汽車隨車起重機(jī)設(shè)計(jì)概述(編輯修改稿)
2024-07-22 11:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 RC=59大齒輪45鋼 調(diào)質(zhì)及表面淬火HRC=52由于采用淬火，輪齒變形小，不易摩削，所以采用8級精度。小輪齒數(shù)Z1在推薦值20~40中選取23大齒輪數(shù)： Z2=Z1i=23= 取Z2=101齒數(shù)比μ： μ=Z2／Z1= =傳動比誤差Δμ： Δμ= =(2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由式得：mT2：小輪轉(zhuǎn)矩Ψd：齒寬系數(shù) K：載荷系數(shù) K=KAKνKβKαKA：使用系數(shù)1 Kν：動載荷系數(shù) ，Kβ：齒向載荷分布系數(shù) Kα：齒向載荷分配系數(shù) 則載荷初值Kt=1=Y：應(yīng)力修正系數(shù) Y：齒形系數(shù) Y0：重合度由式εa=[－(1／Z1+1／Z2)]=[－(1／21+1／125)] = Y0=+／εa=+ =σ=σ／SYstYnσ：彎曲疲勞極限，σ1=760=532Mpaσ2=740=518MpaS：Yst：試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)2Yn：彎曲壽命系數(shù) 按每天工作8小時(shí)，每年300天，預(yù)期壽命10年計(jì)算：N1=60n1jLn=601103008=108N2=N1／μ=108／=108σFp1= 21=760MpaσFP2= 21=740Mpa則 == 小齒輪的模數(shù)，按小齒輪估算：m=差表，第一系列圓整，取m=3mm(3)驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度σH=ZHZεZE小輪圓周速度：V==Kv：動載荷系數(shù)由VZ／100=／100= K：動載系數(shù) K= =數(shù)模仍取3mmZH：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zε：重合度系數(shù) 由Zε==大齒輪齒寬b=ψdd1=69==28mm為了保證足夠的齒寬接觸，補(bǔ)償軸向安裝誤差小齒輪齒寬 b=b+(5~10) =34mmZE：彈性系數(shù) ZE=／mm2 [σH]許用接觸應(yīng)力 [σH]=σZnZw/SZW：硬化系數(shù) 均為硬齒面 ZW=1SHlim：接觸最小安全系數(shù) 1σHlim：接觸疲勞極限 σHlim1=1200Mpa [σH]1= =1480MpaσHlim2=1150Mpa [σH]2= =1480Mpa[σH]==1200Mpa(4)尺寸計(jì)算（主要幾何尺寸）小輪分度圓直徑 d1=mZ1=323=69mm大輪分度圓直徑 d2=mZ2=3101303mm根圓直徑 df1=d1－m=69－3=df2=d2－m=303－3=頂圓直徑 da1=d1+2m=69+23=75mmda2=d2+2m=303+23=309mm中心距 a= (d+d)= (69+303)=186mm 棘輪設(shè)計(jì)為了防止逆轉(zhuǎn)，本設(shè)計(jì)在齒輪軸Ⅱ上安裝棘輪停止器。棘輪的齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，周節(jié)t根據(jù)齒頂圓來考慮，步數(shù)越多，沖擊越小，但尺寸越大。設(shè)計(jì)齒形時(shí)，要保證棘爪嚙合性能可靠，通常將齒輪工作齒面做成與棘輪半徑成(15%~20%）的夾角，本設(shè)計(jì)=180。棘輪的材料選為Q235由表8622齒數(shù)取為20(1)棘輪模數(shù)按齒受彎曲計(jì)算確定mM：所傳遞的力矩M=348758NmmC= =B：棘輪的寬度C：1~2[σw]：棘輪的許用彎曲應(yīng)力m 取m=10mm(2)棘輪模數(shù)按齒受擠壓進(jìn)行驗(yàn)算[p]許用單位線壓力, [P]=35N/m2 滿足強(qiáng)度要求 軸的設(shè)計(jì)從高速到低速各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸。齒輪軸Ⅰ的設(shè)計(jì)(1)軸材料由于做成齒輪軸，材料與小齒輪相同(2)作用在齒輪上的力T1：小輪轉(zhuǎn)矩59904Nmm齒輪分度圓直徑 d1=mZ1=221=42mm圓周力 Ft1=2T／d1=259904／42=－Ft2 徑向力 F(3)初步估算軸的直徑最小值徑dmin計(jì)算并加大30%（考慮鍵槽的影響）即dmin=AA：系數(shù)107~98dmin=170=(4)確定軸各段直徑和長度1段：馬達(dá)的輸出軸和1段通過鍵相連，馬達(dá)的輸出軸直徑為φ25，所以取L1= d1=40mm2段：定位軸 L2=3mm d2=47mm3段：軸 L3= d3=37mm4段：小齒輪 L4=28mm d4=42mm5段：右軸承定位 L5=13mm d5=37mm6段：軸承定位的地方 L6=16mm d6=30mm(5)繪制軸的彎矩和扭矩圖計(jì)算軸承反力H平面： RAH=FrlL2／(L+L)=103835／71=512NRBH=Frl－RAH=1038－512=516NV平面： RAV=FL2／(L+L)=285235／71=1406N齒寬中點(diǎn)彎矩n TA3635BRAHRBHL1L2H平面L1L2RBVRV平面H平面： MH=RAHl1=51236=18432NmmV平面： MV=RAVl1=514063650616Nmm合成彎距： M==53868Nmm 按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度由式93，當(dāng)量彎距 Me=M為合成彎矩a：Me==64758Nmm公式: σe=Me/WW=d3=423=7409則 σe==20CrMnTi滲碳淬火、回火σB=600 N/mm 178。轉(zhuǎn)動軸以[σ]1為許用應(yīng)力[σe]=70 N/mm178。＜σB,安全(6)軸承校核預(yù)選左軸承為 208 Cr= 右軸承為 32206 Cr=15KN RA= ==1496NRB= ==1539N壽命計(jì)算Lh=ft：溫度系數(shù) 工作溫度＜120176。取1fp：載荷系數(shù) 中等沖擊 ε：壽命指數(shù) 對球軸承ε=3LhA=[106/(603000)][(122800)/(1496)]3=5872hLhB=[106/(603000)][(136200)/(1539)]3=21411h(7)鍵的校核馬達(dá)和小齒輪軸上的鍵，由馬達(dá)型號決定，鍵B825，沖擊載荷σP=σP = N/mm2[σP]合格軸II的設(shè)計(jì)(1)軸材料軸II與二級轉(zhuǎn)動小齒輪為齒輪軸，材料為40Cr(2)作用在齒輪2上的力T2：轉(zhuǎn)矩T2=348758Nmm由作用在齒輪I上的力得圓周力Ft2=2852N徑向力Fr2=1038N(3)作用在齒輪3上的力齒輪分度圓直徑 d3=mZ3=323=69mm齒輪受力 圓周力 Ft3=2T/d3=2348758/69==2852N徑向力 Fr3= Ft3tga=10109tg200=3679N(4)初步估算軸的直徑最小直徑dmin：即 dmin=A：系數(shù)107~98dmin=107=(5)確定軸各段直徑和長度1段：根據(jù)dmin圓整，并考慮到軸承的裝配取d1=40mm2段：上面裝有擋盤、棘輪、磨擦片，為使軸承定位,取d2=47mm3段：為使擋盤定位，便于安裝大齒輪II,取d3=56mm4段：左軸承定位，且大齒輪與箱體應(yīng)有一段距離,取d 4=97mm5段：軸承安裝的地方d5=80mm6段：小齒輪III外徑較小，取d6=60mm (6)繪制軸的彎矩和扭矩圖計(jì)算軸承反力H平面： RAH===6833NRBH= RAH－Fr3－Fr2=6833－3679－1038=2116NV平面： RAV===15086N RBV=Ft2+RAV－Ft3=15086+2852－10109=7829N求大齒寬中點(diǎn)彎矩Fr3Fr2RBHRAHL1=L2=L3=53H平面Fr3RAVRBVV平面H平面： M大H=RAHl2－Fr3(l1+l2)=6833－3679(+) =－112188NmmV平面：M大V=RBVl3=782953=414937Nmm合成彎矩：M ==429836Nmm求軸承處彎矩H平面： MAH=－Fr3l1=－3679=－233617NmmV平面： MAV= Ft3l1=10109=641922Nmm合成彎矩：MA= =68311Nmm按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度由式93，當(dāng)量彎距Me=M為合成彎矩a：Me大==64758NmmMeA==714443Nmm查表 40Cr 表面淬火σB=750N/mm2查表 轉(zhuǎn)動軸以[σb]－1為許用應(yīng)力70N/mm2由式93 σe=W=d3 則σe大=478065/(563) =27N/mm2 σeA=714443/(803) =14N/mm2(7)精確校核軸的強(qiáng)度a、軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圓角半徑：各軸肩處圓角半徑均采用r=，既滿足定位面接觸高度h＞2~3mm的要求，又小于孔的倒角的要求。鍵：棘輪的轉(zhuǎn)盤與軸承之間有雙鍵連接，選取1425選擇危險(xiǎn)剖面：大齒輪外既有軸肩又有螺紋，GB109579螺紋為 M564－L 中徑d2=b、計(jì)算危險(xiǎn)剖面工作應(yīng)力σa、σm、τa、τm彎矩 M=M大（l2－）/ l2=478065=347684N/mm抗彎剖面模量W與抗扭模量WTW=πd3/32=πWT=πd3/16
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