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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1 h6 k. |$ g; f' k3 i" J7 V
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！
: Q5 Q% { W& k+ J1 X- K# {3 T7 G, P(1)棘轮的设计
6 n0 \2 O& F, e- g9 Z8 O" @% Y 棘轮的齿数，如果系手摇绞车所用，大约为8~16齿
y3 L3 j; d, t( i. e" X 的程度。本设计取z=14。
; c7 R$ C( t. V0 S. l 作为中间轴的力矩，为制动器之项的回转力矩
5 w. e6 W+ Y2 F! I
6 z: m9 x# J% e3 B% A% T; X$ N$ _ Mt = (作用於制动轮的回转力)x(制动轮的半径)
8 H5 E- v8 W. T1 l v4 n = ＴxＲB 8 N) Q: `: O* ^; ^9 Q2 Q
+ v5 v4 N) a5 v, L" c& I
Ｔ=258kg ＲB=12.5cm 代入 , k9 d/ e; f+ m5 R; N3 W$ R6 q
9 e6 N" H) V x: L; h
Ｍt=258x12.5=3225kgcm
7 j9 h% @: W' a* U1 W* w: g! K p=3.75*( Ｍt/(z*sb*Ｋ))0.333以上记之值代入
$ ~" ^1 D* m& G) k: O/ b. } z=14 8 l. _. l. J. H9 i; ?: h! V
sb=300kg/cm2 5 v: v8 g( L6 o4 l t% |0 f
Ｋ=(0.5~1.0) 取0.8 , b' x, o8 V# }' ?, t( S" W
P=3.75(3225/14/300/0.8)0.333=36mm . Q* A7 J$ p) \3 j$ q, X
8 P( H# o6 L4 e; | 模数 m = p/p = 36/3.14 ≒ 11.46 ≒12 # O( h5 m- {! Q( a
m = 12 1 B+ A/ [" f$ Q- g. ~; H5 \
' c" Y/ a2 Q6 z* N
p = m*p 8 b' q1 D; p( n; U3 E
= 12 x 3.14 ≒37.7mm 2 d8 p* R+ Y( @' u+ I
8 s) D2 Q* [" S( U% n8 P3 m- I3 r; X 齿的高度 h = 0.35p = 0.35x37.7 = 13.195mm = 14mm
4 ~6 m' @/ q4 y y x* }1 Y8 q 齿尖的厚度 c = 0.25p = 0.25x37.7 = 9.42 = 10mm 7 W, z' V( q8 ^( @$ L' W
棘轮的外接直径 D = m*z = 12x14 = 168mm . h1 R2 R% ?8 D z2 i& Z
棘轮的宽度 b = Ｋ*P = 0.8*37.7 = 30.16mm = 30mm
2 t: Y! V; ^" h2 i/ @7 _3 Z0 s 掣子的角度a=15°
# ?: \4 j! Q. k4 G 对棘轮的压力的压溃强度
2 v. s8 {6 c! N0 n1 H0 F7 h 由 sc = Ｔ/(bh)，Ｔ = 2Ｍt/Ｄ之值代入 - J9 d% P& O0 z) n) {
Ｍt= 3225kgcm
4 V& K9 N# \( r1 @3 Q) ] Ｄ = 16.8cm
& Z, E6 N8 O' @! B, p+ j; S b = 3cm
5 s. I5 f% V" N: `: |5 x% [! W: {* V/ K# ? h = 1.4cm + [5 ]: C# ~# W
sc= 3225x2/16.8/3/1.4
9 N: W9 B- L- U v# Y9 a =91.4kg/cm2=0.914kg/mm2 9 p! E) s. ^5 Z/ h+ `
容许压应力的范围0.5~1.0kg/mm2，所以上记之值在此
) i* L; U( l% J 范围内不会因受压缩而压溃
9 [" f! ?) O& D: A3 x; _7 f: a% \0 ?; |* S% E
(2)掣子轴的设计 / l* `$ Q: Z9 Y1 k7 T5 C9 k
掣子轴的直径为d 在掣子轴发生弯曲力作用，故其弯曲 . X/ T' R# M) h- x' H: ]# G
力矩设为M，则 $ [2 t3 N6 J. @
M = (作用於掣子的力)x(掣子宽x棘轮宽) / 2
! z6 _+ o1 y; Z' E) f; Y5 b = Ｔ*b/2
6 Z2 D: ~$ i. r1 B8 g Ｔ= 2Ｍt/Ｄ 1 U9 U+ d3 u8 l9 N4 o3 P P& f
= 3225x2/16.8=383.9kg
- |3 ~/ J( W: K Ｔ= 384(kg)*3/2=576kgcm
3 I( z8 a* B- m sb= 400kg/cm2 * I/ V$ N9 b) e$ g: W) L Z$ @
d= (32M/p/sb)0.333 $ X1 y1 f% c3 \2 @/ c0 D
=(32x576/3.14/400)0.333=2.45
9 E% K5 l! D" m. r! R8 g) Y8 F# u d= 25mm
& P- R3 t7 n3 \! `% G- X
# t8 R9 Z- r- }; i/ d 掣子轴受剪的情形：取ss=400kg/cm2
/ j8 K; R% e5 J( Q5 P$ n$ I d=(4Ｔ/psS)0.5
& r4 d3 O3 `* s) @ =(4X384/3.14/400)0.5=1.12cm
+ @& z1 _# e2 i1 E/ w: m1 _ =12mm
1 I9 s) D/ e) ?8 C. [ 由上记两者比较，应取受弯曲作用时之直径d=25mm 7 P' _+ M# `2 C" h8 T; _2 B
$ s% T+ G, {4 g! Y' g9 E! I3 |
(3)板弹簧的设计 * }: a8 J$ w# r) T" I4 h
使用板弹簧、板弹簧的设计，需考虑制动轮、掣子、 ' o3 d# @+ @/ }; R* p# R% h) U
棘轮、中间轴、机架的相互位置，於绘制构想图中决 & F6 W. S# e/ ]: C3 s
定之，即棘轮的大小，棘轮齿的宽度，均应考虑， ! k5 }) ^' g- T0 V
然後在构想的阶段假定长l，厚t，宽b，求其弯曲应力。 * s/ l2 H. {8 l
求挠度先求弹簧压力Ｐ，此值在选取时应与弹簧的使用 ) k" g6 N6 v0 {8 n3 A
压力范围比较之，如Ｐ值在使用范围，则设计上 当可安全。 7 }% q+ Q$ E5 o5 M$ K5 c
5 T* D: J- S/ O$ `# F" f9 y4 I
假定l=120mm，宽b=30mm，t=1.4mm，求s
: ~( P# L( V0 r: i2 ?7 v 此值希望在50kg/mm2以内，试计算之。
+ l( K( v$ e" u/ B8 u4 u s=(3*d*Ｅ*t)/(2l2)=(6*l*Ｐ)/(b*t2)
* v& o4 g2 {7 d! i =(3x1.4x2.1x106x0.14)/(2x122)=1234000/288 8 _/ b# \& B9 I. e( q
=4284.7kg/cm2=43kg/mm2 * |5 f7 ^4 @: y8 _5 }9 U. N5 \7 j% Q
但d=14mm，大约与掣子的高度相等。 4 }9 t! K4 K' g8 E- n6 J7 C. g
Ｅ=2.1X106kg/cm2
( i- |& o' E. K# u8 J
9 [, u0 O" s' e7 X: G: G k 又 ( `" X$ E' \: a8 F
5 S' \4 D/ o4 X9 E4 V' m1 y
将 s = 43kg/cm2代入上式，如Ｐ之压力值在5kg以内之程度，
" H3 h! o' J, s8 s& b 则假定的弹簧可以使用
& m2 X3 M5 Y; \7 C8 P: i# \+ [ , o7 Q/ j Z5 J& e2 Y0 W- `
Ｐ=(1.4x2.1x106x3x0.143)/(4x123)=24202/6912=3.5014=3.5kg
/ m$ W, K0 a0 c& _: ?
; I8 B# Y' ^8 j5 j/ M2 Q" |0 `0 Y 弹簧的容许弯曲应力50kg/cm2以内，弹簧的压力在5kg以内，
' A) P5 m( X5 q R& b 故假定之值均可满足这些?
4 y- @5 q0 I! z" I6 V* J 条件因此吾人决定下列的尺寸 l=120mm，b=30mm，t=1.4mm 5 l9 R. N( g$ R' q0 F
使用SUP5材料 |
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