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多功能童車設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)其 行走 兩個(gè)速度 搖擺 兩功能 用同一電機(jī) 可分別控制 我自己做的簡圖 設(shè)計(jì)思路 一個(gè)電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)一個(gè)減速器和一個(gè)二級(jí)變速 箱 減速器和二級(jí)變速箱的輸入端各有一個(gè)離合器 可分別單 獨(dú)控制 變速箱輸出端接童車驅(qū)動(dòng)輪 減速器輸出端通過皮 帶傳到童車上端 用曲柄滑塊控制搖籃的搖擺 圖紙要求 一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的整體 CAD 圖 童車車體大致框 架就可以 主要注重傳動(dòng)系統(tǒng) 還有各個(gè)傳動(dòng)部分單獨(dú)的圖 1 摘 要 隨著人們生活水平的提高 人們對(duì)兒童這一弱勢群體的關(guān)注越來越多 對(duì)兒童 產(chǎn)品的要求也是越來越高 本論文主要針對(duì)童車產(chǎn)品領(lǐng)域 以嬰兒車為主要論述和 設(shè)計(jì)對(duì)象 運(yùn)用理論研究與實(shí)際調(diào)查相結(jié)合的方式 完成論文的論述和設(shè)計(jì)的實(shí)踐 通過搜集資料 調(diào)查研究 理論學(xué)習(xí)入手 以嬰幼兒為出發(fā)點(diǎn)探索嬰兒車產(chǎn)品各方 面的特性 包括生理 心理特性 使用特性及物的特性 分析出嬰幼兒在成長過程 中容易忽略的行為問題 從尺度 造型 功能 色彩 材質(zhì)等方面研究嬰兒車的設(shè) 計(jì)因素 使嬰兒車的設(shè)計(jì)更全面 本文研究部分主要包括一下四個(gè)方面的內(nèi)容 第一部分可分為緒論和市場調(diào)查部分 闡述了命題背景 意義以及研究的對(duì)象 和主要內(nèi)容 強(qiáng)調(diào)童車產(chǎn)品設(shè)計(jì)化是市場的必然趨勢 并對(duì)這一趨勢從各方面做了 分析 也為嬰兒車人性化設(shè)計(jì)提供了現(xiàn)實(shí)依據(jù) 第二部分著重分析物的使用者與物之間的關(guān)系 為人機(jī)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù) 第三部分在前面的分析研究上 以人性化設(shè)計(jì)和人機(jī)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)理念 總結(jié)出產(chǎn)品的特性及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要素 為設(shè)計(jì)實(shí)踐提供設(shè)計(jì)依據(jù) 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下 1 大多數(shù)企業(yè)都忽略了成人這個(gè)隱性使用者 本文將成人的使用特點(diǎn)引入嬰 兒車的設(shè)計(jì)中 包括研究成人手部結(jié)構(gòu) 成人使用嬰兒車時(shí)的手部特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)能力 分析 為嬰兒車設(shè)計(jì)提供一定的參考 2 本文將嬰兒車的設(shè)計(jì)理論從人性化設(shè)計(jì)和人機(jī)設(shè)計(jì)兩種不同的角度分析 將兩種平時(shí)容易混淆的設(shè)計(jì)理念分開論述 使嬰兒車的設(shè)計(jì)理論兼具理性和感性 為童車設(shè)計(jì)提供新的設(shè)計(jì)思維 關(guān) 鍵詞 嬰兒車 成人 互動(dòng)性 人性化設(shè)計(jì) 人機(jī)設(shè)計(jì) 2 Abstract As people s living standards improve people s attention to this vulnerable group of children more and more demands on children s products is also increasing This thesis focuses stroller product areas the main discussion of baby carriages and design objects the use of theoretical research and practical investigation combination complete discussion papers and design practice By gathering information research theoretical learning perspective and as a starting point to explore infant strollers all aspects of product characteristics including physical psychological characteristics using the properties and physical characteristics of the infants and young children in the growth process is easy to overlook the behavior issues from the scale shape function color texture and other aspects of design factors stroller baby car design to make more comprehensive This study section includes about four aspects The first part of the introduction and market research can be divided into parts elaborated propositions background significance as well as the object of study and main content of the product design emphasizes stroller is the inevitable trend of the market and do an analysis of all aspects of this trend but also for stroller friendly design provides a realistic basis The second part focuses on the user analyte relationship between things provide a theoretical basis for the design of human machine The third part of the analysis in the previous research to design user friendly design and human aspects of the design concept summed up the characteristics of the product and product design elements providing design basis for the design practice The main innovations are as follows 1 Most companies have ignored this recessive adult users This article will feature the introduction of the use of adult stroller design including the structure of adult hands adult stroller hand characteristics and exercise capacity analysis stroller designed to provide a reference 2 This article will stroller design theory from human design and human design two different perspective usually easy to confuse the two design concepts are described separately so that the baby car design theory both rational and emotional for the stroller designed to provide a new design thinking Keywords Baby carriages Adult Interactive User friendly design Ergonomics design 3 目錄 摘 要 1 Abstract 2 第一張 緒論 5 1 1 研究的背景 5 1 2 研究的意義 5 1 3 研究的對(duì)象與方法 5 1 4 國外的嬰兒車產(chǎn)品市場調(diào)查概述 6 1 4 1 國外嬰兒車產(chǎn)品概述 6 1 4 2 國外幾款嬰兒車產(chǎn)品簡介 6 1 5 我國的嬰兒車產(chǎn)品市場現(xiàn)狀綜述 8 1 5 1 我國的嬰兒車產(chǎn)品市場現(xiàn)狀分析 8 1 5 2 我國嬰兒車市場存在的問題 8 1 6 我國市場上嬰兒車產(chǎn)品的分類 9 第二章 設(shè)計(jì)要求及方案 11 2 1 設(shè)計(jì)要求 11 2 2 設(shè)計(jì)方案確定 11 第三章 主要參數(shù)的選擇 12 3 1 行走速度的選定 12 3 2 搖擺頻率和幅度的選定 12 3 3 行走和搖擺所需最大功率的確定 12 3 4 電機(jī)的選定 12 3 5 離合器的選定 13 3 5 1 電磁離合器的特點(diǎn) 13 3 5 2 電磁離合器的工作原理 13 3 5 3 使用注意事項(xiàng) 14 第四章 行走傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 15 4 1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 15 4 1 1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 15 4 1 2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 15 4 1 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 15 4 2 齒輪設(shè)計(jì) 16 4 2 1 變速器第一組齒輪設(shè)計(jì) 16 4 4 2 2 變速器第二組齒輪設(shè)計(jì) 19 4 2 3 外傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 22 4 3 軸的設(shè)計(jì)及校核 22 4 3 1 軸 的設(shè)計(jì) 22 4 3 2 軸 的設(shè)計(jì) 24 4 4 軸承的校核 27 4 5 換擋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 4 6 變速器的箱體和附件 29 第五章 搖擺傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 30 5 1 各級(jí)傳動(dòng)比的分配 30 5 2 電機(jī) 減速器開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 30 5 3 二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 31 5 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速 功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算 31 5 3 2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 32 5 3 3 軸的設(shè)計(jì) 38 5 4 傳動(dòng) V 帶及帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 42 5 4 1 V 帶輪及 V 帶的設(shè)計(jì) 42 5 4 2 V 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 44 5 5 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 45 5 5 1 對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析 45 5 5 2 曲軸扭矩理論計(jì)算 47 總 結(jié) 48 參考文獻(xiàn) 49 致 謝 50 5 第一張 緒論 1 1 研究的背景 兒童這一特殊的群體一直是受到社會(huì)各個(gè)方面關(guān)注的 從歷史上看 從來沒有 任何一個(gè)時(shí)代的兒童能對(duì)今天的社會(huì)產(chǎn)生如此巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響 特別是對(duì)于 中國現(xiàn)在大部分的家庭來說 由于家庭結(jié)構(gòu)的原因 對(duì)兒童的關(guān)注度甚高 中國的兒童人口數(shù)在世界兒童人口數(shù)中占有較大比例 中國兒童作為直接消費(fèi) 者 影響市場者和主導(dǎo)未來市場者等多重角色 兒童產(chǎn)品市場蘊(yùn)涵著巨大的商機(jī) 無疑給這些在經(jīng)濟(jì)大洋中乘風(fēng)破浪的商家們帶來了新的希望 然而 巨大的市場商 機(jī)也帶來了許多負(fù)面效果 為了滿足市場供求的需要 大量兒童產(chǎn)品生產(chǎn)出來 質(zhì) 量卻難以保證 大大降低了兒童產(chǎn)品的安全性 給兒童身心帶來了不利的影響 有 的商家為了爭取更大的利潤空間 盲目擴(kuò)大海外市場 破壞了品牌的形象 也損害 了國家的名譽(yù) 在這些產(chǎn)品中 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)含量不高 一味的簡單模仿 抄襲 制 造商偷工減料 降低成本 企業(yè)違規(guī)現(xiàn)象屢禁不止 讓人不得不感慨兒童產(chǎn)品的明 天在哪里 兒童的身心健康誰能保證 針對(duì)這一現(xiàn)象 國際和國內(nèi)都相繼出臺(tái)了一 系列政策加以保護(hù)這類弱勢群體的利益 對(duì)各類兒童產(chǎn)品企業(yè)進(jìn)行抽樣檢查 召回 一些有缺陷的產(chǎn)品 使得兒童類產(chǎn)品的發(fā)展?fàn)顩r有了一定的改觀 1 2 研究的意義 創(chuàng)新設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)能力的表現(xiàn) 是從問題的發(fā)現(xiàn)開始 對(duì)問題進(jìn)行分析 提 出 論證 進(jìn)而解決問題的過程 并能在這一過程中發(fā)現(xiàn)新的問題而不斷重復(fù)這一 過程 以此來推動(dòng)事物的發(fā)展 產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是這個(gè)時(shí)代的要求 是通過設(shè)計(jì)這 種手段達(dá)到產(chǎn)品百變的效果 千篇一律的產(chǎn)品已不能滿足現(xiàn)代消費(fèi)者的精神需求 童車產(chǎn)品更是有別于成人的產(chǎn)品 滿足兒童消費(fèi)者的需要和欲望應(yīng)是每個(gè)設(shè)計(jì)者和 制造者的責(zé)任 童車產(chǎn)品現(xiàn)在大部分都是以模仿為主 雖然企業(yè)的進(jìn)步都從模仿其 他企業(yè)產(chǎn)品開始 并且模仿在本質(zhì)上也確實(shí)帶動(dòng)了一些技術(shù)上的創(chuàng)新活動(dòng) 但是在 未來的發(fā)展趨勢下 產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)是增加企業(yè)競爭力和實(shí)力的有效保障 創(chuàng)新永 遠(yuǎn)是企業(yè)的主題 而如今 我國的童車產(chǎn)品不僅供應(yīng)給本國的兒童使用 有些還出 口海外 簡單的抄襲國外產(chǎn)品已經(jīng)不能適應(yīng)激烈的市場經(jīng)濟(jì)要求 獨(dú)特的設(shè)計(jì)創(chuàng)意 理念才能彌補(bǔ)我國市場經(jīng)濟(jì)起步晚 產(chǎn)品設(shè)計(jì)滯后于其他國家的局面 中國童車制 造已不能滿足于我們 如何變中國童車制造為中國童車創(chuàng)造 如何打開童車產(chǎn)品設(shè) 計(jì)的突破口 提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能力 建立良好的品牌形象已是眾多兒童產(chǎn)品設(shè)計(jì)者 們所思考的問題 1 3 研究的對(duì)象與方法 6 在目前的市場上 童車的種類很多 按照功能和使用者年齡的劃分大致可分為 學(xué)步車 嬰兒車 三輪車和自行車等 本篇論文以嬰兒車為主要設(shè)計(jì)對(duì)象 以探索 的方式研究嬰兒車的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 研究的內(nèi)容主要有以下兩個(gè)方面 1 嬰兒車的設(shè)計(jì)特性研究 根據(jù)市場調(diào)查部分的內(nèi)容 了解市場上嬰兒車產(chǎn)品 已具備的各種特性和人們的不同需求 找出嬰兒車設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題 分析出嬰兒車 產(chǎn)品的特性要求 為人性化的嬰兒車設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ) 2 嬰兒車的設(shè)計(jì)要素研究 首先要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)各類理論化概念進(jìn)行歸納和梳理 以此對(duì)嬰兒車這類產(chǎn)品的要素展開研究 設(shè)計(jì)理論結(jié)合嬰兒車用戶的實(shí)際需求 才 能全面的設(shè)計(jì)出 以人為本 的產(chǎn)品 本文的研究方法如下 1 文獻(xiàn)研究法 撰寫本文的前期階段進(jìn)行大量的資料查閱 包括網(wǎng)絡(luò)資料 一 些大型童車產(chǎn)品企業(yè)內(nèi)部報(bào)告 市場分析報(bào)告 國內(nèi)外各類產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論書籍等 對(duì)這些資料進(jìn)行分析和總結(jié) 2 參與觀察法 對(duì)嬰兒車產(chǎn)品市場進(jìn)行調(diào)查 觀察用戶選擇嬰兒車產(chǎn)品時(shí)方向 和購買心理 采用詢問的方式了解用戶的實(shí)際需求 歸納出市場上嬰兒車產(chǎn)品的種 類及其構(gòu)件 幫助全面了解嬰兒車產(chǎn)品 3 理論結(jié)合實(shí)際法 根據(jù)前面的理論內(nèi)容的歸納和總結(jié) 運(yùn)用到嬰兒車的設(shè)計(jì) 中 理論結(jié)合實(shí)際 確定設(shè)計(jì)方向 完成嬰兒車的設(shè)計(jì)實(shí)踐 1 4國外的嬰兒車產(chǎn)品市場調(diào)查概述 嬰兒車的歷史可追溯到三百年前 產(chǎn)生于歐洲 設(shè)計(jì)者當(dāng)時(shí)是為歐洲中產(chǎn)階級(jí) 的婦女提供一種節(jié)省體力的工具 它的出現(xiàn)受到了歐洲及世界各地母親的歡迎 一 直風(fēng)靡至今 以下是對(duì)國外嬰兒車設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及經(jīng)典產(chǎn)品的簡單概述 1 4 1 國外嬰兒車產(chǎn)品概述 在國外 制作嬰兒車產(chǎn)品的企業(yè)并不多 尤其是美國 制作嬰兒車產(chǎn)品的品牌 屈指可數(shù) 原因是由于人們對(duì)消費(fèi)者權(quán)益的保護(hù)意識(shí)增強(qiáng) 特別是對(duì)嬰幼兒這類弱 勢群體的保護(hù) 制定了許多法規(guī)政策及技術(shù)方面的限定 也有大量問題產(chǎn)品招回的 案例 一旦嬰兒車產(chǎn)品有問題 企業(yè)是要付出巨大代價(jià)的 輕則官司纏身 重則企 業(yè)倒閉 所以在國外 童車行業(yè)是個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)高投入的行業(yè) 另外在設(shè)計(jì)方面 國外 的嬰兒車設(shè)計(jì)堅(jiān)持創(chuàng)新理念 他們認(rèn)為嬰幼兒是有簡單的思維能力的 不是完全蒙 昧混沌的 所以設(shè)計(jì)必須要考慮到嬰幼兒的角度 從材料的選擇 設(shè)計(jì)的風(fēng)格 裝 置的配備及工藝等各方面都有很高的要求 并且首要原則是要保護(hù)嬰幼兒身體不受 到傷害 產(chǎn)品質(zhì)量過硬 安全性能高 生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格 1 4 2 國外幾款嬰兒車產(chǎn)品簡介 豪爵是 Silver Cross 公司的經(jīng)典產(chǎn)品 是由那時(shí)杰出的發(fā)明家威廉姆 威爾遜在 英國利茲的 Silver Cross 街發(fā)明 這是他發(fā)明的第一輛最具有革命性的嬰兒車也是 由全手工打造的嬰兒車 由于它有著極為優(yōu)美的曲線和奢侈風(fēng)格的完美體現(xiàn) 百年 7 來都受到各國皇室的青睞 精湛的工藝 堅(jiān)實(shí)的底盤 手動(dòng)剎車裝置 皮革減震帶 造就了其優(yōu)雅 高貴的氣質(zhì) 柔和的曲線使童車整個(gè)造型象極了童話里的南瓜車 帶給人無限的遐想 Silver Cross 公司始終堅(jiān)持他們的設(shè)計(jì)風(fēng)格 選用最好的材料和 完美的手工藝 打造現(xiàn)實(shí)與童話完美統(tǒng)一的構(gòu)想 它也始終代表英國革命性設(shè)計(jì)始 終如一的品質(zhì) 這也是它能響譽(yù)世界的原因 圖 2 1 圖 2 1 Silver Cross 公司豪爵 Bob Revolution 運(yùn)動(dòng)型的嬰兒車 是一款只用輕輕著力 就能按照受力方向前 行的科技型嬰兒車 即便只用一手推行 這款嬰兒車巨大的后輪設(shè)計(jì)很輕松掌控就 能驅(qū)使車子按照規(guī)定路線行進(jìn) 如果遇到顛簸不平的路面 嬰兒車獨(dú)特的可調(diào)節(jié)懸 掛系統(tǒng)可以讓嬰兒免于上下震蕩 前輪的即鎖功能 能讓嬰兒車瞬間轉(zhuǎn)化成慢跑模 式 成人就可以和孩子一起運(yùn)動(dòng)了 圖 2 2 圖 2 2 Bob Revolution 運(yùn)動(dòng)型的嬰兒車 Zooper 童車 是一個(gè)美國品牌的童車企業(yè) 也只針對(duì)美國市場的銷售 Zooper 的嬰兒車多為歐洲風(fēng)格 從嬰兒的角度出發(fā)去設(shè)計(jì) 考慮他們的感受以及父母的享 受 強(qiáng)調(diào)高功能 高人性化設(shè)計(jì) 由于不同群體的需要 它的嬰兒車擁有多種完全 不同骨架的款式 戶外 居家都能使用 并且高功能也不失簡便輕量 極顯其專業(yè) 的能力 圖 2 3 8 圖 2 3 Zooper 童車 1 5我國的嬰兒車產(chǎn)品市場現(xiàn)狀綜述 我國嬰兒車產(chǎn)品的市場現(xiàn)狀的探討要從嬰兒車產(chǎn)品的市場潛力談起 因?yàn)闆]有 消費(fèi)就沒有生產(chǎn) 沒有生產(chǎn)那么設(shè)計(jì)也就毫無意義 從前 很少會(huì)有人把嬰幼兒歸 為消費(fèi)者的行列 而如今 垂涎這塊市場的企業(yè)范圍越來越大 分析我國嬰兒車產(chǎn) 品市場的現(xiàn)狀以及這一現(xiàn)狀所帶來的問題 能幫助嬰兒車的設(shè)計(jì)找到變化的突破口 達(dá)到解決問題的目的 1 5 1 我國的嬰兒車產(chǎn)品市場現(xiàn)狀分析 從我國嬰兒車產(chǎn)品市場人口環(huán)境及經(jīng)濟(jì)環(huán)境分析中可以看出 童車產(chǎn)品目前乃 至以后發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?據(jù)預(yù)測 在未來 15 年內(nèi) 國內(nèi)嬰幼兒用品市場有較穩(wěn) 定數(shù)量的目標(biāo)消費(fèi)群并且這個(gè)市場只開發(fā)了 20 2 由于我國長期實(shí)行計(jì)劃生育的 基本國策 我國目前大多數(shù)的家庭是 老人 父母 孩子 的簡單家庭結(jié)構(gòu) 兒童是一個(gè) 家庭的核心 是小公主小皇帝 尤其是嬰幼兒階段的孩子 長輩們投入的呵護(hù)和寵 愛尤為的多 當(dāng)前無論是國民收入還是居民消費(fèi)水平都已經(jīng)得到了較大的提高 并 且 在我國將要迎來的 嬰兒潮 中 將對(duì)嬰兒車產(chǎn)品的需求更大 另一方面 一個(gè)家庭孩子的數(shù)量本來就不多 隨著我國城鎮(zhèn)居民家庭孩子數(shù)量 的明顯降低 以及農(nóng)村家庭對(duì)孩子觀念的改變 生活質(zhì)量的提高和意識(shí)的增強(qiáng) 家 庭對(duì)孩子的生活質(zhì)量 生活環(huán)境 生活用品的投入也越發(fā)重視 可以說新生兒一降 生 父母及周圍的親人們就為其制定出一系列的計(jì)劃 這就為童車產(chǎn)品活躍的市場 提供了條件 同時(shí) 也對(duì)童車產(chǎn)品的品質(zhì)提出了要求 1 5 2 我國嬰兒車市場存在的問題 我國兒童消費(fèi)每年對(duì)家庭消費(fèi)額的直接影響和間接影響加起來的數(shù)字已經(jīng)吸引 了許多企業(yè)的注意 這些企業(yè)中有的早已在開發(fā)全新的童車產(chǎn)品 有的企業(yè)是通過 調(diào)整現(xiàn)有的生產(chǎn)線來開發(fā)童車產(chǎn)品 有的甚至干脆轉(zhuǎn)型成為童車產(chǎn)品制造企業(yè) 不 論是那種 已經(jīng)是成千上萬的企業(yè)都在生產(chǎn)童車產(chǎn)品 同時(shí) 中國已成為世界制造 業(yè)的加工基地 國外企業(yè)拿來樣圖 中國企業(yè)進(jìn)行加工 這樣給童車企業(yè)更多的抄 9 襲模仿的機(jī)會(huì) 并且目前大多數(shù)中國童車企業(yè)都是以這樣的方式運(yùn)營的 方便的利 潤模式使得中國童車企業(yè)越來越多 市場出現(xiàn)了魚目混珠的現(xiàn)象 偷工減料 制作 粗濫 功能性產(chǎn)品開發(fā)力度小 個(gè)性化需求滿足能力差 一個(gè)成熟的市場 比拼的 是實(shí)力 而不是僅限于價(jià)格層面的較量 中國童車品牌眾多 若因產(chǎn)品問題倒閉了 還可以換個(gè)品牌再來 不考慮設(shè)計(jì) 中低檔產(chǎn)品多 高檔和高科技含量產(chǎn)品少 沒 有過硬的質(zhì)量檢測和試驗(yàn)系統(tǒng) 沒有健全的法規(guī)制度保障 完全不能保護(hù)我國嬰幼 兒的身體健康 而在近年來多次出現(xiàn)的嬰兒車傷人事件來看 這種本應(yīng)高投入的行 業(yè)其實(shí)是在做低投入的簡易加工而已 在嬰兒車不合格產(chǎn)品中 大多都存在結(jié)構(gòu)不 合理 以下是問題的歸納 1 安全帶尺寸不合標(biāo)準(zhǔn)的問題 2 童車的穩(wěn)定性 材料的堅(jiān)固性和承重性也不好 3 嬰兒車內(nèi)嬰幼兒可以觸及到的零構(gòu)件安裝不牢固或者尺寸過小 很可能會(huì)導(dǎo) 致嬰幼兒吞食或者造成梗塞的危險(xiǎn) 4 嬰兒車鎖緊和保險(xiǎn)及剎車裝置不牢固 導(dǎo)致嬰幼兒處于車內(nèi)時(shí)意外折疊而傷 及身體 5 嬰兒車粗制濫造 與人體接觸的部分有毛刺 銳邊或者容易脫落的現(xiàn)象 6 嬰兒車含鉛量超標(biāo)時(shí)有發(fā)生 嬰幼兒生理機(jī)能發(fā)育不完善 抵抗外界侵襲的 能力低 接觸鉛含量超標(biāo)的產(chǎn)品會(huì)對(duì)紅細(xì)胞 腎臟等其他功能造成影響 1 6 我國市場上嬰兒車產(chǎn)品的分類 根據(jù)調(diào)查 市面上的嬰兒車及其功能大致可劃分為以下幾個(gè)方面 A 型推車 具有托傘功能 此車型又可稱為輕型傘把車 一般具有流行款式 輕 便的車型 配置有可以旋轉(zhuǎn)傘把的把手 操作簡單 是實(shí)用型嬰兒車 圖 2 5 圖 2 5 A 型推車 圖 2 6 B 型推車 B 型推車 具有豪華形態(tài) 雙向的推桿 可以兩面推行 輪子可以拆卸 前輪設(shè) 有定向裝置 后輪設(shè)有剎車裝置 折疊后體積小 是方便攜帶型 圖 2 6 10 C 型推車 一般具有推車功能 搖籃功能 學(xué)步車功能 一般具有優(yōu)化的結(jié) 構(gòu) 方便的操作 豪華大氣的造型的特點(diǎn) 操作功能也比較多 圖 2 7 圖 2 7 C 型推車 D 型推車 具有并排雙人坐椅 是為雙胞胎嬰兒設(shè)計(jì)的 有的推車有換向裝置 可以使兩個(gè)孩子可相對(duì)而坐也可以相向而坐 一般此型車蓬比普通嬰兒車的車蓬要 大 形態(tài)也是大流線型設(shè)計(jì) 屬豪華型 圖 2 8 圖 2 8 D 型推車 圖 2 9 E 型推車 E 型推車 車兜可拆卸 附有超大物籃 防寒腳兜 布料厚實(shí) 有的推車還有 搖籃功能 可平行 弧型兩種擺動(dòng)方式 一般輪子是可拆卸 前輪設(shè)有定向裝置 前后輪設(shè)有避震裝置 功能性 豪華性 實(shí)用性都有體現(xiàn) 圖 2 9 11 第二章 設(shè)計(jì)要求及方案 2 1 設(shè)計(jì)要求 實(shí)現(xiàn)其 行走 兩個(gè)速度 搖擺 兩功能 用同一電機(jī) 可分別控制 2 2設(shè)計(jì)方案確定 由于要實(shí)現(xiàn)兩速行走 故行走傳動(dòng)裝置中選用兩檔變速器 為實(shí)現(xiàn)搖擺功能 選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 滑塊端與搖籃的連接 由于兩套傳動(dòng)系統(tǒng)需用同一電機(jī)驅(qū)動(dòng) 并要求分別控制 故兩套傳動(dòng)系統(tǒng)需分 別用離合器連接 為了實(shí)現(xiàn)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)控制的操作簡便性 此處選用電磁離合器 具體方案如下 一個(gè)電機(jī)同時(shí)帶動(dòng)一個(gè)減速器和一個(gè)二級(jí)變速箱 減速器和二級(jí)變速箱的輸入 端各有一個(gè)離合器 電磁離合器 變速箱輸出端接童車驅(qū)動(dòng)輪 減速器輸出端通過 皮帶傳到童車上端 用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)搖籃的搖擺 12 第三章 主要參數(shù)的選擇 3 1 行走速度的選定 童車安全最重要 為實(shí)現(xiàn)童車仿人工手推速度 行駛速度取成年人行走速度左 右最佳 查相關(guān)資料正常成年人行走速度1 2m s 因此此次設(shè)計(jì)行走速度選定如下 行走一速 smv 8 01 行走二速 52 3 2 搖擺頻率和幅度的選定 童車的自動(dòng)搖擺應(yīng)與人工搖擺頻率和幅度一致 查相關(guān)資料正常成年人搖擺童 車頻率為80次 min 幅度為250mm 因此此次設(shè)計(jì)搖擺頻率和幅度選定如下 搖擺頻率 min 80次 搖擺幅度 A25 3 3 行走和搖擺所需最大功率的確定 童車的最大重量約25Kg 包含童車 嬰兒 自帶物品 行走所需最大功率應(yīng) 在最大重量時(shí)以行走二速爬坡時(shí)出現(xiàn) 假定最大允許坡度10 1s實(shí)現(xiàn) 的加速 2 0v 地面阻力系數(shù)取0 1 tmvgmgP2ax 1 0cos10sin 行 走 則 w1285 215 0cos8 95 i8 925 行 走 查閱相關(guān)資料搖晃嬰兒搖籃所需推力約為 NF2 推 搖擺平均速度 取s m67 0 Av s m34 1axv 則 wFP82341max 推搖 擺 13 3 4 電機(jī)的選定 行走所需電機(jī)最大功率 w1409 098 12 31maxax1 總行 走 P 搖擺所需電機(jī)最大功率 398 6 8 432axax2總搖 擺 行走和搖擺同時(shí)進(jìn)行時(shí)所需電機(jī)最大功率 w179max2a1max P 考慮到童車安全性 應(yīng)選用安全電壓 36V 以內(nèi)的直流電機(jī) 故選擇電機(jī)型號(hào) 如下 型號(hào) 轉(zhuǎn)矩 N mm 轉(zhuǎn)速 r min 功率 W 電壓 V 電流 A 不大于 允計(jì)順逆 轉(zhuǎn)速差 r min 110ZYT05 637 3000 200 24 13 200 3 5 離合器的選定 為了實(shí)現(xiàn)兩套傳動(dòng)系統(tǒng)控制的操作簡便性 本設(shè)計(jì)選用電磁離合器 3 5 1 電磁離合器的特點(diǎn) 一是采用增加電磁離合器摩擦副徑向尺寸的單磁路來實(shí)現(xiàn) 如 SOMET 公司的 SM92 TM 11E 劍桿織機(jī)的離合器 就是由 SM92中的離合器采用增加徑向尺寸滿足 TM llE 中的離合器扭矩增大需求來實(shí)現(xiàn)的 其離合器結(jié)構(gòu)可采用非金屬摩擦材料 片作為摩擦副 非金屬摩擦片與金屬摩擦 使用壽命較長 由于離合器的壽命取決 于摩擦副的使用壽命 無梭織機(jī)的可靠性取決于織機(jī)中的基礎(chǔ)件壽命 因此采用單 磁路方式增加離合器摩擦副直徑來增大扭矩的措施 其實(shí)質(zhì)是提高了無梭織機(jī)使用 的可靠性 二是電磁離合器受無梭織機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的限制 在離合器徑向尺寸不能增加的情 況下 運(yùn)用多片電磁離合器磁通多次過片理論 采用雙磁路離合器結(jié)構(gòu) 其扭矩亦 可以大為提高 滿足無梭織機(jī)扭矩增大的需要 但雙磁路中由于磁通兩次過片 摩 擦副必須選擇金屬材料 由此造成無梭織機(jī)因離合器摩擦副磨損太快 促使雙磁路 的摩擦副磨損率極高 而導(dǎo)致無梭織機(jī)可靠性下降 3 5 2 電磁離合器的工作原理 電磁離合器的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分借接觸面間的摩擦作用 或是用液體作為傳 動(dòng)介質(zhì) 液力偶合器 或是用磁力傳動(dòng) 電磁離合器 來傳遞轉(zhuǎn)矩 使兩者之間可 14 以暫時(shí)分離 又可逐漸接合 在傳動(dòng)過程中又答應(yīng)兩部分相互轉(zhuǎn)動(dòng) 振動(dòng)電機(jī) 倉 壁振動(dòng)器 海安縣藍(lán)天機(jī)電制造有限公司目前在汽車上廣泛采用的是用彈簧壓緊的 摩擦 簡稱為摩擦離合器 電機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩 通過飛輪及壓盤與從動(dòng)盤接觸面的摩擦作用 傳給從動(dòng)盤 當(dāng)駕駛員踩下踏板時(shí) 通過機(jī)件的傳遞 使膜片彈簧大端帶動(dòng)壓盤后移 此時(shí)從動(dòng) 部分與主動(dòng)部分分離 磁粉離合器摩擦應(yīng)能滿足以下基本要求 1 保證能傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的最大轉(zhuǎn)矩 并且還有一定的傳遞轉(zhuǎn)矩余力 2 能作到分離時(shí) 徹底分離 接合時(shí)柔和 并具有良好的散熱能力 3 從動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量盡量小一些 這樣 在分離離合器換檔時(shí) 與變速器 輸進(jìn)軸相連部分的轉(zhuǎn)速就比較輕易變化 從而減輕齒輪間沖擊 4 具有緩和轉(zhuǎn)動(dòng)方向沖擊 衰減該方向振動(dòng)的能力 且噪音小 5 壓盤壓力和摩擦片的摩擦系數(shù)變化小 工作穩(wěn)定 6 操縱省力 維修保養(yǎng)方便 3 5 3 使用注意事項(xiàng) 干式電磁離合器使用時(shí)禁止加入油脂 否則將導(dǎo)致扭矩下降 電磁離合器安裝前必須清洗干凈 去除防銹脂及雜物 電磁離合器可同軸安裝 也可以對(duì)軸安裝 軸向必須固定 主動(dòng)部分與從動(dòng) 部分均不允許有軸向竄動(dòng) 對(duì)軸安裝時(shí) 主動(dòng)部份與從動(dòng)部份軸之間同軸度應(yīng)不大 于0 lmm 濕式電磁離合器工作時(shí) 必須在摩擦片間加潤滑油 潤滑方式采用 1 分澆油潤 滑 2 油浴潤滑 其浸入油中的部分約為離合器體積的5倍 3 軸心供油潤滑 在高 速和高頻動(dòng)作時(shí)應(yīng)采用軸心供油方法 牙嵌式電磁離合器安裝時(shí) 必須保證端面齒之間有一定間隙 使空轉(zhuǎn)時(shí)無磨齒 現(xiàn)象 但不得大于 值 電磁離合器及制動(dòng)器為 b 級(jí)絕緣 正常溫升40 極限熱平衡時(shí)的工作溫度不 允許超過100 否則線圈與摩擦部分容易發(fā)生破壞 電源及控制線路 離合器電源為一般為直流24伏 特殊定貨除外 它由三相 或單相交流電壓經(jīng)降壓和全波整流得到 無穩(wěn)壓及濾波要求 電源功率要大于電磁 離合器額定功率1 5倍以上 使用半波整流電源必須加裝續(xù)流二極管 15 第四章 行走傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 4 1計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 4 1 1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 min 14302 3560i 7 82211 rDvn 車 輪車 輪 車 輪車 輪 1 243 972211 電 機(jī)車 輪總 電 機(jī)車 輪總 nii 4 1 2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 若外傳動(dòng) 電機(jī) 變速器 變速器 車輪 傳動(dòng)比取 1 則變速器兩速傳動(dòng)比分別別為 2931 總總i 4 1 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 各軸轉(zhuǎn)速 軸 n 3000 r min 軸的兩個(gè)輸出速度 n 764 3r min 193 n 1433r min2 2 各軸功率 軸 P P 140 0 98 0 99 135 8w 0離齒 軸 P P 135 8 0 99 0 98 131 8w 1軸 齒 3 各軸扭矩 16 電動(dòng)機(jī)軸 T 9550 9550 445 7mN m0mnP03014 軸 T 9550 9550 432 3mN m1 18 5 軸 T 9550 9550 1646 9mN m1 1nP3 764 T 9550 9550 878 4mN m228 將以上計(jì)算的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表 軸名 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 軸 軸 764 3轉(zhuǎn)速 n 1mir 3000 3000 1433 功率 P w 140 135 8 131 8 1646 9扭矩 T mN m 445 7 432 3 878 4 1 3 93傳動(dòng)比 i 2 1 4 2齒輪設(shè)計(jì) 4 2 1 變速器第一組齒輪設(shè)計(jì) 一 要求分析 1 使用條件分析 傳遞功率 P1 135 8w 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1 3000r min 齒數(shù)比 130 9764u 轉(zhuǎn)矩 T1 432 2 mN m 圓周速度 4m sv 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案包括 一組基本參數(shù) m z1 z2 x1 x2 17 主要幾何尺寸 d1 d2 a 等 二 選擇齒輪材料 熱處理方式 1 選擇齒輪材料 熱處理方式 按使用條件 屬于中速 中載 重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng) 可選用軟齒面齒 輪 具體選用 小齒輪 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為 230 255HBS 大齒輪 45 號(hào)鋼 正火處理 硬度為 190 217HBS 2 確定許用應(yīng)力 1 確定極限應(yīng)力 和 limH 1liF 齒面硬度 小齒輪按 230HBS 大齒輪按 190HBS 參 1 圖 3 16 得 580Mpa 550 Mpali1 lim2F 參 1 圖 3 17 得 220Mpa 210 MpalimH li 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 確定壽命系數(shù) Z Y N1 60an1t 60 1 3000 5 365 4 1 31 109 N21 1UN8 9103 N22 8 924 6 參 1 圖 3 18 ZN1 ZN2 1 參 1 圖 3 19 YN1 YN2 1 3 計(jì)算許用應(yīng)力 參 1 表 3 4 取 S 1 S 1 4minHinF 參 1 式 3 11 得 MP li11mn580NHPZS MPlim2250NHPz 參 1 由式 3 12 得lim1n02134 8 FSTNPYMP 18 lim22n1023 4FSTNPYMP Y 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 按國家標(biāo)準(zhǔn)取 Y 2 0ST ST S 為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù) 取 1 4 lim2F 三 初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸 1 選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件 中速 中載 可選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2 選擇齒輪精度等級(jí) 按估計(jì)的圓周速度 由 1 表 3 5 初步選用 8 級(jí) 3 初選參數(shù) 初選 Z 20 Z Z U 20 3 93 78 6 取整為 79 121 4 初步計(jì)算齒輪的主要尺寸 可用式由 1 3 16 或式 3 18 初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑或模數(shù) 由 于選用軟齒面齒輪的方案 其齒面強(qiáng)度相對(duì)較弱些 故按式 3 16 式較合理 用 式 3 16 計(jì)算 d1 還首先確定系數(shù) K Z Z ZHE 2212 51736 03 2648FasFY 因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 工作載荷平穩(wěn)查表 3 1 得 KA 1 取 Kv 1 1 因非對(duì)稱布置 軸 的剛性較小 取 KB 1 13 Ka 1 2 K KA KB Ka 1 1 1 1 13 1 2 1 492 由圖 3 11 查得 Z 2 5H 查表 3 2 得 取 0 85 取 1 0 5 參 2 p417E189 MpaZ d d 1di 由此可初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑 d1 m 等主要參數(shù)和幾何尺寸 d1 213HEPdZKTU 23 589 05 4932 911 11 3mm 19 m 1 30562dZ 按表 3 7 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m 0 6 則 a m 0 6 20 79 59 4mm 取整為 60mm 此時(shí) Z2 80 12 修改直徑 d1 mz 0 6 20 12mm130 41 8 66ndms 2 8mz 12db 2 5 2 315m 5 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件 參 1 圖 3 14 得 Y 1Fa2 82 5Fa 參 1 圖 3 15 得 6s17s 計(jì)算彎曲應(yīng)力 1221 493 258 60 43 806FFaskTYbdm 221 784 5asFF 故安全 4 2 2 變速器第二組齒輪設(shè)計(jì) 一 要求分析 1 使用條件分析 傳遞功率 135 8w 1P 主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n1 3000r min 齒數(shù)比 230 14u 轉(zhuǎn)矩 T1 432 2 mN m 圓周速度 4m sv 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 確定一種能滿足功能要求和設(shè)計(jì)約束的較好的設(shè)計(jì)方案包括 一組基本參數(shù) m z1 z2 x1 x2 20 主要幾何尺寸 d1 d2 a 等 二 選擇齒輪材料 熱處理方式 1 選擇齒輪材料 熱處理方式 按使用條件 屬于中速 中載 重要性和可靠性一般的齒輪傳動(dòng) 可選用軟齒面齒 輪 具體選用 小齒輪 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理 硬度為 230 255HBS 大齒輪 45 號(hào)鋼 正火處理 硬度為 190 217HBS 2 確定許用應(yīng)力 1 確定極限應(yīng)力 和 limH 1liF 齒面硬度 小齒輪按 230HBS 大齒輪按 190HBS 參 1 圖 3 16 得 580Mpa 550 Mpali1 lim2F 參 1 圖 3 17 得 220Mpa 210 MpalimH li 2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 確定壽命系數(shù) Z Y N1 60an1t 60 1 3000 5 365 4 1 31 109 N21 1UN8 9103 N22 8 924 6 參 1 圖 3 18 12NZ 參 1 圖 3 19 Y 3 計(jì)算許用應(yīng)力 參 1 表 3 4 取 S 1 S 1 4minHinF 參 1 式 3 11 得 MP lim1n580HNPZS MPli22mHPz 參 1 由式 3 12 得 21 lim11n20134 28 FSTNPYMP li22mn FSTP Y 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 按國家標(biāo)準(zhǔn)取 Y 2 0ST ST S 為彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù) 取 1 4 lim2F 三 初步確定齒輪的基本參數(shù)和主要尺寸 1 選擇齒輪類型 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件 中速 中載 可選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2 選擇齒輪精度等級(jí) 按估計(jì)的圓周速度 由 1 表 3 5 初步選用 8 級(jí) 3 初選計(jì)算齒輪的主要尺寸 可用式由 1 3 16 或式 3 18 初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑或模數(shù) 由于用軟齒面齒輪的方案 其齒面強(qiáng)度相對(duì)較弱些 故按式 3 16 較合理 用式 3 16 計(jì)算 d1 時(shí) 還需首先確定系數(shù) K Z Z ZHE 因電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 工作載荷平穩(wěn)查表 3 1 得 1 取 Kv 1 1 因非對(duì)稱布置 軸AK 的剛性較小 取 1 13 Ka 1 2 則 K Ka 1 1 1 1 13 BK vB 1 2 1 492 由圖 3 11 查得 Z 2 5H 查表 3 2 查得 ZE 189 Mpa 取 0 88 取 0 27 0 5 參 2 p417 d d 1di 由此可初步計(jì)算出齒輪的分度圓直徑 d1 m 等主要參數(shù)和幾何尺寸 d1 213HEPdZKTU 23 589 0 4932 1 06 13mm 由一組齒輪已確定中心距 a 60mm 22 adu21 12 求得 圓整取 md65 40 35 91 md40 211 取模數(shù) m 0 5 齒數(shù) 802 1 mdz 齒寬 2 5 21 612dbm 12b 135m 6 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件 參 1 圖 3 14 得 Y 2 063 1Fa2Fa 參 1 圖 3 15 得 93s 1 8s 計(jì)算彎曲應(yīng)力 1 1221 4 2063 972 55FFas FpkTYbdm 221 9 198asFF 故安全 4 2 3 外傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 4 2 3 1 電機(jī) 變速器齒輪設(shè)計(jì) 計(jì)算方法與上述相同 結(jié)合變速器總成和減速器總成安裝尺寸同理可得 maBz341568 021 4 2 3 2 變速器 車輪齒輪設(shè)計(jì) 計(jì)算方法與上述相同 結(jié)合變速器總成和車輪軸成安裝尺寸同理可得 maBz901821 4 3軸的設(shè)計(jì)及校核 23 4 3 1 軸 的設(shè)計(jì) 一 選擇軸的材料 初選 45 號(hào)鋼 經(jīng)正火處理 其機(jī)械性能由資料 1 131 頁表 6 1 查得 查 141 頁表 6 4 得 60Mpa 二 初計(jì)算軸徑 選 C 110 33min0 158 92PdCm 考慮到軸上鍵槽影響 將其直徑擴(kuò)大 4 5 選為 5mm 初選 624 型深溝球 軸承 其尺寸 根據(jù)軸上零件的定位 加工要求以及不同的零件7248DB 裝配方案 參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 可確定軸的各段尺寸 得出如圖 5 1 所 示結(jié)構(gòu)形式 套筒 左端軸承從左端裝入 而右端軸承從右端裝入 甩油環(huán)和齒輪 在安裝套杯之后從軸的右端裝入 三 按彎矩合成校合 1 畫受力簡圖 5 1 中 b 將軸上作用力分解為垂直面受力圖 c 和水平受力圖 d 分別求出 垂直面上的支反力和水平面的支反力 對(duì)于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作 用于軸上零件的寬度中點(diǎn) 對(duì)于支反力的位置 隨軸承類型和布置方式不同而異 2 軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 612 789 50490Tnm 齒輪的圓周力 由資料 1 57 頁公式 3 1 246 75tFNd 齒輪的徑向力 由資料 1 57 頁公式 3 1 tan14 6tan20416 9r N 3 計(jì)算作用軸上的支反力 垂直平面內(nèi)支反力 915 4HAFN 397 HBF 水平面內(nèi)支反力 27 6VA285 64VBN 4 計(jì)算軸的彎矩 并畫彎 轉(zhuǎn)矩圖 如圖 5 1 所示 分別作水平出面和垂直面上的彎矩圖 e f 并按 進(jìn)行合2HVM 24 成 畫轉(zhuǎn)矩圖 g 5 計(jì)算并畫出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算 取 則0 6 0 619371TNmNm 按 計(jì)算 并畫出當(dāng)量彎矩圖 h 22caMT 6 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知 A 即支點(diǎn) A 處 截面彎矩最大 且截面也 非最大 屬于危險(xiǎn)截面 其余截面相對(duì)而言是安全面 A 截面處當(dāng)量彎矩為 225403caMTNm 強(qiáng)度校核 考慮鍵槽的影響 參 1 附表 6 8 計(jì)算 23 3 892abtdWmbt 330 1 56bc421 8 9accMMPa 1acb 故安全 4 3 2 軸 的設(shè)計(jì) 一 選擇軸的材料 初選 45 號(hào)鋼 經(jīng)正火處理 其機(jī)械性能由資料 1 131 頁表 6 1 查得 查 141 頁表 6 4 得 55MPa 二 初計(jì)算軸徑 選 C 110 33min0 187 5PdCm 考慮到軸上鍵槽影響 將其直徑擴(kuò)大 4 5 選為 8mm 又考慮到使用時(shí)間長 的因素將直徑定為 10mm 初選 60202 型深溝球軸承 其尺寸 1039dDB 根據(jù)軸上零件的定位 加工要求以及不同的零件裝配方案 參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基 本要求 可確定軸的各段尺寸 得出如圖 5 1 所示結(jié)構(gòu)形式 套筒 左端軸承從左 端裝入 而右端軸承從右端裝入 甩油環(huán)和錐齒在安裝套杯之后從軸的右端裝入 三 按彎矩合成校合 1 第一對(duì)齒輪嚙合時(shí)的受力 由于軸上三個(gè)齒輪不是同時(shí)嚙合 故以下分別進(jìn) 25 行計(jì)算 1 畫受力簡圖 5 1 中 b 將軸上作用力分解為垂直面受力圖 c 和水平受力圖 d 分別求出垂直面上 的支反力和水平面的支反力 對(duì)于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸上 零件的寬度中點(diǎn) 對(duì)于支反力的位置 隨軸承類型和布置方式不同而異 2 軸上受力分析 嚙合軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 該齒輪在軸的中間 且彎612 789 501503Tnm 扭和矩最大 齒輪的圓周力 由資料 1 57 頁公式 3 1 210698 75tTFNd 齒輪的徑向力 由資料 1 57 頁公式 3 1 tan69 tan208 6r N 3 計(jì)算作用軸上的支反力 垂直平面內(nèi)支反力 26 VAFN 46 315VBF 水平面內(nèi)支反力 7 HA2 HB 4 計(jì)算軸的彎矩 并畫彎 轉(zhuǎn)矩圖 如圖 3 所示 分別作水平出面和垂直面上的彎矩圖 e f 并按 進(jìn)行合2HVM 成 畫轉(zhuǎn)矩圖 g 5 計(jì)算并畫出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算 取 則0 6 0 6715435TNmNm 按 計(jì)算 并畫出當(dāng)量彎矩圖 h 22caMT 6 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知 A 即支點(diǎn) A 處 截面彎矩最大 且截面也 非最大 屬于危險(xiǎn)截面 其余截面相對(duì)而言是安全面 A 截面處當(dāng)量彎矩為 226357 caMTNm 強(qiáng)度校核 考慮鍵槽的影響 參 1 附表 6 8 計(jì)算 26 23 3 69852abtdWcmbt 330 14 875b61 9 2accMPa 故安全 1acb 2 第二對(duì)齒輪嚙合時(shí)的受力情況 1 畫受力簡圖 5 1 中 b 將軸上作用力分解為垂直面受力圖 c 和水平受力圖 d 分別求出垂直面 上的支反力和水平面的支反力 對(duì)于零件上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩當(dāng)作集中力作用于軸 上零件的寬度中點(diǎn) 對(duì)于支反力的位置 隨軸承類型和布置方式不同而異 2 軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 該齒輪在軸的中間 且彎扭和612 789 50410Tnm 矩最大 齒輪的圓周力 由資料 1 57 頁公式 3 1 2106987 1tFNd 齒輪的徑向力 由資料 1 57 頁公式 3 1 tan72 3tan023 r N 3 計(jì)算軸的支反力 垂直平面內(nèi)支反力 120 VAFN 103VBF 水平面內(nèi)支反力 37 HA6 8HBN 4 計(jì)算軸的彎矩 并畫彎 轉(zhuǎn)矩圖 如圖 4 所示 分別作水平出面和垂直面上的彎矩圖 e f 并按 進(jìn)行合2HVM 成 畫轉(zhuǎn)矩圖 g 5 計(jì)算并畫出當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算 取 則0 6 0 64710284TNmNm 27 按 計(jì)算 并畫出當(dāng)量彎矩圖 h 22caMT 6 校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知 A 即支點(diǎn) A 處 截面彎矩最大 且截面也 非最大 屬于危險(xiǎn)截面 其余截面相對(duì)而言是安全面 A 截面處當(dāng)量彎矩為 2270618 caMTNm 強(qiáng)度校核 考慮鍵槽的影響 參 1 附表 6 8 計(jì)算 23 3 6952abtdWmbt 330 14 875bc619 2 acMMPa 1acb 故安全 4 4軸承的校核 軸承所需壽命 10 300 8h 24000hhL 以 624 的校核為例 查資料 3 表 14 3 得 1520rCN 012r 由資料 1 200 頁表 8 8 地 1 0 軸承所受載荷平穩(wěn) pf 一 計(jì)算派生軸向力 1S2 由資料 1 201 頁表 8 9 查得 624 型軸承的派生軸向力為 S 0 5 則rF 可求得左 右軸承的派生軸向力分別為 110 5 45 9207rSFN 28 220 5 498 5249 6rSFN 二 計(jì)算軸承的軸向載荷 因?yàn)?并由圖 6 1 分析知 左軸承被壓緊 而右2107aS 軸承被放松 由此可得 1249 6aAFN 249 6aFSN 三 計(jì)算當(dāng)量載荷 10 0 38aC 由資料 1 表 8 7 得 0 5507 1e11249 65arFe 查資料 2 表 8 7 得 0 44 1 4525 由此可得1X1Y 111praPfXFY 045 9429 654N 右軸承 20 6 038arFC 由資料 1 表 8 7 得 0 5507 2e2207 41598arFe 查資料 1 表 8 7 得 1 0 由此可得2X2Y 22praPfXFY 0498 50 6498 5N 四 軸承壽命 計(jì)算hL 因 故校核左軸承的壽命 12P 3660102450 15hCLhnp hL 4 5換擋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29 滑移齒輪的定位系統(tǒng)是換擋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 變速箱是通過定位系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn) 其變速的 如下圖 圖 6 所示 為遙控操作方便采用電磁鐵驅(qū)動(dòng)換擋撥叉移動(dòng)滑 移齒輪實(shí)現(xiàn)換擋 換擋機(jī)構(gòu)由 電磁鐵 換擋軸 換擋撥叉 定位鎖緊機(jī)構(gòu) 彈簧 壓緊鋼球 組成 圖6 4 6變速器的箱體和附件 一 潤滑與密封 一 潤滑 齒輪采用浸油潤滑 當(dāng)齒輪圓周速度 時(shí) 圓柱齒輪浸入油的深度約一smv 12 個(gè)齒高 三分之一齒輪半徑 大齒輪的齒頂?shù)接偷酌娴木嚯x 30 60mm 滾動(dòng)軸承 的潤滑 考慮箱體結(jié)構(gòu)可選用脂潤滑 潤滑油的選擇 齒輪潤滑 考慮到該裝置用于小型設(shè)備 選用 L AN15 潤滑油 箱體潤滑 考慮到箱體的結(jié)構(gòu) 選用脂潤滑 二 密封 防止外界的灰塵 水分等侵入軸承 并阻止?jié)櫥瑒┑穆┦?一 箱體 用來支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件 并為軸上傳動(dòng)零件提供封閉工作空 間 防止外界灰砂侵入和潤滑逸出 并起油箱作用 保證傳動(dòng)零件嚙合過程良好的 潤滑 材料為 HT200 二 附件 包括換檔機(jī)構(gòu) 軸承蓋 油標(biāo) 放油孔及放油螺塞起吊裝 軸承蓋 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求采用嵌入式軸承蓋各尺寸由 3 表 4 13 查得 放油孔及放油螺塞 為排放變速箱箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體內(nèi)部 在箱座油 池的最低處設(shè)置放油孔 箱體內(nèi)底面做成斜面 向放油孔方向傾斜 1 2 使油易于 30 流出 由 3 表 15 7 和 15 8 查得 第五章 搖擺傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5 1各級(jí)傳動(dòng)比的分配 現(xiàn) 在 對(duì) 傳 動(dòng) 比 進(jìn) 行 分 配 總 傳 動(dòng) 比 為 5 3780 曲 柄電 機(jī)總 ni 取 V 帶 傳 動(dòng) 的 傳 動(dòng) 比 為 2 Vi 取 外 傳 動(dòng) 電 機(jī) 減 速 器 齒 輪 傳 動(dòng) 的 傳 動(dòng) 比 為 2 齒i 則 減 速 箱 二 級(jí) 齒 輪 傳 動(dòng) 的 總 傳 動(dòng) 為 375 9 齒總減 iiV 為 了 便 于 二 級(jí) 圓 柱 齒 輪 減 速 器 采 用 浸 油 潤 滑 當(dāng) 二 級(jí) 齒 輪 的 配 對(duì) 的 材 料 相 同 齒 面 硬 度 HBS 350 齒 寬 系 數(shù) 相 等 時(shí) 考 慮 齒 面 接 觸 強(qiáng) 度 接 近 相 等 的 條 件 取 高 速 級(jí) 傳 動(dòng) 比 為 則 取12i i 49 37 1 5 312 i 低 速 級(jí) 傳 動(dòng) 比 為 32i 1 68 7 5 2電機(jī) 減速器開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由 第 四 節(jié) 已 知 小 齒 輪 mBzm15305 1 而 外 傳 動(dòng) 電 機(jī) 減 速 器 齒 輪 傳 動(dòng) 的 傳 動(dòng) 比 為 2 齒i 故大齒輪 z6 22 ma5 中 心 距 6 驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度條件 參 1 圖 3 14 得 Y 2 063 1Fa2Fa 31 參 1 圖 3 15 得 1 93saY 21 8sa 計(jì)算彎曲應(yīng)力 1 122 46 703 973 895FFas FpkTbdm 故滿足要求221 2 031 9784 asF FpFY 5 3二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3 1 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速 功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算 由于搖擺過程中容易出現(xiàn)過載 故如下計(jì)算按照電機(jī)最大功率進(jìn)行 以防止損 壞傳動(dòng)系統(tǒng) 0 軸 電 動(dòng) 機(jī) 軸 n0 3000r min P0 0 2Kw T0 636 67N mm 95 1 軸 減 速 器 高 速 軸 10in in 502r 0 PKW194 8 9 mNnT 275069511 2 軸 減 速 器 中 速 軸 in 428 3012ri 0 194 0 99 0 98 0 1883Kw 3212 PmNnT 41957 28095022 3 軸 減 速 器 低 速 軸 in 608 23rin 0 1883 0 99 0 98 0 183Kw 423 P 32 mNnPT 2 10946 8395033 4 軸 曲 柄 軸 n4 n3 80 r min 0 183 0 99 0 96 0 174Kw 53 NnPT 1 27944 5 3 2 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)工作條件 一般用途的減速器采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng) 提升機(jī)為一般工作機(jī)械 速度不高 選用 8 級(jí)精度 此減速器采用二級(jí)傳動(dòng) 兩對(duì)齒輪的傳動(dòng)比都不大 所以 選用小齒輪用同一種材料 大齒輪用同一種材料 材料選擇 小齒輪 45r 調(diào)質(zhì)處理 HBS 2801 大齒輪 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 HBS 2402 兩齒輪齒面硬度差為 40HBS 符合軟齒面?zhèn)鲃?dòng)的設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 高速級(jí)齒輪 輸入功率為 0 194KW 小齒輪轉(zhuǎn)速為 1500r min 傳動(dòng)比為 3 5 低速級(jí)齒輪 輸入功率為 0 1883KW 小齒輪轉(zhuǎn)速為 428 57r min 傳 動(dòng)比為 2 68 工作壽命 5 年 每年工作 365 天 5 3 2 1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 1 確定齒數(shù) 小齒輪齒數(shù) 20 大齒輪齒數(shù) i 3 5 20 701Z2Z1 2 按按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) d 2 32 13 21 HEduTKt 1 確定公式