3675 小型立體車庫設計

3675 小型立體車庫設計,小型,立體車庫,設計 本科學生畢業(yè)設計小型立體車庫設計系部名稱： 機電工程學院 專業(yè)班級：機械設計制造及其自動化 08-1 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeStereoscopic GarageCandidate： Specialty：Mechanical Design and Manufacture ＆ Automation Class： Supervisor： 2012-06 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計I摘 要在我國汽車保有量越來越大、停車問題越來越嚴重的情況下，開發(fā)適合我國國情的立體車庫，是解決停車問題的有效途徑。車 輛 無 處 停 放 的 問 題 是 城 市 的 社 會 、 經(jīng)濟 、 交 通 發(fā) 展 到 一 定 程 度 產(chǎn) 生 的 結(jié) 果 ， 我 國 也 于 90 年 代 初 開 始 研 究 開 發(fā) 機 械 立 體停 車 設 備 ， 距 今 已 有 近 二 十 年 的 歷 程 。 由 于 很 多 新 建 小 區(qū) 內(nèi) 住 戶 與 車 位 的 配 比 為1:1， 為 了 解 決 停 車 位 占 地 面 積 與 住 戶 商 用 面 積 的 矛 盾 ， 立 體 停 車 設 備 以 其 平 均 單車 占 地 面 積 小 的 獨 特 特 性 ， 已 被 廣 大 用 戶 接 受 。在此設計中，通過利用杠桿和鏈傳動曳引活動梁實現(xiàn)對汽車的二層存取。在完成確保雙層車輛均可自由存取的總體框架的設計后，對鏈傳動存取車輛裝置及其零部件、活動梁及停車梁等主要結(jié)構及其零部件進行計算校核。該立體車庫結(jié)構簡單，操作方便，成本低廉，比較適合于家庭用戶。 關鍵詞：立體車庫；杠桿；鏈傳動; 曳引 ；校核黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計IIABSTRACTIn our country, as the automobile amount increasing ceaselessly, the parking problem becomes more and more serious. An effective method to solve the parking problem is to develop the stereoscopic garage which adapts to the current situation of our country. In this design, one can use the stereoscopic garage to store and take car in any layer of the double-layer garage by the dragging of the movable ridge, which is accomplished by the lifting and lowering of the level and the transportation of the chain. After finishing the entire design which ensuring that the cars in each layer come in and go out freely without causing obstructions to each other, the tractor-driven device and its fittings,as well as the main structure,such as the movable ridge and parking ridge and their fittings are designed an checked.Having the advantages of the simple structure, convenient operation and low costs, this stereoscopic garage is a good choice for home users.Key words: Stereoscopic Garage; Level; Transportation of Chain; Tractor-driven; Check黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計? 目 錄 摘要 .........................................................................................................................................IAbstract................................................................................................................................II第 1 章 緒論 ........................................................................................................................11.1 課題背景 ....................................................................................................................11.2 立體車庫研究意義 ....................................................................................................11.3 立體停車設備國內(nèi)外發(fā)展綜述 ................................................................................21.4 主要研究內(nèi)容 ............................................................................................................2第 2 章 方案選擇及結(jié)構設計 .......................................................................................32.1 立體車庫總體結(jié)構設計 ............................................................................................32.1.1 車型及車庫參數(shù) .............................................................................................32.1.2 車庫工作流程 ................................................................................................32.2 液壓系統(tǒng)部件的選擇與計算 ...................................................................................32.2.1 液壓缸的選擇與計算 .....................................................................................32.2.2 液壓泵的選擇 .................................................................................................62.2.3 泵電動機的選擇 .............................................................................................72.3 傳動部件的選擇與計算 ............................................................................................72.3.1 減速機的選擇 .................................................................................................72.3.2 鏈條的設計 .....................................................................................................82.3.3 鏈輪的設計 ...................................................................................................102.4 軸承和軸承座的類型 ..............................................................................................122.4.1 軸承的類型 ...................................................................................................122.4.2 軸承座的類型 ...............................................................................................122.5 其它主要零件的選擇 ..............................................................................................132.5.1 停車梁的選擇 ...............................................................................................132.5.2 支承梁與活動梁的選擇 ...............................................................................132.6 本章小結(jié) ..................................................................................................................14第 3 章 主要部件強度剛度校核 .................................................................................153.1 軸的強度和剛度校核 ..............................................................................................153.1.1 主動軸的強度校核 .......................................................................................153.1.2 主動軸的剛度校核 .......................................................................................17黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計3.1.3 從動軸的強度校核 .......................................................................................183.1.4 從動軸的剛度校核 .......................................................................................233.2 軸承和鍵的校核 ......................................................................................................243.2.1 軸承的校核 ...................................................................................................243.2.2 鍵的強度校核 ...............................................................................................263.3 梁的強度和剛度校核 ..............................................................................................273.3.1 梁的自由扭轉(zhuǎn)計算 .......................................................................................273.3.2 活動梁的強度和剛度校核 ...........................................................................273.3.3 停車梁的強度和剛度校核 ...........................................................................343.4 本章小結(jié) ..................................................................................................................38結(jié)論 ......................................................................................................................................39參考文獻 .............................................................................................................................40致謝 ......................................................................................................................................41黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計1第 1 章 緒 論1.1 課題背景我國自改革開放以來，房地產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)得到了高速發(fā)展，尤其隨著我國城市建設速度的加快和人民生活水平的提高，轎車進入家庭已成為必然趨勢。據(jù)統(tǒng)計，2011 年我國民用汽車保有量約 10578 萬輛。其中私人轎車占 41%。需要大量的轎車泊位，通過建立立體停車庫來解決我國城市停車難的問題。 2011 年，我國已成為全球第一大汽車市場，國內(nèi)銷售總量達到 1850.51 萬輛，而汽車保有量破億，其中私人轎車的保有量就有 4322 萬輛。停車難成為繼行車難之后困擾各大中城市的交通難題。 我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展和汽車銷售額的高速增長，必然給城市交通（包括動態(tài)交通和靜態(tài)交通）帶來巨大的壓力，各地政府雖已花大力支持城市交通基礎設施建設，但始終難以滿足汽車快速增長的需要。最近十幾年來，我國城市機動車增長速度年平均在 10%～15%，而城市道路年平均增長速度只有 2%～3%。特別是大城市的機動車擁有量和交通的增長遠遠超過交通基礎設施的增長速度。如北京市在 90 年代小汽車年平均年增長速度達到 30%左右，但城市道路年平均增長率只有 1.2%，道路面積年增長率為 3.7%。靜態(tài)交通基礎設施的建設更落后于動態(tài)交通基礎設施建設，全國停車位缺口平均在 60%以上。因此造成大量車輛停在道路內(nèi)，形成馬路停車場。隨著汽車進入家庭的速度不斷加快，對城市交通基礎設施的壓力越來越大。交通擁堵、停車難已經(jīng)成為國內(nèi)很多城市發(fā)展的嚴重制約因素，因此也引起了各級政府的重視。解決停車難的一個主要手段就是建設立體停車庫。立體停車庫可以高效地利用土地面積；可以提高交通車輛的流通速度；可以保證車輛的安全有序的管理。因此，近十多年年來立體停車庫在我國得到了高速的發(fā)展，智能停車設備行業(yè)已經(jīng)成為一個新興的行業(yè)。從 1997 年到 2000 年，年遞增速度在30%以上， 2000 年到 2009 年，年遞增速度達 50%以上。到 2009 年底，全國已有 31個省，自治區(qū)，直轄市的 56 個城市興建了機械式立體停車庫，共 2200 個，其中，以北京、上海、江蘇、浙江、廣東發(fā)展較快。預計在今后五到十年間這種需求有增無減。1.2 立體車庫研究意義隨著城市建設的高速發(fā)展，城市中的商業(yè)大廈、高級寫字樓、辦公樓和居民小區(qū)如雨后春筍般拔地而起。各大城市對城市建設的規(guī)劃都提出在這些高樓大廈和住宅小黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計2區(qū)必須提供機動車停車場(庫)的要求。而由于城市建筑用地的緊張和地價的居高不下，這些停車場自然由過去的平面形式轉(zhuǎn)為立體形式和地下形式，以期在現(xiàn)有面積的條件下擴大停放車位的數(shù)量1.3 立體停車設備國內(nèi)外發(fā)展綜述國外發(fā)展狀況:設備在國外最早出現(xiàn)日本。自 1959 年起日本開始研究，逐步進入設計和制造。1965 年成立行業(yè)協(xié)會，發(fā)展至今有 110 家會員。目前在日本立體停車庫應用普及率很高，主要集中在大城市，在東京、名古屋、大阪三大地區(qū)集中了全國75%的車庫。在這些城市，幾乎每條街道都能看到不同型式的車庫，所以日本的停車問題解決得相當好。日本的車庫種類很多，技術比較先進。主要種類有升降橫移式，垂直循環(huán)式和垂直升降式。國外立體停車設備的技術以日本和德國領先，其發(fā)展主要有兩個特點：一是高技術含量高。日本和德國的車庫行業(yè)將機、電工業(yè)的高新技術成果隨時轉(zhuǎn)化和移植到車庫產(chǎn)品中，使車庫技術進步和產(chǎn)品更新很快。比如高速曳引機和 VVVF調(diào)速控制技術(即高速電梯技術)很快應用到垂直升降式車庫產(chǎn)品，使這種電梯式車庫存取速度更快，存車量更大，從而逐步替代老式的垂直循環(huán)式塔型車庫。又如計算機管理、IC 卡識別、計時收費系統(tǒng)一出現(xiàn)，立即應用于停車庫，使車庫溶于城市樓宇自動化管理系統(tǒng)中，無論是公共停車還是住宅停車變得更容易、更方便。二是車庫產(chǎn)品朝著性能價格比更高的方向發(fā)展。即不但重視停車密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟實用性。日本經(jīng)濟經(jīng)歷了幾次高潮和低谷，車庫行業(yè)亦幾起幾落，在競爭中，產(chǎn)品越趨成熟越注重經(jīng)濟實用，性能價格比更高。比如日本的三菱、大幅株式會社和德國 PALIS 公司均研制成功停車密度較高，而造價較低的高層車庫和無車板、無車架等先進車庫。這些新產(chǎn)品都是 90 年代的新技術，一問世，很快替代了老產(chǎn)品，并且正在打入了中國車庫市場。國內(nèi)發(fā)展狀況:我國在 20 世紀 80 年代初開始研制機械式停車設備，進入 90 年代，有了突飛猛進的發(fā)展。從 1992 年進口第一座垂直循環(huán)式車庫到 1996 年成立立體停車設備協(xié)會，短短幾年時間就完成了從產(chǎn)品和技術引進到自主開發(fā)、制造的過程。幾年來各種類型的車庫設備相繼出現(xiàn)，協(xié)會成員已發(fā)展到 60 多家企業(yè)和研究院所。目前上海、北京、深圳、廣州、天津、成都、大連、南京、濟南、福州、沈陽等城市都相繼出現(xiàn)了立體車庫。庫型以小型車庫為主，100 個車位以下的占 64%；100~500 個車位的占 33%； 500 個車位以上的大型車庫占 3%，但已有增長的勢頭。使用地以商業(yè)住宅小區(qū)為主，用于小區(qū)配套的占 50%，單位自用停車庫占 30%，公共停車庫占20%。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計31.4 主要研究內(nèi)容基于立體停車設備廣闊的市場前景，結(jié)合國內(nèi)立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀，決定研究設計較為簡單的家庭用雙層立體車庫，設計以成本低廉，操作方便為原則。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計4第 2 章 方案選擇及結(jié)構設計2.1 立體車庫總體結(jié)構設計2.1.1 車型及車庫參數(shù)車型選擇為中小型轎車，以桑塔納 LX 為例車輛總長 4546mm，總寬 1690mm，總高 1427mm，質(zhì)量 1030kg。軸距為 2548mm，輪距前 1411mm，后 1422mm。由于設計定位于低成本的簡易型雙層立體車庫，所以決定采用結(jié)構簡單的簡易俯仰式立體車庫。車庫總長 6700mm，總寬 2330mm，停車總高度 3500mm，二層車板距地面1900mm，二層停車板最大承受質(zhì)量為 1500kg，俯仰角度為 10o。2.1.2 車庫工作流程 其工作原理是二層停車板處于水平位置時，下層車輛可自由出入。當有車輛需要進出二層停車位時，啟動液壓泵電動機使液壓缸的柱塞下降從而使停車梁整體下降。當停車梁下降到指定位置時，液壓泵停止工作，停車梁尾部電動機通過鏈輪帶動鏈條使活動梁伸出直至地面，此時車輛通過活動梁進出二層停車板，隨后活動梁收縮至停車板內(nèi)，液壓泵再次工作推動柱塞上升，在停車板到達水平位置后停止工作，到此完成了上層車輛的進出。通過上述動作便可實現(xiàn)雙層立體停車。 960圖 2.1 立體車庫原理圖2.2 液壓系統(tǒng)部件的選擇與計算2.2.1 液壓缸的選擇與計算1.計算受力在設計初，所有的質(zhì)量都是未知的，所以估取車輛自重 2 噸約為 20KN，停車梁與各梁的自重為 1 噸約 10KN。停車梁的長度為 6500mm，兩支點的中心距為4300mm。其受力情況見圖 2.2。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計560m2160m160m160m650y xFy F°G12Fx F1''圖 2.2 停車梁受力分析其中， -液壓缸的力在 Y 方向上的投影；（N）xF-液壓缸的力在 X 方向上的投影；（N）1G-車重作用在停車梁上的力；（N）2-支承梁作用在停車梁上的力；（N）1、 -分別是停車梁靜止和上升時的摩擦力；（ N）摩擦系數(shù)取 0.52F'按計算公式 0x??y0m?計算 12sinGF??cocs1y ?120FOCABC????式中，當槽鋼即停車梁靜止時 ；當停車梁上升時 。m'2mF??解得 N N N2390?6y1596FN（靜止時） N（上升時）x870x?每側(cè)受力 N N N 215F8y1N（靜止時） N（上升時）40x?3x當液壓缸工作時，認為停車梁處于水平位置，但受力的情況如圖 2.3 所示：60m2160m160m160m650my xFy F1G12Fx F1'1'AB圖 2.3 停車梁受力分析按公式 0y??計算 120FOCGABC?????1?y黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計6解得 N N13620yF?1370作用在每一側(cè)的力分別為 N N681yF?902.作用在耳環(huán)銷軸上的力計算耳環(huán)銷軸上的力的目的在于確定作用在液壓缸上的力，靜止和舉升時液壓缸上的力按照(2.1)' 'sin10cosxyF????靜止時 N N N '140xF?'68y94舉升時 N N N'3'0736液壓缸在工作時也就是液壓缸達到最大行程時，液壓缸所產(chǎn)生的力只是保持現(xiàn)有狀態(tài)，此時 N。因此，液壓缸的計算按著最大力的情況下計算。681?3.液壓缸的計算已知液壓缸輸出的力 N，工作壓力 P 未知，但按照液壓元件手冊上選取，7360F考慮到負載的變化，所以選取負載 5KN～10KN 對應的工作壓力 1.5MPa～2MPa ，故取 MPa。根據(jù)液壓缸的理論輸出力 F 和系統(tǒng)選定的壓力。計算內(nèi)徑 按計算公2P? D式 (2.2)4DP??式中， -理論輸出力(N)； -系統(tǒng)壓力(MPa)；FP(2.3)0tF??式中， -活塞桿的實際作用力 =7360N；0 0-負載率；取 =0.6 ?-液壓缸的總效率；假設液壓缸的密封采用橡膠圈則 1（容積效率）t? t??=0.9tN013629.tF???缸筒內(nèi)徑 mm4.5DP?取缸徑標準值 mm。10D?根據(jù)標準缸徑選擇液壓缸，確定為冶金設備用的標準液壓缸，型號為 Y-HGI-黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計76.3Mpa100/56×860L1F6HLQ。設定速度比 ，已知行程為 860mm，令其在 30s 內(nèi)伸出，則.46??m/s1860.293v?m/s2??式中， -活塞桿伸出的速度（m/s） ； -活塞桿收回時的速度（ m/s） ，則下降時需用1v的時間為 s86025.93.?4.液壓缸的結(jié)構及安裝尺寸液壓缸的結(jié)構和尺寸安裝分別見圖 2.4 和表 2.1，2.2。TVG圖 2.4 液壓缸尺寸表 2.1 液壓缸的結(jié)構尺寸缸徑 D(mm) 活塞桿直徑(mm)油口尺寸聯(lián)接螺紋 桿端螺紋 d(mm)100 56 32M?42?56表 2.2 液壓缸的安裝尺寸缸徑 TV VG BA FB100 135 180 68 222.2.2 液壓泵的選擇已知活塞桿伸出的速度 m/s，根據(jù)計算公式10.23v?( 2.4)vqA?缸式中， -液壓缸的流量及泵的實際流量（L/min） ；q-液壓缸活塞的有效面積（m 2）A黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計8-液壓缸的容積效率；取 ，故 L/minv?缸 1v??缸 10.68qvA??因此，泵的實際流量 L/min 估取泵的容積效率為 ，則泵的2.36q?泵 0.8v??理論流量L/minv2.7 t?泵若電動機的轉(zhuǎn)速為 r/min，則泵的排量940ml/r8.4tqVn?泵的選擇因根據(jù)系統(tǒng)的實際工況來選擇，在固定設備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力為泵的額定壓力的 70%～80%，對于系統(tǒng)工作壓力為 2MPa，則泵的額定壓力在2.5MPa～3MPa。此外泵的流量須大于液壓系統(tǒng)工作時的最大流量，以保證有足夠的壽命，泵的類型應選用內(nèi)嚙合齒輪泵。根據(jù)額定壓力和排量確定泵的型號為 G（P）A3-25，技術參數(shù)見表 2.3表 2.3 液壓泵技術參數(shù)壓力 MPa 效率 外型尺寸排量 ml/r額定 最高轉(zhuǎn)速 r/min容積 總效質(zhì)量 kg長×寬×高33.0 10 940 80% 85% 19.4 203×152×1502.2.3 泵電動機的選擇泵的輸出功率Ppq??（2.5）式中， -工作壓力p-泵的流量q已知工作壓力 MPa， l/min，2?24.8vqn???則泵的輸出功率 kw0.83Pp?而泵的輸人功率 kw 97i?因為泵的輸人功率即為電動機的機械功率，故電動機的功率為 0.973kw。選用 R系列三相異步電動機，其技術參數(shù)見表 2.4表 2.4 三相異步電動機技術參數(shù)型號 額定功率 kw 滿載時 重量 kg轉(zhuǎn)速 r/min 電流 A 效率 功率因子Y112M-61.5 940 3.91 77.5 0.74 3.3黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計92.3 傳動部件的選擇與計算2.3.1 減速機的選擇通過測量可以初步知道活動梁所走的長度約為 5000mm。如果要在 30s 內(nèi)收回，則鏈輪的線速度 m/s。估取大鏈輪的分度圓直徑 mm，活動梁與停車板0.17v? 10d?的質(zhì)量約為 300kg。1.鏈條所承受的拉力 KN，其中 G 為行車板與活動梁的重sin1052.9FG???力。傳遞功率 kw，則設計功率為 kw，此功率即0.81vP? 0.5AdZMKP??為電動機功率。式中， -工況系數(shù)；取 =1.0； -小鏈輪齒輪系數(shù)，取小鏈輪齒AKAK數(shù) 17，則 =0.887； -多排鏈排數(shù)系數(shù)；取 =2ZMM2.鏈輪轉(zhuǎn)速為 r/min，式中， -鏈輪線速度； -分度圓半徑，302.47vnr??vr=50 N·m。r26.5Fr??3.中心鏈輪的扭矩 N·m。式中， -鏈條所受力； -分度圓半徑。6.5F? Fr估取小鏈輪的分度圓直徑 mm，則電動機的扭矩 N·m。80d?'20.84d??4.根據(jù)設計擺線針輪減速機，該減速機傳動比范圍大、體積小、重量輕、效率高、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。選用電動機的扭矩 N·m 和功率 kw，選擇擺線針輪減速M2.4.5dP機 8085，該減速機功率 0.18kw，輸入轉(zhuǎn)速 1500r/min，輸出轉(zhuǎn)速 43r/min，輸出軸直徑 18mm，重量 1.1kg。2.3.2 鏈條的設計1.小鏈輪上的鏈條計算小鏈輪的轉(zhuǎn)速 r/min，估算大鏈輪的轉(zhuǎn)速為 r/min。143n?23.47n?（1）傳動比 i計算傳動比按公式 計算，則 。小鏈輪的齒數(shù) ，則大鏈輪的齒121.3i?1z數(shù) 取 22，則實際傳動比 ，那么 n2 的實際轉(zhuǎn)速為 r/min。21.5zi?? .93.（2）鏈條節(jié)距 p由設計功率 和小鏈輪的轉(zhuǎn)速 n1，選用 0.8A 型的鏈條，其節(jié)距 mm。檢d 12.7p?驗小鏈輪孔徑孔徑 dk 最大可以達到 34mm，而電動機輸出軸 mm， 所30DmaxkdD?以滿足使用要求。（3）初定中心距黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計10小鏈輪與大鏈輪之間的中心距暫取 02ap?（4）鏈條節(jié)數(shù) Lp節(jié)120059.ppzc?式中， 、 -小鏈輪和大鏈輪齒數(shù)； -初定中心距；所以取 60 節(jié)。1z2 a（5）鏈條長度 Lm0.761PL??式中， -鏈長節(jié)數(shù)； -鏈條節(jié)距Pp（6）理論中心距 amm，21()56.98paPLzK?????式中， -鏈條節(jié)距； -鏈長節(jié)數(shù)； 、 -小鏈輪和大鏈輪的齒數(shù)； 通過查表得p aKmm；256.98aK?（7）鏈速 vm/s10.56znpv??式中， -小鏈輪齒數(shù)； -小鏈輪轉(zhuǎn)速； -鏈條節(jié)距；1z1n（8）有效圓周力 FN102pv?式中， -傳遞功率， kw； -鏈條速度(m/s)；作用在軸上的拉力p0.8p? FQN1.24FAQK??式中， -有效圓周力； -工況系數(shù)；取A1.0AK?2.大鏈輪上鏈條的計算因為分度圓直徑相同且齒數(shù)均等于 22 個齒，所以傳動比 。1i?（1）鏈條節(jié)距 P鏈條的型號為 08A，所以 mm。12.7p?（2）初定中心距 a0由于結(jié)構需要，選用的中心距 mm059a（3）鏈條節(jié)數(shù) Lp節(jié),取 952 節(jié)120051.73ppzc???黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計11式中， ； ； , 大鏈輪的齒數(shù) ；0pa?21zc????????z212z?（4）鏈條長度 Lm，.091PLp??式中， -鏈條節(jié)數(shù)； -鏈條節(jié)距。Pp（5）理論中心距 a因 ，故理論中心距 mm，式中， -鏈條節(jié)數(shù)；12z?()590.2pLz??pL-鏈條節(jié)距； -鏈輪齒數(shù)。p（6）鏈速 v m/s，20.156znpv??式中， -鏈輪齒數(shù)， ； -鏈輪轉(zhuǎn)速， r/min； -鏈輪節(jié)距，2z2z223?pmm1.7p?3.鏈條的結(jié)構鏈條的結(jié)構如圖 2.5，傳動用短節(jié)距精密滾子鏈，其基本參數(shù)和尺寸見表 2.7。由于鏈輪的中心距較大，所以鏈條的支承采用托板式支承方式，托板上可以襯以軟鋼、塑料或耐油橡膠，滾子可以在其上滾動。由于中心距較大采用 4 段且兩段之間留有一定的距離，利用鏈條的自重下垂張緊。 Ph32L1C圖 2.5 鏈條的結(jié)構2.3.3 鏈輪的設計1.鏈輪基本參數(shù)鏈輪齒數(shù)：小鏈輪齒數(shù) ，大鏈輪齒數(shù) 。鏈條的節(jié)距 mm。17z?2z?12.7p?鏈條的滾子外徑 mm。6rd2.鏈輪的主要尺寸黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計12（1）分度圓的直徑按照公式180sinzpd?（2.5）式中， -鏈條節(jié)距； -鏈條齒數(shù)；pz小鏈輪分度圓直徑 mm169.2d?大鏈輪分度圓直徑 mm84（2）齒頂圓直徑按公式 max1.25rdpd???min1.6()ardz???（2.6）則小鏈輪 mm mm1max78.9d?1min74.62ad?取小鏈輪齒頂圓 mm15而大鏈輪齒頂圓 mm mm2ax.2in95.0a大鏈輪齒頂圓取 mm9d?（3）齒根圓直徑按公式frd??（2.7）式中， -分度圓直徑； -滾子外徑；drd小鏈輪 mm163.2f?大鏈輪 mm284f3.鏈輪材料的熱處理由于鏈輪的工作條件需要耐磨損而且無劇烈沖擊振動，所以鏈輪材料為 45 鋼淬火處理表面硬度達到 40～50HRC。4.鏈輪結(jié)構由于鏈輪的齒數(shù)較少且分度圓直徑較小，所以采用整體式鋼制小鏈輪。主要結(jié)構見圖 2.6。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計13dhkbfL圖 2.6 鏈輪結(jié)構（1）輪轂厚度 H0.16kdh??（2.8）式中， -常數(shù)，取 孔徑； -分度圓直徑；k4.8k?d小鏈輪輪轂厚度為 mm19h大鏈輪輪轂厚度為 mm2.53中心處大鏈輪 mm， mm 則 mm0kd?28.4d?14.03h?（2）輪轂長度 L.Lh（2.9）小鏈輪 mm18.0?大鏈輪 mm23L中心鏈輪 mm46.（3）輪轂直徑 dh按公式 計算，式中， -孔徑； -輪轂厚度；2hk??kdh小鏈輪 mm14.98大鏈輪 mm2506hd中心鏈輪 mm7.?（4）齒寬 bf由于節(jié)距 mm，所以按 計算，式中， -鏈條的內(nèi)節(jié)內(nèi)寬；12.p?10.93fb?1bmm 所以 mm， mm 取齒寬 mm。1min7.85b?min0.93f min78.0f?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計14（5）齒側(cè)倒角 bamm0.13.65ap?公 稱式中， -節(jié)距；p（6）齒側(cè)半徑 Ymm12.7xp公 稱（7）齒全寬 bfmmm1().38mftfb????式中， -排數(shù)； -齒寬； -排距 m1ftp2.4 軸承和軸承座的類型2.4.1 軸承的類型根據(jù)鏈輪的軸徑來選用軸承，考慮到主、從動軸可能會受到軸向力，所以軸承選用既能承受軸向力又能承受徑向力的角接觸球軸承，其外形尺寸見圖 2.7?；境叽纾?mm mm mm45d?8D19B?安裝尺寸： mm mm mmmin2amax7maxsY軸承代號：7209C 基本額定動載荷 KN KN38.5rC028.5r2.4.2 軸承座的類型軸承座是固定和限制軸承運動的機件，所以軸承座要與軸承相匹配。其選用軸承座結(jié)構圖 2.8。 dDa圖 2.7 軸承尺寸2.5 其它主要零件的選擇2.5.1 停車梁的選擇 停車梁作為主要承重的梁，需要有良好的機械性能和力學性能，以及能夠使 1 其外觀設計美觀簡潔。所以可選用槽鋼，其外形尺寸見表 2.5。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計152.5.2 支承梁與活動梁的選擇支承梁作為一個主要支承，要考慮到各個方向的受力情況，所受力能夠得到有效支撐而不發(fā)生變形和斷裂，但要盡可能減小自身的重量，所以采用冷彎矩形空心型鋼，其規(guī)格見表 2.6。活動梁的重量不能過重，這會給電動機帶來較大的負荷，在保證強度和剛度的情況下減小自重。所以，活動梁也采用冷彎矩形空心型鋼。為了保證有足夠的強度和剛度決定采用雙層冷彎矩形空心型鋼。其結(jié)構示意圖見圖 2.9，規(guī)格見表 2.11。ABL圖 2.8 軸承座尺寸 圖 2.9 空心型鋼結(jié)構表 2.5 冷彎矩形空心型鋼規(guī)格邊長A B 壁厚 mm 理論重量 kg/m 截面面積 cm2150 100 5.0 18.334 23.356表 2.6 冷彎矩形空心型鋼規(guī)格邊長A B壁厚mm理論重量kg/m截面面積cm2100 50 5.0 10.484 13.35680 40 5.0 6.710 8.5472.6 本章小結(jié)本章主要根據(jù)要設計的各項數(shù)據(jù)對液壓系統(tǒng)部件、傳動部件進行選擇與計算，其中主要是對液壓缸、液壓泵、電動機、減速電機、鏈條及鏈輪的選擇和計算，另外通Dd2Ag黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計16過是上述零部件的選擇確定了軸承的類型及梁的選擇。黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計17第 3 章 主要部件強度剛度校核3.1 軸的強度和剛度校核在設計過程中隨著計算的深入，其結(jié)構形式以明確。梁的重量可以初步確定，活動梁的總成重量約為 300kg。這個力作用在兩根軸的兩側(cè)，若假設將質(zhì)量看作一個質(zhì)點，作用在中心處。并把梁看作一個直桿，則所受的力如圖 3.1590myxF1 F2ACB210°圖 3.1 活動梁受力分析圖中， -從動軸對活動梁的支承力； -主動軸對活動梁的支承力； -活動梁與行1 2FG車板的自重；按照公式： (3.1)0y??AM計算 12cosFG???2BC??解得 N N147.?147.0?每一側(cè)軸上的力為 N N386238.6F3.1.1 主動軸的強度校核首先將主動軸簡化，受力情況如圖 3.2。2'V1HV2FH2'TT'9m5540mOABCD圖 3.2 主動軸受力分析圖中， -活動梁作用在主動軸上的力； N2F2738.6F?-鏈條通過鏈輪作用在主動軸上的力； N' '0-有效圓周力； N120F?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計18， -垂直面、水平面的軸承支反力；HFV-主動軸中心輪上的扭矩； N·mT53.4T?-主動軸兩側(cè)鏈輪上的扭矩； N·m' '26.781.求垂直面內(nèi)的支反力根據(jù)公式： 0y?AM計算 12sin1VF???22 20VOABFCD?????????解得 N2537.V?N142.求水平面內(nèi)的支反力根據(jù)公式： 0x??AM計算 12'2cos1HF??2 ' '0ACBFOB????????解得 N N159.7?254.3?3.計算垂直面內(nèi)的彎矩A 點彎矩： N·m239.8AVM??B 點彎矩： N·m15.6BVFOB??C 點彎矩： N·m2sin039.8CVC?? ???4.計算水平面內(nèi)的彎矩A 點彎矩： N·m'32.4AH??B 點彎矩： N·m1' 0.89BHMFOAB??C 點彎矩： N·m1' cos32.4CC??????5.求合成彎矩A 點合成彎矩： N·m225.8AVAH?B 點合成彎矩： N·m134BB??C 點合成彎矩： N·m22.CVCHM6.軸的轉(zhuǎn)矩 T由已知條件可知主動軸的轉(zhuǎn)矩 N·m 53.4T?黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計197.求危險截面的當量彎矩 Me從上式中可以看出 B 截面最危險，認為軸的扭切力為脈動循環(huán)應變力，取折合系數(shù) ，則有0.6??N·m22()17.9eT????8.計算軸危險截面處的直徑軸的材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，軸的直徑mm326.90.1[]Md????由表查得許用彎曲應力 MPa，因此在危險截面處選用 mm 強度夠用。[6]???50d?3.1.2 主動軸的剛度校核1.撓度 y 的計算由于作用在軸上的力并非單獨得，所以需用疊加原理來求撓度。（1）當圓周力 單獨作用時F圓周力 單獨作用時的情況見圖 3.3。ACPθaLbθc圖 3.3 主動軸受圓周力時圖中， -圓周力，即 N, mm, mm, mmF120PF?694a?0b1754L?因為 ，所以撓度 mmab?32max().59pbLyEI?式中， -為彈性模量，取 MPa； -慣性矩。在該力 的作用下中間位置的E510??P撓度mm，212(34)0.38pbLyEI??（2）在 F2和 F′合力作用時合力作用時的情況見圖 3-6，ACθ2cθO θDL11PP黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計20圖 3-4 主動軸受合力時圖中符號的含義 P 為 F2和 F′合力，其中 mm， mm154L?21754N·m2'9.6F?撓度的計算公式分別為 mm mm31()0.16pyEI???2120.498pLyEI?撓度在中心處的 y 值為 mm，滿足一般用途的軸(0.0003～0.0005),12.84?軸的總長 0.5706～0.9510mm。L?2.轉(zhuǎn)角的計算 θ轉(zhuǎn)角的計算依然采用疊加的方法。（1）當圓周力 F 單獨作用時圓周力 F 單獨作用時的情況見圖 3.3，圖中全部符號含義相等且數(shù)值相等，則rad rad()0.146ApabLEI???()0.286CpabLEI????（2）在 F2和 F′合力作用時合力作用時的情況見圖 3.6，圖中全部符號含義相等且數(shù)值相等，rad rad''12()0.3ODpLI????''120.3ACpLI????因此 A，C 處的轉(zhuǎn)角為： rad rad，兩值'45AOA? ' 59OC???均小于向心球軸承的許用值 。[].?3.扭矩的變形計算由于主動軸的結(jié)構采用了階梯軸，所以扭矩變形計算公式為（3.2）1nipTLGI???式中， -為切變模量，取 MPa；轉(zhuǎn)矩- N·m； -極慣性G58.0?53.4T?pI；432d??-軸的長度；則 rad 滿足要求。L10.36nipTLI??[]??3.1.3 從動軸的強度校核1.活動梁與行車板處于非工作狀態(tài)黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計21非工作狀態(tài)是指活動梁與行車板在停車梁和行車板組成的空間內(nèi)，此時軸的受力只是使軸發(fā)生純彎曲。其受力情況如圖 3.5。F2 FFV1 FH1 FV2 FH2 F2 FT T1754m54m20m 54m20mE F I H圖 3.5 從動軸受力分析圖中， -靜止時活動梁與行車板作用于從動軸上的力； -鏈條對從動軸產(chǎn)生的力；1、 -軸承給軸的垂直面和水平面的支反力；FH（1）求垂直面內(nèi)的支反力 VF按公式 得 N。0y??120??1738.6V（2）求水平面內(nèi)的支反力按公式 則 N。x1H10H（3）計算垂直面內(nèi)的彎矩垂直面內(nèi)的彎矩 N·m139.8EVIMF???（4）計算水平面內(nèi)的彎矩水平面內(nèi)的彎矩 N·m2.4EHI?（5）求合成彎矩合成的彎矩 N·m2251.38FIEV???（6）軸的轉(zhuǎn)矩從動軸的轉(zhuǎn)矩與主動軸兩端的鏈輪轉(zhuǎn)矩相同，即 N·m。26.7T（7）當量轉(zhuǎn)矩 MeN·m22()53.84e????式中， -軸上所承受的最大彎矩； -從動軸上的轉(zhuǎn)矩； -折合系數(shù)，認為軸上的T?扭應力是脈動循環(huán)變應力取 。0.6（8）計算從動軸的直徑軸的材料選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，軸的直徑mm320.78.01[6]Md????由表查得許用彎曲應力 MPa，考慮到鍵的作用會對軸有所削弱，故將軸[6]???徑 增大 4%，即 mm，應此取軸徑 mm。d21.d5d2.活動梁與行車板處于工作狀態(tài)黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計22車型以桑塔納 LX 為例。已知軸距為 2548mm，輪距前 1414mm，后 1422mm，總長 4546mm，總寬 1690mm，總高 1427mm，質(zhì)量為 1030kg。估取活動梁與行車板最大能承受的質(zhì)量為 1500kg，即滿載質(zhì)量為 1500kg。情況 1：當車正向進入，反向退出時。由于一般的轎車都采用發(fā)動機前置前輪驅(qū)動。所以，故取車的質(zhì)心在離前輪中心1000mm 處。因此活動梁和行車板的受力如圖 3.6。yxF12AB548m0°G圖 3.6 正向進入活動梁受力分析圖中， -所選用車型的重力， N 最大負載時 N；G103?ax150?、 -活動梁和行車板對車的支反力；2F1根據(jù)公式 0y??BM得 12cos???AGO?當車重 N 時， N， N03?13980.7F?261.5F?而 F1、F 2又將力平分給同一軸上的車輪，所以每個車輪的所受的力為 N N1.42308.7當車重 N 時， N N50G?5793?95?每個車輪所受的力為 N N 128.F2.情況 2：當車反向進入，正向退出時。此時活動梁和行車板所受力見圖 3.7。y x3F4AB258m10°G圖 3.7 反向進入活動梁受力分析圖中， -為車重 N，最大時 N。G103?10?、 -活動梁和行車板在車反向進入正向開出時的支反力；3F4根據(jù)公式 y?AM黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計23得 34cosFG????ABOA?當車重 N 時， N N，同軸上的每個車輪的受力1033612.5F?43980.7?為 F3、F 4 的一半，即 N， N8.7當車重 N 時， N N，同軸上每個車輪所受的力5G?39.4.5為 N N387.294.計算當車正向進入情況時，作用在從動軸上的力。此時活動梁與停車板處于工作狀態(tài)，其受力情況如圖 3.8 所示。yxFy F1250m26xABCDGsinα8支圖 3.8 正向進入從動軸受力分析圖中， ， -車對活動梁和行車板的作用力；'1F'2當 N 時， N N03G?'13980.7F??'2612.5F??當 N 時， N N5' 5' 8974其中， -從動軸對活動梁和行車板的支承力； -活動梁和行車板的重力；支 G梁-翻板鉸接處對于活動梁和行車板的支反力；Fxy根據(jù)力學公式 (3.3)0??y0M?得 siniG??x梁''12cosy??梁支' ' sin0FOACFEGOBh???????梁支則 N N N309.5?x691.0y?6178.34?支而每側(cè)所受的力為 N N N54x59y 89.17F支當車重 N 時， N N N1G32.F.3562?支每側(cè)所受的力為 N N N6.8?x64.8y?0.4支此時從動軸所受的力如圖 3.9 所示黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計24F支VHVF支T1754m2020EI圖 3.9 從動軸受力分析（1）求垂直面內(nèi)的支反力根據(jù) 得 。當車重 N 時， N，當車重0y??20F??v支 103G?3089.17F?支N 時， 。5G4178.支（2）求水平面內(nèi)的支反力根據(jù) 得 N0x?20??H60FH（3）垂直面內(nèi)的彎矩垂直面內(nèi)的彎矩為 VME?支N·m（ N）16.82FI??支 103G?N·m（ N）53VF?支 5（4）水平面內(nèi)的彎矩水平面內(nèi)的彎矩為 N·m N2.4HE?? 60?（5）求合成彎矩