汽车发动机缸体翻转机构设计(编辑修改稿)

汽车发动机缸体翻转机构设计(编辑修改稿)内容摘要：

力 F=1000N，初选 V=初选支撑滚筒直径 D=68mm，则工作滚筒转速： 60 100 0 / 60 100 0 m / ( 68 ) 56. 18r / m i nn ,/ / 2取 效 率 则=FV/1000=1000 则 电 动 机 所 需 功 率wn V DP w K wP d P w n K w K w         翻转架电动机 翻转传动过程中的有效拉力 F=2020N，初选 V=初选小齿轮直径 D=200mm，则小齿轮转 速： 6 0 1 0 0 0 / 6 0 1 0 0 0 0 . 5 / ( 2 0 0 )n w V D     =则 Pw=FV/1000= 2 0 0 0 0 .5 / 1 0 0 0 1Kw 旋转托盘电动机 旋转 传动过程中的有效拉力 F=2100N，初选 V=工作轴直径 d=70mm。 则转速 汽车发动机缸体翻转机构设计 10 6 0 1 0 0 0 /wn = 6 0 1 0 0 0 0 . 1 / 7 0 = 2 7 . 2 8 r / m i nVd      工作轴所需的功率 / 1 0 0 0 2 1 0 0 0 . 1 / 1 0 0 0 2 . 1P w F V k w    取效率为 . 则电动机所需的功率 / 2 .1 / 0 .9 5 2 .2wdP P n kw kw   表 21 电机的功率与转速 表 电机用途 所需功率 所需转速 辊道电机 翻转架电机 旋转架电机 电机 尺寸的确定 表 22减速电机尺寸表 汽车发动机缸体翻转机构设计 11 根据 表 22减速电机尺寸表，由前面确定的电机所需的功率， 可以分别选取电机的型号与尺寸。 电机用途 所需功率 所需转速 选取电机功率 减速比 范围 辊道电机 — 100 翻转架电机 3— 25 旋转架电机 15— 60 汽车发动机缸体翻转机构设计 12 3 传动 件 设计 齿轮设计 齿轮材料，热处理方式 和精度等级 齿轮材料，热处理方式 选择齿轮材料时，应使：轮心具有足够的强度和韧度，以抵抗轮齿折断；齿面具有较高的硬度和耐磨性，以抵抗齿面的点蚀、胶合、磨损和塑性变形。 另外还要考虑齿轮加工和热处理的工艺性及其经济性等要求。 通常，对于重载、高速或体积、重量受到限制的重要场合，应选用较好的材料和热处理方式；反之，可选用性能较次但较经济的材料和热处理方式。 本次设计的齿轮 材料按题目要求，都采用 45 号钢，锻选项毛坯，大齿轮正火处理，硬度 200HBS，小齿轮调质，硬度 240HBS，均为软齿面。 软齿面闭式传动，失效形式主要为疲劳点蚀。 精度等级 齿轮精度等级，应根据齿轮传动的用途、工作条件、传递功率和圆周速度的大小及其他技术要求来选择。 一般，在传递功率大、圆周速度高及要求传动平稳、噪声小等场合，应选用较高的精度等级；反之，为了降低制造成本，精度等级可选低些。 翻转架为一般工作机器，传递功率不大，转速不高，故可以选用 7 级精度。 按齿根弯曲疲劳强度初步计算齿轮参数 12 21t t FA SAKT YYm Z Fd  式中各参数如下： 1)试选载荷系数 Kt=。 2） 计算小齿轮的转矩 T1=  106P1/n1=  106 1/=5。 汽车发动机缸体翻转机构设计 13 3)按 [机械设计 ]（ 2） 表 67取齿宽系数 φ d=； 4）取 Z1=40,Z2=200,。 5)查表 64（ 2） 得齿形系数 YFA1=， YFA2=，应力校正系数 YSA1=， YSA2=。 6)许用弯曲应力由式（ 619） （ 2） ，即按 l im 12 l im 1 = l im 2 =[] 3 1 0 M Pa= 2 .0（ ）F计 算查 图 6 1 5 （ e) 得 弯 曲 疲 劳 极 限取 ， S = 1 . 4 .S T NFF FFFSTYYSY 由式（ 620） （ 2） 得小齿轮与大齿轮的应力循环次数分别为 N1=60n1jLh=60  1 16 300 10= 108 N2=N1/u= 107 查图 617（ 2） 得弯曲疲劳寿命系数 YN1=YN2= [σ F ]1= [σ F ]2= l i m 1 1 3 1 0 2 1 4431 . 4S T NFFYY M P aS  1112222 2 1 111 7 09 04 7[ ] 44 3 2 5 08 92 5[ ] 44 3 09 04 7[ ] [ ]2 1023 09 04 7 1 0所 以 ==52241F A SAFF A SAFF A SA F A SAFFtF A SAYYYYY Y Y YKT YYm t m mZ Fd    确定传动尺寸 1）计算圆周速度 11 1 . 3 1 4 0 4 7 . 7 5 0 . 1 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tm z nv m s      故 7 级精度合用。 2）计算载荷系数 K。 各系数选择如下： 汽车发动机缸体翻转机构设计 14 查表 61（ 2） 得使用系数 KA=。 由 v=， 7级精度查图 66（ 2） 得动载系数 KV=。 查表 62（ 2） 得齿间载荷分配系数 Ka=； 查图 610（ 2） 得齿向载荷分布系数 KB=。 由式（ 62） （ 2） 得 K=KAKVKaKB= 3)对 mt进行修正 3 1 . 9 3 21 . 3 1 1 . 7 3 61 . 6 mmt TKmm K    取标准模数 m=5mm 4)计算中心距 12( ) 5 ( 4 0 2 0 0 ) 60022a m z z mm     5)计算分度圆直径 121 5 4 0 2 0 02 5 2 0 0 1 0 0 0d m z m md m z m m       校核齿面接触疲劳强度 由式（ 69） （ 2） 得  21 131d HEHHdK T u ZZu    式中各参数为： 1） K、 T d 、 d u 值同上； 2）区域系数 HZ =； 3）由表 63（ 2） 查得弹性影响系数 Z E = MPa 12 4） 许用接触应力由式（ 618） （ 2） ，即按 lim[]= NH HZS 计算。 汽车发动机缸体翻转机构设计 15 查图 614（ e） （ 2） 得接触疲劳极限 l im 1 l im 21l im 11211001 1 0 0 1 .0[ ] [ ] [ ] 1 1 0 0（ 2 ）12a查 图 616 （ 曲 线 2 ） 得 接 触 疲 劳 寿 命 系 数Z N = Z N = 1 . 0取 安 全 系 数 ， 则= = =HHHNHH H HHMPSZM P aS   21 . 0 [ ]1316 7 5 M P a H d HEHdK T u ZZu     满足齿面接触疲劳强度。 旋转架圆锥齿轮传动设计 齿轮材料及其精度等级 选择齿轮材料时，应使：轮心具有足够的强度和韧度，以抵抗轮齿折断；齿面具有较高的硬度和耐磨性，以抵抗齿面的点蚀、胶合、磨损和塑性变形。 另外还要考虑齿轮加工和热处理的工艺性及其经济性等要求。 通常，对于重载、高速或体积、重量受到限制的重要场合，应选用较好的材料和热处理方式；反之，可选用性能较次但较经济的材料和热处理方式。 本次设计的齿轮 材料按题目要求， 直齿锥齿轮加工多为咆齿，不宜采用硬齿面，小齿轮选用 40Cr调质处理，平均硬度为 260HB；大齿轮选用 42SiMn 调质处理，平均硬度为 230HB。 精度 等级 齿轮精度等级，应根据齿轮传动的用途、工作条件、传递功率和圆周速度的大小及其他技术要求来选择。 一般，在传递功率大、圆周速度高及要求传动平稳、噪声小等场合，应选用较高的精度等级；反之，为了降低制造成本，精度等级可选低些。 翻转架为一般工作机器，传递功率不大，转速不高，故可以选用 8 级精度。 汽车发动机缸体翻转机构设计 16 齿轮参数 按齿面接触疲劳强度初步计算齿轮参数，因为是闭式软齿面齿轮传动，故按齿面接触疲劳强度进行设计。  131 324 ()(1 0 .5 ) u EHt RHKT Z Zd    式中各参数为： 1） 试选载荷系数 Kt= 2） 取齿 宽系数  3） 齿数比 u= 4） 小齿轮的转矩 T1= 5） 取 Z1=50， Z2=85 6） 区域系数 ZH= 7） 由表 63（ 2） 查得弹性影响系数 ZE=查图 614（ d） （ 2） 得接触疲劳极限 l i m 1 l i m 27 2 0 . 6 7 0 .HHM P a M P a 61526 0 6 0 1 2 4 0 0 0 1 . 4 4 1 01 / 5 . 7 6 1 0N n jLhNN         查图 616（ 2） （曲线 1）得接触疲劳寿命系数 ZN1=， ZN2= 取安全系数 SH=1，则      1112222a取 ==HLI M NHHHLI M NHHHHZ MPSZ MPaSMPa。