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汽车自救装置的设计【汽车类】【9张CAD图纸】【优秀】

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关键词：: 汽车自救装置设计 cad图纸

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汽车自救装置的设计

49页 19000字数+说明书+任务书+开题报告+外文翻译+9张CAD图纸【详情如下】

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电机底架1.dwg

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摘要……………………………………………………...…………………..…………I

Abstract………………………………………………………………………..……....II

第1章绪论………………………………………………………………..……… ..1

1.1 汽车自救装置的概况……………………………………………………...….1

1.2 汽车自救装置的发展………………………………….……………. ….……2

1.3 汽车自救装置的技术现状……………………………………………..…......3

1.4 设计的主要内容……………….……………………………………..…….....4

第2章汽车自救装置的方案选择………………………………...……………5

2.1动力源的方案…………………………………………………………..….…..5

2.2传动机构的方案………………………….……………………. .………...…..5

2.3 本章小结……………………………………………………………………....7

第3章电动机的选择……………………………………………………………...8

3.1 牵引力的确定………………………………………………………..…..…....8

3.2钢丝绳的选择与计算…………………………………………………..…..….8

3.3 电动机的选择……………………………………………………………..…..9

3.4 本章小结…………………………………………………….………………...10

第4章减速器的设计……………………………………………………………...11

4.1传动形式的选择……………………………………………………………….11

4.2 行星轮传动条件………………………………………………………….…...11

4.3 计算及材料选择……………………………………………………….…..….13

4.3.1 传动比选择分配计算………………………………….………………13

4.3.2 选择齿数齿型……………………………………………….……..20

4.3.3 齿轮计算………………………………………….……………..……..20

4.3.4 材料选择…………………………………………………………....….24

4.4 校核齿轮…………………………………………………………….………...24

4.4.1 弯曲强度校核………………………………………………………...28

4.4.2 齿面疲劳强度校核…………………………………………………...29

4.5 联轴器的选择………………………………………………………………..30

4.6 行星架结构设计…………………………………………………………..…31

4.7 行星轴强度计算校核………………………………………………………..32

4.8 轴承的选择…………………………………………………………………..32

4.9 润滑方式……………………………………………………………………..34

4.1.0本章小结……………………………………………………………………34

第5章离合器的选择及卷筒的设计……………………………………...…..35

5.1离合器的种类………………………………………………………….……..35

5.2离合器的选择………………………………………………………….….…..36

5.3 卷筒的设计…………………………………………………………………...38

5.4本章小结……………………………………………………………………….40

第6章联接元件的校核…………………………………………………...……..41

6.1 底架上螺栓的强度校核…………………………………………..………….41

6.2 键的强度校核………………………………………………..……………….42

6.3 卷筒螺栓的校核…………………………………………..………………….43

6.4 本章小结……………………………………………..……………………….44

结论………………………………………………………… …………… ……………45

参考文献………………………………………………………………………………46

致谢…………………………………………………………………………………….47

1.1 汽车自救装置的概况

汽车自救装置包括汽车电动绞盘机，主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。1.4 设计的主要内容

汽车自救装置的设计是一个复杂的设计过程，其中包括对电动机的选择，联轴器的选择，行星齿轮减速器的设计和离合器的选择，钢丝绳的设计和计算校核。其设计成功与否直接影响汽车在危难时刻是否成功脱险。设计的基本内容：本设计将参考现有电动绞盘机的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计，在选择汽车自救装置中的电动机后，根据汽车自重选择减速器，使之符合使用要求。最后进行汽车自救装置性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，运用CAD绘制汽车自救装置的整体图及主要部件的零件图。2.1动力源的方案

本次设计的汽车自救装置的动力源为直流电动机，来使汽车自救装置工作。汽车自救装置主要由：直流电动机、联轴器、减速器、卷筒、离合器等组成。

在以前，汽车自救装置的动力源来源于二冲程发动机，但是随着科学的发展，技术的进步，由二冲程发动机所提供动力的汽车自救装置的缺点逐渐暴露出来。二冲程发动机使用的燃料是汽油，在特殊条件下工作时（如高原、高温等环境），二冲程发动机工作的稳定性差，燃料燃烧不充分，使输出功率降低，而且不完全燃烧产生的废气，严重污染环境。但是，这些缺点在使用电动机时，就不存在了。电动机具有重量轻、体积小、携带方便等特点。而且，在包括高原、山区、沙漠等各种环境下都能保持稳定良好的工作性能。因此，由蓄电池供电的汽车自救绞盘机，已经成为汽车自救装置发展的主要趋势。在本设计中所选的电动机型号为ZXQ-13.5/30.

第3章电动机的选择

3.1 牵引力的确定

设计要求:3吨以下中型越野车，绞盘机的拉力设计原则一般是以车辆自重的1.5倍为宜。如3吨以下，以3吨为例，车辆自重3000KG，那么绞盘机的拉力应不低于：

F 30009.81.5=44100N (3.1)

F F=44100N (3.2)

3.2钢丝绳的选择与计算

钢丝绳的选择方法：由于绞盘机的使用范围为质量在满载3吨以下的越野车，则钢丝绳的使用范围也为满载质量在3吨以内的越野车。

F=G=Mg=30009.8=29400N (3.3)

结论

本次设计是汽车自救装置的设计，通过本次设计，让我了解到汽车自救装置在汽车陷入险境时的重要性。以越野车上最常用的汽车自救装置为例,它主要有电动机、钢缆、绞盘鼓轮、导缆器、传动机构、制动系统、离合器、控制匣和控制器组成。电动机由车辆的蓄电池带动，它将动力传递给机械传动装置，再带动汽车自救装置鼓轮转动缠绕缆线;钢缆最初的设计承载能力决定了它的直径大小和长度，钢缆缠绕在汽车自救装置鼓轮上并穿过导缆器，其末端打成环状以连接锚钩；汽车自救装置鼓轮是一个缠绕钢缆的圆柱形装置，它由电动机驱动，汽车自救装置圆筒可在遥控器的控制下改变转动方向；当使用汽车自救装置有一定角度时，导缆器将引导钢缆绕上汽车自救装置鼓轮，它将减少钢缆回收时可能对绞盘支架或保险杠产生的危险，往往固定安装在汽车自救装置架或保险杠外；传动机构由行星齿轮构成，它将电动机产生的能量转换为强大的牵引力，传动系统的设计使得绞盘机变得轻便，紧凑；制动系统的作用是当电动机停止工作且钢缆有负重时自动锁紧鼓轮，防止钢缆松脱滑落，并将汽车拽在原地；离合器可以用手操作，改变鼓轮与传动系统的脱离或锁止状态，从而改变鼓轮空转或与传动系统锁死的状态；控制匣将汽车蓄电池的电力通过电磁线圈转化为动能，使操作者能够改变汽车自救装置鼓轮的旋转方向，有的汽车自救装置把控制匣固化于绞盘结构内，有的则可独立一体，按需要安装在适当位置，汽车自救装置在高负荷下运转，因此控制匣使用了高负荷控制系统以应付强大的电流；控制器插在汽车自救装置控制匣上，自由控制汽车自救装置鼓轮的旋转方向。它可以使操作者在操作汽车自救装置时远离钢缆，避免危险。

参考文献

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内容简介：: SY-025-BY-5毕业设计（论文）中期检查表填表日期2010年 4月20 日迄今已进行 8 周剩余 9 周学生姓名李鑫院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名臧杰职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车自救装置的设计学生填写毕业设计（论文）工作进度已完成主要内容待完成主要内容（1）汽车自救装置的整体布置；（2）减速器的计算校核；（3）动力源的确定；（4）卷筒的设计以及计算校核；（5）联轴器的选择确定。（1）离合器的选择确定；（2）整体的总成装配图；（3）零件图；（4）说明书的撰写。存在问题及努力方向本次设计，让我更加了解了汽车自救装置的构造和用途，但是在设计过程中，我经常会忽略一些细节问题，从而导致经常返工。在接下来的设计中，我将会深入研究汽车自救装置。学生签字：李鑫指导教师意见指导教师签字：年月日教研室意见教研室主任签字：年月日SY-025-BY-2毕业设计（论文）任务书学生姓名李鑫院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-2班指导教师姓名臧杰职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车自救装置的设计一、设计（论文）目的、意义以经济实用为目标，解决现实问题；培养学生资料收集、调研分析的能力和方案设计的能力，综合训练学生设计计算、结构设计和绘图能力，培养学生创新能力、工程实践能力和商品意识。随着汽车工业经济的发展，国内的汽车自救产品很多，例如汽车急救电源、汽车自用灭火机、汽车绞盘机等，其中汽车绞盘机是车辆在野外陷入困境时，所采用的最有效的一种自救工具。在现代工业中，绞盘机的使用十分广泛，它在交通运输、基建工地、林区等多种部门中发挥着巨大的作用。考虑到我国幅员辽阔，地质地貌复杂，山地、丘陵、沼泽、沙漠几乎占了国土面积的一半，在野外生产作业过程中，车辆会经常陷入困境，绞盘机的使用十分重要。因此，本课题所设计的绞盘机是针对上述地理条件下，中型越野车所使用的一种自救工具。同时，由于绞盘机构在起重机中也发挥着不可忽视的作用，对此，本课题也有较为详尽的阐述。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1、设计的主要内容(1)掌握汽车自救绞盘机结构及工作原理，绘出结构原理简图。(2)确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。(3)确定零部件结构尺寸。 (4) 使用AutoCAD完成工程图纸。(5)编写设计说明书。2、技术要求（研究方法）（1）通过文献资料收集，熟悉汽车绞盘机设计和CAD的有关理论知识，国内外汽车设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。实地到汽车厂等部门实习调查，了解绞盘机设计方法。（2）编写课题研究大纲和开题报告。（3）方案合理可行；确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。确定零部件结构尺寸。（4）按进度要求独立完成毕业设计，服从指导教师安排；完成的毕业设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。三、设计（论文）完成后应提交的成果1、毕业设计计算说明书（1.5万字）；2、总装图，零件图、部件图共9张；四、设计（论文）进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月24日3月30日）（2）参数选择方案确定，列文稿大纲第5周（4月1日4月7日）（3）设计计算第6-7周（4月8日4月21日）（4）完成设计说明书，完成图纸绘制第8-13周（4月22日6月1日）（5）交稿，预答辩第14周（6月2日6月8日）（6）设计审核、修改第15-16周（6月9日6月22日）（7）毕业设计答辩第17周（6月23日6月29日）五、主要参考资料1何治中略论绞盘机处梗安全技术J劳动保护科学技术，2005.2李志辉、尹自清、魏赵军195轻型绞盘机的应用J林业机械与木工技术设备，2007.3成大先主编.机械设计手册M.第四版.北京：化学工业出版社，2005.4杨文渊编. 简明工程机械施工手册M. 北京：人民交通出版社，2008.5陈兆明、白森主编. 实用起重工手册M. 上海：上海交通大学出版社，2004.6机械设计手册编委会. 机械设计手册单行本联轴器、离合器与制动器M.机械工业出版社，2005.7杨文渊编. 起重吊装常用数据手册M.人民交通出版社，2006.六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日SY-025-BY-10优秀毕业设计（论文）推荐表题目汽车自救装置的设计类别Z学生姓名李鑫系、专业、班级车辆与交通工程学院车辆工程07-2班指导教师臧杰职称教授设计成果明细：答辩委员会评语：答辩委员会主任签字（盖章）：系部公章：年月日备注：注：“类别”栏填写毕业论文或毕业设计附录A 外文文献Auto self-rescue deviceAuto self-rescue device is the auto electric winch ,the most commonly used in suvs electric winch, for example, it is mainly a motor, cables, winch drum wheel, conducting cable device, transmission mechanism, braking system, clutch, control of magazine and controller. Motor driven by vehicle battery, it will power transfer to mechanical transmission device, then drive winch drum wheel rotation winding cable; Bearing capacity of its original design, cables determines its diameter size and length, wire wrapped around the winch drum wheel and cross, its end is conducting cable for connecting anchor hook into rings; The winch drum round is a coil of wire cylindrical devices, it consists of motor drives in the remote control, winch cylinder under the control of rotation direction; When using the winch have certain Angle, conducting cable device will guide wire on the winch drum around, it will reduce wire wheel may to winch stents recycling of hazards or bumper, often fixed on the winch frame or bumper outside; Transmission mechanism of planetary gear by three groups form, it will produce energy conversion for motor powerful trac-tion force, transmission system design makes the winch become deft, compact; Braking system function is when motor stopped working and cables have weight automatically lock drum wheel, prevent slide, and loose cables hauled in situ；Clutch can be operated by hand, change the drum wheel and drive system from or lock up the state to change drum turn or and transmission system while the locked position; The car battery magazine will control power through the electromagnetic coils into kinetic energy, make the operator can change the direction of rotation wheel gear drum, some winch to control in the winch structure magazine curing inside, some can be independent, according to need to install a in the appropriate location, electric winch in high load operation，Hence control of high load control magazine used to cope with the powerful current system; Controller inserted in the winch control magazine, free control winch drum rounds of rotation directions. It can make the operator when operating winch, avoid danger from wire.Based on the development history of automobile winch, can know its work in the field of car has an important significance. Along with the development of the automotive industrial economic, the domestic auto self-rescue products, such as auto emergency power supply many MieHuoJi, car, car for self-use winch etc, with automobile winch machine is vehicles in the wild mess up, adoption of the most effective one self-help tools. In modern industry, the use of winch very extensive, it in transportation, infrastructure construction site, forest and so on many kinds of department plays an enormous role. After nearly a century of development, automobile winch machine technology have great progress. From an initial modified by Marine winch and become, development up to now car special electric winch. Electric winch, each buggies on almost all can match. Working in the world of the roads, the worst areas with various suvs almost all electric winch. But the cross-country challenge and rally, but also stated that there was no winch cannot take part in the game. Visible, the importance of suvs winch. Considering our vast, complex geological and topographical mountain, hills, swamps, deserts accounted for almost half of the total land area, in the wild production operation process, the vehicles will often got into trouble, the use of winch is very important. Therefore, the design of this topic is based on the above winch medium off-road vehicles, geographical conditions used by a self-help tools. Meanwhile, because the winch institution in crane also play an the effect that cannot ignore.附录B外文文献的中文翻译汽车自救装置汽车自救装置即汽车电动绞盘机，以越野车上最常用的电动绞盘为例,它主要有电动机、钢缆、绞盘鼓轮、导缆器、传动机构、制动系统、离合器、控制匣和控制器组成。电动机由车辆的蓄电池带动，它将动力传递给机械传动装置，再带动汽车自救装置鼓轮转动缠绕缆线;钢缆最初的设计承载能力决定了它的直径大小和长度，钢缆缠绕在汽车自救装置鼓轮上并穿过导缆器，其末端打成环状以连接锚钩；汽车自救装置鼓轮是一个缠绕钢缆的圆柱形装置，它由电动机驱动，汽车自救装置圆筒可在遥控器的控制下改变转动方向；当使用汽车自救装置有一定角度时，导缆器将引导钢缆绕上汽车自救装置鼓轮，它将减少钢缆回收时可能对汽车自救装置支架或保险杠产生的危险，往往固定安装在汽车自救装置架或保险杠外；传动机构由行星齿轮构成，它将电动机产生的能量转换为强大的牵引力，传动系统的设计使得汽车自救装置变得轻便，紧凑；制动系统的作用是当电动机停止工作且钢缆有负重时自动锁紧鼓轮，防止钢缆松脱滑落，并将汽车拽在原地；离合器可以用手操作，改变鼓轮与传动系统的脱离或锁止状态，从而改变鼓轮空转或与传动系统锁死的状态；控制匣将汽车蓄电池的电力通过电磁线圈转化为动能，使操作者能够改变汽车自救装置鼓轮的旋转方向，有的汽车自救装置把控制匣固化于汽车自救装置结构内，有的则可独立一体，按需要安装在适当位置，汽车自救装置在高负荷下运转，因此控制匣使用了高负荷控制系统以应付强大的电流；控制器插在汽车自救装置控制匣上，自由控制汽车自救装置鼓轮的旋转方向。它可以使操作者在操作汽车自救装置时远离钢缆，避免危险。通过对汽车自救装置发展历史的研究，可以清楚的知道其对汽车在野外工作有着重要的意义。随着汽车工业经济的发展，国内的汽车自救产品很多，例如汽车急救电源、汽车自用灭火机、汽车绞盘机等，其中汽车绞盘机是车辆在野外陷入困境时，所采用的最有效的一种自救工具。在现代工业中，绞盘机的使用十分广泛，它在交通运输、基建工地、林区等多种部门中发挥着巨大的作用。经过近一个世纪的发展，汽车绞盘机技术有了巨大的进步。从最初的由船用绞盘机改装而成，发展到现在的汽车专用电动绞盘机。电动绞盘机，各型四驱车几乎都可以配上。工作在世界上路况最差地区的各型越野车，几乎都装有电动绞盘机。而各项越野挑战赛和拉力赛，更是声明没有绞盘机就不能参加比赛。可见，绞盘机对越野车的重要性。考虑到我国幅员辽阔，地质地貌复杂，山地、丘陵、沼泽、沙漠几乎占了国土面积的一半，在野外生产作业过程中，车辆会经常陷入困境，绞盘机的使用十分重要。因此，本课题所设计的绞盘机是针对上述地理条件下，中型越野车所使用的一种自救工具。同时，由于绞盘机构在起重机中也发挥着不可忽视的作用。SY-025-BY-6毕业设计指导教师评分表学生姓名李鑫院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程B07-2班指导教师姓名臧杰职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车自救装置的设计序号评价项目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度102题目工作量；题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度103综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力154设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力205计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）106插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性207设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等）58科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度10得分 X= 评语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点）指导教师签字：年月日SY-025-BY-4毕业设计（论文）指导记录日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：日期地点指导方式指导记录（指导内容、存在问题及解决思路）学生（记录人）签名：指导教师签名：黑龙江工程学院本科生毕业设计I摘要汽车自救装置包括汽车自救绞盘机，主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特殊车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。本次设计主要包括对汽车自救装置驱动电动机的选择；联轴器的选择；行星齿轮减速器的设计，计算和校核；卷筒的设计，计算和校核；离合器的选择，钢丝绳的设计，计算和校核。通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，对现有传统的汽车自救装置的结构进行改进和完善。关键词：电动机；联轴器；行星齿轮减速器；卷筒；离合器；钢丝绳；校核黑龙江工程学院本科生毕业设计IIABSTRACTAuto save device including cars, mainly for the rescue winch machine off-road vehicles, agricultural cars, ATV sports cars, boats, and other special vehicles. The ego to protect vehicles, ships and draught device, can be in snow, swamps, deserts, beach, muddy road and other heavy environment in rescue vehicles, and is likely to other conditions, to repair, drag items, installation facilities homework, oil, hydrology, police, environmental protection, forestry, transportation, public security, border, fire control and other outdoor sports indispensable safety device.This design includes to save the drive motor car device choice; Coupling choice; Planetary gear reducer design, calculation and check; The design of the drum, calculate and check; The choice of the clutch, the wire rope design, calculation and check. By comparing different scheme and select the best scheme design methods, the existing traditional car save the device structure was improved and perfected.Key Words：Motor; Coupling; Planetary Gear Reducer; Drum; The Clutch; Wire Rope; Checking毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目: 汽车自救装置的设计院系名称: 汽车与交通工程学院专业班级: 车辆工程 B07-2班学生姓名: 导师姓名: 开题时间: 2011年3月24日指导委员会审查意见：签字：年月日毕业设计（论文）开题报告学生姓名院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆工程07-2班指导教师姓名职称教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称汽车自救装置的设计一、课题研究现状、选题目的和意义（一）研究现状汽车自救装置即汽车电动绞盘（包括手动绞盘机、电动绞盘机、液压绞盘机、气动绞盘机和机械绞盘机）主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。目前常见的汽车自救装置按绞盘机原动力的不同，主要有四种：电动绞盘机，是最常见的绞盘机。依靠车辆自身的电力系统驱动绞盘机，优点：可以在车辆死火的情况下基本正常使用(这是它最大优点是其他绞盘机无法比拟的），尤其对于水多的地区有很大优势，安装简单可以实现多位置安装及迅速移位。缺点：不能维持长时间的使用（车辆自身电力系统局限性、自身易发热等原因），大部分电动绞盘机能提供的驱动力较小，只能向一个方向施加力量（安装于车前只能向前拉，安装于后部只能向后拉）。PTO绞盘机，使用分动箱输出动力为动力源（POWER TAKE OFF），优点：能持续提供较大的拉力，单次使用时间长（不存在发热问题），可以提供多方向拉力（前、后、甚至左右），是军用车辆或严肃的高性能越野最佳选择。缺点：必须使用发动机动力，即在发动机因进水等原因无法工作时无法使用；分动箱失去绞盘机方向驱动力时也无法使用。油压绞盘机，使用车辆的动力/助力转向系统为其动力源，使用助力转向泵提供源动力。优点：安装方便，由于其外部固定部分基本实现了通用化，甚至在野外即可实现互换，驱动力界于电动和PTO绞盘机之间，发生高温机会极其少见。缺点：和PTO绞盘机一样，必须使用发动机驱动力，即必须保持发动机转动，且一旦动力转向系统出现故障则无法使用（在部分越野情况下，动力转向系统容易受到外界破坏）。车轮绞盘机，这是一种比较新的绞盘机系统，即由车轮轴提供驱动力。原理是使用大部分越野车轮的6颗固定螺丝中的4颗以固定绞盘机。优点：安装/拆卸极其简便（和换轮胎是一个步骤），重量极轻（比任何一种其他绞盘机都轻，不会被前悬带来致命的额外重量），价格便宜，可提供前后双方向拉力。缺点：目前我所知的缺点可以肯定的是由于其力量点是轮轴，所以位置太低，造成部分条件下无法使用，而且也必须使用发动机动力。在西方，陆军每10辆四驱卡车就最少有一辆带有绞盘机，这还不包括工程部的回收车（回收车是一辆底盘由66、88重型卡车或者50吨以上的坦克改成的，它是带有24个绞盘机的大型工程车，专门营救在野外陷入深坑的卡车或坦克）。绞盘机的重要性由此可见一斑。汽车绞盘机的历史可追溯到第一次世界大战期时期，由于当时的道路条件极差，除了城市没有正规的道路，战场上充满了泥泞和壕沟，汽车由于有差速的关系，很容易被陷在泥坑中或卡在壕沟上，影响了部队的行进速度。为了解决这个问题，技术人员想了许多方法，最后从码头使用的拖拽船舶绞盘机上得到了启发，将其改在汽车上，并且以链条驱动它，这个设计取得了成功。第二次世界大战结束后，科技取得了飞速发展，大量军用技术转移到民用产品中。随着越野车成为普通家家庭的代步工具和竞技越野车运动的发展，汽车绞盘机作为越野车的重要组成部分成为了一种民用产品，并得到了很好的发展。19世纪60年代，电动绞盘机开始发展，它的好处是重量轻，造价便宜，可自行拆卸改装在不同型号的汽车车上，而且就算汽车发动机不能工作，绞盘机同样可以运作。电动绞盘机的出现促进了绞盘机的普及。绞盘机的种类很多，有电动绞盘机、利用汽车发动机机械动力带动的绞盘机以及用液压泵操作的绞盘等，越野者使用最多的要数电动绞盘机了。电动绞盘机是从汽车本身获得动力来驱动马达带动绞索的。这种绞盘机很方便，因为可以站在任何地方通过遥控器上的旋钮进行操纵。它最大的优点就是只要电池还有电就可以使用。但是，绞盘机内马达的功率一般只有几马力，这么小功率的马达何以能拖动一辆沉重的汽车亦或是其它重物呢?秘密就在减速器的使用上。即便马达只能发出较小之力，但减速器却能将其转变为强大之力。不同的绞盘机制造商正是利用这个原理才制造出了不同的产品。市场上大部分绞盘机都是使用行星齿轮做减速器。行星齿轮的优点是体积较小而产生的减速比相对较大，而且齿轮的接触点较多，使用寿命较长。绞盘机通常都安装在较狭小的空间内，因此越小越轻就越好。行星齿轮既能达到这一要求，同时又能产生较大的减速比，因此再理想不过了。简单地说，绞盘机内部的工作机制是：从汽车来的电力首先带动马达，而后马达带动鼓轮转动，鼓轮又带动主动轴，主动轴再带动行星齿轮，进而产生强大的扭力。随后，扭力被传回到鼓轮，鼓轮便带动绞盘机。马达和减速器之间有一个离合器，能通过一个把手来开关。制动单元在鼓轮内，当绞索绷紧时，鼓轮就自动锁住。随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的显著提高，中国的汽车需求在不断扩大。有相关部门统计：2005年中国的汽车需求量为640万台，预计到今年将接近1500万台，相当于目前全球汽车需求总量的四分之一。汽车多了，绞盘机的使用量也会随之上升。此外，以前普通国民对绞盘机的认识十分的稀少，在他们的生活中，根本不会在意有没有这样一个小家伙。然而近年来，国民自驾出游的人数也与日俱增，绞盘机成了这些人不可缺少的工具。因此对于这一课题的研究具有良好的研究前景和积极的意义。（二）选题的目的、意义通过对汽车自救装置发展历史的研究，可以清楚的知道其对汽车在野外工作有着重要的意义。随着汽车工业经济的发展，国内的汽车自救产品很多，例如汽车急救电源、汽车自用灭火机、汽车绞盘机等，其中汽车绞盘机是车辆在野外陷入困境时，所采用的最有效的一种自救工具。在现代工业中，绞盘机的使用十分广泛，它在交通运输、基建工地、等多种部门中发挥着巨大的作用。经过近一个世纪的发展，汽车绞盘机技术有了巨大的进步。从最初的由船用绞盘机改装而成，发展到现在的汽车专用电动绞盘机。电动绞盘机，各型四驱车几乎都可以配上。工作在世界上路况最差地区的各型越野车，几乎都装有电动绞盘机。而各项越野挑战赛和拉力赛，更是声明没有绞盘机就不能参加比赛。可见，绞盘机对越野车的重要性。考虑到我国幅员辽阔，地质地貌复杂，山地、丘陵、沼泽、沙漠几乎占了国土面积的一半，在野外生产作业过程中，车辆会经常陷入困境，绞盘机的使用十分重要。因此，本课题所设计的绞盘机是针对上述地理条件下，中型越野车所使用的一种自救工具。同时，由于绞盘机构在起重机中也发挥着不可忽视的作用。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题设计的基本内容：本设计将参考现有电动绞盘机的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计，其中主要的设计内容有：1. 电动绞盘机选择；2. 电动机选择和设计；3. 根据汽车自重来选择减速器，离合器以及钢丝绳索。在设计绞盘机中的电动机后，根据汽车自重选择减速器，使之符合使用要求。最后进行绞盘机性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制汽车电动绞盘机的整体图及主要部件的零件图。本设计主要研究方法：（1）电动机的选择计算；（2）对减速器，离合器设计；（3）钢丝绳索的设计计算；（4）使用AutoCAD进行整体和零部件图的绘制；三、技术路线（研究方法）调查研究收集资料确定研究对象以及设计路线减速器选择设计电动机选择设计离合器选择设计钢丝绳索选择设计进行计算校核整理文档形成设计说明书四、进度安排（1）调研、资料收集，完成开题报告第4周（3月24日-3月30日）（2）参数选择方案确定，列文稿大纲第5周（4月1日-4月7日）（3）设计计算第6-7周（4月8日-4月21日）（4）完成设计说明书，完成图纸绘制第8-13周（4月22日-6月1日）（5）交稿，预答辩第14周（6月2日-6月8日）（6）设计审核、修改第15-16周（6月9日-6月22日）（7）毕业设计答辩第17周（6月23日-6月29日）五、参考文献1何治中略论绞盘机处梗安全技术J劳动保护科学技术，2005.2李志辉、尹自清、魏赵军195轻型绞盘机的应用J林业机械与木工技术设备，2007.3成大先主编.机械设计手册M.第四版.北京：化学工业出版社，2005.4杨文渊编. 简明工程机械施工手册M. 北京：人民交通出版社，2008.5陈兆明、白森主编. 实用起重工手册M. 上海：上海交通大学出版社，2004.6机械设计手册编委会. 机械设计手册单行本联轴器、离合器与制动器M.机械工业出版社，2005.7杨文渊编. 起重吊装常用数据手册M.人民交通出版社，2006.8孙炜,等.楔块式超越离合器的性能及其应用J.新技术新工艺,1998,3(4):224-2319冯幸安.机械制造装备设计M.北京：机械工业出版社,1999.33-3810高健.机械优化设计M.北京：科学出版社,2000.186-18911卢玉明.机械零件的可靠性设计M.北京：中国计量出版社,2000.33-3612孙炜,等.楔块式超越离合器的性能及其应用J.机械工程师,2000,35(5):249-25213朱龙英,顾玲,陈伟明.机械设计基础M.北京：机械工业出版社,2001.125-12814成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社,2001.6-16515粱以德.新型安全离合器J.机械设计与研究,2003,12(4):53-5916吴序堂.齿轮啮合原理M.北京：机械工业出版社,1982.26-2917濮良贵.机械零件M.北京：高等教育出版社,1986.129-14018楼鸿棣,邹慧君.高等机械原理M.北京：高等教育出版社,1990.57-6919 Gary G FieldColor and Its ReproductionM.GATF Press，USA，1999.147-223六、备注黑龙江工程学院本科生毕业设计目录摘要.IAbstract.II第1章绪论. .11.1 汽车自救装置的概况.11.2 汽车自救装置的发展. .21.3 汽车自救装置的技术现状.31.4 设计的主要内容.4第2章汽车自救装置的方案选择.52.1动力源的方案.52.2传动机构的方案. .52.3 本章小结.7第3章电动机的选择.83.1 牵引力的确定.83.2钢丝绳的选择与计算.83.3 电动机的选择.93.4 本章小结.10第4章减速器的设计.114.1传动形式的选择.114.2 行星轮传动条件.114.3 计算及材料选择.134.3.1 传动比选择分配计算.134.3.2 选择齿数齿型.204.3.3 齿轮计算.204.3.4 材料选择.244.4 校核齿轮.24 4.4.1 弯曲强度校核.28 4.4.2 齿面疲劳强度校核.294.5 联轴器的选择.304.6 行星架结构设计.314.7 行星轴强度计算校核.324.8 轴承的选择.324.9 润滑方式.344.1.0本章小结34第5章离合器的选择及卷筒的设计.355.1离合器的种类.355.2离合器的选择.365.3 卷筒的设计.385.4本章小结.40第6章联接元件的校核.416.1 底架上螺栓的强度校核.416.2 键的强度校核.426.3 卷筒螺栓的校核.436.4 本章小结.44结论 45参考文献46致谢.47第1章绪论1.1 汽车自救装置的概况汽车自救装置包括汽车电动绞盘机，主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是军警、石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、消防及其它野外运动不可缺少的安全装置。目前常见的汽车自救装置按绞盘原动力的不同，主要有四种：电动绞盘机，是最常见的绞盘机。依靠车辆自身的电力系统驱动绞盘，优点：可以在车辆死火的情况下基本正常使用(这是它最大优点是其他绞盘机无法比拟的），尤其对于水多的地区有很大优势，安装简单可以实现多位置安装及迅速移位。缺点：不能维持长时间的使用（车辆自身电力系统局限性、自身易发热等原因），大部分电动绞盘机能提供的驱动力较小，只能向一个方向施加力量（安装于车前只能向前拉，安装于后部只能向后拉）。PTO绞盘机，使用分动箱输出动力为动力源（POWER TAKE OFF），优点：能持续提供较大的拉力，单次使用时间长（不存在发热问题），可以提供多方向拉力（前、后、甚至左右），是军用车辆或严肃的高性能越野最佳选择。缺点：必须使用发动机动力，即在发动机因进水等原因无法工作时无法使用；分动箱失去绞盘机方向驱动力时也无法使用。油压绞盘机，使用车辆的动力/助力转向系统为其动力源，使用助力转向泵提供源动力。优点：安装方便，由于其外部固定部分基本实现了通用化，甚至在野外即可实现互换，驱动力界于电动和PTO绞盘之间，发生高温机会极其少见。缺点：和PTO绞盘机一样，必须使用发动机驱动力，即必须保持发动机转动，且一旦动力转向系统出现故障则无法使用（在部分越野情况下，动力转向系统容易受到外界破坏）。车轮绞盘机，这是一种比较新的绞盘机系统，即由车轮轴提供驱动力。原理是使用大部分越野车轮的6颗固定螺丝中的4颗以固定绞盘。优点：安装/拆卸极其简便（和换轮胎是一个步骤），重量极轻（比任何一种其他绞盘机都轻，不会被前悬带来致命的额外重量），价格便宜，可提供前后双方向拉力。缺点：目前我所知的缺点可以肯定的是由于其力量点是轮轴，所以位置太低，造成部分条件下无法使用，而且也必须使用发动机动力。1.2汽车自救装置的发展在西方，陆军每10辆四驱卡车就最少有一辆带有汽车自救装置，这还不包括工程部的回收车（回收车是一辆底盘由66、88重型卡车或者50吨以上的坦克改成的，它是带有24个汽车电动绞盘的大型工程车，专门营救在野外陷入深坑的卡车或坦克）。汽车自救装置的重要性由此可见一斑。汽车自救装置的历史可追溯到第一次世界大战期时期，由于当时的道路条件极差，除了城市没有正规的道路，战场上充满了泥泞和壕沟，汽车由于有差速的关系，很容易被陷在泥坑中或卡在壕沟上，影响了部队的行进速度。为了解决这个问题，技术人员想了许多方法，最后从码头使用的拖拽船舶绞盘机上得到了启发，将其改在汽车上，并且以链条驱动它，这个设计取得了成功。第二次世界大战结束后，科技取得了飞速发展，大量军用技术转移到民用产品中。随着越野车成为普通家家庭的代步工具和竞技越野车运动的发展，汽车绞盘机作为越野车的重要组成部分成为了一种民用产品，并得到了很好的发展。19世纪60年代，电动绞盘机开始发展，它的好处是重量轻，造价便宜，可自行拆卸改装在不同型号的汽车车上，而且就算汽车发动机不能工作，绞盘机同样可以运作。电动绞盘机的出现促进了绞盘机的普及。绞盘机的种类很多，有电动绞盘机、利用汽车发动机机械动力带动的绞盘机以及用液压泵操作的绞盘机等，越野者使用最多的要数电动绞盘机了。电动绞盘机是从汽车本身获得动力来驱动马达带动绞索的。这种绞盘机很方便，因为可以站在任何地方通过遥控器上的旋钮进行操纵。它最大的优点就是只要电池还有电就可以使用。但是，绞盘机内马达的功率一般只有几马力，这么小功率的马达何以能拖动一辆沉重的汽车亦或是其它重物呢?秘密就在减速器的使用上。即便马达只能发出较小之力，但减速器却能将其转变为强大之力。市场上大部分绞盘机都是使用行星齿轮做减速器。行星齿轮的优点是体积较小而产生的减速比相对较大，而且齿轮的接触点较多，使用寿命较长。绞盘机通常都安装在较狭小的空间内，因此越小越轻就越好。行星齿轮既能达到这一要求，同时又能产生较大的减速比，因此再理想不过了。绞盘机通常都安装在较狭小的空间内，因此越小越轻就越好。行星齿轮既能达到这一要求，同时又能产生较大的减速比。绞盘机的拖拉力量与绞盘拉出的长度有直接关系，在绞盘机刚拉时力量最大，其后绞盘每转一圈，拉力便减小一些。绞索拉的越长拉力越弱。简单地说，绞盘机内部的工作机制是：从汽车来的电力首先带动马达，而后马达带动鼓轮转动，鼓轮又带动主动轴，主动轴再带动行星齿轮，进而产生强大的扭力。随后，扭力被传回到鼓轮，鼓轮便带动绞盘机。马达和减速器之间有一个离合器，能通过一个把手来开关。制动单元在鼓轮内，当绞索绷紧时，鼓轮就自动锁住。在实际运用中，有些辅助物品是安全顺利使用绞盘机时必不可少的，如手套能安全保护手部。此外，如果要把绞盘机固定在一棵树上，还需要一条带子、一个U行吊耳以及一个紧线滑轮。带子是用来固定支点的。其理想长度为1.52.0m;U形吊耳能够将钩子与带子及绞盘连接起来，所以最好多准备几种尺寸的吊耳；用双线或三线，改变拖拉方向时，则需要一个紧线滑轮。操纵绞盘机简而言之可分3个步骤：安装、固定支点和拖拉。随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的显著提高，中国的汽车需求在不断扩大。有相关部门统计：2005年中国的汽车需求量为640万台，预计到今年将接近1500万台，相当于目前全球汽车需求总量的四分之一。绞盘机的使用量也会随之上升。此外，以前普通国民对绞盘的认识十分的稀少，在他们的生活中，根本不会在意有没有这样一个小家伙。然而近年来，国民自驾出游的人数也与日俱增，绞盘机成了这些人不可缺少的工具。因此对于这一课题的研究具有良好的研究前景和积极的意义。1.3 汽车自救装置的技术现状通过对汽车自救装置发展历史的研究，可以清楚的知道其对汽车在野外工作有着重要的意义。随着汽车工业经济的发展，国内的汽车自救产品很多，例如汽车急救电源、汽车自用灭火机、汽车绞盘机等，其中汽车绞盘机是车辆在野外陷入困境时，所采用的最有效的一种自救工具。在现代工业中，电动绞盘的使用十分广泛，它在交通运输、基建工地、林区等多种部门中发挥着巨大的作用。经过近一个世纪的发展，汽车绞盘机技术有了巨大的进步。从最初的由船用绞盘机改装而成，发展到现在的汽车专用电动绞盘机。电动绞盘机，各型四驱车几乎都可以配上。工作在世界上路况最差地区的各型越野车，几乎都装有电动绞盘机。而各项越野挑战赛和拉力赛，更是声明没有绞盘机就不能参加比赛。可见，电动绞盘对越野车的重要性。考虑到我国幅员辽阔，地质地貌复杂，山地、丘陵、沼泽、沙漠几乎占了国土面积的一半，在野外生产作业过程中，车辆会经常陷入困境，绞盘机的使用十分重要。因此，本课题所设计的绞盘机是针对上述地理条件下，中型越野车所使用的一种自救工具。同时，由于绞盘机构在起重机中也发挥着不可忽视的作用。以越野车上最常用的电动绞盘机为例,它主要有电动机、钢缆、绞盘鼓轮、导缆器、传动机构、制动系统、离合器、控制匣和控制器组成。电动机由车辆的蓄电池带动，它将动力传递给机械传动装置，再带动绞盘鼓轮转动缠绕缆线;钢缆最初的设计承载能力决定了它的直径大小和长度，钢缆缠绕在绞盘鼓轮上并穿过导缆器，其末端打成环状以连接锚钩；绞盘机鼓轮是一个缠绕钢缆的圆柱形装置，它由电动机驱动，绞盘机圆筒可在遥控器的控制下改变转动方向；当使用绞盘有一定角度时，导缆器将引导钢缆绕上绞盘机鼓轮，它将减少钢缆回收时可能对绞盘机支架或保险杠产生的危险，往往固定安装在绞盘架或保险杠外；传动机构由行星齿轮构成，它将电动机产生的能量转换为强大的牵引力，传动系统的设计使得绞盘机变得轻便，紧凑；制动系统的作用是当电动机停止工作且钢缆有负重时自动锁紧鼓轮，防止钢缆松脱滑落，并将汽车拽在原地；离合器可以用手操作，改变鼓轮与传动系统的脱离或锁止状态，从而改变鼓轮空转或与传动系统锁死的状态；控制匣将汽车蓄电池的电力通过电磁线圈转化为动能，使操作者能够改变绞盘鼓轮的旋转方向，有的绞盘机把控制匣固化于绞盘机结构内，有的则可独立一体，按需要安装在适当位置，电动绞盘机在高负荷下运转，因此控制匣使用了高负荷控制系统以应付强大的电流；控制器插在绞盘机控制匣上，自由控制绞盘机鼓轮的旋转方向。它可以使操作者在操作绞盘机时远离钢缆，避免危险。1.4 设计的主要内容汽车自救装置的设计是一个复杂的设计过程，其中包括对电动机的选择，联轴器的选择，行星齿轮减速器的设计和离合器的选择，钢丝绳的设计和计算校核。其设计成功与否直接影响汽车在危难时刻是否成功脱险。设计的基本内容：本设计将参考现有电动绞盘机的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计，在选择汽车自救装置中的电动机后，根据汽车自重选择减速器，使之符合使用要求。最后进行汽车自救装置性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，运用CAD绘制汽车自救装置的整体图及主要部件的零件图。第2章汽车自救装置的方案选择2.1动力源的方案本次设计的汽车自救装置的动力源为直流电动机，来使汽车自救装置工作。汽车自救装置主要由：直流电动机、联轴器、减速器、卷筒、离合器等组成。在以前，汽车自救装置的动力源来源于二冲程发动机，但是随着科学的发展，技术的进步，由二冲程发动机所提供动力的汽车自救装置的缺点逐渐暴露出来。二冲程发动机使用的燃料是汽油，在特殊条件下工作时（如高原、高温等环境），二冲程发动机工作的稳定性差，燃料燃烧不充分，使输出功率降低，而且不完全燃烧产生的废气，严重污染环境。但是，这些缺点在使用电动机时，就不存在了。电动机具有重量轻、体积小、携带方便等特点。而且，在包括高原、山区、沙漠等各种环境下都能保持稳定良好的工作性能。因此，由蓄电池供电的汽车自救绞盘机，已经成为汽车自救装置发展的主要趋势。在本设计中所选的电动机型号为ZXQ-13.5/30.2.2 传动机构的方案由于直流电动机的输出功率较小，无法拖动沉重的汽车，要解决这个问题，必须使用减速器。要使电动机输出的扭力传递到减速器主动轴，就必需有一个装置将电动机输出轴与减速器主动轴相联，这个装置我们采用了联轴器。联轴器可分为刚性联轴器、挠性联轴器、安全联轴器、非机械式联轴器等。由于我们设计需要的联轴器，只需将两根轴轴向连结，并且对工作温度的要求较低两轴之间无偏角，因此选择刚性联轴器。刚性联轴器的类型有:凸缘联轴器、夹壳联轴器、立式联轴器等，及各种联轴套。对设计所选用的联轴器是凸缘联轴器。这种联轴器的优点在于造价低，结构简单，拆装和维护方便。减速器是汽车自救绞盘机中的重要组成部分，其功能是降速增扭，将直流电动机工作产生的较小的扭力，转化成能够拖动汽车的强大扭力。减速器工作时，将电动机输出轴的高转速，转化成减速器输出轴的较低转速，并带动滚筒转动，滚筒转动时带动与车相连的钢丝绳，使其收回缠绕在滚筒上，从而使车辆脱离困境。汽车自救绞盘机的减速器是我们自己设计的，它是汽车自救装置的重要组成部分。设计中首先要选择减速器的类型，减速器按结构分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、行星齿轮减速器等。由于汽车自救绞盘机所需的减速器，要具有传动比大、体积小、质量轻等特点，否则无法满足本设计的要求，因此选择了行星齿轮减速器。行星齿轮减速器有三种类型：渐开线圆柱齿轮行星齿轮减速器，摆线针轮减速器，谐波传动减速器。其中，渐开线圆柱齿轮行星齿轮减速器，应用范围广，维护方便，因此，在本设计中采用了渐开线圆柱齿轮行星齿轮减速器。根据本设计的要求，在设计减速器时，首先要考虑使其结构紧凑、体积小、传动比大。以NGWN型减速器为参照。通过计算，得出减速器的传动比为191.齿轮的材料均选用合金渗碳钢淬火，因为其制作齿轮的接触疲劳极限较大。通过校核，本材料满足技术要求。在机械工程中，离合器的用途十分广泛，一般分为操纵离合器和自控离合器两种。操纵离合器包括机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器；而自控离合器包括超越离合器、离心离合器和安全离合器。其中，机械离合器的应用比较广泛。它的类型有多种：片式离合器（干式单片、湿式单片、干式多片、湿式多片）、牙嵌离合器、齿式离合器、圆锥离合器、摩擦块离合器、销式离合器、鼓式离合器、键式离合器、扭簧离合器、涨圆离合器等，本设计所选用的离合器为牙嵌式离合器。牙嵌式离合器是由两个端面上有牙的半离合器组成。半离合器上的牙形分为：三角形、矩形、梯形、锯齿形、尖顶梯形等。三角形离合器用于传递较小转矩，结合后不能自锁；矩形牙结合后无轴向分力，但是不便于结合和分离，磨损后也无法补偿；尖顶梯形牙结合比梯形牙结合容易，可以在较大转速差下结合；锯齿形牙只用于传递单向转矩，与它们相比梯形牙能克服矩形牙的缺点，对称的牙形能传递双向转矩，强度较高，具有自锁功能，牙数较少，结合和脱开要比矩形牙容易，而且啮合后的牙间间隙较小，用于传递较大转矩的场合。我所设计的汽车自救绞盘机需要使用的离合器传递的转矩较大，结构简单，而且有较高的强度要求，梯形牙离合器可以满足设计要求，为此，选用梯形牙离合器。牙嵌式离合器是标准件，并且将离合器置于卷筒内部，而与之相符的牙嵌式离合器的在机械手册中的参数不能满足设计需要，为此，我们专门设计了一款与卷筒相配套的牙嵌式离合器。根据轴颈，初定梯形齿离合器的尺寸；根据轴颈、传递的转矩计算牙的外径，平均直径、牙宽、牙高、牙数等数据。最后，对所设计的离合器进行强度校核。由于所设计的离合器传递的转矩较大，所以对离合器的强度要求较高。因此，选用离合器的材料为20SiMnVB，这种材料的屈服强度为980Mpa，符合强度要求。绞盘机的工作原理是：绞盘机的发动机的输出轴上套一个中空齿轮作为太阳轮，通过少齿差行星轮、花键拉杆把动力传递给卷筒，由卷筒带动钢丝绳进行牵引工作。其传动系统如图所示。传动关系：电动机-行星轮拉杆卷筒。图2.1绞盘机传动原理图1.电动机 2.太阳轮 3.内齿圈 4.外齿圈 5.拉杆花键 6.卷筒 7.离合器 8.行星齿轮减速器2.3本章小结汽车自救装置是一种小功率机械。它具有自己的作业特点，在工作环境恶劣，使汽车脱离险况，要充分发挥汽车自救装置的作用，在使用汽车自救装置作业时，必须采用新的汽车自救装置集材生产工艺。第3章电动机的选择 3.1 牵引力的确定设计要求:3吨以下中型越野车，绞盘机的拉力设计原则一般是以车辆自重的1.5倍为宜。如3吨以下，以3吨为例，车辆自重3000KG，那么绞盘机的拉力应不低于： F 30009.81.5=44100N (3.1)F F=44100N (3.2)3.2钢丝绳的选择与计算钢丝绳的选择方法：由于绞盘机的使用范围为质量在满载3吨以下的越野车，则钢丝绳的使用范围也为满载质量在3吨以内的越野车。F=G=Mg=30009.8=29400N (3.3)F Fn式中： n安全系数，取4 F最大拉应力，N F钢丝绳最小破断拉力，N所以，F294004=117600N参照起重机设计手册：钢丝绳选择为：1（19）-10-2000-I-光-右交GB1102-74 将钢丝绳的长度L定为30M.钢丝绳最小直径：d=c式中： d钢丝绳最小直径，mm s钢丝绳最大工作静拉力，N c选择系数，它的取值与机构工作级别和钢丝抗拉强度有关，取0.085所以，d=0.085=15mm.根据传动要求，钢丝绳直径取11mm.3.3 电动机的选择 = (3.4)式中：工作机总效率离合器效率，取0.99 齿轮效率，取0.97 轴传递效率，取0.99所以，=0.990.970.99=0.87 工作机需要的功率P： P=FV/1000n (3.5)式中: F钢丝绳最大拉应力 V钢丝绳速度，V=0.036m/s所以，P=294000.036/10000.94=1.12kw P=P/式中： P电动机需要的功率 P工作机需要的功率所以，P=1.12/0.87=1.28kw n=601000V/D =6010000.036/3.14119 =5.78r/min式中： n电动机提供转速此电动机为蓄电池供电的直流电动机。根据电机修理实用技术数据手册查。电动机选为ZQX-13.5/30 P=1.35kw,V=24V，n=1300r/min外径：120mm,长度：90mm,槽数：25 T=9.5510P/ T=9.55101.35/6.15=210N.m T=9.55101.35/1300=9.92N.m i=/ =1300/6.15=211式中： T工作机需要的功率 i总传动比3.4 本章小结汽车自救装置主要由发动机、行星齿轮减速器、离合器、滚筒、钢丝绳等部分组成。由行星轮传动组成。离合器采用拉杆上的花键啮合的拉杆式。这样通过行星轮达到了减少轴向间距的效果，使结构简单紧凑，抗冲击强。第4章减速器的设计 4.1传动形式的选择根据设计输入参数：1.工作扭矩：378Nm。2.最大扭矩：540Nm。3.转速范围：0.2-2.5rpm。4.减速机速比：191:1按传动比为，根据漸开线齿轮行星传动的设计与制造P38表4.1先选用行星轮个数np=3。表4.1渐开线齿轮行星传动的设计与制造行星轮数345NGW型(ibaH)Z1min1312.75.774.11812.86.074.32 采用一级NGW行星齿轮传动机构。 4.2 行星轮传动条件行星齿轮传动效率是此种传动装置的重要性能之一，行星传动各齿数不能随意选取，必须根据行星传动的特点，满足一定条件，才能进行正常传动。这些条件是：1. 传动比条件(1) NGW型的传动比条件 ibaH=1-iHab=1+zb/za (4.1) zb=(ibaH-1)za(2) NW型的传动比条件 ibaH=1+zgzb/zazf=(zazf+zgzb)/zazf (4.2) (3) WW型、NN型的传动比条件 ibaH=1-zgzb/zazf=(zazf-zgzb)/zazf (4.3)2. 邻接条件在行星传动中，为了提高承载能力，减少机构尺寸，并考虑到动力学的平衡问题，常在太阳轮与内齿轮之间均匀、对称地布置几个行星齿轮。为使相邻两个行星齿轮不相互碰撞，要求其齿顶圆之间有一定的间隙，邻接条件。设相邻两个行星轮中心之间的距离为L。最大行星轮齿顶圆直径为dag，则邻接条件为：Ldag。即 2aagsin/npdag 式中：np行星轮数目； aaga-g啮合副中心距；dag行星轮g齿顶圆直径。相邻两行星轮间充许的最小间隙值可取：（L-dag）min=0.5m (4.4)式中：m齿轮模数（mm）。可得出按邻接条件所充许的行星轮数目： np1时，第一个行星轮装入并与两个中心轮啮合以后，两个中心轮的相对位置就被决定了。若再要转入其他行星轮，就必须满足一定的条件。相邻两行星轮所夹的中心角为2/np。设第一个行星轮g1在位置1转入并与两中心轮啮合。然后将行星架H顺时针转过2/np角度。即让g1转到位置。在这期间，中心轮a转过的角度由传动比确定。也就是说中心轮a转过的角度必须为其周节所对的中心角的整倍数M，即 zb/np=整数 (4.9)综上所述：一个行星轮传动机构的设计要满足传动比条件，邻接条件，同心条件，装配条件这4个条件。4.3 计算及材料选择在考虑到轮齿强度方面的要就而有不增大传动的尺寸和重量时，若承载能力取决于齿面接触强度，则各轮齿数取较多齿数的组合方案是合理的；若承载能力取决于齿根弯曲强度，则各轮齿数取较少齿数的组合方案是适宜的。行星传动中，小齿轮的最大齿数Z1max应保证齿轮有足够的弯曲强度。小齿轮的硬度等于或大于齿轮的硬度。硬度200HBS，300HBS，45HRC是整体热处理的硬度，60HRC是轮齿表面硬度。行星传动中小齿轮最小齿数Z1min，对于硬度小于350HBS的软齿面，推荐Z1min17；硬度大于350HBS的硬齿面，推荐Z1min12。故根据绞盘机的工作扭矩和最大扭矩先选取材料：太阳轮和行星轮的材料为20CrMnTi，渗碳淬火回火处理，表面硬度57+4HRC，齿面接触疲劳极限： Hlim=1450N/mm2 ，齿根弯曲疲劳极限：太阳轮Flim=485N/mm2 ，行星轮Flim=349N/mm2 ，内齿圈材料为38GrMoAiA，氮化。接触应力极限为1282Mpa，弯曲应力极限370Mpa。4.3.1 传动比选择分配计算一般齿轮传动,各齿轮的的轴线是固定不动的,称为定轴线传动.如果在齿轮传动中有一根齿轮轴线是可动的,则称为行星齿轮传动,也就是动轴线传动。行星齿轮传动可以采用几个行星齿轮，均匀承受载荷，提高承载能力。行星传动具有很多优点，突出表现在：体积小、重量轻、速比范围大，传动功率可从数瓦至数千瓦。此外，还可以利用运动的复合，如差动行星齿轮来实现多种速比。因此在起重、矿山、冶金、轻化、建筑机械等部门得到广泛应用。但是行星传动的制造精度比一般齿轮传动要高。近来行星传动在结构上采用浮动机构，使行星受力均匀，因此可降低加工精度。由于本设计中的减速器传动比较大，取120，为3 则：满足同心条件；见起重机设计手册；将各轮齿数定为,。式中：齿数。行星齿轮架固定时传动比机构中各齿轮副啮合损失系数之比。齿面摩擦系数。齿轮A与齿轮B啮合：式中：啮合齿轮的齿数比。齿轮的材料选为合金渗碳钢淬火式中：疲劳强度，许用接触应力。m暂取2。式中：载荷系数,K=KaKu,取1。齿宽系数，取0.5，见机械设计基础表11-5取70mm计算齿轮尺寸齿轮A：式中：齿轮的分度圆直径。齿轮的齿顶高。齿轮的齿根高。齿轮的齿顶高系数。齿轮的齿顶隙系数。齿厚。齿轮的齿根圆直径。齿轮的基圆直径。齿宽。齿轮B: 齿轮D与齿轮E啮合: m暂取2取70mm齿轮D: cos20 = 90.21mm S=e=3.14mm齿轮E: cos20=219.88mm S=e=3.14mm齿轮的校核: 见机械设计基础118。式中：弯曲应力。安全系数，取1.1。齿形系数，见机械设计基础图11.96。齿轮A：齿轮C:齿轮D:弯曲应力，齿形系数，安全系数齿轮的弯曲强度符合要求。轴的设计：见机械设计基础142。根据表142，材料取40Cr，C取98。式中：C 常数。d 轴颈。根据设计要求，取32，取32。的材料选为75号钢，淬火中温回火，见机械课程设计手册表28式中：许用切应力。安全系数。取30。4.3.2 选择齿数齿型在考虑到轮齿强度方面的要就而有不增大传动的尺寸和重量时，若承载能力取决于齿面接触强度，则各轮齿数取较多齿数的组合方案是合理的；若承载能力取决于齿根弯曲强度，则各轮齿数取较少齿数的组合方案是适宜的。行星传动中，小齿轮的最大齿数Z1max应保证齿轮有足够的弯曲强度。小齿轮的硬度等于或大于齿轮的硬度。硬度200HBS，300HBS，45HRC是整体热处理的硬度，60HRC是轮齿表面硬度。行星传动中小齿轮最小齿数Z1min，对于硬度小于350HBS的软齿面，推荐Z1min17；硬度大于350HBS的硬齿面，推荐Z1min12。故根据绞盘机的工作扭矩和最大扭矩先选取材料：太阳轮和行星轮的材料为20CrMnTi，渗碳淬火回火处理，表面硬度57+4HRC，齿面接触疲劳极限： Hlim=1450N/mm2 ，齿根弯曲疲劳极限：太阳轮Flim=485N/mm2 ，行星轮Flim=349N/mm2 ，内齿圈材料为38GrMoAiA，氮化。接触应力极限为1282Mpa，弯曲应力极限370Mpa。齿形为渐开线直齿，外啮合最终加工为磨齿，6级精度；内啮合最终加工为插齿，7级精度。为提高齿轮承载能力，采用变位齿轮传动。4.3.3 齿轮计算4.2齿轮几何参数ac传动变位系数之和1.197齿轮变位系数xa0.565内齿圈变位系数xb0.632几何参数计算工艺滚齿行星轮分度圆直径d33端面压力角at200行星轮顶高ha2.152太阳轮齿根高hf1.027内齿轮根高hf2.823行星轮齿高h3.079太阳轮齿顶圆直径da19.104内齿轮顶圆直径da82.96行星轮齿根圆直径df31.146ac传动端面重合度1.11ac传动纵向重合度0ac传动总重合度1.11太阳轮当量齿数Zva10内齿圈当量齿数Zvb51太阳轮公法线长度w7.432行星轮公法线长度w16.609内齿轮圈公法线长度35.036行星轮弦齿厚3.042太阳轮弦齿厚2.954内齿圈弦齿厚1.666查齿刀变位系数x00内齿圈量柱测量距m0cb传动变位系数之和0行星轮变位系数xc0.632变位系数优化方式自动优化太阳轮分度圆直径d15内齿圈分度圆直径d84太阳轮齿顶高ha2.052内齿轮齿顶高ha0.52行星轮齿根高hf0.927太阳轮齿高h3.079内齿轮齿高h3.348行星轮齿顶圆直径da37.305太阳轮齿顶圆直径df12.945内齿圈轮齿顶圆直径df89.645cb传动端面重合度1.547cb传动纵向重合度0cb传动总重合度1.547行星轮当量齿数Zvc22太阳轮跨测齿数k2行星轮跨测齿数k4内齿圈跨测齿数k8太阳轮弦齿厚2.199行星轮弦齿厚2.223内齿圈弦齿厚0.517表4.3齿轮精度计算精度等级7-7-7太阳轮公法线长度下偏差-0.14行星轮公法线长度下偏差-0.14内齿圈公法线长度下偏差0.14太阳轮齿厚下偏差-0.168行星轮齿厚下偏差-0.168内齿圈齿厚下偏差-0.168行星轮齿距累积公差0.036太阳轮齿圈径向跳动公差0.036内齿圈齿圈径向跳动公差0.036行星轮径向综合公差0.05太阳轮齿形公差0.011内齿圈齿形公差0.011行星轮齿距极限偏差0.014太阳轮基节极限偏差0.013内齿圈基节极限偏差0.013行星轮-齿径向综合公差0.02太阳轮公法线长度变动公差0.028内齿圈公法线长度变动公差0.011行星轮齿向公差0.017中心距极限偏差0.017太阳轮公法线长度上偏差-0.084行星轮公法线长度上偏差-0.084内齿圈公法线长度上偏差0.084太阳轮齿厚上偏差-0.112行星轮齿厚上偏差-0.112内齿圈齿厚上偏差0.084太阳轮齿厚上偏差-0.112行星轮齿厚上偏差-0.112内齿圈齿厚上偏差-0.112太阳轮齿距累积公差0.028内齿圈齿距累积公差0.045行星轮齿圈径向跳动公差0.036太阳轮径向综合公差0.05内齿圈径向综合公差0.05行星轮齿形公差0.011太阳轮齿距极限偏差0.014内齿圈齿距极限偏差0.014行星轮基节极限偏差0.013太阳轮-齿径向综合公差0.02内齿圈-齿径向综合公差0.024.3.4 材料选择在考虑到轮齿强度方面的要就而有不增大传动的尺寸和重量时，若承载能力取决于齿面接触强度，则各轮齿数取较多齿数的组合方案是合理的；若承载能力取决于齿根弯曲强度，则各轮齿数取较少齿数的组合方案是适宜的。行星传动中，小齿轮的最大齿数Z1max应保证齿轮有足够的弯曲强度。小齿轮的硬度等于或大于齿轮的硬度。硬度200HBS，300HBS，45HRC是整体热处理的硬度，60HRC是轮齿表面硬度。行星传动中小齿轮最小齿数Z1min，对于硬度小于350HBS的软齿面，推荐Z1min17；硬度大于350HBS的硬齿面，推荐Z1min12。故根据绞盘机的工作扭矩和最大扭矩先选取材料：太阳轮和行星轮的材料为20CrMnTi，渗碳淬火回火处理，表面硬度57+4HRC，齿面接触疲劳极限： Hlim=1450N/mm2 ，齿根弯曲疲劳极限：太阳轮Flim=485N/mm2 ，行星轮Flim=349N/mm2 ，内齿圈材料为38GrMoAiA，氮化。接触应力极限为1282Mpa，弯曲应力极限370Mpa。4.4 校核齿轮表4.4齿轮几何参数ac传动变位系数之和1.197齿轮变位系数xa0.565内齿圈变位系数xb0.632几何参数计算工艺滚齿行星轮分度圆直径d33端面压力角at200行星轮顶高ha2.152太阳轮齿根高hf1.027内齿轮根高hf2.823行星轮齿高h3.079太阳轮齿顶圆直径da19.104内齿轮顶圆直径da82.96行星轮齿根圆直径df31.146ac传动端面重合度1.11ac传动纵向重合度0ac传动总重合度1.11太阳轮当量齿数Zva10内齿圈当量齿数Zvb51太阳轮公法线长度w7.432行星轮公法线长度w16.609内齿轮圈公法线长度35.036行星轮弦齿厚3.042太阳轮弦齿厚2.954内齿圈弦齿厚1.666查齿刀变位系数x00内齿圈量柱测量距m0cb传动变位系数之和0行星轮变位系数xc0.632变位系数优化方式自动优化太阳轮分度圆直径d15内齿圈分度圆直径d84太阳轮齿顶高ha2.052内齿轮齿顶高ha0.52行星轮齿根高hf0.927太阳轮齿高h3.079内齿轮齿高h3.348行星轮齿顶圆直径da37.305太阳轮齿顶圆直径df12.945内齿圈轮齿顶圆直径df89.645cb传动端面重合度1.547cb传动纵向重合度0cb传动总重合度1.547行星轮当量齿数Zvc22太阳轮跨测齿数k2行星轮跨测齿数k4内齿圈跨测齿数k8太阳轮弦齿厚2.199行星轮弦齿厚2.223内齿圈弦齿厚0.517 表4.5齿轮精度计算精度等级7-7-7太阳轮公法线长度下偏差-0.14行星轮公法线长度下偏差-0.14内齿圈公法线长度下偏差0.14太阳轮齿厚下偏差-0.168行星轮齿厚下偏差-0.168内齿圈齿厚下偏差-0.168行星轮齿距累积公差0.036太阳轮齿圈径向跳动公差0.036内齿圈齿圈径向跳动公差0.036行星轮径向综合公差0.05太阳轮齿形公差0.011内齿圈齿形公差0.011行星轮齿距极限偏差0.014太阳轮基节极限偏差0.013内齿圈基节极限偏差0.013行星轮-齿径向综合公差0.02太阳轮公法线长变动公差0.028内齿圈公法线长变动公差0.011行星轮齿向公差0.017中心距极限偏差0.017太阳轮公法线长度上偏差-0.084行星轮公法线长度上偏差-0.084内齿圈公法线长度上偏差0.084太阳轮齿厚上偏差-0.112行星轮齿厚上偏差-0.112内齿圈齿厚上偏差0.084太阳轮齿厚上偏差-0.112行星轮齿厚上偏差-0.112内齿圈齿厚上偏差-0.112太阳轮齿距累积公差0.028内齿圈齿距累积公差0.045行星轮齿圈径向跳动公差0.036太阳轮径向综合公差0.05内齿圈径向综合公差0.05行星轮齿形公差0.011太阳轮齿距极限偏差0.014内齿圈齿距极限偏差0.014行星轮基节极限偏差0.013太阳轮-齿径向综合公差0.02内齿圈-齿径向综合公差0.02行星轮公法线长变动公差0.0284.4.1 弯曲强度校核1）查得： 2）查得： 3）查得：查得： 4）查得：5）查得：6）查得：7）弯曲应力8）查得： 9）查得：10）查得：11） 12）由表8-121查得：13）因此，齿轮的弯曲疲劳强度通过。4.4.2 齿面疲劳强度校核表4.6齿面疲劳强度校核T=540N.m KA=1高速外啮合接触疲劳极限应力(MPa)Hlim = 1450.00 1450.00许用接触疲劳应力(MPa)HP = 1450.80 1450.80计算接触应力(MPa)H = 971.38 971.38弯曲疲劳极限应力(MPa)Flim = 400.00 280.00许用弯曲疲劳应力(MPa)FP = 800.00 560.00计算齿根弯曲应力(MPa)F = 245.20 229.75弯曲强度安全系数SF = 3.26 2.44高速内啮合接触疲劳极限应力(MPa)Hlim = 1450.00 750.00许用接触疲劳应力(MPa)HP = 1381.72 794.56计算接触应力(MPa)H = 414.44 414.44弯曲疲劳极限应力(MPa)Flim = 280.00 255.00许用弯曲疲劳应力(MPa)FP = 560.00 510.00计算齿根弯曲应力(MPa)F = 213.26 209.174.5 齿轮联轴器的设计齿式联轴器是由齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。外齿分为直齿和鼓形齿两种齿形，所谓鼓形齿即为将外齿制成球面，球面中心在齿轮轴线上，齿侧间隙较一般齿轮大，鼓形齿联轴器可允许较大的角位移（相对于直齿联轴器），可改善齿的接触条件，提高传递转矩的能力，延长使用寿命。有角位移时沿齿宽的接触状态。齿式联轴器在工作时，两轴产生相对角位移，内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动，必然形成齿面磨损和功率消耗，因此，齿式联轴器需在有良好和密封的状态下工作。齿式联轴器径向尺寸小，承载能力大，常用于低速重载工况条件的轴系传动，高精度并经动平衡的齿式联轴器可用于高速传动，如燃汽轮机的轴系传动。由于鼓形齿式联轴器角向补偿大于直齿式联轴器，国内外均广泛采用鼓形齿式联轴器，直齿式联轴器属于被淘汰的产品，选用者应尽量不选用。为了实现基本构件的浮动均载，改善轮齿受力状态，提高浮动灵敏性、强度和寿命，此采用鼓形齿式联轴器。根据结构尺寸和内齿加工工艺要求，初定m=1.5，z=38，（以下公式来源机械设计手册（轴及其连接）P71 ）a 计算载荷 = 763 kgf.cmb 接触应力 c核算强度条件由刚性联轴器的设计及计算表3查故强度满足式中： MT计算转矩kgf.cm；M输入转矩kgf.cm；140000Kgcm。计算载荷=915kgf.cm接触应力能满足强度要求。4.6 行星架结构设计行星架是行星传动中的主要构件之一，行星轮轴或轴承就装在行星架上。当行星架作为基本构件时，它是机构中承受外力矩最大的零件。行星架的结构设计和制造对各行星轮间的载荷分配以至传动装置的承载能力、噪音和振动等有很大的影响行星架的合理结构应该市重量轻、刚性好、便于加工和装配。其常见结构型式有双壁整体式，双壁分开式和单壁式3种。双壁整体式行星架结构钢性比较好，此行星采用铸造的方法，并选用双壁整体式结构，材料选用ZG35CrMo双壁整体式行星架的两个壁，通过中间的连接板联接在一起，连接板的数量和尺寸与行星轮数Np有关。两侧板壁厚，当不装轴承时可按经验选取： C1=(0.25-0.3)a, C2=(0.2-0.3)a。Lc应比行星轮外径大10mm以上，连接板内圆半径Rn按Rn/R0.85-0.5。4.7 行星轴强度计算校核行星轴太阳轮：T1=KpTa/np=1.1x1450/3=532Nm圆周力：Ftca=1000T1/ra=1000x532/45=11822N径向力：Frtca=Fcatgan/cos=4303N作用在齿轮上或轴上的力：Rxa= Ftca Rya= Frca行星轮：Tc=ZcT1/Za=23x532/10=1223Nm圆周力：Ftac=Ftca=Ftbc=11822N径向力：Frac=Fcatgan/cos=4303=Frbc作用在齿轮上或轴上的力：Rxc2Ftac=23644N Ryc=0弯矩M= RxcL/2=23644x50=1182200Nmm弯曲应力：=M/W=M/0.1d3=54-1=70mpa4.8 轴承的选择根据现场安装方式，出轴用轴D外=14mm校核：t=T/WT 9550000P/0.2（1-4）nd3=32t =40 强度满足扭转切应力，单位为Mpa；轴所收的扭矩，单位为；轴的抗扭截面系数，单位为；轴的转速，单位为；轴传递的功率，单位为；计算截面处的直径，单位为；许用扭转切应力，单位为Mpa。根据出轴尺寸和输出扭矩（T=55KN.m）涨套选用HSH110-03 d=14 dw=10 许用传递转矩157KN.m强度满足 a 行星轴1上的轴承：由于，轴承当量动载荷：轴承GB276-6416的基本额定动载荷为26500N，X=1，行星轮转速n：轴承的寿命为：b 行星轴2上的轴承：由于，轴承当量动载荷：轴承NJ2217的基本额定动载荷为217000N，X=1，行星轮转速n：轴承的寿命为：c 行星架2上的轴承： =0，轴承NJ1048的基本额定动载荷为470000N，轴承当量动载荷：轴承的寿命为：行星架转速n取2.54.9 润滑方式润滑剂的主要作用是：1.减少摩擦与磨损，防止胶合；2.降低噪音；3.吸收冲击和振动；4.防锈，抗腐蚀；5散热、冷却。行星齿轮与平行轴相比具有很多特殊性：1.行星齿轮既有外啮合传动，又有内啮合传动，工作温度随工作制度等变化，应此，行星齿轮要润滑油在启动和正常运转温度下具有良好的粘温特性。2.行星齿轮由于体积小，散热面积小，这就要使润滑油的极压性能高，氧化安定性和热稳定性好。3.行星齿轮行星齿轮个数一般在两个以上，并且围绕中心轮轴线回转，在运转过程中要使润滑油具有良好的抗泡沫性。4.润滑油对油封。油漆以及轴承保持架材料具有良好的相容性。工业齿轮润滑一般是由基础油加各种添加剂调剂制成的。目前国内基础油有两种：一种是天然矿物油精炼制成；另一种是由化工合成的润滑油。工业齿轮润滑油的添加剂按其功能分为3类：保护金属表面的：改善润滑油性能的：保护润滑油本身的。4.10 本章小结综上所述，汽车电动绞盘机在汽车自救方面是非常必要，也是切实可行的，而且也可以适用于建筑、安装、消防、电力、救灾和抢险等工作。第5章离合器的设计5.1离合器的种类离合器的作用是在机器的运转过程中，可使两轴随时集合或分离的一种装置。常用的离合器的种类有牙嵌式与摩擦式两大类，细分之后有自动离合器，电磁式，干摩擦盘式，多片油浸式，离心式和叶片式等。常见的一般离合器的设计制造在国内已经比较成熟，这里简单介绍一种比较实用的离合器。楔块式超越离合器（如图所示）：图5.1楔块式离合器结构图 1-外环 2-轴承 3-楔块 4-弹簧 5-内环 6-端盖 7-挡圈 8-滚柱该离合器由内环，外环，楔块，滚柱和弹簧等组成。它在内环和外滚道之间放置一定数量的楔块和滚柱。在外环不动的情况下，内环一个旋转方向可转动（超越状态），另一个方向制动（自锁状态）。工作原理：如图2所示，离合器外环1用螺柱与壳体固定，不转动。当离合器内环5按逆时针方向转动时，由于楔块3两工作圆弧的偏心，在弹簧4的径向压力和内环滚道与楔块的摩擦力的作用下，使楔块以它与外环滚道接触点为圆心按顺时针方向回转，因楔块顺向对角尺寸大于内、外环间的距离，楔块被楔紧，从而达到自锁，使内环制动。当内环按顺时针转动时，楔块则按逆时针方向回转。而楔块逆向对角尺寸小于内、外环间的距离，楔块不能楔紧。处于“超越状态”。内环便可顺时针方向转动。其性能特点：（1）承载能力大、尺寸小、重量轻，在滚道直径相同的情况下，楔块离合器中的楔块数量较多，而楔块与滚道接触角的圆弧大于滚柱式离合器中的滚柱半径，故接触应力小；因此，楔块式比滚柱式承载力矩大。一般情况下，楔块式承载力矩是滚柱式承载力矩的5-10倍。（2）逆止可靠。“超越”传动时机械效率高。使用性能好，逆止可靠，而且反相解脱容易，传动效率高达0.93-0.96，耗能少。（3）零件硬度高、磨损小、寿命长。楔块离合器多用轴承钢制造，热处理后硬度高，可达HRC60左右。（4）制造工艺好，适于批量生产，便于实现系列化，标准化。（5）结构新颖，在一定范围内有取代滚柱式超越离合器的趋势。该离合器常与滚柱丝杠副等部件配套，作为防逆转机构，也可单独使用，用于精确定位，传递转矩或阻止转矩的传递。牙嵌式离合器（如图所示）图5.2牙嵌式离合器结构图牙嵌式离合器常用的牙形有矩形，梯形，锯齿形和三角形4种基本类型。根据需要分别应用于不同的场合。目前，对于牙嵌式离合器的设计，工程上常采用两种方法：一是选型设计。即先按工作条件选择合适的类型，然后按传递的转矩，转速以及轴径，从有关手册中查取牙嵌离合器的相应参数，获得相关的机构尺寸；二是类比设计，即按经验类比的方法去确定出某一工作条件下牙嵌离合器的每一部分的具体结构，尺寸。无论那种方法，最后都须做强度校核。倘若强度不足或强度富足，就需要反复的试凑，修改和调整。只要满足强度条件，就可以作为设计方案。多数情况下传统工程设计总是偏于保守，导致牙嵌式离合器的结构往往偏大。毫无疑义，传统设计带有一定的盲目性，而且设计周期长，会造成资源和能源的浪费，显然不够科学。能否在强度足够的情况下，确定出牙嵌离合器的最佳主参数，而不是依据经验仅对这些参数进行试凑和作某些协调。5.2 离合器的选择以KEW2000LB-A为例，阐述最简洁的绞盘机传动工作原理。当绞盘机启动时，发动机通过输入传动轴带动行星轮3转动，从而带动盖轮转动。此时若控制离合器控制把手向左，使离合器即和盖轮啮合，从而带动卷筒工作。反之，若使把手向右，那么离合器右半即和盖轮（左半）脱离啮合。卷筒也就停止不动。一般市场上的绞盘机大都是利用减速机构来实现扭力的放大，因此大部分的绞盘机原理皆是如此，通常都由一个把手用来手动控制绞盘机离合器的“离”“合”，但是把手的形式可以是多种多样的。首先，为了避免出现卷筒中空过大且不均匀所造成的隐患，对卷筒本身进行设计，使卷筒所带的齿轮在绞盘右侧，其外形如图所示：图5.4 卷筒牙嵌式离合器的主要失效形式是牙的折断和结合面的挤压磨损。设计时以牙根抗弯曲能力作为强度指标，再经抗挤压校核。根据这一设计原理，作为强度指标的牙嵌式离合器牙齿根弯曲应力为:=KTh/WDZ式中：为作用在离合器牙齿根的弯曲应力，（Mpa）；K为工作情况系数，由发动机类型和工作类型查设计手册中相应表格获得数据；T公称转矩（Nmm）；h为离合器牙高（mm）；Z为半离合器上的牙数；W为离合器牙根的抗弯截面系数（mm）. 图5.5牙嵌离合器所以选择标准的牙嵌式离合器。5.3卷筒的设计卷筒是卷绕钢丝绳的零件，在绞盘机卷筒工作时，卷筒卷绕，放出钢丝绳，从而把旋转运动变为直线运动。此卷筒设计为电动绞盘机实用卷筒，因电动绞盘机外型小，结构紧凑，综合考虑，选择圆柱型为卷筒设计模型。1.卷筒直径D的计算： (5.1)式中： d钢丝绳直径 e卷筒直径比，取9，根据起重机设计手册，所以，D=（9-1）11=88mm 根据传动要求D取85mm.2.卷筒壁厚的计算： =d=11mm,根据设计要求取6mm.校核卷筒：卷筒的材料为65Mn,=/2=1250/2=625Mpa. =AAS/ P (5.2)式中： A应力减小系数，在绳圈的拉力作用下，筒壁产生径向弹性变形，使绳圈紧度降低，钢丝绳拉力减小，取0.75 A多层卷绕系数，多层卷绕时，卷筒外层绳圈的压力压缩下层钢丝绳，使各层绳圈的紧度架构底。钢丝绳拉力减小，

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