【導讀】研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含。對本文的研究做出重。要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸徐州工程學院所擁有。和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。傳統(tǒng)的懸掛式刮泥機運行控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制線路。路，存在易出故障、維護不便、運壽命較短、占用空間大等缺點。制，可編程控制器是一種廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場的新型控制器，具有結構簡單，抗干擾性強，刮泥機自動化，方便了工人實際操作。系統(tǒng)相比，具有結構簡單，編程方便，調試周期短，可靠性高，抗干擾能力強，故障率低，對工作環(huán)境要求低等一系列優(yōu)點。完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計，其中包括PLC. 機型的選擇、I/O端口的分配、I/O硬件接線圖的繪制、PLC梯形圖程序的設計。統(tǒng)從而提高刮泥機工作性能的方法，給出了相應的控制原理圖。

　　

【正文】 軸器的類型后 ， 可按轉矩、軸徑和轉速等 條件確定標準聯(lián)軸器的型號和主要尺寸 。 必要時應對聯(lián)軸器中易損的薄弱環(huán)節(jié)進行承載能力等的校核計算 。 聯(lián)軸器的種類很多 ， 按其性能分為 ： 徐州工程學院畢業(yè)設計 (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)軸器選擇應考慮的問題 在深知所設計產品的工況及技術要求的情況下 ， 選擇聯(lián)軸器應考慮以下問題 ： a)所需傳遞轉矩大小、載荷性質及產品對緩沖和減振方面的要求； b)軸的轉速高低和引起的離心力大小； c)兩軸對位移大小（ 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 。 電動裝置的聯(lián)軸器的選用應首先考慮電動裝置工況條件 ， 聯(lián)軸器的工作特性兩者接近時即可采用 。 電動裝置是在輸入軸與電動機軸間安裝有聯(lián)軸器 。 一般情況下 ， 為了使結構緊湊、外觀美觀 ， 多把聯(lián)軸器和制動輪作為一體 ， 同時閥門電動裝置的所要求的 緊湊、外觀美觀 ， 多把聯(lián)軸器和制動輪作為一體 ， 同時閥門電動裝置的所要求的轉矩不是很大（電動機的最大轉矩 ） ， 所以多用 套筒聯(lián)軸器 。 選擇或校核時的主要依據是聯(lián)軸器實際所需傳遞的轉矩 ， 由于各種機械的轉矩變化規(guī)律 常較復雜 ， 不易精確確定 ， 通?？砂礄C械設計上計算轉矩來選擇或校核 。 聯(lián)軸器的理論轉矩 ： 0 .3 79 5 5 0 9 5 5 0 2 .5 6 ( )1380PT N mn? ? ? ? ? ? 計算轉矩 ： 39。T T T KT T? ? ? ? 其中 nT 許用名義轉矩； K 載荷系數(shù) ， 見表 32。 在選取 K 值時要注意 ： 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) 動力機特性 工作機特性 轉矩變化小 轉矩變化 沖擊載荷中等 轉矩變化 沖擊載荷大 電動機、汽輪機 ~ ~ ~ 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 18 多缸內燃機 ~ ~ ~ 單、雙缸內燃機 ~ ~ ~ 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)有兩個泵 ： 一個進水泵和一個出水泵 。 進水泵 進水泵的選擇 按兩小時泵滿池選擇 ， 由于 HB 型泵流量較大 ， 揚程較低 ， 適合于農田灌溉和工業(yè)抽水 ， 符合要求 ， 所以選定 HB 混流泵 。 各種技術參數(shù)見表 33 表 33HB混流泵各技術參數(shù) 泵名稱 HB型混流泵 類型代號 HB 型號規(guī)格 10HB 流量 320～ 522m 揚程 ～ 轉速 980轉 /分 泵軸功率 ～ 配電動機功率 10KW 效率 ～ 83% 葉輪直徑 320mm HB 混流泵 (1)用途 : HB 型泵流量較大 ， 揚程較低 ， 適合于農田灌溉和工業(yè)抽水 。 (2)型號意義說明 : 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 19 (3)結構 : 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 ，從傳動端看 ， 泵為順時針方向旋轉 。 出水泵 出水泵的選擇 根據每小時的 流量 ， 由于每小時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 ， 揚程為 ～ 140 米 ， 所以選定 S 型離心泵 。 各種技術參數(shù)見表 34 表 34 S型離心泵各技術參數(shù) 泵名稱 S型離心泵 類別代號 S 型號規(guī)格 S35026 流量 1440m3 揚程 26m 轉速 1450轉 /分 泵軸功率 105KW 配電動機功率 112KW 配電動機電壓 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 ，揚程為 ～ 140 米 。 (2)型號意義說明 : (3)結構 : S 型泵的結構為單級雙吸泵殼中開式離心泵 ， 從電動機端向泵看 ， 為順時針方向旋轉 。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 20 蝸輪、蝸桿的設計、計算 蝸輪、蝸桿材料及精度選擇 通過查閱大量資料后 ， 第三級傳動選擇采用蝸輪、蝸桿傳動作的減速機構 ， 它可以用于交錯軸間傳遞運動及動力；而且傳動比大 ， 工作平穩(wěn) ， 結構緊湊；同時要求蝸桿轉速較高、環(huán)境溫度高 ， 但功率不大 ， 這就對蝸桿、渦輪的材料 提出要求 ， 我查表蝸桿的材料牌號 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、蝸桿計算和校核 各種傳動比時推薦的 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 所以傳動比 I=n/n1=31 查閱《機械設計 手冊》 ， 取 I=31 查閱《實用機械設計手冊》初選 ： 動載荷系數(shù) 1 1K? ， 當渦輪圓周速度 2 3/v m s? 時 1 1K? ， 反之取 ～ 嚙合質量系數(shù) 2 1K? ， 取值范圍 ～ ； 小時載荷率系數(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 ， 每小時載荷時間為 15 分鐘 應力循環(huán)次數(shù) ： N=60 2n t = 710 ， 查閱《機械傳動設計第四卷》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 =， 許用接觸應力 ： Hp? = Hbp s Nzz? ?? =150 sZ NZ =115 = Hbp? ： N 710? 時渦輪材料的許用接觸應力見表 ； sz ： 滑動速度影響系數(shù) ， 又圖 (侵油潤滑曲線 ) Nz ： 壽命系數(shù) ， 由 N= 710 查圖 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 21 21 9550 PT T in??? ? ?= ? ： 傳動效率取 項目 代號 公式 計算結果 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 徐州工程學院畢業(yè)設計 (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 齒根彎曲強度計算 ： a 設計公式 ： ? ?2321 26000 ()FSFK T Ym d m mZ ?? ， YFS為蝸輪復合齒形系數(shù) ， 按 22 3cosv zz ??及變位系數(shù) x2= 23 近似求 得 YFS = ??F? 為蝸輪齒根許用應力按下式計算 ： ??F? =? ?39。F? YN， 其中 ? ?39。F? 為 NL=106時的輪緣材料許用彎曲應力 ， 蝸輪材料及 NL=107時的許用接觸應力 ? ?39。H? ， 蝸輪材料及 NL=106時的許用彎曲應力 ? ?39。F? ， 查表取 ? ?39。F? =35 ， YN為彎曲強度計算的壽命系數(shù) ， 查得 YN=1 計算得 ： ? 所以滿足要求 b 驗算公式 ： ? ?212666 ()AvF F S FT K K K Y Y M P ad d m ? ?????， Y? 為導程角系數(shù) ， 用公式 Y? =1120? 計算得 ， [ ] 28. 32 35F? ??滿足設計要求 ： 蝸輪輪齒彎曲強度計算 F? ＝ 2222 AKTmbd ＝ 2 1488004 308 52???? ＝ ? ?F?? ??F? = limlimFFS? = =20 傳動立軸的設計與計算 軸的概述 作為回轉運動的零件都要裝在軸上來實現(xiàn)其回轉 ， 大多數(shù)軸起著轉矩的作用 ， 根據軸的承載情況可分為轉軸、心軸和傳動軸類 。 刮泥機傳動立軸主要用于傳動力矩 ， 屬于傳動軸 。 軸的材料 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼 。 碳素鋼比合金鋼價廉 ， 對應力集中的敏感較小 ，徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 23 所以廣泛應用 。 常用的碳素鋼有 30～ 50 鋼 ， 最常用的是 45 鋼 。 為保證其力學性能 ， 應進行調質或正火處理 。 刮泥機的傳動立軸采用 45 鋼 。 軸的強度計算 軸的強度主要有三種方法 ： 許用切應力計算；許用彎曲應力的計算；安全系數(shù)計算 。 許用切應力的計算只需知道轉矩的大小 ， 方法簡便 ， 但計算精度較低 。 它主要用于下列情況 1）傳遞以轉矩為主的傳動軸； 2）初步估算軸徑以便進行結構設計； 3）不重要的軸 。 彎矩的影響 ， 可在計算中適當降低許用應力 。 許多彎曲應力的計算必須先知道作用力的大小和作用點的位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù) 。 為此 ， 常先按轉矩估算軸的結構 。 設計后 ， 即可畫出軸的彎矩合成圖 ， 然后計算危險截面的最大彎曲應力 。 它主要用于計算一般重要的、彎矩復合的 軸 ， 計算精度中等 。 安全系數(shù)校核計算也要在結構設計后進行 ， 不僅要定出軸的各段直徑 ， 而且要定出過渡圓、軸配合、表面粗糙度等細節(jié) 。 它主要用于重要的軸 ， 計算精度較高 ， 但計算較復雜 ，且常需要足夠的資料才能進行 。 安全系數(shù)校核計算能判斷各危險截面的危險截面的安全程度 ， 從而改善各薄弱環(huán)節(jié) ， 有利于提高軸的疲勞強度 。 刮泥傳動立軸主要用于傳動扭矩 ， 因此根據以上使用條件 ， 只需進行許用切應力計算 。 受轉矩 T（ Nm）的實心圓軸 ， 其切應力為 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—— 軸的轉速 ， r/min； ???? —— 許用切應力 。 軸的剛度計算 軸受載荷以后要發(fā)生彎曲和扭轉變形 ， 如果變形過大 ， 會影響軸上零件正常工作 。例如 ， 若車床絲桿扭