【導讀】眾所周知，鋁合金在人們的日常生活中及工業(yè)生產中有著非常重要的作用。鋁的生產是用鋁電解槽。其在生產過程中會產生殘渣，需要定時進行清除。人工作業(yè)，所以迫切需要實現(xiàn)全機械化的打殼作業(yè)。壓系統(tǒng)部分、回轉機構部分以及行走機構四大部分。主要以調整沖擊器位置的機械臂。部分以及為機械臂的運動提供動力的液壓系統(tǒng)為核心展開設計。機械臂和液壓系統(tǒng)的設計是本次設計的基礎，其中。統(tǒng)設計作為一個整體來設計。

　　

【正文】 — 許用 接觸應力系數， M P aHH ][ lim ?? ?? 。 將以上各數據代入上式，得 1 4 9]1 3 5 0[)( 6 5 2221 ?????? ???d 幾何尺寸計算 分錐角： u1arctan1 ?? （ 47） ???? r c t a n1a r c t a n1 u? ????????? 12 ?? 模數： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 27 11Zdm? （ 48） 其 中： 1d 為 分度圓直徑， 1491?d ； 1Z 為 齒數 ， 221?Z 。 將以上各數據代入上式，得： ??? Zdm 取 8?m 。 分度圓直徑： 11 mZd ? （ 49） 17622811 ???? mZd 22 mZd ? 2 0 826822 ???? mZd 外錐距： 11sin2 ?dR? （ 410） in2 176s in2 11 ???? ?dR 齒寬： Rb R??? （ 411） 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 28 0 ????? Rb R? 按齒根彎曲疲勞強度校核 [9] KSaFaFFVAmeF mt YYYYYKKKKmb F ????? ?F （ 412） 其 中： mtF 為 齒寬中點周向 力， NFmt 18761? ； eFb 為 有效齒寬，mmbeF ? ； m 為 齒寬中點模數， ?? mm m ； AK 為 工況系數，查表得， 1?AK ； VK 為 動載系數， 查表得， ?VK ； ?FK 為 齒間載荷 的 分布系數，查表得， ??FK ； ?FK 為 齒向載荷 的 分布系數， 通過計算得出 ????? beHHF KKK ??? ； ?FY 為 展成齒輪的齒輪修正系數，??FY ； ?SY 為 齒頂加載時應力修正系數， ??SY ； ?Y 為 重合度系數，查表得 ??Y ； ?Y 為 螺旋角系數， 1??Y ； KY 為 彎曲強度計算的錐齒輪系數， 1?KY 。 將以上各數據 代入上式，得 M P a3 6 7 0 1 8 7 6 1F ????????????? Xre lTF m imSTFF YYS Y ??? ??? lim][ （ 413） 其 中 ： limF? 為 齒根彎曲疲勞極限，查 表 得 MPaF 500lim ?? ； FmimS 為 最小安全系數 ， 查 表 得 ?FmimS ； STY 為 修正系數 ， 2?STY ； relTY? 為 壽命系數 ，?relTY? ； XY 為 尺寸系數 ?XY 。 將以上各數據代入上式，得 M P aF 2500][ ?????? M P aM P a FF 363714][ ??? ?? 所以該齒輪滿足使用要求。 2）直齒圓柱齒輪的設計、計算及校核 精度等級及齒輪、材料的選擇 ： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 29 因為其為一般工作機器，速度不高，故選用 8 級精度。 材料選擇： 40Cr 滲碳淬火，硬度為 56HRC， MPaH 1500lim ?? ， MPaF 500lim ?? 。 齒數選擇： 183?Z 、 1554 ?Z 按齒面接觸強度設計 3 213 )][(HEdt ZuuTKd ?? ???? （ 414） 其 中： tK 為 載 荷 系 數 ， ?tK ； 1T 為 小 齒 輪 傳 遞 的 轉 矩 ，mKNT ?? ； d? 為 齒寬系數， ?d? ； EZ 為 材料的彈性影響系數， MPaZE ? ； ][ 1H? 為 接觸疲勞強度極限， lim1 ][ HH ?? ? ； u 為 齒輪齒數之比， ?u 。 將以上各數據代入上式，得 mmdH)][ ( 3 2l i m3?????? ? 2 53 ??? Zdm 取 7?m ，所以 12633 ?? mZd ， 108544 ?? mZd 。 按齒輪彎曲強度的校核 ??????? YYYYKKKKbmF SFFFVAnt?F （ 415） 其 中： tF 為 分 度圓 的 圓周力 ， Nd TF t 6 6 6 6126 2 0 0 02 9 4 02 0 0 03 ????； b 為 工作齒寬， 1 ?? db mm； nm 為 法面模數， 7?nm mm； AK 為 工況系沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 30 數，查表得， 1?AK ； VK 為 動載系數，查表得， ?VK ； ?FK 為 彎曲強度計算的齒間載荷分配系數，查表得， ??FK ； ?FK 為 彎曲強度計算的 齒向載荷分布系數， ??FK ； ?FY 為 齒形系數， ??FY ； ?SY 為 應力修正系 數 ； ??SY ； ?Y 為 重合度系數， ???anY ??； ?Y 為 螺旋角 系數， 1??Y 。 將以上各數據代入上式，得 M P ???????????? XTRr er e TNTSTSF YYYYYS 1m inlimF ][ ??? ? （ 416） 其 中： NTY 為 壽命系數，查表得， ?NTY ； limF? 為 材料齒根彎曲疲勞強度， MPaF 500lim ?? ； minFS 為 安全系數，查表得， ?FS ； TreY1? 為 相對齒輪圓角敏感系數， 查表得， 11 ?TreY? ； XY 為 尺寸系數，查表得，?XY ； STY 為 應力修正系數， 查表 得， 2?STY ； TRreY1 為 相對齒根表面狀況系數，查表得， 11 ?TRreY 。 將以上各數據 代入上式，得 M P a1 0 5 ][ F ???????? M P aM P a FF 1 0 5 8][9 2 7 ??? ?? 所以滿足使用要求。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 31 第 5 章 行走機構 設計 行走機構 介紹 在此打殼機中，行走機構是車體運行必不可少的部分，主要作用是帶動打殼機整體在槽面 導軌上運行，帶動沖擊器，使機頭沖擊器能夠全面徹底地清理槽底 殘渣，如圖 51 所示。 圖 51 行走機構 驅動電動機及減速系統(tǒng)的選 擇 與車輪 驅動電動機 （ 1） 選擇電動機系列 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，電壓 380V， Y 系列 。 （ 2） 電動機功率 在打殼機工作過程中，行走機構主要克服滾動摩擦阻力，行走機構主要為克服滾動摩擦阻力提供牽引力，其大小 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 32 )( 21 KKdNF ?? （ 51） 其 中 ： N 為 每個車輪承受的載重 ， NN 10000? ； d 為 車輪直徑，選為mmd 315? ； 1K 、 2K 為 滾動摩擦 系數 ， ?? KK 。 將以上各數據 代入上式，得 NF 3175)( 0 0 0 0 ???? 電動機功率 ： KWvFP ??? ? （ 52） 其 中： v 為 速度， 課題要求打殼機行走速度為 min/9m ； ? 為 效率，?? 。 將以上各數據代入上式，得： KWvFP 1 7 5 ????? ? 綜合考慮到電動機的效率，選取 Y801— 4 型電動機，其轉速為min/1390r 。 減速機構 與車輪 在本次設計中，我選用了擺線針輪減速機及蝸輪減速機 及蝸輪減速機。 減速比的確定 車輪轉速 ： m in/ in/9 rDmn w ??? ? （ 53） 其 中： D — 車輪直徑， 200?D 。 將以上各數據代入上式，得： 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 33 m in/ 9000 rn w ??? 1 39 0 ??? wonni 選用減速比 161?i 的 圓弧圓柱蝸桿減速機，其型號 CW12516VIF JB/79351999 及 112?i 的 擺 線 針 輪 減 速 機 ， 其 型 號 為 JB/T298294，則總傳動比 17621 ??? iii 。 車輪 ： 車輪使用 SL 型雙輪緣車輪，選用 D=200mm 的車輪。 [10] 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 34 第 6 章 結論 本論文 以鋁電解槽打殼機機械臂的結構設計和液壓系統(tǒng)設計為主要研究對象。運用平時所學的專業(yè)知識及現(xiàn)有條件查閱了大量工具書籍，另外，參照了鑿巖車及起重機的機械機構，設計成了鋁電解槽打殼機機械臂的機械結構、液壓系統(tǒng)、行走機構及回轉機構。 在設計中，以調整沖擊器位置的機械臂部分以及為機械臂的運動提供動力的 液壓系統(tǒng)為核心，展開設計 。 主要 研究 工作 如下 ： （ 1）根據設計參數，對打殼機的總體尺寸，特別是機械的尺寸進行了設計，以保證其能完成打殼作業(yè)。 （ 2）完成了液壓系統(tǒng)的設計，對液壓缸進行了設計及 校核 。 （ 3）完成了回轉機構的設計，進行了減速機構的設計及校核。 （ 4）完成了行走機構的設計，進行了電機、減速器及車輪的設計和選擇。 另外，本次設計是以機械臂來完成打殼作業(yè)，代替了人工打殼作業(yè)，提高勞動生產率、降低了勞動強度。但是，本機械還是需要由人工在場進行操作，工作環(huán)境依然不是很好，所以還需要進一步改進。 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 35 參 考 文 獻 [1]揚長骙，紀名剛 .起重機械設計［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx [2]王國凡，張元彪，羅輝，等 .鋼結構焊接制造［ M］ .北京：化學工業(yè)出版社， 20xx.. [3]劉鴻文 .材料力學［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx. [4]明仁雄，萬會雄 .液壓與氣壓傳動［ M］ .北京：國防工業(yè)出版社， 20xx. [5]趙永成，王豐，李明穎 .機電傳動控制［ M］ .北京：中國計量出版社， 20xx. [6]洪鐘德，林大運 .簡明機械設計手冊［ M］ .上海：同濟大學出版社， 20xx. [7]鞏云鵬，孫德 杰，喻于建 .機械設計課程設計［ M］ .北京：冶金工業(yè)出版社， 1999 [8]馬海榮，張戌社，劉麗媛，等 .幾何精度測量［ M］ .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx. [9]濮良貴，紀名剛 .機械設計［ M］ .北京：高等教育出版社， 20xx. [10]成大先，王德夫，姜勇，等 .機械設計手冊第三卷［ M］ .北京：化學工業(yè)出版社 沈陽工業(yè)大學 工程學院 本科生畢業(yè)設計 （ 論文 ） 36 致 謝 畢業(yè)設計的工作已經結束 ，我衷心的感謝指導老師對我的畢業(yè)設計的 指導 ,在我做畢業(yè)設計的過程中給了我最大的幫助 ,也可以說沒有指導老師的認真幫助 ,我的畢業(yè)設計不可能這么順利的完成。 還 要感謝 所有教過我的老師們，在四年的本科學習和生活期間，感謝各位任課老師的 諄諄 教誨 和你們辛勤的授業(yè)解惑，謝謝你們教給了我 的知識 ,我才能利用這些知識完成這次的畢業(yè)設計。感謝老師們的精心指導和無私關懷，在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。同時也要感謝所有關心和幫助過我的同學，尤其感謝同組的同學在我遇到困難時總是熱心的給予幫助，謝謝你們一直以來對我的照顧和鼓勵。 本人在設計過程中， 查閱了大量的參考 文獻資料。在這里 ，向參考 文獻資料的作者 們 表示 衷心的 感謝！