【正文】 1 剪切裝置 剪切裝置由 3片切削刀具組成。此方法工作效率高，清除效果好。在要求的重量范圍內(nèi)，除冰機(jī)不能攜帶如此大的儲能設(shè)備。加熱除冰方法對環(huán)境沒有任何污染，清除效率高。這樣違背了我們設(shè)計(jì)輸電線除冰機(jī)的初衷。 2 敲擊的方式 采用特制沖擊頭固接于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊上，以 15Hz 的頻 率反復(fù)敲擊覆冰。 除冰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 除冰方式選擇 1 銑削的方式 即先利用銑刀從覆冰的中間銑出一條裂縫，使覆冰的其它部分裂開 ,其后的楔形塊再對覆冰進(jìn)行擠壓 ,擠壓掉覆冰 ,完成導(dǎo)線除冰。所選 6004深溝球軸承的基本額定動載荷 C為 。 由于軸 1所承載的載荷最大，且軸 1的轉(zhuǎn)速最大，故軸 1上的軸承最危險(xiǎn)。 滾動軸承類型選擇應(yīng)注意的問題 : 考慮軸承的承受載荷情況 方向：受徑向力時(shí)，用向心軸承；受軸向力時(shí)，用推力軸承；徑向力和周向力聯(lián)合作用時(shí)，用向心推力軸承； 大小：受到較大載荷時(shí)，可用滾子軸承，或尺寸系列較大的軸承；受到較小載荷時(shí)，可用球軸承，或尺寸系列較小的軸承 考慮對軸承尺寸的限制 當(dāng)對軸承的徑向尺寸嚴(yán)格限制時(shí)，可選用滾針軸承； 考慮軸承的轉(zhuǎn)速 一般來講，球軸承比滾子軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速；此外，各類推力軸承 的極限轉(zhuǎn)速很低，不易用于高轉(zhuǎn)速的情況。當(dāng)軸承承受徑向和軸向聯(lián)合載荷時(shí)，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承。在載荷的作用方向方面，承受純徑向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì) 載荷是選用軸承的最主要因素。通常是小軸選用球軸承，大軸選用滾子軸承?？傊x用人員應(yīng)從不同生產(chǎn)廠家、眾多的軸承產(chǎn)品中，選用合適的類型。選擇軸承類型時(shí)，通常應(yīng)考慮下列因素。 選擇軸承的主要考慮因素是極限轉(zhuǎn)速、要求的確良壽命和載荷能力，其它的因素則有助于確定軸承類型、結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等級和游隙工 求的最終方案。因此，不論是設(shè)計(jì)制造 單位，還是維修使用單位，在選擇滾動軸承時(shí)都必須高度重視。 與滑動軸承相比，滾動軸承具有旋轉(zhuǎn)精度高、啟動力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件、選用方便等特點(diǎn)。保持架的作用主要是均勻地隔開滾動體。通常是內(nèi)圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈精品文檔 值得下載 固定，但也可以用于外圈回轉(zhuǎn)而內(nèi)圈不動，或是內(nèi)、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場 合。常用的滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造即供應(yīng)各種規(guī)格常用的軸承。為了刀具種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸 上直徑相近的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。它們的尺寸可參看標(biāo)準(zhǔn)或手冊。 為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出 45176。一般地說 ,軸的結(jié)構(gòu)越簡單 ,工藝性越好。 各個(gè)軸均采用淬火處理。 表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。軸的表面愈粗糙，疲勞強(qiáng)度也愈低。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。為此軸肩處應(yīng)采用較大的過渡圓角半徑 r來降低應(yīng)力集中。 圖 3— 4 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu) 精品文檔 值得下載 3 提高軸強(qiáng)度的措施 (1) 合理布置軸上零件以減小軸的載荷 ； (2) 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響 ； 軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的 ,軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中 ,軸的疲勞破壞往往在此發(fā)生。；各軸肩處的圓角半徑取 R1。 同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣車輪與與軸的聯(lián)接，選用 B型平鍵mm5mm4mm4 ?? ，車輪與軸的配合為 H7/k6. ⑧ 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得， M10螺紋倒角為 245 176。 ④軸上零件的周向定位 齒輪、車輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。因此設(shè)計(jì)成長度為 130mm的光軸，需要在指定位置開鍵 槽。 ③由于軸上零件比較少。參照工作要求并根據(jù) mm10dmin ? ，參照國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2761994,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0組基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列深溝球軸承 6004，其尺寸為 mm5mm19mm10d ????? BD ，由于不需要安裝擋油環(huán)，所以軸承內(nèi)用套筒定位，套筒用行走輪定位；外用軸承錐形套筒定位。 ②初步選擇滾動軸承。顯然，軸的最小直徑是安裝車輪處，即 mm10dd 21min ?? ? 。 結(jié)合以上設(shè)計(jì)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)各個(gè)軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下： （ 1） 軸Ⅰ的設(shè)計(jì) 1） 求作用在軸 Ⅰ 上齒輪 1的力 因?yàn)? ? mm7200T2 ?? N ，故 NT 48030/72021d/2F 22t2 ???? (322) NF 7 4ta nF t2r2 ?? ? （ ??20? ） (323) 由此可見，軸所承受的力很小。軸的各段長度主要是根據(jù)各零件與軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的空隙來確定的。為了使與軸作過盈配合的零件易于裝配，相配軸段的壓入端應(yīng)制出錐度；或在同一軸段的兩個(gè)部位上采用不同的尺寸公差。安裝標(biāo)準(zhǔn)件（如滾動軸承、聯(lián)軸器、密封圈等）部位的軸徑，應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值及所選配合的 公差。 軸上零件的周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。 軸承端蓋 用螺釘或榫槽與箱體聯(lián)接而使?jié)L動軸承的外圈得到軸向定位。 圓螺母 定位可承受大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會降低軸的疲勞強(qiáng)度，故一 般用于固定軸端的零件，有雙圓螺母和圓螺母與止動墊片兩種型式。如兩零件的間距較大時(shí)，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的質(zhì)量及材料用量。因此，軸肩定位多用于軸向力較大的場合。 軸肩 分為定位軸肩和非定位軸肩 兩類，利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但采用軸肩就必然會使軸的直徑加大，而且軸肩處將因截面突變而引起應(yīng)力集中。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，而且結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而不同，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。 2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉，良好的吸振性和耐磨性，以及對應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可以選擇強(qiáng)度較低 的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。 由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力 集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造尤為廣泛，其中最常用的是 45號鋼。 圖 3— 1 小齒輪形狀結(jié)構(gòu)圖 圖 3— 3 大齒輪形狀結(jié)構(gòu)圖 精品文檔 值得下載 軸的設(shè)計(jì) 1 軸的材料選擇 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。 3. 幾何尺寸計(jì)算 1） 計(jì)算分度圓直徑 mm45mm315md 11 ????? Z (315) m m `90mm330md 22 ????? Z (316) 2） 計(jì)算中心距 ? ? ? ? ????? (317) 3） 計(jì)算齒輪寬度 取 mm51 ?B , mm52 ?B . 4） 計(jì)算齒頂圓直徑 ? ? mm5131215d 1a ????? (318) ? ? mm9631230d 2a ????? (319) 精品文檔 值得下載 5） 計(jì)算齒根圓直徑 ? ? 1f ????? (320) ? ? 2f ????? (321) 齒輪結(jié)構(gòu)通常與其幾何尺寸，材料及制造工藝有關(guān)，一般多采用鑄造或者鍛造毛坯。 2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 m ≥ ? ? 23 aa21d 1 ?????????FSF YYZKT ?? (314) 由上可得，小齒輪的分度圓直徑大于 42mm，模數(shù)大于 要求。 （ 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，得 ? ??1F? aF E 11 ?? (310) 精品文檔 值得下載 ? ??2F? 2FNK aFE2 266/ MPS ?? (311) （ 4）計(jì)算載荷系數(shù) ?K （ 5）查取齒形系數(shù) ?FY ； ?FY （ 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) ?SY , ?SY 。 使用系數(shù) ?AK 。 ?HNK （ 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得 ? ? a1lim11 ?? ?? (34) ? ? a2lim22 8 5 2/ MPSK HHNH ?? ?? (35) 2）計(jì)算 （ 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑，代入接觸疲勞許用應(yīng)力中的較小值 精品文檔 值得下載 t1d ≥? ? mm42u 32d1t ?? ????????HETK Z?? (36) （ 2）計(jì)算圓周速度與齒寬 s/?V mm5b? （ 3）計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) ??? Z (37) 齒高 .2 5 mh t ?? ?? (38) （ 4） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)速度 s/?V ,7級精度，查得動載系數(shù) 1v?K 。設(shè)計(jì)輸電線除冰機(jī)機(jī)工作壽命為 8年。由此可得，后輪軸的轉(zhuǎn)速約為 s/r24 。設(shè)計(jì)除冰機(jī)的前后輪直徑均為 40mm。設(shè)計(jì)傳動比 2u? 。 根據(jù)齒輪材料選擇的原則以及常用材料的力學(xué)特性選擇大小齒輪的材料為ZG310570，采用表面淬火。 齒輪材料的選擇原則：齒輪材料必須滿足工作的要求；應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型的方法以及熱處理和制造工藝：如正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可以用于制作在中等沖擊載荷平穩(wěn)下工作的齒輪；合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下的齒輪；飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼；金 屬制作的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的硬度差應(yīng)保持為 30~50HBS或更多。因此，對齒輪的材料性能基本要求為：齒面要硬、齒芯要韌。 3） 材料選擇。 圖 27 輸電線除冰機(jī)減速器 圖 28 輸電線除冰機(jī)電池組支架 精品文檔 值得下載 第 3 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 傳動零件的設(shè)計(jì) 齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 選定齒輪的類型，精度等級，材料以及齒數(shù) 1） 按照圖 2— 1所示的傳動方案，因?yàn)辇X輪受軸向力很小，故選用直齒圓柱齒輪傳動，制作比較簡單可以降低成本。 電池組支架用于存放電池組，為除冰機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)提供電能。如圖 27，每級傳動比均是 2。 減速器的種類很多，按傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器等，以及由它們相互組合起來的減速器；按齒輪形狀精品文檔 值得下載 可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器及圓錐 —— 圓柱齒輪減速器；按傳動級數(shù)可分為單級減速器和多級減速器；按傳動的布置形式可以分為展開式、分流式及同軸式減速器。 圖 25 輸電線輪式除冰機(jī)上部 圖 26 輸電線輪式除冰機(jī)下部 減速器是指原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動裝置。前端是除冰機(jī)構(gòu)的一部分，能使其完成除冰工作。前端是除冰機(jī)構(gòu)的一部分，能使其完成除冰工作。 精品文檔 值得下載 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如圖 25所示 ,輸電線輪式除冰機(jī)上部能把小車懸掛在輸電線上，提供向上的支撐力 。具體結(jié)構(gòu)如圖 24。我們?yōu)榇嗽O(shè)計(jì)了一個(gè)減震機(jī)構(gòu)。因此，行走