2017毕设说明书9

陕西理工大学毕业设计

?-1=155MPa

由于轴肩上是集中应力，故轴的材料应力集中系数为???2.1，???1.4， 材料的敏性系数为q??0.9,q??0.92

故有效的应力集中系数为 K??1?q?(???1)?1.99 （4.6）

K??1?q?(???1)=1.36 （4.7）

得尺寸系数???0.68，扭转尺寸系数???0.84，磨削加工的表面质量系数为 ?????=0.94，

轴表面强化处理。则综合系数为：K??K??1?1=2.6 （4.8）

????KT?KT?T?1?T-1=1.54, （4.9）

得碳钢的特性系数为：???0.1~0.2，取???0.15

???0.05~0.1，取???0.06，于是计算安全系数Sca值，可得

S???-1??1 ?20.12,S???10.48K???????mK???????m（4.10）

S?S?S??S?22Sca??8.7?S?1.5, (4.11）

故可知其是安全的。 （2）接下来要考虑夹紧轮主轴的设计和校核，夹紧轮主轴主要要考虑与之直接接触的深沟球轴承的内圈直径的尺寸，以及夹紧轮的尺寸设计，从而确定夹紧轮的主轴的尺寸，它夹紧轮之间通过平键来实现圆周方向的定位，两头设计有螺纹，直接与螺母相连接，既实现了功能，有实现了轴的应有的承载功能。由于从动轴是安全的，因为夹紧轮主轴更短，而且直径相差不大，故可认为夹紧轮主轴是安全的，在此不再进行计算说明。下图为夹紧轮主轴的示意图：

图4.2 夹紧轮主轴示意图

4.2机架的设计计算

作为基础部件，机器的所有零部件最终都安装在机座上或者导轨面上。因此机座在机器

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中即起支撑作用，承受其他部件的重量和载荷，又作为整个机器的基准，保证部件之间的相对位置关系，机座也影响机器的工作精度和抗振性能，若兼作运动部件的轨道时，还影响着

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机器的运动精度和耐磨性。 机架一般应满足: 精度要求。应合理选择和确定机架的加工精度，应能保证机座上或箱体内外零部件的相

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互位置关系准确。

工作要求。机座和箱体的设计首先要满足刚度，其次要满足强度、抗振性、稳定性等方

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面的要求；当同时用作滑道时，滑道部分还应具有足够的耐磨性。 运输性要求。机座和箱体体积大，重量重，因此设计时还应考虑设备在运输过程中起吊装运，

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尽量不要出现超大尺寸、超大重量的设计。

工艺性要求,机架，结构较复杂，加工工序多,必须考虑毛坯制造、机械加工、热处理、

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装配、安装固定、搬运等工序问题。除此之外，还有人机工程，经济性等方面的要求。 截面形状,绝大多数都要受力情况很复杂，因而产生压缩或拉伸、弯曲、扭转等变形,本机器机座主要承受的是弯曲应力，所以采用方钢作为机架的材料，并且机架设计尺寸由零

件的相对位置可以确定。本机架主要起支撑和连接作用，由上下两部分组成，从而把整个机器支撑起来，安装上必要的零部件以实现正常工作。机架上还有许多焊接件，如电机座和电池安装的座子，夹紧轮支撑座等，最终焊接后应该对焊接处进行一定的处理，避免毛刺等缺陷的出现。最终机架的设计如下图所示：

图4.4 上机架

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图4.5 下机架

最后对机器重心进行计算，经过查阅资料后得知，行走电机和敲击电机重量各自均为5.5kg,蓄电池(CNLF24)的重量为2kg,尺寸为205?155?50mm,在proe软件中测得敲击盘装配后的重量为6kg,为了使机器的重心最终能落在机器的几何中心。把此问题近似看作由杠杆平衡问题来处理，最终可以算出来行走电机的电池的重心离机器几何中心的距离在垂直导线方向上L=20mm，估计下半部分机架装配后的重量为20kg,上半部分机架的重量估计为20kg,最终求得整个机器的重量为65.5kg。满足老师给的总质量小于80kg的要求。

结束语

在王老师的指导下顺利做完了本次设计，也从而对机械中设计一个完整机器有了一个较深刻的体会与理解，同时也检验了自己大学四年所学的知识，起到了学以致用的效果，也加深了我对知识的理解。

本次设计做的是一个除冰机，主要争对高海拔地区高压线覆冰后会对人们的日常生活以及生产制造所造成不必要的巨大损失，为了减少这种情况造成的危害，从而设计出了这部控

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制简单，且易于生产制造的除冰机。人工把除冰机本架到导线上，并把机器调整到工作状态，机器在直流动电动机的驱动下前行，同时在敲击电机的驱动下，敲击盘开始工作，在遇到间隔棒等障碍物时，夹紧轮在障碍物的阻挡下向后转过一个角度，最后在跨过障碍物后，靠复位弹簧拉回原来的工作位置，在快要到达下一个电线杆时让机器停止工作，拧底板螺母，转动翻转机构，从而脱离现在的位置，人工挪到下一个工作位置，此时就完成了一个完整的工作周期。该除冰机主要是自动跨越导线上的间隔棒，在机械手的协助下跨越导线杆，在前进的同时实现越障和除冰，本除冰机可以很好的解决以前的除冰机的控制复杂以及机构复杂等缺点，且易于制造生产。

本次设计的最大优点就是机构简单，控制容易实现，而且造价也不高，制造精度不需要很高，节省了人力物力。通过此次设计也加强了我查阅机械资料的能力，提高了分析解决问题的能力。由于本人设计经验不足，本次设计时难免会有不足之处，恳请各位老师能提出你们宝贵的意见和建议，我虚心接受并在今后的设计中改正并提高。

致谢

首先，我想感谢学校里默默付出的老师！请允许我说一声：“老师，您辛苦了！”感谢你们在这四年里对我们的谆谆教诲，感谢您在我遇到困难时对说那一句句激励的话语，让我在充满荆棘的路上勇敢前行！

本次毕业设计既是对我的一次检验，也是对我的一种肯定。通过一步步做完毕设，既锻

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