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发表于 2010-4-21 20:46:55
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来自： 中国江苏南京
棘轮的设计
( w, p* e; O1 i! m( b( D) q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！
; k6 m8 p4 \8 n6 M$ c, U3 a6 `(1)棘轮的设计 $ t+ X( b1 N: `) m: P' n% W$ J
棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿
5 U/ v9 _7 f/ c+ t4 ~ 的程度。本设计取z=14。
% S9 v+ D/ G. U& B" L$ h+ l3 N0 @ 作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
2 k+ ?+ f4 M- D5 k* V* a1 G3 h/ M a. s
Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
6 C7 S" h5 g% k; y1 D0 L = ＴxＲB
% n3 P; w6 a) p* a8 o
7 w7 `0 ^& ` ~ Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入 L: J0 V: Z6 ~% v" f/ ? G
( _# J- u' F' D# N ? Ｍt=258x12.5=3225kgcm
5 J& S8 C. M/ l* b% ~1 g p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入 / p, t- u3 K' ^) w7 C; M
z=14
2 P; ~8 R& c% X" i' C sb=300kg/cm2 , A G2 u. }7 _! G- d1 ]& V, a
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8
2 b g5 ]2 U% E$ C+ C) q P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm
1 T0 k. T, G( ^+ Z) O5 Q. `; O! l' s* P. @. x
模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
8 w+ R3 Q: {) Q/ V. E2 A m = 12
7 ]$ }& { t7 W9 I/ S1 l. R4 @
7 f+ s$ o; R& O p = m*p $ O& a0 q& m* P9 i" |8 t
= 12 x 3.14 ≒37.7mm 1 ?' L t) W8 [. p
) k/ t6 q7 C! K8 F, h6 K2 X* |5 w
齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm
1 a/ }( m2 h0 n3 o 齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm # X& b- \8 w, D% {, d
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm
+ i$ B: G: q# V3 \: r2 v 棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm . s" y3 K' D6 O2 c7 _2 M* @
掣子的角度a=15°
8 g& D- Y* c4 J, I! h 对棘轮的压力的压溃强度
. q- P4 h; x; b+ i9 m3 m# l 由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入 2 E5 p+ ^6 N* L" I
Ｍt= 3225kgcm
0 d9 X% X7 z0 b Ｄ = 16.8cm . A# `7 D. u& P& W& g6 N
b = 3cm
7 a9 z5 ~8 e4 [ h = 1.4cm " z. v. v! `) v
sc= 3225x2/16.8/3/1.4
/ Q1 Q1 r4 [" ^ =91.4kg/cm2=0.914kg/mm2 / J, P$ G" [# e- o1 ?+ d3 n
容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此 7 m( y! Y# P7 t4 o' P
范围内不会因受压缩而压溃 $ @, Q# G5 D+ T0 ~' U+ T
9 W% h' J% T/ p
(2)掣子轴的设计
0 Z4 f) W1 F4 Y& }* l 掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲
2 q6 t2 w8 s( \% ~/ z' j 力矩设为M，则 - f; Q- b$ k( B9 ?+ u5 a+ _% |$ c! a
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2 F8 R2 \9 f. g3 O5 x* ?. y
= Ｔ*b/2
# j$ o; u' z. O* s7 M" f Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
; |/ K! D2 h1 B5 p$ } = 3225x2/16.8=383.9kg & h& x6 k, ?" V h" X
Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm ; S$ T1 d, C4 d6 _
sb= 400kg/cm2
$ C0 D1 h- g& } d= (32M/p/sb)0.333 " q& B: ]: I3 B: P; P) I
=(32x576/3.14/400)0.333=2.45
9 o- j/ ^0 z7 @, F d= 25mm # d- a* [1 K; U% o
7 s3 V( \" s; |4 D: M! m" d: l 掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2
( O7 _: D( ^+ B5 C# } d=(4Ｔ/psS)0.5
' s- r- I6 M! w8 h1 P =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm
" t$ O: |2 i5 }# w =12mm
. A% u0 W* ]- q- T- A 由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm
2 c5 I/ D/ }4 P5 d7 J9 B, J" T
(3)板弹簧的设计
& D6 d) p; K( H" Q2 U 使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、
# J# p: S9 q& d' X% G& |# ]( d 棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决 ) y) @1 Z2 c- l B8 ?
定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑， & c N6 O r% e4 R6 H
然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 4 N' \& k Y. y2 c% H( }' J
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用 : r# Y! z% ]: p' m
压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。
( a8 }. U! e. F. A5 w R7 Z: o0 l0 @ |8 m& q
假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s
" ]7 H6 d! y5 }! v- r 此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。 * I# ~! _5 v9 f, @/ |8 L% J
s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2)
[5 s$ a4 n! q =(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288
' _) v& u M* z% O6 p% n& T2 i =4284.7kg/cm2=43kg/mm2
2 q8 i. w% Z; S3 B7 T 但d=14mm，大约与掣子的高度相等。
7 U6 O( w* b$ s& O8 @% n Ｅ=2.1X106kg/cm2
1 S, u, v8 O. K! ] ( O8 A" I6 V! {( U
又 ! f C ?1 m# ?* R. L
5 i/ U$ j/ T' J4 g6 `) Z- z 将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度， , N/ S0 _$ j6 F1 O9 K
则假定的弹簧可以使用
& |$ J. i5 A5 Q2 ?2 [
' D4 r) T( J* z$ F/ b; r, o, Y7 B/ ^ Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
5 G( H P3 o, `7 x6 @& R ; s0 W+ H* T' N* q. P# {
弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内， & Y+ d) Y9 N. C- `: X2 h
故假定之值均可满足这些? $ y. H4 x4 L* R
条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm / C( \! l8 C/ V0 M, [/ T
使用SUP5材料 |
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