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发表于 2010-4-21 20:46:55
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棘轮的设计8 P: }2 o3 g4 K4 X( h" ~, t
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！
, W3 t. X9 l, }& i4 M P(1)棘轮的设计
$ R% b$ M" P: F4 b 棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿 ) v( |' R9 m# {
的程度。本设计取z=14。 # i: ?9 N8 K( H! u/ a% ~& K' s. \, _
作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
! }4 b8 r' z. b: J% e, a! E% _2 O- A6 W9 e8 G
Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
, D6 E4 ?( s+ z: N4 W = ＴxＲB ! v$ S7 F* @4 D5 i
# E$ b9 K8 R$ H; Y1 S5 S3 A" }) f
Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入 & \! ^2 {# y: W' y1 m! \- R/ U
& _( W: \( ~. v' ]; h& X G
Ｍt=258x12.5=3225kgcm 6 V0 m5 g) r0 G. U s# Q/ d
p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入
: [# D5 i; f( O4 C z=14 ; {! `/ S% E7 o6 k
sb=300kg/cm2 ) Y- H" D! I* D* H; J! Q
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8 ; z. Z: O4 x! N5 P0 p: ~
P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm 3 ]& }5 Z2 J7 T1 Z% H b( J! m
# g/ R1 c$ w5 A1 u
模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
* Z, z3 `& B5 t! S w+ ^' K" o. \ m = 12
: U6 c7 h/ r7 D7 {/ O7 r
5 F$ B# Q' ~2 ?; l( d* \& i p = m*p
3 R, ?5 D: a$ r% Y' U = 12 x 3.14 ≒37.7mm
, [3 M& C9 N+ d. i$ ~" C$ H! w/ b; M& O; g6 Q
齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm
/ y t O7 o3 L4 r; X 齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm 4 Q3 i& S' ^3 a& C% A
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm
6 T J" r+ l9 I1 `" b 棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm
! E X( t* K* ?: R% G& {1 J 掣子的角度a=15°
3 x" }( H& D) l; C+ b) l* ] 对棘轮的压力的压溃强度 * W2 K- N/ t; I( Q- `" `
由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入 / r* F5 e% j) m& s" M
Ｍt= 3225kgcm
* ?1 z& u7 @' Q8 i+ I1 Y9 j Ｄ = 16.8cm ( t7 Q! w, p) M7 O
b = 3cm : y5 D1 ^7 [; u4 Q( y: R7 G
h = 1.4cm - b; U( n, p: P/ e
sc= 3225x2/16.8/3/1.4 . Y$ F8 n b0 y# U9 l6 k3 n
=91.4kg/cm2=0.914kg/mm2 ) Y2 ~# K" a7 x
容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此
. D, d+ P7 [; H( q& | 范围内不会因受压缩而压溃
* o! ~8 {7 f1 X. F; ^. q: o
8 T# O: \) p; K4 x/ k(2)掣子轴的设计
7 \6 N# T s; @1 k( p 掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲 . V1 c) M5 {; s1 I. U; F
力矩设为M，则 ; G `3 p0 u5 e, K9 W" ?& H8 @
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2
5 H8 U* a9 u+ f3 e = Ｔ*b/2 7 s. K7 i7 y3 }( d3 b
Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
8 ]1 K8 W7 o2 q& w1 ~$ M8 u, I = 3225x2/16.8=383.9kg $ H4 q; w$ K8 F6 Z9 \
Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm
8 {2 ]9 s( E( h# Q& V sb= 400kg/cm2 # L6 j! ]/ K* R, ?" A
d= (32M/p/sb)0.333
5 T4 l2 e1 C3 U6 I; f =(32x576/3.14/400)0.333=2.45 5 d* E/ M! Q, [5 @9 ]2 g/ T2 s
d= 25mm
m! o3 W/ O3 ~& u/ f; ~1 x
$ z8 T- n4 k, A, W5 a 掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2 O) [9 ~- {. ^6 Z) J# D% X
d=(4Ｔ/psS)0.5
2 G5 A7 i1 s7 n6 r =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm
/ f' b. g- n0 G8 h/ r6 ] =12mm 8 m5 T4 x6 q' g/ J* G+ t
由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm % {8 b" h8 K+ _5 N6 W' M
0 @& L: e* f$ i9 w3 o
(3)板弹簧的设计 * Y. v7 z1 N5 J1 }0 m
使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、
5 U" ?) \6 o# z- a) Z, M+ P$ k6 y 棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决 . h! [# T# E% j( p4 u' O+ ?
定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑，
6 G, L$ Y. U& \: S3 b9 q2 _/ R 然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 6 E3 o* ]7 S. I0 {
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用 9 V. s; R! W! r! I
压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。
% Y. p. J# B- d( i4 f/ @
5 M# I4 E8 j6 G( y4 x/ _) \ 假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s 1 L9 U" u |5 r8 l& Y2 o
此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。
0 a! E" l4 [3 a* q. T2 s# ? s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2) + b6 S. j6 f7 Q2 a6 c+ m9 g `
=(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288 * a8 ~7 x8 @) A) E
=4284.7kg/cm2=43kg/mm2
, ?* V6 ~+ g7 X$ Z 但d=14mm，大约与掣子的高度相等。
5 ^7 \+ {% h( A' J Ｅ=2.1X106kg/cm2
6 q6 D2 g- }. T: A7 `: b* y 4 n6 Q% A6 H& d
又 7 L3 P7 ?3 h2 A3 D9 u7 E
U* k$ j: o. o. @ 将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度，
0 W6 `9 |& j( l; [, ^ 则假定的弹簧可以使用
+ L( m) }) G3 l ( f# u& S4 U5 C- O+ }) _
Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
6 r1 I4 ]+ o+ ?6 H4 n; B 6 I* X$ {" Z7 i' y: ?
弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内， $ Z3 m; o2 ~+ c+ P, I" M! G
故假定之值均可满足这些? * p% Q% ^$ s i
条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm 1 k# [3 U1 q9 x
使用SUP5材料 |
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