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XXX（設(shè)計(jì)）中期檢查表 學(xué) 部：??? ??? 學(xué)生姓名 學(xué)??? 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度 已完成的主要內(nèi)容 尚需解決的主要問(wèn)題 ? ?調(diào)研，找資料，開(kāi)題 ?設(shè)計(jì)方案修訂 ?設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ? ? ? ? ?繪圖，書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ?指導(dǎo)老師修改 ? ? 指導(dǎo)教師意見(jiàn) ? ? ? ? ? ? ???????????? 指導(dǎo)教師簽名：??? ????????????????年?? 月?? 日 檢查（考核）小組意見(jiàn) ? ? ? ? ? ? 檢查小組組長(zhǎng)簽名：?? ??????????????年?? 月?? 日 ? ? XXXXX XXX（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) ? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 20??? 年???? 月???? 日 ? 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)設(shè)計(jì) 選題來(lái)源 （? ）結(jié)合科研課題?? 課題名稱：???????????????????????????????????????? （? ）生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際?????????? （√）其他??? 選題性質(zhì) （√）基礎(chǔ)研究????? （? ）應(yīng)用研究????? （? ）其他 題目完成形式 （√）畢業(yè)論文????? （? ）畢業(yè)設(shè)計(jì)????? （? ）提交作品，并撰寫(xiě)論文 主要內(nèi)容和要求 主要內(nèi)容： 1、輪輞定位鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 2、卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 3、卡爪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4、胎唇拆裝頭及其鎖定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 主要要求： 1、根據(jù)主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)合理可靠的半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)?。 2主要參數(shù)： 1）可卸輪胎尺寸范圍：330mm----1000mm 2）壓縮空氣在1兆帕?xí)r，輪緣移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)力：2500kg 3）工作壓力：0.8—1.2兆帕 4）額定電壓：220v/380v-3pH 5）電機(jī)功率：1kw 6）工作效率：拆裝輪胎4個(gè)/小時(shí) 3、完成3張A0圖紙（折合），并要求CAD繪制。 4、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，文字在1.0～1.5萬(wàn)字間，條理清楚，計(jì)算有據(jù)，格式按湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）規(guī)范化要求。 5、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容包括：課題的目的、意義、國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)；研究的主要內(nèi)容；總體方案的擬定和主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)方案的確定及設(shè)計(jì)計(jì)算，主要工作部件的設(shè)計(jì)；主要零件分析計(jì)算和校核；參考文獻(xiàn)，鳴謝。 注：此表如不夠填寫(xiě)，可另加附頁(yè)。 主要參考文獻(xiàn)與外文資料? [1] 羅善明,余以道，郭迎福，諸世敏編著.帶傳動(dòng)理論與新型帶傳動(dòng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社.2006. [2] 石嵐主編.《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書(shū)[M].廣東:廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院.2003. [3] 朱洪濤主編.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:清華大學(xué)出版社.2005. [4] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京:高等教育出版社2001. [5] 成大先主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）氣壓傳動(dòng)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2004. [6] 阮忠唐主編，聯(lián)軸器、離合器設(shè)計(jì)與選用指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006. [7] 王光宏.輪胎拆裝機(jī)的選購(gòu)[J].選購(gòu)指南,2005,3:68. [8] 吳定才.輪胎拆裝機(jī)的使用和維護(hù)[J].汽車維修,2006,8:38-39. [9] 朱冬梅,胥北瀾主編.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖（第五版）[M].北京:高等教育出版社2003. [10] 史美堂主編.金屬材料及熱處理[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2004. [11] 徐學(xué)林主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社2005. [12] 馬海榮.幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004. [13] 扎布隆斯基K E.機(jī)械零件[M].余夢(mèng)生等譯.北京:高等教育出版社.1990. [14] 緊固件聯(lián)接設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)委員會(huì)編.緊固件連接設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:北京國(guó)防工業(yè)出版社.1990. [15] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（第四版）（上）、（下）[M] 北京:人民交通出版社.2003. [16] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出社.2002. [17] 王書(shū)鎮(zhèn),汪家藩. 多功能小型汽車外輪胎拆裝機(jī)[J].中國(guó)專利大全,1993,3. [18] [蘇]謝聯(lián)先C B.機(jī)械零件的承載能力和強(qiáng)度計(jì)算[M].汪一麟等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1984. [19] 范永海.氣壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)[J].佛山陶瓷，2002,11:21-23. [20] 邱國(guó)仙,黃偉福.淺談氣動(dòng)的氣缸特點(diǎn)[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào),2004,2:94-97. 工作進(jìn)度安排 起止日期 主要工作內(nèi)容 2010.9.10～2010.9.15 選題、下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 2010.9.16～2010.11.25 調(diào)研、查找資料、畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題 2010.11.26～2010.12.16 設(shè)計(jì)方案修訂 2010.12.17～2011.04.15 設(shè)計(jì)計(jì)算 2011.04.16～2011.04.17 中期考核 2011.04.18～2011.05.30 繪圖，書(shū)寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2011.05.01～2011.05.19 預(yù)審、修改 2011.05.20～2011.05.28 答辯 要求完成日期：20??? 年??? 月??? 日??????? 指導(dǎo)教師簽名：??????????????? 審查日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名：????????????? 批準(zhǔn)日期：20??? 年??? 月??? 日?????????? ? 接受任務(wù)日期：20??? 年??? 月??? 日；????? 學(xué)生本人簽名：??????????????? 注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。 ? XXX（設(shè)計(jì)）開(kāi)題論證審批表 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 指導(dǎo)教師及職稱 開(kāi)題時(shí)間 20XX年?9 月?24 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī) 文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等） 1選題研究意義 隨著人民生活水平的日益提高和汽車業(yè)的飛速發(fā)展，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，到2003年10月份為止，我國(guó)每120人當(dāng)中就有1人擁有私家車。當(dāng)前，我國(guó)的汽車維修業(yè)正處在一個(gè)非常重要的時(shí)期。其中輪胎的修理將是未來(lái)汽車維修行業(yè)非常普及的事情，而在輪胎修理上以外胎與鋼圈的分離最為困難，為提高輪胎修理的速度及修理質(zhì)量，配合日益加快的生活節(jié)奏，研究摩托車及小車的輪胎拆裝機(jī)是有一定意義和價(jià)值的。 2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 輪胎拆裝機(jī)主要分為電動(dòng)和氣動(dòng)，直觀上看，有簡(jiǎn)單拆裝和扁平輪胎拆裝機(jī)，輪胎拆裝機(jī)在國(guó)際上比較好的企業(yè)在意大利，目前中國(guó)比較好的輪胎拆裝機(jī)企業(yè)有： 詩(shī)琴汽保設(shè)備有限公司 詩(shī)琴汽保有限公司是以經(jīng)營(yíng)汽車保修設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備、維修工具為主，集技術(shù)咨詢、人員培訓(xùn)、整廠配套、售后服務(wù)為一體的專業(yè)公司。 立誠(chéng)機(jī)電設(shè)備有限公司 立誠(chéng)機(jī)電設(shè)備有限公司是一家專業(yè)制造汽車輪胎服務(wù)設(shè)備的工廠，該公司所生產(chǎn)的產(chǎn)品已經(jīng)遍布國(guó)內(nèi)31個(gè)省、自治州及直轄市，并遠(yuǎn)銷至澳洲、歐洲、東南亞、中東等國(guó)家和地區(qū)。得到了用戶的廣泛好評(píng)，改公司就有近十年的汽車服務(wù)設(shè)備的制造經(jīng)驗(yàn)，除了自主品牌的經(jīng)營(yíng)外還以國(guó)內(nèi)外合作伙伴提供OEM服務(wù)。產(chǎn)品被廣泛使用在：汽車修理廠、汽車美容店、輪胎店、4S店…… 經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)行業(yè)已經(jīng)形成了一定的規(guī)模，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越發(fā)激烈。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)是變化和挑戰(zhàn)，近幾年來(lái)，輪胎拆裝機(jī)廠家在擴(kuò)大生產(chǎn)能的方面投入很大，有定位企業(yè)已經(jīng)收到顯著的效果，市場(chǎng)占有率進(jìn)一步提高。我國(guó)半自動(dòng)輪胎產(chǎn)品的技術(shù)水平在不斷提高，但與國(guó)際水平還有一定的差距，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)量的同時(shí)，做的技術(shù)水平的提升，將會(huì)圍增強(qiáng)我輪胎拆裝機(jī)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。 我國(guó)半自動(dòng)輪胎拆裝機(jī)有很大的發(fā)展?jié)摿?，前景很好，但同時(shí)我國(guó)這個(gè)行業(yè)目前存在的幾個(gè)突出問(wèn)題：整體技術(shù)含量偏低，表現(xiàn)在產(chǎn)品的品種規(guī)格少，性能，可靠性等指標(biāo)低于發(fā)達(dá)國(guó)家同類產(chǎn)品的水平。知名品牌寥寥無(wú)幾，能進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)并享有一定的聲譽(yù)的知名品牌幾乎沒(méi)有。產(chǎn)品低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，企業(yè)合理利潤(rùn)難保，已嚴(yán)重制約企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。 3主要參考文獻(xiàn) [1] 羅善明,余以道，郭迎福，諸世敏編著.帶傳動(dòng)理論與新型帶傳動(dòng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社.2006. [2] 石嵐主編.《機(jī)械零件設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書(shū)[M].廣東:廣東機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院.2003. [3] 朱洪濤主編.液壓與氣壓傳動(dòng)[M].北京:清華大學(xué)出版社.2005. [4] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M].北京:高等教育出版社2001. [5] 成大先主編，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）氣壓傳動(dòng)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2004. [6] 阮忠唐主編，聯(lián)軸器、離合器設(shè)計(jì)與選用指南[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006. [7] 王光宏.輪胎拆裝機(jī)的選購(gòu)[J].選購(gòu)指南,2005,3:68. [8] 吳定才.輪胎拆裝機(jī)的使用和維護(hù)[J].汽車維修,2006,8:38-39. [9] 朱冬梅,胥北瀾主編.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖（第五版）[M].北京:高等教育出版社2003. [10] 史美堂主編.金屬材料及熱處理[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社2004. [11] 徐學(xué)林主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].長(zhǎng)沙:湖南大學(xué)出版社2005. [12] 馬海榮.幾何量精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004. [13] 扎布隆斯基K E.機(jī)械零件[M].余夢(mèng)生等譯.北京:高等教育出版社.1990. [14] 緊固件聯(lián)接設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)委員會(huì)編.緊固件連接設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:北京國(guó)防工業(yè)出版社.1990. [15] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（第四版）（上）、（下）[M] 北京:人民交通出版社.2003. [16] 李益民. 機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出社.2002. [17] 王書(shū)鎮(zhèn),汪家藩. 多功能小型汽車外輪胎拆裝機(jī)[J].中國(guó)專利大全,1993,3. [18] [蘇]謝聯(lián)先C B.機(jī)械零件的承載能力和強(qiáng)度計(jì)算[M].汪一麟等譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.1984. [19] 范永海.氣壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)[J].佛山陶瓷，2002,11:21-23. 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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 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 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(kāi)，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(kāi)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(kāi)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(jiàn)。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(jiàn)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?？刂撇糠钟蓜?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)和液壓2 [3]。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/min~8r/min。要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，采用特殊電機(jī)4 5。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/min，從電機(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(jiàn)的形式有二：一為行星輪減速器，二為蝸輪蝸桿減速器4 [6]。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(jiàn)的方案有兩種，（1）工作臺(tái)輪輞鎖緊機(jī)構(gòu)采用常見(jiàn)的四爪卡盤，（2）采用三爪卡盤定位鎖緊，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7 8。根據(jù)[5]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—?dú)飧?，傳?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—?dú)飧?，傳?dòng)路線圖如圖2[6]，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 Fig1 Plan a transmission map Fig2 Scheme ii transmission map 1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(shū)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；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。 3.1主要技術(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。 3.2 主要技術(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700mm,夾緊汽缸夾緊力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1MPa時(shí)，輪緣移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)力：2500kg 工作壓力： 0.8~1.2MP 工作臺(tái)轉(zhuǎn)速： 6r/min~8rmin 卡爪活動(dòng)范圍： 330mm——1000mm 電機(jī)總功率： 1.1 Kw 機(jī)器總質(zhì)量：　　　　　　　 220kg 4.電機(jī)的選擇 4.1 電機(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B３型。 4.2 電機(jī)容量的選擇 工作所需功率Pw 據(jù)P187工作主軸所需功率： 主機(jī)所需功率Pd： 式中η為電機(jī)至工作主軸的總效率 η= …… 本拆裝機(jī)有兩級(jí)減速機(jī)構(gòu)，根據(jù)[4]表2-4取值如下 皮帶輪=0.95 蝸輪蝸桿=0.75 滾動(dòng)軸承=0.99 查[4]代入數(shù)據(jù)T=2000Nm　， nw＝８r/min，得Pd＝0.98KW 確定電機(jī)功率為１.１kw 4.3 選擇電機(jī)轉(zhuǎn)速 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式　　　　　　 式中： ——電機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍 　　　——各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)范圍 取=2.5 ；=70； 又主軸轉(zhuǎn)速=7r\min得=1225r\min 4.4 確定電機(jī)型號(hào) 由[5]（P167-181）確定電機(jī)型號(hào)為Y90s-4安裝形式為B3型。 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(kāi)動(dòng)作。傳動(dòng)路線如圖： 圖3 總傳動(dòng)路線圖 Fig 3 total transmission map 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 （1）傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 （2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 取v帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比=2.5，則單級(jí)蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比為 所得值符合一般蝸輪蝸桿傳動(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II軸，各軸轉(zhuǎn)速為 ==1400r\min 560r\min 560/708min 各軸輸入功率 按電機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即 各軸轉(zhuǎn)矩 5.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）確定計(jì)算功率Pca 由[4]表8-6查得工作情況系數(shù)KA=1.1，故 （2）選取V帶帶型 根據(jù)Pca、n1確定選用A型。 （3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由[4]表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 根據(jù)[4]式（8-15），從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑。 根據(jù)[4]表8-7取=180mm 按式[4]（8-13）驗(yàn)算帶的速度 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)，初步確定中心距=250mm 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =990mm 由[4]表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=1068mm 計(jì)算實(shí)際中心距a （5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 得 主動(dòng)輪上的包角合適。 （6）計(jì)算V帶的根數(shù) 由==1440r\min，， =2.5，查[4]表8-5c和表8-5d得 =250kW ΔP0=990kW 查[4]表8-8得=0.89，查表8-2得=0.96，則 取z=2根。 （7）計(jì)算預(yù)緊力， 查[4]表8-4得q=0.07kg/m，故 =64N （8）計(jì)算作用在軸上的壓軸力 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：根據(jù)[4]P156，因?yàn)?75mm<2.5d（d為電機(jī)軸的直徑），所以小V帶輪選用實(shí)心形式； =180mm，D-100mm，所以大帶輪選用孔板式。 V帶輪的輪槽尺寸的設(shè)計(jì) 根據(jù)所選V帶帶型，由[4]表8-10選取如下表所示尺寸： 表1 V帶帶輪的尺寸 Tab. 1 V belt pulleys size 項(xiàng)目 節(jié)款bp 基準(zhǔn)線上槽深hamin　基準(zhǔn)線下槽深hfmin　槽間距e 最小輪緣厚 帶輪寬B 外徑 大帶輪 11.0 　 2.75 　　 11.0 　 15 0.3 6 36 180 小帶輪 11.0 2.75 11.0 15 0.3 6 30 40 具體結(jié)構(gòu)參看零件圖CZ-00-54和CZ-00-57 （10）V帶傳動(dòng)的張緊裝置設(shè)計(jì) 在實(shí)踐中，拆裝機(jī)經(jīng)常發(fā)生工作臺(tái)不轉(zhuǎn)動(dòng)或者拆裝輪胎過(guò)程中工作臺(tái)轉(zhuǎn)盤突然停轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，究其原因，大部分是由于皮帶太松或者皮帶損壞而導(dǎo)致傳出功率不足，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本設(shè)計(jì)特意參照[5]P159《V帶傳動(dòng)的張緊裝置》，為V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)了張緊裝置。 由于兩皮帶輪處于一上一下的接近垂直位置，所以采用擺架式的定期張緊裝置，定期改變中心距來(lái)調(diào)節(jié)帶的預(yù)緊力。在拆裝機(jī)的箱體底部制造四個(gè)軸耳，裝有帶輪的電機(jī)安裝在可調(diào)節(jié)的擺架上，擺架一端制造有兩個(gè)孔，由一根轉(zhuǎn)軸和箱體的兩個(gè)軸耳連接，使其可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。擺架的另外一端鉆有一個(gè)螺紋孔，用一活節(jié)螺栓和穿在軸耳的第二根軸相連接。調(diào)整張緊裝置的時(shí)候，只要擰緊和活節(jié)螺栓配合的螺母，將皮帶張緊到合適的位置即可，其具體安裝形式如圖所示： 圖4 皮帶輪的安裝形式 Fig. 4 The pulley installations 5.3 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用阿基米德蝸桿(ZA型)。 （2）選擇材料 根據(jù)庫(kù)存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度底，故蝸桿用45鋼；因希望效率高耐磨性好些，故蝸桿的螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。 （3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)封閉蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度。由[4]式（11-12），傳動(dòng)中心 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 按估取效率則 =984.844N.m 確定載荷系數(shù)K 因?yàn)楣ぷ鬏d荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)；由[4]表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可去動(dòng)系數(shù)Kv=1；則 K＝＝１ 確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心a的比值d1／a＝０.４１，從圖１１-１８中查得＝２.７ 確定許用接觸應(yīng)力［］ 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，從表　?。保?７中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力＝２６８MPa。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)　　　　　　 壽命系數(shù)　　　　　　　　＝1.21　　則 　　　　　　　?。郏荩?＝１.２１２６８MPa＝428.556N/mm^2 計(jì)算中心距 100mm 取中心距a=110mm，因?yàn)閕=70，故從表11-2中取模數(shù)m=2.5mm，蝸桿分度圓直徑d1=45mm。這時(shí)，d1/a=0.4。從圖11-18中查得接觸系數(shù)=2.68，因?yàn)?，因此以上?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)Z1=1，蝸桿分度圓齒厚S2=3.927mm，蝸桿螺紋長(zhǎng)b1≥38mm蝸桿分度圓直徑d1=45mm，蝸桿齒頂圓直徑da1=50mm，蝸桿齒根圓直徑df1=39mm，蝸輪分度圓直徑d2=175mm，蝸桿導(dǎo)程角γ=3.18°。蝸桿軸向齒厚sx1：3.927mm，蝸桿法向齒厚sn1：3.921mm。 蝸輪的參數(shù)： 蝸輪齒數(shù)z2=70；蝸輪變位系數(shù)x2=0 驗(yàn)算傳動(dòng)比70，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為0，允許。 蝸輪分度圓直徑 =2.5 70= 175mm 蝸輪喉圓直徑 da2= =180mm 蝸輪齒跟圓直徑 =169mm 蝸輪齒頂圓弧半徑 Ra2= =20mm 蝸輪頂圓直徑de2=185mm （5）校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) 70.26 根據(jù)x2=0，=70.26，從圖11-19中可查出齒形系數(shù)=2.3 螺旋角系數(shù) 0.974 許用彎曲應(yīng)力 從表11-8中查得ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56MPa。 壽命系數(shù) =0.67 =560.67=37.52MPa MPa=138.165Mpa 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GB/T10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。然后由[11]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♂?，從而增大摩擦損失，甚至發(fā)生膠合。所以，必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量等于同時(shí)間內(nèi)的散熱量的條件進(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,則產(chǎn)生的熱流量（單位為1W=1J/s）為 式中P為蝸桿傳遞功率，這里P=1.1KW 按蝸桿頭數(shù)為1，由[4]P260取=0.7，則 =10001.1（1-0.7）=3.3J/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 式中：——箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取=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)，S０.２ 　　　——油的工作溫度，一般限制在６０～７０ 　　　——周圍空氣的溫度，由于機(jī)器在常下工作，取＝；　　　 　按熱平衡條件＝，可以求得在既定工作條件下的油溫為 　　　　　　　　　　　　＝＋＝２０.１５ 　保證正常工作溫度所需要的散熱面積S為 　　　　　　　　　　　?。剑?１５ 　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，=1000N，d=30mm，轉(zhuǎn)速n=560r/min要求工作8000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 AC（GB/T292-1994，） 由滾動(dòng)軸承樣本可查得7006AC型軸承面對(duì)面安裝，當(dāng)量載荷的計(jì)算： 因?yàn)?=1.5>0.68 ，且工作平穩(wěn)，取=1，按公式（13-8a） =2415N 求該對(duì)軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷 按照式子（13-6） =2415=15585.7N 按照滾動(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) 7006AC 7006AC 基本額定動(dòng)載荷/N 24600 25000 故選擇一對(duì)7006AC的軸承安裝在蝸桿兩側(cè)上合適。 5.4 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核 5.4.1 主軸的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 按電機(jī)的額定功率計(jì)算軸的輸入功率 轉(zhuǎn)矩 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。根據(jù)[4]表15-3，取A0=112，于是得 軸的機(jī)構(gòu)圖如圖 圖5 軸的結(jié)構(gòu)圖 Fig5 Shaft structure 5.4.2 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直[4]。力學(xué)簡(jiǎn)圖如圖 圖6 軸的力學(xué)模型 Fig6 Axial mechanical model 作出彎矩圖 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MH圖和垂直面上的彎矩圖Mv，然后按下面公式作出彎矩圖18 [4]如圖 圖7 彎矩圖 Fig7 Moment Diagrams 作出扭矩圖 圖8 扭矩圖 Fig8 twisting moment diagram 初始條件，由蝸輪的計(jì)算可知道，工作臺(tái)輸出的扭矩為984844N.mm。軸的彎距由工作臺(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50Kg，彎距較小，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.由[4P368公式15-16 式中：T ——軸所受的扭矩，單位N.mm G ——周到材料的剪切彈性模量，單位MPa，對(duì)于鋼材，G＝Mpa ——軸截面的極慣性矩，單位，對(duì)于圓軸， 　 　L ——階梯軸受扭矩的作用的長(zhǎng)度，單位為mm 　　 、、——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　　　?。剑玻埃?６３ 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＝２６０mm。 代入數(shù)據(jù)，算得＝０.３３　 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 由于軸傳動(dòng)精度要求不高，?。剑? 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(jiàn)CZ-０５-０１。 5.5 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 氣路原理圖如下： 圖9 氣動(dòng)原理圖 Fig9 Pneumatic principle diagram 模塊化的要求對(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QSR5系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) Fig10 Hands push type three five valve graphic symbol 可以看出，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(kāi) 手柄角度上推 氣流方向1→2，4→5 氣缸收回松開(kāi) 不施力時(shí)手柄 全氣路閉合 氣缸不動(dòng) 手柄角度下推 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Q23J7A系列二位五通腳踏閥。采用常通式。圖形符號(hào)： 圖11 方向控制閥圖形符號(hào) Fig11 Direction control valves graphic symbol 其動(dòng)作說(shuō)明如下： 分離鏟的夾緊松開(kāi) 踏板踩下 氣流方向1→4，2→3 大氣缸夾緊 松開(kāi)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)１４０００N，并且行程短（按照輪胎最大寬度４００mm確定分離鏟的最大張開(kāi)距離４５０mm。為留有一定余量。大氣缸的行程為６００mm）要達(dá)到如此大的拉力，并且行程極短，前沒(méi)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)，并參照[19]表１３-４《活塞桿直徑系列》 選用氣缸活塞桿直徑２０mm （２） 氣缸內(nèi)徑的計(jì)算 　由[3]P３２１公式（１３-４） 　　　　　　　　　　　　 式中　F＝１４０００N；　工作壓力P＝１MPa；由表１３-２查得＝０.５； 　　　d＝２０mm。代入上式得D=１８９mm。 按照[3]P３２１表１３-２缸筒內(nèi)徑系列圓整為　　　　　D＝１８０mm （３） 氣缸壁厚的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的大氣缸選用鑄鐵HT１００，根據(jù)表１３-５確定氣缸壁厚為?。保磎m。 （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)GB/T３４５.２-１９９８ 　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 Fig12 Clamping institutions schemes 具體連接方式見(jiàn)圖CZ-02-00 7 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 Fig13 The six-party stem schemes 8 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(jiàn)圖紙。 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(jiàn)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(kāi)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(shū),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.。 參考文獻(xiàn) [1] 羅善明,余以道，郭迎福，諸世敏編著.帶傳動(dòng)理論與新型帶傳動(dòng)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社.2006. 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