卸料车三通漏斗结构设计.doc

精选资料卸料车三通漏斗结构设计摘 要本设计的卸料车三通漏斗适用于带式输送机，卸料车可以移动并将物料卸到需要的任意点，该卸料车使用比较灵活，输送物料方便在输送时只需要将物品放在输送带上然后经输送带传到漏斗上进行分料。该卸料车使用简单，操作方便。可广泛用于采矿、冶金、石料开采场、港口运输等场所。该小车使用简单可节省大量劳动力，也可根据运输物品的重量选择不同型号的运输机。大大方便了工人们的使用。卸料车三通漏斗可以将运输皮带机上的物料卸在指定的仓位或料棚里。在卸料车工作时串联在皮带机上，物料沿着运输皮带进行移动，在输送皮带进行上下运动时带着物料进行上下运动。在输送皮带进行上料运动时，物料被运送到三通漏斗。然后通过翻板使物料向单侧、双侧或中间卸料，物料的流向可通过翻板的控制实现。在这次设计中，主要设计了卸料车三通漏斗的传动装置，并根据实际生产及运输的要求，选择和确定了电动机、制动器、联轴器、传动齿轮等器件。对相应的器件如齿轮、轴等进行设计和校核。关键词卸料车；三通漏斗；电动机可修改编辑Design of Unloading Trucks Tee FunnelsAbstract窗体顶端窗体底端The design of the three-way funnel unloading trucks for belt conveyors, unloading trucks and material can be moved to any desired point of unloading, the unloading trucks use more flexible and convenient delivery of materials at the time of delivery only need to put the goods on the belt conveyor and then by dividing the material spread on the funnel. The unloading trucks easy to use, easy to operate. It can be widely used in mining, metallurgy, stone mining field, port transportation and other places. The car easy to use can save a lot of labor, but also can choose different types of transport based on the weight of goods transport. Greatly facilitate the use of the workers.Tee funnel unloading trucks can transport the material on the belt at a specified position or unloading material shed. When unloading the car to work in tandem on a belt conveyor, the material is moved along the transport belt when the conveyor belt up and down motion with the material up and down motion. When the conveyor belt were feeding motion, the material is transported to Tee funnel. And then through the flap so that the material to unilateral, bilateral or intermediate unloading, the flow of materials through the flap control is realized.In this design, the main design of the gear unloading trucks tee funnel, and in accordance with the actual production and transport requirements, selection and determination of the electric motor, brakes, couplings, gear and other devices. The corresponding components such as gears, shaft design and check.Keywords Unloading trucks,tee funnel,electric motor目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2 卸料车三通漏斗的组成11.3 三通漏斗的分类21.4 课题的设计内容41.5 本章小结4第2章 传动系统的设计52.1 根据卸料小车工作情况设计的传动方案52.2 电动机的选择52.3 制动器的选择62.4 计算制动力矩选择制动轮直径72.5减速器的选择82.6校核热功率82.7联轴器的选择92.7本章小结10第3章 开式齿轮传动部分的设计113.1 传动装置的运动及动力参数计算113.2 传动齿轮的设计113.3 轴的设计153.4 车轮组的计算173.5 本章小结18第4章 主要部件的校核194.1 轴的校核194.2 键的校核224.3 轴承的校核234.4 本章小结24结论25致谢26参考文献27附录29第1章 绪论1.1 课题背景卸料运输机自1795年发明出来以后，经过长期的实践并不断地摸索改造，使卸料车有了突飞猛进的发展。在第二次工业革命中，由于新材料、新技术的应用使卸料车在结构、能耗、操作方面得到大大的改善。现在的卸料车体积小、结构简单、金属耐磨强度大，并且由于工作的不同要求卸料车向着多元化发展，根据需求可以向不同方向进行卸料。大大节省了人力物力也减少了环境的污染。卸料车在农业、工业、交通业等各企业中起着举足轻重的作用1-3。国外带式输送机，国外的技术发展较国内快，国外对输送机本身的技术与装备要求更高，在矿场、工厂等地对运输机要求如长距离、高带速、大运量等重量型运输机成为了主要发展方向，主要核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高输送机的运行性能和可靠性4-5。相比较而言，我国卸料装置起步较晚，在主要的矿场、冶金等场合使用的重型运输机主要是进口，或者国外公司在国内生产进行销售。但是核心技术依然在外国人手中。年产2000万吨以上的大型运输设备，核心技术一直被几家欧美公司垄断，国内尚未有国产关键设备的应用实例6。我国在“八五”期间，通过国家“八五计划”项目的实施，使卸料装置有了较大的提升。国内的研究中，输送带的材质有：橡胶、橡塑PVC、PU等多种材质，除用于普通物料的输送外，还可满足耐油、耐腐蚀、防静电等有特殊要求物料的输送。结构形式有：槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、转弯皮带机等多种形式，输送带上还可增设提升挡板、裙边等附件，能满足各种工艺要求7。大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都已经投入应用。并对带式输送机的关键技术及主要元部件进行了理论研究和产品开发应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术研制成功了多种软起动制动装置及以PLC为核心的可编程电控装置8。1.2 卸料车三通漏斗的组成卸料车工作是通过电动机将动力经减速器、齿轮传动带动行走轮使卸料车可在输送机机架的导轨上来回移动，将物料经皮带传动运输到卸料车的三通漏斗中，经进料口进入然后向不同方向进行卸料。从而达到在输送机中部任意点卸料的目的。卸料车三通漏斗主要结构由车架、滚筒组、托辊组、驱动装置、行轮组、漏斗等组成，卸料车三通漏斗结构如图1-1：图1-1 卸料车三通漏斗1.3 三通漏斗的分类三通漏斗的结构主要包括进料腔和两个出料腔，其结构形式有摆筒式、翻板式、移动式电动三通。1摆筒式电动三通漏斗，工作原理：将物料放在传送带上，经电动机提供动力，物料被运送到输送机头部滚筒处，物料通过进料腔进入导向漏斗落入摆筒漏斗内，同时摇臂开始工作，并控制漏斗转向，电动推杆与摇臂一端铰接。推杆在行程最大时，漏斗下口与出料腔2同向（如图1-2示），物料经进料腔，由出料腔2流出推杆在行程最小时，漏斗下口（双点划线部分）与出料腔1同向，物料经进料腔，由出料腔1流出。摆筒式三通漏斗的结构特点是：物料经传送带到达漏斗之后，物料在下落过程中，由于净流面积大，物料在下落过程中不存在散料的现象，但因为物料所需要的净流截面积和摆筒转角所使用的空间比较大，所产生问题是漏斗结构外表体积比较大，占用空间比较大。对此在一些对使用空间有要求的场合中摆筒式漏斗的使用有一定的限制性9。摆筒式电动三通漏斗结构如图1-2所示：图1-2 摆筒式电动三通漏斗2. 电动翻板式三通漏斗，电动翻板式三通漏斗分为有挡边和无挡边两类。工作原理是：电动翻板配有电动推杆缸驱动的转换挡板，电动推杆选取的力矩为翻板设计力矩的2倍以上，在内部设位置检测开关。翻板绕着在进料口下方所固定的轴转动，图示位置物料经进料口流入，物料冲击落在翻板上，当在翻板初始位置时，物料经进料口流入出料口2；当电动推杆运动到最大行程时，翻板到了终止位置，进料口的物料流入出料口1。此结构的特点是：无挡边翻板存在翻版卡住的现象。在翻版工作时翻版的板边存在15-20mm的间隙。在物料下落时，物料长期积压填堵缝隙造成挡板卡住，这种现象会造成电机损坏。带挡边的翻板不存在这种情况。带挡边的翻板在翻版的两侧各焊接一块加长挡板，在制作过程中挡板会有衬板。当物料下落时没有任何间隙直接落入卸料仓内。有挡边的电动翻板可运载载荷大，操作方便可以远程遥控操作，也可以现场实际操作。有挡板结构紧密性好，物料流通顺畅。这种结构的装置在峄山找坡煤码头运输工程、津闪码头所购置的翻板式三通漏斗项目、洋山港欧洲、美洲线超过5000TEU的船舶码头装卸、转载系统中应用良好10。电动翻版式三通漏斗结构如图1-3所示：图1-3 电动翻版式三通漏斗3. 移动电动三通漏斗，工作原理：卸料车的车架是在固定的轨道上进行移动，三通漏斗的下部有溜槽，车架通过溜槽在槽道内进行移动。车架行走通过电动推杆，电动推杆一端铰接在移动车架上，另一端固定在电动推杆支座上，通过电动推杆的最大与最小行程来完成移动电动三通两工位的行走11-12。移动电动三通漏斗结构如图1-4所示：图1-4 移动电动三通漏斗1.4 课题的设计内容卸料车通过选择合适的电机带动传输带的运动，输送各种放在传送带上的物料。电动机可以使传送带上写移动，当运到漏斗时，经过挡板使物料向一侧、另一侧或是中间位置进行下落到指定位置实现卸料。在这次设计中，主要设计类卸料车的传动方案，电动机、制动器、减速器的选择。并对轴、传动齿轮、键等部件进行选择，设计和校核，使各部件能够满足使用要求，达到输送物料的效果。1.5 本章小结通过查考文献以及工作环境等因素确定了卸料车三通漏斗的整体组成和三通漏斗的分类。确定了卸料车的设计方向和设计内容。第2章 传动系统的设计2.1 根据卸料小车的工作要求设计的传动方案减速器采用分流式结构，在分流结构中高速传动装置在此方案中采用的是减速器，相应的低速传动装置使用的是开式齿轮。把开式齿轮做成圆圈式使用，并用螺栓安装在两个活动轮辐在主运动的车轮上。使其在车轮上和车轮一起绕固定的轴心旋转。在该传输设计中，减速器输出轴受到较小的转矩，在每一侧的转矩是减速器输出转矩的一半。通过以上分析，选取的动力装置为转速为980r/min的电动机，传动比为31.5的减速器，传动比为3的开式齿轮。传动方案简图如图2-1所示：图2-1 传动方案简图2.2 电动机的选择由于工作环境比较宽敞，为了方便维护与维修电动机安装方式采用卧式。防止物料及灰尘的覆盖给电动机带来的不便，增加维修难度采用的是防护类型封闭式。此电动机起动、制动频繁，还配有一个制动机构因此最终采用额定电压为380V，额定转速为970r/min的笼型异步电动机。电动机如图2-2所示。1.电动机的功率通过参考文献电动机手册得功率计算如下所示： (2-1) 式中：M作用在车轮上的转矩 车轮角速度 车轮转速，根据传动方案。由公式2-1得。2.为了满足笼型异步电动机的功率，先要满足传动的整体效率。由参考文献机械零件设计中得工作机总效率计算如下所示： （2-2）式中： 制动器 减速器 联轴器 轴承 齿轮由上述公式2-2得根据实际生产得出卸料车在工作中会受到来自滚轮与皮带的摩擦以及皮带和转筒之间的摩擦所产生的阻力。所选择的电动机功率要比理论值大，最终选用额定功率为10kW的电动机。3. 首次采用的电动机是Y型号（IP44）密闭笼型三相异步电动机10，型号Y160L-6，额定功率10kw，额定转速970r/min。基本参数：轴中心距，输出轴直径，轴长，延伸的输出轴长度。图2-2 笼型异步电动机2.3 制动器的选择1.制动器的选择原则（1）要根据实际工作中的工作环境和相应的机械性质，对于提升重物的起重升降机构须采取制动器为常闭式；对于没有上下运动的机器汽车的器具，为了方便掌控制动力矩和精确泊车需使用的制动器为常开式。（2）要考虑合理的制动力矩。用于提升重物的起重升降机构的制动器，和运输煤使用的起重机构的安全制动器，制动力矩要满足相应的储备，既满足必要的安全系数；对于水平运动的机械车辆等，制动力矩最好适应工作要求即可，如果超过工作需求，机械设备震动会加速器件寿命。（3）工作环境的制约，对于工作环境如果安装的环境足够空旷可选用外抱块式制动器，如果安装空间有限，可采用内蹄式等制动器13-15。2.制动器型号选择，参考上面三条原则和卸料车工作环境最终采用常闭式制动器，分析多样制动器的特性采用外抱块式制动器，选取类别为型交流电磁铁块式制动器，详情见图2-3。图2-3 流电磁铁块式制动器2.4 根据制动力矩选择制动轮直径根据卸料小车工作要求制动时规定的制动距离。查参考文献机械制动得水平制动已知制动距离时制动力矩计算如下所示： (2-3) （2-4） （2-5） 式中:总飞轮矩 直动部分等效飞轮矩 旋转部分等效飞轮矩 制动开始和终了时的车速 传动比，车轮半径 制动轴转速 制动轴上转动惯量 由式2-3得 ，由式2-4得。由式2-5得，由参考文献机电一体化系统设计查得即所选制动器型号为TJ2A-300/200。基本参数为：额定制动转矩，D=300mm，中心高h=240mm，长度L=650mm。制动轮参数,制动轮与电动机连接的一侧为配合电动机输出轴选取直径，轴孔距离，Y型轴孔。另一侧与减速器连接端选取Z型轴孔，锥度，制动轮转动惯量。2.5减速器的选择减速器是施加到原动机与工作机之间的独立传动装置。主要特征能够减少速度并增加扭矩来驱动工作机的转矩。为满足机械强度选用减速器类别，已知：输入转速，输入功率，传动比，工作时间按6小时/天，自然散热，油池润滑。行走齿轮传动装置属于中等冲击，查参考文献金属加工及刀具选择得工况系数，计算输入功率为： （2-6）式中：减速器的计算输入功率 减速器的实际输入功率由式2-6得，与实际输入转速相比满足公称转速，查文献机械设计制造采用减速器为型，功率，相对转速误差，因，因此无法进行所定功率的折算。综上所得，型减速器适合该机械强度。2.6校核热功率通过计算得机械强度查机电设计表4-3得，热功率计算如下： （2-7）式中：利用率 额定功率利用系数 负荷率系数 环境温度系数14 许用热功率由式2-7得 热平衡校核通过。2.7联轴器的选择此联轴器为减速器输出和驱动齿轮的耦合部位。由于减速器输出端对称排列两侧，因此只需要对一侧联轴器进行设计计算。1.联轴器选择原则，在实际中卸料小车的工作要求和工作环境对同轴度以及对精度的要求较低，因此在选用联轴器时可采用含有轴线偏移补偿能力的齿式联轴器16。2.计算所采用的联轴器，特定的联轴器在选取时，是以特定的联轴器公称转矩大于联轴器需用的计算转矩为原则。查机电传动控制得理论转矩T计算如下： （2-8）式中：联轴器实际输入功率 联轴器转速 电动机转子转动惯量。由式2-8得由电动机手册得计算转矩计算如下： （2-9）式中：动力机系数，得 工况系数，得 启动系数，得 温度系数，得。由式2-9得 3. 初选联轴器型号并校核。总结以上数据查文献机电一体化系统设计并根据实际生产环境计算初选联轴器类别为型鼓型齿式联轴器。联轴器详情见图2-4，型鼓型齿式联轴器基本参数为：其公称转矩为，Y型轴孔，轴孔直径d=4080mm，轴孔长度L=112172mm，起动转矩。最大转矩，转动惯量。冲击系数，温度系数 。启动系数，质量系数根据计算总结最大转矩大于冲击转矩，因此满足工作要求可以使用。图2-4 鼓型齿式联轴器2.7本章小结本章主要对传动系统的设计，根据卸料小车工作情况确定传动方案，根据卸料车工作强度确定了电机、制动器、减速器、联轴器得选择，通过检验校核所选择的器件符合工作要求。第3章 开式齿轮传动部分的设计3.1 传动装置的运动及动力参数计算传动装置在轴上分为四段，并且对称的分布在减速器两侧。两侧中每一侧所收到的功率以及转矩相等，故此只需要对其中的一侧进行校核计算即可。在计算校核时定轴为高速轴，轴为低速轴。各轴的参数包括转速、功率、转矩以及传动比详情见表3-1：表3-1各轴的运动和动力参数轴号转速n/（r/min）功率/kw转矩传动比09701098.4531.5330.794.611429.410.264.213898.83.2 传动齿轮的设计1. 齿轮的选择，齿轮的选择要考虑到齿轮的材料、齿数、齿轮型号以及齿轮的精度。根据参考文献齿轮的加工得到卸料车所使用的齿轮属于平常一般机器，卸料车对速度要求不是很大。因此选用的精度等级为7级。齿轮材料的选择，由参考文献金属材料与热处理得选择小齿轮材料为45钢调制18。齿轮的硬度值在，选取硬度为的45号钢正火作为大齿轮的材料。查考参考文献机械原理基础得到选择小齿轮齿数，那么相应的大齿轮齿数。根据以上得到两齿轮的齿数比，采取直齿圆柱齿轮传动。所设计的传动方案如图3-1所示：图3-1 车轮处传动简图 2.齿面接触强度设计由参考文献基于主轴轴承运行刚度的高速主轴动力学建模得强度计算如下所示： （3-1）式中：根据参考文献机械设计得试选载荷系数。小齿轮传递的转矩。齿宽系数，弹性影响系数。，20。根据参考文献金属疲劳强度得计算应力循环次数方法如下所示： （3-2）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，齿面硬度查得大齿的轮接触疲劳强度极限。由参考文献机械设计手册计算应力循环次数，按照卸料车每天的工作时间为小时计算，使用期限为年。，通过参考文献机械设计原理查的接触疲劳寿命系数，通过上式3-2得：， 为了获得寿命任性足够的齿轮对小齿轮进行设计，通过查考机械设计原理得、齿宽与齿高之比、计算载荷系数、分度圆直径、模数m，计算如下所示： （3-3） （3-4） （3-5） （3-6） （3-7） （3-8） （3-9）式中：由式3-3得d1分度圆直径d1=233.92mm，由式3-4得V圆周速度V=0.377m/s,7级精度。由式3-5得b齿宽b=116.96mm。由式3-6得计算L，齿宽与齿高之比为L=8.89。通过计算由上式，采用齿轮的精度等级为7级，系数，相应的小齿轮相对支撑非对称布置时，采用载荷分布系数。由，所得载荷系数K=1.507mm。由式3-8得由式3-9得m=11.99mm。3.计算并校核齿根的，查参考文献齿根力学的系统设计手册得的计算方法为: （3-10）（1） 查参考文献齿根力学的系统设计手册得到上面公式的各个数值。在弯曲疲劳强度极限中，小齿轮取，相应的大齿轮取值为。在弯曲疲劳寿命系数中，小齿轮与大齿轮取值分别为，。需要计算弯曲疲劳许用应力，查得弯曲疲劳安全系数S=1.4，则弯曲疲劳强度计算方法如下所示： （3-11） （3-12） （3-13）根据上式通过查轴向力的主轴系统动力学特性后得知载荷系数K，。查取齿形系数得，。应力校正系数得，。大小齿轮的把两者相对比， 大齿轮的数值大。由式4-13得m=7.019mm。通过总结以上的计算得，因为齿轮模数m的决定和弯曲强度产生的承载能力有关，但齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿面直径有关17-18。因此综上所得选用弯曲强度的模数7.019mm，选用标准模数得m=8mm。齿面圆的大小选用则采用计算值，接触强度。综合以上计算得到大小齿轮的齿数分别为：，。4. 各部件尺寸校核，在齿轮中分度圆直径计算为：。计算中心距为 。计算齿轮宽度，由于这部位传动系统对速度要求小，负重比较均衡，在不影响正常工作情况下可适当减少齿宽，选用。5.齿轮结构设计，在整个传动装置中参考小齿轮所受到的力和小齿轮本身结构大小在做小齿轮时采用实心结构，小齿轮结构如图3-2所示。图3-2 小齿轮简图相对小齿轮，大齿轮与车轮是一体的，而且大齿轮尺寸较大，为了方便加工可做成组装齿圈式结构，用螺栓把齿圈、车轮相互耦合在一起。车车轮结构如图3-3所示。图3-3 车轮简图3.3 轴的设计 1.轴的材料的选择和最小直径计算轴的工作需求以及性能，查参考资料金属的热切削性能采用轴材料为45钢调质处理。在选完轴之后要考虑轴上是否有键槽，安装完键槽之后轴的承重是否能符合使用性能。如果轴上有键槽，键槽的数量不同，产生的影响也不行同。如果在轴上有一个键槽，若轴上含有两个键槽。由于轴的两端是相同的，所以在校核时只需要校核轴的其中一端即可21。查参考资料键的加工及应用技术得到轴的最小直径值定为：，于是得 参考以上的设计发现在整个轴中轴处的直径最小，在最小的直径处是用来安装联轴器。，长度。 图3-4 开式齿轮装配方案草图2. 轴的结构设计， （1）高速轴的结构设计。轴的直径和长度要达到工作要求强度，并且据此完成轴的定位。轴1-1段：如图3-4所示此处为最小直径，安装联轴器段，。轴1-2段：适应做工强度，在正常工作下不影响半联轴器的使用，并且受到的载荷在理想的承受范围内。轴在此轴的左侧需要伸出来并伸出来作为轴肩，因此选用，由于卸料车本身的宽度以及减速器宽度选用。轴1-3段：这段轴是用来装轴承。对于轴承的选择首次选择是采用的是，由于轴承收到的力大部分是垂直方向的力，并且在这段轴处可以使定角度偏移，因此采用的是调心球轴承19。根据工作性质和工作要求，依据，查轴承产品设计及生产注意事项选取调心轴承为国家标准精度中的精度等级为标准精度，类型为1315，调心轴承的各个尺寸分别为。因此算出，。轴1-4段：在轴承左侧伸出的轴肩用来定位，经查轴承的设计加工手册选用型号为1315型轴承的肩高度，因此选用，参考轴承端盖厚度和轴承座的相关知识选用。轴1-5段：轴肩在这段轴处用来定位齿轮的位置。由以上可得齿轮径90，那么选用，。轴1-6段：在这段轴处放置齿轮。，由于使用的齿轮为直齿轮，所以不受到来自轴承方向的力。因此齿轮左侧不需要定位。由上已得齿轮度为70mm，因为要齿轮在这段轴上更加牢固所以这段轴的长度要大于轮毂宽度，因此选用。轴1-7段：参考机械装配手册得。参考两轴承车轮的宽度，选用。轴1-8段：在这段轴主要是用来安装左侧的轴承。因此选用，。（2）轴上零件的，在周向定位中齿轮、半以及轴的定位中一般使用的是键耦合。按，查参考文献轴承的设计及注意事项得，在加工键槽的时候，一般选用加工方法为铣加工，长度是，在此为了保证联轴器和轴紧密配合，所以在选择合时选用；与此类似，在轴和齿轮的安装中选择，查参考文献金属切削及刀具选择得平键，长度为，齿轮与为。为了保证滚动轴承与轴的周向定位所以在配合时采用过度配合，此处选轴的尺寸公差为m6。（3）低速轴的设计 参考轴上面各器件所安装的位置确定最终每段轴的长度和直径。在轴2-1段：参考动力传动装置在这段轴上安装滚动轴承；初步采用滚动轴承，在这段中轴承收到的力有径向力还有卸料车震动所产生的轴向力。因此在选择时选择的调心滚子轴承含有承受相应轴向力的作用20。根据工作性质和工作要求以及参照最小直径在轴设计加工手册中，采用国家精度等级为标准精度的0基本组的调心滚子轴承，类型为22220，调心滚子轴承各方面的尺寸为。因此确定，。在轴2-2段：滚动轴承左侧的定位轴肩，由轴承手册查得22220型轴承定位轴肩的高度，所以取。根据轴承端盖的厚度确定。轴2-3段：根据装配方案。由以上可得卸料车轮毂长度，此段轴承的宽为，为了精确定位，保证工作强度使用套定位安装在卸料车轮毂与轴承之间，查零件安装方案得知轴套直径，此轴套长。由于在轴承左侧使用圆螺母和位，要保证止动垫圈紧靠的压住轴承的端面这段轴的长度要小于这段轴上所有零件所占用长度和。因此选取。轴2-4段：这段轴承是用作螺纹，目的是轴承的精准定位。这段轴承做成M90的螺纹，因此选取，。注，在加工螺纹时在尾部要留有退刀槽。（4）轴上零件的轴向定位卸料车的车轮与轴之间的使用连接，按，平键截面，键槽用键槽铣刀加工23，长为160mm，与此同时为了保证卸料车轮与好的配合，此在安装车轮和轴时采用的是；同样为保证滚动轴承与轴的通过过度配合来完成的。在这段的轴尺寸公差选用m6。确定倒角尺寸，在此轴上每一段的连接处以及轴肩处的倒角、圆角半径见图3-5：图3-5 低速轴简图3.4 车轮组的计算车轮组是在车架的下面给车架及机构提供支撑并移动的器件。车轮组的结构组成包括车轮、滚珠等器件。车轮组的种类也各式各样，普通车轮组有单边轮和无边轮两种。对于大型设备大多采用的是双边轮。在此设计中为满足工作要求而又不浪费的原则下选择单边轮21-25。 1.车轮强度的校核，查参考资料金属强度计算在车轮材料中选择国家标准件，小车轮子收到的压力，卸料车本身重量是，因为卸料车在轨道上行走，四个轮子收到的载荷均匀分布，那么：。在车轮与轨道的接触面为柱面，因此在计算轮子接触受力情况时按照线来计算，查参考文献金属接触疲劳强度设计手册总结到轮子与轨道的接触产生的应力计算方法如下所示： （3-14）式中；P卸料车受到的压力 b车轮碰到的宽度 ；故，强度校核通过。2.校核卸料车能够正常启动，根据实际工作情况受力分析，卸料车所受到的外力作用可以忽略不计。但是卸料车在启动时自身会产生一些力的作用，阻碍启动。查参考文献启动时所需要的条件得到，卸料车在与轨道接触时所收到的力计算方法如下所示： （3-15）式中主动轮受到压力 从动轮受到压力； V小车运行速度（m/min） G小车自重（kg） 启动时间，。车轮与轨道的粘着力：，粘着系数（室内工作）。由公式3-15得T=99.34kg。所以小车启动时不会打滑。3.5 本章小结本章主要是对传动部分进行设计，确定传动系统的运动并且根据运动计算出动力参数。对传动齿轮、车轮组进行设计校核，并且通过校核，能够适用工作强度。第4章 主要部件的校核4.1 轴的校核1.高速轴的校核，轴的力学模型的建立要对高速轴进行校核先要对轴进行受力分析。先要确定轴上力点和度，对各个力进行分析，首先把各个力简化在一个点上，这个点选在齿轮宽度的中点，所以可以确定轴上安装的1315型作用中心位置，因此可计算出支点跨距用点相互位置尺寸。得支点跨距，由以上可得到轮毂的中心位置承受齿轮所产生的力。半联轴器的力作用心。综上所述总结画出轴的力学模型图，如图4-1a所示：图4-1 高速轴力学模型及转矩和弯矩图2.计算轴上的作用力（1）齿轮的作用力按下式计算： （2）在水平面上所受到的（XY平面），参考上图4-1b得在此平面内方向向上的所有的力总和为，同理，在上图中支点1所有方向向上的力总和，那么计算如下所示：由轴上的合力，校核：，计算无误。（3）在垂直面上所受到的支反力（XZ平面），参考上图4-1d，得在XZ平面内方向向下的所有力的总和为，同理，在上图中支点1所有方向向上的力总和，那么计算如下所示： 根据以上受力分析，轴的受力情况轴上的合力为，校核：，计算无误。（4）1点总支反力， 2点总支反力。3.绘转矩、弯矩图在水平面内，参考上图4-1c，在垂直面内的弯矩图，参考上图4-1e，合成弯矩图，参考上图4-1f，转矩图，参考上图4-1g。 。4.按弯的强度在进行校核时一般只需要校核受力最大的部位，在这段轴上只需要校核弯矩最大和扭矩的强度，综合以上可得这个轴是双轴，取折合系数，总结以上数据那么轴的应力为：参考已采用的轴的材料是45钢调质处理，查机械原理设计手册得，比较二者，因此得出此轴完全符合要求，能够适合工作强度。5.低速轴的校核，计算轴上作用力齿轮作用力计算如下所示： 轨道对车轮的支反力：计算支反力，在水平面上（XY平面）所有支点处力的和，方向向下，参考上图4-2b，那么计算方法如下所示： 由于，所以 ，在垂直面上（XZ平面）所有支点处力的和，方向向下，参考上图4-2d。那么计算方法如下所示： 因为，所以 。 1点力， 2点总如下所示： 6.绘制转矩、弯矩图，水平面矩图，参考上图4-2c。，垂直面图，参考上图4-2e。，合成弯矩图，参考上图4-2f，转矩图，参图4-2g，。7.按弯扭强度在进行校核时一般只需要校核受力最大的部位，在这段轴上只需要校核弯矩最大和扭矩的强度25，综合以上可得这个轴是双轴，取折合系数，总结以上数据那么轴的应力为：参考已采用的轴的材料是45钢调质处理，查机械原理设计手册得，比较二者，因此得出此轴完全符合要求，能够适合工作强度。轴的力学模型的建立，如图4-2a所示：图4-2 低速轴力学模型及转矩和弯矩图4.2 键的校核1.高速轴上的键校核，由前面已知，已经在轴的设计时采用联轴器处键1为，经过查询键2为；因为是相同轴上的键，传送相同，所以只需校核短的键2即可。齿轮轴段；键的度，键的度为，在这段轴上传送的转矩为，键静许用应力（键、齿轮轮毂、轴的材料均为45钢调质）。 故键连接强度足够。2.低速轴上键的校核，在以上的设计中已经采用车轮处键为，这段轴，键的度，键的接触高度，传送的转矩，键静应力（键、轴的材料均为45钢调质）。 故键连接强度足够。4.3 轴承的校核1.高速轴轴承的校核，通过以上的设计已经采用了滚动轴承型号为1315型调心球轴承，调心轴承的尺寸，基本额定载荷，。轴承受力图如图4-3所示：图4-3 轴承受力图在轴承车所受到的力主要是径向，参考以上轴的计算得到在1点总支反力，2点总支反力。因轴承基本只承受纯径向载荷，经参考文献机械原理得计算方式如下所示： 2.验算轴承寿命因，故只须验算轴承2。承与整机的寿命都是一样时间，为。上式中，（在工作时轴承温度达不到120）综上所得轴承能够安全使用，符合技术要求。3.低速轴轴承的校核，前面轴的设计已初步选定滚动轴承为22220型，载荷，。轴承受力图如图4-4所示：图4-4 轴承受力图轴承受到来自径向的力，分析上面图形轴承的受力情况可得到1出处支反力，2点总支反力。当量动载荷，参考实际工作中为中，查参考文献得出载荷系数。因轴承基本只承受纯径向载荷，所以 4.验算轴承寿命因，故可验算任意一个。轴承与整机的寿命都是一样时间，为。上式中，（在工作时轴承温度达不到120）综上所得轴承能够安全使用，符合技术要求。4.4 本章小结本章主要是对轴进行设计，轴主要是进行动力传输，本章确定了轴的尺寸、材料，并且对轴和轴上的键、轴承进行设计并校核，使