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第5章 堆垛机货叉的设计

第5.1节 货叉传动装置的总体选型

取运行阻力系数??0.85，于是

Ff??G?0.85?300?9.81?2502N （5.1）

式中G——运行质量的重力（N）

取机构的总效率?0?0.9，则运行静功率为

Pst?Fstv2502?0.15??0.42KW （5.2）

1000?01000?0.9电动机选择型号为YEJ801—4的电磁制动三相异步电动机，额定功率为0.55KW，转速为1390r/min，满足要求

联轴器选用型号为AQ—01的钢球离心式软起动安全联轴器，传递功率为0.6KW，具有过载保护功能，满足要求

减速器选用减速比为29的WD系列摆线针轮减速器，机座号为WD—3，允许功率为0.75KW，满足要求

第5.2节 货叉传动齿轮、齿条的计算

设计要求货叉的伸缩速度v为9m/min，即9000mm/min 齿轮齿条分度圆直径为60mm，则圆周长度为

C??d?3.14?60?188.4mm

安装在中叉上的中间轴是不转动的，其上的双啮合齿轮同时与上下两个齿条啮合，故齿轮转速为

v9000n???47.7r/min

C188.4⑴.选择齿轮、齿条材料

齿轮选用45号钢调质 HBS1＝245---275HBS

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齿条选用45号钢正火 HBS2＝210---240HBS ⑵.按齿面接触疲劳强度计算

vt?(0.013~0.022)n3P/n?(0.013~0.022)4830.42/48 （5.3） 计算出vt在0.13和0.22之间，取vt?0.2m/s 确定齿轮齿条传动精度等级为第齿轮的分度圆直径

d1?3公差组8级

2KT1u?1ZEZHZ?2() （5.4）

?du??H?齿宽系数按齿轮相对轴承为悬臂布置取为?d?0.4 齿轮齿数Z1＝20 齿条长度为1000mm

货叉传动系统中的链轮链条传动的传动比为1

由电动机的转速和减速器的传动比计算出传动轴上的齿轮的转速

1390n??48r/min

29双啮合齿轮的转速也为13r/min 则齿轮转矩

T1=9.55×106P/n=9.55×106×0.42/48=83560Nmm （5.5） 载荷系数 K=KAKVKαK? （5.6） 使用系数KA=1 动载荷系数KV=1.18 齿向载荷分布系数K?=1.22 齿间载荷分布系数Kα由β＝0

及εr＝??＝〔1.88-3.2（1/Z1+1/Z1）〕COSβ=1.68 （5.7） 查得Kα＝1.21

则载荷系数k的初值k=1×1.18×1.22×1.21＝1.74

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弹性系数ZE=189.8N/mm2 节点影响系数ZH=2.5 重合度系数Z?=0.87

许用接触应力 ??H???HlimZNZW/SH （5.8） 接触疲劳极限应力?Hlim1, ?Hlim2

?Hlim1=570N/mm2

?H2lim2=460 N/mm 应力循环次数为

N1=60njLh=60×48×1×（8×300×8）=5.5×107N2=N1/μ＝4.6×107 接触强度得寿命系数ZN1?ZN2?1 硬化系数ZW=1

接触强度安全系数SH?1.1

??H1?＝570×1×1/1.1=518 N/mm2 ??H2?＝460×1×1/1.1=418 N/mm2

故d1t的设计初值

d2KT1u?11t?3?(ZEZHZ?)2=du??H?32?1.74?835601.2?10.41.2(189.8?2.5?0.87418)2=40㎜ 齿轮模数m=d1t/Z1=40/20=2mm 所以取m=3㎜

齿轮分度圆直径的参数圆整值为d1?Z1m=20×3=60㎜

圆周速度v=?d1n/60000=0.18m/s 与估取vt?0.2m/s相近，满足要求

（5.9）5.10） 5.11）

5.12） （（（文档

因为齿宽系数?d＝0.4

所以齿轮齿宽b??dd1?0.4?60?24mm

对于正常齿，h?a?1，c??0.25 齿顶高h?a?ham?1?3?3mm 齿根高hh**f?(a?c)m?(1?0.25)3?3.75mm

齿顶圆直径da?d?2ha?60?2?3?66mm 齿根圆直径df?d?2hf?60?2?3.75?52.5mm 取齿条齿根高hf?3mm 齿条齿顶高ha?3.5mm 齿条宽度b?25mm

齿条总高度H?ha?hf?h1?3.5?3?4?10.5mm式中h1为轮齿底部到齿条底部的高度 齿距p??m?3.14?3?9.42 齿厚s??m/2?3.14?3?2?4.71 齿槽宽e??m/2?3.14?3?2?4.71 ⑶.齿根弯曲疲劳强度校核计算

?F?2KT1bdYFaYSaY????F? 1m齿形系数YFa 齿轮YFa1=2.55 齿条YFa2=2.45 应力修正系数YSa 齿轮YSa1=1.63 齿条YSa2=1.65 重合度系数

Y??0.25?0.75/?a?0.25?0.75/1.68?0.7 许用弯曲应力[σF]=?FlimYNYx/SF

5.13）5.14）5.15） （ （

（

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弯曲疲劳极限?Flim1=460 N/mm2

?Flim2=390 N/mm2

弯曲寿命系数YN1?YN2?1 尺寸系数Yx=1 安全系数SF=1.25

则??F1???Flim1YN1YX1/SF＝460×1×1/1.25=368 N/mm2 （5.16）

??F2???Flim2YNYX22=390×1×1/1.25=312 N/ mm/SF2故?F1＝2×1.46×83560×2.55×1.63×0.70/(60×180×6)=11.78 N/mm2?[?F1]

?F2＝2×1.46×83560×2.45×1.65×0.7/(50×180×6)=13.74 N/mm2?[?F2]

第5.3节 货叉传动链轮、链条的设计计算

⑴.选择链轮的齿数Z1和Z2 小链轮齿数Z1，取为21 大链轮齿数Z2

Z2?iZ1?1?21?21

在货叉传动系统中，链轮链条传动不需要增速或减速，所以上式中传动比i取为1。

链轮选用40Cr合金调质钢为材料进行制造，淬火温度850C，因40Cr为合金钢，采用油淬，硬度达到HRC40-50，回火温度500C，以降低脆性。 链轮结构采用整体式，链轮的齿形按3RGB1244-85规定制造。 ⑵.确定链节数Lp

初定中心距a0?40p，则链节数为