汽車變速器翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)的副本

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名分 院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)、班級(jí)指導(dǎo)教師姓名職稱從事 專業(yè)汽車是否外聘是否題目名稱汽車變速器翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的、意義1、設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)目是設(shè)計(jì)一種供汽車變速器拆裝用的可翻轉(zhuǎn)支架，該支架可以在作業(yè)過程中 對(duì)變速器進(jìn)行軸向任意角度的翻轉(zhuǎn)，以便于對(duì)變速器進(jìn)行拆裝作業(yè)。該設(shè)計(jì)成果可以應(yīng) 用于汽車修理廠的變速器維修作業(yè)，也可以作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備用于學(xué)院汽車結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的結(jié) 構(gòu)培訓(xùn)教學(xué)中。2、設(shè)計(jì)意義本設(shè)計(jì)的意義在于培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的綜合知識(shí)和技能，包括查閱文獻(xiàn)資料、市場調(diào) 研、擬疋設(shè)計(jì)方案、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)等，從而熟悉和體驗(yàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程 并解決設(shè)計(jì)中的各種問題，并進(jìn)一步提高機(jī)械

2、設(shè)計(jì)能力和熟練使用CAD制圖的能力。本課題是實(shí)用性題目，其設(shè)計(jì)成果具有推廣應(yīng)用價(jià)值，設(shè)計(jì)方案優(yōu)秀者或創(chuàng)新性設(shè) 計(jì)可考慮申請(qǐng)專利或開發(fā)成實(shí)際產(chǎn)品。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容、技術(shù)要求1、設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)涉及翻轉(zhuǎn)架支架結(jié)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鎖止機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等主要機(jī)構(gòu)以及機(jī)械 強(qiáng)度的理論設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2、技術(shù)要求以普通小客車自動(dòng)變速器為準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 修改連接裝置可以適應(yīng)安裝不同類型的變速器, 翻轉(zhuǎn)架以方便拆裝作業(yè)為主設(shè)計(jì)，兼顧結(jié)構(gòu)展示和教學(xué)用途，底部要有接油盤，防止拆 裝變速器時(shí)油水污染地面，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、優(yōu)化，小型化，要體現(xiàn)產(chǎn)品的獨(dú)創(chuàng)性、實(shí)用 性設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)。三、設(shè)計(jì)完成后應(yīng)提交的成果設(shè)計(jì)成果要達(dá)到學(xué)院規(guī)定的設(shè)計(jì)工作量，畢

3、業(yè)論文要求10000字以上，全部設(shè)計(jì)圖紙采用CAD繪制，符合工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求。所提交的設(shè)計(jì)論文、圖紙、文檔資料 等必須符合學(xué)院的相關(guān)格式要求和質(zhì)量要求，具體內(nèi)容及要求以學(xué)院教務(wù)網(wǎng)上頒布的說 明、模板、規(guī)范為準(zhǔn)。1、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一份，10000字以上；2、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖一份，零號(hào)圖紙一張；4、主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖一份，1-2號(hào)圖紙2-3張；5、全部設(shè)計(jì)文檔、圖紙及相關(guān)設(shè)計(jì)資料電子版光盤一張。四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排2016年11月09日一一11月27日：師生互選后，指導(dǎo)老師下達(dá)任務(wù)，學(xué)生收集資料， 撰寫并提交開題報(bào)告，列出論文大綱。2016年11月30日一一12月20日：制定、論證可行方案，進(jìn)行軟硬件設(shè)

4、計(jì)。2017年02月29日一一03月31日：對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證、調(diào)試，撰寫論文初稿，迎接其中 檢查。2017年04月01日一一04月17日：解決問題，完成論文二稿。2017年04月18日05月13日：確定終稿，按規(guī)范對(duì)論文排版、輸出和裝訂，準(zhǔn)備論文答辯。五、主要參考資料1、市場調(diào)研和需求信息收集2、參考市場上同類產(chǎn)品，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和功能上有所創(chuàng)新3、借助互聯(lián)網(wǎng)獲取相關(guān)資料4、相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)或圖書資料六、備注完成此項(xiàng)設(shè)計(jì)的學(xué)生要有獨(dú)立思考和創(chuàng)新意識(shí)，有深入的學(xué)習(xí)和研究能力，設(shè)計(jì)方案優(yōu)秀者或創(chuàng)新性 設(shè)計(jì)可考慮申請(qǐng)專利或開發(fā)成頭際產(chǎn)品。指導(dǎo)教師簽字：年月日教研室主任簽字：年月日本文將設(shè)計(jì)一臺(tái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以及

5、變速箱拆裝翻轉(zhuǎn)架，主要的功用就是搬運(yùn)轉(zhuǎn)移。首 先，本文將設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)以及變速箱拆裝翻轉(zhuǎn)架的底座、升將臺(tái)、旋轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)，然 后選擇合適的傳動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)方式，搭建拆裝翻轉(zhuǎn)架的結(jié)構(gòu)平臺(tái)；在此基礎(chǔ)上，本文將 設(shè)計(jì)該拆裝翻轉(zhuǎn)架的動(dòng)力傳輸系統(tǒng)，包括蝸輪蝸桿的選擇，重點(diǎn)加強(qiáng)傳動(dòng)部分的可靠性 和拆裝翻轉(zhuǎn)架運(yùn)行過程的安全性，最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括：底座的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，拆裝翻轉(zhuǎn) 架的升降運(yùn)動(dòng)，拆裝翻轉(zhuǎn)架的角度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，能夠應(yīng)用于搬運(yùn)與裝配作業(yè)。關(guān)鍵詞：拆裝翻轉(zhuǎn)架，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，動(dòng)力傳輸AbstractThis paper is to design a car engine and gearbox assembly,

6、the main function is to carry and move. First of all, this paper will design a car engine and gearbox assembly station, ascending, base, rotating arm structure, and then select the appropriate drive, driving mode, build disassemble bench structure platform; on this basis, the paper design of the dis

7、assemble bench power transmission system, including a worm gear selection, key strengthen the transmission reliability and disassembling operation process safety, the ultimate realization of the objectives include: the base of steering and braking, disassemble bench lifting motion, disassemble bench

8、 angle rotation motion, can be applied to the handling and assembly operations.Key Words: Disassemble bench， worm gear transmission, power transmission目錄摘 要 I Abstract V目 錄 V.I.第 1 章 緒論 11.1 概述 11.2 拆裝翻轉(zhuǎn)架的組成 1.1.2 拆裝翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)要求 2.1.3 課題工作要求 2.第 2 章 機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 3.2.1 基本技術(shù)參數(shù)確定 3.2.1.1 自由度 3.2.1.2 坐標(biāo)形式的選擇 3.

9、2.1.3 規(guī)格參數(shù) 5.2.1.4 有效負(fù)載 5.2.2 運(yùn)動(dòng)方式 5第 3 章 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 6.3.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 6.3.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 1及蝸輪齒數(shù) Z2 6.3.3 傳動(dòng)比 73.4 確定蝸桿蝸輪中心距 a 7.3.5 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì) 7.3.6 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算 1.0.3.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.2.3.7.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 1.2.3.7.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 1.2.3.8 滾動(dòng)軸承的選擇及校核 1.3.3.8.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核 1.33.8.2 蝸輪軸上軸承的校核 1.5第 4 章 螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì) 1.6.4.1 螺旋傳動(dòng)的類型與特點(diǎn)

10、 1.6.4.2 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1.7.第 5 章 機(jī)架的設(shè)計(jì) 2.0.5.1 機(jī)架的基本尺寸的確定 2.0.5.2 架子材料的選擇確定 2.1.5.3 主要梁的強(qiáng)度校核 2.1.致 謝 錯(cuò) 誤 !未定義書簽。參考文獻(xiàn) 2.4.第 1 章 緒論1.1 概述 在設(shè)計(jì)自動(dòng)變速器臺(tái)架前我們必須學(xué)習(xí)掌握汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速器的相關(guān)知識(shí)， 以及了解自動(dòng)變速器在汽車內(nèi)部的裝配位置。 熟悉自動(dòng)變速器構(gòu)造是理解自動(dòng)變速器理 論和設(shè)計(jì)方法的重要基礎(chǔ)。 我們?cè)O(shè)計(jì)制造這個(gè)自動(dòng)變速器拆裝翻轉(zhuǎn)架架就是為了方便同 學(xué)們拆裝自動(dòng)變速器，對(duì)自動(dòng)變速器的內(nèi)部構(gòu)造有一個(gè)更加感性直觀的認(rèn)識(shí)，有助于更 深入地學(xué)習(xí)理論知識(shí)。

11、自動(dòng)變速器拆裝翻轉(zhuǎn)架是進(jìn)行拆裝自動(dòng)變速器實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)設(shè)備。我們將要設(shè)計(jì)的拆裝翻轉(zhuǎn)架是可移動(dòng)式的，其特點(diǎn)是：操作方便安全，整個(gè)試驗(yàn)操 作直觀明了，易于操作者進(jìn)行操作，提高操作者感性認(rèn)識(shí)。本試驗(yàn)機(jī)架具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)， 操作方便，制作成本低廉，實(shí)用等特點(diǎn)，適用于教學(xué)。本課題制作除了著重介紹自動(dòng)變速器拆裝翻轉(zhuǎn)架子、及其連接件的選擇安裝、架子 受力最大梁的強(qiáng)度校核外，同時(shí)還簡單介紹了整個(gè)機(jī)架的協(xié)調(diào)布置，還有對(duì)自動(dòng)變速器 拆裝架保養(yǎng)修復(fù)的一些內(nèi)容。最后對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)拆裝架總結(jié)了使用說明在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)與同組同學(xué)的共同努力下，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)順利完成。同時(shí)，關(guān)雙 城等老師也給了我們很大的幫助，在此致以衷心的謝意！最后，期

12、望老師對(duì)說明書中誤漏之處予以批評(píng)指正。1.2 拆裝翻轉(zhuǎn)架的組成拆裝翻轉(zhuǎn)架主要由底座、升降機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三大部分組成。其組成及相互關(guān)系如下圖：圖 1-11.2 拆裝翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)要求本課題將要完成的主要任務(wù)如下 :(1) 拆裝翻轉(zhuǎn)架為專用輔助工具，因此相對(duì)于通用輔助工具來說，它的適用面相對(duì)較 窄。(2) 選取拆裝翻轉(zhuǎn)架的座標(biāo)型式和自由度。(3) 設(shè)計(jì)出拆裝翻轉(zhuǎn)架的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 包括 :底座轉(zhuǎn)向輪， 制動(dòng)輪的設(shè)計(jì)。 為了使通用 性變強(qiáng)，底座設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向輪結(jié)構(gòu)，不僅可以應(yīng)用于拆裝汽車大型發(fā)動(dòng)機(jī)，在工業(yè)需要的時(shí) 候還可以用做其他重型機(jī)構(gòu)的搬移。(4) 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本課題將設(shè)計(jì)出拆裝翻轉(zhuǎn)架的升降機(jī)構(gòu)， 包

13、括螺旋元件的選取， 傳動(dòng)齒輪的的設(shè)計(jì)， 并繪出升降原理圖。(5) 拆裝翻轉(zhuǎn)架的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本拆裝翻轉(zhuǎn)架擬采用蝸輪蝸桿進(jìn)行控制旋轉(zhuǎn)角度，本課題將要選取蝸輪蝸桿型號(hào)， 可使拆裝翻轉(zhuǎn)架實(shí)現(xiàn)任意角度的調(diào)整！1.3 課題工作要求技術(shù)要求 設(shè)計(jì)拆裝翻轉(zhuǎn)架，要求能夠進(jìn)行三自由度運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)臺(tái)升降和整體位移)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、簡單、緊湊，動(dòng)作要靈活，能夠應(yīng)用于搬運(yùn)與裝配作業(yè)拆裝翻轉(zhuǎn)架可承受的發(fā)動(dòng)機(jī)的重量為 25kg。第 2 章 機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)本文的重要任務(wù)是完成拆裝翻轉(zhuǎn)架的設(shè)計(jì)，本章內(nèi)容是圍繞拆裝翻轉(zhuǎn)架機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)任 務(wù)來展開，介紹拆裝翻轉(zhuǎn)架執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路。2.1 基本技術(shù)參數(shù)確定表示基本技術(shù)參數(shù)主要

14、有自由度、坐標(biāo)形式的選擇、2.1.1 自由度自由度是指拆裝翻轉(zhuǎn)架所具有的獨(dú)立坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)目，但是一般不包括手部（末 端操作器）的開合自由度。自由度表示了拆裝翻轉(zhuǎn)架靈活的尺度，在三維空間中描述一 個(gè)物體的位置和姿態(tài)需要六個(gè)自由度。拆裝翻轉(zhuǎn)架的自由度越多，越接近人手的動(dòng)作機(jī)能，其通用性就越好，但是結(jié)構(gòu)也 越復(fù)雜，自由度的增加也意味著拆裝翻轉(zhuǎn)架整體重量的增加。輕型化與靈活性和抓取能 力是一對(duì)矛盾，此外還要考慮到由此帶來的整體結(jié)構(gòu)剛性的降低，在靈活性和輕量化 之間必須做出選擇。 工業(yè)拆裝翻轉(zhuǎn)架基于對(duì)定位精度和重復(fù)定位精度以及結(jié)構(gòu)剛性的考 慮，往往體積龐大，負(fù)荷能力與其自重相比往往非常小。一般通用拆裝

15、翻轉(zhuǎn)架有56個(gè)自由度即可滿足使用要求（其中臂部有 3個(gè)自由度，腕部和行走裝置有23個(gè)自由 度），專用拆裝翻轉(zhuǎn)架有 12個(gè)自由度即可滿足使用要求。此次拆裝翻轉(zhuǎn)架設(shè)計(jì)要求的 工作方向?yàn)閮蓚€(gè)直線方向和一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向。在控制器的作用下，它執(zhí)行將工件從一條流 水線拿到另一條流水線這一簡單的動(dòng)作。在滿足前提條件上盡量使結(jié)構(gòu)簡單，所以我們 這次選擇三自由度拆裝翻轉(zhuǎn)架。2.1.2 坐標(biāo)形式的選擇拆裝翻轉(zhuǎn)架的坐標(biāo)形式主要可分為：直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)坐 標(biāo)型另外還有比較復(fù)雜的 SCARA 型和并聯(lián)型。1直角坐標(biāo)型拆裝翻轉(zhuǎn)架：這類拆裝翻轉(zhuǎn)架就是如圖2-1（a）得直移型，其手部空間位置的改變通過沿三個(gè)

16、互相垂直軸線的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，該形式拆裝翻轉(zhuǎn)架具有位置精度高， 控制無耦合、簡單，壁障性好等特點(diǎn)。但結(jié)構(gòu)較龐大，動(dòng)作范圍小，靈活性差，且移動(dòng) 軸的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大。而且需架空線路。2圓柱坐標(biāo)型拆裝翻轉(zhuǎn)架：這種拆裝翻轉(zhuǎn)架如圖2-1 (b)的回轉(zhuǎn)型拆裝翻轉(zhuǎn)架，通過兩個(gè)移動(dòng)和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手部空間位置的改變，手臂的運(yùn)動(dòng)系由垂直立柱平面內(nèi)的伸縮和沿立柱的升降兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)及手臂繞立柱的轉(zhuǎn)動(dòng)復(fù)合而成。這種拆裝翻轉(zhuǎn)架，占地 面積小而活動(dòng)范圍較大，結(jié)構(gòu)亦較簡單，并能達(dá)到較高的定位精度，因而應(yīng)用范圍較廣 泛。機(jī)身采用立柱式，拆裝翻轉(zhuǎn)架側(cè)面行走，順利完成上料、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等功能。但是 結(jié)構(gòu)也比較龐大，兩個(gè)移動(dòng)軸的設(shè)計(jì)

17、較為復(fù)雜。3球坐標(biāo)型拆裝翻轉(zhuǎn)架： 這類拆裝翻轉(zhuǎn)架如圖2-1( c)的俯仰型拆裝翻轉(zhuǎn)架，其手 臂沿X方向伸縮，繞丫軸俯仰和繞Z軸回轉(zhuǎn)。這類拆裝翻轉(zhuǎn)架具有占地面積小、結(jié)構(gòu) 緊湊、重量較輕、位置精度尚可等特點(diǎn)，能與其他拆裝翻轉(zhuǎn)架協(xié)調(diào)工作，但避障性差， 存在著平衡冋題，位置誤差與臂長有關(guān)。4關(guān)節(jié)坐標(biāo)型拆裝翻轉(zhuǎn)架：如圖 2-1 (d)的屈伸型拆裝翻轉(zhuǎn)架，主要由立柱、前臂 和后臂組成。拆裝翻轉(zhuǎn)架的運(yùn)動(dòng)由前、后臂的俯仰及立柱的回轉(zhuǎn)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)最緊湊， 靈活性大，占地面積最小，工作空間最大，能與其他拆裝翻轉(zhuǎn)架協(xié)調(diào)工作，避障性好，但是位置精度較低，存在平衡以及控制耦合的問題，故比較復(fù)雜c b ) W) M *1

18、9圖2- 1拆裝翻轉(zhuǎn)架的坐標(biāo)形式本次設(shè)計(jì)的三自由度拆裝翻轉(zhuǎn)架主要用來運(yùn)輸流水線的零件，這就要求拆裝翻轉(zhuǎn)架結(jié)構(gòu)簡單緊湊，定位精度較高，占地面積小。根據(jù)上面4種坐標(biāo)形式，我選擇了圓柱坐標(biāo)形式，這種形式比較符合這次設(shè)計(jì)的需要。圖 2-2是拆裝翻轉(zhuǎn)架搬運(yùn)物品示意圖。圖中拆裝翻轉(zhuǎn)架的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運(yùn)到傳送帶B2.1.3 規(guī)格參數(shù)用途：手動(dòng)變速器拆裝重量：25 kg自由度： 3個(gè)自由度坐標(biāo)形式：坐標(biāo)形式2.1.4 有效負(fù)載有效負(fù)載是指拆裝翻轉(zhuǎn)架操作臂在工作時(shí)臂端可能搬運(yùn)的物體重量或所能承受的 力或力矩，它表示了拆裝翻轉(zhuǎn)架的負(fù)載能力。拆裝翻轉(zhuǎn)架的載荷不僅僅取決于負(fù)載的質(zhì) 量，還與拆裝翻轉(zhuǎn)架運(yùn)動(dòng)的

19、速度和加速度的大小及方向有關(guān)。為了安全起見，有效負(fù)載 是指運(yùn)行時(shí)的有效負(fù)載。2.2 運(yùn)動(dòng)方式根據(jù)主要的運(yùn)動(dòng)參數(shù)選擇運(yùn)動(dòng)形式是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。常見的拆裝翻轉(zhuǎn)架的運(yùn)動(dòng)形 式有五種:直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、極坐標(biāo)型、關(guān)節(jié)型和 SCARA 型。同一種運(yùn)動(dòng)形式 為適應(yīng)不同生產(chǎn)工藝的需要，可采用不同的結(jié)構(gòu)。具體選用哪種形式，必須根據(jù)作業(yè)要 求、工作現(xiàn)場、 位置以及搬運(yùn)前后工件中心線方向的變化等情況， 分析比較并擇優(yōu)選取。考慮到拆裝翻轉(zhuǎn)架的作業(yè)特點(diǎn)，即要求其動(dòng)作靈活、有較大的工作空間、且要求結(jié) 構(gòu)緊湊、占用空間小等特點(diǎn)，故選用關(guān)節(jié)型拆裝翻轉(zhuǎn)架。這類拆裝翻轉(zhuǎn)架一般由 2 個(gè)肩 關(guān)節(jié)和 1 個(gè)肘關(guān)節(jié)進(jìn)行定位，由

20、 2 個(gè)或 3 個(gè)腕關(guān)節(jié)進(jìn)行定向。其中，一個(gè)肩關(guān)節(jié)繞鉛直 軸旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)肩關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)俯仰。這兩個(gè)肩關(guān)節(jié)軸線正交。肘關(guān)節(jié)平行于第二個(gè)肩關(guān)節(jié) 軸線，如圖所示。這種構(gòu)形動(dòng)作靈活、工作空間大、在作業(yè)時(shí)空間內(nèi)手臂的干涉最小、 結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、關(guān)節(jié)上相對(duì)運(yùn)動(dòng)部位容易密封防塵。但是這類拆裝翻轉(zhuǎn)架運(yùn)動(dòng) 學(xué)比較復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)學(xué)的反解比較困難 ;確定末端桿件的姿態(tài)不夠直觀，且在進(jìn)行控制時(shí)， 計(jì)算量比較大。運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)：旋轉(zhuǎn)工件采用手動(dòng)搖動(dòng)蝸桿，蝸桿帶動(dòng)蝸輪帶動(dòng)支架旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)手動(dòng)變 速器拆裝翻轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)。上下采用大小齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)一副螺紋傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上升或下降第3章蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1選擇蝸桿、蝸輪材料1選擇蝸桿傳動(dòng)的

21、類型米用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動(dòng).2. 選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力考慮蝸桿傳動(dòng)中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表5- 2,蝸桿選用40Cr,因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì)HB265”285. 蝸輪選用鑄錫磷青銅 ZQSn10-1,金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷 青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100制造由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表5-3查得蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力h =190 N / mm2由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表5-5查得蝸輪材料的許用彎曲應(yīng)力F=44 N / mm23.2確定蝸桿頭數(shù)乙及蝸輪齒數(shù)J由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表5- 6，選取乙=1則乙=乙 i =

22、 1X 50= 50故取乙=503.3傳動(dòng)比實(shí)際傳動(dòng)比i = 50/13.4確定蝸桿蝸輪中心距a1. 確定蝸桿的計(jì)算功率Pci估算功率，由于載重25kg,P=GV=1.5KW以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率 Pci所對(duì)應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2 5- 22a,選取蝸桿的中心距：a= 100mm. a 二100mm由于準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿為新型得蝸桿，它的優(yōu)點(diǎn)是：接觸面大,導(dǎo)程角 它的值穩(wěn)定且 一定,則潤滑好,接觸面大應(yīng)直接根據(jù)“原始型”傳動(dòng)蝸桿設(shè)計(jì)參數(shù)。3.5蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算表1. 中心距：由機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)

23、設(shè)計(jì)卷（第二版）標(biāo)準(zhǔn)選取a=100mm2. 齒數(shù)比：u=召=50Z3. 蝸輪齒數(shù)：由機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）選取z2504. 蝸桿頭數(shù)：由機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）選取z115. 蝸桿齒頂圓直徑：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.5 - 16選取 da1 =45mm6. 蝸輪輪緣寬度：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.5 - 16選取 b2 =28mm7. 蝸輪齒距角：二360 7.2Z28. 蝸桿包容蝸輪齒數(shù)：K=互=5109.蝸輪齒寬包角之半:=0.5(K- 0.45 ) =16.3811.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23

24、.24.25.26.表 2.5 - 1610.蝸桿齒寬：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）選取 bi =53mm蝸桿螺紋部分長度：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.516,選取 L =59mm蝸桿齒頂圓弧半徑：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.516,選取 Ra1=82mm成形圓半徑：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.5 - 16選取 db =65mm蝸桿齒頂圓最大直徑：機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷（第二版）表2.5 16,選取 de1=53.8mm蝸輪端面模數(shù)：叫二2a da* =但 3.18mmZ2 2ha 48.6徑向間隙：C 0.16mt =0.5104mm齒頂高：ha

25、=0.75 m t =2.233mm齒根高：hf = h a + C=2.7434mm全齒高：h= h a + h f =4.9764mm蝸桿分度圓直徑：d1 =( 0.624 + 2.02 ) a0.875 = 40.534mmi蝸輪分度圓直徑：d2 = 2a d1 = 159.466mm蝸輪齒根圓直徑：d f2 = d2 2 h f =153.9792mm蝸桿齒根圓直徑：d f 1 d1 2 h f =35.05 ,判斷：因?yàn)閐f10.875a=28.12m m滿足要求2蝸輪喉圓直徑：da2 = d2 + 2 h a=163.932mm蝸輪齒根圓弧半徑：Rf1 a 0.5df1 =82.4

26、75mm蝸桿螺紋包角之半:arcta n0.5La 0.5de129 5-= arcta n 292 =21.97773.127.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37.38.39.40.41.蝸輪喉母圓半徑:a 0.5da2 cosg2 -cos= 100 0.5 163.93 0.92730.9273=25.88mm蝸輪外緣直徑：由作圖可得 de2=164.95mm蝸桿分度圓導(dǎo)程角：m = arcta n(電)ud!d2=arctan()4.50ud!蝸桿平均導(dǎo)程角：w = arcta n( d2 ) 4.09K ud,、i i,d$分度圓壓力角：arc sin(=24

27、d2蝸桿外徑處肩帶寬度：mt 3.189取3mm蝸桿螺紋兩端連接處直徑：DiT Dfi =35mm蝸輪分度圓齒厚：S2 0.55 Pd2Z23.14 159.4655010.014數(shù)據(jù)帶入公式得 S2 5.508mm齒側(cè)隙：查表4-2-6得jn 0.208 蝸桿分度圓齒厚：S1 F2 S2 j =4.2984 蝸桿分度圓法向齒厚：Sn1 S| cosrm =4.285蝸輪分度圓法向齒厚：Sn2 S2 cosrm=5.49蝸輪齒冠圓弧半徑：農(nóng)2 0.55df =19.2775蝸桿測(cè)量齒頂高：ha1 ha 0.5d2 1 cosarcs in§ d2=2.2035蝸桿測(cè)量齒頂高：ha2

28、ha 0.5d2 1 cosarcs in' d2=2.1853.6環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算環(huán)面蝸桿傳動(dòng)承載能力主要受蝸桿齒面膠合和蝸輪齒根剪切強(qiáng)度的限制。因而若許用傳動(dòng)功率確定中心距，則然后校核蝸輪齒根剪切強(qiáng)度。由于軸承變形增 加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集中在 2-3個(gè)齒上。而且，由于蝸輪輪 齒的變形，造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使合力作用點(diǎn)向齒根方向偏移。因而，蝸輪斷齒主要由于齒根剪切強(qiáng)度不足造成的校核：Fc z'Afkp其中Fc作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載何；z'蝸輪包容齒數(shù)Af 蝸桿與蝸輪嚙合齒間載荷分配系數(shù)；kp蝸輪齒根受剪面積公式中各參數(shù)

29、的計(jì)算F2 tan (rm1. Fc的計(jì)算2')F2 作用在蝸輪輪齒上的圓周力，2d2rm蝸桿喉部螺旋升角，4.5P'當(dāng)量齒厚，滑動(dòng)速度Vsd1n119100cos rm=40.5 94019100 cos4.498，=2.01m/s根據(jù)滑動(dòng)速度Vs查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)3-3-9得'2'58'將數(shù)據(jù)帶入公式得Fc 6.18 103,1 tan2(4.52.58 )= 6.2275 103N2. 計(jì)算得z'= 53. 蝸輪齒根受剪面積AfSf 2cosrmSf2蝸輪齒根圓齒厚；PxSf2cosrm 2hf2ta n(a02)2由上可知巳 蝸輪端面周節(jié)；P

30、x 10.01ao蝸輪理論半包角；24、蝸輪分度圓齒厚所對(duì)中心角7.23.6數(shù)據(jù)帶入公式得10.01Sf2cos4.522 2.7434 tan(243.6 )=7.03mm由上可得Af7.0328cos4.52197.45mm312.616MPa6.2275 105 0.5 197.45對(duì)于錫青銅齒圈取0.5 b查手冊(cè)取鑄錫磷青銅，砂模鑄造，抗拉強(qiáng)度b=225MPa0.5b 112.5MPa，3.7軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸桿軸的設(shè)計(jì)1. 軸的材料選擇由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表 6- 1選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。2. 最小軸徑的初步計(jì)算由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表 6-2,取 A = 105,根據(jù) 公式dmin A0 膚

31、、1 mm其中n1軸的轉(zhuǎn)速，940r/minP 軸傳遞的功率，1.47kwdmin計(jì)算截面處的軸的直徑， mm將數(shù)據(jù)代入公式得=12.2mm輸出軸的最小直徑是按照聯(lián)軸器處軸的直徑 d12，為了使所選的軸的直徑 di n 與聯(lián)軸器的孔徑相適.蝸輪軸的設(shè)計(jì)1. 軸的材料選擇由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表 6- 1選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì) b=650Nmm22. 軸徑的初步計(jì)算由機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)表 6- 2,取A= 112,根據(jù)公式dmin Ao，其中 n2軸的轉(zhuǎn)速，18.8r/mi nF2 軸傳遞的功率，0.97kwmmdmin 計(jì)算截面處的軸的直徑， 將數(shù)據(jù)代入公式得dminA03'：112 3：8；

32、41.7mm3.8滾動(dòng)軸承的選擇及校核蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核1 軸承的徑向載荷的計(jì)算F rA,Fnh12F NV1.368.335" 2016.38"F rB2NH 22049.75N2NV2.368.335 735.08：822.2N2 派生軸向力的計(jì)算查手冊(cè)得，圓錐滾子軸承30207型的a =14o02, 10，e 1.5tg0.375查表 d=35mm 時(shí)，e=0.37, y=1.6;Fd1F rA2 1.62049.752 1.6640.55NFd2FrB2 1.6822.22 1.6256.94 NFd1Fae 640.55 6179.88 6820.43Fd

33、：所以，軸承2受壓則：Fai Fdi 640.55NFa2 Fae Fdi6179.88 640.55 6820.43N3 求當(dāng)量動(dòng)載荷FrA640.552049.750.3125 e電咤8.295 eFrB822.2所以，對(duì)于軸承1x=1, y=0R FrA 2049.75N對(duì)于軸承2x=0.4, y=1.6巳 0.4 FrB 1.6Fa20.4 822.2 1.6 6820.4311241.568N4 校核軸承的壽命查手冊(cè)得 c=51.5KN£ =10/3 n=940r/minL106h60討R)6310(51.5 10 )10/360 940 (11241.568)2831h故

34、此軸承的壽命滿足要求蝸輪軸上軸承的校核1 求徑向載荷FrA, FNH 1F 2NV1.2634.92673.55N452.472FrB, FNH 2F 2NV2、3544.9222298.994225.12N2 計(jì)算派生軸向力查手冊(cè)得，圓錐滾子軸承30212型的e 1.5tg15 06 34e 1.5tg,y=1.5故FrA2673.55Fd1891.18N2y2 1.5FrB4225.12Fd21408.37N2y2 1.5Fdi Fae 891.18 736.67 1627.85N Fd2則：軸承2受壓所以，F(xiàn)a1 Fd1 891.18NFa2 1627.85N3 求當(dāng)量動(dòng)載荷Fa1891

35、.180.33 eF rA2673.55Fa21627.85-0.4 eFrB4225.12所以，對(duì)于軸承1: x=1 , y=0對(duì)于軸承2: x=1 , y=0P FrA 2673.55NF2 FrB 4225.12N4 校核軸承的壽命查手冊(cè) c=97.8KN , £ =10/3 , n=18.8r/min106| C60n"p6310(97.8 10 嚴(yán)60 18.8 ( 4225.12 )31334559h故此軸承壽命滿足要求。第4章螺紋聯(lián)接設(shè)計(jì)螺栓聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算的目的，主要是根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)形式、材料性質(zhì)和載荷狀態(tài)等條 件，分析螺栓的受力和失效形式，然后按相應(yīng)的計(jì)算準(zhǔn)則

36、計(jì)算螺紋小徑 d1,再按照標(biāo)準(zhǔn) 選定螺紋公稱直徑d和螺距P等。螺栓其余部分尺寸及螺母、墊圈等，一般都可根據(jù)公 稱直徑d直接從標(biāo)準(zhǔn)中選定，因?yàn)橹贫?biāo)準(zhǔn)時(shí)，已經(jīng)考慮了螺栓、螺母的各部分及墊圈 的等強(qiáng)度和制造、裝配等要求。螺旋傳動(dòng)由螺桿、螺母和機(jī)架組成，主要用于把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，同時(shí)傳遞 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。其應(yīng)用廣泛，如螺旋千斤頂、螺旋絲杠、螺旋壓力機(jī)等。4.1螺旋傳動(dòng)的類型與特點(diǎn)根據(jù)用途，螺旋傳動(dòng)可分為三種類型:（1）傳力螺旋 以傳遞動(dòng)力為主，要求用較小的力矩轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿（或螺母）而使螺母（或 螺桿）產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)和較大的軸向力，這個(gè)力可以用來完成起重和加壓等工作，如螺旋 千斤頂和螺旋壓力機(jī)等。（2 ）

37、傳導(dǎo)螺旋 以傳遞運(yùn)動(dòng)為主，并要求有較高的運(yùn)動(dòng)精度，速度較高且能較長時(shí)間 連續(xù)工作，如機(jī)床進(jìn)的給螺旋機(jī)構(gòu)。（3 ）調(diào)整螺旋 用于調(diào)整并固定零、部件之間的相互位置，如機(jī)床卡盤，壓力機(jī)的調(diào) 整螺旋。調(diào)整螺旋不經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)螺旋副的摩擦情況，可分為滑動(dòng)螺旋、滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋?；瑒?dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡 單、加工方便、易于自鎖，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無噪聲，所以應(yīng)用最廣。它的缺點(diǎn)是工作時(shí)滑動(dòng)摩 擦阻力大，傳動(dòng)效率低（一般為 30%- 40%,螺紋表面磨損快，傳動(dòng)精度低，低速時(shí)有 爬行現(xiàn)象。滾動(dòng)螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小， 傳動(dòng)效率高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造困難， 成本高，加工不方便，只有在高精度、高效率的機(jī)械中才宜采用。本節(jié)主要介

38、紹滑動(dòng)螺 旋。4.2滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇螺桿、螺母的材料螺桿采用45#調(diào)制鋼，由參考文獻(xiàn)2表10.2查得抗拉強(qiáng)度b 600 MPa，s 355 MPa。螺母材料用鋁黃銅ZCu25AI6Fe3Mn3。2. 耐磨性計(jì)算螺桿選用45#鋼，螺母選用鑄造鋁黃銅ZCu25Al6Fe3Mn3，由參考文獻(xiàn)1表5.8查得p=1825MPa從表5.8的注釋中可以查得，人力驅(qū)動(dòng)時(shí)p值可以加大20%貝Up=21.630MPa取p25 MPa。d2按耐磨性條件設(shè)計(jì)螺紋中徑d2，選用梯形螺紋，則(1)由參考文獻(xiàn)1查得，對(duì)于整體式螺母系數(shù)W =1.2 2.5d2 0巴爲(wèi)0.8 30000. 2 25mm19.6

39、mm式中：Fq軸向載荷，N;d2螺紋中徑，mmp許用壓強(qiáng)，MPa 查參考文獻(xiàn)2表11.5取公稱直徑d 28mm螺距P 3mm中徑d2 26.5 mm小徑 d3 24.5 mm 內(nèi)螺紋大徑 D4 28.5 mm。3. 螺桿強(qiáng)度校核螺桿危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度條件為e3216T1da式中：Fq軸向載荷，N;d3螺紋小徑，mmT螺紋副摩擦力矩，Nmm ；螺桿材料的許用應(yīng)力，MPade'）煮2np1 3,arcta narctan1.7933 ；d230.5其中螺紋副摩擦力矩T1 Fq tan（式中：Fq軸向載荷，N；螺紋升角，螺紋副當(dāng)量摩擦角，度;d2螺紋中徑， mm查參考文獻(xiàn)1表5.10得鋼對(duì)青銅的

40、當(dāng)量摩擦因數(shù)f ' 0.08 0.10，螺紋副當(dāng)量摩擦角'arcta nf' arcta n0.08arcta n0.104.5739 5.7106，取 '5.710& （由表 5.10 的注釋知，大值用于啟動(dòng)時(shí)，人力驅(qū)動(dòng)屬于間歇式，故應(yīng)取用大值）。把數(shù)據(jù)代入（3）式中,30000 芳tan(2.06375.1427 )50261N把數(shù)據(jù)代入（2）式中，得(420000)23(165026224.5324.5370.4MPa由參考文獻(xiàn)1表5.9可以查得螺桿材料的許用應(yīng)力S35(4)其中s 355 MPa，貝U71118 MPa取80 MPa顯然，e ，螺

41、桿滿足強(qiáng)度條件。4.螺母螺牙是我強(qiáng)度校核螺母螺紋牙根部的剪切強(qiáng)度條件為FqZ Dqb(5)式中：Fq軸向載荷，N；D4螺母螺紋大徑，mmZ螺紋旋合圈數(shù)，取Z 10 ；b螺紋牙根部厚度，梯形螺紋 b 0.65 p 0.65 3 mm螺母材料的許用切應(yīng)力。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得30000MPa 17.2MPa1028.5 19.5查參考文獻(xiàn)1表5.9螺母材料的許用切應(yīng)力3040 MPa，顯然螺紋牙根部的彎曲強(qiáng)度條件為1.95 mm ;3FqIDqZb2bo(6)式中：Fq軸向載荷，N;,D4 d228.5 26.5,l mm 1mml彎曲力臂，22D4螺母螺紋大徑，mmZ螺紋旋合圈數(shù)，取Z 10 ;b螺紋

42、牙根部厚度，mmb螺母材料的許用彎曲應(yīng)力。數(shù)據(jù)代入式（6）得b 3 3°°°° 1 2 MPa 26.435MPa 1028.5 1.95查參考文獻(xiàn)1表5.9螺母材料的許用切應(yīng)力b 40 60 MPa顯然b b，即滿足螺紋牙的強(qiáng)度條件。5. 自鎖條件因螺紋升角2.0637，螺紋副當(dāng)量摩擦角'5.1427所以滿足自鎖條件。6. 螺母外徑及凸緣設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)公式知，螺紋外徑 D21.5d1.5 2mm 42mm螺紋凸緣外徑 D3 1.4D21.4 42mm 58.8mm,取 D3 60mm。第5章機(jī)架的設(shè)計(jì)5.1機(jī)架的基本尺寸的確定機(jī)架是支撐及其自動(dòng)變速

43、器所有附件的可移動(dòng)機(jī)構(gòu)。要保證拆裝自動(dòng)變速器方便、安全；重量要輕，便于移動(dòng)；架子要有足夠的空間安裝。而且自動(dòng)變速器每個(gè)總成之間 要考慮它們之間的協(xié)調(diào)關(guān)系?？紤]到這些方面的因素后要確定的一些自動(dòng)變速器尺寸根 據(jù)這些數(shù)據(jù)，大概確定架子的長高。這樣架子的地面的結(jié)構(gòu)就確定了。支撐自動(dòng)變速器 的部件是支撐板，支撐板固定在支承軸上，支承軸安裝在機(jī)架上。為了使機(jī)架能夠方便移動(dòng)，須在架子上裝輪子，因此在架子的4個(gè)側(cè)面通過螺栓各連接兩個(gè)輪子，使得架子和輪子連接牢固。靠近轉(zhuǎn)盤這端安裝有鎖止裝置，使得架子在 任何位置都能停止固定5.2架子材料的選擇確定架子的結(jié)構(gòu)確定后，就需要準(zhǔn)備材料，買材料時(shí)要考慮鋼材的性能，同時(shí)也要考慮成本，再者還要考慮到其美觀，通過到市場調(diào)查分析后，臺(tái)架選用60 mmX 60 mm的方鋼和50 X 50的角鋼組合制作。其規(guī)格如表一所示。受力比較小的底架就用50伽的角鋼制作，其他的受力大的轉(zhuǎn)架就用60伽的方鋼制 作。在轉(zhuǎn)架與支撐板的固定處需要用軸連接。表一鋼材的尺寸規(guī)格60 mX 60 m50 mX 50 m橫截面圖1長度500 m567 m材料Q235Q2355.3主要梁的強(qiáng)度校核自