電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】

《電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)【含CAD圖紙全套+畢業(yè)答辯論文】（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 前 言 螺栓連接是一種普遍可靠的 連接 方式。 其中高強(qiáng)度螺栓鏈接廣泛使用 在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中。 由于高強(qiáng)度螺栓的材料和熱處理是嚴(yán)格控制和檢查的，因此螺栓定力矩切口處的扭剪斷裂力矩能夠控制在一個(gè)比較準(zhǔn)確的范圍，從而能保證螺栓連接的可靠性。 當(dāng)擰緊力矩過(guò)大時(shí)，不能保證螺栓的強(qiáng)度；當(dāng)擰緊力矩過(guò)小時(shí)，又不能保證連接的可靠性。 因此 這種螺栓連接，在施工中要求用規(guī)定的擰緊力矩鎖緊螺母，以保證鏈接的可靠性。 另外，高強(qiáng)度螺栓往往成批使用，并且工作的環(huán)境也比較堅(jiān)苦，如果是用普通扳手進(jìn)行定力矩?cái)Q緊， 工人 擰緊螺母 的 過(guò)程中會(huì)有很多 不便， 工作效率 也 會(huì)很低。綜合以上三點(diǎn)原因，在擰緊高強(qiáng)度螺栓時(shí)，我們采用電動(dòng)扳手 代替手從扳手 進(jìn)行擰緊。 電動(dòng)扳手以 220可以保證每個(gè)螺栓的擰緊力都在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時(shí)，采用電動(dòng)扳手代替手動(dòng)扳手 可以大大提高螺栓擰緊的速度， 提高工人的工作效率， 改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 在長(zhǎng)期的使用中，電動(dòng)扳手充分發(fā)揮了它的設(shè)計(jì)有點(diǎn) —— 體積小、重量輕、操作方便快捷、安全可靠，從而使電動(dòng)扳手成為施工現(xiàn)場(chǎng)不可缺少、不可替代的專用工具。從總體上看，電動(dòng)扳手基本上可在設(shè)計(jì)壽命范圍正常工作，無(wú)需大修，施工現(xiàn)場(chǎng)也未發(fā)生任 何由于漏電等原因引起的安全事故，從而得到使用單位的好評(píng)。 個(gè)別的電動(dòng)扳手，在使用中曾發(fā)生柔輪筒體底部斷裂失效的現(xiàn)象，這一事實(shí)驗(yàn)證了柔輪光彈性試驗(yàn)得到的結(jié)論 —— 柔輪工作時(shí)的切應(yīng)力及殼壁內(nèi)的正應(yīng)力的最大值均發(fā)生在柔輪的根部（并有應(yīng)力集中的影響），根部是最危險(xiǎn)的截面。因此，改善柔輪根部的結(jié)構(gòu)和加工品質(zhì)是提高強(qiáng)度和使用壽命的關(guān)鍵措施。 多年的生產(chǎn)實(shí)踐表明，自行研制的電動(dòng)扳手成功替代了進(jìn)口產(chǎn)品，為國(guó)家節(jié)省了大量外匯，也為生產(chǎn)研制單位帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 由于時(shí)間倉(cāng)促和作者的知識(shí)水平有限，論文中的錯(cuò)誤和不足在所難免， 請(qǐng)各位老師給予批評(píng)指正。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 設(shè)計(jì) 任務(wù) 分析 計(jì)任務(wù) 題目：電動(dòng)扳手設(shè)計(jì) 參數(shù)：（ 1）電源電壓： 220V； （ 2）輸出最大力矩： （ 3）一機(jī)多用：能適用于 24四種螺栓； （ 4）每一工作循環(huán)時(shí)間： 3~5s； （ 5）電動(dòng)扳手體積小，重量輕，操作簡(jiǎn)便，工作可靠。 具體要求：（ 1）通過(guò)閱讀參考資料，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，了解現(xiàn)有電動(dòng)扳手的機(jī)構(gòu)、組成及工作情況；了解電動(dòng)扳手的工作原理并撰寫開(kāi)題報(bào)告； （ 2）方案設(shè)計(jì)，根據(jù)查閱的資料提出若干解決問(wèn)題的方案并加以討論； （ 3）進(jìn)行電動(dòng)扳手的總體設(shè)計(jì)，根據(jù)指導(dǎo)老師的要求做必要的 計(jì)算； （ 4）完成電動(dòng)扳手的總裝配圖及典型零件圖（共四張零號(hào)圖紙）； （ 5）完成文獻(xiàn)資料分析報(bào)告（含 1—— 2篇外文翻譯）； （ 6）撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。 計(jì)意義 在大型鋼結(jié)構(gòu)建筑中，廣泛使用高強(qiáng)度螺栓鏈接。這種螺栓連接，在施工中要求用規(guī)定的擰緊力矩鎖緊螺母，以保證鏈接的可靠性。 由于高強(qiáng)度螺栓的材料和熱處理是嚴(yán)格控制和檢查的，因此螺栓定力矩切口處的扭剪斷裂力矩能夠控制在一個(gè)比較 準(zhǔn)確的范圍，從而能保證螺栓連接的可靠性。當(dāng)擰緊力矩過(guò)大時(shí)，不能保證螺栓的強(qiáng)度；當(dāng)擰緊力矩過(guò)小時(shí)，又不能保證連接的可靠性。因此這種螺栓連接，在施工中要求用規(guī)定的擰緊力矩鎖緊螺母，以保證鏈接的可靠性。另外，高強(qiáng)度螺栓往往成批使用，并且工作的環(huán)境也比較堅(jiān)苦，如果是用普通扳手進(jìn)行定力矩?cái)Q緊，工人擰緊螺母的過(guò)程中會(huì)有很多不便，工作效率也會(huì)很低。綜合以上三點(diǎn)原因，在擰緊高強(qiáng)度螺栓時(shí)，我們采用電動(dòng)扳手代替手從扳手進(jìn)行擰緊。 電動(dòng)扳手以 220以保證每個(gè)螺栓的擰緊力都在規(guī)定的范圍內(nèi)，同時(shí)，采用電動(dòng) 扳手代替手動(dòng)扳手可以大大提高螺栓擰緊的速度，提高工人的工作效率，改善工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 2 章 方案設(shè)計(jì) 本結(jié)構(gòu)的分析與選擇 電動(dòng)扳手與機(jī)床、汽車等大型機(jī)器比較起來(lái)雖然比較小巧簡(jiǎn)單，但也是一種完整的機(jī)器，它應(yīng)該由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作機(jī)構(gòu)組成。 根據(jù)前述設(shè)計(jì)任務(wù)要求，動(dòng)力機(jī)應(yīng)選用電源為 220 由于電動(dòng)扳手為人工操作，因此電動(dòng)機(jī)應(yīng)該體積小、重量輕、絕緣好，以便于操作，并保證人身安全。大功率高轉(zhuǎn)速防護(hù)式串激電機(jī)能基本滿足這個(gè)要求。這種電機(jī)在制造中采用滴浸泡轉(zhuǎn)子，電焊整流子等新工藝，外 殼采用熱固性工程塑料，電樞為接軸，從而形成雙重絕緣結(jié)構(gòu)，使用電安全有保證。 由于電動(dòng)扳手工作時(shí)，需要內(nèi)外套筒反轉(zhuǎn)，因此要選擇一組行星輪系。 漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)按齒輪嚙合方式可分為 等類型。其中 是傳動(dòng)效率也會(huì)隨著傳動(dòng)比的增加而下降，而 行星齒輪傳動(dòng)主要用于差動(dòng)裝置，因此在電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)中除去這四種類型而對(duì)其他三種類型進(jìn)行比較。 動(dòng)軸輪系的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下： 1) 2) 3) N 圖 1 型 行星 輪系簡(jiǎn)圖 其中 行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍在 間，的特點(diǎn)是效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，傳動(dòng)功率范圍大，軸向尺寸小，可用于各種工作條件，但單級(jí)傳動(dòng)比范圍較小。 ~50，效率也可以達(dá)到 買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 特點(diǎn)是效率高徑向尺寸比 小，傳動(dòng)比范圍比 大，可用于各種工作條件。但雙聯(lián)行星齒輪制造、 安裝都很復(fù)雜，故 7? ~100，效率可達(dá)到 點(diǎn)是傳動(dòng)比范圍較大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積及重量小，但效率比 低，且內(nèi)嚙合變位后徑向力較大，使軸承徑向載荷加大，適用于小功率或短期工作的情況。 綜合上述分析，在電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)中選擇了 由于所選電機(jī)轉(zhuǎn)速特別高，而輸出轉(zhuǎn)速還很小，傳動(dòng)比很大，而 行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 不會(huì)超過(guò) 10，因此要選擇一種大降速比的傳動(dòng)方式。 經(jīng)調(diào)查，可以實(shí)現(xiàn)大傳動(dòng) 比的傳動(dòng)方式有 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 和 諧波齒輪。 蝸輪 蝸桿傳動(dòng)是由蝸桿和蝸輪組成的傳動(dòng)副 。傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊；傳動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪聲小；傳動(dòng)效率低，引起發(fā)熱和溫升較高 。 蝸桿傳動(dòng)用于動(dòng)力傳動(dòng)時(shí)，降速比 ~80，傳力很小，主要用于傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)， 00或更大。并且 它用于傳遞量空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 所以在電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)中不考慮這種傳動(dòng)方式。 諧波齒輪傳動(dòng) 傳動(dòng)比大而且范圍寬；同時(shí)參與嚙合的齒數(shù)多，承載能力大，體積小，重量輕；傳動(dòng)效率較高，單級(jí)效率為 65%~90%；傳動(dòng)精度高；回差小，易于實(shí)現(xiàn)零回差傳動(dòng)；傳動(dòng)平穩(wěn) ，噪音低。 諧波齒輪傳動(dòng)符合電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)要求，因此在電動(dòng)扳手設(shè)計(jì)中選用諧波齒輪傳動(dòng)。 綜合上述分析，本設(shè)計(jì)選用諧波齒輪配合 行星輪系傳動(dòng)系統(tǒng)，又由于電機(jī)軸不能直接聯(lián)接諧波齒輪，所以在諧波齒輪傳動(dòng)之前，使用一組定軸輪系。 a) b) c) 圖 2 扳手 工作原理 示意圖 1 2 3 45 6 7 8 9購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 電動(dòng)扳手的工作機(jī)構(gòu)為擰緊螺母的外套筒 8和擰斷螺栓（在定力矩切口處）的內(nèi)套筒 7，如圖 2所示。工作時(shí)這兩個(gè)套筒的力矩相等，方向相反。如果利用這個(gè)特點(diǎn)，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成封閉系統(tǒng)，兩個(gè)相反的力矩就可以在電動(dòng)扳手內(nèi)部平衡，操作者不受外力的作用，從而使操作變得輕便、簡(jiǎn)單。 由于動(dòng)力機(jī)采用了高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)，因此動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)構(gòu)（套筒 ）之間就需要采用大傳動(dòng)比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。行星齒輪傳動(dòng)（ 單機(jī)傳動(dòng)比i=3~12）、漸開(kāi)線少齒差齒輪傳動(dòng)（單機(jī)傳動(dòng)比 i=10~100）、擺線少齒差齒輪傳動(dòng)（單級(jí)傳動(dòng)比 i=11~87）和活齒少齒差齒輪傳動(dòng)（單級(jí)傳動(dòng)比 i=20~80）等如果用電動(dòng)扳手，均需多級(jí)串聯(lián)使用，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，力線較長(zhǎng)，會(huì)引起系統(tǒng)剛度下降、運(yùn)動(dòng)鏈累計(jì)誤差較大，這是不利的。因此，少齒差齒輪傳動(dòng)，其行星輪的軸線做圓周運(yùn)動(dòng)，他們都需要一個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這也是不足之處。 諧波齒輪傳動(dòng)通過(guò)柔輪的彈性變形，利用了內(nèi)嚙合少齒差傳動(dòng)可獲得大速比 的原理，將行星輪系的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化為低速構(gòu)件具有固定的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線，不需要等角速比機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)直接輸出。因此諧波傳動(dòng)具有速比大，機(jī)構(gòu)件數(shù)量少，體積小重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，效率高，無(wú)沖擊等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)扳手?jǐn)嗬m(xù)、短時(shí)的工作特點(diǎn)恰好克服了柔輪由于變形而易產(chǎn)生疲勞斷裂的不足。諧波齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力傳遞時(shí)其輸出轉(zhuǎn)矩的大小受柔輪尺寸的限制，故不宜將其設(shè)計(jì)為電動(dòng)扳手的最終輸出。 綜合上述的分析，采用諧波齒輪傳動(dòng)與行星輪系傳動(dòng)串聯(lián)的設(shè)計(jì)是一種比較全面地、最大限度地滿足電動(dòng)扳手工藝要求的最佳選擇。 體方案的擬定 從上述 分 析 來(lái)看，電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)要點(diǎn)集中在電動(dòng)機(jī)的選擇和傳動(dòng)形式的確定。在滿足輸出力矩（ 求的前提下，盡量使整機(jī)體積小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，安全可靠。據(jù)此，初步確定電動(dòng)扳手機(jī)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖如圖 3 所示。電動(dòng)扳手整機(jī)由電動(dòng)機(jī) 1、定軸齒輪傳動(dòng) 2、諧波齒輪傳動(dòng) 3、 星齒輪傳動(dòng) 4、外套筒 5和內(nèi)套筒 6組成。外套筒 5用來(lái)把住螺母 4，內(nèi)套筒用來(lái)把住高強(qiáng)度螺栓尾部的梅花頭，如圖 2所示。圖 1中的 1Z 、 2Z 、3軸齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)；Z 是諧波傳動(dòng)剛輪和柔輪的齒數(shù)； f 是諧波發(fā)生器； a、 g、 是 星輪、內(nèi)齒輪和轉(zhuǎn)臂。 這是一種行星輪系與諧波輪系雙差動(dòng)串聯(lián)機(jī)構(gòu)方案，其原理可作如下分析： 諧波齒輪傳動(dòng)輪系的自由度 ? ? HL ???? 213 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 3 電動(dòng)扳手機(jī)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖 1 2 34動(dòng) 5式中 n —— 平面機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)： — 機(jī)構(gòu)中的低副數(shù)； — 機(jī)構(gòu)中的高副數(shù)。 鑒于圖 3 電動(dòng)扳手機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的回轉(zhuǎn)軸均互相平行，因此該機(jī)構(gòu)可視為平面機(jī)構(gòu)。 對(duì)于諧波齒輪傳動(dòng)： n =4， 3， 1，其自由度為 ? ? 21321?????f 對(duì)于行星輪系，其自由度也為 2。因此在無(wú)任何約束條件下，兩機(jī)構(gòu)均為自由度等于 2 的差動(dòng)機(jī)構(gòu)。由此機(jī)構(gòu)組成的電動(dòng)扳手?jǐn)Q緊螺栓的過(guò)程分兩階段： 階段 1：在螺栓、螺母與扳手處于松動(dòng)狀態(tài) 時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自由度為 2的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即內(nèi)外套筒同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)。 階段 2：當(dāng)夾緊力增大到一定值后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自由度為 1 的 外套筒固定，內(nèi)套筒繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直到擰斷螺栓的梅花頭。 采用差動(dòng)機(jī)構(gòu)的目的： （ 1）、為消除內(nèi)套筒與螺栓梅花頭、外套筒與螺母之間的安裝角度誤差，電動(dòng)扳手必須具備可手動(dòng)調(diào)節(jié)內(nèi)、外套筒產(chǎn)生相對(duì)角位移，確保內(nèi)、外套筒順利地進(jìn)入工作的準(zhǔn)備位置。 （ 2）設(shè)計(jì)時(shí)，為讓出中心頂桿的位置，電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)不可“一”字布購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 置。實(shí)際中采用的并列布置造成機(jī)殼形狀復(fù)雜。因此設(shè)計(jì)中將剛輪與內(nèi)齒輪聯(lián)接成整體，構(gòu)成 差動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使內(nèi)、外套筒及相關(guān)輪系結(jié)構(gòu)之間形成封閉力線，從而機(jī)殼不承受外力矩，則機(jī)殼的加工性能大大改善。 按上述機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的電動(dòng)扳手，其操作步驟（圖 2）如下： 1） 高強(qiáng)度螺栓預(yù)緊在被緊固件上，如圖 2 2） 將內(nèi)套筒插人螺栓尾部的梅花頭，然后微轉(zhuǎn)外套筒，使其與螺母套正，并推到螺母根部，如圖 2 3） 接通電源開(kāi)關(guān)，內(nèi)外套筒背向旋轉(zhuǎn)將螺栓緊固，待緊固到螺栓達(dá)到設(shè)計(jì)力矩時(shí)，將梅花頭切口扭斷； 4） 關(guān)閉電源，將外套筒脫離螺母，用手推動(dòng)開(kāi)關(guān)上前方的彈射頂桿觸頭 9，將梅花頭從內(nèi)套筒彈出，緊固完畢，如圖 2 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 3 章 電動(dòng)扳手的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算 機(jī)傳動(dòng)比的確定 根據(jù)調(diào)查和類比、決定選用功率 P=速 n=20000r/ 220電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 ?????? 取定軸齒輪的傳動(dòng)效率 ? ，諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率 ? ，行 星 齒 輪 傳 動(dòng) 的 傳 動(dòng) 效 率 ?， 則 整 機(jī) 的 傳 動(dòng) 效 率8 8 4 0 ???? ???? 已知扭斷螺栓切口處的定力矩 ?? 。據(jù)此可決定整機(jī)的總傳動(dòng)比 1 7 6 88 8 4 4 0 1 0??? ?傳動(dòng)比的確定 取定個(gè)輪系的齒數(shù)： 定軸輪 系 58? ，諧波齒輪傳動(dòng) 202? ，行星齒輪傳動(dòng) 17?? ，，整機(jī)的傳動(dòng)路線為 ： 定軸輪系（ → 諧波傳動(dòng)（ f、 → 行星輪系（ a、 g、 b、 H） 定軸輪系傳動(dòng)比 ???齒輪 生器 f，使柔剛輪產(chǎn)生相當(dāng)運(yùn)動(dòng)，由于剛輪 所以在擰斷螺栓梅花頭時(shí)，剛輪是固定的，柔輪輸出，如圖（ 示。 此時(shí)諧波齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比 1 0 02 0 12 0 0 2 0 0zz ?????傳動(dòng)比帶符號(hào)，說(shuō)明波發(fā)生器 1的轉(zhuǎn)向于柔輪 2的轉(zhuǎn)向相反，如圖 4所示： 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 圖 4 諧波傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 1 - 波發(fā)生器 2 - 柔輪 3 – 剛輪 柔輪輸出帶動(dòng)行星傳動(dòng)的太陽(yáng)輪 a，此時(shí)因內(nèi)齒輪 臂 4），行星輪系的傳動(dòng)比 ????整機(jī)的傳動(dòng)比 1 7 6 21 ??????? ）（ 完全符合由轉(zhuǎn)矩確定的傳動(dòng)比要求。 波齒輪傳動(dòng)和行星輪系運(yùn)動(dòng)分析 諧波齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系式（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比）為 ??? ?? ??（ 3 式中 R? 、G?、 f? ── 分別為柔輪、剛輪和波發(fā)生器的角速度。 z ── 柔輪和剛輪的齒數(shù)。 行星輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)關(guān)系式（轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比）為 ???? ?? ??（ 3 式中a?、b?、 H? ── 分別為太陽(yáng)輪 a、內(nèi)齒輪 的角速度。 az ───b 輪和 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)條件（圖 4）可得 a?= R? （ 3 b?=G?（ 3 由式（ 3~（ 3經(jīng)整理后可得 1???? ??? ）（）（ （ 3 具體將數(shù)據(jù)帶 入 有關(guān)公式： ??????將上述數(shù)據(jù)代人式（ 3得 20521 ??? ??（ 3 推到出的式（ 3電動(dòng)扳手諧波齒輪傳動(dòng)與行星輪系傳動(dòng)的串聯(lián)差動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程式，表達(dá)出輸入與雙輸出之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。 由式（ 3見(jiàn)，當(dāng)外套筒固定時(shí)， f? 與 R? 旋向相反；當(dāng)內(nèi)套固定時(shí)， f?與 R? 旋向相同，因此當(dāng)整機(jī)無(wú)任何外約束時(shí)，G?與 R? 呈旋向相反的雙輸出運(yùn)動(dòng)。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 4 章 傳動(dòng)部件的 設(shè)計(jì) 與校核 軸輪系的設(shè)計(jì) 根據(jù)傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；精度等級(jí)選 8 級(jí)精度； 為了增加傳動(dòng)件的 壽命小齒輪、 大齒輪均采用 初選小齒輪齒數(shù) 7， 大齒輪齒數(shù) 8， 介輪齒數(shù) 8。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) (1) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算 ? ?3 211 （ ? ???（ 4 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1) 試選載荷系數(shù) 算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1151 ???????? n 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 10齒寬系數(shù) φ d=) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10 4) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10齒面硬度查表得齒輪得接觸疲勞強(qiáng)度極限為σ 34) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10) 計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力 失效概率取 1%安全系數(shù) S=1由式 ? ? SK ? （ 4 得 （σ ==4082) 計(jì)算 1) 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ?H? 中較小得值 ? ?3 211 （ ? ???=???????? =) 計(jì)算圓周速 度 00060 ? ??? ? 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 3) ?????????????計(jì)算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) 根據(jù) V=s 8 級(jí)精度 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10齒輪 1???? 械設(shè)計(jì)》表 10得 8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ? ??動(dòng)載荷系數(shù) ????? ?? 5) 按實(shí)際得動(dòng)載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑。 31 ???6)計(jì)算模數(shù) ?? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算公式為： ? ?3 2112???? （ 4 確定計(jì)算參數(shù) 1) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖 10得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 ? 2) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖 10? 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 得 ? ? M P 0 3 . 5 0 ??? ?? 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ? ? M P 14 . ??? ?? 4) 計(jì)算動(dòng)載荷系數(shù) 5 1 ????? ?? 5) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 101 ?? ?? Y 6) 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10 由表 10得 ? ?? 計(jì)算大小齒輪得? ?Y? ??并加以比較 ： ? ? 4 8 3 ??F Y ? ??? ? 1 2 5 4 3 22 ???F Y ? ??小齒輪較大 計(jì)計(jì)算 ? ? 303 23 21 1 ???????? F ? ??對(duì)此結(jié)果，由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)最大，因此可取大于此模數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)計(jì)算小齒輪取最小齒數(shù) 7 則 8 8 計(jì)算校核后的齒數(shù) ： 485817222211?????? ??????????計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 ： ??? ??? 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 ??? 齒寬修正后取 ： 0 ， 0 ， 4 波齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 波齒輪傳動(dòng)參數(shù)的確定 根據(jù)上述的分析 設(shè)計(jì)，確定了諧波齒輪傳動(dòng)的基本參數(shù)如下： 傳動(dòng)比 100i? 柔輪變形波數(shù) U=2 柔輪齒數(shù) 2001002Uz ??? 剛輪齒數(shù) 2 0 222 0 0????模數(shù) m=輪壁厚 H=寬 b=20輪的嚙合參數(shù)經(jīng)計(jì)算確定如下： 全齒高 ? 分度圓直徑 ? 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒形角 。20 變位系數(shù) 剛輪的嚙合參數(shù)經(jīng)計(jì)算確定如下： 全齒高 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒形角 。20變位系數(shù) 柔輪和剛輪均采用漸開(kāi)線齒形。 波發(fā)生器采用控制式發(fā)生器： 長(zhǎng)軸 短軸 采用 23個(gè)直徑為 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 輪 結(jié)構(gòu) 形式的選擇 柔輪分杯形柔輪、整體式柔輪、具有雙排齒圈的環(huán)形柔輪、齒嚙式聯(lián)接的環(huán)形柔輪、鐘形柔輪、密封柔輪。其中密封柔輪用于密封式諧波齒輪減速裝置；鐘形柔輪的結(jié)構(gòu)形狀保證齒圈變形時(shí)輪齒與柔輪軸線平行，軸向尺寸較小，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)，但加工復(fù)雜；整體式柔輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，扭轉(zhuǎn)剛性好，傳動(dòng)精度和效率較高，但工藝性差，材料利用 率低；而具有雙排齒圈的環(huán)形柔輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，軸向尺寸較小，但與杯形柔輪相比，其傳動(dòng)效率、傳動(dòng)精度有所降低，并且這種柔輪主要用于復(fù)式傳動(dòng)；相比之下杯形柔輪更適合使用在電動(dòng)扳手中，它扭轉(zhuǎn)剛性好，傳動(dòng)精度高，承載能力大，效率高。 圖 5 杯形柔輪的尺寸圖 波齒輪輪齒的耐磨計(jì)算 由于諧波齒輪的柔輪好剛輪的齒數(shù)均很多，兩齒形曲率半徑之差很小，所以齒輪工作時(shí)很接近于面接觸。因此，齒輪工作表面的磨損可由齒面的比壓 輪工作表面的耐磨損能力可用下式計(jì)算 ? （ 4 式中 T—— 作用在柔輪的上的轉(zhuǎn)矩（ ,本設(shè)計(jì) T=10 柔輪分度圓直徑（ 本設(shè)計(jì) 0 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 最大嚙合深度（ 如不 考慮嚙合的空間特性，可近似的 m，本設(shè)計(jì) = b—— 齒寬（ b=20mm 當(dāng)量于沿齒廓工作段全嚙合的工作齒數(shù)，一般可取 設(shè)計(jì)取 5; K—— 載荷系數(shù)，取 K=設(shè)計(jì)取 K= 齒面許用比壓，對(duì)于無(wú)潤(rùn)滑條件下工作的調(diào)質(zhì)柔輪，可取 M P 00p ???? ??? 可見(jiàn) ，符合耐磨性要求。 輪強(qiáng)度計(jì)算 諧波齒輪傳動(dòng)工作時(shí)，柔輪筒體處于應(yīng)力狀態(tài)，其正應(yīng)力基本上是對(duì)稱變化的，而切應(yīng)力則呈脈動(dòng)變化 。若??? 、和、分別表示正應(yīng)力和切應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，則正應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力分別為： 0 ?? ?? ， （ 4 由變形和外載荷引起的切應(yīng)力分別為： 122 0 0 ?? ? ??? ，（ 4 應(yīng)力幅和平均應(yīng)力為： ）（????? ??? 4 式中 T—— 柔輪工作轉(zhuǎn)矩（ ）本設(shè)計(jì) T=10 ; 1h —— 頭論齒根處的壁厚（ 本設(shè)計(jì) 1h = 計(jì)算平均直徑（ Dp=設(shè)計(jì) E—— 彈性模量（ 本設(shè)計(jì) E=206 ? —— 變形系數(shù)（ ? =設(shè)計(jì) ? =（ 具體數(shù)據(jù)代人式（ 4~式（ 4得 M P 3a ?????? 0m?? M P 3y ??????? 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 M P 02 0 00 2 ??? ?? ?? ? M P ??? ）（?? 柔輪的工作條件惡劣，為了使柔輪在額定載下不產(chǎn)生塑性變形和疲勞損壞，并考慮加工工藝較高的要求，決定選用 3030 M P 0M P 0 0 ? ?? ，球化處理后硬度為 24~26取 M P 0 ???? ??取 2 7 5 M P 0 ???? ??柔輪正應(yīng)力安全系數(shù)和切應(yīng)力安全系數(shù)分別為： n1 k/n ?? ?? ??（ 4 ? ??? ?? ?（ 4 式中 ?k—— 正應(yīng)力有效應(yīng)力集中 系數(shù)，?k=設(shè)計(jì)取?k= ?k—— 切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，?k=（ k，本設(shè)計(jì)取?k=0.9?k= 將具體數(shù)據(jù)代人式（ 4式（ 4，得 7 2 9 5n ???? 75n ?????? 柔輪的安全系數(shù) ????22 （ 4 將以上具體數(shù)據(jù)代人上式得 6 8 9 2 ???? 此值大于許用安全系數(shù) 柔輪強(qiáng)度滿足要求。 星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 根據(jù)草圖設(shè)計(jì)和類比，行星齒輪傳動(dòng)的嚙合參數(shù)取定如表 1所 示 。 輪強(qiáng)度計(jì)算特點(diǎn) 根據(jù)電動(dòng)扳 手的工作方式和載荷特點(diǎn)，可以認(rèn)為其齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度和承載購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 能力受齒輪彎 曲強(qiáng)度的限制，而齒輪的接觸強(qiáng)度是次要的，因此僅需進(jìn)行輪齒彎曲強(qiáng)度的計(jì)算。 表 1 行星齒輪傳動(dòng)嚙合參數(shù) 參數(shù)名稱 代號(hào) 太陽(yáng)輪 行星輪 內(nèi)齒輪 齒數(shù) 模數(shù) 分度圓壓力角 行星輪數(shù) 變位系數(shù) 齒頂高降低系數(shù) 實(shí)際中心距離 /度圓直徑 /頂圓直徑 /齒高 /合角 齒根圓直徑 /論中心距 /mm m 2 2 2 z 11 17 46 ? ?20 ?20 ?20 1 1 X y? a d 22 34 92 h ? '127? 1422 ?? a 28 19 (1) 齒輪強(qiáng)度計(jì)算的受力分析 電動(dòng)扳手中的這種 星機(jī)構(gòu)，因齒傾斜角為 并且行星齒數(shù)大于 2（），基本構(gòu)件為三個(gè)，即太陽(yáng)輪 a、轉(zhuǎn)臂 b。在輪距作用下，當(dāng)構(gòu)件中各行星齒輪均勻受力時(shí)，各構(gòu)件必然處于平衡狀態(tài)，因此三個(gè)基本構(gòu)件對(duì)于軸承作用的點(diǎn)徑向力 ? ?0R 。電動(dòng)扳手的行星減速機(jī)構(gòu)正是利用這一點(diǎn)，采用了將太陽(yáng)輪、轉(zhuǎn)臂作為浮動(dòng)式的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到在工作狀態(tài)中，各構(gòu)件可以自動(dòng)調(diào)整、載荷均勻，從而提高了使用壽命，并 且可以降低制造精度。在本機(jī)構(gòu)中，齒輪加工采用的精度為 8級(jí)（ 10095— 1988）。 (2) 強(qiáng)度驗(yàn)算的兩個(gè)初始條件 1) 當(dāng)系統(tǒng)輸出到最大轉(zhuǎn)矩是，測(cè)得轉(zhuǎn)臂 r/時(shí)太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速 m in/in/????2) 考慮到超載的因素，取驗(yàn)算的最大轉(zhuǎn)矩為載荷特點(diǎn)為永久單向，太陽(yáng)輪 (3) 確定中心齒輪的轉(zhuǎn)矩 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 基本運(yùn)算公式為 ： ? （ 4 式中 T、—— 行星輪系轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。 由式（ 4見(jiàn)，作用在基本構(gòu)件上的力矩的帶有反號(hào)的比值，等于這些構(gòu)件相對(duì)于第三個(gè)基本構(gòu)件的角速比的倒數(shù)。由式（ 4計(jì)算 a 輪的轉(zhuǎn)矩 (4) 確定系數(shù) ? 為載荷在行星輪之間分配不均的系數(shù)。當(dāng)基本構(gòu)件 時(shí)，對(duì)于計(jì)算彎曲應(yīng)力，取 ? = 確定載荷系數(shù) K： K= （ 4 式中 齒面載荷分布不均勻系數(shù)， +（ 式中 是系數(shù)，一般取μ =值與載荷變化有關(guān)。 動(dòng)載系數(shù)，+2N， 的系數(shù)。(5) 確定太陽(yáng)輪 Y、因行星嚙合為角變位，所以齒形系數(shù)為 h ?（ 4 式中 'Y —— 標(biāo)準(zhǔn)齒形系數(shù)，一般選取 a'Y =' H—— 全齒高， ?。 所以Y、分別按下式計(jì)算 ： (6)太陽(yáng)輪 太陽(yáng)輪 a 的輪齒彎曲強(qiáng)度驗(yàn) b d ? ?? （ 4 式中 a?—— 齒根彎曲應(yīng)力（ 太陽(yáng)輪 式（ 4算而得； 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 K —— 載荷系數(shù)，由式（ 4算而得； b—— 齒寬（ d—— 太陽(yáng)輪 m—— 齒輪模數(shù)（ 太陽(yáng)輪 g?—— 輪齒許用齒根彎曲應(yīng)力（ 行星輪 Y ??? ?? （ 4 式中 g?—— 行星輪 (7)確定齒輪的許用彎曲應(yīng)力 取太陽(yáng)輪 0體淬火，硬度 49~51用在輪齒上的載荷的方向不變，輪齒受單向彎曲應(yīng)力。 取行星輪 g 的材料為 頻表面淬火，齒面硬度為 51~54用在輪齒上的載荷的方向?yàn)樽兿驅(qū)ΨQ，輪齒雙向彎曲應(yīng)力。 如果齒根圓角出的表面粗糙度 m?時(shí)，則 輪齒根部的許用彎曲應(yīng)力可用下式計(jì)算 對(duì)太陽(yáng)輪 a ? （ 4 對(duì)行星輪 g ?（ 4 式中 c?—— 與齒輪的 材料、加工精度及熱處理工藝有關(guān)的基本應(yīng)力值（ 鋼質(zhì)齒輪齒根彎曲強(qiáng)度許用安全系數(shù)，可取8)行星輪 由于內(nèi)齒輪 8經(jīng)表面滲碳處理，并且 g、 b 齒輪室內(nèi)嚙合，所以齒輪的承載能力要比 a、 g 齒輪大得多，其輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算可以從略。 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 第 5 章 標(biāo)準(zhǔn) 件的 選擇 與校核 承的選擇與 校核 承的選擇 由于行星輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，也不會(huì)產(chǎn)生軸向載荷，并且極限轉(zhuǎn)速較低， 徑向尺寸小 ，因此行星輪與行星輪軸之間選用 不能承受軸向載荷 ， 不能限制軸向位移 ， 極限轉(zhuǎn)速低 的滾針軸承。 盡管 滾針軸承 具有較小的截面軸承仍具有較高的負(fù)載承受能力 ， 可以承受較大的徑向力 ， 特別適用于 這種 徑向空間受限制的場(chǎng)合 。 表 2 所選用滾針軸承（ 5801）的參數(shù) 代號(hào) 基本尺寸 （ 基本額定載荷（ 極限轉(zhuǎn)速 （ r/ d D B 潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 2 24 22 3000 19000 由于電動(dòng)扳手中定軸輪系均采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，因此對(duì)于扳手中的其它軸承選用 能承受一定的雙向軸向載荷 ， 軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi) ， 極限轉(zhuǎn)速較高 的 深溝球軸承。 表 3 所選深溝球軸承（ 276）的參數(shù) 代號(hào) 基本尺寸 （ 基本額定載荷 （ 極限轉(zhuǎn)速 （ r/ d D B 潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 61903 17 30 7 9000 24000 6201 12 32 10 9000 24000 6200 10 30 9 0000 26000 6004 20 42 12 6000 19000 承的校核 以代號(hào)為 6201 的深溝球軸承為例， 對(duì)軸承進(jìn)行校核。由于軸承受載荷非常小，購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 因此對(duì)軸承的校核只針對(duì) 軸承 的 壽命 進(jìn)行 校核 即可 ，軸承壽命 的 校核公式為： ?)(10 （ 5 實(shí)際計(jì)算時(shí)，用 小時(shí) 數(shù)表示壽命比較方便。這時(shí)可將式（ 5寫為： ?)(6010 6h ?（ 5 式中 C—— 軸承的基本額定動(dòng)載荷； P—— 軸承所受的載荷； n—— 軸承轉(zhuǎn)速 ，在本設(shè)計(jì)中 n=20000r/ ? —— 指數(shù)，對(duì)于球軸承 ? =3； 將數(shù)據(jù)帶入式（ 5： 3106 )(6010? 由此數(shù)據(jù)可以看出結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 10 年，對(duì)于其它軸承也是如此，在這里就不一一校核。 承的潤(rùn)滑方式 由于脂潤(rùn)滑可以起到密封作用，且維護(hù)費(fèi)用低、使用壽命長(zhǎng)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，因此在電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)中軸承都 采用二硫化鉬脂潤(rùn)滑 。 擇與校核 由于直齒輪傳動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生軸向力，因此可以選擇普通平鍵來(lái)傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。并且普通平鍵對(duì)軸上的零件 不會(huì) 起到軸向固定作用，因此也可以做導(dǎo)向鍵。 普通平鍵的工作面是兩側(cè)面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，并且平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性好等優(yōu)點(diǎn)。 在電動(dòng)扳手中所選用的平鍵的尺寸如 下： 聯(lián)接鍵 12? 軸與 小 齒輪 聯(lián)接 處： b× h× L=4× 4× 8 21? 套筒與大齒輪 聯(lián)接處： b× h× L=6× 6× 8 滑移鍵 內(nèi)套筒與 行星輪支架聯(lián)接處： b× h× L=6× 6× 15 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 如 圖 6 所示，當(dāng)平鍵聯(lián)接用 于傳遞扭矩時(shí)，鍵的側(cè)面受擠壓，截面 剪切，可能的失效形式是較弱零件 (通常為輪轂 )工作面的壓潰 (對(duì)于靜聯(lián)接 )或磨損 (對(duì)于動(dòng)聯(lián)接 )和鍵的剪斷。對(duì)于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的鍵聯(lián)接尺寸來(lái)說(shuō)，工作表面的壓潰或磨損是主要的失效形式。因此，對(duì)于平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，通常可只進(jìn)行擠壓應(yīng)力 (對(duì)于靜聯(lián)接 )或壓強(qiáng) (對(duì)于動(dòng)聯(lián)接 )的校核計(jì)算。 圖 6 鍵的受力分析 假設(shè)工作面上的作用力沿鍵的長(zhǎng)度和高度 均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為 ： ? ?pP ? ??? 3102 （ 5 式中 T—— 傳遞轉(zhuǎn)矩 K—— 鍵與輪轂槽的接觸高度 B—— 鍵的工作長(zhǎng)度 ? D—— 軸的直徑 ? ?P? —— 鍵輪轂軸三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力 T= k=4=2 4484246421 ????? ????? l 2? ? ? ? ?? ? ? ? M P ????????????????????l l ??購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 結(jié)論： 所選擇的鍵合格。 簧的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)時(shí)，通常根據(jù)彈簧的最大載荷、最大變形、以及機(jī)構(gòu)要求（例如安裝空間對(duì)彈簧的尺寸限制）等來(lái)決定彈簧絲的直徑、彈簧中徑、工作圈數(shù)、彈簧的螺旋升角和長(zhǎng)度等。 具體設(shè)計(jì)方法和步驟如下： （ 3） 根據(jù)工作情況及具體條件選定材料，并查取其力學(xué) 性能數(shù)據(jù)。 （ 4） 選擇旋繞比 C，通常 C=5~89（極限狀態(tài)時(shí)不小于 4或超過(guò) 16），并按照下面公式計(jì)算出曲度系數(shù) ?（ 5） 根據(jù)安裝空間初設(shè)彈簧中徑 D，根據(jù) d，并根據(jù)表 16 （ 6） 試算彈簧絲的直徑 d? ，由公式 ? ???? ? ??? 28 可得 ? ?? m a （ 5 當(dāng)彈簧材料選用碳素鋼絲或者 65簧鋼絲時(shí)，因鋼絲的許用應(yīng)力決定于其B? ，而 B? 是隨著鋼絲的直徑 表 16所以計(jì)算時(shí)需先假設(shè)一個(gè)后進(jìn)行試算。最后的 d、 D、 0值符合表 16 （ 7） 根據(jù)變形條件求 出 彈 簧 的 工 作 圈 數(shù) 。 由 式Gd 和Gd a xm a x)8 ?? （? 可知： 對(duì)于有預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧m a a x )(8 ?? 對(duì)于壓縮彈簧或者無(wú)預(yù)應(yīng)力的拉伸彈簧m （ 8） 求出彈簧的尺寸 檢查其是否符合安裝要求等。如不符合，則應(yīng)改選有關(guān)參 數(shù)（例如 重新設(shè)計(jì)。 （ 9） 驗(yàn)算穩(wěn)定性。對(duì)于壓縮彈簧，如其長(zhǎng)度較大時(shí)，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。為了便于制造以及避免失穩(wěn)現(xiàn)象，建議一般壓縮彈簧的長(zhǎng)細(xì)比例?按下列情況選取：當(dāng)兩端固定時(shí)，取 5~10 >10~18 >18~30 >30~50 >50~80 >80~120 >120~150 間隙 c/ 2 3 4 5 6 7 (2)疲勞強(qiáng)度和靜應(yīng)力強(qiáng)度的驗(yàn)算。對(duì)于循環(huán)次數(shù)較多、在變應(yīng)力下工作的重要彈簧，還應(yīng)該進(jìn)一步對(duì)彈簧的疲勞強(qiáng)度和靜應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算（如果變載荷的作用次數(shù) 310?N ,或者載荷變化的幅度不大時(shí)，可只進(jìn)行靜應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算）。 疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 圖 16示為彈簧在變載荷作用下的應(yīng)力變化狀態(tài)。圖中 1? 為安裝載荷和預(yù)壓變形量， 2? 為工作時(shí)的最大載荷和最大變形。當(dāng)彈簧受載荷在 間不斷循環(huán)變化時(shí)，則根據(jù)公式? ???? ? ??? 28 可得彈簧材料內(nèi)部所產(chǎn)生的最大和最小切應(yīng)力為 23 ?13 ?對(duì)應(yīng)于上述變應(yīng)力作用下的普通圓柱螺旋壓縮彈簧，疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)計(jì)算值S ???m a xm ??式中：0?—— 彈簧材料的脈動(dòng)循環(huán)剪切疲勞極限，按變載荷作用次數(shù) N,由下表查?。? 彈簧疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)安全系數(shù)，當(dāng)彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算和材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)精確性高時(shí)，取 精確性低時(shí)，取 . 靜應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算 靜應(yīng)力遷都安全系數(shù)計(jì)算值 購(gòu)買文檔就送對(duì)應(yīng) 紙 咨詢 14951605 下載文檔送全套 紙 14951605 或 1304139763 表 5彈簧材料的脈動(dòng)循環(huán)剪切疲勞極限 變載荷作用次數(shù) 104 105 106 107 0? ? ? ? S ?? m 式中，s?為彈性材料的剪切屈服極限。靜應(yīng)力強(qiáng)度的設(shè)計(jì)安全系數(shù) 1） 振動(dòng)驗(yàn)算。承受變載荷的圓柱螺旋彈簧常是在加載頻率很高的