汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1

1、汽車(chē)舉升機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)摘 要本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)要介紹了車(chē)輛舉升機(jī)在汽車(chē)維修及維護(hù)中的作用及其經(jīng)濟(jì)意義并指出了對(duì)舉升機(jī)的工作要求。設(shè)計(jì)中采用機(jī)械式傳動(dòng)方案，動(dòng)力經(jīng)過(guò)蝸桿減速器，錐齒輪傳動(dòng)，最后由絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)變成升降運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)被舉升的目的。說(shuō)明書(shū)的主要內(nèi)容包括：1，傳動(dòng)方案的確定；2，電動(dòng)機(jī)的選擇；3，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；4，傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)；5，軸的設(shè)計(jì)；6，鍵的設(shè)計(jì)及選擇；7，潤(rùn)滑及密封裝置的設(shè)計(jì)；8，軸承的選擇；9，升降臺(tái)的設(shè)計(jì)；10，聯(lián)軸器的選擇。其中對(duì)機(jī)構(gòu)中的主要部件做了強(qiáng)度校核，另外對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及需要改進(jìn)之處給予指出。關(guān)鍵詞：舉升機(jī)，機(jī)械式，絲杠，蝸桿，傳動(dòng) ABSTRACT

2、The design mainly introduced that automotive hoists role and economic significance in the automotive repair and maintenance and pointed out the requirements about the automotive hoist working. The design adopt mechanical transmission. Power is delived through the worm reducer, bevel gear transmissio

3、n, and finally by the screw rotation movements into movement to achieve the purpose of lifting. Main specifications content is included :1, Determining the transmission plan; 2, choicing electric motor; 3, the actuator motion and parametric calculation of driving force; 4, drive part design; 5,the d

4、esign of scrolls; 6, keys design and choicing;7, lubrication and sealing device design; 8, choicing axle bearing; 9, designing the platform of the hoist; 10, choicing coupling. Some parts which are important institutions do the strength checking.KEY WORDS: the automotive hoist , mechanical, screw, w

5、orm, transmission 前 言改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了迅猛的發(fā)展，人們的生活水平得到了很大的提高同時(shí)人們對(duì)交通工具的要求也愈來(lái)愈高，我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)在這種形勢(shì)下逐漸壯大起來(lái)，伴隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展汽車(chē)修理業(yè)也得到了快速發(fā)展使得汽修朝著高速高質(zhì)更安全的方向邁進(jìn)。在車(chē)輛修理過(guò)程中，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，修理速度，修理質(zhì)量是衡量一個(gè)汽車(chē)維修單位修理水平的重要指標(biāo)。怎樣更快，更好地完成修理任務(wù)是整個(gè)汽修業(yè)共同追求的目標(biāo)，而這些都離不開(kāi)先進(jìn)的汽修設(shè)備。汽車(chē)舉升機(jī)屬于汽修設(shè)施之一，它能在較短時(shí)間內(nèi)升起汽車(chē)對(duì)汽車(chē)的底盤(pán)進(jìn)行檢查，維修，安裝，改變了原先運(yùn)用手動(dòng)螺旋千斤頂，地坑等設(shè)施進(jìn)行維修，大大的改善了

6、工作環(huán)境。設(shè)計(jì)一臺(tái)舉升機(jī)應(yīng)在保證安全的條件下盡可能使機(jī)構(gòu)化，合理化并且有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。因此設(shè)計(jì)出的舉升機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求： 舉升高度適中，滿(mǎn)足工人站立工作的要求 舉升速度盡可能勻速，上升時(shí)較快，下降時(shí)較慢，以免受震動(dòng)影響汽車(chē)的定位穩(wěn)定性并保證工作操作的安全性。 舉升機(jī)對(duì)安裝條件，安裝空間等輔助條件的要求應(yīng)盡可能低以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)性的要求。 對(duì)零件的選擇盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計(jì)條件也要滿(mǎn)足強(qiáng)度及工藝要求 舉升機(jī)應(yīng)具有較高的工作效率并使工作可靠。 在選材加工時(shí)也要盡可能選用普通適用的材料并盡可能減少加工及熱處理的工序汽車(chē)舉升裝備內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)種類(lèi)繁多，按傳動(dòng)方式的不同分為：機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，氣

7、壓傳動(dòng)和混合傳動(dòng)四種；按舉升機(jī)舉升部位的不同可分為：車(chē)橋舉升設(shè)備，車(chē)輪舉升設(shè)備以及車(chē)架舉升設(shè)備。1） 按傳動(dòng)方式： 機(jī)械傳動(dòng)：機(jī)械傳動(dòng)的動(dòng)力通常為手動(dòng)或電動(dòng)。它通過(guò)機(jī)械組件如絲桿，螺母，皮帶，齒輪等傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 優(yōu)點(diǎn)：舉升設(shè)備安全可靠，同步性能比較好，保養(yǎng)及維修比較簡(jiǎn)單。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜磨損嚴(yán)重并且由于摩擦傳動(dòng)效率低。 液壓傳動(dòng)：應(yīng)用液壓油作為介質(zhì)通過(guò)油缸傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)是較為理想的一種舉升設(shè)備也是應(yīng)用較廣泛的，具有很強(qiáng)使用價(jià)值的舉升設(shè)備。 優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)，控制容易，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在設(shè)計(jì)生產(chǎn)上有利于標(biāo)準(zhǔn)化，系列化，通用化并且占地少安裝方便舉升力較大。 缺點(diǎn)：保養(yǎng)和維修有一定困難，并且由于壓力油的

8、滲漏能造成一定的環(huán)境污染而且對(duì)各部位的密封性要求很高。 氣壓傳動(dòng)：用空氣作為介質(zhì)通過(guò)氣缸傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)是目前應(yīng)用較少的一種，與液壓傳動(dòng)有一定的相似之處。 優(yōu)點(diǎn)：制造容易，成本較低。 缺點(diǎn)：傳動(dòng)不穩(wěn)定，舉升能力有限，占用空間較大，不易安裝，對(duì)密封性要求太高。 混合傳動(dòng)：由機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)等組合而成，利用各自的特點(diǎn)取長(zhǎng)補(bǔ)短，常用的有氣動(dòng)絲杠，液壓鏈條。 優(yōu)點(diǎn)：可達(dá)到結(jié)構(gòu)更合理，功能更齊全，使用更方便，是較有發(fā)展前途的一種舉升設(shè)備 缺點(diǎn)：作為一種新產(chǎn)品尚未形成經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模，在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)上有一定困難。因此成本較高，在優(yōu)化設(shè)計(jì)組合上尚有一定的困難。2） 按汽車(chē)被舉升的部位： 車(chē)橋舉升設(shè)備：通過(guò)汽車(chē)

9、的前橋或橫梁把整車(chē)舉起，這類(lèi)設(shè)備的特點(diǎn)是裝有支前后橋或橫梁的專(zhuān)用支座或托架，車(chē)橋舉升設(shè)備一般由一個(gè)以上的獨(dú)立的舉升裝置組成舉升可以做成固定的也可做成移動(dòng)的其優(yōu)點(diǎn)是在車(chē)下進(jìn)行多種作業(yè)；缺點(diǎn)是造價(jià)較高穩(wěn)定性差。 車(chē)輪舉升設(shè)備：通過(guò)車(chē)輪把汽車(chē)舉升起來(lái)并固定在一定高度。特點(diǎn)是具有支撐汽車(chē)車(chē)輪的軌道和托架，可以采用移動(dòng)式單輪舉升裝置。優(yōu)點(diǎn)：安全，高效。缺點(diǎn)：不能在舉升機(jī)上直接進(jìn)行車(chē)輪和制動(dòng)器等部件的保修作業(yè)。 車(chē)架舉升設(shè)備：通過(guò)汽車(chē)的車(chē)架或縱梁把整車(chē)舉起的，因此可以方便地在車(chē)下進(jìn)行多項(xiàng)保修作業(yè)，該設(shè)備受承重架的限制舉升重量較小一般不超過(guò)4t本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式傳動(dòng)方案，最大舉重2t，最大舉升高度1.75m，

10、舉升速度0.03m/s，機(jī)構(gòu)形狀采用門(mén)式結(jié)構(gòu)由絲杠的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。第1章 傳動(dòng)方案的擬定和分析1.1 傳動(dòng)方案的簡(jiǎn)介1.1.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明 電動(dòng)機(jī)1通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)2將動(dòng)力傳動(dòng)至蝸桿蝸輪減速器，經(jīng)增扭后，通過(guò)聯(lián)軸器5將動(dòng)力傳至圓錐齒輪軸，再經(jīng)圓錐齒輪傳動(dòng)6將動(dòng)力傳至絲杠8，由絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)舉升板的升降，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)被舉升的目的. 1 電動(dòng)機(jī) 2 皮帶傳動(dòng) 3 蝸桿 4 蝸輪5 聯(lián)軸器 6 錐齒輪傳動(dòng) 7 提升板 8 絲杠圖1-1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1.1.2 舉升機(jī)的要求電動(dòng)機(jī)與順倒開(kāi)關(guān)相連接，由電動(dòng)機(jī)軸的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)舉升板的升降運(yùn)動(dòng)。在機(jī)構(gòu)中皮帶傳動(dòng)可以起過(guò)載保護(hù)作用，以免機(jī)構(gòu)在超載的情況下?lián)p壞機(jī)器。同

11、時(shí)也提高了安全性能，與鏈條相比如下：1）優(yōu)點(diǎn)：皮帶有良好的彈性，有吸振緩沖作用使得傳動(dòng)平穩(wěn)噪音?。贿^(guò)載時(shí)帶與輪之間可以打滑防止其他零件的損壞起過(guò)載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造安裝和維護(hù)均較方便成本低；能傳遞較遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。改變帶的長(zhǎng)度可以適應(yīng)不同的中心距。 2）缺點(diǎn)：帶與輪之間存在彈性打滑，不能保證正確的傳動(dòng)比；機(jī)械效率低，帶壽命較短；結(jié)構(gòu)尺寸較大，不緊湊對(duì)軸的壓力大；帶與輪之間的摩擦產(chǎn)生靜電，不益與易燃易爆的場(chǎng)合。動(dòng)力經(jīng)過(guò)蝸桿蝸輪減速器，圓錐齒輪傳動(dòng)和絲杠的傳動(dòng)，其自鎖性較好，可以用其它自鎖機(jī)構(gòu)更加安全可靠，減少意外事故的發(fā)生。由于機(jī)器中采用了蝸桿蝸輪減速器和絲杠傳動(dòng)，其機(jī)械效率較低。汽車(chē)

12、舉升機(jī)屬于維修設(shè)備，不是經(jīng)常那個(gè)處于工作狀態(tài)，把圓錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)成半開(kāi)式可提高其工作效率，但須經(jīng)常加潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，減少齒輪的磨損。另外，在開(kāi)端加防護(hù)罩防止灰塵進(jìn)入。對(duì)于絲杠和活動(dòng)軸承只需要定期加潤(rùn)滑油保證機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑而運(yùn)轉(zhuǎn)。蝸桿蝸輪減速器采用浸油潤(rùn)滑，須定期檢查高度及品質(zhì)。1.2 傳動(dòng)方案的選擇及評(píng)述1.2.1 傳動(dòng)方案的選擇根據(jù)機(jī)構(gòu)的功能及動(dòng)力分配原則可選用如下幾種方案：1）二級(jí)圓柱齒輪減速器2）圓柱圓錐齒輪減速器3）蝸桿蝸輪減速器1.2.2 傳動(dòng)方案的評(píng)述1）二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為8-40，齒形可以用直齒，斜齒，人字齒等。承載能力和速度范圍較大傳動(dòng)比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，壽命長(zhǎng)，但是

13、制造精度高，噪聲大成本高。2) 圓錐圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為10-25，錐齒輪應(yīng)置于高速級(jí)，其直徑不易過(guò)大，便于加工，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于長(zhǎng)期連續(xù)工作。3）單級(jí)蝸桿蝸輪減速器的傳動(dòng)比為10-40，其優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)比大工作平穩(wěn)，無(wú)噪音，結(jié)構(gòu)緊湊，可以自鎖，適用于中小功率，潤(rùn)滑好，間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，另外對(duì)于布置于高級(jí)的蝸桿減速器，蝸輪可采用錫青銅做材料，允許點(diǎn)面有較高的相對(duì)滑動(dòng)速度，以利于形成潤(rùn)滑油膜，提高承載能力和傳動(dòng)效率，還可以提高蝸桿的頭數(shù)來(lái)提高其傳動(dòng)效率；缺點(diǎn)：制造精度高，成本高，效率低。綜合上述三種傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)合，為滿(mǎn)足自鎖的要求減少機(jī)構(gòu)因此決定選用蝸桿蝸輪減速器較為合適。第2章 電動(dòng)機(jī)

14、的選擇2.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按工作要求和條件選用三相籠形異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。2.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： 式中 ：電動(dòng)機(jī)工作功率 ：舉升板所需工作功率：舉升板工作阻力 = V：舉升板工作速度 V=0.03m/s：由電動(dòng)機(jī)到舉升板的傳動(dòng)總效率：V帶傳動(dòng)效率，取=0.96 ：軸承傳動(dòng)效率，取=0.98：三頭蝸桿傳動(dòng)效率，取=0.85：聯(lián)軸器傳動(dòng)效率，取=0.99：錐齒輪傳動(dòng)效率，取=0.95：絲杠傳動(dòng)效率， 取=0.36則 2.3 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速取絲杠螺距 則絲杠轉(zhuǎn)速在本機(jī)構(gòu)中，錐齒輪傳動(dòng)主要用于改變動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞方向，另外，考慮到使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單故采用等

15、齒數(shù)錐齒輪傳動(dòng)。其傳動(dòng)比。對(duì)于蝸桿蝸輪傳動(dòng)查資料機(jī)械零件手冊(cè)傳動(dòng)比因此總傳動(dòng)比合理范圍為。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍可選為符合這一范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有。根據(jù)機(jī)械零件手冊(cè)符合要求的電機(jī)類(lèi)型號(hào)為，其相關(guān)參數(shù)為：電動(dòng)機(jī)型號(hào)： 額定功率：2.5同步轉(zhuǎn)速： 3000 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速：2880第3章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和絲杠轉(zhuǎn)速可得到傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比3.2 分配傳動(dòng)比由上章討論可知 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和初參數(shù)3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速蝸桿：蝸輪軸：齒輪軸：絲杠軸：3.3.2 各軸輸入功率蝸桿：蝸輪軸：齒輪軸：絲杠軸：3.3.3 各軸輸出功率蝸桿：蝸輪軸：齒輪軸：

16、絲杠：3.3.4 各軸輸入轉(zhuǎn)矩蝸桿：蝸輪軸：齒輪軸：絲杠：3.3.5 各軸輸出轉(zhuǎn)矩蝸桿：蝸輪軸：齒輪軸：絲杠：第4章 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)4.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)傳遞功率 帶輪轉(zhuǎn)速4.1.1 選擇帶型由公式：工作系數(shù)，由資料機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表10-4查得：需要傳遞的功率按和由資料圖10-1查得選取V帶型號(hào)為A型4.1.2 確定帶輪直徑由資料【1】（機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)）表10-6選取帶輪直徑，由于皮帶輪傳動(dòng)比為，則其兩帶輪直徑D相等4.1.3 求帶速在范圍內(nèi)4.1.4 求中心距，帶長(zhǎng)1）初取中心距由公式：結(jié)合實(shí)際情況取中心距2）確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度由公式：由資料【1】表10-2選擇其內(nèi)周長(zhǎng)，則標(biāo)準(zhǔn)節(jié)線長(zhǎng)3）確定實(shí)際中心

17、距由公式取調(diào)節(jié)范圍（即安裝時(shí)所需的最小中心距） （為張緊或補(bǔ)償帶伸長(zhǎng)所需最大中心距）4）帶輪包角 合適4.1.5 求V帶根數(shù)查資料得：?jiǎn)胃鵙帶基本功率，由機(jī)械零件表3-4查得：考慮傳動(dòng)比影響額定功率增量，由機(jī)械零件表3-7查得=0：由機(jī)械零件表3-8查包角系數(shù)=1：由機(jī)械零件表3-9查長(zhǎng)度系數(shù)=0.84則： 取4.1.6 計(jì)算軸上的壓力由公式：帶的張緊力，由公式計(jì)算由機(jī)械零件表3-1查得則4.1.7 決定帶輪的基本尺寸由則選取材料HT150由資料【2】(機(jī)械零件手冊(cè))可知電動(dòng)機(jī)軸徑，長(zhǎng)度故小帶輪孔徑，轂長(zhǎng)，輪槽尺寸及輪轂由機(jī)械零件表3-11查得， 帶輪外徑： 取圖4-1 帶輪簡(jiǎn)圖4.2 蝸桿蝸

18、輪設(shè)計(jì)4.2.1 選擇材料本機(jī)構(gòu)中蝸桿蝸輪傳遞功率不大，速度中等，故蝸桿選用45鋼，因希望效率高些，耐磨性好，蝸桿表面進(jìn)行淬火，硬度為45-55HRC。蝸輪用鑄造錫青銅（4.2.2 確定主要參數(shù)選擇蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)，由機(jī)械零件表6-3按傳動(dòng)比，取，則4.2.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算蝸輪的模數(shù)及蝸桿的直徑系數(shù)1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩2）確定載荷系數(shù) 根據(jù)載荷情況選3）材料系數(shù)由機(jī)械零件表6-6查得由機(jī)械零件表6-7查得，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)式中為使用壽命假設(shè)，蝸輪轉(zhuǎn)速且則則壽命系數(shù)4）確定模數(shù)及蝸桿直徑系數(shù)由機(jī)械零件式6-8可知由機(jī)械零件表6-2初選，此時(shí) 4.2.4 驗(yàn)算蝸輪圓周速度 4.2.5

19、 求中心距4.2.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度蝸桿分度圓直徑 蝸輪分度圓直徑 蝸桿螺旋線升角 蝸輪的當(dāng)量齒數(shù) 由機(jī)械零件表6-9查得齒形系數(shù)由機(jī)械零件表6-10得材料的基本許用彎曲應(yīng)力壽命系數(shù) 螺旋角系數(shù)由機(jī)械零件得則故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度是足夠的。4.2.7 驗(yàn)證滑動(dòng)速度及傳動(dòng)效率1）驗(yàn)證滑動(dòng)速度 符合2）驗(yàn)算傳動(dòng)效率由機(jī)械零件表6-11查得嚙合效率 傳動(dòng)效率 檢驗(yàn)值 由式子可知原選參數(shù)強(qiáng)度足夠。4.2.8 蝸桿，蝸輪各部分尺寸計(jì)算1）蝸桿齒頂圓直徑 齒根圓直徑 導(dǎo)程角 軸向齒距 螺紋部分長(zhǎng)度 （機(jī)械零件表6-4）取 蝸桿螺旋線導(dǎo)程 2）蝸輪齒頂圓直徑：齒根圓直徑：外圓直徑： 蝸輪齒寬： 則取螺旋角

20、： 齒寬角： 咽喉母圓半徑： 4.2.9 潤(rùn)滑方式由機(jī)械零件表6-12采用浸油潤(rùn)滑。4.2.10 蝸桿蝸輪的精度，公差及齒側(cè)間隙1）蝸桿公差由資料查得： 以上公差標(biāo)注在蝸桿工作圖上。2）蝸輪公差由資料查得： 3）傳動(dòng)公差由資料知對(duì)于8級(jí)精度的傳動(dòng)不要求檢查和，在箱體上應(yīng)標(biāo)注下列公差 4.2.11 熱平衡核算 由于本機(jī)構(gòu)屬于汽車(chē)維修設(shè)備，不是經(jīng)常處于工作狀態(tài)，故可以不考慮熱平衡核算問(wèn)題。4.3 錐齒輪設(shè)計(jì) 4.3.1 錐齒輪的選擇和分析本機(jī)構(gòu)中圓錐齒輪的作用是改變力的傳遞方向及轉(zhuǎn)矩，考慮采用等齒數(shù)圓錐齒輪傳動(dòng)，故其傳動(dòng)比為1，選用材料40Gr，調(diào)質(zhì)處理，表面硬度為HBS241-286。4.3.2

21、 錐齒輪的計(jì)算1）錐齒輪的工作轉(zhuǎn)矩2）錐齒輪的轉(zhuǎn)速 3）齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度由機(jī)械零件手冊(cè)圖5-5查得： 又查得4）選擇精度等級(jí)為8級(jí)5）按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 試選 選齒寬系數(shù) 由機(jī)械零件查得 計(jì)算許用應(yīng)力將以上有關(guān)數(shù)據(jù)代入接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式得6）確定主要幾何參數(shù)和尺寸模數(shù)m 取分度圓直徑 錐距 齒寬 取分度錐角 4.3.3 彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 查取 許用應(yīng)力 彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。第5章 軸的設(shè)計(jì)5.1 蝸桿軸5.1.1 軸的徑向尺寸決定 （圖5-1）由機(jī)械零件式（9-2） ：軸傳遞的功率 ：軸的轉(zhuǎn)速 ：決定于許用應(yīng)力的系數(shù) 取蝸桿材料為45鋼 則取 則 1）選擇小尺寸

22、 2) 選擇尺寸 的尺寸應(yīng)滿(mǎn)足帶輪的軸向定位和滿(mǎn)足密封性的要求所以取 3）選擇尺寸 用來(lái)和軸承配合，考慮配合軸承的內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承，型號(hào)為7207E，內(nèi)徑為35mm所以取4）選擇尺寸 由機(jī)械零件表9-6得 所以取5）選尺寸 因緊靠蝸桿的螺紋部分考慮加工方便則取6）選 尺寸 考慮蝸桿兩端對(duì)稱(chēng)則 5.1.2 蝸桿軸向尺寸確定1） 與帶輪結(jié)合，因帶輪輪轂長(zhǎng)50所以2） 尺寸決定于軸端蓋的軸向定位，取3） 用來(lái)安裝軸承跟軸承寬度和軸向定位，取4） 由機(jī)械零件查得是軸環(huán)的寬度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式其中為軸環(huán)高度，按設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦，則5） 根據(jù)實(shí)際情況取6） 5.2 蝸輪軸（圖5-2）5.2.1 徑向尺寸 由

23、機(jī)械零件式（9-2） 式中 因蝸輪軸采用45鋼則所以 1） 與聯(lián)軸器的軸向定位和滿(mǎn)足密封性的要求，取2） 保證軸向定位，取3） 考慮相配合軸承的內(nèi)徑因選用圓錐滾子軸承型號(hào)7207E，內(nèi)徑為35mm，取4） 考慮軸承的定位要求和尺寸要求取5） 軸環(huán)用于蝸輪和軸承的軸向定位根據(jù)實(shí)際情況選6） 5.2.2 軸向尺寸1） 用于安裝聯(lián)軸器，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)查得相配合聯(lián)軸的相關(guān)尺寸取2) 決定于軸承端蓋的定位，根據(jù)殼體尺寸取3） 用于安裝軸承和軸套用：4） 用于安裝蝸輪根據(jù)蝸輪輪轂寬取5） 聯(lián)軸環(huán)寬度6） 用于安裝滾動(dòng)軸承，根據(jù)實(shí)際情況取5.3 錐齒輪軸圖5-3 錐齒輪簡(jiǎn)圖5.3.1 軸的徑向尺寸由機(jī)械零件式

24、（9-2）知 式中 （材料為45鋼）1） 與聯(lián)軸器相接，2） 保證軸向定位和密封性取3） 用于安裝207號(hào)滾動(dòng)軸承，取4） 用于安裝圓錐齒輪，根據(jù)齒輪尺寸5） 考慮軸向定位及傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩根據(jù)實(shí)際選6）， 根據(jù)要求： 5.3.2 軸向尺寸1） 根據(jù)聯(lián)軸器相關(guān)尺寸2） 決定于軸承蓋的軸向定位3） 用于安裝軸承其寬度決定取4） 根據(jù)齒輪寬度5） 根據(jù)機(jī)構(gòu)的情況及車(chē)輛寬度取6） 5.4 絲杠（圖5-4）5.4.1 徑向尺寸1） 與錐齒輪配合 2） 與推力軸承配合選8209型取3） 為軸環(huán)直徑起定位作用，根據(jù)推力軸承定位要求，取4） 根據(jù)對(duì)絲杠的傳動(dòng)要求5） 與選用的滑動(dòng)軸承配合型號(hào)207取5.4.2

25、 軸向尺寸1） 用于安裝錐齒輪2） 用于安裝推力軸承，根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)3） 為軸環(huán)寬度4） 為絲杠螺紋部分長(zhǎng)度，因汽車(chē)提升高度為取5） 為深溝球軸承安裝尺寸5.5 蝸桿校核5.5.1 計(jì)算蝸桿受力蝸桿傳遞的功率 轉(zhuǎn)速 傳遞的扭矩 圓周力 軸向力 徑向力 皮帶輪產(chǎn)生的對(duì)軸的壓力按最危險(xiǎn)的情況考慮 兩滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)化為鉸支，支小點(diǎn)在軸承中點(diǎn)，作用在蝸桿皮帶輪上的力簡(jiǎn)化為集中力。5.5.2 軸在垂直方向內(nèi)受力把蝸桿所受力向軸上轉(zhuǎn)化，在垂直面內(nèi)軸受有集中力 ， 彎矩及軸承支反力 ， 作用。彎矩 軸承支反力由軸的平衡方程得 則 作出軸在垂直面內(nèi)受力圖（5-5-c）。5.5.3 軸在垂直面內(nèi)彎矩圖D點(diǎn)彎矩從左端

26、算 從右端算 所以計(jì)算正確。5.5.4 軸在水平面內(nèi)受力把蝸桿所受之力向軸上轉(zhuǎn)化，在水平方向之內(nèi)軸上受有集中力作用，由軸的平衡力方程得 作出軸在水平面內(nèi)受力圖（5-5-e）5.5.5 軸在水平面內(nèi)彎矩圖 （5-5-f）D點(diǎn)彎矩 5.5.6 作合成彎矩圖 （5-5-g）D點(diǎn)左側(cè)彎矩 D點(diǎn)右側(cè)彎矩5.5.7 作皮帶輪Q彎矩圖求Q引起的支反力，由圖(5-5-h)，得A點(diǎn)彎矩 D點(diǎn)彎矩 5.5.8 作合成彎矩圖 （5-5-k）按合成彎矩與所引起彎矩方向相同這一危險(xiǎn)情況計(jì)算D點(diǎn)左端 D點(diǎn)右端 A點(diǎn)彎矩 5.5.9 作扭矩圖 （5-5-）從C到D有扭矩， 扭矩引起的剪引力按脈動(dòng)循環(huán)對(duì)待取，則5.5.10

27、作出計(jì)算彎矩圖D截面 從左端算 從右端算A截面 C截面 5.5.11 按彎矩，扭矩合成校核軸的強(qiáng)度選擇危險(xiǎn)截面應(yīng)根據(jù)的大小來(lái)選擇。從簡(jiǎn)圖和彎矩圖可看出A截面和D截面可能是危險(xiǎn)剖面A截面 又查表得 故安全。D截面 故安全。5.5.12 蝸桿剛度校核 由資料查得式(11-19) 式中： 蝸桿所受圓周力 徑向力 材料彈性模量，因材料是45鋼，故 蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩 蝸桿兩端支承間的跨距 故剛度滿(mǎn)足要求。5.6 蝸輪軸校核5.6.1 計(jì)算蝸輪受力蝸輪所受圓周力 軸向力 徑向力 彈性聯(lián)軸器因制造安裝誤差產(chǎn)生的附加徑向力為 取 則方向不定，按最危險(xiǎn)情況考慮作出受力簡(jiǎn)圖（5-6-b）兩滾動(dòng)軸承簡(jiǎn)化為鉸支，

28、支承點(diǎn)在軸承中點(diǎn)，作用在蝸輪及聯(lián)軸器上的簡(jiǎn)化為集中力，作用在輪緣寬度的中點(diǎn)，如圖（5-6-b）取坐標(biāo)系。5.6.2 軸在垂直面內(nèi)受力把蝸輪所受力向軸上轉(zhuǎn)化，在垂直面內(nèi)軸受有集中力，彎矩及軸承支反力，作用。由軸的平衡方程 得作出軸在垂直面內(nèi)受力圖（5-6-c）5.6.3 軸在垂直面內(nèi)彎矩圖 （5-6-d）D點(diǎn)彎矩 從左端算 從右端算 計(jì)算正確。5.6.4 軸在水平面內(nèi)受力把蝸輪所受力向軸上轉(zhuǎn)化，在水平面內(nèi)軸上受有集中力作用，由平衡方程得 作出軸在水平面內(nèi)受力圖（5-6-e）5.6.5 軸在水平面內(nèi)彎矩圖（5-6-f）D點(diǎn)彎矩 5.6.6 作合成彎矩圖 （5-6-g）D點(diǎn)彎矩 從左端算 從右端算

29、5.6.7 作聯(lián)軸器的彎矩圖 （5-6-j）求引起的支反力，由圖（5-6-h）得：A點(diǎn)彎矩 D點(diǎn)彎矩 5.6.8 作合成彎矩圖 （5-6-k）按合成彎矩和所引起彎矩方向相同這一最危險(xiǎn)情況計(jì)算D點(diǎn)左端 D點(diǎn)右端 A點(diǎn)彎矩 5.6.9 作扭矩圖 （5-6-）從C到D有扭矩， 扭矩所引起的剪引力按脈動(dòng)循環(huán)對(duì)待取則：5.6.10 作計(jì)算彎矩圖 （5-6-m）D截面 從左端算起從右端算起A截面 C截面 5.6.11 按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度選擇危險(xiǎn)剖面應(yīng)根據(jù)的大小來(lái)選擇危險(xiǎn)剖面，從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和計(jì)算彎矩圖上可以看出截面D和截面A可能是危險(xiǎn)截面D截面 查資料【1】表15-3對(duì)于的碳鋼調(diào)質(zhì)，由資料查得 因 故D截

30、面是安全的。同理對(duì)于A截面 故A截面是安全的。5.6.12 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度這里選擇I截面為危險(xiǎn)截面，因?yàn)檫@里載荷較大，右側(cè)有過(guò)盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中，左端有軸間形成的應(yīng)力集中，因此可作為危險(xiǎn)截面。剖面I左側(cè) 抗彎剖面模量 抗扭剖面模量 剖面I處的彎矩 彎曲引力 扭轉(zhuǎn)剪引力 軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)，由資料【1】表3-2查得 取 則 材料敏感系數(shù)，由資料【1】附圖3-1查得 有效應(yīng)力集中系數(shù)由資料【1】公式（3-4）得 絕對(duì)尺寸系數(shù)，由資料查得 表面質(zhì)量系數(shù) （此處經(jīng)磨削加工）表面強(qiáng)化系數(shù) （未經(jīng)強(qiáng)化處理）綜合系數(shù) 由資料【1】公式（3-26）得 同理得 計(jì)算安全系數(shù) 在式子中 代入公式（

31、3-26）得 又 所以是安全的。5.7 絲杠部分設(shè)計(jì)計(jì)算絲杠選用梯形螺紋，材料用45鋼。5.7.1 確定絲杠直徑絲杠工作時(shí)，受壓力與轉(zhuǎn)矩作用，其計(jì)算可近似按螺紋聯(lián)接的計(jì)算公式，求得螺紋內(nèi)徑。由資料【1】公式（6-20）得 式中 螺紋所受載荷 許用應(yīng)力 由資料【1】表5-4查得 則 取代入公式（6-20）得 查資料【2】選梯形螺紋 螺紋大徑 ； 螺紋中徑 ；螺紋小徑 ； 螺距 ；螺紋牙根部厚度 ；螺紋工作高度 ； 校核螺桿強(qiáng)度螺紋力矩 式中螺紋升角 當(dāng)量摩擦角 式中為摩擦系數(shù)，由資料【2】查得； 牙型角 所以 所以滿(mǎn)足要求。5.7.2 自鎖性驗(yàn)算自鎖條件 其中 滿(mǎn)足自鎖條件5.7.3 穩(wěn)定性驗(yàn)算

32、細(xì)長(zhǎng)的螺桿工作時(shí)受到較大的軸向壓力，螺桿可能失穩(wěn)，為此可按下式計(jì)算穩(wěn)定性，式中 螺桿臨界壓力其值與柔度有關(guān)，螺桿工作長(zhǎng)度，取 螺桿的長(zhǎng)度系數(shù)由資料【2】表5-17查得 螺桿危險(xiǎn)剖面的慣性半徑 則臨界載荷可按資料【1】公式（5-56）計(jì)算 式中 螺桿材料的拉壓彈性模量 螺桿危險(xiǎn)截面的慣性矩 則 故絲杠的穩(wěn)定性是滿(mǎn)足要求的。5.7.4 確定提升板和螺桿的螺紋旋合圈數(shù)由資料【1】公式（5-13）計(jì)算螺紋旋合圈數(shù)N公式 則有 由資料查取 取 則提升板螺桿旋合處厚度為80mm校核提升板螺牙強(qiáng)度1）剪切強(qiáng)度 式中螺牙大徑 查資料【1】表5-16有 所以剪切強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。2）彎曲強(qiáng)度 式中 彎曲力臂查資料【

33、2】表5-16得 彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。5.7.5 軸環(huán)部分校核1) 軸環(huán)與推力軸承接觸部分的擠壓強(qiáng)度校核許用擠壓應(yīng)力 所以滿(mǎn)足要求。2)軸環(huán)根部的彎曲強(qiáng)度校核 所以安全。 （5-5-a） （5-5-b） （5-5-c） （5-5-d） （5-5-e） （5-5-f） （5-5-g）Q （5-5-h） （5-5-i） （5-5-j）（5-5-k） （5-5-L）(5-6-a) Q (5-6-b) (5-6-c) (5-6-d) (5-6-e) (5-6-f) (5-6-g) (5-6-h) (5-6-i) (5-6-j) (5-6-k) (5-6-L)第6章 鍵的選擇與校核6.1 蝸桿外端與皮帶輪

34、鍵聯(lián)接的選擇已知 傳遞扭矩 蝸桿材料為45鋼帶輪材料為HT1506.1.1 確定平鍵類(lèi)型及尺寸采用普通圓頭平鍵，由資料【2】表4-1，由軸頸查得鍵內(nèi)剖面尺寸為 參照輪轂長(zhǎng)度 從普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)系列長(zhǎng)度中查出鍵長(zhǎng)應(yīng)為 鍵的標(biāo)記為 鍵 GB1096-796.1.2 校核強(qiáng)度屬于靜聯(lián)接，校核擠壓強(qiáng)度，由資料查得公式（6-1） 式中： 鍵所傳遞的扭矩 鍵的工作長(zhǎng)度 軸的直徑 鍵與轂的接觸高度 許用擠壓應(yīng)力由資料查得 所以滿(mǎn)足要求6.2 蝸輪與軸鍵聯(lián)接的選擇6.2.1 確定平鍵的類(lèi)型及尺寸采用普通圓頭平鍵， 由資料【2】表4-1查得鍵的剖面尺寸為，參照輪轂長(zhǎng)度 從普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)系列長(zhǎng)度中查得長(zhǎng)度應(yīng)為，鍵標(biāo)記為

35、 鍵 GB1096-796.2.2 校核強(qiáng)度屬于靜聯(lián)接，校核擠壓強(qiáng)度 式中： 許用擠壓應(yīng)力由資料【1】表6-1查得 所以滿(mǎn)足要求。6.2.3 決定鍵與槽的配合確定配合 一般鍵聯(lián)接對(duì)待 鍵與軸 鍵與轂 6.3 蝸輪軸輸出端與聯(lián)接軸器配合處鍵的選擇6.3.1 確定平鍵類(lèi)型和尺寸 采用普通圓頭平鍵，由資料【2】表4-1查得鍵的剖面尺寸 參考輪轂長(zhǎng)度 從普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)系列長(zhǎng)度中選擇鍵長(zhǎng)度應(yīng)為 鍵的標(biāo)記 鍵 GB1096-796.3.2 校核強(qiáng)度屬于靜聯(lián)接，校核擠壓強(qiáng)度 式中： 許用擠壓應(yīng)力 所以滿(mǎn)足要求。6.4 錐齒輪與軸配合鍵的選擇6.4.1 確定平鍵的類(lèi)型及尺寸采用普通圓頭平鍵，由資料【2】表4-1

36、查得鍵的剖面尺寸，根據(jù)輪轂長(zhǎng)度查得鍵長(zhǎng)應(yīng)為，鍵的標(biāo)記 鍵 GB1079-796.4.2 校核強(qiáng)度屬于靜聯(lián)接，校核擠壓強(qiáng)度 式中： 所以滿(mǎn)足要求。第7章 軸承的選擇與校核7.1 蝸桿軸承的選擇根據(jù)蝸桿受力情況，選擇圓錐滾子軸承，軸承A受徑向力 軸向力查資料【2】表6-7，對(duì)于7207E軸承角 查資料【1】表13-5得 則 當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命 式中 額定動(dòng)載荷，查資料【2】表6-7得 溫度系數(shù)， (工作溫度低于) 軸轉(zhuǎn)速 壽命指數(shù) （滾子軸承） 滿(mǎn)足要求。7.2 蝸輪軸承的選擇根據(jù)蝸輪軸的受力情況，選擇圓錐滾子軸承，型號(hào)7207E軸承B受徑向力 軸向力 接觸角 則 當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命 滿(mǎn)足要求。7

37、.3 圓錐齒輪軸軸承的選擇錐齒輪軸兩端結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，軸向力互相抵消，軸承主要承受徑向力，故選擇深溝球軸承，型號(hào)207。軸承所受徑向力 式中 軸承壽命 式中 （球軸承） 滿(mǎn)足要求。7.4 絲杠推力軸承選擇絲杠主要表現(xiàn)承受軸向載荷，徑向載荷可以忽略不計(jì)。根據(jù)軸承承受載荷大小及轉(zhuǎn)速選擇推力球軸承，型號(hào)8209。軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承壽命 式中 滿(mǎn)足要求。7.5 滑動(dòng)軸承的選擇本機(jī)構(gòu)中滑動(dòng)軸承主要起導(dǎo)向作用，其承受很小的力可以忽略不計(jì)，故可以不需校核，由資料【1】表12-2選擇軸瓦材料為HT150。第8章 提升板的設(shè)計(jì)提升架用于提升汽車(chē)，根據(jù)需要可以做成各種形狀，其基本尺寸可以通過(guò)受力分析計(jì)算求得，車(chē)寬為1.6m左右提升板的受力如下圖所示：（圖8-1）8.1 提升板的設(shè)計(jì)取提升板總長(zhǎng)度 計(jì)算彎矩 把提升板設(shè)計(jì)成矩形狀，則 則許用應(yīng)力，提升板材料選用HT300，則 即 得取 提升板具體尺寸參考零件圖。8.2 支撐臂的設(shè)計(jì)根據(jù)GB2517-81選用一般結(jié)構(gòu)熱軋鋼板，采用焊接方式聯(lián)接，則：屈服極限 強(qiáng)度極限 安全系數(shù) 校核截面I-I抗彎強(qiáng)度由資料查得橫梁面點(diǎn)處正應(yīng)力公