连续式轮胎输送机设计.doc

摘要 为了减小工人的劳动强度，提高工作效率，对轮胎实现灵活的输送，因此设计了连续式轮胎输送机。该装置是固定在地上的，由电动机、链条、托架、链条托轨、可调底座、底层机架、中层机架、顶层机架等装置组成。这个设备可以连续地输送轮胎，设备上配有电机，通过电动机和链条来输入动力，所以电机可以正转，也可以反转，轮胎可以上进下出，也可以下进上出，输送比较灵活，很方便，而且这个设备也可以用来输送其他的一些物件。连续式轮胎输送机不仅结构简单、自动化程度高、操作简便，而且在很大程度上改善了工作人员的工作环境，节约了很大的人力物力，提高了运输轮胎的效率。关键词：连续 轮胎 输送 自动化 Abstract In order to reduce the labor intensity, improve work efficiency, flexible conveyor tire, so the design of continuous tire conveyors. The device is fixed on the ground, by the motor, chain, bracket, chain prop up the rail, adjustable stand, the bottom of the rack, middle rack, top rack device. This equipment can be transported in succession tires, equipment with motor input power by an electric motor and chain, so that the motor can forward you can reverse the tires can make progress under can also be carried out under the more flexible, transportation, is very convenient, and this device can also be used to transport other objects. Continuous tire conveyors simple structure, high degree of automation, easy to operate, but also greatly improve the working environment of the staff, saving a lot of manpower and material resources, improve the efficiency of the transport tires.Keywords: Continuous tires conveyor automation目录摘要IIAbstractIII一 绪 论11.1 本课题的来源、目的及意义11.2 课题背景及国内外研究现状21.2.1课题的国内外研究现状21.2.2 课题的研究趋势预测31.2.3课题的技术领域和背景技术41.3 本课题研究的主要内容51.4本章小结5二、 系统设计方案及可行性分析62.1需达到的要求及关键技术6 2.1.1.需达到要求、技术指标62.1.2.关键技术62.2课题分析62.3设计要点72.4具体方案72.5输送机的整体结构和工作原理132.6 本章小结14三 连续式轮胎输送机结构的设计143.1 概叙143.2 托架的设计143.3链条的设计183.3.1内外侧链环绕法与长度设计203.4 可调底座的设计233.5 链环张紧组件的设计263.6顶部链条托轨的设计28四 轴的设计与校核294.1机构的动力计算294.2轴的设计304.2.1计算轴的最小轴径304.2.2轴I的结构设计304.2.3轴I的强度演算324.2.4校核轴的强度34五 连续式轮胎输送机注意事项5.1设备的安装345.2设备的操作方法355.3设备的维护与保养35六 结论与展望36七 参考文献37八 致谢.38一 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义本课题来源于十堰东风汽车设备专用厂实际中对于轮胎的运输与摆放的设备所需要的要求，对轮胎运输现场进行科学管理、归纳和完善，以期最终形成高效的轮胎运输系统。通过对连续式轮胎输送机的设计试验，针对轮胎输送带的摆放问题，完成轮胎的输送，用以指导轮胎自动运输的生产实践，达到提高生产、获得高效率生产整车的目标。 连续式轮胎输送机的优点是:结构简单;所占空间位置小;易于输送;制造费用较低，而且其有效地避免了斜坡输送轮胎所导致的轮胎不稳定和输送带过长的问题。适应于汽车制造业及其他企业使用，可以减轻劳动强度，以便可实现自动自化操作。通过对本课题的研究，可以进一步提高车间内的资源利用率，优化轮胎的运输通道，提高轮胎的安装率，从而提高整车的生产率，提高安装过程的安全系数，综合降低产品的生产成本。1.2 课题背景及国内外研究现状1.2.1课题的国内外研究现状 当前国内轮胎运输机自行设计的产品技术水品多数还相当于国际80年代初、中期水平，只有少数设备在吸收国外先进技术的基础上，经过更新换代达到了国际90年代初的水平。随着国家经济建设的蓬勃发展，国家重点工程项目纷纷上马，一些大型、关键工程一般都采用国际公开招标方式采购机械设备。国外新型轮胎运输机和旧运输机因此大量涌入中国市场,使国内用户对国外相关设备的性能、作业可靠性、效率等方面有了较深入的了解，从而也认识到国产轮胎输送设备无论在制造质量、外观造型方面，更主要的是在技术性能（可靠性与安全性、工作效率及操作方便性、舒适性）等方面与国外的设备差距很大。国内不少用户为了达到作业高效率以确保工期按时完成，宁愿花较多的钱购买进口设备或购买与国内新机价格相当工作可靠性仍然较高的国外二手设备。在这种形势下，国产轮胎运输机当然面临很大的冲击和压力。用模块化设计代替传统的整机设计方法，将轮胎运输机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途，有相同联接要素和可换的标准模块，通过小同模块的相互组合，形成小同类型和规格的运输机。对轮胎运输机进行改进，只需针对某几个模块。设计新型轮胎运输机，只需选用小同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的运输机改换成具有相当批量的模块生产，实现高效率的专业化生产，企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。由于汽车生产规模不断扩大，生产效率日益提高，以及整车生产过程中轮胎装卸搬运费用所占比例费用逐渐增加，促使高速轮胎运输机的需求量不断增长，输送量越来越大，工作速度越来越高，并对能耗和可靠性提出更高的要求。轮胎运输机的更新和发展，在很大程度上取决于电子的传动与改进。将机械技术和电子技术相结合，将先进的计算机技术、微电子技术、电力电子技术、光缆技术、模糊控制技术应用到机械的驱动和控制系统，实现轮胎运输机的自动化和智能化。如今高效的轮胎输送机主要由全数字化控制驱动装置、可编程序控制器、故障诊断及数据管理系统等设备组成。1.2.2 课题的研究趋势预测由于考虑到效率、安全性以及成本经济性等情况，目前的轮胎输送机都朝着经济实用、可靠安全的方向发展，因此我设计的连续式轮胎输送机要向低成本、安全性性高、效率高的方向发展。如今社会对于汽车的需求量越来越大，而汽车的轮胎又经常更换，所以对于轮胎的需求量也越来越大。那么现在和以后对于轮胎的摆放以及运输就会成为一个大问题。操作机动灵活、结构简单、造价低，实用性强就是一直以来的研究方向。而这类连续式轮胎输送机现在市面上的种类还非常少，研究还不是很全面，很多技术还有待完善，因此研究此方向的课题仍然有很大的发展前景。 1.2.3课题的技术领域和背景技术本课题研究的技术属于输送行业，具体的说就是通过输送机上的输送带对轮胎进行输送。目前有不少工厂和车间对于轮胎的一些特定的输送都是用吊臂，但是吊臂必须要有人操作，而且比较慢，工作效率低，占用空间大，并且不是很安全，这样劳动成本和危险性都很大。利用我所设计的这个连续式轮胎输送机，就能有效地增大安全系数。由于我设计的这个输送机外面有防护网，所以轮胎在输送过程中不会掉落或者碰到工人。同时我设计的这个输送机有连续输送的能力。输送机上总共有7个分开的输送带，每个输送带都单独地输送一个轮胎，能够重复输送，这样就大大增加了输送轮胎的效率。输送机被设计成竖直方向的，满足了轮胎的一些特殊的运输要求。而且输送带不仅可以正方向转动，也能反方向转动，也就是说不仅能将轮胎从上方运送到下方，也能将其从下方运送到上方。而对于这个多层的输送带，由于输送轮胎，就设置成由几块板组合而成，如果将输送带改为别的形式组成，就可以输送别的物品，可以拓展出很多用途。随着中国居民生活水平的逐步提高，人们也越来越多地用汽车代步，这样未来对于轮胎的需求量肯定越来越大，所以在工厂里运送轮胎来安装的工作量会越来越大，对于这种连续式轮胎输送机的需求量肯定也越来越大。此装置可用于工厂里运输安装轮胎，也可以用于小型车间里摆放轮胎。同样此装置还能用于建筑、矿场、码头、港口集装箱等不同领域。1.3 本课题研究的主要内容 本课题研究的目的是为了减小工人劳动强度，提高劳动效率，提供一种可对轮胎实行灵活高效运输、安全转运的装置。主要组成部分：底层机架、中层机架、顶层机架、链条组件、链环张紧组件、托架、链条托轨、传动轴、可调底座；课题需完成的任务：输送带摆放方式的设计、链条缠绕方式的设计、轮胎托架的设计、连续式轮胎输送机总成图，以及部分组件的总成，系统的其余部分只作了解。1.4本章小结本章介绍了连续式轮胎输送机的发展历史、国内外输送机的现状；阐述了课题来源、目的及研究意义；最后介绍了课题要完成的主要任务。二、 系统设计方案及可行性分析2.1需达到的要求及关键技术 2.1.1.需达到要求、技术指标 本课题预期成果实现多个工件的同时输送功能，全自动电动控制。输送工件：汽车轮胎节 拍：35s/台从轮胎开始进入到完全进入输送机用时：4s轮胎从顶层机架输送到底层机架用时：16s轮胎从底层机架完全输出输送机用时：4s(以轮胎最大直径来计) 2.1.2.关键技术通过合理巧妙的链条绕行结构，实现工件（轮胎）的柔性循环和连续提升，使得多个工件能够同时输送，快速稳定可靠，达到全自动电动控制。2.2课题分析 本课题研究的是连续式轮胎输送机得设计，鉴于所给的工作条件，轮胎由一定的高度输进，然后经由轮胎输送机输送，到一个比较低的工作台（或者由较低工作台输进，从较高工作台输出），再由工人用吊钩将轮胎调走安装或使用。轮胎输送要求平稳安全，尽量减少人工操作，增加效率。2.3设计要点对于连续式轮胎输送机的设计，主要是保证在达到要求的情况下，通过设计而尽量使轮胎的输送能够达到自动化，降低工人的操作量，并拥有安全可靠、效率高、成本低廉的特点。目前国内的汽车需求量越来越大，而专门用于运输轮胎的设备还比较少，现以普通轮胎的大小和质量来设计连续式轮胎输送机，以后能更广泛地使用。而且这样的输送机要结构简单，便于国内的厂家生产，这样才能较好地满足大众的需求。本课题主要为连续式轮胎输送机的托架摆放的设计。2.4具体方案 方案一 连续式轮胎输送机在输送轮胎时，考虑到轮胎的安全运输，即要保证轮胎的不滑动等，采用执行机构（输送带）水平多层放置，每一层输送带只运输一个轮胎，连续输送，反复使用，具体设计如下： 图2.1方案一的具体结构(主视) 图2.2方案一的具体结构（俯视）方案二： 综合考虑到对输送机特定的高度差和输出距离问题，将执行机构（输送带）倾斜放置，具体设计如下： 图2.3方案二的具体结构方案三：将执行机构（输送带）水平放置，具体设计如下： 图2.4方案三的具体结构 2.4.1 三个方案优缺点方案一（输送带竖直多层放置）的优缺点：首先输送带的传动装置是用的链条，链传动是应用较广的一种机械传动，是属于带有中间挠性件的啮合传动，所以传动比较精准和平稳。 由于轮胎是由输送机上方输入，由输送机下方输出，或输入方向与输出方向可以互换，输送带竖直多层放置，在输送带输送轮胎过程中，输送带始终保持水平状态，所以轮胎也在输送带上保持水平状态，这样可以将轮胎比较平稳地从上方送到下方，轮胎不会滑动，非常安全。 每层输送带都对应一个轮胎从上往下输送，这样就比较精确不会像皮带一样打滑。由于输送带可以弯曲，所以这些各层的输送带在完成输送任务后，由链条牵引，从输送机底层返回输送机顶层，重新开始输送任务，这样循环往复，可以节约资源。每层输送带都是由多个细长的铁板做成，由螺栓将其固定在链条上。这样输送带就比较灵活，随链条的转动而向前运动，所以每个铁板之间不会产生干涉或挤压。而且各个铁板之间有间隙，这样的输送带就不怕热胀冷缩带来的变形，各铁板之间不会有挤压。这样的输送带因为它不像皮带一样整体都连在一起，而且在齿轮处滚动时各铁板互不干涉，所以不会像皮带那样有挤压力、弯曲力和拉伸力，所以这种输送带的寿命比较长。输送带由铁板组成，铁板比较坚固，所以一般不用怎么维护。输送带由齿轮和链条带动，所以在维护时只要按时给齿轮链条上油，比较简单和方便。由于铁板之间有间隙，所以在运行过程中可能会有异物掉入输送带里，导致输送带卡住。而且输送带采用链条传动，故不便用于长距离的传送轮胎。机构比较复杂，制作起来比较麻烦，而且装置不好更换零件。从总体上来说，轮胎由其他装置送到轮胎输送机入口处，一层输送带刚好把当前一个轮胎带走，下一层输送带再负责后面的一个轮胎，很精确，可以实现全自动；由上往下输送很平稳；在轮胎出口处轮胎被输送带送到水平滑台上，由工人将轮胎取走，很方便。所以这种输送带经济节约，准确方便，总体来说非常不错。 方案二（输送带倾斜放置）的优缺点： 输送带倾斜放置，就要采用皮带作为输送带，因为倾斜运输轮胎时，要保证轮胎不滑动，而皮带的摩擦系数比较大，所以其比较适合。而且用皮带作为输送带，工作时传动平稳无噪音，能缓冲吸振。工作中如果遇到过载，带将会在带轮上打滑，可防止薄弱零部件损坏，起到安全保护作用。而且皮带的造价低廉，不需要润滑，易维护。过载时将引起打滑，使皮带的运动处于不稳定状态，这样就会导致轮胎从皮带上掉落，造成危险。此时效率急剧下降，磨损加剧，皮带的寿命会受到严重影响。皮带在运行中会产生反复伸缩，特别是带轮上的绕曲会使皮带体内部产生摩擦引起功率损失。而且皮带在工作时，轴承受到皮带的拉力，也引起转矩损失。输送带倾斜放置运送轮胎时，由图可知输送带会有过渡段（上下各有一处），当轮胎经过这样的地方时，轮胎不能与皮带充分接触，从而导致输送的不稳定，轮胎也可能滑动或从输送带上掉下，产生危险。而且采用皮带输送，可能会有皮带跑偏、皮带撕裂的情况，而且有时候摩擦产生大量的热，可能会导致火灾。 方案三（输送带水平放置)的优缺点：输送带水平放置时，输送带既可以采用皮带，也可以采用类似于方案一中的铁块输送带，鉴于铁块输送带总体性能比较好，所以选取铁块输送带。那么这一方案就有了部分铁块输送带的优点，不过由给定的要求和条件看出，轮胎的输送要有一个高度差，而水平输送带放在地上，所以要对轮胎进行人工提升或下降，这样就增加了人工操作。而且在工人提升或下降轮胎的过程中，由于各种失误会导致危险，也不可能一直让工人来起吊轮胎，因为现今汽车的生产量越来越大，对轮胎的需求量也越来越高，所以需要快速的接近全自动的运输轮胎的方式，用这种方式不仅效率低，而且不安全，因而这种方式不是很好。2.4.2 可行性分析：综合分析以上三个方案，从效率、成本和安全性等方面来看，还是方案一中用多层输送带连续输送比较好，不仅安全性高，而且还能达到运输轮胎的自动化，减少工人的操作量，提高效率。相比其他两个方案，方案一的可行性最强，故应选方案一。2.5输送机的整体结构和工作原理1） 连续式轮胎输送机的整体系统结构 图2.5连续式轮胎输送机整体结构 2）工作原理连续式轮胎输送机由可调底座 、链环张紧组件 、底层机架 、中层机架 、提升机护网 、内侧链环支撑轨 、外侧链环支撑轨 、链条组件 、托架 、顶层机架 、驱动组件 、顶部链条托轨 、传动轴组件A 、传动轴支撑座 、传动轴组件B 、底部链条托轨A 、底部链条托轨B 、传动轴组件C 、光栅组件等20多台设备组成。运输轮胎时，工人通过电动按钮启动输送机，输送机上的电动机将动力通过链条和链轮输入，同一个轴上的链轮再由链条带动托架，托架上面放置轮胎工件，从而达到自动化输送轮胎的目的。2.6 本章小结本章按照连续式轮胎输送机所提出的技术要求，对输送机的执行机构（输送带）的摆放方案进行了分析和确定，并详细阐述了输送机的组成及工作原理。 三 连续式轮胎输送机结构的设计3.1 概叙 连续式轮胎输送机主要包括电动机、托架、链条、可调底座、机架等。本章将对输送机的主要结构进行设计。3.2 托架的设计轮胎的托架由链条牵引，这里就将托架设计成由多个方管组合而成的一个板，长度和宽度由轮胎的最大和最小直径来定。托架里面方管(即支撑梁)的摆放情况如下： 图3.1 托架 在托架的前后方均有一根比较长的方管，这根方管通过销轴与链条连接在一起，从而保证托架固定在链条上，精确移动，结构特点如下： 图3.2 托架前后方管在托架上有三条镶在托架上的链条，用于与传动轴上的链轮啮合。同时托架上还有内链环连接臂和外链环连接臂，外链接臂通过自制销轴与外链环相连，内链接臂通过销轴与外链环相连。内联环与外链环虽然摆放方式不一样，但链条节数是一样的，所以在输送轮胎的过程中能够使托架始终保持水平。每个方管之间都有间隙，这样在运输过程中方管之间不会产生干涉，也不会因为热胀冷缩而产生挤压。这样的托架下面的链环与链轮相啮合，传动非常精确。托架的长和宽要根据轮胎的直径来设计，轮胎的最大与最小直径查厂方轮胎清单可知：Dmax=1225mm，Dmin=839mm那么托架的长与宽就必须比1225mm大。托架的长（前后方向）应该比轮胎直径大300400mm，这样托架在运送轮胎是左右都有150200mm的空余，既不浪费材料，也提高了安全性。 查阅厂方余料清单可知厂里有宽和高为4040、8080、100100的方管，材料为普通碳素结构钢，代号Q235，后两者的宽和高过大，不宜做托架的支撑梁，这里就选择4040的方管。轮胎在输送过程中是由链环带着前进后出的，所以托架在前后（长）方向留的空余应比左右（宽）方向留的空余大。那么托架的宽就初步定为b=1225+502=1325mm宽度方向对于轮胎两边均可留50mm的空余。那么长度方向大概在1225+300=1525左右。后面链条的设计（前后有相互的依据）可知链条上最下面的链环的直径为31.75mm，所以为了保证两个支撑梁在转过链轮时不会产生挤压，将每两个支撑梁之间的距离定为31.752=63.5mm则初步计算所需的支撑梁根数为 152563.5=24.01563.524=1524mm,故总共需25根支撑梁，最前和最后一根支撑梁上焊接带双耳的滚子链，则托架的长度为： a=1524+40/22=1564mm另外链环连接臂要比普通支撑梁长200mm,左右各100mm,用于将托架固定于链条上。 同时为了清晰地表示托架在链条上的定位情况，这里将托架空载上升过程中的情况展现出来如下： 图3.3 托架与链条连接图3.3链条的设计由于输送带（托架）选择了竖直多层放置，所以这几个托架就由链条牵引，这些托架在运输轮胎的的过程中是保持水平的，当不运输轮胎时就由链条牵引重新返回顶部，反复运输。那么要保持托架的水平就不能只用两根链条，要两组链条，一组内链条，一组外链条。如下图： 图3.4 内外链条摆放位置（a） 图3.5 内外链条摆放位置（b）对于这个链条的设计，两组链条，关键就是通过链条的巧妙缠绕来达到托架在输送轮胎的过程中始终保持水平的目的，并在输送结束后使托架重新返回顶层，反复运输。链条的缠绕方法如下：3.3.1内外侧链环绕法与长度设计这里初步将输送机的高度定为56m，因为这个高度对于设备厂里的车间来说比较适合，能够解决实际的轮胎输送的环境的问题。查阅厂方的资料可知输送机将运输的轮胎的最大厚度为338mm。为了保证轮胎足够的运输空间，应将每两个轮胎在运输过程中的距离（即托架间距）保持在轮胎厚度的46倍之间，这样能够保证不干涉。那么输送机中能同时运输的轮胎数为：50003384=3.7最下面的托架是输出轮胎的，故其距离与后一个托架的距离应该比其他的小。所以输送机可以同时输送4个轮胎。当托架空载时，即托架输送完轮胎返回输送机顶端时，在升降机竖直方向能够容得下的托架个数为 50001564=3.19，那么输送机还能放置3个空载的托架，综合以上可知在输送机的链条上可以放置7个托架。由于托架分别于内外侧链环相连，所以内外链条就必须都分为7段。在动力计算中，链条上的力即与链轮上的力相同，因为力的作用是相互的，而链轮上的力为1009.88N，查阅机械手册选择合适的链条，链条能承受的力要比经计算的大，故初选链条的型号为24A，其单排链极限位能承受的载荷为1860N，节距P=38.1mm考虑到托架要在运输轮胎是保持水平，则设计内外侧链条的绕法和托架安装的位置如图所示： 图3.6 内外链条绕法内外侧链环上标的点即为托架与链环用销轴与托架相连的地方。外链环与外链环连接臂相连，内链环与内链环连接臂相连，那么理论上内链环与外链环的总长应该是相等的。对于托架的7段，外侧链环最上面的宽度就是托架的长度，为1524mm，这里没有记内外链环连接臂的半个宽度，因为有链轮存在，托轨经过这里的时候会有弯曲，托轨在长度上会减小。 152438.1=40那么对于链条来说，要把一个托架完全覆盖，则每段至少需要41节链环。但是链条不能与托架的总长等长，链条要比托架的总长长，而且在链条改变绕行方向处都有链轮，链轮直径初步定在在200300mm之间，共有5个链轮，20025=500mm，则7段链条中每段链条都应比托架长度至少长500mm，则有50038.1=13.1，故每段链条应该有41+13=54节链环链条节数最好取为奇数，故将每段链条的节数定为55节。所以内外链条总长均为：L=55738.1=14668.5mm3.4 可调底座的设计 图3.7 可调底座（a）可调底座位于机架的最底部，以保证机架的水平，其包括底板、改制螺栓、螺母和薄螺母。 图3.8 可调底座的外形尺寸（b）在连续式轮胎输送机的底部安放可调底座是因为不管地上看起来多平，实际上还是有一些小的坑洼，所以要保证输送机摆放的水平稳定，就必须安装一个可调底座，通过它来调节输送机。在机架调整好后，可调底座上的下层螺母通过点焊与底板焊接在一起，这样是为了防止螺栓松动。 图3.9 可调底座的底板尺寸底板和螺栓采用Q235材料。3.5 链环张紧组件的设计 图3.10 张紧组件在机架中的位置 图3.11 链环张紧组件 链环张紧组件由顶板、支撑杆、滑块、V形槽活动块、安装板、六角螺栓等组成。轴承是连接在滑块上的，滑块可以在支撑杆上上下移动，当滑块调整到适当位置后，链条被张紧，然后通过六角螺母固定在支撑杆上。 链环张紧组件位于底层机架，机架后面左右两侧各一个。链条张紧器的种类很多，在传动结构，如机床、汽车、摩托等应用链条传动系统的地方都有应用，作用是防止链条脱落和松动、不产生异响。具有调节链条紧松度的功能；防止链条松动、脱落，减轻链轮、链条磨损；延长链轮、链条使用寿命。这里链条张紧组件主要是起到张紧链条的作用，因为设计的这个输送机在输送轮胎的过程中托架是通过销轴只连接在链条上的，如果链条不张紧的话，托架就会向下凹陷或者出现卡死现象，不利于轮胎的输送。链条张紧组件很好地避免了链条的松弛，有效地提高了轮胎的输送效率。而且采用的这个张紧组件设计巧妙，结构简洁，操作简单，维护也很方便，所占空间小，属于大规模生产的组件。3.6顶部链条托轨的设计 图3.12 顶部链条托轨在机架中的位置 图3.13 顶部链条托轨 顶部链条托轨由托轨、支撑臂、内六角螺钉、六角螺母、弹垫组成，前面设计的顶端链条的长度为1524mm，再加上前后均有直径200mm左右的链轮，则初步将顶部托轨长度定在 1524-20022=1324mm 以下由于1300mm距1324mm太近，故初步将其长度定为1250mm。两个支撑臂的位置另有要求。 另外在托轨的前后端均做成倒角，这有利于链环的顺利进去托轨并顺利出去，延长了链条的寿命，而且利于链条反过来运转。 顶部链条托轨用于支撑和引导外链环在顶部的正常前进和运转，共两条，在机架上左右对称。 四 轴的设计与校核4.1机构的动力计算单个工件最大重量G2=51kg可积放工件数量n=4个查阅厂方物料清单，算出单个输送链板重量G1=18.904kg查机械手册找到24A链条每米质量，算出链条总质量G3=67.625kg则在连续式轮胎输送机中受力最大的轴是动力输入轴I，其将动力输入。则在输送机正常运转时所受的总力为 F=G1g7+G2g4+G3g=4039.53N则两个链轮上的力为（链轮均为双链轮）F1=F/4=4039.53/4=1009.88N假设输送链轮的直径为D=210mm,则链轮的周才为C=链条的输送速度为V=12254100060=18.375m/min,定为V=20m/min链轮是由链条来带动的， 则链轮轴上所传递的功率大小为：4.2轴的设计4.2.1计算轴的最小轴径该轴无特殊要求，选择45钢调质处理初步估算轴径：输入轴的转速按扭转强度估算最小轴径。按45钢，取C=116根据公式，为保证安全，取4.2.2轴I的结构设计由于动力输入轴上要安装链轮、轴承，本应该用轴肩来定位它们的，但是该轴上要安装3个链轮和2个轴承，在轴的左右两端均要安装链轮，而且再靠近中线一点的要安装2个轴承，最中间也要安装一个轴承，托架前端在经过此轴时，托架是水平的，同时也要保证托架不会上下颠簸，所以在链轮与链环接触、轴承与链环接触的地方要保持齐平。在轴承外侧两边的链轮处，这里的两个链轮是连接在一起的，这一部分轴上的力是非常大的。靠近中线的两个轴承，由于只是与托架底部的链环接触了一下，受力比两个链轮的受力要小。位于中线上的链轮，也是与托架下方的链条轻微接触，因而在此处轴所受的力是最小的。以往设计的轴都是中间直径大，两端直径较小，但是考虑到这根轴受力的特殊性，以及要保证链轮与托架底部接触时等高的条件，就将该轴设计为光轴，没有轴肩。如图：轴I上零件定位：最外面链轮通过轴端挡圈和套筒实现轴向定位，通过普通平键实现周向定位；里面的两个链轮通过套筒实现轴向定位，通过普通平键实现周向定位；轴承通过套筒实现轴向定位。 图4.1 动力输入轴I 考虑轴的结构工艺性：考虑到轴的结构工艺性，轴的左端和右段均在制成45°倒角。4.2.3轴I的强度演算经设计之后，各轴段作用力大小和作用点位置、轴承跨距、各段轴径等参数均已知。 齿轮上作用力的大小转矩：链轮端面分度圆直径：圆周力：链轮水平布置时的压轴力系数KFp=1.15,则压轴力为Fp=KFpFe=25951.15=2984.25N则由尺寸关系取矩算得最左边动力输入处的力的大小为F1=2505N右边链环处的力的大小为F2=479.25N左边动力输入处的扭矩大小为M1=370304N·mm中间链轮处的扭矩大小为M2=441150N·mm最右边链轮处的扭矩大小为M3=70845.7N·mm轴的载荷分析如图： 图4.1 轴的弯矩和扭矩图按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即图中的M2处的截面）强度4.2.4校核轴的强度按第三强度理论校核轴的应力其中为折合系数，取为0.3.对于直径为d的轴，其轴的弯扭合成强度条件为W=d3/32代入数据，166.82Mpa而轴的材料为45钢，其强度为195Mpa,满足强度要求 五 连续式轮胎输送机的注意事项5.1设备的安装 连续式轮胎输送机的安装过程要遵循特定的次序，因为其中有一些组件有定位或精度要求，而且有的地方是协调整个装置的，像链条这样的组件，应该是在机架里面所有的东西都装好之后再安装到链轮上。5.2设备的操作方法连续式轮胎输送机在使用时，应先开启机器一段时间，让输送机正常平稳地运转起来，然后再输送轮胎，否则可能导致链条卡死现象。另外轮胎的重量和大小要严格控制在规定的范围之内，不能超过范围，否则可能导致轮胎卡在输送机之内或链条拉断。5.3设备的维护与保养 设备要定期检查发动机是否异常，并且要检查托架与链环连接是否有松动，如有就必须及时将其紧上。还要看托架支撑梁与支撑梁之间是否有异物，避免有东西卡主托架。在链轮处要经常上机油，保证正常的润滑，这样可以增加链轮和链环的寿命。连续式轮胎输送机尽量要在比较干燥的环境中工作，因为潮湿可能导致输送机生锈，如果销轴和螺栓等一些重要的零件生锈了就要立即更换，否则容易发生危险。六 结论与展望本课题研究了连续式轮胎输送机的系统特点，我在做设计的过程中调查了一下市场上轮胎输送机的生产情况和使用情况，对于输送机有了非常深刻的了解，同时设计了输送机的整体的结构，以及对功率、尺寸等具体参数进行了设计和校核。本课题在研究过程中的创新点是突破传统的输送机输送装置水平或倾斜放置方法，而将其竖直放置，托架多层放置后，每个托架只输送一个轮胎，非常精确。不过我的论文中的设计只是在理论上，大多没有经过实际的检验，不能将论文中的理论变成实物，但是可以为以后相关输送机的实际设计与制造提供参考和依据。未来对于轮胎输送机的需求量肯定会越来越大，这方面的研究以后也会越来越多。我的论文里面对于实际工作方面的考虑还有很大的欠缺，而且所提供的可供选择的方案比较少，今后在研究的过程中肯定要多考虑实际因素，而且要考虑到输送机的多种用途，多提供一些方案，比如更换托架的种类，就能够运输别的一些东西。 七 参考文献1 杨明忠，朱家诚.机械设计M.武汉：武汉理工大出版社，2001：243-2632王世刚，张秀亲，苗淑杰.机械设计实践.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，20033杨可桢，程光蕴，李仲生.机械设计基础，北京：高等教育出版社，20064徐灏.机械设计手册.第2版.第3卷.北京：机械工业出版社，20005徐灏.机械设计手册.第2版.第5卷.北京：机械工业出版社，20006徐灏.机械设计手册.第2版.第4卷.北京：机械工业出版社，20007汪恺.机械设计标准应用手册.第3卷.北京：机械工业出版社，20008 郑文纬，吴克坚.机械原理M.北京：高等教育出版社，19979 机械工程手册编委会.机械工程手册S.北京：机械工业出版社，198210刘鸿文.材料力学1（第四版）M.高等教育出版社.200311大连理工大学工程画教研室，机械制图（第五版）北京：高等教育出版社，200612 机械工程手册编委会.机械工程手册S.北京：机械工业出版社，198213刘鸿文.材料力学1（第四版）M.北京：高等教育出版社.2003 八 致 谢 通过这一个学期的努力，我的毕业论文连续式轮胎输送机的设计终于完成了，这意味着我的大学生活即将结束了。非常感谢赵老师在我的大学的最后学习阶段毕业设计阶段给我的指导，从最初的定题，到资料收集，到写作、修改，到论文定稿，都给了我耐心的指导和无私的帮助。特别是赵老师每个星期都让我们去开一次会，让我们跟上进度，一定抓紧时间，这才让我不敢放松，时刻保持警惕，然后才有了充足的时间来完成我的毕业设计。还有校外的指导老师徐老师，我也经常去找他问一些问题，他也很耐心地给我讲解。还有各位评审的老师，在这里，忠心地谢谢您们！虽然我的毕业设计做完了，但是由于实践经验的不足和专业知识的缺乏，我的论文可能还有很多遗漏、欠缺或错误的地方，希望老师们能够给我指出，我一定虚心接受，在以后的学习、工作生活中进一步完善自己。在这里，再一次感谢母校和各位老师们，谢谢你们教给了我知识，教会了我如何做人，这让我受益终生。今后我将不断努力，奋勇向前，争取更大的进步。谢谢！