水上自行車(chē)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-23 19:16 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0（三）利用阻力系數(shù)計(jì)算船身阻力由于船身造型接近長(zhǎng)橢圓體，故可按三維物體的總阻力公式計(jì)算船行進(jìn)所受阻力 查得故速度與阻力對(duì)照表： 船身在pro/e里的模型圖（四）轉(zhuǎn)向板面積計(jì)算在通常情況下水上漂浮物體行進(jìn)轉(zhuǎn)向時(shí)，大多情況下都是用了最常用的舵，當(dāng)然也有運(yùn)用其他方式進(jìn)行轉(zhuǎn)向的，像部分船只在船的左右側(cè)安裝驅(qū)動(dòng)裝置從而實(shí)現(xiàn)船只任意方向的轉(zhuǎn)換，此處設(shè)計(jì)的水上自行車(chē)屬于輕型水上娛樂(lè)設(shè)備，考慮到輕巧快捷，故此處采用通用的舵來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向，在選取一塊板材做舵時(shí)，我們又要考慮到板塊的面積和長(zhǎng)寬比，我們可以進(jìn)行如下計(jì)算獲得：通過(guò)前面我們對(duì)水上自行車(chē)船體的阻力分析我可以得到水對(duì)浮體的實(shí)際阻力在10N左右，浮體在進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)通常轉(zhuǎn)角都在45度左右，故要達(dá)到10N的力，則水對(duì)浮體的實(shí)際阻力需要達(dá)到20N，如果是通過(guò)板塊轉(zhuǎn)向獲得則需要板塊橫放時(shí)能達(dá)到20N的阻力。而橫放時(shí)板塊所受阻力我們可以用如下積分計(jì)算：假設(shè)板塊的長(zhǎng)、寬分別為a和b由于板塊的吃水深度為c=（數(shù)可由浮體模型測(cè)量直接可以得到）， 為內(nèi)地淡水的密度 代入積分可得：當(dāng)取得a=200mm 時(shí) b=70故浮體采用的轉(zhuǎn)向舵的長(zhǎng)寬確定為長(zhǎng)為200mm 寬為70mm四 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（一）輸入效率計(jì)算1. 人的輸出功率分析計(jì)算 人輸出的功率隨著騎車(chē)人的體格、體力、騎車(chē)姿勢(shì)、持續(xù)時(shí)間和速比等的變化而變化。一般成年男人的最大輸出功率約為 馬力（ kw ) ，但只能能持續(xù) 10s左右。如果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其值要小得多，持續(xù) lh ，大約只有 （）。自行車(chē)運(yùn)動(dòng)是很有節(jié)奏的，其節(jié)奏常常與人的心臟節(jié)律保持一定關(guān)系。健康人的心臟跳動(dòng)為70 次／min ，一般腳踏以 60r/min 節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)較為合適。設(shè)計(jì)時(shí)以這一常用速度來(lái)確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。但本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為一休閑式娛樂(lè)工具，故對(duì)體力要求不能有過(guò)多要求。我們根據(jù)腳踩蹬的力量來(lái)計(jì)算在娛樂(lè)為主的休閑前提下的輸出功率 。以此為參考，正常人踩蹬自行車(chē)的力量約為30~40N,娛樂(lè)情況下我們估算為25N，踩蹬速度適當(dāng)?shù)娜檎Ｂ访骝T乘轉(zhuǎn)速的一半，故本次設(shè)計(jì)的人的輸出功率為（180mm為一般自行車(chē)的踩踏杠的長(zhǎng)度）。2. 本次設(shè)計(jì)中自行車(chē)的傳動(dòng)效率損失有：踩踏關(guān)節(jié)的損失：=鏈傳動(dòng)的損失：=滑動(dòng)軸承（一對(duì)）：=錐齒輪傳動(dòng)的損失：=軸系效率：=滑動(dòng)軸承：= 機(jī)械課程設(shè)計(jì)由以上算出的總的傳動(dòng)效率：==所以螺旋槳軸端輸出功率為（二）傳動(dòng)比分配根據(jù)傳動(dòng)比的一般分配原則，我們應(yīng)該使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，此處分配特點(diǎn)為鏈傳動(dòng)和錐齒輪傳動(dòng)的分配，為了適應(yīng)和習(xí)慣在陸地上的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣及降低生產(chǎn)成本，由螺旋槳計(jì)算得需要轉(zhuǎn)速達(dá)到 踩踏自行車(chē)時(shí)的正常平均踩速為 故總傳動(dòng)比 一般自行車(chē)的傳動(dòng)比為：為了保持自行車(chē)的正常性能特性，以及合理的采用標(biāo)準(zhǔn)件降低生產(chǎn)成本，故一級(jí)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比維持不變 則以下為本方案中用到的基本傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)易圖（三）鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)確定鏈條型號(hào)、鏈節(jié)數(shù)、排數(shù)、鏈輪齒數(shù)、鏈輪結(jié)構(gòu)、材料、幾何尺寸、中心距、壓軸力、潤(rùn)滑方式、張緊裝置已知設(shè)計(jì)條件：低速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，傳遞功率,主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，從動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比（1）選擇鏈輪齒數(shù)、在17114之間選取齒數(shù)。 （2）計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)的功率修正為當(dāng)量的單排計(jì)算功率（3）確定鏈條型號(hào)和節(jié)距 鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速由圖查到 確定鏈條型號(hào)為：08A （機(jī)械設(shè)計(jì)圖911P176） 確定鏈條節(jié)距為： （機(jī)械設(shè)計(jì)表91P167） 查表得 故 （4）計(jì)算鏈節(jié)距和中心距初選中心距，按下式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)將圓整為偶數(shù)當(dāng)傳動(dòng)比小于4時(shí)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為：由 查表 得理論軸間距（5）計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式查圖得 潤(rùn)滑方式為定期人工潤(rùn)滑 （6）計(jì)算鏈傳動(dòng)在軸上的軸壓力 （7）設(shè)計(jì)總結(jié)鏈輪大鏈輪小鏈輪齒數(shù)4418分度圓直徑()齒頂圓直徑()齒根圓直徑()分度圓弦齒高()最大齒跟距離()齒側(cè)凸緣直徑()節(jié)距()軸間距()鏈長(zhǎng)()1270鏈節(jié)數(shù)()100鏈速()鏈號(hào)08A（四）錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按傳動(dòng)方案要求，選用直齒圓錐齒輪傳動(dòng)（2）水上自行車(chē)為一般娛樂(lè)設(shè)備，故選用8級(jí)精度 （3）材料選擇。由表選擇小齒輪材料為（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS 可得滿(mǎn)足條件的最小直徑為39mm 確定小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)（1） 確定極限應(yīng)力和齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS查圖1021得=580Mpa, =550 Mpa查圖1020得=450Mpa, =380Mpa（2）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)kHN,kFNN1=60n3jLh =601（283005）=108N2=N1/u=108/3=108查圖10—19得kHN1=,kHN2=（3）計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式查圖1018得kFE1= kFE2= 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過(guò)低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（10—26）試算，即 dt≥確定個(gè)參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)K=（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=106P/
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