畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-電動(dòng)防爆膠輪車(chē)設(shè)計(jì)(全套圖紙)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的設(shè)計(jì)院系：機(jī)械工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)：姓 名：指導(dǎo)教師：2016摘要汽車(chē)的誕生已有100多年的歷史，伴隨著近年來(lái)科技的不斷發(fā)展，汽車(chē)技術(shù) 的發(fā)展也不斷加快。如今，汽車(chē)已經(jīng)是一種非常普遍的交通工具。 電動(dòng)汽車(chē)是以 電力為原始動(dòng)力源，以電控代替機(jī)械傳動(dòng)，用控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式改變車(chē)速的無(wú) 軌車(chē)輛的一種。雖然，國(guó)內(nèi)外對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的研究進(jìn)行的如火如荼，國(guó)家也投入巨資對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行研究。但是，國(guó)內(nèi)外目前研究的方向基本都指向市場(chǎng)化電動(dòng)汽 車(chē)，而由于煤礦井下的條件的特殊性，將電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用于井下可以減小井下的污 染、提高安全性能，讓電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)于煤礦的

2、井下與井上的輔助運(yùn)輸生產(chǎn)中。A0-車(chē)身DWG |黑-普速器 左SW三燃圖A3輪A3車(chē)娶a箝防腺羊 輪A3行星國(guó) 輪設(shè)i+E用書(shū)DWGA2差速器右全套圖紙，加153893706目前市面上的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)大多都是采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)非常不受歡迎。由于以往的電動(dòng)防爆膠輪車(chē) 采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動(dòng)精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高；同時(shí)存在一定的安全隱患。因此，對(duì)整車(chē)的安全性要求較高，車(chē)輛行走時(shí)也會(huì)給工作 人員帶來(lái)強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員很不舒服。雖然傳通的電動(dòng)防爆膠輪車(chē) 精度較高，質(zhì)量較好，但是價(jià)格也較昂貴，對(duì)于一般的用戶(hù)難以接受。所以研究 一種

3、新式的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)勢(shì)在必行！本文介紹了電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)組成、 工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中 所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，以及對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該電動(dòng)防爆膠 輪車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)鏈短、效率高、易于井下煤炭作業(yè)、使用和維護(hù)都很方便，較 適合在惡劣的環(huán)境下工作。關(guān)鍵詞：電動(dòng)防爆膠輪車(chē)；結(jié)構(gòu)；振動(dòng)；工作AbstractThe car had been born 100 years of history, along with the continuous development of science and technology in recent years, the developme

4、nt of automobile technology is also accelerating. Now, the car is a very popular means of transportation. The electric car is electric power as the power source, to electronic instead of mechanical transmission with the motor speed control mode to change the speed of a trackless vehicle. Although th

5、e domestic and foreign research of the electric vehicle and the like a raging fire, countries have also invested heavily in researchon electric vehicles. But the direction of the current researchat home and abroad basically point to market electric cars, and due to the special conditions of the mine

6、, electric vehicle application in underground can reduction under the slim pollution, improve safety performance, make electric car service in the downhole and well of coal mine auxiliary transportation production.Currently on the market of electric explosion-proof rubber tyred vehicle are mostly us

7、ing the traditional structure, in certain areas, the structural form of the electric explosion-proof rubber tyred vehicle very unpopular. Due to the previous electric explosion-proof rubber tyred vehicle uses the traditional structure, thus resulting in poor control of the transmission accuracy and

8、maintenance cost is higher, and there are some security risks. Therefore, the safety requirements of the vehicle is higher, when the vehicle will give a strong shock to the staff, making the vehicle driver is very uncomfortable. Although the transmission through the electric explosion-proof rubber t

9、yred vehicle with higher precision, better quality, but the price is more expensive, for the general user to accept. So the study of a new imperative electric explosion-proof rubber tyred vehicle!This paper introduces the electric explosion proof rubber tyred vehicle structure composition, working p

10、rinciple and main parts design must have the theoretic calculation and strength check, and to carry out innovative design of the structure, the advantages of the electric explosion proof rubber tyred vehicle is short drive chain, high efficiency, easy to underground coal operation, use and maintenan

11、ce of very convenient, is suitable for work in the harsh environment.Key words: Electric explosion-proof rubber tyred vehicle; structure; vibration;work摘要 IAbstract ii1 緒論 11.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義 11.2 本課題研究的內(nèi)容 21.3 研究的意義 42 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42.1 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體方案 62.2 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)和布置形式 72.2.1 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu) 72.2.

12、2 布置方式 73 傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 83.1 電機(jī)的選型計(jì)算 103.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 113.3 傘齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 133.4 螺栓的選型計(jì)算 143.5 蓄電池的選型計(jì)算 154 各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算 174.1 滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算 204.2 傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算 214.3 齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算 215 主要零件的三維建模 225.1 傘齒輪的三維建模 235.2 傳動(dòng)軸的三維建模 245.3 腳輪的三維建模 255.4 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的三維建模 27總結(jié) 28致謝 29參考文獻(xiàn) 301 緒論1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義本文設(shè)計(jì)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)主要用于井下煤炭

13、生產(chǎn)作業(yè)，我國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，使用性能始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶(hù)的要求仍有較大差距，電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的生產(chǎn)也是如此，為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)勢(shì)在必行！相信此種電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高對(duì)各種底面的適應(yīng)能力和行駛速度，為生產(chǎn)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了防爆汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展。由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越個(gè)人掌握所有，一些專(zhuān)業(yè)知識(shí)是必不可少的。但是過(guò)度的

14、專(zhuān)業(yè)知識(shí)分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的太狹隘，考慮的問(wèn)題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢(shì)。人們?cè)絹?lái)越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對(duì)專(zhuān)業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來(lái)，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級(jí)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。機(jī)器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務(wù)?，F(xiàn)代機(jī)械工程機(jī)械和機(jī)械設(shè)

15、備創(chuàng)造出更多、更精美的越來(lái)越復(fù)雜，很多幻想成為過(guò)去的現(xiàn)實(shí)。人類(lèi)現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細(xì)胞和分子。電子計(jì)算機(jī)硬件和軟件，人類(lèi)的新興科學(xué)已經(jīng)開(kāi)始加強(qiáng)，并部分代替人腦科學(xué)，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的作用，但在未來(lái)幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類(lèi)智慧的增長(zhǎng)并沒(méi)有減少手的效果，而是要求越來(lái)越精致，手工制作，更復(fù)雜的工作，從而促進(jìn)手功能。又一方面實(shí)踐促進(jìn)人腦智力。在人類(lèi)的進(jìn)化過(guò)程中，以及在每個(gè)人的成長(zhǎng)過(guò)程中，大腦和手是互相促進(jìn)和平行進(jìn)化。隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界電動(dòng)防爆膠輪車(chē)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，19世紀(jì)80年代

16、，美國(guó)的HUGE公司將新開(kāi)發(fā)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)應(yīng)用到該公司的子公司- 一個(gè)生產(chǎn)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的機(jī)械公司，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGE公司之后，德國(guó)的 DEST公司也看到了電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來(lái) 開(kāi)發(fā)研制各種類(lèi)型的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。 當(dāng)前， 全世界各大電動(dòng)防爆膠輪車(chē)廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國(guó)外等著名電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的品牌中，都有電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的銷(xiāo)售，全世界電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)

17、。目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的功率最大化，結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九五”期間電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的開(kāi)發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重 大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開(kāi)發(fā)適合美國(guó) ATV工業(yè)發(fā)展的電動(dòng)防 爆膠輪車(chē)。我國(guó)從 1953 年開(kāi)始生產(chǎn)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，于1958 年自行設(shè)計(jì)制造功力在50、 70、 90、 120、 500 等種類(lèi)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)之后，為了適應(yīng)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、 1000、 1200等大功力的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)。為了滿(mǎn)足電動(dòng)防爆膠輪車(chē)生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970 年研制了大型電動(dòng)防爆膠輪車(chē)。經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。同年， 福

18、建的金明公司更是大量引入外來(lái)技術(shù)人才，全身心地投入到了電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的研發(fā)中，利用豐富的人力資源和設(shè)備，研發(fā)出了多種可利用風(fēng)能電能進(jìn)行自動(dòng)提供動(dòng)力的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，與同年12 月投入市場(chǎng)，獲得了非常大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。近幾年又研制出PX1400/170電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，其設(shè)計(jì)功率為15KW實(shí)際達(dá)到18KW是設(shè)計(jì)值的1.5倍。目前機(jī)械式電動(dòng)防爆膠輪車(chē)將逐漸被全自動(dòng)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)所代替。傳統(tǒng)的機(jī)械式的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)已經(jīng)不能完全滿(mǎn)足當(dāng)今市場(chǎng)的需要，迫切需要各種多功能的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，如是福建金明公司加大人力開(kāi)發(fā)出了五個(gè)規(guī)格十四種類(lèi)型的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，然而我國(guó)所需的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)全部依賴(lài)進(jìn) 口，

19、其成本提高很大，但近年來(lái)，各種各樣的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)陸續(xù)出現(xiàn)在路面上， 說(shuō)明電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀。 傳統(tǒng)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的產(chǎn)品圖如下 圖1、圖2所示：圖1圖21.2 本課題研究的內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的整體方案出發(fā)，然后具體細(xì)化出具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個(gè)方面：（ 1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和圖書(shū)館查找各種關(guān)于電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的相關(guān)資料，對(duì)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。（ 2）分析電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)（ 3）確定設(shè)計(jì)總體方案（ 4）確定具體設(shè)計(jì)方案（5）電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的三維圖的繪制、CADg配圖、零件圖的繪制。（ 6）說(shuō)明書(shū)的整理1

20、.3 研究的意義本論文主要研究運(yùn)用SolidWorks 對(duì)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)了解電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及以后的發(fā)展趨勢(shì)和現(xiàn)狀。該課題來(lái)自于電動(dòng)防爆膠輪車(chē)生產(chǎn)制造公司的生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)設(shè)計(jì)出電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，從而來(lái)掌握電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程，培養(yǎng)工程意識(shí)。我國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，使用性能始終不高，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展， 近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受?chē)?guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響， 我國(guó)目前生產(chǎn)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶(hù)的要求仍有較大差距，電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的生產(chǎn)也是如此，為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)出一種新型的電

21、動(dòng)防爆膠輪車(chē)勢(shì)在必行！本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)， 構(gòu)建了電動(dòng)防爆膠輪車(chē)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，經(jīng)濟(jì)，并且路面適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)的結(jié)論。通過(guò)設(shè)計(jì)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)，要求學(xué)生掌握大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)，了解機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的知識(shí)，綜合運(yùn)用三維繪圖軟件，二維繪圖軟件對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)能力。相信此種電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的出現(xiàn)將會(huì)大大提高電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的市場(chǎng)價(jià)值，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來(lái)

22、顯著的進(jìn)步， 同時(shí)也在 某種程度上推進(jìn)了防爆汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展2電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的總體方案本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)防爆膠輪車(chē)主要由車(chē)架，輪子，傳動(dòng)部分，蓄電池，電機(jī)以 及傳動(dòng)軸等部分組成，通過(guò)蓄電池給電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)通過(guò)傘齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)傳 動(dòng)軸運(yùn)行，從而驅(qū)使電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)， 繼而電動(dòng)防爆膠輪車(chē)就可以運(yùn) 行了，駕駛?cè)藛T座在上面，通過(guò)駕駛手把控制電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的方向。 具體方案 圖如下圖3所示：圖3方案圖2.2 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)和布置形式2.2.1 電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的組成部分主要有機(jī)架部分；傳動(dòng)軸部分；車(chē)輪部分;滾動(dòng)軸承部分；主動(dòng)力部分

23、；方向控制部分。2.2.2 布置方式通過(guò)蓄電池給電機(jī)提供動(dòng)力，電機(jī)通過(guò)傘齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)行，從而驅(qū) 使電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而電動(dòng)防爆膠輪車(chē)就可以運(yùn)行了， 駕駛?cè)藛T座 在上面，通過(guò)駕駛手把控制電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的方向。3傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1電機(jī)的選型計(jì)算已知整個(gè)電動(dòng)防爆膠輪車(chē)中機(jī)架及其他所有零件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?200Kg,其中忽略齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，計(jì)算所需要的電機(jī)功率，從而來(lái)選擇電 動(dòng)機(jī)，具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下：G = mg = 200 X 10 = 2000NV = 1 - 2m/min = 16.6 - 33.3 mnms具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下：1、確定運(yùn)行時(shí)間 l=&

24、quot;0-3)本次設(shè)計(jì)加速時(shí)間60Vl負(fù)載速度(m/min)有速度可知每秒上升50mml =1.2 -0.0333 - 60= 1.2s電機(jī)轉(zhuǎn)速n電機(jī)VIPBVIn電機(jī)PB0.005=400r/ min3 .負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLJgMPB0.3 10 200 0.0052 二 0.9= 1.73N.m式中：4 .電機(jī)轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Ts2nNM (JM +JL) _ 2n、636.9( JM +0.00032) _1 25N m60tl60 1.2必須轉(zhuǎn)矩 TM =TL TSS=2.36NmS為安全系數(shù)，這里取1.0。根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機(jī)型號(hào)為 160BL-A,此無(wú)電機(jī)廠家為機(jī)電產(chǎn) 品。根據(jù)

25、電機(jī)的特性曲線以及參數(shù)表如下：Q 5a號(hào)孵 w雌 V朧 fpm鞭 Nffi雕 Nm鞭 Nm極 i A啜A Ai i192BISUHMK-8200叫q1H0UitOfton1fi52,55潁咖帆。B撅碑mtwo2$S2。篇館348§_1(3S2BL4BOM11X<B4002XKACI.3000U16004如372i2.5492BLW1LKB«022070000»1.100G2：41s23JV»摘項(xiàng)ISO3?MOffi2A1(6569281頗州出BeooM80000.72oc2.4a6XG792B140MLMKB400熠叫2000城OffiWS2t15

26、8般眼旭外岡BMO軟叫200024ISoc11.02205時(shí)根據(jù)計(jì)算和特性曲線以及電機(jī)基本參數(shù)表，我們選用電機(jī)型號(hào)為 92BL-4030H1-LK-B,電機(jī)額定功率為1.5KW 額定”專(zhuān)矩為7.62N.m,最大轉(zhuǎn)矩為 9N.m,額定轉(zhuǎn)速為3000r/min 。5 .2傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算軸作為機(jī)器的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其為各類(lèi)傳動(dòng)部件的安裝，傳動(dòng)的扭矩和 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)圍繞軸進(jìn)行，而且經(jīng)過(guò)軸承和機(jī)架連接。為了滿(mǎn)足定位軸上的緊固件和 容易加工和裝配的軸類(lèi)零件和拆卸， 通常軸設(shè)計(jì)成階梯軸。軸系的零件是由軸和 它上邊的零部件構(gòu)成一個(gè)裝配體系，研究軸的過(guò)程中不僅要研究軸體自己的數(shù) 據(jù)，還要將系統(tǒng)里的全部零碎部件融

27、合在一起。傳動(dòng)軸是電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的最關(guān)鍵零件，對(duì)于保證電動(dòng)防爆膠輪車(chē)正常運(yùn)轉(zhuǎn) 和提高電動(dòng)防爆膠輪車(chē)行駛能力有著重要的意義。傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)首先是確定它的受力情況。電動(dòng)防爆膠輪車(chē)行駛時(shí)，由于制造、 安裝、檢修等原因，常會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)軸壓在錐襯套下口的情況。我們就按傳動(dòng)軸處于最不利的這種情況，作為傳動(dòng)軸受力狀態(tài)，并且按承受最大扭矩Fmax和正常扭 矩F兩種集中載荷（圖4.9）計(jì)算傳動(dòng)軸的強(qiáng)度。用圖解可以求得Fr。和Fr0對(duì)。點(diǎn)的力矩00max(3.54)Mp =F%L2M 0max = FR0maxL2將M p和M Pmax分解到動(dòng)錐平面和垂直于進(jìn)動(dòng)平面的力矩M P = FR cos L2 = M P co

28、s :Mpmax =FR°max 8s L2= Mpmax COS ：M ： = FRo sin 5L2 = M p sin 中BMpmax =M pmax sin(3.(55)(3.(56)(3.(57)(3.(58)(3.(59)式中5°。中一偏心套給傳動(dòng)軸的反力Fro與進(jìn)動(dòng)平面的夾角，一般 呼=15° 2Mp =Mp -Ms MgrMPmax =M pmax - Ms MgMb =MBM B max = M p max3) 所以，動(dòng)錐上各力對(duì)。點(diǎn)的總力矩為:(3.60)(3.61 )(3.62)(3.6此外，動(dòng)錐在進(jìn)動(dòng)平面內(nèi)還作用著旋回力矩 Ms和重力矩MG

29、 = Gl0sin”,故Mo = ' M2 Mb 22M O max = _ M r max M B maxMo和M omax被傳動(dòng)軸套給傳動(dòng)軸下端的實(shí)際反力FR；和FR'又t O點(diǎn)的力矩RORo max(3.(64)(3.(65)所平衡，所以：FR - MO. L2F Rmax = M O max . L2 max已知Fro或FRmax后，把動(dòng)錐的傳動(dòng)軸看成懸臂梁，則其危險(xiǎn)斷面上的彎曲應(yīng) 力為(3.(66)(3.(67)% =FR0 0.1d3u二 Umax =FRmaxl1. 0.1d3 Tu對(duì)于強(qiáng)度限為 5065Mpa勺優(yōu)質(zhì)鋼，-u=100120MPa 二u =20024

30、0Mpa利用上述方法，可以求得傳動(dòng)軸危險(xiǎn)斷面 b-b的直徑d1。然后，根據(jù)電動(dòng) 防爆膠輪車(chē)的進(jìn)動(dòng)角外、錐襯套的結(jié)構(gòu)尺寸大小以及傳動(dòng)軸與錐襯套上下口問(wèn) 隙，便可決定傳動(dòng)軸下端直徑d2的值。傳動(dòng)軸上部與動(dòng)錐內(nèi)孔相配合部位的軸 向的尺寸，可按設(shè)計(jì)確定的破碎腔椎體部分尺寸并參考實(shí)際資料確定。傳動(dòng)軸與 椎體內(nèi)孔相配合部位的直徑，可參考實(shí)際資料確定。6 .3傘齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算1初步計(jì)算(1)材料選擇因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度241HB286HB平均取為280HB大齒輪用 45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度 229HB286HB, 平均取為240HB選齒輪精度為7級(jí)。(2)節(jié)錐角的計(jì)

31、算i = cot 61(3.11)'''61 =arccoti =arccot1.66 = 22 22 06(3.12)62 =90 -22 22 06 =67 67 54(3.13)由文獻(xiàn)2表1433可知，2ha2 1o/、zmin =-2a-cosS1 =-2cos22 22'06" = 15.8(3.14)sin asin 20式中，h：齒頂高系數(shù)，h；=1。取小齒輪齒數(shù)z1 = 30 ,z2 =iz1 =1.66父30=49.8(3.15)取大齒輪齒數(shù)Z2 = 50。(3)根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為m =12(3.(16)(4)齒輪分度圓的

32、直徑d =mzi =12 父30 = 360 mm(3.17)d2 = mz? = 12 父 50 = 600 mm(3.18)(5)錐距2222R 二月心=陛1/出=349.86 八2，12/ V 2 )2 2 )(3.(19)(6)齒輪齒頂、齒根圓直徑由文獻(xiàn)3表10 9可知,齒頂高 *h = h m =1 12 =12mm a a齒頂圓直徑 '''da1 = d1 2ha 8s l = 360 2 12 cos22 2206 = 382mm '''da2 =d2 2ha cos、2 = 600 2 12 cos67 6754 =610 mm

33、齒根高.A *一.hf = ha c m = 1 0.2 12 =14.4 mm齒輪基圓直徑dm1 =d1 1 -0.5 R )=3601 -0.5 0.28):=313.95mmmm(3.20)(3.21 )(3.(22)(3.(23)(3.(24)dm2 =d2(1-0.5% )=600(1 -0.5x0.28)= 528mm(3.25)(7)齒寬由文獻(xiàn)2表14 - 3 3可知，b = *RR= 0.28 x 349.86 = 97.96 mm(3.26 )(8)節(jié)圓周速度二d1nl3.14 360 556v =L-Lr =7=10.48 m/s(3.27 )60 10360 1033.4

34、 螺栓的選型計(jì)算螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場(chǎng)合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡(jiǎn)圖如上圖所示，圖中以合力P代替均勻分布的作用力假Q(mào)設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若 乂為剪切面面積，則應(yīng)力為: ，與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。2、擠壓實(shí)用計(jì)算7在工程上也使用相似剪切的計(jì)算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則PS3-53擠壓面面積"力為擠壓面的正投影面積。對(duì)于平鍵接觸面面積就是擠壓面面 積；對(duì)于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為以。3、強(qiáng)度條件剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下:剪切強(qiáng)度條件：P擠壓強(qiáng)度條件：“勺式中塑性材料：一" ' .引勺山響 脆性材料：【

35、口=08"咖.9-彳先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì):A- （設(shè)螺栓直徑為沖 4Q =生'-/$?=316（加加）再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為 品馬二出，所以P _ 200 X103dU，1 30 x200=50（加）最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。3.5 蓄電池的選型計(jì)算首先要確定變電站直流負(fù)荷的容量及事故放電時(shí)間。其中直流容量需考慮經(jīng)常性負(fù)荷，事故負(fù)荷，沖擊負(fù)荷等，統(tǒng)計(jì)好負(fù)荷容量，又知道直流額定電壓（220V 居多），便可求出事故放電電流。確定蓄電池個(gè)數(shù)：原則首先按浮充電運(yùn)行時(shí)，直流母線電壓為1.05 Un來(lái)確定電池個(gè)數(shù)，Nf =1.1 5 Un/ Uf , Uf為單個(gè)電池的

36、浮充電壓，取2. 25 V。根據(jù)直流母線允許的最低電壓，并計(jì)及蓄電池至直流母線間的電壓降來(lái)校驗(yàn)蓄電池的放電終止電壓 Ud，應(yīng)滿(mǎn)足Ud >0. 86 Un/ Nf 。具體計(jì)算過(guò)程如下：Nf = 1.05 Un/ Uf = 1. 05X220/ 2. 25 = 102. 7 取 104 個(gè)。Ud >0. 86 Un/ Nf = 0. 86X 220/ 104 = 1.82 V 取 1.85 V。蓄電池容量的計(jì)算用電流換算法計(jì)算，根據(jù)直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表繪出直流放電負(fù)荷曲線。查找相關(guān)資料可得容量換算系數(shù) Kc 。Krel = Kt x Ka x Kr式中：Krel 為可靠系數(shù)，一般取1.4 K

37、t為溫度修正系數(shù)，一般取1. 10 Ka為老化系數(shù)，一般取 1. 10 Kr為裕度系數(shù)，一般取1. 15再根據(jù)具體放電負(fù)荷曲線計(jì)算容量。根據(jù)以上分析，確定蓄電池電流為 300Ah,放電時(shí)間率有20Hr。4各主要零件強(qiáng)度的校核計(jì)算1.2 滾動(dòng)軸承的校核及壽命計(jì)算(1)滾動(dòng)軸承的選擇滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承 350324R由文獻(xiàn)2表39.2-24得Cr= 862 KNCor =1490 KN, e = 0.83, Y1 = 0.8。(2)壽命驗(yàn)算軸承所受支反力合力RB 二寸總 +R1fz = V629.132 +1368.022 = 1505.74N對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。FB

38、a =0, Fea =Fa =712.57N由文獻(xiàn)2表39.2 24得， "<e, RbPBr =Rb YFBa =1505.74 0.8 0 =1505.74N按軸承B的受力大小驗(yàn)算Lh 二10660n 皿)106_3862 10360 M 556 11505.74 )107 _9 .= 4.78M109hLh =4.78Ml09h=5.46Ml05 年由于電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的沖擊力較大，必須選擇較大壽命的軸承，又由于電動(dòng)防爆膠輪車(chē)的沖擊力，軸承并不能達(dá)到所計(jì)算的壽命。經(jīng)審核后，此軸承合格。1.3 傳動(dòng)軸強(qiáng)度的校核計(jì)算按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即

39、危險(xiǎn)截面C)的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)可知，取a = 0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力2,一、2OM(: 丁3).6767851532 (0.6 9.26 105)2二 c314.3MPa W0.1 1503選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)1表15-1可知，b】=60MPa因此，:一ca ； Li故安全。 ca(7)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來(lái)看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面 V。截面V左側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d3 =0.1 1403 =274400mn3抗扭截面系數(shù)W

40、T -0.2d 3 = 0.2 1 403 548800mm截面V左側(cè)的彎矩M為705M =676785.153626570.628 Mpa761.5截面V上的扭矩T為 T1 =3200000 MPaM 626570.628截面上的 書(shū)曲應(yīng) ；. b = = = 2.28 MpaW 274400截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 斤=3200000 =5.83MPaWT548800= 155 MPa軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。oB=640MPa o,= 275MPa 丁用插入法求出k _k上=2.8, 二= 0.8x2.8 = 2.24汨%軸按精車(chē)加工，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為：-0.84CT T軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處

41、理，飛=1固得綜合系數(shù)為K -上-1 -2.8 - -1 =2.990.84K.- -1-2.24 - -1-2.43 0.84VV可知，碳鋼的特性系數(shù)審0r = 0.1 0.2取中仃=0.1% = 0.05 0.1取 * = 0.05所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為Sc2752.99 2.28 0.1 0= 40.34K；:b，m275c5.83 c2 5.832.43 0.05 -19.02=17.22 S-1.5S _ S S_40.34_19.02_aS2- S2,40.342 19.022故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的截面V右側(cè)抗彎截面系數(shù)w=0.1d3 =0.1 1303 = 21

42、9700mn3抗扭截面系數(shù)WTu0.2d3u0.2 1303 =439400mm截面V左側(cè)的彎矩M為截面V上的扭矩T為截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力705M =676785.153 = 626570.628 MPa761.5T =3200000 MPa626570.628219700= 2.85MPaTiWT3200000439400= 7.28MPa截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)%及C( T取:d 1300.023,D 140d 一130= 1.08豆仃= 2.05,汽工=1.3軸的材料的敏感系數(shù)為qL0.83, qT = 0.87故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)1,附3-4為k=1 q(： ；_ -1) =1 0.83 (2.05-1) =1.87 k =1 q (1-1) =1 0.87 (1.3 -1) =1.26軸的截面形狀系數(shù)為；二一 二0.58軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 6T = 0.76綜合系數(shù)為1-1 =3.41 0.84K AK ；. d 1.26-1 =0.7611 -1 =1.840.84所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為Sc275Kcra ；=m 3.41 2.85 0.1 0= 28.29275K， +，5.83K a m 1.84 0.05=24.96 5.83_ S .S_