腳踩式甩干拖把的設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上腳踩式甩干拖把的設計1.前言 自從中國加入世貿(mào)組織以后，我國機械制造行業(yè)面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，機械產(chǎn)品在我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在，我們的生活幾乎都離不開機械產(chǎn)品。在機械行業(yè)里技術工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性、市場競爭力以及能否不斷領先于其他競爭者的重要指標和依據(jù)。隨著我國家居市場的迅猛發(fā)展，與之相關的產(chǎn)品和產(chǎn)品的生產(chǎn)技術也成了業(yè)內(nèi)企業(yè)關注的焦點，其中拖把市場就是其中一個。然而我們了解了國內(nèi)外拖把的生產(chǎn)核心技術的研發(fā)動向、設備、技術運用以及未來趨勢，對于提升和提高相關企業(yè)的產(chǎn)品技術規(guī)格和市場競爭力都有十分重要的作用。 目前，我國市場上雖然出現(xiàn)了幾類新式拖把，但

2、是這些拖把的使用方法和老式的傳統(tǒng)拖把相比較，基本沒有什么差別。不論是新式還是老式的拖把，令使用者感覺不便的就是拖把洗凈以后需要把水擰干，使用者要么需要用手擰干，這樣一來勞動強度大，費時費力，并且容易弄臟雙手，尤其是在冬天，這些拖把使用起來又冷又不衛(wèi)生；也有使用者將洗凈的拖把懸掛起來，讓拖把自然脫水，這樣便使得拖把長期時間處于很濕的狀態(tài)，從而影響拖把的使用壽命。 經(jīng)專家在國內(nèi)外市場是的研究結果表明：市場上目前銷售的拖把75%都是普通型木桿布拖把；學校，醫(yī)院等公共場所使用的拖把基本是普通型拖把；市場上的拖把除水工具或多或少都有以下不足：要么使用的是專業(yè)除水工具，造價高，維修不便，更換零件不容易等。

3、 在準備了充足的資料以后進行了總體以及零部件的設計工作，總體的設計工作主要是甩干拖把的總體結構設計、結構組成設計、傳動機構以及系統(tǒng)總體原理的設計。零部件的設計主要包含各零部件的二維圖和三維圖以及裝配圖。在此次設計中采用了一些簡易通用的零部件，方便替換和使用，且降低了產(chǎn)品的成本。通過本次的設計，拖把甩干器能夠滿足加工需求，保證加工精度，且使用較為平穩(wěn)、方便，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修、調(diào)整，提高了工作效率。在設計的過程中，由于知識的缺乏和實踐經(jīng)驗的不足，難免有些疏忽和錯誤，望老師能夠批評指正。2.國內(nèi)拖把市場的分析 由于科技的發(fā)展，人們對家居生活的質(zhì)量需求也相應提高。其中居家的衛(wèi)生清

4、潔就是人們需要面對的其中一個問題，而人們在居家清潔生活中，拖把是最常用的一個工具，然而拖把的使用起來功能的好壞以及方不方便，都是人們非常關心的問題。 目前在我國市場上，拖把的種類繁多，外觀多樣，價格也有高有低，其中拖把類型主要有：普通型布拖把、擰水拖把、膠棉拖把、蒸汽拖把以及目前使用最為流行的甩干拖把。然而，據(jù)有關數(shù)據(jù)（詳細見下圖2-1）表示仍然有75%的公共場所使用的是普通型布拖把，10%使用的是膠棉拖把，15%使用的是新型拖把。圖2-1：拖把類型的使用百分比2.1拖把的種類以及特點 經(jīng)過市場分析，我國市場上現(xiàn)有的拖把類型主要有：（1） 普通型布拖把（見圖2-2）：最早抹布加長柄的拖把。制作

5、簡單，價格低廉，但使用功能單一，使用壽命短。工作頭由抹布塊變成了布條，現(xiàn)在主要變化有：工作頭的形狀有開始的圓形發(fā)展為條形、平板型等。工作頭材料形狀除布條外還出現(xiàn)了紗繩狀。工作頭材料材質(zhì)除棉質(zhì)外還有超細纖維，膠棉條等。工作頭安裝除固定式外還有可更換式。工作桿出固定式外還有分節(jié)式，可調(diào)節(jié)長短的伸縮式。圖2-2：普通型布拖把（2） 擰水拖把（見圖2-3）：工作桿是安裝有扭轉(zhuǎn)擠水裝置，使用者在使用的時候可以不接觸污水，使用方便，價格較低，但是使用壽命短，勞動強度較大，目前新型擰水拖把的特點：不銹鋼材質(zhì)，長期使用不生銹。采用擦拭汽車玻璃、眼鏡的超細纖維布。超強的去污能力、靜電吸附能力、吸水能力清潔頭頂部

6、被裝上保護部，避免了工作桿頭端對被清潔面的傷損?；剞D(zhuǎn)筒下端安裝了固定裝置，避免了工作時，回轉(zhuǎn)筒的竄動?；剞D(zhuǎn)筒上端被安裝了中心定位裝置，避免了工作時的擺動。工作桿上被安裝了止回鎖，避免了回轉(zhuǎn)筒工作擠水時逆轉(zhuǎn)。伸縮桿設計，按身高調(diào)節(jié)長短。旋轉(zhuǎn)擠水不費力，無需輔助工具?？梢暂p輕松松更換布頭 。 圖2-3：擰水拖把（3） 膠棉拖把（見圖2-4）：它最大的特點是在確保繼承擰水拖把擠水自潔功能的同時，工作頭材質(zhì)的變化，采用的材料是聚乙烯醇膠棉，使用方便，價格較貴，需要經(jīng)常更換膠棉。這種膠棉材料具有很強的吸水性，能夠充分保證工作頭的洗潔工作需要。主要變化是在圍繞著擠水功能展開。圖2-4：膠棉拖把（4） 蒸汽

7、拖把（見圖2-5）：這種拖把的工作原理是通過電阻絲將水加熱，產(chǎn)生壓力和高溫，直接通過高溫高壓蒸汽來消毒和除菌，清潔居家環(huán)境。但是這種拖把，使用時故障率較多，價格昂貴，使用不方便，拖地的范圍受局限。圖2-5：蒸汽拖把（5） 新型甩干拖把（見圖2-6）：甩干拖把是一種新型拖把，它采用了離心力的原理，通過人力來脫水，使用起來方便簡單，而且有利于環(huán)保節(jié)能，并且克服了過去所有拖把的缺點，而且做到輕便易拿，清洗容易，雙手完全不沾污，遠離污漬和污水，連地面碎屑都輕松沾附，甩干拖把具有超強的吸水性，甩干拖把附贈的脫水桶，采用離心力原理，只要輕踩踏板，就能快速把水甩干。旋轉(zhuǎn)拖把的拖把頭是由特制的超細纖維做成，超

8、強的吸水性能保證拖地不再有水漬。旋轉(zhuǎn)拖把的優(yōu)點：甩干拖把的出現(xiàn)著實讓眾使用者節(jié)省了不少勞動強度。甩干拖把首先區(qū)別于傳統(tǒng)拖把之處就是能夠旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力的原理，利用一點人力就使拖把像在洗衣機里甩干的效果一樣。這種拖具使用方便，輕巧靈活，但是使用壽命有限制，最多能用6個月。要求規(guī)范的操作，壽命至少在半年以上。和普通拖把比起來，甩干拖把具有更強的吸水性，只要旋轉(zhuǎn)就可以把水甩光，受到很多人的喜愛。圖2-6：新型甩干拖把2.2基于市場分析的問卷調(diào)查統(tǒng)計 對于目前國內(nèi)拖把市場的銷售情況和使用情況，我們在網(wǎng)上進行了一次簡單的問卷調(diào)查，問卷調(diào)查參與的一共72人?，F(xiàn)在選取其中幾個很具有代表性的問題進行

9、分析。1.您是否經(jīng)常做清潔家務 單選題選項小計比例A是41 56.94%B否31 43.06%本題有效填寫人次722.您多久拖一次地 單選題選項小計比例A每天一次18 25%B兩天一次18 25%C一周一次20 27.78%D一周以上3 4.17%E偶爾一次13 18.06%本題有效填寫人次723.每次清潔地面你需要多少時間 單選題選項小計比例30分鐘以內(nèi)48 66.67%30-60分鐘18 25%超過60分鐘6 8.33%本題有效填寫人次724.您是否覺得拖地很累 單選題選項小計比例A是32 44.44%B否19 26.39%看情況而定21 29.17%本題有效填寫人次725.您最在意拖把哪

10、方面 單選題選項小計比例A價格6 8.33%B外形0 0%C使用舒適度61 84.72%D創(chuàng)新功能5 6.94%本題有效填寫人次726.您比較不滿以下哪幾種情況（多選） 多選題選項小計比例A拖把手柄太粗糙37 51.39%B彎腰太久很辛苦54 75%C棉布難以擰干53 73.61%D握柄易壞37 51.39%本題有效填寫人次727.以下哪些新式拖把具備的功能是您想要的（多選） 多選題選項小計比例A省時省力，節(jié)能環(huán)保無污染45 62.5%B多種樣式棉頭可隨意更換46 63.89%C可360度角落清潔51 70.83%D具備吸塵功能47 65.28%E可伸縮握柄37 51.39%F可以充電持續(xù)使用

11、10 13.89%本題有效填寫人次728.對下面兩種拖把您更喜歡哪種 單選題選項小計比例A使用功能單一的，價格便宜但需要手來除水21 29.17%B具有多種使用功能，環(huán)保節(jié)能，省時省力51 70.83%本題有效填寫人次729.您現(xiàn)在家中所用拖把是 單選題選項小計比例A甩干拖把21 29.17%B普通塑料拖把25 34.72%C甩干桶拖把6 8.33%D傳統(tǒng)木拖把9 12.5%E蒸汽拖把2 2.78%F其他9 12.5%本題有效填寫人次722.2.1調(diào)查結果：從問卷表我們可以看出消費者大部分覺得平時拖地很累。大量的人喜歡操作起來更舒適的拖把，而且耐用、節(jié)能環(huán)保、多功能的拖把。多數(shù)消費者從實體店來

12、購買拖把。多數(shù)消費者會在半年內(nèi)更換使用過的拖把。2.2.2存在的問題：拖把的使用壽命不太長。大多家庭目前仍然在使用著單調(diào)的普通型拖把。拖把的做工，質(zhì)量不太理想。 2.2.3結論： 經(jīng)過分析可以知道，大部分人喜歡和需要一款，節(jié)能環(huán)保、使用方便、操作簡單、功能齊全、可以更換的新型拖把，也就是目前市場上比較流行的新型甩干拖把。然而目前市場上甩干拖把主要有兩種：手壓式和腳踩式。且腳踩式使用起來更加方便，勞動強度也遠低于手壓式，故我們選擇設計腳踩式甩干拖把，來滿足人們的使用需求。 3.腳踩式甩干拖把的設計3.1腳踩式甩干桶的總體結構方案 該拖把洗滌甩干器為腳踩式，其結構組成示意圖見圖3-1，主要由扶手1

13、（含卡套），箱體2，甩水筒3，洗滌筒4，腳踏板5，傳動機構6，排水管7，和滾輪8組成。圖3-1：腳踩式甩干桶的總體結構簡圖3.2甩干桶的傳動機構簡圖設計甩干桶的傳動原理是通過人力腳踩踏板，通過和踏板連接成一體的棘輪機構，傳動到一對錐齒輪，再通過齒輪傳動和帶輪傳動來驅(qū)動甩干桶以及洗滌桶，傳動結構示意圖見圖3-2。圖3-2：傳動機構簡圖其中1為棘輪；2，3為標準錐齒輪；4，5，6為標準直齒輪；，為傳動軸。3.3局部設計構思3.3.1拖把頭和拖布頭的設計 為了方便拖布的更換和拆卸，可將拖把頭部設計成含有卡釘?shù)慕Y構，拖布頭采用橡膠圈材料，并在橡膠圈上制成相應的通孔，通過拖把頭是的卡釘和橡膠圈上通孔的過

14、盈配合來使得拖布頭固定在拖把頭上，這樣有利于制造和更換（見圖3-3和3-4）。圖3-3：拖把頭的實體圖圖3-4：拖布頭的實體圖3.3.2拖把桿的穩(wěn)定卡套的設計扶手使用不銹鋼管制成，前端固定卡套使用塑料制成。這種卡套的作用可以在拖把桿放入甩水筒3時，可以使得拖把桿基本保持在甩水筒的中心線上，這樣可以有效地減少甩水筒在旋轉(zhuǎn)時，拖把桿的左搖右晃，穩(wěn)定拖把桿，提高除水效率。卡套的直徑尺寸略大于拖把干的直徑尺寸，且制作成環(huán)形口，由于材料的彈性變形，可以將拖把桿放入卡套（見圖3-5和3-6）。圖3-5：卡套和拖把桿的裝配示意圖圖3-6：穩(wěn)定卡套的俯視圖3.3.3單向傳動機構的設計由于腳踩式甩干拖把需要人為

15、地輸入連續(xù)的單向旋轉(zhuǎn)運動，所以本設計采用棘輪機構。其中1為搖桿，搖桿和腳踏板連接在一起；2為棘爪，驅(qū)動棘輪旋轉(zhuǎn)；3為棘輪；4為止動爪，防止棘輪反向旋轉(zhuǎn)，以保證腳踩踏板時，可以輸入連續(xù)的單向旋轉(zhuǎn)；5為彈簧片，用來保證止動爪4和棘輪3始終保持接觸；6為彈簧，用來牽引搖桿回歸預設位置，減少使用者多余的操作，減輕勞動強度（見圖3-7）。圖3-7：棘輪機構3.3.4甩干筒和洗滌筒的外形設計 目前市場上銷售的甩干拖把功能比較單一，只有甩干功能，故在設計時，可以再添加一個洗滌筒來增加甩干拖把的使用功能，使得設計的拖把具有甩干和洗滌的功能，即可以把臟的拖把通過類似于洗衣機的原理將其洗滌干凈，又可以將干凈但是濕

16、的拖把頭甩干，從而一舉兩得，減少人們的勞動強度，和手接觸臟水的次數(shù)，進而保護使用者的雙手。本設計中甩干筒和洗滌筒外形一樣，都是在筒壁上，開類似于鍵槽的口子，使得水可以進出筒體，筒的外徑尺寸略大于拖把頭的外徑尺寸，使得拖把可以自然地放入筒體（見圖3-8和3-9）。圖3-8：甩干筒的外形實體圖a圖3-9：甩干筒的外形實體圖b3.3.5甩干桶的外形實體設計甩干桶外形參考了市場上銷售的常見甩干桶的外形設計，由于市場上目前銷售的甩干拖把配套的甩干桶均使用的都是非常簡易的齒輪傳動，不僅使用壽命得不到保證，而且使用功能過于單一，故我們增加了一個穩(wěn)定卡套和扶手以及一個洗滌筒，這樣可以使得甩干桶使用和移動更加簡

17、易、方便。而且我們也增加了一個防護罩子，將甩干筒和洗滌筒罩其來，防止污水隨著筒旋轉(zhuǎn)而飛濺出來弄臟地板或使用者的衣物（見圖3-10和3-11）。圖3-10：甩干桶的外形實體圖a圖3-11：甩干桶的外形實體圖b4.傳動部分的設計和計算4.1初始數(shù)據(jù)的設定由于目前滾筒式洗衣機的轉(zhuǎn)速主要集中在至的范圍內(nèi)，所以腳踩式甩干拖把的甩干筒的轉(zhuǎn)速選取為，線速度，圓周力，圓錐齒輪傳動比，圓柱齒輪傳動比。4.2傳動機構的運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算4.2.1各傳動軸的功率計算甩水筒所需的輸入功率為： （31）代入初始數(shù)據(jù)可得：；故甩水筒連接的軸的功率為：；軸的功率為： （32） 式中 （33）由參考文獻機械設計基礎課程

18、設計有表4-1： 表4-1：機械傳動的效率概略值傳動類別傳動效率圓柱齒輪傳動開式：圓錐齒輪傳動開式：滾動軸承選取，；故由式（32）可知：；軸的功率為： （34）式中： （35） 故由式（34）可知：；軸的功率為；4.2.2估算甩干筒的外徑由于轉(zhuǎn)速和外徑公式為： （36） 將初始數(shù)據(jù)代入式（36）可得：，故取整；4.2.3各軸的轉(zhuǎn)速計算由公式轉(zhuǎn)速和傳動比公式： （37）甩水筒軸的轉(zhuǎn)速為：；則由式（37）可知，軸的轉(zhuǎn)速為：；軸的轉(zhuǎn)速為：；軸的轉(zhuǎn)速為：；4.2.4各軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩的計算由轉(zhuǎn)矩的計算公式： （38） 代入相關數(shù)據(jù)可知，軸的轉(zhuǎn)矩為：；軸的轉(zhuǎn)矩為：；軸的轉(zhuǎn)矩為：；軸的轉(zhuǎn)矩為：；4.3相關零

19、件的參數(shù)設計和計算4.3.1齒輪4和6的模數(shù)的確定 齒輪4和6均為標準直齒圓柱齒輪，選擇齒數(shù)，則；1. 按照傳動方案，甩干部分為一般工作機器，速度不高，故選擇7級精度（GB 10095-88)。2. 由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為270HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。3. 由設計計算公式進行試算，即： （39） 由于，由表10-7選取齒寬系數(shù)；由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)；由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限；由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)：，；由圖10-19取接觸疲勞壽

20、命系數(shù),;計算接觸疲勞許用應力：取失效概率為1%，安全系數(shù)，由式10-12得，；由式（39）可得；計算齒輪的圓周速度：；計算齒寬：，其中參數(shù)為齒寬系數(shù)根據(jù)機械設計有表4-2： 表4-2：圓柱齒輪的齒輪寬系數(shù)裝置狀況對稱布置不對稱布置懸臂布置選取計算齒寬和齒高之比：模數(shù)，齒高，；計算載荷系數(shù)：根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)，直齒輪，,由，查圖10-13得,故載荷系數(shù);按實際的載荷系數(shù)矯正所得的分度圓直徑，由式10-10a得：；計算模數(shù)：;若按照齒根彎曲強度設計：彎曲強度設計公式為 （310）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限;由圖10-18去彎曲疲勞

21、壽命系數(shù),;計算彎曲疲勞許用應力：去彎曲疲勞安全系數(shù)，由式10-12得， ；計算載荷系數(shù):;查取齒形系數(shù)和應力校正系數(shù):由參考文獻機械設計有表4-3：表4-3：齒形系數(shù)及應力校正系數(shù) 3035.80 2.522.45.2.22 1.6251.65.1.77查得,;計算大、小齒輪的并加以比較：,，大齒輪的數(shù)值大；設計計算：由式（310）得，對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪的模數(shù)大小主要取決于彎曲疲勞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，僅與齒輪直徑有關，由參考資料機械原理選取圓柱齒輪的模數(shù)為，則大、小齒輪的齒數(shù)分別為,；大、

22、小齒輪的分度圓直徑分別為，；中心距為；齒輪寬度，故取，。4.3.2各軸軸段最小外徑尺寸的設計計算 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，?。挥墒?5-2初步估算各軸的最小直徑： （311）將已知數(shù)據(jù)代入式（311），可知軸的最小直徑取整為，軸的最小直徑，取整為，軸的最小直徑，取整為，軸的最小直徑為，取整為。4.3.3大、小直齒圓錐齒輪的模數(shù)的確定 根據(jù)參考文獻機械設計齒輪傳動的設計可知，為簡化計算通常假定載荷集中作用于齒寬中點處，并近似看成當量直齒圓柱齒輪的設計計算，現(xiàn)小錐齒輪的當量齒數(shù)。由參考文獻機械設計P224公式 （312）代入數(shù)據(jù)可知， ；故小錐齒輪的齒數(shù)為，則大錐齒輪的齒數(shù)

23、為; 按照步驟中的計算過程可知，按齒面接觸疲勞強度設計時平均分度圓直徑為，平均模數(shù)為；則由公式 （313）通常，則代入式（313）得模數(shù)； 若按照齒根彎曲疲勞強度設計，由參考文獻機械設計P226式10-24有 （314）式（314）中和由表10-5分別取2.5，1.63，,，,代入式（314）可得，代入式（313）可得在按照齒根彎曲疲勞強度計算時的模數(shù)； 故按照參考文獻機械原理圓整模數(shù)，取。4.3.4各軸軸段外徑選取和長度的確定（1） .軸各軸段外徑選?。?，;各段長度分別為：，。圖4-1：軸的尺寸圖（2） .軸各軸段外徑選取：，；各段長度分別為：，。圖4-2：軸的尺寸圖（3） 軸各軸段的外徑選

24、取：，；各段的長度為:，。圖4-3：軸的尺寸圖（4）軸各軸段的外徑選?。海?；各段的長度為：，。圖4-4：軸的尺寸圖4.4軸承的選取根據(jù)各個軸的外徑尺寸的選取情況，由于是普通機械,載荷不大，故由參考文獻機械設計基礎課程設計有表4-4，初步選取輕窄（2）系列深溝球軸承。表4-4：深溝球軸承（摘自GB276-89）新標準dDB6204204714620525521562063062166207357217故有以下結果：軸安裝軸承處外徑為35mm，故選取新標準6207型深溝球軸承。軸安裝軸承處外徑為20mm，故選取新標準6204型深溝球軸承。軸安裝軸承處外徑為30mm，故選取新標準6206型深溝球軸承

25、。軸安裝軸承處外徑為30mm，故選取新標準6206型深溝球軸承。4.5鍵的選取根據(jù)各軸需要周向定位處軸外徑的大小和軸段長度，由參考文獻機械設計選取圓頭普通平鍵，有表4-5，選取對應鍵的尺寸大小。表4-5：普通平鍵的主要尺寸軸的直徑d>2230>3038>3845鍵寬b×鍵高h8×710×812×8鍵的長度L6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，.軸有兩處鍵槽，分別是固定棘輪和大錐齒輪，根據(jù)其對應外徑分別為45mm和35mm，長度分別為22mm和40mm，故選取鍵的尺寸分別

26、為：鍵寬b×鍵高h分別為12×8和10×8，長度L分別取20mm和36mm。軸也有兩處鍵槽，分別是固定小錐齒輪和小齒輪，根據(jù)其對應外徑分別為30mm和25mm，長度分別為36mm和45mm，所以選取鍵的尺寸分別為：鍵寬b×鍵高h分別為10×8和8×7，長度L分別取32mm和40mm。軸有一處鍵槽，是固定過輪的，根據(jù)其對應外徑尺寸為40mm和長度為34mm，所以選取鍵的尺寸為：鍵寬b×鍵高h為12×8，長度L取30mm。軸有一處鍵槽，是固定大齒輪的，根據(jù)其對應外徑尺寸為40mm和長度為40mm，所以選取鍵的尺寸為：鍵

27、寬b×鍵高h為12×8，長度L取36mm。4.6腳輪的選取根據(jù)甩干桶的使用環(huán)境，我們選取的腳輪型號是M2-3308-95（見圖4-5），這種腳輪的特點如下：支架雙珠盤結構，珠盤軌道經(jīng)過熱處理，持久耐用，采用優(yōu)質(zhì)4mm厚鋼板，表面鍍藍鋅；輪子由優(yōu)質(zhì)的熱塑性聚氨脂注塑而成，不僅耐磨性能好，而且富有彈性，配有一體精密滾珠軸承，外表美觀而且滑行時噪音很小，適合長距離或經(jīng)常移動的設備使用，具體尺寸參數(shù)見圖4-6。圖4-5：M2-3308-95型腳輪圖4-6：M2-3308-95型腳輪相關尺寸4.7傳動齒輪的實體外觀尺寸的確定和實體外形設計4.7.1小齒輪的尺寸確定和實體外形設計 根據(jù)

28、之前的模數(shù)的設計校核，由于選定的模數(shù)，根據(jù)參考文獻機械原理P180表10-2公式可知，小齒輪的分度圓直徑，齒頂高，齒根高，齒頂圓直徑為，齒根圓直徑為，對應配合的軸的直徑為，選取的鍵的尺寸鍵寬b×鍵高h為8×7，故齒輪上鍵槽深度取。根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P66表9-2，由于小齒輪的齒頂圓直徑，則小齒輪的實體外形設計可以選擇是實心式制造，材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為270HBS。 圖4-7:小齒輪的尺寸圖4-8：小齒輪的實體外形圖4.7.2大齒輪的尺寸確定和實體外形設計 同理根據(jù)參考文獻機械原理P180表10-2公式可知，大齒輪的分度圓直徑為，齒頂高，齒根高，齒頂圓

29、直徑為，齒根圓直徑為，對應配合的軸的直徑為，選取的鍵的尺寸鍵寬b×鍵高h為12×8，故齒輪上鍵槽深度取。根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P66表9-2中的設計準則，由于大齒輪的齒頂圓直徑，則大齒輪的實體外形設計為腹板式結構，腹板上均布6個孔直徑均為，具體尺寸見圖4-9。圖4-9：大齒輪的尺寸圖圖4-10：大齒輪的實體外形圖4.7.3過輪的尺寸確定和實體外形設計 同理根據(jù)參考文獻機械原理P180表10-2公式可知，過輪的分度圓直徑為，齒頂高，齒根高，齒頂圓直徑為，齒根圓直徑為，對應配合的軸的直徑為，選取的鍵的尺寸鍵寬b×鍵高h為12×8，故齒輪上鍵槽深度取

30、。根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P66表9-2中的設計準則，由于大齒輪的齒頂圓直徑，則大齒輪的實體外形設計為腹板式結構， 腹板上均布6個孔直徑均為，具體尺寸見圖4-11，實體外形見圖4-12。圖4-11：過輪的尺寸圖圖4-12：過輪的實體外形圖4.8大小錐齒輪的尺寸確定和實體外形設計4.8.1小錐齒輪的尺寸確定和實體外形設計 根據(jù)之前的模數(shù)的設計校核，由于選定的模數(shù)，故根據(jù)參考文獻機械原理P201表10-7公式可知，小錐齒輪的分錐角，齒頂高，齒根高，分度圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑，錐距為，齒根角為，頂錐角為，根錐角為，齒寬為，故取。根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P67表9-3中的設計準

31、則，由于小錐齒輪的齒頂圓直徑，故小錐齒輪的外形設計采取實心式結構。圖4-13：小錐齒輪的尺寸圖 圖4-14：小錐齒輪的實體圖4.8.2大錐齒輪的尺寸確定和實體外形設計 同理根據(jù)參考文獻機械原理P201表10-7公式可知，大錐齒輪的分錐角，齒頂高，齒根高，分度圓直徑為，齒頂圓直徑為，齒根圓直徑為，錐距為，齒根角為，頂錐角為，根錐角為，齒寬為。根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P67表9-3中的設計準則，由于大錐齒輪的齒頂圓直徑，故可以采取腹板式結構。 圖4-15：大錐齒輪的尺寸圖圖4-16：大錐齒輪的實體圖4.9各軸的安全校核和對應軸承的壽命計算校核4.9.1軸的強度校核和對應軸承的壽命計算校核

32、由前面計算所得的數(shù)據(jù)，可知軸的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩為，功率為。1. 求作用在錐齒輪上的力 由于大錐齒輪的分度圓直徑為，而根據(jù)參考文獻機械設計可以計算：;同理作用在棘輪上的力近似計算為：；2.計算軸承上所承受的支反力 根據(jù)材料力學公式計算，對大錐齒輪有水平支反力為；垂直支反力為；對棘輪近似有，水平支反力為：；;故合成支反力為:；根據(jù)彎矩計算公式可知，軸所受到的彎矩為：；故按照彎扭合成應力校核軸的強度，根據(jù)參考文獻機械設計P373公式15-5，即: （315） 由于軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，所以將數(shù)據(jù)代入式（315）得，由于軸選取的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻機械設計P362表1

33、5-1可知，故，所以軸的強度滿足條件，安全。2. 軸承的壽命計算好校核由前面所取的軸承型號為新標準6207型深溝球軸承，根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計有表4-5：表4-5：深溝球軸承參數(shù)軸承型號62042047149.886.18620630621615.010.0620735721719.813.5可知此種軸承的額定動載荷，額定靜載荷為。由于，故根據(jù)表15-3，取，;因為，故當量動載荷為，其中根據(jù)參考文獻機械設計P321表13-6取為1；所以;，故當量動載荷為;所以軸承的壽命為，其中根據(jù)表4-6:表4-6：溫度系數(shù) 工作溫度125150175溫度系數(shù)1.000.950.900.85選取1.

34、由機械設計P318表4-7：表4-7：推薦的軸承預期計算壽命機器類型軸承預期需要達到的壽命不經(jīng)常使用的儀器設備短期或間斷使用的機械，如手動機械 可知預期軸承的使用壽命的范圍為， 故，所以軸承滿足使用要求，安全。4.9.2軸的強度校核和對應軸承的壽命計算校核 由前面計算所得的數(shù)據(jù)，可知軸的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩為，功率為。1. 求作用在大錐齒輪上的力 由于大錐齒輪的分度圓直徑為，而根據(jù)參考文獻機械設計可以計算：；作用在直齒輪上的力有：；2. 求作用在軸承上的支反力對直齒輪有：;對錐齒輪有：;故軸承所受到的合成支反力為：;根據(jù)彎矩計算公式可知，軸所受到的彎矩為：； 由于軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應

35、力，取，所以將數(shù)據(jù)代入式（315）得，由于軸選取的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻機械設計P362表15-1可知，故，所以軸的強度滿足條件，安全。3. 軸承的壽命計算好校核 由前面所取的軸承型號為新標準6204型深溝球軸承，根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P145表15-3，可知此種軸承的額定動載荷，額定靜載荷為。由于，故根據(jù)表15-3，取，;因為，故當量動載荷為，其中根據(jù)參考文獻機械設計有表4-8：表4-8：載荷系數(shù)載荷性質(zhì)舉例無沖擊或輕微沖擊電動機、水泵、通風機等中等沖擊或慣性沖擊車輛、起重機、機床等強大沖擊破碎機、軋鋼機等取為1； 所以故當量動載荷為; 所以軸承的壽命為，其中根據(jù)表13

36、-4選取1.由機械設計P318表13-3可知預期軸承的使用壽命的范圍為，故，所以軸承滿足使用要求，安全。4.9.3軸的強度校核和對應軸承的壽命計算校核 由前面計算所得的數(shù)據(jù)，可知軸的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩為，功率為。1. 求作用在過輪上的力 由于過輪的分度圓直徑為，而根據(jù)參考文獻機械設計可以計算：;；2. 求作用在軸承上的支反力 對大齒輪有：;故合成支反力為:;根據(jù)彎矩計算公式可知，軸所受到的彎矩為：；由于軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，所以將數(shù)據(jù)代入式（315）得，由于軸選取的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻機械設計P362表15-1可知，故，所以軸的強度滿足條件，安全。3.軸承的壽命

37、計算好校核 由前面所取的軸承型號為新標準6206型深溝球軸承，根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P145表15-3，可知此種軸承的額定動載荷，額定靜載荷為。由于，故根據(jù)表15-3，取，; 故當量動載荷為，其中根據(jù)參考文獻機械設計P321表13-6取為1；所以故當量動載荷為:;所以軸承的壽命為，其中根據(jù)表13-4選取1.由機械設計P318表13-3可知預期軸承的使用壽命的范圍為，故，所以軸承滿足使用要求，安全。4.9.4軸的強度校核和對應軸承的壽命計算校核 由前面計算所得的數(shù)據(jù)，可知軸的轉(zhuǎn)速為，轉(zhuǎn)矩為，功率為。1.求作用在大齒輪上的力 由于大齒輪的分度圓直徑為，而根據(jù)參考文獻機械設計可以計算：；3

38、. 求作用在軸承上的支反力 對大齒輪有：;故合成支反力為:;根據(jù)彎矩計算公式可知，軸所受到的彎矩為：； 由于軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，所以將數(shù)據(jù)代入式（315）得，由于軸選取的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻機械設計P362表15-1可知，故，所以軸的強度滿足條件，安全。3.軸承的壽命計算好校核 由前面所取的軸承型號為新標準6206型深溝球軸承，根據(jù)參考文獻機械設計基礎課程設計P145表15-3，可知此種軸承的額定動載荷，額定靜載荷為。由于，故根據(jù)表15-3，取，; 故當量動載荷為，其中根據(jù)參考文獻機械設計P321表13-6取為1；所以故當量動載荷為:;所以軸承的壽命為，

39、其中根據(jù)表13-4選取1.由機械設計P318表13-3可知預期軸承的使用壽命的范圍為，故，所以軸承滿足使用要求，安全。5.軸承的潤滑方式和密封方式5.1滾動軸承的潤滑 潤滑對于滾動軸承具有重要的意義，軸承中的潤滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著散熱、減小接觸應力、吸收振動、防止銹蝕等作用。 軸承常用的潤滑方式有油潤滑以及脂潤滑兩類。其中脂潤滑形成的潤滑膜強度高，能夠承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當長的一段時間，對于那些不便經(jīng)常添加潤滑劑的地方，或者那些不允許潤滑油流失而致污染產(chǎn)品的工業(yè)機械來說，這種潤滑方式十分適宜。而油潤滑，通常是在高速高溫條件下采用，其主要的性能指

40、標是粘度，轉(zhuǎn)速越高，所選潤滑油的粘度應該越低，載荷越大，所選潤滑油的粘度應該越高，常見的油潤滑又可以分為油浴潤滑、滴油潤滑、飛濺潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑等。 此外，也有使用固體潤滑劑潤滑的。選用哪一類潤滑方式，這和軸承的運動速度有關，一般用滾動軸承的值（為滾動軸承的內(nèi)徑，；為軸承的轉(zhuǎn)速，）表示軸承的速度大小。適用于脂潤滑和油潤滑的值界限見參考文獻機械設計有表5-1： 表5-1 適用脂潤滑和油潤滑的值界限 軸承類型脂潤滑油浴滴油噴油深溝球軸承16254060角接觸球軸承16254060圓錐滾子軸承10162330 根據(jù)之前所得的數(shù)據(jù)可知：軸、對應配合的值均滿足使用脂潤滑的條件，而且根據(jù)脂潤滑形成的潤滑膜強度高，能夠承受較大的載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當長的一段時間的優(yōu)點，故軸承潤滑方式使用脂潤滑。5.2滾動軸承的密封 滾動軸承的密封裝置是為了防止灰塵、水、酸氣和其他雜物進入軸承，并且阻止?jié)櫥瑒┝魇ФO置的。密封裝置可分為接觸式和非接觸式兩大類。 其中，接觸式密封是在軸承蓋內(nèi)放置軟材料與轉(zhuǎn)動軸直接接觸而起密封作用。常用的潤軟材料有毛氈、橡膠、皮革、軟木等，或者放置減摩性好的硬質(zhì)材料（如加強石墨、青銅、耐磨鑄鐵等）于轉(zhuǎn)動軸直接接觸以進行密封，其常見的