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发表于 2010-4-21 20:46:55
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棘轮的设计) q6 t* I3 O3 I) V9 }
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！6 V" h9 `( t6 p" X& K" ?
(1)棘轮的设计 ( x) U& U2 [4 B% u
棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿 % E/ ~/ H5 n8 f. ~* x1 Q/ ]* \: Z
的程度。本设计取z=14。
3 F* R: ~6 ~2 S" F& R8 y 作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
4 _ d H( `6 G6 s) C, _0 M* f, b6 a. X
Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
% J5 |# \1 r% J/ q# p( K. Q = ＴxＲB
. W9 z9 Q$ m( i' `6 ?
+ h' g& j8 O; k: l/ G Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入 9 w, C! H, ]) U! v/ r
|9 z' J k6 \8 X4 x+ t
Ｍt=258x12.5=3225kgcm ; x5 \: \ Z/ r$ z; M) W
p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入 + V. F& R$ U- ?
z=14
& {$ k$ d) \6 q$ |& E# D: ~ sb=300kg/cm2 / K$ H1 Q {6 L
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8
# E6 O. b; C/ p) v' ?' [- Q! n P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm
8 [, B7 u9 E' O/ @4 r: d# ^! P: H* j
8 h9 b' ?6 Z1 O3 q2 n' f, X 模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
/ C' w, Q' c: t2 b% t* o7 Y m = 12 9 V# ~3 ], R* H- P$ v; C$ y
+ c/ n2 Y! v; D( X5 L6 T p = m*p + t! W9 h* x# P3 ^" D: x
= 12 x 3.14 ≒37.7mm
; Y6 G6 Z. [% O1 W
0 F0 _- {) f7 T 齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm * U% \2 J l; @
齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm 9 M4 l5 {) b8 A% ]9 T% D. r2 I
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm
$ X1 x' @/ u* @* w0 n: p$ @ 棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm % C8 Z" F5 w+ p- L& w
掣子的角度a=15°
& w+ v4 g' C- Y 对棘轮的压力的压溃强度 8 e+ R0 k# x$ Q* e- x) f
由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入
$ A* ]- Y2 @; q: \ Ｍt= 3225kgcm / A' v2 p5 a' C/ U O. Z% ~
Ｄ = 16.8cm
2 c; p7 t( ?; A* j+ Q1 }: B b = 3cm ) j' n! Q% I0 p) c
h = 1.4cm " h; \/ P) u+ Q
sc= 3225x2/16.8/3/1.4 . X- X( K. I3 i# B* g1 K1 c# _6 L
=91.4kg/cm2=0.914kg/mm2
2 V. a- t! [. n* N5 V5 j 容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此
5 K/ d* M2 o: L3 b8 ~' X- C 范围内不会因受压缩而压溃
* f6 ?! g7 k" ?" Q9 l5 C5 \& m0 E% H7 D. K
(2)掣子轴的设计
* b1 g* W. h, X. g# q0 @4 \ 掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲
3 i9 x2 u' B/ Q3 q: S3 a+ s1 o4 w5 p 力矩设为M，则
' F b Q4 _ m) t M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2 , D1 \, x. ?4 f
= Ｔ*b/2 ! N5 |' D% @; |* D. p
Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
. e# _' X2 }5 ]/ f! ~! s& _ = 3225x2/16.8=383.9kg
0 x; P c& P7 ~! S Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm
: b0 \1 P9 M* j2 f# r# d! P sb= 400kg/cm2
6 V3 I. q. U1 e' V0 {/ Z' A& K* { d= (32M/p/sb)0.333
7 Q6 `; u/ O8 D ~/ g6 d =(32x576/3.14/400)0.333=2.45 2 j" m! y8 a1 M6 F( y2 D- h5 R& [
d= 25mm
) w/ k+ X+ U8 k7 s1 K/ t& q9 Z- _5 u! d! E! B5 M5 r
掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2
* I/ i, w1 A4 t' Q d=(4Ｔ/psS)0.5
! T" Y: {- I1 U( Z( {& g! [ =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm 6 z$ |5 A1 h3 p: Z. F; _3 H* B p. o
=12mm 2 U$ ?! X6 r8 K z7 }+ ^
由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm
" e1 }, c5 R+ B8 h% E2 O
5 I2 ?/ x6 ?5 X(3)板弹簧的设计
0 @2 p5 X$ ^+ z: {" O& r& N7 y- d 使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、 G; \ y9 Y" b
棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决
9 h. U: Z1 |3 O [ ^8 m 定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑， * u( s7 S7 Z& `1 w+ f
然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 / B W: }8 R. y$ |* s, D
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用 8 ?6 m$ o+ Y2 E" S6 t6 f, O- K
压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。 * T" j6 c5 _* f3 s* j8 ?. `
+ v9 m3 V) D* l) X- d, r4 D
假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s
' N- S- h1 r5 M 此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。 9 M! G! I8 z* x+ G9 k0 {2 P
s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2) # R% {% g$ ^% s6 }5 S" z9 w% @% q
=(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288 : y; Z8 |. b6 n4 o
=4284.7kg/cm2=43kg/mm2
' u. K: Y+ Y a# O& W 但d=14mm，大约与掣子的高度相等。
: r, n( u4 d- A l$ G Ｅ=2.1X106kg/cm2 / m: g: K5 \# ^- f
, G& E% n1 T* z0 h, U D" n 又
5 `8 c& D7 Q! m5 F/ ~% E2 @2 A$ T, p2 v" R j6 k- ]
将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度， / R5 G6 m: y3 J
则假定的弹簧可以使用
r0 c2 O6 |1 b6 q1 D " m* Y' s/ j7 g% K7 X
Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
( L: y, J3 X r; P( O% `4 i3 C
8 Y, n0 X8 ^6 |6 ]: V+ R& z 弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内， 0 a4 z' h5 l6 V
故假定之值均可满足这些? ! F4 n' `% d) R1 c9 C, t2 V
条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm
. w4 `! u0 M8 C* {) w9 A 使用SUP5材料 |
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