多功能發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝試驗(yàn)臺(tái)

1、1緒論1選題的意義和目的及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1本課題研究的關(guān)鍵問題及解決思路1方案的確定12設(shè)計(jì)方案的選擇2設(shè)計(jì)類型2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)23蝸輪蝸桿減速機(jī)的設(shè)計(jì)2選擇材料確定其許用應(yīng)力2確定其許用應(yīng)力2選擇蝸桿頭數(shù)，并估計(jì)傳動(dòng)效率2確定使用系數(shù)，綜合彈性系數(shù)2確定接觸系數(shù)2計(jì)算中心距2確定參數(shù)2計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸2校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度34各個(gè)軸的設(shè)計(jì)及校核3蝸桿軸的設(shè)計(jì)3蝸輪軸的設(shè)計(jì)5固定盤上螺栓的校核65萬向輪的設(shè)計(jì)6選用標(biāo)準(zhǔn)6材料選用和熱處理7車輪外觀質(zhì)量要求7安裝方式7橫軸的力學(xué)性能參數(shù)7萬向輪的尺寸參數(shù)76各滾動(dòng)軸承的選擇77支撐架及其底座的設(shè)計(jì)88蝸輪蝸桿箱體的設(shè)計(jì)99密封和潤滑

2、910結(jié)論10致謝11參考文獻(xiàn)121緒論及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，許多地方要對(duì)汽車（拖拉機(jī)）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆裝時(shí),是用木板墊地人力翻轉(zhuǎn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拆裝的,拆裝起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、效率低,發(fā)動(dòng)機(jī)支承不穩(wěn)還容易傾倒傷人,而且在拆裝過程中觀察發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)很不方便，特別是對(duì)于實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)來說不夠?qū)嵱?。為此，急需研究出適合汽車運(yùn)用技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，它應(yīng)集發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸、組裝、調(diào)試、大修、起動(dòng)、故障設(shè)置及診斷、排除、檢測等功能為一體?，F(xiàn)在國內(nèi)外對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架功能的改造和技術(shù)提升并無大的進(jìn)展。而國內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架有固定式的和移動(dòng)式的兩種。固定式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在翻轉(zhuǎn)架上翻轉(zhuǎn)、起動(dòng)并運(yùn)

3、轉(zhuǎn)，但需澆注混凝土，固定時(shí)費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能在短時(shí)間內(nèi)投入使用，且不能移動(dòng)，限制了實(shí)驗(yàn)室的調(diào)整。另外，油、水、工件、工具易落地，達(dá)不到衛(wèi)生清潔的起碼要求，也不便于檢測和排除故障。移動(dòng)式汽車發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，雖然能夠移動(dòng)，但發(fā)動(dòng)機(jī)只能在翻轉(zhuǎn)架上翻轉(zhuǎn)，不能起動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)，無法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測、故障設(shè)置和故障診斷與排除2。本課題研究的關(guān)鍵問題及解決思路通過大量的查閱資料,從生產(chǎn)實(shí)踐和實(shí)際出發(fā),制定出總體設(shè)計(jì)要求3:（1）發(fā)動(dòng)機(jī)可沿軸向在360內(nèi)任意翻轉(zhuǎn)，并可在任意位置鎖止，蝸桿兩端采用雙輪結(jié)構(gòu)，便于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行反復(fù)拆卸，組裝和調(diào)試工作。（2）在翻轉(zhuǎn)架上設(shè)置了發(fā)動(dòng)機(jī)的所有輔助設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)大修、起動(dòng)等功能。（

4、3）翻轉(zhuǎn)架底部設(shè)置了油盤，克服了工件、工具、油、水落地的問題，保證了文明作業(yè)和安全生產(chǎn)。（4）翻轉(zhuǎn)架上的萬向輪和定位螺銷實(shí)現(xiàn)了整體任意移動(dòng)和定點(diǎn)作業(yè)的要求，同時(shí)方便了實(shí)驗(yàn)室的調(diào)整。通過查找資料，集思廣益，此翻轉(zhuǎn)架能滿足一定型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的維修、啟動(dòng)、移動(dòng)。它應(yīng)包括翻轉(zhuǎn)架、支撐座、軸承、底座、車輪、手輪、蝸輪蝸桿減速機(jī)、車架、定位銷、油盤。該翻轉(zhuǎn)架利用蝸輪蝸桿的減速原理和自鎖功能，以及萬向輪的多方位移動(dòng)功能?？稍诖笥诨虻扔?60范圍任意翻轉(zhuǎn)和隨意鎖止，發(fā)動(dòng)機(jī)重力通過翻轉(zhuǎn)架殼體形成力的平衡，保證了翻轉(zhuǎn)架的穩(wěn)定性。在通用性方面，底座中間設(shè)置一橫向?qū)к?，采用一端固定支柱可在?dǎo)軌上以橫向移動(dòng)，改變工作長度。

5、利用油盤防止了油、水、工件、工具的落地，采用萬向輪、固定支點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)架可任意移動(dòng)和定點(diǎn)作業(yè)的功能。還包括與翻轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及其發(fā)動(dòng)機(jī)的固定裝置。圖1-1總裝圖如下：；6.固定盤 圖1-1 多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架總裝圖2設(shè)計(jì)方案的選擇經(jīng)過多次的討論和研究，確定發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架的總體結(jié)構(gòu)，包蝸輪蝸桿減速器、萬向輪、支承架及其底座等。2.1設(shè)計(jì)類型本課題所研究的發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架底部安裝有萬向輪可以使機(jī)架整體任意移動(dòng)和定點(diǎn)作業(yè)，并能自鎖。翻轉(zhuǎn)架的支撐架底座中間設(shè)置一對(duì)橫向?qū)к?，采用一端固定支柱可在?dǎo)軌上以橫向移動(dòng)，改變工作長度。2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)際測量BJ212發(fā)動(dòng)機(jī)的長和寬，確定整個(gè)機(jī)架的大小和

6、計(jì)算各軸的剛度和撓度。確定本機(jī)架適合中小型以下發(fā)動(dòng)機(jī)的拆裝。3蝸輪蝸桿減速機(jī)的設(shè)計(jì)蝸桿用45號(hào)鋼，表面淬火，調(diào)質(zhì)處理，適用于低速輕載傳動(dòng),硬度為4555HRC；蝸輪用HT200，適用于低速輕載傳動(dòng)（V2m/s）。（1）許用接觸應(yīng)力，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表12-4，=130Mpa（2）許用彎曲應(yīng)力，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)12-6，=47Mpa3.3選擇蝸桿頭數(shù)，并估計(jì)傳動(dòng)效率。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)即在，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖4。查非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)取i=40,得由=40，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，表12-8，估計(jì)3.4確定使用系數(shù)，綜合彈性系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表13-8、11-4，?。ㄤ?/p>

7、配灰鑄鐵）3.5確定接觸系數(shù)假定，由文獻(xiàn)1圖12-11，得=3.6計(jì)算中心距（3-1）3.7確定參數(shù) 確定模數(shù)m，蝸桿直徑系數(shù)q，蝸桿導(dǎo)程角r，中心距a，蝸桿分度圓直徑等參數(shù)。查機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表11-2可選擇a=130mm m=5mm=50mm3.8計(jì)算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸蝸桿主要參數(shù)與幾何尺寸5軸向齒距mm（3-2）齒頂圓直徑（3-3）齒根圓直徑 （3-4） 蝸桿軸向齒厚（3-5）節(jié)圓直徑 （3-6）蝸輪主要參數(shù)與幾何尺寸蝸輪齒數(shù)=40，變位系數(shù)蝸輪分度圓直徑 （3-7）蝸輪齒頂圓直徑（3-8）蝸輪齒根圓直徑 （3-9）蝸輪咽喉母圓直徑（3-10）外圓直徑（3-11）蝸輪齒寬d13

8、.9校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（3-12） 選取當(dāng)量系數(shù) （3-13）根據(jù)變位系數(shù)=-0.5，=43.48 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 圖11-19中查得齒形系數(shù)為 =2.87。螺旋角系數(shù) =（3-14）許用彎曲應(yīng)力 =查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表11-8中查得由鑄錫磷青銅制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力為=47Mpa。由此可見彎曲強(qiáng)度是可以滿足的。4各個(gè)軸的設(shè)計(jì)及校核由于蝸桿直徑很小，可以將蝸桿和蝸桿軸做成一體，即做成蝸桿軸。蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 蝸輪上的轉(zhuǎn)矩求作用在蝸桿及蝸輪上的力圓周力：軸向力：徑向力：圓周力徑向力以及軸向力的作用方向如圖所示圖4-1 圓周力、徑向力、以及軸向力方向圖4.1.3蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定蝸桿上零件的裝

9、配方案6蝸桿是直接和軸做成一體的，左軸承及軸承端蓋從左面裝，右軸承及右端蓋從右面裝。根據(jù)軸向和周向定位要求，確定各段直徑和長度，軸徑最小d =30mm，B（11+0.06）m=67mm，蝸桿齒寬B計(jì)算選為70mm。其余部分尺寸見下圖：圖4-2 蝸桿軸4蝸桿軸的校核（1）垂直面的支承反力（圖b） （4-1） (4-2)（2）水平面的支承反力（圖c） (4-3)（3）繪垂直面的彎矩圖（圖b） (4-4)（4）繪水平面的彎矩圖（圖c）（5）求合成彎矩（圖d） (4-5)（6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)15-5及以上數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由

10、文獻(xiàn)2表15-1查得。因此校驗(yàn)。軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于支承軸承載較大的彎矩，相對(duì)剪切應(yīng)力較大，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用40Cr鋼作為軸的材料。軸上零件的定位為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求者外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。軸的校核按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計(jì)算。其強(qiáng)度條件為：式中：為軸的扭切應(yīng)力，；為轉(zhuǎn)矩，；為抗扭截面系數(shù)，；為傳遞的功率，；為軸的轉(zhuǎn)速，；為軸的直徑，；為許用扭切應(yīng)力，根據(jù)實(shí)際工作條件

11、需要轉(zhuǎn)速，把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式中得：由于蝸輪軸的選材為40Cr號(hào)鋼，所以查表可知40Cr號(hào)鋼的許用扭切應(yīng)力為，。經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求，可以正常工作。固定盤與發(fā)動(dòng)機(jī)連接端螺孔采用4支螺栓連接。因螺栓主要受剪力Q作用,所以螺栓直徑d可只按許用剪切算出。由于,，所以。在實(shí)際使用中,考慮到螺栓受多重因素的影響和需足夠的可靠性,所以選取d=20mm,取直徑相當(dāng)?shù)腗20螺栓即可7。蝸輪軸尺寸如下圖：圖4-3 蝸輪軸5萬向輪的設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)萬向輪承受的總質(zhì)量G為發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量和翻轉(zhuǎn)架自重之和。300Kg，100Kg，所以15箱蓋、箱座肋厚m1,mm1,m1=10,m=10軸承端蓋外徑D2D+(5-5.5)d31

12、60軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離SSD21259密封和潤滑，工作平穩(wěn)，磨損較小對(duì)于軸承的潤滑，由于轉(zhuǎn)速不高，均采用油脂潤滑。2.對(duì)于軸承的密封設(shè)計(jì)采用了軸承端蓋還在其中加入了密封圈。蝸桿軸承端一邊用悶端蓋，一邊用唇形密封圈。蝸輪軸軸承一邊用悶端蓋，一邊用氈圈。整個(gè)箱體是密封的。10結(jié)論多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架的使用，改變了就地或在工作臺(tái)上解體、組裝發(fā)動(dòng)機(jī)等不理想的拆裝方式。由于多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架與移動(dòng)臺(tái)架能夠自由移動(dòng)，從而可以任意組合、調(diào)整工作場地的使用范圍，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和移動(dòng)臺(tái)架的利用率。使用多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架，可以方便地拆裝、啟動(dòng)，維修時(shí)易于觀察發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造。在生產(chǎn)實(shí)際中，使用多功能發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架與移動(dòng)

13、臺(tái)架，避免了修理廠在發(fā)動(dòng)機(jī)大修過程中重復(fù)吊裝和工作臺(tái)不能移動(dòng)造成的誤工現(xiàn)象。這種新型發(fā)動(dòng)機(jī)翻轉(zhuǎn)架保留了傳統(tǒng)固定式和移動(dòng)式翻轉(zhuǎn)架的優(yōu)點(diǎn)，克服了其弊端，增加了翻轉(zhuǎn)架的功能，能夠完成發(fā)動(dòng)機(jī)的全部實(shí)訓(xùn)課題，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，并提高了汽車修理廠發(fā)動(dòng)機(jī)大修作業(yè)的工作效率。致謝經(jīng)過3個(gè)多月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及學(xué)科組其他老師的悉心指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師。由衷的感謝。最后，祝愿我們的老師和同學(xué)們?cè)谑聵I(yè)上蒸蒸日上，在生活上和和美美。參考文獻(xiàn)1 馬喜英,吳精實(shí).談發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)習(xí)J.1994,(02).2 喬士平.拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)注意的問題J.汽車維修,2006,