1.1课题来源及研究的目的和意义

随着经济的不断发展，大型工业与民用建筑不断的出现，以至使得像大型H钢这样的钢材有着大量的市场需求。2005年推出的《钢铁新政》确立了一个重要的的产业政策是注重钢材的节约使用，发展循环经济，是实现钢铁工业可持续发展的必由之路。同时还明确指出H型钢材是绿色环保产品，要大力推广应用。因此可以说，H钢远期需求依然很大。在H钢的价格方面有利好因素，首先，板材价格持续上涨，自2005年以来，以冷轧为带动，中厚板，热卷以及螺纹等的价格都有不同程度的上涨。尤其宝钢调价以来，板材价格在此带动下持续高涨。钢市场逐步回暖也给H型钢市场形成了一个比较稳定的外部环境。其次，国外H型钢市场行情较好，为我国H型钢出口创造了一个有利环境，日本，美国及欧洲等地H型钢市场逐步回暖，价格均有不同程度的程度的回升，国内市场进口H型钢与国产H型钢价格差距已经消失，对国内市场不再构成威胁，反而有利于国内钢材的出口。大型H钢提升翻转机机构在在这个经济背景下产生。

H钢虽然可以用热轧的方法制造，但只能在端面高度为400~600mm范围内取得最佳经济效果，小于或大于这个范围，用其它焊接方法制造更为有利。同时，在焊接生产加工中，当H钢完成组对并进行一面的焊接后，需要将其翻转，以便焊接另一面。但由于H钢体积大、重量重，人工很难翻转，所以需要专用的设备，尤其是在大批量生产中，就更需要一种翻转提升机构来完成这一操作，以提高生产效率。大型H钢翻转提升机就是应用在这种场合下的设备。

1.2同类设备目前的发展着状况

对于翻转机构，现在已有很多的形式。如有框架式、头尾架式、链式、环式、推举式等。并已在实际生产中用于各种工件的翻转。目前国内还未对各种形式的翻转机制订出系列标准，但国内已有厂家生产头尾架式的翻转机，并成系列。

另外，配合焊接机器人使用的框架式、头尾架式翻转机，国内外均有生产。它们都是点位控制，控制点数以使用要求而定，但多为2点(每隔)、4点（每隔）、8点（每隔）控制，翻转速度以恒速的为多，但也有变速的。翻转机与机器人联机按程序动作，载重量多在20～3000之间。例如我国汽车、摩托车等制造行业使用的弧焊机器人加工中心，已成功地采用了国产头尾架式和框架式的焊接翻转机，由于是恒速翻转，点位控制，并辅以电磁制动和汽缸锥销强制定位，所以多采用交流电动机驱动、普通齿轮副减速，机械传动系统的制造精度比轨迹控制的低1到2级，造价便宜。提升机构主要有机械式和液压式两种，且各种提升设备已形成标准系列。

机械式提升机构通常是以省力的钢丝绳滑轮组作为执行构件的，所以可以有较大的提升范围，滑轮组一般使用定滑轮、定滑轮和动滑轮、双联滑轮组（四分支）、双联滑轮组（八分支）等几种形式。另外在机械式提升机构中，也有采用齿轮和齿条进行提升，但采用这种机构的设备一般只适用于小型货物、轻载情况下的提升作业。

液压式提升机构也是常用提升机构中的一种。它采用液压作为动力源，包括有使用液压马达，其执行提升的机构同机械式。由于液压缸的行程有限，对于较大行程的提升都设计有增加行程的装置，如X形的支架。因此，液压式提升机构多用于升降台、汽车翻斗等不需要很大行程，但却有较大载重的设备中。

第2章 系统总体设计

2.1初始参数的拟订

翻转的H钢最大尺寸为：高1200mm、宽600mm、长18000mm，最大质量为10吨。每个翻转机构设置1台翻转电机，要求机构能实现正反方向任意角度的翻转。提升机构的最大提升高度为800mm。整个系统由3个翻转提升架组成，分别编号为Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号。Ⅰ号与Ⅱ号之间相距4m，Ⅱ号与Ⅲ号之间相距7m。各翻转提升架之间放置输送辊道。

2.2机构的选择及各部分形式的确定

根据对题目“大型H钢翻转提升机构设计”可知，该机构主要有两部分组成，即翻转机构和提升机构，现分别对这两种机构进行讨论。

2.2.1翻转机构

翻转机构是将工件沿水平轴转动或倾斜，使之处于有利于加工位置的变位设机构。常见的

4.2轴的结构设计及校核

4.2.1轴的设计及计算

系统中有主动轴1根，空场链轮轴1根、滑轮轴1根及电动机采用摆架式张紧安装时使用的销轴1根。现仅对主动轴做精确的设计计算。

1、输出轴上的功率、转速和转矩

链条的传动效率为=0.98，则             

=1.9992/0.98=2.04

2、作用在链轮上的力

由第2章链条的受力分析可知，=25000N，=23477N。

3、初步确定轴的最小直径

选取轴的材料为45钢，调质处理。取=112，于是得    

轴的最小直径处为安装链轮处，此处有一个键槽，轴径应放大6%，即，取。