电动叉车设计说明书 - 图文

黑龙江工程学院本科生毕业设计

mn?3.5 渗碳层深度0.8～1.2mm 3.5＜mn＜5 渗碳层深度0.9～1.3mm

mn?5 渗碳层深度1.0～1.6mm

渗碳齿轮在淬火、回火后，要求轮齿的表面硬度为58～63HRC，心部硬度为33～48HRC。

变速器齿轮大都采用渗碳合金钢制造，使轮齿表面的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合，大大提高了其接触强度、弯曲强度及耐磨性。在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑其加工性能及制造成本。 3.3.4齿轮弯曲强度计算

（1）Z1斜齿轮弯曲应力δw1=F1kδ/BtyKε= 2TemaxcosβKδ/ЛZ1M3nYKcKε=2×95490×cos20×1.5/3.14×8×3×3×3×0.18×8×2=137.8Mpa

（2）Z3斜齿轮弯曲应力δw3=2TemaxcosβKδ/ЛZ3M3nYKcKε=2×95490×cos20×1.5/3.14×8×3×3×3×0.11×8×2=100.2Mpa

（3）电动机最扭矩为95.49N×M，齿轮传动效率99%，离合器传动效率99%，轴承传动效率96%，二轴Z2斜齿轮T2=Temaxη承η齿Igmax=95.49×0.96×0.99×3=272.261N×N，Z2斜齿轮弯曲应力δw2=2T2cosβKδ/ЛZ2M3nYKcKε=2×272261×cos20×1.5/3.14×23×3×3×3×0.1×8×2=246Mpa

（4）电动机最扭矩为95.49N×M，齿轮传动效率99%，离合器传动效率99%，轴承传动效率96%，二轴Z4斜齿轮T4=Temaxη承η齿Igmin=95.49×0.96×0.99×0.8=72.6N×m，Z4斜齿轮弯曲应力δw4=2T4cosβKδ/ЛZ4M3nYKcKε=2×72600×cos20×1.5/3.14×14×3×3×3×0.14×8×12=120.98Mpa

（1）（2）（3）（4）许用应力在100~250Mpa范围内，所以弯曲强度满足要求。 3.3.5齿轮接触应力计算

1.一档一、二轴齿轮的计算

主动齿轮Z1节圆半径Rz=D1/2=2A/2(Z2/Z1+1)=52/(23/8+1)=13.41mm 从动齿轮Z2节圆半径Rb=D2/2=U1/2=2UA/2（U+1）=AU/U+1=38.58mm

主动齿轮节点曲率半经Pz=Rzsinα/cosβ2=13.4×sin20/cos20/cos20=5.19mm 从动齿轮节点曲率半径Pbsinα/cos2=38.58sin20/cos20/cos20=14.94mm 轮齿接触应力δj=0.418TemaxE/dcosαcosβxb(1/5.19+1/14.94)=1939Mpa将作用在变速器第一轴上的载荷Temax/2作为计算载荷时，对于渗碳齿轮，一档的许用接触应力1900~2000Mpa,所以强度满足要求。

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2.二档齿轮强度校合过程与一档相同，此处不再列举。

3.4 轴设计

1.轴的功用及其设计要求

变速器在工作是承受力扭矩、弯矩，因此应具备足够的强度和刚度。轴的钢的不足，在负荷作用下，轴会产生过大的变形，影响齿轮的正常啮合，产生过大的噪声，并会降低齿轮的使用寿命。这一点很重要，与其它零件的设计不同。

设计变速器轴时主要考虑以下几个问题：轴的结构形状，轴直径、长度、轴的强的和刚度，轴上花键型式和尺寸。

轴的结构主要依据变速器结构布置的要求，并考虑加工工艺，装配工艺而最后确定。

2. 轴的结构设计

轴的结构形状应保证齿轮、同步器部件及轴承等安装、固定。并与工艺要求有密切关系。

第一轴安装同步器齿毂的花键采用渐开线花键，渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低，定位性能好，承载能力大，花键齿短，其小径相应增大，可提高轴的刚度。选用渐开线花键是以大径定心更合适。第一轴各档齿轮与轴之间有相对旋转运动，因此，无论装滚针轴承、衬套还是钢件对钢件直接接触，轴的表面粗糙度均要求很高，不应低于0.8。表面硬度不应低于58～63HRC。

第二轴通常和齿轮做成一体，为了便于装拆第二轴，轴承与齿轮之间用花键连接，其直径根据两端轴承内径确定。 3.4.1 初选轴的直径

第一轴花键部分直径D1=Ktemax1/3=(495.49)1/3=18.28 第二轴D/L=0.18～0.21取第一轴的最细处轴径为D1=20mm 第二轴中部（最粗）直径D=23.4mm

支承间距离L=23.4/0.18～0.21=111.4～130mm取120mm. 3.4.2 轴的刚度验算

1. 若轴在垂直面内挠度为fc，在水平面内挠度为fs和转角为δ，可分别用下式计算

Fra2b264Fra2b2fc?? （3.2）

3EIL3?ELd4Fta2b264Fta2b2fs?? （3.3） 43EIL3?ELd 18

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??Frab?b?a?64Frab?b?a? （3.4） ?3EIL3?ELd4式中：Fr——齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）；

Ft——齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）；

E——弹性模量（MPa），E=2.06×105MPa； I——惯性矩（mm4），对于实心轴，I??d464；

d——轴的直径（mm），花键处按平均直径计算；

a、b——齿轮上的作用力距支座A、B的距离（mm）；

L——支座间的距离（mm）。

轴的全挠度为f?fc2?fs2?0.2mm。

轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为?fc?=0.05～0.10mm，?fs?=0.10～0.15mm。齿轮所在平面的转角不应超过0.002rad。 一轴的刚度受力变形如图3-5所示

图3-5 一轴的刚度受力变形示意图

L δ Fr a b 一档时

Ft1?838.917N，Fr1?928.978N，d?17mm，a11?29mm，b11?74mm，

L?103mm

64Fr1a11b11=0.0465mm ?0.05～0.10mm fc1?43?ELd 19

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64Ft1a11b11fs1?=0.0515?0.10～0.15mm 43?dELf1?2fc21?fs1?0.0694mm?0.2mm

22?1?64Fr1a11b11?b11-a11?3?ELd4=0.00108rad?0.002rad

二档时

Ft4?1096.321N，Fr4?1214.014N，L?103mm，d?17mm，a4?28mm，

b4?75mm，

fc464Fr4a4b4=0.064mm ?0.05～0.10mm ?43?ELd222264Ft4a4b4fs4?=0.0578?0.10～0.15mm

3?d4ELf4?2fc24?fs4?0.0862mm?0.2mm

?4?64Fr4a4b4?b4-a4?3?ELd4=0.00144rad?0.002rad

2. 二轴的刚度受力变形如图3-6所示

图3-6 二轴的刚度受力变形示意图 L Fr

a δ b 一档时

Ft2?838.917N，Fr2?928.978N，d?17mm，a2?29mm，b2?74mm，

L?103mm

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