自動停車系統(tǒng)設(shè)計(結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)設(shè)計)--說明書

1、1第 1 章 緒論 1.11.1 課題的來源、目的及意義課題的來源、目的及意義近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車的數(shù)量不斷增加。截至 2003 年底，我國個人汽車保有量為 12427672 輛。其中，個人轎車 4890387 輛，比 2002 年增加 1462441 輛，增長率為 42.7%。但與此同時，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量嚴重比例失調(diào)，由此帶來停車難，違章停車，停車管理困難等一系列問題。機械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可以最大限度的利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。國家記委已

2、明確機械立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點支持的產(chǎn)業(yè)。1998 年 1 月 1 日起執(zhí)行的國家記委 6 號令把機械式立體車庫和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品和技術(shù)” 。國家海關(guān)總署對機械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項目給予免征進口稅” 。上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件，也為我國解決城市停車問題提供了機會?？梢灶A(yù)見：立體車庫具有廣闊的市場前景。研究的目的就是開發(fā)一套實用，安全有效的垂直升降式停車設(shè)備，并進行相應(yīng)的擴展研究。本項目的研究與開發(fā)，為 21 世紀初期的城市交通系統(tǒng)提供實用的，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，國產(chǎn)化城市停車技術(shù)和裝備，對緩解城市用地緊張，解決城市停車難的

3、問題具有重要意義。1.21.2 機械式立體停車庫的概述機械式立體停車庫的概述使用車輛之外其他具有動力的搬運器，完成車輛的停放，存貯的整套設(shè)備，稱為機械停車庫。以立體形式停放，存儲車輛的機械設(shè)備叫機械式立體停車庫。它包含了當前機械，光學(xué)，電子，液壓，磁控技術(shù)領(lǐng)域的成熟先進技術(shù)，是一種技術(shù)密集型的光機電一體化設(shè)備。在中華人民共和國機械行業(yè)標準 JB/T 8713-1998 ：機械式停車設(shè)備類別、形式、基本參數(shù)要目中，對機械式停車設(shè)備進行了劃分，其類別代號如下：升降橫移類，代號為 SH，是指通過設(shè)備的垂直升降和水平橫移進行移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。垂直循環(huán)類，代號為 CX，是指通過搬運器在垂

4、直平面內(nèi)做連續(xù)的循環(huán)移動，來實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。2水平循環(huán)類，代號為 SX，是指搬運器在水平平面內(nèi)排列成 2 列或 2 列以上連續(xù)循環(huán)列尖轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。多層循環(huán)類，代號為 DX，是指車輛搬運器在垂直平面內(nèi)排成 2 層或 2 層以上做連續(xù)移動，兩端有升降機構(gòu)進行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動，實現(xiàn)車輛存取的停車設(shè)備。平面移動類，代號為 PY，是指存車位與搬運器在同一水平面內(nèi)，通過搬運器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。平面移動類，代號為 XD，是指存車位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過搬運器在巷道內(nèi)做水平，垂直或水平垂直復(fù)合運動，實現(xiàn)車輛的存取功能的停車設(shè)備。垂直

5、升降類，代號為 CS，是指停車位分布在井道周圍，通過升降搬運器在專用升降通道內(nèi)做升降移動，時間車輛存取功能的停車設(shè)備。簡易升降類，代號為JS，是指通過單一搬運器的升降，俯仰或二三層搬運器的整體升降，俯仰，實現(xiàn)車輛二三層車輛存取功能的停車設(shè)備。汽車升降機類代號為QS;是指搬運器運載車輛(或同時運載駕駛員)垂直升降運行進行多層平層對位，從搬運器到存車位需要駕駛員駕車入位，實現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。從上面對機械式停車設(shè)備的分類和定義可以看出，與以往的普通車庫相比，機械式停車設(shè)備可以在同樣面積的土地上停放更多的車輛，大大的提高了土地面積利用率，同時具有存車時間短，可使用性強等優(yōu)點，所以是解決城市停車

6、面積不足，停車困難的有效措施。1.2.11.2.1 幾種機械停車設(shè)備的特點及比較幾種機械停車設(shè)備的特點及比較(一) 升降橫移式升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。1. 產(chǎn)品特點：1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3) 可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。4) 存取車迅速，等候時間短。5) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。6) 適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。（二）平面移動式3平面移動式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛

7、的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以平面移動式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。這種車庫自動化水平很高，且全封閉式建造，存車安全性高。（三）垂直提升式垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米） ，對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。 （四）垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點：1) 占地少，兩個泊位面積可停 610 輛車。2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。3) 價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。4

8、) 可采用自動控制，運行安全可靠?；谏鲜霰容^，根據(jù)需要現(xiàn)選擇平面移動式立體機械停車設(shè)備進行設(shè)計。1.31.3 研究的主要內(nèi)容研究的主要內(nèi)容本文在查閱國內(nèi)外大量資料的基礎(chǔ)上設(shè)計了一套有效而實用的智能全自動立體停車庫系統(tǒng)。從理論上對立體停車庫的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)進行了研究，并完成了對立體車庫的整體結(jié)構(gòu)、存取車的形式及整體控制系統(tǒng)的設(shè)計，具體內(nèi)容如下:(1)立體車庫總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析了目前國內(nèi)外同類立體車庫結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，在對可靠性、經(jīng)濟性以及技術(shù)可行性分析比較的基礎(chǔ)上設(shè)計了一套性能相對優(yōu)良的立體車庫系統(tǒng)。(2)平面移動式立體停車設(shè)備的存取機構(gòu)設(shè)計 在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫的存取車形式，然后由此詳細

9、設(shè)計停車位、載車板和存取機構(gòu)。(3)立體車庫運輸系統(tǒng)的設(shè)計 通過比較與分析，設(shè)計了一套運輸系統(tǒng)，并對運輸能力進行了計算與校核，本系統(tǒng)完全滿足設(shè)計車庫的功能要求。為了提高運行速度和平層精度，運輸系統(tǒng)采用變頻變壓調(diào)速電機，變頻變壓調(diào)速技術(shù)和矢量變換控制技術(shù)。(4)立體車庫總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計4通過類比,設(shè)計了立體車庫的鋼結(jié)構(gòu)骨架，運用有限元方法對鋼結(jié)構(gòu)骨架進行了各種工況的受力分析和變形分析，找出了鋼結(jié)構(gòu)骨架的最大應(yīng)力作用單元和最大變形單元。驗證設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計模型，對鋼結(jié)構(gòu)骨架進行優(yōu)化設(shè)計，進一步降低材料的消耗車庫整體重量，提高車庫的經(jīng)濟性。5

10、第 2 章 原理設(shè)計說明2.12.1 介紹立體停車庫的整體設(shè)計思想及工作原理介紹立體停車庫的整體設(shè)計思想及工作原理立體停車庫的工作原理下面以一輛車進庫而后另一輛車出庫的過程為例，簡介一下此停車庫的工作原理。 首先，汽車駛?cè)氪怪鄙禉C構(gòu)中，汽車停在的軌道車上。其次，經(jīng)控制系統(tǒng)確認找出離入口最近的空車位。然后，控制系統(tǒng)控制垂直升降機構(gòu)停在所要停放車輛的那個層位后，此時垂直升降機構(gòu)中的軌道與橫向輸送裝置的軌道相對接。隨后，橫移裝置發(fā)揮作用，將車橫移至所在停車位即完成存車過程。取車的過程同存車過程正好相反，首先，控制系統(tǒng)控制垂直升降結(jié)構(gòu)到達要去汽車所在的層位，橫移裝置將車橫移至機構(gòu)即可。本本章章小小結(jié)

11、結(jié)通過對立體車庫的類型與用途及其特點的了解，最終選擇升降橫移式作為選題的車庫類型，并對研究的對象與工作環(huán)境總結(jié)出了整體思想和工作原理。6第 3 章 機械部分傳動方式的確定與部件選擇3.13.1 橫向輸送裝置中車輪與車軸的選擇橫向輸送裝置中車輪與車軸的選擇3.1.1 傳動方案分析 Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.由于考慮存車庫多設(shè)置在小區(qū)、賓館、醫(yī)院等公共場所，所以需要降低噪音，帶傳動有以下及特點：傳動帶具有彈性和撓性，可吸收振動并緩和沖擊，從而使傳動平穩(wěn)、噪聲小。當過載時，傳動帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動而不損傷其他

12、零件，起過載保護作用。適合于主、從動軸間中心距較大的傳動。綜合以上 3 點，一級傳動選擇帶傳動。二級傳動為保證傳動比與效率選擇齒輪傳動?？磕Σ亮ぷ鞯膫鲃訋О唇孛嫘螤畈煌饕譃槠綆?、V 帶和特殊帶。平帶以其內(nèi)圓周表面為工作面，V 帶傳動能力比平帶的大，承載能力顯著高于平帶，適用于傳遞大功率且要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。根據(jù)以上特點選擇 V 帶作為傳動帶進行動力的傳輸。最終確定方案為電機帶動傳動帶輸出，再由帶傳動傳遞給下一級齒輪，由兩次齒輪傳動共同完成存車庫橫移裝置的動力傳輸。最終把動力輸送到驅(qū)動軸上帶動驅(qū)動輪在軌道上行走起到運送車輛到達庫位和出庫的作用。這樣節(jié)省空間具體結(jié)構(gòu)如下圖 3-1 所示： 7

13、圖 3-1 橫移裝置傳遞圖已知工作條件：車輪直徑 400mm，平板車運行速度 1m/s。為了估計傳動裝置的總傳動比范圍，以便選擇合適的傳動機構(gòu)和擬定傳動方案，可先由已知條件計算鼓輪的轉(zhuǎn)速，即： （3.1）4001100060100060Dvnw=47.7r/min 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或 1500r/min 的電動機作為原動機，因此傳動裝置總的傳動比約為 22 或 34，根據(jù)總傳動比，可初步擬定以兩級傳動為主的多種傳動方案。3.23.2 選擇電動機選擇電動機1、電動機類型選擇 根據(jù)電源及工作機工作條件，選用臥式封閉型 YZ132M1-6 減速電動機。82、電動機功率的選擇

14、 1） 、工作機所需功率 NNNF110005. 022000（3.2） kW 1 . 1/11100smNvFPd（3.3）2） 、電動機輸出功率為 wdPP （3.4）傳動裝置的總效率 23321（3.5）式中、為從動機至工作機之間的個傳動機構(gòu)和軸承的效率。查123機械設(shè)計手冊得：V 帶傳動效率=0.95，滾動軸承效率=0.99，12圓柱齒輪傳動效率為=0.97。則：32332186. 097. 099. 095. 023故 =1.28kwwdPP 86. 01 . 1 kw根據(jù)電動機輸出功率kw，查表選擇電動機的額定功率28. 1dPkw。2 . 2edP3） 、電動機轉(zhuǎn)速的選擇 為了便

15、于選擇電動機轉(zhuǎn)速，先推算電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機械設(shè)計手冊查得 V 帶的傳動比范圍為，因車輪轉(zhuǎn)速應(yīng)保持 1m/s 的速42vi度，轉(zhuǎn)速為 47.77r/min.則傳動裝置的總的傳動比為: 9 （3-6）131121sFvviiiiii故電動機轉(zhuǎn)速范圍為 r/min 5798535innwd（3-7） 可見同步轉(zhuǎn)速為 750r/min,1000r/min ,1500r/min 3000r/min 的電動機均符合要求。由于 3000r/min 的電動機體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動不平穩(wěn)；而 750r/min 的電動機體積大、重量大、價格昂貴，因此初步選同步轉(zhuǎn)速分別為 1000r/min 和 1500r/

16、min 的兩種電動機進行比較，如下表：表 3-1 電機參數(shù)對比電動機轉(zhuǎn)速 r/min傳動裝置的傳動比方案電動機型號額定功率kw同步滿轉(zhuǎn)電動機質(zhì)量kg總傳動比V帶齒輪傳動1Y112M-42150014404332.2310.72Y132M1-6210009607321.5210.5由表中數(shù)據(jù)可知，兩方案均可行。相比之下，方案 2 比較適合，選定電動機型號為 YZ132M1-6. 10圖 3-2 YZ132M1-6 型電動機3.33.3 其他構(gòu)件的選擇其他構(gòu)件的選擇 根據(jù)車速 1m/s；車輪轉(zhuǎn)速為 47.77r/min .推算出車輪直徑 d=400mm,初步選型如下圖： (a) (b)圖 3-3

17、輕軌車輪由工作條件與所需用途最終選定，因為車板與庫位地面高度應(yīng)該向平，才能使得車輛平穩(wěn)、快捷的進入。所以按照需要應(yīng)把載車板的位置降低，另外因為存車庫整體思想就是節(jié)省空間，所以高度限制在 1.7M 這就使得承載車載車板以下的部分不宜過高，根據(jù)結(jié)構(gòu)上的安排選擇上圖（a）中的車輪作為橫移裝置的行走輪。載車板用來承載運送車輛，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼版式兩種?？蚣苁捷d車板是用型鋼和鋼板焊接成為承載框架，這種載車板的優(yōu)點是可按需要設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的情況。鋼板是用鍍11鋅鋼板一次沖壓或滾壓成件，安裝前可以先對鋼板進行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。因

18、庫位寬度為 3m,所以選擇車板的寬度也為 3m，長度 3m，厚度為 5mm，可保證在車輛運送時裝置的穩(wěn)定性和安全性。按照載車板的尺寸選得橫移裝置中的平板車軸距為 3.5m，因車輛的長度一般不超過 5m，所以初選載車板的寬度為 5m?？紤]到驅(qū)動軸強度與剛度的要求及加工方便的問題，應(yīng)盡量減短軸的長度，所以最終確定載車鋼板寬為 3m，驅(qū)動軸與從動軸的長度也為 3m。這就使得車輛在鋼板上時，兩端會有將近 1m 的是懸空的，為了車輛使車輛不與車庫發(fā)生刮碰并且進、出庫方便，在庫位前延出1m 的距離保證裝置的正常運行。 本章小結(jié)本章小結(jié) 本章對立體存車庫橫向輸送裝置的傳動方式與電機的型號參數(shù)進行了確定。尤其

19、是傳動方式的選擇，考慮到空間的安排與工作環(huán)境、設(shè)備周圍的環(huán)境要求。并按行走速度與電機轉(zhuǎn)速確定了車輪的型號與參數(shù)，這使得接下來的總傳動比的計算與各級傳動比的分配計算更順利的進行。12第 4 章 橫向輸送裝置動力傳輸部分的設(shè)計與校核向輸送裝置動力傳輸部分的設(shè)計與校核4.14.1 計算總傳動比及分配各級的傳動比計算總傳動比及分配各級的傳動比1、傳動裝置總傳動比 93.2077.471000nwnim(4.1)2、分配各級傳動比 取 V 帶傳動的傳動比為，則齒輪傳動部分的傳動比為2vi47.10293.201i齒輪傳送部分高速齒輪傳動比為，低速齒輪傳動比為，則：Fisi （4.2） 5 . 11 .

20、121FsFiiii 故 62. 444. 3Fi取 則 49. 3Fi125. 3si4.24.2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速 電動機軸為 0 軸，減速器高速軸為 I 軸，中速軸為 II 軸，低速軸為III 軸，則各軸轉(zhuǎn)速分別為： r/min （4-10000mnn3） r/min （4-4） 500210000vIinn13 r/min （4-266.14349. 3500FIIIinn5） r/min （4-6） 77.47125. 3266.143sIIIIIinn2、各軸輸入功率 按電動機額定功率計算各軸輸入功率即edp kW （4-2 .

21、20edPP7） kW (4-8)09. 295. 02 . 21edIPP kW (4-9)01. 297. 099. 009. 2321PPII kW （4-10）93. 197. 099. 001. 232IIIIIPP3、各軸轉(zhuǎn)矩 Nm (4-11)01.2110002 . 295509550000nPTNm (4-12) 919.3950009. 295509550111nPT Nm (4-13)985.133266.14301. 295509550IIIIIInPT Nm (4-69.41177.4793. 195509550IIIIIIIIInPT14)4、各軸輸入轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)

22、矩如下表所示：表 3-2 齒輪傳送裝置中各軸的轉(zhuǎn)速14項目電動機軸高速軸中間軸低速軸轉(zhuǎn)速r/min1000500143.26647.77功率kW2.22.092.011.93轉(zhuǎn)矩N m21.0139.919133.985411.694.34.3 V V 帶傳動設(shè)計計算帶傳動設(shè)計計算電動機轉(zhuǎn)速r/min，帶輪所連齒輪傳動裝置高速軸轉(zhuǎn)速為10000mnnr/min。輸送5001n1、 求計算功率cp由機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）查表 13-8 得，故計算功率為：1.1Ak kW (4-21. 11 . 11 . 1kwpkPAc15)2、選擇 V 帶型號 根據(jù)，由機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）查kwPc21

23、. 1min/10000rn 圖 13-15 得坐標點位于 A 型界內(nèi)，故初選普通 A 型 V 帶。2、 計算大、小帶輪基準直徑、1d2d由機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）查表 13-9 可知，應(yīng)不小于 80mm，現(xiàn)1d取=100mm。1d 15 由得 (4-021(1)IIndind16)02. 01 (905001000)1 (1102dnnd =196mm 4、驗算帶速 V (4-17)100060100010014. 310006001ndv=5.23m/s 帶速在范圍內(nèi)，符合要求5 25/m s5、求 V 帶基準長度和中心距 a dL 初步選取中心距 ; (4-18)120120.7()2(

24、)ddadd取中心距mma3000由式 (4-19)21200120()2()24ddLadda得帶長 3004)90196()19690(230020Lmm4 .1072查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 13-2，對 A 型 V 帶選用。mmLd112016由式 得 (4-20)002dLLaa24 .10721120300a =347.6mm6、驗算小帶輪包角1由 得 (4-21)21118057.3dda3 .576 .34796180120175.164故包角合適17、計算 V 帶根數(shù) z (4-22)LadKKPPPz)(00而r/min，10000nmm1001d。 查機械設(shè)計基礎(chǔ) （

25、第五版）表 13-3 得 kW kW07. 10P95. 00P 帶傳動的傳動比 (4-23)2)02. 01 (100196)1 (12ddiv查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 13-2 得 89. 0LK查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 13-5 得 =0.17kw0P查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 13-7 得 ，0.95K17由此可得取 3 根 V 帶，即 z=38、求作用在帶輪軸上的壓力QF 查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 13-1 得q=0.1kg/m 由式 (4-205002.5(1)cPFqvzvK24)23. 523. 51 . 0)98. 098. 05 . 2(23. 542 . 2

26、500N23.84 作用在軸上的壓力QF (4-N51.668N2175.164sin23.84422sin210zFF25)9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 小帶輪設(shè)計制造成實心式帶輪 大帶輪設(shè)計制造成實心式帶輪4.44.4 齒輪傳動裝置設(shè)計計算齒輪傳動裝置設(shè)計計算選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級，考慮到平板車驅(qū)動為一般機械，故大小齒輪均選用 45 鋼，采用軟齒面，齒面強度為 217255HBW。平均硬度為236HBW，大齒輪調(diào)制處理，齒面硬度為 190HBW。大、小齒輪齒面平均硬度差為46HBW，在 3050HBW 范圍內(nèi)。選用 8 級精度。減速器高速級齒輪傳動比為，高速軸轉(zhuǎn)速，傳動功49. 3Fi48

27、0 / minInr率為kW，支持圓柱齒輪采用軟齒面制造。2 . 2IP181、 選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪用 40MnB 調(diào)質(zhì)，齒面硬度 241-286HBS，MPa570limH,；大齒輪用 ZG35SiMn 調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 241-269HBS1600FEaMPMPa，MPa3902limH5102FE查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 11-5 取,1.1HS1.25FS 2、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 設(shè)齒輪按 8 級精度制造，取載荷系數(shù) K=1.5（見機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 11-3） ，齒寬系數(shù)（見機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 11-0.8d6）,小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 (4-5002 .

28、255. 955. 910106161nPT26)=42457.71Nmm (機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版)表 11-4） ， (4-27)3311) 1(2HHEttZZZZudTKd(2) 設(shè)計時，因可初選 v 值未知，不能確定，故可初選，vK8 . 11 . 1vK初取。4 . 1tK（3）由機械設(shè)計手冊查得：齒寬系數(shù) 1 . 1d19彈性系數(shù) PMaZE8 .189節(jié)點區(qū)域系數(shù)2.46ZH齒數(shù)比 49. 3Ii初選，則，取。211z29.732149. 312zz742z有式 (4-28)65. 112cos)741211(2 . 388. 1 cos)11(2 . 388. 1 21zz

29、(4-29)66. 112tan2117. 1318. 0tan318. 01zd查得重合度系數(shù) 775. 0z許用接觸應(yīng)力由式 得: (4-30) HNHHSZlimMPa570limHMPa3902limH小齒輪 1 與大齒輪 2 的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： (4-31)91110778. 160halnN 8104094. 85365160 . 14806020 (4-32)8121040957. 249. 3NN ; 0 . 11NZ06. 12NZ查得取安全系數(shù) 0 . 1HS MPa (4-33) 5700 . 15700 . 1/1lim111HHHSNZMPaMPa 4130 .

30、139006. 1/2lim222HHHSNZMPa初算小齒輪 1 分度圓 (4-34)32311)() 1(2HHEttZZZZudTKdmm159.46)41399. 0775. 046. 28 .189(49. 3149. 317. 17 .42574 . 1232333、確定傳送尺寸（1）計算載荷系數(shù)。查的使用系數(shù)0 . 1AK (4-35)16. 1100060)/(111ndsmvt 查得 齒向載荷分布系數(shù)09. 1vK09. 1K齒間載荷分配系數(shù)1 . 1K21 (4-36) 37. 11 . 109. 109. 10 . 1KKKKKtA（2）確定模數(shù)。nm /mm=2.24

31、(取=2.5) (3-37)nm11coszdnm（3）計算傳動中心距 a/mm=mm (4-38)5 .127cos2)7421(5 . 2（4）計算螺旋角 (4-39)19487.181252)7421(5 . 2arccos因為值與初選值相差不大，故與值有關(guān)的數(shù)值無需修正。 /mm=57.46mm47.75mm (4-40)1dcos1zmnmm=2.5 74=197mm (4-41)/2d mm= =51.985mm 取mm/2b75.471 . 11dd522bmm (4-42) 60)104(21 bb(5) 校核齒根彎曲疲勞強度： (4-43) FSFnFYYYYdbmKT112

32、22式中個參數(shù)：1. K、T、值同前。nm1d2. 齒寬mm。872 bb3. 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。FYSY當量齒數(shù) (4-44)5 .2419.18cos21cos3311zzv (4-45)3 .8619.18cos74cos3322zzv查得 31. 2,68. 221FFYY71. 1,58. 121SSYY重合度系數(shù) 72. 0Y螺旋角系數(shù) 86. 0Y許用應(yīng)力可有式算得。 (4- FFNFSYlim46)查得彎曲疲勞極限應(yīng)力MPa , MPa2201limF1702limF查得壽命系數(shù) .0 . 121NNYY查得安全系數(shù) ,故25. 1FS23 (4-47) 11111124

33、86. 072. 058. 168. 246.5738771.4245755. 122/FSFnFYYYYdbmDTMPa 2244/FFMPa滿足齒根彎曲疲勞強度。(6) 校核齒面接觸疲勞強度 (4-48) HHEHuubdKTZZZZ12211 式中各參數(shù)：（1）K、b、值同前。1T1d齒數(shù)比 u=。49. 3Ii彈性系數(shù)MPaZE8 .189節(jié)點區(qū)域系數(shù)45. 2HZ重合度系數(shù)84. 0Z螺旋角系數(shù)987. 0Z許用接觸應(yīng)力可由 算得。 (4-49) HHHHSZlim查得接觸疲勞極限應(yīng)為MPa (4-50)12002lim1limHH24壽命系數(shù),查得安全系數(shù),故0 . 121NNZZ

34、0 . 1HS MPa (4-51) 12000 . 112000 . 1/MPaH (4-52) H2119 .29749. 3149. 346.578771.4245757. 12987. 084. 045. 28 .18912/uubdKTZZZZMPaHEH滿足齒面接觸疲勞強度。同理 低速級齒輪的計算得到：齒數(shù)比：125. 3 ； m=3241z752zmm 751dmm 2552d中心距 a=150mm經(jīng)校核齒輪滿足彎曲強度和接觸強度。4.54.5 滾動軸承的選擇及校核計算滾動軸承的選擇及校核計算由條件知，軸承的預(yù)計壽命 : h584001036516（一） 、對高速軸上滾動軸承的選

35、擇及核計算1、高速軸滾動軸承的選用深溝球軸承，如圖 4-1 所示25 圖 4-12、對軸承進行受力分析計算 軸承在齒輪傳送系統(tǒng)工作時，只受到徑向反力，而高手軸徑向反力和圓周力均作用其上，徑向反力的合力即為軸承所受到的徑向力。 1） 、徑向力作用時由 N (4-53)885.2122407 .424572211dTFt徑向力 (4-54)20tan885.2122tantrFF =772.667N受力如下圖所示：圖 4-2 軸承受力示意圖mm ，mm641l1712l (47722121lllFFrV55) =562.239N 2)、圓周力作用時，受力如圖所示：26圖

36、4-3 軸承圓周力示意圖21222121lllFFtH(4-56)N738.1544 738.1544885.212212HtHFFF(4-57)N137.578則作用于軸承的反力分別為 22212111545562 HVrFFF(4-58)=1644N (4-59)2221212578210 HVrFFF=614N 由軸承只受到徑向載荷作用，故N 164411rFPN61422rFP 、分別為左右兩軸承所受當量動載荷。1P2P273） 、計算所需的徑向基本額定動載荷rC因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今,1P2P故應(yīng)以軸承的徑向當量動載荷為計算依據(jù)，因受中等沖

37、擊1P載荷，查機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 16-9 得，工作溫度正常，1.5pf 查表 16-8 得，故：1tf (4-59)584001050060116445 . 1106031631611htprLnfPfC=30.01k 4、由機械設(shè)計手冊（單行本）軸承查得型號為 6208 的軸承符合強度要求，因此高速軸上軸承選用 6208 型號軸承。（二） 、中間軸 II 上的軸承選用型號為 6208 軸承； 低速軸 III 上的軸承選用型號為 6017 軸承。見機械設(shè)計手冊（單行本）軸承4.6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與校核（一）高速軸的機構(gòu)設(shè)計計算 由于高速軸上的齒輪直徑接近于軸徑，故將軸設(shè)計為齒輪軸。

38、1、 高速軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示：28圖 4-4 高速軸的結(jié)構(gòu)圖2） 、軸的轉(zhuǎn)矩 (4-60)5002 . 21055. 91055. 96161nPTNm919.39齒輪上的受力圓周力： N (4-61)408.1277211dTFt徑向力: (4-62)20tan408.1277tantrFF=464.938N 軸的受力如下圖所示29圖 4-6 高速軸的受力力矩圖3） 、a、求垂直面的支承反4642121llFrlFVN (4-63)317.338 (4-64)VrVFFF12 N 317.338938.464N621.126b、求水平面的支承反力 (4-65)212

39、1lllFFtH12771HFN518.929 (4-66)518.929408.127712HtHFFF30=347.89N c、力在支點產(chǎn)生的反QF力 741711305012131lllFFQF(4-67)=265.93N (4-68)171641301716483.265213211lllllFFQF=412.885N d、直面的彎矩圖（圖 b） (4-69) 31111064317.338lFMVaV =21.65Nme、繪水平面的彎矩圖（圖 c）11lFMHaH (4-70)mN 31064518.929Nm49.59f、力產(chǎn)生的彎矩圖（圖 d）QF (4

40、-71)mNlFMQF33210130501=65.13Nm 31a 截面反力產(chǎn)生的彎矩圖為 (4-72)311106493.265lFMFaF=17.02Nm g、求合成彎矩圖（圖 e） (4-73)02.1749.5965.212222aFaHaVaMMMM=80.33Nm (4-74)aFaHaVaMMMM2211 12.1749.5965.2122Nm33.80 Nm (4-75)6522FMMh、q 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖 f） (4-76)311025 .62408.12772dFTt=39.919Nm i、求危險截面的當量彎矩（圖 g）a-a 截面最危險，其當量彎矩為 (4-2()e

41、aMMT77) 軸的扭切應(yīng)力是脈動循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，代入上式得0.6 (4-mNMe22919.396 . 033.803278)=83.82Nm j、計算危險截面處軸的直徑軸的材料選用 40Mn 調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計基礎(chǔ) （第五版）表 14-1 查得，表 14-3 查得，則：750BaMP170baMP (4-79)3331601 . 01082.831 . 0 beMd=24mm 由于軸做成齒輪軸，齒根圓直徑mm。因mm，故軸的設(shè)計375.59fd24fd尺寸符合要求。轉(zhuǎn)度最低的平板車驅(qū)動軸的軸的尺寸校核： (4-80) 33367 .47205. 11152 . 01055. 9nPCnPd =37.47mm齒根圓直徑mm。因mm，故軸的設(shè)計尺寸符合要求。mmdf7847.37fd由變速器結(jié)構(gòu)