240t焊接滾輪架設(shè)計-主動滾輪座設(shè)計(全套含CAD圖紙)
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青島理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)說明書
外文翻譯一 輪軸
圖1火車的車輪安裝在車軸上,兩個輪同步轉(zhuǎn)動。這被稱為輪軌。
一個軸是中央軸用來承載滾輪和齒輪。著某些情況下,車軸也可以用來承載被安裝在滾輪和齒輪中的軸承和軸承墊,以使他們圍繞軸旋轉(zhuǎn)。在另外一些情況下,輪和齒輪也許會被直接固定在軸上,通過軸承來支撐軸,這種情況在自行車上最為常見。
1交通工具的軸
車軸是有輪交通工具的必不可少的一個部分。車軸維持著車輪及車輪和整體的位置關(guān)系。
對于大多數(shù)交通工具來說,車輪是唯一與地面接觸的部分。車軸承載著運(yùn)輸裝置和其上的貨物的所有的總量,還有加速度,和顛簸時的沖擊力。以結(jié)構(gòu)力學(xué)的觀點(diǎn)來看,軸必須協(xié)調(diào)好與下列設(shè)備的關(guān)系。
驅(qū)動器:一個或多個車軸都是動力系統(tǒng)的一部分,一個機(jī)械系統(tǒng)都會將轉(zhuǎn)動的力作用在軸上,使之能夠傳動力到輪,一邊去動整個運(yùn)輸裝置。
剎車系統(tǒng):相反的當(dāng)運(yùn)載裝置想要停下來時,它就會提供一個力給車軸,通過摩擦力來使車輛停下來,當(dāng)車子停下來時由于發(fā)動機(jī)還在旋轉(zhuǎn),也就是說軸依然在承受負(fù)載。
導(dǎo)向:大部分小型汽車的前輪都是用來導(dǎo)向的,運(yùn)輸工具通過改變前輪軸來改變前輪和車身的朝向,以便調(diào)整車的運(yùn)行方向。
2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
圖2 O系列新干線的車輪
直軸是一種連接左輪和右輪的裝置。車軸的中心線在兩個輪的正中間,這樣設(shè)計可以保證輪的位置能夠在承受壓力是不至于改變。直軸常用于火車、民用汽車的后軸,以及承受巨大載荷的非道路運(yùn)載工具。
在拆分設(shè)計時車輪附在軸的一個端上。在某些設(shè)計中它允許允許左輪和右輪獨(dú)立懸在車身下,這通過一個減震橋來實(shí)現(xiàn),這樣就可以保證車身在行駛時能夠不太顛簸。當(dāng)軸不是懸掛式的時,分開車軸可以通過左輪和右輪分別以不同速度驅(qū)動車體來使車輛轉(zhuǎn)彎和保證平穩(wěn)。
一個串聯(lián)軸是兩個或兩個以上的軸安裝在一起組成的??ㄜ囃ǔ褂枚鄠€軸來提供一個軸所不能提供的運(yùn)載能力,自卸式卡車通常在后輪處有一個串聯(lián)軸。
3驅(qū)動軸
圖3驅(qū)動軸前段的花健
一個被發(fā)動機(jī)驅(qū)動的軸被稱作驅(qū)動軸。
現(xiàn)代前輪驅(qū)動車可以融合一個驅(qū)動和前輪為一個單位,我們稱之為橋。驅(qū)動輪是一個的被萬向分離接頭連接的兩個軸。每一個軸都和車輪用一個等速連軸器連接,它允許車輪在轉(zhuǎn)向時也能良好的傳遞動力。
在后輪驅(qū)動的汽車和卡車中,發(fā)動機(jī)驅(qū)動一個驅(qū)動軸它將發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)里傳遞給車后部的驅(qū)動軸。這些驅(qū)動也許是一個活動軸,但現(xiàn)代設(shè)計通常一個分裂軸來表明他們的不同。
一些簡單的運(yùn)輸工具的設(shè)計,例如卡丁車,也許只有一個驅(qū)動輪。這個驅(qū)動軸是一個分裂軸,分別被不同的發(fā)動機(jī)所驅(qū)動。
4死軸和懶軸
圖4這個大卡車擁有一個龐大的驅(qū)動軸
死橋 ,也稱為懶惰車軸 ,不傳遞動力而是自由旋轉(zhuǎn)。后軸驅(qū)動的汽車的前軸可被視為死軸。許多卡車和拖車使用死軸來保證載重量。一個死軸緊挨著一個驅(qū)動軸被稱為推軸。
一些自卸車和拖車被裝配了空軸,它們被安裝的也許高也許低。當(dāng)軸被降低時是為了提高他們的載重量,或者是為了平均的分配貨物的載重量到各個輪,例如通過一個載重橋。當(dāng)它們沒用用時,就把他們拆除,以節(jié)省動力,減輕各個輪的負(fù)載。同時也能夠使整個運(yùn)載設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊。
許多廠商提供數(shù)控空軸,這樣當(dāng)主軸達(dá)到他們總量極限時,死軸就會被自動放低,當(dāng)有必要時,死軸也可以被立即提升,只需要按一個按鈕。
外文翻譯二 齒輪
圖1破舊的時鐘和暴露的齒輪.
圖2 現(xiàn)代單階行星齒輪軸作用在微馬力電機(jī)上
1.齒輪概述
齒輪是一種安裝在傳動裝置上,通過齒與齒的咬合傳播力的裝置單位。齒輪不同于滾輪和滑輪的地方就是在于齒輪表面有層層的齒和牙,這些齒與牙咬合與其他的齒與牙,從而使力傳播到其他的地方而不至于產(chǎn)生滑動。根據(jù)結(jié)構(gòu)和安裝方法的不同同一種齒輪可以以不同的方式傳播運(yùn)動,可以從動力源處傳播不同的速度和運(yùn)動方向。
齒輪最常見的安裝形式是和其他的齒輪咬合,但齒輪可以和任何具備合適齒的裝置咬合,比如傳動鏈。
齒輪的最重要的特性是齒輪的尺寸(直徑)可以被定制為某個特定數(shù)字,以便服務(wù)于機(jī)械利益。這就造成了與齒輪膠合的齒輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)不同于第一個齒輪。在特定機(jī)器的背景下,齒輪組往往代表了一個特定的齒輪膠合。這種齒輪組的咬合蘊(yùn)含著特定的轉(zhuǎn)動比率,他通過齒數(shù)和齒輪的半徑來實(shí)現(xiàn)。
2.機(jī)械利益
圖3運(yùn)動中的齒輪組
對于齒輪組來說,他們的咬合運(yùn)動決定了他們的運(yùn)動線速度必然是相等的。線速度是齒輪的角速度與他的半徑的乘積,我們可以看到在相同的線速度下,齒輪半徑越大的齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的越慢。
這種結(jié)論同樣可以被另外一種分析過程所印證:數(shù)齒數(shù)。因?yàn)閮蓚€咬合齒輪的齒是一個緊咬著另外一個齒。當(dāng)小齒輪的所有的齒都經(jīng)過空間里的同一點(diǎn)時,小齒輪旋轉(zhuǎn)了一周,與此同時,大齒輪的齒并沒有都經(jīng)過同一個點(diǎn),也就是說大齒輪并沒有旋轉(zhuǎn)一周。在同一給定時間內(nèi),小齒輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)更多,它的速度就更快。它們的速度比與它們的次數(shù)比成反比。
(速度 A * 齒數(shù) A) = (速度 B * 齒數(shù) B)
這個比率也就是常見的齒輪齒數(shù)比。
扭矩的確定與通過齒輪齒施加于其他齒的力有關(guān)??紤]到兩個齒輪是通過一個接觸點(diǎn)傳播力的,一般情況下,這部分力有徑向分力和切相分力。徑向分力可以忽略不計:它只是造成輕微側(cè)滑進(jìn)且并對轉(zhuǎn)動無影響。自由切線部分造成轉(zhuǎn)動。扭矩等于切向部分的力乘以半徑。因此我們可以看到大齒輪傳遞著大的扭矩,而小齒輪傳遞的扭矩則較小。扭矩比等于半徑比,這正好和速度比相反,較大的扭矩意味著較小的速度,反之亦然。事實(shí)上扭矩比與速度比相反也可以從能量守恒定律中推導(dǎo)出來。在這里我們忽略了摩擦力的作用。速度比確實(shí)與此輪的齒數(shù)和尺寸有關(guān),但是摩擦力將導(dǎo)致扭矩比實(shí)際上較速度比小。
在上面的討論中我們已經(jīng)提到了齒輪的半徑。由于齒輪不是一個完全的圓,而是一個粗糙的圓。實(shí)際上他并沒有半徑。但是,對于一對嚙合齒輪,一個齒輪可以被考慮成擁有一個半徑,叫做分度圓,這個圓被認(rèn)為能產(chǎn)生相同的運(yùn)動效果。,它被認(rèn)為是一個齒輪的平均半徑,也就是齒頂半徑與齒根半徑的平均值。
對于分度圓的討論引出了一個問題也就是當(dāng)齒輪膠合時,在他們交合處的接觸情況是復(fù)雜的,也就是里的方向是復(fù)雜的。結(jié)果就是速度比(扭矩比)并非事實(shí)上也就是并非始終如一的,如果有人考慮到一對齒輪齒咬合時的細(xì)節(jié),速度和扭矩在這一過程之中是非常散亂的,與一個長期的平均值比較,特定時間地點(diǎn)的速度扭矩值是不同的。
事實(shí)上通過選擇齒輪的齒形可以保證速度比率始終平穩(wěn),不管是長期的還是短期的。高質(zhì)量的齒輪往往都這么做。因?yàn)樗俣鹊牟▌油斐蓹C(jī)器的震動,同時對齒輪齒造成額外的壓力,則會導(dǎo)致齒輪齒在高速度和高載荷下破裂。平穩(wěn)的速度往往也是某些高精度儀器的必備要求,例如鐘表和手表。漸開線齒輪齒形非常適合傳遞平穩(wěn)的速度,它也是現(xiàn)在最常用的一種齒形。
3.與其他傳動裝置的比較
具有明確的轉(zhuǎn)速比,在對于有高精度要求的地方,例如手表等依靠高精度齒輪傳動的地方,齒輪比其他傳動形勢(例如牽引輪和V帶)有著明顯的優(yōu)勢。在驅(qū)動部分與沖動部分緊挨著的地方,齒輪傳動可以有效的降低傳動部件的數(shù)目。齒輪的缺點(diǎn)就是齒輪的制造成本很高,另外齒輪需要潤滑,這也給齒輪的保養(yǎng)增添了許多額外的支出。
微型交通工具特別適合多種齒輪的組合,并最能體現(xiàn)它的機(jī)械優(yōu)勢。
4.齒輪類型
4.1外部與內(nèi)部齒輪
與大多數(shù)齒輪不同,內(nèi)部齒輪不會導(dǎo)致方向逆轉(zhuǎn)。
外部齒輪就是牙齒上形成的外表面是圓柱或圓錐形。相反,內(nèi)部齒輪是與牙齒位于圓柱或圓錐形的內(nèi)表面。對于錐齒輪,內(nèi)部齒輪的俯仰角超過90度。
4.2正齒輪
齒輪是最簡單和最常見的一種裝置。其一般形式是一個碟型或磁盤型。具有輻射狀的牙齒,并且具備“直切齒輪” ,牙齒排列平行在盤的外緣。要使這些齒輪成功的嚙合在一起,要求齒輪被正確安裝到平行車軸上。
4.3螺旋齒輪
圖4 齒輪組中的的螺旋齒輪
螺旋齒輪是一種做了細(xì)微改良的直齒圓柱齒輪。邊緣牙齒做不平行的軸旋轉(zhuǎn),并以以某種角度存在。由于齒輪是彎曲的,這也順勢造成了齒形是螺旋狀的。牙齒的角度的過渡直齒圓柱齒輪的牙齒角度過度更平穩(wěn)。這也造成了螺旋齒輪運(yùn)行比正齒輪更加平穩(wěn)和安靜。
螺旋齒輪還提供一種使用非平行軸的可能性。一對螺旋齒輪可以一兩種形式嚙合:運(yùn)行軸平行嚙合或中心軸成一定角度嚙合。這些配置被稱為平行或交叉,分別。平行配置更具有機(jī)械代表性。其中,一對螺旋齒輪的嚙合齒必須滿足有可以重合的齒面切線,以及它們的分度圓切線也必須遵守上述規(guī)則,一般來說,一個曲線延伸一段距離,它們將面臨的一定的錯開寬度。對于交叉配置,螺旋齒不符合切線原理,只能在點(diǎn)接觸齒面內(nèi)實(shí)現(xiàn)。由于是小面積的接觸,交叉螺旋齒輪只能用于輕負(fù)載。
4.4準(zhǔn)雙曲面齒輪
準(zhǔn)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪相似,但軸與軸之間存在偏移,不交叉。球行表面出現(xiàn)錐形,但以齒的補(bǔ)償?shù)窒S,實(shí)際上是螺旋錐形齒的革新,準(zhǔn)雙曲面齒輪幾乎和軸成90度。這取決于哪一方的軸的角度被抵消,相對于螺旋傘齒輪
雙曲線齒輪甚至可能嚙合運(yùn)行更加順利。此外,齒輪設(shè)計中,可以用螺旋錐齒輪達(dá)到更大的減速比,即使用一套單一的準(zhǔn)雙曲面齒輪就可以使減速比率達(dá)到60:1甚至更高是“完全可行的”。
4.5蝸桿
蝸桿是一類似于螺絲齒輪。這是一種的特別的螺旋齒輪,但它的螺旋角通常是有點(diǎn)大(例如,有些接近90度)并且它的身體通常是分布在相當(dāng)長的軸線方向,它是這些特性,使其有點(diǎn)像螺釘。 蝸桿通常一個被網(wǎng)狀齒圍著的盤形齒輪,它被稱為“齒輪”“輪”“渦輪”“蝸桿”,在渦輪蝸桿系統(tǒng)中,它允許幾個部件在一個很小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)很大的傳動比。在實(shí)際中,齒輪減速比往往低于10:1 ;而蝸輪組傳動比通常在10:1與100:1之間,甚至達(dá)到500:1 。 在渦輪蝸桿組中由于蝸桿的的螺旋角很大,齒間滑動可能是很大的,以及由此產(chǎn)生的摩擦損失驅(qū)動器的效率通常要少百分之九十以上,有時甚至不到百分之五十,這遠(yuǎn)少于其它類型的齒輪。
4.6齒輪齒條
圖5齒輪齒條
機(jī)架是齒列或棒,可以將其視為部分齒輪與無限大的曲率半徑。齒條與小齒輪扭矩可轉(zhuǎn)換為線性力,機(jī)架移動直線。這種機(jī)制常被用于汽車轉(zhuǎn)換向的方向盤以及左向右運(yùn)動的拉桿上 。
支架還具有理論的齒輪幾何。例如,齒形的齒輪可相當(dāng)于一個機(jī)架(無限半徑)和一個具有標(biāo)準(zhǔn)齒的齒輪。齒輪齒條式的齒輪受制于齒條。
5.齒輪的歷史
據(jù)史料記載,遠(yuǎn)在公元前400~200年的中國古代就巳開始使用齒輪,在我國山西出土的青銅齒輪是迄今巳發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪,作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車就是以齒輪機(jī)構(gòu)為核心的機(jī)械裝置。17世紀(jì)末,人們才開始研究,能正確傳遞運(yùn)動的輪齒形狀。18世紀(jì),歐洲工業(yè)革命以后,齒輪傳動的應(yīng)用日益廣泛;先是發(fā)展擺線齒輪,而后是漸開線齒輪,一直到20世紀(jì)初,漸開線齒輪已在應(yīng)用中占了優(yōu)勢。
早在1694年,法國學(xué)者Philippe De La Hire首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年,法國人M.Camus提出輪齒接觸點(diǎn)的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點(diǎn)。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪的瞬心線(節(jié)圓)純滾動時,與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的,這就是Camus定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài);明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點(diǎn)軌跡的概念。1765年,瑞士的L.Euler提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),闡明了相嚙合的一對齒輪,其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來,Savary進(jìn)一步完成這一方法,成為現(xiàn)在的Eu-let-Savary方程。對漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻(xiàn)的是Roteft WUlls,他提出中心距變化時,漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點(diǎn)。1873年,德國工程師Hoppe提出,對不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形,從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。
19世紀(jì)末,展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機(jī)床與刀具的相繼出現(xiàn),使齒輪加工具軍較完備的手段后,漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)走性。切齒時只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動,就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機(jī)床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年,瑞士MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機(jī),后來,英國BSS、美國AGMA、德國DIN相繼對齒輪變位提出了多種計算方法。
為了提高動力傳動齒輪的使用壽命并減小其尺寸,除從材料,熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進(jìn)外,圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年,英國人Frank Humphris最早發(fā)表了圓弧齒形。1926年,瑞土人Eruest Wildhaber取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權(quán)。1955年,蘇聯(lián)的M.L.Novikov完成了圓弧齒形齒輪的實(shí)用研究并獲得列寧勛章。1970年,英國Rolh—Royce公司工程師R.M.Studer取得了雙圓弧齒輪的美國專利。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視,在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益。
齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件,它在機(jī)械傳動及整個機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛?,F(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到:齒輪模數(shù)O.004~100毫米;齒輪直徑由1毫米~150米;傳遞功率可達(dá) 十萬千瓦;轉(zhuǎn)速可達(dá) 十萬轉(zhuǎn)/分;最高的圓周速度達(dá)300米/秒。
齒輪在傳動中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年,古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問題》中,就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的問題。中國古代發(fā)明的指南車中已應(yīng)用了整套的輪系。不過,古代的齒輪是用木料制造或用金 屬鑄成的,只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動,不能保證傳動的平穩(wěn)性,齒輪的承載能力也很小。
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