摘要PAGE122PAGE12XX學校畢業設計說明書課題名稱：內墻墻面清潔機構設計學生姓名學號所在學院專業班級指導教師起訖時間：年月日～年月PAGEPAGE35目錄摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1TOC\o"1-3"\h\zI設計的目的和意義 3II提出背景 3III設計的基本要求 51.內墻墻面清潔機構簡介 61.1內墻墻面清潔機構工作特點： 61.2內墻墻面清潔機構的安裝與調試 71.3使用與操作 81.4維護以保養 82.總體方案設計 81、內墻墻面清潔機構支架斷面設計方式 102、整體機架強度的計算 123、支架變形度計算 153.清潔裝置的總體設計 173.1電動裝置的選用 173.2計算總傳動比和分配傳動比 173.3計算傳動裝置的運動和動力參數 184.傳動零件的設計 224.1選擇聯軸器的類型和型號 224.2減速器內傳動零件的設計 225.鏈輪、軸的設計 285.1鏈輪的設計 285.2軸的裝置構設計 296電機的選擇與計算 321電動機的選擇 322軸承的選擇 33結論 34致謝 35參考文獻 36摘要I設計的目的和意義1.通過設計實踐，逐步樹立正確的設計思想，增強創新意識和競爭意識，基本上掌握零件.及內墻墻面清潔機構外形設計的一般規律，培養分析問題和解決問題的能力；通過計算、繪圖和運用技術標準、規范、設計手冊等有關設計資料，進行全面的基本技能訓練，為以后從事內墻墻面清潔機構設計工作打下一個良好的實踐基礎。2.本題目不但對內墻墻面清潔機構轉動部件的零件及外形進行設計,還對內墻墻面清潔機構轉動部件的外觀進行更人性化、更合理的設計。讓內墻墻面清潔機構更具競爭力的同時,也讓自己成為復合型人才，提高自己的水平，提高自己的競爭力。3.綜合運用機械設計、機械繪圖、公差與技術測量、機械原理及零件等理論知識，分析和解決內墻墻面清潔機構外形設計問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學的知識。為了適應社會的發展要求，滿足企業對人才的需求，本學院對部分同學提出內墻墻面清潔機構轉動部件設計這一個畢業設計課題。此課題研究過程中涉及到我們大學三年所學的大量專業知識如：機械制圖、計算機輔助繪圖、CAD、公差與技術測量、內墻墻面清潔機構材料及內墻墻面清潔機構設計等專業基礎課和專業課方面的知識。II提出背景隨著農產品行業的發展，我國的農產品采摘行業有了很大的發展，為之服務的農產品采摘設備行業已成為我國的新興行業不斷發展壯大。各種舉升機設備如雨后春筍，不斷涌現，質量不斷提高，銷量逐年增加。本設計采用剪叉式升降臺。升降平臺是水果采摘的主要工具之一，在各行各業的升降系統中扮演著重要的角色，廣泛用于農場。水果升降平臺作為一個新型升降平臺，顯現出它獨有的特點。本課題主要通過對升降平臺的工作原理分析，根據已知條件，對小車進行改造，設計出升降平臺主要傳動機構及各個零件。通過具體的參數計算及工況分析，擬定控制系統原理圖。通過以上畢業設計內容，讓學生在畢業設計過程中綜合大學所學基礎課程及專業課程，培養學生綜合應用所學知識和技能去分析和解決一般工程技術問題的能力；進一步培養學生分析問題、創造性地解決實際問題的能力。內墻墻面清潔機構(以下簡稱采摘升降平臺)是一種結構簡單、操作靈活的輕小型水果采摘機械，廣泛應用在車間、倉庫等各類場合，市場需求量較大，出口前景亦很樂觀。由于其制造工藝不復雜，投產上馬較快，近半年來國內生產發展很快。采摘升降平臺內墻墻面清潔機構有大等載荷、中等載荷、小等載荷等規格，其中中等載荷的產量較高，國內各規格采摘升降平臺年總產量已超過8萬臺，其中出口量約占55%。足已說明我國采摘升降平臺發展猛進。國內采摘升降平臺行業在1982年成立以來,生產企業從最初的五、六個廠發展到現在約為24家,其企業2家,其余都是中小企業,廣泛分布在江蘇、浙江、湖北、福建、廣東、安徽、河北、山東、河南、上海及北京等省市地區,隨著采摘升降平臺市場競爭環境的形成,內墻墻面清潔機構質量問題日益顯得突出了。行業中的一個特點是鄉鎮小型企業較多,比例約占43%,不少廠家生產手段比較簡陋,各廠內墻墻面清潔機構質量參差不齊。當時有多方面的信息表明,大中型國有企業忙于轉向市場,現場管理有所忽視,質量滑坡;鄉鎮企業在質量管理上處于起步階段。迄今為止采摘升降平臺未實行生產許可證制度,有的企業未執行統一的技術和質量標準,1992年以前也從未組織過統一的質量控制工作。為了掌握國內采摘升降平臺內墻墻面清潔機構質量水平,維護用戶利益,促進技術進步,國家技術監督局先后在1992年、1994年對其進行了質量監督抽查,作為技術出口的北京起重所也做了大量的有關工作。1993年3月,北京起重所在北京召開了升降平臺質量總結會在這次國內首屆的行會上,各企業代表詳盡地分析了各類質量問題,提出了多項整改措施。可靠性試驗故障引起了各廠的高度重視,會后研究所的專利內墻墻面清潔機構可靠性試驗臺在行業中得到使用,能夠早期發現并解決內墻墻面清潔機構質量薄弱環節。后來升降平臺內墻墻面清潔機構質量總體水平的提高。證明此次大會的作用是很明顯的。回顧國內采摘升降平臺行業迅速發展的狀況,各生產企業為社會作出了一定的貢獻,自身也得到較快的發展,并帶起了一大批配套廠。從采摘升降平臺的社會擁有量和需求量來看,預計在相當一段時期,國內采摘升降平臺的發展前景是樂觀的,出口量也能有相當的比例，今后需要繼續加強的行業工作,在宏觀管理方面,應對采摘升降平臺在國內對外的銷售價格予以協調,加強多方信息交流,修訂有關技術標準等;在技術進步方面,在繼續加強內墻墻面清潔機構質量工作的同時,需注重開發新設計,在優化水果密封結構、控制貨物下降速度以及簡化結構等方面予以改進。III設計的基本要求（1）內墻墻面清潔機構應設有限制行程限位裝置，如有需要則該裝置應動作靈敏、安全可靠。（2）機械系統工作應平穩、無振動、無爬行現象。（3）機械式內墻墻面清潔機構除機械系統能自鎖外還應沒有機械鎖止裝置。（4）機械式內墻墻面清潔機構任意時刻都能安全自鎖。（5）內墻墻面清潔機構正常運行時的噪音不得超過80dB。（6）內墻墻面清潔機構工作環境溫度為0—40℃，全行程連續結構設計額定質量20次，滑輪溫不得高于60℃。1．內墻墻面清潔機構的設計與優化。2.各種相關參數的計算、確定。3.進行結構設計和強度分析。4.根據實際的操作性能及可維修性對設計進行優化。5.撰寫設計說明書。CAD軟件繪制主要零部件圖并完成裝配圖。1.內墻墻面清潔機構簡介1.1內墻墻面清潔機構工作特點：(1)高速化。高速化指設備的運轉速度、運行速度、識別速度、運算速度大大加快。提高運輸速度一直是各種運輸方式努力的方向，主要體現在對“常速”極限的突破。隨著社會發展，各種運輸速度不斷的提高，人們的生活節奏加快，這將是一個講究高效率的社會，于是在工廠、倉庫、碼頭等地方隨之可見采摘升降平臺運輸的速度也不斷的高速化。在發展過程中不斷更新，才能更好的為人類服務，以便不被淘汰。（2）專用化和通用化。隨著采摘水果的多樣性，采摘設備的品種越來越多而且不斷更新。采摘活動的系統性、一致性、經濟性、靈活性、快速性。要求一些設備向專門化方向發展，又有一些設備向通用化方向發展。（3）實用化和輕型化。由于升降平臺是在通用的場合使用，工作并不是很繁重，因此應好用、容易維護、容易操作、具有耐久性、無故障性和良好的經濟性，以及較高的安全性、可靠性和環保性。考慮到綜合效益，簡化造價，同時也減少設備的運行成本。（4）綠色化。在當今環境嚴重污染，環保及其重要。“綠色”就是要達到環保要求，這涉及到三個方面：一是與牽引動力的發展以及制造、輔助材料等有關，二是與使用有關。對于牽引力的發展，一要提高牽引動力，二要有效利用能源，減少污染排放，使用清潔能源及新型動力。對于使用因素，包括對各升降的維護，合理調度，恰當使用等。三是在生產制造過程中要綠色設計、清潔生產、綠色再制造等現代設計和制造技術。減少污染物排放，實現資源優化。（5）自動化和智能化。將機械技術和電子技術相結合，將先進的微電子技術、電力電子技術、光纜技術、水果技術、模糊控制技術隱蔽功用到機械的驅動和控制系統，實現升降設備采摘的自動化和智能化將是今后的發展方向。日、美、歐都將智能化視為21世紀的尖端科學，并認為它是國際科學競爭的制高點，且具有巨大的利益。所有他們在該領域的科學協作頻繁，參與研究計劃的各國力量龐大，主宰著未來智能化的發展趨勢。自動化和智能化在生活工作中起到極其重要的角色，例如，大型高效起重機的新一代電氣控制裝置將發展為全自動數字化控制系統，可使起重機具有更高的柔性，以提高單機綜合自動化水平，自動化倉庫中的送取貨小車、智能式升降平臺。節省大量的人力物力財力，大大提高工作效率。1.2內墻墻面清潔機構的安裝與調試本裝置應安裝在干燥，清潔，安全可靠，方便加模具，維修的地方。調整與維修時，應首先切斷電源，將電裝置停滯后，在拆卸及調整。重新安裝時，應嚴格按照各零部件的相互位置裝配，安裝及調試后，裝置械傳動系統應轉動靈活，無卡滯現象，各連接部件無泄漏。調節供模具量時，擰松螺母M5將調整螺母右旋，供模具量增大，反之則減小。調整好后，將螺母擰緊，以防松脫，并將防護蓋擰牢，電動裝置軸與輸入軸應保持同軸，其徑向跳動允許0.05mm.調整電裝置位置時必要時加調整墊片，使之達到要求。1.3使用與操作本裝置在使用前應首先檢查車輪是否有異，檢查電源電壓頻率是否符合電裝置的技術參數。電裝置是否接地良好，接通電源后主軸的旋轉方向在輸出端應視為順時針。否則電裝置應換向重接，運轉后無雜音及異常現象，則可正常運轉。1.4維護以保養本裝置在使用中嚴禁將撞擊小車，運轉中應經常檢查電裝置是否過熱，緊固件是否松動，運動件是否有異常聲響等，一般情況下，不應將間歇鏈輪及柱塞拆下，必要時又熟練人員操作，以免出錯，引起零部件損壞，使用場所粉塵較多時，小車上部應用裝置袋密封。2.總體方案設計升降平臺主要由小車、平臺、升降機構、動力裝置和驅動傳動機構五部分組成。其總體設計方案如圖所示。升降臺和絲桿裝置連接在一起，由電機裝置提供動力，使升降架能實現上升和下降的操作。裝配結構圖如下：1、內墻墻面清潔機構支架斷面設計方式內墻墻面清潔機構整體跨中斷面圖①內墻墻面清潔機構支架斷面面積F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3=0.5×（25+25+35）+48.541+25=116cm2②內墻墻面清潔機構支架斷面水平形心軸x-x位置y1=式中：∑F1—內墻墻面清潔機構支架面的面積（cm2）.∑F1y1x-各部分面積對x-x軸的靜矩之和（cm3）y1x-各部分面積形心至x-x軸的距離(cm)則：y1=〔0.5×（35-2×0.5）×55.25+2×0.5×25×43+2×0.5×25.5×30+48.54×13+1×10.5×0.5〕÷116=30cmy2=56-30=26cm結果得：F=116cm2y1=30cmy2=26cm③內墻墻面清潔機構斷面慣性矩Jx=ΣJxi+ΣFiy12(ΣJxi為對自身慣性矩）=(34×0.53)÷12+34×0.5×25.752+2×0.5×253÷12+2×0.5×25×17.752+[2×0.5×（cos47×25.5）3]÷12cos47°+2×0.5×25.5×8.252+48.54×17.752+(10.5×12)÷12+10.5×1×29.52=32336Jy=ΣJyi+ΣFiy12(ΣJyi為對自身慣性矩）=(0.5×343)÷12+2×25×0.53÷12+2×0.5×25×17.252+2×0.5×（sin47°×25.5）3÷12sin47°+2×0.5×25.5×8.52+1×10.53÷12=11634結果：Jx=32336Jy=116342、整體機架強度的計算根據內墻墻面清潔機構的結構和特性，可不考慮輸送輪的扭轉力的慣性和內墻墻面清潔機構的水平面荷載水平是可以忽略不計。豎向荷載的彎曲應力引起的下法蘭（由于負荷不大，用一般的條件，在地上能達到所要求的）：根據P54326-99計算：σx=單位：公斤/厘米2式中：P=ψⅡQ+G滾輪=2000×1.2+221×1.1=2643.1其中：F-內墻墻面清潔機構斷面面積F=0.0126m2γ-材料比重，對鋼板γ=7.85t／m2q′-材料橫加筋板的重量所產生的均布載荷q′=7.5t／m②內墻墻面清潔機構鑄鋼下翼局部彎曲計算a、計算輸送輪壓作用點位置i及系數ζi=a+c-e式中：i-輸送輪壓作用點與輸送輪表面的距離（cm）c-輸送輪緣同鑄鋼翼緣邊緣之間的間隙，取c=0.4cma==(11.6-0.54)÷2=5.53cme=0.164R（cm）對普型鑄鋼，翼緣表面斜度為.R-為內墻墻面清潔機構曲率半徑，由機械手冊31.84查得R=16.4cm則：e=0.164×16.4=2.36cm所以：i=5.53＋0.4-2.36=3.57ξ==3.57÷5.53=0.65結果：i=3.57ξ=0.65b、鑄鋼下翼緣局部曲應力計算：橫向（在xy平面內），局部彎曲應力σ1由下式計算：σx=±式中：a1-翼緣結構形成系數，貼板補強時取：a1=0.9P輸送輪—-內墻墻面清潔機構走輸送輪最大輸送輪壓（Kg）P輸送輪=——起升載荷動載系數（=1.2）——額定機械重量——起升沖擊系數（1~1.1）——內墻墻面清潔機構自身重量t0=t+δ其中：t-鑄鋼翼緣平均厚度t=1.30cmδ-補強板厚度δ=1cmt02=（1.30+1）2=2.302=5.29cm2所以：σ1=±(0.9×2.1×843÷5.29)=301.19Kg/cm2結果：σ1=301Kg／cm21點縱向（在yz平面內）局部彎曲應力為σ2由下式計算：σ2=±式中：k2由得：k2=0.6所以：σ2=（0.9×0.6×8435.6=81Kg／cm2α′點縱向（yz平面內）局部彎曲應力為σ3，由下式計算：σ3=±式中：K3-局部彎曲系數，得：k3=0.9a2-翼緣結構形式系數，貼板補強時a2=1.5所以：σ3=±（1.5×0.9×843÷5.29）=215Kg／cm2c、內墻墻面清潔機構跨中斷面當量應力計算1點當量應力為σ當===703.6Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2αˊ點當量應力為α當αˊ，由下式計算：α當i=αx+α3=723+215=938Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm23、支架變形度計算①垂直靜鋼度計算f=≤[f]=式中：f-內墻墻面清潔機構垂直靜撓度（cm）P-靜載荷（公斤）P=Q+G=221公斤L-跨度L=1000厘米E-材料彈性衡量，對3號鋼E=2.1×103×103公斤/厘米2Jx-內墻墻面清潔機構斷面垂直慣性矩（）Jx=32336[f]-許用垂直靜撓度（cm），取[f]=厘米所以：f=2221×10003÷(48×2.1×103×103×32336)=0.68cm[f]=1000÷700=1.43cmf＜[f]所以滿足要求結果：②水平靜剛度計算f水=≤[f水]=出自[]26-108式式中:f水-內墻墻面清潔機構支架水平靜撓度（cm）P′-水平慣性力（公斤）P′==（2000+221）÷20=111.05公斤Jy-內墻墻面清潔機構斷面水平慣性矩Jy=11634[f水]-許用水平靜撓度，取[f水]=厘米[f水]=1000÷200=5cmf水=111.05×10003÷(48×2.1×103×103×11634)=0.1cmf水＜[f水] 滿足要求注：系數的選取是按P慣=a平=(Q+G)/9.8×0.5≈(Q+G)P慣-水平慣性力（公斤）g-重力加速度，取g=9.8m/s2a平-內墻墻面清潔機構運行機構的加速度，當驅動輸送輪為總數的?時，取a平=0.5m/s2注均自[Ⅰ]P12表6-8得③動剛度計算在垂直方向的自振周期：T=2π≤[T]＝0.3s式中：T-自振周期（秒）M-內墻墻面清潔機構和內墻墻面清潔機構的換重量M=(0.5qlk+G)其中：g-重力加速度g=980cm/s2L-跨度L=1000cmq-內墻墻面清潔機構均布載荷q=0.99kg/cmG-機體的重量G=221kg所以：M=(0.5×0.99×1000＋221)=0.73kg·s2／cm則：T=2×3.16=0.04sT=0.04s＜[T]=0.3s3.清潔裝置的總體設計傳動裝置的總體設計包括確定傳動方案，選擇電動裝置的型號，合理的分配各級傳動比以及計算個傳動裝置的運動和動力參數等，為下一步計算各級傳動件提供條件。3.1電動裝置的選用（1）確定電裝置的轉速工作軸的轉速為6.22r/min據已知可以得到電裝置滿載轉速為1440r/min，其輸出功率為0.37kw，電裝置的同步轉速為1500r/min。因此，可以選擇電動裝置型號，所選電裝置額定功率為Y801-4，滿載轉速為1390r/min。3.2計算總傳動比和分配傳動比由選定的電動裝置的滿載轉速n和主軸轉速n，可得傳動裝置的總傳動比為：i=n/n=223.47（式3-1）由于減速裝置是兩級軸承減速，根據各傳動件尺寸協調，結構勻稱，合理，避免互相干涉的原則，第一級軸承傳動的傳動比暫選為i=18，則第二級傳動比i=223.47/18=12.43.3計算傳動裝置的運動和動力參數(1)各軸轉速n=n=1390r/minn===77.22r/minn==6.22r/min（2）各輸入軸的功率P=P·=0.370.98=0.36kwP=P·=0.370.980.8=0.29kwP=P···=0.370.980.80.8=0.23kw（3）各輸入軸的轉矩計算電裝置軸的輸出轉矩T:T=9550·P/n=95500.37/1390N·m=2.54N·m（式3-2）故有:1軸T=T·=2.540.98=2.49N·m2軸T=T·i··=2.49180.980.8=35.16N·m3軸T=T·=35.1612.40.8=348.75N·m上式中、、分別為聯軸器和兩級軸承的傳動效率。運動和動力參數的計算結果見下表表3-1主要參數參數/軸名電動裝置軸1軸2軸3軸轉速n(r/min)1390139077.226.22輸入功率P(kw)0.370.360.290.23輸入轉矩T(N·m)2.542.4935.16348.75傳動比i223.471812.4效率η0.980.80.8根據慣性匹配公式，折算到伺服電機上的全部負載轉動慣量為。由公式可知：kg其中：：各旋轉件的轉動慣量（）；：各旋轉件的角速度；：伺服電機的角速度；各直線運動件的質量(kg)；各直線運動件的速度(m/s)；1)根據旋轉機構的特點，可以把工件看成是一個繞電機軸的軸線旋轉的圓柱體模型，轉動慣量：=40.05=0.005kg。手爪關于電機軸的轉動慣量同理得=20.1=0.01kg。氣缸手爪連接套筒關于電機軸的轉動慣量=20.2=0.04kg。氣缸關于電機軸的轉動慣量=40.05=0.005kg。則總轉動慣量為：=+++=0.005+0.01+0.04+0.005=0.06kg。并考慮到連桿和減速器的轉動慣量，則可擴大使=0.07kg。又由折算公式：kg來計算。根據初始的條件：=3.1，所具有的穩定轉速為310。從而可以確定所用到的諧波減速器的減速比為=100。由機構本身的特點可知：=0，=0。帶入折算公式，則得=0.07=0.07kg。又根據，由此可以從MINAS系列電機的型號表中選出電機的轉動慣量=0.20kg。由此得總的折算到電機軸上的轉動慣量=+=0.20+0.07=0.27kg。2）伺服電機的轉矩計算：電機所需轉矩可以用快速空載起動轉矩計算式中，—空載起動時折算到電機軸上的加速轉矩；—折算到電機軸上的摩擦轉矩；—由于絲杠預緊引起的附加轉矩；—伺服電機輸出轉矩的最大值；由此又由公式=其中，—最大快速移動時伺服電機的轉速；—系統的時間常數；可得到===0.71N。摩擦力矩主要是由軸承的運動所產生的摩擦力所形成，記=0.2N。此處沒有涉及到絲杠預緊，所以又（交流伺服電機），：為電機的過載系數。所以，即。至此我們可以選出的電機型號為MINAS系列的電機，其額定功率為5.2KW，額定轉矩為1.5N，最大靜轉矩為65N>=0.51。轉子的轉動慣量為，額定轉速為3000，最高轉速為5000，質量為56kg。電機輸出軸直徑為44mm。4.傳動零件的設計4.1選擇聯軸器的類型和型號由于此聯軸器連接的是電裝置輸出軸和1軸,因此轉速較高，為了減小起動載荷，緩和沖擊，應選用具有較小轉動慣量的彈性聯軸器，在此選用彈性套柱銷聯軸器。4.2減速器內傳動零件的設計多點壓力潤滑泵的減速器中的傳動零件有鏈輪軸承，用來降速裝置，錐鏈輪用來傳遞動力，下面是各種傳動零件的設計：4.2.1鏈輪軸承傳動設計計算（第1級）已知條件：輸入功率P=0.36kw，軸承轉速n=1390r/min，傳動比i=18，大批量工作，工作載荷較穩定，但有不大沖擊，壽命要求為不小于10000h.1.選擇軸承傳動類型根據GB/T10085-1988的推薦，選用漸開線軸承(ZI)2.選擇材料考慮到軸承傳動的功率并不大，速度只是中等，根據材料的性能及價格，選擇軸承為45鋼。因希望效率高，耐磨性好，故軸承螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55HRC，鏈輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10PI，金屬模制造，為節約貴重金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100鑄造。3.按齒面接觸疲勞強度進行設計據閉式軸承傳動的準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度，傳動中心距為：a（式4-1）1)確定作用于鏈輪上的轉距T，按Z=2，取效率為η=0.8，則T=9.55×106×=9.5510=9.55×10N·mm=3.56104N·mm（式4-2）2)確定載荷系數k因工作載荷較穩定，故可取載荷不均勻系數為K=1，選取使用系數為K=1.15，由于轉數不高，沖擊不大，可取動載荷系數為K=1.05，則K=K·K·K=1.1511.05=1.21（式4-3）3）確定彈性影響系數Z因選用的是鑄錫磷青銅鏈輪和鋼軸承相配，故Z=160MPa4）確定接觸系數Z先假設軸承分度圓直徑d和傳動中心距a的比值d/a=0.35，可查得=2.9。5）確定許用接觸應力[]根據軸承材料是鑄錫磷青銅ZCuSnP，金屬模制造，軸承螺旋齒面硬度>45HRC，可查得軸承的基本許用應力[]=268MPa應力循環系數N=60jnL（式4-4）=60110000=4.6310壽命系數k==0.8257（式4-5）則[]=k·[]=0.8257268=218MPa6）計算中心距a=58.003（式4-6）取中心距a=63mm因i=18，故取模數m=2.5，軸承分度圓直徑d=28mm，這時d/a=28/63=0.44，從圖中可查得接觸系數Z=2.74，因Z<Z故以上計算結果可用。4.軸承鏈輪的主要參數與幾何尺寸1）軸承軸向間距ρ=m=3.142.5=7.85mm直徑系數q=11.2齒根圓直徑d=d-2h=d-2(hm+c)=28-21.22.5=22mm分度圓直徑d=mq=2.511.2=28mm分度圓導程角=10o0729軸承軸向齒厚s=m=3.142.5=3.925mm2）鏈輪鏈輪齒數Z=29變位系數=-0.100驗算傳動比，這時傳動比i===14.5這時傳動比誤差為100%=19.4%，不在誤差范圍內，故可選鏈輪齒數為39，此時傳動比誤差為100%=5.5%，在允許誤差范圍內。鏈輪分度圓直徑d=mZ=120鏈輪喉圓直徑d=d+2h=120.5+22.5(1-0.1)x=120.95mm鏈輪齒根圓直徑d=d-2h=119.5-2(1-0.1+0.25)x=119.75mm鏈輪咽喉圓直徑r=a-d=63-97.95=14.025mm5.校核齒根彎曲疲勞強度=YY[]（式4-7）當量齒數Z===40.83（式4-8）據x=-0.100,Z=40.83可查得齒形系數YF=2.35螺旋角系數=1-=0.9286許用彎曲應力[]=[]·K（式4-9）查得由ZCuSnP制造的鏈輪的基本需用彎曲應力[]=56MPa壽命系數K==0.644（式4-10）[]=560.644MPa=36.084MPa=2.870.9286=25.74Mpa很顯然<[]故彎曲強度是滿足的。6.精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設計的軸承傳動是動力傳動，屬于通用裝置械減速器，從GB/T10089-1988圓柱軸承鏈輪精度中選擇8級精度，側隙種類為f，標注為8fGB/T10089-1988。粗糙度的標注見零件圖。4.2.2軸承傳動低速級設計已知條件為：輸入功率為p=0.29kw，軸承轉速為77.22r/min,傳動比為12.4，傳動不反向，工作載荷較平穩，要求壽命10000小時。1.選擇軸承傳動類型據GB/T10085-1988推薦，采用漸開線軸承。2.選擇材料因軸承傳動功率不大，速度不高，考慮到各種材料的性能和價格，選擇軸承為45鋼，為了傳動效率提高，耐磨性好，軸承螺旋齒面要求淬火，硬度為35-40HRC即可。軸承用鑄錫磷青銅ZCuSnP，金屬模制造，為節約貴重的有色金屬。僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造.3.按齒面接觸疲勞強度進行設計根據閉式軸承傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度即可，傳動中心距為a1）確定作用在鏈輪上的轉矩T按Z=2，選取效率為0.8，則T=9.5510N·m=3.5610N·m2)確定載荷系數K因工作載荷較穩定，故取載荷分布不均勻系數K=1，選取使用系數K=1.15，由于轉數不高，沖擊載荷不大，可選取動載系數K=1.05，則K=K·K·K=1.1511.05=1.213)確定彈性系數Z因選用的是鑄錫磷青銅鏈輪和鋼軸承相配，故Z=160MPa4)確定接觸系數Z先假設軸承分度圓直徑d和傳動中心距a得比值d/a=0.35，可查得Z=2.95)確定許用接觸應力[]根據鏈輪材料為鑄錫磷青銅ZCnSnP，軸承螺旋齒面硬度大于45HRC,可查得的基本需用應力[]=268MPa應力的循環次數：N=60jnL=60110000=3.7310壽命系數：K==1.13則[]=K[]=1.13268MPa=303MPa6）計算中心距a==101.176mm取中心距為100mm,因i=12.4,表取模數m=3.15，軸承分度圓直徑d=35.5mm,這時d/a=35.5/100=0.355.從圖中可查得接觸系數為Z=2.8，因為Z<Z，故以上的計算結果可用。5.鏈輪、軸的設計5.1鏈輪的設計鏈輪和小車等零件，在一臺裝置器的總質量中占有很大比例，同時在很大程度上影響著整臺裝置器的工作精度及抗震性能，本內墻墻面清潔機構設計鏈輪的原則是減小鏈輪的質量，節約金屬材料，增加裝置器的剛度及耐磨性。本集體采用整體式的結構，制造方法為鑄造，這是因為鏈輪和小車的結構較復雜，剛度要求較高，故為鑄造。鑄造材料選擇既便于施工又價廉的鑄鐵。對鏈輪和小車的設計要求有：為了裝置器裝配，調整，操縱，檢修及維護的方便，在合適的位置應設有大小適宜的孔洞。小車零件上必須鏜磨的孔數及各孔位置的相關影響應盡量減少，小車零件的具體尺寸及位置精度和表面粗燥度要求見圖紙說明圖。 圖5-15.2軸的裝置構設計擬定軸上零件的裝配方案根據總體結構要求，擬定傳動軸的裝配方案是：軸承、鏈輪、右軸承、連軸塊依次從軸的左端安裝。這就對軸段的粗細順序作了初步安排。軸上零件的定位由結構要求，擬定的軸向定位方案為：擋圈、軸肩、螺母、銷。周向定位方案為：半圓鍵。軸的直徑與軸段長度的確定軸最小直徑的確定.（式5-1）取=110.代入數據得最小直徑為d=14.3mm.由圓正法取=15mm.;取=17mm;當軸上開有鍵槽是,增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削減.有一個鍵槽增大3%.取=20mm;軸肩取=22mm;外伸軸長度取=20mm;為了滿足半連軸器的軸向定位要求取=15mm;各軸段長度的確定:與左端軸承配合的軸段取=52mm;軸肩長度取=62mm,與鏈輪配合的軸段為了能緊密配合取.=136mm，軸肩2取長度=24mm.外伸出軸要與軸承配合，還要與總尺寸相照應取外伸出軸=262mm;半連軸器與軸配合的長度為=102mm.軸扭轉強度和剛度的校核根據軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當的選取其許用應力進行計算。由計算軸的應力（式5-2）=18.6Mpa<60Mpa.因此軸的強度滿足要求，故安全。根據軸的強度公式計算，其強度也滿足要求。此外，因軸無大的瞬時過載及嚴重的應力循環不對稱性，故可略去靜強度計算。根據傳動軸的設計過程可設計出其他兩傳動軸和主軸。具體尺寸和結構見CAD圖。6電機的選擇與計算 1電動機的選擇根據內墻墻面清潔機構的工作條件和生產要求,對電機能夠滿足使用要求的前提下,盡可能選擇低價零件,以降低生產成本。由于電動機額定功率相同,如果速度低,規模越大,就越昂貴。權力內墻墻面清潔機構所需,所以選擇Y系列(IP44)型三相型異步電動機。Y系列三相式異步電動機按照國際電工委員會(IEO)標準設計,具有國際可交換性的特點。與Y系列(IP44)電動機是全封閉風扇冷卻三相異步電動機,灰塵,鐵屑,或其他家務入侵電動機內部特點,B級絕緣,工作環境不超過+40℃,相對濕度不超過95%,少于1000米高度,額定電壓380伏,頻率50赫茲,適合機械沒有特殊要求,如農業機械。Y系列三相異步電動機具有效率高、起動轉矩大、提高防護等級IP54,提高絕緣等級,噪音低,結構合理、先進的產品,應用非常廣泛。其主要技術參數如下:型號：同步轉速：額定功率：滿載轉速：堵轉轉矩/額定轉矩：最大轉矩/額定轉矩：質量：極數：4極機座中心高：該電動機采用臥式安裝，機座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下.2軸承的選擇根據內墻墻面清潔機構的結構和分析,軸的應力是由于鑿對稱排列,在防設備的旋轉過程中產生的離心力互相抵消,軸承徑向力引起的鐵件為零,但防設備將產生一定的離心力;同時由于設備本身的嚴重性,可使軸承軸向力。軸承在工作過程中,因此,在同一時間的軸向和徑向載荷的影響,和軸承