多功能發(fā)動機實驗臺的設(shè)計【畢業(yè)論文】【汽車專業(yè)】

黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 1 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目 多功能汽車發(fā)動機 拆裝實驗臺的設(shè)計 學生姓名 專 業(yè) 交通運輸 班 級 指導教師 黑 龍 江 工 程 學 院 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 2 Design of Directions The multi-function car launches the machine dismantles the design that pack the experiment set Candidate： Specialty： Transportation Class： B01-1 Supervisor： Teacher Heilongjiang Institute of Technology 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 3 多功能汽車發(fā)動機拆裝實驗臺的設(shè)計 摘 要 本設(shè)計是在研究觀察了現(xiàn)有的發(fā)動機拆裝臺架，通過對汽車企業(yè)、學?，F(xiàn)有 設(shè)備以及通過互連網(wǎng)的搜索，對其結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造組成、功能以及安裝特點進行分析研究。發(fā)現(xiàn) 現(xiàn)有的發(fā)動機拆裝臺架大多是功能比較單一的類型，這些性能單一的試驗臺架存在著費時、費力、效率低發(fā)動機支撐不穩(wěn)定、拆裝過程中觀察發(fā)動機不便等問題。無論是汽車維修企業(yè)還是學校都需要一種功能比較齊全的，便于拆裝發(fā)動機以及觀察發(fā)動機結(jié)構(gòu)的發(fā)動機拆裝臺架。而多功能發(fā)動機拆裝試驗臺就能很好的解決這一問題。 多功能發(fā)動機拆裝試驗臺集翻轉(zhuǎn)、移動、冷磨于一體很好的解決了以往一 些臺架所存在的一些問題，能基本上滿足汽車維修企業(yè)以及學校維修和拆裝發(fā)動機的要求。 關(guān)鍵詞 ：發(fā)動機；臺架；冷磨；拆裝 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 The multi-function car launches the machine dismantles the design that pack the experiment set Abstract This design is at study observational launch currently the machine dismantles to pack pedestal, pass is current to the car business enterprise, school Equipments and pass with each other manhunt of connecting the net, as to its construction form, the structure constitutes, function and install characteristics proceeding analysis research.Discovers to launch currently the machine dismantle to pack pedestal mostly single type in function, the single and on trial pedestal in these functionses exsits to take a lot of time, hard to tackle, the efficiency is low to launch the machine props up unsteady, dismantle to pack to observes to launch the machine inconvenience etc. problem in the process.Wether is a car maintenance business enterprise or the school needs a kind of function more well-found, easy to dismantle to pack to launch machine and observations launch the machine to launch structurally the machine dismantles to pack pedestal.But multi-function launch the machine dismantle to pack to experiment the set and then can be good to resolve this problem. It is multi-function to launch the machine dismantles to pack to experiment the pedestal gathers inside out, move, cold whet to was good to solve in the integral whole before a Amount pedestal a some problem for exsitting, can be basic to ascend to satisfy car maintenance business enterprise and schools maintain with dismantle the request that pack launches the machine. Key phrase:Launch the machine；Pedestal；It is cold to whet；Dismantle to pack 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 5 目 錄 摘要 Abstract 前言 1 第一章 實驗臺設(shè)計 的目的和意義 2 1.1 汽車發(fā)動機多功能拆裝架的發(fā)展趨勢 2 1.2 實驗臺設(shè)計的目的 2 1.3 實驗臺設(shè)計的意義 2 第二章 多功能發(fā)動機拆裝實驗臺的設(shè)計 4 2.1 實驗臺的總體設(shè)計要求 4 2.2 翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計 5 2.3 臺架的設(shè)計 5 2.4 臺架的選材 5 2.5 選擇車型 6 第三章 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計 7 3.1 蝸輪傳動的組成和特點 7 3.2 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計 7 3.3 軸的計 算 10 3.4 軸承選擇校核 12 第四章 聯(lián)軸器的選擇和其他零件的確定 14 4.1 聯(lián)軸器的選擇 14 4.2 其他零件的確定 14 第五章 總體裝配的設(shè)計 17 5.1 車輪的選擇 17 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 6 5.2 發(fā)動機支撐形式的選擇 17 5.3 臺架的選材 17 5.4 軸承的選擇及校核 18 第六章 電動機的選擇 19 第七章 冷磨實驗 21 7.1 冷磨注意事項 21 7.2 冷磨檢 查 21 7.3 冷磨后的拆檢 22 總結(jié) 23 參考文獻 24 致謝 25 前言 隨著我國社會主義事業(yè)的不斷發(fā)展前進和改革開放事業(yè)的不斷深入，以及 WTO 的加入，我們的汽車行業(yè)取得了飛速的發(fā)展 。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車維修行業(yè)也取得了飛速的發(fā)展。發(fā)動機是汽車的心臟，發(fā)動機的維護和修理也是汽車維修的主要部分。在發(fā)動機的維護和修理工藝中，必須用到的工裝設(shè)備 發(fā)動機拆裝臺架。而我們的設(shè)計就是發(fā)動機拆裝臺架。 目前各汽車修理廠及學校實習所用發(fā)動機拆裝試驗臺仍然是比較單一的類型，這些性能單一的試驗臺存在著費時、費力、效率低發(fā)動機支撐不穩(wěn)定、拆裝過程中觀察發(fā)動機不便等問題。而多功能發(fā)動機試驗臺填補了該領(lǐng)域的空白，集發(fā)動機拆裝與冷磨實驗與一體，并且可以移動，可使發(fā)動機翻轉(zhuǎn)；并且占地面積小，減少了勞動強度，提 高了工作效率，縮短了維修時間，還使學校實習學生便于觀察發(fā)動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)。解決了維修廠與學校實習拆裝難的問題，以及發(fā)動機冷磨問題。 多功能發(fā)動機拆裝試驗臺的設(shè)計的意義 在發(fā)動機經(jīng)過長時間磨損后，就需要大修，然而就在大修過程中。發(fā)動機的拆裝工作比較復雜，需要拆卸不同部位的零件，所以就需要翻轉(zhuǎn)過不同的角度來拆卸，而且還可以在任意角度停止；這就需要一種工裝設(shè)備來輔助完成，這種工裝設(shè)備就是發(fā)黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 7 動機拆裝臺架。在發(fā)動機拆裝臺架設(shè)計過程中，主要是通過一個蝸輪蝸桿來實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的，且該蝸輪蝸桿具有自鎖功能，能使發(fā)動機旋轉(zhuǎn)到任意角度都 能停止。拆裝臺架安裝有車輪，能使其自由移動；而且為了便于發(fā)動機冷磨，就需要一臺電動機，使其可以進行發(fā)動機冷磨。這樣就構(gòu)成了集發(fā)動機拆裝與冷磨實驗于一體的多功能汽車發(fā)動機拆裝試驗臺。 第一章 實驗臺設(shè)計的目的和意義 1.1 汽車發(fā)動機多功能拆裝架的發(fā)展趨勢 隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車修理行業(yè)的設(shè)備也在不斷的更新與進步。發(fā)動機拆裝臺架也是在不斷的改進。由原來發(fā)動機無臺架的修理到有臺架的使用，從簡單的臺架到可翻轉(zhuǎn)的臺架，現(xiàn)在又制造出可翻轉(zhuǎn)的多功能的發(fā)動機臺架。作為修理設(shè)備，這種臺架不只能將發(fā)動機進行 翻轉(zhuǎn)還能使發(fā)動機在翻轉(zhuǎn)過程中停留在任意位置上，使發(fā)動機在拆裝過程中方便很多，不僅給工人師傅節(jié)省很多時間。同時，也能解決那些平時不易拆裝的問題。作為教學實驗設(shè)備，它能使同學們更直觀的了解發(fā)動機的構(gòu)造，同學們在拆裝發(fā)動機時也更容易。 在修理中，為了節(jié)省更多的時間，獲取更多的利益，人們將會生產(chǎn)出更為先進的發(fā)動機拆裝設(shè)備。 1. 2 實驗臺設(shè)計的目的 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 8 現(xiàn)代轎車其結(jié)構(gòu)比較復雜。維修不便這樣就對從事汽車工程相關(guān)專業(yè)的人員提出了更高的要求。對于汽車專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)來說，如何使理論與實踐相結(jié)合，提高學生的工程實踐能力，是一重要 的課題。在教學的環(huán)節(jié)中 ,必須加強其課堂教學、生產(chǎn)實踐和實驗三方面的有機結(jié)合，以力提高教學質(zhì)量。因此，設(shè)計出的電器實驗臺做為實驗設(shè)備，在教學的過程中可以為學生及汽車專業(yè)技術(shù)人才營造良好的學習氛圍，起到理論聯(lián)系實際的一個紐帶，為實驗教學提供了有利的條件，在滿足教學實驗的基礎(chǔ)上提高了學生及汽車故障診斷、維修能力。 1.3 實驗臺設(shè)計的意義 1、先進的發(fā)動機多功能拆裝架設(shè)計與制作可以培養(yǎng)學生實踐動手能力、分析處理 問題的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識，很好的滿足專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)的要求。這對于提高汽車的使用 壽命和經(jīng)濟效益，推動汽車工業(yè)及國民經(jīng)濟的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。 2、 實踐相結(jié)合，提高學生的實際操作能力。在本拆裝架上，便于學生親手操 作，在理論學習與動手實踐之間架起一座溝通的橋梁。 3、汽車發(fā)動機修理技術(shù)的進步，拆裝架還可以進行更新?lián)Q代，節(jié)約研制經(jīng)費。 在拆裝架的制作過程中，還要在架面上預留一些地方，為拆裝架的功能擴展和更新提供基礎(chǔ)和應(yīng)用平臺。 對拆裝架的開發(fā)和設(shè)計，可以建立一種科研環(huán)境，給學生營造良好的學習氛 圍。在設(shè)計過程中，需要運用很多的專業(yè)知識，像汽車理論、汽車技術(shù)、機械設(shè)計、機 械制圖，金屬工藝等等，這就需要對以往學過的知識進行復習，還有很多的理論需要深入的研究，以便同實際操作合。在教材不能滿足需要時，還要搜集資料：去圖書館，找文獻、查期刊、請教老師、同學、上網(wǎng)查找本課題的前沿動態(tài)。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 9 第二章 多功能發(fā)動機拆裝實驗臺的設(shè)計 2.1 實驗臺的總體設(shè)計要求 拆裝架的設(shè)計構(gòu)思主要有幾方面。首先，是結(jié)合汽車發(fā)動機的組成以及各部件的工作特點合理選擇固定點。其次為了實現(xiàn)拆裝架的相應(yīng)控制功能及拆裝功能，要求各組成元件具有實際運行能力 .并且實現(xiàn)快速翻轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)定位。 在此基礎(chǔ)之上根據(jù)拆裝架的受力情況以及各個部件拆裝的需要，相應(yīng)的設(shè)計出與之相匹配的臺架，起到支撐，固定的作用。具體設(shè)計要求如下 : 1、選型 在選擇參照車型時應(yīng)充分考慮它的代表性，因此要使所選擇的發(fā)動機統(tǒng)無論 是在控制理論還是在實際工作性能上都能夠反映現(xiàn)代汽車技術(shù)的先進性，體現(xiàn)發(fā)展的趨勢和潮流，同時具有普及性，便于汽車工程相關(guān)專業(yè)實踐教學環(huán)節(jié)的展開；并且所選擇車輛具有鮮明技術(shù)特色。 2、服務(wù)教學 因為設(shè)計是為教學服務(wù)的，因此在設(shè)計實施的具體過程中，首要的問題就是要保黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 10 證電噴系統(tǒng)的工作性能以及每一個器件的工作原 理均得到體現(xiàn)，表達要力爭簡單、明了，使用起來方便快捷；并且設(shè)置故障診斷功能，以利于提高學生的工程實踐運用能力。 3、實驗臺整體布局 在考慮布局合理、結(jié)構(gòu)緊湊的同時，還應(yīng)注意到使各個元件在工作時相互之間功率匹配問題。 4、實驗臺的開發(fā) 在實驗臺的制作過程中，還要在板面上預留外接端子或者是連接其他設(shè)備的插接件，為實驗臺的功能擴展和更新元氣件提供基礎(chǔ)和應(yīng)用平臺。 此外，要求實驗臺具有直觀形象的教學演示控制性能。 此外，在實驗臺設(shè)計時，實驗臺的高度應(yīng)考慮到我國人口的平均高度。中國人口的平均高度 1.7 米左右所以拆裝實 驗臺的高度不應(yīng)超過 1.5 米。 2.2 翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計 發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計過程包括臺架設(shè)計過程以及電動機的選擇和臺架的 校核。翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計要充分考慮臺架質(zhì)量分布均勻度、臺架穩(wěn)定性及運動件與固定件是否發(fā)生干涉等因素。下面以在設(shè)計的過程中遇到的問題對整個設(shè)計過程進行剖析。 翻轉(zhuǎn)架的臺架設(shè)計和制作主要依據(jù)捷達 GTX轎車的發(fā)動機質(zhì)量及固定點進行布置，同時也參照了捷達車身發(fā)動機內(nèi)各器件的位置情況。因為這種設(shè)計可以合理的利用臺架空間。 臺架尺寸的確定主要依據(jù)發(fā)動機的外形尺寸。根據(jù)發(fā)動機的放置位置，放置方向，發(fā)動機上主要器 件拆卸，能自鎖的減速器放置位置和放置方向這些因素來初步確定臺架的外廓尺寸。 在布置時先確定減速器的位置 ,通過確定減速器的位置就可以初步確定發(fā)動機的大概位置。 當發(fā)動機和減速器的位置確定下來后，就可以確定放置減速器的臺架的大 小和臺架所需的剛度和強度， 當各個器件的位置確定下來后，就可以確定臺架的尺寸及連接方式。 2.3 臺架的設(shè)計 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 多功能翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計是根據(jù)發(fā)動機的質(zhì)量、零件位置和發(fā)動機大小，以及發(fā)動機與翻轉(zhuǎn)架、翻轉(zhuǎn)架與減速器之間的傳動需要來進行設(shè)計的，其特點有良好的穩(wěn)定性和足夠的強度來支撐發(fā)動機和減速 器。由于實驗臺只需要支撐發(fā)動機和減速器，不需承受其它的外力故臺架只需滿足強度要求。在制作過程中，以 45的角鐵和方鋼為主，各連接處采用焊接和螺栓聯(lián)接，其強度不低于原材料的強度，可以達到支撐發(fā)動機，以及固定、穩(wěn)定性的作用。為了移動方便，采用橡膠輪，這樣可以起到減震的作用。 2.4 臺架的選材 臺架的材料選用 45鋼，強度、價格均可行。臺架的各連接處均采用焊接，其強度不低于材料的強度，可以達到支撐臺面及固定、穩(wěn)定的作用。 2.5 選擇車型 結(jié)合設(shè)計要求 ,在選擇車型時，一定要體現(xiàn)該車型的普及性、代表性、特色性 ,這樣中低檔經(jīng)濟型轎車就在設(shè)計所考慮的范圍內(nèi)。 捷達 GTX 自投放市場以來，以等深受廣大消費者喜愛。經(jīng)過這幾年的發(fā)展與完善，它在很大程度上能代表我國轎車行業(yè)的先進水平。 捷達王的技術(shù)含量并沒有因為它的普通化而有所保留，恰恰相反，德國大眾汽車公司不斷的投入新技術(shù)，使其他的豪華型車的技術(shù)在它身上均有體現(xiàn) ,使整車性能向前跨越了一大步。 另外，捷達系列轎車還有許多自身的技術(shù)特色。 捷達王是我國國內(nèi)目前保有量最多和受歡迎程度最高的普及型轎車之一，具有一定的代表性和可以開發(fā)利用的前景，從而保證設(shè)計作品的生命力。 在發(fā)動機經(jīng)過 長時間磨損后，就需要大修，然而就在大修過程中，發(fā)動機的拆卸工作比較復雜，需要拆卸不同部位的零件，所以就需要翻轉(zhuǎn)過不同的角度來拆卸，這就需要一種工裝設(shè)備來輔助完成，這種工裝設(shè)備就是發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架。發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架可以實現(xiàn)發(fā)動機轉(zhuǎn)過任意角度來進行不同部位零件的拆卸。在該發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計過程中，比較簡單易行，主要是通過一個蝸輪蝸桿來實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的（該翻轉(zhuǎn)架是實現(xiàn)自鎖，黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 即蝸輪蝸桿的自鎖）下面介紹它的設(shè)計過程。 第三章 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計 3.1 蝸桿傳動的組成和特點 蝸桿傳動是在空間 交錯的兩軸間傳遞動力的一種傳動機構(gòu)，兩軸線交錯的夾角可以為任意值，長用的為 900 。 傳動機構(gòu) :是修理臺架最主要的機構(gòu)，也是核心機構(gòu)。傳動機構(gòu)采用蝸輪，蝸桿傳動方案。蝸桿為傳動件，蝸輪為從動件，通過手柄的轉(zhuǎn)動可以實現(xiàn)。蝸輪是具有圓弧齒冠的斜齒輪， 900轉(zhuǎn)動。 蝸輪，蝸桿傳動具有以下特點： 當使用單頭蝸桿 (相當與單線螺紋 )時，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周 ,蝸輪只轉(zhuǎn)過一個齒距 ,因而能實現(xiàn)大的傳動比 .由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。 在蝸桿傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺 旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對又較少，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 當蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當量摩擦角時，蝸桿傳動便具有自鎖性。 蝸桿傳動同時也具有缺點：蝸桿傳動與螺旋齒輪傳動相似，在嚙合處有相對滑黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 動。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的摩擦與磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。因此摩擦損失較大，效率低；當傳動具有自鎖性時，效率僅為 0.4 左右。同時由于摩擦與磨損嚴重，常需耗用有色金屬（如錫青銅）制造齒輪或輪圈，以便與鋼制蝸桿配對組成磨性良好的滑 動摩擦副。因而成本較高?？傊仐U傳動的優(yōu)點優(yōu)于缺點，所以選用蝸輪，蝸桿傳動。 3.2 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計 1、用蝸桿傳動類型。 根據(jù) GB/T10085 1988 的推薦，選用漸開線蝸桿（ ZA）， ZA的特點：加工方 便，應(yīng)用廣泛，但導角大時，加工較困難，不易磨削，傳動效率較低，齒面磨損較快，因此一般采用于頭數(shù)較少，載荷較小，轉(zhuǎn)速較低或不重要的傳動。 2、選擇材料 蝸桿 45 號鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為220300HBS 蝸輪 用灰鑄鐵 HT150 速度不高，效率不高， vs0.25m/s 3、齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，再較核齒 根彎曲疲勞強度。由公式（ 11-12）傳動中心距 1） 確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)距 T2 由發(fā)動機實際情況 T2=0.1 98 100=98N M 由機械設(shè)計手冊可知具有自鎖性的傳動比只有 i12=62 和 i12=82 在這里先沒 選 i12=62，且 Z1 =1 （傳動比及反行程具有自鎖性）， Z2=62 2） 確定載荷系數(shù) 322 HPEk ZZT黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 因工作較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) =1 由表 11-5 選取 A=1 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大 ，取 V=1.05 。 3） 確定強性影響系數(shù)EZ 4） 因選用的是灰鑄鐵蝸輪和鋼蝸桿相配，故EZ= 160 MPa 5） 確定接觸系數(shù)pZ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和傳動中心距比值 從圖 11 18 可查得pZ = 2.9 6） 確定許用接觸應(yīng)力 H 根據(jù)蝸輪材料為灰鑄鐵，可從表 11 6 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 MPaH 172/ , 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 72 1044.12400016060 nLJnN 壽命系數(shù) 977.01044.110877 HNK 則 M P aM P aKHHN 1681728 1 3 4.0/ 7） 計算中心距 公式： mmmma 25.92)1689.2160(9800005.13 2 取中心距 a = 100 mm，因 i = 62 故從表中取模數(shù) m = 2.5 mm 。 蝸桿分度圓直徑 mmd 451 這時 45.01 ad。從圖 11 10中可查得接觸系數(shù)pZ= 2.65，因此從上計算結(jié)果可用。 4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1） 桿 軸向齒距 mmmPa 85.714.35.2 直徑系數(shù) 185.2451 mdq 齒頂圓直徑 mmmhdhddaaa 505.2124522 111 1 齒根圓直徑 mmcmhdhddaff 5.3925.05.21245)(22 11 11 分黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 度圓導程角 056.01811 qzi gr / 28133o 蝸桿的軸向齒厚 925.35.214.32121 ms a 2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù) Z2=62 變位系數(shù) X2=0 蝸輪喉圓直徑 d2a=d2 +2h2a=d2 +2m(h*a+x2 )=152.5+2 15.2 =157.5mm 蝸輪分度圓直徑 d2 =mz2 =2.5 62 =155mm 蝸輪齒根圓直徑 d2f=d2 -2h2f=152.5-2 m(h*a+x2 )=152.5-2 15.2 =147.5mm 蝸輪咽喉母圓直徑 r2g= 5.225.02 5.392 *2 mcd f 20.37mm 5、較核齒根彎曲疲勞強度 FFF YYmddKTa 221253.1 當量齒數(shù) Z2v= 22.3c o s62c o s 332 Z =62.32 根據(jù) X2 =0 Z2V=62.32，從圖 11-19 中可查得齒形系數(shù) Y2Fa=2.3 螺旋角系數(shù) Y=1-140 =1-14022.3=0.977 許用彎曲應(yīng)力 FNFF K / 從表 11-8 中查得由灰鑄鐵制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 /H =40MPa 壽命系數(shù) KFN = 80.01044.110976 M P aM P aF 04.3240801.0 MP aMP aF 03.95.21 5 545 5 9 8 0 0 00.153.1 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 彎曲強度滿足要求 6、精度等級公差和表面粗糙度的確定： 考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動。從TGB10089-1988 圓柱蝸桿，蝸輪 精度中選擇 7 級精度。則系種類為 f.標注為 TGB 10089-1988。 7、熱平衡計算 3.3 軸的計算 1、 蝸輪上的功率 p2 轉(zhuǎn)速 n2 和轉(zhuǎn)距 T2 由前面計算已知 n2 =10 minr T2 =98000 mmN 由公式 T=9.55np610可求 p=61055.9 nT p2 = kwkwnT 103.01055.9 9 8 0 0 01055.9 6622 2、 作用在齒輪上的力 : 因： F= NNdT 1 2 6 51559 8 0 0 02222 F=Ft costan n Fa=Fttan 3、 步確定軸的最小直徑： 先按式（ 15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼。調(diào)質(zhì)處理。根 據(jù)表 15-3 取 A0=12 于是得 dmin =A0 322np =112 mmmm 4.2410103.03 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 d ,為了使所選的軸直徑 d 與黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 17 聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時選聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距 Tca=KAT2 查表 14-1，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小。故取 KA=1.3，按照計算轉(zhuǎn)距應(yīng) Tca小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)距的條件。查標準 TGB 5014-1985 或手冊，選用梅花形彈性聯(lián)軸器 ML4 型，其公稱轉(zhuǎn)距為 160000Nmm。半聯(lián)軸器的孔徑 d1=28mm,故取 d=28mm；半聯(lián)軸器長度 L=62mm, 半 聯(lián)軸器與軸配合的轂空長度 L1=44mm. 4、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 a) 擬訂軸上零件的裝配方案 本題的裝配方案已在前面比較分析。 b) 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 1、為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求。 -軸段右端需制至一軸 肩，故取 -段的直徑 d - =32 mm；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=35 mm,半軸聯(lián)器與軸配合的轂孔長度 L1=44mm，為了保證軸端擋圈只壓半軸聯(lián)器上而不壓在軸的端面上，故 -段的應(yīng)比 L1 略段一些，現(xiàn)取 L=42mm 2、 選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用 但列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) d - =32 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取基 本 游 隙 組 ， 標 準 精 度 級 的 單 列 圓 柱 滾 子 軸 承 N6207E 其尺寸為d D B=35mm 72mm 17mm,故 d - =d - =35 mm ； 而 L - =18.25 mm。 右端滾動軸承采用軸肩進行 軸向定位。由手冊上查 30207 型軸承的定 位軸肩高度 h=3.5mm,因此，取 d - =42 mm. 3、軸承的左端用軸肩定位 ,軸 d - =48mm、軸肩高度 h 0.07d 取 h=3mm,d - =42 mm,寬度 b 1.4h L - = 5 mm。 a)軸上零件的周鄉(xiāng)定位 齒輪、半軸聯(lián)器與軸的周鄉(xiāng)定位的采用鍵連接。半軸聯(lián)器與軸的聯(lián)接， 選用平鍵為 8mm 7mm 36mm,半軸聯(lián)器與軸的配合為 H7/k6,滾動軸承與軸 的周向定位是借過度配合來保證的，此處選取的直徑尺寸公差為 m6。 b)確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 15-2 取軸端倒角為 1 45，各軸肩處的圓角半徑由實際畫圖所 示。 c)擬定軸上零件的裝配方案 d)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 e)軸上零件的定位 f)確定軸上圓角和導角尺 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 18 3.4 軸承選擇校核 軸承的功用有兩個：一個為支承軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度；二為減少軸與支承只見的摩擦和磨損。軸承分為滾動軸承和華東軸承兩大類。滾動軸承在一般機器中獲得廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計所選擇的軸承為滾動軸承。 P=XFr+Yfa 式中： Fr 為軸承的景象載荷。 Fa 為軸承的軸向載荷。 P 當量動載荷。 FrFa=82.195538=2.74 e 則根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表 16-12， X取 0.44 P=0.56 195.82+0.44 538=346.38N Cr=frPfp 161060 Lhn N 式中： 壽命指數(shù)，取 3。 fr 溫度系數(shù)，取 1。 fp 載荷系數(shù)，取 1。 C 基本額定動載荷。 Lh 工作使用壽命，取 90h. Cr = 1 38.3461 316 9010130060 =0.67KN 根據(jù)需要軸承選為 30207， Cr=1.48KN,Cor=0.90KN, 符合工作需要。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 19 第四章 聯(lián)軸器的選擇和其它零件的確定 4.1 聯(lián)軸器的選擇 1、聯(lián)軸器的類型選擇 根據(jù)我們設(shè)計要求的電動機的輸出軸軸徑及參照新編機械設(shè)計師手冊表 11 1所列標準聯(lián)軸器的特點選擇凸緣式聯(lián)軸器。 2、聯(lián)軸器的型號選擇 據(jù)式 nTKT （ 11 1） 及 nn （ 11 2） 參見新編機械設(shè)計師手冊 mNTmNKTn 10036.92.73.1 m in/5200m in/720 rnrn 式中： n 為使用聯(lián)軸器的軸的轉(zhuǎn)速 (r/min). nT ，聯(lián)軸器的額定轉(zhuǎn)矩（ N m），由聯(lián)軸器標準中查得見新編機械設(shè)計師手冊表 11 4表 11 13，取 nT =100 N m。 K 載荷系數(shù)，見 新編機械設(shè)計師手冊表 11 2， K 取 1.3。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 20 n 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速（ r/min），由聯(lián)軸器標準中查得見新編機械設(shè)計師手冊表 11 4表 11 15，取 n =5200r/min。 在滿足的條件之內(nèi)，我們選擇聯(lián)軸器的型號為 YL6 聯(lián)軸器6430 60301 BJJ GB584386 。 4.2 其它零件確定 1 軸承蓋的選取。 因軸承 30207 的 D=72mm。 所以 D-（ 2-4） =72-2=70mm 螺釘直徑 d3=80mm 螺釘數(shù) n=4. 無套杯的 D0=D+2.5d3=72+2.5 mm928 套杯厚度： s2 =10mm D2 =D0+（ 2.5-3） d3=92+2.5 8=112mm D4 =(0.85-0.9)D=0.85 72=61.2 D5=D0-(2.5-3)d3=92-3 10=62mm e=1.2d3=1.2 10=12mm e1 =(0.1 70)=7mm m 由結(jié)構(gòu)確定 82 2 檢查孔與孔蓋。 P62 表 4.7 b =60mm L =100mm b1 =80mm L1 =120mm b2 =21(b+b1 )=21(60 80)=70mm L2 =(L+L1 )=110mm 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 21 R=5 d4=6.5 n=4 蓋板厚 =6mm. 3.減速箱的結(jié)構(gòu)尺寸。 蝸桿箱座壁厚 mm8 蝸輪箱座壁厚 mm8 箱蓋壁厚 mm8)185.0(1 凸緣底座厚 b =2.35 =18.8mm 地腳螺栓 df=0.036+12=0.036 100+12=15.6mm 軸承螺栓 d1 =0.7df=0.7 1536=1.1mm 4.桿的傳動效率 由于發(fā)動機的翻轉(zhuǎn)架要求蝸桿自鎖，所以 5.0 ，降低蝸輪蝸桿的效率可用： a) 減小蝸桿的旋轉(zhuǎn)生成角。 b) 將蝸輪蝸桿的齒數(shù)采用矩形齒。 5.蝸桿 的散熱 由于蝸輪蝸桿的工作性可以知道其熱量的散發(fā)可以忽略不計，故此不校核。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 第五章 總體裝配的設(shè)計 5.1 車輪的選擇 在設(shè)計中有車輪支撐和移動發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架，所以車輪的選擇很重要，在此，選擇d=10cm 的可以自鎖的標準車輪，承載能力在 100 千克的車輪。 5.2 發(fā)動機支撐形式的選擇 發(fā)動機拆裝臺架支撐發(fā)動機的形式主要有兩種形式，即兩點支撐和三點支撐。三點支撐是通過支撐發(fā)動機的前端以及發(fā)動機的兩翼來實現(xiàn)支撐發(fā)動機的。由于其支撐不穩(wěn)定，影響發(fā)動機的翻轉(zhuǎn)；而且由于發(fā)動 機兩翼有支撐物，這樣就給發(fā)動機的拆裝，以及觀察發(fā)動機帶來很大的不便。而兩點支撐是支撐發(fā)動機的兩端，其支撐安全可靠，也十分的穩(wěn)定，不影響發(fā)動機的拆裝及觀察發(fā)動機結(jié)構(gòu)。在比較的發(fā)動機兩點支撐和發(fā)動機三點支撐后。在設(shè)計中采用發(fā)動機兩點支撐。 發(fā)動機的兩端分別連接蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)和電動機，這樣是整體結(jié)構(gòu)合理美觀，也便于生產(chǎn)和使用。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 5.3 臺架的選材 支架和固定板的材料的選擇 由于發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架的底座部分需要材料支撐，在綜合了該材料的剛度，強度以及使用壽命等各個方面的因素，選擇熱扎等邊角鋼中的號數(shù)為 2.5 的角鋼，其 基本尺寸為 b=25mm, d=4mm, r=3.5mm,截面積為 1.859cm2 由于此鋼為常用鋼，且僅為支撐材料，又采用了比較保守的數(shù)值，故此不用校核。 固定板是故定發(fā)動機的鋼板，在此選取熱扎鋼板 GB/709-1988 中的厚度為 6mm,其直徑為 300mm。 在制作過程中，以 45 的角鐵和方鋼為主，各連接處采用焊接和螺栓聯(lián)接，其強度不低于原材料的強度，可以達到支撐臺面，以及固定、穩(wěn)定性的作用。為了移動方便，采用橡膠輪，這樣可以起到減震的作用。 5.4 軸承的選擇及校 核 由于在發(fā)動機翻轉(zhuǎn)架中，軸承起的作用是減少摩擦和協(xié)助轉(zhuǎn)動，在作用中受到軸承向力和徑向力的作用，故此選擇受軸向力和徑向力比較大的圓錐磙子軸承，根據(jù)軸和軸承比較優(yōu)良的配合，選取過盈配合可以保持軸承不會軸向移動，所選取的軸承為GB/T292 1994 代號為 7006C 的角接觸球軸承兩個和代號為 7018C 的角接觸球軸承。 代號 d/mm D/mm T/mm B/mm e Y Cr/KN Cor/KN 7006C 30 55 17.25 13 0.37 1.6 14.5 9.85 7018C 90 140 18.25 24 0.37 1.6 67.5 66.5 軸承校核： 由于 7006C 和 7018C 軸承的靜載荷和動載荷的數(shù)值來看分別為 14.5 千牛、 67.5 千牛和 9.85 千牛、 66.5 千牛，而發(fā)動機的質(zhì)量不過才 100 千克左右，故此，無需校核就知其無論是靜載荷還是動載荷均是合格的。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 第六章 電動機的選擇 電動機是專門工廠批量生產(chǎn)的標準部件，設(shè)計時要根據(jù)工作機的工作特 性、工作環(huán)境和工作載荷條件，選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選擇出具體的型號和尺寸。 1、 電動機的類型和結(jié)構(gòu)形式 電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源， 因此，無特殊要求時均應(yīng)選用三相交流電動機其中以三相異步交流電動機應(yīng)用最為廣泛。 Y 系列三相籠型異步電動機是一般用途的全封閉自扇冷式電動機，由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉，維護方便，因此廣泛應(yīng)用于不易爆、不易 燃、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上?？紤]到本設(shè)計的具體要求，所以選用 Y 系列三相籠型異步電動機。 2、 電動機的轉(zhuǎn)速 容量相同的三相異步電動機，一般有 3 000、 1 500、及 750r/min 四種同步轉(zhuǎn)速。電 動機同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)越少，外部尺寸越小，價格越低。但是電動機轉(zhuǎn)速越高，黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 25 傳動裝置總傳動比越大，會使傳動裝置外部尺寸增加，提高制造成本。而電動機同步轉(zhuǎn)速越低其優(yōu)缺點則剛好相反。因此在確定電動機轉(zhuǎn)速時，應(yīng)綜合考慮，分析比較。因為本設(shè)計的電動機主要是用來作發(fā)動機冷磨。所以，因根據(jù)發(fā)動機冷磨轉(zhuǎn)速來確定電動機的轉(zhuǎn) 速。 發(fā)動機冷磨轉(zhuǎn)速一般按下式確定 n1=（ 0.2 0.25） ne ne=3200r/min n1=（ 0.2 0.25） *3200=（ 640-800） r/min 所以取 n1=750R/min 即選用同步轉(zhuǎn)速為 750r/min 的三相異步電動機。 3、選擇電動機的容量（功率） 電動機的容量（功率）選擇的是否合適，對發(fā)動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響。 容量選擇的過小，不能保證工作機的正常工作，或使電動機因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動機的價格高，能力又不能充分利用，而且由于電動機經(jīng)常不能滿載運行，其效率 和功率因數(shù)都較低，增加電能的消耗而造成能源的浪費。 電動機的功率可根據(jù)如下公式計算 P=TN/9550 因為發(fā)動機的扭距為 T=72Nm 所以 kW65.59550750729550 根據(jù)機械設(shè)計實踐表 19.1 選擇型號為 Y160L-8 的 Y 系列三相籠型異步 電動機。其具體技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 型 號 功率/kW 滿載時 堵轉(zhuǎn)電流 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距 最大轉(zhuǎn)距 電流 A 轉(zhuǎn)速r/min 效率 % 功率因數(shù) （ cosa） 額定電流 額定轉(zhuǎn)距 額定轉(zhuǎn)距 Y160L-8 7.5 17.7 720 86 0.75 5.5 2 2 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 第七章 冷磨實驗 發(fā)動機大修以后 ,為了檢查和消除裝配中的缺陷 ,調(diào)整各機構(gòu) ,提高配合零件的表面質(zhì)量 ,使其能承受應(yīng)有的載荷 ,應(yīng)進行冷磨熱試檢查 ,以便延長發(fā)動機的使用壽命 ,得到最好的動力性和經(jīng)濟性。 冷磨合冷磨是依靠外來動力 ,帶動發(fā)動機在一定時間內(nèi)以不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)的過程。通過冷磨合使零件表面的微觀不平得到改善 ,表面金屬被強化 ,逐漸形成一個適合實際摩擦條件的工作表面 ,有利于延長零件的使用壽命 。 1)冷磨注意事項 冷磨合是對氣缸與活塞 ,曲軸與軸承等關(guān)鍵配合表面的磨合 ,因此冷磨合時 ,發(fā)動機一般僅裝上曲軸、凸輪軸和活塞連桿組。潤滑油一般用稀薄的 2號或 3號錠子油 ,或在較濃的機油中加入 15%的煤油或輕柴油 ,潤滑油要加足 ；冷磨的速度應(yīng)逐步增加 ,一般保持在 250 700 / ；時間控制在 1 5 2。 2)冷磨檢查 各鎖止裝置應(yīng)齊全、完整、可靠 ,按規(guī)定力矩擰緊各螺栓、螺母 ；結(jié)合車型調(diào)整好主要部位的配合間隙 ；正確安裝、對準有裝配標記的零部件 ；觀察各機件是否正常 ,如摩擦表面附近過熱或有異響 ,應(yīng)立即停機 ,查明原因并予以排除。 3)冷磨后的拆檢 冷磨后分解發(fā)動機 ,檢查活塞、活塞環(huán)、氣缸壁的接觸情況和曲軸、凸輪軸與其軸承的磨合情況 ,排除發(fā)現(xiàn)的問題 ,然后清洗全部零件 ,更換機油和細濾清器濾芯。 黑龍江工程學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 7.1 冷磨注意事項 冷磨合是對氣缸與活塞 ,曲軸與軸承等關(guān)鍵配合表面的磨合 ,因此冷磨合時 ,發(fā) 動機一般僅裝上曲軸、凸輪軸和活塞連桿組。 1、潤滑油一般用稀薄的 2 號或 3 號錠子油 ,或在較濃的