任務(wù)書+畢業(yè)論文-液壓主動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題 目： 主動(dòng)懸架實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 系： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械電子工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 201002170203 指導(dǎo)教師： 2014 年 6 月 01 日 誠 信 聲 明 本人聲明： 1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果； 2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料； 3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。 作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目： 液壓主動(dòng)懸架實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 姓名 學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè) 班級 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 黃中華 職稱 教授 教研室主任 陳小異 一、基本任務(wù)及要求： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題擬設(shè)計(jì)一個(gè)液壓主動(dòng)懸架實(shí)驗(yàn) 臺(tái)（模擬 1/4 車輛模型），為開展主動(dòng)懸架的設(shè)計(jì)方法及控制策略研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。擬模擬的車輛重量為 ，路面擾動(dòng)為正弦信號(hào) r=其中 A 為 1w 為 0動(dòng)懸架的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓缸。液壓系統(tǒng)的最大工作壓力為 驗(yàn)臺(tái)的整體尺寸限制在 3m 2m 主要任務(wù)有： 1. 主動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)總體方案選擇與確定。 2. 主動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架設(shè)計(jì)。 3. 地面擾動(dòng)模擬裝置設(shè)計(jì)。 4. 主動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)底座設(shè)計(jì)。 二、進(jìn)度安排及完成時(shí)間： 時(shí)間 內(nèi)容安排 第 1明確設(shè) 計(jì)要求、 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料 第 3周 畢業(yè)實(shí)習(xí)，建立對設(shè)計(jì)課題的感性認(rèn)識(shí) 第 4 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14撰寫論文，整理設(shè)計(jì)資料 第 16周 論文答辯 摘要 懸架系統(tǒng)對于提高車輛平順性和操縱穩(wěn)定性，減少因振動(dòng)引起的零部件損壞起著關(guān)鍵作用。近年來，車輛懸架及其控制系統(tǒng)的研究和開發(fā)是車輛動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的國際性前沿課題。國內(nèi)汽車市場迅速發(fā)展，隨著汽車保有量的增加，帶來的技術(shù)問題也越來越引起人們的注意，為安全行駛提供保障并提高汽車行駛舒適性是我們要解決的主要問題。 本設(shè)計(jì) 主要承擔(dān)液壓主動(dòng)懸架實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，包括對懸架實(shí)驗(yàn)臺(tái)的整體設(shè)計(jì)，帶輪設(shè)計(jì)，軸的設(shè)計(jì)和凸輪的設(shè)計(jì)。 第一章緒論主要介紹了國內(nèi)外關(guān)于主動(dòng)懸架的發(fā)展情況，本論文所涉及項(xiàng)目的背景來源和目的意義，以及本設(shè)計(jì)的總體方案設(shè)計(jì)。 第二章為帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)，涉及到帶輪的尺寸和 第三章為軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承的選擇，涉及到材料的選擇和軸的尺寸設(shè)計(jì)及軸承的選擇。 第四章為凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，涉及到確定凸輪的軌跡，滿足干擾的函數(shù)關(guān)系。 第五章為全文總結(jié) 關(guān)鍵詞 ： 主動(dòng)懸架 帶傳動(dòng) 軸 凸輪 to by a In is an in of is of is to is we of of AM is at of of of as as of of of of of of of of AM to of a of 目錄 第一章 緒論 . 1 車主動(dòng)懸架的背景和發(fā)展 . 1 目背景來源和意義 . 2 案整體設(shè)計(jì) . 4 面擾動(dòng)模擬裝置設(shè)計(jì) . 4 動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架設(shè)計(jì)保證擾動(dòng)信號(hào)的順利傳遞 . 4 力的來源 . 4 的設(shè)計(jì) . 4 輪的設(shè)計(jì) . 4 第二章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 6 輪傳動(dòng)概述 . 6 傳動(dòng)的計(jì)算 . 6 定帶輪直徑 1,. 6 定中心距 a 和帶長 . 7 算主動(dòng)帶輪包角 . 7 定 v 帶根數(shù) z . 7 算單根 v 帶初拉力 . 8 算對軸的壓力 . 8 定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖 . 8 第三章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 9 的類型選擇 . 9 的材料選擇 . 9 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 11 的最小直徑估算 . 11 軸段的直徑的確定 . 12 承的選擇 . 14 動(dòng)軸承的介紹 . 14 承類型和型號(hào)的選擇的選擇 . 14 軸承的受力分析 . 14 查閱軸承參數(shù) . 15 算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 . 15 計(jì)算軸承壽命 . 15 承的靜強(qiáng)度計(jì)算 . 16 彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 . 18 第四章 凸輪設(shè)計(jì) . 22 輪機(jī)構(gòu)的介紹 . 22 輪機(jī)構(gòu)的選型和尺度設(shè)計(jì) . 23 輪機(jī)構(gòu)選型 . 23 定從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 . 24 算從動(dòng)件的主要運(yùn)動(dòng)參數(shù) . 24 定凸輪基圓直徑 . 25 輪輪廓設(shè)計(jì) . 25 輪副材料選擇 . 26 輪和從動(dòng)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 27 輪的校核 . 27 輪副接觸強(qiáng)度校核 . 27 核凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角 . 29 第五章 結(jié)論 . 30 感謝 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 1 1 第一章 緒論 車主動(dòng)懸架的 背景和發(fā)展 自五六十年代起產(chǎn)生了主動(dòng)懸架的概念，它能夠根據(jù)懸架質(zhì)量的加速度，利用電控液壓部件主動(dòng)地控制汽車的振動(dòng)。在這方面的研究，各大汽車制造公司均不遺余力 。典型的例子，早期有雪鐵龍公司在 1955年發(fā)展的一種液壓 以使汽車具有較好的行駛性能和舒適性，但是它的制造工序太復(fù)雜，最終難以普及。到 90 年代，日產(chǎn)公司在無限 車上應(yīng)用了新式主動(dòng)懸架，進(jìn)一步提高了轎車適應(yīng)崎嶇路面的能力。 現(xiàn)時(shí)引人注意的是奔馳公司發(fā)展的 統(tǒng)，可算是相對先進(jìn)的主動(dòng)懸架系統(tǒng)代表。 是另辟蹊徑，集中研究車身在行駛時(shí)的跳動(dòng)。他們認(rèn)為，從穩(wěn)定 性考慮，通過抑制車身在行駛時(shí)的起伏、傾斜及跳動(dòng)，可以最大限度地提高舒適性，而且更簡單直接。對駕駛而言，采用剛性較大的螺旋彈簧，可以使汽車優(yōu)越的操縱駕駛性得到保證。早在多年前，研究人員已經(jīng)進(jìn)行過這方面的驗(yàn)證。隨著近年來 電子技術(shù) 及電腦控制在轎車上大量應(yīng)用，這種新型主動(dòng)懸架變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的條件越來越成熟。最新面世的系統(tǒng)采用了大量電子控制技術(shù)，奔馳公司稱之為主動(dòng)式 車身控制系統(tǒng)，簡稱 為了達(dá)到理想的效果， 動(dòng)態(tài)調(diào)整的液壓缸根據(jù)不同的路面情況自動(dòng)調(diào)節(jié)螺旋彈簧座的位置，這一點(diǎn)很重要。當(dāng)車輪遇到障礙物時(shí)， 統(tǒng)通過傳感器感知，自動(dòng)調(diào)節(jié)彈簧座，并在彈簧座上施加壓力，使之能最大限度地抵消傳遞給車身的跳動(dòng)能量。同樣的方法， 速及轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的車身傾斜。當(dāng)汽車制動(dòng)或拐彎時(shí)的慣性引起彈簧變形，懸架傳感器會(huì)檢測出車身的傾斜度和橫向加速度。微電腦根據(jù)傳感器的信息，與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn) 行比較計(jì)算，并立即確定在什么位置上將多大的負(fù)載加到懸架上，使車身的傾斜減到最小。幾乎可以說，車身在任何狀態(tài)下都能保持水平位置。 統(tǒng)的控制感應(yīng)裝置由兩個(gè)微型處理器及 13 個(gè)傳感器組成，每 10s 2 2 對懸架系統(tǒng)作一次掃描和調(diào)整。各傳感器分別向微處理器傳送車速、車輪制動(dòng)壓力、踏動(dòng)油門踏板的速度、車身垂直方向的振幅及頻率、轉(zhuǎn)向盤角度及轉(zhuǎn)向速度等數(shù)據(jù)。電腦不斷接收這些數(shù)據(jù)并與預(yù)先設(shè)定的臨界值進(jìn)行比較。同時(shí)，電腦能獨(dú)立控制每一個(gè)車輪上的執(zhí)行元件，從而能在任何時(shí)候、任何車輪上產(chǎn)生符合要求的懸架運(yùn)動(dòng)以適應(yīng)汽車的 每一種行駛狀況。 仰、橫擺、跳動(dòng)和車身高度的控制都能更加迅速、精確，即使在路況較差的路面上，汽車的跳動(dòng)也很小。而且汽車高速行駛和轉(zhuǎn)彎的穩(wěn)定性大大提高。車身的側(cè)傾小，車輪外傾角度變化也小，輪胎就能較好地保持與地面垂直接觸，使輪胎對地面的附著力提高，以充分發(fā)揮輪胎的驅(qū)動(dòng)制動(dòng)作用。此外汽車的載重量無論如何變化，汽車始終能保持一定的車身高度，所以懸架的幾何關(guān)系也可以確保不變。 目前，這種主動(dòng)式車身控制系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在奔馳最新的 然價(jià)格不菲，但也贏得極佳的口碑，被 譽(yù)為是動(dòng)力性能和乘坐舒適性改進(jìn)的一個(gè)里程碑。 目背景來源和意義 隨著人們生活水平的提高，人們對汽車的要求已經(jīng)不僅停留在大空間、大排量上。眾多的汽車駕乘人員更加關(guān)注車輛的操縱穩(wěn)定性和駕駛平順性。然而，不論是從非獨(dú)立懸架到獨(dú)立懸架，還是從扭力梁到多連桿，這種機(jī)械上的改變雖然從一定程度上提升了懸架系統(tǒng)的性能，但是終究不能避免此類懸架在設(shè)計(jì)中的固有缺陷。比如，小的彈簧剛度，雖然使得車身加速度減小，平順性得到提升，但是同時(shí)導(dǎo)致了車身位移的增加，對操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生了不良的影響。如果增加彈簧剛度，操縱 穩(wěn)定性可以得到明顯的改善，但這種情況下車輛將對路面的不平度相當(dāng)敏感，平順性下降。另外，車輛和路面的各個(gè)參數(shù)在行駛中也在不斷的發(fā)生改變。這種對操縱穩(wěn)定性和平順性的相互折中，必然會(huì)影響任何一個(gè)的性能。特別是被動(dòng)懸架選用的減振器和彈簧結(jié)構(gòu)簡單，其結(jié)構(gòu)參數(shù)無法隨外界條件的變化而改變，阻礙了懸架性能的提高。 懸架系統(tǒng)在 現(xiàn)代汽車 上是重要的總成之一，懸架結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與 否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。而我們 3 3 知道汽車的操控性與舒適性是考量汽車性能的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，而兩者很難兼顧：柔軟的懸架因?yàn)檫^濾了大量來自路面的沖擊，能夠增強(qiáng)乘坐舒適性，但操控性就要大打折扣；較硬的懸架使車輛操控性能提高，卻會(huì)導(dǎo)致乘坐舒適性的下降。所以我們可以看到一般運(yùn)動(dòng)型汽車，它的懸架一般調(diào)教的比較硬，而舒適型的則反之。面對 魚與熊掌不可兼得 ， “ 貪婪 ” 的 人類并不妥協(xié)，科技的發(fā)展解決了這個(gè) “ 軟硬 ” 問題。如果能夠人為改變懸架的阻尼，讓駕駛者可以根據(jù)自己的喜好設(shè)定懸架的特性，這對駕駛者來說無疑是個(gè)不小的誘惑。 我們來看看懸架的作用如何實(shí)現(xiàn)的吧！汽車車架如果直接安裝于 車橋 或車輪上，由于道路不平，地面的沖擊使人會(huì)感到十分不舒服，這是因?yàn)闆]有懸架裝置的原因。 汽車懸架 是車架與車軸或車輪之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞各種力到車身上，以保證汽車行駛平順；當(dāng)車輪相對車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。從上面的描述中，我們可以總結(jié)懸架的作用主要有兩方面，一是乘坐時(shí) 的舒適性，二是駕駛時(shí)的操控性。 4 4 案整體設(shè)計(jì) 面擾動(dòng)模擬裝置設(shè)計(jì) 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題擬設(shè)計(jì)一個(gè)液壓主動(dòng)懸架實(shí)驗(yàn)臺(tái)（模擬 1/4車輛模型），為開展主動(dòng)懸架的設(shè)計(jì)方法及控制策略研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。擬模擬的車輛重量為 面擾動(dòng)為正弦信號(hào) r=其中 A 為 1w 為 0了實(shí)現(xiàn)干擾的正弦信號(hào)的實(shí)現(xiàn)，可以采用凸輪的輪廓設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求，可通過凸輪的推程和回程來達(dá)到平臺(tái)的上行和下行。 動(dòng)懸架試驗(yàn)臺(tái)機(jī)架設(shè)計(jì)保證擾動(dòng)信號(hào)的順 利傳遞 平臺(tái)直接和凸輪直接相連接，平臺(tái)可以直接沿軌道上下移動(dòng)，同時(shí)在平臺(tái)上方連接一個(gè)液壓缸，在干擾型號(hào)經(jīng)過電子信號(hào)的轉(zhuǎn)換后，控制液壓缸主動(dòng)調(diào)整，即當(dāng)平臺(tái)受到凸輪力的作用上行的時(shí)候，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換，液壓缸被控制上行，從而使液壓缸上面的平臺(tái)保持原來的狀態(tài)不變，應(yīng)用到汽車懸架上，即人坐在座位上感覺不到顛簸波動(dòng)。 力的來源 本設(shè)計(jì)由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，由于擾動(dòng)系數(shù)中的角速度很小，對應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很小，所以在電動(dòng)機(jī)上需加上一個(gè)變頻器。過功率可以查表確定三相異步 電動(dòng)機(jī)為 定功率為 速為 2825r/于設(shè)計(jì)中所需方案中的干擾信號(hào)的角速度過小，對應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也小，因此需要在電動(dòng)機(jī)上加上一個(gè)變頻器。經(jīng)過查詢，可采用 頻器 變頻范圍 30速最小可到零。 的設(shè)計(jì) 通過設(shè)計(jì)要求，四分之一車輛重量和功能關(guān)系計(jì)算出最小直徑，然后根據(jù)凸輪所需尺寸和軸承的標(biāo)準(zhǔn)，帶輪標(biāo)準(zhǔn)，和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊確定好軸頸，軸肩，軸套的選擇。 輪的設(shè)計(jì) 由帶輪傳遞動(dòng)力，確定好帶輪的尺寸和 材料，以及確定 整體示意圖如下所示： 5 5 圖 1 整體示意圖 6 6 第二章 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輪傳動(dòng)概述 帶傳動(dòng)是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互 嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、能緩沖吸振、可以在大的軸間距和多軸間傳遞動(dòng)力，且其造價(jià)低廉、不需潤滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)，在近代機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用十分廣泛。摩擦型帶傳動(dòng)能過載打滑、運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確（滑動(dòng)率在 2%以下）；同步帶傳動(dòng)可保證傳動(dòng)同步，但對載荷變動(dòng)的吸收能力稍差，高速運(yùn)轉(zhuǎn)有噪聲。 帶傳動(dòng)除用以傳遞動(dòng)力外，有時(shí)也用來輸送物料、進(jìn)行零件的整列等。 傳動(dòng)的計(jì)算 擇 v 帶型號(hào) 由計(jì)算可得所需電機(jī)功率為 p=表可得工作情況系數(shù) 由式 = 0r 查圖可得選擇 帶 定帶輪直徑 1,選取主動(dòng)帶輪直徑 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選取主動(dòng)帶輪直徑 88算帶速 符合要求 確定從動(dòng)帶輪直徑 dd dd i 12 查機(jī)械手冊可取 1 2.1i . 驗(yàn)算實(shí)際帶速 7 7 定中心距 a 和帶長 280112(2)280112(可得 843000 取 50 由式 5 004/)1 122 80(2)2 801 12(5 0024)(2220212210 600算中心距 a 由式 742/00 確定中心距調(diào)整范圍 由式 0)1 6 0 00 1 5(4 5 0)1 6 0 5(i a x 算主動(dòng)帶輪包角 由式 18060180 121 a 定 v 帶根數(shù) z 由 1210 查表得到單根 A 型 v 帶的額定功率分別為 線性插值法求得單根額定功率 由式 z 00 查表可得 170 95.0 8 8 99.0z 取 合適 算單根 v 帶初拉力 q=m 算對軸的壓力 102422 10 定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪工作圖 圖 2帶輪 9 9 第三章 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 的類型選擇 根據(jù)軸線的形狀的不同，軸可分為直軸，曲軸和撓性鋼絲軟軸。曲軸主要作用與往返運(yùn)動(dòng)的機(jī)械中，常見的軸有 曲軸 、 直軸 和 軟軸 三種。 直軸又可分為：轉(zhuǎn)軸，工作時(shí)既承受彎矩又承受 扭矩 ，是機(jī)械中最常見的軸，如各種 減速器 中的軸等。 心軸 ，用來支承轉(zhuǎn)動(dòng) 零件 只承受彎矩而不傳遞扭矩，有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如 鐵路車輛 的軸等，有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng)，如支承 滑輪 的軸等。傳動(dòng)軸 ，主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩，如 起重機(jī) 移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的長光軸、 汽車的驅(qū)動(dòng)軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或 合金鋼 ，也可采用 球墨鑄鐵 或 合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度，轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。 根據(jù)本設(shè)計(jì)情況，采用直軸。 的材料選擇 常用的軸類零件材料有 35、 45、 50 優(yōu)質(zhì)碳素鋼，以 45 鋼應(yīng)用最為廣泛。對于受載荷較小或不太重要的軸也可用 普通 碳素鋼 。對于受力較大，軸向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用 合金鋼 。如 40速較高的工作場合，該材料經(jīng) 調(diào)質(zhì) 處理后具有較好的綜合力學(xué)性能；選用 65合金鋼可用于精度較高，工作條件較差的情況，這些材料經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火后其耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度性能都較好；若是在高速、重載條件下工作的軸類零件，選用 202020低碳鋼或38些鋼經(jīng)滲碳淬火或滲氮處理后，不僅有很高的表面硬度，而且其心部強(qiáng)度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、抗沖擊韌性和耐疲勞強(qiáng)度的性能。 10 10 表 3 材料性能 由以上表格可選擇 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理， 255 b=640 s=355 1 =27511 11 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 3 軸 的最小直徑估算 由材料 力學(xué)可知：軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 式中： 位是 指軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 指傳遞的功率，單位為 KW 位為 3 位為 查表可得。 由 此 可 推 得 實(shí) 心 圓 軸 的 最 小 直 徑 位為 為 ： 33 6m i n 055.9 式中 C 為計(jì)算常數(shù)， C= 3 6 ,取決于軸的材料和受載情況，查表可得。 當(dāng)軸段上開槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加直徑以考慮槽對軸的強(qiáng)度的削弱： 00 時(shí) ，單鍵槽增大 3 %，雙鍵槽增加 7%； 00 時(shí)，單鍵槽增大 5%到 7%，雙鍵槽 12 12 增大 10%到 15%。最后應(yīng)對 由計(jì)算和查表可得最小直徑取 34 軸段的直徑的確定 與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。 標(biāo)準(zhǔn)直徑系列如下： 10 12 14 16 18 20 22 25 26 28 30 32 34 36 38 40 42 45 48 50 53 56 60 63 67 71 75 80 85 90 95 100 根據(jù)最小直徑和實(shí)際情況選擇 100毫米內(nèi)徑。 軸上螺紋部分必須符合螺紋標(biāo)準(zhǔn)。 查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可選擇公稱直徑為 70 軸肩（或軸環(huán)）尺寸的確定： 軸肩定位是軸上零部件最方便可靠的定位方法。軸肩分為定位軸肩和非定位軸肩，定位軸肩通常用于軸向力較大的場合，其高度可查表可得： 定位軸肩或軸環(huán)最小高度 角半徑 r，零件孔端圓角半徑 表 3 直徑選擇 直徑 d 10183050802 .5 r 或 C 據(jù)表中數(shù)據(jù)選擇 滾動(dòng)軸承定位軸肩的高 度必須低于軸承內(nèi)圈的高度，以方便拆卸軸承，具體尺寸可以查軸承標(biāo)準(zhǔn)或手冊。非定位軸肩是為加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定，一般取 1到 2 與軸上傳動(dòng)零件配合的軸頭直徑，應(yīng)盡可能圓整成標(biāo)準(zhǔn)直徑系列或以 0,2， 5， 13 13 8結(jié)尾的尺寸。 非配合的軸身直徑，可不取標(biāo)準(zhǔn)值，但一般應(yīng)取成整數(shù)。 各軸段的長度 軸頸的長度通常與軸承的寬度相同，滾動(dòng)軸承的寬度查相關(guān)手冊 軸頭的長度取決于與其配合的傳動(dòng)零件的寬度，若該零件需軸向固定，則應(yīng)使軸頭長度較零件寬度小 2 到 3便將零件沿軸向夾緊，保證其 固定的可靠性。 軸身長度的確定應(yīng)考慮軸上各零件之間的相互位置關(guān)系和裝拆工藝要求，各零件間的間距查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊。 軸環(huán)寬度一般取 b=（ d 或 b=圓整為整數(shù)。 具體軸的尺寸的確定 算軸的最小直徑 （ 1）查表確定軸的 3m i 單鍵槽軸徑應(yīng)增大 5%到 7%，因此選擇 35鍵的選擇 （ 2）選 通平鍵，查設(shè)計(jì)手冊選擇 1628 鍵長選擇 50 3）軸頸和軸肩的確定 軸頸應(yīng)與軸承標(biāo)準(zhǔn)相配合，本設(shè)計(jì)選擇軸承 6309，內(nèi)徑 45此軸頸尺寸為80度為 19于軸頸尺寸 80此 5，所以軸肩選擇 120帶為 3選擇 5 4） 與凸輪配合軸的尺寸的確定 凸輪的基圓尺寸必須大于軸承的外徑，否則會(huì)發(fā) 生干涉，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)定運(yùn)動(dòng)。查找凸輪設(shè)計(jì)手冊及結(jié)合實(shí)際選擇尺寸為 110度為 67 滾動(dòng)軸承與軸頸的配合 采用較緊的過盈配合，軸頸尺寸公差為 定倒角和圓角的尺寸 14 14 （ 5）倒角的確定 軸兩端的倒角根據(jù)軸徑手冊取倒角為 0452 承的選擇 動(dòng)軸承的介紹 滾動(dòng)軸承（ 將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少 摩擦損失 的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。 承類型和型號(hào)的選擇的選擇 由于機(jī)構(gòu)不受軸向力作用，只受到徑向力的載荷?？蛇x擇深溝球軸承，深 溝球適用于剛性較大的軸，常用于小功率電機(jī)，減速器，運(yùn)輸機(jī)等設(shè)備。根據(jù)題目要求，初選軸承型號(hào) 6309 軸承的受力分析 圖 3 軸承受力分析 15 15 由于 1/4 汽車主動(dòng)懸架為 300 噸，可知 500N。 查閱軸承參數(shù) 確定 6309 軸承的主要性能參數(shù)，查設(shè)計(jì)手冊得： 323815算當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 2= 計(jì)算軸承壽命 荷系數(shù) 作溫度/ 100000 軸承壽命的計(jì)算公式為 : h。 經(jīng)過計(jì)算可得： 1 20 002 49 36 以此選擇軸承 6309。 承的靜強(qiáng)度計(jì)算 緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)的軸承，接觸應(yīng)力為靜應(yīng)力或應(yīng)力變化次數(shù)很少，失效形式為由靜載荷或是沖擊載荷引起的滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道接觸處的過大的塑形變形， 17 17 因此需要計(jì)算軸承的靜強(qiáng)度。 4662定，使受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處產(chǎn)生的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷稱為基本額定靜載荷，用 承樣本中列有各種型號(hào)軸承的 設(shè)計(jì)時(shí)查用。 滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度校核公式為： 式中 位為 N。 靜強(qiáng)度安全系數(shù) 用條件 載荷條件 普通載荷 12 高精度旋轉(zhuǎn)場合 擊載荷 23 振動(dòng)沖擊場合 常旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)運(yùn)動(dòng) 普通載荷 通旋轉(zhuǎn)精度場合 擊及不均勻載荷 1許有變形量場合 量靜負(fù)載 一個(gè)假想載荷。在當(dāng)量靜負(fù)載作用下，軸承內(nèi)受載最大滾動(dòng)體與滾道接觸處的塑性變形總量，與實(shí)際載荷作用下的塑性變形總量相同。 對于角接觸向心軸承和徑向接觸軸承，當(dāng)量靜負(fù)載去由以下兩式求得的較大值 00 式中 18 18 當(dāng)量靜負(fù)荷 承類型 單列軸承 雙列軸承 深溝球軸承 接觸球軸承 15 25 40 該題目可知該軸承合適。 彎扭合成應(yīng)力校核 軸的強(qiáng)度 軸的強(qiáng)度校核 圓周力 1112000d T=2000 3=向力 1 1tF =19 19 由于為凸輪，軸向力1 帶傳動(dòng)作用在軸上的壓力 Q= 圖 3 受力分析 根據(jù)圖進(jìn)行計(jì)算 (N 20 20 由 10 8 NR 矩 )( 52 11 t 表 3 具體計(jì)算 校核 : 當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取 =0.6 22 = 2 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材 5 1 =60的抗彎截面系數(shù) 3542434 32 M P 載荷 水平面 垂直面 支反力 F H R NR （向下） NR (向上） 彎矩 M 1 2 總彎