斗式提升机结构设计论文.doc

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1、毕业设计题 目斗式提升机毕业设计学生姓名学 号系 部专 业班 级指导教师二一五年X月摘要着机械运输行业的快速发展，提升机对国民经济的发展起着重要的作用，提升机的应用很为广泛，在各行业都有所应用，主要应用在建筑，机械，矿山领域，还应用于粮油“食品”化工”水泥制造等行业，它是一种垂直或大倾角倾斜向上输送粉状 粒状或小块状物料的连续输送机械，由牵引带围绕着头和底轮做循环运动，从而将其上部固定的畚斗内的物料由下提升至机头。本设计主要对NSE600斗式提升机的方案确定以及结构设计。本文设计的提升机包括驱动装置、壳体结构、张紧装置和提升料斗等组成。首先本文对提升机的方案和型号的确认，然后对整个提升机的关键

2、不仅进行设计计算，利用有限元分析发对主动轴进行校核分析，最后利用三维SOLIDWORKS完成提升机的三维建模，并导出二维工程图。关键词：提升机，张紧机构，驱动装置，三维建模，有限元AbstractWith the rapid development of city economy and improve the peoples living standard, city residents health consciousness gradually strengthens, fitness has become an important part of peoples daily life.

3、 Emergence of fitness especially indoor fitness equipment to remain within doors can also exercise the role.In this paper, the design of fitness equipment including the whole frame structure, the back leg exercise training institutions, training institutions and chest expansion mechanism. First of a

4、ll this paper confirm of fitness equipment, 3D modeling and 3D SOLIDWORKS fitness equipment, and the output of engineering drawing, finally the use of SOLIDWORKS to carry on the movement simulation of 3D equipment.Keywords: fitness equipment, motion simulation, 3D modeling目录摘要iAbstractii第一章 引言51.1 课

5、题研究的目的及意义51.2提升机才国内外的现状61.2.1国内的研究现状61.2.2国外研究现状61.3 提升机的发展趋势71.4 提升机的分类71.5 课题设计思路91.6 课题设计结构9第二章 提升机的总体设计方案102.1 驱动方案的确认102.1.1 液压驱动102.1.2 气压驱动102.1.3 电动机驱动112.1.4 驱动方案的确认112.3 总体方案拟定11第三章 提升机整体结构的设计133.1 整机设计参数的拟定133.2 电机的计算与选择133.3减速机的选择153.4料斗的参数确定153.5 防逆转装置163.6 主传动轴的有限元分析163.6.1 主传动轴零件的三维建模

6、173.6.2 确定材料173.6.3 添加夹具183.6.4 施加载荷193.6.5 生成网格193.6.6 运算求解203.6.7 分析结果输出203.7 轴承选用223.8 驱动链轮键的设计校核233.9联轴器的选择24第四章 提升机三维造型的设计254.1 Solidworks软件简介254.2 零件建模274.2.1主传动轴三维建模的形成274.2.2 下箱体的三维建模形成274.2.3其他零件的三维模型造型284.3零件装配294.4三维向二维的转换31第五章 结论345.1 本论文所取得的结果345.2 技术展望34参考文献35致谢37第一章 引言1.1 课题研究的目的及意义提升

7、机具有输送量大，提升高度高，运行平稳可靠，寿命长等显著优点，在工业生产中被大量使用。提升机的种类虽多，但是工作原理却比较相似，多数都是以动力驱动牵引装置，功率较大、提升能力较强的大型机械设备。随着工业的发展，输送机产品也得到了逐步的完善。NSE系列高效平板链式提升机是在总结国内现有各种提升机的使用经验的基础上吸收世界发达国家的先进技术，结合国内生产使用实际情况研制开发的产品。其特点有如下：1、输送能力大。该系列提升机具有NE15NE800多种规格。提升量范围为15800m3/h。2、提升范围广。这类斗式提升机对物料的种类、特性要求少。不仅能提升一般的粉料、小颗粒料，而且可提升磨琢性较大的物料，

8、要求温度200C。3、驱动功率小。采取流入式喂料、诱导式卸料，大容量的料斗密集型布置。在物料提升时几乎无回料和挖料现象，因此无效功率少，比环链提升机节省功率30。4、使用寿命长。提升机的喂料采取流入式，无需用斗挖料，材料之间很少发生挤压和碰撞现象，本机的设计保证物料在喂料、提升和卸料中不会撒料，减少了机械磨损，输送链采用板链式高强度耐磨链条，大大延长了使用寿命。正常使用下，输送链使用寿命超过5年。5、提升高度高。采用板链式高强度链条，在额定输送量下提升高度可达60米。6、操作、维修方便，易损件少。7、结构钢性好，精度高。机壳经折边和中间压筋，再经焊接，刚性好、外观漂亮。8、运行可靠性好。先进的

9、设计原理，保证了整机运行的可靠性，无故障时间超过了3万小时。9、机械尺寸小。与同等提升量的其它各种提升机相比，这种提升机的机械尺寸较小。10、使用成本低。由于节能和维修少，使用成本极低。通过本课题，让学生在毕业设计过程中综合大学所学基础课程及专业课程，培养学生综合应用所学知识和技能去分析和解决一般工程技术问题的能力；进一步培养学生分析问题、创造性地解决实际问题的能力。1.2提升机才国内外的现状1.2.1国内的研究现状我国斗式提升机的设计制造技术是在50年代由前苏联引进的，80年代，几乎没有大的发展。在此期间，虽各行业就使用中存在的一些问题也作过一些改进，如Z1型和钩头链式斗式提升机的设计等工作

10、但大都因为某些原因未能得到推广。自80年代以后，随着国家改革开放和经济发展的需要，一些大型及重点工程项目引了一定数量的斗式提升机的颁布 JB 392685 及按此要求设计的TD、THHE TB系列的斗式提升机相继问世，是我国斗式提升机技术水平先前迈了一步，但与国际先进水平相比仍存在相当大的差距，尤其是板链式斗式提升机存在的差距更大一些。随着国民经济的发展运输机械行业在引进、吸收、消化了世界各国斗式提升机的最新技术，并结合我国实际情况，使得新材料、新工艺、新产品不断地出现。例如：由于自动焊接技术的出现，箱形结构的垂直输送机越来越受到人们的欢迎。由于计算机技术的推广应用，利用计算机进行辅助设计(

11、CAD)和辅助制造(CAM)，使输送机的整体布置更趋优化，基本零件更加紧凑耐用。由于自控技术和数显技术的广泛普及，使运输机的控制和安全保护装置大为改善，保证了作业的安全性和可靠性。现在许多企业能够批量生产各种类型的输送机械，不仅满足了国内市场的需求，部分产品还打入了国际市场。1.2.2国外研究现状提升机具有输送量大，提升高度高，运行平稳可靠，寿命长等显著优点，在工业生产中被大量使用。提升机的种类虽多，但是工作原理却比较相似，多数都是以动力驱动牵引装置，功率较大、提升能力较强的大型机械设备。随着工业的发展，输送机产品也得到了逐步的完善。中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机

12、的雏形。1880年德国一家公司开发出由蒸汽驱动的带式输送，之后英国人和德国人又推出了惯性输送机。1887年美国人制造出了螺旋输送机。若从输送机原理的应用上来讲，一般都是以链条、皮带等作牵引，以人力、水力等力量驱动。进入二十世纪以后各种结构的输送机相继出现。1905年瑞士人生产出了钢斗式提升机，美国人鲁宾斯在1896年经申请成为了斗式提升机的发明人，现已成为工业生产中不可或缺的一部分。国外斗式提升机技术的发展很快，其主要表现在以下几个个方面：一方面是斗式提升机的功能多元化、应用范围扩大化，如HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升机等各种机型；另一方面是斗式提升机本身的技术与

13、装备有了巨大的发展，尤其是高距离、大运量、高提升速等大型斗式提升机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了斗式提升机动态分析与监控技术，提高了斗式提升机的运行性能和可靠性。中国斗式提升机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中与劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后与发达国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。1.3 提升机的发展趋势 纵观世界各国运输机的发展现状，对今后的动向可归纳如下：1.大型化由于石油、化工、冶炼、制造、食品、啤酒、饮料、烟草、医药、家电等地工程规模越来越大型化，所以运

14、输机运输物品的重量也越来越大，如码头的集装箱专用输送机的超大型结构件达1000t,目前世界上运输机重量最大的是3000t的斗式输送机。2.重视“三化”，逐步采用国际标准所谓“三化”，是指运输机的标准化、系列化和通用化。贯彻“三化”可以缩短设计周期，保证产品制造质量，便于管理和提高经济效益。世界上许多国家，不仅重视产品的“三化”工作，而是非常注意采用国家标准。有的国家甚至废除本国标准直接采用国际标准，其目的是为了促进商品的国际交流。3.实现产品的机电一体化机械产品需要更新换代。在当今计算机、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在输送机械上应用计算机技术，可

15、以提高作业性能。4.人机工程学的应用输送机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较差得场合。为了减少人员的作业强度，保证持久旺盛的体力和注意力，应该根据人机工程学的理论，设计导动装置和人员辅助装置，改善振动与噪声的影响，防止废弃污染，使其符合健康规范的要求根据不同的输送要求、不同的输送产品，选择不同的最佳的工艺和运输设备，以使最少、最合理的投资，获得最佳的使用效果，使设备发挥最大的效率。1.4 提升机的分类斗式提升机作为一种常用的提升设备，在得到广泛的应用的同时，根据不同行业的要求也有着非常清楚地分类.(一)按照其传动结构分类：(1).TD系列斗式提升机TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机，

16、该系列斗式提升机和D系列斗式提升机都是采用胶带传动来提升物料，两者没有本质的区别，D系列斗式提升机产品型号叫老且规格少。TD列类斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来的。其规格TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D800、D1000等型号，其中D160、D250、D315等型号为普遍采用的型号。(2).TH系列斗式提升机TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备，该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动部件，具有很强的机械强度，主要用于提升粉体和小颗粒及小块状物料，区别于TD系列斗式提升机，其提升量更大、运转效率更高。其常用于较大比重物料

17、的提升。(3).NE系列斗式提升机NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机，其采用板链传动，区别于老型号TB系列板链斗式提升机，其命名方式采用提升量而非斗宽。如NE150是指提升量为150吨每小时而不是斗宽150。NE系列斗式提升机有着很高的提升效率，根据提升速度不同还分有NSE型号的高速板链斗式提升机。(4).TB系列斗式提升机TB系列斗式提升机是一种老型号的斗式提升机，其传动部分采用板链传动，现已经被相应的NE系列斗式提升机传品代替。(5).TG系列斗式提升机TG系列斗式提升机是一种加强型胶带斗式提升机，其区别于TD系列斗式提升机，TG系列斗式提升机采用钢丝胶带作为传动带，其具有更强的传动

18、能力。该系列斗式提升机多被用于粮食的输送上，又常称为粮食专用斗式提升机。(6).其它型号斗式提升机常见的斗式提升机还有HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升机等，其均为上型号的不同叫法和演变形式。(二)按牵引件分类： 斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简单，与料斗的连接也很牢固，输送磨琢性大地的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻，适用于提升量较大的提升机，但铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性较大的物料，普通胶带物料温度不超过60 C，钢绳胶带允许物料温度达80 C，耐热胶带允许物料温度达1

19、20 C，环链、板链输送物料温度可达250 C。斗式提升机最广泛使用的是带式(TD)，环链式(TH)两种型式。用于输送散装水泥时大多采用深型料斗。如TD型带式斗式提升机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于1.5t/m3的粉状、粒状物料。TH环链斗式提升机采用混合式或重力式卸料用浅斗。(三)按卸料方式分类：式提升机可分为:离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，适用于输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。1.5 课题设计思路1） 参考所有与提升机产品相关数据，了解整个提升机

20、的整机系统的组成。 2）提升机整机方案的确认。3）提升机整机的设计计算，并对主要零部件进行设计校核。4）提升机整机三维建模。1.6 课题设计结构本文以提升机项目作为应用背景，对其机械结构进行了研究。全文共分为五章，各章的主要内容如下：第一章前言部分，主要介绍提升机的研究现状和课题研究的目的及意义；第二章对整个提升机的整机方案进行确认，包括传动系统，驱动系统等确认。第三章完成整个提升机的设计计算；第四章对提升机进行三维建模；第五章总结了全文的研究工作，给出了存在的问题和进一步研究的方向。第二章 提升机的总体设计方案2.1 驱动方案的确认设备的驱动方式有液压式、气动式、和电动式。下面将三种驱动方式

21、进行分析比较。2.1.1 液压驱动设备的驱动系统采用液压驱动，有以下几个优点：(1)液压容易达到较高的压力（常用液压为2.56.3MPa），体积较小，可以获得较大的推力或转矩；(2)液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，并可得到较高的位置精度；(3)液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制；(4)液压系统采用油液作介质，具有防锈性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。液压传动系统的不足之处是：(1)油液的粘度随温度变化而变化，影响工作性能，高温容易引起燃爆炸等危险；(2)液体的泄漏难于克服，要求液压元件有较高的精度和质量，故造价较高；(3)需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要

22、求严格的滤油装置，否则引起故障。液压驱动方式的输出力和功率更大，能构成伺服机构，常用于大型设备的驱动。2.1.2 气压驱动与液压驱动相比，气压驱动的特点是：(1)压缩空气粘度小，容易达到高速；(2)利用工厂集中的空气压缩站供气，不必添加动力设备；(3)空气介质对环境无污染，使用安全，可直接应用于高温作业；(4)气动元件工作压力低，故制造要求也比液压元件低。它的不足之处是：(1)压缩空气常用压力为0.40.6MPa，若要获得较大的力，其结构就要相对增大；(2)空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难，要达到准确的位置控制很困难；(3)压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理不当会使钢类零件生锈

23、导致设备失灵。此外，排气还会造成噪声污染。气动式驱动多用于点位控制、抓取、开关控制和顺序控制的设备。2.1.3 电动机驱动电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型设备。伺服电动机和步进输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型设备。交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。2.1.4 驱动方案的确认通过比较上述三种驱动方案，本文选用电动机驱动方案。2.3 总体方案拟定因为本

24、提升机的要求是多功能，所以本次设计的提升机采用如图2-1所示的结构形式：图2-1 提升机原理图整机包括由料斗和平板链条、驱动装置、减速器、联轴器、上部机壳、上罩、卸料口、上轴装置、逆止器、中部机壳（标准节2m和非标节11.5m）及包括带检视门的中间节、下部机壳、进料口、尾轴装置、张紧装置等。斗提机加卸载主传动系统动力从电动机经摆线针轮减速机，联轴器把电动机传来的动力经由传动轴输入滚筒轮轴，由滚筒轮带动板链移动。滚筒轮轴由轴承座固定在机架上。物料由进料口进入斗提机下部机壳内，经由板链上的料斗输送到上部机壳的出料口，在物料自身重力或离心力（离心力比较小可以忽略）的作用下卸出。第三章 提升机整体结构

25、的设计3.1 整机设计参数的拟定本文设计的是NE600型斗式提升机，通过查阅资料，其主要技术参数如下表3-1所示：图3-1 NE系列斗式提升机技术参数型 号提升量(平方米/小时)物料最大块度占百分比%10255075100NE15156550403025NE30326075584740NE50609075584740NE100110130105806555NE150170130105806555NE2002101701351008570NE3003201701351008570NE40038020516512510590NE500470240190145120100NE600600240190

26、145120100NE8008002752201651351103.2 电机的计算与选择电动机的选择内容包括电动机的类型，结构形式，功率，额定转矩等。主要是从功率，转速，适应环境等场活考虑。具体如下： 由机械运输设计使用手册表1442。查得NE600(配sh料斗)技术参数如下所示： 料斗容量 92L 料斗斗距 500mm 每米长度牵引件重量 42.2kg/m 料斗的运行速度 0.7m/s 提升高度 =19m本次设计取提升高度为19m，查机械运输设计使用手册311页得，提升机的一系列数据（如表3-2）：表3-2提升机的技术参数斗提机的轴距（c）料斗数提升高度(H)197619输送能力的计算： （

27、3.1） 式中：输送能力 ：料斗容量（L） ：轴距（m） :斗运行速度（m/s） 填充系数 (由表14-1，取1.2, 按75%计算) :密度 （t/m）取1.2 数据代入（3.1）得： =3.6 =597.4(t/h)表3-3提升机的功率参数斗宽，mm210320380470600空转功率Pk,KW22233挖取功率Ps,KW（物料粒度）01mm0.20.20.30.50.8（物料粒度）05mm0.40.40.71.1.8（物料粒度）040mm0.40.40.91.62.2由机械运输设计使用手册14-7式，计算斗式提升机的轴功率公式为： （3.2） 式中： :为轴功率（kw）：为挖取功率（k

28、w） 查表3-3得，取1.8kw ：为空载功率（kw） 查表3-3得，取3.0kw 其它参数如前 代入（3.2式）得： = =40.88（kw） 电动机功率： = （3.3） 其中： ：为电动机的计算功率（kw） ：为减速器的效率，取0.96 代入数值： =42.58（kw）电动机型号为Y225M-4,参数如下（表3-4） 表3-4 Y225M-4参数 项目功率转速额定转矩质量Y225M-44514505.03003.3减速机的选择我们选择与之配套的减速机的型号为NGW82，额度功率为55KW。3.4料斗的参数确定 料斗的提升速度不但影响生产率，还影响卸料，应根据输送物料的不同进行选用比。事实

29、上，料斗的提升速度是否恰当，不但影响生产率，同时对卸料影响也较大。实验证过低，斗式提升机的产量难以提高。并且，料斗中物料所受离心力较小，主要受自身重力的作用间距稍大时，部分物料会从头部散落到提升筒体内，而不能被抛向出料口，影响斗式提升机的生重时甚至会出现堵塞现象。当提升速度过高，有料料斗绕上上滚筒时，料斗中物料所受离心力于流散性好的物料，部分会被过早地抛出料斗，与头部机壳碰撞后散落到筒体中;对于流散性料(如潮湿的粉料)，部分会贴住料斗外侧不易抛出造成返料，斗式提升机生产率也会降低。因速度应根据输送物料的不同进行选用。实践证明，输送干燥、流散性好的物料易倒空，为提高生产率提升速度可选用大一些，一

30、般以2m/s为宜(采用离心式卸料);输送潮湿、流散性不良的物料，一般提升速度以0.6一0.8m/s用离心一重力式卸料)。(2)应依据物料特性和提升速度选择斗型，并控制单位长度的料斗数量，来保证斗式提升机。料斗容积的变化(即型号不同)会影响斗式提升机的生产率。在提升带宽度相同的条件下，容积较大。因此，相同型号的斗式提升机采用深料斗时，生产率较高。但斗型的选择主要依据和提升速度。一般，深料斗用于输送干燥、流散性好的物料，浅料斗用于提升潮湿、流散性不;提升速度较低时可用深料斗，提升速度较高时宜用浅料斗，这样有利于提高斗式提升机的生产单位长度上料斗数量的多少，也会直接影响斗式提升机的生产率，同时对料斗

31、的充填系数。从生产率计算公式可以看出，单位长度上料斗数量越多生产率越高;但另一方面，单位长度量过多，又会降低料斗的充填系数，使生产率降低。目前大多数斗式提升机采用提高提升速度、位长度上的料斗数量，来保证斗式提升机的生产率。通常输送粉状、颗粒状物料，每米长度安装料斗;输送块状物料，每米长度上安装3一4个料斗，从实际使用效果来看，这样的布置是合理的。由于设计NE600，料斗宽度为600mm,由运输机械设计手册表1442。可查的料斗的容量16 ,斗距为500mm.。3.5 防逆转装置在斗式提升机的机头部装有防逆转装置。在斗式提升枧工作中动力突然中断时，反转对于斗式提升机是很危险的。斗式提升机在提升过

32、程中，其一侧是盛满物料的上行畚斗。另一侧是卸完物料的下行空畚斗。动力中断后，斗式提升机由于重力作用必发生逆转。物料随着畚斗的反转被卸到斗式提升机的底部，直至堆满后卡住畚斗。由于反转是一个加速的运动，而后又被突然卡住，很容易扯掉畚斗，使皮带损坏，甚至断裂。另外斗式提升机底部堆满物料。也使斗式提升机无法启动。防逆转可采用棘轮机构。3.6 主传动轴的有限元分析首先，对主传动轴的主体结构进行三维建模。完成三维建模后，再对相应部分进行有限元分析。由于主传动轴的传动链轮、轴承、轴承座等零件无需单独进行受力分析，而且如果对主传动轴整体结构进行静态分析，将会产生庞大的数据，系统的计算时间将会持续几天甚至更多。

33、所以为了使计算更加精确，缩短系统计算时间，我们在这里只对主传动轴主体进行分析，即直接将主传动轴主体分离出来单独进行静态分析，以确保系统的强度和稳定性。主传动轴有限元分析的具体步骤如下：3.6.1 主传动轴零件的三维建模 利用SOLIDWORKS软件对主传动轴零件进行三维模型，这个的具体绘图过程就不一一详细描述。得到的三维模型如图3-1所示。 图3-1 主传动轴模型3.6.2 确定材料 零件的反应取决于其所构成的材料，程序必须知道零件材料的弹性属性，通过从材料库选择材料来给零件指派材料。由于主传动轴承受重量大，主传动轴主体会受到较大的压力和拉应力，所以主传动轴材料选择优质碳钢。但在用Solidw

34、orks Simulation对主传动轴进行应力分析时，由于材料库没有这一材料，因此选择近似的材料碳钢，具体选择如下图3-2所示。 图3-2 材料选取 3.6.3 添加夹具在夹具选项卡中，可以定义固定约束。每个约束可以包含多个面。受约束的面在所有方向都受到约束。必须至少约束零件的一个面，以防由于刚性实体运动而导致分析失败。在对主传动轴主体进行应力分析前，首先要确定其夹具固定的部分。如图3-3所示，选择主传动轴两轴承安装端为固定端，即模拟夹具夹住主传动轴两个轴承固定端部分。图3-3添加夹具3.6.4 施加载荷主传动轴我们设定载荷为单边料斗全部不满物料，即为1.2380.09=4.104T=410

35、40N。在载荷选项卡上，可以应用力和压力载荷至模型的面，可以应用多个力至单个或多个面。由主传动轴实际工况得出其受力情况见图3-4所示 图3-4 主传动轴竖直方向施加载荷3.6.5 生成网格接下来需对主传动轴划分网格。实体模型的网格化由两个基本阶段组成。在第一阶段，网格器将节放置于边界上，此阶段称为曲面网格化。如果第一个阶段成功，网格程序开始第二个阶段，将在内部生成节，以四面单元填充体积，并将中侧节放置于边线上。在实际操作中，我们先要选择网格的参数，如图3-5所示，将网格密度设置为良好。选择好网格参数之后，对主传动轴模型生成定义的网格。图3-5 主传动轴网格化 3.6.6 运算求解网格化参数后点

36、击运行，软件开始自动对算例进行计算分析，求解过程如下图3-6所示。 图3-6运行算例分析当运行结束后，就可以得到主传动轴模型应力、应变、位移和安全系数等各项参数的有限元分析结果。3.6.7 分析结果输出Simulation的结果选项卡中生成的图解可以生动形象的表现出主传动轴各部位的应力应变情况、位移情况及安全系数情况，如图3-8所示。结果选项卡的第一个屏幕显示主传动轴所有位置的最小安全系数。标准工程规则通常要求安全系数为 1.5 或更大。对于给定的最小安全系数，Simulation程序会将可能的安全与非安全区域分别绘成蓝色与红色。主传动轴主体部分有限元分析的应力、位移、应变及安全系数分布云图如

37、图3-8至3-11所示。图3-7 输出结果图3-9 安全系数图3-10 位移分布图图3-11 应变分布图图3-12 应力分布图由图3-8可知，主传动轴在工况载荷下，施加载荷时候的最小安全系数是77.1，。根据图3-12所示，主传动轴的屈服力大约为335MPA，而所用材料的抗拉强度为490MPA，完全符合设计要求。其它主要结构都采用有限元分析发分析，这里就不一一介绍。3.7 轴承选用1） 轴承选型考虑驱动轴在的较大弯矩作用下会产生弯曲变形，且不易与减速机严格保证同心，故选用承载能力大并有自动调心功能的调心球轴承轴承24136。其基本参数如表3-5。2）工作情况分析及寿命计算提升机驱动轴轴承主要承

38、受径向载荷，轴向载荷很小并可以忽略中等冲击。其当量动载荷为： （3.4）式中：载荷系数，中等冲击取1.21.8。其寿命为： （3.5）式中：轴承的寿命指数，滚子轴承=10/3。故驱动轴轴承的工作寿命为24362小时。表3-5 轴承24136基本参数基本尺寸 /mm额定载荷 /kNdDB1802506858.223.53.8 驱动链轮键的设计校核 由驱动链轮轴的直径d为170mm，文献 2，由表9-4可知，应取键的宽b=45mm，高度 h=30mm的普通平键，键的材料应选45钢，由于键所受载荷性质为轻微冲击，由表9-3可知c=110 MP，=90 MP，键连接工作面的强度校核如下：c （3.6）

39、 （3.7）式中：T 传递的转矩 （）d 轴的直径 （mm）l键的工作长度，A型（mm），l=L-b(mm)，b为键的宽度。3.9联轴器的选择由于弹性柱销联轴器具有一般补偿两轴相对偏移和减振能力，结构简单，更换弹性元件简便，允许有轴向窜动，适用的工作温度为-20C到+70C，所以根据提升机的工作特性，选择弹性柱销联轴器作为减速器和提升机上部主轴之间的连接设备。由文献2可知应选取的联轴器型号为：Y由表11-9可知所选用连轴器的公称扭矩=3153 ，许用转速为3450 r/min,而本次设计所需的扭矩T=1530,转速 为48 r/min,故所选的联轴器LX5完全满足要求。 下面对联轴器与轴连接处

40、的键进行设计和强度较核。由轴的直径d为70mm，查文献2，由表9-4可知，应取键的宽度 b=20mm，高度 h=120 mm的普通平键，键的材料应选45钢，由于键所受载荷性质为轻微冲击，由表9-3可知c=110 MP，=90 MP，键连接工作面的强度校核如下：c （3.8） （3.9）式中：T 传递的转矩 （）d 轴的直径 （mm）l键的工作长度，A型（mm），l=L-b(mm)A键与轮毂的接触高度，平键K=h/2其中b为键的宽度。第四章 提升机三维造型的设计4.1 Solidworks软件简介首先我要对Solidworks进行介绍一下，它是一种先进的，智能化的参变量式CAD设计软件，在业界被

41、称为“3D机械设计方案的领先者”，易学易用，界面友好，功能强大，在机械制图和结构设计领域，掌握和使用Solidworks已经成为最基本的技能之一。与传统的2D机械制图相比，参变量式CAD设计软件具有许多优越性，是当代机械制图设计软件的主流和发展方向。传统的CAD设计通常是按照一定的比例关系，从正视，侧视，俯视等角度，根据投影，透视效果逐步绘出所需要的各个单元，然后标注相应尺寸，这就要求制图和看图人员都必须具备良好的绘图和三维空间想象能力。如果标注尺寸发生变化，几何图形的尺寸不会同步变更；如果改变了几何图行，其标注尺寸也不会发生变化，还要重新绘制，标注，因此绘图工作相当繁重。参变量式CAD设计软

42、件，是参数式和变量式的统称。在绘制完草图后，可以加入尺寸等数值限制条件和其他几何限制条件，让草图进入完全定义状态，这就是参数式模式。由于软件自动加入了关联属性，如果修改了标注尺寸，几何图形的尺寸就会同步更新。也可以暂时不充分的限制条件，让草图处于欠定义状态，这就是变量式操作模态。美国Solid Works公司是一家专门从事开发三维机械设计软件的高科技公司，公司宗旨是使每位设计工程师都能在自己的微机上使用功能强大的世界最新CAD/CAE/CAM/PDM系统，公司主导产品是世界领先水平的Solid Works软件。90年代初，国际微机市场发生了根本性的变化，微机性能大幅提高，而价格一路下滑，微机卓越的性能足以运行三维CAD软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维CAD系统，1993年PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁成立SolidWorks公司，并于1995年成功推出了SolidWorks软件，引起世界相关领域的一片赞叹。在SolidWorks软件的促动下，1998年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在UNIX操作系统的工作站CAD软件，也从1999年开始，将其程序移植到Windows操作系统中。由于SolidWorks出色的技术