【導讀】采用中心卷軸的方式，結(jié)合果蔬大棚的實際情況，設(shè)計大棚電動卷簾機。1）利用電機作動力，經(jīng)減速機降速，通過控制電機正反轉(zhuǎn)，完成卷簾、放簾作業(yè)。2）用于長度在80米以內(nèi)的常用形狀的溫室大棚。3）需在5分鐘內(nèi)完成卷、放簾作業(yè)。結(jié)構(gòu)合理、成本較低。4）AutoCAD繪制電動卷簾機關(guān)鍵零件圖一張。5）外文資料翻譯一篇。6）撰寫設(shè)計說明書。文獻資料搜集，制定方案。長了光照時間.大大提高了勞動效率和經(jīng)濟效益.下自由卷放草簾子，不必受大棚坡度大小的限制。差，壽命低，且不適合長度過大的大棚。的拉緊和放松,實現(xiàn)草簾的卷收和鋪放。其主要機構(gòu)包括電動機、減速機、卷簾裝置等。及卷簾裝置進行設(shè)計，使其在壓低成本的前提下滿足普通斜坡式大棚的要求。

　　

【正文】 40 11 M P aM P aM P aB ??? ?? ??? 截面上由于軸肩 而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按手冊查取 ,因 r/d=2/55=,D/d=60/55= 可查得 ?? =, ?? = 又因軸的材料的敏性系數(shù)為 ??q ??q 有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ??1?k ?q ( ?? 1)=1+(21)= ??1?k ?q ( ?? 1)=1+()= 查手冊知尺寸系數(shù) ?? = 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 軸未經(jīng)表面強化處理 ,即 q? =1 ,則綜合系數(shù)值為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù) ?? =, ?? = 計算安全系數(shù) caS 值得 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁 共 49 頁 ??? ?maKS ??? ???? ??? ?maKS ??? ???? caS = ?????? SS SS ＞ S= 故可知其安全 . 3)截面 V右 側(cè) 抗彎截面系數(shù) W== 552=21600mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 552=43200mm3 彎矩 M為 M=782623 ??623562 340819 N mm 彎曲應(yīng)力為 b? = 21600340819?WM = 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWTTT 72 ???? 過盈配合處得 ?? ?/k 值 , 用插入法求出 ,并取 ?? ?/k = ?? ?/k 于是得 ?? ?/k = ?? ?/k = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 故得綜合系數(shù)為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 計算安全系數(shù) caS 值得 ??? ?maKS ??? ???? 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 49 頁 ??? ?maKS ??? ???? caS = ?????? SS SS ＞ S= 故該軸在截面 V 左側(cè)的強度也是足夠的 . 本題因無大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強 度校核 .至此 ,軸的設(shè)計計算即告結(jié)束 . 輸出軸的設(shè)計 3P 轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T 取蝸輪的傳動效率為 ?1? , 齒輪的傳動效率為 ?2? 則 根據(jù)已知 3P = 又 3n = min/5822 rin ?? 3T =955000033np =9550000 =4549978 N mm NdTF t 1 8 7 0 8 64 5 4 9 9 7 82223 ???? NFF ntr 70 19c ost a n ?? ?? NFF ta 4 6 6 4t a n ?? ? 。 選取軸得材料為 45 鋼，調(diào)制處理。查表取 0A =112，于是 軸得最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 IIId? 為了使所選得軸直徑 IIId? 與 聯(lián) 軸器得孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 4TKT ACA ? 考慮到轉(zhuǎn)矩變化中等，故取 ?AK mmmmnPAd 6 2 33220m i n ????中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 31 頁 共 49 頁 最大負載轉(zhuǎn)矩為 ?4T m 8 6 8 ???? TKT ACA N mm 查手冊選取 WK 型無鍵聯(lián)軸器，其型號為 WK90 ed 90，公稱轉(zhuǎn)矩 16400N mm 1)擬定軸上零件的裝配方案 圖 輸出軸的結(jié)構(gòu)與裝配 2)根據(jù)軸上定位的要求確定軸的各段直徑和長度 (1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求． III 軸段右端需制出一鈾肩，故取IIIII 段的直徑 96mm, 聯(lián)軸器與軸的配合長度為 ,故 取IIL? =90mm. (2)初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)II IIId? =96mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30220。尺寸為 d D T=100mm180mm 37mm,故 III IVd? =100mm. (3)取安裝齒輪處的軸段的直徑 mmd VTV 110?? ，齒輪的 左 端與 左 軸承之間采用套筒定位，則齒輪輪轂的寬度為 100mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 32 頁 共 49 頁 應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 VIVl ? =98mm。齒輪的左端采用軸肩定位。 軸肩高度 h＞ 取 h=8mm,故 mmd IVIII 118?? 。軸環(huán)寬度 b≥ ,取 mml IVIII 12?? 。 右 端 滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得 30220 型軸承的定位軸肩高度 h=6 因此取VIVIId? =Ⅲ Ⅳ =37mm. (4)為了使輸出軸與傳動軸更好的配 合取 VIVIIL? =80mm。 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 )。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承舔加潤滑脂的要求 ,取端蓋的外端面與半聯(lián)鈾器 左 端面間的距離 L=20mm,故取 II III VIII IXLL??? =43mm. 至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度 3)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接 采用軸套連接 ， 尺寸為 D L=180mm 104mm,滾動軸承與軸的周向定位是 借過渡配合來保證的 ,此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 齒輪與 軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。 選用平鍵為 20mm 12mm 90mm, 鍵槽用鍵槽銑刀加工 ，齒輪與 與軸的配合為 H7/k6。 4)確定軸上圓角和倒角尺寸。 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，從手冊中查取 a值 .對于 30220型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距 L2+L3+L4=40+106+58=圖和扭矩圖 。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭 矩圖中可以看出截面 B 是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算出的截面 B處的 MH MV 以及 M的值列于下表 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 49 頁 圖 輸出 軸的載荷分析圖 表 輸出軸所受的彎矩與扭矩 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 1NHF =6317N 2NHF =12634N 1NVF =1436N 2NVF =8547N 彎矩 M 2HM = 1517160N mm 2VM = 863247N mm 總彎矩 2M = 1749285 N mm 扭矩 T 3T = 4549978 N mm 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁 共 49 頁 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 (即危險截面 B)的強度。則由式及上表中的數(shù)值，并取 ? = 軸的計算應(yīng)力 M P aM P aW TMca )(1749285)( 3 222321 ?? ????? ?? 前已經(jīng)選定軸的材料為 45 鋼、調(diào)質(zhì)處理．由手冊查得 [ 1?? ]=60MPa，因此 ca? [ 1?? ] 故安全。 1)判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 IV 和 V 處過盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴重；從受載的情況來看。截面 B上的應(yīng)力最大：截面 V的應(yīng)力集中的影響和截面 IV 的相近．但截面 IV 不受扭矩作用， 同時軸徑也較大。故不必作強度校核 .截面 B 上雖然應(yīng)力最大 ,但應(yīng)力集中不大 (過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)人集中均在兩端 )。而且這里軸的直徑較大，放截面 B 也不必校核。因為鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小 ,因而該軸只需校核截面 IV左右兩端即可 . 2)截面 IV 左 側(cè) 抗彎截面系數(shù) W== 1203=172800mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 1203=345600mm3 截面 V右側(cè)的彎矩 M 為 M=1749285 ??93 1064618 N mm 截面 V上的扭矩 T2 =4549978 N mm 截面上的彎曲應(yīng)力 b? = 1728001064618?WM = 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWT TT ???? 軸的材料為 45 鋼 ,調(diào)質(zhì)處理 .由手冊知 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 35 頁 共 49 頁 .155,275,640 11 M P aM P aM P aB ??? ?? ??? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按手冊查取 ,因r/d=2/100=,D/d=110/100= 可查得 ?? = ?? = 又因軸的材料的敏性系數(shù)為 ??q , ??q 有效應(yīng)力集中系數(shù)為 ??1?k ?q ( ?? 1)=1+(21)= ??1?k ?q ( ?? 1)=1+()= 查手冊知尺寸系數(shù) ?? = 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 軸未經(jīng)表面強化處理 ,即 q? =1 ,則 綜合系數(shù)值為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 碳鋼的特性系數(shù) ?? =, ?? = 計算安全系數(shù) caS 值得 ??? ?maKS ??? ???? ??? ?maKS ??? ???? caS = ?????? SS SS ＞ S= 故可知其安全 . 3)截面 IV 右 側(cè) 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 36 頁 共 49 頁 抗彎截面系數(shù) W== 1003=100000mm3 抗扭截面系數(shù) WT== 1003=202100mm3 彎矩 M為 M=1749285 ??101 1118849N mm 彎曲應(yīng)力為 b? =1000001118849?WM= 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P aWTTT74 000045 4997 82 ???? 過盈配合處得 ?? ?/k 值 , 用插入法求出 ,并取 ?? ?/k = ?? ?/k 于是得 ?? ?/k = ?? ?/k = 軸按磨削加工 則其表面系數(shù)為 ?? ?? ? = 故得綜合系數(shù)為 ???? ???? ??kK ???? ???? ??kK 計算安全系數(shù) caS 值得 ??? ?maKS ??? ???? ??? ?maKS ??? ???? caS = ?? 22???? SS SS ＞ S= 故該軸在截面 V 左側(cè)的強度也是足夠的 . 本題因無大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可略去靜強度校核 .至此 ,軸的設(shè)計計算即告結(jié)束 箱體的設(shè)計 料 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 37 頁 共 49 頁 為了增加密封性和吸振性，箱體采用鑄鐵箱體，用 HT150 制成。 mmmmT 4 ???? () 圓整后取 ? =10mm 其具體參數(shù)見下表 表 箱體的具體參數(shù) 名稱 符號 尺寸 /mm 箱座壁厚 ? 10 箱蓋 壁厚 1? 10 箱蓋凸緣厚度 1b 15 箱座凸緣厚度 b 15 箱座底凸緣厚度 2b 25 地角螺釘直徑 fd 24 地角螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d 16 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d 12 聯(lián)接螺栓 d2的間距 l 100 軸承端蓋螺釘直徑 3d 8 中北大學 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 38 頁 共 49 頁 定位銷直徑 d 10 21dddf 至外箱壁距離 1C 22 2ddf 至凸緣邊緣距離 2C 20 軸承旁凸臺半徑 1R 20 凸臺高度 h 50 外箱壁至軸承座斷面距離 1l 52 鑄造過渡尺寸 x 3 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1? 10 齒輪斷面與內(nèi)箱壁距離 2? 8 箱蓋，箱座肋厚 m 24 軸承端蓋外徑 2D 225 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 260 卷動機構(gòu)的設(shè)計