180單缸柴油機220V電起動裝置設計

1、PAGE PAGE 27 180單缸柴油機220V電起動裝置設計 摘 要在我國單缸柴油機是最基本的農(nóng)業(yè)動力，擁有量最大。但由于技術狀態(tài)等原因特別是冬天，每天第一次起動很困難，勞動強度大，用明火烤機時危險性更大。本設計思路是用壓縮行程提高發(fā)動機溫度，以便容易起動，減輕機件磨損。在實際生產(chǎn)中，對于起動裝置的完成。根據(jù)生產(chǎn)對象的技術要求，結合工廠的實際情況，從可能有的多種方案中選擇一個最佳方案，用文字及圖表的形式表達出來，作為指導生產(chǎn)的技術文件，就形式而言，起動裝置是一種技術型設備，就內(nèi)容而言，它記載的是一個起動過程。設計說明書主要介紹了與180單缸柴油機相配套使用的電起動裝置 ，介紹了該裝置的材料

2、，工作條件，基本構造，工作原理，主要技術參數(shù)等由于生產(chǎn)不斷發(fā)展，人們的認識也不斷發(fā)展，隨著新機械，新技術的不斷產(chǎn)生及人們對產(chǎn)品質(zhì)量，數(shù)量要求的變化，現(xiàn)行機械也必須及時修改。但這種修改必須由有關部門有步驟地進行。起動裝置對生產(chǎn)起著指導作用、促進作用，使我們近幾年要繼續(xù)改進和生產(chǎn)的部分。關鍵詞：180柴油機，起動過程，電起動裝置需要全套圖紙資料聯(lián)系，QQ：1047713170Abstractpalliative is good ,raising to rise the force big ,operation convenience , the applicability is strong an

3、d is an ideal a This machine with load, from the column for corpus ,from hydraulic pressure system driver hydraulic pressure urn, the urn of hydraulic pressure realizes the top and bottom exercises.Several different methods can finish machining some certain producing objects in practical production

4、in general. This design instruction booklet mainly introduced forms a complete setthe use electricity starter with the 180 simplex diesel engine,introduced this equipment material, the working condition, fundamentalconstruction, principle of work, main technical parameter and so on.According to tech

5、nological requirement of producing objects and factoris practical situations,we can choose one best method from the possible methods.then we must describe it with words and graphics,which is used as one kind of technological file must be obeyed by our factory(or factory rooms)manufactural members So

6、 the guiding file is called technics regulations.As for the shapes,Technics regulations is a guiding file,however,as for the contents,it Records the course of technics regulation.Key words: 180 simplex diesel engine， technics regulations the course of technics regulation 目 錄引言1緒論 21.1 180單缸柴油機220V電起

7、動裝置的設計目的 21.2設計依據(jù)及結構形式 21.3電器系統(tǒng)技術要求31.4使用要求及說明3確定電動機的功率和型號42.1 計算 42.2 計算電動機功率52.3 傳動比的計算與分配5第三章 齒輪的設計計算53.1 按齒面接觸強度設計53.2 計算63.3 按齒輪齒根彎曲強度設計7第四章 齒輪的初步確定84.1 齒輪參數(shù)的計算84.1 齒輪具體幾何尺寸8第五章 軸的設計135.1 起動機原理結構受力分析135.2 初步確定軸的最小直徑145.3 軸的結構設計145.4 軸的材料及軸的校145.5 精確校核軸的疲勞強度145.6 鍵的類型選擇155.7 尺寸選擇165.8 軸承的材料與選擇16

8、第五章 箱體的設計185.1 箱體類型185.2 箱體的材料185.3 箱體的結構尺寸設計18結 論19參 考 文 獻20謝 辭21引 言畢業(yè)設計是我們完成了大學的全部課程之后進行的一次綜合訓練，是培養(yǎng)學生的一個實踐性教學環(huán)節(jié)。目的是鞏固復習以前學過的各種知識，把理論和實踐相結合，是我們進入社會前的最后一次鍛煉。因此我們要端正學習思想，在教師的指導下獨立完成這次畢業(yè)設計，要本著自尊自立自強的原則，充分發(fā)揮自己所學，爭取把這次設計搞好。畢業(yè)設計的目的在于培養(yǎng)學生的綜合運用所學的各種基礎知識的能力，是在完成以前課程設計的基礎上，去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般技術問題，培養(yǎng)提高學生獨立設計方案設計、

9、計算、制圖、編寫設計文件和正確使用設計資料、標準手冊等工具書的工作能力，通過畢業(yè)設計培養(yǎng)學生嚴肅認真，一絲不茍和實事求是的工作態(tài)度，設計中認真向指導教師學習，已掌握更多的知識，在此設計中我的指導老師孫老師給了我很大的幫助，在他的耐心指導下我解決了技術上的許多問題，在此我想向我的指導老師和所有教過我的老師表示衷心的感謝，并祝各位老師工作順利，萬事如意。由于本人水平有限，經(jīng)驗少，所以在設計中存在許多不足之處，希望各位老師給與指導。第一章 緒 論1.1 180單缸柴油機220V電起動裝置的設計目的及設計條件說明本次設計的目的是180單缸柴油機的冷起動特別是解決冬天的起動困難條件：180單缸8馬力柴油

10、機的冷起動時，搖把臂長155毫米，力最大不得超過300N。電源為單相220V電壓達到的設計效果：單機重量輕，價格便宜，使用方便。技術參數(shù)：與180柴油機配套以220V單相交流電為動力用行星齒輪是減速機構設起動后自動脫離聯(lián)接裝置該機應能單手操作設置雙保險開關1.2 設計依據(jù)及結構形式本設計前提是依據(jù)8馬力柴油機的冷起動。在我國單缸柴油機是最基本的農(nóng)業(yè)動力，擁有量最大。但由于技術狀態(tài)等原因，特別是冬天，每天第一次起動困難，勞動強度大，用明火烤機時危險性更大。本設計思路是用壓縮行程提高發(fā)動機溫度，以便容易起動，減輕機件磨損。著重解決8馬力單杠柴油機的冷起動困難問題，達到節(jié)省人力的目的。設計采用NW型

11、行星齒輪結構，（根據(jù)工作條件和使用價值采用一個行星輪），行星齒輪具有體積小，重量輕和承載能力大，效率高（在某些情況下）傳動比大，效率高和工作平穩(wěn)等特點。NW型行星齒輪減速器標準（JB1799-76）并以成批生產(chǎn)，這種減速器與圓柱齒輪減速器比較體積可以減少1/21/41.3 電器系統(tǒng)技術要求1、 機體安裝導線力求避免外露、磨損。手動開關和安全開關可以根據(jù)市場條件和生產(chǎn)條件及廠家自己確定.2、 安全開關和手動開關工作原理是：當起動機起動爪在正確位置時，安全開關接通，然后接通手動開關，起動機可以開始工作，否則起起動機不工作,這樣能起到一個安全保護作用1.4 使用要求及說明1、 使用本品之前要檢查潤滑

12、油情況，以及齒輪嚙合情況，箱內(nèi)潤滑油應高于齒圈10毫米。2、 根據(jù)起動爪和固定套的定位條件，柴油機起動軸端上方的殼體安裝一個銷釘，以便起動機的固定套能固定在柴油機上。3、起起動機的使用方法：用插頭接通220V電源，提起起動機利用固定套和柴油機上的圓柱銷釘把起動機固定在柴油機起動軸輸入端，然后一只手穩(wěn)定住起動機，另一只手打開柴油機的減壓手柄，再打開起動機電源系統(tǒng)手動開關，使柴油機正常起動。當柴油機起動后，關閉手動開關，由于柴油機轉(zhuǎn)速高，起動抓會被迫收回固定套，最后逆時針方向轉(zhuǎn)動，切斷電源。第二章 確定電動機的功率和型號2.1計算8馬力單缸柴油機起動時扭矩，經(jīng)實驗測得搖把臂長155mm 起動力為3

13、09.8=392N故 起動扭矩為 N.M 查1得知單缸柴油機起動著時，飛輪或曲軸轉(zhuǎn)速不得超過100300r/min，單缸柴油機曲軸轉(zhuǎn)速和起動轉(zhuǎn)速比為2：1，即起動軸轉(zhuǎn)速為50150r/min。該設計標準取99r/min。2.2計算電動機功率：由公式 計算電動機所需功率傳動裝置及工作機的總效率為 =（Tn/95500.87）103=45.6100/9549=0.48KW 根據(jù)要求220V單相交流電源及所需的功率，查電動機生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的電動機的型號?？梢赃x擇使用設計選YC-90L4電動機。（額定功率0.75KW，滿載轉(zhuǎn)速1400r/min） 2.3.傳動比的計算與分配計算總傳動比.4 (35頁）

14、根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機所需轉(zhuǎn)速nw按以下公式計算：傳動比i=nm/ nw 。 nm=1400 nw =99 故i=1440/99=14.1414 查3P618，雙聯(lián)行星齒輪傳動比范圍在150，推薦值()符合傳動比要求。NW型傳動通常取ZA, ZB為星行齒輪數(shù)目的整數(shù)倍，最常見的傳動方式是B輪固定A輪主動。行星架輸出，為了獲得交大的傳動比和較小的尺寸應選擇ZB和ZD都小于ZC。 為減少麻煩直接由3 637頁，表8-296選取，選擇傳動比 滿足對于的標準圓柱齒輪，應取Za17的條件，不發(fā)生根切。 第三章 齒輪的設計計算材料的選擇：由2表10-1選擇小齒輪為為45(調(diào)制)硬度為280HBS

15、，大齒輪為45鋼（調(diào)制）硬度為240HBS，齒圈的材料為45鋼240HBS.因為選用的是行星齒輪減速機構，為了制造方便和價格便宜，故選擇標準的直齒圓柱齒輪傳動，柴油機為一般的農(nóng)用機械，轉(zhuǎn)速不高，故選用7級精度3.1 按齒面接觸強度設計 由設計計算公式進行計算。確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值，公式 試選載荷系數(shù)： 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：選取齒寬系數(shù)： 由2表10-7選取材料的彈性影響系數(shù)： 由表查得齒面硬度，小齒輪的接觸疲勞強度極限： 由2公式10-13計算應力循環(huán)次數(shù) 由2表10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)：計算接觸疲勞許用應力，取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1 3.2 計算計算小齒輪分度圓直徑：計算小

16、齒輪分度圓直徑代入 中較小值計算圓周速度：計算齒寬bb=計算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) 計算載荷系數(shù)：根據(jù)由于是直齒輪，取故載荷系數(shù)：按實際的載荷系數(shù)校正所計算的分度圓直徑：得mm計算模數(shù)m： 3.3 按齒輪齒根彎曲強度設計彎曲強度設計公式為由2圖10-20查得小齒輪的疲勞強度極限由2圖10-18 查得彎曲疲勞強度系數(shù) 校核公式為查取彎曲疲勞強度極限及壽命系數(shù)：3) 計算彎曲疲勞許用應力：取安全系數(shù) 4）計算動載系數(shù)k5)查齒形系數(shù) 由2表10-5查得6）查應力校正系數(shù)7）計算大小齒輪 經(jīng)比較大齒輪的數(shù)值大設計計算,=1.35對此計算結果，由齒面接觸強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)

17、。由于齒輪的模數(shù)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與齒輪直徑有關?？扇∮蓮澢鷱姸人愕玫哪?shù)1.35，并就接近圓整為m=1.5mm按接觸強度算得直徑。這樣設計出的齒輪傳動，即按接觸強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。第四章 齒輪的初步確定4.1 齒輪具體幾何尺寸： 太陽輪A 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 內(nèi)齒輪 B 分度圓直 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 行星輪C =58 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒根圓直徑 行星輪 D =25 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 選擇標準齒輪標準壓力角 由NW型行

18、星齒輪傳動的原理得知，行星齒輪傳動機構應滿足兩個條件：即同心條件，裝配條件。同心條件：滿足必須同時為偶數(shù)或同時為奇數(shù)裝配條件：兩中心輪的齒數(shù)之和應為行星輪的整數(shù)倍（3）查3：選擇傳動比 因為齒輪寬度初步計算 齒寬系數(shù)取0.5（0.40.6）3201頁表10-7 齒輪幾何參數(shù)： 4.2 齒輪具體幾何尺寸如下表： 齒輪A齒輪B齒輪C齒輪D齒數(shù)Z181025825分度圓直徑d271538737.5齒根圓直徑齒頂圓直徑齒寬b18181515齒厚2.3552.3552.3552.355齒根高1.8751.8751.8751.875齒頂高1.51.51.51.5全齒高3.3753.3753.3753.37

19、5取變速箱體壁厚度，動靜件之間距離，因為根據(jù)以上可大體估計出變速箱的幾何尺寸由此可確定各零件的幾何位置。2）計算中心距3）計算齒輪寬度驗算 計算圓周力F=F= F(Z/Z)=(T/N)(Z/Z)=93.77查取應力校正系數(shù)：由2表10-3得： Y=3.65，Y=1.58， Y=2.22，Y=1.764 綜上所述，對齒輪設計校核計算，起動機齒輪機械性能完全符合要求 第五章 軸的設計計算5.1起動機原理結構受力分析 （圖2）NW型行星齒輪受力分析 注：1、表中公式實用于NW2直齒圓柱齒輪2、式中 為法面壓力角3、長度單位為mmNW型行星齒輪傳動受力分析公式（機械設計手冊P648表8-300） 圓周

20、力徑向力太陽輪AF=1000T/NWRF= F（tg/cos）行星輪BF= FF= F行星輪DF= F(Z/Z)F= F（tg/cos）行星架HF= R= F+ FF= R= F- F內(nèi)齒輪BF= FF= F 對軸及行星架的設計計算及校核F= F- F= F（tg/cos）- F（tg/cos） = Ftg20- F tg20=(93.77-40.42) tg20=19.42N （計算圓周力：） （ 取直齒=20 =0） F= F+ F=93.77+40.42=134.19N合力 =135.59N 求各齒輪的轉(zhuǎn)速及行星轉(zhuǎn)速 n=1400r/min; n=0 n= n/ i=1400/14.14

21、14=99r/min n= n= nZ/Z=403.92r/min 行星輪相對轉(zhuǎn) 求行星架軸的功率p，轉(zhuǎn)速n和扭矩T, 若每對齒輪嚙合效率為 則 P=P/nw=0.750.97/3=0.2281KW n=106.49r/min T=95.510P/ n 5.2 初步確定軸的最小直徑 按3式（15-2） 初步估算軸最小直徑 選取軸的材料為45鋼 ，調(diào)質(zhì)處理。 取A0=112 d=112 取d=20mm5.3 軸的結構設計 1）擬訂軸上零件的裝配方案2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度，選擇滾動軸承結構見裝配圖。為提高軸的強度及使支架與齒輪保持一定的間隙，故做一軸肩h=3mm，L=14mm

22、，3）行星架與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接，軸肩直徑30mm按查手冊得平鍵截面 鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為20mm（標準鍵長見GB/T1096-1979） 5.4 軸的材料及軸的校核 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。最常用的是45鋼。 該軸無特殊要求，用正火處理的45鋼， 查得 按彎曲合成應力校核軸的強度進行校核時，只校核軸上承受力最大計算彎矩的剖面，即軸肩前處 對于=600Mpa的碳鋼，承受對稱循環(huán)彎應力時的許用應力： =60Mpa=12.7=60Mpa 故該軸安全。 5.5 精確校核軸的疲勞強度 由于每次使用時間不長，故省略對輸出軸的設計，由圖2得知，, 所以此軸只受扭矩 T T=95.510P/n

23、=95.5100.320.97/95=31.203N.M 對鍵槽軸段進行安全校核 鍵槽軸段的截面,根據(jù)軸扭轉(zhuǎn)強度條件 因為 故 由機械設計表15-3查得材料的許用扭轉(zhuǎn)切應力 故此軸段安全 最細的輸出軸段進行安全校核 輸出軸段的截面 故此軸段安全。 經(jīng)過校核軸的扭轉(zhuǎn)強度知滿足要 扭轉(zhuǎn)剛度校核,已知 G軸材料的剪切彈性模量 鋼 Ip軸截面的慣性矩 圓軸 由計算結果知，軸的扭轉(zhuǎn)剛度滿足使用條件。 軸的直徑 d=112=16.55mm d=20mm 這樣的d與8馬力起動軸徑相同 5.6 鍵的類型選擇由于工作軸不允許軸向移動，所以選擇平鍵。另外平鍵聯(lián)接具有結構簡單，裝拆方便，對中性較好等優(yōu)點。平鍵聯(lián)接傳

24、遞轉(zhuǎn)矩時，對聯(lián)接零件的受力分析，對于采用常見的材料組合和按標準選取尺寸的普通平鍵聯(lián)接（靜聯(lián)接）其主要失效形式是工作面被擠壓，除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷，因此通常只按工作面上的擠壓應力進行強校核計算.對于導向平鍵聯(lián)接和滑鍵聯(lián)接（動聯(lián)接），其主要失效形式是工作面的過度磨損，因此通常按工作面上的壓力條件進行強度校核計算.假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強度條件為： 5.7 尺寸選擇 鍵的尺寸選擇是根據(jù)軸的直徑大小查表選擇，鍵長根據(jù)軸轂的寬度來確定查2P103， bh=87 查得=110 Mpa T=Tn=331.206=93.609N.mm L=2T/Kd=(2108.23)

25、/(0.472.5855)=7.03 根據(jù)結構取 L=14mm時，該鍵安全。 5.8 軸承的材料軸承材料分三大類：1）金屬材料 2）多孔制金屬材料3）非金屬材料 對軸材料性能的要求： 1）良好的減磨性.耐磨性和抗咬粘性： 2）良好的摩擦順應性.嵌入性和磨合性； 3）足夠的強度和抗腐蝕能力； 4）良好的導熱性.工藝性.經(jīng)濟性等 基于上述要求和我設計的實際要求相結合，選擇金屬材料中的灰鑄鐵及耐磨鑄鐵軸承。 由圖（2）分析計算受力軸向徑向都減小，而采用的是兩個互為配合的圓錐滾子軸承.在一般條件下工作的軸承，只要類型選擇合適，安裝，維護的好， 絕大多數(shù)均因疲勞點蝕而報廢.因此，滾動軸承的尺寸主要取決于

26、疲勞壽命。軸承的額定壽命與額定動負荷當量動負荷之間具有下列關系，實際計算中式中：L軸承的額定壽命，h在轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的條件下，軸承的預期使用壽命可查表n軸承的轉(zhuǎn)速 軸承的壽命指數(shù)，對球軸承 C軸承的額定動負荷，可以在軸承的性能表中查出7級精度的各種軸承在極限轉(zhuǎn)速下，工作溫度底于120時C的值。=11786h對于啟動裝置而言，它是季節(jié)性非常強的機械，而在使用時又是在田間工作，所以設備的種類應屬于間斷使用機械，由查表得使用壽命應為8000-14000小時. 經(jīng)過計算可知，計算結果在使用壽命范圍內(nèi)，故 安全可以使用。第五章 箱體的設計5.1 箱體類型 箱體的形式繁多，分類方法不一。就其一般構造形式而言

27、，可分為四大類：機座類、機架類、機板類、箱殼類。按結構分類，則可以分為整體式和裝配式。按照制法分類又可分為鑄造的、焊接的、和拼焊的等。由于此起動機的箱體承載力不是很大，故采用整體鑄造的方式來完成。5.2 箱體的材料由于箱體通常都是采用鑄造的方式加工，所以選用的材料也是便于施工又廉價的鑄鐵（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵、）但是本設計以減小質(zhì)量為主要的設計依據(jù)，故采用較質(zhì)量的材料。故采用的鋁合金為材料。5.3 箱體的結構尺寸設計 通過計算知道各齒輪的分度圓直徑，故箱體的尺寸根據(jù)齒輪的尺寸及嚙合情況確定。另外為減小箱體的質(zhì)量，故選擇箱壁為10mm 為了與電動機連接，故增加箱體最上端的壁厚。故箱體的最大直徑尺寸定為212mm 箱體的結構見零件圖結 論起動裝置設計是綜合性較強的學科。起動裝置設計要求學生綜合運用所學過的基本理論和專業(yè)知識，搞調(diào)查研究，搜集資料，綜合分析，解決冬天起動困難的現(xiàn)實問題。這一過程使學生經(jīng)受一次設計的基本訓練，提高分析和解決問題的能力為以后在工作中的設計、開發(fā)打下良好的基礎。起動裝置設置制定是農(nóng)業(yè)機械學的重要目的之一。本次設計的180單缸柴油機起動裝置的設計是我們多年來想要改進的一個重要項目，之所以選擇它作為設計內(nèi)容是由于結構設計比較復雜，加工要求比較全面，主要加工面的加工方法及定位方法比較典型，研究之后可以起到觸類旁通的作用。在某些零件的選