【正文】 8 第四章 彈跳小車方案（一） 結構設計 機構及主要零件空間布置方案的確定 彈射機構部分 彈簧 1) 設計要求 安裝載荷 (要求 ) F1’ =300 (N) 安裝高度 H1=100 (mm) 工作載荷 (要求 ) F239。=1081 (N) 工作行程 h=30 (mm) 要求剛度 k39。= (N/mm) 載荷作用次數(shù) N=10000 (次 ) 載荷類型 NType=Ⅱ類 2) 材料 名稱 閥門用油淬火回火碳素彈簧鋼絲 切變模量 G=79000 (MPa) 彈性模量 E=206000 (MPa) 抗拉強度 σ b=1324 (MPa) 許用切應 力 τ b=455 (MPa) 3) 端部型式 端部型式 sType=YⅡ 壓并圈取值范圍 n239。=～ 2 壓并圈數(shù) n2= 4) 彈簧基本參數(shù) 鋼絲直徑 d= (mm) 彈簧中徑 D= (mm) 旋繞比 C= 曲度系數(shù) K= 有效圈數(shù) n=16 壓并圈數(shù) n2= 彈簧總圈數(shù) n1= 實際剛度 k= (N/mm) 5) 校核與分析 要求剛度 k39。=17 (N/mm) 實際剛度 k= (N/mm) 剛度相對誤差 δ k= (%) 安裝變形量 f1= (mm) 安裝載荷 (設計 ) F1=300 (N) 工作變形量 f2= (mm) 工作載荷 (設計 ) F2=810 (N) 試驗變形量 fs= (mm) 最小變形比 f1/fs= 彈簧特性 (安裝 ) Tf1=滿足要求 最大變形比 f2/fs= 彈簧特性 (工作 ) Tf2=滿足要求 最小切應力 τ min= (MPa) 最大切應力 τ max= (MPa) 切應力特性系數(shù) γ = 最大切應力比抗拉強度 τ max/σb= 彈簧疲勞強度 Tq=滿足要求 穩(wěn)定性要求 Tw=滿足要求 安全系數(shù) S= 7 強迫機械振動頻率 γ r=0 (Hz) 彈簧自振頻率 γ n= (Hz) 是否為減振彈簧 JZ=否 承載 W= (N) 共振要求 Tg=滿足6) 其余尺寸參數(shù) 自由高度 H0= (mm) 安裝高度 H1=100 (mm) 工作高度 H2= (mm) 壓并高度 Hb=65 (mm) 試驗高度 Hs= (mm) 節(jié)距 p= (mm) 螺旋角 α = (度 ) 彈簧材料展開長度 L= (mm) 滑動螺旋傳動 1) 初始條件 軸向載荷 F為： 810N 螺母形式為：剖分式 滑動速度范圍為：＜ 螺桿材料為： 20CrMnTi 螺母材料為： ZCuSn10Zn2 2) 耐磨性計算 ξ的值為： φ的值為： 許用壓強 [p]為： 18MPa 螺紋中徑 d2的值為： 螺紋中徑 d2(選取值 )為： 4mm 公稱直徑為： 16mm 外螺紋小徑 d1為： 4mm 內(nèi)螺紋大徑 d為： 4mm 螺距 P為： 4mm 導程 L為： 4mm 螺母高度 H的值為： 10mm 旋合圈數(shù) z的值為： 螺紋的工作高度 h的值為： 3mm 工作壓強 p的值為： 3) 驗算自鎖 螺旋副摩擦系數(shù)μ s為： 螺紋升角為： 176。 4) 計算驅動轉矩 驅動轉矩 T為： (N*mm) 5) 計算螺桿強度 螺桿當量應力σ的值為： 6) 螺紋牙強度計算 螺紋牙底寬度為： 螺桿抗剪強度為： 8 螺桿抗彎強度為： 螺母抗剪強度為： 螺母抗彎強度為： 7) 螺桿的穩(wěn)定性計算 螺桿的最大工作長度 l為： 80mm 一端固定，一端不完全固定長度系數(shù)μ為： 螺桿材料的彈性模量 E為： 207000MPa 臨界載荷 Fc的值為： 8) 螺桿的剛度計算 螺桿材料的切變模量 G為： 83000MPa 軸向載荷使導程產(chǎn)生的變形量δ LF為： 轉矩使導程產(chǎn)生的變形量δ LT為： 導程的總變形量δ L為： 9) 計算橫向振動 螺桿兩支承間的最大距離 lc為： 50mm 一端固定，一端不完全固定的系數(shù)μ 1為： 臨界轉速 nc為： (r/min) 10) 計算效率 軸承效率為： 效率為： 圖 3 螺桿 圖 4 螺桿三維模型 螺母 螺母材料為： ZCuSn10Zn2 9 圖 5 螺母 圖 6 螺母尺寸 聯(lián)軸器 圖 7 圓柱銷套筒聯(lián)軸器 圖 8 圓柱銷套筒聯(lián)軸器 套筒 10 圖 9 套筒尺寸圖 卡筍 圖 10 卡筍尺寸圖 彈射尾 座 圖 11 彈射尾架 11 車體部 分的設計 車架 設計 圖 12 車架三維模型 12 圖 13 車架三視圖 輪軸 設計 1） 軸的總體設計信息如下： 軸的轉速： 120r/min 功率 : 轉矩： 800N178。 mm 所設計的軸是實心軸 材料牌號： 45調(diào)質 硬度 (HB)： 230 抗拉強度： 650MPa 屈服點： 360MPa 彎曲疲勞極限： 270MPa 扭轉疲勞極限： 155MPa 許用靜應力： 260MPa 許用疲勞應力： 180MPa 2） 確定軸的最小直徑如下： 所 設計的軸是實心軸 A值為： 118 許用剪應力范圍： 30～ 40MPa 最小直徑的理論計算值： 6mm 滿足設計的最小軸徑： 8mm 13 圖 14 輪軸尺寸圖 車輪軸段鍵的設計校核 傳遞的轉矩 T =800 N178。 mm 軸的直徑 d =8 mm 鍵的類型 A型 鍵的截面尺寸 b179。 h =3x3 mm 鍵的長度 L =10 mm 鍵的有效長度 L0 = mm 接觸高度 k = mm 最弱的材料 鋼 載荷類型 沖擊載荷 許用應力 [σ p] =68 MPa 計算應力 σ p = MPa 校核計算結果： σ≤ [σ ] 滿足 帶 輪軸段鍵的設計校核 傳遞的轉矩 T =800 N178。 mm 軸的直徑 d =12 mm 鍵的類型 A型 鍵的截面尺寸 b179。 h =5x5 mm 鍵的長度 L =8 mm 鍵的有效長度 L0 = mm 接觸高度 k = mm 最弱的材料 鋼 載荷類型 沖擊載荷 許用應力 [σ p] =68 MPa 計算應力 σ p = MPa 校核計算結果： σ≤ [σ ] 滿足 帶輪 型號： Z型帶輪 直徑： dd=50mm 帶的選擇 型號：普通 V帶 基準長度： L0＝ 560mm 車輪 14 圖 15 車輪 三維模型 支撐部分 通過舵機驅動支撐桿件的開合來實現(xiàn)控制支撐小車與 地面的角度。 圖 16 支撐桿三維模型 圖 17 支撐桿三維模型 15 第 五 章 彈跳 小車 方案（一） 三維 建模與實物模型 圖 18 彈射裝置 圖 19 卡筍 圖 20 彈射裝置三維模型 16 圖 21 小車三維模型 圖 22 小車主視圖 圖 23 小車支撐的效果圖 17 圖 24 小車彈射的效果圖 第 六 章 彈跳小車 方案（一）的評價