【正文】 曳引輪局部示意圖44 / 66 （1）繩輪包角計(jì)算 － (612)F摩 ?G總 配緊邊拉力： = ＋ (613)1S配 F摩 松邊拉力： = － (614)2總 摩代入摩擦條件公式： (615)1?2e?? 中有 ＋ ( － ) G配 F摩 ?總 摩 e??將 最小值( － )代入簡(jiǎn)化后有：摩 總 配 總 配 e解得： 弧度 即 176。??圖 受力分析圖45 / 66為了提高可靠性,也為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和實(shí)際方便,取 為 180176。即繩繞半圈如圖? 中所示。此時(shí)總的驅(qū)動(dòng)摩擦力范圍為： 21922N 28142N?F摩取 =25000 (N)摩（2）曳引輪的外徑計(jì)算查文獻(xiàn)[2]中第 8 篇可知，鋼絲繩與輪有如下關(guān)系： = (616)1Dhd?式中： —與機(jī)構(gòu)工作等級(jí)和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)；h—鋼絲繩直徑。d查表 8—2—2，取機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 M7， =（最高等級(jí)為 M8， =25） ，將hh=14mm 代入，則有： d= 141D?= (mm)查表優(yōu)化并取 =325 mm1其寬度初步定為 b=90 mm，內(nèi)徑 d 的確定需要后面與其連接的傳動(dòng)軸的外徑來確定。46 / 66 頂輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 頂輪上掛著鋼絲繩，為了鋼絲繩在運(yùn)動(dòng)中盡量減少晃動(dòng)，并且簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，其外徑?jīng)Q定與曳引輪大小一樣即為 = =325mm。同時(shí)為了減少軸承的使用，設(shè)D頂 1計(jì)頂輪轉(zhuǎn)動(dòng)而軸不動(dòng)，故頂輪內(nèi)用軸承。內(nèi)徑的大小與軸承外徑有關(guān)。在本設(shè)計(jì)中選擇了 140mm 的內(nèi)徑做為頂輪的內(nèi)徑。具體的尺寸詳細(xì)見圖紙 CS170001。47 / 66軸主要是用來起傳動(dòng)作用的。在本設(shè)計(jì)方案中用到軸的地方有：電動(dòng)機(jī)與減速器間的短軸；減速器與曳引輪間的長軸；頂輪上的頂軸。軸的材料都選擇性能較好的 45鋼設(shè)計(jì)中根據(jù)各自情況不同對(duì)軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算如下： 長軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核長軸材料使用了 鋼。45(1)選擇軸的材料： 選用 鋼正火處理(2)按轉(zhuǎn)矩初步估算軸的直徑：d≥A (71)3pn其中 A=110~160, P= ,為軸輸入功率即減速器輸出功率,其大小為:2PP= = η (72)214負(fù) ?= (Kw) P負(fù)η=%P= = 1000= (Kw)214?n= =15r/min2n 取 A=120 由上式 71 可得 =120 = (mm) 1d?48 / 66 取 =56(mm)1d(3)軸的強(qiáng)度校核： 對(duì)軸進(jìn)行受力分析,其主要承受扭轉(zhuǎn)作用,如圖 所示： a) b) 49 / 66 c) d) e) 圖 力矩圖50 / 66由上圖分析可知,最危險(xiǎn)的截面為 C 處,該處所受彎矩載荷為= ( + + ) (73)G載 14車 箱 G配又 =200mmABl 所以 代入數(shù)據(jù)有： =GcM?l= （ 1800+1652+2800） ??=1532 (N m)A 截面 C 處所受扭矩作用,其大小由前面可知：=2031 (N m)2T 則：=2?1= 2031?= (N m)A 求當(dāng)量彎矩，如上圖 所示查文獻(xiàn)[3]中表 8—1 可得： =59 =98??1??0 則有： 51 / 66= (74)???10??= = =???10?598= (75)CM22T????（ ）代入數(shù)據(jù)后 =C2153?2（ ）= (N mm) A 有公式 = (76)cd????代入數(shù)據(jù)有：=cd 9?= (mm)考慮到鍵對(duì)軸強(qiáng)度的影響，所以有 (13%)???? 取 =75 mm 最小直徑處進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，該處主要受扭轉(zhuǎn)作用 (77)Bd?3Tp?式中： T—軸所傳遞的扭矩,N m；A52 / 66 —許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa。 p?根據(jù)文獻(xiàn)[2]按表 6—1—19 選取 =40 則：p? = = (mm)Bd?? 考慮到有兩個(gè)鍵的影響 ??(15%).???取 =60 mm 短傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算同樣采用 45鋼作為材料。由于該軸較短，可按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。由前式 45 可得知： =2031( N m)減速器的總效率為 =%，則 為：2TA?1T= = = (N m)1? (78).2BTdp???= = ( mm)但考慮軸上開雙鍵有 (mm)(15%)???? 則選取 為 80mm。其長度根據(jù)布置需求取 =590mm，其中間與制動(dòng)器接l短觸部分尺寸有制動(dòng)器來決定，D=200mm。53 / 66 頂軸的設(shè)計(jì)計(jì)算該處的頂軸主要承受彎矩作用，所以由文獻(xiàn)[2]中表 6—1—21 有： = (79)?式中： M—軸在計(jì)算截面所受彎矩，N m；A、 —軸的許用彎曲應(yīng)力，Mpa。1p??0又由于該處為固定心軸，載荷變化，所以有 = 。p?0又由于其結(jié)構(gòu)和布局：?1p?由文獻(xiàn)[2]中表 6—1—1 可得： =173~200，取 =180p??1p??即： = 180p?=288 (Mpa)出于安全和對(duì)不定因素考慮，按兩個(gè)對(duì)角承受載荷設(shè)計(jì)計(jì)算：= (710)P2G?配總= ?（ 350+）=30870 (N)54 / 66 (711)Mpl??取 50mm則： pl?? =30870 ? = (N m)A代入上式 = 可得：? = = = (mm)??由上可得頂軸至少要為 40mm。為了與頂輪達(dá)到很好的配合，取頂軸直徑為60mm。頂輪是安置在軸上的軸承上的，目的是為了使得軸不轉(zhuǎn)動(dòng)而輪子轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖 所示為頂部設(shè)計(jì)示意圖：55 / 66圖 頂部設(shè)計(jì)示意圖圖中：1—螺釘；2—擋板；3—支座；4—擋圈；5—雙軸承。在軸的一端設(shè)計(jì)了個(gè)帶螺釘 1 的擋板 2，螺釘把擋板 2 固定在支座 3 上，這樣設(shè)計(jì)的目的是為了是軸不能在橫向的移動(dòng)而影響正常的工作。另外，在頂軸上同側(cè)應(yīng)用了兩個(gè)深溝球軸承如圖 中 5 所示。為了防止軸承的橫向移動(dòng)如圖 中4 所示，設(shè)計(jì)了個(gè)擋圈。56 / 66 軸承的選用考慮軸承所受徑向載荷較大，軸向幾乎不受力，故選用深溝球軸承（GB276—94）按軸頸直徑 d 來初選軸承型號(hào)。 （1）長軸上用軸承處直徑為 65mm，所以選用軸承型號(hào) 6213，其主要參數(shù)查文獻(xiàn)[4]中表 —1 可得：=65， D=120，B=23 ， =74，基本額定載荷 = KN， = dad()rC動(dòng) 0()rC靜KN。 （2）頂軸上選用軸承型號(hào)為 6313，其主要參數(shù)為：=65， D=140，B=33 ， =77，基本額定載荷 = KN， = dad()r動(dòng) 0()r靜KN。 對(duì)頂軸軸承壽命驗(yàn)算在同一工作溫度下，用工作小時(shí)表示軸承的壽命，根據(jù)文獻(xiàn)[3]中公式： (81)610()hCnPL??式中： P—當(dāng)量動(dòng)載荷， N； —壽命指數(shù)。球軸承， = 3；滾子軸承， = ；???103 — 軸承的轉(zhuǎn)速，r/min。 n 把前面的數(shù)據(jù)： =15 r/min， = KN（由前面頂軸設(shè)計(jì) 78 式可得）但0P57 / 66又采用了兩個(gè)串聯(lián)在一起的軸承，一個(gè)只受一半的徑向力。即： = = (KN) P120代入公式 81 得： 610()hCnPL?? =6372.()54? =113723 (h)又由文獻(xiàn)[3]表 9—5： =20220~30000 (h)10hL?則有 ，軸承壽命合適。此時(shí)頂軸已確定，其外徑為 140mm，故可確10hL?10h?定頂輪的內(nèi)徑為 140mm，由文獻(xiàn)[4]中表 —4，普通 V 帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)頂輪的尺寸。58 / 66總 結(jié)本套說明書對(duì)機(jī)械式立體車庫的提升機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算。此套方案確立是通過關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的計(jì)算、選用和設(shè)計(jì)連接到一起的，首先要確定箱體的重量，根據(jù)箱體的重量和曳引輪計(jì)算出實(shí)際功率再選用電動(dòng)機(jī)，再根據(jù)曳引輪輸入的轉(zhuǎn)矩計(jì)算出減速器的轉(zhuǎn)矩而選用減速器。最后再根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩選擇聯(lián)軸器。由于本方案結(jié)構(gòu)對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn)使得設(shè)計(jì)過程就只需要設(shè)計(jì)一個(gè)傳動(dòng)路徑。本方案的四角提升使得箱體在上升下降過程運(yùn)行平穩(wěn)等等?？v觀整個(gè)設(shè)計(jì)，我不敢斷言是最優(yōu)化的方案但它的確是一套可行的方案，雖然有些地方可能不夠優(yōu)化。本方案的優(yōu)點(diǎn)也有不少，在前面介紹中已經(jīng)介紹過了。另外，本方案設(shè)計(jì)較為新穎給人耳目一新的感覺。從設(shè)計(jì)上講，本方案達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期的目的，實(shí)現(xiàn)了車輛上下運(yùn)行的功能，解決了立體車庫較重要的機(jī)械傳動(dòng)部分的問題。59 / 66結(jié)束語 本文是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下完成的。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，知識(shí)豐富，對(duì)我嚴(yán)格要求，并在部件的設(shè)計(jì)上給予我很大的幫助。在我的學(xué)習(xí)期間不僅傳授了我做學(xué)問的方法，更教給了我做人的道理，他處處以身作則，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)作風(fēng)、精益求精的工作精神和深入細(xì)致的工作態(tài)度，都值得我在今后的工作和科學(xué)研究中學(xué)習(xí)、借鑒，這些都將使我終身受益。在此表示衷心的感謝。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我前后進(jìn)行了 5 次整體計(jì)算，局部的更不用說了。通過這些計(jì)算時(shí)，我覺得整個(gè)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，每個(gè)部件選取都得有根據(jù)，還得有標(biāo)準(zhǔn)，要達(dá)到有理可尋、有據(jù)可依。雖然我在用 AutoCAD 畫圖的時(shí)候，有些地方是自己通過學(xué)習(xí)到的知識(shí)想出來而進(jìn)行設(shè)計(jì)的但有些地方確實(shí)可行。有些部件的設(shè)計(jì)的方案不一定是最優(yōu)化、最好的，但是都是經(jīng)過自己深思的。當(dāng)有些設(shè)計(jì)出來的方案得到老師的認(rèn)可時(shí)，心里很是高興。設(shè)計(jì)的目的就是要達(dá)到預(yù)期的目的，要能不斷推陳出新，沖破舊的約束。雖然有些地方設(shè)計(jì)的不是很好，但都是自己辛苦思索出來的。在設(shè)計(jì)中，遇到不會(huì)的地方得自己去找老師，查資料，通過找資料學(xué)會(huì)了怎么得抓住要點(diǎn)、怎么檢索信息。而且，深深的感受到只有通過自己不斷的探索、不斷的學(xué)習(xí)才能使自己更加充實(shí)。從通過設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了怎么分析問題和解決問題，給以后的學(xué)習(xí)、生活積累了不少的經(jīng)驗(yàn)。一段學(xué)習(xí)生活的結(jié)束，也將是一段新的學(xué)習(xí)生活的開始。最后再次謝謝沈航學(xué)院撫順站的各位老師！60 / 66參考文獻(xiàn)[1]．北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版 第 ：化工工業(yè)出版社，1997 年[2]．北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版 第 2 ：化工工業(yè)出版社,2022 年[3]．孫志禮、冷興聚、魏延剛、曾海泉.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.沈陽：東北大學(xué)出版社,2022 年[4]．鞏云鵬、田萬祿、張祖立、黃秋波.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》.沈陽：東北大學(xué)社出版，2022 年[5]．廖念釗.《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：中國計(jì)量出版社,2022 年[6]．梁實(shí)秋.《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022 年[7]．孫 桓、陳作模.《機(jī)械原理》.北京：高等教育出版社，2022 年[8]．孫民 .《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997 年[9]．高澤遠(yuǎn)、王金主.《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》.北京：中國計(jì)量出版社，1994 年