温室大棚除雪装置设计

16 届毕业设计温室大棚除雪装置设计学生姓名 学 号 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机电一体化 班 级 12 指导老师 日 期 2012 .06 塔里木大学机械电气化工程学院制前 言 本次毕业设计是关于温室大棚除雪装置的设计，首先对温室大棚除雪装置作了简单的概述；接着分析了该除雪装置的方案布局及工作原理，然后根据这些设计准则按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的除雪装置各主要零部件进行了校核。温室大棚除雪装置由机架、链传动机构、凸轮滚子机构、除雪装置等几个部分组成。目前，温室大棚除雪装置正朝着长距离，高速度，高效率的方向发展，近年来出现的液压式除雪装置就是其中的一个。在温室大棚除雪装置的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造温室大棚除雪装置过程中存在着很多不足。 本次设计是关于温室大棚除雪装置设计，通过对传统的温室大棚除雪装置的结构进行了改进和优化，使得此种类型的倾斜除雪装置的使用范围更广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：温室大棚除雪装置；传动机构；结构；参考价值目 录1前言1 1.1温室大棚除雪装置的发展概况1 1.2温室大棚除雪装置的应用2 1.3温室大棚除雪装置的发展方向4 2Solidworks设计基础6 2.1草图绘制8 2.2基准特征，参考几何体的创建9 2.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建10 2.4工程图的设计11 2.5装配设计13 3温室大棚除雪装置的设计14 3.1温室大棚除雪装置的方案布局图的确定17 3.2温室大棚除雪装置的工作原理19 4机械传动部分的选型计算20 4.1驱动电机的选型计算20 4.2链传动的选型计算21 4.3凸轮机构的选型计算22 4.4直线导轨的设计计算22 4.5键的选型计算23 5各重要组成部分的强度校核23 5.1传动轴强度的校核24 5.2轴承强度的校核26 结论27 参考文献28 致谢29 塔里木大学毕业论文1 前言1.1温室大棚除雪装置的发展概况 随着世界装备制造业向中国转移及我国温室大棚除雪装置产品的技术进步，中国成为世界上最大的温室大棚除雪装置产品研发和制造基地指日可待，5年后我国温室大棚除雪装置全球市场占有率将达到50%左右。下游产业的发展和技术进步，要求为其配套的橡胶除雪装置行业更快地与国际接轨，采用国际先进标准、不断提高产品质量、开发低阻力节能型除雪装置、加强技术服务，成为下游产业的迫切要求。 温室大棚除雪装置作为大宗物料连续输送设备，广泛应用于很多行业，是现代工业和现代物流业不可或缺的重要技术装备。上世纪80年代初，我国温室大棚除雪装置行业只能生产TD75型温室大棚除雪装置，因而配套棉帆布除雪装置即可满足要求，但当时国家重点工程项目中温室大棚除雪装置产品却都是从国外进口。80年代中期，我国温室大棚除雪装置行业开始引进国外先进技术和专用制造设备，设计制造水平有了质的提高，并逐渐替代进口产品。近年来，我国温室大棚除雪装置总体上已经达到国际先进水平，除满足国内项目建设的需求外，已经开始批量出口，其设计制造能力、产品性能和产品质量得到了国际市场的认可。而除雪装置作为承载和牵引构件，是温室大棚除雪装置中的主要部件之一，因此必须满足国内大型项目及国际更高标准的要求。目前温室大棚除雪装置发展的重点产品包括长距离、大运量、高带速温室大棚除雪装置，水平及空间曲线越野温室大棚除雪装置，露天矿用移置式温室大棚除雪装置，大型下运温室大棚除雪装置，自移机尾可伸缩温室大棚除雪装置，园管温室大棚除雪装置，大倾角上运温室大棚除雪装置，钢丝绳牵引温室大棚除雪装置。重点研发的核心技术包括温室大棚除雪装置动态分析设计技术，智能化可控驱动系统研发，物料转载点新型耐磨材料研制，钢结构优化设计技术以及带式输送系统节能技术、环保技术和散料输送系统集成及工程设计技术等。 首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如木材加工厂木板的输送，水泥袋的输送，以及港口内船舶装卸等均采用温室大棚除雪装置。如在这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，温室大棚除雪装置可以一班接一班地连续工作。温室大棚除雪装置动力消耗低。线路长度根据需要而定。可以安装在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。根据工艺流程的要求，温室大棚除雪装置能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个区段卸料。当同时在几个点向除雪装置上加料（如选煤厂煤仓下的除雪装置）或沿温室大棚除雪装置长度方向上的任一点通过均匀给料设备向除雪装置给料时，温室大棚除雪装置就成为一条主要输送干线。温室大棚除雪装置可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从除雪装置头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在除雪装置长度方向的任一点卸料。 温室大棚除雪装置，广泛应用于各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。线体输送可根据工艺要求选用：普通连续运行、节拍运行、变速运行等多种控制方式；线体因地制宜选用：直线、弯道、斜坡等线体形式 输送设备包括：皮带除雪装置也叫温室大棚除雪装置或胶带除雪装置等，是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的经济型物流输送设备。皮带机按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带除雪装置，轻型皮带机如用在电子塑料，食品轻工，化工医药等行业。皮带除雪装置具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用除雪装置的连续或间歇运动来输送100KG以下的物品或粉状、颗状物品，其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。我国现在各行各业都处在飞速发展的阶段，迫切需要温室大棚除雪装置行业能够跟得上时代的发展，工业的进步，需要迅速地开发出一系列各种各样的波状挡边除雪装置，从而来满足矿山开采等地方的需要。波状挡边温室大棚除雪装置的开发能力的大小取决于科研团队的实力和研发的高度，所以这些都迫切需要那些有能力有技术的科研人员全身心地投入到温室大棚除雪装置的研发中来，积极努力地开发创新温室大棚除雪装置，这对于当今社会的发展有着不可替代的意义。1.2温室大棚除雪装置的应用 伴随着科学技术的发展，工业革命的紧迫感越来越明显，迫切需要我国温室大棚除雪装置行业能够向着高速，多元化的方向发展。其中，我国花费大量人力物力来对温室大棚除雪装置进行研究，和完善，制定了一系列针对温室大棚除雪装置改进的策略，随着时代的发展，科学的进步，温室大棚除雪装置的发展将一如既往地进行，将会处在高速发展的阶段,其具体发展趋势如下：一、未来的几年，温室大棚除雪装置将会朝着大倾角，远距离的方向发展，这样就能够多元化地适应各个地方，场合的应用，将克服以前输送高度不够高，倾角不够的大的缺陷，从而能够很好地应用在各个需要温室大棚除雪装置的场合。二、将会改善温室大棚除雪装置的结构，使温室大棚除雪装置能够在不同的场合，不同的环境下面使用，例如耐高温，耐潮湿等等场合，都可以使用改进后的温室大棚除雪装置，从而降低人工的繁杂以及能够很好地提高生产效率。三、将会式温室大棚除雪装置输送的产品多元化，而不是单一的输送单一的产品，这样就能够很好地满足各个行也的需求，也能够让带式输送的应用领域进一步扩大，满足各行各业的需求，从而推动时代的发展和工业的进步。四、降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。已将1吨物料输送1公里所消耗的能量作为除雪装置选型的重要指标之一。五、减少各种除雪装置在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。随着国内贸易活动的不断增加，温室大棚除雪装置因作为一种输送量大、运行费用低、使用范围广、结构简单、便于维护、能耗较小、使用成本低的输送设备而会得到更宽广的应用范围，市场前景十分看好。 可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业中，如：纸箱制造厂的纸箱成型输送线中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。温室大棚除雪装置主要由多个端点滚筒及紧套其上的闭合除雪装置组成。带动除雪装置转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变除雪装置运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，除雪装置依靠驱动滚筒与除雪装置之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的除雪装置上，依靠除雪装置摩擦带动运送到卸料端卸出。 温室大棚除雪装置已成为整个生产环节中的重要设备之一。结构先进，适应性强，阻力小、寿命长、维修方便、保护装置齐全是温室大棚除雪装置显著的特点。 在温室大棚除雪装置运行前，首先要确认带式输送机设备、人员、被输送物品均处于安全完好的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正常时才能将皮带除雪装置投入运行。最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过5%。1.3温室大棚除雪装置的发展方向 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提高外部条件变化的适应能力。封闭的专业知识的太狭隘，考虑的问题太特殊，在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任务。机器能完成人的手和脚，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作，从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制，反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统，人工智能将消除这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第二十世纪中期趋势分解，在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业知识的专家，也有综合的知识了解不够，看看其他学科和项目作为一个整体，从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和专业性的问题。当今社会，机械设备的发展日新月异，迫切需要不断开发新的机型来满足不同工况的要求，温室大棚除雪装置的发展也是如此，现今发展方向大致可以归纳为：(1)开发专用机型 驱动滚筒式除雪装置的应用场合很多，有时候受客观条件影响，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，为了满足特殊要求，比如水平拐弯、大倾角（25）直至垂直提升等,这些场合常规的温室大棚除雪装置是无法胜任的。为了满足某些特殊要求，应开发特殊型温室大棚除雪装置,如弯曲温室大棚除雪装置、大倾角或垂直提升除雪装置等。(2)提高元部件性能和可靠性 整体设备的性能和可靠性主要取决于元部件的性能和可靠性，我国现在的温室大棚除雪装置的元部件基本上都是各自厂家生产，还没有出现专业化、大规模的元部件生产厂家。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性,还要不断研究新的技术和开发新的元部件。(3)扩大功能,一机多用温室大棚除雪装置是一种理想的连续运输设备，并且目前还不能完全发挥其全部作用。可以将温室大棚除雪装置结构作适当修改,采取一定的安全施，就可拓展运人、运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大经济效益。2 Solidworks设计基础 本论文主要研究运用SolidWorks对温室大棚除雪装置进行。在设计过程中，了解SolidWorks的各种功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995年推出第一套SolidWorks三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年，Solidworks被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。 据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它3D CAD软件相比，SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用SolidWorks三维软件，越来越多的企业需要SolidWorks人才。Solidworks软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是SolidWorks的五大特点。使得SolidWorks三维软件成为目前全球领先的三维CAD解决方案。SolidWorks在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、武汉理工大学等也在应用SolidWorks进行教学。Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 SolidWorks在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且SolidWorks公司对中国市场重点开发，日后SolidWorks应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对SolidWorks的深入了解后，往后会对SolidWorks进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。1.草图绘制掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束；熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用草图绘制工具完成草图绘。2.基准特征-参考几何体的创建清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。3.拉伸、旋转、扫描和放样特征建模灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方法；掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 4.工程图设计灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 5.装配设计灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运用SolidWorks智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法；灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的方法。3 温室大棚除雪装置的设计3.1温室大棚除雪装置的方案布局图的确定温室大棚除雪装置通过三相电机带动链轮传动机构驱动除雪装置沿着安装在机架顶部的直线导轨在大棚的顶部来回移动，除雪装上面的除雪风机在凸轮滚子机构的作用下往复摆动一定的角度从而来对温室大棚的各个角落进行除雪，该除雪装置主要由机架、链传动机构、凸轮滚子机构、除雪装置等几个部分组成，本次设计的温室大棚除雪装置的方案布局图与结构如下图3-1所示：图3-1 温室大棚除雪装置方案布局图3.2温室大棚除雪装置的工作原理温室大棚除雪装置的工作原理为：三相电机带动链轮传动机构驱动除雪装置沿着安装在机架顶部的直线导轨在大棚的顶部来回移动，除雪装上面的除雪风机在凸轮滚子机构的作用下往复摆动一定的角度从而来对温室大棚的各个角落进行除雪，其中，机架以及支腿起到了支撑和加固输送线的作用。4机械传动部分的选型计算4.1驱动电机的选型计算 已知整个除雪装置的总重量150KG,其他重量50KG，我们取总重量为200Kg，除雪装置的移动速度为12r/min。即：具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度（m/min）有速度可知每秒上升50mm，电机转速 3.负载转矩式中：4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数，这里取1.0。根据以上得出数据，我们选用电机型号为160BL-A，此无电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下：根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号160BL-4030H1-LK-B，电机额定功率为0.37KW，额定转矩为7.62N.m，最大转矩为9N.m，额定转速为 3000r/min。电机大致图如下： 外形尺寸292x232，电机输出轴径为24mm。4.2链传动的选型计算 已知p=3.7KW，小链轮的转速n1=720r/min，传动比i=2.8，载荷平稳，两班工作制，两链轮中心距a=500600mm范围，中心距可调，两轮中心连线与水平面夹角近于35o，小链轮孔径。计算：（1）小链轮齿数z1 z1=29-2i=29-2*2.8=23.4 取整数z1=23i12233445566z1312727252523232121171715优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114z1、z2取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有25齿。（2）大链轮齿数z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整z2=65（3）实际传动比i=（4）设计功率工况系数，查表5.4-3，（5）单排链条传递功率，查表5.4-4和5.4-5，齿数系数，排数系数=1=8.13kw（6）链节距p根据，n1=720r/min，查图5.4-1功率曲线和n1确定的点，应在所选型号链的功率曲线下方附近（不超过直线）。结果为10A，节距p=15.875mm，（7）验算小链轮轴直径查5.4-7链轮中心孔最大许用直径（8）初定中心距为优，无张紧轮时取i440.2z1（i+1）p0.33z1(i-1)p（9）确定链条节数=115.3取（10）链条长度（11）计算（理论）中心距当时， 当时，根据，查表5.4-9，若有必要可使用插值。(12)实际中心距a，一般(13)链速(14)有效圆周率(15)作用在轴上的力F 水平或倾斜的传动 接近垂直的传动工况系数，见表5.4-3 F=1.212283.1=2739.7N(16)润滑方式。(17)链条标记：10A-1-116 GB 1243-1997 1表示排数，116表示节数(18)链轮的几何尺寸 滚子直径 p=15.875mm 1）分度圆直径 小链轮，大链轮2）齿顶圆， 对于三圆弧-直线齿形小链轮齿顶圆=124.072mm，取整124mm大链轮齿顶圆=336.773mm，取整337mm3）齿根圆直径小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm4)节距多变形以上的齿高=0.2715.875=4.286mm（对于三圆弧-直线齿形）5)最大齿根距奇数齿偶数齿小链轮=106.153mm大链轮=318.328mm6)轴凸缘直径小链轮=99.045mm大链轮=311.746mm7)轮毂厚度h，孔的直径d150K3.24.86.49.5 小链轮=14.232，取整14mm 大链轮=22.7858，取整数22mm8)轮毂长度l l=3.3h小链轮l=3.314=46.2mm，取整46mm大链轮l=3.322=72.6mm，取整72mm9)轮毂直径，小链轮=68mm大链轮=104mm10)齿宽单排单排=0.959.4=8.93mm11)齿侧半径12)倒角宽 ，取2.1mm13)倒角深h=0.5p=0.515.875=7.9375mm14)齿侧凸缘圆角半径=0.635mm(19)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差项 目极限偏差孔径H8齿顶圆h11齿根圆直径极限偏差h11齿宽h14量柱测量距极限偏差h11小链轮齿根圆直径= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm大链轮齿根圆直径= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm，小链轮量柱测量距大链轮量柱测量距2)径向圆跳动小链轮径向圆跳动=min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144端面跳动=min0.0009df+0.008,1.144.3凸轮机构的选型计算 设已知凸轮的基圆半径为rb，从动件轴线偏于凸轮轴心的左侧，偏距为e，凸轮以等角速度顺时针方向转动，用作图法设计凸轮的轮廓曲线，并求出凸轮从动件在各个转角的坐标绝对值如下表所示。作图方法如下： (1)选取适当的比例尺，按给定的从动件的运动规律绘出位移线图，将位移线图分成若干等分，得横坐标轴上各点1、2、3、等。过等分点作垂线得从动件在各对应位置时的位移11、22、33、等。(2)取与位移图相同的比例尺，以任一点O为圆心，rb为半径画基圆。自OA0开始，将基圆圆周沿(1)方向作与图对应的转角等分，得A1、A2、A3、点。连接OA1、OA2、OA3、，它们就是反转后从动件导路的各个位置。(3)自基圆开始，沿径向线OA1、OA2、OA3、分别向外量取从动件的相应位移，即X1X1、YY1、ZZ1、，(4)用光滑曲线连接A0、A1、A2、A3、各点，即得所求的凸轮轮廓曲线。可求得凸轮运转到凸轮从动件在不同的转角通过作图法作出的数值绝对坐标分别如下：转角()60120180240300360X(mm) 24.6753.41180260.56265.74180Y(mm)89.68-73.09-120.63-46.5149.50197.28 （注意:转角60,120等等是常数值） 已知摆杆的长度L，摆杆运动规律=()。先由上述方法确定基圆r0以及中心距a。然后作出滚子中心B点的理论轮廓曲线，曲线方程如下：已知基圆半径R=90，X=asin-Lsin(+0)Y=acos-Lcos(+0)利用EB绘出理论廓线后，再确定滚子半径rr的数值，然后做它的等距线，则为此凸轮的实际轮廓曲线。有了凸轮廓形曲线之后，再进行其结构设计及尺寸标注等工作就完成了凸轮设计。4.4直线导轨的设计计算导轨主要根据导轨副之间的摩擦情况，导轨分为： （1）滑动导轨两导轨之间为滑动摩擦。结构简单，制造方便，刚度好，抗振性高，是机床上最广泛采用的。特点：导向精度高，不会出现间隙，能自动补偿磨损。一般选取三角形顶角=90,重型机械采用大顶角=110120。当水平力大于垂直力，V形导轨两侧受力不均匀时，采用不对称V形导轨。直线导轨和圆导轨均可采用 承载能力大，制造方便。必须留有侧向间隙。不能补偿磨损。用镶条调整时，会降低导向精度。 需注意导轨的保护。直线导轨和圆导轨均可采用 尺寸紧凑，适用于要求高度小导轨层数多的场合。可构成闭式导轨。用一根镶条可以调整各面的间隙。刚度比平面导轨小。制造简单，弯曲刚度小，主要用于受轴向载荷的导轨。适用于同时作直线和旋转运动的场合。（2）滚动导轨滚动直线导轨副是由导轨、滑块、钢球、返向器、保持架、密封端盖及挡板等组成。当导轨与滑块作相对运动时，钢球就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动，在滑块端部钢球又通过返向装置（返向器）进入返向孔后再 进入滚道，钢球就这样周而复始地进行滚动运动。返向器两端装有防尘密封端盖，可有效地防止灰尘、屑末进入滑块内部。特点： 滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力，从而获得： 动、静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率大幅度下降，只相当于普通机械的十分之一。与V型十字交叉滚子导轨相比，摩擦阻力可下降约40倍。适应高速直线运动，其瞬时速度比滑动导轨提高约10倍。能实现高定位精度和重复定位精度。 能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度。成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。导轨副滚道截面采用合理比值的圆弧沟槽，接触应力小，承接能力及刚度比平面与钢球点接触时大大提高，滚动摩擦力比双圆弧滚道有明显降低。导轨采用表面硬化处理，使导轨具有良好的可校性；心部保持良好的机械性能。简化了机械结构的设计和制造。 查机械设计手册3第二版选取直线滚动导轨副系列，又根据机床设计要求的特点，本设计初步选择: (1)直线滚动导轨副选取四方向等载荷型（GGB型），其特点是：垂直向上向下和左右水平额定载荷是等同的，额定载荷比较大，刚度高。 (2)尺寸规格初选45，其结构形式选择AA 型。(3)每根导轨上的滑块数为2。(6)查出全自动轴承磨床推荐的精度等级为3。(7)导轨的材料为HT200.初步确定直线滚动导轨的型号为GGB45AA1C123选择用南京工艺设备制造厂的滚动直线导轨如图14.4键的选型计算 键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力，有些类型并能实现轴向动联结，于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以，只需选用常见的普通平键，键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定，键的长度根据轴毂的长度从标准中选取，键的bh根据径来确定。轴和带轮的联结，d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)选用B2012，B1811和B128的普通A型平键，键长分别为90，70，30。5 各重要组成部分的强度校核5.1传动轴强度的校核轴的强度计算一般可分为三种：1）按扭转强度或刚度计算；2）按弯扭合成强度计算；3）精确强度校核计算。当轴的支撑位置和轴所受的载荷大小、方向、作用点及载荷种类均已确定，支撑反力及弯矩可求得时，可按照弯曲或者弯扭合成强度进行轴的强度计算。作用在轴上的载荷一般按集中载荷考虑，如本设计中的带传动对轴的力，其作用点取在轮缘宽度的中点。计算时，通常把轴当作置于铰链支座上的双支点梁，一般轴的支点近似取为轴承宽度中点。由于本设计所用轴主要是受弯曲强度，很少的扭转强度，是根据扭转强度设计，应校核轴的弯曲强度，首先分析轴的受力，左端受的是圆锥筛的重力，右端是带轮对轴的力，中间是轴承座的两个支撑力。轴径是按扭转强度初步设计的，所以要校核轴的弯曲强度，轴的强度校核也就是找出危险截面，看危险截面是否满足轴径条件，如果危险截面满 足，那么别的轴径肯定满足；根据轴的实际尺寸，承受的弯矩、扭矩图考虑应力集中，表面状态，尺寸影响等因素，及轴材料的疲劳极限，计算危险截面的情况是否满足条件。我所校核的轴是根据许用弯曲应力校核的，即由弯矩产生的弯曲应力不超过许用弯曲应力，一般计算顺序是先画出轴的空间受力图，将轴上作用力分解为水平面受力图和垂直面受力图，并求出水平面上和垂直面上的支承点反作用力。然后作出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩图，作出合成弯矩图和转矩图应用公式绘出当量弯矩图，式中是根据转矩性质而定的应力校正系数。对于不变的转矩，取；对于脉动的转矩，取；对于对称循环的转矩取。是材料在对称循环应力状态下的许用弯曲应力；是材料在静应力状态下的许用弯曲应力；是材料在脉动循环应力状态下的许用弯曲应力；在锥筛的设计过程中，轴的材料为45#钢，其基本参数为，；应满足 下列条件： 或 W为轴的抗弯截面系数；轴的受力，轴左端是锥筛对轴的力也就是锥筛的重力，右端是带轮对轴的压力。具体受力情况如下图：由材料力学的相关知识可得： 解得： 由 得： 可得轴的弯矩图则如下： 轴所受的转矩如下：转矩图如下：=；所以，=所以当量弯矩图为：可知轴承的危险截面在左边轴承支撑处，根据轴的校核条件可以算出：；即： 所以：根据校核，截面强度足够，其它截面也是足够安全的。5.2轴承强度的校核 根据根据条件，轴承预计寿命163658=48720小时；1、 计算输入轴承（1）已知n=458.2r/min两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N；初先两轴承为角接触球轴承7206AC型。根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N；(2)FS1+Fa=FS2；Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N；(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P263表（11-9）取fP=1.5;根据课本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P1=P2故取P=750.3N；角接触球轴承 =3； 轴承运动和换向时承受过大的冲击负荷，或当轴承静止时，由于机器振动等因素都会使接触处形成凹坑。外界硬粒进入轴承内，也可在接触表面形成压痕，这种永久变形量超过一定限度，就会防碍直线运动平稳性，引起振动和噪音，振动会进一步冲击凹坑周围材料，造成恶性循环，使凹坑面积扩大，这种永久变形量用基本额定静载荷限定。钢球和套圈接触点两者永久变形量之和等于钢球直径的万分之一时的静载荷，定义为基本额定静载荷C0。轴承使用时，冲击力很难测定，常用选取适当的静载荷安全系统来保证轴承静载荷不超过基本额定静载荷。选型时使轴承承受的静载荷P0 C0/FS，不受振动和冲击场合FS取1.0 1.5，受振动和冲击工作场合FS取2.07.0。轴承由于反复承受工作载荷，首先在表面下一定深度处，强度较弱部分形成裂纹，继而发展到接触表面，使金属成片状剥落下来，这种剥落称为疲劳剥落。在安装、润滑、密封正常的情况下，绝大多数轴承的破坏是疲劳破坏，一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。直线轴承额定寿命规定为5万米， 通过限定基本额定动载荷C来保证。由于轴承寿命具有分散性，即同一批材料、相同工艺生产、相同使用条件下的轴承寿命不相同，所以轴承基本额定动载荷C定义为一批相同的轴承在相同条件下运行5万米，轴承不生任何疲劳剥落现象所能承受的动载荷。结 论时间过得真快啊，转眼间四年时间都过去了，在这四年中，我学到了许多专业知识，就拿这次的毕业设计来说吧，我查阅了机械设计手册，倾斜除雪装置结构设计，使我充分掌握了温室大棚除雪装置的设计方法和步骤，更重要的复习所学专业的知识，以前总认为学这些专业知识没用，那是我太天真了，当这次的毕业设计，它帮了我不少的忙，特别是机械设计这课对我的毕业设计帮助特别大，都怪上课没认真听讲，导致做毕业设计时要问比我学的好的同学，通过这次做毕业设计让我认识到学习不是个坏事，是为了自己的，还有学习这些知识精通的话对我们找个好工作有大大的帮助，总之我除了感谢我的老师和帮助过我的同学外更要感谢自己的。参考文献1 张华 机械设备设计 北京：科学出版社，2004.52 李念 温室大棚除雪装置操作系统概述 北京：机械工业出版社，2005.13 张栋 温室大棚除雪装置的创新设计.高等教育出版社，2004.34 姜继海，宋锦春，高常识. 温室大棚除雪装置工作原理.高等教育出版社，2002.85 张春林，曲继方，张美麟.机械创新设计.机械工业出版社，2001.46 钱平.机械设计应用技术 机械工业出版社，2005.17 张辽远. 温室大棚除雪装置的设计与实现. 机械工业出版社，2002.88 基恩士传感器选择手册 2010版本9 黄长艺，严普强.机械工程测试技术基础. 机械工业出版社，2001.110 张桓，陈作模.机械原理.高等教育出版社，2000.811 王昆，何小柏，汪信远. 温室大棚除雪装置原理.高等教育出版社，1995.1212 徐锦康.机械设计. 高等教育出版社，2004.413 邓星钟.机电传动控制.华中科技大学出版社，2001.314 刘延俊.液压与气压传动.机械工业出版社，2002.1215 章宏甲，黄谊，王积伟. 温室大棚除雪装置的逆向设计.机械工业出版社，2000.516 胡泓，姚伯威.机电一体化原理及应用. 北京：国防工业出版社，2000.617 陈铁鸣 温室大棚除雪装置的创新. 高等教育出版社，2003.718 孙靖民.机械优化设计. 机械工业出版社，2005.119 Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space致 谢当我写到这里的时候，我心里是别提有多么的开心，不管前面的对与错，总之，我觉得自己做到这里已不错了，感谢老师和帮助我的同学一起到图书馆查资料的那些同学们，要不是你们恐怕我现在真不知道自己能做到哪里，首先您不仅在学习学业上对我以精心的指导，同时还在我改写论文时给我鼓励和支持，从这点看出老师当初选你当我的老师我是明智的，而且，通过这次写论文我知道遇到什么事总要靠别人来完成，现在我觉得这种想法是我错啦，也许自己做的比那些人做的会更好，同时，我要把这种态度放到工作当中，我相信我自己一定可以比别人做的出色。说实话，我从开始认真做毕业设计的时候，才领悟到知识确实是种强大的工具，我现在想来前面失去的，我想在通过在工作中补回来，想到这里自己说了句“呵呵”，但是话说回来，这次的毕业设计我花了挺大的功夫，虽然是苦，但心里挺开心的，我想如果大学这四年我好好来利用它的话，我的毕业设计不谈在班里第一个交，最少也在前十个人之前交，最后在这里衷心的对所有关心我帮助我的表达我由衷敬意，谢谢各位同学的帮助。25