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在带动清扫的轴上装上一个能够安装扫把的大圆盘,用于安装扫把,同时可以实现调整扫把的长度及数量的功能。
通过简单的几个构件,这样一款自动清扫马路装置就课一实现预期的功能。
在使用时将其连接在前进车辆的后部,前进车辆带动装置前进,装置上的车轮转动,并同时带动与其通过锥齿轮啮合传动的竖直轴转动,竖直周带动清扫圆盘,清扫圆盘上的扫把转动起来,将地面上的杂物清扫到路边。
为了实现不同的转动方向的要求,在连接轮子的杆上装有两个齿轮,可以实现不同方向的转动要求。
当前进车辆的行进速度加快时,装置的轮子同样加快速度,实现加快清扫速度的功能。
当装置停止清扫时,但车辆还会继续前进,为了停止清扫圆盘的转的,课一将互相啮合的锥齿轮分离,实现停止清扫的功能。
装置的结构简图及主要零件件见下图。
4、机构简图
1、车轮
2、车轴
3、锥齿轮(固连与轴上)
4、锥齿轮(带动圆盘转动)
5、锥齿轮(转换方向用)
6、圆盘轴
7、圆盘(装扫把)
8、机架
9、拉杆(用于连接车辆)
机构简图解析:
该装置主要用于打扫有很多砂石难于清扫的路面。
使
用时将该装置连接在前进的车辆上,将连杆9连接于车辆上,
车辆前进同时带动装置前进,装置的轮子1随之转动,轮子
的轴2随着轮子转动,其上与竖直杆啮合的锥齿轮3、4转
动,带动圆盘7上的扫把转动,转动的扫把与地面接触,将路面上难于清扫的砂石扫向路边。
为了实现圆盘7的不同转
向,在轴上装有备用锥齿轮5,用于装换方向。
竖直轴与机架之间装有轴承,减小摩擦。
为了固定圆盘,使装置工作时候更加稳定,可以用连杆把横轴与竖轴连接加固。
不工作时,
为了防止圆盘转动,可以把相互啮合的齿轮分开,让圆盘停止转动。
同时圆盘所固定的扫把同样可以利用连杆机构将其收起。
相关方便灵活的实现打扫的功能。
圆锥齿轮的相关参数及传动比参考查阅相关资料,锥齿轮资料见附件。
5、装置零件图
锥齿轮
竖直杆及扫把机架
(3)
_x车轮及其上锥齿轮
(4)
UBQ
轴承
锥齿轮啮合传动示意图:
7、附录(资料):
锥齿轮的设计与计算
14.3弧齿锥齿轮几何参数设计计算
弧齿锥齿轮各参数的名称如图14-6所示。
弧齿锥齿轮的轮坯设计,就是要确定这些参数的计算公式和处理方法。
图14-6弧齿锥齿轮齿坯参数
他交律
工作埼简
14.3.1弧齿锥齿轮基本参数的确定
在进行弧齿锥齿轮几何参数设计计算之前,首先要确定弧齿锥齿轮副的轴交角、齿数、
模数、旋向、螺旋角,压力角等基本参数:
1)弧齿锥齿轮副的轴交角刀和传动比ii2,根据齿轮副的传动要求确定。
2)根据齿轮副所要传动的功率或扭矩确定小轮外端的节圆直径d1和小轮齿数Z1[格里森二文集],Z1—般不得小于5。
弧齿锥齿轮的外端模数m可直接按公式
d1
m=1(14-34)
Z1
确定,不一定要圆整。
弧齿轮齿轮没有标准模数的概念。
3)大轮齿数可按公式
Z2=i12Z1(14-35)
这一限制。
4)根据大轮和小轮的工作时的旋转方向确定齿轮的旋向。
齿轮的旋向根据传动要求确
定,它的选择应保证齿轮副在啮合中具有相互推开的轴向力。
这样可以增大齿侧间隙,避免
因无间隙而使齿轮楔合在一起,造成齿轮损坏。
齿轮旋向通常选择的原则是小轮的凹面和大
轮的凸面为工作面。
5)为了保证齿轮副传动时有足够的重合度,设计弧齿锥齿轮副应选择合适的螺旋角。
螺旋角越大,重合度越大,齿轮副的运转将越平稳,但螺旋角太大会增大齿轮的轴向推力,
加剧轴向振动,同时会使箱体壁厚增加,反倒引起一些不利因素。
因此,通常将螺旋角选择
在30c~40o之间,保证轴面重合度不小于1.25。
6)弧齿锥齿轮的标准压力角有160、200、22.50,通常选200。
压力角太小会降低轮齿强度,并容易发生根切;
压力角太大容易使齿轮的齿顶变尖,降低重合度。
7)锥齿轮的齿面宽b一般选择大于或等于10m或0.3Re。
将齿面设计得过宽并不能增加齿轮的强度和重合度。
当负荷集中于齿轮内端时,反而会增加齿轮磨损和折断的危险。
14.3.2弧齿锥齿轮几何参数的计算
基本参数确定之后可进行轮坯几何参数的计算,其过程和步骤如下:
小轮、大轮的节圆直径d1、d2
(14-36)
外锥距Re
Re=
为了避免弧齿锥齿轮副在传动时发生轮齿干涉,弧齿锥齿轮一般都采用短齿。
格里森公
司推荐当小轮齿数Z1羽2时,其工作齿高系数为1.70,全齿高系数为1.888。
这时,弧齿锥齿轮的工作齿高hk和全齿高ht的计算公式为
(14-38)
(14-39)
hk=1.70mht=1.888m
当Z1<
12时齿轮的齿高必须有特殊的比例,否则将会发生根切。
工作齿高系数、全齿高系数的选取按表14-1进行。
表14-1Z1V12的轮坯参数(压力角200,螺旋角35o)
小轮齿数
6
7
8
9
10
11
大轮最少齿数
34
33
32
31
30
29
工作齿高系数fk
1.500
1.560
1.610
1.650
1.680
1.695
全齿高系数ft
1.666
1.773
1.788
1.832
1.865
1.882
大轮齿顶咼系数fa
0.215
0.270
0.325
0.380
.0435
0.490
在弧齿锥齿轮的背锥上,外端齿顶圆到节圆之间的距离称为齿顶高,节圆到根圆之间的
距离称为齿根高,由图14-6可以看到,全齿高是齿顶高和齿根高之和。
为了保证弧齿锥齿轮副在工作时小轮和大轮具有相同的强度,除传动比i12=1的弧齿
根据美国格里森的标准,高
锥齿轮副之外,所有弧齿锥齿轮副都采用高度变位和切向变位。
度变位系数取为
大轮的变位系数X2为负,小轮的变位系数X1为正,它们大小相等,符号相反。
因此,小轮
的齿顶高haei和大轮的齿顶高hae2为
(14-41)
hae1=hkx1m
2
用全齿高减去齿顶高,就得到弧齿锥齿轮的齿根高
hfel=ht一haeihfe2=ht一hae2
(14-43)当Z1<
12时,齿顶高、齿根高的计算,按表14-1选取大轮齿顶高系数进行。
弧齿锥齿轮副在工作时,小轮(大轮)的齿顶和大轮(小轮)的齿根之间必须留有一定
的顶隙,用以储油润滑油和避免干涉。
由图14-6可知,顶隙c是全齿高和工作齿高之差
C=ht—hk(14-44)
弧齿锥齿轮一般都采用收缩齿,即轮齿的高度从外端到内端是逐渐减小的,其中最基本
的形式如图14-6所示,齿轮的节锥顶点和根锥顶点是重合的。
这时小轮的齿根角加和大轮
的齿根角Of2可按下面的公式确定
tghf1二仏tg^f2二仏(14-45)
ReRe
这样,小轮的根锥角洛和大轮的根锥角沁的计算公式是
8f1=81—0f18f2=b—Of2(14-46)
为了保证弧齿锥齿轮副在工作时从外端到内端都具有相同的顶隙,小轮(大轮)的面锥
应该和大轮(小轮)的根锥平行。
小轮的齿顶角缶1与大轮的齿顶角Oa2应该由公式
0a1=Of20a2=O(14-47)
选取。
因此,小轮的面锥角鬲和大轮的面锥角心2的计算公式是
8a1=&
+6a1
(?
a2=&
+缶2
(14-48)
图14-6上的A点称为轮冠,齿轮在轮冠处的直径del、de2称为小轮和大轮的外径。
由
图14-6可以直接推得外径的计算公式
del=di+2hae1COSS1de2=d2+2hae2COSS2
(14-49)
轮冠沿齿轮轴线到齿轮节锥顶点的距离称为冠顶距,由图14-6可知小轮冠顶距Xe1和
大轮冠顶距Xe2的计算公式为
Xe1=ReCOSS1—hae1SinS1Xe2=ReCOSS2—hae2SinS2
(14-50)
弧齿锥齿轮理论弧齿厚的确定。
如果齿厚不修正,小轮和大轮在轮齿中部应该有相同的
1
弧齿厚,都等于一p。
但除传动比i12=1的弧齿锥齿轮副之外,所有弧齿锥齿轮副都采用
高度变位和切向变位。
使小轮的齿厚增加△=xt1m,大轮的齿厚减少△,这样修正以后,可使
大小轮的轮齿强度接近相等。
xt1是切向变位系数,对于a=20o,p=35o的弧齿锥齿轮,切向变位系数选取如图14-7
所示。
Z1V12切向变位系数按表14-2选取,格里森公司称切向变位系数为齿厚修正系数。
表14-2Z1V12大轮弧齿厚系数xt1(压力角20O,螺旋角35o)
0.911
0.957
0.975
0.997
1.023
1.053
40
0.803
0.818
0.837
0.860
0.888
0.948
50
一
0.757
0.777
0.828
0.884
0.946
60
0.883
0.945
选定径向变位系数和切向变位系数后,可按下式计算大小齿轮的理论弧齿厚
式中,S2、Si分别大齿轮及小齿轮的大端端面理论弧齿厚。
计算。
(14-51)
(14-52)
pe为大端螺旋角,按公式(14-5)
弧齿锥齿轮副的法向侧隙与齿轮直径、精度等有关。
格里森公司推荐的法向侧隙如表
14-3所示。
表14-3法向侧隙推荐值
模数
侧隙
侧
隙
0.64~1.27
0~0.05
7.26~8.47
0.20
~0.28
1.27~2.54
0.05~0.10
8.47~10.16
0.25
~0.33
2.54~3.18
0.08~0.13
10.16~12.70
0.31
~0.41
3.18~4.
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