機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)-吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師

2、的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置的設(shè)計(jì)

3、 </p><p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　對(duì)擦窗機(jī)進(jìn)行了解，并熟悉其懸吊裝置。研究課題，查詢(xún)資料，完成對(duì)吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置的設(shè)計(jì)，并用繪圖軟作出懸吊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖及其重要零部件圖；</p><p>　　設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　　擦窗機(jī)懸吊裝置整體設(shè)計(jì)及零部件設(shè)計(jì)，進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算

4、，整理資料撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，撰寫(xiě)畢業(yè)論文一篇。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 成大先主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[2] 郭建,郭仿軍.高層建筑外墻清洗方法及清洗機(jī)械的研究.［M］,2001,1(03):13～15</p><p

5、>　　[3] 孫質(zhì)文主編，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］。中國(guó)鐵道工業(yè)出版社</p><p>　　[4] 金清肅.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［M］.武漢： 華中科技大學(xué)出版社，2007</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘

6、要</b></p><p>　　隨著高層建筑的出現(xiàn)，其外端墻面或玻璃幕墻外表面的清洗與維護(hù)的難題，就擺在了人們的面前。傳統(tǒng)的解決方法為，一是搭建腳手架，耗費(fèi)太大；二是用繩索將操作者懸吊下降，危險(xiǎn)性極大。擦窗機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，擦窗機(jī)是在起重機(jī)械的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一類(lèi)建筑專(zhuān)用機(jī)械。從字面上理解是擦窗戶(hù)的機(jī)器；但從實(shí)際使用的角度理解，是一種具有能夠升降的吊籃及其懸吊機(jī)構(gòu)，適用于建筑物外墻面的清洗、維護(hù)和緊急情況下

7、的應(yīng)急載人機(jī)械設(shè)備。擦窗機(jī)的總類(lèi)包括水平軌道式、附墻軌道式、輪載式、插桿式、懸掛軌道式、滑梯式。本次設(shè)計(jì)為水平軌道式擦窗機(jī)，擦窗機(jī)主要結(jié)構(gòu)有臺(tái)車(chē)行走機(jī)構(gòu)、臺(tái)車(chē)、吊臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、吊船升降機(jī)構(gòu)、吊船旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、協(xié)助卷繞機(jī)構(gòu)、船體、過(guò)載保護(hù)裝置、防撞保護(hù)裝置、行程限位保護(hù)裝置。本人負(fù)責(zé)機(jī)座及行走部件的設(shè)計(jì)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，排繩機(jī)構(gòu)，液壓舉升機(jī)構(gòu)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：擦窗機(jī) ，懸吊裝置，行走驅(qū)動(dòng)，卷?yè)P(yáng)提升&

8、lt;/p><p>　　The design of the high-rise building window cleaning machine servo suspension device</p><p><b>　　Abstract </b></p><p>　　As high-rise building dozen appear, outs

9、ide its end tope or glass curtain wall outer </p><p>　　surface of cleaning and maintenance problem, right in front of people's presence. Traditional solutions, a scaffold, cost is set too large; But with

10、 the rope will decline, danger operator suspension. Gondola emerged, Gondola is in hoisting machinery and develops on the basis of a kind of architectural special-purpose machinery. Literally understanding is cleaning th

11、e Windows machines; But from the Angle of actual use of understanding, is a kind of very can lift the hanging baskets and suspended </p><p><b>　　Keywords:</b></p><p>　　Gondola，Lamp s

12、tand，Driving，Hoist</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.前言……………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 高層建筑擦窗機(jī)發(fā)展概況………………………………………1</p><p>　　1.2 擦窗機(jī)懸吊裝置的分類(lèi)…………………………………

13、………1</p><p>　　1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容和目的意義…………………………………2</p><p>　　1.4 實(shí)地調(diào)查與搜集資料…………………………………………2</p><p>　　設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………4</p><p>　　2.1總體方案擬定……………………………………………………4</p

14、><p>　　2.2主要技術(shù)性能……………………………………………………6</p><p>　　伺服懸吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………7</p><p>　　3.1卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)…………………………………………………………7</p><p>　　3.1.1鋼絲繩直徑的選擇…………………………………………7</p><

15、;p>　　3.1.2繩索滑輪的設(shè)計(jì)………………………………………………8</p><p>　　3.1.3鋼絲繩在卷筒上的固定……………………………………9</p><p>　　3.1.4卷筒轂的設(shè)計(jì)………………………………………………10</p><p>　　3.1.5卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………10</p><p>

16、;　　3.1.6卷?yè)P(yáng)電機(jī)的選取………………………………………………13</p><p>　　3.1.7聯(lián)軸器的選擇………………………………………………14</p><p>　　3.1.8錐齒輪的設(shè)計(jì)………………………………………………14</p><p>　　3.1.9制動(dòng)器的選擇………………………………………………17</p><p>　　

17、3.1.10鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)………………………………………………17</p><p>　　3.1.11往復(fù)絲杠的設(shè)計(jì)………………………………………………20</p><p>　　3.1.12導(dǎo)繩塊組的設(shè)計(jì)………………………………………………21</p><p>　　3.2伸縮機(jī)構(gòu)…………………………………………………………22</p><p>　

18、　3.2.1液壓系統(tǒng)方案………………………………………………22</p><p>　　3.2.2液壓缸的選擇………………………………………………22</p><p>　　3.2.3液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………22</p><p>　　3.2.4滑筒及尼龍襯套設(shè)計(jì)…………………………………………24</p><p>　　3.

19、3行走機(jī)構(gòu)…………………………………………………………25</p><p>　　3.3.1受力分析及電機(jī)功率計(jì)算……………………………………25</p><p>　　3.3.2主動(dòng)軸最小軸徑計(jì)算…………………………………………26</p><p>　　3.3.3后輪驅(qū)動(dòng)用差速器的設(shè)計(jì)……………………………………27</p><p>　　3.4

20、導(dǎo)軌的選擇……………………………………………………30</p><p>　　3.4.1對(duì)導(dǎo)軌的基本要求…………………………………………30</p><p>　　3.4.2滑動(dòng)導(dǎo)軌的分類(lèi)………………………………………………30</p><p>　　3.4.3導(dǎo)軌的長(zhǎng)度………………………………………………31</p><p>　　3.4.4導(dǎo)軌的

21、材料……………………………………………………31</p><p>　　3.4.5導(dǎo)軌副材料的匹配…………………………………………31</p><p>　　3.4.6導(dǎo)軌的防護(hù)……………………………………………………31</p><p>　　3.5回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………33</p><p>　　3.6配重計(jì)算………

22、…………………………………………………35</p><p>　　使用與維護(hù)…………………………………………………………37</p><p>　　4.1使用方法…………………………………………………………37</p><p>　　4.2使用注意事項(xiàng)……………………………………………………37</p><p>　　4.3日常維護(hù)與維修………………

23、…………………………………37</p><p>　　5.結(jié)論與展望…………………………………………………………39</p><p>　　參考資料………………………………………………………………</p><p>　　致謝……………………………………………………………………</p><p><b>　　第1章 前言</b>

24、</p><p>　　隨著社會(huì)飛速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，各式高層建筑如雨后春般爭(zhēng)先拔地而起，且逐年向高層化、大型化發(fā)展，美化了城市面貌，但隨之而來(lái)的是這些高層建筑外墻的清洗養(yǎng)護(hù)問(wèn)題?，F(xiàn)代高層建筑外墻大都用各種建筑材料進(jìn)行裝飾，如粘貼各色墻磚、瓷磚，裝加玻璃幕墻或涂上涂料等，但是由于自然界的風(fēng)吹雨打，光輻射，塵埃污染，以及一些人為或偶然事故等原因，一段時(shí)間過(guò)后，建筑表面都將不同程度地變得污濁灰暗，尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)地

25、區(qū)，污損情況還相當(dāng)嚴(yán)重，影響了城市面容和形象[1]。如何定期清洗維護(hù)高層建筑外墻成為了城市地區(qū)亟待解決的題。問(wèn)</p><p>　　1.1 高層建筑擦窗機(jī)發(fā)展概況 </p><p>　　擦窗機(jī)是在高處作業(yè)吊籃基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的擦窗機(jī)產(chǎn)品發(fā)展較早,如德國(guó)、日本、比利時(shí)、挪威等國(guó)家,相繼從60 年代初就逐步形成了自己的產(chǎn)品系列。我國(guó)在80～90 年代新建的一批高層高檔建筑,

26、大部分是由國(guó)外建筑師設(shè)計(jì)并在建筑設(shè)計(jì)時(shí)已考慮了擦窗機(jī)的安裝,均選用了國(guó)外的擦窗機(jī)產(chǎn)品,為大廈以后外墻的清洗和維護(hù)等作業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)。1995 年前后,國(guó)內(nèi)開(kāi)始進(jìn)入興建高層建筑熱潮。</p><p>　　國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)擦窗機(jī)公司也相繼發(fā)展起來(lái)。目前,擦窗機(jī)產(chǎn)品在我國(guó)已得到迅速發(fā)展,已成為一種高新技術(shù)含量的機(jī)電一體化設(shè)備。2003 年,我國(guó)頒布了GB19154- 2003《擦窗機(jī)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[2]。北京、上海、廣州等大城

27、市中的高檔建筑,大部分都安裝了擦窗機(jī)設(shè)備。但在國(guó)內(nèi)也還有相當(dāng)一部分高層高檔建筑,由于建筑設(shè)計(jì)時(shí)未考慮擦窗機(jī)的配套設(shè)計(jì),無(wú)法安裝擦窗機(jī)設(shè)備,給以后的清洗和維護(hù)帶來(lái)了很大的不便。有些造型簡(jiǎn)單的大樓,采用大繩吊板進(jìn)行人工清洗,即不安全又不文明,也無(wú)法進(jìn)行更換幕墻玻璃、補(bǔ)膠等作業(yè);對(duì)于造型復(fù)雜的大樓,人工就無(wú)法清洗,更談不上進(jìn)行其它作業(yè)。隨著我國(guó)法律、法規(guī)的不斷健全,文明程度的提高,大廈物業(yè)管理的建立,對(duì)其外墻的定期安全清洗及檢修維護(hù),已越來(lái)越

28、引起人們的高度重視。大繩吊板人工清洗終將被取締,擦窗機(jī)則是完成高空作業(yè)最安全、實(shí)用、高效的專(zhuān)用設(shè)備。安裝擦窗機(jī)的必要性已得到了普遍認(rèn)可。</p><p>　　1.2 擦窗機(jī)懸吊裝置分類(lèi)</p><p>　　經(jīng)參閱相關(guān)資料及調(diào)研可知現(xiàn)在的擦窗機(jī)機(jī)的懸吊裝置可分為: 屋面軌道式 (簡(jiǎn)稱(chēng)軌道式) 、輪載式、懸掛軌道式(簡(jiǎn)稱(chēng)懸掛式) 、滑車(chē)式和插桿式、滑梯式等幾種。</p><

29、p>　　(1) 軌道式擦窗機(jī)使用最為廣泛。這種型式的擦窗機(jī)可沿軌道電動(dòng)行走。它具有行走平穩(wěn)、就位準(zhǔn)確、安全裝置齊全、使用安全可靠、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。</p><p>　　(2) 滑車(chē)式和插桿式擦窗機(jī)，該機(jī)型為小型擦窗機(jī)設(shè)備,由滑車(chē)(或插桿) 、電動(dòng)吊船組成。該電動(dòng)吊船與軌道式吊船不同,它自身配置有升降的提升機(jī)、安全鎖、收纜器等。該擦窗機(jī)就位操作麻煩、常布置于裙房和樓頂?shù)木植课恢?。但其價(jià)格便宜,業(yè)主以造價(jià)為

30、首選條件時(shí),常采用此方案。</p><p>　　(3) 輪載式擦窗機(jī)，該機(jī)型為小型擦窗機(jī)設(shè)備,適用于樓頂布置花園平臺(tái)、觀光平臺(tái)等場(chǎng)合,不影響樓頂布置的整體美觀。主要技術(shù)參數(shù)同軌道式擦窗機(jī)。</p><p>　　(4) 懸掛式擦窗機(jī)，此機(jī)型為小型擦窗機(jī)設(shè)備,由高強(qiáng)鋁合金軌道、爬軌器、電動(dòng)吊船等組成。該電動(dòng)吊船與插桿式相同,它自身配置有升降的提升機(jī)、安全鎖、收纜器等。適用于樓頂層面較多或空間較

31、小、建筑造型復(fù)雜、其它擦窗機(jī)不易安裝的場(chǎng)合。</p><p>　　擦窗機(jī)因?yàn)槎嗖捎脩业跹b置與吊籃的組合形式因此對(duì)設(shè)計(jì)的懸吊部分有很大的啟示作用和參考價(jià)值。</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容及目的意義</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是在發(fā)現(xiàn)高層建筑外墻擦窗機(jī)機(jī)械化的空白后，提出的一種解決方案，懸吊裝置作為吊籃高空作業(yè)的保證，能夠?qū)崿F(xiàn)擦窗操作的順利進(jìn)行。<

32、/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是在參照各種擦窗機(jī)的懸吊裝置后而進(jìn)行的設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。由于設(shè)計(jì)時(shí)間短，經(jīng)驗(yàn)不足，加之我們自身的設(shè)計(jì)能力有限，該機(jī)中一定會(huì)有許多不足不妥之處，懇請(qǐng)指導(dǎo)教師給予合理的改進(jìn)意見(jiàn)。</p><p>　　1.4 實(shí)地調(diào)研、搜集資料</p><p>　　為使設(shè)計(jì)更貼近實(shí)際，學(xué)生外出實(shí)地考察了石家莊本地高層建筑的外墻表面構(gòu)成及樓頂布局情況。&

33、lt;/p><p>　　高層建筑外墻裝飾材料多選用瓷磚或鋪設(shè)玻璃幕墻，較平坦，利于清洗主機(jī)吸附；墻面用一般清洗液即可較好的完成清洗作業(yè)。但注意到建筑表面多數(shù)有窗框或其他凸起，因此清洗主機(jī)應(yīng)具有一定的越障能力。</p><p>　　在設(shè)計(jì)伺服懸吊系統(tǒng)即樓頂隨動(dòng)小車(chē)時(shí)，應(yīng)充分考慮高層建筑樓頂布局情況。經(jīng)實(shí)地考察，多數(shù)高層建筑樓頂布局如圖1-1所示：</p><p>　　圖1

34、-1 高層建筑樓頂布局示意圖</p><p>　　樓頂四周由女兒墻圍住，墻體高度大部分在0.5m-1m之間，因此伺服懸吊系統(tǒng)應(yīng)具有1m以上的舉升功能；女兒墻周邊有1m-2m的空間可以鋪設(shè)軌道，以約束小車(chē)按規(guī)定路徑行走。</p><p><b>　　第2章 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　2.1 總體方案擬定 </p>

35、<p>　　該吊籃式高層建筑擦窗機(jī)伺服懸吊裝置主要是由水平行走及驅(qū)動(dòng)部分，卷?yè)P(yáng)提升部分，鋼繩排線部分，液壓舉升部分，以及回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部分組成。</p><p>　　臂架舉升裝置的臂架為空心方鋼結(jié)構(gòu)，采用型鋼焊接成中空的臂架，具有較好的強(qiáng)度和剛度。通過(guò)液壓缸的伸縮改變臂架高度和長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)吊籃主機(jī)部分跨過(guò)女兒墻一起和墻面距離的調(diào)節(jié)。</p><p>　　卷?yè)P(yáng)提升機(jī)構(gòu)由電機(jī)、制動(dòng)

36、器、減速器、卷筒構(gòu)成。鋼繩的卷?yè)P(yáng)由卷筒實(shí)現(xiàn)。各個(gè)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)聯(lián)軸器鏈接，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)制動(dòng)器，減速器傳遞給卷筒，通過(guò)卷筒來(lái)實(shí)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)操作。</p><p>　　鋼繩排線部分由導(dǎo)向滑塊組、往復(fù)絲杠、光杠軸和鏈輪組組成。鋼繩在卷筒上的排列由往復(fù)絲杠上的導(dǎo)繩塊組往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)繩塊組，主要由擋繩柱、中間滑塊和支撐腳構(gòu)成，中間滑塊一端通過(guò)螺紋固定在導(dǎo)繩塊組上板上，另一端卡在雙向絲杠槽內(nèi)，通過(guò)經(jīng)過(guò)大小鏈輪的傳遞，絲杠以合適

37、的速度旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑塊在絲杠上往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)排繩操作。</p><p>　　水平行走及驅(qū)動(dòng)部分由車(chē)輪軌道副構(gòu)成并由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)吊籃主機(jī)在水平方向上的工位變化。</p><p>　　回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》上的回轉(zhuǎn)支承，選用外齒式單排球回轉(zhuǎn)支承。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)小齒輪與大齒輪嚙合來(lái)驅(qū)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)功能。整體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-1。</p><p>　　其中要重點(diǎn)解決的

38、問(wèn)題有：</p><p>　　(1) 應(yīng)用范圍 </p><p>　　當(dāng)前建筑外墻裝飾材料主要是瓷磚（包括大理石等天然石材）及玻璃幕墻兩大類(lèi)，應(yīng)據(jù)此設(shè)計(jì)清洗機(jī)的吸附力、移動(dòng)速度和清洗效果等性能；且應(yīng)重點(diǎn)考慮大面積較平整外墻表面的擦窗工作。</p><p><b>　　(2) 總體方案</b></p><p>　　整機(jī)包

39、括擦窗主機(jī)和置于樓頂?shù)膽业跛欧到y(tǒng)，都應(yīng)盡量做到簡(jiǎn)便易用，輕巧智能。其中主機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)體積小、重量輕，考慮大部分窗口尺寸，而伺服懸吊系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的前提下盡量做到輕巧、拆卸方便。</p><p>　　利用類(lèi)似X-Y數(shù)控工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)橫行和縱向兩組吸盤(pán)并加裝液壓驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩框架做相對(duì)運(yùn)動(dòng)即能實(shí)現(xiàn)擦窗主機(jī)的吸附和移動(dòng)兩項(xiàng)功能，成本低且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定。同時(shí)優(yōu)先采用輕型金屬或非金屬材料設(shè)計(jì)，以減輕主機(jī)重量。</p

40、><p>　　懸吊伺服系統(tǒng)即懸吊裝置及線纜收放裝置可固定在樓頂并能沿一定軌道隨擦窗主機(jī)移動(dòng)。參考現(xiàn)有的類(lèi)似機(jī)構(gòu)，初步擬定懸吊伺服系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)伸縮臂式，示意圖如圖2-1。</p><p>　　圖2-1 懸吊伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　該懸吊伺服系統(tǒng)以電機(jī)為主動(dòng)力，沿鋪設(shè)在樓頂?shù)目裳b卸軌道運(yùn)動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行卷?yè)P(yáng)升降，協(xié)助清洗主機(jī)移動(dòng)并負(fù)責(zé)線纜的收放；整體采用單

41、片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了擦窗自動(dòng)化，無(wú)需人工干預(yù)即可完成任務(wù)，使用安全可靠，操作方便。</p><p><b>　　具體結(jié)構(gòu)包括：</b></p><p>　　行走機(jī)構(gòu)，參考現(xiàn)有機(jī)車(chē)車(chē)輪結(jié)構(gòu)，優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件；X-Y升降機(jī)構(gòu)，X，Y方向分別采用液壓缸實(shí)現(xiàn)主機(jī)的收放操作；Y軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，提升主機(jī)后將其旋轉(zhuǎn)進(jìn)女兒墻以方便裝卸；線纜收放機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)線纜的有序收放。</p>

42、<p>　　以上機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)件，在保證安全系數(shù)足夠的情況下盡力減輕機(jī)構(gòu)重量，必要時(shí)應(yīng)考慮加裝配重，以保證受到交大沖擊力時(shí)（如主機(jī)突然下墜）仍能平穩(wěn)安全運(yùn)行。</p><p>　　2.2 主要技術(shù)性能</p><p>　　最大工作載荷：2000kg；</p><p>　　最大作業(yè)高度：120m；</p><p>　　升

43、降速度：0.15m/s左右；</p><p>　　水平擦洗速度：0.4m/s左右。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是在中外各設(shè)計(jì)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上對(duì)高層建筑擦窗機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。由于設(shè)計(jì)時(shí)間短，經(jīng)驗(yàn)不足，加之我們自身的設(shè)計(jì)能力有限，設(shè)計(jì)中一定會(huì)有許多不足不妥之處，懇請(qǐng)指導(dǎo)教師給予合理的改進(jìn)意見(jiàn)。</p><p>　　第3章 伺服懸吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

44、</p><p>　　該伺服懸吊系統(tǒng)以電機(jī)為動(dòng)力進(jìn)行卷?yè)P(yáng)升降，來(lái)實(shí)現(xiàn)吊籃主機(jī)部分的上下升降操作。通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車(chē)輪組用來(lái)實(shí)現(xiàn)伺服懸吊裝置以及吊籃主機(jī)部分橫向工位的變化。制動(dòng)器采用爪式電渦輪制動(dòng)器，放在高速軸上，避免突然斷電時(shí)吊籃部分的墜落。液壓系統(tǒng)包括液壓缸和液壓站，液壓站選用上置臥式液壓站。排繩機(jī)構(gòu)由絲杠、導(dǎo)繩塊組、導(dǎo)桿組成，雙向絲杠和卷筒軸之間采用鏈傳動(dòng)?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)參照《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用外齒式單排球回轉(zhuǎn)

45、支承，類(lèi)似一個(gè)軸承，由于回轉(zhuǎn)時(shí)克服的力并不大，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不高且只在使吊籃主機(jī)部分越過(guò)女兒墻時(shí)配合舉升裝置動(dòng)作，采用伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。該懸吊裝置基本實(shí)現(xiàn)了操作的自動(dòng)化。</p><p><b>　　機(jī)構(gòu)傳動(dòng)說(shuō)明：</b></p><p><b>　　(1) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)伺服懸吊裝置

46、在軌道上的自由行進(jìn)，輔助吊籃主機(jī)進(jìn)行工位的變化，隨動(dòng)性較好。傳動(dòng)順序?yàn)椋核欧姍C(jī)、減速器、車(chē)輪。</p><p><b>　　(2) 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)：</b></p><p>　　該機(jī)構(gòu)保證高層建筑外墻抹灰主機(jī)部分的在垂直升降過(guò)程的跨過(guò)女兒墻以及垂直方向工位變換。是保證高層建筑外墻施工的基本。傳動(dòng)路線為：卷?yè)P(yáng)電機(jī) 、制動(dòng)器、減速器、卷筒軸、卷筒、鋼繩。</p>

47、<p><b>　　(3) 排繩機(jī)構(gòu)：</b></p><p><b>　　該機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　保證鋼繩能按順序纏繞到卷筒上，能夠減少鋼繩的摩擦損耗傳動(dòng)路線為：卷筒軸、小鏈輪、大鏈輪、排繩塊組。</p><p>　　(4) 液壓舉升機(jī)構(gòu)：</p><p>　　該機(jī)構(gòu)由液壓

48、系統(tǒng)舉升改變臂架高度與長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)吊籃主機(jī)部分跨墻過(guò)程和與墻面距離的調(diào)節(jié)。傳動(dòng)線路為：電機(jī)、液壓泵、液壓控制閥、液壓缸、舉升臂架。</p><p><b>　　3.1 卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.1.1 鋼絲繩直徑的選擇</p><p>　　以下設(shè)計(jì)均參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第4卷。</p><p>　　設(shè)主機(jī)

49、最大重量為2000Kg,所以， =2000×9.8=19600N</p><p>　　機(jī)構(gòu)工作級(jí)別：取M5。</p><p><b>　　d=c </b></p><p>　　d---鋼絲繩最小直徑</p><p>　　c---選擇系數(shù)，選擇c=0.1</p><p>　　--鋼絲繩最大

50、靜拉力</p><p><b>　　=14mm</b></p><p>　　由表31-1-5選擇d=14mm。鋼絲繩型號(hào)6x(7)-14 GB1102-74 參考重量28.35。</p><p>　　3.1.2 繩索滑輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　滑輪用以支撐鋼絲繩，并能改變鋼絲繩的走向，平衡鋼絲繩分支的拉力，組成滑

51、輪組，達(dá)到省力或者增速的目的。</p><p><b>　　構(gòu)造和材料的選取</b></p><p>　　承受負(fù)載不大的滑輪，結(jié)構(gòu)尺寸較?。ㄖ睆紻<350mm），通常做成實(shí)體結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵HT200的材料制造，承受大載荷的滑輪，為了減輕重量，多做成筋板帶孔的結(jié)構(gòu)，用強(qiáng)度不低于鑄鐵HT200、球鐵QT40-17和鑄鋼ZG230-450等材料制造。大型滑輪（

52、直徑D>800mm）由輪緣、帶肋板的輪輻和輪轂焊接而成，但見(jiàn)生產(chǎn)時(shí)也宜采用焊接滑輪。80年代出現(xiàn)的熱軋滑輪在國(guó)內(nèi)外已有使用，我國(guó)已制定了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熱軋滑輪的材料為Q235。它是在旋轉(zhuǎn)的圓形鋼板上用火焰將其邊緣加熱后，直接軋出滑輪繩槽，切削加工少，知道功效高。在流動(dòng)式起重機(jī)上，重量輕的尼龍滑輪已獲得廣泛的應(yīng)用，鑄鐵滑輪適用于工作級(jí)別M4一下的機(jī)構(gòu)，鋼制滑輪用于工作級(jí)別M4以上的機(jī)構(gòu)。</p><p>　

53、　雙幅板壓制滑輪是將鋼板坯料壓制成帶有二分之一繩槽的兩篇輪輻，再通過(guò)脹管鉚接技術(shù)將兩片輪輻連為一體。在輪緣繩槽中鑲有工程塑料護(hù)繩環(huán)，可大大提高鋼絲繩適用壽命，這種滑輪兼有鑄型尼龍滑輪和軋制滑輪的優(yōu)點(diǎn)，是新近開(kāi)發(fā)出來(lái)的新產(chǎn)品。</p><p>　　滑輪大多裝在滾動(dòng)軸承上。用尼龍或者其他聚合材料制作的滑動(dòng)軸承，也開(kāi)始在起重機(jī)滑輪上適用。</p><p>　　鋼絲繩出入滑輪繩槽的偏角過(guò)大時(shí)（&g

54、t;5°），繩槽側(cè)壁將受到較大橫向力的作用，容易使槽口損壞，使鋼絲繩脫槽。為了減小鋼絲繩的磨損，在滑輪繩槽中可以采用鋁或聚酰胺作為墊襯材料，但這會(huì)使滑輪機(jī)構(gòu)制造復(fù)雜，只有當(dāng)鋼絲繩很長(zhǎng)，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上對(duì)鋼絲繩壽命又特殊要求是，才推薦使用。</p><p>　　綜上采用MC尼龍滑輪</p><p><b>　　滑輪尺寸</b></p><p&

55、gt;　　滑輪的主要尺寸是滑輪直徑D。輪轂寬度B和繩槽尺寸。起重機(jī)常用鑄造滑輪，其結(jié)構(gòu)尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化（ZBJ80006.1-87）,壓制滑輪在我國(guó)也有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JT5028-90），滑輪結(jié)構(gòu)尺寸可按鋼絲繩直徑進(jìn)行選定。</p><p>　　查《起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表3-2-6</p><p>　　根據(jù)鋼絲繩直徑選取型號(hào)LGS7.5×315-125-65</p><p

56、>　　其結(jié)構(gòu)如圖3-1，具體尺寸見(jiàn)零件圖：</p><p>　　圖3-1 滑輪（具體尺寸參數(shù)見(jiàn)零件圖）</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩在卷筒上的固定</p><p><b>　　固定方法：</b></p><p>　　(1) 繩卡固定法：繩卡由U形螺栓，鞍式零件和螺母組成。將鋼絲繩繞過(guò)套環(huán)后，用繩卡使繩端固

57、定，鞍式零件與繩的接觸條件較好，繩長(zhǎng)的一端應(yīng)放在鞍式零件的一邊，以減少聯(lián)結(jié)損環(huán)后繩的損耗。這種固定方法拆卸方便，應(yīng)用很普遍。</p><p>　　(2) 編結(jié)法：將鋼絲繩繞過(guò)套環(huán)，尾端各股分別插入繩各股之間，然后用鋼絲繩綁緊。</p><p>　　(3) 楔套固定法：用斜楔自動(dòng)楔緊固定。這種方法不宜用于承受振動(dòng)載荷的情況，以免有拉脫危險(xiǎn)。</p><p>　　(4)

58、 灌鉛法：將繩尾鋼絲拆散擦凈，穿入錐形套筒中，并把鋼絲末端彎成鉤狀，然后灌滿(mǎn)熔鉛。</p><p>　　(5) 壓套法：將繩尾拆成股，彎轉(zhuǎn)180度后用釬子分別插入繩的各股之間，切去繩芯，裝入鋁合金套管中，然后用壓力機(jī)壓制。此種方法工藝性好，重量輕。</p><p>　　設(shè)計(jì)中采用第1種方法進(jìn)行鋼絲繩的固定。</p><p>　　3.1.4 卷筒轂的設(shè)計(jì)</p&

59、gt;<p>　　卷筒轂完成卷筒與軸之間扭矩的傳遞，為滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，卷筒軸采用花鍵軸連接，后續(xù)卷筒軸采用平鍵連接。卷筒轂與卷筒之間通過(guò)螺栓連接，卷銅轂的結(jié)構(gòu)如圖3-2，具體尺寸見(jiàn)零件圖：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　圖3-2-1卷筒轂（具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖）</p><p>　　3.1.5 卷筒設(shè)計(jì)

60、計(jì)算</p><p>　　卷筒是卷繞鋼絲繩的零件。起升重物時(shí)，卷筒卷繞鋼絲繩；重物下落時(shí)，卷筒放出鋼絲繩。從而把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。卷筒通常為圓柱形，特殊要求的卷筒也有用圓錐形或曲線形。按卷筒上繞繩層數(shù)可分為單層，多層繞繩卷筒；按卷筒表面的結(jié)構(gòu)可分為有槽卷筒，光面卷筒。本設(shè)計(jì)采用有槽卷筒。表面制成螺旋槽的卷筒用于單層卷繞鋼絲繩，容納鋼絲繩的長(zhǎng)短較短。但螺旋槽可以引導(dǎo)鋼絲繩依次卷繞，使鋼絲繩的接觸面積增大，故可延

61、長(zhǎng)鋼絲繩的工作壽命。光面卷筒用于卷繞多層鋼絲繩，容納鋼絲繩的長(zhǎng)度達(dá)，它的主要特點(diǎn)是內(nèi)層鋼絲繩受到外層鋼絲繩很大的擠壓力和伴隨有磨損，因而易于損壞。對(duì)于多層繞繩，卷筒兩端必須有防護(hù)側(cè)板，并承受繩的側(cè)向作用力。卷筒可以是用灰鑄鐵，球墨鑄鐵或鑄鋼鑄造而成，或者是用鋼板件焊成。鑄鋼卷筒由于工藝性較復(fù)雜，成本高，較少采用。焊接卷筒重量小，對(duì)大尺寸的卷筒特別有利。鋼絲繩一端必須牢固的固定在卷筒上。</p><p>　　(1)

62、 卷筒名義直徑D=(e－1)d</p><p>　　式中：d為鋼絲繩直徑，e為輪繩直徑比，由表31-1-2選取e=20。</p><p><b>　　卷筒名義直徑</b></p><p>　　繩槽半徑R=(0.53～0.56)d=7.7mm</p><p>　　繩槽深度h（標(biāo)準(zhǔn)槽）=(0.25～0.4)d=4.2mm&l

63、t;/p><p>　　繩槽節(jié)距p(標(biāo)準(zhǔn)槽)= d+(2～4)mm=14+2=16mm</p><p>　　(2) 層卷繞卷筒長(zhǎng)L</p><p><b>　　L=</b></p><p>　　:多層卷繞鋼繩總長(zhǎng)度</p><p><b>　　=</b></p>&l

64、t;p><b>　　mm</b></p><p>　　N多層卷繞圈數(shù)，取N=2</p><p>　　所以，每段卷筒長(zhǎng)度為0.4587M。取0.46M，中間隔20mm。所以卷筒總長(zhǎng)L=920+20=940mm。</p><p>　　(3) 卷筒強(qiáng)度的校核計(jì)算</p><p>　　所以，必須進(jìn)行彎矩拉應(yīng)力計(jì)算。<

65、/p><p>　　，式中Max為鋼絲繩拉里引起的卷筒最大彎矩。</p><p>　　考慮選調(diào)小車(chē)的過(guò)程中將產(chǎn)生一定的加速度，以鋼絲繩所受拉力為30000N計(jì)算。</p><p>　　卷筒受力如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 卷筒受圖力</p><p>　　彎矩圖如圖3-4所示：</p><

66、p><b>　　圖3-4彎矩圖</b></p><p>　　則可知：C,D兩處為危險(xiǎn)界面；Max為720</p><p><b>　　∴</b></p><p>　　故強(qiáng)度足夠，安全可用。</p><p>　　(4) 卷筒軸軸徑的計(jì)算與強(qiáng)度校核</p><p>　　卷筒

67、軸主要承受扭矩的作用，校核卷筒軸的扭矩是否滿(mǎn)足要求。本次伺服懸吊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用雙吊臂型式，則考慮卷?yè)P(yáng)機(jī)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，承受扭矩最大的軸既是和減速器相接的卷筒軸。</p><p><b>　　卷筒軸應(yīng)滿(mǎn)足：</b></p><p>　　式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa；</p><p>　　T ——卷筒軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為Nmm；</p&

68、gt;<p>　　——卷筒軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm3；</p><p>　　——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa，。</p><p>　　由上式可得卷筒軸的直徑：</p><p><b>　　據(jù)公式</b></p><p>　　P—軸傳遞的功率，單位為KW；</p><p>　　n—

69、軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;</p><p>　　卷筒軸選用45號(hào)鋼，查得《材料力學(xué)》表2-1在常溫、靜載和一般工作條件下，45鋼的需用切應(yīng)力=128~142MPa，選用=128MPa。</p><p><b>　　71.98MPa</b></p><p>　　第一根卷筒軸傳遞的功率P=FV=9.8×19600=4.31KW</

70、p><p>　　n=18,76r/min</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)：綜合考慮卷筒軸各段，決定采用最小軸徑41mm。</p><p>　　圖3-2-2卷筒（具體尺寸結(jié)構(gòu)見(jiàn)零件圖）</p><p>　　3.1.6 卷?yè)P(yáng)電機(jī)的選取</p><p>　　本伺服懸吊機(jī)構(gòu)采用雙吊臂雙卷筒結(jié)構(gòu)，懸吊2000kg的重量。</p&

71、gt;<p>　　(1) 計(jì)算卷筒軸上的扭矩</p><p>　　拉力F=2000×9.8=19600N</p><p><b>　　卷筒直徑</b></p><p>　　(2) 確定從電機(jī)軸到卷筒軸的傳動(dòng)比</p><p>　　擦窗機(jī)主機(jī)縱向放繩速度初定為10~15m/min即0.167~0.2

72、5m/s。</p><p>　　初選用電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500r/min，選用ZLY型三級(jí)減速器。</p><p>　　減速比初擬定減速機(jī)減速比i=80</p><p><b>　　(3) 電機(jī)選擇</b></p><p><b>　　計(jì)算負(fù)載的功率:</b></p><p>　

73、　考慮卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)型式，以及減速機(jī)的總效率，取額定功率</p><p><b>　　則卷筒軸的轉(zhuǎn)速為</b></p><p>　　帶入公式算的電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)大于6.45KW</p><p>　　選用YEJ系列電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，YEJ160L-4電機(jī)額定功率為7KW</p><p><b>　　電機(jī)的額定

74、轉(zhuǎn)矩Nm</b></p><p>　　負(fù)載轉(zhuǎn)矩折算電機(jī)軸轉(zhuǎn)矩</p><p>　　則所選電機(jī)滿(mǎn)足要求。</p><p>　　3.1.7 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　由電機(jī)輸出額定轉(zhuǎn)距為45.80Nm，考慮到與減速機(jī)組合后減速比為80。所以，最后輸出轉(zhuǎn)距為45.80×80=3664。根據(jù)此數(shù)值選取YL6型凸緣聯(lián)軸器（

75、選自《機(jī)械工程手冊(cè)》第5卷）</p><p>　　外形尺寸： D=110mm L=92mm。</p><p><b>　　軸承的選擇：</b></p><p>　　型號(hào)：61805 d=25mm B=7mm D=37mm。</p><p>　　圖3-2-3 軸承端蓋（具體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)零件圖）<

76、/p><p>　　3.1.8 錐齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　參照《機(jī)械工程手冊(cè)》第6卷</p><p>　　由小錐齒輪所傳遞轉(zhuǎn)距為T(mén)=77,根據(jù)圖和圖選擇小齒輪分度圓直徑為。</p><p><b>　　齒數(shù)： </b></p><p><b>　　mm</b></p

77、><p><b>　　由</b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)m=3mm</b></p><p>　　軸交角 分錐角 </p><p><b>　　R錐距：</b></p><p>　　R應(yīng)于sqrt(d1×d1+d2×d2)/

78、2=(40×40+120×120)/2=63.25mm</p><p>　　齒寬： 取b=20mm</p><p><b>　　齒頂高：</b></p><p><b>　　齒根高：</b></p><p><b>　　齒高：</b></p>

79、<p>　　大端齒頂圓直徑： </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=45.69mm</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=124.38mm</b></p>

80、<p><b>　　齒根角：</b></p><p><b>　　齒頂角：</b></p><p><b>　　頂錐角：</b></p><p><b>　　根錐角：</b></p><p><b>　　冠頂距：</b>&

81、lt;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=59.37mm</b></p><p>　　3.1.9 制動(dòng)器的選擇 </p><p>　　參照《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，制動(dòng)器為防止傳動(dòng)系統(tǒng)斷軸時(shí)貨物墜落而裝在低速軸或卷筒上。對(duì)于本設(shè)計(jì)的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)采用了常閉式塊式制動(dòng)器，其工作原

82、理如下：</p><p>　　塊式制動(dòng)器一般是長(zhǎng)閉式的，它靠彈簧閉合，利用電磁鐵，電動(dòng)液壓推桿或液壓電磁推桿作為松閘器使制動(dòng)器松開(kāi)。松閘器于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)連鎖，當(dāng)機(jī)構(gòu)工作電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，松閘器通電，制動(dòng)器被松開(kāi)。但機(jī)構(gòu)停止工作或發(fā)生故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)斷電，松閘器也斷電，制動(dòng)器立即閉合。塊式制動(dòng)器及松閘器都是標(biāo)準(zhǔn)化的系列產(chǎn)品，根據(jù)所需要的制動(dòng)力距選取。</p><p>　　3.1.10 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)&l

83、t;/p><p>　　參照《機(jī)械工程手冊(cè)》第6卷</p><p>　　卷筒的設(shè)計(jì)采用光面，需要排繩機(jī)構(gòu)來(lái)完成鋼絲繩的順序排列，采用往復(fù)絲杠實(shí)現(xiàn)從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到水平移動(dòng)的轉(zhuǎn)變，通過(guò)滑塊在往復(fù)絲杠中的滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)排繩的操作。卷筒軸與往復(fù)絲杠通過(guò)鏈傳動(dòng)連接來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)聯(lián)性。</p><p>　　首先確定往復(fù)絲杠的機(jī)構(gòu)尺寸：</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)整齊

84、緊密排繩,在設(shè)計(jì)排繩器時(shí),必須滿(mǎn)足卷筒每旋轉(zhuǎn)一周,導(dǎo)繩塊組在往復(fù)絲杠上移動(dòng)一個(gè)鋼絲繩直徑的距離。設(shè)排繩速度為等效在卷筒上的排繩速度為則，應(yīng)滿(mǎn)足條件。在設(shè)計(jì)時(shí),還要考慮螺桿直徑,以滿(mǎn)足剛度和強(qiáng)度要求。只要選擇合適的鏈傳動(dòng)比和螺桿傳動(dòng)螺紋,就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　前面確定卷筒的轉(zhuǎn)速為=18.75r/min、鋼絲繩直徑為14mm則等效在卷筒上的排繩速度：（式中為卷筒轉(zhuǎn)速，d為鋼絲繩直徑）</p&g

85、t;<p>　　設(shè)往復(fù)絲杠的導(dǎo)程為S、往復(fù)絲杠轉(zhuǎn)速為n，則往復(fù)絲杠的排繩速度</p><p>　　則滿(mǎn)足條件（式中i為沖卷筒軸到齒輪軸的減速比，擬定減速比為2）則S=28mm</p><p>　　選擇傳動(dòng)用短節(jié)距精密滾子鏈GB1243.1—83</p><p><b>　　小鏈輪齒數(shù) </b></p><p&

86、gt;<b>　　大鏈輪齒數(shù) </b></p><p>　　鏈條節(jié)距選用：P=15.875mm 鏈號(hào)為10A</p><p><b>　　初定中心距：</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)：</b><

87、/p><p>　　式中： =25 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本 機(jī)械傳動(dòng)》表12-2-7中查的k=15.83</p><p>　　計(jì)算得=88.1322 取=89</p><p><b>　　鏈條長(zhǎng)度：</b></p><p>　　理論中心距： --系數(shù),取</p><p><b>

88、　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　實(shí)際中心距：</b></p><p><b>　　取 </b></p><p>　　鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸</p><p>　　齒寬 --內(nèi)鏈節(jié)寬&l

89、t;/p><p><b>　　倒角寬 取</b></p><p><b>　　倒角半徑：</b></p><p><b>　　倒角深：</b></p><p><b>　　圓角半徑：</b></p><p><b>　　分

90、度圓直徑：</b></p><p>　　齒頂圓直徑： --鏈條的滾子外徑</p><p>　　=127+1.25×15.875－10.16</p><p><b>　　=136.7mm</b></p><p><b>　　=131.7mm</b></p>&l

91、t;p><b>　　取</b></p><p>　　=257.207mm</p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p>　　小鏈輪采用整體鑄造工藝，</p><p><b>　　

92、輪轂厚度： </b></p><p>　　--常數(shù)，此處取6.4</p><p><b>　　--軸徑</b></p><p><b>　　--分度圓直徑</b></p><p><b>　　輪轂長(zhǎng)度：</b></p><p><b&g

93、t;　　輪轂直徑：</b></p><p>　　大鏈輪采用單排鑄造鏈輪,</p><p><b>　　輪轂厚度： </b></p><p><b>　　輪轂長(zhǎng)度：</b></p><p><b>　　輪轂直徑：</b></p><p><

94、;b>　　圓角半徑：</b></p><p><b>　　腹板厚度：</b></p><p>　　3.2.11 往復(fù)絲杠的設(shè)計(jì)</p><p>　　往復(fù)絲杠需滿(mǎn)足滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)的需要，同時(shí)實(shí)現(xiàn)排繩的同步性。</p><p><b>　　絲杠螺紋升角的確定</b></p>

95、<p><b>　　S=28</b></p><p>　　參考同類(lèi)產(chǎn)品和導(dǎo)繩滾柱的設(shè)計(jì)取曹寬；槽深 右旋，絲杠結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-5 絲杠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　3.2.12 導(dǎo)繩塊組的設(shè)計(jì)</p><p>　　該導(dǎo)繩快組由兩個(gè)豎直方向的導(dǎo)繩柱、導(dǎo)繩筒和兩個(gè)水平方向的導(dǎo)繩柱和

96、導(dǎo)繩筒組成。豎直方向的導(dǎo)繩柱通過(guò)螺紋聯(lián)結(jié)在導(dǎo)繩塊組上板上，導(dǎo)繩筒通過(guò)軸承裝在導(dǎo)繩柱上。水平方向?qū)ЮK筒也通過(guò)軸承安裝在導(dǎo)繩柱上，導(dǎo)繩柱安裝在導(dǎo)繩柱支座上，支座通過(guò)螺釘聯(lián)結(jié)在導(dǎo)繩快上。中間滾動(dòng)柱一端通過(guò)軸承固定在導(dǎo)向上，另一端卡在往復(fù)絲杠的螺旋槽內(nèi)，連接體與中間滾動(dòng)住通過(guò)軸承聯(lián)接。在下導(dǎo)繩板上焊接有四個(gè)帶空的支撐腳，支撐腳底部都開(kāi)有圓孔，兩個(gè)導(dǎo)桿從孔中穿過(guò)對(duì)整個(gè)導(dǎo)繩快組其支撐座椅，兩個(gè)導(dǎo)桿通過(guò)螺紋連接在軸承支座下部，導(dǎo)繩塊如圖3-6所示：

97、</p><p><b>　　圖3-6 導(dǎo)繩塊</b></p><p><b>　　3.2 伸縮機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.2.1 液壓系統(tǒng)方案</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用一套X-Y雙向液壓升降系統(tǒng)來(lái)提升和收放擦窗機(jī)主機(jī)，如圖3-7所示：</p><p>　　

98、圖3-7 X-Y雙向液壓升降系統(tǒng)示意圖</p><p>　　通過(guò)液壓缸的伸縮帶動(dòng)滑筒移動(dòng)，從而使主機(jī)能越過(guò)一定高度的女兒墻，到達(dá)指定地點(diǎn)作業(yè)。無(wú)擦窗作業(yè)時(shí)液壓缸收回，使伺服懸吊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，便于移動(dòng)和存放。 </p><p>　　3.2.2 液壓缸的選擇</p><p>　　已知系統(tǒng)的最大工作載荷。X方向液壓缸主要受到滑筒和尼龍襯套間的摩擦阻力。查

99、機(jī)械手冊(cè)知尼龍與鋼無(wú)潤(rùn)滑時(shí)，則液壓缸所受摩擦阻力，所需推力很小，則應(yīng)選擇重量輕、缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的液壓缸型號(hào)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四卷，初選輕型拉桿式液壓缸，缸筒采用無(wú)縫鋼管，其內(nèi)徑加工精度高，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝形式多樣。所選型號(hào)為WY1-CA132B，行程，單耳環(huán)安裝方式。</p><p>　　Y方向液壓缸除承受工作載荷外，還應(yīng)加上X方向液壓缸及滑筒重量m=200kg，則所需推力kN。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》初選輕型

100、拉桿式液壓缸，型號(hào)WY1-FB140C，行程，法蘭安裝方式。</p><p>　　3.2.3 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 液壓回路設(shè)計(jì)</p><p>　　X-Y雙向液壓升降系統(tǒng)參考自卸車(chē)貨箱舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，如圖3-8所示。系統(tǒng)由液壓泵、換向閥、溢流閥、活塞式油缸、液壓油管、接頭及油箱等組成。</p><p>　　圖3-8 擦

101、窗機(jī)舉升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)</p><p>　　當(dāng)換向閥處于中位時(shí)，由液壓泵泵出的液壓油直接回油箱；當(dāng)換向閥處于左位時(shí)，由液壓泵泵出的液壓油經(jīng)換向閥后流向液壓缸，使液壓油缸行程伸長(zhǎng)直至最大行程；當(dāng)換向閥處于右位時(shí)，液壓缸中的液壓油在貨箱重力作用下經(jīng)換向閥流回油箱。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便易行。</p><p>　　由其改進(jìn)而得本系統(tǒng)液壓回路圖如圖3-9所示。</p><p>

102、　　液壓回路由兩個(gè)三位四通電磁換向閥分別控制X-Y液壓缸伸縮運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)換向閥位于中位時(shí)，液壓缸回路不通，可以保壓，鎖緊機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)在某一位位置的平穩(wěn)停留。該回路簡(jiǎn)明快捷，成本較低，適用于本設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　其中各元件型號(hào)為：</b></p><p>　　電磁換向閥34DF3M，</p><p>　　減壓閥DR6DP3-

103、50，</p><p>　　溢流閥DBDH6P10，</p><p>　　葉片泵YB-A16B及電機(jī)Y2 801-4。</p><p>　　圖3-9 X-Y雙向液壓升降系統(tǒng)</p><p>　　(2) 液壓系統(tǒng)參數(shù)</p><p>　　葉片泵YB-A16B額定輸出壓力為7Mpa,經(jīng)溢流閥和減壓閥后壓力約為6Mpa，屬

104、于低壓系統(tǒng)，具有運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。此時(shí)所選X方向液壓缸推力在5kN左右，Y方向液壓缸推力在8kN左右，完全能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。同時(shí)液壓缸收放時(shí)間較短且對(duì)其工作速度并無(wú)嚴(yán)格要求，可忽略不加計(jì)算。</p><p>　　3.2.4 滑筒及尼龍襯套設(shè)計(jì)</p><p>　　為支撐液壓缸并使其運(yùn)行平穩(wěn)，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滑筒支架及尼龍襯套，如圖3-10所示。</p><p>

105、;　　圖3-10 滑筒及尼龍襯套示意圖</p><p>　　滑筒選用不同規(guī)格的結(jié)構(gòu)用矩型冷彎空心型鋼焊接而成，三段滑筒分別由300×300，320×320，228×228和248×248四種規(guī)格型鋼焊接制造，壁厚均為5mm，相鄰滑筒間距5mm，加裝尼龍材質(zhì)的襯套。尼龍襯套具有高耐磨性和無(wú)油自潤(rùn)滑性，質(zhì)量輕且安裝方便的優(yōu)點(diǎn)，具體尺寸參數(shù)詳見(jiàn)裝配圖及零件圖。</p>

106、<p><b>　　3.3　行走機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　3.3.1 受力分析及電機(jī)功率計(jì)算</p><p>　　參考同類(lèi)型產(chǎn)品,初步估計(jì)隨動(dòng)小車(chē)自重：4000kg，升降速度：，行走速度：。臺(tái)車(chē)的受力簡(jiǎn)圖：</p><p><b>　　T </b></p><p><b&

107、gt;　　G</b></p><p>　　圖3-11 臺(tái)車(chē)的受力簡(jiǎn)圖</p><p>　　分析可知，鋼索的拉力T會(huì)產(chǎn)生一向上的分力，從而減小了臺(tái)車(chē)施給小車(chē)軌道的正壓力。若不考慮拉力T的作用則軌道所受最大正壓力為G(即臺(tái)車(chē)自重)。</p><p>　　臺(tái)車(chē)與軌道之間的摩擦系數(shù)?。?.15(查自《機(jī)械工程手冊(cè)》第二卷)</p><p>

108、;<b>　　最大摩擦力</b></p><p>　　所需驅(qū)動(dòng)力F應(yīng)（次條件作為選擇電機(jī)的條件之一）</p><p>　　參考主機(jī)的橫向清洗速度</p><p>　　所以，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率W應(yīng)</p><p>　　由本隨動(dòng)小車(chē)的功能所需，對(duì)電機(jī)有如下的要求：</p><p>　　啟動(dòng)頻繁，功率無(wú)需太大

109、，速度也無(wú)需太快，制動(dòng)性要好，能保持在恒速下運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　故選擇步進(jìn)電機(jī)，這樣可基本保證上述的要求，特別是步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力，對(duì)于位置控制非常有利。另外，也適合采用單片機(jī)控制。</p><p>　　初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào)為：110BF003。</p><p>　　TM=7.84,步進(jìn)電機(jī)可驅(qū)動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)距TL=為了把實(shí)際負(fù)載轉(zhuǎn)距等效為電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)距，需

110、要轉(zhuǎn)入軌道與車(chē)輪的選擇及確定傳動(dòng)比。</p><p>　　首先選擇車(chē)輪型號(hào)為：雙輪緣型車(chē)輪SYL—7512</p><p>　　軌道型號(hào)為：P11 （查自《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第4卷》）</p><p>　　有效擦窗速度V= 式中：為車(chē)輪直徑。</p><p><b>　　n—車(chē)輪的轉(zhuǎn)速。</b></p>

111、<p>　　估算步進(jìn)電機(jī)此時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速</p><p>　　式中：P取0.5KW，T電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)距，取TL=。</p><p>　　所以，從車(chē)輪到電機(jī)軸的傳動(dòng)比為i：</p><p>　　負(fù)載等效到電機(jī)軸的等效轉(zhuǎn)距T’L</p><p><b>　　T’L=</b></p><p&g

112、t;　　所以，所選電機(jī)可用。</p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)比i的值,查無(wú)錫減速機(jī)廠的產(chǎn)品目錄選擇電機(jī)和減速機(jī)的一體系統(tǒng)型號(hào)為： MBW12Y—1.2B10—120。</p><p>　　3.3.2 主動(dòng)軸最小軸徑計(jì)算</p><p><b>　　按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p><b>　　式中：<

113、/b></p><p>　　——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa；</p><p>　　——卷筒軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm3；</p><p>　　——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa，。</p><p>　　由上式可得卷筒軸的直徑：</p><p>　　P—軸傳遞的功率，單位為KW；</p><p&g

114、t;　　n—軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min;</p><p>　　式中=128MPa（選自《材料力學(xué)》常用材料需用應(yīng)力值）</p><p>　　=71.99.取為72</p><p>　　=1.764KW n=11.46r/min</p><p>　　考慮卷減速器軸徑和聯(lián)軸器的選擇確定最小軸徑為</p><p>&l

115、t;b>　　40mm</b></p><p>　　3.3.3 后輪驅(qū)動(dòng)用差速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　該差速器類(lèi)比于汽車(chē)用差速器，參考于汽車(chē)差速器的設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度足夠。取直齒錐齒輪的精度為六級(jí)。輸入功率為：0.6kw。高速軸轉(zhuǎn)速為60r/min傳動(dòng)比為i=5，小輪為懸臂支撐。大、小輪均采用20CrMnMo經(jīng)滲碳、淬火，齒面硬度：小輪58~62 HRC,大輪54~58 H

116、RC，長(zhǎng)期工作。</p><p><b>　　進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算如下：</b></p><p>　　(1) 按表14—5中的公式，因?yàn)槭情_(kāi)式傳動(dòng)</p><p>　　T1=95.5Nm; K=1.5; u=i=5; 初步選?。ò唇Y(jié)構(gòu)）Z1=16</p><p>　　=650 N/m m</p><p&

117、gt;<b>　　故,取為3.5</b></p><p>　　(2) 確定主要尺寸及參數(shù)</p><p>　　Z2=i×Z1=516=80, </p><p>　　de1=16×3.5=56mm, de2=80×3.5=280mm</p><p><b>　　分錐角： <

118、/b></p><p><b>　　外錐距 </b></p><p><b>　　齒寬 </b></p><p><b>　　中點(diǎn)分度圓直徑 </b></p><p><b>　　238mm</b></p><p>&l

119、t;b>　　中點(diǎn)模數(shù) </b></p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) </b></p><p><b>　　407.92</b></p><p>　　(3) 其他幾何尺寸和測(cè)量尺寸</p><p><b>　　按表14—4計(jì)算</b></p>

120、;<p><b>　　齒頂高：</b></p><p><b>　　齒根高：</b></p><p>　　齒頂角（采用等頂隙齒）：</p><p><b>　　頂錐角：</b></p><p><b>　　根錐角：</b></p>

121、<p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　冠頂距：</b></p><p>　?。ㄥF齒輪的零件圖附圖略）</p><p>　　3.4 導(dǎo)軌的選擇</p><p>　　設(shè)計(jì)中采用滑動(dòng)導(dǎo)軌。在各類(lèi)機(jī)器和儀器上，運(yùn)動(dòng)部件在支承部件上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)部件相互接觸的部分稱(chēng)

122、為導(dǎo)軌。導(dǎo)軌的功用是為運(yùn)動(dòng)部件導(dǎo)向和承受載荷。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱(chēng)為動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方稱(chēng)為支承導(dǎo)軌。動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于支承導(dǎo)軌一般只有一個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　3.4.1 對(duì)導(dǎo)軌的基本要求</p><p>　　(1) 導(dǎo)向精度 導(dǎo)向精度是指運(yùn)動(dòng)部件沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的軌跡的準(zhǔn)確性。這是導(dǎo)軌工作質(zhì)量最重要的指標(biāo)。特別是精密機(jī)械和儀器。</p><p>　　(2

123、) 精度的保持性 要在規(guī)定的期限內(nèi)保持導(dǎo)軌的初始精度。對(duì)精密或大型機(jī)械，由于成本高，希望能比較長(zhǎng)的時(shí)間保持精度。</p><p>　　(3) 運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和靈敏度 要保證在低速運(yùn)動(dòng)或微量運(yùn)動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生爬行，能實(shí)現(xiàn)要求的定位精度。</p><p>　　3.4.2 滑動(dòng)導(dǎo)軌的分類(lèi)</p><p>　　(1) 普通滑動(dòng)導(dǎo)軌 處于混合摩擦下工作，導(dǎo)軌面直接接觸，雖然在一

124、定條件下具有一定的動(dòng)壓效應(yīng)。但不足以把導(dǎo)軌隔開(kāi)，不能形成純液體摩擦。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維護(hù)均方便，所需費(fèi)用在各類(lèi)導(dǎo)軌中是最低的。由于表面直接接觸，所以剛度好，承載能力大?？拐裥院?。</p><p>　　(2) 動(dòng)壓導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌和滑動(dòng)軸承一樣，當(dāng)導(dǎo)軌間相對(duì)速度達(dá)到一定值，又有充足的潤(rùn)滑油時(shí)，導(dǎo)軌之間會(huì)形成油楔，產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)，形成液體摩擦。運(yùn)動(dòng)速度越高，油的粘度越高，則其承載能力越大。</p>