【正文】 計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的資源，對產(chǎn)品進行規(guī)劃、分析、綜合、模擬、評價、修改、決策并形成工程文檔的創(chuàng)造性活動。 （ 4）對零件進行功能模擬，如注塑、壓鑄、鍛壓或者機械加工等過程進行模擬，從模擬過程發(fā)現(xiàn)制造中的問題，從而提出對零件設(shè)計的修改方案。 （ 2）提高設(shè)計質(zhì)量。 （ 4）修改設(shè)計方便。 （ 6）易于實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的標準化。 ②易于修改：在一個視窗中對設(shè)備位置的調(diào)整或者對設(shè)備三維模型的修改都會在相關(guān)的視圖中得到及時反映。 SolidWorks 三維建模 經(jīng)過前期大量的資料查閱，然后設(shè)計計算，繪制二維裝配圖和零件圖，然后進行三維建模。 （ 5）設(shè)計與分析統(tǒng)一。 （ 3）利于成 組設(shè)計。 計算機輔助設(shè)計有如下主要優(yōu)點： （ 1）提高設(shè)計效率。 （ 2）進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計，產(chǎn)品的造型和外觀的初步設(shè)計。 旋挖工程車鉆桿動力箱部件設(shè)計 34 第 5 章 三維建模輔助設(shè)計 概述 計算機輔助設(shè)計是 20 世紀 60 年代發(fā)展起來的一門新興的綜合性計算機應(yīng)用技術(shù)。 FE? 試驗輪齒失效概率為 時的齒根彎曲疲勞極限值，查表得 ，若輪齒兩面工作時，應(yīng)將表中的數(shù)值 ，得 ； 490FE MPa? ? 安全系數(shù)，查表得 FS = 對兩個齒輪進行計算，得出 ? ? 11F Fa SaYY? ? ? 22F Fa SaYY? ，故小齒輪的彎曲疲勞強度最弱。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 ? ?639 .5 5 1 00 .2TTPW d n???? ? ? （ 41） 式中， 軸的扭切應(yīng)力， MPa； T轉(zhuǎn)矩， ； 抗扭截面系數(shù)， ； P傳遞的功率， P=180 kW； 軸的轉(zhuǎn)速， n=98 ； 許用扭切應(yīng)力，查表得 = 25~45 MPa。 其組件裝配圖如圖 313 所示?；蛟诰o貼軸承處裝一甩油環(huán)，可有效地防止油外流。 曲路密封 :當(dāng)環(huán)境比較臟和比較潮濕時，采用曲路密封是相當(dāng)可靠的。 （ 2）非接觸式密封 采用非接觸式密封，可以避免密封件與旋轉(zhuǎn)件的接觸。 旋挖工程車鉆桿動力箱部件設(shè)計 28 表 32 常見接觸式密封方式 氈圈密封 ：在軸承端蓋上開出梯形槽，將毛氈按標準制成環(huán)形（小尺寸時）或帶形（大尺寸時），放置在梯形槽中以與軸密合接觸。密封裝置可分為 接觸式密封 和 非接觸式密封 兩大類 : （ 1） 接觸式密封 在軸承蓋內(nèi)放置軟材料與轉(zhuǎn)動軸直接接觸而起摩擦作用。但是本次設(shè)計，齒輪是縱向布置，所以只能定期的人工潤滑。經(jīng)過查閱相關(guān)書籍，通過軸承的 dn 值計算，調(diào)心滾子軸承，深溝球軸承，回轉(zhuǎn)支承均用脂潤滑。常用鑄造金屬有多種，其中鑄鐵具有許多優(yōu)良的性能，比如耐磨性能好、消震性能好、鑄造性能好、切削性能好等，并且生產(chǎn)簡便、成本低廉，是應(yīng)用最廣泛的材料之一。箱蓋的的外形結(jié)構(gòu)取決于行星減速器的外形結(jié)構(gòu)，因為行星減速器的動力輸出就是動力箱的動力輸入。 因為鑄造箱體剛性好，外形美觀，易于切削加工、能吸收振動和消除噪音，可采用鑄造工藝獲得毛 坯。這些孔是在箱座和箱蓋裝配時，一起配作。 箱座的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)以往設(shè)計經(jīng)驗可以確定箱體壁厚，根據(jù)動力箱需要安裝滑架裝置、緩沖裝置、壓板裝置等，可以確定動力箱體的外形尺寸。其中最重要的是，本次設(shè)計的花鍵套為內(nèi)花鍵，其中花鍵的強度校核不是本次設(shè)計的重要內(nèi)容，所以不做強度校核。受載時齒上有徑向力，能起自動定心作用，有利于各齒受力均勻，強度高，壽命長。矩形花鍵聯(lián)接是應(yīng)用最為廣泛的花鍵聯(lián)接。 h 花鍵連接適用于定心精度要求高、傳遞轉(zhuǎn)矩大或經(jīng)?；频膱龊稀ｏ@然，花鍵聯(lián)接是平鍵聯(lián)接在數(shù)目上的發(fā)展。根據(jù)導(dǎo)師的指點和查詢資料，基本上確定了套筒的尺寸。其次套筒還起著定位的作用，下面部分是與回轉(zhuǎn)支承接觸，上部分是與深溝球軸承軸承接觸，所以在設(shè)計的時候，上下部分的尺寸得根據(jù)兩個軸承的尺寸來設(shè)計。 大齒輪的工藝技術(shù)要求： （ 1）齒坯正火處理有利于提高齒輪芯部的韌性，硬度為 217255HBS； （ 2）齒面表面淬火，滲碳深度為 ，齒面硬度為 50—55HRC，芯部硬度28—33HRC； （ 3）齒面應(yīng)該進行磁粉探傷，鍛件不允許有裂紋、夾渣和白點等缺陷； （ 4）齒頂進行一定的修緣處理； 驅(qū)動套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計 驅(qū)動套筒在動力輸出裝置中，起著承上啟下的作用，分別通過 M20 和 M24 的螺釘連接著大齒輪和花鍵套，因此它的結(jié)構(gòu)設(shè)計也顯得非常重要。材料本身的缺陷以及熱處理狀況不佳都容易產(chǎn)生裂紋，此外，磨齒的工藝也有一定的影響，如磨齒規(guī)范、砂輪的選擇與休整、冷卻等。對齒輪進行齒根噴丸處理，可以使齒根圓角處表面產(chǎn)生較大的殘余壓應(yīng)力，一定的殘余壓應(yīng)力有利于提高疲勞強度。 大齒輪的工藝過程為： 齒坯鍛造 —預(yù)備熱處理（正火） —粗車 —熱處理（調(diào)質(zhì)） —半精車 —滾齒 —鉗工（倒角） —熱處理（表面淬火） —齒根噴丸 —精車 —磨齒 —檢查 —鉗工—倒棱。 圖 38 大齒輪 (2) 大齒輪的工藝設(shè)計 本次設(shè)計中，大齒輪的材料選用 45 鋼，因為鋼材的韌性好，耐沖擊。 (1) 大齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 在動力箱的設(shè)計中，根據(jù)已知參數(shù)，再通過類比法，可以得出齒輪的大概模數(shù)和齒數(shù)，然后查閱機械設(shè)計手冊選擇相應(yīng)的齒寬。兩個軸承的安裝如圖 37 所示。得出需用 M20 螺釘 30 個。 回轉(zhuǎn)支承在現(xiàn)實工業(yè)中應(yīng)用很廣泛，被人們稱為： ―機器的關(guān)節(jié) ‖，是兩物體之間需作相對回轉(zhuǎn)運動，又需同時承受軸向力、徑向力、傾翻力矩的機械所必需的重要傳動部件。 動力輸出裝 置中軸承的選用 通過前面的比較，可以得知滾動軸承和滑動軸承的優(yōu)缺點，在動力輸出裝置中，經(jīng)過綜合考慮決定選用回轉(zhuǎn)支承和深溝球軸承，選擇依據(jù)有如下兩點： （ 1）大齒輪本身體積龐大，重量大。 旋挖工程車鉆桿動力箱部件設(shè)計 20 圖 35 軸承端蓋 動力輸出裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計 如圖 31 所示，從小齒輪輸出的轉(zhuǎn)矩傳遞給大齒輪，大齒輪再通過螺釘聯(lián)接，把扭矩傳遞給套筒，套筒再通過螺釘連接，把轉(zhuǎn)矩傳遞給花鍵套，最后使扭矩傳遞到鉆桿，實現(xiàn)了鉆桿的低速旋轉(zhuǎn)運動。 軸承內(nèi)圈軸向限位的常用方法包括用軸肩、彈性擋圈、擋圈和螺釘（或錐銷）、雙螺母、軸承相鄰安裝零件端面等作軸向限位。軸有一定的軸向剛體位移，但其最大值為 S，當(dāng)軸的熱膨脹比支承它的殼體熱膨脹大時，只要差額不超過 S，不會引起附加軸向力。它一般無軸向剛體位移，但當(dāng)軸的熱膨脹比支承它的殼 體熱膨脹大時，會引起附加軸向力。 兩端定位 調(diào)隙支承方式是將兩個軸向定位約束分別安置在軸兩端的支承上，它通常由兩個圓錐滾子軸承或兩個角接觸軸承組成。符合軸向靜定原則的常見軸承軸向支承方式有三種（兩支承機構(gòu)）： 一端定位支承方式又稱固定 松弛支承方式，是將兩個軸向定位約束安置在軸某一端支承上，此支承稱之為固定支承?？傊?，齒槽根部不磨削可以提高齒輪承載能力，避免磨齒損傷。允差均為公法線長度留余量的 1/5. 調(diào)節(jié)卡盤的卡爪和置于中心架上的固定于另一軸段的定位套，進行找正。車去各部分滲碳層，外圓及端面留下一定余量。測量公法線長度并且留出半精滾齒和磨齒余量。齒頂圓、齒寬按設(shè)計圖車成。 4 探傷 超聲波探傷檢查齒坯是否有缺陷，及時報廢不合格品。 齒輪軸的加工工藝過程如表 31 所示。完成整個設(shè)計內(nèi)容。齒輪軸顧名思義就是把齒輪和軸作為一個整體，根據(jù)軸的功能 ，軸必須保證軸上零件的安裝固定和保證軸系在機器中的支承要求，同時應(yīng)具有良好的工藝性。 調(diào)心滾子軸承的配合 滾動軸承內(nèi)圈與軸頸的配合應(yīng)采用基孔制，外圈與外殼孔的配合應(yīng)采用基軸制。徑向負荷能力大，適用于有重負荷、沖擊負荷的情況。 綜合調(diào)心滾子軸承和動力箱輸入軸的特點，齒輪軸軸是大型零件，它的轉(zhuǎn)速不高，而且是重載荷，需要調(diào)心作用，為了安裝的方便，所以選用調(diào)心滾子軸承。接觸角的角接觸球軸承主要用來承受軸向載荷。、 40176。本次設(shè)計中，在套筒的定位和支承中選用此軸承。 滾動軸承的選擇包括兩個方面：類型和型號。而軸承周圍的結(jié)構(gòu)比如軸承座、軸頸、定位件等，則必須根據(jù)不同的軸承進行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 6）回轉(zhuǎn)支承的選用等。 （ 2）驅(qū)動套筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 2）能夠?qū)崿F(xiàn)大扭矩、大功率的輸出。最后才對重要零件進行剛度強度校核。 圖 24 傳動方案簡圖 此結(jié)構(gòu)發(fā)揮了液壓傳動體積小、自平衡的優(yōu)勢 , 減小中心距 , 有效控制減速器重量。 （ 3）適應(yīng)較惡劣的工況。這就需要將各種傳動方案加以分析比較。而且嚙合傳動會產(chǎn)生噪聲。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸 螺旋齒輪傳動 。 ① 優(yōu)點： 與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸?。凰鑿埦o力小，作用于軸上的壓力小；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作 。 ② 缺點：傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。下面是幾種典型常見的傳動方式： （ 1）帶傳動 ：如圖 21 所示，帶傳動是一種繞行傳動。 （ 3）繪制動力箱二維和三維裝配圖和零件圖 。國內(nèi)旋挖工程車動力頭在核心技術(shù)方面跟國外相比還有一定的差距 ,可靠性和功能擴展方面還需進一步發(fā)展。其性能好壞直接影響鉆機整機的工作效率 .旋挖工程車施工中 ,動力頭為旋挖工程車提供動力 ,通過液壓馬達驅(qū)動鉆桿、鉆頭回轉(zhuǎn)挖土 ,同時由液壓油缸提供旋挖作業(yè)所需垂向作用力 ,滿足鉆孔時低速進給鉆進和高速甩土兩種工況要求 . 國外對鉆機研究己經(jīng)有數(shù)十年的歷史 ,鉆機各項性能相對成熟。 (5) 多功能化已漸趨完善。安裝鉆桿牙嵌嚙合顯示系統(tǒng)后，操作人員可在顯示器上精確地觀察和了解牙嵌嚙合情況以及鉆桿實時施工狀態(tài)，無論新老操作機手都能很好地操作。動力頭根據(jù)扭矩不同已形成系列，不同型號的旋挖工程車可根據(jù)需要選裝動力頭，裝配快捷，維修方便。國外鉆機在鉆孔直徑和鉆孔深度方面有較大優(yōu)勢，鉆孔直徑最大可達 4 米，鉆深可達 90 多米。 (3)產(chǎn)品進口配套件受限。 如圖 16 所示為徐工集團的旋挖工程車正在施工。 旋挖工程車鉆桿動力箱部件設(shè)計 6 圖 15 電氣系統(tǒng) 旋挖工程車國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 近年來，經(jīng)過各類施工磨練的國產(chǎn)旋挖工程車得到了快速發(fā)展，其整機的主要性能已接近或達到國際先進水平，關(guān)鍵技術(shù)和施工工藝也得到進一步的發(fā)展。鎖定下車 ,拔掉上車回轉(zhuǎn)鎖定銷，變幅油缸和左右傾缸動作使 鉆桅在指定點與水平面垂直，鉆桿、鉆頭在主卷揚的作用下到達施工地面，在動力頭旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下回轉(zhuǎn)，同時在加壓缸提 供的加壓力的作用下向下挖土。同時采用先進的手動與自動相互切換的電子調(diào)平裝置，對桅桿進行監(jiān)控，自動調(diào)節(jié)，使桅桿在施工作業(yè)中始終保持鉛直狀態(tài)，有效地保證工程對樁孔垂直度要求。發(fā)動機輸出的動力通過液壓系統(tǒng)將其轉(zhuǎn)換為推動鉆機各執(zhí)行元件運動的驅(qū)動力，并對各執(zhí)行元件的運動進行有效地控制。滑輪架為可折疊式，運輸狀態(tài)時，將其折疊安裝，以減少運輸狀態(tài)時 整機的外形尺寸。 桅桿是鉆機的重要工作裝置，是鉆桿、動力頭、加壓缸的安裝支承部件及其工作進尺的導(dǎo)向部件。三角形聯(lián)接體另一角通過轉(zhuǎn)盤和中桅桿下端鉸接在一起。卷揚減速器內(nèi)部自帶片式摩擦片液壓制動器，主要功能是停車制動；液壓馬達上帶有液壓制動閥 。氣蝕會造成零件表面損傷，加劇磨損，它是影響馬達使用壽命的主要因素?；剞D(zhuǎn)支承的回轉(zhuǎn)通過其內(nèi)部套筒式主軸內(nèi)鍵驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)鉆桿鉆孔工作的主運動。履帶伸縮機構(gòu)由液壓缸、 H 梁 、液壓缸滑軌等組成。上車體是鉆機的機架，為整機的安裝基礎(chǔ)。大型機的應(yīng)用市場定位： （ 1）各種高速公路、鐵路橋梁的 特大橋 樁； （ 2）其他大型建筑的特殊結(jié)構(gòu)承重基礎(chǔ)樁。中型機的市場工作量覆蓋比例達到 90%以上。小型機的市場工作量覆蓋比例達到 30%以上。旋挖工程車根據(jù)其主要工作參數(shù)：扭矩、發(fā)動機功率、鉆孔直徑、鉆孔深度及鉆機整機質(zhì)量可以分為三種類型： 扭矩 100kN旋挖工程車主要用來對地基基礎(chǔ)樁基成孔，其鉆頭有多種形式：如回轉(zhuǎn)斗、短螺旋、巖芯鉆頭等，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，更換不同的鉆頭，以達到高速、高質(zhì)的成孔要求。主、副兩個卷揚可適用于工地多種情況的需要。 關(guān)鍵詞： 旋挖工程車，動力箱，部件設(shè)計 . SPIN DIG TRUCK DESIGN OF POWER BOX ABSTRACT In recent years, the spin dig truck has obtained rapid development in our country, but pared with foreign decades of development history, domestic spin dig truck in terms of key ponents, there is still a gap pared with abroad. Power box parts for spin dig truck of this design is the key ponents, and its performance is good or bad dir