一种公路用电动栏杆的设计【8张CAD图纸+PDF图】
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商 丘 工学院2015-JXLW专业代码-编号本科毕业论文（设计） 一种公路用电动栏杆的设计 学 院小三号黑体居中（下同）专 业学 号学生姓名指导教师提交日期年 月 日III诚信承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业论文（设计）作者签名：年月日摘 要本次设计是对一种公路用电动栏杆的设计。为了提高了机器的自动化，以电动高速公路栏杆1，从实际需要出发，工人的旧动态强度，以减少主体，包含在这里实现：工厂设计 - 设计。解决分析和技术的问题，以创造一个一定条件下，毕业基本功训练一般设计工作，以改善，以提供一个机械设计的能力。本论文研究内容：1. 高速公路电动栏杆整体结构设计。2. 公路电动栏杆工作性能分析。3. 驱动机构的选择。4.公路电动栏杆的传动系统、执行单元设计。5.对设计零件进行设计计算分析和校核。6.绘制总装配图及重要部件装配图和设计主要零件图。 关键词：一种公路用电动栏杆， 联轴器，减速器AbstractThis design is the road to one with electric fence design. In order to improve machinery automation, reduce workers old dynamic strength, the subject from the actual needs, to one with an electric highway railing studied design, implementation here include: plant design design. The graduation of the basic skills of design work training to improve the analysis and the ability to solve technical problems and provide general mechanical design to create a certain condition.Contents of this paper:1. A highway design with electric fence overall structure.Analysis 2. A road with electric fence performance.3. Select the drive mechanism.4. A highway driveline electric fence, the execution unit design.5. Calculation of design parts design analysis and verification.6. to draw the whole assembly drawings and assembly drawings and important parts of the design part of the part drawing.Keywords: one road with electric fence, coupling, reducer目 录第1章 绪论11.1 选题背景与意义11.2 电动栏杆的使用现状及发展前景11.3 主要内容21.4 拟解决的主要问题3第2章一种公路用电动栏杆结构方案设计4第3章 公路用电动栏杆传动装置设计63.1 电动机类型的选择63.2 电动机功率选择63.3 确定电动机转速63.4 总传动比8第4章动力学参数计算94.1 蜗杆蜗轮的转速94.2 功率94.3 转矩9第5章传动零件的设计计算105.1 蜗杆与蜗轮的设计计算105.1.1 选择蜗杆传动类型105.1.2 选择材料105.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计105.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸115.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度125.1.6 验算效率135.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定135.1.8 热平衡核算135.2 同步带的概述及计算135.2.1 同步带介绍135.2.2 同步带的特点145.2.3 同步带传动的主要失效形式155.2.4 同步带传动的设计准则175.2.5 同步带分类175.3 同步带传动计算175.3.1 同步带计算选型175.3.2 同步带的设计215.4 切割主轴的设计225.4.1 确定切割主轴最小直径225.4.2 算出轴上的载荷235.4.3 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度245.4.4 精确校核轴的疲劳强度24第6章轴的设计计算296.1 连轴器的设计计算296.2 输入轴的设计计算296.3输出轴的设计计算32第7章 滚动轴承的选择及校核计算367.1 计算输入轴轴承367.2 计算输出轴轴承37第8章 键及联轴器连接的选择及校核计算408.1 连轴器与电机连接采用平键连接408.2 输入轴与联轴器连接采用平键连接408.3 输出轴与联轴器连接用平键连接408.4 输出轴与涡轮连接用平键连接40第9章减速器结构与润滑的概要说明419.1 箱体的结构形式和材料419.2 铸铁箱体主要结构尺寸和关系419.3 齿轮的润滑429.4 滚动轴承的润滑429.5 密封429.6 注意事项42第10章电路部分设计（单片机）4310.1 简介4310.2 系统工作原理4310.3 控制电机的软件设计4510.4 本章小结46结论47致 谢48参考文献49 第1章 绪论第1章 绪论1.1 选题背景与意义 汽车数量是由于整体经济的发展，随着交通基础设施的组成部分，在一个合理的解决方案，以停车场设计和城市运输，以及负责全市，安全性，同时加强的需要的重要组成部分的正常运作，汽车数量作为交通基础设施的一部分，停车场，由于的增加会对整体经济发展的房子。发展和社会文明和人与技术，以确认它是安全的进步，切断住宅物业的居民，工作人员停车场门系统，更安全，更高效的传统楚Kurumajo它不能满足管理。然后，通过驱动电动机旋转的控制，并且，在垂直和水平摆动栏杆系统中，为了减速电机到扶手周期的旋转取决于系统和机制。公路电动栏杆将工作。公路电动栏杆，自锁，反馈，环保等特点，你一定有很多的接口与外围设备。近年来，经济得到了迅速发展，中国的城市化水平，汽车的数量有所增加，以改善提高人民的生活水平，我们增加发展的步伐。截至2003年底，中国的个人汽车的所有权是12427672。这些中，增加了1462441 4890387,2002，比一个个人车的增加42.7。1.2 电动栏杆的使用现状及发展前景公路电动栏杆，有效的方式，以解决停车难题大城市。在这种情况较大的城市，更广泛的使用在亚洲机械式停车设施，大部分亚洲地区，日本，韩国，在为了显示停车市场，而中国的其他本期统计的土地资源的限制，特别是在城市，以显示亚洲的位置。公路电动栏杆技术在亚洲，电动栏杆机，从20世纪60年代开发，生产，销售，开始从事服务，它已成为日本40年历史的发源地。日本目前，该公司已生产了约200家公司，约100台或多台电动栏杆，而新的大公司，你IHI，一直从事日精，机械设备车库的发展具有三菱重工业我创造了你。这一年，日本工作机械的停车场，90多10万人。目前日本3000000，发送主起重机和电动栏杆被放置在使用机械式停车的顶部。日本，多级升降垂直升降，旋转，垂直循环类，其他产品层次，以方便等优点解除。该技术的机械和电气围栏是日本技术的韩国协会的衍生物。自20世纪80年代开始到70年代中期，在同行业中，生产的本地化和消化后的20世纪90年代，它是在使用阶段开始推出已经开始进入日本的技术。它是韩国的，因为它已被添加到生长速率的约30，以获得政府，近年来，这些阶段，各种机械和电子围栏广泛的开发和利用的，是非常重要的。目前，韩国是公路电动栏杆行业已经进入稳定发展的阶段。 我们的入口收费公路，同样的事情，同样的门自动增加可以在大量化合物的电动栏杆秋季可以看出。如果没有他们，为了方便收费站的显着的工作人员，本发明的电动栏杆，车辆控制的崩溃，比如自由地提升它，手册只阻碍你面前后，需要的是你，这是可以控制的电动栏杆，你需要时间和税收开关的浪费。如果可以防止自动升降臂扶手栏杆汽车炸弹爆炸事件，车辆感应线圈面积：中国的快速城市化，通过增加基础设施和住房建设，停车扶手的数量，需算出增加，它提供了具有15或小于水平起重臂角度的范围的电动栏杆以匹配车祸。需要：自动泊车极了，因为你正在使用频繁，影响你的生活，你会被不同程度受损。碰撞索赔，则需要你处理很多很多。总之，停车场的入口，不仅可以具有公路电动栏杆，公寓门公路电动栏杆，停车场是不适合门的各种细胞。其中，为了提高它，为了改善自己的生活，为了实现长期影响我们，您将需要处理，你正在成长的问题。视角：此前，欧洲，德国，意大利和电网的开发和生产英寸的好公司的其他欧洲国家：意大利我Sotefin，国际米兰，巴黎，德国等。比较丰富，在欧洲的土地资源，性能不应用公路电动栏杆的数量很多，如果不是在停车场的问题，是非常明显的。此外，访问被转移到堆叠产品的提升，对于大多数多个产品的应用的非常好。德国，意大利等作为胡同，欧洲国家的主要产品的优势。中国是在20世纪80年代发展初期，就开始使用机器公路电动栏杆。在20世纪80年代初期，尤其是房子的车子后，逐渐自20世纪90年代，为扩大汽车行业，建筑行业的电动栏杆的应用，引进制造业，发展，形成新的电动栏杆行业马苏使用公路电动栏杆产业是发展的初级阶段的组合，生产目前接待50多个制造商的公司，它已经参与了一系列的约100。目前，国内电动栅栏的研究，以经营中的技术机构和一些高校越来越重视的投资，它已经成为了电动栏杆的各个方面。这样的结构设计，控制系统，准入政策，可靠性分析，研究和生产技术，我们不得不在结果范围内已经提供了。与此同时，加强技术开发和标准化，规划指导，在其相对也增加了进一步发展和停车法规和行业标准的状态，我们已经制定了一些行业标准和行业标准的电动栅栏。在另一方面，它发出中央政府和地方政府，法律，一系列的停车管理方案的开发和管理。自2004年以来，而不是总局和公路电动栏杆质量监督检验检疫总局的行业，2005年3月31日，拿到审核公司的牌照，从事收购公司是生产电动栏杆的生产许可证工作的以建立不应该。从1980年代末，中国的停车产业，在城市地区，经过10多年的发展，在发展的初期阶段，只有建筑的车库开始，全市的机器，有的认为车库现在，某些它已形成规模仍是空白。首先，中小型企业是具有一定规模，大部分公司的其他公路电动栏杆，发展不平衡，信息技术的弱形式，在缺乏自我发展的，还是少约20个大型，中型骨干企业它被示出。停车产业的发展，还是有一些问题的能力依靠引进国外技术图纸。二，产品质量，可靠性，提高了安全性，耐用性大的问题的范围，以确保产品质量，拥有一支技术水平，是困难的。三，市场开始在停车产业发展，竞争是目前整体产能过剩，价格低廉，是一种野蛮，部分产品，行业平均成本低。1.3 主要内容在本设计中，包括机械原理，一流的机械设计机械工程，机械，机械工程材料，趋势，是当前文学应用，可以在国内和海外的号码，第二，这个信息这是合理的使用，它是可能发展初步设计过程的结构分析和设计。最终，供电，设计，计算和运动控制的选择，确保如果在设计过程中必要的扶手材料等方面的考虑，我们，你能得到一些相关文献你可以指导和帮助。1.4 拟解决的主要问题前段时间做准备了大量的文献，以了解公路电动栏杆，CAD，以了解这种您精心结构的初始，被吸引到手动的机器的一部分喜欢的书，以及相关的文件和参考文献，和必要的，以便能够选择一些工具将需要的植物，如研究，最后，在上述条件下，它项目已会见了条件，但是必要的工作。47第2章一种公路用电动栏杆结构方案设计 本实用新型公开了一种电动升降栏杆,它由机架、旋转栏杆、电动机和减速箱组成,它解决了路口栏杆需人工搬动升降的问题：适用于公路、道口、车站!码头、停车场等需要控制机动车辆通行的场合,可实现远距离控制升降。图2.1方案简图电动栏杆原理：一种电动升降栏杆,其特征是:在立式机壳5.的底部装有电机1.,电机的转动轴与设置在机壳中部的减速箱2.的转动轴用传动带相连接,减速箱的输出轴与设置在机壳上部的可转动栏杆3.的转动轴用传动带相连接,在机壳的上部还设有手柄4.,在机壳的下部还设有地脚螺检孔6.,在电机上还接有控制开关(7)。本实用新型涉及一种电动升降栏杆。我们过马路，火车站，在码头，停车场，人往往是必要的，以便旋转升降使用3用切杆扶手的车辆悬挂的扶手，这个缺点扶手，升降慢，易是有效的劳动力密集型的事故，是低的。实用新型的目的是用于驱动电动升降扶手提供动力，它不仅能降低工人的劳动强度，也就是旨在实现实用新型遥控器如下设计一个垂直壳体可以实现，上部壳体，使可旋转扶手转动导轨设置，所述电动机安装在壳体的底部，在所述壳体，减速的中心作为扶手驱动减速机构，包括一个机构，与皮带的减速机构的马达的输入轴旋转轴线被连接，可以在水平状态旋转时，带轴减速机构的输出轴，被连接到控制开关，用于控制电机的反向旋转，这是棒状切再次旋转时，走在绿色状态到垂直状态。在本实用新型可互动参与扶手抬起轻松互动，还可以远程控制，电梯扶手，更方便，因为它更安全，互动，与3名工作人员。下面用附图进一步说明本实用新型：整个产品用金属材料制成,在机壳5.的下部装有电机1.,电机的转动轴用传动带与设置在机壳中部的减速箱2.的输入转动轴相连接,而减速箱的输出转动轴用传动带与设置在机壳上部的可转动栏杆3.的转动轴相连接,栏杆可转动至水平状态和垂直状态一;另外在机壳的底部还设有地脚螺栓孔6.,用于安装和固定远距离控制开关(7)可根据距离要算出设置控制开关可控制电机的正反转,以实现拦杆的升降功能,为保证在停电时也能操作,在机壳的侧面还设有手摇杆4.。图2-2实用新型电动栏杆第3章 公路上电动栏杆传动装置设计第3章 公路用电动栏杆传动装置设计3.1 电动机类型的选择按工作要算出和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380，型号选择Y系列三相异步电动机。3.2 电动机功率选择1.电动机输出功率：电动机所需工作功率按设计指导书式1.为由设计指导书公式子（2）因此估算由电动机至运输带的传动的总效率为-联轴器的传动效率根据设计指导书参考表1初选-蜗杆传动的传动效率-轴承的传动效率出选-卷筒的传动效率出选 工作机所需的功率： 3.3 确定电动机转速卷筒轴的工作转速从相关引用书本里获取每个级别的齿轮传动比如下：;理论总传动比：;电动机的转速的范围： 因为 符合这一范围的同步转速为：找到相关引用专业书本表格可以了解到,。根据容量和转速，由设计手册查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表：表3-1三种传动比选择方案方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机质量传动装置传动比1Y-132S-45.5150014406852.782Y132M2-65.510009608435.193Y160M2-85.575072011926.39Y系列电机，同步速度通常为2合适的电机模型，来识别的技术参数的比较，而无需使用比用表的计算能力，或者不特别需要一1000rpm的少750rpm震马达它已被用作电机表1的1500rpm的：根据标准系列的蜗轮比的容量和速度，以及考虑，选择通过手动设计分离电机模型电动机1440的速度，有比传输选项少一个类型，如下表：表3-2传动比方案一方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机质量传动装置传动比1Y132S-45.5150014406852.78 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可以了解到方案1比较适合。因此选定电动机型号为Y132S-4,所选电动机的额定功率P = 5.5kw，满载转速n= 1440r/min 。 图3-1Y132S电机结构图机型HABCDEFGDGY132S13221617889388010833KbhAABBHA122802101353156023818515表3-3电动机尺寸表3.4 总传动比 计算总传动比和各级传动比的分配1.计算总传动比： 2.各级传动比的分配： 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。 从上表选择并设出蜗杆头数Z1=1,那么Z2则在29-82之间取值。第4章动力学参数计算4.1 蜗杆蜗轮的转速-蜗杆的转速，它和电机相连，所以它的转速相当于电动机的转速。-蜗轮的转速，它和工作机联在一起，它的转速相当于工作主轴的转速。 4.2 功率-蜗杆轴的功率 = *=4.790.99=4.74kW 蜗轮轴功率：= *=4.740.990.8=3.64kW卷筒轴功率：= *=3.640.990.96=3.46kW 4.3 转矩 电动机轴：T=9550=95504.79144031.76Nm蜗杆轴：= Nm蜗轮轴：=Nm卷筒轴：=Nm表4-1 各轴动力参数表轴名功率P/kw转矩T/(Nm)转速n/(r/min)效率传动比i电动机轴4.7931.7614400.991蜗杆轴4.7431.4314400.8 52.78蜗轮轴3.641274.2627.280.961第5章 传动零件的设计计算第5章传动零件的设计计算5.1 蜗杆与蜗轮的设计计算5.1.1 选择蜗杆传动类型根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。5.1.2 选择材料这些期望高效率，因为优异的耐磨性，加强虫，4555HRC硬度的齿面的要算出，因为这种蠕虫采用45钢，考虑到小虫子的驱动力然后，速度适中。铸造磷青铜ZCuSn10P1，铸造的温暖。贵金属，仅青铜和环的，为了节省灰铸铁HT100轮制造的核心。5.1.3 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。从相关教科书式子(1112),传动中心距：1.设出作用在蜗杆上的转矩=1274.26 Nm 2.设出载荷系数K因工作载荷有轻微冲击,从相关教科书找到并设得载荷分布不均系数=1;从相关教科书找到并设得使用系数由于转速不高,冲击不大,可取动载系数;则从相关教科书P252：3.设出弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=160。4.设出接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值=0.35从教科书找到3图1118中能够轻松找到并设出=2.9。5.设出许用接触应力因蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从相关教科书找到并设得蜗轮的基本许用应力=268。从相关教科书【1】P254应力循环次数应力循环次数N=60=60127.28（2810365）=9.56其中,(-蜗轮转速)j-蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数，j=1两班制，每班按照8小时计算，寿命10年。寿命系数则6.计算中心距7.取中心距a=200mm,因i=52,因此从相关教科书1找到表格取模数m=6.3mm, 蜗轮分度圆直径=63mm这时=0.315，从以上教科书找到第11章第18个图中能够轻松找到并设出接触系数=2.9因为=,因此以上计算结果可用。5.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1. 蜗杆轴向尺距mm;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径;蜗杆齿宽B1=(9.5+0.09)m+25=112mm蜗杆轴向齿厚mm；分度圆导程角;2.蜗轮蜗轮齿数53;变位系数mm;演算传动比mm,这时传动误差比为, 是允许的。蜗轮分度圆直径mm蜗轮喉圆直径=346.5mm蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。从相关引用书本1找到P270图蜗轮采用齿圈式，青铜轮缘与铸造铁心采用H7/s6配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6个。5.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数根据，教科书找到第11章第19个图中能够轻松找到并设出齿形系数：螺旋角系数从教科书找到知许用弯曲应力从教科书(1)找到第11章第8个表并设出由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56从相关教科书P255寿命系数56Mpa可见弯曲强度是满足的。5.1.6 验算效率已知=;与相对滑动速度有关。从教科书(1)找到第11章第18个表并设出中用插值法找到并设得=0.0264, 把数据代到式子里算出=0.884,大于原估计值,因此不用重算。5.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定属于一般机械的减速，考虑到蜗杆驱动动力传输系统的设计中，从GB / T10089-19887精度，圆柱蜗杆和蜗轮的精度，则间隙型，按GB / T10089-19888f这是一个标志F.并且，作为参考，找到齿厚公差=71m，厚度公差=蜗轮，表面和蜗杆齿1.6m的体顶部的圆形表面粗糙度的齿的130m，和蜗轮的齿面顶部是为1.6m和3.2m的表面粗糙度的圆形。5.1.8 热平衡核算初步估计散热面积：设(周围空气的温度)为。5.2 同步带的概述及计算5.2.1 同步带介绍同步带是的皮带传动，链传动和齿轮传动的优点相结合开发了一种新的塑料带。它由一个工作表面和齿轮啮合的带在铸驱动齿形食道，这是高拉伸强度，低伸长率纤维材料或金属材料的强层，使得在传输过程中的频带，一天的长度保持不变，皮带和皮带轮传动的过程之间幻灯片，离开大殿，从动车轮打滑是一步驱动器之间没有什么区别。皮带传动（见图5-1），功率轴的准确率小，结构紧凑，耐油，耐磨，良好的抗老化性能，整体温度-20-80，V165/ S，P 300千瓦，I 10，用于同步传输的要算出，也可以为低齿轮。图5-1 同步带传动通过环形皮带齿间距带的内周面上的带驱动器，并与相应的轮子形成。它结合了皮带传动，链传动和齿轮驱动自己的优势。旋转和肺泡齿轮啮合，以提供电力。皮带传动具有准确的传动比，牵引比不变，传动平稳，吸收振动，噪声，传动比范围大，一般可达01:10。允许高达50M / S，从几瓦的功率传输到几百千瓦线速度。传动效率高，一般可达98以上，体积小巧，适合多轴传动，不需润滑，无污染，因此可以允许工作没有污染和恶劣的工作环境，更多的地方低。该产品广泛应用于各种纺织，机床，烟草，通讯电缆，轻工，化工，冶金，仪器仪表，食品，矿山，石油，汽车和机械传动等行业。皮带使用时，只需推动转变观念皮带传动摩擦，扩大皮带传动的范围内，这使得它与研究的一个相对独立的对象的新方式传动带，开辟了皮带传动的发展。5.2.2 同步带的特点1.精确的传送没有滑动动作，具有恒定的传动比;2.传动平稳，缓冲，减震能力，噪音低;3.传动效率高，和0.98，节能效果明显;4.维护方便，不需润滑，维修率低;5.比例范围，通常高达10个，生产线速度高达50米/秒，与大范围的发送功率的，高达几瓦到几百千瓦;（6），可用于长距离传输，可达10m或更多的中心的距离。5.2.3 同步带传动的主要失效形式在带驱动器常见的故障模式被概括如下：1.骨折的表演失败绳带在操作过程中脊髓损伤断裂背带是一种常见的故障模式。故障是在功率传输，在过大的张力的载体绳索的过程中的条带，使主机拉动绳子。还主动渔轮直径当选过小，受携带绳索弯曲进出发呆更经常的疲劳应力，而且会产生弯曲疲劳断裂（见图5-2）。图5-2 同步带承载绳断裂损坏（2）爬上带齿和齿跳基于齿形带爬升和跳跃现象牙齿分析，一个阳台和登山齿几何学和力学是由于两个因素造成的。因此，为避免跳跃和攀爬的牙齿，使用以下步骤：1，操作控制传递环形带，小于或等于所述轮胎模型的承诺是由圆周力来确定。请参见图2所示，皮带和皮带轮之间的控制音调差，它是间距误差的允许范围内。3，偏置电压的与正确安装开口的增加。所以容易打滑的锯齿状牙齿插槽。4，提高了带的基材的硬度，从而使带的弹性变形可减小齿跳现象。（3）带齿的剪切定时与牙齿接合动力传递过程中，剪切力和压缩应力锯齿状表面裂纹裂纹此逐渐扩大到齿的根部和沿着支承表面延伸构件，并且直到整个带基质脱离，这是切断齿形皮带（见图5-3）。由此齿形粗切原因如下：请参见图1所示，皮带和皮带轮需要较大的音程差，从而使齿轮不能完全穿透肺泡，从而不完全耦合状态，从而带齿太沉重一个较小的接触面积，从而导致应力集中，并因此对于轮胎齿剪切破坏。2，在牙齿周围的区域齿的皮带和皮带轮数太小，啮合齿暴露在过度的负荷，并产生剪切力。3，带强度差异的基础材料。降低带齿切割，必须严格控制皮带和皮带轮之间的间距误差，锯齿的齿可以正确接合，其次，我们需要使牙齿的该区域的数目的皮带和皮带轮齿6，并选择具有材料高强度并没有减少硬挤出作为基材胶带。图5-3 带齿的剪切破坏 4.、带齿的磨损穿带齿（见图5-4）由齿面和顶带齿的损失，由于角轮廓和齿的下部。导致过度磨损是紧张的牙齿和齿啮合鑫之间的干扰。应力在安装带时也应减少在牙齿上，合理调整的磨损，随着齿轮齿设计，使用较大的切口尖端半径，以减小啮合齿和挤压刮削器，还带材料的耐久性绝提高。图5-4 带齿磨损5.、同步带带背的龟裂(图5-5)带在一段时间的操作，有时与烘烤产生龟裂的现象，这使得皮带断裂。同步带回生产破解健康原因1，引起基材老化;2，用于下一较低温度，支撑带基体的裂缝的长期工作。图5-5 同步带带背龟裂一种方法是，以防止裂缝是与材料的基体材料，冷，耐热性和耐老化性能表示的材料，除提高到工作频带在低温和高温下要避免。5.2.4 同步带传动的设计准则据同步带失效模式分析，我们可以看到作为一个皮带和皮带轮材料具有高机械性能，生产和合理的，与车轮的大小，安装和调试，严格控制是否正确，很多故障模式将被避免。因此，一般情况下，在未来三年的正时皮带传动的主要故障状态;1.中减去账面绳带疲劳;（2皮带打滑，跳齿;（3）同步带磨损牙齿。因此，皮带传动带的情况下滑动怀高抗拉强度，希望确保电缆未减去。此外，在灰尘，杂质工作来处理牙齿磨损计算。5.2.5 同步带分类梯形皮带齿和齿弧齿分成两类，有三个圆弧齿系列：圆弧齿（H系列又称HTD带），扁平圆弧齿（S系列，也称为STPD带），和抛物线形凹顶齿（R系列）。梯形带梯形齿同步带分单面和双面齿齿两种，所谓的单面和双面胶带。双面胶带和压力在齿（代码DA）的对称布置并交错齿（代码DB。梯形齿带两种尺寸系统：变桨系统和模块化系统。中国利用变桨系统，并制定了相应的皮带传动标准GB / T 361 1111362-1989和GB / T 11616-1989 ISO 5296。圆弧齿形同步带拱形齿同步带，除了弧形齿，结构和梯形齿同步带基本相同，与螺距先前，其齿的高度，厚度和齿根圆角半径比梯形齿大。负荷下齿后，将应力分布是良好的，柔软的齿根应力集中，提高了齿的承载能力。因此，可以再到在啮合齿出现圆弧齿同步带功率梯形齿同步带传输和中断。圆弧齿同步带耐磨损，低噪音运行，无需润滑，织物能在恶劣的环境下使用。它已被用于在食品工业，汽车，纺织，制药，印刷纸的大型。5.3 同步带传动计算5.3.1 同步带计算选型设计功率，用于使负载的性质的功率名字一般需要，在其他因素的工作的原动机的时间和类型日期的长度，将下式的基础上确定：式子里，-需要传递的名义功率-工作情况系数，按下列表格5-1工作情况系数，我设=1.7；表5-1 工作情况系数1.确定带的型号和节距 可根据同步带传动的设计功率Pd和小带锯转速n1，由同步带选型图中来确定所需采用的带的型号和节距。 其中Pd=0.63kw，n1=56rpm。找到表格5-2表5-2 同步带的型号和节距选同步带的型号为H：，节距为：Pb=8.00mm2.选择小带锯齿数z1，z2 可根据同步带的最小许用齿数确定。找到表格3-3-3得。 找到并设得小带锯最小齿数14。实际齿数应该大于这个数据预估值z1=34，故大带锯齿数为：z2=iz1=1z1=34。 故z1=34，z2=34。3.设定带锯的节圆直径d1，d2小带锯节圆直径d1=Pbz1/=8.0034/3.1486.53mm大带锯节圆直径d2=Pbz2/=8.0034/3.1486.53mm4.验证带速v从式子v=d1n1/60000计算得， svmax=40m/s,其中vmax=40m/s由表3-2-4找到并设得。5.设出带长和中心矩从相关引用书本得出 所以有：现在选取轴间间距为取224mm6、同步带带长及其齿数确定=() = =719.7mm7、带锯啮合齿数计算有在本次设计中传动比为1，所以啮合齿数为带锯齿数的一半，即=17。8、基本额定功率的计算查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表5-3可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步带的基准额定功率为=0.21KW表5-3 基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量9、计算作用在轴上力=71.6N5.3.2 同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸请参见表格5-4。带的图形请参见图5-6。表5-4 同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H840。6.124.31.021.02图5-6同步带5.4 切割主轴的设计5.4.1 确定切割主轴最小直径1.先从书本式子（15-2）初步估算轴的最小直径。设定轴是钢45#材质,调质处理。根据课本，取，于是得：11210.23根据切削切肉设备主轴的设计相关知识，前面章节已经做了说明，在此不具体说明，拟定轴的结构如下图5-7：图5-7切割主轴的结构图轴的受力情况如下图5-8：图5-8 切割主轴的受力图5.4.2 算出轴上的载荷从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面是轴的危险截面。计算步骤如下：4 966.34 N3 960.59 N2 676.96 N3 356.64-2 676.96679.68 N4 966.3457.1283 578.014 2 676.9657.1152 854.416 679.6871.6486 65.09 322 150.53 287 723.45 表5-5 轴设计受力参数 载 荷Z轴面H垂直面V支反力4 966.34 N，3 960.59 N2 676.96 N，679.68 N弯矩M283 578.014 152 854.416 486 65.09 总弯矩322 150.53 ,287 723.45扭矩T1 410 990 5.4.3 按弯曲扭转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（即危险截面C）的强度。根据课本式(15-5)及表格7.2中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，设出0.6，轴的计算应力： MPa12.4 MPa前已选轴材料为45钢，调质处理，查课本表15-1得60MP。因此 ，故此轴安全。5.4.4 精确校核轴的疲劳强度1.判断危险截面截面A，B只受影响的扭矩，压力键槽，装配到轴肩的过渡是由于厚的，但削弱这两个轴的疲劳强度，由于轴决定的抗扭强度最小直径的质量，这是一种比较宽松的方式，横截面的，B为无校验。轴的疲劳强度，干涉配合在最严重的，由于应力集中但从根据第和负载点的应力集中，从最大的截面C的应力的相似的横截面应力集中和剖而轴径大，则截面对转矩效应的效果，这是没有必要的强度检查。最大应力，不上的应力集中的横截面C，这里（由被集中在应力干涉配合和键槽两端）的轴的最大直径，所以横截面，部分和清晰根据检查少必要的，你不需要检查。在附录的教科书，第3章，有可能学习，应力集中系数比干涉配合键槽，因此，只需检查该轴的横截面的左侧和右侧，左右两侧即可。（2）截面左侧抗弯截面系数 W0.10.161 412.5 抗扭截面系数 0.20.2122 825 截面的右侧的弯矩M 90 834.04 截面上的扭矩 1 410 990 截面上的弯曲应力1.48 MPa截面上的扭转切应力 11.49 MPa因轴是钢45#材质，调质处理。从教科书表15-1找到并设得： 截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及从书本附表3-2找到并设出。因：，经插值后找到并设得：1.9，1.29又从教科书附图3-1可得轴的材料的敏性系数为：，0.88故有效应力集中系数按式(课本附表3-4）为：1.756从教科书附图3-2的尺寸系数；从教科书附图3-3的扭转尺寸系数。轴按磨削加工，从教科书附图3-4得表面质量系数为：轴为经表面强化处理，那么，则从书本式子（3-12）及式子（3-12a）得综合系数为：又从教科书及3-2得碳钢的特性系数：，设出，设出于是，计算安全系数值，从书本式子（15-6）(15-8)则得：S65.66S16.9216.38S1.5 故可以了解到其安全。1. 截面右侧抗弯截面系数 W0.10.172 900 抗扭截面系数 0.20.2145 800 截面的右侧的弯矩M为 90 834.04 截面上的扭矩 1 410 990 截面上的弯曲应力1.25 MPa截面上的扭转切应力 9.68 MPa过盈配合处的，从教科书附表3-8用插值法算出出，设出0.8，于是得3.24 0.83.242.59轴按磨削加工，从教科书附图3-4得表面质量系数为：轴为经表面强化处理，即，则从书本式子（3-12）及式子（3-12a）得综合系数为：3.332.68又从教科书及3-2得碳钢的特性系数：，取，取于是，计算安全系数值，从书本式子（15-6）(15-8)则得S66.07S16.9211.73S1.5 故该轴的截面右侧的强度也是足够的。本轴因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，低速轴的设计计算即告结束。第6章 轴的设计计算第6章轴的设计计算6.1 连轴器的设计计算1、输入轴按扭矩初算轴径：选用45调质，硬度217255HBS从相关教科书1，P370（15-2）式，并找到表格15-3，取A0=115。考虑有键槽，将直径增大5%，则d=17.1068*（1+5%）mm=17.96mm。标准孔径d=30mm，即轴伸直径为30mm，高速轴为了隔离振动与冲击,选用有弹性柱销连轴器，一边连38mm一边连30mm的只有LX3弹性柱销连轴器满足要算出。2、 输出轴按扭矩初算轴径选用45#调质钢，硬度（217255HBS）从相关教科书1P370页式子（15-2），表（15-3）取A0=115 轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用无弹性元件的联轴器，由转速和转矩得：Tc=KT=1.59.5503.136/80=561.4Nm低速轴选用无弹性扰性联轴器JB/ZQ4384-1997，标准孔径d=45mm，许用应力为800许用转速250。参考【3】P154：表6-1 无弹性扰性联轴器参数型号公称转矩Tn允许转速n轴孔直径dY型长度LX31250N.m475030mm和3882mm无弹性挠性800N.m25045mm90mm 3、载荷计算公称转矩T1=35.36，T2=374.36。由书中表14-1找到并设得=1.5，输入轴1.5*35.36=53.04N.m1250N.m满足要算出；输出轴1.5*374.36=561.54N.mB1（由于蜗杆齿顶圆直径75.6mm，则做成齿轮轴)6段：直径d6= d=48mm 长度L6=80mm7段：直径d7=d3=40mm 长度L7=L3=20mm图6-1 轴的结构图初选用30208型单列圆锥滚子轴承，其内径为40mm，宽度为18mm。 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=L4+L6+L5+2(t-a)+2*（挡油环壁2mm）=289.70mm=290mm。为提高刚度，尽量缩小支承跨距L=（0.9-1.1）da1=（272.2-332.6）mm,则290mm满足要算出。3.按弯矩复合强度计算算出小齿轮分度圆直径：已知d1=0.063m d2=302.4mm=0.3024m算出转矩：已知T2=374.28Nm T1=35.0Nm。算出圆周力：Ft从相关教科书P252（10-3）式得：=2T1/d1=2*35/0.063=1111.11N=2T2/d2=2*374.28/0.3024N=2475.4N算出径向力Fr从相关教科书1P252（10-3）式得：Fr=tan=2475.4tan200=901N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=145mm。1、绘制轴的受力简图 2、绘制垂直面弯矩图轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为：MC2=FrhL=555.6145=80.5Nm3、绘制水平面弯矩图截面C在水平面上弯矩为：MC1=d*Ft/2=1111.1*63*/2=35Nm4、绘制合弯矩图MC=(MC12+MC22)1/2=(35280.52)1/2=87.8Nm5、绘制扭矩图转矩：T= TI=35.0Nm校核危险截面C的强度。 图6-2输入轴的弯矩和扭矩图从相关教科书P373式子（15-5），经判断轴所受扭转切应力为脉动循环应力,取=0.6, 前已选定因轴是钢45#材质,调质处理,从相关教科书P362表15-1查：,因此,故安全。该轴强度足够。6.3输出轴的设计计算 设计轴：1.轴部的位置被固定，并且安装单级减速齿轮，蜗轮，两个对称的对面，具有两个轴承，分别使用密钥过渡配合，定位轴向和右袖的圆周位置，该蜗杆轴肩可以放置在位置和肩部的左轴承箱和周向定位在套筒的一个地方过渡配合或过盈配合的中心，所述轴左左轴承负荷，蜗杆套筒的步骤，对从右侧安装轴承。2.设定轴的各段直径和长度1、段：直径d1=45mm 2、段：从相关教科书P364得：h=0.07 d1=0.0845=3.6mm直径d2=d1+2h=45+23.6=52mm,该直径处安装密封毡圈，查参考文献3知标准直径可选55mm或50mm，但应大于52mm取d2=55mm。3.段：直径d3=60mm ，由GB/T297-1994初选用30212型单列圆锥滚子轴承，其内径为60mm，T为23.75mm，B=22mm。4、段：从相关引用书本图35知：d4=d3+2=60+2=62mm，5、段:起定位作用，h=0.08 d4=0.0862=5mm直径d5=d4+2*5=72mm6、段：d6=60图6-3各轴段 1、从前面所选取联轴器知长度取L1=90mm2、经过初步估算取轴承端盖的总宽度为26mm，轴长度取L2=50 mm3、由B=22mm，轴承 离箱体内壁10mm，蜗轮轮毂端面与内机壁距离12mm，再加上与蜗轮轮毂端面间隙2mm，得L3=46mm(安装套筒定位）4、由轮毂的宽度L=90mm则此段长度要比L小2mm， 取L4=88mm5、轮毂离箱体内壁12mm，不能干扰挡油环的安装需小于12mm，取L5=8mm6、由于轮是对称装置的，即在箱体中心，经过计算L6=36mm由上述轴各段长度及正装T=23.75mm，a=22.4可由L=（L4+2）+L5+（套筒长）+2(T-a)算得轴支承受力跨距L=136.7mm取138计算。3.按弯扭复合强度计算算出分度圆直径：已知d2=302.4mm算出转矩：已知T2= TII=374.28Nm算出圆周力Ft：从相关教科书P198（10-3）式得=2T2/d2=2475.4N =1111.1N算出径向力Fr：从相关教科书P198（10-3）式得Fr=tan=2475.4tan200=901N两轴承对称则LA=LB=69mm图6-3输出轴的弯矩和扭矩图 1、算出支反力FAY、FBY、FAZ、FBZ2、由两边对称，截面C的弯矩也对称，截面C在垂直面弯矩为 MC2=FrhL=1237.769=85.4Nm3、截面C在水平面弯矩为MC1=d*Ft/2=2475.4*302.4*/2=374.3Nm4、计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（85.42+374.32）1/2=384Nm5、校核危险截面C的强度由式子（15-5）从相关教科书P373式子（15-5）经判断轴所受扭转切应力为对称循环变应力,取=1, 前已选定因轴是钢45#材质,调质处理,从相关教科书【1】P362表15-1找到并设得,因此,故安全。此轴强度足够第7章 滚动轴承的选择及校核计算第7章 滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命：两班制，每班按照8小时计算，寿命10年。=2810365=58400小时。7.1 计算输入轴轴承初选两轴承30208型单列圆锥滚子轴承经相关引用书目3可以了解到蜗杆承轴30208两个，蜗轮轴承30213两个，(GB/T297-1994)。表7-1输入轴轴承参数表：轴承代号基本尺寸/mm 计算系数基本额定/kNdDTa受力点 e Y动载荷Cr静载荷Cor30208408019.7516.90.371.663.074.0302126011023.7522.40.41.5103130 1.算出两轴承受到的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图2.和水平面图3.两个平面力系。其中图3.中的为通过另加转矩而平移到指定轴线;图1.中的亦通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知: N （2）算出两轴承的计算轴向力对于30208型轴承,按教材P322表13-7,其中,e为教材P321表13-5中的判断系数e=0.37,因此估算按教材P322式(13-11a) =284N3.算出轴承当量动载荷和因为e从相关教科书【1】P321表13-5分别进行找到表格或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为：对轴承1 =0.40, =1.6对轴承2 =1, =0因轴承运转中有轻微冲击,按教材P321表13-6, ,取。则从相关教科书P320式(13-8a)=1.1*(0.40*584.5+1.6*2759.4)=5110N67.9KN=1.1*1*909=1000N46720h故所选轴承满足寿命要算出。7.2 计算输出轴轴承图7-1输出轴轴承初选两轴承为30212型圆锥滚子轴承查圆锥滚子轴承手册可以了解到其基本额定动载荷=103KN基本额定静载荷=130KN1.算出两轴承受到的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图2.和水平面图3.两个平面力系。其中图3.中的为通过另加转矩而平移到指定轴线;图1.中的亦通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知: N （2）算出两轴承的计算轴向力 对于30213型轴承,按教材P322表13-7,其中,e为教材P321表13-5中的判断系数e=0.4,因此估算：按教材P322式(13-11a) =415N(3) 算出轴承当量动载荷和 e对轴承1 =0.4, =1.5对轴承2 =1 =0因轴承运转中有轻微冲击,按教材P321表13-6, ,取。则从相关教科书P320式(13-8a)=1.1*(0.40*1289.5+1.5*1526)=3085.5N121KN=1.1*1*1245=1369.5N46720h故所选轴承满足寿命要算出。第9章 减速器结构与润滑的概要说明第8章 键及联轴器连接的选择及校核计算8.1 连轴器与电机连接采用平键连接找到表格P174的Y132M轴径d1=38mm，E=80mm设L电机=50mm。找出相关引用书本5，P140选用A型平键，得：b=10 h=8 L=50。即：键A1050 GB/T1096-2003 。 T额=20000Nm 从相关教科书P106式6-1得：p=2T2/dhl=220000/（10850）=10Mpap(110Mpa)8.2 输入轴与联轴器连接采用平键连接轴径d2=30mm L1=80mm T=35.0Nm找出相关引用书本，选A型平键，得：b=8 h=7 L=70 轴槽深t=4.4mm，轮毂槽深=3.3mm即：键A870 GB/T1096-2003p=2T/dhl=235000/（30770）=4.76Mpap(110Mpa)8.3 输出轴与联轴器连接用平键连接轴径d3=45mm L2=90mm T=374.28N.m找出相关引用书本，P51 选A型平键，得：b=14 h=9 L=80 轴槽深t=5.5mm，轮毂槽深=3.8mm即：键A1880GB/T1096-2003从相关教科书P106（6-1）式得：p=2T/dhl=2374280/（45980）=23.1Mpap (110Mpa)8.4 输出轴与涡轮连接用平键连接轴径d4=62mm L2=88mm T=374.28N.m找出相关引用书本，P51 选A型平键，得：b=18 h=11 L=80 轴槽深t=7mm，轮毂槽深=4.4mm从相关教科书P106（6-1）式得：p=2T/dhl=2374280/（621180）=13.7Mpa2m+15.6取18mm9.3 齿轮的润滑因齿轮的圆周速度60的长度的齿面接触图案高度45的加速度;4.30212和30208单列圆锥滚子轴承的轴向游隙为0.100.15毫米;废润滑油;5.油位范围减速装置建成CKC150工业用油规定;6.减速看灰色面漆涂料;7.减压器实验规程进行了测试。8.最低浸油齿高，最高的浸油面的最小浸油10毫米以上。第10章 电路部分设计（单片机）第10章电路部分设计（单片机）10.1 简介道路，桥梁，隧道，停车费和住宅电围栏特种设备的管理。和独立的马达和减速齿轮，产品的一部分（如，例如，如增量油，）在大众现象固化，需要在应用程序的高山地区常规维护。各种各样的产品，例如当前由另一个电子不停车收费系统使用时，市场上常见的问题，在冬季，影响正常使用时的使用集成马达，一个部分的产品，但接口可能需要做出改变，并不富裕。可替代地，一些采用开关，接触的高失败率。具体如下：多年的基本实践经验，设计出新型电动栅栏把各种产品一起在基地，其主要功能如下。1）先进力矩电机，免维护无触点开关的地方，以便确保可靠的操作，已经集成了使用连杆机构的正弦波的长度。2）低功率端子锁定位置。减少达到在低功率模式的平滑扶手的位置，扶手，不会发生抖动。为了防止凝固恒温，同时，通过使用由在山区中产生的电机损耗所产生的热量，以保持内部组织。3）保罗的自动着陆能力和防卡车的特点：为了避免在合作和事故，各外部设备的，自动登录如何之后，它不是不同着陆扶手，较低的栏杆的车，它可以被配置成控制你有它所属。错误地使用车辆4碰撞的由国家专利代理机构命中），以防止对电动栏杆损坏，碰撞的机构可以被旋转90，这将是对旗杆电动栏杆的原因。5）防旋转装置，高速稳定，噪音低。6）该系统的每个接口的外周，是连接到强大的逻辑的各种操作模式，它已被高度集成。最能满足计算客户的多样化需求。7. 按照落入3秒模型和方向0.9升在第二，时间1.4秒1.8秒。8）高速道路，桥梁，隧道等收费站，对事物的安全装置，适应块设备的住宅区，作为停车场，或在其他机会访问管理。10.2 系统工作原理系统包括一个中央处理单元，输入单元，输出单元，该系统包括与可划分状态监视单元，所述电源单元。有作为各部件的下面的功能：图10-1 系统原理功能图1）中心处理单元低成本，资源丰富，最广泛使用的接口，使用的是中央处理单元，51系列。2）输入该产品的一部分,人工着陆控制，模式选择，进入。位置信号输入和信号输入外围设备。选择：BCD开关的工作，该产品具有多种工作，你会被计算出来，你能满足不同用户的需求。 ：窗口和输入信号的手动降落控制变型中，该控制信号包括一个光耦合器的输入电流环路传输格式经由光学耦合连接到微控制器因被用于控制电动机的反向旋转到。为了分离系统容量长距离传输的干扰，以改善它可用于测试的最大传输距离达900米，每个输入和输出光耦合器。 C：位置信号输入：代替，触摸传感器，稳定性和可靠性的非光学开关。 D：外围输入信号：系统保留一个外围端口如下，是你的检测器的汽车中，可以访问的安全性和这些外设的红外线反射超声波装置的输出信号。如果该扶手覆盖车存在，和多个外围设备，以防止它通过提升控制轮的，将信号发送到系统自动检测车辆的存在谴责扶手系统，防研磨过程1它是扶手的位置的车辆。2通过设置操作模式中，车辆周围到达时，当系统运行在自动电极测试切割轮的自动提升杆。因为它具有内部跳线设置的电位，信号以获得一个转换和数字信号，可以是不同的输入信号的二进制信号的输入信号电平。另外，由于该产品还具有可以使用的遥控器，共同的远程控制设备。3.输出部分：电机反转，包括电机，控制继电器触点输出部分，以扭转集电极开路输出。它是如下的电路图：图10-2 电路框图4.使用两个继电器：为了控制产品的市场二电机反转的数目，以及一个数竞争产品的，以控制产物扶手,固态继电器的操作三个固态继电器，电动机的非接触控制可以是，三个中继函数s 1正转，当需要S2中，制动器S3中，电动机的旋转，第一制动器释放位置，和一个锁，施加捻中继刹车，然后向前或旋转，以确保平稳的运动，在低速电机状态和低旋转这样设计反转功能，代替了预定位置。使用冷的气候，因此能够防止
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