畢業(yè)設計手推式電動拖地車的設計

1、蘭州工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文）題目手推式電動拖地車的設計院系專業(yè)班級姓名學號指導教師（職稱）日期摘要1緒論我國已逐步進入現(xiàn)代化社會，陳舊、落后的拖、洗方式及設備，已不能滿足社會進步的需要。對于自動化拖地器具，它能進行大面積拖、洗，工作效率高，并且節(jié)約人力。然而，小面積區(qū)域的拖、洗工具還主要沿用傳統(tǒng)手工拖、洗工具拖地，工作效率低、拖、洗效果不夠理想、浪費人力資源。而工作效率高的省時省力的龐然大物拖地車在比如廠區(qū)、居住小區(qū)、機關、學校、醫(yī)院、走廊等場所，確是英雄無用武之地。隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快及居住面積的增大，家居地面的拖、洗工作也越來越繁重，嚴重干擾了人們的生活。因此急需開發(fā)一種成本低、節(jié)約人力

2、物力、拖、洗效果良好的適應院落、小區(qū)、小巷、走廊等小區(qū)域場所的小型拖、洗設備。 1.1手推式拖地車在國內發(fā)展現(xiàn)狀中國拖地車行業(yè)歷經幾十年的發(fā)展，拖地車產品從單一的拖地式發(fā)展到目前多種功能型式，產品性能和產品質量迅速提高，特別是在改革開放以后，通過進口和外購關鍵部件使拖地車產品性能和可靠性大大提高。但目前我國拖地車的水平與國外發(fā)達國家相比，還存在一定的差距，特別是在產品的新型專利功能方面。為盡快提高我國掃地車的水平，縮小與先進國家掃地車水平的差距，滿足我國環(huán)衛(wèi)部門及大型工業(yè)區(qū)企業(yè)對地面作業(yè)的要求，拖地車生產企業(yè)應選擇一個合適的拖地車研究方向，完善研發(fā)技術和提高產業(yè)技能。隨著社會的發(fā)展及進步，不再

3、滿足于單純意義上的拖地，將從多功能、環(huán)保、經濟等方面提出更多的要求，市場呼喚能滿足各種需求的清潔車等清潔設備。拖地車的市場也在不斷的擴大當中，越來越多的人開始接受這個新型的環(huán)保的設備，反之也證明了全自動拖地機的發(fā)明和設計對社會進程是十分有意義和價值的，而不是簡單的一個發(fā)明而已。事實上，能夠解決部分人的煩惱，滿足他們的需要，這樣的產品就是具有他的價值了，而電動式拖地機不但滿足了人們對清潔設備的需求，還有效節(jié)省了作業(yè)時間，高效完成清潔任務，所以電動式拖地機體現(xiàn)了其在社會的意義和價值。相對于發(fā)達國家，我國地面清掃機在銷售規(guī)模、技術水平、拖、洗效果等方面都存在一定的差距。隨著公共環(huán)境衛(wèi)生、工廠清潔機械

4、市場的迅猛發(fā)展，2005 年之后，國內地面清掃機開始呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢。但與國外相比，國內還停留在市場的初級發(fā)展階段。手動普通拖地手動普通拖地，往往伴隨著許多的煩惱，地面是拖完了，但人不得隨意走動，地板有水，臟鞋子會把地板弄臟。等水干，得要多長時間。這無形中就有很多時間被浪費了。手動普通不僅慢，浪費時間，而且勞動量也相對大，況且未必能拖干凈。用拖把拖完后，還得再用抹布擦，這工作量的大真是難以想象。僅僅拖地就讓很多的人煩惱至極。拖地貌似簡單，人人都在做，都會做，幾乎每天都在做，因此，拖地的改進有著很重要意義。機械式拖地雖然國產拖地機的生產技術水平已有了一定的進步，價格性能比優(yōu)于進口產品，但在以下

5、幾個方面尚待進一步提高，這也是今后我國拖地機械技術的發(fā)展趨勢。（1）提高工作可靠性目前國產拖地機工作可靠性不及進口機，其原因主要有三，一是國產基礎件不過關，如動力裝置及其傳動系統(tǒng)、工作裝置的耐用性及材料的熱處理工藝等有待提高；二是制造工藝及加工精度較低；三是某些技術和整機結構設計尚待完善等。（2）研發(fā)多功能拖地機目前的拖地機基本是單一拖地功能。若能開發(fā)一專多能的拖地機，則其功能會進一步拓展，也更為實用。（3）注重環(huán)保的多功能拖地機目前大多數(shù)機型，揚塵比較嚴重。隨著國家對環(huán)境保護的要求越來越高，開發(fā)環(huán)保型拖地機非常必要。（4）根據(jù)需要生產不同種類和配置的拖地機械拖地涉及各種不同等級的地面，它所需

6、要的拖地機械也是不同的。如高檔場所和對地面要求較高的地方要求拖地機械必須具備很低的噪音和良好的清潔效果，當然其相應采購和使用成本較高。等級較低的其它普通走廊地面的拖地要求較低，相應生產和使用成本較低。根據(jù)不同等級地面需要配置不同種類的拖地機械，以便降低地面總成本的投入，因此開發(fā)和生產不同種類和配置的拖地機械是必要的。電動式拖地器要對大型廣場、車站、碼頭等場所進行清潔，傳統(tǒng)的拖地方式勞動強度大，效率低，已難以滿足要求。傳統(tǒng)的吸塵器也難以也難以將粘連在地面上的塵土打掃干凈。本款自動拖地車主要由電力驅動，只需人控制方向就可以輕松拖地，大大減輕了勞動強度，提高了勞動生產效率。拖地車技術的發(fā)展，應該說是

7、科學技術發(fā)展的一個綜合性的結果，它集機械學、電子技術、控制技術、人工智能等諸多學科為一體。拖地車具有如下的特點：拖地車自帶電源，小巧輕便、操作簡單、自主性強、具有很強的實用性。拖地車的工作環(huán)境主要為普通家庭、商場、廣場、院落等環(huán)境，但要求有較好的環(huán)境適應性。拖地車的任務是拖、洗地面，工作的對象是地面的灰塵、以及其他一些小尺寸物體，而大尺寸物體不作為清潔機器人的處理對象?？紤]到安全因素，拖地車必須對人及家庭物品等不構成任何危害。就現(xiàn)有的技術而言拖地車的發(fā)展受到了很大的局限，它的推廣也得到了一定的限制。1.2手動式拖地車在國外發(fā)展現(xiàn)狀目前，許多國家研制的清潔機器人應時而生。日本，美國，歐洲各大廠商

8、競相開發(fā)，有些產品甚至很超前。例如，有一種具有高效吸塵除灰功能的清潔機器人，可遙控也可自主運作，能轉向，躲避障礙物，有很高的實用價值，可對家居、廠礦企業(yè)等地面進行清潔，幫助人們從繁雜的勞動中解放出來。在國外清潔設備的擁有率和洗衣機幾乎相當。國外路面拖地車已廣泛應用了先進的電子技術，如帶有微電腦的清掃及回收裝置等，而且實現(xiàn)了有線與無線遙控，目前國內產品僅停留在路面清潔度等最原始的技術研究方面。1.3手推式拖地車的研究意義隨著現(xiàn)代化的發(fā)展進程，大大小小的城市許素發(fā)展，商場擴大，機場擴建，人們去對生活環(huán)境衛(wèi)生與美化的要求不斷提高，一把拖把，一個抹布的時代已經成為過去，現(xiàn)在有不少廠家在從事拖地車的研究

9、工作。根據(jù)國內外對拖地車的研究現(xiàn)狀，該拖地車能對大面積場地進行拖、洗，大大的提高了勞動效率。拖地車市場潛力大，廠家大規(guī)模生產可能性比較高。目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足之處，經反復研制、改進、設計出一臺能解決人們生活中拖地問題機械設備。在這方面，國內的研發(fā)步伐較慢，但是隨著國家城市化的進程不斷加大和經濟的發(fā)展，許多新興的中小城市正在崛起，城市化規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)代化的工廠不斷建成，機關、小區(qū)、醫(yī)院、學校和公共場不斷建設機械化清掃已經成為一種必然，地面的清潔養(yǎng)護及工廠清潔生產已經越來越重要。勞動力成本的不斷提高，拖、洗設備的市場前景日漸看好。1.4手推式拖地車的研究內容對拖地車的整體構造進行設計，其

10、中包括拖地車底盤的構造、驅動系統(tǒng)的設計、蓄電池的選擇、軸的設計及校核、齒輪的設計及校核、連桿的設計及校核、V帶輪的設計及校核、鍵的選擇、V帶個數(shù)的確定、曲柄搖桿機構的設計及校核、前輪與后輪之間距離的布局設計、拖板擺動方式及其長度、寬度、厚度的設計，以及對減速箱和各部件進行設計。根據(jù)設計要求，通過整體構造的設計，設計拖地車各部件構造，進行理論分析確定其關鍵參數(shù)，并用三維造型軟件模擬拖地車運行情況。分析和擬定傳動裝置的運動簡圖 一般工作機器通常由原動機，傳動裝置和工作裝置三個基本職能部分以及操縱控制裝置組成。傳動裝置傳送原動機的動力、變換其運動，以實現(xiàn)工作裝置預定的工作要求，它是機器的主要組成部分

11、。實踐證明，傳動裝置的重量和成本通常在整臺機器中占有很重大的比重；機器的工作性能和運轉費用在很大程度上也取決于傳動裝置的性能、質量及設計布局的合理性。由此可見，在機械設計中合理擬定傳動方案具有重要意義。 傳動方案通常有運動簡圖表示。它用簡單的符號代表一些運動副和機構，能顯示機器運動鏈及運動特征。如圖1-1（a）所示表示為拖地小車傳動裝置的外形圖，圖1-1（b）即為其運動簡圖 圖1-1（b） 由于拖地小車具有自由移動特征，故采用蓄電池提供電量，因此選擇直流電動機。它以滿載轉速n提供連續(xù)的回轉運動。倘若機器工作軸需以n連續(xù)回轉，那么擬定傳動裝置方案最基本的要求就是選擇一個（或串聯(lián)幾個）傳遞連續(xù)回轉

12、運動的機構，使其傳動比（或總傳動比）i=;若工作裝置所要求的運動不是等速連續(xù)回轉，這就需要首先選擇能將連續(xù)回轉變換為工作構件所要求的運動特性的機構，再以該機構作等速連續(xù)回轉的主軸作為工作軸，并計算該軸所需轉速n,然后按上述方法，在電動機與工作軸之間選擇傳遞連續(xù)回轉運動的機構，使其傳動比i=，這樣最終也實現(xiàn)了工作裝置所要求的運動。 分析和選擇傳動機構的類型及其組合是擬定傳動方案的重要一環(huán)，這時應綜合考慮工作裝置的載荷、運動以及機器的其他要求，再結合各種傳動機構的特點和適用范圍，加以分析比較，合理選擇。為便于選型，將常用傳動機構的特點及其應用列于表2-1和表2-2。傳動裝置中廣泛采用減速器。常用減

13、速器的型式、特點及其應用列于表2-3。選擇原動機1原動機的類型及應用原動機是機器中運動和動力的來源，其種類很多，在機械中常見的有電動機內燃機、液動機和氣動機。 內燃機是將柴油或汽油作為燃料，在氣缸內部進行燃燒，直接將產生的熱能轉變?yōu)闄C械能，其功率范圍較寬，操作方便，啟動迅速，便于移動，在汽車、飛機、船艇、野外作業(yè)的工程機械、農業(yè)機械中有廣泛地應用；但由于其排氣污染和噪聲都較大，不宜用于室內機械。 液動機和氣動機分別以液體和氣體作為工作介質，兩類原動機的工作原理也很相似，輸出轉矩的有液壓馬達和氣動馬達、旋轉油缸和旋轉氣缸；作往復移動的有普通油缸和氣缸。液動機和氣動機工作較平穩(wěn)，可無極調速，易實現(xiàn)

14、自動控制；但兩者都必須在有液源、氣源的場合方可選用。液動機比其他同功率的動力機體積小，重量輕，運動慣性小，低速性能好；但漏油時不能保證精確運動。與液動機相比，氣動機介質清潔、費用少；但其工作壓力較低，且由于空氣的可壓縮性較大，速度不穩(wěn)定。 電動機是將電能轉化為機械能的原動機。一般來說，較其他原動機有較高的驅動效率，與被驅動的工作機的連接也較為方便，其種類和型號較多、并具有各種機械特性，可滿足不同類型工作機械的要求，電動機還具有良好的調速性能，啟動、制動、反向和調速以及遠程測量與遙控均較方便，便于生產過程自動化管理；因此，生產機械在有動力電源的場合應優(yōu)先選用電動機作為原動機。2. 2 電動機的選

15、擇（1）電動機類型和結構型式電動機類型和結構型式可以根據(jù)電源的種類、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸）和載荷特點（性質、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。在移動的設備中和蓄電池配套的較常使用的電機有直流電動機和步進電動機。直流電動機的優(yōu)點：容易購得，型號多，功率大，接口簡單，適合大型機器。直流電動機的缺點：太快需要齒輪減速器，電流通常較大，較難與車輪裝配，控制復雜。步進電動機的優(yōu)點：精確的速度控制，型號多，適合室內機器人的速度，接口簡單，便宜。步進電動機的缺點: 功率與自重比小，電流通常較大，體積大，較難與車輪裝配，負載能力低，功率小，控制復雜，運動時產生震動。（2）電機功率的計算電動機功率選得

16、合適與否，對電動機的工作和經濟性都有影響，當功率小于工作要求的時候，電動機不能保證工作機的正常工作，或使電動機因長期過載發(fā)熱量大而過早損壞；功率過大則電動機價格高，能量充分利用，經常處于不滿載運行，其效率和功率因數(shù)都降低，增加電能消耗造成很大浪費。電動機容量主要根據(jù)電動機運行的發(fā)熱條件來決定。電動機的發(fā)熱與其運行狀態(tài)有關。對于長期連續(xù)運轉，載荷不變或變化很小，常溫下工作的機械，只要所選電動機的額定功率Pm 等于或大于所需電動機功率P0，即Pm>=P0，電動機在工作時就不會過熱，而不必校驗發(fā)熱和起動力矩。2確定電動機的功率電動機所需輸出功率為： P= kW (2-1)式中：P為工作裝置所需

17、功率，kW;為由電動機至工作裝置的傳動裝置的總效率。由電動機至工作裝置的傳動裝置的總效率按下式計算：=····· （2-2）式中：、分別為傳動裝置中每一級傳動副（齒輪、蝸桿、帶或鏈傳動等）、每對軸承或每對聯(lián)軸器的效率，其值可查閱機械設計手冊，表2-4列出了部分數(shù)據(jù)。計算傳動裝置總效率時時應注意以下幾點: 所取傳動副的效率是否已包括其軸承效率，如已包括則不再計入軸承效率； 軸承效率通常指一對軸承而言； 同類型的幾對傳動副、軸承或聯(lián)軸器，要分別計入、各自的效率； 蝸桿傳動效率與蝸桿頭數(shù)及材料有關，設計時應初選頭數(shù)，估計效率，待設計出蝸桿傳動后再確定

18、效率，并修正前面的設計計算數(shù)據(jù)； 資料推薦的效率值一般有一個范圍。如工作條件差、加工精度低、維護不良時，則應取低值；反之，則取高值。表2-4 機械傳動效率的概略值類別傳動型式效率圓柱齒輪傳動很好跑合的6、7級精度（稀油潤滑）8級精度的一般齒輪傳動（稀油潤滑）9級精度（稀油潤滑）加工齒的開式傳動（干油潤滑）鑄造齒的開式傳動0.980.990.970.960.940.960.900.93圓錐齒輪傳動很好跑合的6、7級精度（稀油潤滑）8級精度的一般齒輪傳動（稀油潤滑）加工齒的開式傳動（干油潤滑）鑄造齒的開式傳動0.970.980.940.970.920.950.880.92蝸桿傳動有自鎖性的普通圓柱

19、蝸桿傳動（稀油潤滑）單頭普通圓柱蝸桿傳動（稀油潤滑）雙桿普通圓柱蝸桿傳動（稀油潤滑）三頭和四頭普通圓柱蝸桿傳動（稀油潤滑）0.400.450.700.750.750.820.800.92帶傳動平帶開式傳動V帶傳動0.980.96鏈傳動滾子鏈傳動齒形鏈傳動0.960.97摩擦傳動平摩擦輪傳動卷繩輪傳動0.850.920.95軸承(一對)滾動軸承（球軸承取大值）滑動軸承(液體摩擦取大值，潤滑不良取小值)0.990.9950.970.995聯(lián)軸器浮動聯(lián)軸器（滑塊聯(lián)軸器等）齒式聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器0.970.990.990.990.9950.950.98減（變）速器單級圓柱齒輪減速器兩級圓柱齒輪

20、減速器單級NGW型行星齒輪減速器單級圓錐齒輪減速器兩級圓錐圓柱齒輪減速器無級變速器0.970.980.950.960.950.980.950.960.940.950.920.95綜上各方面選擇取電動機的功率為1.5kw3確定電動機的轉速如圖1-1（b）所示，設n、n、n、n分別為、工作軸的轉速，r/min; P、P、P、P分別為、軸和工作軸的輸入功率，kw；T、T、T和T分別為、軸和工作軸的輸入轉矩，N·M; i、i和i分別為軸至軸、軸至軸、軸至工作軸之間的傳動比；、分別為軸至軸、軸至軸、軸至工作軸之間的傳動效率。 現(xiàn)按軸至工作軸的傳動順序進行計算如下:1. 各軸轉速 n= n= r

21、/min (2-3) n= =式中：n為電動機滿載轉速，r/min 。2. 各軸輸入功率 P=PP=P kw （2-4） P =P P= P式中：P 為電動機的額定功率。3. 各軸輸入轉矩 T=9550 T=9550 N·M （2-5） T=9550T=9550根據(jù)設計要求工作軸轉速為120r/min按表2-1推薦的各種傳動比范圍：V帶傳動比范圍i=14，錐齒輪減速器傳動比范圍i=23，單級圓柱齒輪傳動比范圍i=35，則總傳動比范圍應為i=1×2×34×3×5=660，可見電動機轉速的可選范圍為n=in=(660)×120=72072

22、00 r/min考慮到轉速不高，為減少電動機的質量和價格，選擇1400r/min的直流電機。2.1 蓄電池的選擇選用蓄電池型號清掃車所使用的蓄電池要求在使用過程中能夠完全放電，不排放有害氣體，不污染環(huán)境。由此針對此設計選用鉛蓄電池，型號為：3DAW250有關性能為：標準電壓為12V 其比能量達250w h/kg使用壽命為充放電1200 次放電深度為75%外形尺寸為：長×寬×高=120mm×70mm×70mm重量約為：5kg此蓄電池外形圖為：圖3.1 蓄電池此蓄電池的性能：（1）該電池為全密封閥控式（可維護）電動車專用蓄電池，具有全密封防泄露設計、安全可靠

23、、自放電小、容量大、比能量高等優(yōu)點。（2）污染少，噪聲小?？蓽p少排污97%，甚至可做到零排污（3）節(jié)約能源，為普通蓄電池耗能的2/3（4）結構簡單、控制方便，易于操作和維修（5）使用時間長，充電后每次可用15 小時（6）有足夠的功率供清掃機達到每小時清掃面積不低于1000 平方米的要求。（7）使用壽命長，一般可充電700 次左右。2帶輪的結構設計2.1確定計算功率PC見機械設計基礎表10-9，查的工作情況因數(shù)KA=1.2 PC=KAP=1.2x1.5KW=1.7KW2.2選取普通V帶型號根據(jù)PC=1.7KW,n1=1500r/min，由機械設計基礎圖10-12選取帶的型號為Z型2.3確定帶輪的

24、直徑dd1，dd2見機械設計基礎表10-4，選取小帶輪直徑，取dd1=71cm，按公式計算大帶輪直徑dd2 dd2=71cm2.4驗算帶速=5.57m/s帶速在525之間。2.5檢驗轉速誤差從帶輪的轉速=1500r/min轉速誤差為=0<52.6確定帶長和中心距a初定中心距確定帶長 = =522.94查表10-2，選取最接近的基準長度，取計算實際中心距由式（10-21）得： =168.53mm滿足題目要求。中心距調整范圍按式（10-22）確定中心距的調整范圍2.7驗算小帶輪包角由式（10-23）計算小帶輪包角包角合適。2.8確定帶輪的根數(shù)由表10-5，得根據(jù)傳動比，查表10-7，得傳動比

25、因數(shù)由表10-6，得彎曲影響因數(shù)由式（10-18）計算傳遞功率增量由表10-8，得包角影響因數(shù)由表10-2，得帶長影響因數(shù)按式（10-24）計算帶的根數(shù)因此，帶的根數(shù)選6根。2.9計算初拉力F0見表10-1，得，按式（10-25），計算初拉力F0F0= = =40.012.10計算對軸產生的壓力FQ2.11帶輪的結構設計表10-1 V帶（基準寬度制）的截面尺寸（摘自GB/T 11544-1997)型號 Y Z A B C D E頂寬 b/mm 6 10 13 17 22 32 38節(jié)寬bp/mm 5.3 8.3 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0高度h/mm 4 6 8 11 1

26、4 19 25楔角/° 40°每米帶長質量q/kg·m-1 0.04 0.06 0.10 0.17 0.30 0.60 0.87表10-2 普通V帶的基準長度系列和帶長影響因數(shù)KL基準長度Ld/mm KL Y Z A B C4000.960.87 4501.000.89 5001.020.915600.946300.960.817100.990.828001.000.859001.030.870.8210001.060.890.8411201.080.910.8612501.110.930.8814001.140.960.9016001.160.990.920.8

27、318001.181.010.950.8620001.030.980.88基準長度Ld/mm KLABCDE22401.061.000.9125001.091.030.9328001.111.050.950.8331501.131.070.970.8635501.171.090.990.8940001.191.131.020.9145001.151.040.930.9050001.181.070.960.9256001.090.980.9563001.121.000.9771001.151.031.0080001.181.061.0290001.211.081.05100001.231.111

28、.07表10-4 V帶帶輪最小直徑及標基準直徑系列V帶型號YZABCDE最小直徑205075125200355500基準直徑系列20,22.4,25,28,31.5,35.5,40,45,50,56,63,71,75,80,90,95,100,106,112,118,125,132, 140,150,160,170,180,200,212,224,236,250,265,280,300,315,355,375,400,425,450,475,500,530,560,600,630,670,710,750,800,900,1000表10-5 特定條件下單根V帶所能傳遞的功率P0型號小帶輪基準dd

29、1/mm小帶輪轉速n1/r·min-14007308009801200146016002000240028003200 Z500.060.090.100.120.140.160.170.200.220.260.28630.080.130.150.180.220.250.270.320.370.410.45710.090.170.200.230.270.310.330.390.460.500.54800.140.200.220.260.300.360.390.440.500.560.61900.140.220.240.280.330.370.400.480.540.600.64表10-

30、6 彎曲影響因數(shù)Kb帶的型號Kb普通V帶Y0.0204×10-3Z0.1734×10-3A1.0275×10-3B2.6494×10-3C7.5069×10-3D2.6571×10-3E4.9833×10-3表10-8 包角影響因數(shù)包角180°170°160°150°140°130°K 1.000.980.950.920.890.86包角120°110°100°90°80°70°K0.820.780.740

31、.690.640.583軸的結構設計3.1求輸出軸上的功率、轉速和轉矩3.2確定去柄搖桿作用在軸上的力圓周力、徑向力，和軸向力分別為3.3確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理見表11-19，取C=112，由下式初步估算軸的最小直徑由于軸的最小直徑是安裝軸承的，因此它的軸徑3.4軸的結構設計如圖3.5軸的受力分析與計算根據(jù)軸系結構圖作軸的計算簡圖，如圖在確定軸的支點位置時，從手冊中查得30205軸承的。因此，簡支梁軸的支承跨距為根據(jù)軸的計算簡圖作軸的彎矩圖和扭矩圖作水平彎矩圖，如圖C截面處水平面彎矩作垂直面彎矩Mv圖，如圖由C截面的左邊垂直彎矩MVCZ為C截面的右邊垂直面彎矩MVCY為

32、作合成彎矩圖M圖，如圖C截面的左邊合成彎矩MCZ為作扭矩圖T圖，如圖計算當量彎矩軸在C截面處左側的彎矩和扭矩最大，故為軸的危險截面。因是單向轉動，扭矩可認為按脈動循環(huán)變化，故取。C截面上的最大當量彎矩為3.6校核軸強度進行校核時，通常只校核危險截面的強度。見機械設計基礎表11-17查得因此該軸安全，強度富裕。3 齒輪設計校核1. 選擇齒輪材料及精度等級見表7-4，小齒輪選用45鋼調質，硬度為220HBW；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170HBW。初步估計齒輪線速度v10m/s，見表7-7，選擇8級精度2. 確定齒輪許用應力通過查機械設計手冊，查得和=570MPa,=530MP=200MPa,=

33、190MPa見表7-10，查得S和S S=1，S=1.3根據(jù)設計要求，齒輪工作年限為20年，每年52周，每周工作日為5天，單班制，每天工作8小時，所以應力循環(huán)數(shù)： L=20×52×5×8h=416000hN=60njL=60×500×1×416000=1.248×10 N=N/i=1.248×10/3=4.16×10通過查機械設計手冊，查得Z和Y Z=1，Z=1.07 Y=Y=1由式（7-23）、式（7-26），求得許用應力=MPa=570MPa （7-23）=MPa=567MPa （7-23）=MPa=

34、154MPa （7-26）=MPa=146MPa （7-26）3. 按齒面接觸疲勞強度設計1)小齒輪所傳遞的轉矩 T=9.55×10=9.55×10×N·mm=76400N·mm2)載荷因數(shù)K 見表7-8，選取K=1.13）齒數(shù)z和齒寬因數(shù) 選擇小齒輪的齒數(shù)z=25，則大齒輪的齒數(shù)z=25×3=75，因是一級錐齒減速器，故為不對稱布置，見表7-12，選取=14）齒數(shù)比=z/z=75/25=35）材料彈性系數(shù) 因為兩齒輪材料均為鋼，見表7-9，查得Z=189.86）計算小齒輪直徑d及模數(shù)m 因為是軟齒面，由齒面接觸強度公式（7-22）計

35、算 d=mm=53.9mm m=2.16mm見表7-1，取標準模數(shù)m=2.5mm4. 計算大、小齒輪的幾何尺寸 d=mz=2.5×25mm=62.5mm d=m(z2h)=2.5×(252×1)mm=67.5mm d=m(z2h2c)=2.5×(252×12×0.25)mm=56,25mm d=mz=2.5×75mm=187.5mm d=m(z2h)=2.5×(752×1)mm=192.5mm d=m(z2h2c)=2.5×(752×12×0.25)mm=181.5mmh=h

36、=m(2hc)=2.5×（2×10.25）mm=5.625mma=mm=125mmb=d=1×62.5mm=62.5mm取b=70mm,b=65mm5. 校核齒根彎曲疲勞強度 見表7-11，查得Y=2.65,Y=2.215 Y=1.59,Y=1.785=72.5MPa=68.03MPa6. 驗算齒輪圓周速度V=m/s=1.64m/sV=1.64m/s10m/s, 故合適。 表7-10 安全因數(shù)、安全因數(shù)軟齒面（350HBW）硬齒面（350HBW）重要的傳動、滲碳淬火或鑄造齒輪1.3表7-1 漸開線圓柱齒輪標準模數(shù)（摘自GB/T1357-19870）第一系列0.1,

37、 0.12, 0.15, 0.2, 0.25，0.3，0.4，0.5，0.6，0.8，1，1.25， 1.5， 2， 2.5， 3， 4， 5， 6， 8， 10， 12， 16， 20， 25， 32， 40， 50 表7-8 載荷因數(shù)原動機工作情況工作機械的載荷特性平穩(wěn)、輕微沖擊中等沖擊嚴重沖擊工作平穩(wěn)（如電動機、汽輪機）1-1.2輕度沖擊（如多缸內燃機）中等沖擊（如單缸內燃機）表7-11 正常齒輪準外齒輪的齒形修正因數(shù)Y與應力修正因數(shù)Yz1214161718192022252830Y3.473.223.032.972.912.852.812.752.652.582.54Y1.441.471.511.531.541.551.561.581.591.611.63表7-4 常用齒輪材料的性能及應用范圍材料牌號熱處理硬度應用范圍優(yōu)質碳素鋼45鋼正火調質表面淬火169-217HBW217-