|
|
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
- v9 j: {7 Y( r* K. H0 Q' X! S0 `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！
0 k- A, q- c% N& p9 I- W+ h(1)棘轮的设计 . Z) B4 ]3 Q/ j+ \- y$ K
棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿 ( ^5 i, s* ]/ i3 T
的程度。本设计取z=14。 ; W7 z( K5 b4 E/ y K2 U: f0 ~ C
作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩 ' a* g' R0 k" ]" A
7 R5 l9 h; R3 U, t( F8 [. Z; G$ R
Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径) # |9 @- |4 e _9 X) D; {
= ＴxＲB \! V0 d3 }$ i
& A, ^8 B0 B- I+ F
Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入
. G! x; w, o0 @5 w1 S* u5 G) A2 m- X7 h; a1 A4 L, F- b
Ｍt=258x12.5=3225kgcm
# @7 _' l/ I/ T3 }$ \$ V% T w p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入 4 L: d0 A/ t! R
z=14 / J; p; F4 [. c" C3 J" d
sb=300kg/cm2 $ ~3 }! A9 s+ H. D& n
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8
2 [* M& s) ~( m3 Q P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm
5 B# {! g7 q9 Q6 Q% I' ~
- s* k% _* y9 } T 模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
( y5 r- |( j& l m = 12 % y. ]; a, x8 [# j* L
1 m6 @8 N' n6 }9 f
p = m*p
# o+ \/ P, n. T = 12 x 3.14 ≒37.7mm
/ Z2 p5 ^0 r8 y0 z: U4 L$ T' Q! ~) |; \4 `( P' P
齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm , c4 ~# k& j: A8 O: T# Y
齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm
' Y2 r/ z) ?. W9 g 棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm
1 ^, ?5 K u. j" {: B" ? 棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm " I# v+ B3 a1 o" z4 u
掣子的角度a=15°
/ ~. P+ \4 N8 t8 q 对棘轮的压力的压溃强度 " o8 R0 l' A8 i
由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入
) X2 E1 [: V; ?4 s. y Ｍt= 3225kgcm + U9 c% |4 g8 g3 w5 O8 _$ ^, [
Ｄ = 16.8cm
' K3 E2 E5 V' A% M0 l- M9 }8 W b = 3cm : O& _0 m; k: a$ T# k! P" y5 y
h = 1.4cm 3 u, A N0 M9 J( a7 K
sc= 3225x2/16.8/3/1.4 2 Y7 e& l, q1 Y. p$ g
=91.4kg/cm2=0.914kg/mm2
1 U) U' K; ^! {* \" N. m( C. X9 h8 I 容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此 + f- {( q& l, P2 s' g" O
范围内不会因受压缩而压溃
$ c- F0 `8 X4 H/ Y. r) N' \! |: b' { U" z
(2)掣子轴的设计 [1 [0 v% S4 X* ^3 H# P. X$ P0 z3 z
掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲 ) T8 }, o: D1 w/ H- W2 l
力矩设为M，则 1 P# s/ V8 }% x2 A9 z+ b8 a
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2 5 x: v* m( Z; z4 J7 Y/ Y6 {6 b2 [
= Ｔ*b/2
) h2 ?6 f3 x7 v$ \ Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
& x6 z' S( O+ H = 3225x2/16.8=383.9kg
2 G3 I( m- L( D( E; I! m Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm ; F. z% k2 O W7 Q4 C1 m8 ^
sb= 400kg/cm2 2 B' s q5 B+ d! t% m& ^7 G. S
d= (32M/p/sb)0.333 0 F. }3 u: d9 p8 K6 S1 A0 [
=(32x576/3.14/400)0.333=2.45 / U! j. p7 N$ d& b( }
d= 25mm + m7 }5 @8 M5 f( R
/ l+ s8 D; g G. D, `* k5 h
掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2
6 w3 \8 ~0 C+ d5 j' R) r d=(4Ｔ/psS)0.5
, S1 Z9 Y' ^5 |* ?) ^- b; T( |9 N =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm ( S. U) n! D3 }4 u* A
=12mm
p/ F9 N$ X+ ]( D3 e7 v' D( } 由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm 8 A6 h) P) ]4 P6 I0 x
2 N# c& z$ A) i, B. L9 d1 p5 Q; Y
(3)板弹簧的设计 ; ]9 H3 o- X) [) N" V U6 x
使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、 3 i* D; `7 }+ e2 @# k& E Z# `
棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决
9 _/ D$ q, N1 M4 t# t' i8 G( B0 { 定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑， 2 _% x# a) |# D/ c V
然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 * I& N4 \6 E8 I
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用
& }/ I: f/ T/ c 压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。 - h+ V7 z# a) _+ F. W1 W# q
], j0 l3 N, q
假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s ( q& r' w! q0 k& P, A" ^
此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。
5 k7 B' `, y# N3 h s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2)
+ _, E7 n5 \, m =(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288
4 `4 z# F: N6 n =4284.7kg/cm2=43kg/mm2 7 P. t& T# |0 k" N
但d=14mm，大约与掣子的高度相等。 ! a, V! a. Z4 }3 S
Ｅ=2.1X106kg/cm2
0 H# T0 {* B8 {& u; B
5 W+ C+ S3 x( Y: f. B2 I& T 又
' h$ C8 {" D8 t
{0 _' t B% q 将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度，
3 v1 A8 _+ \& v, i* j, b 则假定的弹簧可以使用
, g C7 b* S; Q) E8 M3 F$ Q9 E* f
K, m" T$ c5 H3 L% p1 e Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
6 s4 F: e8 r$ S H n, u1 t2 E4 D+ H- k, @$ G; ?
弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内， " |8 {* F' \- _$ w3 h4 r9 u" a+ ^# b
故假定之值均可满足这些?
5 ], n$ V. Y6 J$ V5 g 条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm - w' J6 d q: N( F: p0 ?9 I
使用SUP5材料 |
|
