? ，齒數 速度系數 3c =1,查圖 。 鉸鏈比壓 rp 按下式計算 A C fr k F F Fp A??? 式中 AK? 工況系數，查表 ，取 ? ； F? 有效拉力（即有效圓周力），查表 ，計算得 10F kN? cF? 離心力引起的拉力， 225. 6 / 0. 24 8 0. 35cF qv k g m m N? ? ? ? fF? 懸垂拉力， ? ?00fF ??? A? 鉸鏈承壓面積， A 值等于滾子鏈銷軸直徑 2d 與套筒長度 2b （即內鏈即外寬）的面積 ? ?2mm 。 2d 和 2b 值查表 ，銷軸直徑 2 mm? ，內鏈板外徑2 mm? ，故鉸鏈承壓面積 222 5 . 9 6 1 7 . 7 5 1 0 5 . 7 9A d b m m? ? ? ? ? 故 31 . 4 1 0 1 0 0 . 3 5 01321 0 5 . 7 9A c fr k F F Fp M P aA?? ? ? ? ?? ? ? 由鉸鏈比壓 132rp MPa? 知，在工作溫度 070? ，良好潤滑條件下，查圖 1 ? 綜上所述，滾子鏈的使用壽命 T 31 2 3 191 50 0( ) [ ]1Prc c c L z i pT p v i p? ? 3 0 1 114 25 0( ) 3132 8 1? ? ??? ? 10847h? 電動機 的選擇 26 1. 根據機械的負載性質和生產工藝對電動機的啟動、制動、反轉、調速等要求，選擇電動機類型。 2. 根據負載轉矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉距，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。所選電機應留有余量，負荷率一般取 ~。過大的備用功率會使電機效率低，對于感應電機，其功率因數將變壞，并使按電動機最大轉矩校驗強度的生產機械造價提高。 3. 根據使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護方式，選擇電動機的結構 型式。 4. 根據具體的電網電壓標準和對功率因數的要求，確定電動機的電壓等級和類型。 5. 根據生產機械的最高轉速和對電力調速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機械減速機構的復雜程度，選擇電動機額定轉速。 除此之外，選擇電動機還必須符合節(jié)能要求，考慮運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產品價格、建設費用、運行和維修費用、生產過程中前后期電動機功率變化關系等各種因素。 據以上計算和實際需要，選擇 Y2112M4 封閉式三相異步電動機。 Y 系列型號為Y2112M4 的三相異步電動機的主 要性能及結構特點為，效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動小，體積小，重量輕，運行可靠，維修方便。為 B 級絕緣。結構為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動機內部。冷卻方式為 IC411。 電機額定功率為 4kw ，額定電流為 ，轉速為 1440 /minr ，效率為 84% ，功率因數為 cos ?? ，最大轉矩與額定轉矩之比為 max NTT ? ，最小轉矩與額定轉矩之比為 min NTT ? ，堵轉轉矩與 額定轉矩為 NTT ? ，堵轉電流與額定電流為 NII ? 。 減速器的選擇 27 根據實際需要，由電機的輸入轉速為 1500 / minnr?入 ,要求輸出轉速為 30 / minnr?出 ，傳動比為 51i? ，選擇一級直聯擺線針輪減速器型號為 XWD8160 型，其主要參數如下： kw? ， 1290W N m??， 308A mm? ， 300DC mm? ， 160C mm? ， 150E mm? ，370F mm? ， 238M mm? ， 410N mm? ， 139G mm? ， 44p mm? ， 356H mm? ， 25R mm? ，75V mm? ， 240DM mm? ， 195J mm? ， 684L mm? ， 142m kg? 軸承的選擇 本產品的設計過程中，用到的軸承以軸向力為主，即主要承受軸向載荷，故根據軸軸承的特點，可選用深溝球軸承，其主要特點如下： 主要承受徑向載荷，也可用來承受徑向和軸向聯合負載，在轉速很高，不宜采用推力軸承時，可用來承受純軸向負載。允許內圈軸線相對于外圈軸線 6 ~16,??? 軸的選擇 選擇材料 軸的常用材料是 35， 45， 50 碳素鋼。最常用的是 45 鋼。不重要的或受力較小的軸，也可用 Q235 制造；對于受力較大，要求限制軸的尺寸和質量，或需提高軸徑的耐模性，或處于高溫、低溫以及處于腐蝕等條件下工作的軸，應采用合金鋼。 根據需要，軸可在加工前或加工后進行整體或表面熱處理，以及表面強化處理，（如噴丸，滾壓等），以提高強度，尤其是疲勞強度和耐磨性。 在一般溫度下（低于 0200C ）碳素鋼和合金鋼的彈性模量相差很小，故用合金鋼并不能提高軸的剛度。有時改用強度較低的碳素鋼使軸徑增大，反而能有效 地軸的剛度。 球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵，容易鑄成復雜的形狀，而且吸振性能好，對應力集中敏感性低，常用于制造外型復雜的軸，如曲軸和凸輪軸等。 綜合以上因素選擇材料最廣泛的 45 鋼，熱處理為調質，硬度 HBS 在 217~255 之間，抗拉強度 650b MPa? ? ，屈服點 360s MPa? ? ，彎曲疲勞極限 1 270MPa?? ? ，扭轉疲勞極限1 155MPa?? ? 。 初步估算軸 徑 初步估算軸徑常用類比法，經驗法及按許用切應力估算法，初步估算軸徑作為軸結構設計的基礎。根據機械設計手冊表 152 公式初步估算軸徑，材料為 45 鋼，有表簡明機械 28 零件設計手冊， 333 . 61 1 0 7 3 . 6302 . 4 8Pd A m mn? ? ? ? ? 軸的機構和形狀取決于下列因素：軸上零件的類型、布置和固定方式，載荷的性質、大小、方向及分布情況。軸承的類型和尺寸，軸的毛坯、制造和裝配工藝要求等。軸的結構應便于軸上零件的定位、固定和裝拆，盡 量減小應力集中，受力合理，有良好的工藝性。對于要求剛度大的軸，還應從結構上考慮減小軸的變形。軸的結構設計入圖所示，根據軸的受力選取 3 系列深溝球軸承，為了便于軸承的裝配，選取裝軸承處的直徑為d=60mm,其他部分如圖所示。 軸上的受力分析 鏈輪的圓周力：由前面計算知，鏈輪的有效圓周力為 10tF kN? ， 鏈輪的徑向力： 3ta n 0 . 3 6 41 0 1 0 3 6 9 2c o s 0 . 9 8 6nrtF F N N??? ? ? ? ? 鏈輪的軸向力：由于鏈輪無軸向力，故 0xF? 。 1. 求支反力 在水平面上的支反力如圖所示， 29 由 0AM ?? ，且受力的對稱性知 1 50002A z B z tR R F N? ? ? 在垂直面內的支反力由圖 d 知， 1 18462A y B y rR R F N? ? ? 2. 作彎矩圖和轉矩圖 鏈輪的作用力在水平面內的彎矩圖如圖 c 所示， 30 5 0 0 0 1 . 1 7 5 5 8 7 5CzM N m? ? ? ? 鏈輪作用在垂直面內的彎矩如圖所示， 18 46 1. 17 5 21 69CyM N m? ? ? ? 該彎矩圖的作用平面不定，但當其與合成彎矩圖共面時是最危險截面。這時其彎矩為二者之和，則截面 C 的最大合成彎矩為 2 2 2 25 8 7 5 2 1 6 9 6 2 6 3C C z C yM M M N? ? ? ? ?m? 1. 確定最危險截面 根據軸的結構尺寸及彎矩圖，轉矩圖，截面處較大，且有軸承配合引起的應力集中，截面 E 處彎矩較大，直徑較小，又有圓角引起的應力集中截面 D 處彎矩最大，且有齒輪配合與鍵槽引起的應力集中，故屬危險截面，現對 D 截面進行強度校核。 2. 安全系數校核計算 由于減速機軸的轉動，彎矩引起對 稱循環(huán)的彎應力，轉矩引起的為脈動循環(huán)的切應力。 彎曲應力幅為 66 2 6 3 1 02 4 .3Da M PaW? ??? 62 5 8 1 0 2 5 8P a M P a? ? ? 式中 W— 抗彎截面系數，由表 查的 3 6 32 4 .3 2 4 .3 1 0W cm m? ? ? 由于是對稱循環(huán)應力，故平均應力 0m?? ，根據式 2? 1mS K? ?????????? 627 0 10 30 .6 00. 92 0. 81??? ? ?? ? 式中 1??? 45 鋼彎曲對稱循環(huán)應力時的疲勞極限，由表 ? 查得 1 270MPa?? ? ； K?? 正應力有效應力集中系數，由表 6? 按鍵槽查得 ?? ，按配合查得? ? ，故取 ? ? ； 31 ?? 表面質量系數，軸經車削加工，按表 8? 查得 ?? ； ?? 尺寸系數，由表 11? 查得 ?? 。 切應力幅為 61 6 2 0 1 02 2 3 0 .1m pT PaW??? ?? ? ? ? 10 Pa?? 式中 pW?? 抗扭截面系數，由表 15? 查得 363 0 .1 3 0 .1 1 0PW cm m?? ? ? 根據式（ ） 1mS K? ????? ? ?????? 6661 5 5 1 01 . 8 91 0 . 3 1 0 0 . 2 1 1 0 . 3 1 00 . 9 2 0 . 8 1??? ? ? ? ?? ? 式中 1??? 45 鋼扭轉疲勞極限，由表 查得 1 155MPa?? ? ； K?? 切應力有效應力集中系數，由表 6? 按鍵槽 ? ? ，按配合 ? ? ，故取 ? ? ； ,??? 同正應力情況； ??? 平均應力折算系數，由表 13? 查得 ?? ? ； 軸 D 截面的安全系數由式 ( 1)? 確定 2 2 2 22. 5 5. 48 . 5 5. 48SSS SS?????? ? ??? 由表 可知， ? ? ~ ? ，故 ? ?SS? ，該軸 D 截面是安全的。 32 第 4 章 立體車庫的控制 升 降 橫 移 式 立 體 停 車 設 備 的 工作 原理 升降 橫 移式 立 體停 車 設 備 是指 利 用 存車 板的 升 降或 橫 向平 移 存 取 停放 車 輛 的機械式 停車設備。圖 41 為一個地上 5 車位的升降 橫 移式停車設備。其工作原理是：上層三個車 位可以升降，下層兩個車位只能橫移?？? 一個車位供上層的車位下降使用。 2 號車位 可以直接存放車輛； 4 號車位需下降后在存放車輛； 3 號車位要先將 1 號存車板右移， 再 將 3 號存車板下降； 5 號車位則需先將 2 號載車板左移，再將 5 號載車板下降；完成存取 車輛。 由于 升 降橫 移 式停 車 設 備 對場 地 的 適應 性很 強 可根 據 不同 的 地 形 和空 間 進 行 任意的 組合、排列、規(guī)?？纱罂尚　ι蠈咏ㄖ囊蟊容^低。因此，應用非常廣泛。 圖 41五車位升降橫 移 式立體停車設備工作 原 理 圖 安 全 裝 置 的 系 統(tǒng) 設計 上載車板上裝有上下行程極限開關和防墜落安全裝置 。 防墜落安全裝置裝在縱梁與上 載車板上停位之間，在縱梁兩側個裝兩只掛鉤，上載車板兩側相應位置處各裝兩只耳環(huán)， 當上載車板上升 到位后 ， 縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內 ， 以防止升降電機常 閉制動器慢釋放后，上載車板在轎車和載車 板 本身的重力作用下，慢慢下滑，壓壞下層轎 車。另外也防止制動器失靈，上載車板從上 層 停車位墜落，砸壞下層轎車。下載車板的安 全裝置主要是行程極限開關和防碰撞板 。 行程極限開關的作用是使載車板橫移到位后自動 停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時 ， 如果碰撞到人、遺留行李時，切斷橫移電機 電源，橫移停止。 33 電 器 控 制 系 統(tǒng) 的 設計 控制系統(tǒng)方案的確定： 升降橫 移 立 體 停車 庫 以停 放 轎車 為主 ,其 代價 較昂 貴 ,而且立 體 停 車 庫使 用 時涉 及 到人 身和車輛的安全 ,所以對設備的安全性和可靠 性 要求非常高 。PLC 采用了以計算機為核心的 通用 自 動控 制 裝 置 ,集 微 機 技術 、 自 動 化技 術 、通訊 技術 為 一 體 ,可 靠 性 強、 性 價 比 高、 設 計緊 湊 、擴 展 性 好 、操 作 方 便 ,適 用 于 頻繁啟 動和 惡 劣的 環(huán)境 ,因 此