【導(dǎo)讀】研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含。對(duì)本文的研究做出重。要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸徐州工程學(xué)院所擁有。和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。傳統(tǒng)的懸掛式刮泥機(jī)運(yùn)行控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。路，存在易出故障、維護(hù)不便、運(yùn)壽命較短、占用空間大等缺點(diǎn)。制，可編程控制器是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場的新型控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾性強(qiáng)，刮泥機(jī)自動(dòng)化，方便了工人實(shí)際操作。系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，調(diào)試周期短，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，故障率低，對(duì)工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點(diǎn)。完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，其中包括PLC. 機(jī)型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖的繪制、PLC梯形圖程序的設(shè)計(jì)。統(tǒng)從而提高刮泥機(jī)工作性能的方法，給出了相應(yīng)的控制原理圖。

　　

【正文】 軸器的類型后 ， 可按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速等 條件確定標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的型號(hào)和主要尺寸 。 必要時(shí)應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器中易損的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力等的校核計(jì)算 。 聯(lián)軸器的種類很多 ， 按其性能分為 ： 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 a 剛性聯(lián)軸器 （ 1） 套筒聯(lián)軸器 ； （ 2） 凸緣聯(lián)軸器 ； （ 3） 夾殼聯(lián)軸器 ； （ 4） 緊箍咒夾殼聯(lián)軸器 。 b 撓性聯(lián)軸器 （ 1） 無彈性元件撓性聯(lián)軸器 ； （ 2） 非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器 ； （ 3） 金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器 。 聯(lián)軸器選擇應(yīng)考慮的問題 在深知所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工況及技術(shù)要求的情況下 ， 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮以下問題 ： a)所需傳遞轉(zhuǎn)矩大小、載荷性質(zhì)及產(chǎn)品對(duì)緩沖和減振方面的要求； b)軸的轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大??； c)兩軸對(duì)位移大小（ 徑向位移、軸向位移、角位移）； d) 聯(lián)軸器的制造、安裝、維修、成本 。 電動(dòng)裝置的聯(lián)軸器的選用應(yīng)首先考慮電動(dòng)裝置工況條件 ， 聯(lián)軸器的工作特性兩者接近時(shí)即可采用 。 電動(dòng)裝置是在輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸間安裝有聯(lián)軸器 。 一般情況下 ， 為了使結(jié)構(gòu)緊湊、外觀美觀 ， 多把聯(lián)軸器和制動(dòng)輪作為一體 ， 同時(shí)閥門電動(dòng)裝置的所要求的 緊湊、外觀美觀 ， 多把聯(lián)軸器和制動(dòng)輪作為一體 ， 同時(shí)閥門電動(dòng)裝置的所要求的轉(zhuǎn)矩不是很大（電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ） ， 所以多用 套筒聯(lián)軸器 。 選擇或校核時(shí)的主要依據(jù)是聯(lián)軸器實(shí)際所需傳遞的轉(zhuǎn)矩 ， 由于各種機(jī)械的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律 常較復(fù)雜 ， 不易精確確定 ， 通?？砂礄C(jī)械設(shè)計(jì)上計(jì)算轉(zhuǎn)矩來選擇或校核 。 聯(lián)軸器的理論轉(zhuǎn)矩 ： 0 .3 79 5 5 0 9 5 5 0 2 .5 6 ( )1380PT N mn? ? ? ? ? ? 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ： 39。T T T KT T? ? ? ? 其中 nT 許用名義轉(zhuǎn)矩； K 載荷系數(shù) ， 見表 32。 在選取 K 值時(shí)要注意 ： 剛性聯(lián)軸器和無彈性元件的撓性聯(lián)軸器宜取大值；彈性聯(lián)軸器宜取小值； 表 32 載荷系數(shù) 動(dòng)力機(jī)特性 工作機(jī)特性 轉(zhuǎn)矩變化小 轉(zhuǎn)矩變化 沖擊載荷中等 轉(zhuǎn)矩變化 沖擊載荷大 電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī) ~ ~ ~ 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 多缸內(nèi)燃機(jī) ~ ~ ~ 單、雙缸內(nèi)燃機(jī) ~ ~ ~ 取 K = 2 .9 2 .5 6 7 .4 2 4 ( )cT N m m? ? ? ? 聯(lián)軸器的規(guī)格選擇 ： TT? 聯(lián)軸器的規(guī)格選擇 ： 查手冊選取 套筒聯(lián)軸器Ⅰ型 聯(lián)軸器 泵的選擇 此系統(tǒng)有兩個(gè)泵 ： 一個(gè)進(jìn)水泵和一個(gè)出水泵 。 進(jìn)水泵 進(jìn)水泵的選擇 按兩小時(shí)泵滿池選擇 ， 由于 HB 型泵流量較大 ， 揚(yáng)程較低 ， 適合于農(nóng)田灌溉和工業(yè)抽水 ， 符合要求 ， 所以選定 HB 混流泵 。 各種技術(shù)參數(shù)見表 33 表 33HB混流泵各技術(shù)參數(shù) 泵名稱 HB型混流泵 類型代號(hào) HB 型號(hào)規(guī)格 10HB 流量 320～ 522m 揚(yáng)程 ～ 轉(zhuǎn)速 980轉(zhuǎn) /分 泵軸功率 ～ 配電動(dòng)機(jī)功率 10KW 效率 ～ 83% 葉輪直徑 320mm HB 混流泵 (1)用途 : HB 型泵流量較大 ， 揚(yáng)程較低 ， 適合于農(nóng)田灌溉和工業(yè)抽水 。 (2)型號(hào)意義說明 : 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 (3)結(jié)構(gòu) : HB 型泵主要由泵體 ， 葉輪 ， 泵蓋 ， 主軸 ， 軸承架等零件組成 。 一般由皮帶間接傳動(dòng) ，從傳動(dòng)端看 ， 泵為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 。 出水泵 出水泵的選擇 根據(jù)每小時(shí)的 流量 ， 由于每小時(shí)要泵出水的體積很大和 S 型雙吸離心泵用來輸送不含固體顆粒及溫度不超過 80 度的清潔液體 。 流量 108～ 6696 立方米／時(shí) ， 揚(yáng)程為 ～ 140 米 ， 所以選定 S 型離心泵 。 各種技術(shù)參數(shù)見表 34 表 34 S型離心泵各技術(shù)參數(shù) 泵名稱 S型離心泵 類別代號(hào) S 型號(hào)規(guī)格 S35026 流量 1440m3 揚(yáng)程 26m 轉(zhuǎn)速 1450轉(zhuǎn) /分 泵軸功率 105KW 配電動(dòng)機(jī)功率 112KW 配電動(dòng)機(jī)電壓 380V 效率 82% 葉輪直徑 340mm S型離心泵 (1)用途 : 用來輸送不含固體顆粒及溫度不超過 80 度的清潔液體 。 流量 108～ 6696 立方米／時(shí) ，揚(yáng)程為 ～ 140 米 。 (2)型號(hào)意義說明 : (3)結(jié)構(gòu) : S 型泵的結(jié)構(gòu)為單級(jí)雙吸泵殼中開式離心泵 ， 從電動(dòng)機(jī)端向泵看 ， 為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 。 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)、計(jì)算 蝸輪、蝸桿材料及精度選擇 通過查閱大量資料后 ， 第三級(jí)傳動(dòng)選擇采用蝸輪、蝸桿傳動(dòng)作的減速機(jī)構(gòu) ， 它可以用于交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力；而且傳動(dòng)比大 ， 工作平穩(wěn) ， 結(jié)構(gòu)緊湊；同時(shí)要求蝸桿轉(zhuǎn)速較高、環(huán)境溫度高 ， 但功率不大 ， 這就對(duì)蝸桿、渦輪的材料 提出要求 ， 我查表蝸桿的材料牌號(hào) 37SiMn2MoV (表面淬火 )， 硬度 4555HRC， 蝸桿材料齒面粗糙度 ～ (μ m)；渦輪的材料選用 ZCuSn10P1 離心鑄造 。 渦輪、蝸桿計(jì)算和校核 各種傳動(dòng)比時(shí)推薦的 Z1 、 Z2 值 I 5~6 7~8 9~32 14~24 25~27 28~40 40 Z1 6 4 3~4 2~3 2~3 1~2 1 Z2 29~36 28~32 27~52 28~72 50~81 28~80 40 所以傳動(dòng)比 I=n/n1=31 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊》 ， 取 I=31 查閱《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》初選 ： 動(dòng)載荷系數(shù) 1 1K? ， 當(dāng)渦輪圓周速度 2 3/v m s? 時(shí) 1 1K? ， 反之取 ～ 嚙合質(zhì)量系數(shù) 2 1K? ， 取值范圍 ～ ； 小時(shí)載荷率系數(shù) 3 ? ； 環(huán)境溫度系數(shù) 4 ? （由表 ）； 工作情況系數(shù) 5 1K? （由表 ） ； 風(fēng)扇系數(shù) 6 ? ， （由圖 ） ； 綜上 ， 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 1 2 3 4 5 6 K K K K K K? ? ? ? ? 。 計(jì)算和校核 由題意知 ： 使用壽命 10 年 ， 每年工作 300 天 ， 每天工作 16小時(shí) ， 每小時(shí)載荷時(shí)間為 15 分鐘 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ： N=60 2n t = 710 ， 查閱《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)第四卷》圖 查得 NZ =。 以估算的蝸輪圓周速度 sV ， 確定采用浸油潤滑 ， 查得潤滑速度影響系數(shù) sK =， 許用接觸應(yīng)力 ： Hp? = Hbp s Nzz? ?? =150 sZ NZ =115 = Hbp? ： N 710? 時(shí)渦輪材料的許用接觸應(yīng)力見表 ； sz ： 滑動(dòng)速度影響系數(shù) ， 又圖 (侵油潤滑曲線 ) Nz ： 壽命系數(shù) ， 由 N= 710 查圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 21 9550 PT T in??? ? ?= ? ： 傳動(dòng)效率取 項(xiàng)目 代號(hào) 公式 計(jì)算結(jié)果 軸相角 ? 90?? 蝸桿的直徑系數(shù) q 111tandzq mr?? 10 變位系說 ? 39。39。20 .5 ( )a a aqzmm? ?? ? ? ? ?? 取值（ 1 ?? ? ? ） 中心距 a 39。39。1 2 211( ) ( 2 )22a d d m z q ?? ? ? ? ? 180(mm) 模 數(shù) m 222Am qz ?? ?? 10(mm) 蝸桿頭數(shù) 1z ２ 渦輪齒數(shù) 2z 61 傳動(dòng)比 i 21zi z? 蝸桿、渦輪分度圓直徑 1d 1d qm? 50 2d 22d zm? 305 蝸桿、渦輪節(jié)圓直徑 39。1d 39。1 ( 2 )d m q ??? 55 39。2d 39。22d zm? 305 蝸桿分度圓導(dǎo)程角 r 1ztgr q? 39。 39。39。111836? 蝸桿、渦輪齒頂高 1ah 11aah mh?? 5 2ah 2 2 2()a a ah m h m h ??? ? ? 蝸桿、渦輪齒根高 1fh 11()fah m h c???? 6 2fh 21()fah m h c ???? ? ? 11 蝸桿、渦輪齒頂圓直徑 1ad 1 1 12aad d mh??? 60 2ad 2 2 222aad d m h m ??? ? ? 320 蝸桿、渦輪齒根圓直徑 1fd 1 1 22 ( )fad d h c m??? ? ? 38 2fd 2 2 2 22 2( ) 2f a ad d h d h c m m ???? ? ? ? ? ? 298 徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 22 渦輪寬度 2b abd? 61 蝸桿螺紋長度 1b 12( )b z m?? 大于 校核 H? = 21151502 KTdd=1 5 1 5 0 1 5 2 .30 .3 0 5 0 .0 5 5?????=78? 88 齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 ： a 設(shè)計(jì)公式 ： ? ?2321 26000 ()FSFK T Ym d m mZ ?? ， YFS為蝸輪復(fù)合齒形系數(shù) ， 按 22 3cosv zz ??及變位系數(shù) x2= 23 近似求 得 YFS = ??F? 為蝸輪齒根許用應(yīng)力按下式計(jì)算 ： ??F? =? ?39。F? YN， 其中 ? ?39。F? 為 NL=106時(shí)的輪緣材料許用彎曲應(yīng)力 ， 蝸輪材料及 NL=107時(shí)的許用接觸應(yīng)力 ? ?39。H? ， 蝸輪材料及 NL=106時(shí)的許用彎曲應(yīng)力 ? ?39。F? ， 查表取 ? ?39。F? =35 ， YN為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) ， 查得 YN=1 計(jì)算得 ： ? 所以滿足要求 b 驗(yàn)算公式 ： ? ?212666 ()AvF F S FT K K K Y Y M P ad d m ? ?????， Y? 為導(dǎo)程角系數(shù) ， 用公式 Y? =1120? 計(jì)算得 ， [ ] 28. 32 35F? ??滿足設(shè)計(jì)要求 ： 蝸輪輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 F? ＝ 2222 AKTmbd ＝ 2 1488004 308 52???? ＝ ? ?F?? ??F? = limlimFFS? = =20 傳動(dòng)立軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的概述 作為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都要裝在軸上來實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn) ， 大多數(shù)軸起著轉(zhuǎn)矩的作用 ， 根據(jù)軸的承載情況可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸類 。 刮泥機(jī)傳動(dòng)立軸主要用于傳動(dòng)力矩 ， 屬于傳動(dòng)軸 。 軸的材料 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼 。 碳素鋼比合金鋼價(jià)廉 ， 對(duì)應(yīng)力集中的敏感較小 ，徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 23 所以廣泛應(yīng)用 。 常用的碳素鋼有 30～ 50 鋼 ， 最常用的是 45 鋼 。 為保證其力學(xué)性能 ， 應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理 。 刮泥機(jī)的傳動(dòng)立軸采用 45 鋼 。 軸的強(qiáng)度計(jì)算 軸的強(qiáng)度主要有三種方法 ： 許用切應(yīng)力計(jì)算；許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算；安全系數(shù)計(jì)算 。 許用切應(yīng)力的計(jì)算只需知道轉(zhuǎn)矩的大小 ， 方法簡便 ， 但計(jì)算精度較低 。 它主要用于下列情況 1）傳遞以轉(zhuǎn)矩為主的傳動(dòng)軸； 2）初步估算軸徑以便進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3）不重要的軸 。 彎矩的影響 ， 可在計(jì)算中適當(dāng)降低許用應(yīng)力 。 許多彎曲應(yīng)力的計(jì)算必須先知道作用力的大小和作用點(diǎn)的位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù) 。 為此 ， 常先按轉(zhuǎn)矩估算軸的結(jié)構(gòu) 。 設(shè)計(jì)后 ， 即可畫出軸的彎矩合成圖 ， 然后計(jì)算危險(xiǎn)截面的最大彎曲應(yīng)力 。 它主要用于計(jì)算一般重要的、彎矩復(fù)合的 軸 ， 計(jì)算精度中等 。 安全系數(shù)校核計(jì)算也要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行 ， 不僅要定出軸的各段直徑 ， 而且要定出過渡圓、軸配合、表面粗糙度等細(xì)節(jié) 。 它主要用于重要的軸 ， 計(jì)算精度較高 ， 但計(jì)算較復(fù)雜 ，且常需要足夠的資料才能進(jìn)行 。 安全系數(shù)校核計(jì)算能判斷各危險(xiǎn)截面的危險(xiǎn)截面的安全程度 ， 從而改善各薄弱環(huán)節(jié) ， 有利于提高軸的疲勞強(qiáng)度 。 刮泥傳動(dòng)立軸主要用于傳動(dòng)扭矩 ， 因此根據(jù)以上使用條件 ， 只需進(jìn)行許用切應(yīng)力計(jì)算 。 受轉(zhuǎn)矩 T（ Nm）的實(shí)心圓軸 ， 其切應(yīng)力為 見式（ ） 。 ?? ＝TTW = 10 / Pnd? ? ???? 式（ ） 式中 W? —— 軸的抗扭截面系數(shù) ， 3mm ； P—— 軸傳遞的功率 kW； n—— 軸的轉(zhuǎn)速 ， r/min； ???? —— 許用切應(yīng)力 。 軸的剛度計(jì)算 軸受載荷以后要發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形 ， 如果變形過大 ， 會(huì)影響軸上零件正常工作 。例如 ， 若車床絲桿扭