垂直循环立体车库设计【开题报告】【车辆工程毕业设计说明书图纸论文】.zip
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附件3:内蒙古民族大学本科毕业论文(设计)开题报告学 院指导教师职 称学生姓名专业年级学 号选题来源论文类型论文名称垂直循环立体车库设计选题的意义、研究内容及方法: 1.课题研究的意义目前我国城市停车的主要类型还是大型公共停车库,规模大,占地面积较大,建设资金大,停放车辆多,主要应用于车辆停放的密集区如商业中心区、大型的车站等,这都需要有较大的建设地面和空间。现在还没有应用于城市住宅小区的立体车库来解决私人汽车的停放问题,为了解决住宅小区内的停车问题,只能利用小区内较小的面积,建立中小型机械式立体车库,占地面积少,存放的车辆多,而且能使住户存取车辆时,既便捷又安全可靠。垂直循环式机械立体停车库以其土地利用率和空间利用率高,使用操作简单、灵活,安全可靠,适应性强等诸多优点,是解决大城市住宅小区停车问题的主要发展方向,将会在新开发的住宅小区及旧社区里大显身手。2.立体车库的特点 立体停车库属于仓储设施,专门为各类车辆自动停放,是一种技术密集型机电一体化产品,发展潜力较大,具有很多优点: 1.占地面积小。可向地下和高空发展,以最小的占地面积达到最优的存储。 2.建筑成本低。经济效益高,使用地皮面积的缩减极大的减少了资金投入,比相同规模的平面停车场要节省的多。3.配置灵活,适应性强。机械式立体停车库具有多种类型,设计上具有较大的灵活性,可适应各种形式的地形或建筑物。4.自动化操控,使用方便。机械式立体停车库自动化程度高,用户通过简单操作,就能实现车辆的自动存取;配备自动检测系统以及安全保护措施,安全性能好。3.总体设计方案立体停车库通过三相电机带动齿轮传动驱动钢丝绳轮带动整个提升装置实现对车辆的旋转提升动作,主要由驱动装置,钢丝绳轮,过渡轮,搬运器,平衡锤,以及机架等等部分组成。驱动装置通过电机带动圆柱直齿齿轮传动,通过涡轮减速器进行减速增大扭矩,从而带动主动钢丝绳轮转动,实现循环运动,整条提升装置通过张紧滚筒预紧,通过过渡滚筒保证提升装置始终往一个方向运行。4.研究方法及内容 研究方法通过利用图书馆、网上数据库、网上共享平台等资源,查阅与立体车库有关的各种文献资料。认真学习资料中的内容,同时掌握查找资料的方法。为以后的设计奠定理论基础。运用CAD软件,根据查阅及测量计算得出的数据对立体车库的零件进行建模。对各个零部件进行设计,通过计算对主要零件进行强度校核,得出主要的设计数据及图纸。预期成果通过查阅相关文献资料,完成开题报告和外文翻译。运用CAXA、CAD软件,按照测绘和资料中的数据绘制二维图纸,并撰写设计说明书。在这个过程中,可以巩固以往所学的理论知识,熟悉立体车库,掌握基本的设计方法。同时可以进一步熟练CAXA、CAD等软件的运用,提高动手能力,为将来从事具体的技术工作打下良好的基础。指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日教研室或开题小组意见: 负责人签名: 年 月 日注:1.选题来源:导师指定题目、自选题目; 2.论文类型:综述型、实验型、设计(创作)报告、调查报告。本科毕业设计题 目: 垂直循环立体车库设计 学 院: 专 业: 年级: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 摘 要 随着经济的发展和人民生活水平的提高,私家车数量急剧上升,为了缓解小区停车压力,车库的建设势在必行。本次设计旨在如何充分的利用有限的土地资源,建设尽可能多的停车泊位,缓解城市静态交通问题。立体车库的出现避免了单一的向平面发展的方式,以智能化为基础,向空中、向地下拓展,不仅有效地解决了停车难得问题,而且取得了可观的经济效益。本次设计分析了各种立体车库的具体特点,结合城市住宅小区具体环境情况,选择垂直循环式立体车库为研究开发对象。提出并确定了车库的总体方案;确立了车库的机械系统的组成;设计了车库的整体尺寸;接着分析了该提升装置的方案布局及工作原理,然后根据这些设计准则按照给定参数要求进行选型设计;接着对所选择的提升装置各主要零部件进行了校核。垂直循环类立体停车库提升装置由驱动机构,机架,搬运器,以及钢丝绳轮传动等几个部分组成。目前,垂直循环类立体停车库正朝着高速度,低摩擦的方向发展,近年来出现的气垫式提升装置就是其中的一个。在垂直循环类立体停车库的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造垂直循环类立体停车库过程中存在着很多不足。车库的开发丰富了小区内停车设备的建设模式,具有一定的社会意义。关键词:立体车库;机械系统;垂直循环类立体停车库AbstractWith the development of the economy and improvement of peoples living standard, a sharp rise in the number of private cars. In order to remit the pressure parking in neighborhood, the construction of the Parking System is imperative. The design aims to how to make full use of the limited land resources and build as much as possible, and convenient of the parking garage, remit problems of urban traffic . The Mechanical Parking System avoid the appearance of a single plane development way, with intelligent foundation, to the air, underground development, not only effectively solve the parking problem, but also made considerable benefity. The design analysis of the various kinds of the Mechanical Parking System specific characteristcs, combined with the urban residential area specific environmental situation, select vertical circulation Mechanical Parking System as research object. then analyzed the selection principle and calculating method of driving roller conveyor; then calculated based on these design criteria and abase is designed; then checked on the main parts selected conveyor. Is the drive roller conveyor consists of four main parts: driving device, tension device, middle rack, and the moving part. Finally, a simple description of the installation and maintenance of transport. At present, the drive roller conveyor is moving towards long distance, high speed, low friction direction, air cushion conveyor in recent years is one of the. In the design, driving roller type conveyer manufacture and application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps, domestic in the design and manufacture of driving Put forward the design and determine the overall plan of the garage; Establish the composition of the Mechanical Parking garage.designed the overall size of the garage; choose the garage building materials;sure the major components of the lifting mechanism and select design and check it;The development of the rich Mechanical Parking System in the district of parking equipment construction mode, and has a certain social and environmental benefits. Keywords: tridimensional garage; mechanical system; Driving roller type conveyer optimal目录摘 要2Abstract3第一章 绪论41.2 立体车库在国内外的发展现状51.3 立体车库的特点61.4 立体车库的主要类型6第二章 总体方案的设计112.1方案分析比较112.2方案布局的确定132.3 工作原理14第三章 机械传动部分的选型计算14第四章 减速器参数设计194.1 减速器中各主要参数的确定194.2减速器中各轴的运动和动力参数的设计计算194.3高速齿轮传动的设计计算204.4减速器蜗轮蜗杆设计28第五章 减速器轴系零件的设计计算305.1 输入轴的设计与计算315.2 中间轴的设计与计算375.3中间轴的设计与计算39第六章 减速器轴承的校核40第七章 传动系统部分结构的强度校核417.1 传动轴强度的校核417.2 轴承强度的校核45结 论46致 谢47参考文献47第一章 绪论1.1研究目的随着科学的进步,步入21世纪后我国城市生活条件越来越好,对于交通方式的选择也越来越多。与此同时私人轿车越来越多的进入到家庭,总所周知中国是一个拥有14亿人口的大国,随着车辆的增多,与此相矛盾的出现小车停车位的严重不足,使得停车难问题日趋严重。同时城市的土地紧缺,因此垂直循环机械立体车库的设计与建造无疑是解决小区停车难问题的最有效选择。1.2 设计的意义1.2.1 我国汽车产业及停车现状, 截止到2017年,国内汽车市场保有量已达到3亿辆,城市交通大量的拥堵;由此可以看出我国的汽车拥有量将越来越多,而另外一个现实情况就车辆越来越多,停车越来越困难。城市面临着停车位不够用,停车费用高等问题,由此可见立体车库的发展越来越重要。1.2.2课题研究的意义目前我国城市停车的主要类型还是大型公共停车库,规模大,占地面积较大,建设资金大,停放车辆多,主要应用于车辆停放的密集区如商业中心区、大型的车站等,这都需要有较大的建设地面和空间。通过建设立体车库可以解决人们停车难得问题,同时可以为人们的出行带来方便。1.2 立体车库在国内外的发展现状国外立体车库发展状况:早在20世纪50年代中期,立体停车就在国外有所发展,先后出现了针对家庭使用的双层停车设备;利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备;适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔;利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。在我国的停车产业发展中还存在一些问题,如没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术制造,技术水平低;缺少具有一定规模的企业,生产能力不足;市场竞争无序,个别企业为抢占市场,采取低价竞争;缺少科研设计单位的参与,技术创新能力严重不足;政策不配套,对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题,需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规,规划确定出专用和公共停车位的合理数量,实现投资主体多元化,确定车库的管理属性和停车收费标准,给予投资和经营者相应的优惠政策,使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制,利用价格杠杆调高占路停车收费标准,逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库,并实施政府监督和政策调控,使停车产业良性发展。1.3 立体车库的特点 立体停车库属于仓储设施,专门为各类车辆自动停放,是一种技术密集型机电一体化产品,发展潜力较大,具有很多优点: 1.占地面积小。可向地下和高空发展,以最小的占地面积达到最优的存储。 2.建筑成本低。经济效益高,使用地皮面积的缩减极大的减少了资金投入,比相同规模的平面停车场要节省的多。3.配置灵活,适应性强。机械式立体停车库具有多种类型,设计上具有较大的灵活性,可适应各种形式的地形或建筑物。4.自动化操控,使用方便。机械式立体停车库自动化程度高,用户通过简单操作,就能实现车辆的自动存取;配备自动检测系统以及安全保护措施,安全性能好。1.4 立体车库的主要类型机械式车库种类较多,主要有以下形式:升降横移类、垂直循环类、巷道堆垛类、垂直升降类、水平循环类、平面移动类、简易升降类等。下面介绍其中几种类型及其特点如表1-1。表 1-1 立体车库的几种主要类型及其特点序号类型特点及使用1升降横移式 结构简单、操作简便、能耗造价低、设置灵活、自动化程度较低、因受力链绳及存取时间的限制,可建停车规模有限,一般层高不超过5层,占地面积大。2垂直循环式 占地面积小,存取自动化,存取车速度慢,产生噪音,震动大,能耗高,工作机动性较差,结构易变形,存取室狭小,存取车不方便,目前较少使用。3巷道堆垛式 低噪声,低能耗,自动化技术高,等待时间长,进出口少。综上所述,垂直循环类车库的特点有占地面积ixao,土地利用率高,同时对于设计与安装来说,技术性能好/结构简单便于设计,对于工人来说通过图纸与实际便于安装,对于用户来说有存车取车方便,便于使用维护等优点。总之立体循环停车库有广阔的使用需求与前景。因此本设计选用的也为垂直立体循环停车库。第二章 总体方案的设计2.1方案布局的确定立体停车库通过三相电机带动齿轮传动驱动钢丝绳轮带动整个提升装置实现对车辆的旋转提升动作,主要由驱动装置,钢丝绳轮,过渡轮,搬运器,平衡锤,以及机架等等部分组成。2.2 工作原理驱动装置是整个提升装置的核心部分,通过电机带动圆柱直齿齿轮传动,通过涡轮减速器进行减速增大扭矩,从而带动主动钢丝绳轮转动,实现循环运动,整条提升装置通过张紧滚筒预紧,通过过渡滚筒保证提升装置始终往一个方向运行。其中,机架以及支腿起到了支撑和加固提升装置的作用。 第三章 机械传动部分的选型计算3.1 驱动电机的选型计算已知整个提升装置的总重量1500KG,其他重量300KG,我们取总重量为1800Kg,物品移动速度为12r/min。即:具体的电机设计计算如下:1、确定运行时间本次设计加速时间 负载速度(m/min)有速度可知每秒上升50mm,电机转速 3.负载转矩式中:4.电机转矩启动转矩必须转矩S为安全系数,这里取1.0。根据以上得出数据,我们选用电机型号为160BL-A,此无电机厂家为机电产品。根据电机的特性曲线以及参数表如下:根据计算和特性曲线以及电机基本参数表,我们选用电机型号160BL-4030H1-LK-B,电机额定功率为0.37KW,额定转矩为7.62N.m,最大转矩为9N.m,额定转速为 3000r/min。电机大致图如下: 外形尺寸292x232,电机输出轴径为24mm。3.2 圆柱齿轮传动的选型计算 已知系统工况为该提升装置每天工作12小时,小车和提升装置各部分总重量,有以下计算:1) 选择齿轮材料为45(调质),硬度为280HBS.2) 精度等级选用7级精度; 3)小齿轮齿数z150,大齿轮齿数z275的; 4) 齿轮模数都为2的直齿轮 因为低速级的载荷大于高速级的载荷,所以通过低速级的数据进行计算 1) 确定公式内的各计算数值 (1) 试选Kt1.6 (2)选取区域系数ZH2.433 (3)选取尺宽系数d1 (4)查得10.75,20.87,则121.62 (5)查得材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa (6)按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa;大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2550MPa; (7)计算应力循环次数 N160n1jLh601921(283005)3.3210e8 N2N1/56.64107; (8) 查得接触疲劳寿命系数KHN10.95; KHN20.98 ;(9) 计算接触疲劳许用应力 ;取失效概率为1,安全系数S1,由得: H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa;3.3 轴承的选型计算 根据根据条件,轴承预计寿命163658=48720小时;(1)已知n=458.2r/min两轴承径向反力:FR1=FR2=500.2N;初先两轴承为深沟球轴承6205型。根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N;(2)FS1+Fa=FS2Fa=0 故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端 FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N;(3)计算当量载荷 P1、P2根据课本P263表(11-9)取fP=1.5;根据课本P262(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N;(4)轴承寿命计算P1=P2故取P=750.3N;深沟球轴承 =3;4.4键的选型计算键联结是通过键实现轴和轴上零件的周向固定以传递运动和转矩。其中有类型也可以实现轴向固定和传递轴向力,有些类型并能实现轴向动联结,于在圆锥筛的轴上主要通过键来实现传递转矩和轴向固定所以,只需选用常见的普通平键,键的类型可根据使用要求、工作条件和联结的结构特点表5-3-15选定,键的长度根据轴毂的长度从标准中选取,键的bh根据径来确定。轴和带轮的联结,d=70mm, 参考资料2P5-194表5-3-18 (GB/T1095-1979)选用B2012,B1811和B128的普通A型平键,键长分别为90,70,30。第四章 减速器参数设计4.1 减速器中各主要参数的确定(一)、传动装置的总传动比和分配传动比(1)总传动比的确定由选定的电动机满载转速n和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为in/n1440/8.76164.4(2)分配减速器的各级传动比:式中分别为齿轮和蜗杆的传动比。齿轮蜗杆减速器可取齿轮传动比 取4.2减速器中各轴的运动和动力参数的设计计算(1)各轴转速轴I : 轴II :轴III: 4.3高速齿轮传动的设计计算1选择齿轮类型,精度等级,材料,齿数及螺旋角(1)选用斜圆柱齿轮传动(2)运输机为一般工作机,速度不高,技选用7级精度(GB10095-88)(3)材料选择选择小齿轮选择材料为40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为240HBS选小齿轮齿数z1=24, 大齿轮齿数z2=i1z1=2.424=57.6, 取z2=60选取螺旋角,初选螺旋角为=2按齿面接触强度设计由设计计算公式按公式(10-21)进行计算,即 确定公式内各计算数值(1)试选K=1.6(2)选取区域系数Z=2.433(3)查得,,则=+=1.65(4)选取齿轮系数=1(5)查得材料得弹性影响系数ZE=189.8(6)按齿面硬度查得小齿轮1得接触疲劳强度极限=600MPa , 齿轮2的接触疲劳强度极限=550MPa (7)由10-13计算应力循环次数=60=60*1440*1*(3*6*300*15)=6.99*10=6.99*10/2.4=2.88*(8)由图10-19查得接触疲劳寿命系数=0.89,=0.90(9)计算接触疲劳许用应力取失效概率为10%,取安全系数s=1,由式(10-12)得=/s=510 MPa=/s=495 MPa =(+)/2=502.5MPa=48.3mm(2)计算圆周速度V=(3)计算齿宽b及模数(4)、计算纵向重合度(5)、计算载荷系数查得使用系数K=1根据V=3.56m/s ,7级精度,查得动载荷系数;查得的计算公式:查得K查得所以载荷系数:(6)、按实际得载荷系数校正所算得得分度圆直径由式10-10a得:(7)、计算模数3、按齿根弯曲强度设计由式(10-17)得 1)、确定计算参数(1)、计算载荷系数(2)、根据纵向重合度查得螺旋角影响系数 (3)、计算当量齿数:(4)、查取齿形系数查得 (5)、查取应力校正系数查得 (6)、查得齿轮1的弯曲疲劳强度极限 齿轮2得弯曲疲劳强度极限(7)、查得弯曲疲劳寿命系数 (8)、计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4 由公式10-12 得(9)、计算大、小齿轮 并加以比较通过比较大齿轮的 数值大2)设计计算对此计算结果,由齿面的接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,现取=2.0 ,已可满足齿面接触疲劳强度的设计要求。(8)查得接触疲劳寿命系数=0.89,=0.90(9)计算接触疲劳许用应力取失效概率为10%,取安全系数s=1,由式(10-12)得=/s=510 MPa=/s=495 MPa =(+)/2=502.5MPa=48.3mm(2)计算圆周速度V=(3)计算齿宽b及模数(4)、计算纵向重合度(5)、计算载荷系数查得使用系数K=1根据V=3.56m/s ,7级精度, 查得动载荷系数;查得的计算公式:查得K查得所以载荷系数:(6)、按实际得载荷系数校正所算得得分度圆直径得:(7)、计算模数4、 几何尺寸计算(1)、计算中心距将中心距圆整为95mm(2)、按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多,故参数, ,等不必再修正。(3)、计算大,小齿轮的分度圆直径:(3)、计算齿轮宽度圆整后取 5、设计结果中心距a模数螺旋角齿轮1 齿数齿轮2 齿数传动比i齿轮1分度圆直径齿轮1的宽度齿轮1分度圆直 径 齿轮2的宽度95mm2.0mm14.427652.455.79mm60mm134.3mm55mm4.4减速器蜗轮蜗杆设计1.选择蜗杆传动类型根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。2.选择材料 根据库存材料的情况,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度是中等,故蜗杆用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC。蜗杆用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。3.按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由式(11-12),传动中心距 1)确定作用在蜗轮上的转矩2)确定载荷系数K因工作载荷较稳定,故取载荷分布不均匀系数由表115选取使用系数.15,由于转速不高,冲击不大,可取动载荷系数则: 3)确定弹影响系数,因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配,故。4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a比值从机械设计图11-18中可得。5)确定许用接触应力根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。应力循环次数寿命系数所以,。6)计算中心距 取中心距a=355mm,因i=31故从表11-2取模数m=8蜗杆分度圆直径d1=140mm,这时d1/a=0.39,因为因此以上计算可用。4.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸计算1)蜗杆轴向齿距Pa=,直径系数q= 17.5;齿顶圆直径 156mm,齿根圆直径;分度圆导程角蜗杆轴向齿厚。2)蜗轮蜗轮齿数Z2=71,变位系数;验算传动比,是允许的。蜗轮的分度圆直径:蜗轮喉圆直径: 蜗轮齿根圆直径: 外圆直径: 蜗轮宽度B: 5.校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数 根据x2=+0.125,从图中可查得齿形系数。螺旋系数 许用弯曲应力 查得由铸锡磷青铜ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数 ;所以弯曲强度是满足的。6.精度等级公差和表面粗糙度的确定由于本设计采用涡轮蜗杆传动,同时采用的减速器为标准减速器,因此,在选择涡轮蜗杆的等级及精度是和表面粗糙度的过程中可以查询机械设计手册及粗糙度的相关手册进行查询选取。第五章 减速器轴系零件的设计计算在减速器中主要有齿轮和轴系两类重要零部件,由于轴类零部件与之匹配的有键,轴承,齿轮等等,因此轴的设计与校核对于整个设计来说尤为重要。同时对于使用来说轴的材料选择,热处理的方法选择以及结构类型的设计都有很重要的意义。5.1 输入轴的设计与计算1轴的材料的选择就目前中国国情及钢铁企业发展的状况来说,机械减速器中轴类零件的主要材料为合金钢及碳钢,由于碳钢价格低廉,同时强度高,易加工,对于一般机械减速器来说碳钢的强度也足够满足使用性能,因此结合机械设计手册本设计材料选择:45#钢,采用调质热处理,处理后硬度为217255HB。2轴的初步计算已知:输入轴上的输入功率P=11.07KW;转速;转矩;轴上齿轮模数Mn=2;螺旋角=前面已经算出轴上齿轮分度圆直径: ;1、求作用在齿轮上的力; 2、初步确定输入轴的最小直径公式中:由查表15-3得,初步选定为120,代入上式可得:;轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d1-2直径与联轴器的孔径,以及电动机的输出轴相适应,故需先确定联轴器的型号。联轴器的计算转矩:;由于提升机的工作效率不大,工作转矩变化小,原动机为电动机。查表14-1,考虑到转矩变化很小,故选;则:=根据使用条件,同时参考前面的设计数据本设计中选用的联轴器类型为弹性套柱销联轴器,联轴器的具体结构及尺寸查阅机械设计手册可以知道:额定转矩2050N.m;长度L=82mm.3轴的结构设计图41 输出轴的结构与装配 (1)根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度1、为使12轴段满足半联轴器的配合要求,需制出一轴肩,取12段直径。2、初步选择滚动轴承因所选用的齿轮为斜齿轮,则轴承同时承受有径向和轴向力的作用,鼓选用单列圆锥滚子轴承。4求轴上的载荷根据轴的结构,在确定轴承的支点位置时,应根据手册查取a值。对于32217型的滚动轴承,由手册查得a=34mm。又滚动轴承正装,则作为简支梁的轴承跨距L=。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图51。图51 输出轴的弯矩图和扭矩图从轴的机构图以及扭矩图中可以看出,C截面是轴的危险截面。(1) 求轴上轴承的支座反力和,截面C上的、1、求轴承的支反力和2、截面C上的、则:总弯矩为: ;5扭矩合成应力校核轴的强度:进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度,根据以上所算得的数据,并取=0.6,轴的计算应力为:前已选定轴的材料为45钢,查得=60,故轴工作安全。 (6) 危险截面4校核:截面4左侧:抗弯截面系数:;抗扭截面系数:;截面左侧的弯矩M为:;截面上的弯曲应力:;截面上的扭转切应力:;轴的材料为45钢,调质处理。由表15-1查得,。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按附表3-2查取。因为;,经插值后可查得:;又由附图3-1可得轴的材料的敏感系数为:;有效集中系数:;得尺寸系数;得扭转尺寸系数:;轴按磨削加工,得表面质量系数; 轴未经表面强化,即则得综合系数值为:;碳钢的特性系数:,取;,取;计算安全系数值:;S=1.5;故可知其安全。5.2 中间轴的设计与计算1.轴的材料的选择就目前中国国情及钢铁企业发展的状况来说,机械减速器中轴类零件的主要材料为合金钢及碳钢,由于碳钢价格低廉,同时强度高,易加工,对于一般机械减速器来说碳钢的强度也足够满足使用性能,因此结合机械设计手册本设计材料选择:45#钢,采用调质热处理,处理后硬度为217255HB。2.轴的初步计算(1) 初步确定输入轴的受力计算:已知:输入轴上的输入功率;转速;转矩;前面已经算出轴上蜗杆分度圆直径: ;求作用在蜗杆上的力; (2) 估算轴径选取轴的型号轴材料为45钢,经调质处理。按扭转强度计算,初步计算轴径, 轴径计算公式查手册可知道A0=103126 mm,取d= 23.7mm取轴颈d = 24mm(3) 轴承选取圆锥滚子轴承(30000型)标准=摘自GB/T 297-1994 参照ISO355-1977单位=(mm)轴承代号=32009尺寸d=45尺寸D=75尺寸T=20尺寸B=193轴的结构设计(1)轴的方案设计 (2)各段直径及长度轴承处直径:d23= 45mm轴承处长度:L23=66 mm齿轮处的直径:d12=38 mm(齿轮孔径大于所通过的轴径)齿轮处长度:L12=54mm , (轴段长度应略小于轮毂长度)挡油环处:L =18mm蜗杆齿处:d56=117L56=117轴承与箱体内壁距离 s =5 mm蜗轮与箱体内壁距离 a =10mm5.3中间轴的设计与计算1 确定输出轴上的功率P,转速n和转距T。由前面可知P=5.43KW,n=8.76r/min, T=5912450NM。2 求作用在轴上的力:已知低速级齿轮的分度圆直径为d=568mm,F=N, F= F1. 初步确定轴的最小直径:低速轴材料为45钢,经调质处理。按扭转强度计算,初步计算轴径,取d,显然此处为轴的最小直径为使得出轴与链轮的孔径相同,故需确定弹性联轴器。孔径,基本尺寸为D*d*T=105*90*39 4轴的结构设计) 拟订轴晌零件的装配方案图) 根据轴的轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度) d2-3=96.4mm L1=175mm 取L1-2=173mm ) 选择圆锥辊子轴承型号为(30221) d5-6=113mm d4-5=115mm d5-6=125mm L4-5=115mm L5-6=15mm第六章 减速器轴承的校核 初选单列圆锥滚子轴承,其型号为30209,其尺寸为轴承得受力情况(简图)如下图所示:(1) 计算径向力 轴向力齿轮的径向力齿轮的轴向力(2)计算轴向派生力由手册查得e=0.35 Y=1.7 由课本表13-7得则有:(3)计算轴承得轴向载荷由于即轴承1压紧,轴承2放松由此得(4)计算当量载荷因为 则查表得取X Y则查表得,取f=1.0则因为 则查表得取X Y则查表得,取f=1.0则(5)轴承寿命计算L因为则按轴承1计算,查手册得,该种轴承得额定动载荷C=26.8KN则因为 所以所选得轴承符合要求第七章 传动系统部分结构的强度校核7.1 传动轴强度的校核轴的强度计算一般可分为三种:1)按扭转强度或刚度计算;2)按弯扭合成强度计算;3)精确强度校核计算。根据设计校核公式可得对于不变的转矩,取;对于脉动的转矩,取;对于对称循环的转矩取。是材料在对称循环应力状态下的许用弯曲应力;是材料在静应力状态下的许用弯曲应力;是材料在脉动循环应力状态下的许用弯曲应力;在锥筛的设计过程中,轴的材料为45#钢,其基本参数为,;应满足 下列条件: 或 W为轴的抗弯截面系数;轴的受力,轴左端是锥筛对轴的力也就是锥筛的重力,右端是带轮对轴的压力。具体受力情况如下图:由材料力学的相关知识可得: 解得: 由 得: 可得轴的弯矩图则如下: 轴所受的转矩如下:转矩图如下:=;所以,=所以当量弯矩图为:可知轴承的危险截面在左边轴承支撑处,根据轴的校核条件可以算出:;即: 所以:根据校核,截面强度足够,其它截面也是足够安全的。7.2 轴承强度的校核 根据根据条件,轴承预计寿命163658=48720小时;1、 计算输入轴承(1)已知n=458.2r/min两轴承径向反力:FR1=FR2=500.2N;初先两轴承为角接触球轴承7206AC型。根据课本P265(11-12)得轴承内部轴向力FS=0.63FR则FS1=FS2=0.63FR1=315.1N;(2)FS1+Fa=FS2;Fa=0故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端FA1=FS1=315.1NFA2=FS2=315.1N;(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P263表(11-9)取fP=1.5;根据课本P262(11-6)式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N;P1=P2故取P=750.3N;角接触球轴承 =3; 轴承运动和换向时承受过大的冲击负荷,或当轴承静止时,由于机器振动等因素都会使接触处形成凹坑。外界硬粒进入轴承内,也可在接触表面形成压痕,这种永久变形量超过一定限度,就会防碍直线运动平稳性,引起振动和噪音,振动会进一步冲击凹坑周围材料,造成恶性循环,使凹坑面积扩大,这种永久变形量用基本额定静载荷限定。钢球和套圈接触点两者永久变形量之和等于钢球直径的万分之一时的静载荷,定义为基本额定静载荷C0。轴承使用时,冲击力很难测定,常用选取适当的静载荷安全系统来保证轴承静载荷不超过基本额定静载荷。选型时使轴承承受的静载荷P0 C0/FS,不受振动和冲击场合FS取1.0 1.5,受振动和冲击工作场合FS取2.07.0。轴承由于反复承受工作载荷,首先在表面下一定深度处,强度较弱部分形成裂纹,继而发展到接触表面,使金属成片状剥落下来,这种剥落称为疲劳剥落。在安装、润滑、密封正常的情况下,绝大多数轴承的破坏是疲劳破坏,一般所说的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。 直线轴承额定寿命规定为5万米, 通过限定基本额定动载荷C来保证。由于轴承寿命具有分散性,即同一批材料、相同工艺生产、相同使用条件下的轴承寿命不相同,所以轴承基本额定动载荷C定义为一批相同的轴承在相同条件下运行5万米,轴承不生任何疲劳剥落现象所能承受的动载荷。结 论随着中国经济的腾飞,城市化进程加快,汽车越来越快的走进工薪阶层家庭,而土地越来越紧缺的情况下,为解决城市停车难的问题,立体车库是必然出路。我国立体车库发展虽经历了十来年的发展,但仍处于初级的停车功能,是最原始的使用阶段,它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此对立体车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。本论文在参阅了国内外有关立体停车库的大量资料的前提下, 对垂直循环式立体车库设计机构装置进行细致研究,得出了以下重要的结论:通过大量的资料查阅,对自动化立体车库的发展特点和发展方向进行了总结,通过对市场需求的分析和对比国内外立体车库的发展状况,分析了智能立体车库广阔的市场
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