[CAD圖紙全套]汽車自救裝置的設(shè)計(jì)

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 . . I . . 1 章 緒論 . .車自救裝置的概況 . 車自救裝置的發(fā)展 . . . 2 車自救裝置的技術(shù)現(xiàn)狀 . .計(jì)的主要內(nèi)容 . . . 2 章 汽車自救裝置的方案選擇 . 5 力源的方案 . . .動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案 . . . . .章小結(jié) . 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 .引力的確定 . . .絲繩的選擇與計(jì)算 . . 動(dòng)機(jī)的選擇 . .章小結(jié) . . 4 章 減速器的設(shè)計(jì) .動(dòng)形式的選擇 星輪傳動(dòng)條件 . .算及材料選擇 . . 傳動(dòng)比選擇分配計(jì)算 . 13 擇齒數(shù)齒型 . . 齒輪計(jì)算 . . . 材料選擇 . 核齒輪 . .龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 曲強(qiáng)度校核 . 齒面疲勞強(qiáng)度校核 .軸器的選擇 .星架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 31 星軸強(qiáng)度計(jì)算校核 .承的選擇 .滑方式 . 本章小結(jié) 34 第 5 章 離合器的選擇及卷筒的設(shè)計(jì) . .合器的種類 . .合器的選擇 . . .筒的設(shè)計(jì) .章小結(jié) 6 章 聯(lián)接元件的校核 . .架上螺栓的強(qiáng)度校核 . 的強(qiáng)度校核 . 筒螺栓的校核 . 章小結(jié) . 論 45 參考文獻(xiàn) 46 致謝 錄 A .錄 B .1 摘 要 汽車自救裝置包括汽車自救絞盤機(jī)，主要用于越野汽車、農(nóng)用汽車、 艇、以及其它特殊車輛。是車輛、船只的自我保護(hù)及牽引裝置，可在雪地、沼澤、沙漠、海灘、泥濘山路等惡劣環(huán)境中進(jìn)行車輛自救，并可能在其它條件 下，進(jìn)行清障、拖拉物品、安裝設(shè)施等作業(yè)，是軍警、石油、水文、環(huán)保、林業(yè)、交通、公安、邊防、消防及其它野外運(yùn)動(dòng)不可缺少的安全裝置。 本次設(shè)計(jì)主要包括對(duì)汽車自救裝置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇；聯(lián)軸器的選擇；行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)，計(jì)算和校核；卷筒的設(shè)計(jì)，計(jì)算和校核；離合器的選擇，鋼絲繩的設(shè)計(jì)，計(jì)算和校核。通過(guò)比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì) ，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)的 汽車自救裝置的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn) 和 完善 。 關(guān)鍵詞： 電動(dòng)機(jī)；聯(lián)軸器；行星齒輪減速器；卷筒；離合器；鋼絲繩；校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 to be in in is to to to of of By 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第 1 章 緒 論 車自救裝置的概況 汽車自救裝置包括汽車電動(dòng)絞盤機(jī)，主要用于越野汽車、農(nóng)用汽車、 艇、以及其它特別車輛。是車輛、船只的自我保護(hù)及牽引裝置，可在雪地、沼澤、沙漠、海灘、泥濘山路等惡劣環(huán)境中進(jìn)行車輛自救，并可能在其它條件下，進(jìn)行清障、拖拉物品、安裝設(shè)施等作業(yè)，是軍警、石油、水文、環(huán)保、林業(yè)、交通、公安、邊防 、消防及其它野外運(yùn)動(dòng)不可缺少的安全裝置。 目前常見的汽車自救裝置按絞盤原動(dòng)力的不同，主要有四種： 電動(dòng)絞盤機(jī)，是最常見的絞盤機(jī)。依靠車輛自身的電力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)絞盤，優(yōu)點(diǎn)：可以在車輛死火的情況下基本正常使用 (這是它最大優(yōu)點(diǎn)是其他絞盤機(jī)無(wú)法比擬的），尤其對(duì)于水多的地區(qū)有很大優(yōu)勢(shì)，安裝簡(jiǎn)單可以實(shí)現(xiàn)多位置安裝及迅速移位。缺點(diǎn)：不能維持長(zhǎng)時(shí)間的使用（車輛自身電力系統(tǒng)局限性、自身易發(fā)熱等原因），大部分電動(dòng)絞盤機(jī)能提供的驅(qū)動(dòng)力較小，只能向一個(gè)方向施加力量（安裝于車前只能向前拉，安裝于后部只能向后拉）。 用分動(dòng) 箱輸出動(dòng)力為動(dòng)力源（ 優(yōu)點(diǎn)：能持續(xù)提黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 供較大的拉力，單次使用時(shí)間長(zhǎng)（不存在發(fā)熱問(wèn)題），可以提供多方向拉力（前、后、甚至左右），是軍用車輛或嚴(yán)肅的高性能越野最佳選擇。缺點(diǎn)：必須使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，即在發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)水等原因無(wú)法工作時(shí)無(wú)法使用；分動(dòng)箱失去絞盤機(jī)方向驅(qū)動(dòng)力時(shí)也無(wú)法使用。 油壓絞盤機(jī)，使用車輛的動(dòng)力 /助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其動(dòng)力源，使用助力轉(zhuǎn)向泵提供源動(dòng)力。優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，由于其外部固定部分基本實(shí)現(xiàn)了通用化，甚至在野外即可實(shí)現(xiàn)互換，驅(qū)動(dòng)力界于電動(dòng)和 生高溫機(jī)會(huì)極其少見。缺 點(diǎn)：和 須使用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力，即必須保持發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，且一旦動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障則無(wú)法使用（在部分越野情況下，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易受到外界破壞）。 車輪絞盤機(jī)，這是一種比較新的絞盤機(jī)系統(tǒng)，即由車輪軸提供驅(qū)動(dòng)力。原理是使用大部分越野車輪的 6顆固定螺絲中的 4顆以固定絞盤。優(yōu)點(diǎn)：安裝 /拆卸極其簡(jiǎn)便（和換輪胎是一個(gè)步驟），重量極輕（比任何一種其他絞盤機(jī)都輕，不會(huì)被前懸?guī)?lái)致命的額外重量），價(jià)格便宜，可提供前后雙方向拉力。缺點(diǎn)：目前我所知的缺點(diǎn)可以肯定的是由于其力量點(diǎn)是輪軸，所以位置太低，造成部分條件下無(wú)法 使用，而且也必須使用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力。 車自救裝置的發(fā)展 在西方，陸軍每 10輛四驅(qū)卡車就最少有一輛帶有汽車自救裝置，這還不包括工程部的回收車（回收車是一輛底盤由 6 6、 8 8重型卡車或者 50噸以上的坦克改成的，它是帶有 2 4 個(gè)汽車電動(dòng)絞盤的大型工程車，專門營(yíng)救在野外陷入深坑的卡車或坦克）。汽車自救裝置的重要性由此可見一斑。汽車自救裝置的歷史可追溯到第一次世界大戰(zhàn)期時(shí)期，由于當(dāng)時(shí)的道路條件極差，除了城市沒有正規(guī)的道路，戰(zhàn)場(chǎng)上充滿了泥濘和壕溝，汽車由于有差速的關(guān)系，很容易被陷在泥坑中或卡在壕溝上，影響了部隊(duì)的行進(jìn)速度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，技術(shù)人員想了許多方法，最后從碼頭使用的拖拽船舶絞盤機(jī)上得到了啟發(fā)，將其改在汽車上，并且以鏈條驅(qū)動(dòng)它，這個(gè)設(shè)計(jì)取得了成功。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，科技取得了飛速發(fā)展，大量軍用技術(shù)轉(zhuǎn)移到民用產(chǎn)品中。隨著越野車成為普通家家庭的代步工具和競(jìng)技越野車運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，汽車絞盤機(jī)作為越野車的重要組成部分成為了一種民用產(chǎn)品，并得到了很好的發(fā)展。 19 世紀(jì) 60 年代，電動(dòng)絞盤機(jī)開始發(fā)展，它的好處是重量輕，造價(jià)便宜，可自行拆卸改裝在不同型號(hào)的汽車車上，而且就算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作，絞盤機(jī)同樣可以運(yùn)作。電動(dòng)絞盤 機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了絞盤機(jī)的普及。 絞盤機(jī)的種類很多，有電動(dòng)絞盤機(jī)、利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械動(dòng)力帶動(dòng)的絞盤機(jī)以及黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 用液壓泵操作的絞盤機(jī)等，越野者使用最多的要數(shù)電動(dòng)絞盤機(jī)了。電動(dòng)絞盤機(jī)是從汽車本身獲得動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)絞索的。這種絞盤機(jī)很方便，因?yàn)榭梢哉驹谌魏蔚胤酵ㄟ^(guò)遙控器上的旋鈕進(jìn)行操縱。它最大的優(yōu)點(diǎn)就是只要電池還有電就可以使用。 但是，絞盤機(jī)內(nèi)馬達(dá)的功率一般只有幾馬力，這么小功率的馬達(dá)何以能拖動(dòng)一輛沉重的汽車亦或是其它重物呢 ?秘密就在減速器的使用上。即便馬達(dá)只能發(fā)出較小之力，但減速器卻能將其轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大之力。 市場(chǎng)上大部 分絞盤機(jī)都是使用行星齒輪做減速器。行星齒輪的優(yōu)點(diǎn)是體積較小而產(chǎn)生的減速比相對(duì)較大，而且齒輪的接觸點(diǎn)較多，使用壽命較長(zhǎng)。絞盤機(jī)通常都安裝在較狹小的空間內(nèi)，因此越小越輕就越好。行星齒輪既能達(dá)到這一要求，同時(shí)又能產(chǎn)生較大的減速比，因此再理想不過(guò)了。絞盤機(jī)通常都安裝在較狹小的空間內(nèi)，因此越小越輕就越好。行星齒輪既能達(dá)到這一要求，同時(shí)又能產(chǎn)生較大的減速比。絞盤機(jī)的拖拉力量與絞盤拉出的長(zhǎng)度有直接關(guān)系，在絞盤機(jī)剛拉時(shí)力量最大，其后絞盤每轉(zhuǎn)一圈，拉力便減小一些。絞索拉的越長(zhǎng)拉力越弱。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，絞盤機(jī)內(nèi)部的工作機(jī)制是：從汽 車來(lái)的電力首先帶動(dòng)馬達(dá)，而后馬達(dá)帶動(dòng)鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)，鼓輪又帶動(dòng)主動(dòng)軸，主動(dòng)軸再帶動(dòng)行星齒輪，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)大的扭力。隨后，扭力被傳回到鼓輪，鼓輪便帶動(dòng)絞盤機(jī)。馬達(dá)和減速器之間有一個(gè)離合器，能通過(guò)一個(gè)把手來(lái)開關(guān)。制動(dòng)單元在鼓輪內(nèi)，當(dāng)絞索繃緊時(shí)，鼓輪就自動(dòng)鎖住。在實(shí)際運(yùn)用中，有些輔助物品是安全順利使用絞盤機(jī)時(shí)必不可少的，如手套能安全保護(hù)手部。此外，如果要把絞盤機(jī)固定在一棵樹上，還需要一條帶子、一個(gè) U 行吊耳以及一個(gè)緊線滑輪。帶子是用來(lái)固定支點(diǎn)的。其理想長(zhǎng)度為 形吊耳能夠?qū)^子與帶子及絞盤連接起來(lái)，所以最好 多準(zhǔn)備幾種尺寸的吊耳；用雙線或三線，改變拖拉方向時(shí)，則需要一個(gè)緊線滑輪。操縱絞盤機(jī)簡(jiǎn)而言之可分 3 個(gè)步驟：安裝、固定支點(diǎn)和拖拉。 隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，中國(guó)的汽車需求在不斷擴(kuò)大。有相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)： 2005年中國(guó)的汽車需求量為 640萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)到今年將接近 1500萬(wàn)臺(tái)，相當(dāng)于目前全球汽車需求總量的四分之一。絞盤機(jī)的使用量也會(huì)隨之上升。此外，以前普通國(guó)民對(duì)絞盤的認(rèn)識(shí)十分的稀少，在他們的生活中，根本不會(huì)在意有沒有這樣一個(gè)小家伙。然而近年來(lái)，國(guó)民自駕出游的人數(shù)也與日俱增，絞盤機(jī)成了這些人不可缺少 的工具。因此對(duì)于這一課題的研究具有良好的研究前景和積極的意義。 車自救裝置的技術(shù)現(xiàn)狀 通過(guò)對(duì)汽車自救裝置發(fā)展歷史的研究，可以清楚的知道其對(duì)汽車在野外工作有著黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 重要的意義。隨著汽車工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)的汽車自救產(chǎn)品很多，例如汽車急救電源、汽車自用滅火機(jī)、汽車絞盤機(jī)等，其中汽車絞盤機(jī)是車輛在野外陷入困境時(shí)，所采用的最有效的一種自救工具。在現(xiàn)代工業(yè)中，電動(dòng)絞盤的使用十分廣泛，它在交通運(yùn)輸 、基建工地、林區(qū)等多種部門中發(fā)揮著巨大的作用。經(jīng)過(guò)近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，汽車絞盤機(jī)技術(shù)有了巨大的進(jìn)步。從最初的由船用絞盤 機(jī)改裝而成，發(fā)展到現(xiàn)在的汽車專用電動(dòng)絞盤機(jī)。電動(dòng)絞盤機(jī)，各型四驅(qū)車幾乎都可以配上。工作在世界上路況最差地區(qū)的各型越野車，幾乎都裝有電動(dòng)絞盤機(jī)。而各項(xiàng)越野挑戰(zhàn)賽和拉力賽，更是聲明沒有絞盤機(jī)就不能參加比賽?？梢?，電動(dòng)絞盤對(duì)越野車的重要性?？紤]到我國(guó)幅員遼闊，地質(zhì)地貌復(fù)雜，山地、丘陵、沼澤、沙漠幾乎占了國(guó)土面積的一半，在野外生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，車輛會(huì)經(jīng)常陷入困境，絞盤機(jī)的使用十分重要。因此，本課題所設(shè)計(jì)的絞盤機(jī)是針對(duì)上述地理?xiàng)l件下，中型越野車所使用的一種自救工具。同時(shí)，由于絞盤機(jī)構(gòu)在起重機(jī)中也發(fā)揮著不可忽視的作用。 以越野車上最常用的電動(dòng)絞盤機(jī)為例 ,它主要有電動(dòng)機(jī) 、 鋼纜 、 絞盤鼓輪 、 導(dǎo)纜器 、傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 、 制動(dòng)系統(tǒng) 、 離合器 、 控制匣和控制器組成。電動(dòng)機(jī)由車輛的蓄電池帶動(dòng)，它將動(dòng)力傳遞給機(jī)械傳動(dòng)裝置，再帶動(dòng)絞盤鼓輪轉(zhuǎn)動(dòng)纏繞纜線 ;鋼纜最初的設(shè)計(jì)承載能力決定了它的直徑大小和長(zhǎng)度，鋼纜纏繞在絞盤鼓輪上并穿過(guò)導(dǎo)纜器，其末端打成環(huán)狀以連接錨鉤；絞盤機(jī)鼓輪是一個(gè)纏繞鋼纜的圓柱形裝置，它由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，絞盤機(jī)圓筒可在遙控器的控制下改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向；當(dāng)使用絞盤有一定角度時(shí)，導(dǎo)纜器將引導(dǎo)鋼纜繞上絞盤機(jī)鼓輪，它將減少鋼纜回收時(shí)可能對(duì)絞盤機(jī)支架或保險(xiǎn)杠產(chǎn)生的 危險(xiǎn)，往往固定安裝在絞盤架或保險(xiǎn)杠外；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由行星齒輪構(gòu)成，它將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)大的牽引力，傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使得絞盤機(jī)變得輕便，緊湊；制動(dòng)系統(tǒng)的作用是當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止工作且鋼纜有負(fù)重時(shí)自動(dòng)鎖緊鼓輪，防止鋼纜松脫滑落，并將汽車拽在原地；離合器可以用手操作，改變鼓輪與傳動(dòng)系統(tǒng)的脫離或鎖止?fàn)顟B(tài)，從而改變鼓輪空轉(zhuǎn)或與傳動(dòng)系統(tǒng)鎖死的狀態(tài)；控制匣將汽車蓄電池的電力通過(guò)電磁線圈轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，使操作者能夠改變絞盤鼓輪的旋轉(zhuǎn)方向，有的絞盤機(jī)把控制匣固化于絞盤機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)，有的則可獨(dú)立一體，按需要安裝在適當(dāng)位置，電動(dòng)絞盤機(jī)在高負(fù) 荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此控制匣使用了高負(fù)荷控制系統(tǒng)以應(yīng)付強(qiáng)大的電流；控制器插在絞盤機(jī)控制匣上，自由控制絞盤機(jī)鼓輪的旋轉(zhuǎn)方向。它可以使操作者在操作絞盤機(jī)時(shí)遠(yuǎn)離鋼纜，避免危險(xiǎn)。 計(jì)的主要內(nèi)容 汽車自救裝置的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇，聯(lián)軸器的選擇，行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)和離合器的選擇，鋼絲繩的設(shè)計(jì)和計(jì)算校核。其設(shè)計(jì)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 成功與否直接影響汽車在危難時(shí)刻是否成功脫險(xiǎn)。 設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)將參考現(xiàn)有電動(dòng)絞盤機(jī)的基本形狀，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求查找相關(guān)資料進(jìn)行的設(shè)計(jì)，在選擇汽車自救裝置中的電動(dòng)機(jī)后，根據(jù)汽車自 重選擇減速器，使之符合使用要求。最后進(jìn)行汽車自救裝置性能分析計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，運(yùn)用 制汽車自救裝置的整體圖及主要部件的零件圖。 第 2 章 汽車自救裝置的方案選擇 力源的方案 本次設(shè)計(jì)的汽車自救裝置的動(dòng)力源為直流電動(dòng)機(jī)，來(lái)使汽車自救裝置工作。汽車自救裝置主要由：直流電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器、卷筒、離合器等組成。 在以前，汽車自救裝置的動(dòng)力源來(lái)源于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，但是隨著科學(xué)的發(fā)展，技術(shù)的進(jìn)步，由二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)所提供動(dòng)力的汽車自救裝置的缺點(diǎn)逐漸暴露出來(lái)。二沖程發(fā)動(dòng) 機(jī)使用的燃料是汽油，在特殊條件下工作時(shí)（如高原、高溫等環(huán)境），二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性差，燃料燃燒不充分，使輸出功率降低，而且不完全燃燒產(chǎn)生的廢氣，嚴(yán)重污染環(huán)境。但是，這些缺點(diǎn)在使用電動(dòng)機(jī)時(shí)，就不存在了。電動(dòng)機(jī)具有重量輕、體積小、攜帶方便等特點(diǎn)。而且，在包括高原、山區(qū)、沙漠等各種環(huán)境下都能保持穩(wěn)定良好的工作性能。因此，由蓄電池供電的汽車自救絞盤機(jī)，已經(jīng)成為汽車自救裝置發(fā)展的主要趨勢(shì)。在本設(shè)計(jì)中所選的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 0. 動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案 由于直流電動(dòng)機(jī)的輸出功率較小，無(wú)法拖動(dòng)沉重的汽 車，要解決這個(gè)問(wèn)題，必須使用減速器。要使電動(dòng)機(jī)輸出的扭力傳遞到減速器主動(dòng)軸，就必需有一個(gè)裝置將電黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器主動(dòng)軸相聯(lián)，這個(gè)裝置我們采用了聯(lián)軸器。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器、撓性聯(lián)軸器、安全聯(lián)軸器、非機(jī)械式聯(lián)軸器等。由于我們?cè)O(shè)計(jì)需要的聯(lián)軸器，只需將兩根軸軸向連結(jié)，并且對(duì)工作溫度的要求較低兩軸之間無(wú)偏角，因此選擇剛性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器的類型有 :凸緣聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、立式聯(lián)軸器等，及各種聯(lián)軸套。對(duì)設(shè)計(jì)所選用的聯(lián)軸器是凸緣聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)在于造價(jià)低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝和維護(hù)方便。減速器是汽車自救絞盤機(jī)中的 重要組成部分，其功能是降速增扭，將直流電動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的較小的扭力，轉(zhuǎn)化成能夠拖動(dòng)汽車的強(qiáng)大扭力。減速器工作時(shí)，將電動(dòng)機(jī)輸出軸的高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)化成減速器輸出軸的較低轉(zhuǎn)速，并帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)與車相連的鋼絲繩，使其收回纏繞在滾筒上，從而使車輛脫離困境。汽車自救絞盤機(jī)的減速器是我們自己設(shè)計(jì)的，它是汽車自救裝置的重要組成部分。設(shè)計(jì)中首先要選擇減速器的類型，減速器按結(jié)構(gòu)分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、行星齒輪減速器等。由于汽車自救絞盤機(jī)所需的減速器，要具有傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，否則無(wú)法 滿足本設(shè)計(jì)的要求，因此選擇了行星齒輪減速器。行星齒輪減速器有三種類型：漸開線圓柱齒輪行星齒輪減速器，擺線針輪減速器，諧波傳動(dòng)減速器。其中，漸開線圓柱齒輪行星齒輪減速器，應(yīng)用范圍廣，維護(hù)方便，因此，在本設(shè)計(jì)中采用了漸開線圓柱齒輪行星齒輪減速器。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，在設(shè)計(jì)減速器時(shí)，首先要考慮使其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、傳動(dòng)比大。以 減速器為參照。通過(guò)計(jì)算，得出減速器的傳動(dòng)比為 為其制作齒輪的接觸疲勞極限較大。通過(guò)校核，本材料滿足技術(shù)要求。 在機(jī)械工程中，離合器的用途十分廣 泛，一般分為操縱離合器和自控離合器兩種。操縱離合器包括機(jī)械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器；而自控離合器包括超越離合器、離心離合器和安全離合器。其中，機(jī)械離合器的應(yīng)用比較廣泛。它的類型有多種：片式離合器（干式單片、濕式單片、干式多片、濕式多片）、牙嵌離合器、齒式離合器、圓錐離合器、摩擦塊離合器、銷式離合器、鼓式離合器、鍵式離合器、扭簧離合器、漲圓離合器等，本設(shè)計(jì)所選用的離合器為牙嵌式離合器。 牙嵌式離合器是由兩個(gè)端面上有牙的半離合器組成。半離合器上的牙形分為：三角形、矩形、梯形、鋸齒形、尖頂梯形等 。三角形離合器用于傳遞較小轉(zhuǎn)矩，結(jié)合后不能自鎖；矩形牙結(jié)合后無(wú)軸向分力，但是不便于結(jié)合和分離，磨損后也無(wú)法補(bǔ)償；尖頂梯形牙結(jié)合比梯形牙結(jié)合容易，可以在較大轉(zhuǎn)速差下結(jié)合；鋸齒形牙只用于傳遞單向轉(zhuǎn)矩，與它們相比梯形牙能克服矩形牙的缺點(diǎn)，對(duì)稱的牙形能傳遞雙向轉(zhuǎn)矩，強(qiáng)度較高，具有自鎖功能，牙數(shù)較少，結(jié)合和脫開要比矩形牙容易，而且嚙合后的牙間間隙較小，用于傳遞較大轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。我所設(shè)計(jì)的汽車自救絞盤機(jī)需要使用的離合器黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且有較高的強(qiáng)度要求，梯形牙離合器可以滿足設(shè)計(jì)要求，為此，選用梯形牙離合器。牙 嵌式離合器是標(biāo)準(zhǔn)件，并且將離合器置于卷筒內(nèi)部，而與之相符的牙嵌式離合器的在機(jī)械手冊(cè)中的參數(shù)不能滿足設(shè)計(jì)需要，為此，我們專門設(shè)計(jì)了一款與卷筒相配套的牙嵌式離合器。根據(jù)軸頸，初定梯形齒離合器的尺寸；根據(jù)軸頸、傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算牙的外徑，平均直徑、牙寬、牙高、牙數(shù)等數(shù)據(jù)。最后，對(duì)所設(shè)計(jì)的離合器進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于所設(shè)計(jì)的離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，所以對(duì)離合器的強(qiáng)度要求較高。因此，選用離合器的材料為 20種材料的屈服強(qiáng)度為 980合強(qiáng)度要求。 絞盤機(jī)的工作原理是：絞盤機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸上套一個(gè)中空齒輪作 為太陽(yáng)輪，通過(guò)少齒差行星輪、花鍵拉桿把動(dòng)力傳遞給卷筒，由卷筒帶動(dòng)鋼絲繩進(jìn)行牽引工作。其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖所示。傳動(dòng)關(guān)系：電動(dòng)機(jī) 拉桿 卷筒。 圖 3 4 5 68黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 器 章小結(jié) 汽車自救裝置是一種小功率機(jī)械。它具有自己的作業(yè)特點(diǎn)，在工作環(huán)境惡劣，使汽車脫離險(xiǎn)況，要充分發(fā)揮汽車自救裝置的作用，在使用汽車自救裝置作業(yè)時(shí)，必須采用新的汽車自救裝置集材生產(chǎn)工藝。 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 引力的確定 設(shè)計(jì)要求 :3噸以下中型越野車，絞盤機(jī)的拉力設(shè)計(jì)原則一般是以車輛自重的 3噸以下，以 3噸為例，車輛自重 3000么絞盤機(jī)的拉力應(yīng)不低于： 3000 4100N ( 4100N (絲繩的選擇與計(jì)算 鋼絲繩的選擇方法：由于絞盤機(jī)的使用范圍為 質(zhì)量在滿載 3噸以下的越野車，則黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 鋼絲繩的使用范圍也為滿載質(zhì)量在 3噸以內(nèi)的越野車。 車=g=3000 9400N (n 式中： n 安全系數(shù)，取 4 最大拉應(yīng)力， N 鋼絲繩最小破斷拉力， N 所以， 29400 4=117600N 參照 起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè) ： 鋼絲繩選擇為： 1 （ 19） 右交 鋼絲繩的長(zhǎng)度 L 定為 30M. 鋼絲繩最小直徑： d=c s 式中： d 鋼絲繩最小直徑， mm s 鋼絲繩最大工作靜拉力， N c 選擇系數(shù)，它的取值與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲抗拉強(qiáng)度有關(guān)，取 以， d=29400 =15根據(jù)傳動(dòng)要求，鋼絲繩直徑取 11動(dòng)機(jī)的選擇 w=離2 齒3 軸2(式中： w 工作機(jī)總效率 離 離合器效率，取 齒輪效率，取 軸傳遞效率，取 以，w= 作機(jī)需要的功率 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 V/1000 n (式中 : F 鋼絲繩最大拉應(yīng)力 V 鋼絲繩速度， V=s 所以， 9400 000 d=式中： 電動(dòng)機(jī)需要的功率 工作機(jī)需要的功率 所以， 0 1000 0 1000 119 =中： 電動(dòng)機(jī)提供轉(zhuǎn)速 此電動(dòng)機(jī)為蓄電池供電的直流電動(dòng)機(jī)。根據(jù) 電機(jī)修理實(shí)用技術(shù)數(shù)據(jù)手冊(cè) 查。 電動(dòng)機(jī)選為 0 額=24V， 300r/徑： 120度： 90數(shù)： 25 106 w106 103 電=106 300=m 電/w=1300/11 式中： 工作機(jī)需要的功率 總傳動(dòng)比 章小結(jié) 汽車自救裝置主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、行星齒輪減速器、離合器、滾筒、鋼絲繩等部分組黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 成。由行星輪傳動(dòng)組成。離合器采用拉桿上的花鍵嚙合的拉桿式。這樣通過(guò)行星輪達(dá)到了減少軸向間距的效果，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，抗沖擊強(qiáng)。 第 4 章 減速器的設(shè)計(jì) 動(dòng)形式的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)： 矩： 378 矩： 540 191:1 按傳動(dòng)比為，根據(jù)漸開線齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造 選用行星輪個(gè)數(shù) 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 行星輪數(shù) 3 4 5 13 18 用一級(jí) 星輪傳動(dòng)條件 行星齒輪傳動(dòng)效率是此種傳動(dòng)裝置的重要性能之一，行星傳動(dòng)各齒數(shù)不能隨意選取，必須根據(jù)行星傳動(dòng) 的特點(diǎn)，滿足一定條件，才能進(jìn)行正常傳動(dòng)。這些條件是： 1. 傳動(dòng)比條件 (1) 的傳動(dòng)比條件 +zb/ (2) 的傳動(dòng)比條件 + (3) 、 的傳動(dòng)比條件 (2. 鄰接條件 在行星傳動(dòng)中，為了提高承載能力，減少機(jī)構(gòu)尺寸，并考慮到動(dòng)力學(xué)的平衡問(wèn)題，常在太陽(yáng)輪與內(nèi)齒輪之間均勻、對(duì)稱地布置幾個(gè)行星齒輪。為使相鄰兩個(gè)行星齒輪不相互碰撞，要求其齒頂圓之間有一定的間隙，鄰接條件。設(shè)相鄰兩個(gè)行星輪中心之間的距離為 L。最大行星輪齒頂圓直徑為 鄰接條件為： L 即 2np 式中： 行星輪數(shù)目； 行星輪 g 齒頂圓直徑。 相鄰兩行星輪間充許的最小間隙值可?。?（ (式中： m 齒輪模數(shù)（ 可得出按鄰接條件所充許的行星輪數(shù)目： ，第一個(gè)行星輪裝入并與兩個(gè)中心輪嚙合以后，兩個(gè)中心輪的相對(duì)位置就被決定了。若再要轉(zhuǎn)入其他行星輪，就必須滿足一定的條件。相鄰兩行星輪所夾的中心角為 2 /第一個(gè)行星輪 轉(zhuǎn)入并與兩中心輪嚙合。然后將行星架 H 順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò) 2 /讓 到位置。在這期間，中心輪 就是說(shuō)中心輪 ，即 zb/數(shù) (綜上所述：一個(gè)行星輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要滿足傳動(dòng)比條件，鄰接條件，同心條件，裝配條件這 4個(gè)條件。 算及材料選擇 在考慮到輪齒強(qiáng)度方面的要就而有不增大傳動(dòng)的尺寸和重量時(shí)，若承載能力取決于齒面接觸強(qiáng)度，則各輪齒數(shù)取較多齒數(shù)的組合方案是合理的； 若承載能力取決于齒根彎曲強(qiáng)度，則各輪齒數(shù)取較少齒數(shù)的組合方案是適宜的。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 行星傳動(dòng)中，小齒輪的最大齒數(shù) 保證齒輪有足夠的彎曲強(qiáng)度。小齒輪的硬度等于或大于齒輪的硬度。硬度 2003004560 行星傳動(dòng)中小齒輪最小齒數(shù) 于硬度小于 350薦 17；硬度大于 350硬齒面，推薦 12。 故根據(jù)絞盤機(jī)的 工作 扭矩和 最大 扭矩先選取材料： 太陽(yáng)輪和行星輪的材料為 20碳淬火回火處理， 表面硬度 57+4 齒面接觸疲勞極限： 450N/ 齒根彎曲疲勞極限：太陽(yáng)輪 85N/ 行星輪 49N/ 內(nèi)齒圈材料為 38化。接觸應(yīng)力極限為 1282曲應(yīng)力極限370 動(dòng)比選擇分配計(jì)算 一般齒輪傳動(dòng) ,各齒輪的的軸線是固定不動(dòng)的 ,稱為定軸線傳動(dòng) 則稱為行星齒輪傳動(dòng) ,也就是動(dòng)軸線傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)可以采用幾個(gè)行星齒輪，均勻承 受載荷，提高承載能力。行星傳動(dòng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，突出表現(xiàn)在：體積小、重量輕、速比范圍大，傳動(dòng)功率可從數(shù)瓦至數(shù)千瓦。此外，還可以利用運(yùn)動(dòng)的復(fù)合，如差動(dòng)行星齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)多種速比。因此在起重、礦山、冶金、輕化、建筑機(jī)械等部門得到廣泛應(yīng)用。但是行星傳動(dòng)的制造精度比一般齒輪傳動(dòng)要高。近來(lái)行星傳動(dòng)在結(jié)構(gòu)上采用浮動(dòng)機(jī)構(gòu)，使行星受力均勻，因此可降低加工精度。 由于本設(shè)計(jì)中的減速器傳動(dòng)比較大， 120， e 為 3 則： 1 2 0 3 1 1 7 e 滿足同心條件； 2A C Z 見起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)； 將各輪齒數(shù)定為 18 120 5148 117 2 2 1481 2 01 1 75118 1 1 7511 2 018 20 nn 1812001300 n 0 0 180 式中： 齒數(shù)。 行星齒輪架固定時(shí)傳動(dòng)比機(jī)構(gòu)中各齒輪副嚙合損失系數(shù)之比。 f 齒面摩擦系數(shù)。 齒輪 A 與齒輪 B 嚙合： Z 式中： 嚙合齒輪的齒數(shù)比。 齒輪的材料選為合金滲碳鋼淬火 M p 4 4 0l i m 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 M p 1 0 4 0 式中： 疲勞強(qiáng)度， H 許用接觸應(yīng)力。 m 暫取 2。 33351 式中： K 載荷系數(shù) ,K= ,取 1。 a齒寬系數(shù)，取 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 11 C 23 a 取 70算齒輪尺寸 齒輪 A： 6182 * a 221 f * f * 22 f 20b b o ab a 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 b 2 式中： d齒輪的分度圓直徑。 輪的齒頂高。 輪的齒根高。 *h 齒輪的齒頂高系數(shù)。 *c 齒輪的齒頂隙系數(shù)。 s 齒厚。 輪的齒根圓直徑。 輪的基圓直徑。 b 齒寬。 齒輪 B: 102512 * f 4 22 * b o o s a 齒輪 D 與齒輪 E 嚙合 : Z黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 481 1 9 9 326 m 暫取 2 924811722 E 0 23 a 取 70輪 D: 96482 * f f * = a S=e=輪 E: 23 411 72 * f * 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ab a S=e=輪的校核 : 1212 F 見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 11 8。 M 式中： F 彎曲應(yīng)力。 安全系數(shù)，取 齒形系數(shù)，見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 。 齒輪 A： M p 3 F 齒輪 C: M p 3 F 齒輪 D: 3 F F 彎曲應(yīng)力， 齒形系數(shù)， 安全系數(shù) 齒輪的彎曲強(qiáng)度符合要求 。 軸的設(shè)計(jì)： 1 見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 14 2。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 根據(jù)表 14 2，材料取 40C 取 98。 0 式中： C 常數(shù)。 d 軸頸。 根據(jù) 設(shè)計(jì)要求， 1d 取 32 2d 取 32 35 號(hào)鋼，淬火中溫回火，見機(jī)械課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2 8 M p aS s 0 5 0 5 9 6 6 6 7 4 8 3 3 3. . . . M p a 33 式中： 許用切應(yīng)力。 S 安全系數(shù)。 30 擇齒數(shù)齒型 在考慮到輪齒強(qiáng)度方面的要就而有不增大傳動(dòng)的尺寸和重量時(shí)，若承載能力取決于齒面接觸強(qiáng)度，則各輪齒數(shù)取較多齒數(shù)的組合方案是合理的；若承載能力取決于齒根彎曲強(qiáng)度，則各輪齒數(shù)取較少齒數(shù)的組合方案是適宜的。 行星傳動(dòng)中，小齒輪的最大齒數(shù) 保證齒輪有足夠的彎曲強(qiáng)度。小齒輪的硬度等于或大于齒輪的硬 度。硬度 2003004560 行星傳動(dòng)中小齒輪最小齒數(shù) 于硬度小于 350薦 17；硬度大于 350硬齒面，推薦 12。 故根據(jù)絞盤機(jī)的 工作