立體倉儲系統(tǒng)穿梭車蝸輪蝸桿舉升系統(tǒng)設計【三維PROE】【5張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】

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In this case, a shuttle is required. This paper is aimed at the shuttle worm lifting system is designed; first, to warehouse shuttle structure and the analysis of the current situation; then, based on the above analysis, put forward the overall scheme of the design of the shuttle car worm lifting mechanism, which is composed of a DC motor driven worm reducer, turbine the end of the output shaft is connected with the transmission nut, convert the turbine rotation into linear motion; then, the main parts of the body in the design and verification, including motor selection, worm, shaft and shaft parts design; finally, draw the assembly drawing of the system and the main parts of the map by AutoCAD mapping software, and 3D modeling using Pro/E 3D design software. Key words: shuttle, worm, lifting, design 目 錄 摘　要 1 Abstract 2 1 緒 論 5 1.1研究背景及意義 5 1.2 穿梭車概述 6 1.3國內外研究現(xiàn)狀 9 2 總體方案設計 12 2.1設計要求 12 2.1.1內容要求 12 2.1.2參數(shù)要求 12 2.2方案設計 12 2.3方案確定與原理分析 13 3主要零部件的設計 14 3.1舉升電機的選擇 14 3.1.1電機類型介紹 14 3.1.2選擇電動機類型 15 3.1.3 電動機功率的選擇 16 3.1.4 電動機轉速的選擇 17 3.2傳動參數(shù)計算 17 3.2.1傳動比的計算 17 3.2.2各軸的轉速 17 3.2.3各軸的輸入功率 17 3.2.4各軸的輸入轉矩 17 3.3蝸輪蝸桿設計 18 3.3.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型 18 3.3.2選擇材料 18 3.3.3按計齒面接觸疲勞強度計算進行設 19 3.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 20 3.3.5校核齒根彎曲疲勞強度 21 3.3.6驗算效率 21 3.3.7精度等級公差和表面粗糙度的確定 22 3.3.8蝸桿傳動的熱平衡計算 22 3.4軸的設計與校核 22 3.4.1輸入軸 22 3.4.2輸出軸 25 3.5減速器箱體設計 28 3.5.1箱體結構設計 28 3.5.2油面位置及箱座高度的確定 28 3.5.3箱體結構的工藝性 28 3.5.5箱體尺寸設計 29 4 標準件的選用與校核 31 4.1軸承的選用與校核 31 4.2鍵的選用與校核 32 4.3聯(lián)軸器的選用 33 4.4潤滑與密封 33 4.5連接螺栓的選用與校核 34 5 基于Pro/E的三維設計 37 5.1 Pro/E軟件概述 37 5.2三維模型設計 39 5.2.1箱體 39 5.2.2舉升取物平臺 39 5.2.3蝸輪蝸桿 40 5.2.4車體 40 5.3三維裝配設計 40 6 加工與制造工藝 42 6.1蝸桿加工與制造工藝 42 6.1.1蝸桿材料的選擇 42 6.1.2加工定位基面的選擇 42 6.1.3擬定工藝路線 44 6.1.4填寫工藝卡片 44 6.2蝸輪加工與制造工藝 45 6.2.1確定毛坯 45 6.2.2選擇定位基準 45 6.2.3制定工藝路線 46 結　論 47 參 考 文 獻 48 在 學 取 得 成 果 49 致 謝 50 1 緒 論 1.1研究背景及意義 自動化物流系統(tǒng)的重要組成部分，是現(xiàn)代物流系統(tǒng)，物流現(xiàn)代化的設備，計算機及網絡系統(tǒng)，識別信息和管理信息系統(tǒng)，集成了智能控制系統(tǒng)。它是基于信息和整合為核心，其目的是提高物流作業(yè)，提高生產率和降低錯誤的物流運作，獲得更大的利潤.avec [ 10 ]全球經濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代生產的概念越來越受到人們的關注，企業(yè)運作的生產線，更多的靈活性的要求，物流系統(tǒng)越來越多。從整個處理過程的產品，加工材料真的很短的時間內，只有5%的整個生產周期的10%，大多數(shù)對材料的儲存時間、裝載、運輸狀態(tài)，處理，儲存和運輸占95 %的總成本[ 11 ] .par的現(xiàn)代化企業(yè)，因此，降低生產成本是一個主要的方法來提高系統(tǒng)的性能，縮短物流期間不作為存儲裝置和自動化立體倉庫是很重要的，一次技術革命產業(yè)物流倉庫。 自動化立體倉庫是物流系統(tǒng)的重要組成部分，是材料科學的儲存和運輸一體化的綜合性科學技術自動化倉庫（AS / RS）為主要成分的現(xiàn)代物流系統(tǒng)中，一個多層次存儲系統(tǒng)高架倉庫加載，這是通常的貨架，輸送系統(tǒng)，堆垛機上的調度管理系統(tǒng)。 自動化立體倉庫的功能與傳統(tǒng)的“靜態(tài)存儲倉庫”不同，它使用自動存儲設備，不僅能自動存儲倉庫中的貨物，根據(jù)需要，物流和倉庫門外的有機結合，通過存儲系統(tǒng)和自動化設備管理數(shù)據(jù)倉庫中的一個重要組成部分，成為生產物流企業(yè)。公司采用自動化立體倉庫控制能夠實現(xiàn)目標的先進技術，如下： （1）科學存儲材料和提高水平的調制； （2）節(jié)省時間的定量貨物出庫，節(jié)約能源； （3）有效銜接的生產和銷售，加速物資周轉，降低成本； （4）迅速和容易地顯示庫存信息，并提供決策依據(jù)，生產企業(yè)； （5）有效應對突發(fā)事件； （6），以提高響應速度的秩序。 作為一個自動化倉庫的運輸系統(tǒng)重要的自動導引車（航天飛機軌道引導車輛，以下簡稱RGV），工廠自動化（FA）集成制造系統(tǒng)（CIMS）技術的發(fā)展和柔性制造系統(tǒng)（FMS f1exible）：制造系統(tǒng)越來越廣泛的關注和持續(xù)改進。航天飛機的接觸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的離散型物流，使其運行自動化連續(xù)搬運裝卸裝置的需要，同時滿足rgvs具有自動我們的材料，靈活（可調整）的特點和要求的點，而在我國，汽車、煙草等行業(yè)的應用越來越 [ 12 ]，由于應用需求的基礎上，不同的立體聲RGV不同，可生產車的結構設計，以滿足不同的實際需要，同時產品的特點不同，設備的需求相適應，使倉庫的不同結構和不同RGV不同功能的控制方法的研究是必要的。 此外，自動化立體倉庫，以促進改變傳統(tǒng)觀念的宣傳、物流現(xiàn)代化、培訓和新商品流通行業(yè)有強烈的沖動。自動化立體倉庫智能管理領域中的應用，提高企業(yè)的競爭力和客戶服務已經越來越成為自動化倉庫通常是由管理監(jiān)控層、執(zhí)行層三部分，以確保最佳的性能測量整個倉庫，更有效地工作，他是天生的建立各子系統(tǒng)對她進行編程，從而使[ 12 ]。協(xié)調運行調度是一類特殊的優(yōu)化問題，現(xiàn)有的分類任務，在路徑選擇的優(yōu)化問題，通過優(yōu)化措施，以減少時間和目的是提高效率的entrep?t.une設計合理，自動化控制系統(tǒng)的先進理念的推廣和應用的立體倉庫技術有著重要的作用。優(yōu)化調度自動化立體倉庫，以提高效率，降低物流成本具有重要意義。 因為在發(fā)展過程中的自動化立體倉庫在工業(yè)應用中的不同類型的多樣性，導致相同類型的倉庫，因為應用程序的要求不同，所以不同的物流應用功能的要求，根據(jù)不同產品的特點設備和設計相應的模型，并編程系統(tǒng)的控制方法，有效和穩(wěn)定具有重要意義和實用價值。因此，研究自動化立體倉庫設計優(yōu)化調度算法的穿梭車成為一個重要課題。 1.2 穿梭車概述 航天飛機作為新的智能交通設備，以及一套完整的電氣和機械系統(tǒng)的主要部分，梭箱車輛，包括：兩個車輪荷載位移伏，鐵，從電氣控制箱、傳動機構鏈和杠桿機構升降運動，行走電機和升降，傳感器和防滑裝置等。電氣控制箱設有PLC控制器的輸出和輸入擴展模塊，電機控制模塊，控制模塊電源電壓，發(fā)射模塊和無線接收和直流接觸器、繼電器、低壓斷路器、熔斷器和其他設備的控制根據(jù)實際需要，航天飛機還可以配備一個條碼識別模塊、以太網網橋，條碼掃描器。 汽車上的傳感器，包括航天飛機軌道檢測開關（只要能在軌道車）前、后分別有位置傳感器，激光測距，用于識別貨物和遠程實現(xiàn)準確、穩(wěn)定；定位防撞安全光電傳感器確定路面障礙；高原識別光電傳感器實現(xiàn)的功能應用研究和計數(shù)板等。圖 2.2 顯示了穿梭車上傳感器的安裝位置與結構布局[4]。 圖 1.3穿梭車結構示意圖 （1）車載控制系統(tǒng) 車輛控制系統(tǒng)的核心部分的飛機，通常由一個計算機控制系統(tǒng)，導航系統(tǒng)，通信系統(tǒng)和控制面板和驅動電機。計算機控制系統(tǒng)可以由PLC、單片機和工業(yè)過程控制。根據(jù)導航系統(tǒng)的導航方式，可分為不同的磁帶電磁導航，導航，不同形式的激光導航和慣性導航的導航系統(tǒng)，可以等。穿梭于確定自己的位置，可以沿著正確的道路走。通信系統(tǒng)之間的橋梁，交換信息和命令控制臺的航天飛機和無線電通信，由于具有阻隔性能不受障礙，一般在控制臺和飛機之間的無線通信，在航天飛機之間的電荷轉移器件和精密定位使用光通信的功能。操作面板主要是輸入指令的穿梭車調試，并顯示相關信息，通過RS232接口和連接到飛機電池動力汽車，飛機運動執(zhí)行元件通常是電機直流，直流步進電機，伺服電機等。 （2）車體系統(tǒng) 它包括機架，機架，外殼和一個控制器，蓄電池支架等，梭身，特征結構的電動汽車。 （3）行走系統(tǒng) 它通常是由一個驅動輪，驅動輪和轉向機構。形成了三、四輪、六輪結構和多輪、三輪前輪轉向和驅動一般是六輪通常使用四輪或兩輪驅動、差速轉向或獨立的方向。 （4）移載系統(tǒng) 它是用來完成作業(yè)任務的執(zhí)行機構，在不同的任務和場地環(huán)境下，可以選用不同的移載系統(tǒng)，常用的有滾道式、叉車式、機械手式等。 （5）安全與輔助系統(tǒng) 為了避免穿梭在系統(tǒng)失效或人員的工作方式，當航天飛機航天飛機相撞，通常有一個障礙檢測和避免碰撞，警察音頻、警察等停止裝置，并自動充值等。輔助裝置。 （6）控制臺 控制臺可以用IBM—PC機一般，如惡劣的天氣條件下，可以采用工業(yè)控制計算機，控制臺，通過計算機網絡由一個主控計算機接收穿梭運輸任務的狀態(tài)信息的實時采集系統(tǒng)實際的無線通信的每個車輛穿梭的現(xiàn)狀。根據(jù)需求和運行狀態(tài)的每個穿梭車、調度命令傳送到梭梭車運輸后，完成一次任務在等待，等待下一個任務C站。迅速和有效地執(zhí)行多個任務的調度和穿梭，問題復雜地形的避免碰撞和一系列的軟件需求。由于整個系統(tǒng)中的各種智能設備都有自己的屬性，因此，C + +面向對象設計編程語言是一個很好的選擇。在編程時注意最強的航天飛機的實時無線通信系統(tǒng)，以加快和控制臺之間穿梭，并在此基礎上，航天飛機的編程，編程模式優(yōu)選使用多線程，所以和通信功能調度模塊，互不影響，速度最快的系統(tǒng)。 （7）通訊系統(tǒng) 另一方面，通信系統(tǒng)接收命令的監(jiān)控系統(tǒng)，及時、準確地傳遞到其他的每一個相應的子系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)的動作監(jiān)測反饋信息指定：一方面，各子系統(tǒng)接收，返回系統(tǒng)監(jiān)督，協(xié)調管理，監(jiān)測和控制系統(tǒng)的基礎。 由于航天飛機的固定位置，許多主機設備在整個系統(tǒng)中，通信和車間穿梭最適合無線通信。每個控制臺梭車形成一點到多點的無線局域網中的過程中，設計應注意的兩個問題： ①無線電的調制問題 在無線通信中，信號AM和FM調制可以用兩個系統(tǒng)的工作環(huán)境，電磁干擾嚴重，信號的頻率范圍的調幅方式、易受干擾、信號頻率范圍很窄的頻率調制非常不舒服的干擾，應優(yōu)先考慮調制方式的波特率，振幅調制模式相對較低，通常小于3200kbit / S調頻，波特率可以達到更高的9600k位/秒。 ②通訊協(xié)議問題 在通信，通信協(xié)議是一個重要的問題。該協(xié)議的制定應遵循的原則是簡單的和可靠的協(xié)議。簡單有效，可以減少處理時間的控制信號，以提高系統(tǒng)的運行速度。 （8）導航系統(tǒng) 導航系統(tǒng)的功能是保證車輛穿梭車沿路徑移動穿梭的好作品，保證一定的導向裝置穿梭在指導路線不分為三類：A：第二軌道固定半固定的軌道，包括導向裝置和磁跟蹤標記；第三，沒有路，包括土地利用導向模式，通過指令指導卡和卡上的研究導向裝置的最短路徑。 1.3國內外研究現(xiàn)狀 航天飛機的設備與自動化物流系統(tǒng)、自動化立體倉庫和生產，航天飛機，也被稱為軌道車輛自動引導車的軌道，它可以根據(jù)指令，監(jiān)控系統(tǒng)和程序設計，根據(jù)信息汽車傳感器位置確定，沿路固定對接管道全位置自動裝置，一般設備自動導引車軌光學。沿導軌運動可以是固定的，一輛車，選擇設備和編程統(tǒng)計、安全保護和運輸傳遞函數(shù)一個激光測距傳感器，可以自動運輸車無人可獨立尋址的重要設備，物流系統(tǒng)是集光、電、計算機（作為一個簡單的機器人6 ]。 RGV功能的不同，可分為兩種系統(tǒng)軌道車輛和軌道車輛系統(tǒng)組裝型和運輸，主要用于運輸?shù)牟牧?，如裝配車間，根據(jù)不同的運動方式，可分為環(huán)形跑道式往復運動，類型的梭車可以與車軌道。航天飛機的環(huán)形軌道通常由鋁合金制成，成本較高，效率高，通常用作軌道軌道直線往復運動，成本低，可以令人滿意的要求中等大小的倉庫。 我國在該領域的航天飛機路獨立的研究設計。獨立研究在實踐中的情況下，更成功的航運公司昆明型線性雙；D 2001年航天飛機，其主要參數(shù)：步行速度（100 180）米/分鐘，加速度（0.3～0.5）M / 2，輸送速度（12至15）米/分鐘，行走定位精度±5毫米[ 7 ]，2002年，航天飛機的單軌圓形，航天飛機的鋁合金一個環(huán)形單軌軌道站，在一定程度上提高后，根據(jù)需要，在2003年，設計復式林型軌道車輛穿梭，梭車由車體、橫向輸送裝置，縱向輸送裝置、旋轉機構、升降機構、行走機構的車身結構等，其特征在于：它包括兩個工作站可以同時進行，提高運輸效率。為了解決器件的數(shù)量，雙線性輸送裝置上存在控制復雜、故障率高、投資大、成本高、效率低的技術難題，太原剛玉工程日志有限公司。2004年，獨立研究穿梭在多功能，原有的功能型線性中穿梭，檢測設備的配置和托盤貨物的增加，也增加了功能盤拆卸，拆盤裝置的機構升降支撐板和升降結構組成[ 8 ]。 leroenploeg等。[ 15 ]設計了一種新型AGV的四輪，并進行系統(tǒng)仿真，托蒂托等人[ 16 ]使用倉庫中的許多飛機隱藏和優(yōu)化設計；（Francesco托等人，托蒂巴西萊17 ]的基礎上優(yōu)化本機堆上隱藏和穿梭車在存儲系統(tǒng)和最優(yōu)控制；[郭和蔡裴琉璃申明18 ]系統(tǒng)自動進入雙梭車梭和性能分析。 本公司生產的老意大利：梭[ 19 ]是一個半自動裝置由一個鋰電池，可儲存貨物的托盤放置在一個訓練在車道上，它可以非常精確的高原上，存儲操作。 [ 20 ]公司德國公司設計理念的多層navette.l'穿梭多層存儲容器高度活著，自動存儲，硬盤盒和塑料。航天飛機多層之間的聯(lián)系，可以加強控制和商品生產，大大提高了系統(tǒng)速度物流，生產和簡單設計公司專注于航天飛機的系統(tǒng)，一套標準化模塊，使系統(tǒng)可以改進和更新靈活，滿足需求的產品。多個層使用航天飛機控制系統(tǒng)；股票年齡、運輸和其他設備相互配合。 航天飛機是根據(jù)應用環(huán)境和功能設計要求。多功能穿梭是基于方案規(guī)劃，物流系統(tǒng)的業(yè)務需求和傳輸能力（梭車的載重量）和其他因素，在倉庫必須滿足的條件，設計的多功能托盤運輸單位的運輸設備的飛機作為倉庫，表明我們可以節(jié)省成本，提高效率。 穿梭在某些應用等諸多優(yōu)點，可以很容易地與其他物流系統(tǒng)自動存取/出口，如一個平臺，各種緩沖站/儲存和運輸?shù)纳禉C構和機器人，根據(jù)運輸計劃，并航天飛機的運行人員，因為速度快，定位精度高，大大降低了工作人員的工作量，倉庫管理，提高勞動生產率，應用，大大提高了飛機的自動化和智能化的生產企業(yè)，大幅度縮短PR生產系統(tǒng)的流動變得非常簡單。 2 總體方案設計 2.1設計要求 2.1.1內容要求 對象存儲系統(tǒng)中的理解基礎上的三維穿梭，從而完成立體倉儲系統(tǒng)設計飛機螺旋升降系統(tǒng)，具體內容的航天飛機的機械結構的整體設計，結構設計機械升降裝置，并根據(jù)所提出的技術參數(shù)，整個設計的飛機。以達到控制要求的航天飛機和技術參數(shù)。 2.1.2參數(shù)要求 穿梭車參數(shù) 托盤（mm）：1200*1000 溫度范圍（°C）-10°C～+45°C； 0°C～-35°C（冷庫） 提升高度（mm） 45 自由高度（車身高）（mm）： 176 小車長度（含防撞塊）（mm）： 1100 小車寬度（含車輪導向）（mm）： 950 小車自重（kg）： < 240kg 額定負荷（kg）： 1500kg 空載速度（m/min）：~45-60m/min 滿載速度(m/min) ：~35-50m/min 有效工作時間(h)： 8h（冷庫6h） 2.2方案設計 穿梭車舉升機構構總體方案如下： 圖2-1 穿梭車舉升機構構方案簡圖 2.3方案確定與原理分析 其原理為：穿梭車內部裝有舉升機構構，當穿梭車由運行機構運行到貨物下方時，直流電機帶動蝸桿旋轉，蝸桿帶動蝸輪旋轉，蝸輪旋轉帶動蝸輪軸旋轉，二蝸輪軸端部連接有舉升螺母，通過螺旋傳動把蝸輪軸的旋轉運動轉換為直線運動，而舉升螺母通過螺栓固定于取物舉升平臺，由此實現(xiàn)舉升取物平臺帶動貨物升降取貨，把貨物舉起來后再降下隨后隨穿梭車移動送到所需位置。 3主要零部件的設計 3.1舉升電機的選擇 3.1.1電機類型介紹 電氣傳動系統(tǒng)由電動機、電源裝置和電氣傳動控制系統(tǒng)三部分組成。經常使用的電動機類型可以分為： 常用的電動機類型及各類電動機的比較如下： （1）的鼠籠式電動機結構簡單，堅固耐用，可靠，易于維護、價格低廉的特點，很難，但起動和調速性能差，功率因數(shù)低的啟動（0.25），通常沒有機械調速器應廣泛需求情況變頻電源的功率電機變頻調速。分級調速，但體積大，價格較貴。 （2）：由于電機繞組滑環(huán)，結構復雜，維修的問題，價格較貴。但由于其起動轉矩大，功率因數(shù)高起動時，速度調節(jié)范圍較小，控制裝置還簡單，以適應網格容量小，許多機械的啟動時間，如升降裝置，并繞線電機也可用于機械的軟化特性，與飛剪等。 特點和表達自然的繞線式電動機機械和籠。 （3）：恒轉速同步電機輸出功率因數(shù)可調的，非常昂貴，一般不需要高電壓調速，機械使用大體積，提高功率因數(shù)，提高電網，如空氣壓縮機機組風機、水泵等。 高功率因數(shù)，效率高，因此，小容量變頻裝置的需要。 抑制電樞反應可以有效的，強大的能力和運行穩(wěn)定性承受沖擊élevés.le轉子直流勵磁，有可能使定子和轉子之間的氣隙，用于制造發(fā)動機。此外，大功率異步機還必須應對在轉子偏轉、精密軸承、定子和轉子之間的摩擦，間隙在制造或維修小帶來了更多的困難。 同步電機的轉動慣量小，動態(tài)響應和靜態(tài)精度更高。 重量的定子和轉子的同步機的重量比大容量異步電機的定子和轉子的重量同步機的重量是100重量%的定子和轉子的異步機116重量%和109，因此尺寸小，同步機勵磁系統(tǒng)。然而，同步機，控制系統(tǒng)復雜，添加的鏈接結構的轉子位置檢測的異步機，更為復雜。 （4）的速度控制性能的直流電機：電機，廣泛適用于各種不同的負載特性，但價格比面試交流電動機，復雜，需要直流電源，因此下面現(xiàn)有技術經濟合理的使用。 串激電機具有起動轉矩大，過載能力強，靈活的牽引特性，適用于機械。 由電機起動轉矩和過載能力和勵磁電動機是更大的調節(jié)范圍小，但累積，適用于起動轉矩大，裝置負荷變化很大。 因此，電動機的類型選擇，應符合下列規(guī)定（GB50055-93第2.2.2條）： （1）機啟動時，調速和制動無特殊要求，應籠型電動機，但機制和大功率連續(xù)工作，當技術經濟上合理，宜采用同步電機； （2）在下列情況下，應使用臨時的繞線式電動機。 重載起動的機械，籠型電動機不能滿足需求，啟動或功率的增加是不合理的； 機械調速范圍小，低速運行時間較短。 （3）機啟動時，調速和制動的特殊要求，電機和調速方式是根據(jù)技術經濟比較交流電動機機械特性不符合要求，應采用交流電機的交流電源單元必須消失的工作后，你可以使用一個直流電機。 機械通風和電荷泵操作變量，當技術經濟合理時，應采用調速裝置的電機，應選擇相應的類型。 3.1.2選擇電動機類型 電動機是標準部件。因為穿梭車采用蓄電池供電，因此選用直流電機。 直流電機的調速性能的發(fā)動機，廣泛適用于各種不同的負載特性，但價格比你的面試交流電機，復雜，需要直流電源，因此下面的狀態(tài)技術經濟合理的使用。 串激電機具有起動轉矩大，過載能力強，靈活的牽引特性，適用于機械。 由電機起動轉矩和過載能力和勵磁電動機是更大的調節(jié)范圍小，但累積，適用于起動轉矩大，裝置負荷變化很大。 3.1.3 電動機功率的選擇 標準電動機的額定功率。電機額定功率的選擇應等于或略大于所需工作電源。容量低于要求的工作，我們不能保證機器的正常運行工作，或電動機長期過載，發(fā)熱和過早損壞；過度的能力，增加成本，由于低效率和功率因數(shù)和電能的浪費。 3.1.4 電動機轉速的選擇 綜合考慮傳動裝置機構緊湊性和經濟性，選用同步轉速1000r/min的電機。 型號為Y112M-6，滿載轉速，功率2.2。 3.2傳動參數(shù)計算 3.2.1傳動比的計算 傳動比為： 3.2.2各軸的轉速 1軸 2軸 ； 3軸 ； 3.2.3各軸的輸入功率 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 3.2.4各軸的輸入轉矩 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 將各軸動力參數(shù)整理如下表： 軸名 功率 轉矩 轉速 傳動比 電機軸 2.2 22.35 940 1軸 2.178 22.13 940 1 2軸 1.71 356.17 45.85 20.5 3軸 1.66 345.76 45.85 1 3.3蝸輪蝸桿設計 3.3.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型 傳動參數(shù)： 根據(jù)設計要求選用阿基米德蝸桿即ZA式。 3.3.2選擇材料 設 壽命系數(shù) 3.3.3按計齒面接觸疲勞強度計算進行設 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計進行計算，先按齒面接觸疲勞強度計進行設計，再校對齒根彎曲疲勞強度。 蝸輪圓周速度： 3.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 3.3.5校核齒根彎曲疲勞強度 當量齒數(shù) 根據(jù) 從圖11-9中可查得齒形系數(shù)Y=2.37 螺旋角系數(shù)： 許用彎曲應力： 從文獻[1]P256表11-8中查得有ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力[]=56MPa 壽命系數(shù) 可以得到：< 因此彎曲強度是滿足的。 3.3.6驗算效率 已知；；與相對滑動速度有關。 從文獻[1]P264表11-18中用差值法查得： 代入式中，得大于原估計值，因此不用重算。 3.3.7精度等級公差和表面粗糙度的確定 針對蝸桿傳動的傳動是屬于通用機械、減速機、從GB / t10089 1988圓柱蝸桿蝸輪精度選擇8級精度，側隙F型，GB 8F標記/ t10089-1988.et通過手動控制項目的公差和表面粗糙度詳見圖紙。 3.3.8蝸桿傳動的熱平衡計算 由于傳動效率較低，長期運行的蝸桿傳動，產生大量的熱。如果產生的熱量不能及時散去，系統(tǒng)的熱平衡溫度太高，會破壞潤滑狀態(tài)，導致惡化系統(tǒng)。 初步估計散熱面積： 取(周圍空氣的溫度)為。 3.4軸的設計與校核 3.4.1輸入軸 圓周力 徑向力 水平 垂直 合成 當量彎矩 校核 繪制軸的受力簡圖 繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： FAY=FBY=Fr1/2=540.2N FAZ=FBZ=/2=406.6N 由兩邊對稱，知截面C的彎矩也對稱。截面C在垂直面彎矩為： MC1=FAyL/2=16.9N·m 繪制水平面彎矩圖 前已選定軸的材料為45鋼,調質處理,由教材P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴該軸強度足夠。 3.4.2輸出軸 MC=（MC12+MC22）1/2=（82+22.1252）1/2=23.54N·m 校核危險截面C的強度由式（15-5） ∵由教材P373式（15-5）經判斷軸所受扭轉切應力為對稱循環(huán)變應力,取α=1, 前已選定軸的材料為45鋼,調質處理,由教材P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴此軸強度足夠 3.5減速器箱體設計 3.5.1箱體結構設計 減速器是一個支撐件和固定軸，以保證正常嚙合傳動件，備件的基礎，良好的潤滑和密封的，因此，必須有足夠的強度和提高電阻箱，鑄件的制造方法。 安裝和拆卸殼體部件的傳動軸，以便通過分體式結構，由一座和盒蓋，中線軸段的飛機座椅和箱蓋用螺栓連接，銷圓柱定位。 減速器是一個支撐件和固定軸，以保證正常嚙合傳動件，備件的基礎，良好的潤滑和密封的，因此，必須有足夠的強度和提高電阻箱，鑄件的制造方法。 首先，外殼壁壁厚和足夠的座位，箱蓋的厚度。 其次，為了保證支承剛度和減速箱，箱體軸承座有足夠的厚度，加強筋，并選擇外肋結構。為了提高軸承的剛性連接的連接螺栓孔的兩側開放，座位應盡可能接近（為了避免和螺紋孔體上固定軸承蓋干涉原理）提高剛性連接，在軸承座螺栓在旁邊的老板，在一定的高度，為了讓足夠的空間的直徑歐元從減速器各軸承蓋，每個凸臺高度的一致性。 此外，一座以確保剛性和盒蓋，盒蓋與盒底座應大于厚度的法蘭連接。 殼體法蘭密封，以確保除體表面輪廓的接線盒必須足夠寬度外配置，箱體法蘭連接螺栓，利用對稱性，而不是一個吊耳，和鉤和定位銷的干涉。 3.5.2油面位置及箱座高度的確定 圓柱齒輪，一般深度為齒高的多級傳輸?shù)退偌壌簖X輪，浸入深度不得超過1／3的半徑避免配件倉庫變速器底部的污垢油罐攪拌，造成齒面磨損，應使大齒輪頂圓距齒底面油不小于30毫米到50毫米。取45mm。 3.5.3箱體結構的工藝性 由于使用模箱，使鑄件的技術要求，如注意力、壁厚均勻、平滑過渡，形式簡單，考慮金屬液流動，箱體壁厚不能太薄砂型鑄造的形式，以便于成型半徑；鑄造模具，沿前刀面設計拔模角度，以身體練習。接線盒和其他組件，如軸承座端面箱體和軸承蓋，蓋的螺釘孔等，如有是凸的，便于加工。 結構形式在盒的設計，盡可能減少加工面積，減少零件的數(shù)量和調整鋸片。例如，一個直徑兩個軸和支撐軸的鉆孔應一致，以保證精度和孔和軸承座的兩個軸孔直徑相同。表面處理盒體的表面處理和非處理必須嚴格分開的接觸點（凸）。螺栓頭或螺母沉頭座坑。盒體形式的均勻、美觀。 3.5.5箱體尺寸設計 螺桿設計開蓋，和厚度的導線長度，盒蓋上大于連接法蘭，軸端釘狀，加工成半圓形，以避免錯誤的螺紋上。 為了保證加工和裝配精度拼合殼軸承座孔，在兩端的長度方向箱體連接法蘭上分別設有定位錐銷。銷之間的距離盡可能的提高定位。定位銷直徑一般取，取，長度應大于箱蓋和箱座聯(lián)接凸緣的總厚度，以利于裝拆。 箱體相關尺寸匯總如下： 4 標準件的選用與校核 4.1軸承的選用與校核 ②計算動量載荷 在設計時選用的30210型圓錐滾子軸承,查手冊知 根據(jù),查得 查得 所以 ③校核軸承的當量動載荷 已知,所以 故選用該軸承合適. 4.2鍵的選用與校核 故選用此鍵合適. 4.3聯(lián)軸器的選用 4.4潤滑與密封 （1）軸承潤滑 蝸桿軸上軸承： 蝸輪軸上軸承： 油脂潤滑軸承。選擇通用鋰基潤滑脂（gb7324 - 87），品牌ZGL - 1。其耐水性和耐熱性好。適用于20°～120°在很寬的溫度范圍內各種機械設備的滾動軸承的潤滑滑動軸承和其他部件的摩擦。沒有太多的填充量潤滑脂，一般不超過軸承內部空間體積的1／3，2／3。 （2）蝸輪蝸桿潤滑 方法蝸桿潤滑浸在潤滑油。在蝸桿，潤滑油對齒面，并噴油箱壁上，使散熱的浸沒深度是不利的。蝸輪蝸桿油高速水平超過1／2，不應小于1／4。為了防止污染物沉積在旋轉的蝸輪在油箱底部攪拌，引起表面磨損牙齒，應允許大型蝸輪齒頂油的表面之間的距離池底不小于30毫米到50毫米?，F(xiàn)取為 4.5連接螺栓的選用與校核 螺栓在舉升機構中起連接作用，主要承受剪切變形。校核時只考慮剪切變形就可以。以下是對圖2.4中的1、3、4處的螺栓進行強度校核。螺栓材料為Q235-A鋼，許用剪切應力[]=98MPa。 （1）1處螺栓受的剪切力如圖3.15所示 圖3.15 1處螺栓所受剪切力圖 （a）舉升機構在最低點時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 =53.89MPa 滿足強度要求。 （b）舉升到1m時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 經計算滿足強度要求。 （2）3處螺栓受的剪切力如圖3.16所示 圖3.16 3處螺栓所受剪切力圖 （a）舉升機構在最低點時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 經計算滿足強度要求 （b）舉升到1m時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 經計算滿足強度要求。 （3）5處螺栓受的剪切力如圖3.17所示 圖3.17 5處螺栓所受的剪切力圖 （a）舉升機構在最低點時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 經計算滿足強度要求 （b）舉升到1m時螺栓剪切力強度計算 水平方向承受的應力為 豎直方向承受的應力為 根據(jù)第三強度理論 經計算滿足強度要求。校核后的結果表明螺栓材料為Q235鋼是符合要求的。 5 基于Pro/E的三維設計 5.1 Pro/E軟件概述 Pro / Engineer軟件操作技術參數(shù)是公司美國（PTC）是一個集成的CAD / CAE軟件.pro /工程師/ CAM軟件的參數(shù)化是已知的，首次應用參數(shù)化技術目前在三維建模軟件Pro /起著重要的作用。工程師作為當今世界機械CAD / CAE / CAM在新的標準，并得到業(yè)界的認可和推廣，CAD / CAE / CAM軟件集成的今天，特別是在產品設計領域占有重要地位的國家。 Pro / Engineer和森林火災的正式名稱是使用軟件正溫度系數(shù)，但在使用用戶名中國并存的多個語句，例如ProE，Pro / E，破衣服，森林火災等，這是Pro / Engineer軟件，proe2001，proe2.0，proe3.0，proe4.0，proe5.0，creo1.0 \ creo2.0等指的軟件版本。 Pro／E的第一個提出了設計參數(shù)，并使用一個數(shù)據(jù)庫，以解決相關問題還采用模塊化方式，用戶可以選擇，無需安裝所有模塊Pro／E?；谔卣鞯脑O計，使整個生產過程的集成，并行工程設計。它不僅可用于工作站，也可以應用在一個單一的計算機。Pro／E模塊，可分別素描，零件制造，裝配設計、鈑金設計加工，處理，確保用戶可以根據(jù)自己的需要選擇使用。 （1）參數(shù)化設計 與產品有關的，可以視為一個幾何模型和幾何模型，無論多么復雜，可以分解成有限數(shù)量的組成特點，每種類型的組成特點，可以限制的約束參數(shù)，基本概念，這是不在部分緩存模塊功能實體。 （2）基于特征建模 Pro／E是一個系統(tǒng)的實體模型特點的基礎上，利用智能工程特點的基礎上生成函數(shù)的空腔模型，例如，殼、倒角和圓角，可選的素描，我們可以很容易地改變特性使工程設計人員在設計中，沒有簡單、靈活。 （3）單一數(shù)據(jù)庫（全相關） Pro / Engineer是建立數(shù)據(jù)庫中的基本單元，與CAD／CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫?！币粋€數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)是在項目都來自一個圖書館，使每個獨立的用戶在一個產品建模的工作，即使他是一個部門。換句話說，在整個設計過程的任何一處前后的變化，結合反應也可能與設計的全過程。例如，一旦項目的細節(jié)已經改變，數(shù)控（CNC）的軌跡工具自動更新計劃的任何變更；裝配等，都是對三維模型。結合設計的完整的數(shù)據(jù)結構和獨特的工程，以及產品設計優(yōu)勢，使設計更優(yōu)化、更高質量的產品，產品在市場上最好的，價格是最低的。 Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，這是一個重要的部分，該系統(tǒng)，其功能包括定義函數(shù)的參數(shù)、染色和零件的裝配形式框架，實體建模、實體或線，產生一個完整的工程圖和不同的視圖顯示（三維建模是移動，放大或減少和旋轉）.pro /工程師是一個系統(tǒng)的功能定義，即建模是通過特殊設計的不同功能的實現(xiàn)，包括：酒吧（排骨），槽（槽），倒角（chamfers）和殼（殼）等，用這種方式來創(chuàng)造主體、工程R是更自然、更直觀，無需使用復雜的幾何設計參數(shù)。本系統(tǒng)的功能是利用類型符號賦予的物理尺寸，不像其他系統(tǒng)指定數(shù)字直接固定在本體，使工程師能夠建立一個關系維度和任意形狀函數(shù)，參數(shù)變化，以及其他相關的特征是，功能可以自動修改更方便和優(yōu)化設計更加完善。形狀可在屏幕上顯示，還可以傳送到彩色打印機的機器或支持格式。親/工程師也可以輸出的二維和三維圖形的其他應用程序，如有限元分析和后處理等，這是通過標準的數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)，用戶可以設置此外，Pro/Engineer軟件或其他模塊，采用C語言編程，以增強軟件的功能。在單用戶環(huán)境下（沒有附加模塊）的設計能力，大部分的可裝配性分析（符合人體工程學的運動分析）和工程制圖能力（前結論使用ANSI和ISO、DIN、JIS標準），并且支持標簽符合工業(yè)標準（HP，HPGL）輸出的二維及彩色和單色打印機和三維圖形。Pro/Engineer功能如下： （1）驅動特性（例如：凸槽腔殼、倒角等）； （2）參數(shù)（參數(shù)=大小，格局的特點、載荷、邊界條件等）； （3）零件的特征值之間的邊界條件和載荷特點/參數(shù)（如表面積等）的設計； （4）支持大型，復雜的組合設計（系列部件排列交替排列，Pro /程序可用于各種零件設計過程等）。 （5）通過完全相關的所有應用程序（沒有改變的地方是每個地方的變化引起的問題）其他輔助模塊將進一步提高擴展Pro/ENGINEER的基本功能。 5.2三維模型設計 5.2.1箱體 箱體如下圖示： 圖5-1 箱體 5.2.2舉升取物平臺 升取物平臺如下圖示： 圖5-2 升取物平臺 5.2.3蝸輪蝸桿 蝸輪蝸桿如下圖示： 圖5-3 蝸輪 圖5-4 蝸桿 5.2.4車體 油缸如下圖示： 圖5-5 車體 5.3三維裝配設計 總體裝配如下圖示： 圖5-5總體裝配 6 加工與制造工藝 6.1蝸桿加工與制造工藝 6.1.1蝸桿材料的選擇 （1）具有優(yōu)良的加工性能，內部的殘余力量可以得到質量較差的表面加工的刀具磨損的作用，小。 （2）的限制，一般不低于588mpa。 （3）的熱處理工藝好，淬透性好，不易淬分裂，組織均勻，熱處理變形小，可以獲得較高的硬度，從而保證穩(wěn)定和大小蝸桿耐磨。 （4）材料硬度的微觀結構均勻，符合電流：T10、T12A，45，9mn2v，以促進等。其中9mn2v的穩(wěn)定性和更好的技術優(yōu)勢，但淬透性差，熱處理后變形小，適用于零件制造精度高，但易破碎、研磨、蝸輪硬度較高時，耐磨性，但不易破碎。 6.1.2加工定位基面的選擇 定位螺釘基本面：子結構，蝸輪組的兩種形式，蝸桿，蝸輪裝配。裝配孔加工蝸桿內表面的基礎，因此，首先應精加工內孔底面，然后孔外圓加工和支承軸頸的兒子，基于相同的孔加工，因此需要一個心軸。蝸桿精度指標一般在孔的精度是非常高的，有些需要精密磨舊的保證。蝸桿精度的孔一般不小于1度精度高，表面粗糙度不小于0，振動端面內孔的鐘擺必須至少0.005毫米。蝸桿加工軸上設置，必須首先檢查兩端的徑向軸肩議事規(guī)則中跳動公差驗證程序后，如果每個蝸桿，裝配時，軸兩端的徑向跳動的肩，卡盤精度應大于或等于螺旋最后，并建立了相應的軸的精度。 整個蝸桿中心孔的表面處理的基礎上，要求很高的中心孔，應保錐，確保接觸面積和平滑，在每個孔檢查程序和修改中心支撐軸上，頸部有中心孔的幾何精度，必須保證同軸度和本身，術前的加工處理和整理，徑向軸頸軸承的振動控制和端面軸向、徑跳擺在公差分析內。 選擇基準厚度。 選擇基礎厚度時，考慮的關鍵是如何保證加工表面有足夠的余量，這不是基本面之間的尺寸和加工，座椅符合圖紙要求。 粗基準選擇應當滿足以下要求： （1）選擇粗基準的表面粗加工是保證加工精度和加工表面沒有位置之間的關系的工件表面，如果表面的表面上的多個不必要的治療，應選擇表面其中的相互位置精度和表面加工提出了更高的要求作為參考壁厚均勻，形狀對稱，不夾等。 （2）選擇加工余量均勻的表面作為粗基準的要求是很重要的。 （3）應選擇加工余量最小的表面作為基準面保證足夠的加工余量。 （4）應盡可能選擇表面光潔，足夠大的粗精度，以確保精確定位夾緊可靠。有一個網格，立管、Flash、無毛刺的表面作為粗基準，如果需要，首次治療后。 （五）粗基準應避免重復，因為大多數(shù)表面粗糙不規(guī)則粗基準，多次使用，很難保證位置精度的外表面。 根據(jù)粗基準的選擇原則，外圓夾具的夾緊裝置的主要部分的表面處理，可以保證同軸外圓與內孔和端面與軸線垂直度。 實質選擇參考 （1）基準重合原則 這可能是選擇設計基準作為定位基準。這樣可以避免定位準確的選擇和設計基準不重合誤差引起的基準不重合。 （2）原則的基本單元，定位基準的選擇應盡可能參考單位提供不同的表面之間的位置精度，避免錯誤的引用轉換，每個夾緊過程比較單元，從而減少工作設計和制造的夾具。 （3）互操作性的原則為基礎點選擇完成時間，有時兩個表面處理，可重復治療的參考。 （4）原則的自我為點整理或整理程序邊緣低，均勻的表面處理，可以自己選擇作為參考點。 此外，還應選擇工件高精度、高尺寸精度的基準面，以保證定位穩(wěn)定可靠。并根據(jù)工件的裝夾和加工方便，夾具設計簡單等特點，根據(jù)疊加原理參考。 6.1.3擬定工藝路線 （1）不淬硬套裝蝸桿 （2）滲碳淬火整體蝸桿 6.1.4填寫工藝卡片 6.2蝸輪加工與制造工藝 6.2.1確定毛坯 （1）確定毛坯種類： 零件材料為10-3鉛青銅?？紤]零件在機床運行過程中所受沖擊不大，零件結構又比較簡單，生產類型為中批生產，故選擇離心鑄造。查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5,選用鑄件尺寸公差等級為CT-7～9。 （2）確定鑄件加工余量及形狀： 查《機械制造工藝設計簡明手冊》第41頁表2.2-5，選用加工余量為MA-F級，并查表2.2-4確定各個加工面的鑄件機械加工余量，鑄件的分型面的選用及加工余量，如下表所示： 簡 圖 加工面代號 基本 尺寸 加工余量等級 加工 余量 說 明 A1 35 F 2x4 孔降一級雙側加工 A2 16 F 2x4 雙側加工 A3 160 F 3x6 雙側加工 6.2.2選擇定位基準 （1）選擇粗基準：葉輪的粗定位的主要參考，除了圓面作為輔助粗基準。 （2）選擇精基準：考慮到需要保證零件的加工精度和準確的夾緊簡單，基于“符合標準”和“基準統(tǒng)一原則”的原則，對端面粗加工后作為參考點的精確定位主要圍繞的外表面的參考輔助定位精度。 6.2.3制定工藝路線 根據(jù)工件的幾何形狀、技術要求的尺寸精度和位置精度等（端面表面的粗糙度r12.5鑄件達到了技術要求）和精密加工方法所能達到的經濟情況下，生產計劃了確定的，可以考慮使用通用機床夾具和專用工具，使這一過程集中增加外，還應考慮經濟效益，降低了生產成本，只要工藝設計手冊機械制造有限公司NCL”第20頁表1.4-7，1.4-8，1.4-11，選擇一個零件的加工方法和 工藝路線方案如下： 結　論 本畢業(yè)設計使用中幾乎所有我們專業(yè)的大學，這是我們大學所學專業(yè)知識的一次綜合調查和評價。通過這次畢業(yè)設計，使我們對知識有一個通道之前，理解和整合的管狀組件。例如，我們在設計過程中需要的材料的機械制圖，工程設計，材料力學，工程力學，寬容的基礎和CAD計算機輔助繪圖和專業(yè)知識范圍內的合作。在設計的過程中，我們不僅了解一點舊知識，使我們發(fā)現(xiàn)很多細節(jié)沒有注意這些細節(jié)問題是如果我們可以確定關鍵設備的合格的技術人員。 另外，我覺得畢業(yè)兩個月的設計極大地豐富我們的知識，我學到了很多知識，不僅在更多的專業(yè)知識。在這一過程中，設計，由于需要運用知識，這要求我們在互聯(lián)網或圖書館的訪問設計方案為例，在需要我們的工作環(huán)境梭導軌，切換系統(tǒng)和一定工作能力的理解為選擇合適的方案。沒有問題，由于注意到，在這方面，我們必須認識到，通過實踐和查閱資料，可以做的更好。 參 考 文 獻 [1] 徐灝 .機械設計手冊[M].機械工業(yè)出版社. 1991 [2] 許福玲 陳堯明主編.液壓與氣壓傳動[M].機械工業(yè)出版社，2006.5 [3] 石光源，周積義，彭福音.機械制圖（第三版）[M].北京：高等教育出版社.1990.5 [4] 鄭修本主編.機械制造工藝學[M].機械工業(yè)出版社，1991.4 [5] 廖漢元主編. 機械原理[M].機械工業(yè)出版社，2007.3 [6] 斯波茨（Spotts，M.F.）舒晉(Shoup，T.E.) 主編.機械零件設計[M]. 機械工業(yè)出版社. 2003 .1 [7] 王英杰.工程材料及熱處理[M].高等教育出版社.2008.5 [8] 張尊敬，汪蘇. 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