脚踩式甩干拖把的设计_学士学位论文(编辑修改稿)

脚踩式甩干拖把的设计_学士学位论文(编辑修改稿)内容摘要：

（ 3— 10）得  ，对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮的模数大小主要取决于弯曲疲劳强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径有关，由参考资料《机械原理》选取圆柱齿轮的模数为  ，则大、小齿轮的齿数分别为 4 Z, 1284325 Z ；大、小齿轮的分度圆直径分别为mm48md 44  Z ， mm192md 66  Z ；中心距为 mm1 2 02 1 9 2482 dda 54  ；齿轮宽度 mm48481db 4d   ，故取 mm484 B ， mm436 B。 各轴轴段最小外径尺寸的设计计算 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。 根据表 153，取 1120A ； 由式 152 初步估算各轴的最小直径： 30min nd PA （ 3— 11） 将已知数据代入式（ 3— 11），可知轴Ⅰ的最小直径 3m in Ⅰ 取整为 mm30 ，轴Ⅱ的最小直径 40 0211 2d 3m in Ⅱ，取整为 mm20 ，轴Ⅲ的最小直径 3m in Ⅲ，取整为 mm30 ， 轴 Ⅳ 的 最 小 直 径 为 3m in Ⅳ ，取整为 mm30。 大、小直齿圆锥齿轮的模数的确定 根据参考文献《机械设计》齿轮传动的设计可知，为简化计算通常假定载荷集中作用于齿宽中点处，并近似看成当量直齿圆柱齿轮的设计计算，现小锥齿轮的当量齿数 453 VZ。 由参考文献《机械设计》 P224 公 式233232 ta nc oti   ZZ （ 3— 12） 代入数据可知   ，   ； 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 22 故小锥齿轮的齿数为 s443 Z ，则大锥齿轮 的齿数为 1204032 Z。 按照步骤①中的计算过程可知，按齿面接触疲劳强度设计时平均分度圆直径为mm80d m3  ，平均模数为  ； 则由公式  R m  （ 3— 13） 通常 31R，则代入式（ 3— 13）得模数  ； 若按照齿根弯曲疲劳强度设计，由参考文献《机械设计》 P226 式 1024 有    3 222 4m F SFRR YYZKT   （ 3— 14） 式（ 3— 14）中 FY 和 SY 由表 105 分别取 ， ， K , 4  NT ，32Z , 4iu  代入式（ 3— 14）可得  ，代入式（ 3— 13）可得在按照齿根弯曲疲劳强度计算时的模数  ； 故按照参考文献《机械原理》圆整模数，取 2m。 各轴轴段外径选取和长度的确定 （ 1） .轴Ⅰ各轴段外径选取： mm40d1 ， mm45d2  ， mm50d3  ， mm40d4  ，mm35d5 。 各段长度分别为： mm601L ， mm222 L ， mm103 L ， mm154 L ，mm505 L。 图 41：轴Ⅰ的尺寸图 （ 2） .轴Ⅱ各轴段外径选取： mm20d1 ， mm25d2  ， mm30d3  ， mm35d4  ，mm25d5  ， mm20d6  ；各段长度分别为： mm1501 L ， mm402 L ， mm453 L ，mm104 L ， mm405 L ， mm306 L。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 23 图 42：轴Ⅱ的尺寸图 （ 3） 轴Ⅲ各轴段的外径选取： mm30d1 ， mm35d2  ， mm40d3  ， mm45d4  ，mm35d5  ， mm30d6  ；各段的长度为 : mm161 L ， mm432 L ， mm343 L ，mm104 L ， mm605 L ， mm166 L。 图 43：轴Ⅲ的尺寸图 （ 4） 轴Ⅳ各轴段的外径选取： mm30d1 ， mm35d2  ， mm40d3  ， mm45d4  ，mm35d5  ， mm30d6  ；各段的长度为： mm701 L ， mm402 L ， mm403 L ，mm104 L ， L ， mm166 L。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 24 图 44：轴Ⅳ的尺寸图 轴承的选取 根据各个轴的外径尺寸的选取情况，由于是普通机械 ,载荷不大，故由参考文献《机械设计基础课程设计》有表 44，初步选取轻窄（ 2）系列深沟球轴承。 表 44：深沟球轴承（摘自 GB27689） 新标准 d D B 6204 20 47 14 6205 25 52 15 6206 30 62 16 6207 35 72 17 故有以下结果： 轴Ⅰ安装轴承处外径为 35mm，故选取新标准 6207 型深沟球轴承。 轴Ⅱ安 装轴承处外径为 20mm，故选取新标准 6204 型深沟球轴承。 轴Ⅲ安装轴承处外径为 30mm，故选取新标准 6206 型深沟球轴承。 轴Ⅳ安装轴承处外径为 30mm，故选取新标准 6206 型深沟球轴承。 键的选取 根据各轴需要周向定位处轴外径的大小和轴段长度，由参考文献《机械设计》选取圆头普通平键，有表 45，选取对应键的尺寸大小。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 25 表 45：普通平键的主要尺寸 轴的直径 d 22~30 30~38 38~45 键宽 b键高 h 8 7 10 8 12 8 键的长度 L 6， 8， 10， 12， 14， 16， 18， 20， 22，25， 28， 32， 36， 40， 45， 50， 56， 63， ... ①轴Ⅰ有两处键槽，分别是固定棘轮和大锥齿轮，根据其对应外径分别为 45mm 和35mm，长度分别为 22mm 和 40mm，故选取键的尺寸分别为：键宽 b键高 h 分别为 12 8 和 10 8，长度 L 分别取 20mm 和 36mm。 ②轴Ⅱ也有两处键槽，分别是固定小锥齿轮和小齿轮，根据其对应外径分别为 30mm和 25mm，长度分别为 36mm 和 45mm，所以选取键的尺寸分别为：键宽 b键高 h分别为 10 8 和 8 7，长度 L 分别取 32mm 和 40mm。 ③轴Ⅲ有一 处键槽，是固定过轮的，根据其对应外径尺寸为 40mm 和长度为 34mm，所以选取键的尺寸为：键宽 b键高 h 为 12 8，长度 L 取 30mm。 ④轴Ⅳ有一处键槽，是固定大齿轮的，根据其对应外径尺寸为 40mm 和长度为 40mm，所以选取键的尺寸为：键宽 b键高 h 为 12 8，长度 L 取 36mm。 脚轮的选取 根据甩干桶的使用环境，我们选取的脚轮型号是 M2330895（见图 45），这种脚轮的特点如下：支架双珠盘结构，珠盘轨道经过热处理，持久耐用，采用优质 4mm厚钢板，表面镀蓝锌；轮子由优质的热塑性聚氨脂注塑而成，不 仅耐磨性能好，而且富有弹性，配有一体精密滚珠轴承，外表美观而且滑行时噪音很小，适合长距离或经常移动的设备使用，具体尺寸参数见图 46。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 26 图 45： M2330895 型脚轮 图 46： M2330895 型脚轮相关尺寸 传动齿轮的实体外观尺寸的确定和实体外形设计 小齿轮的尺寸确定和实体外形设计 根据之前的模数的设计校核，由于选定的模数  ，根据参考文献《机械原理》 P180 表 102 公式可知 ，小齿轮的分度圆直径 33  Z ，齿顶高 aa   ，齿根高 mm8 7 af   ）（ C ，齿顶圆直径为mm51348m2dd 3a  ，齿根圆直径为   a3f   CZ ，对应配合的轴的直径为 mm25d ，选取的键的尺寸键宽 b键高 h 为 8 7，故齿轮上键槽深度取 mm3。 根据参考文献《机械设计基础课程设计》 P66 表 92，由于小齿轮的齿顶圆直径mm100da  ，则小齿轮的实体外形设计可以选择是实心式制造，材料为 40Cr（调质），硬度为 270HBS。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 27 图 47:小齿轮的尺寸 图 48：小齿轮的实体外形图 大齿轮的尺寸确定和实体外形设计 同理根据参考文献《机械原理》 P180 表 102 公式可知，大齿轮的分度圆直径为 44  Z ，齿顶高 aa   ，齿根高mm8 7 af   ）（ C ，齿顶圆直径为 mm1 9 5m2dd 4a  ，齿根圆直 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 28 径为 8 8m2h2d a4f   ）（ CZ ，对应配合的轴的直径为 mm40 ，选取的键的尺寸键宽 b键高 h 为 12 8，故齿轮上键槽深度取 mm4。 根据参考文献《机械设计基础课程设计》 P66 表 92 中的设计准则，由于大齿轮的齿顶圆直径 mm500da  ，则大齿轮的实体外形设计为腹板式结构，腹板上均布 6个孔直径均为 mm252 D ，具体尺寸见图 49。 图 49：大齿轮的尺寸图 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 29 图 410：大齿轮的实体外形图 过轮的尺寸确定和实体外形设计 同理根据参考文献《机械原理》 P180 表 102 公式可知，过轮的分度圆直径为 55  Z ，齿顶高 aa   ，齿根高mm8 7 af   ）（ C ，齿顶圆直径为 mm163m2dd 5a  ，齿根圆直径为   a5f   C，对应配合的轴的直径为 mm40 ，选取的键的尺寸键宽 b键高 h 为 12 8，故齿轮上键槽深度取 mm4。 根据参考文献《机械设计基础课程设计》 P66 表 92 中的设计准则，由于大齿轮的齿顶圆直径 mm500da  ，则大齿轮的实体外形设计为腹板式结构， 腹板上均布6 个孔直径均为 mm302 D ，具体尺寸见图 411，实体外形见图 412。 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 30 图 411：过轮的尺寸图 南昌航空大学学士学位论文 脚踩式甩干拖把的设计 31 图 412：过轮的实体外形图 大小锥。