|
|
发表于 2010-4-21 20:46:55
|
显示全部楼层
来自： 中国江苏南京
棘轮的设计1 r: H" k% ~* K$ }- X L
大家可以按照下面的步骤来进行设计，实际问题再实际分析，仅供参考！
1 j. Z$ K( S6 _! G(1)棘轮的设计 ( j. s7 r1 [! r$ d( N
棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿 # ^( T1 Z k# M
的程度。本设计取z=14。 8 ]8 z- t% Z; V# v, e% _' D( O
作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
6 m% y4 D0 V. ]) G: `3 S: X% T" Q) v) X+ Y' X
Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
' W; Y' s/ W6 e& W( X = ＴxＲB 1 o8 o U8 t/ C) V8 N9 n
4 J; k2 N8 `& v, f$ L! F7 R
Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入
: \1 h2 y7 I( `! k( I; P1 h2 @* g, }2 V! w6 Z
Ｍt=258x12.5=3225kgcm
1 H/ M1 P* i; O( \$ x p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入
* a! x+ a8 C- r z=14
; T# X7 f+ M5 ~1 S sb=300kg/cm2 & F2 N+ [7 W9 Y9 k# o! ^) u3 L8 I
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8
8 j: o- Z% R5 u& ^8 l! f) M P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm
. B# P: U& ^- ?; B: g2 X2 q- Q: Q' f- K2 [. H% {$ I: a& y1 |* f
模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
7 q8 z6 n( |2 \3 J) Q m = 12 1 ^3 o+ b( j8 R: [* I
3 s2 M1 z$ ?# C) c+ v
p = m*p
4 P/ r: C, B e6 l5 U8 r = 12 x 3.14 ≒37.7mm ) R! K. c4 n) c% V: M: A
- ]4 _9 H3 X% G' _. l 齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm 5 z3 A' I* o. D) L" A$ n
齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm 4 [" W2 M# B N0 Z! \/ ?% E
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm
) d0 M3 v& O6 e1 o7 } 棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm
; t) J' Q9 J- q6 A% f 掣子的角度a=15° |' {5 a3 j' i% K/ {7 q
对棘轮的压力的压溃强度
# `3 ^9 y# y& I7 _ 由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入 0 s6 m6 W( Z- z8 h* S) o4 D- T2 y8 V
Ｍt= 3225kgcm
" H& y' r. M$ Y8 S4 E Ｄ = 16.8cm
/ C) m) n6 V. C2 L* h* A$ Q b = 3cm ) f" Y+ I$ I6 |
h = 1.4cm
% X# A4 [; w; h: E i+ A sc= 3225x2/16.8/3/1.4
, U' {' K) [" X# L0 o =91.4kg/cm2=0.914kg/mm2
, l1 d5 t' ^: o1 f3 I 容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此 w, Y# y2 p1 R% p& p
范围内不会因受压缩而压溃
( ^! X; @& H- j9 `3 X
) e4 G7 ^9 _* r$ M(2)掣子轴的设计
; m# z, ^: P8 Q2 Q+ p- @& T; H" { 掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲
5 t9 o6 d) T2 F 力矩设为M，则 * W& O. h+ g8 n
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2
& \& R8 ]2 n4 j) p = Ｔ*b/2
; H! W9 p0 A$ _1 J% }+ b8 s Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
! o# m- @7 q2 x5 w& q3 O+ K = 3225x2/16.8=383.9kg ( `* ~. g) w5 B3 o4 |) ? ~
Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm 7 @6 C& R. ^5 e7 z
sb= 400kg/cm2 ' I4 p5 ?' O7 L8 I1 `
d= (32M/p/sb)0.333 & K8 t* m9 x+ e" O9 E1 X
=(32x576/3.14/400)0.333=2.45 & R1 }4 I2 B0 j, f' h1 e8 V
d= 25mm 1 u0 h8 x; U* _3 x7 W
8 {! Z. `0 z7 A. N1 C3 b" y 掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2 1 S- b" J8 ?! q
d=(4Ｔ/psS)0.5
' x: l$ C( ~& O. o' ]! \4 e =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm , x! C* t1 |" L7 l4 b6 D6 `
=12mm 8 U/ R5 s. R9 Y. q1 s D" i2 v
由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm
1 f7 R+ [! e4 E, [) X
3 s3 m- k8 V* G$ ^+ D4 a(3)板弹簧的设计 , J, a( E: J0 C) y! Z
使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、
3 F. f. h1 H. R7 s4 N1 Y, L 棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决
7 Q* f& w. i, T# k! H 定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑，
0 K. q) s* g: F' u+ Q" d5 S 然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 & u: i( S' F* N' }
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用
4 r/ }( V0 G, L; L9 T0 _ 压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。 8 I& S; t2 ~7 h# f7 E
) C. j% U$ T/ X/ j( d) N 假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s + d+ Z$ \; M' F( _: v
此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。
g/ t$ i8 [' Z4 {4 H2 B s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2) ( @: \2 S2 g+ \; |0 L# r& ^9 \
=(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288
4 x f: _) r/ s2 E; ` =4284.7kg/cm2=43kg/mm2 8 x4 v- ~9 D3 u* K! Z+ z% P+ t" T2 P9 d
但d=14mm，大约与掣子的高度相等。 : K1 ^9 E8 c8 }' l( j$ a
Ｅ=2.1X106kg/cm2 , z8 `; G. E9 _/ [; Z: C
8 T2 ^" T0 \& o, }
又 4 u; x9 l) d, ^& q4 j5 l* q+ u
x3 Q, t& V% R/ [7 ^ 将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度， + U, `- H6 U! h3 o2 z2 p) Y4 Y
则假定的弹簧可以使用 + z$ c/ a' @: @% u
, D6 { \! e# ~9 c- j7 v Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
' e$ l) Z% w; @" o
" x1 [# e4 e/ [. J- ? 弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内，
# o2 F( z$ E! `2 x. d 故假定之值均可满足这些? / |+ q* O4 A# Z n
条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm # t; k6 B8 i6 _. ~. m
使用SUP5材料 |
|
