畢業(yè)設計---路面除冰機的設計

1、<p>　　2009屆畢業(yè)論文 存檔編號：_______</p><p>　　畢業(yè)論文（設計）正文</p><p>　　2009年 5 月 24 日</p><p><b>　　路面除冰機的設計</b></p><p>　　摘要：

2、北方的冬天，由于冰雪天氣頻繁，導致路面結冰的情況比較多，這樣嚴重影響交通運輸。雖然目前已經(jīng)有路面除冰機的出現(xiàn)，但是在機械性能，工作效率方面仍然不能滿足需要。本文主要從機械性能、工作效率、結構筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不損壞路面來思考和設計，本設計是在原有的機械產(chǎn)品的基礎上，通過對機構局部的改進，把帶傳動改為齒輪傳動，本設計論文詳細地敘述了路面除冰機的設計過程。除了對已有的結構的改進以外，還采用了部分簡化合理的機構；如：彈簧，擊

3、震錘等等。大大地提高了生產(chǎn)率,同時使機械的機構更加緊湊,性能更加穩(wěn)定。</p><p>　　關鍵詞：震碎；除冰； 機械設備</p><p>　　The design of the road de-icing machine</p><p>　　Abstract：Northern winter, the weather as a result of frequent

4、snow and ice, resulting in more icing-road circumstances, such a serious impact on transportation. Although the road has been the emergence of de-icing machines, but in the mechanical properties, the efficiency is still

5、needed. In this paper, mainly from the mechanical properties, work efficiency, the structure of single-cylinder, efficient, easy-to-use, performance, and does not damage the road to think and design, this design is the&l

6、t;/p><p>　　Keywords：Shattered；De-icing；Machinery and equipment</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前言……………………….…………………………………………………..1</p><p>　　1.1 引言………………………………

7、……………………………… …… 1</p><p>　　1.2 路面除冰機的現(xiàn)狀………………………………………………… 1</p><p>　　2 本設計方案的總體概述…………………………. ……………………… 2</p><p>　　2.1 結構的總體的設計的任務及概述………………………...………… 2</p><p>　　2.2

8、結構總體設計原則………………………………………………… ,2</p><p>　　2.3 機構的總體布置設計的基本原則………………………………...…. 3</p><p>　　2.4 本設計方案的簡述…………………………………………………. 3</p><p>　　3 電機類型及選擇…………………………………………………………….6</p>

9、<p>　　3.1 電機的類型和結構形式………………………………………………6</p><p>　　3.2 選擇電機的容量及轉速…………………………………………………6</p><p>　　4 聯(lián)軸器及萬向節(jié)的選擇…………………………………………………...7</p><p>　　4.1 類型的選擇………………………………………………….………..

10、.7</p><p>　　4.2 載荷計算………………………………………………….………...7</p><p>　　4.3 選擇型號……………………………………………………….…...7</p><p>　　5 減速機的設計計算………………………………………………………..8</p><p>　　5.1 齒輪軸Ⅰ（輸入軸）的設計……

11、…………………………….……...8</p><p>　　5.2 齒輪軸Ⅱ（中間軸）的設計……………………………………..….10</p><p>　　5.3 齒輪軸Ⅲ（輸出軸）的設計……………………………………..….10</p><p>　　5.4 高速級齒輪組的設計………………………………………….….10</p><p>　　5

12、.5 低速級齒輪組的設計……………………………………….…….14</p><p>　　6 彈簧的設計計算………………………………………………………...….19</p><p>　　7 傳動軸的設計………………………………………………………………… 20</p><p>　　8 固定偏心激震錘和活動偏心激震錘…………………………………….21 </p&

13、gt;<p>　　9 破冰板和除冰板的設計……………………………………. ……………22</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………23</p><p>　　參考文獻………………………………………………………….……. 24</p><p>　　附錄……………………………………………………………………. 2

14、5</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p><b>　　1.1 引 言</b></p><p>　　清除道路冰雪，保持交通暢通，是我國北方地區(qū)城市、林區(qū)、農(nóng)村道路冬季養(yǎng)護的常規(guī)作業(yè)。由于機械化程度低，不能及時清

15、除路面冰雪，往往形成冰雪公害，阻塞交通，交通事故頻生，車速降低，運輸效率降低，油耗增高，城市道路尤為突出。僅以哈爾濱市為例，由于冬季路面冰雪公害，車速降低，車輛周轉慢，使乘客留站時間延長，在早晚上下班高峰期，平均延長20分鐘左右，按每日上下班60萬人次計算，整個冬季約損失工時600萬個;路面冰雪公害，也使公共電汽車公司運營減少，電車公司相當于每日少出67臺車;路面冰雪公害，也影響貨運?？傊捎诒┕?，給城市人民生活，交通運輸、工業(yè)、

16、商業(yè)、服務業(yè)等國民經(jīng)濟各方面都帶來一定危害和不便。所以在此條件下，研究出一種路面除冰雪機械可以提高除冰雪的效率，減輕工人的勞動量，使公民的出行更為方便。</p><p>　　近年來，我國的機械行業(yè)有了長足的發(fā)展，生產(chǎn)方式已從手工，半手工，半機械化逐步過度到機械化，甚至很多行業(yè)都實現(xiàn)了自動化。機械行業(yè)的發(fā)展和進步是社會發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它將會代替人們的勞動。同時，隨著現(xiàn)代工業(yè)的高度發(fā)展，金屬材料的種類和數(shù)量也日

17、益擴大，為我們的設計提供了物質基礎，尤其是各種材料的機械性能都有明顯的不同，以至各個機械的構件都能在預計設計的工況下完成它們的任務。這樣一來，我們的工作效率就大大的提高了。</p><p>　　1.2 路面除冰機的現(xiàn)狀</p><p>　　目前雖有各式各樣的除雪機，但均只適合清除松軟狀態(tài)的雪，而不能除冰，因此在使用上受到了限制。另外，現(xiàn)有的除霄機結構比較復雜，而且造價比較高，因此未能得到普

18、遍應用。目前仍然主要依靠人力清除路面上的冰雪，這樣不僅效率低，勞動強度大，而且不能將路面上的冰雪清除干凈，并影響交通。并且在使用的過程中很多都不能根據(jù)實際的工作環(huán)境進行調(diào)整，以更加高效率的完成作業(yè)。</p><p>　　本實用新型的目的是，提供一種不僅能將路面上的冰雪清除干凈，而且具有設計合理、結構簡單、工作效率高、使用方便、性能好、不破壞路面、堅固耐用、價格低廉的路面除冰機，以取代替繁重的體力勞動，確保冬季交通

19、運物的安全和行人的方便。</p><p>　　2 本設計方案的總體概述</p><p>　　2.1結構的總體設計的任務及重要性</p><p>　　結構的總體設計的任務是將原理方案設計結構化，即把一維或者二維的原理方案圖轉化為三維的可制造的形體過程，也可以說是從為了完成總系統(tǒng)功能而進行的初步總體布置開始到最佳裝配圖（結構設計）的最終完善及審核通過為止。</

20、p><p>　　結構總體設計工作包括兩個方面，即“質”的設計和“量”的設計。所謂“質”的設計是指“定形”設計，有系統(tǒng)的定形和零部件的定形。這部分工作對產(chǎn)品的質量有決定性意義?！傲俊钡脑O計則是指選擇材料，確定尺寸和零部件進一步詳細設計等，此部分設計所涉及到的知識在《機械設計》、《材料力學》等教材中已學過。由此看來，結構的總體設計階段的工作量是相當大的，同時它的工作質量對滿足功能要求，保證產(chǎn)品質量和可靠性，降低產(chǎn)品的成本

21、等都起者十分重要的作用</p><p>　　2.2機構的總體設計原則</p><p>　　機械系統(tǒng)總體設計是產(chǎn)品設計的關鍵,它對產(chǎn)品的技術性能,經(jīng)濟指標和外觀造型均具有決定性的意義。</p><p>　　明確，簡單，安全可靠是結構總體設計階段必須遵守的三項基本原則。由于這三項基本原則的共同目標都是為了保證實現(xiàn)總系統(tǒng)（產(chǎn)品）的預期功能，降低成本及保障人和環(huán)境安全的，所

22、以，在整個設計階段應將這三項基本原則貫徹到底。</p><p><b>　　(1)明確原則</b></p><p>　　這里主要包括以下三個方面：</p><p>　?、俟δ苊鞔_ 所選擇的結構應能明確無誤地、可靠地實現(xiàn)預期的功能。對于可實現(xiàn)的功能來說，要做到既不疏漏又不冗余。</p><p>　?、诠ぷ髑闆r明確

23、 被設計的產(chǎn)品(系統(tǒng)）所處的工作狀況必須明確。因為結構和零部件的材料、形狀、尺寸、磨損及腐蝕是根據(jù)其工況來確定。若設計時缺少準確的使用工況說明，且不得不做出一些假設的話，應隨時檢查有關假設的正確性。</p><p>　?、劢Y構的工作原理明確 設計結構時所依據(jù)的工作原理必須明確，從而才能可靠地實現(xiàn)所預期的功能要求。</p><p><b>　　(2)簡單原則</b&g

24、t;</p><p>　　簡單原則是指要在滿足總功能的前提下，盡量使整機、部件、零件的結構簡單，且數(shù)目少；同時還要要求操作與監(jiān)控簡便；制造與測量容易、快速、準確；安裝與調(diào)試簡易而快捷。亦就是說這里所指的“簡單”，同時具有簡化、簡便、簡明、簡易、減少等多重含義。</p><p><b>　　(3)安全可靠原則</b></p><p>　　一個系統(tǒng)

25、(產(chǎn)品)的安全可靠性主要指：</p><p>　?、贅嫾目煽啃?在規(guī)定的外載荷下，在規(guī)定的時間內(nèi)，構件不發(fā)生斷裂、過度變形、過度磨損且不喪失穩(wěn)定性。</p><p>　?、诠δ艿目煽啃?主要是指總系統(tǒng)的可靠性，即保證在規(guī)定條件下能實現(xiàn)總系統(tǒng)的總功能。</p><p>　?、酃ぷ靼踩?主要指對操作者的防護，保證人的安全。</p>&

26、lt;p>　?、墉h(huán)境安全性 不造成不允許的環(huán)境污染，同時也要保證整個系統(tǒng)(產(chǎn)品)對環(huán)境的適應性</p><p>　　2.3機構的總體布置設計基本要求</p><p><b>　　(1)功能合理</b></p><p>　　即總布置設計應適應于功能表達，無論在整體上還是在局部上都不應采用不利于功能目標的布局方案。</p>

27、<p>　　(2)結構緊湊、層次清晰、比例協(xié)調(diào)</p><p>　　這一方面應盡可能使總系統(tǒng)簡單并充分利用機械系統(tǒng)的內(nèi)部空間，如把電動機、傳動部件等安裝在支撐大件的內(nèi)部；另一方面有利于良好的造型，美觀大方。</p><p>　　(3)充分考慮產(chǎn)品的系列化及發(fā)展</p><p>　　總體布置時還應對系列設計、變形設計給予考慮；對于單機的布置還應考慮組成生產(chǎn)

28、線和實現(xiàn)自動化的可能性。</p><p>　　2.4 本設計方案簡述</p><p>　　本實用新型的技術解決方案是，為了達到清除冰雪的目的，如圖2.1所示，能夠清楚的看到該設計方案的結構特。</p><p>　　圖2.1 除冰機整體結構示意圖</p><p>　　1-發(fā)動機 2-減速機 3-萬向節(jié) 4-傳動軸 5-彈簧拉桿 6-上支撐彈簧

29、8-軸承座 9-固定偏心激震錘 10—活動偏心激震錘 11-軸 12-扭力彈簧 13-螺栓 14-固定板15-螺栓 16-下支撐彈簧 17-破冰鏟 18-除冰鏟 19-彈簧 20-支桿 21-震動架 22-吊耳 23-支柱24-軸 25-車軸 26-車輪 27-車底盤 28-聯(lián)結軸 29-掛鉤</p><p>　　在車體的車底盤27上設有發(fā)動機1和通過聯(lián)軸器28與發(fā)動機連接的減速機2及通過萬向節(jié)3和傳動軸4與減速

30、機2連接的位于車底盤前27方的破冰機構，并在車底盤11前端的下部設有除冰機構。為了達到既能破碎路面冰雪，又不破壞路面的目的，其破冰機構采用振動式，該破冰機構可由固設在車底盤上的支柱23，與支柱23對接的位于車底盤前方的振動架21，設在振動架21上部的前后對稱的設有軸的軸承座8，設在軸上的兩個通過凸凹面結合的固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10，套在軸上的一端固設在軸上，另一端固設在活動偏心激震錘10上的扭力彈贊12。設在攝動架27自由端

31、下部的破冰鏟17和固設在車底盤11上并插在振動架27插孔內(nèi)的彈簧拉桿及套在彈簧拉桿5上的位于振動架上、下的支承彈簧6,16所構成。震動架通過固定偏心激震錘9和活動偏心激震錘10旋轉時所產(chǎn)生的旋轉慣量產(chǎn)生震動，從而勞動破冰鏟17使將路面上的冰雪層擊碎，同時通過震動產(chǎn)生橫向擺動帶動破冰鏟使破碎的冰雪與路面剝離。破冰鏟最好制作成星橫向交錯形。除冰機構是由通過兩側支桿20絞接在車底盤27兩側下部的除冰板18和連接在車底盤27和除冰板18上的彈簧

32、19所構成。為了提高</p><p>　　本實用新型與已有技術比較，由于在車體的車底盤上設有了由發(fā)動機、減速機、振動式破冰機構，膝冰機構及可調(diào)整車底盤傾斜角度的調(diào)整機構構成的路面除冰機，因此其具有設計合理、結構筒單、工作效率高、使用方便、性能好、不拐壞路面。堅固耐用、價格底廉等優(yōu)點。</p><p>　　3 電機類型及選擇</p><p>　　3.1 電機類型和

33、結構形式</p><p>　　電動機類型和結構要根據(jù)電源（交流或直流）、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點（性質、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。</p><p>　　沒有特殊要求時均應選用交流電動機，其中以三相鼠籠式異步電動機用的最多。Y系列電動機為我國推廣采用的新設計產(chǎn)品，適用與不易燃、不易爆、無腐蝕氣體的場合，以及要求具有較好啟動性能的機械。</p><

34、;p>　　3.2 選擇電動機的容量及轉速</p><p>　　參考同類機械產(chǎn)品，選取電動機轉速970r/min，功率11KW,查手冊確定電動機型號為Y160L-6，伸出部分軸直徑為40mm。</p><p>　　4 聯(lián)軸器的選擇</p><p><b>　　4.1 類型的選擇</b></p><p>　　為了

35、隔離震動與沖擊，選擇用彈性套柱銷聯(lián)軸器。</p><p><b>　　4.2 載荷計算</b></p><p><b>　　公稱轉矩 </b></p><p>　　T=9.55*106 P/n=9 550 000*11/970N.mm=108.3*103 N.mm</p><p>　　由表查得

36、KA =2.3 故計算轉矩為</p><p>　　Tca = KA T=2.3*108.3*103 =249.1*103</p><p><b>　　4.3 選擇型號</b></p><p>　　從GB 4323—84中查得TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器的許用轉矩為250N.mm，許用最大轉矩為3800 r/min，軸徑為32~42 mm之間，故適用

37、。 </p><p>　　5 減速機的設計計算</p><p>　　5.1 齒輪軸Ⅰ（輸入軸）的設計</p><p>　　電機通過傳動軸和聯(lián)軸器將動力傳遞給減速器的齒輪軸Ⅰ，帶動其他齒輪的轉動。</p><p>　　1、求出主軸上的功率P和轉矩T</p><p>　　功率從電機到主軸經(jīng)過帶傳動，根據(jù)文獻[4]傳遞效

38、率=0.99 </p><p>　　P=P=110.99=10.89kW</p><p>　　T=9550000=955000010.89/97010665 N.mm</p><p>　　2、 聯(lián)軸器作用在軸上的力</p><p>　　F=406.86N，F(xiàn)=458.52N</p><p>　　3、初步確定軸的最小直徑

39、</p><p>　　先按公式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質處理，根據(jù)表15-3，取A=112，于是得</p><p>　　d= A=112=25.08mm</p><p><b>　　4、軸的結構設計</b></p><p>　?。?）擬定裝配方案 如圖（圖5.1）</p><

40、;p>　　圖5.1 輸入軸結構示意圖</p><p>　?。?）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　這是二級減速器輸入軸，受力很大，震動很小，可以不計端部的力，并且考慮到a端連接有聯(lián)軸器，故d=40mm，L=100mm。</p><p>　　初步選擇滾動軸承 因軸承主要受徑向載荷，軸向載荷很小，因此選用深溝球軸承，參照工作要求并根

41、據(jù)d=40mm 選軸承6009，其尺寸為4510018，則d=45mm，L=46mm。</p><p>　　取安裝齒輪1處的軸段c-d的直徑d=50mm，帶輪的左端與左軸承之間采用套筒定位，已知齒輪寬為34mm，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應略短于輪寬，故取L=30mm，帶輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度h>0.07d；</p><p>　　取h=1mm，則軸環(huán)出的直徑d=5

42、2mm，軸環(huán)處的寬度b1.4h，取L=12mm，同樣道理，d=45mm，L=50mm。</p><p>　　至此，已初步確定了軸的各直徑和長度。</p><p>　　軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按d查機械手冊得平鍵截面 bh=2012（GB/T1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為25mm（標準鍵長見GB/T1096-1979），同時為了保證帶輪與軸配合

43、有良好的對中性，故選帶輪與軸的配合為H7/h6；同樣另一端軸與帶輪聯(lián)接選平鍵201225，配合為H7/h6；滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　?。?）確定軸上圓角為245，各軸肩處的圓角半徑見圖。</p><p>　　5、按彎矩合成應力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩

44、和扭矩的截面（即該軸的截面C）的強度；根據(jù)式（15-5）及上述數(shù)據(jù)，并取=0.6，軸的計算應力</p><p>　　==MPa0.99MPa</p><p>　　前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質處理，由表15-1查得[]=60MPa，因此<[]故安全。</p><p>　　5.2 齒輪軸Ⅱ（中間軸）的設計</p><p>　　根據(jù)該除冰

45、機每小時要行程10~60km，除冰厚度60mm。所以要求該除冰機構每分鐘震動約120次，即該傳動軸的轉速是120r/min。所以該減速器承擔的傳動比為i=970/120=8.08,分配給這個減速器高速級的傳動比i1 =2.5，低速級傳動比i2 =i/ i1 =8.08/2.5=3.23。</p><p>　　該齒輪軸的結構設計如圖5--2所示，計算過程與軸Ⅰ相同，在此就不詳細列出。</p><

46、p>　　圖5.2 中間軸結構示意圖</p><p>　　5.3 齒輪軸Ⅲ（輸出軸）的設計</p><p>　　低速級的傳動比i2 =3.23，所以根據(jù)相關的參數(shù)設計出該軸的相關結構參見減速機裝配圖。</p><p>　　5.4 高速級齒輪組的設計</p><p><b>　?、灏唇佑|強度設計</b></p&g

47、t;<p>　　由設計計算公式d≧2.32</p><p>　?、糯_定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　試選載荷系數(shù)=1.3</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉距</p><p>　　T=95.5*100000*P/n=95.5*100000*11/970=108298N*mm</p><p>

48、<b>　　由下表 </b></p><p>　　表5.1 齒寬系數(shù)表</p><p><b>　　選取齒寬系數(shù)=1</b></p><p><b>　　由下表</b></p><p>　　表5.2 材料彈性影響系數(shù)表</p><p>　　查得材料的

49、彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa</p><p>　?、莞鶕?jù)文獻[4]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 MPa, 小齒輪的接觸疲勞強度極限=550 MPa.</p><p>　　⑥由式N=60njL計算應力循環(huán)次數(shù)(假設該對齒輪使用壽命15年)</p><p>　　N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) =

50、4.191*109</p><p>　　N2=4.191*109 /2.5=1.676*109</p><p>　?、吒鶕?jù)文獻[4]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95.</p><p>　?、嘤嬎憬佑|疲勞許用應力</p><p>　　根據(jù)具體的工作情況在文獻[4]中查得到</p><p>　

51、　失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,</p><p><b>　　由式［］=得.</b></p><p>　?。郏?=0.9*600 MPa=540 MPa</p><p>　　［］==0.95*550 MPa=522.5 MPa</p><p><b>　?、朴嬎?lt;/b></p>&l

52、t;p>　　試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入［］中較小的值</p><p>　　d≧2.32=63.17mm</p><p><b>　　計算圓周速度v</b></p><p>　　v==m/s=3.16m/s</p><p><b>　　計算齒寬b</b></p><p&

53、gt;　　b==1*63.17mm=63.17mm</p><p>　　計算齒寬與齒高之比b/h</p><p>　　模數(shù) m=d=63.17/24=2.63</p><p>　　齒高 h=2.25 *m=2.25*2.63=5.92mm</p><p>　　b/h=63.17/5.92=10.67&l

54、t;/p><p><b>　　計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=3.16m/s,7級精度, 由根據(jù)文獻[4]中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.1;</p><p>　　直齒輪,假設KF/b＜100N/mm.由機械設計教材中表10-3查得K=K=1;</p><p>　　由機械設計教材表10-2查得使用系數(shù)Ka=

55、1.00</p><p>　　根據(jù)文獻[4]表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,</p><p>　　K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得</b></p><p>　　K=1.12+0.18(1+0.6*1)1+0.23*0.001*7

56、0.97=1.423</p><p>　　由b/h=10.67, K=1.423, 根據(jù)文獻[4]圖10-13得K=1.31;故載荷系數(shù)</p><p>　　K=KK K K=1*1.1*1*1.423=1.565</p><p>　　按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑, 根據(jù)文獻[4]式10-10a得</p><p>　　d1=d=63

57、.17*mm=67.2mm</p><p><b>　　計算模數(shù)m</b></p><p>　　m=d1/z1=67.2/24=2.8mm</p><p>　?、姘待X根彎曲強度設計</p><p>　　根據(jù)文獻[4]中10-5得彎曲強度的設計公式</p><p><b>　　m≧<

58、/b></p><p>　?、糯_定公式中的各計算數(shù)值</p><p>　　根據(jù)文獻[4]中10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380MPa；</p><p>　　由文獻[4]中圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.86，=0.88；</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應力</p>

59、;<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機械設計教材式10-12得</p><p>　　===307.14MPa</p><p>　　===238.86MPa</p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K</b></p><p>　　K=KKKK=1*1.1*1*1.31=1.441</p>

60、<p><b>　　查取齒形系數(shù) </b></p><p>　　根據(jù)文獻[4]中10-5查得=2.67，=2.239；</p><p><b>　　查取應力校正系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)文獻[4]中10-5查得=1.54，=1.715；</p><p>　　計算大,小齒輪的

61、并加以比較</p><p>　　=2.67*1.54/307.14=0.01338</p><p>　　=2.239*1.715=0.016</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　?、圃O計計算</b></p><p>　　m≧≧mm=

62、2.054mm</p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(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，僅僅與齒輪的直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.05并就近圓整為標準值m=2.5,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=63.2mm,算出小齒輪齒數(shù)z===25.28，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=2

63、.5*26=65；</p><p><b>　?、鐜缀纬叽缬嬎?lt;/b></p><p><b>　　⑴計算分度圓直徑</b></p><p>　　d= z*m=26*2.5=65mm,</p><p>　　d= z*m=65*2.5=162.5mm</p><p><b

64、>　?、朴嬎阒行木?lt;/b></p><p>　　a=( d+ d)/2=(65+162.5)/2=113.75mm</p><p><b>　　⑶計算齒輪寬度</b></p><p>　　b==1*65mm=65mm</p><p>　　取B=65mm，B=63mm；</p><p&

65、gt;<b>　?。ㄋ模?驗算</b></p><p>　　F==N=3332N</p><p><b>　　驗算合格。</b></p><p>　　5.5 低速級齒輪組的設計</p><p>　　同樣可以用以上的設計方法可以設計低速級齒輪組，通過上面的計算得低速級的傳動比為i2 =3.23。<

66、;/p><p><b>　　㈠按接觸強度設計</b></p><p>　　由設計計算公式d≧2.32</p><p>　?、糯_定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　試選載荷系數(shù)=1.3</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉距，取傳遞效率為2=0.99</p><p>　　

67、T=95.5*100000*P*2/n=95.5*100000*11*0.99*2.5/970=2.68*105N*mm</p><p>　　從上表5.1選取齒寬系數(shù)=1</p><p>　?、苡缮媳?.2查得材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8 MPa</p><p>　　⑤根據(jù)文獻[4]中圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 MPa, 小齒輪

68、的接觸疲勞強度極限=550 MPa.</p><p>　?、抻墒絅=60njL計算應力循環(huán)次數(shù)(假設該對齒輪使用壽命15年)</p><p>　　N1=60n1jL= 60*970*1*(2*8*300*15) /2.5= 1.676*109</p><p>　　N2=1.676*109 /2.5=5.19*108 </p><p>　　

69、⑦根據(jù)文獻[4]中圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90; K=0.95.</p><p>　?、嘤嬎憬佑|疲勞許用應力</p><p>　　失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,由式［］=得.</p><p>　?。郏?=0.9*600 MPa=540 MPa</p><p>　　［］==0.95*550 MPa=522.5 MPa</

70、p><p><b>　?、朴嬎?lt;/b></p><p>　　試計算小齒輪的分度圓直徑d,帶入［］中較小的值</p><p>　　d≧2.32=71.54mm</p><p><b>　　計算圓周速度v</b></p><p>　　v==m/s=1.453m/s</p>

71、<p><b>　　計算齒寬b</b></p><p>　　b==1*71.54mm=71.54mm</p><p>　　計算齒寬與齒高之比b/h</p><p>　　模數(shù) m=d3t /z3=71.54/22=3.25</p><p>　　齒高 h=2.25 *m=

72、2.25*3.25=7.31mm</p><p>　　b/h=71.54/7.31=9.79</p><p><b>　　11計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)v=1.453m/s,7級精度, 由文獻[4]中圖10-8查得動載系數(shù)K=1.12;</p><p>　　直齒輪,假設KF/b＜100N/mm.由文獻

73、[4]中表10-3查得K=K=1;</p><p>　　由文獻[4]中表10-2查得使用系數(shù)Ka=1.00</p><p>　　由文獻[4]中表10-4查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,</p><p>　　K=1.12+0.18(1+0.6 )+0.23*0.001b</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代入后得</b

74、></p><p>　　K=1.12+0.18(1+0.6*1)1+0.23*0.001*70.97=1.423</p><p>　　由b/h=9.79, K=1.41, 由文獻[4]中圖10-13得K=1.32;故載荷系數(shù)</p><p>　　K=KK K K=1*1.12*1*1.41=1.579</p><p>　　按實際的載荷系

75、數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由文獻[4]中10-10a得</p><p>　　d1=d=71.54*mm=76.33mm</p><p><b>　　計算模數(shù)m</b></p><p>　　m=d3t/z3=76.33/22=3.47mm</p><p>　　㈡按齒根彎曲強度設計</p><p>　

76、　由文獻[4]中10-5得彎曲強度的設計公式</p><p><b>　　m≧</b></p><p>　　⑴確定公式中的各計算數(shù)值</p><p>　　由文獻[4]中圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限=380MPa；</p><p>　　由文獻[4]中圖10-18查得彎曲

77、疲勞壽命系數(shù)=0.86，=0.88；</p><p>　　計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由文獻[4]中式10-12得</p><p>　　===307.14MPa</p><p>　　===238.86MPa</p><p><b>　　計算載荷系數(shù)K</b&g

78、t;</p><p>　　K=KKKK=1*1.1*1*1.32=1.452</p><p><b>　　查取齒形系數(shù) </b></p><p>　　由文獻[4]中10-5查得=2.67，=2.239；</p><p><b>　　查取應力校正系數(shù)</b></p><p>　

79、　由文獻[4]中10-5查得=1.54，=1.715；</p><p>　　計算大,小齒輪的并加以比較</p><p>　　=2.67*1.54/307.14=0.01338</p><p>　　=2.239*1.715/238.86=0.016</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p>

80、<p><b>　?、圃O計計算</b></p><p>　　m≧≧mm=2.95mm</p><p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(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，僅僅與齒輪的直徑有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.95并就近圓整為標準值m=3.0

81、,按接觸強度算得的分度圓直徑d1=76.33mm,算出小齒輪齒數(shù)z===25.44，取整數(shù)位z1=26,大齒輪齒數(shù)z=u* z=3.23*26=89.98，取整為z=90。</p><p><b>　　㈢幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　計算分度圓直徑</b></p><p>　　d= z*m=26*3.2

82、3=90mm,</p><p>　　d= z*m=90*3.23=290.7mm</p><p><b>　　計算中心距</b></p><p>　　a=( d+ d)/2=(90+290.7)/2=190.35mm</p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p

83、>　　b==1*90mm=90mm</p><p>　　取B=90mm，B=85mm；</p><p><b>　?、?驗算</b></p><p>　　F==N=5955.6N</p><p><b>　　驗算合格。</b></p><p>　　6 彈簧的設計計算

84、</p><p>　　1 選擇材料并確定其許用彎曲應力</p><p>　　根據(jù)彈簧的工作情況，屬于Ⅱ類彈簧?，F(xiàn)在選用碳素彈簧鋼絲B級制造，由表得[b ]=0.5B 估取彈簧鋼絲直徑為8mm，B =1320Mpa所以 [b ]=0.5*1320=660Mpa</p><p>　　2，選擇旋繞比C并計算曲度系數(shù)K1 </p><p><

85、;b>　　選取C=6，則</b></p><p>　　K1 =（4C-1）/(4C-4)=1.15</p><p>　　3，根據(jù)強度條件試算彈簧鋼絲直徑</p><p><b>　　d==4.95mm</b></p><p>　　原值d=8mm可用，不需重算。</p><p>　

86、　4，計算彈簧的基本幾何參</p><p>　　D=Cd=6*8mm=48mm</p><p>　　D2 =D+d=48mm+8mm=54mm</p><p>　　D1=D-d=48-8mm=40mm</p><p><b>　　取間距=0.5mm</b></p><p>　　P=d+=8+0.5

87、=8.5mm</p><p>　　=arctan（p/）=3.7。</p><p>　　5，按剛度條件計算彈簧的工作圈數(shù)</p><p>　　從表中查得E=200000MPa</p><p>　　I=/64=200.96mm4 </p><p>　　n=EI/180TD=27.15(圈)</p><

88、;p>　　6，計算彈簧的扭彎剛度</p><p>　　kT =EI/180Dn=98.9.mm/（。）</p><p><b>　　7，計算和</b></p><p>　　=/ kT=70.85 </p><p><b>　　=-=20.85</b></p><p>

89、　　8 計算自由度的高度H</p><p>　　H=n（d+）+Hh =11.5*（5+0.5）mm+40mm=103.25</p><p>　　9 計算彈簧絲展開的長度L</p><p>　　取Lh=Hh=40mm</p><p><b>　　則有</b></p><p>　　L=Dn+Lh =

90、3.14*30*11.5mm+40mm=1123.8mm</p><p>　　7 傳動軸的設計</p><p>　　傳動軸是將動力從減速機傳遞給震動架和激震錘的傳動機構，在設計的過程中要使其能夠滿足彎曲強度的要求。該傳動軸在設計的時候設計其轉速為120r/min。</p><p>　　考慮到該傳動軸只是將轉速傳遞給激震錘，使其由轉動產(chǎn)生震動，從而迫使震動架上下震

91、動，從而使破冰機能夠破冰。所以在彎曲強度不大，一般強度都可以適應。</p><p>　　根據(jù)傳動軸工作的環(huán)境和受力情況，故選擇45號剛即可滿足要求，其結構和尺寸大小見圖7.1。</p><p>　　圖7.1 轉動軸結構圖</p><p>　　8 固定偏心激震錘和活動偏心激震錘</p><p>　　固定偏心激震錘和活動偏心激震錘是通過傳動

92、軸的轉動，來帶動擊震錘轉動，由于它們的重心不在中心位置，所以產(chǎn)生上下跳動，通過彈簧傳遞給震動架使其上下有規(guī)律的跳動，從而迫使破冰鏟震碎冰層，達到破冰的目的。其材料選擇鑄鐵即可滿足工作要求，其形狀和結構可以參見8.1圖。</p><p>　　圖8.1 激震錘結構示意圖</p><p>　　9 破冰鏟和除冰鏟的設計</p><p><b>　　1，破冰鏟的

93、設計</b></p><p>　　由于破冰板承載的沖擊壓力比較大，所以在選擇材料的時候選用45#鋼，這樣也可以避免其生銹而帶來的其他問題。在安裝的時候并排安裝6個同樣的破冰板，每2個呈90度的夾角。</p><p>　　通過計算6個并排的破冰板的橫向寬度有1.4m。這樣正好滿足要求，如果遇到比較寬的路面可以采用來回的方式除去路面的冰雪。</p><p>

94、　　其形狀和結構可以參見圖。</p><p><b>　　2，除冰鏟的設計</b></p><p>　　除冰板是緊隨破冰板后的除冰裝置，在左右兩旁都裝有，它的作用是將已經(jīng)破碎的冰層及時的清除到道路的兩旁。</p><p>　　根據(jù)路面結冰厚度，可以在它上面分別安裝一個彈簧，這樣就可以調(diào)整除冰板距離地面的高度。其高度范圍是10mm-100mm，同

95、樣可以滿足要求。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　本次設計中，我們的主要任務是路面除冰機傳動機構的設計。在張良斌老師的帶領下，我圓滿的完成了任務，而且還學到了很多額外的知識。</p><p>　　在專業(yè)上，我認識了很多的新機構，復習了很多計算說明的步驟和方法。在設計過程中，我掌握了振動機構的工作原理及其運動規(guī)律，

96、更重要的是學習了用現(xiàn)有的機構去實現(xiàn)一種功能的方法。</p><p>　　在業(yè)余上，我懂得了怎樣對知識進行創(chuàng)新、開拓。也使我們認識到了做事要以嚴謹、認真的態(tài)度去對待。同時，在前期的調(diào)研中，我們遇到了很多的難題。通過這些前期的調(diào)研工作，使我們也學會了怎樣更好的與人溝通。</p><p>　　通過本課題的鍛煉，主要達到以下幾個目的：</p><p>　　（1）培養(yǎng)我們的科

97、技創(chuàng)新能力 ，以及機械設計的思維能力；</p><p>　?。?）通過設計，可以使我們具有將理論知識轉化為開發(fā)實際產(chǎn)品的基本能力，同時對理論學習中的不足可以通過實際設計進行補充和再次學習；</p><p>　?。?）可以系統(tǒng)的掌握AUTOCAD軟件的使用。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

98、　　在整個設計即將完成之際，我要真誠地感謝xx老師，在他的指導下，設計得以順利的完成。本論文是在張良斌老師的悉心指導下完成的。老師嚴謹負責的態(tài)度、清晰的思路和廣博的知識使我深受啟迪和教益。有時侯，xx老師為我們解答疑問時，在辦公室里一坐就是幾個小時，一個過程、一個過程為我們分析、講解直到得出答案。在這里，我要感謝他在設計中給我的幫助，也感謝他使我學到了知識。值此論文脫稿之際，謹向xx老師表示衷心的感謝，并致以崇高的敬意！</p&g

99、t;<p>　　同時，我還要感謝系里的其他的一些老師，感謝他們這四年來辛勤的教誨和真摯的幫助，使得我在大學里不斷的充實自己，完善自己，這為我在以后的學習打下了堅實的基礎。</p><p>　　在這里我要說一聲“老師！謝謝您！”</p><p>　　這次振動設計是我第一次將自己所學的知識轉化為一項產(chǎn)品，而這次的設計的量大且較為復雜，所以在設計過程中遇到了不少的阻力，。另外整個設

100、計的時間又很有限，很多地方不能去深入探討、研究。由于本人的設計水平有限，設計過程中存在一些不足或錯誤之處，懇請各位老師批評指正。</p><p>　　最后誠摯地感謝在百忙之中對我的畢業(yè)論文進行評審并提出寶貴意見的諸位老師。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 孟憲源.姜琪. 機構構型與應用[M].北京：機

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