一種電控式防砸車電動(dòng)欄桿設(shè)計(jì)

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本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 一種電控式防砸車電動(dòng)欄桿的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 摘要 為了防止電動(dòng)欄桿砸傷車輛，通常情況下用以下技術(shù)防止砸車危險(xiǎn)，在電動(dòng)欄桿上面安裝有智能控制器，而該智能控制器集成了線圈檢測器（VD），在欄桿下落過程中，直接讀取車輛信號。一旦有車闖入線圈，則能夠立即停止下落，避免砸壞車輛。相比外部線圈檢測器，反饋速度更快更可靠。目前，國內(nèi)電控式防砸車電動(dòng)欄桿的研發(fā)也在向朝著運(yùn)行高速化、功能復(fù)合化、控制智能化的方向發(fā)展，廉價(jià)，簡單，方便成了電控式防砸車電動(dòng)欄桿發(fā)展的主題。 本次設(shè)計(jì)在題目是一種電控式防砸車電動(dòng)欄桿的設(shè)計(jì)，通過初期的制定該電動(dòng)欄桿的方案，然后進(jìn)行細(xì)化，對標(biāo)準(zhǔn)件例如電機(jī)、軸承進(jìn)行選型計(jì)算，然后對該電動(dòng)欄桿里面的關(guān)鍵零部件例如機(jī)架和軸等進(jìn)行校核計(jì)算分析，通過這一系列的論證，從而來證明該電動(dòng)欄桿的可行性和可借鑒性。 關(guān)鍵詞：電控式防砸車電動(dòng)欄桿，方案，校核，分析 Abstract Machinery industry is an important industry of a country, the development of the machinery industry has been affecting the development of the national economy, humans progress can not be separated from the development of the mechanical industry. In the global economic development environment, Chinas various industries are affected by the advanced technology of other countries at the same time, more and more foreign enterprises and brand spread to China has become a reality. In the promotion of the new market demand, the production line of the car ferry for improvement and optimization is a pressing matter of the moment. Production line ferry car enterprises must give full consideration to the problems that may arise in the production line ferry car running, try to make the automation of production line car ferry, the higher the better, so as to reduce the time of manual handling products, domestic production line ferry car research and manufacturing to and call for a global, economic, safe and stable theme consistent. At present, the research and development of domestic production line ferry car also to toward high-speed operation, multiple functions, control the direction of the development of intelligent, cheap, simple and convenient to the theme of the production line ferry car development. 本次設(shè)計(jì)在題目是生產(chǎn)線擺渡小車的設(shè)計(jì)，通過初期的制定該擺渡小車的方案，然后進(jìn)行細(xì)化，對標(biāo)準(zhǔn)件例如電機(jī)、軸承進(jìn)行選型計(jì)算，然后對該擺渡小車?yán)锩娴年P(guān)鍵零部件例如車架和軸等進(jìn)行校核計(jì)算并進(jìn)行有限元分析，通過這一系列的論證，從而來證明該生產(chǎn)線擺動(dòng)小車的可行性和可借鑒性。 This design topic is ferry car production line design, through the early establishment of the ferry car scheme and refinement, of standard parts such as bearing motors and made the selection and calculation, then on the ferry car key parts such as the frame and the axle and checking calculation and finite element analysis, through this a series of proof to prove the feasibility of this production line, the swing car and reference. 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線擺渡小車；方案；校核；有限元分析 Keywords: production line ferry car; scheme; check; finite element analysis 目 錄 摘要 I Abstract II 1緒論 1 1.1研究的目的和意義 1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3主要內(nèi)容 3 1.4智能控制器集成了線圈檢測器的設(shè)計(jì) 3 2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4 2.1總體方案圖 5 2.2工作原理 8 2.3機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 2.3.1電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 13 2.3.2鍵的選擇 15 2.3.3螺栓的計(jì)算 16 2.3.4齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 17 2.3.5曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 2.3.6軸承座的選取 18 3零部件強(qiáng)度的校核 19 3.1齒輪強(qiáng)度的校核 23 結(jié)論 25 致謝 26 參考文獻(xiàn) 27 1 緒論 1.1研究的目的和意義 工業(yè)的發(fā)展帶來了一場新的革命，繼西方資本主義國家生產(chǎn)研發(fā)出第一款停車場用電動(dòng)欄桿之后，德國的施耐辭公司也看到了電動(dòng)欄桿的利潤所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制電動(dòng)欄桿，并且與二十世紀(jì)中期投入到了世界各國等市場。當(dāng)前，全世界各大電動(dòng)欄桿生產(chǎn)廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進(jìn)行電動(dòng)欄桿的研發(fā)工作。現(xiàn)在國外等著名電動(dòng)欄桿的品牌中，都有電動(dòng)欄桿的銷售，全世界電動(dòng)欄桿的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，電動(dòng)欄桿的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此電動(dòng)欄桿是當(dāng)今生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的電動(dòng)欄桿銷售市場，電動(dòng)欄桿生產(chǎn)工業(yè)是西方資本主義國家的機(jī)械工業(yè)之一。 機(jī)械研究領(lǐng)域的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術(shù)交流，和參加科研項(xiàng)目，縮小范圍，提升新技術(shù)的進(jìn)步和整個(gè)塊的技術(shù)，提高外部條件變化的適應(yīng)能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調(diào)困難，不利于自我提高。因此，自上世紀(jì)第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎(chǔ)理論，拓寬領(lǐng)域，對專業(yè)合并的分化。機(jī)械工程可以增加產(chǎn)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，并研制和發(fā)展新的機(jī)械產(chǎn)品。在未來，新產(chǎn)品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個(gè)超級經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和任務(wù)。 電動(dòng)欄桿自從上世紀(jì)九十年代開始就陸續(xù)地被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面，但傳統(tǒng)的電動(dòng)欄桿由于傳動(dòng)精度不高，速度緩慢，有好多工廠仍然采用人工升降的方式，這種人工升降的方式勞動(dòng)效率低下，所以此次設(shè)計(jì)的電動(dòng)欄桿，在傳統(tǒng)的電動(dòng)欄桿的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)力機(jī)構(gòu)，從而來克服以往的電動(dòng)欄桿所不能克服的問題，對后續(xù)的電動(dòng)欄桿的設(shè)計(jì)制造有一定的參考意義和價(jià)值。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外的電動(dòng)欄桿技術(shù)始于六十年代，到七十年代已經(jīng)發(fā)展成熟，八十年代中期，大部分電動(dòng)欄桿都可以實(shí)現(xiàn)欄桿的自動(dòng)升降，泰國金衫公司的臥式電動(dòng)欄桿，升降高度可調(diào)。八十年代中期后的一、兩年，電動(dòng)欄桿的研發(fā)技術(shù)發(fā)展到了鼎盛時(shí)期，從而誕生了世界上一些著名的電動(dòng)欄桿廠家，1987年，日本最大的電動(dòng)欄桿加工公司把電動(dòng)欄桿投放市場，獲得成功。美洲的BDJE 公司也將新開發(fā)的電動(dòng)欄桿投入亞洲市場取得了巨大的成功。電動(dòng)欄桿自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已被世界各國的電動(dòng)欄桿加工行業(yè)廣泛采用。特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使電動(dòng)欄桿的發(fā)展步入了一個(gè)新紀(jì)元。隨著時(shí)代的發(fā)展，電動(dòng)欄桿在國外將會得到越來越廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。目前國內(nèi)外常見的電動(dòng)欄桿有以下幾種，下圖1-1即為電動(dòng)欄桿的圖片： 1-1 電動(dòng)欄桿 1.3主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的電動(dòng)欄桿適用于公路用，主要內(nèi)容包括電動(dòng)欄桿的整機(jī)設(shè)計(jì)和主要零部件的設(shè)計(jì)以及控制電路的設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品為左側(cè)型，適合使用溫度為A級，橫桿長度為2.5m，欄桿生氣時(shí)間為1.4s，無故障起落次數(shù)不小于1500000次，能手動(dòng)升起欄桿。 1.4智能控制器集成了線圈檢測器的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的電控式防砸車電動(dòng)欄桿上面安裝有智能控制器，而該智能控制器集成了線圈檢測器（VD），在欄桿下落過程中，直接讀取車輛信號。一旦有車闖入線圈，則能夠立即停止下落，避免砸壞車輛。相比外部線圈檢測器，反饋速度更快更可靠。下圖1-2即為線圈檢測器的產(chǎn)品圖片： 1-2 線圈檢測器 以下即為該線圈檢測器的技術(shù)參數(shù)： 1、 輸入電源：DC 8～12V 2、 工作電流：約30 mA 3、 工作頻率: 約 100 KHz 4、 線圈參數(shù)：1米(1.5～8)mm 。（4～6）圈 5、 檢測時(shí)間：約30ms 6、 輸出方式：TTL電平，高電平為無車，低電平為有車。 7、 靈敏度 : 4級靈敏度可調(diào). 二、 管腳定義 管腳說明 1: +12V DC（電源正） 5：GND（電源負(fù)） 9：OUTPUT（輸出，TTL電平，無車時(shí)為高電平， 有車時(shí)為低電平） 13：不接 4：不接 8：不接 12：LOOP（線圈） 16：LOOP（線圈） 三、 使用方法 1、靈敏度設(shè)置：檢測器頂部的撥碼開關(guān)1～2位為靈敏度設(shè)置開關(guān)，其設(shè)置關(guān)系如下表：、 開關(guān)1 開關(guān)2 靈敏度等級 ON ON 3：最高靈敏度 OFF ON 2 ON OFF 1 OFF OFF 0：最低靈敏度 2、 延時(shí)：當(dāng)將檢測器頂部的撥碼開關(guān)3撥到 ON 的位置時(shí)，每次檢測到車 輛通過后，檢測器將延時(shí)約2秒鐘才將輸出電平由低轉(zhuǎn)為高。 當(dāng)撥碼開關(guān)3為OFF時(shí)，檢測器將沒有延時(shí)功能。 3、 指示：正常檢測：指示燈的閃爍周期約3 S 有 車：當(dāng)檢測到有車時(shí)，指示燈將常亮。 故 障：當(dāng)線圈出現(xiàn)故障時(shí)（如斷線、圈數(shù)太少或太多時(shí)） 檢測器將快速閃爍，周期約為1S 4、 復(fù)位：檢測器頂部有一個(gè)復(fù)位開關(guān)，每按動(dòng)一次，檢測器將復(fù)位內(nèi)部檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)帶 電將檢測器插入線路板時(shí)，插好后，應(yīng)按復(fù)位開關(guān)將其復(fù)位。 四、線圈安裝指南 檢測器能否良好工作在很大程度上取決于它所連接的感應(yīng)線圈。線圈的幾個(gè)重要的參數(shù)包括：線圈材料，線圈形狀和是否正確施工埋設(shè)。在安裝時(shí)必須注意以下事項(xiàng)： 1.線圈串?dāng)_ 當(dāng)兩個(gè)感應(yīng)線圈靠得很近，兩個(gè)線圈的磁場迭加在一起，相互造成干擾。這種現(xiàn)象就是串?dāng)_。串?dāng)_會導(dǎo)致錯(cuò)誤的檢測結(jié)果和環(huán)路檢測器的死鎖。在相鄰的但屬于不同感應(yīng)的線圈間，要消除串?dāng)_，可以采取以下措施： A. 相同的尺寸不同的圈數(shù)以改變線圈的工作頻率。一般建議一個(gè)為4圈，另一個(gè)為6圈。 B. 將相鄰的線圈間距加大。必須保證探測線圈之間的間距大于3米。 C. 對線圈引出導(dǎo)線進(jìn)行良好的屏蔽，屏蔽線必須在探測器端接地。線圈電纜和接頭最好采用多股銅導(dǎo)線。在電纜和接頭之間最好不要有接線處。如果必需有接線端，也要保證連接可靠，用烙鐵將它們焊接起來，并且放置于防水處。導(dǎo)線截面積不小于0.5平方毫米。導(dǎo)線材料應(yīng)耐高溫防氧化，如高溫鍍錫線。 2線圈形狀及匝數(shù) 除非條件不允許，探測線圈應(yīng)該是長方形。兩條長邊與車輛（金屬物）運(yùn)動(dòng)方向垂直，彼此間距推薦為1米。長邊的長度取決于道路的寬度，通常兩端比道路寬度窄0.5米。線圈的圈數(shù)為4或6圈，如兩個(gè)線圈相鄰，則一個(gè)4圈，一個(gè)6圈。 3.線圈安裝要領(lǐng) 線圈埋設(shè)首先要用切路機(jī)在路面上切出槽來。在四個(gè)角上進(jìn)行45度倒角，防止尖角破壞線圈電纜。切槽寬度寬度一般為4毫米，深度30到50毫米，同時(shí)還要為線圈引線切一條通到路邊的槽。 2總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.1總體方案圖 本次設(shè)計(jì)電控式防砸車電動(dòng)欄桿主要由機(jī)架，安裝座，電動(dòng)欄桿，齒輪傳動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸等部分組成，其具體總體方案圖如下圖2-1所示： 2-1 電控式防砸車電動(dòng)欄桿 2.2工作原理 該電動(dòng)欄桿在欄桿下落過程中，直接讀取車輛信號。一旦有車闖入線圈，則能夠立即停止下落，避免砸壞車輛。而當(dāng)檢測器檢測到了車輛已經(jīng)過去了，就繼續(xù)通過控制系統(tǒng)個(gè)控制電動(dòng)欄桿下落。 2.3機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1電機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知整個(gè)電動(dòng)欄桿中零件重量與其他零部件的重量，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1440r/m。即： 具體的電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算如下: N=＝0.75(KW) G－電機(jī)的負(fù)載 －傳動(dòng)效率，取0.75 所以根據(jù)N＝0.75kw，n＝1500r/min，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y112M-4電機(jī)的結(jié)構(gòu)。 2.3.2鍵的選擇 機(jī)械設(shè)備中連接的方式有很多種，有螺紋連接，鍵連接等等，鍵連接主要是用在軸和其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合的場合，用來傳遞軸的輸出扭矩。通常情況下，選取鍵條的類型很關(guān)鍵，根據(jù)不同的工況選取不同的鍵。一般都有標(biāo)準(zhǔn)值，也就是說，在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊里面查詢得到。鍵的bh根據(jù)徑來確定。軸和帶輪的聯(lián)結(jié)，d=50mm, 參考資料2P5-194表(GB/T1095-1979)選用B1050的普通A型平鍵，鍵長為50㎜。 2.3.3螺栓的計(jì)算 螺栓的強(qiáng)度在機(jī)械聯(lián)接中至關(guān)重要，特別是在重要的場合，其強(qiáng)度校核和計(jì)算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力假設(shè)應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的，若為剪切面面積，則應(yīng)力為： 與剪切面相切，故為剪應(yīng)力。 2、擠壓實(shí)用計(jì)算 在工程上也使用相似剪切的計(jì)算方法，假設(shè)擠壓應(yīng)力是均勻分布的，則 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。 3、強(qiáng)度條件 剪切和擠壓的強(qiáng)度條件如下： 剪切強(qiáng)度條件：≤ 擠壓強(qiáng)度條件：≤ 式中 塑性材料： 脆性材料： 先按剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)： ≤?≤ d≥ 再用擠壓強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)，擠壓力為，所以 ≤? ?≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度是合適的。 2.3.4齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ﹙1﹚材料選用原則 選材的基本原則是材料在能滿足零件使用性能的前提下，具有較好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。 材料的使用性能是指機(jī)械零件在正常工作條件下應(yīng)具備的力學(xué)、物理、化學(xué)等性能，是保證該零件可靠性的基礎(chǔ)。對一般機(jī)械零件來說，選材時(shí)主要考慮的是其力學(xué)性能；而對于非金屬材料制成的零件，還應(yīng)該考慮其工作環(huán)境對零件性能的影響。 零件按力學(xué)性能選材時(shí)，首先應(yīng)正確分析其工作條件、形狀尺寸及應(yīng)力狀態(tài)，結(jié)合該類零件出現(xiàn)的主要失效形式，找出其在實(shí)際使用中的主要和次要的失效抗力指標(biāo)，以此作為選材的依據(jù)。 ﹙2﹚齒輪模數(shù)的確定 參考同類產(chǎn)品：選取小齒輪材料為45#鋼，齒面淬火，淬火硬度為HRC45~50；齒輪1材料為45#鋼，表面淬火，淬火硬度BRC48~55。初選z=100, 則z2=i100=2100=200, z=iz3=3.623=83, 為減小傳動(dòng)的尺寸，齒輪和齒輪一均為硬齒面，其目的是使大齒輪和中間齒輪使用壽命相當(dāng)。 模數(shù)大小需由彎曲疲勞強(qiáng)度確定。由于第二對齒輪傳動(dòng)承載較大，就按第二對齒輪傳動(dòng)初步計(jì)算。 按彎曲強(qiáng)度，m ① [1]P201式（10-5） 式中，取載荷系數(shù)K=1.325　，z=100，轉(zhuǎn)矩T=6338 Nw　 齒寬系數(shù)=0.51 齒輪、齒輪1許用彎曲應(yīng)力：[]=637MP，[]=396MP 齒形系數(shù)：Y=2.69 ， Y=2.21 應(yīng)力修正系數(shù)：Y=1.58 ， Y=1.77 以上數(shù)據(jù)均查自[1]P200 =＜= 就按二者中的大值計(jì)算，將諸值代入①式，得 M≥ = =8.5mm 圓整，取m=8mm。 ﹙3﹚接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算 一、驗(yàn)算接觸強(qiáng)度 （１）　齒數(shù)和精度等級：z=100，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動(dòng)載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=111.11.21=1.33 K=K.K.K.K=11.021.151.13=1.325 （７）總工作時(shí)間 設(shè)計(jì)每日工作8個(gè)小時(shí)，一年300天，使用壽命8年，使用期限內(nèi)工作時(shí)間占20% t=830080.2=3840h （８）工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動(dòng)輪，每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同側(cè)嚙合一次；中間輪同一側(cè)齒面也嚙合一次。因此，接觸應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用接觸應(yīng)力 []===1472 []===1713 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=100mm （16）驗(yàn)算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計(jì)算知，大小齒輪均滿足接觸強(qiáng)度要求。 二、驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 應(yīng)力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動(dòng)輪。每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同一側(cè)嚙合一次，彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化；中間同一側(cè)齒面口嚙合一次，彎曲應(yīng)力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 許用彎曲應(yīng)力[] []===540 []===650 []===518 驗(yàn)算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計(jì)算知：大小齒輪均滿足彎曲強(qiáng)度要求，且具有高的可靠性。 2.3.5曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1）基礎(chǔ)理論知識 在實(shí)際工程中，提出了各種各樣的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能的要求，并能滿足這些要求取決于機(jī)構(gòu)本身。以下對曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的特性進(jìn)行了討論和分析。我們都知道，曲柄存在的條件是：1）為短桿架桿或框架；2）短桿、長桿的長度小于或等于其他兩桿長度。如果四桿機(jī)構(gòu)的最短和最長的桿的長度和較大的其他兩個(gè)桿比，長度一樣的話，則曲柄存在的條件成立，否則則不成立。基于上述原理，短桿與長桿比短，并且比曲柄的回轉(zhuǎn)半徑相當(dāng)，則存在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 2）急回運(yùn)動(dòng)特性和行程運(yùn)動(dòng)速比K的關(guān)系 當(dāng)曲柄勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 搖桿作變速擺動(dòng)，而且往復(fù)擺動(dòng)的V均速度是不同的。 若將V均速度小的行程作為工作行程（正行程） ，將V均速度大的行程作為非 工作行程（反行程） ，那么，我們把曲柄搖桿機(jī)構(gòu)這種正、反行程V均速度不等的特性稱為急回特性。急回特性常用行程速比系數(shù) K（搖桿反、正行程V均速度之比）來度量。 如圖所示，曲柄順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿左右擺動(dòng)（順時(shí)針為正行程，逆時(shí) 針為反行程） 。我們把搖桿處于兩極限位置時(shí)連桿對應(yīng)位置所夾的銳角稱為極 位夾角，用表示。根據(jù)行程速比系數(shù)的定義有： ① 存在急回特性的條件是 不等于零。 ② 因?yàn)?是銳角，即 小于等于 90，故理論上 K 可以最大為 3。但由于 最小傳動(dòng)角的限制，實(shí)用中 K 小于等于 1.4。 對一些有急回特性要求的機(jī)械，常根據(jù) K 值按式(2-2)算出 角，再確定各 桿尺寸。 3）壓力角和傳動(dòng)角 用力和力作用點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線速度方向之間所夾的銳角稱為壓力角，常用表示；壓力角的余角稱為傳動(dòng)角，常用表示。曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)角隨曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)而變。傳動(dòng)角越大則機(jī)械效率越高，動(dòng)力傳動(dòng)中一般要求傳動(dòng)角最小值 有必要檢驗(yàn) 應(yīng)大于 40。 因此設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)值。那么，最小傳動(dòng)角在什么位置出現(xiàn)呢？分析如下：可以證明：若機(jī)架上 A、D 兩點(diǎn)位于 C、C"連線的同一側(cè)，則當(dāng) =0時(shí)， 最小，有機(jī)架上 A、D 兩點(diǎn)位于 C、C"連線的兩側(cè)，則 =180時(shí)的 最大(鈍角)，有 =180。不難看出，對于曲柄主動(dòng)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，最小傳動(dòng)角就是連桿和搖桿所夾的最小銳角。 2.3.6軸承座的選取 軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個(gè)因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達(dá)到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動(dòng)載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大于球軸承）、軸向游動(dòng)、安裝和拆卸。因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調(diào)心滾子軸承，因?yàn)檎{(diào)心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯(lián)合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內(nèi)圈，并是可分離的軸承，根據(jù)d=80mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78 帶緊定套的調(diào)心滾子軸承（GB/T288-1994），選用22218CK/W33+H318軸承，其基本額定載荷為=240KN,=322KN, 根據(jù)軸承選用配套的軸承座，參考資料2P7-43表7-2-105 適用圓錐孔的異徑孔滾動(dòng)軸承座(GB/T7813-1998) SNK型軸承座，可選用SNK316型的軸承座。 3零部件強(qiáng)度的校核 3.1齒輪強(qiáng)度的校核 1）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度 （１）齒數(shù)和精度等級：z=19，z=23,z=83, 圓周速度v=5 m/min，8極精度 （２）使用系數(shù) K=1 （３）動(dòng)載系數(shù) K=1.0，K=1.02 （４）齒向載荷分配系數(shù) K=1.21，K=1.13 （５）齒寬系數(shù) =0.78，=0.51 　以上2—5數(shù)據(jù)均查自[1]P193-205 （６）載荷系數(shù)K：K=K.K.K.K=111.11.21=1.33 K=K.K.K.K=11.021.151.13=1.325 （７）總工作時(shí)間 設(shè)計(jì)每日工作8個(gè)小時(shí)，一年300天，使用壽命8年，使用期限內(nèi)工作時(shí)間占20% t=830080.2=3840h （８）工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪為主動(dòng)輪，每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同側(cè)嚙合一次；中間輪同一側(cè)齒面也嚙合一次。因此，接觸應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 （９）彈性系數(shù) Z=189.8，Z=188.9 （10）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Z=2.22，Z=2.5 （11）接觸疲勞極限 =1280 ，=1370 ，=950 （12）接觸安全系數(shù) S=S=1 （13）接觸壽命系數(shù) KHN1=1.15，KHN2=1.25，KHN3=1.3 　　以上9—13數(shù)據(jù)均查自[1]P201—210 （14）許用接觸應(yīng)力 []===1472 　[]===1713 　 []===1235 （15）齒寬 b1=b2=b3=60mm （16）驗(yàn)算 =Z.Z=189.82.5 =1453<[]=1472 =Z.Z =188.92.5 =1224<[]=1235 經(jīng)計(jì)算知，大小齒輪均滿足接觸強(qiáng)度要求。 2）驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度 1 齒形系數(shù)Y Y=2.85，Y=2.69，Y=2.21 2 應(yīng)力修正系數(shù)Y Y=1.54，Y=1.575，Y=1.775 3 彎曲疲勞極限 ＝600，＝650，＝450 4 彎曲安全系數(shù)S S=1.0 5 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 小齒輪為主動(dòng)輪。每轉(zhuǎn)一周，小齒輪同一側(cè)嚙合一次，彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化；中間同一側(cè)齒面口嚙合一次，彎曲應(yīng)力按對稱循環(huán)變化。 N=60rnt=60116.983840=3.910 N=N/i=3.910/1.2=3.2610 N=N/i=3.2610/3.6=0.910 6 彎曲壽命系數(shù)KFN KFN1 =0.9，KFN2 =1.0，KFN3 =1.15 7 許用彎曲應(yīng)力[] []===540 []===650 []===518 (8) 驗(yàn)算： <[] <[] <[] <[] 經(jīng)計(jì)算知：大小齒輪均滿足彎曲強(qiáng)度要求，且具有高的可靠性 結(jié)論 通過對電控式防砸電動(dòng)欄桿的研究設(shè)計(jì)，我對國內(nèi)現(xiàn)有電控式防砸電動(dòng)欄桿有了比較深入的了解，就電控式防砸電動(dòng)欄桿來說，雖然國內(nèi)很多廠家在生產(chǎn)制造并銷售，但是依舊有很多不足之處，比如有的電控式防砸電動(dòng)欄桿直接就沒有任何外層保護(hù)，對車輛來說具有嚴(yán)重的安全隱患，本設(shè)計(jì)中的電控式防砸電動(dòng)欄桿針對上述問題進(jìn)行深入的研究改進(jìn)，將這款簡單實(shí)用的設(shè)備進(jìn)行了人性化的升級，使其更能適應(yīng)現(xiàn)代化要求。通過這次對電控式防砸電動(dòng)欄桿的研究設(shè)計(jì)了解到雖然很多設(shè)備已經(jīng)設(shè)計(jì)出來并且被投入生產(chǎn)之中但是依舊會有很多可以改進(jìn)的地方，我們做為未來工程師就必須要針對這些設(shè)備的不足進(jìn)行合理化的改進(jìn)使其能夠跟隨時(shí)代前進(jìn)的步伐適應(yīng)新的生產(chǎn)力的需求。作為未來社會生產(chǎn)力的主要軍我們這一代任重道遠(yuǎn)，我們必須要謙虛謹(jǐn)慎，仔細(xì)認(rèn)真的對待設(shè)備設(shè)計(jì)，感謝電控式防砸電動(dòng)欄桿行業(yè)的李師傅為我細(xì)心講解該行業(yè)的發(fā)展以及電控式防砸電動(dòng)欄桿的一系列難點(diǎn)的問題。感謝所以奮戰(zhàn)在生產(chǎn)一線的所有技術(shù)人員和工作人員。 致 謝 四年的大學(xué)生活就要結(jié)束了，在大學(xué)的四年將會是我這一生的財(cái)富。從大一的懵懵懂懂。到畢業(yè)時(shí)的依依不舍。這四年我成長了，這四年是我人生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，今天借畢業(yè)論文之便，我想表達(dá)我對學(xué)校，對幫助過我的人表示誠摯的感謝。首先需要感謝就是我的母校和我的學(xué)院，是你提供給我學(xué)習(xí)的機(jī)會。然后是要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師，是你的不辭辛勞的指導(dǎo)，我才能順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部工作。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的中間我給你帶來的不便，在此還希望你能夠海涵。然后是要感謝我的同學(xué)和學(xué)長們，正是你們的陪伴和幫助我走過了這幾年，在學(xué)習(xí)上的問題，很多都是同學(xué)給我解決的。沒有你們，我就不能成長到今天這么好。同時(shí)還要感謝我父母的養(yǎng)育之恩，是你們辛勤的工作給我換了了學(xué)習(xí)的機(jī)會。最后我還要感謝自己。感謝自己的堅(jiān)持和努力。以后的生活將會是自己成長的另外一個(gè)階段了。今天完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將會和我的母校說再見，但是在將來的學(xué)習(xí)和工作中，我一定拿出我們浙萬人的氣質(zhì)來。不給母校丟臉，在工作學(xué)習(xí)中勇為人先。幾年的大學(xué)生活：苦樂參半、一生留戀。 在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，XX老師，XXX老師，XX同學(xué)同學(xué)也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！ 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵(lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在大學(xué)學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會，它使我深刻認(rèn)識到在知識的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是尊重知識，充分學(xué)習(xí)知識，掌握知識的時(shí)代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會在激烈的競爭中落后于別人，也才能用自己的真才實(shí)學(xué)為社會做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識是無止境的，無價(jià)的，我愿在求真的道路上下而求索！ 參考文獻(xiàn) [1] 張華 機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì) 北京：科學(xué)出版社，2004.5 [2] 李念 電控式防砸電動(dòng)欄桿概述 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 張棟 電控式防砸電動(dòng)欄桿的創(chuàng)新設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 電控式防砸電動(dòng)欄桿工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 加工專機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠(yuǎn). 電控式防砸電動(dòng)欄桿的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝，嚴(yán)普強(qiáng).機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ). 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機(jī)械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 電控式防砸電動(dòng)欄桿原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2004.4 [13] 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