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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* |! ^& {9 T" S6 z( N& Y
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！ u+ Z# T: d/ \' K5 e6 P
(1)棘轮的设计
3 [# \ Y% v9 e. d% Q$ ?/ s* g 棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿
6 V2 B" Z: I/ M# V) Z" Y 的程度。本设计取z=14。 # q$ A/ b& O% E/ Z# Q' I. A
作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
7 O4 m9 T" _- n) a- N
# x% v5 h1 n4 {7 F, i Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
" U/ o9 ^# n; r! x = ＴxＲB & F9 V, M$ b0 \2 J- {
( V+ p; i, }( R9 Z: e4 Q Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入 7 F0 Y! \2 U7 V6 W/ ?# K
# d$ b# @. l9 c' _: ` Ｍt=258x12.5=3225kgcm ! }& f, B4 C! H) m
p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入 & D% U y7 q' U6 W
z=14
( d* m9 @- x7 v# l" } sb=300kg/cm2 . J, X" } _2 r: H( w
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8
; H- B# K& `# h3 E! E4 M P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm
( R/ k/ @' H" o+ n0 y5 e# Q0 Q. p' I6 I3 q: l# d( @6 a4 b2 o
模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12
- M6 A2 C/ @8 K& f0 B m = 12
7 X! ]% X. J2 E$ Q) D0 I6 P O6 ? K' v; l" F4 L$ D" l
p = m*p
{& g- z2 ^% U# e = 12 x 3.14 ≒37.7mm ) i' z( O, m6 r1 \ w9 K0 r' B4 v9 D
8 y: X8 Y- v, a 齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm
3 L" a$ f7 F4 L9 W( k" F5 d 齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm ' w+ r* D5 v# ?9 B; u
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm ) A- q# C' ~" e" \
棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm ! m2 `$ G; a4 X+ @! s. e
掣子的角度a=15°
. q8 L7 @8 b7 ^( f 对棘轮的压力的压溃强度
% Z" A/ ], j: q! ]& U2 \ 由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入
( ~* k! X+ w2 R8 @" |4 n5 o Ｍt= 3225kgcm ! O# ?. Z' _+ [0 j8 \* }
Ｄ = 16.8cm
* S4 {+ P+ z) W K- I9 I# ~/ w b = 3cm " P1 Q7 O' z( w6 }$ X2 Q4 h
h = 1.4cm
1 y! M' R! f0 P& l sc= 3225x2/16.8/3/1.4 6 e/ c U. z+ K* D
=91.4kg/cm2=0.914kg/mm2 * o3 Z8 ^# p1 q! I. y# d2 a
容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此 : F! n2 D; b3 G% h6 D; [: D" T
范围内不会因受压缩而压溃
) C0 I f1 b7 F; c. J9 O! A- Z! m7 [+ j
(2)掣子轴的设计
4 l7 s* K) T, a- C 掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲
1 p& H5 p5 t: U8 b 力矩设为M，则 0 Z. }9 Y3 R6 y9 U& T! j9 w: j
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2
, l3 {( P! u4 T+ i = Ｔ*b/2 + I, N% V2 k8 v: x# B& O1 \1 ~
Ｔ= 2Ｍt/Ｄ
7 ?- I- M3 N* g9 |0 ^ Z = 3225x2/16.8=383.9kg
* L; Y) K+ g: F! I3 U0 l/ K Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm J9 W0 b6 L4 u7 W$ h* z% P
sb= 400kg/cm2
- n; G# U- R% p& N' G8 v d= (32M/p/sb)0.333 1 m) J$ b: n% D* `$ T
=(32x576/3.14/400)0.333=2.45 7 ~+ b5 d! p: S% e7 S2 D
d= 25mm
7 f! \ g* A' `$ J* R0 o8 J& p1 ], x# p" c
掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2
* y! N5 ^, o/ }4 }: v' i& Z d=(4Ｔ/psS)0.5 " P7 L: ]& o- L2 e' t' c3 t) [
=(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm : D( H. ]8 M3 w) {/ }/ t, v6 v
=12mm
( n; }# M; G& X: ~7 P" h 由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm
; ?* R! I( Z% e, p" h `# Z; y6 F" u1 }0 C0 S( H% _. E4 A
(3)板弹簧的设计
6 F4 d" O5 h6 Q8 ] 使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、 4 a; A& N9 N) n) I
棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决
+ s6 @3 e8 t, b: t6 v/ Y 定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑，
' K! ?3 V5 W7 R9 U1 [+ L' | 然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。
3 b8 T! U1 K9 ]5 Q- p# | 求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用
: j/ R9 j0 u2 I2 l2 }9 y | 压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。 / l6 |' \& F6 F0 U7 n
) |, a: B+ g( s: [/ J
假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s 0 L# C7 Q/ E6 s8 a7 J2 s0 K
此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。
' J" s |) v0 k O* n& Q0 j& P M s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2) : W1 C& d" ^, `# f- a' p8 K4 v
=(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288 3 j: F" l j0 K7 H% e5 F2 |
=4284.7kg/cm2=43kg/mm2
8 b& F0 f# y+ u: K4 U0 t 但d=14mm，大约与掣子的高度相等。 6 `6 S6 E5 \9 w! o0 I: h
Ｅ=2.1X106kg/cm2
- M8 e- M% E& d! G: m2 e
4 S6 M, F0 S0 f# H 又
& N+ F* v4 j0 @. E& ?
n+ l: ]+ }7 l1 \" r9 c$ ^ t, c 将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度，
$ I" B q% I5 ^! s# Q3 h4 R 则假定的弹簧可以使用 / p# o2 ?" W0 s# @# ?6 w$ N0 A
$ N' p/ U7 T1 T% y Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
4 z8 H) S+ e+ E; J' U 0 H) w0 `; z+ \0 j- j" s! ^5 ?+ w
弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内，
' c. `! j u2 Z9 Q0 _( j 故假定之值均可满足这些?
6 X9 [9 g B5 Y" \% a$ t 条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm : |" X7 Z: \- N! Q3 e, y+ M
使用SUP5材料 |
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