QJ型汽車野外自救絞盤機設(shè)計【全套含9張CAD圖紙】

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The winch will be more popular to use a variety of models. In this paper the current situation and development status of the winch, winch is introduced for off-road vehicles.The QJ type automobile winch is composed of self-help field DC motor drives the planetary gear reducer, and then drive the capstan to rotate, the transmission principle of planetary gear transmission mechanism: when the high speed shaft driven by the motor drives the sun gear, and then drives the planetary wheel to rotate, the inner gear ring is fixed, and then driven by planetary gear output in motion. The planetary frame of the planetary wheel of both rotation and revolution, has the same structure. Level two, level three or multistage transmission. Planetary gear transmission mechanism mainly by the sun gear, planetary gear, the inner gear ring, the planet frame, named after the basic component, also known as the ZK-H type planetary gear transmission mechanism.The design is based on the characteristics of planetary gear structure design, and UG three-dimensional modeling. Comparison of characteristics of planetary gear and various types of the scheme; secondly according to the input power, the output speed corresponding to the overall structure design of the transmission ratio of the transmission design, 3D modeling; and finally completed the assembly of the UG model, and completed the analysis of the transmission part and movement.Key words: winch design of off-road vehicles, the transmission system design of planetary gear reducer assembly目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1概述11.2國內(nèi)外絞盤應(yīng)用現(xiàn)狀11.3現(xiàn)有絞盤形式及分類11.4 越野車絞盤的主要性能及設(shè)計要求3第2章 QJ型汽車野外自救絞盤機方案確定42.1 主要內(nèi)容與基本要求42.2 電機的選型42.3 機構(gòu)簡圖的確定52.4 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇52.5 行星齒輪減速器方案確定62.6 行星輪系中各輪齒數(shù)的確定7第3章 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計93.1 基本參數(shù)要求與選擇93.1.1 基本參數(shù)要求93.1.2 電動機的選擇93.2 方案設(shè)計93.2.1 機構(gòu)簡圖93.2.2 齒形及精度103.2.3 齒輪材料及性能103.3 齒輪的計算與校核103.3.1 配齒數(shù)103.3.2 初步計算齒輪主要參數(shù)103.3.3 按彎強度曲初算模數(shù)m133.3.4 齒輪疲勞強度校核143.4 軸上部件的設(shè)計計算與校核193.4.1 軸的計算193.4.2 行星架設(shè)計233.4.3 滾動軸承選擇233.5 鍵的選擇與校核273.5.1 鍵的選擇273.5.2 鍵的校核28總 結(jié)30致 謝31參考文獻(xiàn)32第1章 緒論第1章 緒論1.1概述絞盤是具有垂直安裝的絞纜繩筒，在動力驅(qū)動下能卷繞但不存儲纜繩的機械，也指轉(zhuǎn)動軸線與甲板垂直的絞車，是車輛，船只的自我保護及牽引裝置，可在雪地，沼澤，沙漠，海灘，泥濘山路等惡劣環(huán)境中進行自救和施救，并可在其他條件下，進行清障。拖拉物品，安裝設(shè)施等作業(yè)，是軍警，石油，環(huán)保，林業(yè)，交通，公安，邊防，消防，及其他戶外運動不可缺少的安全裝置。主要用于越野汽車，農(nóng)用汽車。ATV全地形車，游艇，消防救援車，道路清障車以及其他專用汽車。正如德國bosch公司的經(jīng)驗理念名言“科技成就生活之美”，科技正以超凡的速度改變著我們生活的各方各面。汽車，船舶等交通工具的出現(xiàn)，讓我們對距離有了新的理解，以前遙不可及的地方變成了近在咫尺，地球變成了“地球村”然而有時候我們的鋼鐵移動盒子也會遇到麻煩事，比如陷入泥濘的沼澤中，這種情況就需要我們對一些特殊交通工具加上自救裝置，絞盤，就是汽車的一種自我保護及自救裝置。1.2國內(nèi)外絞盤應(yīng)用現(xiàn)狀汽車絞盤是一種利用自身動力發(fā)動機旋轉(zhuǎn)，通過另外一端的固定或者牽引的鋼繩或者特殊索帶把陷在困境中的汽車?yán)鰜淼囊环N工具，是越野車必備的工具之一。絞盤在國外相對來說應(yīng)用和受歡迎程度相對來說要比國內(nèi)要高，畢竟只有越野愛好者和改裝車愛好者才對其有興趣，而國內(nèi)消費者，對汽車動力要求相對較高的也就采用SUV系列，越野車系列還是市場不大。而國內(nèi)大部分軍用車輛，越野汽車等還是有廣泛應(yīng)用。世界級專業(yè)絞盤有中國T-max 美國warn 澳大利亞ljm.三家公司基本上平分市場。1.3現(xiàn)有絞盤形式及分類按絞盤原動力的不同，主要有以下六種：a.電動絞盤 電動絞盤，是最常見的絞盤。依靠車輛自身的動絞盤，有點；可以在車輛司火的情況下基本正常使用，是其它絞盤無法比擬的，尤其對于水多的地區(qū)有很大優(yōu)勢，安裝簡單可以實現(xiàn)多位置安裝及迅速移位，缺點；不能維持長時間的使用（車輛電力系統(tǒng)自身的局限性，自身易發(fā)熱原因，大部分電動絞盤提供的驅(qū)動力較小，只能夠一個方向施加力量安裝于車前只能向前拉，安裝于后部只能向后拉。b.PTO絞盤 使用分動箱輸出動力位動力源，優(yōu)點；能持續(xù)提供較大的拉力，單次使用時間長(不存在發(fā)熱問題)，可以提供多方向拉力，是軍用車輛或嚴(yán)肅的高性能越野車最佳選擇，缺點；必須使用發(fā)動機動力，即在沒有發(fā)動機因水等原因無法工作時無法使用。分動箱失去絞盤方向驅(qū)動力時無法使用。c.油壓絞盤 使用車輛的動力，助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為其動力源，使其助力轉(zhuǎn)向泵提供源動力。優(yōu)點；安裝方便，由于其外部固定部分基本實現(xiàn)了通用化，甚至在野外可以實現(xiàn)互換，驅(qū)動力介于電動和PTO絞盤之間，發(fā)生高溫機會及其少見，缺點；和PTO絞盤一樣，必須使用發(fā)動機驅(qū)動，即必須保持發(fā)動機轉(zhuǎn)動，且動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)故障則無法使用。d. 車輪絞盤，是一種比較新的絞盤系統(tǒng)，即由車輪提供驅(qū)動力，原理是使用大部分越野車論的6顆固定螺絲中的4顆固定絞盤。優(yōu)點；安裝拆卸及其方便（和換輪胎是一個步驟），重量較輕（比任何一種其他絞盤都輕，不會被前懸?guī)碇旅念~外重量），價格便宜，可提供前后雙方向拉力，缺點，由于其力量點是輪軸，所以位置太低，造成部分條件下無法使用，而且也必須使用發(fā)動機動力。還有應(yīng)用較少的手動絞盤，氣動絞盤。按其用途不同可以分為；ATV絞盤，越野車絞盤，卡車絞盤，工業(yè)絞盤；根據(jù)某些行業(yè)的特性，還有防水絞盤，防爆絞盤等分類。越野車絞盤的主要用途，性能特點及其設(shè)計要求越野運動是一種極限運動，是富有活力與激情的挑戰(zhàn)運動。總的來說越野可以分為三類；汽車越野，摩托越野，自行車越野，越野汽車作為越野運動的承載工具，除了其非凡的動力性能，高其強度要求外，其自救設(shè)施對于戶外越野運動來說也尤為重要。絞盤，就是一種重要的自救牽引設(shè)備。隨著中國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水品的提高。汽車多了，絞盤機的使用量也隨之上升，除此之外，以前普通國民對絞盤的認(rèn)識十分的稀少，在他們的生活中，根本不會在意有沒有這樣一個小家伙。然而近年來，國民自駕出游的人數(shù)也與日俱增，絞盤成了這些人不可或缺的工具，因此對于這一課題的研究具有良好的研究前景和積極的意義。越野車絞盤的主要用途越野車絞盤，是一種重要的自救牽引設(shè)備，其主要功能就是當(dāng)越野入地，沼澤，沙漠，泥濘山路等惡劣環(huán)境中時，利用絞盤輸出牽引力野車擺脫惡劣環(huán)境中。圖 1.4 越野車絞盤的主要性能及設(shè)計要求簡單的說，絞盤內(nèi)部的工作機制是；從汽車來的電力首先帶動馬達(dá)，而后馬達(dá)帶動鼓輪傳動，鼓輪又帶動主動軸，主動軸又帶動行星齒輪，進而產(chǎn)生強大的扭力，隨后，扭力被傳回到鼓輪，鼓輪便帶動絞盤，馬達(dá)和減速器之間有一個離合器，能通過一個把手來開關(guān)。制動元件在鼓輪內(nèi)，當(dāng)繩索繃緊時鼓輪就自動鎖住越野車絞盤設(shè)計主要需考慮以下倆點；1絞盤的牽引力是用磅來定值得，可以通過換算來轉(zhuǎn)換成噸成公斤，最好選擇磅數(shù)高的絞盤，因為受困中的車輛的重量要遠(yuǎn)高于日常的車重。不要牽引過絞盤牽引力的物體。29第2章QJ型汽車野外自救絞盤機方案確定第2章 QJ型汽車野外自救絞盤機方案確定2.1 主要內(nèi)容與基本要求（1）主要內(nèi)容：1）了解QJ型汽車野外自救絞盤機的組成；2）完成裝配圖和主要零件的設(shè)計；（2）要求：1）該絞盤機要能夠在山地、沙漠等惡劣環(huán)境實現(xiàn)汽車自救。2）機構(gòu)設(shè)計方案合理、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；設(shè)計參數(shù)：（1）可以拖動重量為2T的家用小型汽車。（2） 提供動力2.2 電機的選型 電動機功率的選擇(1) 所需要的工作功率： 擬定絞盤的轉(zhuǎn)速為0.15m/s， 絞盤的直徑擬定為D=400 (2)電動機到工作機絞盤間的總效率：聯(lián)軸器的效率滾動軸承的效率8級精度圓柱齒輪傳動效率絞盤傳動的效率(3)電動機所需工作功率：本課題電機主要用在越野汽車上，課題名字是QJ型汽車野外自救絞盤機，動力主要來自汽車電瓶，由于汽車電瓶所能提供的電壓為12V，故需要選擇與之對應(yīng)的電機，初選電機型號ZGB37RG/i111，附電機參數(shù)如下： 選擇ZGB37RG/i111型號的電機，電機參數(shù)ZGB37RG/i11112VDC40(rpm) 對應(yīng)功率是4.32kw 絞盤的直徑擬定為D=400 2.3 機構(gòu)簡圖的確定 減速器傳動比i=40/7.16=5.4, 故屬于1級行星傳動系統(tǒng)。圖2-1 機構(gòu)簡圖查漸開線行星齒輪傳動設(shè)計書表4-1確定=2或3。從提高傳動裝置承載力，減小尺寸和重量出發(fā)，取=3。計算系統(tǒng)自由度 W=3*3-2*3-2=12.4 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇周轉(zhuǎn)輪系的類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為2Z-X、3Z和Z-X-F三大類(其中Z中心輪)。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機構(gòu)。按傳動機構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動形式，如、 NW型、 NN型、WW型、ZUWGW型、 NGWN型、 N型等（其中N內(nèi)嚙合，W外嚙合，G公用齒輪，ZU錐齒輪）。其傳動類型與傳動特點如表1-1。2.5 行星齒輪減速器方案確定NGW行星輪系由內(nèi)外嚙合和公用行星輪組成。結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小、工藝性好、效率高；然而傳動比較小。但NGW性能多級串聯(lián)成傳動比打的輪系，這樣便克服了淡季傳動比較小的缺點。表2-1 行星齒輪傳動的類型與傳動特點傳 動 類 型機構(gòu)簡圖傳 動 特 性應(yīng)用特點類組性傳動比范圍傳動比推薦值傳遞功率KW2Z-X負(fù)號機構(gòu)NGW1.13 13.7= 2.7 9不限廣泛地用于動力及輔助傳動中，工作制度不限，可作為減速、增速和差速裝置軸向尺寸小，便于串聯(lián)多級傳動，工藝性好NW150= 525不限7時，徑向尺寸比小，可推薦采用 工作制度不限NN1700一個行星輪時=30100三個行星輪時3040可用于短時、間斷性工作制動力傳動轉(zhuǎn)臂X為從動時，當(dāng)， 大于某值后，機構(gòu)自鎖3Z負(fù)號機構(gòu)NGWN500=20100100結(jié)構(gòu)很緊湊，適用于中小、功率的短時工作制傳動工藝性差 當(dāng)a輪從動時，達(dá)到某值后機構(gòu)會自鎖，即02.6 行星輪系中各輪齒數(shù)的確定在行星輪系中，各齒輪齒數(shù)的選配需滿足下述四個條件。現(xiàn)以圖2-2所示的行星輪系為例，說明如下：圖2-2 行星輪系參考圖圖中，太陽輪1，齒數(shù)為，分度圓半徑為；行星輪2，齒數(shù)為，分度圓半徑為；內(nèi)齒圈3，齒輪為，分度圓半徑為。（1）保證實現(xiàn)給定的傳動比根據(jù)上面的行星輪系圖示，通過機械原理知識可以知道，因，故（2）保證滿足同心條件要行星輪系能正?；剞D(zhuǎn)，其三個基本構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸線必須在同一直線上。因此，對于圖示的行星輪系來說，必須滿足下式當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒齒輪傳動或等變位齒輪傳動時，上式變?yōu)榛颍?）保證安裝均布條件為使各個行星輪都能夠正確均布地安裝在太陽輪和內(nèi)齒之間，行星輪的數(shù)目與各輪之間齒數(shù)必須滿足一定的關(guān)系，否則將會因行星輪與太陽輪輪齒的干涉不能正確裝配（圖2-4所示）。下面就對為了使行星輪能均布且正確裝配，行星輪個數(shù)k與各輪齒數(shù)之間應(yīng)滿足的關(guān)系進行分析。（4）保證滿足鄰接條件對于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動：式中，m為模數(shù)，為齒頂高系數(shù)。以上式子說明的是在選擇各齒輪的齒數(shù)與行星輪個數(shù)時，所必需滿足的條件。第3章減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計第3章 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 基本參數(shù)要求與選擇基本參數(shù)要求 電動機功率：3KW 減速器傳動比：5.4 工作時間：15年（每年按300天計算，每天工作為12小時）3.2 方案設(shè)計3.2.1 機構(gòu)簡圖圖3-1機構(gòu)簡圖設(shè)計圖中，太陽輪1，齒數(shù)為，分度圓半徑為；行星輪2，齒數(shù)為，分度圓半徑為；內(nèi)齒圈3，齒輪為，分度圓半徑為。遵循以上原則, 通過配齒計算, 確定該行星齒輪減速器的主要參數(shù)見表1。各級齒輪采用相同的材料及熱處理工藝, 精度6級。表3-1 主要設(shè)計參數(shù)表齒數(shù)傳動比第一級太陽輪205.4行星輪34內(nèi)齒輪883.2.2 齒形及精度因?qū)儆诘退龠\動，采用壓力角=20 的直齒輪傳動，精度等級為6級。3.2.3 齒輪材料及性能高速機太陽輪和行星輪采用硬齒面，以提高承載能力，減低尺寸，內(nèi)齒輪用軟齒面（便于切齒，并使道具不致迅速磨損變鈍）。高速級部分采用軟齒面。兩級材料分別如表3-1。疲勞極限Hlim 和Flim 查書【1】圖10-20（c）、（d），10-21（d）、（e）選取，行星輪的Flim 是乘以0.7后的數(shù)值。表3-2 齒輪材料及性能齒輪材料熱處理Hlim(N/mm)Flim(N/mm)加工精度太陽輪20CrMnTi滲碳淬火HRC586214003756級行星輪267.5內(nèi)齒輪40Cr調(diào)質(zhì)HB2622866502757級3.3 齒輪的計算與校核3.3.1 配齒數(shù)表3-3 主要設(shè)計參數(shù)表齒數(shù)傳動比第一級太陽輪205.4行星輪34內(nèi)齒輪883.3.2 初步計算齒輪主要參數(shù)（1）選擇齒輪材料、熱處理方法及精度等級 齒輪材料、熱處理方法及齒面硬度因為載荷中有輕微振動，傳動速度不高，傳動尺寸無特殊要求，屬于一般的齒輪傳動，故兩齒輪均可用軟齒面齒輪。查機械基礎(chǔ)P322表1410，小齒輪選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度236HBS；大齒輪選用45號鋼，正火處理，硬度為190HBS。 精度等級初選減速器為一般齒輪傳動，圓周速度不會太大，根據(jù)機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P145表57，初選8級精度。（2）按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪由于本設(shè)計中的減速器是軟齒面的閉式齒輪傳動，齒輪承載能力主要由齒輪接觸疲勞強度決定，其設(shè)計公式為： 確定載荷系數(shù)K因為該齒輪傳動是軟齒面的齒輪，圓周速度也不大，精度也不高，而且齒輪相對軸承是對稱布置，根據(jù)電動機和載荷的性質(zhì)查機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P147表58，得K的范圍為1.41.6， 取K1.5。接觸疲勞許用應(yīng)力 ）接觸疲勞極限應(yīng)力由機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P150圖530中的MQ取值線，根據(jù)兩齒輪的齒面硬度，查得45鋼的調(diào)質(zhì)處理后的極限應(yīng)力為=600MPa , =560MPa ）接觸疲勞壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)公式為 N=60 n jth 工作壽命每年按300天，每天工作28小時，故 th=(3001028)=48000h N1=60466.798148000=1.344109 查機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P151圖531，且允許齒輪表面有一定的點蝕 ZN1=1.02 ZN2=1.15) 接觸疲勞強度的最小安全系數(shù)SHmin查機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P151表510，得SHmin1 ）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。將以上各數(shù)值代入許用接觸應(yīng)力計算公式得 ）齒寬系數(shù)由于本設(shè)計的齒輪傳動中的齒輪為對稱布置，且為軟齒面?zhèn)鲃?，查機械基礎(chǔ)P326表1412，得到齒寬系數(shù)的范圍為0.81.1。取。 ）計算小齒輪直徑d1 由于，故應(yīng)將代入齒面接觸疲勞設(shè)計公式，得 圓周速度v查機械設(shè)計學(xué)基礎(chǔ)P145表57，v131試驗齒輪應(yīng)力修正系數(shù)按所給區(qū)域圖取2太陽輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖6-350.96行星齒輪齒根圓角敏感系數(shù)查【5】圖6-350.97齒根表面形狀系數(shù)，查【5】圖6-351.045最小安全系數(shù)按高可靠度，查【5】表6-81.6接觸應(yīng)力基本值（3-10）接觸應(yīng)力 （3-11）許用接觸應(yīng)力: / = （3-12）故,接觸強度通過（2） 齒根彎曲疲勞強度 齒根彎曲疲勞應(yīng)力及許用應(yīng)力 用書【5】6-34,、6-35、6-35、6-36計算并分別對太陽輪和行星輪進行校核。各項參數(shù)如表3-8表3-8 外嚙合齒根彎曲強度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)太陽輪： 彎曲應(yīng)力基本值：=（3-13）彎曲應(yīng)力： =.Y=（3-14）故, 彎曲強度通過 行星輪 =./bm=103.79N/mm =./ =.=故,彎曲強度通過（2）內(nèi)嚙合 齒輪接觸疲勞強度、仍用【5】式（6-19）、（6-20）、（6-21）計算，其中與外嚙合取值，不同的參數(shù)為u=77/29=2.655 , =0.87, =1.03,=0.97, =1.11=.Z （3-15） （3-16）=mm（3-17）故 齒根彎曲疲勞強度只需計算內(nèi)齒輪，計算公式仍為書【5】（6-34）、（6-35）和式6-36，其中取值與外嚙合不同的系數(shù)：，=0.683 = 1.02 =1.045 =（3-18）=.= (3-19)=./ = (3-20)故,彎曲強度通過3.4 軸上部件的設(shè)計計算與校核3.4.1 軸的計算3.4.1.1輸出軸1.輸出軸上的功率(為齒輪嚙合效率)2.求齒輪上的力2.初步確定軸的最小直徑先按書【1】式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表【1】式（15-3），取,于是得軸的輸出最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑d-,為了所選軸直徑孔徑相適，故需同時選取聯(lián)軸器型號，聯(lián)軸器查 【1】表14-1，取，則 （3-47）按計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩條件，查【6】表11-17，ZL3彈性柱銷齒式聯(lián)軸器d=38，半聯(lián)軸器長度L=82,半聯(lián)軸器與軸配合得轂孔長度L1=60。3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求-軸端有段需制造出軸肩，故-段，d-=46mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=50。半聯(lián)軸器與軸配合得轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸端面上，故-段的長度應(yīng)該L1略短一些，現(xiàn)取L-=58mm。2）初選滾動軸承。應(yīng)為軸承只受徑向力的作用，故選用深溝球軸承6010，其尺寸d-D-T=50mm-80mm-16mm,故d-=d-=50mm,而L-=16mm.端右滾動軸承采用軸肩進行的軸向定位。有手冊上查的6010軸間高度，h=3,因此選取d-=56。1） 取安裝齒輪出的軸段-的直徑d-=54,齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為60mm ,為了使套筒斷面可靠的緊壓齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取L-=56mm ,齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h=6mm,則軸環(huán)處的直徑d-=64mm 。軸環(huán)寬度取10mm。2） 軸承端蓋的總寬度為21mm (由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定),取L-=30.5。3） 取齒輪距箱體的內(nèi)壁之間的距離a=10.5,.(2)軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平減連接。由書【1】表6-1查的平鍵截面,鍵槽用槽銑刀加工，長度為50mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為；同時半聯(lián)軸器的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的，此處的直徑尺寸公差為m6。4.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。軸承的支點位置為滾動軸承的中點位置。因此，作為簡支梁的軸的支撐跨距為L1+L2=72.5+127.5=200mm。令水平面為H面，垂直面為V面。圖3-2 軸的載荷分析圖 3 , （3-47）, （3-48）代入數(shù)值可得：則截面C處的,代入數(shù)值可得，N （3-49）總彎矩： （3-50） （3-51） 5.按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)書【1】式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 (3-52)前已選定軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理，由【1】表15-1查得，故 3.4.1.2輸入軸1輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩=2.465kw，=960r/min，=8.413N.m2求作用在齒輪上的力3. 初步確定軸的最小直徑先按書【1】式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表【1】式（15-3），取,于是得 (3-53)4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按照輸入軸的設(shè)計方法各段軸的大小、長度如圖3-4所示選滾動軸承型號為 ：6005 (單位為mm)聯(lián)軸器處鍵槽： 3.4.1.3滾動軸承的壽命校核1求軸向力與徑向力的比值根據(jù)【1】表13-5 ,滿足壽命要求。3.4.2 行星架設(shè)計因為單臂式行星架結(jié)構(gòu)簡單，可容納較多的行星輪，所以選擇單臂式行星架。軸與孔之見采用過盈配合（），用溫差裝配，配合長度為1.5d-2.5d范圍內(nèi)取，取配合長度為20mm。取左端與齒輪軸配合長度為20mm,孔與軸之間采用間隙配合?；編缀螀?shù)如圖3-7所示3.4.3 滾動軸承選擇高速軸軸承的校核根據(jù)軸承型號30307查設(shè)計手冊取軸承基本額定動載荷為：C=75200N；基本額定靜載荷為：圖3-3高速軸軸承的校核 求兩軸承受到的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個平面力系。有力分析可知：求兩軸承的計算軸向力對于圓錐滾子軸承，軸承派生軸向力，Y由設(shè)計手冊查得為1.9，因此可以估算：則軸有向右竄動的趨勢，軸承1被壓緊，軸承2被放松求軸承當(dāng)量動載荷 查設(shè)計手冊知e=0.31查課本表13-5得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承1 軸承2 因軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,查課本表13-6得 則 驗算軸承壽命因為,所以按軸承1的受力大小驗算選擇軸承滿足壽命要求.1、低速軸軸承的校核根據(jù)軸承型號30306查設(shè)計手冊取軸承基本額定動載荷為：C=59000N；基本額定靜載荷為：圖3-4低速軸軸承的校核 求兩軸承受到的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個平面力系。有力分析可知：求兩軸承的計算軸向力對于圓錐滾子軸承，軸承派生軸向力，Y由設(shè)計手冊查得為1.9，因此可以估算：則軸有向左竄動的趨勢，軸承1被壓緊，軸承2被放松求軸承當(dāng)量動載荷 查設(shè)計手冊知e=0.31查課本表13-5得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)軸承1 軸承2 因軸承運轉(zhuǎn)中有輕微沖擊,查課本表13-6得 則 驗算軸承壽命因為,所以按軸承1的受力大小驗算選擇軸承滿足壽命要求.3.5 鍵的選擇與校核3.5.1 鍵的選擇在本設(shè)計中，所選擇的鍵的類型均為A型圓頭普通平鍵，其材料為45鋼，在帶輪1上鍵的尺寸如下表所示：表3-9 鍵的尺寸表軸鍵鍵槽半徑r公稱直徑d公稱尺寸bh寬度b深度公稱尺寸b極限偏差軸t轂一般鍵聯(lián)結(jié)軸N9轂9公稱尺寸極限偏差公稱尺寸極限偏差最小最大288780-0.0360.0184.0+0.203.3+0.200.250.403.5.2 鍵的校核3.5.2.1 鍵的剪切強度校核鍵在傳遞動力的過程中，要受到剪切破壞，其受力如下圖所示：圖3-5 鍵剪切受力圖鍵的剪切受力圖如圖3-5所示，其中b=8 mm,L=25 mm.鍵的許用剪切應(yīng)力為=30 ，由前面計算可得，軸上受到的轉(zhuǎn)矩T=55 Nm ，由鍵的剪切強度條件： （其中D為帶輪輪轂直徑） （5-1） =10 M30 （結(jié)構(gòu)合理）3.5.2.2鍵的擠壓強度校核鍵在傳遞動力過程中，由于鍵的上下兩部分之間有力偶矩的作用，迫使鍵的上下部分產(chǎn)生滑移，從而使鍵的上下兩面交界處產(chǎn)生破壞，其受力情況如下圖所示：（初取鍵的許用擠壓應(yīng)力=100 ）圖3-6 鍵擠壓受力圖由 （5-2） =2000 N又有 （5-3）8 結(jié)構(gòu)合理?？?結(jié) 本次設(shè)計，使我進一步鞏固，加深和拓寬對機械原理，綜合運用液壓傳動，材料和其他專業(yè)課程知識的力學(xué)，分析和解決機械設(shè)計問題，知識。通過設(shè)計實踐，逐步樹立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識和競爭意識，熟悉機械設(shè)計的一般規(guī)律，分析問題和解決問題的能力。通過設(shè)計計算，圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用說明書，設(shè)計說明書和其他有關(guān)材料，機械設(shè)計的基本技能和綜合訓(xùn)練。因此，它在我們的四年大學(xué)生活中占有重要而又獨特的的地位。 致 謝我要感謝我的指導(dǎo)教師XX老師。老師雖身負(fù)教學(xué)、科研重任，仍抽出時間，不時召集我和同門以督責(zé)課業(yè)，從初稿到定稿，不厭其煩，一審再審，大到篇章布局的偏頗，小到語句格式的瑕疵，都一一予以指出。是他傳授給我方方面面的知識，拓寬了我的知識面，培養(yǎng)了我的功底，對論文的完成不無裨益。我還要感謝學(xué)院所有教過我的老師，是你們讓我成熟成長；感謝學(xué)院的各位工作人員，他細(xì)致的工作使我和同學(xué)們的學(xué)習(xí)和生活井然有序。謹(jǐn)向我的父母和家人表示誠摯的謝意。他們是我生命中永遠(yuǎn)的依靠和支持，他們無微不至的關(guān)懷，是我前進的動力；他們的殷殷希望，激發(fā)我不斷前行。沒有他們就沒有我，我的點滴成就都來自他們。讓我依依不舍的還有各位學(xué)友、同門和室友。在我需要幫助的時候他們伸出溫暖的雙手，鼎立襄助。能和他們相遇、相交、相知是人生的一大幸事。參考文獻(xiàn)1 馮桂安等.機械制造裝備設(shè)計M. 北京:機械工業(yè)出版社，2 齒輪手冊編委會.齒輪手冊(上冊)第2版.北京:機械工業(yè)出版社,2002.5.3 漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造編委會. 漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造.北京:機械工業(yè)出版社,2002.5.4 陳坐模，葛文杰等. 機械原理第七版.北京:高等教育出版社,2007.12.5 濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計第八版.北京:高等教育出版社,2008.4.6 卜炎. 螺紋連接連接設(shè)計與計算.北京:高等教育出版社,1993.7 張春林，曲繼芳.機械創(chuàng)新設(shè)計M.北京:高等教育出版社,2008.4.8 成大先.機械設(shè)計手冊,第五卷M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，9 王昆等.機械設(shè)計課程設(shè)計M. 北京:高等教育出版社,10 王杰等.機械制造工程學(xué)M.北京:北京郵電大學(xué)出版社，11 良貴，紀(jì)名剛.機械設(shè)計M. 北京:機械工業(yè)出版社，12 阮忠唐主編. 連軸器，離合器的設(shè)計與選用指南M. 13 機械設(shè)計手冊聯(lián)合編寫組.機械設(shè)計手冊（上） 14 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院.實用機械設(shè)計手冊M.15 饒振剛. 行星傳動機構(gòu)設(shè)計（第二版）. 北京：機械工業(yè)出版社，199416 馮澄宙. 漸開線少齒差行星傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，198117 楊洪濤，陸永禎. KHV型漸開線少齒差行星傳動變位系數(shù)的確定. 鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報，2002，25(1)：20-2118 吳迎學(xué). 偏曲軸輸入少齒差行星減速器的可靠性優(yōu)化設(shè)計.中南林學(xué)院學(xué)報，2002，22(1)：50-5619 葉志剛，汪萍. K-H-V型少齒差減速器齒輪嚙合可視化建模與分析. 機械設(shè)計與研究，2002，18(2)：32-3520 張春林，姚九成. 漸開線少齒差行星傳動的變位系數(shù)的選擇. 北京理工大學(xué)學(xué)報，1998，18(5)：563-56621 任輝啟. ANSYS7.0工程分析實例詳解.北京：人民郵電出版社，200322 牟林. 齒差行星減速器孔銷式輸出機構(gòu)的強度和剛度初探. 機械設(shè)計與制造，2006，（01）：15-17 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書所在學(xué)院機電學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班級學(xué)生姓名學(xué)號指導(dǎo)教師題 目QJ型汽車野外自救絞盤機設(shè)計一、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求：1、主要任務(wù)與目標(biāo)（1）英文翻譯：認(rèn)真查閱10篇以上專業(yè)文獻(xiàn)，其中外文資料不少于2篇，并翻譯一篇中文字符2000字以上的外文文獻(xiàn)。（2）畢業(yè)調(diào)研：完成文獻(xiàn)綜述、開題報告。（3）完成QJ型汽車野外自救絞盤機的總裝圖設(shè)計,主要零件的設(shè)計，編寫設(shè)計說明書1萬字以上。（4）完成畢業(yè)設(shè)計的其它工作（完成指導(dǎo)記錄、資料上傳網(wǎng)絡(luò)設(shè)計平臺、答辯PPT準(zhǔn)備、資料裝訂整理）。2、主要內(nèi)容與基本要求（1）主要內(nèi)容：1）了解QJ型汽車野外自救絞盤機的組成；2）完成裝配圖和主要零件的設(shè)計；（2）要求：1）該絞盤機要能夠在山地、沙漠等惡劣環(huán)境實現(xiàn)汽車自救。2）機構(gòu)設(shè)計方案合理、結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；3）完成3張A0圖紙（折合），并要求CAD繪制；總裝圖一張主要零件圖若干；4）撰寫設(shè)計說明書內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國內(nèi)外動態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計計算；傳動方案的確定，設(shè)計主要零件，進行強度計算，條理清楚，計算有據(jù)；格式按寧波大紅鷹學(xué)院機電學(xué)院機自專業(yè)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）規(guī)范化要求。文字在1萬字以上， 5）其他要求：學(xué)生在進行設(shè)計過程中，應(yīng)充分發(fā)揮自己獨立思考和創(chuàng)作設(shè)計，培養(yǎng)和鍛煉工程實際中的發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，反對盲從和抄襲行為。設(shè)計期間應(yīng)完成以下工作：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，其中外文資料不少于兩篇，外文翻譯不低于2000字，英文翻譯必須注明出處，并提供原版PDF文件；3、設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)：（1）可以拖動重量為2T的家用小型汽車。（2） 提供動力4、主要參考文獻(xiàn)相關(guān)課程教材；1濮良貴，紀(jì)名剛主編.機械設(shè)計（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.52成大先主編.機械設(shè)計手冊（第五版）M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.33郭宏亮主編.機械原理M.北京：北京大學(xué)出版社，2011.124林怡青，謝宋良，王文濤編.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書M.北京：清華大學(xué)出版社，2010.15顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.16顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)M. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.17馬朝興主編.聯(lián)合收割機結(jié)構(gòu)與使用維修M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012.8其他1胡運軍,聶文福.某重型軍用越野汽車液壓絞盤系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計J.汽車實用技術(shù),2016,(6).2謝迪,高虹霓,李培林等.救援車絞盤液壓系統(tǒng)的改進J.機械研究與應(yīng)用,2015,(6).3韓建保，趙志力，張魯濱.車載式25t絞盤強度分析及改進設(shè)計方案研究J.車輛與動力技術(shù)，2005,（2）.4姜丁,馬帥,濮卉等.我軍輪式車輛救援絞盤的應(yīng)用現(xiàn)狀與存在問題J.重型汽車,2012,(5).5藏加宇,林文樹,馬川等.便攜式車輛自救多功能裝置設(shè)計與分析J.森林工程,2016,(1)6謝峰,靳福.汽車絞盤的正確使用J.汽車運用,2002,(11).二、畢業(yè)論文進度計劃序號各階段工作內(nèi)容起訖日期備注1熟悉課題，了解相關(guān)領(lǐng)域的研究情況拿到畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書起到9.15日2查閱國內(nèi)外相關(guān)研究資料9.16 10.31外文資料不少于兩篇，翻譯不低于2000字，提供原版PDF3撰寫文獻(xiàn)綜述11.1 11.74撰寫開題報告11.8 11.215確定絞盤機的類型和結(jié)構(gòu)11.22 11.29必要時去相關(guān)企業(yè)調(diào)查學(xué)習(xí)6根據(jù)使用要求選擇合適材料11.30 12.77計算幾何結(jié)構(gòu)尺寸12.8 12.158繪制裝配圖、零件圖12.15 1.2112月30日中期檢查9修改1.22 3.31對格式、文字以及錯誤處進行修改10畢業(yè)答辯準(zhǔn)備4.14.30資料裝訂完善、上交11答辯58優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計4月19日答辯三、專業(yè)（教研室）審批意見：審批人（簽字）：