手动变速器拆装台架设计【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 宁设计 (论文 ) 手动变速器拆装台架设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 要 本文将设计一台汽车发动机以及变速箱拆装台，主要的功用就是搬运 转移 。首先，本文将设计汽车发动机以及变速箱拆装台的底座、升将台、旋转臂的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建拆装台的结构平台；在此基础上，本文将设计该拆装台的动力传输系统，包括蜗轮蜗杆的选择，重点加强传动部分的可靠性和拆装台运行过程的安全性，最终实现的目标包括：底座的转向和 制动，拆装台的升降运动，拆装台的角度旋转运动，能够应用于搬运与装配作业。 关键词： 拆装台，蜗轮蜗杆传动，动力传输 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is to a is to of a on of a of of be to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . . 录 . 1章 绪论 . 1 述 . 1 拆装台的组成 . 1 装台的设计要求 . 2 题工作要求 . 2 第 2章 机构总体方案设计 . 3 本技术参数确定 . 3 由度 . 3 标形式的选择 . 3 格参数 . 4 效负载 . 5 动方式 . 5 第 3章 蜗轮蜗杆传动设计计算 . 6 择蜗杆、蜗轮材料 . 6 定蜗杆头数 2. 6 动比 . 6 定蜗杆蜗轮中心距 a . 6 杆传动几何参数设计 . 7 面蜗轮蜗杆校核计算 . 9 的结构设计 . 11 杆轴的设计 . 11 轮轴的设计 . 12 动轴承的选择及校核 . 13 杆轴滚动轴承的选择及校核 . 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 轮轴上轴承的校核 . 14 第 4章 螺纹联接设计 . 16 旋传动的类型与特点 . 16 动螺旋传动的设计计算 . 17 第 5章 机架的设计 . 20 架的基本尺寸的确定 . 20 子材料的选择确定 . 20 要梁的强度校核 . 21 致 谢 . 23 参考文献 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1章 绪论 述 在设计自动变速器台架前我们必须学习掌握汽车发动机与自动变速器的相关知识，以及了解自动变速器在汽车内部的装配位置。熟悉自动变速器构造是理解自动变速器理论和设计方法的重要基础。我们设计制造这个自动变速器拆装台架就是为了方便同学们拆装自动变速器，对自动变速器的内部构造有一个更加感性直观的认识，有助于更深入地学习理论知识。自动变速器拆装台是进行拆装自动变速器实训的基 础设备。 我们将要设计的拆装台是可移动式的，其特点是：操作方便安全，整个试验操作直观明了，易于操作者进行操作，提高操作者感性认识。本试验机架具有结构严谨，操作方便，制作成本低廉，实用等特点，适用于教学。 本课题制作除了着重介绍自动变速器拆装翻转架子、及其连接件的选择安装、架子受力最大梁的强度校核外，同时还简单介绍了整个机架的协调布置，还有对自动变速器拆装架保养修复的一些内容。最后对整个实验拆装架总结了使用说明 在指导老师的耐心指导与同组同学的共同努力下，该实验台顺利完成。同时， 在此致以衷心的谢意！ 最后，期望老师对说明书中误漏之处予以批评指正。 拆装台的组成 拆装台主要由底座、升降机构和旋转机构三大部分组成。其组成及相互关系如下图： 图 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 装台的设计要求 本课题将要完成的主要任务如下 : (1)拆装台为专用辅助工具，因此相对于通用辅助工具来说，它的适用面相对较窄。 (2)选取拆装台的座标型式和自由度。 (3)设计出拆装台的各执行机构，包括 :底座转向轮，制动轮的设计。为了使通用性变强，底座设计转向轮结构，不仅可以应用于拆装汽车大型发动机，在工业需要的时候还可以用做其他重 型机构的搬移。 (4)升降机构的设计 本课题将设计出拆装台的升降机构，包括螺旋元件的选取，传动齿轮的的设计，并绘出升降原理图。 (5)拆装台的旋转机构的设计 本拆装台拟采用蜗轮蜗杆进行控制旋转角度，本课题将要选取蜗轮蜗杆型号，可使拆装台实现任意角度的调整！ 技术要求 设计拆装台，要求能够进行 三 自由度运动（转台旋转、转台升降和整体位移），其结构设计合理、简单、紧凑，动作要灵活，能够应用于搬运与装配作业。 拆装台可承受的发动机的重量为 25 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2章 机构总体方案设计 本文的重要任务是完成 拆装台 的设计，本章内容是围绕 拆装台 机构设计任务来展开，介绍 拆装台 执行机构设计思路。 表示基本技术参数主要有自由度、坐标形式的选择、 自由度是指 拆装台 所具有的独立坐标轴运动的数目，但是一般不包括手部（末端操作器）的开合自由度。自由度表示了 拆装台 灵活的尺度，在三维空间中描述一个物体的位置和姿态需要六个自由度。 拆装台 的自由度越多，越接近人手的动作机能，其通用性就越好，但是结构也越复杂，自由度的增加也意味着 拆装台 整体重量的增加。轻型化与灵活性和抓取能 力是一对矛盾，此外还要考虑到由此带来的整体结构刚性的降低，在灵活性和轻量化之间必须做出选择。工业 拆装台 基于对定位精度和重复定位精度以及结构刚性的考虑，往往体积庞大，负荷能力与其自重相比往往非常小。一般通用 拆装台 有 5 6 个自由度即可满足使用要求（其中臂部有 3 个自由度，腕部和行走装置有 2 3 个自由度），专用 拆装台 有1 2 个自由度即可满足使用要求。此次 拆装台 设计 要求的工作方向为两个直线方向和一个旋转方向。在控制器的作用下，它执行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一简单的动作。在满足前提条件上尽量使结构简单，所 以我们这次选择三自由度 拆装台 。 拆装台 的坐标形式主要可分为：直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型另外还有比较复杂的 和并联型。 1 直角坐标型 拆装台 ：这类 拆装台 就是如图 2-1(a)得直移型，其手部空间位置的改变通过沿三个互相垂直轴线的移动来实现，该形式 拆装台 具有位置精度高，控制无耦合、简单，壁障性好等特点。但结构较庞大，动作范围小，灵活性差，且移动轴的结构复杂，占地面积大。而且需架空线路。 2 圆柱坐标型 拆装台 ：这种 拆装台 如图 2b）的回转型 拆装台 ，通过两个移动和一个转动实现手部空间位置的改变，手臂的运动系由垂直立柱平面内的伸缩和沿立柱的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 升降两个直线运动及手臂绕立柱的转动复合而成。这种 拆装台 ，占地面积小而活动范围较大，结构亦较简单，并能达到较高的定位精度，因而应用范围较广泛。机身采用立柱式， 拆装台 侧面行走，顺利完成上料、翻转、转位等功能。但是结构也比较庞大，两个移动轴的设计较为复杂。 3 球坐标型 拆装台 ： 这类 拆装台 如图 2c）的俯仰型 拆装台 ，其手臂沿 X 方向伸缩，绕 Y 轴俯仰和绕 Z 轴回转。这类 拆装台 具有占地面积小、结构紧凑、重量较轻、位置精度尚可等特点，能与其他 拆装 台 协调工作，但避障性差，存在着平衡问题，位置误差与臂长有关。 4 关节坐标型 拆装台 ：如图 2d）的屈伸型 拆装台 ，主要由立柱、前臂和后臂组成。 拆装台 的运动由前、后臂的俯仰及立柱的回转构成，其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，工作空间最大，能与其他 拆装台 协调工作，避障性好，但是位置精度较低，存在平衡以及控制耦合的问题，故比较复杂。 图 2- 1拆装台 的坐标形式 本次设计的三自由度 拆装台 主要用来运输流水线的零件，这就要求 拆装台 结构 简单紧凑 ,定位精度较高 ,占地面积小。根据上面 4 种坐标形式，我选择了圆柱坐标形式，这种形式比较符合这次设计的需要。图 2 拆装台 搬运物品示意图。图中 拆装台 的任务是将传送带 A 上的物品搬运到传送带 B。 用途： 手动变速器拆装 重量 ： 25 自由度： 3 个自由度 坐标形式：坐标形式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 有效负载是指 拆装台 操作臂在工作时臂端可能搬运的物体重量或所能承受的力或力矩，它表示了 拆装台 的负载能力。 拆装台 的载荷不仅仅取决于负载的质量，还与 拆装台 运动的速度和加速度的大小及方向有关。为了安 全起见，有效负载是指运行时的有效负载。 动方式 根据主要的运动参数选择运动形式是结构设计的基础。常见的 拆装台 的运动形式有五种 :直角坐标型、圆柱坐标型、极坐标型、关节型和 。同一种运动形式为适应不同生产工艺的需要，可采用不同的结构。具体选用哪种形式，必须根据作业要求、工作现场、位置以及搬运前后工件中心线方向的变化等情况，分析比较并择优选取。 考虑到 拆装台 的作业特点，即要求其动作灵活、有较大的工作空间、且要求结构紧凑、占用空间小等特点，故选用关节型 拆装台 。这类 拆装台 一般由 2 个肩关节和 1 个肘关 节进行定位，由 2 个或 3 个腕关节进行定向。其中，一个肩关节绕铅直轴旋转，另一个肩关节实现俯仰。这两个肩关节轴线正交。肘关节平行于第二个肩关节轴线，如图所示。这种构形动作灵活、工作空间大、在作业时空间内手臂的干涉最小、结构紧凑、占地面积小、关节上相对运动部位容易密封防尘。但是这类 拆装台 运动学比较复杂，运动学的反解比较困难 ;确定末端杆件的姿态不够直观，且在进行控制时，计算量比较大。 运动结构：旋转工件采用手动摇动蜗杆，蜗杆带动蜗轮带动支架旋转，带动手动变速器拆装台旋转。上下采用大小齿轮传动带动一副螺纹传动，实现上 升或下降。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 3章 蜗轮 蜗杆传动设计计算 择蜗杆、蜗轮材料 采用准平行环面蜗杆传动 . 轮材料，确定许用应力 考虑蜗杆传动中，传递的功率不大，速度只是中等，根据机械零件课程设计表5 2，蜗杆选用 40希望效率高些，耐磨性好故蜗杆螺旋齿面要求：调质 属模铸造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用锡磷青铜制造，轮芯用灰铸铁 造 由机械零件课程设计表 5 3 查得蜗轮材料的许用接触应力 H =190 2/N 由机械零件课程设计表 5 5 查得蜗轮材料的许用弯 曲应力 F =44 2/N 定蜗杆头数 2由机械零件课程设计表 5 6， 选取 1 则 i 150 50 故取 50 动比 实际传动比 i 50/1 定蜗杆蜗轮中心距 a 于载重 25=等于或略大于蜗杆计算功率1械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 25 22a，选取蜗杆的中心距： a 100纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 100于准平行二次包络环面蜗杆为新型得蜗杆 ,它的优点是 :接触面大 ,导程角 ,它的值稳定且 一定 ,则润滑好 ,接触面大应直接根据“原始型 ” 传动蜗杆设计参数。 杆传动几何参数设计 准平行二次包络环面蜗杆的几何参数和尺寸计算表 机械工程手册 /传动设计卷（第二版） 标准选取 a=100u21 50 机 械工程手册 /传动设计卷（第二版） 选取2 50z 机械工程手册 /传动设计卷（第二版） 选取 1 1z机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16 选取 145机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16 选取 28 2360 K 210z=5 w （ K = 机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16 选取 1b=53纹部分长度：机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16，选取 L =59机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16，选取 2机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16 选取5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 机械工程手册 /传动设计卷（第二版）表 16，选取12 122= 155 C=h= 1d （ a 2d 2a 1d 2d 2 1d 2 判断：因为 =足要求 2d 2 1 0 a d=0 . 5a r c t a 5 = g= c os c = 1 0 0 0 5 1 6 3 9 3 0 . 9 2 7 30 . 9 2 7 3 .=作图可得2m21)买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 =21a r c t a n ( ) 4 . 5 0 程角：w21a r c t a n ( ) 4 . 0 9dK u d s )d =24 3 9 取 31=35 223 . 1 4 1 5 9 . 4 6 5 1 0 . 0 1 450dP z 数据带入公式得 2S表 4 2 2S P S j=1co r=2co r= 1220 . 5 1 c o s a r c s i h h d d =2220 . 5 1 c o s a r c s i h h d d =面蜗轮蜗杆校核计算 环面蜗杆传动承载能力主要受蜗杆齿面胶合和蜗轮齿根剪切强度的限制。因而若许用传动功率确定中心距，则然后校核蜗轮齿根剪切强度。由于轴承变形增加了蜗杆轴向位移，使蜗轮承受的载荷集中在 2 3 个齿上。而且，由于蜗 轮轮齿的变形，造成卸载，引起载荷沿齿高方向分布不均，使合力作用点向齿根方向买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 偏移。 因而，蜗轮断齿主要由于齿根剪切强度不足造成的 校核： k其中 作用于蜗轮齿面上的及摩擦力影响的载荷 ; z 蜗轮包容齿数 蜗杆与蜗轮啮合齿间载荷分配系数 ; 蜗轮齿根受剪面积 ; 公式中各参数的计算 222t a n ( ) r 2F 作用在蜗轮轮齿上的圆周力，222 蜗杆喉部螺旋升角 ， p 当量齿厚， 滑动速度111 9 1 0 0 c o r = 4 0 . 5 9 4 01 9 1 0 0 4 . 4 9 8c o s=s 根据滑动速度 3 9得 2 58 将数据带入公式得 326 . 1 8 1 0 1 ( 4 . 5 2 . 5 8 )cF t a n = 0 N z = 5 22 c o r 2 蜗轮齿根圆齿厚； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 2 2 0 2c o s 2 t a n ( )2 xf m r h a 由上可知 蜗轮端面周节； 0a 蜗轮理论半包角； 24 2 蜗轮分度圆齿厚所对中心角。 7 数据带入公式得 2 1 0 . 0 1 c o s 4 . 5 2 2 . 7 4 3 4 t a n ( 2 4 3 . 6 )2 =上可得 2287 . 0 3 1 9 7 . 4 5c o s 4 . 5fA m m 36 . 2 2 7 5 1 0 1 2 . 6 1 65 0 . 5 1 9 7 . 4 5 M P a 对于锡青铜齿圈 取 手册取铸锡磷青铜，砂模铸造，抗拉强度b=225 0 . 5 1 1 2 . 5b M P a ， 则 的结构设计 杆轴的设计 由机械零件课程设计表 6 1选用 45号钢，调质。 由机械零件课程设计表 6 2，取 0A 105，根据 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 公式 13m 1 其中 1n 轴的转速 ， 940r/P 轴传递的功率 , 计算截面处的轴的直径， 数据代入公式得 3m i n 1 . 4 7105 940d =出轴的最小直径是按照联轴器处轴的直径 12d ，为了使所选的轴的直径 d 与联轴器的孔径相适 . 轮轴的设计 1. 轴的材料选择 由机械零件课程设计表 6 1 选用 45 号钢，调质 b=由机械零件课程设计表 6 2，取 A 112，根据公式 23m 2 其中 2n 轴的转速 ， P 轴传递的功率 , 计算截面处的轴的直径， 数据代入公式得 2 33m i n 020 . 9 71 1 2 4 1 . 71 8 . 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 动轴承的选择及校核 及校核 1轴承的径向载荷的计算 2211223 6 8 . 3 3 5 2 0 1 6 . 3 82 0 4 9 . 7 5r A N H N 22223 6 8 . 3 3 5 7 3 5 . 0 88 2 2 . 2r B N H N 2派生轴向力的计算 查手册得，圆锥滚子轴承 30207 型的 =1410， 1 5e 查表 d=35， e=y= 故 1 2 0 4 9 . 7 5 6 4 0 . 5 52 1 . 6 2 1 . 6 2 8 2 2 . 2 2 5 6 . 9 42 1 . 6 2 1 . 6126 4 0 . 5 5 6 1 7 9 . 8 8 6 8 2 0 . 4 3d a e F 所以，轴承 2 受压 则： 11 6 4 0 N 21 6 1 7 9 . 8 8 6 4 0 . 5 5 6 8 2 0 . 4 3a a e F N 3求当量动载荷 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 126 4 0 . 5 50 . 3 1 2 52 0 4 9 . 7 56 8 2 0 . 4 38 . 2 9 58 2 2 . 2 所以，对于轴承 1 x=1 ， y=0 1 2 0 4 9 . 7 5 N对于轴承 2 x= y=20 . 4 1 . 60 . 4 8 2 2 . 2 1 . 6 6 8 2 0 . 4 31 1 2 4 1 . 5 6 8r B 4校核轴承的寿命 查手册得 c= =10/3 n=940r/6631 0 / 310()601 0 5 1 . 5 1 0()6 0 9 4 0 1 1 2 4 1 . 5 6 82831故 此轴承的寿命满足要求 轮轴上轴承的校核 1求径向载荷 2211222 6 3 4 . 9 8 4 5 2 . 4 72 6 7 3 . 5 5r A N H N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 22223 5 4 4 . 9 2 2 9 8 . 9 94 2 2 5 . 1 2r B N H N 2计算派生轴向力 查手册得，圆锥滚子轴承 30212 型的 15 06 34 1 . 5e t g ， y= 122 6 7 3 . 5 58 9 1 . 1 82 2 1 . 54 2 2 5 . 1 21 4 0 8 . 3 72 2 1 . 5 128 9 1 . 1 8 7 3 6 . 6 7 1 6 2 7 . 8 5d a e N F 则： 轴承 2 受压 所以， 11 8 9 1 . 1 8a N2 1 6 2 7 3求当量动载荷 128 9 1 . 1 80 . 3 32 6 7 3 . 5 51 6 2 7 . 8 50 . 44 2 2 5 . 1 2 所以， 对于 轴承 1： x=1 ， y=0 对于轴承 2： x=1 ， y=0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 122 6 7 3 . 5 54 2 2 5 . 1 2 N4校核轴承的寿命 查手册 c= =10/3 ， n=631 0 / 310()601 0 9 7 . 8 1 0()6 0 1 8 . 8 4 2 2 5 . 1 231334559故此轴承寿命满足要求。 第 4章 螺纹联接设计 螺栓联接强度计算的目的，主要是根据联接的结构形式、材料性质和载荷状态等条件，分析螺栓的受 力和失效形式，然后按相应的计算准则计算螺纹小径 按照标准选定螺纹公称直径 等。螺栓其余部分尺寸及螺母、垫圈等，一般都可根据公称直径 为制定标准时，已经考虑了螺栓、螺母的各部分及垫圈的等强度和制造、装配等要求。 螺旋传动由螺杆、螺母和机架组成，主要用于把回转运动变为直线运动，同时传递运动和动力。其应用广泛，如螺旋千斤顶、螺旋丝杠、螺旋压力机等。 旋传动的类型与特点 根据用途，螺旋传动可分为三种类型： （ 1）传力螺旋 以传递动力为主，要求用较小的力矩转动螺杆（或螺母 ）而使螺母（或螺杆）产生轴向运动和较大的轴向力，这个力可以用来完成起重和加压等工作，如螺旋千斤顶和螺旋压力机等。 （ 2）传导螺旋 以传递运动为主，并要求有较高的运动精度，速度较高且能较长时间连续工作，如机床进 的 给螺旋机构。 （ 3）调整螺旋 用于调整并固定零、部件之间的相互位置，如机床卡盘，压力机的调买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 整螺旋。调整螺旋不经常转动。 根据螺旋副的摩擦情况，可分为滑动螺旋、滚动螺旋和静压螺旋。滑动螺旋结构简单、加工方便、易于自锁，运转平稳无噪声，所以应用最广。它的缺点是工作时滑动摩擦阻力大，传动效率低（一般为 30% 40%），螺纹表面磨损快，传动精度低，低速时有爬行现象。滚动螺旋和静压螺旋的摩擦阻力小，传动效率高，但结构较复杂，制造困难，成本高，加工不方便，只有在高精度、高效率的机械中才宜采用。本节主要介绍滑动螺旋。 动 的设计计算 1. 选择螺杆、螺母的材料 螺杆采用 45#调制钢，由参考文献 2表 0 0 M P a ，s 3 5 5 M P a 。 螺母材料用铝黄铜 C u 2 5 A e 3 M n 3Z 。 2. 耐磨性计算 螺杆选用 45# 钢，螺母选用铸造铝黄铜 C u 2 5 A e 3 M n 3Z ，由参考文献 1表 得 p=1825表 注释中可以查得，人力驱动时 p 值可以加大 20%，则 p=0 2 5 M P 。 按耐磨性条件设计螺纹中径2d，选用梯形螺纹，则 2 0 (1) 由参考文献 1查得，对于整体式螺母系数 = 2 。 则 2 300000 . 8 0 . 8 1 9 . 6 2 2 5m m m 式中：轴向载荷， N； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 2d螺纹中径， p 许用压强， 查参考文献 2表 公称直 径 28d 距 3P 径2 径3 螺纹大径4 3. 螺杆强度校核 螺杆危险截面的强度条件为 22163 (2) 式中：轴向载荷， N； 3d螺纹小径， 1T螺纹副摩擦力矩， N ； 螺杆材料的许用应力， 其中螺纹副摩擦力矩 21 t a n ( ) 2Q (3) 式中：轴向载荷， N； 螺纹升角，213a r c t a n a r c t a n 1 . 7 9 3 33 0 . 5 ； 螺纹副当量摩擦角，度； 2d螺纹中径， 查参考文献 1表 钢对青铜的当量摩擦因数 0 0 f ，螺纹副当量摩擦角 a r c t a n a r c t a n 0 . 0 8 a r c t a n 0 . 1 0 4 . 5 7 3 9 5 . 7 1 06f ，取 （由表 值用于启动时，人力驱动属于间歇式，故应取用大值）。把数据代入 (3)式中，得 1 2 6 . 53 0 0 0 0 t a n ( 2 . 0 6 3 7 5 . 1 4 2 7 ) 5 0 2 6 12T N m m 把数据代入 (2)式中，得 22334 3 0 0 0 0 1 6 5 0 2 6 1( ) 3 ( ) 7 0 . 42 4 . 5 2 4 . 5e M P a 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 由参