自動(dòng)停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書概要

1、第1章 緒論 1.1 課題的來(lái)源、目的及意義近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)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(guó)個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長(zhǎng)率為42.7%。但與此同時(shí)，汽車停車場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量嚴(yán)重比例失調(diào)，由此帶來(lái)停車難，違章停車，停車管理困難等一系列問(wèn)題。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫(kù)，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(gè)有效手段。國(guó)家記委已明確機(jī)械立體停車設(shè)備及城市立體停車場(chǎng)為國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)

2、。1998年1月1日起執(zhí)行的國(guó)家記委6號(hào)令把機(jī)械式立體車庫(kù)和立體停車場(chǎng)列入“國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品和技術(shù)”。國(guó)家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國(guó)內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”。上述措施為我國(guó)立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)提供了良好的條件，也為我國(guó)解決城市停車問(wèn)題提供了機(jī)會(huì)。可以預(yù)見：立體車庫(kù)具有廣闊的市場(chǎng)前景。研究的目的就是開發(fā)一套實(shí)用，安全有效的垂直升降式停車設(shè)備，并進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展研究。本項(xiàng)目的研究與開發(fā)，為21世紀(jì)初期的城市交通系統(tǒng)提供實(shí)用的，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)產(chǎn)化城市停車技術(shù)和裝備，對(duì)緩解城市用地緊張，解決城市停車難的問(wèn)題具有重要意義。1.2 機(jī)械式立體停車庫(kù)的概述使用車輛之外其他具有動(dòng)力的搬運(yùn)

3、器，完成車輛的停放，存貯的整套設(shè)備，稱為機(jī)械停車庫(kù)。以立體形式停放，存儲(chǔ)車輛的機(jī)械設(shè)備叫機(jī)械式立體停車庫(kù)。它包含了當(dāng)前機(jī)械，光學(xué)，電子，液壓，磁控技術(shù)領(lǐng)域的成熟先進(jìn)技術(shù)，是一種技術(shù)密集型的光機(jī)電一體化設(shè)備。在中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T 8713-1998 ：機(jī)械式停車設(shè)備類別、形式、基本參數(shù)要目中，對(duì)機(jī)械式停車設(shè)備進(jìn)行了劃分，其類別代號(hào)如下：升降橫移類，代號(hào)為SH，是指通過(guò)設(shè)備的垂直升降和水平橫移進(jìn)行移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。垂直循環(huán)類，代號(hào)為CX，是指通過(guò)搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)做連續(xù)的循環(huán)移動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。水平循環(huán)類，代號(hào)為SX，是指搬運(yùn)器在水平平面內(nèi)排列成2

4、列或2列以上連續(xù)循環(huán)列尖轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。多層循環(huán)類，代號(hào)為DX，是指車輛搬運(yùn)器在垂直平面內(nèi)排成2層或2層以上做連續(xù)移動(dòng)，兩端有升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行循環(huán)層間轉(zhuǎn)換移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取的停車設(shè)備。平面移動(dòng)類，代號(hào)為PY，是指存車位與搬運(yùn)器在同一水平面內(nèi)，通過(guò)搬運(yùn)器在水平面內(nèi)做往復(fù)移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。平面移動(dòng)類，代號(hào)為XD，是指存車位在巷道一邊或兩邊多層布置，通過(guò)搬運(yùn)器在巷道內(nèi)做水平，垂直或水平垂直復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)車輛的存取功能的停車設(shè)備。垂直升降類，代號(hào)為CS，是指停車位分布在井道周圍，通過(guò)升降搬運(yùn)器在專用升降通道內(nèi)做升降移動(dòng)，時(shí)間車輛存取功能的停車設(shè)備。簡(jiǎn)易升降類，代號(hào)為J

5、S，是指通過(guò)單一搬運(yùn)器的升降，俯仰或二三層搬運(yùn)器的整體升降，俯仰，實(shí)現(xiàn)車輛二三層車輛存取功能的停車設(shè)備。汽車升降機(jī)類代號(hào)為QS;是指搬運(yùn)器運(yùn)載車輛(或同時(shí)運(yùn)載駕駛員)垂直升降運(yùn)行進(jìn)行多層平層對(duì)位，從搬運(yùn)器到存車位需要駕駛員駕車入位，實(shí)現(xiàn)車輛存取功能的停車設(shè)備。從上面對(duì)機(jī)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(kù)相比，機(jī)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(shí)具有存車時(shí)間短，可使用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以是解決城市停車面積不足，停車?yán)щy的有效措施。幾種機(jī)械停車設(shè)備的特點(diǎn)及比較(一) 升降橫移式升降橫移式立體車庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四

6、層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫(kù)適用于地面及地下停車場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。1. 產(chǎn)品特點(diǎn)：1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3) 可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。4) 存取車迅速，等候時(shí)間短。5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。（二）平面移動(dòng)式平面移動(dòng)式立體車庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以平面移動(dòng)式立體車庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。這種車庫(kù)自動(dòng)化水平很高，且全封閉式建造，存車安全性高

7、。（三）垂直提升式垂直提升式立體車庫(kù)類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫(kù)一般高度較高（幾十米），對(duì)設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價(jià)較高，但占地卻最小。 （四）垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點(diǎn)：1) 占地少，兩個(gè)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(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。4) 可采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠?；谏鲜霰容^，根據(jù)需要現(xiàn)選擇平面移動(dòng)式立體機(jī)械停車設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3 研究的主要內(nèi)容本文在查閱國(guó)內(nèi)外大量資料的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套有效而實(shí)用的智能全自動(dòng)立體停車庫(kù)系

8、統(tǒng)。從理論上對(duì)立體停車庫(kù)的結(jié)構(gòu)以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并完成了對(duì)立體車庫(kù)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(jì)，具體內(nèi)容如下:(1)立體車庫(kù)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析了目前國(guó)內(nèi)外同類立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，在對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)可行性分析比較的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一套性能相對(duì)優(yōu)良的立體車庫(kù)系統(tǒng)。(2)平面移動(dòng)式立體停車設(shè)備的存取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在分析比較的基礎(chǔ)上，確定車庫(kù)的存取車形式，然后由此詳細(xì)設(shè)計(jì)停車位、載車板和存取機(jī)構(gòu)。(3)立體車庫(kù)運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 通過(guò)比較與分析，設(shè)計(jì)了一套運(yùn)輸系統(tǒng)，并對(duì)運(yùn)輸能力進(jìn)行了計(jì)算與校核，本系統(tǒng)完全滿足設(shè)計(jì)車庫(kù)的功能要求。為了提高運(yùn)行速度和平層精度，運(yùn)輸系統(tǒng)采用變頻變壓調(diào)速電機(jī)

9、，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(kù)總體鋼結(jié)構(gòu)骨架的研究與設(shè)計(jì)通過(guò)類比,設(shè)計(jì)了立體車庫(kù)的鋼結(jié)構(gòu)骨架，運(yùn)用有限元方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)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(yàn)證設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)滿足剛度和強(qiáng)度要求。在此基礎(chǔ)上，建立鋼結(jié)構(gòu)骨架優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步降低材料的消耗車庫(kù)整體重量，提高車庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性。第2章 原理設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1介紹立體停車庫(kù)的整體設(shè)計(jì)思想及工作原理立體停車庫(kù)的工作原理下面以一輛車進(jìn)庫(kù)而后另一輛車出庫(kù)的過(guò)程為例，簡(jiǎn)介一下此停車庫(kù)的工作原理。 首先，汽車駛?cè)氪怪鄙禉C(jī)構(gòu)中，汽車停在的軌道車上。其次，經(jīng)控制

10、系統(tǒng)確認(rèn)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(jī)構(gòu)停在所要停放車輛的那個(gè)層位后，此時(shí)垂直升降機(jī)構(gòu)中的軌道與橫向輸送裝置的軌道相對(duì)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(guò)程。取車的過(guò)程同存車過(guò)程正好相反，首先，控制系統(tǒng)控制垂直升降結(jié)構(gòu)到達(dá)要去汽車所在的層位，橫移裝置將車橫移至機(jī)構(gòu)即可。本章小結(jié)通過(guò)對(duì)立體車庫(kù)的類型與用途及其特點(diǎn)的了解，最終選擇升降橫移式作為選題的車庫(kù)類型，并對(duì)研究的對(duì)象與工作環(huán)境總結(jié)出了整體思想和工作原理。第3章 機(jī)械部分傳動(dòng)方式的確定與部件選擇3.1 橫向輸送裝置中車輪與車軸的選擇3.1.1 傳動(dòng)方案分析由于考慮存車庫(kù)多設(shè)置在小區(qū)、賓館、醫(yī)院等公

11、共場(chǎng)所，所以需要降低噪音，帶傳動(dòng)有以下及特點(diǎn)：傳動(dòng)帶具有彈性和撓性，可吸收振動(dòng)并緩和沖擊，從而使傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。當(dāng)過(guò)載時(shí)，傳動(dòng)帶與帶輪之間可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)而不損傷其他零件，起過(guò)載保護(hù)作用。適合于主、從動(dòng)軸間中心距較大的傳動(dòng)。綜合以上3點(diǎn)，一級(jí)傳動(dòng)選擇帶傳動(dòng)。二級(jí)傳動(dòng)為保證傳動(dòng)比與效率選擇齒輪傳動(dòng)?？磕Σ亮ぷ鞯膫鲃?dòng)帶按截面形狀不同主要分為平帶、V帶和特殊帶。平帶以其內(nèi)圓周表面為工作面，V帶傳動(dòng)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(chǎng)合。根據(jù)以上特點(diǎn)選擇V帶作為傳動(dòng)帶進(jìn)行動(dòng)力的傳輸。最終確定方案為電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶輸出，再由帶傳動(dòng)傳遞給下一級(jí)齒輪，由兩次齒輪傳動(dòng)共同完

12、成存車庫(kù)橫移裝置的動(dòng)力傳輸。最終把動(dòng)力輸送到驅(qū)動(dòng)軸上帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪在軌道上行走起到運(yùn)送車輛到達(dá)庫(kù)位和出庫(kù)的作用。這樣節(jié)省空間具體結(jié)構(gòu)如下圖3-1 所示： 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(yùn)行速度1m/s。為了估計(jì)傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案，可先由已知條件計(jì)算鼓輪的轉(zhuǎn)速，即： （3.1）=47.7r/min 一般常選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min或1500r/min的電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比約為22或34，根據(jù)總傳動(dòng)比，可初步擬定以兩級(jí)傳動(dòng)為主的多種傳動(dòng)方案。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)1、電動(dòng)機(jī)類型選擇 根據(jù)電源及工作機(jī)工作條

13、件，選用臥式封閉型YZ132M1-6減速電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇 1）、工作機(jī)所需功率 （3.2） kW （3.3）2）、電動(dòng)機(jī)輸出功率為 （3.4）傳動(dòng)裝置的總效率 （3.5）式中、為從動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：V帶傳動(dòng)效率=0.95，滾動(dòng)軸承效率=0.99，圓柱齒輪傳動(dòng)效率為=0.97。則：故 =1.28kw根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出功率kw，查表選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率kw。3）、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 為了便于選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，先推算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得V帶的傳動(dòng)比范圍為，因車輪轉(zhuǎn)速應(yīng)保持1m/s的速度，轉(zhuǎn)速為47.77r/min.則傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)

14、比為: （3-6）故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍為 r/min （3-7） 可見同步轉(zhuǎn)速為750r/min,1000r/min ,1500r/min 3000r/min的電動(dòng)機(jī)均符合要求。由于3000r/min的電動(dòng)機(jī)體積小，轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)不平穩(wěn)；而750r/min的電動(dòng)機(jī)體積大、重量大、價(jià)格昂貴，因此初步選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動(dòng)機(jī)進(jìn)行比較，如下表：表3-1 電機(jī)參數(shù)對(duì)比方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min電動(dòng)機(jī)質(zhì)量kg傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比同步滿轉(zhuǎn)總傳動(dòng)比V帶齒輪傳動(dòng)1Y112M-42150014404332.2310.72Y132M1-6210009607321

15、.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(dòng)機(jī)型號(hào)為YZ132M1-6.圖3-2 YZ132M1-6型電動(dòng)機(jī)3.3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 輕軌車輪由工作條件與所需用途最終選定，因?yàn)檐嚢迮c庫(kù)位地面高度應(yīng)該向平，才能使得車輛平穩(wěn)、快捷的進(jìn)入。所以按照需要應(yīng)把載車板的位置降低，另外因?yàn)榇孳噹?kù)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(guò)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(lái)承載運(yùn)送車

16、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(diǎn)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。鋼板是用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成件，安裝前可以先對(duì)鋼板進(jìn)行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。因庫(kù)位寬度為3m,所以選擇車板的寬度也為3m，長(zhǎng)度3m，厚度為5mm，可保證在車輛運(yùn)送時(shí)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(zhǎng)度一般不超過(guò)5m，所以初選載車板的寬度為5m?？紤]到驅(qū)動(dòng)軸強(qiáng)度與剛度的要求及加工方便的問(wèn)題，應(yīng)盡量減短軸的長(zhǎng)度，所以最終確定載車鋼板寬為3m，驅(qū)動(dòng)軸

17、與從動(dòng)軸的長(zhǎng)度也為3m。這就使得車輛在鋼板上時(shí)，兩端會(huì)有將近1m的是懸空的，為了車輛使車輛不與車庫(kù)發(fā)生刮碰并且進(jìn)、出庫(kù)方便，在庫(kù)位前延出1m的距離保證裝置的正常運(yùn)行。本章小結(jié) 本章對(duì)立體存車庫(kù)橫向輸送裝置的傳動(dòng)方式與電機(jī)的型號(hào)參數(shù)進(jìn)行了確定。尤其是傳動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)速確定了車輪的型號(hào)與參數(shù)，這使得接下來(lái)的總傳動(dòng)比的計(jì)算與各級(jí)傳動(dòng)比的分配計(jì)算更順利的進(jìn)行。第4章 橫向輸送裝置動(dòng)力傳輸部分的設(shè)計(jì)與校核4.1計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比1、傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 (4.1)2、分配各級(jí)傳動(dòng)比 取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，則齒輪傳動(dòng)部分的傳動(dòng)比為

18、齒輪傳送部分高速齒輪傳動(dòng)比為，低速齒輪傳動(dòng)比為，則： （4.2） 故 取 則 4.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、各軸轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)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 （4-3） r/min （4-4） r/min （4-5） r/min （4-6） 2、各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率即 kW （4-7） kW (4-8) kW (4-9) kW （4-10）3、各軸轉(zhuǎn)矩 N·m (4-11)N·m (4-12) N·m (4-13) N·m (4-14)4、各軸輸入轉(zhuǎn)速、功率、

19、轉(zhuǎn)矩如下表所示：表3-2 齒輪傳送裝置中各軸的轉(zhuǎn)速項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)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21.0139.919133.985411.694.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min，帶輪所連齒輪傳動(dòng)裝置高速軸轉(zhuǎn)速為r/min。輸送1、 求計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查表13-8得，故計(jì)算功率為： kW (4-15)2、選擇V帶型號(hào) 根據(jù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查圖13-15得坐標(biāo)點(diǎn)位于A型界內(nèi)，故初選普通A型V帶。2、 計(jì)算大、小帶輪基準(zhǔn)直徑、由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）查表13-9可知，應(yīng)不小于80mm，

20、現(xiàn)取=100mm。 由得 (4-16) =196mm4、驗(yàn)算帶速V (4-17)=5.23m/s 帶速在范圍內(nèi)，符合要求5、求V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度和中心距a 初步選取中心距 ; (4-18)取中心距由式 (4-19)得帶長(zhǎng)mm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-2，對(duì)A型V帶選用。由式 得 (4-20) =347.6mm6、驗(yàn)算小帶輪包角由 得 (4-21)°故包角合適7、計(jì)算V帶根數(shù)z (4-22)而r/min，mm。 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-3得 kW kW 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 (4-23)查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-2得 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-5得 =0.17kw查機(jī)械設(shè)

21、計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-7得 ，由此可得取3根V帶，即z=38、求作用在帶輪軸上的壓力 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表13-1得q=0.1kg/m 由式 (4-24)N 作用在軸上的壓力 (4-25)9、帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小帶輪設(shè)計(jì)制造成實(shí)心式帶輪 大帶輪設(shè)計(jì)制造成實(shí)心式帶輪4.4 齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料，熱處理方式和精度等級(jí)，考慮到平板車驅(qū)動(dòng)為一般機(jī)械，故大小齒輪均選用45鋼，采用軟齒面，齒面強(qiáng)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(jí)精度。減速器高速級(jí)齒輪傳動(dòng)比為，高速軸轉(zhuǎn)

22、速，傳動(dòng)功率為kW，支持圓柱齒輪采用軟齒面制造。1、 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，MPa,；大齒輪用ZG35SiMn調(diào)質(zhì)，齒面硬度為241-269HBSMPa，MPa查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表11-5取,2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)齒輪按8級(jí)精度制造，取載荷系數(shù)K=1.5（見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表11-3），齒寬系數(shù)（見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表11-6）,小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 (4-26)=42457.71N·mm (機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版)表11-4）， (4-27)(2) 設(shè)計(jì)時(shí)，因可初選v值未知，不能確定，故可初選，初取。（3）由機(jī)械

23、設(shè)計(jì)手冊(cè)查得：齒寬系數(shù) 彈性系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)齒數(shù)比 初選，則，取。有式 (4-28) (4-29)查得重合度系數(shù) 許用接觸應(yīng)力由式 得: (4-30)MPaMPa小齒輪1與大齒輪2的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： (4-31) (4-32) ; 查得取安全系數(shù) MPa (4-33)MPa 初算小齒輪1分度圓 (4-34)3、確定傳送尺寸（1）計(jì)算載荷系數(shù)。查的使用系數(shù) (4-35) 查得 齒向載荷分布系數(shù)齒間載荷分配系數(shù) (4-36) （2）確定模數(shù)。 /mm=2.24 (取=2.5) (3-37)（3）計(jì)算傳動(dòng)中心距 a/mm=mm (4-38)（4）計(jì)算螺旋角 (4-39)因?yàn)橹蹬c初選值相差不大，

24、故與值有關(guān)的數(shù)值無(wú)需修正。 /mm=57.46mm>47.75mm (4-40)mm=2.574=197mm (4-41) mm= =51.985mm 取mmmm (4-42) (5) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： (4-43)式中個(gè)參數(shù)：1. K、T、值同前。2. 齒寬mm。3. 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)。當(dāng)量齒數(shù) (4-44) (4-45)查得 重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 許用應(yīng)力可有式算得。 (4-46)查得彎曲疲勞極限應(yīng)力MPa , MPa查得壽命系數(shù) .查得安全系數(shù) ,故 (4-47)滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。(6) 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 (4-48) 式中各參數(shù)：（1）K、b、值同前。齒數(shù)比

25、u=。彈性系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)許用接觸應(yīng)力可由 算得。 (4-49)查得接觸疲勞極限應(yīng)為MPa (4-50)壽命系數(shù),查得安全系數(shù),故 MPa (4-51) (4-52)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度。同理 低速級(jí)齒輪的計(jì)算得到：齒數(shù)比： ； m=3mm mm 中心距 a=150mm經(jīng)校核齒輪滿足彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。4.5滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算由條件知，軸承的預(yù)計(jì)壽命 :（一）、對(duì)高速軸上滾動(dòng)軸承的選擇及核計(jì)算1、高速軸滾動(dòng)軸承的選用深溝球軸承，如圖4-1所示圖4-12、對(duì)軸承進(jìn)行受力分析計(jì)算 軸承在齒輪傳送系統(tǒng)工作時(shí)，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

26、即為軸承所受到的徑向力。 1）、徑向力作用時(shí)由 N (4-53)徑向力 (4-54) =772.667N受力如下圖所示：圖4-2 軸承受力示意圖mm ，mm (4-55) =562.239N 2)、圓周力作用時(shí)，受力如圖所示：圖4-3 軸承圓周力示意圖 (4-56)N (4-57)N則作用于軸承的反力分別為 (4-58)=1644N (4-59)=614N 由軸承只受到徑向載荷作用，故N N 、分別為左右兩軸承所受當(dāng)量動(dòng)載荷。3）、計(jì)算所需的徑向基本額定動(dòng)載荷因軸的結(jié)構(gòu)要求兩端選擇同樣尺寸的軸承，今>,故應(yīng)以軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依據(jù)，因受中等沖擊載荷，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表16

27、-9得，工作溫度正常，查表16-8得，故： (4-59)=30.01k 4、由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）軸承查得型號(hào)為6208的軸承符合強(qiáng)度要求，因此高速軸上軸承選用6208型號(hào)軸承。（二）、中間軸II上的軸承選用型號(hào)為6208軸承； 低速軸III上的軸承選用型號(hào)為6017軸承。見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）軸承4.6 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與校核（一）高速軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由于高速軸上的齒輪直徑接近于軸徑，故將軸設(shè)計(jì)為齒輪軸。1、 高速軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖4-4 高速軸的結(jié)構(gòu)圖2）、軸的轉(zhuǎn)矩 (4-60)N·m齒輪上的受力圓周力： N (4-61)徑向力: (4-62)=464.938N 軸的受

28、力如下圖所示圖4-6 高速軸的受力力矩圖3）、a、求垂直面的支承反力N (4-63) (4-64) N Nb、求水平面的支承反力 (4-65)N (4-66)=347.89N c、力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 (4-67)=265.93N (4-68)=412.885N d、直面的彎矩圖（圖b） (4-69) =21.65N·me、繪水平面的彎矩圖（圖c） (4-70)N·mf、力產(chǎn)生的彎矩圖（圖d） (4-71)=65.13N·m a截面反力產(chǎn)生的彎矩圖為 (4-72)=17.02N·m g、求合成彎矩圖（圖e） (4-73)=80.33N·m (4-

29、74)N·m N·m (4-75)h、q求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（圖f） (4-76)=39.919N·m i、求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩（圖g）a-a截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為 (4-77) 軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，代入上式得 (4-78)=83.82N·m j、計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑軸的材料選用40Mn調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）表14-1查得，表14-3查得，則： (4-79)=24mm 由于軸做成齒輪軸，齒根圓直徑mm。因mm，故軸的設(shè)計(jì)尺寸符合要求。轉(zhuǎn)度最低的平板車驅(qū)動(dòng)軸的軸的尺寸校核： (4-80) =37.47mm齒根圓直徑mm。因m

30、m，故軸的設(shè)計(jì)尺寸符合要求。由變速器結(jié)構(gòu)布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來(lái)說(shuō)強(qiáng)度是足夠的，僅對(duì)其危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算即可。對(duì)于本設(shè)計(jì)的變速器來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，軸的強(qiáng)度和剛度都留有一定的余量，所以，在進(jìn)行校核時(shí)只需要校核最低速軸即可.此中情況下，軸的扭矩強(qiáng)度條件公式為 (4-81) 式中：-扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T-軸所受的扭矩，N·mm； -軸的抗扭截面系數(shù)，； P-軸傳遞的功率，kw； d-計(jì)算截面處軸的直徑，mm； -許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。其中P=1.94kw,n=47.77r/min,d=90mm:代入上式得：MPa由查表可知，故，符合強(qiáng)度要求。 本章小結(jié) 本章對(duì)總傳動(dòng)比以及各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算，