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中图分类号:P635 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)04-0179-01
作品主要由平面四杆机构、不完全齿轮机构、液压推杆构成三大部分组成。平面四杆机构固定在天花板上并與机构的承重梁相连接,以防止所停的车辆平稳或与停车平台之间的打滑,通过计算与实验,我们得到了四杆机构各杆子的合理尺寸,使车辆受的主动力矩与车辆自身的阻力矩始终保持平衡,因而车辆能实现匀速降落。在使用时,将车辆停放在指定设计的位置后,打开开关,通过推杆的运动使四杆机构运动到指定位置,实现车辆停放。而当家庭用户仅仅停一辆自行车时,利用带传动以及不完全齿轮,可单独将固定的自行车停车架进行翻转。
该作品结构精巧,制造成本低,特别适合小区家用车库,能够更大利用家用车库的空间,市场前景大。
1四杆机构设计
设计车库结构的思路来源于飞机起落架,此机构能实现多种运动规律和运动轨迹的要求,并且机构简单,工作可靠,运动副一般为低副,压强小,可承受较大的载荷,且方便润滑,磨损较小。
本项目主要是为了实现将自行车和电瓶车(摩托车)的停放,以两侧的四杆机构为升降的传动机构,因为自行车的重量较为轻巧,将其固定在停车架后通过同步带和齿轮传动来实现翻转,其中考虑到电瓶车(摩托车)的重量,不将其进行翻转,只能将其固定并提升一定高度。
为保证车停放时的稳定安全、以及其工作时可靠,具有足够的强度、刚度和稳定性。车库钢结构骨架由支柱、横梁、斜拉杆、和一根主要的承重梁等组成。
1.1预估传动装置的总传动比并分配各级尺寸传动比
由杆1与杆2的扭矩关系可列式T2=T1*i齿轮*η齿轮*η轴承
由(1)选择小齿轮材料为40Cr(调质),齿面硬度240~269HBW,大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度为217~255HBW。
(2)由表10-6(机械设计第九版)查的齿轮精度选8级。
(3)选小齿轮齿数z1 = 22,大齿轮齿数z2 =96,则齿数比(即实际传动比)为 i齿轮=Z2/Z1=96/22=4.36与原要求仅(4.36-4.33)/4.33×100%=0.69%±≤5%故可以满足要求。
(4)压力角= 20°。
可知, i齿轮=Z2/Z1=96/22=4.36,η齿轮=0.97,η轴承=0.99,所以T1=33.44 N*m,由图12又可以列出1=T0*i带*η带
因i带=2.43,η带=0.96,得出T0=14N*m
1.2确定电动机的转速
先确定工作轴2的转速 Nw为114.59r/min
在确定合理的各级传动比 i齿轮=4.36,i带=2.43后,则传动装置的总传动比i总= i齿轮*i带=4.36*2.43=10.59,所以理想电动机的转速可取值为
Nm=i总*Nw=10.59*114.59=1213 r/min (1)
为了降低电动机的重量和价格,综合考虑电动机的转动装置的尺寸、结构、电动机功率及带传动传动比等因素,查表2—1,选择同步转速为1500 r/min的Y型电动机Y112M-44,其满载转速为nm=1420 r/min。
查出电动机的中心高、外形尺寸、外伸轴尺寸及安装尺寸等备用。
1.3选择电动机的功率Pw按下式计算:
(2)
电动机所需的功率P0按下式计算:
(3)
选取电动机的额定功率Pm=(1~1.3)P0=0.081~0.105kw
1.4 计算传动装置的总传动比并分配各级尺寸传动比
1)传动装置的实际总传动比为12.39
2)分配各级的实际传动比
本传动装置由带轮和齿轮传动组成,因i=i带*i齿,为使机构设计方便,取齿轮的传动比i齿轮=4.36,则带传动的传动比为2.84
(3) 计算该传动装置的实际运动参数和动力参数
1) 各轴转速
1轴 N1= nm/ i带=1420/2.84 =500r/min (4)
2轴 N1= nm/ i带=1420/2.84 =500r/min (5)(12)
2) 各轴功率
1轴 P1=P0*η带=0.081*0.96=0.078kw (6)
2轴 P2=P1*η齿轮*η轴承1*η齿轮*η轴承=0.075kw (7)
3)各轴转矩
动轴T0=9550*10^6* =9550*10^6* =14 N*m (8)
1轴T1=T0*i带*η带=14*2.84*0.96=38.17 N*m (9)
2轴T2=T1*i齿轮*η齿轮*η轴承=159.81 N*m (10)
2)液压推杆
为机构工作提供给动力,而且通过液压杆可以很好的控制自行车和电瓶车(摩托车)提升的位置和高度。
3)电控输出
为自行车翻转时传动的平稳性,所以采用同步带传动。自行车翻转的过程中,电机的力通过同步带传递到不完全齿轮,通过不完全齿轮的啮合使自行车翻转90°。
而电动车和摩托车翻转存在危险问题,因此电动车和摩托车只做左右移动,通过左右的移动来调节家庭对空间的需要。左右移动通过曲柄滑块机构来控制,而这些核心的技术控制都是通过写入51单片机的程序来有效实现。通过曲柄滑块与电控相结合,可以得到想要的准确数值,曲柄滑块运动副均为低副,运动副元素的几何形状较简单,便于加工制造。
4)创新点及应用
1、机构安装在空中,节省占地面积,增加空间利用率。
2、装置都是由电路控制,结构精简存取方便,存取都只需按下开关即可。
作品主要由平面四杆机构、不完全齿轮机构、液压推杆构成三大部分组成。平面四杆机构固定在天花板上并與机构的承重梁相连接,以防止所停的车辆平稳或与停车平台之间的打滑,通过计算与实验,我们得到了四杆机构各杆子的合理尺寸,使车辆受的主动力矩与车辆自身的阻力矩始终保持平衡,因而车辆能实现匀速降落。在使用时,将车辆停放在指定设计的位置后,打开开关,通过推杆的运动使四杆机构运动到指定位置,实现车辆停放。而当家庭用户仅仅停一辆自行车时,利用带传动以及不完全齿轮,可单独将固定的自行车停车架进行翻转。
该作品结构精巧,制造成本低,特别适合小区家用车库,能够更大利用家用车库的空间,市场前景大。
1四杆机构设计
设计车库结构的思路来源于飞机起落架,此机构能实现多种运动规律和运动轨迹的要求,并且机构简单,工作可靠,运动副一般为低副,压强小,可承受较大的载荷,且方便润滑,磨损较小。
本项目主要是为了实现将自行车和电瓶车(摩托车)的停放,以两侧的四杆机构为升降的传动机构,因为自行车的重量较为轻巧,将其固定在停车架后通过同步带和齿轮传动来实现翻转,其中考虑到电瓶车(摩托车)的重量,不将其进行翻转,只能将其固定并提升一定高度。
为保证车停放时的稳定安全、以及其工作时可靠,具有足够的强度、刚度和稳定性。车库钢结构骨架由支柱、横梁、斜拉杆、和一根主要的承重梁等组成。
1.1预估传动装置的总传动比并分配各级尺寸传动比
由杆1与杆2的扭矩关系可列式T2=T1*i齿轮*η齿轮*η轴承
由(1)选择小齿轮材料为40Cr(调质),齿面硬度240~269HBW,大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度为217~255HBW。
(2)由表10-6(机械设计第九版)查的齿轮精度选8级。
(3)选小齿轮齿数z1 = 22,大齿轮齿数z2 =96,则齿数比(即实际传动比)为 i齿轮=Z2/Z1=96/22=4.36与原要求仅(4.36-4.33)/4.33×100%=0.69%±≤5%故可以满足要求。
(4)压力角= 20°。
可知, i齿轮=Z2/Z1=96/22=4.36,η齿轮=0.97,η轴承=0.99,所以T1=33.44 N*m,由图12又可以列出1=T0*i带*η带
因i带=2.43,η带=0.96,得出T0=14N*m
1.2确定电动机的转速
先确定工作轴2的转速 Nw为114.59r/min
在确定合理的各级传动比 i齿轮=4.36,i带=2.43后,则传动装置的总传动比i总= i齿轮*i带=4.36*2.43=10.59,所以理想电动机的转速可取值为
Nm=i总*Nw=10.59*114.59=1213 r/min (1)
为了降低电动机的重量和价格,综合考虑电动机的转动装置的尺寸、结构、电动机功率及带传动传动比等因素,查表2—1,选择同步转速为1500 r/min的Y型电动机Y112M-44,其满载转速为nm=1420 r/min。
查出电动机的中心高、外形尺寸、外伸轴尺寸及安装尺寸等备用。
1.3选择电动机的功率Pw按下式计算:
(2)
电动机所需的功率P0按下式计算:
(3)
选取电动机的额定功率Pm=(1~1.3)P0=0.081~0.105kw
1.4 计算传动装置的总传动比并分配各级尺寸传动比
1)传动装置的实际总传动比为12.39
2)分配各级的实际传动比
本传动装置由带轮和齿轮传动组成,因i=i带*i齿,为使机构设计方便,取齿轮的传动比i齿轮=4.36,则带传动的传动比为2.84
(3) 计算该传动装置的实际运动参数和动力参数
1) 各轴转速
1轴 N1= nm/ i带=1420/2.84 =500r/min (4)
2轴 N1= nm/ i带=1420/2.84 =500r/min (5)(12)
2) 各轴功率
1轴 P1=P0*η带=0.081*0.96=0.078kw (6)
2轴 P2=P1*η齿轮*η轴承1*η齿轮*η轴承=0.075kw (7)
3)各轴转矩
动轴T0=9550*10^6* =9550*10^6* =14 N*m (8)
1轴T1=T0*i带*η带=14*2.84*0.96=38.17 N*m (9)
2轴T2=T1*i齿轮*η齿轮*η轴承=159.81 N*m (10)
2)液压推杆
为机构工作提供给动力,而且通过液压杆可以很好的控制自行车和电瓶车(摩托车)提升的位置和高度。
3)电控输出
为自行车翻转时传动的平稳性,所以采用同步带传动。自行车翻转的过程中,电机的力通过同步带传递到不完全齿轮,通过不完全齿轮的啮合使自行车翻转90°。
而电动车和摩托车翻转存在危险问题,因此电动车和摩托车只做左右移动,通过左右的移动来调节家庭对空间的需要。左右移动通过曲柄滑块机构来控制,而这些核心的技术控制都是通过写入51单片机的程序来有效实现。通过曲柄滑块与电控相结合,可以得到想要的准确数值,曲柄滑块运动副均为低副,运动副元素的几何形状较简单,便于加工制造。
4)创新点及应用
1、机构安装在空中,节省占地面积,增加空间利用率。
2、装置都是由电路控制,结构精简存取方便,存取都只需按下开关即可。