半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì)【5張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報(bào)告+外文翻譯】

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主軸零件-A3.dwg

半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)裝配圖-A0.dwg

半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

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外文翻譯--輪胎拆胎機(jī).doc

工作臺(tái)-A2.dwg

工作轉(zhuǎn)盤-A2.dwg

拆裝頭-A1.dwg

目錄

摘要 1

關(guān)鍵字 1

1前言 2

    1.1選擇本課題的目的和意義 2

    1.2車輪拆裝機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2

        1.2.1現(xiàn)狀 2

        1.2.2趨勢(shì) 2

2設(shè)計(jì)方案的擬定 2

3主要參數(shù)的確定 4

    3.1主要技術(shù)參數(shù)的內(nèi)容 4

    3.2主要技術(shù)參數(shù)的確定 5

4  電機(jī)的選擇 5

    4.1電機(jī)的類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 5

    4.2電機(jī)容量的選擇 6

    4.3選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速 6

    4.4確定電機(jī)型號(hào) 6

5傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6

    5.1計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 7

    5.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8

    5.3蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 11

    5.4主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核 15

        5.4.1主軸的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 15

        5.4.2主軸的剛度校核 16

6氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18

7夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21

8六方桿的鎖緊設(shè)計(jì) 22

9機(jī)身設(shè)計(jì) 22

10機(jī)器的安裝順序 23

結(jié)論 23

參考文獻(xiàn) 24

致謝 25

半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要：隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，車輪拆裝機(jī)的需求量也在增加。但我國(guó)的拆裝機(jī)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著巨大的差距，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品可靠性差，壽命短，性能不夠穩(wěn)定，故障多及自動(dòng)化水平低等。本課題設(shè)計(jì)的半自動(dòng)車輪拆裝機(jī)兼拆胎，裝胎一體，拆裝機(jī)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輪胎的松開和抓緊采用氣動(dòng)。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于中小型汽車維修行業(yè)。

關(guān)鍵詞：輪胎拆裝機(jī)；自動(dòng)化；氣動(dòng)

Design of Semi-Autmatic Tire-Installed Machine

Abstract: With the rapid development of the automobile industry, the demand of wheel-installed machine quantity is increasing. But the machine in China still exists great gap compared with the developed countries ,it mainly shows on several aspects, for example , the poor reliability of product , short life,  not quite stable performance, many faults and  low automation level. This topic designs a dismantled and installed machine which owns the semi-automatic wheel, this machine can fulfill dismantling and installing tires all alone, and the machine’s turntable is driven by electric motor, tire loosing and grasping are driven by pneumatic. This machine has many merits, such as simple structure, convenient operation, economic, applicable etc, and can be widely used in small and medium vehicle repairing industry.

Key words: tire-entry； automation； pneumatic

1 前言

1.1  選擇本課題的目的和意義

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和人民生活水平的提高，汽車不再成為極少數(shù)達(dá)官貴人的專利，而是離我們的生活越來(lái)越近。汽車行業(yè)的發(fā)展給汽車維修保養(yǎng)行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，也對(duì)其提出了更高的要求。據(jù)有關(guān)資料顯示，高速路事故90％是由輪胎引起的，作為最為重要的汽車易損件之一的輪胎的保養(yǎng)維修顯得猶為重要。在維修輪胎的時(shí)候，一般都要把其拆解。傳統(tǒng)的做法是用撬杠直接把外胎撬開，這種方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又會(huì)對(duì)輪胎造成損傷。因此，研究一種自動(dòng)化程度高且安全可靠的輪胎拆裝機(jī)，對(duì)于改善汽車維修行業(yè)工作條件具有現(xiàn)實(shí)意義。

本課題設(shè)計(jì)生產(chǎn)的機(jī)器—快速車輪拆裝機(jī)兼拆胎，裝胎一體，其主要工作為卡爪和拆裝頭，卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)由電機(jī)直接提供動(dòng)力，卡爪的夾緊、松開等動(dòng)作均由氣壓系統(tǒng)提供動(dòng)力支持。這是又于氣壓系統(tǒng)相對(duì)于其他機(jī)械系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造以及容易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，并且，可以簡(jiǎn)單地把充氣功能附加上去。拆裝機(jī)主要由機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。如何使機(jī)械的結(jié)構(gòu)合理分配是影響到拆裝機(jī)的性能的主要原因。

車輪拆裝機(jī)高效率和不傷胎的特點(diǎn)使其在汽車維修行業(yè)中占有越來(lái)越重要的地位，并且逐漸成為每個(gè)維修廠不可或缺的工具。

帶動(dòng)設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，如氣缸，電機(jī)，蝸輪蝸桿，換向閥，主令控制器等。使機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和電氣控制系統(tǒng)技術(shù)往快速、自動(dòng)化、人性化的方面發(fā)展。

1.2 車輪拆裝機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1.2.1 現(xiàn)狀

隨著汽車維修行業(yè)的發(fā)展，車輪拆裝機(jī)的需求量也在增加。但我國(guó)的拆裝機(jī)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在著巨大的差距，主要表現(xiàn)為產(chǎn)品可靠性差，壽命短，性能不夠穩(wěn)定，故障多；自動(dòng)化水平低，有些設(shè)備至今還采用手工操作，操作費(fèi)力；品種不全，更新慢，技術(shù)含量低，附加價(jià)值率低。

1.2.2 趨勢(shì)

隨著電子技術(shù)和液壓技術(shù)的發(fā)展與推廣，拆裝機(jī)的技術(shù)水平也正在迅速地提高。當(dāng)前拆裝機(jī)的發(fā)展水平和趨勢(shì)具體表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：系列化；模塊化；自動(dòng)化。

2 設(shè)計(jì)方案的擬定

車輪拆裝機(jī)是汽車維修行業(yè)的主要設(shè)備之一，七八十年代在發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)有產(chǎn)品出現(xiàn)。我過(guò)八是年代中期開始這方面的研制。至今我國(guó)已有五六家汽修工具廠專門生產(chǎn)，品種繁多，結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度差別很大。但不論設(shè)計(jì)哪一種車輪拆裝機(jī)，設(shè)計(jì)方法和程序都有共性的一面，即第一，對(duì)需拆裝的車輪進(jìn)行詳細(xì)的分析，了解車輪的形狀、尺寸、材料、重量和拆裝過(guò)程對(duì)機(jī)器的要求，包括壓力、速度、位移、工作空間、工作效率、自動(dòng)化程度以及國(guó)內(nèi)汽修廠普遍使用的空壓機(jī)功率等等?？傊ㄟ^(guò)工藝分析達(dá)到明確本機(jī)拆裝過(guò)程，即一個(gè)工作循環(huán)中每一個(gè)動(dòng)作的詳細(xì)要求和必要的調(diào)整范圍。第二，調(diào)查研究。任何設(shè)計(jì)都應(yīng)該盡力達(dá)到滿足用戶單位使用要求；制造工藝性好和具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此認(rèn)真調(diào)查研究用戶單位、制造單位的要求和意見。并盡可能搜集和研究國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能的有關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上初步設(shè)計(jì)出一個(gè)設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)會(huì)審，廣泛征求改進(jìn)意見以后，確定一個(gè)最佳方案，作為施工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。第三，最后完成全部施工設(shè)計(jì)和編制制造驗(yàn)收等全部技術(shù)文件。第四，通過(guò)樣機(jī)試制，性能實(shí)驗(yàn)和工藝實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合預(yù)期的要求，并對(duì)設(shè)計(jì)做必要的修改。

對(duì)本課題設(shè)計(jì)的拆裝機(jī)進(jìn)行功能分析：該課題設(shè)計(jì)的拆裝機(jī)是集輪胎拆裝、充氣于一身，拆裝輪胎需要的力并不太大，而它對(duì)工作的平穩(wěn)性和抗震性要求相對(duì)比較大。拆裝機(jī)主要由主機(jī)和控制系統(tǒng)組成，管路及電氣裝置聯(lián)系起來(lái)組成的一個(gè)整體。主機(jī)部分由機(jī)身、氣壓裝置、電機(jī)等組成。控制部分由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、限程裝置、管路及電氣操作部分組成。能實(shí)現(xiàn)輪胎拆裝功能的技術(shù)有很多，具體分析如下：

機(jī)身的底座、轉(zhuǎn)盤、分離鏟、立柱、六方桿、踏腳控制器等組成。底座為主架，轉(zhuǎn)盤卡爪裝在底座正上方，分離鏟位于右側(cè)以便松胎，立柱在正后方，橫臂用以聯(lián)接立柱和六方桿，腳踏安裝在底座前方，方便操作。

10 機(jī)器的安裝順序

    機(jī)器安裝在混泥土基礎(chǔ)上，具體見圖紙CZ-００-００。

      (1)首先將工作臺(tái)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)按照裝配圖對(duì)于位置安裝，并將工作臺(tái)上平面找平，要求臺(tái)面與水平的平行度不大于０.０５㎜,然后將地腳的栓緊固.

(2) 如圖將立柱、回位彈簧、六方桿、柱帽等裝在機(jī)箱上，并將所有緊固件旋緊。并調(diào)節(jié)六方桿所緊彈簧片，使六方桿在回力彈簧的彈力下能自由地上下活動(dòng)，而將所緊手柄向下板大約１２０度時(shí)，能將六方桿準(zhǔn)確地鎖緊在要求位置上。

(3)將拆裝頭安裝在六方桿下部，并按照一般拆裝的輪胎直徑調(diào)整拆裝頭位置，然后將六角螺栓鎖緊。

(4)將松胎鏟組件安裝在對(duì)應(yīng)位置，按照輪胎的寬度調(diào)整活塞末端螺母，使其活動(dòng)范圍符合要求。

(5)安裝大氣缸。

(６) 安裝二位五通閥、三位五通閥和萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān)

(７)按照氣壓原理圖及電氣原理圖和電氣接線圖等,接好管路等，試車。

結(jié)論

為期兩個(gè)多月緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將圓滿結(jié)束.在此其間,通過(guò)查找工具書,閱讀相關(guān)資料,獲悉了很多本專業(yè)及非本專業(yè)的知識(shí),可謂受益匪淺.現(xiàn)將心得體會(huì)及對(duì)本設(shè)計(jì)的總結(jié)說(shuō)明如下:

快速輪胎拆裝機(jī)是汽車制造廠和汽車維修部等工業(yè)部門不可缺少的維護(hù)設(shè)備，因此，在汽車制造和維護(hù)中占有重要的地位。隨著微電子技術(shù)、氣液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用，快速輪胎拆裝機(jī)有了更進(jìn)一步的發(fā)展。目前，以發(fā)展成多種類多功能的汽車維修裝備。

在輪胎拆裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,應(yīng)考慮的主要因素有以下幾點(diǎn):

(1)滿足各種車輪拆裝工藝要求。

(2)具有良好的剛度、強(qiáng)度和整體工作性能。

(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有良好的制造、安裝工藝性。

(4)使用可靠，便于操作和維修。

   本課題中需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:車輪拆裝機(jī)零部件, 氣壓系統(tǒng),電氣系統(tǒng),地基,安裝及調(diào)試,以及用UG繪制三維圖和CAD繪制二維圖.

   本課題研究設(shè)計(jì)的快速輪胎，屬輪胎維護(hù)類機(jī)器，加工過(guò)程需要用到較大的總壓力、工作空間，工作相對(duì)平穩(wěn)，撞擊和震動(dòng)都較小，其與機(jī)械壓力機(jī)相比，本題結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造.

   機(jī)器的安裝及調(diào)試很重要,直接影響到機(jī)器加工的精度,固要嚴(yán)格按照機(jī)器的安裝調(diào)整說(shuō)明進(jìn)行裝配.。

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致  謝

畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次考核。在這半年的設(shè)計(jì)歷程中，得到本課題指導(dǎo)教授的悉心指導(dǎo)，同時(shí)也得到許多同學(xué)的大力支持和幫助，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成，在此對(duì)他們深表感謝。

經(jīng)過(guò)半年的設(shè)計(jì)，我的感悟很深，受益匪淺。這緣于有幸以本課題作為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。這期間，我了解到理論與實(shí)際之間存在區(qū)別和聯(lián)系，學(xué)到了解決一些實(shí)際問(wèn)題的本領(lǐng)，對(duì)那些從未涉及到的技術(shù)領(lǐng)域，能鎮(zhèn)定自若的去找出解決問(wèn)題的渠道；同時(shí)，我認(rèn)識(shí)到團(tuán)結(jié)的重要性，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，有時(shí)和同學(xué)討論問(wèn)題難免會(huì)有意見不一致現(xiàn)象，但最終通過(guò)查找工具書，翻閱相關(guān)資料，得到正確的判斷和結(jié)論。這是做學(xué)術(shù)所需要的一種精神。在今后的工作中，我將繼續(xù)以我執(zhí)著的求知、求識(shí)熱情， 以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，以團(tuán)結(jié)的精神，把老師對(duì)我的教誨投入自己的事業(yè)中，減少不必要的人生彎路。

中期進(jìn)展情況檢查表 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 檢查日期： 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 （設(shè)計(jì)）論文題目 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) 目前已完成任務(wù) 確設(shè)計(jì)目的和確定主要技術(shù)參數(shù)），完成 2－ 3 千字的與設(shè)計(jì)課題相關(guān)外文翻譯； 成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖； 是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度 尚須完成的任務(wù) 零件圖的繪制和說(shuō)明書的編寫。 能否按期完成任務(wù) 存在的問(wèn)題和解決辦法 存在的問(wèn)題 數(shù)據(jù)的擬定以及對(duì)動(dòng)力，傳動(dòng)，電器控制等部分還沒有進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，對(duì)畫圖軟件的選定還在猶豫中， 不錯(cuò)的選擇。 擬采取的辦法 與指導(dǎo)老師進(jìn)行溝通，選定最佳解決辦法，對(duì)制圖軟件的選定也采取指導(dǎo)老師的方案，最好還是用 較熟練且圖形更加直觀。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生勞動(dòng)紀(jì)律、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ) 學(xué)院負(fù)責(zé)人簽字 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目名稱： 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè) 班級(jí) 一、選題的依據(jù)和意義 課題由指導(dǎo)教師提供，本人根據(jù)自身興趣選定。 年來(lái)，我國(guó)汽車蓬勃發(fā)展，尤其是轎車行業(yè)。多年來(lái)轎車進(jìn)入普通家庭已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，汽車維修行業(yè)也隨之得到大力發(fā)展，各種維修設(shè)備的需求迅速擴(kuò)大。汽車輪胎拆胎機(jī)是維修廠必備的。因?yàn)樾⌒推囕喬ゴ蠖喽际强ǎㄋ溃┨?，手工拆胎不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且汽車輪胎輪軸極易碰傷損壞，難以保證輪胎外觀質(zhì)量，并且目前我們所使用的輪胎拆胎機(jī)體積均偏 大，且操作較為復(fù)雜，成本較高。于是我在此設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)實(shí)用型汽車輪胎拆胎機(jī)，使其方便，高效，安全 。 二、 國(guó)內(nèi)外研究綜述 世界上第一臺(tái)輪胎拆胎機(jī) 1924年誕生于意大利，目前依然保有這臺(tái)機(jī)器的是意大利 虎）公司。直到 20世紀(jì) 80年代，意大利任然是全球輪胎拆胎機(jī)的中心。 目前全球主流的輪胎拆裝技術(shù)分為 2大類：一是卡盤式；二是卡軸式。 意大利科吉的 霸王），德國(guó)好富滿的 國(guó)百事霸的 國(guó)杰奔的 是最基本的立柱 式卡盤輪胎拆胎機(jī)。這類拆胎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，深受客戶的喜愛。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是：卡盤式，立柱固定，可加裝側(cè)助力臂和上助力臂，斜交式鏟胎，需撬棍配合等。鑒于輪軸的厚度逐漸變厚，又出現(xiàn)了一種立柱可后傾的卡盤輪胎拆胎機(jī)，比如意大利的猛虎 大利科吉的 025，德國(guó)好富滿的 國(guó)杰奔的 產(chǎn)的包括大力的 星的 類產(chǎn)品也屬于卡盤式。 隨著汽車和輪胎的技術(shù)進(jìn)步，出現(xiàn)車輪口徑越來(lái)越大，扁平越來(lái)越小，輪胎硬度越來(lái)越大，輪軸材質(zhì)以及形 狀越來(lái)越多等特點(diǎn)，給輪胎拆裝帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。于是卡軸式輪胎拆胎機(jī)出現(xiàn)。 世界上第一臺(tái)無(wú)需撬棍的卡軸式全自動(dòng)輪胎拆胎機(jī)是由意大利猛虎推出，意大利人繼續(xù)領(lǐng)先世界輪胎拆胎機(jī)行業(yè)。這臺(tái)引發(fā)行業(yè)技術(shù)革命的輪胎拆胎機(jī)叫做 款機(jī)器的技術(shù)特點(diǎn)是：輪軸中心孔固定輪胎（非卡盤式，簡(jiǎn)稱：卡軸式），拉勾式工作頭，旋轉(zhuǎn)式鏟胎裝置（非斜交式鏟胎），無(wú)需撬棍等。目前全球市場(chǎng)上同類產(chǎn)品有：意大利科吉的 6 級(jí)魔術(shù)全自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)），百事霸的 意， 但其工作頭不是拉勾式）。 意大利人顯然不滿足于此，緊接著，意大利猛虎又改進(jìn)了拉勾式工作頭，設(shè)計(jì)出了目前世界上最先進(jìn)的拆胎機(jī)： 也是一款卡軸式輪胎拆胎機(jī)，其最具特點(diǎn)和難度的改變是：工作頭由拉勾式升級(jí)為更加先進(jìn)的氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)式工作頭。目前，除意大利猛虎之外，全世界只有兩家公司能夠生產(chǎn)這種機(jī)器：一是和猛虎公司同屬于意大利 0），還有一家中國(guó)公司：大力（ 三、 設(shè)計(jì)（或研究）的內(nèi)容 1、能進(jìn)行轎車和輕型 載重汽車輪胎的拔胎和安裝； 2、機(jī)器總重量小，輕便快捷，操作簡(jiǎn)單，安全可靠； 3、工作臺(tái)和操作手柄設(shè)計(jì)符合人體工學(xué)要求； 4、適合在環(huán)境溫度在 －４０℃－４５℃ , 相對(duì)濕度在 30－ 95％的廣大地區(qū)使用。 四、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的方法 大量查資料，借用學(xué)校圖書館以及互聯(lián)網(wǎng)的資源，通過(guò)自己去 4S 店對(duì)拆胎機(jī)的觀察，盡可能搜集和研究國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能的有關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上初步設(shè)計(jì)出一個(gè)設(shè)計(jì)方案。 五、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況 〔 1〕吳宗澤主編 機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 〔 2〕劉新德主編 氣液壓手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 〔 3〕何玉林、沈榮輝、賀元成主編 機(jī)械制圖 重慶大學(xué)出版社 〔 4〕孫衡、陳作模等主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 〔 5〕王政等主編 焊工用書 機(jī)械工業(yè)出版社 〔 6〕陳鐵鳴、王連明、王黎欽主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 〔 7〕愈新陸、楊津光主編 液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)與控制 機(jī)械工業(yè)出版社 〔 8〕廖念釗、古營(yíng)衍 、莫雨松等主編 互換性與技術(shù)測(cè)量 中國(guó)計(jì)量出版社 〔 9〕王坤、何小波等主 編 機(jī)械課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社 〔 10〕液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 廣西工學(xué)院出版 〔 11〕劉鴻文主編 材料力學(xué)第四版 高等教育出版社 〔 12〕何存興、張鐵華等主編 液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng) 華中科技大學(xué)出版社 〔 13〕劉學(xué)宏主編 電子技術(shù) 高等教育出版社 〔 14〕 . 998 〔 15〕雷天覺主編 氣液壓工程手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 1990 16〕彭鴻才主編 電機(jī)原理及拖動(dòng) 機(jī)械工業(yè)出版社 〔 17〕俞新陸等 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 1989 六、指導(dǎo)教師審批意見 年 月 日 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) F 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào)： 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng) 化（ 2）班 指導(dǎo)老師及職稱： 教授 目錄 摘要 ............................................................... 1 關(guān)鍵字 ............................................................. 1 1 前言 ............................................................. 2 擇本課題的目的和意義 ..................................... 2 輪拆裝機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ................................. 2 狀 ................................................. 2 勢(shì) ................................................. 2 2 設(shè)計(jì)方案的擬定 ................................................... 2 3 主要參數(shù)的確定 ................................................... 4 要技術(shù)參數(shù)的內(nèi)容 ......................................... 4 要技術(shù)參數(shù)的確定 ......................................... 5 4 電機(jī)的選擇 ...................................................... 5 機(jī)的類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 ................................. 5 機(jī)容量的選擇 ............................................. 6 擇電機(jī)轉(zhuǎn)速 ............................................... 6 定電機(jī)型號(hào) ............................................... 6 5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................... 6 算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 ....................... 7 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................... 8 輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................ 11 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核 .................................. 15 軸的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 .................................. 15 軸的剛度校核 ...................................... 16 6 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................................ 18 7 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................. 21 8 六方桿的鎖緊設(shè)計(jì) ................................................ 22 9 機(jī)身設(shè)計(jì) ........................................................ 22 10 機(jī)器的 安裝順序 ................................................. 23 結(jié)論 .............................................................. 23 參考文獻(xiàn) .......................................................... 24 致謝 .............................................................. 25 1 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要： 隨著汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，車輪拆裝機(jī)的需求量也在增加。但我國(guó)的拆裝機(jī)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比 還存在著巨大的差距 ，主要表現(xiàn)為 產(chǎn)品可靠性差，壽命短，性能不夠穩(wěn)定，故障多 及 自動(dòng)化水平低 等。本課題設(shè)計(jì)的半自動(dòng)車輪拆裝機(jī)兼拆胎，裝胎一體，拆裝機(jī)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輪胎的松開和抓緊采用氣動(dòng)。該機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便 ，經(jīng)濟(jì)適用等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于中小型汽車維修行業(yè)。 關(guān)鍵詞 ： 輪胎拆裝機(jī)；自動(dòng)化；氣動(dòng) of of is it on of a s is by by as be in 1 前言 選擇本課題的目的和意義 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和人民生活水平的提高，汽車不再成為極少數(shù)達(dá)官貴人的專利，而是離我們的生活越來(lái)越近。汽車行業(yè)的發(fā)展給汽車維修保養(yǎng)行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)會(huì)，也對(duì)其提出了更高的要求。 據(jù)有關(guān)資料顯示，高速路事故 90％是由 輪 胎引起的 ，作為最為重要的汽車易損件之一的輪胎的保養(yǎng)維修顯得猶為重要。在維修輪胎的時(shí)候，一般都要把其拆解。傳統(tǒng)的做法是用撬杠直接把外胎撬開，這種方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力又會(huì)對(duì)輪胎造成損傷。因此，研究一種自動(dòng)化程度高且安全可靠的輪胎拆裝機(jī)，對(duì)于改善汽車維修行業(yè)工作條件具有現(xiàn)實(shí)意義。 本課題設(shè)計(jì)生產(chǎn)的機(jī)器 — 快速車輪拆裝機(jī)兼拆胎，裝胎一體，其主要工作為卡爪和拆裝頭，卡盤的轉(zhuǎn)動(dòng)由電機(jī)直接提 供動(dòng)力，卡爪的夾緊、松開等動(dòng)作均由氣壓系統(tǒng)提供動(dòng)力支持。這是又于氣壓系統(tǒng)相對(duì)于其他機(jī)械系統(tǒng)來(lái)說(shuō)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易制造以及容易實(shí)現(xiàn)自鎖等優(yōu)點(diǎn)，并且，可以簡(jiǎn)單地把充氣功能附加上去。拆裝機(jī)主要由機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成。如何使機(jī)械的結(jié)構(gòu)合理分配是影響到拆裝機(jī)的性能的主要原因。 車輪拆裝機(jī)高效率和不傷胎的特點(diǎn)使其在汽車維修行業(yè)中占有越來(lái)越重要的地位，并且逐漸成為每個(gè)維修廠不可或缺的工具。 帶動(dòng)設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，如氣缸，電機(jī)，蝸輪蝸桿，換向閥，主令控制器等。使機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和電氣控制系統(tǒng)技術(shù)往快速、自動(dòng)化 、人性化的方面發(fā)展。 輪拆裝機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 狀 隨著汽車維修行業(yè)的發(fā)展，車輪拆裝機(jī)的需求量也在增加。 但我國(guó)的拆裝機(jī)和發(fā)達(dá)國(guó)家相比 還存在著巨大的差距 ，主要表現(xiàn)為 產(chǎn)品可靠性差，壽命短，性能不夠穩(wěn)定，故障多；自動(dòng)化水平低，有些設(shè)備至今還采用手工操作，操作費(fèi)力；品種不全，更新慢，技術(shù)含量低，附加價(jià)值率低。 勢(shì) 隨著電子技術(shù)和液壓技術(shù)的發(fā)展與推廣，拆裝機(jī)的技術(shù)水平也正在迅速地提高。當(dāng)前拆裝機(jī)的發(fā)展水平和趨勢(shì)具體表現(xiàn)在一下幾個(gè)方面：系列化；模塊化；自動(dòng)化。 2 設(shè)計(jì)方案的擬定 車輪拆裝機(jī)是汽車維修行業(yè)的主要設(shè)備之一，七八十年代在發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)有產(chǎn)品出現(xiàn)。我過(guò)八是年代中期開始這方面的研制。至今我國(guó)已有五六家汽修工具廠專門3 生產(chǎn)，品種繁多，結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度差別很大。但不論設(shè)計(jì)哪一種車輪拆裝機(jī)，設(shè)計(jì)方法和程序都有共性的一面，即第一，對(duì)需拆裝的車輪進(jìn)行詳細(xì)的分析，了解車輪的形狀、尺寸、材料、重量和拆裝過(guò)程對(duì)機(jī)器的要求，包括壓力、速度、位移、工作空間、工作效率、自動(dòng)化程度以及國(guó)內(nèi)汽修廠普遍使用的空壓機(jī)功率等等。總之，通過(guò)工藝分析達(dá)到明確本機(jī)拆裝過(guò)程，即一個(gè)工作循環(huán)中每一個(gè)動(dòng)作的詳細(xì)要求和必要的 調(diào)整范圍。第二，調(diào)查研究。任何設(shè)計(jì)都應(yīng)該盡力達(dá)到滿足用戶單位使用要求；制造工藝性好和具有先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此認(rèn)真調(diào)查研究用戶單位、制造單位的要求和意見。并盡可能搜集和研究國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能的有關(guān)資料，在此基礎(chǔ)上初步設(shè)計(jì)出一個(gè)設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過(guò)會(huì)審，廣泛征求改進(jìn)意見以后，確定一個(gè)最佳方案，作為施工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。第三，最后完成全部施工設(shè)計(jì)和編制制造驗(yàn)收等全部技術(shù)文件。第四，通過(guò)樣機(jī)試制，性能實(shí)驗(yàn)和工藝實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合預(yù)期的要求，并對(duì)設(shè)計(jì)做必要的修改。 對(duì)本課題設(shè)計(jì)的拆裝機(jī)進(jìn)行功能分析：該課題設(shè)計(jì)的拆 裝機(jī)是集輪胎拆裝、充氣于一身，拆裝輪胎需要的力并不太大，而它對(duì)工作的平穩(wěn)性和抗震性要求相對(duì)比較大。拆裝機(jī)主要由主機(jī)和控制系統(tǒng)組成， 管路及電氣裝置聯(lián)系起來(lái)組成的一個(gè)整體。主機(jī)部分由機(jī)身、氣壓裝置、電機(jī)等組成。控制部分由動(dòng)力機(jī)構(gòu)、限程裝置、管路及電氣操作部分組成。能實(shí)現(xiàn)輪胎拆裝功能的技術(shù)有很多，具體分析如下： 1）拆裝機(jī)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)有兩種方案，第一種，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)；第二種，采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)，如凸輪機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)，齒輪機(jī)構(gòu)等。松胎、卡爪的松緊兩部分的動(dòng)力設(shè)備可以采用氣動(dòng)和液 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。從經(jīng)濟(jì)性，適用 性綜合考慮，這里拆裝機(jī)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)采用方案一，松胎、卡爪的松緊兩部分的動(dòng)力設(shè)備可以采用氣動(dòng)。 2）拆裝機(jī)工作要求，拆裝機(jī)最后一級(jí)的轉(zhuǎn)速為 6r/r/在保證扭矩要求的情況下達(dá)到轉(zhuǎn)速，方案有三種：第一種，采用氣動(dòng)馬達(dá)或者液壓馬達(dá)的一級(jí)傳動(dòng)，根據(jù)調(diào)節(jié)氣流或液流來(lái)實(shí)現(xiàn)大扭矩低轉(zhuǎn)速。第二種，采用普通電機(jī)。第三種，采用特殊電 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。據(jù)比較，第二種方案更加簡(jiǎn)單，所以采用方案二。 3）目前一般電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 1400r/電機(jī)到工作臺(tái)的總轉(zhuǎn)速比 i 高達(dá) 200，而要達(dá)到如此高的轉(zhuǎn)速 比，常見的形式有二：一為行星輪減速器，二為蝸輪蝸桿減速錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。行星輪減速器制造和裝配都比較困難，成本極高。綜合各種考慮，最終確定 采用形式二。 4）輪輞定位鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，需要同時(shí)滿足定位，夾緊功能，常見的方案有兩種，（ 1） 工作臺(tái)輪輞鎖緊機(jī)構(gòu)采用常見的四爪卡盤，（ 2）采用三爪卡盤定位鎖緊，其結(jié)4 構(gòu)為：轉(zhuǎn)盤汽缸體的一端和轉(zhuǎn)盤連接另一端通過(guò)活塞軸與掛架、主連桿的一端連接，主連桿的另一端與三角轉(zhuǎn)盤連接，三角轉(zhuǎn)盤另兩個(gè)角設(shè)有兩個(gè)連桿主連桿與兩個(gè)連桿的另一端與卡爪相連，卡爪設(shè)在滑道內(nèi)限 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 四卡爪機(jī)構(gòu)存在容易松動(dòng)的缺陷，三卡爪比四卡爪的穩(wěn)定性要高，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，因此采用三卡爪作為輪輞定位鎖緊機(jī)構(gòu)。 5）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇確定，能完成該設(shè)計(jì)一系列動(dòng)作的傳動(dòng)方案有：第一，采用電機(jī) — 鏈輪 — 兩級(jí)減速器 — 輪盤 — 氣缸，傳動(dòng)路線如圖 1。第二，采用電機(jī) — 皮帶輪 — 蝸輪蝸桿減速器 — 輪盤 — 氣缸，傳動(dòng)路線圖如圖 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)比兩級(jí)減速器簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，從而傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇方案二。 圖 1 方案一傳動(dòng)路線圖 圖 2 方案二傳動(dòng)路線 a ii 電機(jī) 2 皮帶輪 3 兩級(jí)減速器 1 電機(jī) 2 皮帶輪 3 蝸輪蝸桿 3 主要技術(shù)參數(shù)的確定 快速輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程的主要內(nèi)容是：確定主要技術(shù)規(guī)格，動(dòng)作線圖，氣壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，主機(jī)設(shè)計(jì)，各零部件設(shè)計(jì)和總體布局。全部零件圖，使用說(shuō)明書和制造驗(yàn)收技術(shù)文件。這些過(guò)程是整個(gè)設(shè)計(jì)有機(jī)的組成部分，在進(jìn)行每一個(gè) 步驟時(shí)，都不能孤立的考慮，而應(yīng)綜合比較，互相協(xié)調(diào)。 確定液壓機(jī)主要技術(shù)規(guī)格是設(shè)計(jì)工作中最重要的步驟之一。因?yàn)樗苯雨P(guān)系到所設(shè)計(jì)的機(jī)器是否滿足輪胎拆裝的質(zhì)量和拆裝效率要求。同時(shí)它也是設(shè)計(jì)各零部件的依據(jù)，它對(duì)零部件的尺寸、要求加工設(shè)備的能力和整機(jī)成本有極大的影響。因此，必須仔細(xì)分析機(jī)器所拆裝輪胎的工藝動(dòng)作程序；所使用拆裝頭和分離鏟尺寸和安裝要求；5 各動(dòng)作要求的壓力、速度、相對(duì)位置關(guān)系，工作行程和行程停止點(diǎn)的位置精度要求。在確定主要技術(shù)規(guī)格時(shí)，我們還應(yīng)深入調(diào)查研究同類型設(shè)備的結(jié)構(gòu)，主要技術(shù)規(guī)格、操作性能等相關(guān)資料。 要技術(shù)參數(shù)的內(nèi)容 主要技術(shù)規(guī)格是表示機(jī)器工作性能的指標(biāo)。通常包括以下部分：第一，主要規(guī)格又稱主要參數(shù)，它是表示輪胎拆裝機(jī)主要特性的參數(shù)第二，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)個(gè)動(dòng)作的力。第三，工作空間，包括各執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的最大距離和最小距離，工作臺(tái)尺寸等。第四，各拆裝動(dòng)作的速度。第五，機(jī)器外形尺寸，總功率和總重量。 要技術(shù)參數(shù)的確定 確定主要技術(shù)規(guī)格時(shí) ,基本的方法是工藝分析和統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合的方法 . 通過(guò)對(duì)輪胎拆裝過(guò)程的分析和必要的工藝試驗(yàn) ,可以確定整個(gè)拆裝過(guò)程動(dòng)作和關(guān)系和各動(dòng)作要求的壓力 ,速度和工作空間等。同時(shí) ，可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)計(jì)算公式?jīng)Q定有關(guān)參數(shù) . 在設(shè)計(jì)專用產(chǎn)品時(shí) ,往往對(duì)拆裝輪胎只有工藝設(shè)想 ,缺乏實(shí)際試驗(yàn)或者因試驗(yàn)條件限制而不能較為準(zhǔn)確地提供參數(shù)要求 ;就是在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)系列時(shí) ,也常常遇到很多困難 ,例如機(jī)器不能設(shè)計(jì)的過(guò)于龐大、復(fù)雜致使機(jī)器成本增加等。因此，我們必須較為準(zhǔn)確地確定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品拆裝輪胎的尺寸范圍，典型輪胎的直徑和寬度以確定有關(guān)參數(shù)。在確定參數(shù)時(shí)，應(yīng)盡可能的收集國(guó)內(nèi)外同類型產(chǎn)品的有關(guān)資料，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析的方法，得出各參數(shù)的范圍和它們之間的關(guān)系，以幫助正確制定所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要技術(shù)規(guī)格。 根據(jù)輪胎尺寸、形狀、材 料所需拆裝力等，初步選定本次設(shè)計(jì)的拆裝機(jī)工作臺(tái)為700緊汽缸夾緊力 3000N, 分離鏟拉力為 14000N。初步確定其主要技術(shù)規(guī)格如下： 壓縮空氣在 1，輪緣移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)力： 2500作壓力： 作臺(tái)轉(zhuǎn)速： 6r/爪活動(dòng)范圍： ? 330 ? 1000機(jī)總功率： w 機(jī)器總質(zhì)量： 220機(jī)的類型及結(jié)構(gòu)型式選擇 由于本拆裝機(jī)需要經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)，并要求有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較強(qiáng)的過(guò)載能力。選擇 Y 系列異步電機(jī)。參照 [5]第 12 章確定電機(jī)結(jié)構(gòu)型式為臥式，安裝型式為6 機(jī)容量的選擇 工作所需功率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 工作主軸所需功率： 500? 主機(jī)所需功率 ?P ? 式中η為電機(jī)至工作主軸的總效率 η = 1 2 3?? ?……n?本拆裝機(jī)有兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)，根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 2值如下 皮帶輪1?=輪蝸桿2?=動(dòng)軸承3?= [4]代入數(shù)據(jù) T=2000 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ＝８ r/ 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ＝ 定電機(jī)功率為１ .１ 擇電機(jī)轉(zhuǎn)速 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 ' ' ' '12()d n wn i i i n? ???式中： '— 電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 ''2'1 ? —— 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)范圍 取1i=2i=70； 又主軸轉(zhuǎn)速r\ '1225r\定電機(jī)型號(hào) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 定電機(jī)型號(hào)為 裝形式為 。 5 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、皮帶輪、蝸輪蝸桿減速器、輪盤、氣缸組成。輪盤的旋轉(zhuǎn)由電機(jī)控制，采用兩級(jí)減速，氣缸驅(qū)動(dòng)卡爪實(shí)現(xiàn)抓緊和松開動(dòng)作。傳動(dòng)路線如圖 ： 7 圖 3 總傳動(dòng)路線圖 算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 （ 1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 1400 = 2 0 07n?? （ 2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 取 v 帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比1i=單級(jí)蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比為 2 1200 702 . 5ii i? ? ? 所得2蝸輪蝸桿傳動(dòng)比的允許范圍。 （ 3）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 各軸轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸為 o 軸，減速器高速軸為 I 軸，低速軸為 ，各軸轉(zhuǎn)速為 0n=400r\1i??560r\nn i??560/70? 8軸輸入功率 按電機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即 0 1 . 1 K W??8 01 1 . 1 0 . 9 5 1 . 0 4 5 K W?? ? ? ?0 2 3 1 . 0 4 5 0 . 7 5 0 . 9 9 0 . 7 8 K W??? ? ? ? ?各軸轉(zhuǎn)矩 0001 . 19 5 5 0 9 5 5 0 7 . 31440 ? ? ? 1111 . 0 4 59 5 5 0 9 5 5 0 1 7 . 8560 ? ? ? 220 . 7 89 5 5 0 9 5 5 0 9 3 1 . 18 ? ? ? 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）確定計(jì)算功率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 8得工作情況系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 1 . 1 1 . 1 1 . 2 1c a P K W K W? ? ? ?（ 2）選取 V 帶帶型 根據(jù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 、 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 確定選用 A 型。 （ 3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 8表 8主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑1 75dd 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式（ 8從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑2 21 2 . 5 7 5 1 8 0i d m m? ? ? ?根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 8280 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 8算帶的速度 11 7 5 1 4 4 0 / 5 . 6 5 / 3 5 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s m s m s? ? ??? ? ? ???帶的速度合適。 （ 4）確定 v 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)1 2 1 20 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d d d? ? ?，初步確定中心距0a=250 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ' 210 1 20()2 ( )24 d a d d a? ?? ? ? ?=990誤 !未找到引用源。 表 8帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度068算實(shí)際中心距 a '01 0 6 8 9 9 0( 2 5 0 ) 2 8 9 m a m m? ?? ? ? ? ? （ 5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角1?得 '10 5 7 . 5 1 5 9 1 2 02 ?? ? ? ? ? 主動(dòng)輪上的包角合適。 （ 6）計(jì)算 V 帶的根數(shù) 00() P K K? ?? 由0n=440r\ 75dd 1i=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 8表 8 0P=250 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =990誤 !未找到引用源。 表 8表 8 1 . 2 1 1 . 9 8( 2 5 0 9 9 0 ) 0 . 8 9 0 . 9 6z ????取 z=2 根。 （ 7）計(jì)算預(yù)緊力0F， 20 2 . 55 0 0 ( 1 )q ? ? 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 8 q=m，故 0F=64N （ 8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 10 102 s i z F ???105N （ 9）帶輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式的選定：根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為15表 １１ ?'H?＝２６８ 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 72 5606 0 6 0 1 8 0 0 0 3 . 8 4 1 07hN j n L? ? ? ? ? ? ?壽命系數(shù) 787103 . 8 4 1 0 ?＝ 則 ［H?］＝ ?'H?＝１ ２６８ 23 1 6 0 2 . 71 9 8 4 8 4 4 429a m m???? ? ? ?????100中心距 a=110為 i=70，故從表 11取模數(shù) m=桿分度圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =45時(shí)， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 /a=圖 11查得接觸系數(shù) 'Z?=為 'Z? ? Z?，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 （ 4）蝸桿與蝸輪主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿的參數(shù)： 蝸桿頭數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =1，蝸桿分度圓齒厚 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =桿螺紋長(zhǎng) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ≥ 38桿分度圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =45桿齒頂圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =50桿齒根圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。=39輪分度圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =175桿導(dǎo)程角γ =蝸桿13 軸向齒厚 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ： 桿法向齒厚 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ： 蝸輪的參數(shù)： 蝸輪齒數(shù) 0；蝸輪變位系數(shù) 驗(yàn)算傳動(dòng)比21zi z??70，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為 0，允許 。 蝸輪分度圓直徑 22d 70= 175輪喉圓直徑 錯(cuò)誤 !未找到 引用源。 = 222 180輪齒跟圓直徑 2222d h??=169輪齒頂圓弧半徑 212 20輪頂圓直徑 85 5）校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?2 2121 . 5 3F F a Yd d m?????當(dāng)量齒數(shù) ? ?22 33 70c o s c o s 3 . 1 8v ? ? ?據(jù) ，2圖 11可查出齒形系數(shù)2旋角系數(shù) 1140Y? ?? ? ?用彎曲應(yīng)力 ? ? ? ?'F F F ?從表 11查得 造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 ? ?'F?=56 壽命系數(shù) 69 7103 . 8 4 1 0 ?= ?F?=56? 1 . 5 3 1 9 8 4 8 4 4 2 . 3 0 . 9 7 44 5 1 7 5 2 . 5F? ????4 彎曲強(qiáng)度可以滿足 （ 6）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從 10089輪精度中選擇 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f 10089后 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 查得相關(guān)公差。 （ 7）蝸桿傳動(dòng)的熱平衡核算 蝸桿傳動(dòng)由于效率底，所以工作時(shí)候發(fā)熱 量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因?yàn)橛蜏夭粩嗌叨節(jié)櫥拖♂專瑥亩龃竽Σ翐p失，甚至發(fā)生膠合。所以，必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量1?等于同時(shí)間內(nèi)的散熱量2?的條件進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。 由于摩擦損耗的功率 (1 )?,則產(chǎn)生的熱流量（單位為 1W=1J/s）為 1 1 0 0 0 (1 )p ?? ? ?式中 P 為蝸桿傳遞功率，這里 P=蝸桿頭數(shù)為 1， 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ? = 1?=1000? （ =510 J/s 由于轉(zhuǎn)速底，溫度不高，本設(shè)計(jì)采用自然冷卻方式，從箱體外壁將熱量散發(fā)到周圍空氣中。其熱量 20()t t?? ? ?式中 ：d?—— 箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取d?=12 S—— 內(nèi)表面能被潤(rùn)滑油所飛濺到，而外表面又可為周圍空氣所冷卻的箱體表面面積。由箱體結(jié)構(gòu)， S? ０ m 0t—— 油的工作溫度，一般限制在６０～７０ C 周圍空氣的溫度，由于機(jī)器在常下工作，取20C ； 按熱平衡條件1?＝2?，可以求得在既定工作條件下的油溫015 0t＝1000 (1 )()t t???＝２０ 保證正常工作溫度所需要的散熱面積 S 為 01 0 0 0 (1 )() ?? ? ＝０ m 顯然，箱體表面散熱面積可以達(dá)到散熱要求。 （８）軸承的選擇 蝸桿軸承的選擇 初始條件：軸承所承受載荷為1500N，000N， d=30速 n=560r/000 小時(shí)，工作情況平穩(wěn)。 軸承類型的選擇 按照裝置的結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)蝸桿采用一對(duì)角接觸球軸承，正裝。代號(hào) 7006 292） 由滾動(dòng)軸承樣本可查得 7006軸承面對(duì)面安裝，當(dāng)量載荷的計(jì)算： 因?yàn)?，且工作平穩(wěn)，取， 按公式（ 13 2 ( 0 . 6 7 1 . 4 1 )p r aP f F F??=2415N 求該對(duì)軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷 按照式子（ 13 '2 66010 =2415 366 0 5 6 0 8 0 0 010??? =照滾動(dòng)軸承樣本，一下個(gè)型號(hào)軸承面對(duì)面成對(duì)安裝在一個(gè)指點(diǎn)時(shí)候的基本額定動(dòng)載荷 C 為： 軸承代號(hào) 7006 7006本額定動(dòng)載荷 /N 24600 25000 故選擇一對(duì) 7006軸承安裝在蝸桿兩側(cè)上合適。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核 軸的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 按電機(jī)的額定功率計(jì)算軸的輸入功率 16 0 1 1 0 1 1 . 1 0 . 9 5 1 . 0 4 5P P k w?? ? ? ?轉(zhuǎn)矩 0009 5 5 0 7 . 3 ? ? 初步確定軸的最小直徑。 先初步估計(jì)軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表 15 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =112，于是得 3 33m i n 011 . 0 4 51 1 2 4 6560 m ? ?軸的機(jī)構(gòu)圖如圖 圖 5 軸的結(jié)構(gòu)圖 主軸的剛度校核 軸所受 到的荷載是從軸上零件傳來(lái)的，計(jì)算時(shí)將軸上的分布載荷簡(jiǎn)化為集中力，其作用點(diǎn)去為載荷分布段得中點(diǎn)。通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型布置有關(guān)，軸承的支反力的作用點(diǎn)就在軸承的中心線上與軸垂 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。力學(xué)簡(jiǎn)圖如圖 圖 6 軸的力學(xué)模型 17 出彎矩圖 如上述簡(jiǎn)圖，分別按水平和垂直面計(jì)算個(gè)力產(chǎn)生的彎矩，并按計(jì)算結(jié)果作出水平面上的彎矩圖 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖和垂直面上的彎矩圖 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ，然后按下面公式作出 彎矩 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 如圖 圖 7 彎矩圖 出扭矩圖 圖 8 扭矩圖 18 始條件，由蝸輪的計(jì)算可知道，工作臺(tái)輸出的扭矩為 的彎距由工作臺(tái)和拆裝的輪胎的重量造成，由于工作臺(tái)和輪胎的重量大約 50距較小，可以忽略。此處按照軸的扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行校核。本主軸為階梯軸 未找到引用源。 5115 . 7 3 1 0 z I? ??? ?式中： T —— 軸所受的扭矩，單位 —— 周到材料的剪切彈性模量，單位 于鋼材， G＝ 0? 軸截面的極慣性矩，單位 4對(duì)于圓軸， 432p ?L —— 階梯軸受扭矩的作用的長(zhǎng)度，單位為 mm iT、il、 分別代表階梯軸第 i 段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩； Z —— 階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 其中 44632 ??＝２０７ 階梯軸受扭矩作用的長(zhǎng)度即為蝸輪在主軸上的作用中點(diǎn)到工作臺(tái)在主軸上的作用中點(diǎn)的距離，按照主軸結(jié)構(gòu)尺寸 L＝２６０ 代入數(shù)據(jù)，算得 ? ＝０ 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 ? ???? 由于軸傳動(dòng)精度要求不高，取 ??? ＝１ 顯然，軸的扭轉(zhuǎn)剛度符合要求，主軸的結(jié)構(gòu)合理。 主軸零件見 ０１。 動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 氣路原理圖如下： 19 圖 9 氣動(dòng)原理圖 塊化的要求對(duì)于氣動(dòng)控制元件選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方向控制閥。 （ 1）工作臺(tái)夾緊氣缸控制閥的說(shuō)明 為了操作工能準(zhǔn) 確地使工作臺(tái)氣缸夾緊輪胎，和操作方便。采用 列手柄推拉式三位五通閥，由于要使氣缸在控制閥不發(fā)出指令的時(shí)候能處于停止?fàn)顟B(tài)并夾緊輪胎，所以采用的是中位常閉式。圖形符號(hào) 圖 10 手推式三位五通閥圖形符號(hào) 以看出，手柄有三個(gè)工作位置，其動(dòng)作說(shuō)明如下： 氣缸的夾緊松開 手柄角度上推 25 氣流方向 1→ 2， 4→ 5 氣缸收回松開 不施力時(shí)手柄 0 全氣路閉合 氣缸不動(dòng) 20 手柄角度下推 25 氣流方向 1→ 4， 2→ 3 氣缸頂出夾緊 （ 2）離鏟大氣缸控制閥的說(shuō)明 由拆裝機(jī)的動(dòng)作要求，大氣缸方向控制閥采用 列二位五通腳踏閥。采用常通式。圖形符號(hào)： 圖 11 方向控制閥圖形符號(hào) 動(dòng)作說(shuō)明如下： 分離鏟的夾緊松開 踏板踩下 氣流方向 1→ 4， 2→ 3 大氣缸夾緊 松開踏板 氣流方向 1→ 2， 4→ 5 大氣缸頂出 氣缸的設(shè)計(jì)計(jì)算： 由于拆裝機(jī)松胎過(guò)程需要的拉力高達(dá)１４０００ N，并且行程短（按照輪胎最大寬度４００ 定分離鏟的最大張開距離４５０ 留有一定余量。大氣缸的行程為６００ 達(dá)到如此大的拉力，并且行程極短，前沒有廠家專門生產(chǎn)。 所以所要的氣缸屬于特殊氣缸。 （１） 氣缸活塞桿的確定，按照機(jī)器結(jié)構(gòu)，并參 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 表１３ 塞桿直徑系列》 選用氣缸活塞桿直徑２０ ２） 氣缸內(nèi)徑的計(jì)算 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ３ 24??式中 F＝１４０００ N； 工作壓力 P＝１ 表１３ ＝０ d＝２０ 入上式得 D=１８９ 按 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ３ D＝１８０21 ３） 氣缸壁厚 ? 的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的大氣缸選用鑄鐵 據(jù)表１３ １４ （４） 氣缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于大氣缸行程短，速度慢，所以無(wú)須緩沖。前后端蓋只用簡(jiǎn)單的端蓋閉合，所有密封圈均采用 O 型密封圈，標(biāo)準(zhǔn) ３４５ １９９８ 為了防止安裝在機(jī)器箱體上造成應(yīng)力過(guò)大，要將氣缸與分離鏟力臂左側(cè)的加強(qiáng)板連接，并且在大氣缸工作時(shí)候會(huì)有一定的繞軸擺動(dòng)，所以大氣缸的安裝形式為前端軸梢式。即在前端蓋設(shè)計(jì)兩 個(gè)軸耳通過(guò)螺栓組和箱體的加強(qiáng)板連接。 6 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 車輪在拆裝前應(yīng)被夾緊在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤上安裝由夾緊用的卡爪，由于現(xiàn)在普遍采用的四卡爪有易松動(dòng)的缺點(diǎn)，參照國(guó)內(nèi)外的資料，本次設(shè)計(jì)采用三卡爪，其結(jié)構(gòu)為：轉(zhuǎn)盤汽缸體的一端和轉(zhuǎn)盤連接另一端通過(guò)活塞軸與掛架、主連桿的一端連接，主連桿的另一端與三角轉(zhuǎn)盤連接，三角轉(zhuǎn)盤另兩個(gè)角設(shè)有兩個(gè)連桿主連 桿與兩個(gè)連桿的另一端與卡爪相連，卡爪設(shè)在滑道內(nèi)限位，形式如下： 圖 12 夾緊機(jī)構(gòu)示意圖 2 具體連接方 式見圖 六方桿的鎖緊設(shè)計(jì) 當(dāng)六方桿鎖緊手柄（如圖 13）向下時(shí) ,六方桿在外力和回位彈簧的作用下可以上下自由滑動(dòng)；當(dāng) 六方桿鎖緊手柄逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)約 120 度時(shí)，連接在手柄上的凸輪將鎖板頂起使六方桿鎖死。如達(dá) 不到該種情況，調(diào)節(jié)螺母的上下位置，即可實(shí)現(xiàn)鎖緊六方桿的目的。 圖 13 六方桿示意圖 he 拆裝頭的設(shè)計(jì) 拆裝頭是拆裝機(jī)實(shí)現(xiàn)拆裝輪胎的一個(gè)重要部件，拆裝頭設(shè)計(jì)的合理直接影響到拆裝輪胎的效果和機(jī)器的壽命。其形狀是根據(jù)拆裝輪胎外 胎和輪轂的力學(xué)要求設(shè)計(jì)的。見圖紙。 23 9 機(jī)身的設(shè)計(jì) 機(jī)身的底座、轉(zhuǎn)盤、分離鏟、立柱、六方桿、踏腳控制器等組成。底座為主架，轉(zhuǎn)盤卡爪裝在底座正上方，分離鏟位于右側(cè)以便松胎，立柱在正后方，橫臂用以聯(lián)接立柱和六方桿，腳踏安裝在底座前方，方便操作。 10 機(jī)器的安裝順序 機(jī)器安裝在混泥土基礎(chǔ)上，具體見圖紙 ００。 (1)首先將工作臺(tái)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)按照裝配圖對(duì)于位置安裝，并將工作臺(tái)上平面找平，要求臺(tái)面與水平的平行度不大于０ ,然后將地腳的栓緊固 . (2) 如圖將立柱、回位彈簧、六方桿、 柱帽等裝在機(jī)箱上，并將所有緊固件旋緊。并調(diào)節(jié)六方桿所緊彈簧片，使六方桿在回力彈簧的彈力下能自由地上下活動(dòng)，而將所緊手柄向下板大約１２０度時(shí)，能將六方桿準(zhǔn)確地鎖緊在要求位置上。 (3)將拆裝頭安裝在六方桿下部，并按照一般拆裝的輪胎直徑調(diào)整拆裝頭位置，然后將六角螺栓鎖緊。 (4)將松胎鏟組件安裝在對(duì)應(yīng)位置，按照輪胎的寬度調(diào)整活塞末端螺母，使其活動(dòng)范圍符合要求。 (5)安裝大氣缸。 (６ ) 安裝二位五通閥、三位五通閥和萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開關(guān) (７ )按照氣壓原理圖及電氣原理圖和電氣接線圖等 ,接好管路等，試車。 結(jié)論 為期兩個(gè) 多月緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將圓滿結(jié)束 通過(guò)查找工具書 ,閱讀相關(guān)資料 ,獲悉了很多本專業(yè)及非本專業(yè)的知識(shí) ,可謂受益匪淺 快速輪胎拆裝機(jī)是汽車制造廠和汽車維修部等工業(yè)部門不可缺少的維護(hù)設(shè)備，因此，在汽車制造和維護(hù)中占有重要的地位。 隨著微電子技術(shù)、 氣 液壓技術(shù)等的發(fā)展和普及應(yīng)用， 快速輪胎拆裝機(jī) 有了更進(jìn)一步的發(fā)展。目前， 以發(fā)展成多種類多功能的汽車維修裝備。 在 輪胎拆裝機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 ,應(yīng)考慮的主要因素有以下幾點(diǎn) : (1)滿足各種車輪拆裝工藝要求。 (2)具有良好的剛度、強(qiáng) 度和整體工作性能。 (3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，具有良好的制造、安裝工藝性。 (4)使用可靠，便于操作和維修。 24 本課題中需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括 :車輪拆裝機(jī)零部件 , 氣壓系統(tǒng) ,電氣系統(tǒng) ,地基 ,安裝及調(diào)試 ,以及用 本課題研究設(shè)計(jì)的快速輪胎 ，屬輪胎維護(hù)類機(jī)器，加工過(guò)程需要用到較大的總壓力、工作空間，工作相對(duì)平穩(wěn)，撞擊和震動(dòng)都較小，其與機(jī)械壓力機(jī)相比，本題結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造 . 機(jī)器的安裝及調(diào)試很重要 ,直接影響到機(jī)器加工的精度 ,固要嚴(yán)格按照機(jī)器的安裝調(diào)整說(shuō)明進(jìn)行裝配 .。 25 參考文獻(xiàn) [1] 羅善明 ,余以道，郭迎福，諸世敏編著 M]國(guó)防工業(yè)出版社 [2] 石嵐主編 .《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書 [M]廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 [3] 朱洪濤主編 M]清華大學(xué)出版社 [4] 濮良貴 ,紀(jì)名剛 七版） [M]高等教育出版社 2001. 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