【《车载小型吊车设计主要零部件设计计算案例》3200字】

PAGEPAGE11PAGEPAGE10车载小型吊车设计主要零部件设计计算案例目录TOC\o"1-2"\h\u2507车载小型吊车设计主要零部件设计计算案例 1118661车载小型吊车设计主要零部件设计分析 1222991.1本章简介 1108741.2轴的设计计算 1216731.3轴承的选择 44241.4键的选择 6283391.5螺栓的设计与校验与核对 7100951.6本章小结 9107062主要零件的UG三维建模 9226112.1UG三维建模技术 9147272.2车载小型吊车设计机三维建模 101车载小型吊车设计主要零部件设计分析1.1本章简介车载小型吊车设计吊臂动力支撑系统和伸缩臂系统组成，动力支撑系统包括变幅油缸和伸缩液压缸组成，伸缩臂系统主要又三节伸缩臂和内臂、转台等几部分组成。针对不同的重要部件进行设计分析。1.2轴的设计计算1.1.1轴直径的初步确定整个轴为悬臂梁，受到弯扭合成。但是此处弯矩的影响相对较小，故采取主要按照扭转强度的条件计算，且同时适当降低许用扭转切应力的数值加以弥补。选材：45钢，调质处理，,结构设计：由《机械设计》确定轴的最小直径：其中：——许用切应力，由表12.2，此处取30MPa——轴传递功率，。——主轴转速，。——系数，。由上式可得：。1.1.2主轴的受力分析由于力臂的对称布置，由它们产生的离心力相互抵消，可以忽略不计。计算力臂的作用力：根据钢板重量的计算公式，得出不同厚度钢板每平方米的理论重量，由可以计算其中：——力臂的重力——钢板质量力臂重量：（1.1）带轮的作用力由前面计算得：由于在吊起重物时对轴存在不同方向的力如图1.1和图1.2所示：图1.1图1.2垂直面支承反力的计算：则：水平面的支撑力的计算：则：垂直面弯矩图如图1.3所示：图1.3垂直面弯矩图水平面弯矩图如图1.4所示：图1.4水平面弯矩图则扭矩图如图1.5所示：图1.5扭矩图这个轴受弯矩和扭矩的作用，属于弯矩和扭矩的组合变形：最大的弯矩在尺寸168处，（1.2）若按第三强度理论计算，则强度条件应为：（1.3）轴的最小直径为11mm。即：（1.4）由此可以判断：轴的强度满足要求。1.3轴承的选择初步设计该轴承的寿命为，根据该机的工作情况，轴承寿命按照额定动载荷的方法计算较为合理：查手册33205轴承主要性能参数如下：暂时选定此轴承，下面将对其进行相关的受力和寿命分析。1.3.1轴承的受力分析垂直面弯矩图如图1.6所示：图1.6垂直面弯矩图水平面弯矩图如图1.7所示：图1.7水平面弯矩图由前可知：则可得：轴承所受径向力是。。1.3.2轴承寿命计算附加轴向力：（1.5）（1.6）轴承轴向力：由于轴承2被压紧，故（1.7）（1.8）X、Y值：，查表得，，查表得，冲击载荷系数考虑中等冲击，查表得：=1.5当量动载荷（1.9）（1.10）轴承寿命因为＞，只计算轴承2的寿命式中：——以小时计算的轴承额定寿命，各种轴承的使用寿命有推荐值；——转子转速（转/分）；——轴承寿命指数，对于滚子轴承，。所以，轴承寿命满足要求。1.4键的选择键、轴的材料都是钢，键采用静联接，冲击轻微。键联接的许用挤压应力，，取。取转轴主轴上与带轮的连接键，力臂与主轴的连接键选用普通平键：选用GB1096（A型）。对于与带轮轮毂连接的键，其尺寸为4×5×12。所以键的工作长度:所以（1.11）由此可知：该键可用。对于与力臂相连接的键，其尺寸为6×6×16。该键的工作长度：所以：由此可知：该键可用。1.5螺栓的设计与校验与核对已知条件：螺栓的s＝730MPa螺栓的拧紧力矩为T=49N.m拧紧力矩：为了能够把螺纹连接的刚性的强度变得更高，需要在安装配备的时候首先进行预紧，因此这样做还能够防止受载螺栓的滑动。它拧紧扳手力矩T能够用在克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩擦力矩T2。在装配的时候，能够使用力矩扳手法控制的力矩。它的公式为：T=T1+T2=K*F0*d（1.12）它拧紧扳手的力矩为T=49N.m其中K是拧紧力矩系数，表示的是预紧力，它的单位是N，d表示的是螺纹公称直径，它的单位是mm。摩擦表面状态K值有润滑无润滑精加工表面0.10.12一般工表面0.13-0.150.18-0.21表面氧化0.20.24镀锌0.180.22粗加工表面-0.26-0.3取K＝0.28，则预紧力＝T/0.28*10*10-3＝17500N（1.13）计算承受预紧力螺栓的强度：螺栓公称应力截面的面积为As（mm）=58mm^2外螺纹的小径为d1=8.49mm外螺纹的中径为d2=9.14mm计算的直径为d3＝8.27mm在这次的设计当中，螺纹原始三角形的高为度h=1.31mm在这次的设计当中，螺纹原始三角形根部的厚度b=1.12mm螺栓最大的拉伸应力为σ1(MPa)。（1.14）剪切应力：（1.15）由第四强度理论得：（1.16）强度的条件为：（1.17）确定预紧力的原则为：在拧紧之后，螺纹连接件的预紧应力不能够大于它材料的屈服极限的80%。倾覆力矩：倾覆力矩M是作用在连接接合面的一个对称面里面的，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已经被拧紧并且承受的预紧力为F0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M是相平衡的。1.6本章小结本章首先介绍了车载小型吊车设计桁架臂架的结构与特点，在此基础上阐述了臂架的非线性特性以及对其进行非线性分析的必要性，对重要零部件及辅助功能部件进行计算分析。2主要零件的UG三维建模2.1UG三维建模技术UG(UnigraphicsNX)是SiemensPLMSoftware公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。UnigraphicsNX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。UG同时也是用户指南(userguide)和普遍语法(UniversalGrammar)的缩写。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。UG的开发始于1969年，它是基于C语言开发实现的。UGNX是一个在二维和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密(adaptivemeshrefinement)和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。来自SiemensPLM的NX使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。NX包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。NX是UGSPLM新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新产品设计图。NX独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。NX建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，NX的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。2.2车载小型吊车设计机三维建模在UG软件里面，对其零部件进行设计，然后进行装配，其软件配合主要有重合、平行、垂直、相切、同轴心、锁定、及距离、角度等配合功能，根据具体的配合要求选取不同的配合来完成机器的装配，使之成为一个装配体。装配的配合界面如下图所示。根据该车载小型吊车设计机方案，其装配主要是转动副设计配合，及面与面的重合，因此只需用到同轴心配合及重合两种装配方式。下面将以装配配合进行介绍。首先在UG软件里面建立装配体组装界面。打开装配体文件夹，具体操作过程如下：点击新建，里面有文件夹形式的选取，包括零件及按钮，选取装配体