便攜式絞盤機(jī)牽引越障工藝及裝置設(shè)計(jì)

便攜式絞盤機(jī)牽引越障工藝及裝置設(shè)計(jì),便攜式,絞盤,牽引,越障,工藝,裝置,設(shè)計(jì) 分 類 號 密 級 寧 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 便攜式絞盤機(jī)牽引越障工藝及裝置設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 11機(jī)自x班 姓 名 學(xué) 號 指導(dǎo)老師 2015 年 3 月 31 日 摘 要 ?便攜式越障機(jī)器人具有良好的運(yùn)動性能，在室內(nèi)環(huán)境中可以上下樓梯?，跨越臺階，在室外非結(jié)構(gòu)地形中可以翻越障礙、跨越壕溝、自適應(yīng)路面。通過加載不同的設(shè)備和儀器，機(jī)器人可廣泛用于救援、搶險(xiǎn)、防爆、科考、軍事等領(lǐng)域，其應(yīng)用價(jià)值十分巨大?? 本文提出了一種?3自由度便攜式機(jī)器人設(shè)計(jì)方案。機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)分三段，采用模塊化設(shè)計(jì)，具有可拆裝、維修方便等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)完成的機(jī)器人與同類機(jī)器人相比較，從機(jī)械結(jié)構(gòu)上保證了在越障性能、跨溝性能、路面?自適應(yīng)性能等方面更加具有優(yōu)勢。小型地面移動機(jī)器人具有體積小巧、機(jī)動性高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、承載能力突出等優(yōu)點(diǎn),而機(jī)器人的小型化和越障能力的矛盾一直成為其實(shí)用化的制約條件,如何提高機(jī)器人的越障性能成為近年來移動機(jī)器人基礎(chǔ)研究的熱點(diǎn)問題。本文以基于行星輪鏈接式車體結(jié)構(gòu)的新型越障機(jī)器人為研究對象,圍繞機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、越障性能的分析及其機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)展開了研究,具體研究工作如下: 分析了國內(nèi)外小型移動機(jī)器人的研究設(shè)計(jì)及其實(shí)用化程度的現(xiàn)狀,針對基于行星輪系結(jié)構(gòu)和鏈接式結(jié)構(gòu)的運(yùn)載平臺分別進(jìn)行了深入的比較和討論。針對現(xiàn)有傳統(tǒng)輪式、腿式和履帶式運(yùn)動底盤的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析,概況了小型移動機(jī)器人未來發(fā)展趨勢,確定了本文中新型越障機(jī)器人的研究背景和設(shè)計(jì)目標(biāo)。 分析機(jī)器人驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)方案,詳細(xì)推導(dǎo)了其結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化過程。綜合現(xiàn)有運(yùn)載底盤的性能特點(diǎn),提出了多種車體框架結(jié)構(gòu)方案,并進(jìn)行了比較、篩選和綜合。最終確定了以行星輪驅(qū)動模塊為行走機(jī)構(gòu),以鏈接式結(jié)構(gòu)為車體框架的機(jī)器人機(jī)構(gòu)總體方案。 推導(dǎo)行星輪鏈接式底盤在通過各種障礙時受力情況。對越障分析過程中機(jī)器人的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的定義與說明,對分析的環(huán)境進(jìn)行了合理、有效的假設(shè)以簡化計(jì)算過程。分析了機(jī)器人的輪觸地條件、斜坡行駛和攀越臺階等障礙的約束條件。根據(jù)其動力和阻力的相互制約情況,將單級臺階的越障過程細(xì)化為多個階段進(jìn)行詳細(xì)的受力分析,確定越障高度和多個車體結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。分析了越障過程中各種參數(shù)的耦合和矛盾,指出分析過程中遇到的問題及其研究方向。 結(jié)合在ADAMS中虛擬模型的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果,優(yōu)化得到樣機(jī)的車體結(jié)構(gòu)參數(shù),并設(shè)計(jì)制作了機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)。通過仿真分析初步驗(yàn)證了上述分析理論的正確性。闡述了基于上述越障性能的要求,機(jī)器人所需要的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其具體的實(shí)現(xiàn)方案。 設(shè)計(jì)制作完成的新型越障機(jī)器人樣機(jī)通過了一系列性能試驗(yàn),得到了樣機(jī)達(dá)到的實(shí)際性能指標(biāo),并和設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了比較和分析。試驗(yàn)結(jié)果表明新型越障機(jī)器人達(dá)到了良好的越障性能,行星輪鏈接式底盤充分地集成了輪式和履帶式底盤的優(yōu)點(diǎn)并成功避開了其各自的缺陷。試驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析及仿真的有效性,通過對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的分析與思考,找出了理論分析與設(shè)計(jì)過程中需要改進(jìn)的地方,為下一步工作指明了方向。 關(guān)鍵詞：越障； 改進(jìn)設(shè)計(jì) 17 AbstThe portable robot has good performance, can be up and down the stairs, step in the indoor environment, in outdoor unstructured terrain can climb over obstacles, crossing the ditch, adaptive road. By loading different equipment and instruments, the robot can be widely used for rescue, rescue, explosion protection, scientific research, military and other fields, its application value is huge This paper presents a 3 DOF portable robot design. The overall structure of the robot is divided into three sections, modular design, has the characteristics of convenient disassembly, repair, and similar robot robot design to complete the comparison, from the mechanical structure to ensure the obstacle performance, cross channel performance, the performance of pavement adaptive aspects of more advantages.By loading different equipment and instruments, the robot can be widely used for rescue, rescue, explosion protection, scientific research, military and other fields, its application value is hugeThis paper presents a 3 DOF portable robot design. The overall structure of the robot is divided into three sections, modular design, has the characteristics of convenient disassembly, repair, and similar robot robot design to complete the comparison, from the mechanical structure to ensure the obstacle performance, cross channel performance, the performance of pavement adaptive aspects of more advantages.By loading different equipment and instruments, the robot can be widely used for rescue, rescue, explosion protection, scientific research, military and other fields, its application value is hugeThis paper presents a 3 DOF portable robot design. The overall structure of the robot is divided into three sections, modular design, has the characteristics of convenient disassembly, repair, and similar robot robot design to complete the comparison, from the mechanical structure to ensure the obstacle performance, cross channel performance, the performance of pavement adaptive aspects of more advantages. Key Words: rice thresher threshing; improved design; 目 錄 摘 要 III Abstract IV 目 錄 V 第1章 緒論 1 第2章 越障總體方案確定 2 2.1 越障裝置工作原理 2 2.2越障總體設(shè)計(jì) 3 2.2.1越障方案 4 2.2.2 越障的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 6 2.2.3 越障的工作流程 7 第3章 越障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1 越障原理 10 3.2 越障類型選擇 11 第4章 傳動件的選擇 12 4.1 整機(jī)承載計(jì)算 13 4.1.1 軸承的選擇 14 4.1.2 撐支架強(qiáng)度計(jì)算 16 4.2 銷軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 4.2.1 軸的材料選擇 19 4.2.2 軸的最小直徑確定 20 4.2.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 4.2.4 軸的校核 23 結(jié)論 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 28 第1章 緒論 越障的發(fā)展方向高科技化的方向發(fā)展，制造的適用性強(qiáng)的越障是發(fā)展的市場，不同地區(qū)開發(fā)的其他越障很有前途的。根據(jù)這個，相應(yīng)的制造的高性能越障國外的收獲機(jī)的發(fā)展概況。這個越障一次性完成越障，越障，分離和裝袋作業(yè)。這個桌子的小型、輕、操作，通過柔軟性和適應(yīng)性很好，漂亮地解決了大中型越障丘陵，山和水田越難以障難題。越障試驗(yàn)機(jī)適用的航空公司，石油化工、機(jī)械制造、金屬材料及產(chǎn)品、電線電纜、塑料膠帶，紙品和彩色印刷包裝、膠帶，箱包手袋、纖維、食品、醫(yī)藥等行業(yè)?？蓽y試各種材料及產(chǎn)品、半成品的綁架，壓，彎曲，削減等的物理性能，購買各種治具拉，壓縮，擁有，壓，彎曲，有時，剝離，粘著力等，剪試驗(yàn)。越障考試軸越障載荷測量材料特性的試驗(yàn)方法。利用越障考試得到的數(shù)據(jù)確認(rèn)材料的彈性極限，有彈性率，比例極限，面積減小量，越障強(qiáng)度、屈服點(diǎn)，屈服強(qiáng)度和其他越障性能指標(biāo)。高溫下進(jìn)行的，所以越障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到蠕變。金屬越障考試的順序請參照ASTM E - 8標(biāo)準(zhǔn)。塑料越障試驗(yàn)方法參照ASTM D - 638標(biāo)準(zhǔn)，D - 2289基準(zhǔn)（高應(yīng)變率）和D - 882基準(zhǔn)（芯片材）。ASTM D - 2343標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定適用的玻璃纖維的越障試驗(yàn)方法；ASTM D - 897規(guī)格規(guī)定適用的粘合劑越障試驗(yàn)方法；ASTM D - 412規(guī)格規(guī)定的硬質(zhì)庫姆越障試驗(yàn)方法。一點(diǎn)準(zhǔn)備試樣?？叹€機(jī)原始標(biāo)的范圍內(nèi)，所以周線円（或小鋼沖衝時），從標(biāo)準(zhǔn)的分等長的10格。用卡尺考試件原始標(biāo)內(nèi)的兩端和中間兩個相互垂直方向各一次測量的直徑，取其算術(shù)平均值作為該處斷面直徑選用，并且3處斷面直徑的最小值計(jì)算試制品的原始的 第2章 總體方案確定 2.1 越障工作原理 車輪采用杠桿原理，由于齒輪的嚙合點(diǎn)始終位于遠(yuǎn)離軸線的地方,在遇到障礙物后，車輪靜止，動力源驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動,而此時的動力臂大于阻力臂,比普通車輪有更大的力矩,同時后輪給以驅(qū)動力,車輪將會容易攀升，越障成功。 越障 越障機(jī)在各種環(huán)境中適應(yīng)能力強(qiáng)，承載能力突出等優(yōu)點(diǎn)，越障的小型化和越障能力的矛盾了一直實(shí)用化的限制條件，如何越障機(jī)的性能提高了越障近年來移動越障機(jī)的基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)問題。本文車身構(gòu)造基行星輪連桿式的新型越障越障機(jī)為研究對象，越障機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題，越障性能的分析和那個機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，具體的研究活動如下：分析國內(nèi)外的小型移動的越障機(jī)的研究設(shè)計(jì)和實(shí)用化程度的現(xiàn)狀來說，行星輪系基結(jié)構(gòu)和鏈接式結(jié)構(gòu)的搭載的平臺的各自進(jìn)行了深入的比較?，F(xiàn)有的對傳統(tǒng)輪式，腿式和履帶式運(yùn)動底盤的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析，概況小型移動的越障機(jī)的未來發(fā)展趨勢，本文越障新型越障機(jī)的研究背景和設(shè)計(jì)目標(biāo)。分析越障機(jī)驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)方案，其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)詳細(xì)參數(shù)的優(yōu)化過程。綜合現(xiàn)有搭載底盤的性能特性，提出了車身結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行了多種框架，篩選和綜合。最終決定好的星輪驅(qū)動組件行走機(jī)構(gòu)，連桿式結(jié)構(gòu)框架的車身越障機(jī)機(jī)關(guān)總體方案。推導(dǎo)行星輪連桿式底盤種種障礙接受力情況。 2.2越障總體設(shè)計(jì) 這種設(shè)計(jì)是一個小稻田根據(jù)南方丘陵區(qū)越障是小而設(shè)計(jì)，結(jié)合越障可以完成越障，越障，分離和裝袋操作。本機(jī)體積小，重量輕，操作靈活，通過良好的和適應(yīng)性，在山上大，中型越障更好的解決方案，山脈和越障越障難的問題，雙季稻區(qū)南部，泥腳不深更大的超過20厘米就可以正常越障稻田。 2.2.1越障方案 越障機(jī)在各種環(huán)境中適應(yīng)能力強(qiáng)，承載能力突出等優(yōu)點(diǎn)，越障的小型化和越障能力的矛盾了一直實(shí)用化的限制條件，如何越障機(jī)的性能提高了越障近年來移動越障機(jī)的基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)問題。本文車身構(gòu)造基行星輪連桿式的新型越障越障機(jī)為研究對象，越障機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題，越障性能的分析和那個機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，具體的研究活動如下：分析國內(nèi)外的小型移動的越障機(jī)的研究設(shè)計(jì)和實(shí)用化程度的現(xiàn)狀來說，行星輪系基結(jié)構(gòu)和鏈接式結(jié)構(gòu)的搭載的平臺的各自進(jìn)行了深入的比較?，F(xiàn)有的對傳統(tǒng)輪式，腿式和履帶式運(yùn)動底盤的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析，概況小型移動的越障機(jī)的未來發(fā)展趨勢，本文越障新型越障機(jī)的研究背景和設(shè)計(jì)目標(biāo)。分析越障機(jī)驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)方案，其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)詳細(xì)參數(shù)的優(yōu)化過程。綜合現(xiàn)有搭載底盤的性能特性，提出了車身結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行了多種框架，篩選和綜合。最終決定好的星輪驅(qū)動組件行走機(jī)構(gòu)，連桿式結(jié)構(gòu)框架的車身越障機(jī)機(jī)關(guān)總體方案。推導(dǎo)行星輪連桿式底盤種種障礙接受力情況。越障分析過程中的越障機(jī)的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的定義和說明，分析的環(huán)境合理有效的假設(shè)，簡化計(jì)算過程。分析了越障機(jī)的輪嘗試條件的斜面，行車和攀越樓梯等的障礙的限制條件。其原動力和抵抗的相互制約的情況下，單級的細(xì)分化越障過程詳細(xì)的分析力階段，確定越障高度和很多的車身結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。分析了越障過程中各種參數(shù)的結(jié)合和矛盾，分析過程中遇到的問題和研究方向。結(jié)合虛擬的模型的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，優(yōu)化原型的車身結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)制作越障機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)。模擬分析初步驗(yàn)證了上述的分析的理論的正確性。敘述了上述越障性能要求，越障機(jī)必須的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其具體實(shí)現(xiàn)方案。設(shè)計(jì)制作完成的新型越障越障機(jī)原型系列性能的試驗(yàn)，得到的實(shí)際業(yè)績指標(biāo)的原型，設(shè)計(jì)達(dá)成指標(biāo)的比較分析。考試的結(jié)果越障，達(dá)到了新型越障機(jī)良好的越障性能，行星輪連桿式底盤充分的集成輪式和履帶式底盤的長處和成功避開了各自的缺陷。試驗(yàn)驗(yàn)證的理論的分析和模擬的有效性，測試結(jié)果的詳細(xì)分析，找出與想法的理論的分析和設(shè)計(jì)過程中需要改進(jìn)的地方，下面的工作，指明了方向。 整機(jī)形式為：懸掛式、全喂入 割臺形式為：帶攪龍輸送器式臥式割臺 越障形式為：軸流式 2.2.2 越障的整機(jī)結(jié)構(gòu)及選擇 越障臺懸掛在框架懸架，后懸架越障的柴油，配置在左側(cè)越障中間槽的前方，前部和后部端部連接到切割臺和越障部。有關(guān)資產(chǎn)負(fù)債割臺，割臺被放置到合適的檔位。為收獲后留越障設(shè)備布局，風(fēng)選設(shè)置在右側(cè)，而糧袋放置在右側(cè)的越障部背面的平衡越障。由柴油機(jī)，柴油后動力輸出軸提供動力的收獲部分提供整體前進(jìn)的動力。 2.2.3 越障的工作流程 車輪采用杠桿原理，由于齒輪的嚙合點(diǎn)始終位于遠(yuǎn)離軸線的地方,在遇到障礙物后，車輪靜止，動力源驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動,而此時的動力臂大于阻力臂,比普通車輪有更大的力矩,同時后輪給以驅(qū)動力,車輪將會容易攀升，越障成功。 防倒退原理： 車體在翻越障礙時，棘輪機(jī)構(gòu)在工作，能有效的防止車輪的回轉(zhuǎn);如果需要車輪的回轉(zhuǎn)，可以解除棘輪機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)。 第3章 越障結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 越障原理 小型地面移動機(jī)器人小，機(jī)動性高，體積環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，承載能力突出等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)器人的小型化和越障能力的矛盾了一直實(shí)用化的限制條件，如何機(jī)器人的性能提高了越障近年來移動機(jī)器人的基礎(chǔ)研究熱點(diǎn)問題。本文車身構(gòu)造基行星輪連桿式的新型越障機(jī)器人為研究對象，機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題，越障性能的分析和那個機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究，具體的研究活動如下：分析國內(nèi)外的小型移動的機(jī)器人的研究設(shè)計(jì)和實(shí)用化程度的現(xiàn)狀來說，行星輪系基結(jié)構(gòu)和鏈接式結(jié)構(gòu)的搭載的平臺的各自進(jìn)行了深入的比較?，F(xiàn)有的對傳統(tǒng)輪式，腿式和履帶式運(yùn)動底盤的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)分析，概況小型移動的機(jī)器人的未來發(fā)展趨勢，本文越障新型機(jī)器人的研究背景和設(shè)計(jì)目標(biāo)。分析機(jī)器人驅(qū)動模塊的設(shè)計(jì)方案，其結(jié)構(gòu)推導(dǎo)詳細(xì)參數(shù)的優(yōu)化過程。綜合現(xiàn)有搭載底盤的性能特性，提出了車身結(jié)構(gòu)的方案進(jìn)行了多種框架，篩選和綜合。最終決定好的星輪驅(qū)動組件行走機(jī)構(gòu)，連桿式結(jié)構(gòu)框架的車身機(jī)器人機(jī)關(guān)總體方案。推導(dǎo)行星輪連桿式底盤種種障礙接受力情況。越障分析過程中的機(jī)器人的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的定義和說明，分析的環(huán)境合理有效的假設(shè)，簡化計(jì)算過程。分析了機(jī)器人的輪嘗試條件的斜面，行車和攀越樓梯等的障礙的限制條件。其原動力和抵抗的相互制約的情況下，單級的細(xì)分化越障過程詳細(xì)的分析力階段，確定越障高度和很多的車身結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。在移動系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，工況環(huán)境既移動系統(tǒng)可通過的典型地形環(huán)境必須考慮。典型的地形包括臺階障礙、地形凸起、壕溝、松軟土壤、隨機(jī)波動路面、平整路面、不等高、上下坡等，具體環(huán)境又有差別，如月球表面主要覆蓋著一層由巖石碎塊、角礫狀石片、砂和灰土等組成，又如由表面硬質(zhì)成分構(gòu)成的隨機(jī)波動路面，易于下陷的松軟土層。大多情況下，要下以上各種綜合工況下工作，同時考慮溫度、濕度、塵土等對性能的影響?，將引起部件發(fā)熱、構(gòu)件卡死、磨擦磨損、密封失效等問題。 分析了越障過程中各種參數(shù)的結(jié)合和矛盾，分析過程中遇到的問題和研究方向。結(jié)合ADAMS虛擬的模型的模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，優(yōu)化原型的車身結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)制作機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)。模擬分析初步驗(yàn)證了上述的分析的理論的正確性。敘述了上述越障性能要求，機(jī)器人必須的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其具體實(shí)現(xiàn)方案。設(shè)計(jì)制作完成的新型越障機(jī)器人原型系列性能的試驗(yàn)，得到的實(shí)際業(yè)績指標(biāo)的原型，設(shè)計(jì)達(dá)成指標(biāo)的比較分析?？荚嚨慕Y(jié)果越障，達(dá)到了新型機(jī)器人良好的越障性能，行星輪連桿式底盤充分的集成輪式和履帶式底盤的長處和成功避開了各自的缺陷。試驗(yàn)驗(yàn)證的理論的分析和模擬的有效性，測試結(jié)果的詳細(xì)分析，找出與想法的理論的分析和設(shè)計(jì)過程中需要改進(jìn)的地方，下面的工作，指明了方向。 1）沖擊越障：對對方越障元素沖擊作用秒殺頭和越障。較高的沖擊速度，越障越強(qiáng)，但也越大裂解速率。 2）摩擦越障：由組件和障礙之間，以及障礙和障礙越障障礙越障離去之間的摩擦。越障間隙的大小是至關(guān)重要的。 3）梳刷越障：障礙越障由拉力越障部件進(jìn)行。 4）滾動越障：打越障通過施加壓力的元素進(jìn)行糧食。在這種情況下，力作用在障礙主要沿晶面的法向力。 5）振動越障：由越障元件用于施加高頻振動進(jìn)行障礙越障。 越障是的幾種方法在長期的生產(chǎn)實(shí)踐過程中總結(jié)而來去殼大米儲存。如果裸存儲，則存儲時間短。米粒脆，易折斷。因此，本設(shè)計(jì)采用梳刷越障，主要針對與越障完成補(bǔ)充兩者。 3.2 越障類型選擇 1.本車采用了杠桿原理、定軸齒輪嚙合傳動，顯著提高了車輛的越障能力。 2.棘輪機(jī)構(gòu)有效的排除了車輪在越障時可能后退的危險(xiǎn)。 3.后輪的驅(qū)動力有助于越障。 4. 作用力偏離軸線，延長力臂，增強(qiáng)越障的能力 5.本車可用于輪椅改造，無人消防車改造，災(zāi)害救援車改裝，爬樓梯工具改造以及搬運(yùn)車改造工程。應(yīng)用前景本車能有效的實(shí)現(xiàn)越障功能功能。它在越障方面卓越的性能，使其可用于輪椅改造，無人消防車改造，災(zāi)害救援車改裝，爬樓梯工具改造以及搬運(yùn)車改造工程。本車改變以往普通輪系無法有效越障的缺點(diǎn)。在火災(zāi)、水災(zāi)、地震、礦難等災(zāi)害發(fā)生時，能高效的搶救人民生命和財(cái)產(chǎn)。綜上分析，這種產(chǎn)品具有潛力巨大的市場前景和較高的使用價(jià)值，適于推廣應(yīng)用。 第4章 傳動件的選擇 4.1 整機(jī)承載計(jì)算 4.1.1 軸承的選擇 越障在工作時，在運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性較好（保障越障滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性的條件：有足夠的轉(zhuǎn)動慣量；發(fā)動機(jī)有足夠的儲備功率和較靈敏的調(diào)速器）的條件下，其功率總耗用N 由兩部分組成：一部分用于克服滾筒空轉(zhuǎn)而消耗的功率（占總功率消耗的5%-7%），一部分用于克服越障阻力而消耗的功率（占總功率消耗的93%-95%），所以 越障的功率消耗為： N =+ （kW ） (4) 1)其中空轉(zhuǎn)功率消耗: =+ 式中：——系數(shù)，為克服軸承及越障的摩擦阻力的功率消耗， B——系數(shù)，為克服滾筒轉(zhuǎn)動時的空氣迎風(fēng)阻力而消耗的功率， . 2)其中越障功率消耗:這個過程比較復(fù)雜，越障首先是以較低的速度進(jìn)入越障入口處，與高速旋轉(zhuǎn)的越障滾筒接觸，然后被拖入越障間隙進(jìn)行越障，既有梳刷也有打擊，研究的依據(jù)是動量守恒定律： 沖量轉(zhuǎn)換為動量： ， （5) —單位時間喂入的障礙量； —綜合搓擦系數(shù)，0.7-0.8； —滾筒的切向速度，15m / s。 將數(shù)據(jù)代入N =+ 得： N= 0.52+1.5=2.02（） 4.1.2 撐支架強(qiáng)度計(jì)算 越障消耗的功率由下式可求得： (6) 其中：——單位時間進(jìn)入越障的脫出物質(zhì)量（）； ——單位脫出物質(zhì)量篩所需的功率（），上篩：0.4-0.5，下篩：0.25-0.3； ——選別能力系數(shù)，0.8-0.9。 代入數(shù)據(jù)可得消耗的功率： 1.75（） 4.2 銷軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 越障在工作時，越障軸的轉(zhuǎn)速很高，而且傳遞的扭矩很大，綜合考慮，軸的材料選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為195-290，其接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞極限取。 4.2.1 軸的最小直徑確定 由公式 (17) 其中 ——該軸傳遞的功率，； ——該軸的轉(zhuǎn)速，； ——指軸的材料和承載情況確定常數(shù)。 已知 =2.02，，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[21]可得C=128，代入上式可得 選。 4.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了便于軸上零件的拆卸，經(jīng)常把軸做成階梯形。軸的直徑從軸端逐漸向中間增大，可依次將齒輪和帶輪等從軸的上端裝拆，為了使軸上的零件便于安裝，軸端及各軸的端部應(yīng)有倒角。軸上磨削的軸段應(yīng)有砂輪越程槽，車制螺紋軸段應(yīng)有退刀槽。 各段軸的直徑，如有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，安裝軸承、齒輪等標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)符合各標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)徑系列規(guī)定。采用的套筒、螺母、軸端擋圈作軸向固定時，應(yīng)把裝零件的軸段長度做的比零件輪轂短，以確保螺母等緊靠零件端面。越障軸結(jié)構(gòu)初定如圖7所示： 4.2.3 軸的校核 軸上載荷的計(jì)算 求軸承上的支反力 垂直面內(nèi)： 水平面內(nèi)： 畫受力簡圖與彎矩圖，如圖8所示： 據(jù)第四強(qiáng)度理論且忽略鍵槽影響 表4 受力分析 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 軸安全。 圖8 受力簡圖和彎矩圖 按彎扭合成應(yīng)力校核軸強(qiáng)度 進(jìn)行校核時，只校核軸承上承受彎矩和扭矩最大的截面強(qiáng)度，取=0.6, 軸的計(jì)算應(yīng)力為： 前已選定軸材料為45號鋼,調(diào)質(zhì)處理,由機(jī)械設(shè)計(jì)[23]表15-1查得=60Mpa 因此<,故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 抗彎截面系數(shù)： == 抗扭截面系數(shù)： == 截面上彎矩應(yīng)力 截面上扭矩應(yīng)力 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，機(jī)械設(shè)計(jì)[23]表15-1查得 。 截面上由于軸肩而形成理論應(yīng)力集中系數(shù)及按機(jī)械設(shè)計(jì)[23]附表3-2查取，因: 經(jīng)插值后可查得=1.59 =1.33 又可查得[23]軸的材料敏性系數(shù)為： 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為： =1+(-1)=1+0.85(1.33-1)=1.28 由機(jī)械設(shè)計(jì)[23]附圖得尺寸系數(shù)=0.85 ,得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為=0。9 由附圖查得表面質(zhì)量系數(shù) ==0.92 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即=1 ，則綜合系數(shù)值為 又由碳鋼的特性系數(shù)： =0.1-0.2 取=0.15 =0.05-0.1 取=0.75 計(jì)算安全系數(shù)： >S=1.5 故安全 參考文獻(xiàn) 結(jié)論 一、總結(jié) 第一部分，文獻(xiàn)資料的搜集與整理。通過專利網(wǎng)、文獻(xiàn)庫和老師給的資料，了解了當(dāng)前主流的幾種機(jī)車轉(zhuǎn)向架助推器類型。然后根據(jù)文獻(xiàn)資料，綜合分析每種助推器的優(yōu)劣，綜合比較借鑒，初步確定采用撬棍杠桿式助推方式。 第二部分，確定局部和整體方案。進(jìn)一步分析撬棍式助推器的助推方式，及需要哪些相配合的機(jī)構(gòu)，將助推器分為執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)三部分。然后先對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論受力分析，分析其位移量。借此計(jì)算出部分齒輪減速的比和需要的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而確定電機(jī)選型，至此部分和驅(qū)動部分也同時確定下來。 第四部分，各部件具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核。根據(jù)前面三章的內(nèi)容，確定執(zhí)行系統(tǒng)、系統(tǒng)各部件的具體結(jié)構(gòu)尺寸，確定軸上零件的定位和裝配方式，最后選擇合適的軸承并對各部件進(jìn)行校核。 二、設(shè)計(jì)的不足之處 這次的設(shè)計(jì)還只是階段性的，助推器的結(jié)構(gòu)還可以進(jìn)行局部優(yōu)化，中間的系統(tǒng)也有很多不同的方案可以選擇，比如選擇齒輪代替鏈傳， 三、個人體會 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年期間最后一次正式的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了，可以說是跨出大學(xué)校園的最后一步。需要考察自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)的各項(xiàng)專業(yè)技能和課程知識，并且要綜合運(yùn)用，對自己也是一次全面的提高。 因?yàn)榭佳械年P(guān)系，很多時間被占用了，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)的時間比較緊，中間過程略顯倉促。剛開始做課題使并沒有什么頭緒，不知道從哪里下手。就像無頭的蒼蠅，這里做一些，那里做一些，其中受力分析就做了很多遍，事實(shí)證明這些都是無用功。后來跟指導(dǎo)老師溝通了很多次，確定下來步驟。先綜合分析助推器的總體結(jié)構(gòu)，分成幾部分，比如驅(qū)動、、執(zhí)行部分，這樣就有了一個大的方向。 因此，我體會到初步設(shè)計(jì)必須確定每一部分的工作，由大到小，先分析結(jié)構(gòu)，再對結(jié)構(gòu)的運(yùn)動和動力性能綜合分析，不斷的修正、不斷的改進(jìn)，這樣才能做出完整的設(shè)計(jì)。 參考文獻(xiàn) [1]楊穎萍，施俊俊，孫英彪.客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊修工藝的探討[A].第十四屆全國機(jī)械設(shè)計(jì)年會論文集[C].中國機(jī)械工程學(xué)會，2008. 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