史禮硯05116135畢業(yè)設(shè)計

1、2009屆畢業(yè)論文 存檔編號：_襄 樊 學(xué) 院畢業(yè)論文（設(shè)計）正文題 目路面除冰機的設(shè)計專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班 級機械工程系機制0511班姓 名史禮硯學(xué) 號05116135指導(dǎo)教師職 稱張良斌 老師2009年 5 月 24 日路面除冰機的設(shè)計摘要：北方的冬天，由于冰雪天氣頻繁，導(dǎo)致路面結(jié)冰的情況比較多，這樣嚴(yán)重影響交通運輸。雖然目前已經(jīng)有路面除冰機的出現(xiàn)，但是在機械性能，工作效率方面仍然不能滿足需要。本文主要從機械性能、工作效率、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面來思考和設(shè)計，本設(shè)計是在原有的機械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，通過對機構(gòu)局部的改進(jìn)，把帶傳動改為齒輪傳動，本設(shè)計論文詳細(xì)地

2、敘述了路面除冰機的設(shè)計過程。除了對已有的結(jié)構(gòu)的改進(jìn)以外，還采用了部分簡化合理的機構(gòu)；如：彈簧，擊震錘等等。大大地提高了生產(chǎn)率,同時使機械的機構(gòu)更加緊湊,性能更加穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：震碎；除冰； 機械設(shè)備The design of the road de-icing machineAbstract：Northern winter, the weather as a result of frequent snow and ice, resulting in more icing-road circumstances, such a serious impact on transportation. Al

3、though the road has been the emergence of de-icing machines, but in the mechanical properties, the efficiency is still needed. In this paper, mainly from the mechanical properties, work efficiency, the structure of single-cylinder, efficient, easy-to-use, performance, and does not damage the road to

4、 think and design, this design is the original basis of mechanical products through improvements in local institutions, replaced by the belt drive gear transmission, the paper design is described in detail the road de-icing machine design process. In addition to the improvement of the existing struc

5、ture, it is reasonable to simplify the use of some of the agencies; such as: spring, hammer, etc. earthquake hit. Greatly enhance the productivity, while a more compact mechanical body, more stable performanceKeywords：Shattered；De-icing；Machinery and equipment目 錄1 前言.1 1.1 引言 1 1.2 路面除冰機的現(xiàn)狀 12 本設(shè)計方案

6、的總體概述. 2 2.1 結(jié)構(gòu)的總體的設(shè)計的任務(wù)及概述. 22.2 結(jié)構(gòu)總體設(shè)計原則 ,2 2.3 機構(gòu)的總體布置設(shè)計的基本原則. 3 2.4 本設(shè)計方案的簡述. 33 電機類型及選擇.6 3.1 電機的類型和結(jié)構(gòu)形式6 3.2 選擇電機的容量及轉(zhuǎn)速64 聯(lián)軸器及萬向節(jié)的選擇.74.1 類型的選擇.74.2 載荷計算.74.3 選擇型號.75 減速機的設(shè)計計算.85.1 齒輪軸（輸入軸）的設(shè)計.85.2 齒輪軸（中間軸）的設(shè)計.105.3 齒輪軸（輸出軸）的設(shè)計.105.4 高速級齒輪組的設(shè)計.105.5 低速級齒輪組的設(shè)計.146 彈簧的設(shè)計計算.197 傳動軸的設(shè)計 208 固定偏心激震錘

7、和活動偏心激震錘.21 9 破冰板和除冰板的設(shè)計. 22 致謝23 參考文獻(xiàn). 24附錄. 25 .1 前 言1.1 引 言清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護(hù)的常規(guī)作業(yè)。由于機械化程度低，不能及時清除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。僅以哈爾濱市為例，由于冬季路面冰雪公害，車速降低，車輛周轉(zhuǎn)慢，使乘客留站時間延長，在早晚上下班高峰期，平均延長20分鐘左右，按每日上下班60萬人次計算，整個冬季約損失工時600萬個;路面冰雪公害，也使公共電汽車公司運營減少，電車公司相當(dāng)于每日少出67臺車;路面

8、冰雪公害，也影響貨運?？傊?，由于冰雪公害，給城市人民生活，交通運輸、工業(yè)、商業(yè)、服務(wù)業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。近年來，我國的機械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機械化逐步過度到機械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機械行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日益擴大，為我們的設(shè)計提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是各種材料的機械性能都有明顯的不同，以至各個機械的構(gòu)件都能在預(yù)計設(shè)計的工況下完成它們的任務(wù)。

9、這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。1.2 路面除冰機的現(xiàn)狀目前雖有各式各樣的除雪機，但均只適合清除松軟狀態(tài)的雪，而不能除冰，因此在使用上受到了限制。另外，現(xiàn)有的除霄機結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，而且造價比較高，因此未能得到普遍應(yīng)用。目前仍然主要依靠人力清除路面上的冰雪，這樣不僅效率低，勞動強度大，而且不能將路面上的冰雪清除干凈，并影響交通。并且在使用的過程中很多都不能根據(jù)實際的工作環(huán)境進(jìn)行調(diào)整，以更加高效率的完成作業(yè)。本實用新型的目的是，提供一種不僅能將路面上的冰雪清除干凈，而且具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高、使用方便、性能好、不破壞路面、堅固耐用、價格低廉的路面除冰機，以取代替繁重的體力勞動，確

10、保冬季交通運物的安全和行人的方便。2 本設(shè)計方案的總體概述2.1結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計的任務(wù)及重要性結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計的任務(wù)是將原理方案設(shè)計結(jié)構(gòu)化，即把一維或者二維的原理方案圖轉(zhuǎn)化為三維的可制造的形體過程，也可以說是從為了完成總系統(tǒng)功能而進(jìn)行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結(jié)構(gòu)設(shè)計）的最終完善及審核通過為止。結(jié)構(gòu)總體設(shè)計工作包括兩個方面，即“質(zhì)”的設(shè)計和“量”的設(shè)計。所謂“質(zhì)”的設(shè)計是指“定形”設(shè)計，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性意義?！傲俊钡脑O(shè)計則是指選擇材料，確定尺寸和零部件進(jìn)一步詳細(xì)設(shè)計等，此部分設(shè)計所涉及到的知識在機械設(shè)計、材料力學(xué)等教材中已學(xué)過。由此看來，結(jié)構(gòu)的總體設(shè)

11、計階段的工作量是相當(dāng)大的，同時它的工作質(zhì)量對滿足功能要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品的成本等都起者十分重要的作用2.2機構(gòu)的總體設(shè)計原則機械系統(tǒng)總體設(shè)計是產(chǎn)品設(shè)計的關(guān)鍵,它對產(chǎn)品的技術(shù)性能,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和外觀造型均具有決定性的意義。明確，簡單，安全可靠是結(jié)構(gòu)總體設(shè)計階段必須遵守的三項基本原則。由于這三項基本原則的共同目標(biāo)都是為了保證實現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預(yù)期功能，降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所以，在整個設(shè)計階段應(yīng)將這三項基本原則貫徹到底。(1)明確原則這里主要包括以下三個方面：功能明確 所選擇的結(jié)構(gòu)應(yīng)能明確無誤地、可靠地實現(xiàn)預(yù)期的功能。對于可實現(xiàn)的功能來說，要做到既不疏漏又不冗余。工作情況明確

12、 被設(shè)計的產(chǎn)品(系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因為結(jié)構(gòu)和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來確定。若設(shè)計時缺少準(zhǔn)確的使用工況說明，且不得不做出一些假設(shè)的話，應(yīng)隨時檢查有關(guān)假設(shè)的正確性。結(jié)構(gòu)的工作原理明確 設(shè)計結(jié)構(gòu)時所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠地實現(xiàn)所預(yù)期的功能要求。(2)簡單原則簡單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機、部件、零件的結(jié)構(gòu)簡單，且數(shù)目少；同時還要要求操作與監(jiān)控簡便；制造與測量容易、快速、準(zhǔn)確；安裝與調(diào)試簡易而快捷。亦就是說這里所指的“簡單”，同時具有簡化、簡便、簡明、簡易、減少等多重含義。(3)安全可靠原則一個系統(tǒng)(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指：構(gòu)件的可

13、靠性 在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時間內(nèi)，構(gòu)件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。功能的可靠性 主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。工作安全性 主要指對操作者的防護(hù)，保證人的安全。環(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時也要保證整個系統(tǒng)(產(chǎn)品)對環(huán)境的適應(yīng)性2.3機構(gòu)的總體布置設(shè)計基本要求(1)功能合理即總布置設(shè)計應(yīng)適應(yīng)于功能表達(dá)，無論在整體上還是在局部上都不應(yīng)采用不利于功能目標(biāo)的布局方案。(2)結(jié)構(gòu)緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)這一方面應(yīng)盡可能使總系統(tǒng)簡單并充分利用機械系統(tǒng)的內(nèi)部空間，如把電動機、傳動部件等安裝在支撐大件的內(nèi)部；另一方面有利于良好的造型，美觀大方

14、。(3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展總體布置時還應(yīng)對系列設(shè)計、變形設(shè)計給予考慮；對于單機的布置還應(yīng)考慮組成生產(chǎn)線和實現(xiàn)自動化的可能性。2.4 本設(shè)計方案簡述本實用新型的技術(shù)解決方案是，為了達(dá)到清除冰雪的目的，如圖2.1所示，能夠清楚的看到該設(shè)計方案的結(jié)構(gòu)特。圖2.1 除冰機整體結(jié)構(gòu)示意圖1-發(fā)動機 2-減速機 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧 8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-

15、車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)結(jié)軸 29-掛鉤在車體的車底盤27上設(shè)有發(fā)動機1和通過聯(lián)軸器28與發(fā)動機連接的減速機2及通過萬向節(jié)3和傳動軸4與減速機2連接的位于車底盤前27方的破冰機構(gòu)，并在車底盤11前端的下部設(shè)有除冰機構(gòu)。為了達(dá)到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機構(gòu)采用振動式，該破冰機構(gòu)可由固設(shè)在車底盤上的支柱23，與支柱23對接的位于車底盤前方的振動架21，設(shè)在振動架21上部的前后對稱的設(shè)有軸的軸承座8，設(shè)在軸上的兩個通過凸凹面結(jié)合的固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設(shè)在軸上，另一端固設(shè)在活動偏心激震錘10上的扭力彈贊12。設(shè)在攝動架27自由端下部

16、的破冰鏟17和固設(shè)在車底盤11上并插在振動架27插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5上的位于振動架上、下的支承彈簧6,16所構(gòu)成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)慣量產(chǎn)生震動，從而勞動破冰鏟17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構(gòu)是由通過兩側(cè)支桿20絞接在車底盤27兩側(cè)下部的除冰板18和連接在車底盤27和除冰板18上的彈簧19所構(gòu)成。為了提高除冰雪的效果，在本體上設(shè)有可調(diào)整車底盤27傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)，通過調(diào)整車底盤的傾斜角度和發(fā)動機1的轉(zhuǎn)速來控制破冰鏟的最佳工作狀態(tài)。車體是由設(shè)在車

17、底盤一端的掛鉤29掛在動力機械上。從而實現(xiàn)推動除冰機構(gòu)進(jìn)行工作。為了防止機核運轉(zhuǎn)時傷人在車底盤上設(shè)有防護(hù)罩。本實用新型與已有技術(shù)比較，由于在車體的車底盤上設(shè)有了由發(fā)動機、減速機、振動式破冰機構(gòu)，膝冰機構(gòu)及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機構(gòu)構(gòu)成的路面除冰機，因此其具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不拐壞路面。堅固耐用、價格底廉等優(yōu)點。3 電機類型及選擇3.1 電機類型和結(jié)構(gòu)形式電動機類型和結(jié)構(gòu)要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。 沒有特殊要求時均應(yīng)選用交流電動機，其中以三相鼠籠式異步電動機用的最多。Y系列

18、電動機為我國推廣采用的新設(shè)計產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無腐蝕氣體的場合，以及要求具有較好啟動性能的機械。3.2 選擇電動機的容量及轉(zhuǎn)速參考同類機械產(chǎn)品，選取電動機轉(zhuǎn)速970r/min，功率11KW,查手冊確定電動機型號為Y160L-6，伸出部分軸直徑為40mm。4 聯(lián)軸器的選擇 4.1 類型的選擇為了隔離震動與沖擊，選擇用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 4.2 載荷計算 公稱轉(zhuǎn)矩 T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm 由表查得KA =2.3 故計算轉(zhuǎn)矩為 Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*103 4.3 選擇型

19、號 從GB 432384中查得TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩為250N.mm，許用最大轉(zhuǎn)矩為3800 r/min，軸徑為3242 mm之間，故適用。 5 減速機的設(shè)計計算 5.1 齒輪軸（輸入軸）的設(shè)計 電機通過傳動軸和聯(lián)軸器將動力傳遞給減速器的齒輪軸，帶動其他齒輪的轉(zhuǎn)動。 1、求出主軸上的功率P和轉(zhuǎn)矩T功率從電機到主軸經(jīng)過帶傳動，根據(jù)文獻(xiàn)4傳遞效率=0.99 P=P=110.99=10.89kW T=9550000=955000010.89/97010665 N.mm2、 聯(lián)軸器作用在軸上的力F=406.86N，F(xiàn)=458.52N3、初步確定軸的最小直徑先按公式初步估算軸的最小直徑，選取

20、軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3，取A=112，于是得d= A=112=25.08mm4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定裝配方案 如圖（圖5.1）圖5.1 輸入軸結(jié)構(gòu)示意圖（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度l 這是二級減速器輸入軸，受力很大，震動很小，可以不計端部的力，并且考慮到a端連接有聯(lián)軸器，故d=40mm，L=100mm。l 初步選擇滾動軸承 因軸承主要受徑向載荷，軸向載荷很小，因此選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)d=40mm 選軸承6009，其尺寸為4510018，則d=45mm，L=46mm。l 取安裝齒輪1處的軸段c-d的直徑d=50mm，帶輪的左端與左軸承之間采用

21、套筒定位，已知齒輪寬為34mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪寬，故取L=30mm，帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度h0.07d；取h=1mm，則軸環(huán)出的直徑d=52mm，軸環(huán)處的寬度b1.4h，取L=12mm，同樣道理，d=45mm，L=50mm。至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。l 軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按d查機械手冊得平鍵截面 bh=2012（GB/T1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為25mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB/T1096-1979），同時為了保證帶輪與軸配合有良好的對中性，故選帶輪與軸的配合為H7/h6；同樣另一端軸與帶輪聯(lián)

22、接選平鍵201225，配合為H7/h6；滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。（3）確定軸上圓角為245，各軸肩處的圓角半徑見圖。5、按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即該軸的截面C）的強度；根據(jù)式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計算應(yīng)力=MPa0.99MPa前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得=60MPa，因此故安全。5.2 齒輪軸（中間軸）的設(shè)計 根據(jù)該除冰機每小時要行程1060km，除冰厚度60mm。所以要求該除冰機構(gòu)每分鐘震動約120次，即該傳動軸的轉(zhuǎn)速是120r/min。所以該

23、減速器承擔(dān)的傳動比為i=970/120=8.08,分配給這個減速器高速級的傳動比i1 =2.5，低速級傳動比i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。該齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖5-2所示，計算過程與軸相同，在此就不詳細(xì)列出。圖5.2 中間軸結(jié)構(gòu)示意圖5.3 齒輪軸（輸出軸）的設(shè)計 低速級的傳動比i2 =3.23，所以根據(jù)相關(guān)的參數(shù)設(shè)計出該軸的相關(guān)結(jié)構(gòu)參見減速機裝配圖。 5.4 高速級齒輪組的設(shè)計 按接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式d2.32確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù)=1.3 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*m

24、m 由下表 表5.1 齒寬系數(shù)表裝置狀況兩支撐相對小齒輪作對稱布置兩支撐相對小齒輪作不對稱布置小齒輪作懸臂布置0.91.4(1.21.9)0.71.15(1.11.65)0.40.6選取齒寬系數(shù)=1 由下表表5.2 材料彈性影響系數(shù)表 彈性模量 E/MPa齒輪材料配對齒輪材料灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼鍛鋼夾布塑料11.8*1017.3*1020.2*1020.6*100.785*10鍛鋼162.0181.4188.9189.856.4鑄鋼161.4180.5188.0球墨鑄鐵156.6173.9灰鑄鐵143.7查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa根據(jù)文獻(xiàn)4中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的

25、接觸疲勞強度極限=600 MPa, 小齒輪的接觸疲勞強度極限=550 MPa.由式N=60njL計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對齒輪使用壽命15年)N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) = 4.191*109N2=4.191*109 /2.5=1.676*109根據(jù)文獻(xiàn)4中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95.計算接觸疲勞許用應(yīng)力根據(jù)具體的工作情況在文獻(xiàn)4中查得到失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式=得.=0.9*600 MPa=540 MPa=0.95*550 MPa=522.5 MPa計算 試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入中較小的值d2.32=

26、63.17mm 計算圓周速度vv=m/s=3.16m/s 計算齒寬bb=1*63.17mm=63.17mm 計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) m=d=63.17/24=2.63齒高 h=2.25 *m=2.25*2.63=5.92mm b/h=63.17/5.92=10.67 計算載荷系數(shù)根據(jù)v=3.16m/s,7級精度, 由根據(jù)文獻(xiàn)4中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1;直齒輪,假設(shè)KF/b100N/mm.由機械設(shè)計教材中表10-3查得K=K=1;由機械設(shè)計教材表10-2查得使用系數(shù)Ka=1.00根據(jù)文獻(xiàn)4表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,K=1.12+0.18(1+0.6 )+

27、0.23*0.001b將數(shù)據(jù)代入后得K=1.12+0.18(1+0.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423由b/h=10.67, K=1.423, 根據(jù)文獻(xiàn)4圖10-13得K=1.31;故載荷系數(shù)K=KK K K=1*1.1*1*1.423=1.565 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑, 根據(jù)文獻(xiàn)4式10-10a得d1=d=63.17*mm=67.2mm 計算模數(shù)mm=d1/z1=67.2/24=2.8mm按齒根彎曲強度設(shè)計根據(jù)文獻(xiàn)4中10-5得彎曲強度的設(shè)計公式m確定公式中的各計算數(shù)值 根據(jù)文獻(xiàn)4中10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲

28、勞強度極限=380MPa； 由文獻(xiàn)4中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.86，=0.88； 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機械設(shè)計教材式10-12得=307.14MPa=238.86MPa 計算載荷系數(shù)KK=KKKK=1*1.1*1*1.31=1.441 查取齒形系數(shù) 根據(jù)文獻(xiàn)4中10-5查得=2.67，=2.239； 查取應(yīng)力校正系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)4中10-5查得=1.54，=1.715； 計算大,小齒輪的并加以比較=2.67*1.54/307.14=0.01338=2.239*1.715=0.016大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算mmm=2.054mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲

29、勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.05并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.5,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=63.2mm,算出小齒輪齒數(shù)z=25.28，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=2.5*26=65；幾何尺寸計算計算分度圓直徑d= z*m=26*2.5=65mm,d= z*m=65*2.5=162.5mm計算中心距a=( d+ d)/2=(65+162.5)/2=113.75mm計算齒輪寬度b=1*65mm=65mm取B=65m

30、m，B=63mm；（四） 驗算F=N=3332N驗算合格。5.5 低速級齒輪組的設(shè)計同樣可以用以上的設(shè)計方法可以設(shè)計低速級齒輪組，通過上面的計算得低速級的傳動比為i2 =3.23。按接觸強度設(shè)計由設(shè)計計算公式d2.32確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù)=1.3 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距，取傳遞效率為2=0.99T=95.5*100000*P*2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm 從上表5.1選取齒寬系數(shù)=1由上表5.2查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa根據(jù)文獻(xiàn)4中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 MPa,

31、小齒輪的接觸疲勞強度極限=550 MPa.由式N=60njL計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(假設(shè)該對齒輪使用壽命15年)N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 根據(jù)文獻(xiàn)4中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95.計算接觸疲勞許用應(yīng)力失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式=得.=0.9*600 MPa=540 MPa=0.95*550 MPa=522.5 MPa計算試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入中較小的值d2.32=71.54mm計算圓周速度vv=m/s=1.453m/s計算齒寬

32、bb=1*71.54mm=71.54mm計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) m=d3t /z3=71.54/22=3.25齒高 h=2.25 *m=2.25*3.25=7.31mm b/h=71.54/7.31=9.7911計算載荷系數(shù)根據(jù)v=1.453m/s,7級精度, 由文獻(xiàn)4中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.12;直齒輪,假設(shè)KF/b100N/mm.由文獻(xiàn)4中表10-3查得K=K=1;由文獻(xiàn)4中表10-2查得使用系數(shù)Ka=1.00由文獻(xiàn)4中表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b將數(shù)據(jù)代入后得K=1.12+0.18(1+0

33、.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423由b/h=9.79, K=1.41, 由文獻(xiàn)4中圖10-13得K=1.32;故載荷系數(shù)K=KK K K=1*1.12*1*1.41=1.579按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由文獻(xiàn)4中10-10a得d1=d=71.54*mm=76.33mm計算模數(shù)mm=d3t/z3=76.33/22=3.47mm按齒根彎曲強度設(shè)計由文獻(xiàn)4中10-5得彎曲強度的設(shè)計公式m確定公式中的各計算數(shù)值由文獻(xiàn)4中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380MPa；由文獻(xiàn)4中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.

34、86，=0.88；計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由文獻(xiàn)4中式10-12得=307.14MPa=238.86MPa計算載荷系數(shù)KK=KKKK=1*1.1*1*1.32=1.452查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)4中10-5查得=2.67，=2.239；查取應(yīng)力校正系數(shù)由文獻(xiàn)4中10-5查得=1.54，=1.715；計算大,小齒輪的并加以比較=2.67*1.54/307.14=0.01338=2.239*1.715/238.86=0.016大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算mmm=2.95mm對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于

35、彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.95并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=3.0,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=76.33mm,算出小齒輪齒數(shù)z=25.44，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=3.23*26=89.98，取整為z=90。幾何尺寸計算計算分度圓直徑d= z*m=26*3.23=90mm,d= z*m=90*3.23=290.7mm計算中心距a=( d+ d)/2=(90+290.7)/2=190.35mm計算齒輪寬度b=1*90mm=90mm取B=90mm，B=85mm； 驗算F=N=5955.6N驗算合

36、格。6 彈簧的設(shè)計計算1 選擇材料并確定其許用彎曲應(yīng)力根據(jù)彈簧的工作情況，屬于類彈簧?，F(xiàn)在選用碳素彈簧鋼絲B級制造，由表得b =0.5B 估取彈簧鋼絲直徑為8mm，B =1320Mpa所以 b =0.5*1320=660Mpa2，選擇旋繞比C并計算曲度系數(shù)K1 選取C=6，則 K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.153，根據(jù)強度條件試算彈簧鋼絲直徑 d=4.95mm原值d=8mm可用，不需重算。4，計算彈簧的基本幾何參D=Cd=6*8mm=48mmD2 =D+d=48mm+8mm=54mmD1=D-d=48-8mm=40mm取間距=0.5mmP=d+=8+0.5=8.5mm=arctan（

37、p/）=3.7。5，按剛度條件計算彈簧的工作圈數(shù)從表中查得E=200000MPaI=/64=200.96mm4 n=EI/180TD=27.15(圈)6，計算彈簧的扭彎剛度 kT =EI/180Dn=98.9.mm/（。）7，計算和 =/ kT=70.85 =-=20.858 計算自由度的高度H H=n（d+）+Hh =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.259 計算彈簧絲展開的長度L 取Lh=Hh=40mm則有L=Dn+Lh =3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm7 傳動軸的設(shè)計 傳動軸是將動力從減速機傳遞給震動架和激震錘的傳動機構(gòu)，在設(shè)計的過程中要使其能夠滿

38、足彎曲強度的要求。該傳動軸在設(shè)計的時候設(shè)計其轉(zhuǎn)速為120r/min?？紤]到該傳動軸只是將轉(zhuǎn)速傳遞給激震錘，使其由轉(zhuǎn)動產(chǎn)生震動，從而迫使震動架上下震動，從而使破冰機能夠破冰。所以在彎曲強度不大，一般強度都可以適應(yīng)。根據(jù)傳動軸工作的環(huán)境和受力情況，故選擇45號剛即可滿足要求，其結(jié)構(gòu)和尺寸大小見圖7.1。 圖7.1 轉(zhuǎn)動軸結(jié)構(gòu)圖8 固定偏心激震錘和活動偏心激震錘固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動軸的轉(zhuǎn)動，來帶動擊震錘轉(zhuǎn)動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達(dá)到破冰的目的。其材料選擇鑄鐵即可滿足工作要求，其形狀和結(jié)構(gòu)可

39、以參見8.1圖。圖8.1 激震錘結(jié)構(gòu)示意圖9 破冰鏟和除冰鏟的設(shè)計1，破冰鏟的設(shè)計 由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用45#鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題。在安裝的時候并排安裝6個同樣的破冰板，每2個呈90度的夾角。通過計算6個并排的破冰板的橫向?qū)挾扔?.4m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。其形狀和結(jié)構(gòu)可以參見圖。2，除冰鏟的設(shè)計 除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有，它的作用是將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。 根據(jù)路面結(jié)冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度。其高度范圍是10mm-100mm，同樣可以滿足要求。 結(jié)束語本次設(shè)計中，我們的主要任務(wù)是路面除冰機傳動機構(gòu)的設(shè)計。在張良斌老師的帶領(lǐng)下，我圓滿的完成了任務(wù)，而且還學(xué)到了很多額外的知識。在專業(yè)上，我認(rèn)識了很多的新機構(gòu)，復(fù)習(xí)了很多計算說明的步驟和方法。在設(shè)計過程中，我掌握了振動機構(gòu)的工作原理及其運動規(guī)律，更重要的是學(xué)習(xí)了用現(xiàn)有的機構(gòu)去實現(xiàn)一種功能的方法。在業(yè)余上，我懂得了怎樣對知識進(jìn)行創(chuàng)新、開拓。也使我們認(rèn)識到了做事要以嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的態(tài)度去對待。同時，