建筑砌块自动窑车系统-毕业论文.doc

建筑砌块-自动窑车系统建筑砌块-自动窑车系统摘 要 QMY型系列砌块成型设备，主要用于生产混凝土小型空心砌块。混凝土空心砌块的推广及应用，不仅解决了目前社会大量工业废渣占地和污染环境等问题，而且替代粘土砖，解决了大量浪费和破坏土地资源的问题。 砌块机机体采用超强型钢结构及特殊焊接技术，大量采用进口原材料和高品质电器、液压原件，保证了设备在长期高负荷运转时性能更加稳定、可靠。 本次设计主要是窑车系统如何运动、定位及其运输而实现一系列全自动化过程。技术先进，采用机、电、液紧密配合、互锁、监控、程序控制，使其完成对窑车系统的全自动化。整个生产线的全套设备，采用工业可编程序控制器（PLC）控制，工业可靠性高，且操作人员少，劳动强度低，生产率高，综合经济效益好。 关键词：全自动化砌块生产线 砌块 PLC编程 程序控制 液压传动 IBuilding block - Automatic kiln car systemAbstractQMY type series block molding equipment, mainly for the production of concrete small hollow block.The promotion and application of concrete hollow block, which not only solve the current social a lot covers an area of industrial waste residue and such problems as environmental pollution, and replace the clay brick, solve the problem of a large amount of waste and destruction of land resources. Block machine body adopts super steel structure and special welding technology, a large number of imported raw materials and high quality electrical, hydraulic parts, ensure the equipment performance in long term high load operation is more stable and reliable.This design mainly is how kiln car system movement, positioning and its transport and implemented a series of fully automated process.Advanced technology, work closely with machine, electricity, liquid, interlock, monitoring, process control, to make it complete the full automation of the kiln car system.The whole production line of a full set of equipment, the use of industrial programmable controller (PLC) control, industrial high reliability, less and operating personnel, labor intensity is low, productivity is high, the comprehensive economic benefit is good.Keywords: full automatic block production lines blocks PLC programming process control hydraulic transmission 1目 录摘 要IAbstractII第一章 概述11.1目的和要求11.2选题原则和意义11.3全自动砌块生产线简介11.4本课题的主要任务自动窑车21.5全自动砌块生产线的主要特点21.6操作规程及主要故障原因3第二章 总体设计52.1引论52.2总体方案的确定62.3生产线流程的确定72.4大小车行走机构的确定7第三章 窑车系统设计103.1窑车概述103.2窑车系统的动作过程103.3窑车机构的总体设计113.4窑车机构总体性能123.5窑车传动系统方案的确定123.6窑车机构传动形式的选择13第四章 零部件的选择与计算144.1 总体参数的选择与计算144.2链轮的选择计算164.3主动轴的设计计算204.4轴的结构设计204.5轴的细部结构设计234.6键的强度校核244.7 滚动轴承的选型及校核244.8选择轴承型号254.9轴承的材料、特点25第五章 窑车机构的细部部件设计26III5.1停车机构运动分析265.2窑车摇杆的加工工艺过程265.3窑车车轴的轴向加工工艺过程285.4铸件毛坯和支架类零件的设计要点295.5轴承座的材料295.6窑车的车架305.7导轨的设计说明31第六章 液压传动系统设计326.1液压系统的工作原理326.2制定液压系统方案326.3确定液压系统的主要参数326.4活塞杆强度及稳定性验算36第七章 PLC控制系统设计387.1系统工艺要求387.2设备状况387.3控制功能397.4系统的用途和特点397.5控制电路原理图及其原理397.6 PLC机型的选择417.7传感器的选型417.8 I/O地址的分配427.9程序设计和调试43第八章 结 论44参考文献45附 录46结束语47I第一章 概述1.1目的和要求 毕业设计是本专业最重要的实践性环节，是在学生完成全部基础课和专业课学习之后，毕业离校之前的最后一个教学环节，它包括毕业实习和毕业设计两个阶段。 毕业设计是在教师的指导下，通过调查研究、方案分析、结构设计计算及自动控制系统、液压系统的选择、设计与计算，完成整个机电设备或某个专题部分的技术设计、图形绘制及设计计算说明书等全套技术文件，其目的是培养学生独立分析与解决机电一体化的实际课题的能力，使学生接受工程师的基本训练，并且使学生在计算机绘图及编程、资料检索及外文资料翻译等方面得到锻炼与提高，同时也是对学生大学所学知识的综合、全面运用和考查。因此，这对我们来说是一次和好的锻炼。1.2选题原则和意义 工业与民用建筑行业是国民经济的重要组成部分，是社会主义现代化建设的支柱产业，它不仅关系到国家的工业建设、交通运输等各个部门的基础建设，而且还关系到人民群众居住条件的改善，它可带动建材、钢铁、运输等几十个工业部门，对解决人员就业也有着极为重要的意义。 随着建筑规模的不断扩大和建筑技术现代化的发展，新型建材也迅速发展，作为最主要的建筑材料砌墙用料。传统的取土烧砖不但浪费了大量的土地资源，而且还造成大量的能源浪费和环境污染，目前我国许多大中城市已明令禁止用黏土砖砌墙，而要求代之以新型的墙体材料建筑砌块。新型建筑砌块是用水泥、沙子和建筑废料生产的混凝土砌块，它不仅具有强度高、保温性能好等优点，而且还能改善建筑工艺、提高建筑速度，是最有发展前途的建筑材料。 目前在国内，全自动砌块生产线大部分都是引进外国先进技术经创新，国产化制成的。然而引进外国先进技术需要昂贵的资金，故为了适应国内生产砌块砖的厂家要求，研制开发了自动砌块生产线。该生产线承担了人力所不能或不便进行的工作，又能较人工生产改进产品质量，特别是能够大大提高生产率和改善劳动条件。同时能集中进行大量生产，并对生产进行严格的分工与科学的管理，便于产品的通用化、电气化和自动化。作为毕业设计题目，一方面丰富了所学知识，另一方面理论联系实际，为国内所需求该生产线的厂家开发了实质有用的产品。因此，具有非常重要的实际意义。1.3全自动砌块生产线简介 砌块自动生产线是专门生产建筑砌块的现代化自动工厂，它主要由二十二台设备组成，其主要有骨料及水泥料仓、称量系统、混凝土搅拌系统、砌块成型机、装砖机、卸砖机、槽向运输装置、自动窑车、码垛机及各种输送托板的砌块的设备以及液压站，电气控制系统等，再配0.9空压机一台，托板2000块（一班制），3吨叉车等辅助设备，即可组成一个自动化的砌块生产工厂。该生产线需要厂房约750，其中养护窑400（一班制生产），砌块堆放场地面积约为4000该生产线效率高，适用范围广，可生产多种规格，多种材质的墙体，彩色面块和异形砌块等。1.4本课题的主要任务自动窑车 1、根据提出的问题制定总体方案，工艺流程； 2、根据总体方案进行结构设计、液压系统设计、PLC控制系统设计； 3、在设计中掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计及电气设计的一般规律； 4、树立正确的设计思想，了解国家当前有关技术资料； 5、具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力； 6、掌握典型机械零件的实验方法，获得实验技能的训练； 7、对PLC控制的发展方向有所了解，对PLC控制有更深一层的了解； 8、完成全自动化砌块生产线自动窑车总体及现场控制。 本课题由两人共同完成，本人主要承担自动窑车的控制电路及零部件的选用，其余部分则有另一位同学完成。1.5全自动砌块生产线的主要特点 1、技术先进、自动化程度高，机、电、液、气配合紧密，可实现互锁、监控、程序控制，从原料至成品输出为全自动生产线； 2、全套设备布置合理，各单机的结构性好，各传动设备运动平稳、可靠； 3、可实现集中、现场两种电气控制方式，操作方便。采用工作可靠性高的工业可编程控制器（PLC）集中控制，各设备现场均有电气控制； 4、整条生产线工作人员少，劳动强度低，生产的砌块质量好，原料消耗低，生产效率高，综合效益好； 5、托板每次调面使用，不易变形； 6、无底板码垛系统、自动窑车和液压夹钳在叉车上的使用，方便了砌块的运输、堆放。1.6操作规程及主要故障原因 操作规程：砌块生产前，应首先开启液压系统，等运转片刻，点动检查主机每个动作无误，各油缸回到原位后，（原位接近开关亮，PLC各灯亮），依次开启搅拌机、输送机、出转机和主机单次或连续开关，设备即可按规定的程序进行生产。且时间可根据工艺要求进行调节。在生产过程中，可实现单次、连续两种操作方式，根据实际要求，通过更换模具及调整压力和振动时间，可生产出不同规格和不同类型的砌块。当手柄扳至单次时，每完成一个完整的制块动作，需要新按一下操作按钮，当手柄扳至连续位置时，按一下按钮后，制块动作将连续自动完成。砌块成型设备应在环境温度540摄氏度范围内，湿度不大于85，供电电压在3805条件下使用。安全操作规程：1 设备运转时，遇紧急情况，请立即按“总停”按钮，设备马上停止。2 清理余物时，必须停机操作。3 每班停机后，必须清理设备。4 电源进线用三相380v五线制，各独立机械设备与保护接地线PE相接，零线只用做工作接零，不与设备外壳相连。5 定期检查螺丝松动情况。6 进行设备维修时，应停机操作。主要故障原因：1 液压系统建立不起压力主要原因：泵旋转方向不对；卸荷阀卡死。2 油缸不动作主要原因：卸压阀卡死；感应开关失灵。3 制动电机过热及制动失灵 主要原因：摩擦片间隙不适合；电气故障。4 搅拌机转动困难 主要原因：带料启动；加料过多。5 砌块质量不合格 主要原因：水分不当；配料比例不合适； 原料在料斗中停滞时间过长； 振动时间不当； 料斗内存料过多或过少； 模芯通气孔堵塞； 供料不足可能是搅拌叶片积料太多。第二章 总体设计2.1引论混凝土空心砖（俗称砌块砖）是一种重要的建筑材料，在建筑工程中应用空心砖有很多优点，在生产方面：原料、燃料省，干燥周期短，生产成本低（可以省土，节能20%50%）；在施工方面，材料用量少，砂浆少，费用低，砌筑效率高；在使用方面：保温隔热和透气性能好给人以舒适的感觉；在效益方面：结构自重轻，可以减轻建筑物自重（10%20%），建筑耗能和建筑投资比较省，各项综合技术经济指标都比较好；在环境保护方面：廉价的煤灰，天然火山渣和大量的工业废物的利用，不仅大大节约有限的土地资源，而且可以减轻日益严重的环境污染。发展空心砖，推广应用空心砖，是建筑物墙体改革的重要内容，也是建筑业提高经济效益的重要途径。为了推广空心砖及其建筑技术的发展，国家计委、国家建材局多次召开推广空心砖生产和应用交流会，总结了各地生产应用空心砖的经验教训，介绍了应用研究和工程设计方面取得的成果，研究加快空心砖发展速度措施。目前，就全国范围来讲，空心砖的生产仍不够平衡，空心砖在建筑行业的应用仍不够广泛，有很多可以用空心砖代替普通粘土实心砖的建筑部分仍旧沿用实心砖。一个重要的原因是目前国内生产空心砖的技术含量还比较低，自动化程度还比较低。本次设计的初衷就是为了改善这一状况。2.2总体方案的确定从上一节的引论中，我们可以看出：混凝土空心砖代替传统的粘土实心砖已是一种现代新型建筑材料的发展趋势。然而，面对我们国家与世界发达国家接轨时这方面广阔的市场，目前，国内虽然有几家比较大的专业砌块生产厂家（江苏扬州建筑机械厂、四川绵阳砌块机械厂等）。但总体来说生产操作所需的劳动力较大，工人的劳动强度比较高，当然相应的技术含量不高，自动化程序较低。为了扭转国内建筑材料行业在这方面的被动局面，在本次设计中，我们进行了项目可行性分析和广泛的市场调研，并借鉴了世界上其他一些国家这方面著名公司的先进经验，研制开发砌块机自动生产线后续设备，其主要是配备在成型砌块机后，以降低工人的劳动强度，提高生产线的技术含量和自动化程度。窑车系统含有一套简易自动叉车装置，它通过一辆轨道运输车在装卸位置和养护窑之间运动，从而可以养护架装卸系统和和养护窑之间架起一座高度自动化联系的桥梁。其动作均有液压马达和液压油缸完成，整个系统有当前比较先进的可编程控制器（PLC）集中控制。其工厂布置图如图2-1。图2-1 窑车系统工厂布置示意图1、码垛机 2、卸架系统 3、装架系统 4、养护架运输机 5、轨道 6、运输车（大车） 7、叉车装置（小车） 8、轨道 9、养护窑 10、养护架 11、砌块主机 12、成品推出装置2.3生产线流程的确定1.首先按一定比例混合好原料，经搅拌机搅拌均匀后，由其侧下皮带输送机将原料送至主机料斗中，由主机完成砌块成型。2.新成型的产品通过纵向运输装置送到自动装砖机。3.装砖机平衡的自动装载养护架替代了所有人工操作。4.装满新成型产品的养护架被放置在养护架传送机上，再由自动窑车平稳的转移到养护窑。5.自动窑车再将养护完毕的养护架从养护窑送至传送机构上，然后准确的移送到卸架的位置。6.养护完毕的产品自动的卸下，并放在传动机构上，（空的养护架继续前进至装架的位置）。7.养护完毕的产品在推板站从托盘上移下，并送往夹板翻板机和堆集辊，然后送至码跺机。8.托盘被送至混凝土制品成型机的背面，并进入存储箱，等待自动输入。（托盘进入存储箱前被彻底清理干净，并少量上油。）2.4大小车行走机构的确定 在车行走过程中，考虑到其主要原因是沿着固定导轨做低速行走，存在着以下三种方案可供选择：（一） 齿轮传动图2-2 运输车锁车示意图（a） 运输车锁住后的挡块铁俯视图（b） 运输车未锁住时挡铁俯视图1、 养护窑门前定位挡铁 2、运输车底部锁车挡铁齿轮传动是机械传动中最主要的一类传动，形式很多，应用广泛，传递的功率可达十万千瓦，圆周速度可达200m/s，齿轮传动的主要特点如下：（1） 效率高。在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率最高。如圆柱齿轮传动的效率可达99%。（2） 结构紧凑。在同样的使用条件下，齿轮的传动所需空间尺寸一般较小。（3） 工作可靠寿命长。设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作十分可靠，寿命可达二十年，这是其它传动所不能比拟的。（4） 传动比较稳定。传动比稳定往往是对传动性能的基本要求。（二） 带传动图2-3 带传动结构示意图带传动（图2-3）是由固联主动轴上的带轮1（主动轮），固联于从动轴上的带轮3（从动轮）和紧固在两轮上的传动带2组成的。当原动机驱动主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦（或啮合），便拖动从动轮一起转动，并传递一定的动力。带传动的优点有：（1） 传动平稳、噪音小；（2） 能缓和冲击吸收振动；（3） 过载时带在带轮上打滑，从而保护和缓冲击吸收振动，保护其他零件不受损坏；（4） 结构简单，制造安装和维护方便；（5） 可适应中心距较大的工作条件。缺点是：（1） 有弹性滑动，因而不能保证固定的传动比；（2） 传动外轮廓尺寸较大，传动效率低；（3） 带带的寿命短，轴及轴承承受力较大等。（三） 链传动图2-4 链传动结构示意图 链传动是应用较广泛的一种机械传动。它是由链条和主、从动链轮所组成的。链轮上有特殊的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 链传动与同属于摩擦传动的带传动相比，链传动无弹性打滑现象，因而能保证准确的平均传动比，传动的效率较高；又因链条不像带那样涨的很紧，所以作用在轴上径向力较小；在同样的使用条件下，链条传动的结构比较紧凑。同时，链传动在高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动制造安装精度较低，成本低廉；在远距离传动（中心距最大可达十多米）时，其结构比齿轮传动轻便的多；同时，考虑到现场工况条件的恶劣和链传动独有的优点，经多方面权衡，拟采用链条传动方案。第三章 窑车系统设计3.1窑车概述 整个窑车机构的材料按重量计算约80%是钢材，因此，研究冶金新品种钢材和改进热处理工艺，对于提高零部件寿命和降低成本有很重要的意义。目前窑车机构选材的趋势是：除了一些重要的零部件采用高强度合金钢外，其它零部件从昂贵的合金钢转移到较廉价的普通热扎槽钢、角钢。选材的这种变化，主要是由于热处理技术的发展，疲劳及脆性断裂等基础理论在材料技术上的应用，以及材料制造、加工工艺、质量等方面的改进。它用廉价金属材料经过新的热处理方法，使其达到或超过昂贵合金材料的物理机械性能。3.2窑车系统的动作过程 当运输机架装满养护架上的所有单元格时，由横向运输车反馈信号至可编程控制器（PLC），由可编程控制器（PLC）发出控制信号使窑车开始动作，当养护架装满后，在养护架正前方的叉车装置（小车）由马达驱动向前行动，因为叉子的高度低于养护架所以叉车很容易叉住养护架，当叉车叉住养护架后在叉车底部的传感器发出信号，使小车停止前进，接着叉车上行托起养护架，然后小车缩回。当小车缩回原位时，大、小车之间的位置传感器发出信号，使小车停止后退。接着大车开始向养护窑移动，每一个养护窑的门口都有一块挡铁，当大车移动到挡铁的时候，大车底部的传感器向可编程控制器（PLC）发出信号，使可编程控制器（PLC）计数。当车到达指定养护窑门口时，可编程控制器（PLC）发出指令使大车停止。然后大车底部的液压缸活塞伸出，顶到他前方的凸轮，使凸轮转动，带动凸轮下的挡铁选装九十度后，使挡铁正好嵌入养护窑门前的挡铁，从而使大车准确定位，当大车定位完成后，油缸活塞杆前的行程开关发出信号使活塞杆停止动作，从而使大车锁死在养护窑前，然后小车前行。小车前行的轨道中间也要有类似的挡铁，由可编程控制器（PLC）控制小车停止在合适的架位，小车停稳后，由可编程控制器（PLC）发出信号，使叉车开始下放，当养护架着地后叉车液压缸油塞杆处的的行程开关发出信号，使叉车停止。然后小车原路退回到大车上。停好后，大车底下的液压缸活塞杆缩回，使凸轮复位，使挡铁松开。活塞杆底部的行程开关发出信号，是活塞杆停止。然后，大车返回，此后，窑车运行到另一预先设定的养护窑前停车，锁车。然后小车进入举起一只已经养护完毕的养护架返回。然后，窑车返回至卸架处，卸架完毕后窑车返回至装架处前，等待下一次装架，整套动作平稳准确。这意味着大量减少砌块次品的数量。3.3窑车机构的总体设计 窑车机构总体设计的任务是：根据所要设计的卸块机构的主要用途、作业条件、制造情况等全面、正确的确定影响整机性能的主要参数，并进行合理的布置。总体设计包括以下内容：1、根据设计任务，确定整机主要性能参数；2、按总体性能的要求，确定各组成主要参数及相互间的连接关系；3、进行整体必要的计算；4、窑车机构总体布置：1） 总体布置的内容：a、 确定各部件在整机上的位置，并对各部件控制尺寸提出要求；b、 确定各部件之间及部件与整机间的安装连接方式；c、 布置各操作机构；d、 审核各种运动零部件的运动空间，排除一切干涉；e、 注重各零部件的三化工作（系列化、标准化、通用化）。2） 总体布置原则： 在进行总体布置时需考虑以下诸要求：a、 稳定性的提高；b、 有利于提高作业效率；c、 有利于提高传动效率；d、 维修方便；e、 要使各运动零件有足够的运动空间； 5、绘制总装图、装配图、部件图、零件图。 总体设计对整机性能起着决定性的作用，因为整机性能的好坏，不仅取决于各组成本身性能的优劣，而且更重要的是与它们之间是否协调有关。组成整机的各组成之间相互有关又相互制约。在总体设计中，如果对整机缺乏统筹考虑，那么即使各组成的选型和设计是好的，但组合在一起不一定能得到良好的效果。因此总体设计中，各组成要相互协调，不能片面强调某一局部，必须从整机出发，全面考虑，从而获得整机性能较高的技术经济指标。3.4窑车机构总体性能 窑车机构的总体性能需要从使用、制造、维修等方面综合考虑。也就是满足好用、好修，而且经济性能要好、（1） 牵引性：窑车机构是用马达驱动链轮通过链传动来完成运动的，由液压缸活塞杆的伸缩来举起放下砖块架。因此，牵引性反映了窑车的作业能力及经济性能的好坏，它是窑车系统总体性能中最基本的性能。（2） 作业性：窑车作业性反映了在养护架装卸系统的自动化程度和整个生产过程的生产效率。（3） 经济性：这是指作业时的消耗量及机构的折旧年限。3.5窑车传动系统方案的确定 由于PLC的控制窑车不需要有其他普通车辆所需的许多设备。他靠导轨的轨迹运行，首先不需要方向控制盘，只要改变马达的转向就可前进后退。也不需要刹车的离合器，只要一块挡铁就能准确定位。大车的工作就是负责把小车准确地送到养护窑口，回来时再准确定位在养护架处。大小车可以分离，分离后小车靠绕在小车下部的滚筒上的电缆供电，分离时滚筒转动电缆伸长，小车回到大车上时滚筒反转，电缆又整体地绕在滚筒上。大小车都有一套供电系统和液压系统，行走方式都是轨道式。图3-1 传动系统方案 如图3-1所示，整个系统是由电机转动带动泵运转再由马达的转速来确定链轮的转速，主动轮安装在马达的输出轴上，从动轮安装在车轮轴上，链轮轴车轮同转速转动。 大小车的轮的驱动方式都有链轮驱动，但大车是前后轮同时驱动，前后轮间又有两条链子连着。同时，小车后轮上的滚筒也安装在轮轴上，与车轮速同步同转速运动。 大小车都要有各自的平衡点，小车靠尾部箱体内添加重物保持自身平衡，使插子提升重物时不易偏倒。小车带有一个垂直布置的大液压缸，依靠活塞杆的上下移动带动插车架移动提升重物，整个车架加上砖块的重量足有5000kg重，这就需要缸有足够的承载能力，车架装配的要牢固。3.6窑车机构传动形式的选择 窑车机构的传动形式一般有机械转动、液力机械传动、液压传动和电传动四种。 机械传动：结构简单，加工制造容易，制造成本低，但传动系统的振动和冲击载荷较大，影响传动系统的使用寿命。目前，只有少数机器使用。 液力机械传动：能冲击吸收载荷，提高卸窑车块机使用寿命，自动适应外界阻力变化，改善了窑车机构的牵引性能。因此，大中型机械差不多都采用这种传动形式。 液压传动：洁构简单，省去了复杂的传动系统，无级调速，但起动性能差，速度慢，寿命较低，因此只适用于小型机械使用。 电传动：可以较宽的范围内实现无级调速，发动机功率能得到较充分的利用，因此牵引性好，速度快，省去了传统的传动系统中易损的零部件，检查方便，维修简单，工作可靠耐久，动力传递平滑，起动、制动时动负荷小。第四章 零部件的选择与计算4.1 总体参数的选择与计算 窑车的总体参数包括重量、速度、牵引力等，初选一般凭经验进行选取。 （1）自动窑车的重量和牵引力计算 自动窑车的重量对总体性能影响很大，它包括使用重量和结构重量。所谓使用重量就是插齿上砖块的重量与养护架的重量和。 (2) 窑车的整体受力分析后轮驱动的轨道式窑车在导轨上作等速运动时的受力，如图4-1所示。作用在车轮上的外力有重量导轨对车轮的反作用力。由于重力作用，地面相应地作用于前、后轮以法向反力及。由传动系统传到后轮的驱动力钜对窑车来说是内力矩。由于的作用，使后轮与地面接触部分相对地面向后运动或有向后运动的趋势，故后轮上的这一部分收到地面的反作用力，这个反作用力的方向和车运动的方向一致，在图中用T表示。T是推力，后轮为驱动轮，力T的一部分通过车架传到前轮上推动前轮；故作用在前轮上的地面反作用力方向与车运动方向相反，在图上用表示。 由力的平衡方程式表示 （4-1） （4-2） （4-3）图4-1 自动窑车受力分析简图49 假设整个窑车重10KN，导轨对车轮摩擦系数那么 (3) 估计窑车的速度 n=13r/min。因为窑车的运输速度需要平稳，速度不能太高，这也是减少次品率，提高砖块质量的一个重要环节。因此，速度要选的合适。（4）牵引力的计算 由图4-1受力分析知 =3000.2=60Nm （4-4） T车轮受导轨的反力 r后轮的半径 由以上参数，选择马达型号YMA-700。 马达的参数： 转矩 转速 4.2链轮的选择计算)选择链轮齿数、小链轮齿数，估计链速为0.10.5m/s，取，大链轮齿数=3.317=56.1 （4-5）圆整为奇数=57实际传动比 i= / =3.353 （4-6）传动比相对误差 i=(3.353-3.3)/3.3=0.016)确定链节数初取中心距由公式知 (4-7) = 圆整为偶数 =108 ）确定链号和链节距p 工况系数,查表6-3，窑车载荷平稳，小链轮齿数系数,查表6-4，估计为链节疲劳。多排链系数,查表6-5，取单排链则 而 许用功率,由式 （4-8）链号和p查表6-15分别为：20A，31.75mm。)确定中心距由式， (4-9) （由表查得）偏小圆整 mm）计算链速V由式， （4-10） =0.18m/s）计算压轴力链条有效圆周力 （4-11） =17.8KN链条水平布置时的压轴力系数则压轴力为 （4-12）确定润滑方式由式， （4-13）V=0.18m/s0.6m/s,选择人工定期润滑（脂润滑）。）确定链轮的尺寸及链子尺寸滚子链尺寸链条滚子外径 销轴直径 内链节内宽内链节外宽 排距 内链板高度链轮尺寸计算分度圆直径 （4-14）齿顶圆直径 （4-15） 齿根圆直径 （4-16） 最大轴突缘直径 （4-17） 齿沟圆弧半径 （4-18） 套筒滚子链轮链的滚子的直径；齿沟角 小轮 取 大轮 取齿宽 倒角半径 ，取 齿侧凸圆角半径 ，取。链轮齿总宽 （n为排数） （4-19） 链轮轴孔最大直径 （小轮） （大轮）对于链速V0.6m/s的低速链传动，主要失效形式是过载拉断，故按抗拉静强度计算来确定链的节距和排数。静拉伸强度安全系数条件为 （4-20）式中 s链的静拉伸强度安全系数 载荷系数 Q链条最低破断载荷 链条有效圆周力 则 链条齿根圆直径极限偏差P31.75; 齿根圆径向圆跳动量, 250mm齿根圆端面圆跳动量 GB（118475） 齿宽的极限偏差，节距p=31.75mm轮齿表面粗糙度值不应大于3.2 。链轮材料及齿面硬度 45号钢 HRC 4045。4.3主动轴的设计计算）已知作用在轴上的压轴力Q）初步估算轴的直径 最小直径由公式计算并加大3%（考虑到键槽削弱），即（4-21）根据表15-3选择45号钢作轴材料，A取108，则 由测量作参考，取 。4.4轴的结构设计 在设计轴的结构时，应尽可能使轴的形状简单，并且有良好的加工和装配工艺性能，以减少劳动量，提高劳动生产率和降低应力集中。 （1）确定轴上零件布置方案和固定方式 为减少轴的复杂程度和各零件的安装难度及轴的加工难度，将链轮布置在靠近轴端。链轮用轴肩和轴套作轴向固定，用平键和过盈配合作周向固定（H7/r6）；两端轴承用轴套或轴肩和过渡配合（H7/k6）固定内圈套；两车轮用螺丝钉锁紧挡圈与螺钉作轴向固定，用平键和过盈配合作周向固定。 （2）确定轴的直径和各段长度（图4-2） 段，根据实际测量及计算选出。根据工艺和强度要求把轴制成阶梯形。选轴段（符合螺钉锁紧挡圈的内径尺寸标准），也符合轴的内径系列标准，两边取轴肩直径（符合轴肩高度要求和轴承内径尺寸要求，也符合轴的直径系列标准）；安装链轮的轴段直径（符合轴的直图径系列标准）。轴肩左侧尺寸圆角尺寸标准r=25mm（机械零件设计手册表3-13-6）；轴肩在轴承段圆角半径（3/7轴承内圈圆角半径）。图4-2 轴的结构及载荷分析查GB276-89，选滚动轴承型号6317 ，其宽度B=41mm,由于链轮的转速v0.6m/s，不能用飞溅法来润滑轴承，而采用润滑脂润滑轴承，要设挡油环，两轴承的内端面（由轴承座的系列标准查出）距箱体内壁14.5mm，符合轴承内端面距箱体内壁1015mm的标准。轴承座宽，则挡油环对于轴承兼作套筒长度，车轮与箱体间隙取10mm，螺钉锁紧挡圈宽（查GB884-86选GB884-86-80材料Q235，不经表面处理的螺钉锁紧挡圈），经测得车轮宽70mm,轴轮凸缘厚10mm,则 查机械零件设计手册表3.6-14，GB1244-76链轮节距P=31.75时b=17.6mm，由公式，n=1参考多排，链轮宽度估算链轮宽，则 轴承段应比轴承宽B窄，链轮段，链轮毂孔长应比长14mm。 (3)确定轴承及链轮作用力位置 如图4-2 （4）绘制轴的弯矩图和转矩图）求轴反力（设链轮只有压轴力）H平面 (4-22)）求轴中点处弯矩 (4-23) 第五段轴的受力弯矩 ）按弯扭合成强度校核轴的强度由式，当量弯矩 M为合成弯