傳動軸式自行車的設計【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

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購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 傳動軸式自行車的設計 傳動方案的確定 圖 1該方案和普通鏈傳動相比較有傳動效率高，減少了鏈條式自行車因為布局不好所帶來的對衣服咬合所帶來的危險，也減少了鏈傳動多邊形效應對功率的損失和震動噪音等產生，不會再出現(xiàn)關鍵時刻掉鏈子的可能，但是由于該傳動有錐齒輪和傳動軸組成帶來的問題便是加工困難和成本較高。 一般腳踏以 60r/奏轉動較為合適 一般人能給自行車的轉矩在 T=13000 左右 錐齒輪傳動 設計 齒輪設計 按齒面強度設計 計算大端分度圓直徑 用直齒圓錐齒輪傳動，自行車為一般工作機器，速度低故選用 8 級精度。 機械設計表 10得： 選擇小齒輪材料為 40質），硬度為 250 大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 200 兩者材料硬度差為 50 選小齒輪齒數(shù) 7 ， 大齒輪齒數(shù) 7/ 9 計算大端分度圓直徑 根據(jù)參考機械設計 227頁公式 10 ? ? ?3 2121 ? ??????????? 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 估計 1m/s，并取 8 級精度等級。 由機械設計 194 頁圖 10得： 機械設計 226 頁表 10得：??機械設計 193 頁表 10得： 動載系數(shù) K K = ?? 機械設計 201 頁表 10得： 1并取 R? =31由機械設計 209 頁圖 10得齒輪 1 和 2 的接觸疲勞強度極限分別為： 1=600 21=550齒輪 1 和 2 的工作應力循環(huán)次數(shù)分別為： 02 ? =60? 60? 5? 300? 10=107 721 ?? 由機械設計 207 頁圖 10得： 1 2 S=1故許用應力： ? ?1H? = = 1 =600? ?2H? = = 1 =660應取兩者中的較小者，故 600根機械設計 227 頁式 10 ? ? ?32211 ?????????? ?購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 有萬方數(shù)據(jù)相關資料查的 T=13475 左右?guī)霐?shù)據(jù) 4 7 ????????????????? ? t ?? ? 347522111 ????mt m /2 2 0 0 0 111 ??? ? 與估計無太大差異。 11 ?d 分錐角 0211 r c t a n ?????????? 齒寬 i i 1 ????? ??取齒寬 b=20 大端模數(shù) 0 0 9 ?? m=齒輪分度圓 22 =29=齒輪分度圓 11 =17=距 22221 ????? 齒根彎曲強度設計 由機械設計 226 頁式 10： ? ?? ?由機械設計 200 頁表 10取齒形系數(shù)校正系數(shù) ?1 ?2買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ?1 ?2機械設計 208 頁圖 10c）得： 15502510由機械設計 206 頁圖 10： 1 2彎曲安全系數(shù) S= ? ? 01?? ?=334 ? ? ?? ? =317計算大小齒輪的? ?加以比較： ? ?1 11F 334 = ?2 22F Y?=317 =齒輪的數(shù)值大。 ?? =1 ? 1 ? ? ? ?3 2212 1 ? ???=見，由齒面疲勞強度計算而得的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關，選取齒面接觸的疲勞強度 標準值 m=終效果 圖如下 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 2輪 1和 錐 齒輪 2 部錐齒輪的設計 按齒面強度設計 計算大端分度圓直徑 用直齒圓錐齒輪傳動，自行車為一般工作機器，速度低故選用 8 級精度。 機械設計表 10得： 選擇小齒輪材料為 40質），硬度為 250 大齒輪材料為 45 鋼（調質），硬度為 200 兩者材料硬度差為 50 選小齒輪齒數(shù) 7 ， 大齒輪齒數(shù) 7/ 2 計算大端分度圓直徑 根據(jù)參考機械設計 227頁公式 10 ? ? ?3 2121 ? ??????????? 估計 1m/s，并取 8 級精度等級。 由機械設計 194 頁圖 10得： 機械設計 226 頁表 10得：??買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 由機械設計 193 頁表 10得： 動載系數(shù) K K = ?? 機械設計 201 頁表 10得： 1并取 R? =31由機械設計 209 頁圖 10得齒輪 1 和 2 的接觸疲勞強度極限分別為： 1=600 21=550齒輪 1 和 2 的工作應力循環(huán)次數(shù)分別為： =60? 5? 300? 10=107 843 ?? 由機械設計 207 頁圖 10得： 3 4 S=1， 故許用應力： ? ?3H? = =582? ?4H? = =應取兩者中的較小者，故 根機械設計 227 頁式 10 ? ? ?32221 ?????????? ?代入數(shù)據(jù)計算得 ? ? t ?? ? ?購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 m /31 ???? ? 與估計無太大差異。 11 ?d 分錐角 0431 r c ta n ?????????? 齒寬 i i 1 ????? ??取齒寬 b=15 大端模數(shù) ?? m=齒輪分度圓 44 =22=77齒輪分度圓33 =17=距 22423 ????? 齒根彎曲強度設計 由機械設計 226 頁式 10： ? ?? ?由機械設計 200 頁表 10取齒形系數(shù)校正系數(shù) ?3 ?43 ?4機械設計 208 頁圖 10c）得： 35504510由機械設計 206 頁圖 10： 3 4彎曲安全系數(shù) S= ? ? 01?? ?=334 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ? ? ?? ? =317計算大小齒輪的? ?加以比較： ? ?3 33F 334 = ?4 44F Y?=317 =齒輪的數(shù)值大。 ?? =1 ? 1 ? ? ? ?3 2212 1 ? ???=見，由齒面疲勞強度計算而得的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關，選取齒面接觸的疲勞強度 標準值 m=終效果圖 圖 2輪 3和 錐齒輪 4 的設計 已知條件，軸 1轉矩 347N 軸的材料，因為傳遞的功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，故有機 械設計 362購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 頁表 155鋼，調制處理。 初步計算軸頸由機械設計表 15030A=3110 公式中取 1n =60r/P =以30m =用深溝球軸承選擇代號為 6003，由機械設計 332頁表 13于速度不大故采用脂潤滑。 初步對軸整體設計預選 6003查手冊得： d=17 D=35 B=10 取軸承端面到殼體內壁距離為 2輪到殼體內壁為 10，兩端軸 17部分長度為： 17l=10+2=12 裝齒輪 2的寬度預選 30 l=308 軸環(huán)寬度 B=5 d=20 h=20? = 外還有與腳蹬相連接的部分 ，又對現(xiàn)有自行車的軸參考選軸總長為 200. 軸向定位 中間軸環(huán)，彈性卡簧，軸套等零件。 4軸上零件的周向定位 選用健配合齒輪 2健 b? h=6? 6 軸承內圈與軸過盈配合67承外圈與殼體間隙配合67軸的工藝要求??????????面配合表面粗糙度 余 端倒 1? 45o 圖 2 軸的強度校核 由于該軸為轉軸，應按彎扭組合強度進行校核計算 。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 2力分析 根據(jù)受力分析，齒輪所受的轉矩： 29550 m 齒輪作用力 ： 86N ==支反力 2 2? =??=2286 =143N 求 28=a·2d= 43× 28=4004N· 買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 2 1彎矩 繪制扭矩圖（ g） 29550 m 計算合成彎矩 221 M ?=222 M ?=制 扭 矩圖（ h） 圖 2軸的材料為 45鋼，調質處理， [σ 25～ 面 截面 0 σ[σ軸的強度足夠。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 軸 2設計 選軸的材料，因為傳遞的功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，故有機械設計 362頁表 155鋼，調制處理。 初步計算軸頸由機械設計表 15030A=2P 傳遞的功率 2P =n=60/00r/110 帶入數(shù)據(jù)得 所以30m =用深溝球軸承選擇代號為 6002，由機械設計 332頁表 13于速度不大故采 用脂潤滑。 初步對軸整體設計預選 6002查手冊得： d=15 D=32 B=9 擬定裝配方案：齒輪 軸套 軸承端蓋， 選用健配合齒輪 2健 b? h=5? 5 軸承內圈與軸過盈配合67承外圈與殼體間隙配合67軸的工藝要求??????????面配合表面粗糙度 余 端倒1? 45o . 和萬向節(jié)連接處最小取最小直徑 12， 圖 2 2 軸的強度校核 由于該軸為轉軸，應按彎扭組合強度進行校核計算 。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 2力分析 根據(jù)受力分析，齒輪所受的轉矩： 29550 m 齒輪作用力 ： r= ==支反力 2 2? =??=2 求 40=a·2d= 40=5898N· 2=229550 m 計算合成彎矩 221 M ?=買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 222 M ?=的材料為 45鋼，調質處理， [σ 25～ 面 截面 0 σ[σ 軸的強度足夠。 設計 選軸的材料，因為傳遞的功率不大，并對重量及結構尺寸無特殊要求，故有機械設計 362頁表 155鋼，調制處理。 初步計算軸頸由機械設計表 15030A=傳遞的功率為3P=P =n=100r/330m 代入數(shù)據(jù)得 30m =用深溝球軸承選擇代號為 6002，由機械設計 332頁表 13于速度不大故采用脂潤滑。 初步對軸整體設計預選 6002查手冊得： d=15 D=32 B=9 擬定裝配方案 ：齒輪 軸套 軸承端蓋， 選用健配合齒輪 2健 b? h=5? 5 軸承內圈與軸過盈配合67承外圈與殼體間隙配合67軸的工藝要求??????????面配合表面粗糙度 余 端倒1? 45o . 和萬向節(jié)連接處最小取最小直徑 12，購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 2 3 軸的強度校核 由于該軸為轉軸，應按彎扭組合強度進行校核計算。 圖 2力分析 根據(jù)受力分析，齒輪所受的轉矩： 29550 m 齒輪作用力 ： r= ==支反力 2 2? =??= 40=a·2d= 77=2084N· 40=買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 29550 m 計算合成彎矩 221 M ?=4135N· 222 M ?=4602N· 的材料為 45鋼，調質處理， [σ 25～ 截面 截面 0 σ[σ軸的強度足夠。 由機械設計公式 15 ?3 40 1 ??? n 材料選擇 45鋼 取 ? =A=110 P=n=100 代入數(shù)據(jù)計算得 ?了滿足強度要求外d=12內d=6作用于十字軸軸頸中點的力為 F，則 ?r =8c o 7 ??? ?=字軸軸頸根部的彎曲應力σ σ w= 32 [σ w] τ = 4 [τ ] 式中，取十字軸軸頸直徑 字軸油道孔直徑 力 用 線到軸頸根部的距離 s=[σ w]為彎曲應力的許用值，為 250[τ ]為切應力的許用值，為 80σ w= 32? ? ? ?? ???????????=107σ w] τ = 4 ? ? ? ?? ?2323 103106 9 14 ?? ??? ??購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 =40 τ ] 故十字軸軸頸根部的彎曲應力和切應力滿足校核條件 十字軸效果圖如下圖 2字軸萬向節(jié) 十字軸滾針的接 觸應力應滿足 σ j=272 （ 11[σ j] 式中，取滾針直徑 針工作長度 合力 F 作用下一個滾針所受的最大載荷 即 ??滾針和十字軸軸頸表面硬度在 58上時，許用接觸應力 [σ j]為 3000∴ σ j=272 （ 1133 ? ???????????=σ j] 故十字軸滾針軸承的接觸應力校核滿足 傳動軸強度校核 按扭轉強度條件 τ T=T/)(1( [τ T] 式中，τ 軸的轉速 n=100r/傳遞的功率 P=2mm，別為傳動軸的外內直徑，根據(jù)機械設計表 15 [τ T]為 25買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 即????????????????? 00 8 5 0 0 0 0T? =25 τ T] 故傳動軸的強度符合要求 傳動軸轉速校核及安全系數(shù) 傳動軸的臨界轉速為 108 2 22 式中，取傳動軸的支承長度 002別為傳動軸軸管的內外直徑 , 00 r/ 108×222400612 ? =6495r/495 遠大于 100 所以軸管臨界轉速合格。 傳動軸軸管斷面尺寸除應滿足臨界轉速要求以外，還應保證有足夠的扭轉強度。 軸管的扭轉應力τ c=)(1644 1 cc c ≤ [τ c] 式中 [τ c]=300 τ c=])106()1012[(???????? =τ c] ∴軸管的扭轉應力校核符合要求 . 對于傳動軸上的花鍵軸，通常以底徑計算其扭轉應力τ h，許用應力一般按安全系數(shù) 2τ h = 3116中 ,取花鍵軸的花鍵內徑 8徑 2∴τ h =33 )1018(?? =動軸花鍵的齒側擠壓應力σ σ y= )2)(4( ?[σ y] 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 式中 ,取花鍵轉矩分布不均勻系數(shù) K’=鍵的有效工作長度 0鍵齒數(shù) 當花鍵的齒面硬度大于 35：許用擠壓應力 [σ y]=25σ y= ???????? ??????? ??=[σ y] ∴傳動軸花鍵的齒側擠壓應力σ 傳動軸華健效果圖如下 圖 2動軸花鍵 傳動軸最終效果圖如下圖 2動軸整體圖 3. 對自行車局部 的改造 車架改造 以現(xiàn)有的自行車架為基礎對其進行改造以適應對傳動軸齒輪箱體的合理布局能夠使傳動軸和自行車架結合到一體 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 3造后的車架 對 1 處采用圖示的改造，使該處能夠與齒輪箱相連接，對 2 處的改造如上圖所示，此處的改造是提高原本在底處的車架，為了減少對傳動軸的干擾。 棘輪的改造 圖 3造后的棘輪機構 把原有的最外圈和小鏈輪連接的棘輪機構改造成如上圖所示的結構，使其能夠與上圖所示的錐齒輪相配合到一起，實現(xiàn)傳動。 最終的自行車裝配圖如下購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 3體裝配圖 4. 對齒輪箱結構尺寸的設計 機體的結構尺寸 機座壁厚 ? = ? ? ? ? 1 ??????? 取機座壁厚為 8 機蓋壁厚 ? ? 8 11 ????? 取機蓋壁厚為 8 機座凸緣厚度 b==12 機蓋凸緣厚度 1b =? =12 與車架連接螺栓直徑? ? 1 ??? 取2 軸承旁連接螺栓直徑 機蓋與機座連接螺栓直徑 ?2d （ .6） 軸承端蓋螺釘直徑3d=（ .5）3d=5 潤滑與 密封 由于齒輪速度較低選用脂潤滑齒輪選用 7407 號齒輪潤滑脂，軸承的潤滑采用滾珠軸承購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 潤滑脂，采用氈圈密封 。 5 總 結 經歷了四年的學習，畢業(yè)設計終于告一段落。這也是在以前學習中一直沒有遇到過的，這次畢業(yè)設計讓我深深體會到了機械設計的嚴謹，復雜，系統(tǒng)性的設計一個傳動軸自行車 完全不像以往設計一個零件那么簡單，其中一個小錯誤都有可能導致最后傳動軸自行車的設計錯誤。最終實現(xiàn)對傳動軸自行車的設計，本設計的有點改觀了自行車傳動方式 ，傳動軸自行車能夠更高效率的傳動人的動力，改變了因為鏈傳動所帶來的一些缺點，比如鏈傳動所帶來的對褲子的咬合，有鏈傳動多邊形效應帶來的震動和噪音，這種方式的自行車如果在市場推出肯定有不錯的市場一是這種傳動的新穎，最主要還是傳動的效率高在同等條件下的鏈傳動自行車相比較會感覺更省力，通過對自行車的三維建模使我更熟練的掌握使用 后感謝指導 老師的辛勤指導使我少走彎路更好的完成我的畢業(yè)設計。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 致 謝 首先， 我要 感謝我的 指導老師李宜峰老師 ，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣 ，給了起到了指明燈的作用 ；他們循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪 ，讓我很快就感受到了設計的快樂并融入其中。其次我要 感謝 同組 同學對我的幫助和指點 ， 沒有他們的幫助和提供資料 ，沒有他們的鼓勵和加油，這次畢業(yè)設計就不會如此的順利進行。 此次畢業(yè)設計歷時三個月，是我大學學習中遇到過的時段最 長、涉及內容最廣、工作量最大的一次設計。用老師的一句話概括就是這次畢業(yè)設計相當如是把以前的小課程設計綜合在一起的過程，只要把握住每個小課設的精華、環(huán)環(huán)緊扣、增強邏輯，那么這次的任務也就不難了。我此次的任務是做一個項目的招標文件。雖說老師說的話讓此次的畢業(yè)設計看起來不是那么的可怕，但是當我真的開始著手時，還的確是困難重重。 俗話說的好，“磨刀不誤砍柴工”，當每次遇到不懂得問題時，我都會第一時間記在本子上面，然后等答疑的時候問兩位老師，老師對于我提出來的問題都一一解答，從來都不會因為我的問題稍過簡單加以責備，而 是一再的告誡我做設計該注意的地方， 從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持 ，他們真正起到了“傳道授業(yè)解惑疑”的作用，讓人油然而生的敬佩。除此之外，我們組和老師還有另外兩個交流途徑：打電話和上網，為此老師還特意建立一個群，以便大家第一時間接收到畢業(yè)設計的最新消息和資料，每次大家都在群不亦樂乎的討論著畢業(yè)設計的事情。 多少個日日夜夜， 兩位 老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩老師 們的專業(yè)水平外，他 們 的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜 樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向 師 致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ! 最后我還要感謝機電 學院 和我的母校 塔里木大學 四年來對我的 栽培 。 購買文檔就送對應 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 參考文獻 [1]孟憲源 ,姜琪 M]1966. 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