2412 除雪機(jī)的設(shè)計(jì)

2412 除雪機(jī)的設(shè)計(jì),除了,設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1 本設(shè)計(jì)方案的總體概述1.1 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)的任務(wù)及重要性結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)的任務(wù)是將原理方案設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化，即把一維或者二維的原理方案圖轉(zhuǎn)化為三維的可制造的形體過程，也可以說(shuō)是從為了完成總系統(tǒng)功能而進(jìn)行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）的最終完善及審核通過為止。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)工作包括兩個(gè)方面，即“質(zhì)”的設(shè)計(jì)和“量”的設(shè)計(jì)。所謂“質(zhì)”的設(shè)計(jì)是指“定形”設(shè)計(jì)，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性意義。 “量”的設(shè)計(jì)則是指選擇材料，確定尺寸和零部件進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計(jì)等，此部分設(shè)計(jì)所涉及到的知識(shí)在《機(jī)械設(shè)計(jì)》 、 《材料力學(xué)》等教材中已學(xué)過。由此看來(lái)，結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)階段的工作量是相當(dāng)大的，同時(shí)它的工作質(zhì)量對(duì)滿足功能要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品的成本等都起者十分重要的作用1.2 機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)原則機(jī)械系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,它對(duì)產(chǎn)品的技術(shù)性能,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀造型均具有決定性的意義。明確，簡(jiǎn)單，安全可靠是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)階段必須遵守的三項(xiàng)基本原則。由于這三項(xiàng)基本原則的共同目標(biāo)都是為了保證實(shí)現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預(yù)期功能，降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所以，在整個(gè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)將這三項(xiàng)基本原則貫徹到底。(1)明確原則這里主要包括以下三個(gè)方面：①功能明確 所選擇的結(jié)構(gòu)應(yīng)能明確無(wú)誤地、可靠地實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。對(duì)于可實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)說(shuō)，要做到既不疏漏又不冗余。②工作情況明確 被設(shè)計(jì)的產(chǎn)品(系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來(lái)確定。若設(shè)計(jì)時(shí)缺少準(zhǔn)確的使用工況說(shuō)明，且不得不做出一些假設(shè)的話，應(yīng)隨時(shí)檢查有關(guān)假設(shè)的正確性。③結(jié)構(gòu)的工作原理明確 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠地實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的功能要求。(2)簡(jiǎn)單原則簡(jiǎn)單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機(jī)、部件、零件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且數(shù)目少；同時(shí)還要要求操作與監(jiān)控簡(jiǎn)便；制造與測(cè)量容易、快速、準(zhǔn)確；安裝與調(diào)試簡(jiǎn)易而快捷。亦就是說(shuō)這里所指的“簡(jiǎn)單” ，同時(shí)具有簡(jiǎn)化、簡(jiǎn)便、簡(jiǎn)明、簡(jiǎn)易、減少等多重含義。(3)安全可靠原則一個(gè)系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指：①構(gòu)件的可靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)②功能的可靠性 主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實(shí)現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。③工作安全性 主要指對(duì)操作者的防護(hù)，保證人的安全。④環(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時(shí)也要保證整個(gè)系統(tǒng)(產(chǎn)品)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性1.3 機(jī)構(gòu)的總體布置設(shè)計(jì)基本要求(1)功能合理即總布置設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)于功能表達(dá)，無(wú)論在整體上還是在局部上都不應(yīng)采用不利于功能目標(biāo)的布局方案。(2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)這一方面應(yīng)盡可能使總系統(tǒng)簡(jiǎn)單并充分利用機(jī)械系統(tǒng)的內(nèi)部空間，如把電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件等安裝在支撐大件的內(nèi)部；另一方面有利于良好的造型，美觀大方。(3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展總體布置時(shí)還應(yīng)對(duì)系列設(shè)計(jì)、變形設(shè)計(jì)給予考慮；對(duì)于單機(jī)的布置還應(yīng)考慮組成生產(chǎn)線和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的可能性。1.4 本設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，為了達(dá)到清除冰雪的目的，如圖 2.1 所示，能夠清楚的看到該設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特性：圖 1-4 除冰機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖1-發(fā)動(dòng)機(jī) 2-減速器 3-萬(wàn)向節(jié) 4-傳動(dòng)軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧 7-車底盤傾斜角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動(dòng)偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板 15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動(dòng)架 22-吊耳 23-支柱 24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)軸器 29-掛鉤塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)在車體的車底盤 27 上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī) 1 和通過聯(lián)軸器 28 與發(fā)動(dòng)機(jī)連接的減速機(jī) 2 及通過萬(wàn)向節(jié)3 和傳動(dòng)軸 4 與減速機(jī) 2 連接的位于車底盤 27 前方的破冰機(jī)構(gòu)，并在車底盤 27 前端的下部設(shè)有除冰機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機(jī)構(gòu)采用振動(dòng)式，該破冰機(jī)構(gòu)可由固設(shè)在車底盤上的支柱 23，與支柱 23 對(duì)接的位于車底盤前方的振動(dòng)架 21，設(shè)在振動(dòng)架21 上部的前后對(duì)稱的設(shè)有軸的軸承座 8，設(shè)在軸上的兩個(gè)通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘 9 和活動(dòng)偏心激震錘 10，套在軸上的一端固設(shè)在軸上，另一端固設(shè)在活動(dòng)偏心激震錘 10 上的扭力彈贊 12。設(shè)在振動(dòng)架 21 自由端下部的破冰鏟 17 和固設(shè)在車底盤 27 上并插在振動(dòng)架 21 插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿 5 上的位于振動(dòng)架上、下的支承彈簧 6,16 所構(gòu)成。震動(dòng)架通過固定偏心激震錘 9 和活動(dòng)偏心激震錘 10 旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)破冰鏟 17 使將路面上的冰雪層擊碎，同時(shí)通過震動(dòng)產(chǎn)生橫向擺動(dòng)帶動(dòng)破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯(cuò)形。除冰機(jī)構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿 20 絞接在車底盤 27 兩側(cè)下部的除冰鏟 18 和連接在車底盤 27 和除冰鏟 18 上的彈簧 19 所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設(shè)有可調(diào)整車底盤 27 傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動(dòng)機(jī) 1 的轉(zhuǎn)速來(lái)控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設(shè)在車底盤一端的掛鉤 29 掛在動(dòng)力機(jī)械上。從而實(shí)現(xiàn)推動(dòng)除冰機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。為了防止機(jī)核運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)傷人在車底盤上設(shè)有防護(hù)罩。本實(shí)用新型與已有技術(shù)比較，由于在車體的車底盤上設(shè)有了由發(fā)動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、振動(dòng)式破冰機(jī)構(gòu)，除冰機(jī)構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機(jī)構(gòu)構(gòu)成的路面除雪機(jī)，因此其具有設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面。堅(jiān)固耐用、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1 電機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流） 、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動(dòng)性能和過載情況）來(lái)選擇。沒有特殊要求時(shí)均應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)用的最多。Y 系列電動(dòng)機(jī)為我國(guó)推廣采用的新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕氣體的場(chǎng)合，以及要求具有較好啟動(dòng)性能的機(jī)械。2.2 電動(dòng)機(jī)的容量及轉(zhuǎn)速參考同類機(jī)械產(chǎn)品，選取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 970r/min，功率 11KW,查手冊(cè)確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y160L-6，伸出部分軸直徑為 40mm。3 聯(lián)軸器的選擇3.1 選擇聯(lián)軸器為了隔離震動(dòng)與沖擊，選擇用彈性套柱銷聯(lián)軸器，具有一定補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移和減振緩沖能力，適用于安裝底座剛性好，沖擊載荷不大的中、小功率軸系傳動(dòng)，可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)頻繁的場(chǎng)合，工作溫度為-20~+70°C。3.2 計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩 T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm由表查得 KA =2.3 故計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*1033.3 選擇聯(lián)軸器型號(hào)從 GB 4323—84 中查得 LT6 型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為 250N.mm，許用最大轉(zhuǎn)矩為 3800 r/min，軸徑為 32～42 mm 之間，許用補(bǔ)償量為 0.3mm，故適用。4 減速機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 軸Ⅰ（輸入軸）的設(shè)計(jì)電機(jī)通過傳動(dòng)軸和聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給減速器的齒輪軸Ⅰ，帶動(dòng)其他齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。4.1.1 求出主軸上的功率 P 和轉(zhuǎn)矩 T功率從電機(jī)到主軸經(jīng)過帶傳動(dòng)，根據(jù)文獻(xiàn)[4]傳遞效率 =0.99 ?P=P =11 0.99=10.89kW電 機(jī) ??T=9550000 =9550000 10.89/970 10665 N.mmn?4.1.2 聯(lián)軸器作用在軸上的力F =406.86N，F(xiàn) =458.52N124.1.3 初步確定軸的最小直徑先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表 15-3，取 A=112，于是得0塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)d = A =112 =25.08mmmin03P?39708.14.1.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）擬定裝配方案 如圖（圖 4-1）圖 4-1 輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度? 這是二級(jí)減速器輸入軸，受力很大，震動(dòng)很小，可以不計(jì)端部的力，并且考慮到 a 端連接有聯(lián)軸器，故 d =40mm，L =100mm。ab?ab?? 初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承主要受徑向載荷，軸向載荷很小，因此選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù) d =40mm 選軸承 6009，其尺寸為 45 100 18，則ab? ?d =45mm，L =46mm。bc?bc? 取安裝齒輪 1 處的軸段 c-d 的直徑 d =50mm，帶輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，c?已知齒輪寬為 34mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪寬，故取 L=30mm，帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度 h>0.07d；cd?取 h=1mm，則軸環(huán)出的直徑 d =52mm，軸環(huán)處的寬度 b 1.4h，取 L =12mm，同樣道e??de?理，d =45mm，L =50mm。ef?ef?至此，已初步確定了軸的各直徑和長(zhǎng)度。? 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 d 查機(jī)械手冊(cè)得平鍵c?截面 b h=20 12（GB/T1095-1979） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 25mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見?GB/T1096-1979） ，同時(shí)為了保證帶輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選帶輪與軸的配合為塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)H7/h6；同樣另一端軸與帶輪聯(lián)接選平鍵 20 12 25，配合為 H7/h6；滾動(dòng)軸承與軸的?周向定位是借過渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。（3）確定軸上圓角為 2 45 ，各軸肩處的圓角半徑見圖。??4.1.5 按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即該軸的截面 C）的強(qiáng)度；根據(jù)式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，并取 =0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力?= = MPa 0.99MPa?ca22()MTW?223485(0.687)1???前面已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得[ ]=60MPa，因此 <[ ]1???ca1?故安全。4.2 軸Ⅱ（中間軸）的設(shè)計(jì)根據(jù)該除冰機(jī)每小時(shí)要行程 10~60km，除冰厚度 60mm。所以要求該除冰機(jī)構(gòu)每分鐘震動(dòng)約?120 次，即該傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速是 120r/min。所以該減速器承擔(dān)的傳動(dòng)比為 i=970/120=8.08,分配給這個(gè)減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比 i1 =2.5，低速級(jí)傳動(dòng)比 i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。該齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 5--2 所示，計(jì)算過程與軸Ⅰ相同，在此就不詳細(xì)列出。4-2 中間軸結(jié)構(gòu)示意圖4.3 軸Ⅲ（輸出軸）的設(shè)計(jì)低速級(jí)的傳動(dòng)比 i2 =3.23，所以根據(jù)相關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)出該軸的相關(guān)結(jié)構(gòu)參見減速機(jī)裝配圖。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4.4 高速級(jí)齒輪組的設(shè)計(jì)㈠按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式 d≧2.32 ??321)(hZuKT????⑴確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值① 試選載荷系數(shù) =1.3t② 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*mm③ 由下表 表 5-1 齒寬系數(shù)表裝置狀況 兩支撐相對(duì)小齒輪作對(duì)稱布置 兩只撐相對(duì)小齒輪作不對(duì)稱布置 小齒輪作懸臂布置d?0.9～1.4（1.2～1.9） 0.7～1.5(1.1～1.65) 0.4～0.6齒寬系數(shù) =1d④ 由下表表 5-2 材料彈性影響系數(shù)表彈性模量 E/MPa 配對(duì)齒輪材料灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布材料齒輪材料11.8*104 17.3*104 20.2*104 20.6*104 0.785*104鍛鋼 162.0 181.4 188.9 189.8 56.4鑄鋼 161.4 180.5 188.0球墨鑄鐵 156.6 173.9灰鑄鐵 143.7查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189.8 MPaE2/1⑤根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600 MPa, 小齒輪1limH?的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2limH?⑥由式 N=60njL 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對(duì)齒輪使用壽命 15 年)hN1=60n1jL = 60*970*1*(2*8*300*15) = 4.191*109N2=4.191*109 /2.5=1.676*109⑦根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K =0.90; K =0.95.1HN2HN⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力根據(jù)具體的工作情況在文獻(xiàn)[4]中查得到失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)由式［ ］= 得.?SKNlim［ ］ = =0.9*600 MPa=540 MPa1li［ ］ = =0.95*550 MPa=522.5 MPa?2SNlim⑵計(jì)算① 試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 d,帶入［ ］中較小的值?d≧2.32 =63.17mm??321)(hZuKT????② 計(jì)算圓周速度 vv= = m/s=3.16m/s10*6ndt?0971t③ 計(jì)算齒寬 bb= =1*63.17mm=63.17mmtd1?④ 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =d =63.17/24=2.63t1/z齒高 h=2.25 *m =2.25*2.63=5.92mmtb/h=63.17/5.92=10.67⑤ 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=3.16m/s,7 級(jí)精度, 由根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) K =1.1;v直齒輪,假設(shè) K F /b＜100N/mm. 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材中表 10-3 查得 K =K =1;At ?HF由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 10-2 查得使用系數(shù) Ka=1.00根據(jù)文獻(xiàn)[4]表 10-4 查得 7 級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),K =1.12+0.18(1+0.6 ) +0.23*0.001b?Hd?2將數(shù)據(jù)代入后得K =1.12+0.18(1+0.6*1 )1 +0.23*0.001*70.97=1.423?2由 b/h=10.67, K =1.423, 根據(jù)文獻(xiàn)[4]圖 10-13 得 K =1.31;故載荷系數(shù)H ?FK=K K K K =1*1.1*1*1.423=1.565AV?H?⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑, 根據(jù)文獻(xiàn)[4]式 10-10a 得d1=d =63.17* mm=67.2mmt3/t3.1/56.塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)⑦ 計(jì)算模數(shù) mm=d1/z1=67.2/24=2.8mm㈡按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m≧ ??332*1FSazdYKT??⑴確定公式中的各計(jì)算數(shù)值① 根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度1FE極限 =380MPa；2FE?② 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.86， =0.88；1FNK2FN③ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)教材式 10-12 得= = =307.14MPa??1F?SFEN14.50*86= = =238.86MPa2K2.3④ 計(jì)算載荷系數(shù) KK=K K K K =1*1.1*1*1.31=1.441Av?F?⑤ 查取齒形系數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =2.67， =2.239；1FaY2Fa⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =1.54， =1.715；1Sa2Sa⑦ 計(jì)算大,小齒輪的 并加以比較??F?=2.67*1.54/307.14=0.013381SaY=2.239*1.715=0.016??2FSa?大齒輪的數(shù)值大。⑵設(shè)計(jì)計(jì)算m≧ ≧ mm=2.054mm??332*1FSazdYKT??324*1016.89.2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.05 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=63.2mm,算出小齒輪齒數(shù) z = = =25.28，取整數(shù)位 z1=26,大齒輪1d5.263齒數(shù) z =u* z =2.5*26=65；21㈢幾何尺寸計(jì)算⑴計(jì)算分度圓直徑d = z *m=26*2.5=65mm,1d = z *m=65*2.5=162.5mm2⑵計(jì)算中心距a=( d + d )/2=(65+162.5)/2=113.75mm12⑶計(jì)算齒輪寬度b= =1*65mm=65mm1d?取 B =65mm，B =63mm；21（四） 驗(yàn)算F = = N=3332Nt12dT65089*驗(yàn)算合格。4.5 低速級(jí)齒輪組的設(shè)計(jì)同樣可以用以上的設(shè)計(jì)方法可以設(shè)計(jì)低速級(jí)齒輪組，通過上面的計(jì)算得低速級(jí)的傳動(dòng)比為 i2 =3.23。㈠按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式 d≧2.32 ??321)(hZuKT????⑴確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值⑤ 試選載荷系數(shù) =1.3t⑥ 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距，取傳遞效率為 2=0.99?T=95.5*100000*P* 2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm⑦ 從上表 5.1 選取齒寬系數(shù) =1d?④由上表 5.2 查得材料的彈性影響系數(shù) Z =189.8 MPaE2/1塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)⑤根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600 MPa, 小齒輪1limH?的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550 MPa.2limH?⑥由式 N=60njL 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對(duì)齒輪使用壽命 15 年)hN1=60n1jL = 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 ⑦根據(jù)文獻(xiàn)[4]中圖 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) K =0.90; K =0.95.1HN2HN⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1,由式［ ］= 得.?Slim［ ］ = =0.9*600 MPa=540 MPa?1SKNlim［ ］ = =0.95*550 MPa=522.5 MPa2li⑵計(jì)算試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 d,帶入［ ］中較小的值?d≧2.32 =71.54mm??321)(hZuKT????計(jì)算圓周速度 vv= = m/s=1.453m/s10*623ndt?05./973t計(jì)算齒寬 bb= =1*71.54mm=71.54mmtd1?計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m =d3t /z3=71.54/22=3.25t齒高 h=2.25 *m =2.25*3.25=7.31mmtb/h=71.54/7.31=9.7911 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=1.453m/s,7 級(jí)精度, 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-8 查得動(dòng)載系數(shù) K =1.12;v直齒輪,假設(shè) K F /b＜100N/mm. 由文獻(xiàn)[4]中表 10-3 查得 K =K =1;At ?HF由文獻(xiàn)[4]中表 10-2 查得使用系數(shù) Ka=1.00由文獻(xiàn)[4]中表 10-4 查得 7 級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),K =1.12+0.18(1+0.6 ) +0.23*0.001b?Hd?2塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)代入后得K =1.12+0.18(1+0.6*1 )1 +0.23*0.001*70.97=1.423?H2由 b/h=9.79, K =1.41, 由文獻(xiàn)[4]中圖 10-13 得 K =1.32;故載荷系數(shù)?FK=K K K K =1*1.12*1*1.41=1.579AV??H按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由文獻(xiàn)[4]中 10-10a 得d1=d =71.54* mm=76.33mmt3/t3.1/579.計(jì)算模數(shù) mm=d3t/z3=76.33/22=3.47mm㈡按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)[4]中 10-5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式m≧ ??332*1FSazdYKT??⑴確定公式中的各計(jì)算數(shù)值由文獻(xiàn)[4]中圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極1FE限 =380MPa；2FE?由文獻(xiàn)[4]中圖 10-18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.86， =0.88；1FNK2FN計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由文獻(xiàn)[4]中式 10-12 得= = =307.14MPa??1F?SFEN14.50*86= = =238.86MPa2K2.3計(jì)算載荷系數(shù) KK=K K K K =1*1.1*1*1.32=1.452Av?F?查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =2.67， =2.239；1FaY2Fa查取應(yīng)力校正系數(shù)由文獻(xiàn)[4]中 10-5 查得 =1.54， =1.715；1Sa2Sa計(jì)算大,小齒輪的 并加以比較??Fa?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)=2.67*1.54/307.14=0.01338??1FSaY?=2.239*1.715/238.86=0.0162Sa大齒輪的數(shù)值大。⑵設(shè)計(jì)計(jì)算m≧ ≧ mm=2.95mm??332*1FSazdYKT??32*1016.845.2對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.95 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3.0,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=76.33mm,算出小齒輪齒數(shù) z = = =25.44，取整數(shù)位 z1=26,大齒1d3.76輪齒數(shù) z =u* z =3.23*26=89.98，取整為 z =90。21㈢幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑d = z *m=26*3.23=90mm,1d = z *m=90*3.23=290.7mm2計(jì)算中心距a=( d + d )/2=(90+290.7)/2=190.35mm12計(jì)算齒輪寬度b= =1*90mm=90mm1d?取 B =90mm，B =85mm；21㈣ 驗(yàn)算F = = N=5955.6Nt12dT9068*驗(yàn)算合格。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 選擇材料并確定其許用彎曲應(yīng)力根據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類彈簧。現(xiàn)在選用碳素彈簧鋼絲 B 級(jí)制造，由表得[ b ]=0.5?B 估取彈簧鋼絲直徑為 8mm， B =1320Mpa 所以 [ b ]=0.5*1320=660Mpa???5.2 選擇旋繞比 C 并計(jì)算曲度系數(shù) K1 選取 C=6，則K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.155.3 根據(jù)強(qiáng)度條件試算彈簧鋼絲直徑d = =4.95mm???3bmax.0T360*1.75原值 d=8mm 可用，不需重算。5.4 計(jì)算彈簧的基本幾何參數(shù)D=Cd=6*8mm=48mmD2 =D+d=48mm+8mm=54mmD1=D-d=48-8mm=40mm取間距 =0.5mm?P=d+ =8+0.5=8.5mm=arctan（p/ ）=3.7 。?d?5.5 按剛度條件計(jì)算彈簧的工作圈數(shù)從表中查得 E=200000MPaI= /64=200.96mm4 4n=EI /180TD=27.15(圈)?5.6 計(jì)算彈簧的扭彎剛度kT =EI/180Dn=98.9.mm/5.7 計(jì)算 和maxin= / kT=70.85 max= - =20.85in?5.8 計(jì)算自由度的高度 HH=n（d+ ）+H h =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.25?5.9 計(jì)算彈簧絲展開的長(zhǎng)度 L取 Lh=Hh=40mm則有L= Dn+Lh =3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm?塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)6 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸是將動(dòng)力從減速機(jī)傳遞給震動(dòng)架和激震錘的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在設(shè)計(jì)的過程中要使其能夠滿足彎曲強(qiáng)度的要求。該傳動(dòng)軸在設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)其轉(zhuǎn)速為 120r/min?？紤]到該傳動(dòng)軸只是將轉(zhuǎn)速傳遞給激震錘，使其由轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生震動(dòng)，從而迫使震動(dòng)架上下震動(dòng)，從而使破冰機(jī)能夠破冰。所以在彎曲強(qiáng)度不大，一般強(qiáng)度都可以適應(yīng)。根據(jù)傳動(dòng)軸工作的環(huán)境和受力情況，故選擇 45 號(hào)鋼正火處理即可滿足使用要求，硬度為170~217HBS，強(qiáng)度極限 600 B， 屈服極限 300 s，彎曲疲勞極限 -1， 適用于傳動(dòng)軸這???樣較重要的軸。鋼的切變模量 G=4×104MPa，軸在全長(zhǎng)上的扭角 不得超過 1°，?現(xiàn)在估算軸的直徑。1.按強(qiáng)度要求，應(yīng)使： 3[]0.2TWd?????6951.8962.5Nm??故軸的直徑3.47.0.2[]0d??2.按鈕轉(zhuǎn)剛度要求，應(yīng)使 4[]dTlG??πL=250+86+25=361mm,在軸的全長(zhǎng)上， =1°= 。故[]?rad180π443286.531dm=6.230??ππ故該軸的直徑取決于強(qiáng)度要求，圓整后可取 d=50mm。3.軸上軸承的選擇根據(jù)本工作情況的要求，選擇深溝球軸承，主要承受徑向載荷，同時(shí)也可承受一定量的軸向載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不太大時(shí)，可代替推力球軸承承受純軸向載荷。當(dāng)承受純徑向載荷時(shí)，=0°。軸承尺寸系列代號(hào)為 5，軸承內(nèi)徑尺寸系列代號(hào) 05。?其結(jié)構(gòu)和尺寸大小見圖 7.1：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 6-1 轉(zhuǎn)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖7 激振錘的設(shè)計(jì)固定偏心激震錘和活動(dòng)偏心激震錘是通過傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)帶動(dòng)擊震錘轉(zhuǎn)動(dòng)，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動(dòng)，通過彈簧傳遞給震動(dòng)架使其上下有規(guī)律的跳動(dòng)，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達(dá)到破冰的目的。其材料選擇灰口鑄鐵即可滿足工作要求，其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見 8.1 圖：圖 7-1 激震錘結(jié)構(gòu)示意圖塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8 破冰鏟和除冰鏟的設(shè)計(jì)8.1 破冰鏟的設(shè)計(jì)由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時(shí)候選用低合金工具鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來(lái)的其他問題，同時(shí)具有好的耐磨性。在安裝的時(shí)候并排安裝 6 個(gè)同樣的破冰板，每 2 個(gè)呈 90 度的夾角，然后用一個(gè)固定板固定連接在震動(dòng)架上。通過計(jì)算 6 個(gè)并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?1.2m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來(lái)回的方式除去路面的冰雪。其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見下圖：圖 8-1 破冰鏟結(jié)構(gòu)圖8.2 除冰鏟的設(shè)計(jì)除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有，它的作用是將已經(jīng)破碎的冰層及時(shí)的清除到道路的兩旁。除冰鏟的鏟韌應(yīng)該用 65Mn 鋼制造，同時(shí)進(jìn)行中頻淬火處理，以使其具有更強(qiáng)的耐磨性能，其他部分采用普通含錳量鋼制造即可。根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個(gè)彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度，更好地適應(yīng)路面的情況。其高度范圍是 10mm-100mm，同樣可以滿足要求。其形狀和結(jié)構(gòu)如下圖：塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)圖 8-2 除冰鏟結(jié)構(gòu)圖9 潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)的綜合考慮，選用低粘度的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑以降低機(jī)器的摩擦、減少磨損、提高效率、延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命。同時(shí)還能起到冷卻、緩沖、防腐蝕、密封和排污等作用。選用潤(rùn)滑油為全損耗系統(tǒng)用油（L-AN） ，牌號(hào)為 7，此潤(rùn)滑油不適用于循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)，需定期更換潤(rùn)滑油。密封裝置是機(jī)器和設(shè)備的重要組成部分。按密封流體狀態(tài)分為氣體密封、液體密封；按設(shè)備種類分為壓縮機(jī)密封、泵用密封、釜用密封等。一般按密封面的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分類，即相對(duì)靜止的密封面的密封稱為靜密封，而相對(duì)運(yùn)動(dòng)的密封面間的密封稱為動(dòng)密封。本設(shè)計(jì)中的工作部件密封沒有特殊要求，選用金屬八角墊片密封即可滿足使用要求。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)總 結(jié)本次設(shè)計(jì)中，我們的主要任務(wù)是路面除冰機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在張良斌老師的帶領(lǐng)下，我圓滿的完成了任務(wù)，而且還學(xué)到了很多額外的知識(shí)。在專業(yè)上，我認(rèn)識(shí)了很多的新機(jī)構(gòu)，復(fù)習(xí)了很多計(jì)算說(shuō)明的步驟和方法。在設(shè)計(jì)過程中，我掌握了振動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，更重要的是學(xué)習(xí)了用現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)去實(shí)現(xiàn)一種功能的方法。在業(yè)余上，我懂得了怎樣對(duì)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新、開拓。也使我們認(rèn)識(shí)到了做事要以嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度去對(duì)待。同時(shí)，在前期的調(diào)研中，我們遇到了很多的難題。通過這些前期的調(diào)研工作，使我們也學(xué)會(huì)了怎樣更好的與人溝通。通過本課題的鍛煉，主要達(dá)到以下幾個(gè)目的：（1）培養(yǎng)我們的科技創(chuàng)新能力 ，以及機(jī)械設(shè)計(jì)的思維能力；（2）通過設(shè)計(jì)，可以使我們具有將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為開發(fā)實(shí)際產(chǎn)品的基本能力，同時(shí)對(duì)理論學(xué)習(xí)中的不足可以通過實(shí)際設(shè)計(jì)進(jìn)行補(bǔ)充和再次學(xué)習(xí)；（3）可以系統(tǒng)的掌握 AUTOCAD 軟件的使用和數(shù)學(xué)公式編輯器的使用。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)致 謝在整個(gè)設(shè)計(jì)即將完成之際，我要真誠(chéng)地感謝孟煒老師，在她的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)得以順利的完成。本論文是在孟煒老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在半年多的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，孟煒老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的治學(xué)態(tài)度和豐富的專業(yè)知識(shí)令我受益非淺。并使我學(xué)到了許多進(jìn)行科學(xué)研究的有益方法。孟煒老師嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的態(tài)度、清晰的思路和廣博的知識(shí)使我深受啟迪和教益。有時(shí)侯，孟煒老師為我們解答疑問時(shí)，在辦公室里一坐就是幾個(gè)小時(shí)，一個(gè)過程、一個(gè)過程為我們分析、講解直到得出答案。在這里，我要感謝他在設(shè)計(jì)中給我的幫助，也感謝她使我學(xué)到了知識(shí)。值此論文脫稿之際，謹(jǐn)向孟煒老師表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意！同時(shí)，我還要感謝系里的其他的一些老師，感謝他們這四年來(lái)辛勤的教誨和真摯的幫助，使得我在大學(xué)里不斷的充實(shí)自己，完善自己，這為我在以后的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這里我要說(shuō)一聲“老師！謝謝您！”這次振動(dòng)設(shè)計(jì)是我第一次將自己所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為一項(xiàng)產(chǎn)品，而這次的設(shè)計(jì)的量大且較為復(fù)雜，所以在設(shè)計(jì)過程中遇到了不少的阻力， 。另外整個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)間又很有限，很多地方不能去深入探討、研究。由于本人的設(shè)計(jì)水平有限，設(shè)計(jì)過程中存在一些不足或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。最后誠(chéng)摯地感謝在百忙之中對(duì)我的畢業(yè)論文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見的諸位老師。同時(shí)感謝在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中，對(duì)我學(xué)習(xí)和生活上給予關(guān)懷和幫助的老師和同學(xué)。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)：[1]楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]. 第五版.北京：高等教育出版社,2005 年 10 月.[2]孫恒，陳作模，葛文杰；機(jī)械原理[M]. 第七版.北京：高等教育出版社, 2005 年 12 月.[3]濮良貴，紀(jì)名剛，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 第八版.北京：高等教育出版社,2005 年 12月.[4]王萬(wàn)鈞，胡中.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,1988 年.[5]單輝祖；材料力學(xué).北京：高等教育出版社,2004 年 5 月.74～86[6]龔溎義，羅圣國(guó)，李平林.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：高等教育出版社,1990 年 4 月.[7]吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社,2006 年 4 月.[8]韓進(jìn)宏.互換性與技術(shù)測(cè)量[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004 年 7 月.65～78[9]周健.AutoCAD 2007 中文版應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2007 年 1 月.74～81[10]王忠.機(jī)械工程材料[M].北京：清華大學(xué)出版社,2005 年 10 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