·-51-某小型螺旋千斤頂機(jī)械結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計及強(qiáng)度校核計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u17148某小型螺旋千斤頂機(jī)械結(jié)構(gòu)的選型設(shè)計及強(qiáng)度校核計算過程案例 1237841.1螺桿的耐磨性計算 289721.1.1螺桿螺紋的選擇 235401.1.2螺桿的材料選擇 2274091.1.3計算螺桿直徑 2151151.1.4螺桿的強(qiáng)度計算 547961.1.5螺桿的穩(wěn)定性計算。 6309061.1.6螺母的計算和螺紋牙強(qiáng)度計算 7296341.2錐齒輪設(shè)計及強(qiáng)度計算 8243381.2.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 875751.2.2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計 10244781.2.3幾何尺寸計算 12255891.3計算大錐齒輪的軸 15281901.1.1軸的材料選擇 15263081.1.2軸各部位零件的設(shè)計 16249271.1.3計算軸承的壽命 1815651.4計算小錐齒輪的軸 19214131.4.1軸材料的選取 1929381.4.2軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 19183411.5棘輪的設(shè)計 20228661.6手柄的設(shè)計 21159141.7底座的設(shè)計 21155431.8升降套筒的設(shè)計 2225021.9殼體的設(shè)計 2263111.10頂蓋的設(shè)計 23228591.11所用的標(biāo)準(zhǔn)件 2485011.12三維仿真 241.1螺桿的耐磨性計算1.1.1螺桿螺紋的選擇一般傳動螺紋分為三種：矩形螺紋、梯形螺紋、鋸齒形螺紋。矩形螺紋牙型是正方形，牙型角為0o，傳動效率相比另外兩個較高，但是牙根強(qiáng)度弱，磨損后不好維修也會降低傳動精度。矩形螺紋也尚未標(biāo)準(zhǔn)化。梯形螺紋牙型是等腰梯形，牙型角為30o，內(nèi)外螺紋以錐面貼緊，不易松動。相比矩形螺紋傳動效率低，但工藝型好，牙根強(qiáng)度高。鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，工作面的牙側(cè)角為3o，非工作面牙側(cè)角為30o。雖然傳動效率高，牙根強(qiáng)度高，但是只能用于單向受力的螺紋傳動。由此上所述選擇梯形螺紋。1.1.2螺桿的材料選擇螺桿材料要有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。螺母不僅要有足夠的強(qiáng)度外，還要與螺桿配合時摩擦系數(shù)小和耐磨。螺旋傳動材料如下3-1表表3-1螺旋傳動常用材料螺旋副材料牌號應(yīng)用范圍螺桿Q235、Q275、45、5040Cr、65Mn、T12、40Wmn、20CrMnTi9Mn2V、CrWMn、38CrMoAl材料不經(jīng)熱處理，適用于經(jīng)常運動、受力不大、轉(zhuǎn)速較低的運動材料需經(jīng)熱處理，以提高耐磨性，適用于重載、轉(zhuǎn)速較高的傳動材料需經(jīng)熱處理，以提高尺寸穩(wěn)定性、適用于精密傳導(dǎo)螺旋傳動螺母ZQSn10-1、ZQSn5-5-5（鑄錫青銅）ZQAl9-4-4-2(鑄鋁青銅)ZHAl66-6-3-2（鑄鋁黃銅）材料耐磨性好，適用于一般傳動材料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于重載、低速的傳動。對于尺寸較大或高速傳動，螺母可采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金由表中說明螺桿選擇45號鋼，螺母選擇ZQAl9-4-4-2（鑄鋁青銅）。1.1.3計算螺桿直徑滑動螺旋的磨損與螺紋工作面上的壓力、滑動速度、螺紋表面粗糙度以及潤滑狀態(tài)等因素有關(guān)。其中最主要的是螺紋工作面上的壓力，壓力越大螺旋副間越容易形成過度磨損。因此，滑動螺旋的耐磨性計算主要是限制螺紋工作面上的壓力，使其小于材料的許用壓力[]。假設(shè)作用于螺桿的軸向力為（單位為N）、螺紋的承壓面積（指螺紋工作表面投射到垂直于軸向力的平面上的面積）為（單位為mm2），螺紋中徑為（單位為mm），螺旋工作高度為（單位為mm），螺紋螺距為（單位為mm），螺母高度為（單位為mm），螺紋工作圈數(shù),則螺紋工作面上的耐磨性條件 （3-1）上式可作為校核計算用。為了導(dǎo)出設(shè)計計算式，令，則。代入上式可得 （3-2）對于矩形和梯形螺紋，，則 （3-3）對于30o鋸齒形螺紋，，則 （3-4）螺母高度 （3-5）上式中為材料的許用應(yīng)力，MPa，見表3-2；φ值一般取。對于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過多，故?。粚τ谄史致菽负图孀髦蔚穆菽?，可??；只有傳動精度過高、載荷較大、要求壽命較長時，才取。

表3-2滑動螺旋副材料的許用壓力及摩擦系數(shù)?螺桿-螺母的材料滑動速度許用壓力MPa摩擦系數(shù)?鋼-青銅低速?3.06~12>1518~2511~187~101~20.08~0.10淬火鋼-青銅6~1210~130.06~0.08鋼-鑄鐵<2.46~1213~184~70.12~0.15鋼-鋼低速7.5~130.11~0.17已知螺桿軸向力，本次設(shè)計的螺旋千斤頂為整體螺母，故取，材料的許用壓力取低速螺旋副，而螺桿螺母為鋼-青銅材料，由表可得取，則代入公式得 （3-6）查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（第二版）中的表梯形螺紋直徑與螺距系列、表梯形螺紋基本尺寸得，可取公稱直徑，螺距。表3-3梯形螺紋直徑與螺距系列公稱直徑d第一系列第二系列螺距P2024222826304*，28,5*，38,5*，310,6*，3公稱直徑優(yōu)先選用第一系列，螺距優(yōu)先選用*號。表3-4梯形螺紋基本尺寸螺距P螺紋小徑螺紋中徑45d—4.5d—5.5d—2d—2.5則螺紋中徑螺紋小徑螺母高度，取39mm計算出螺紋的參數(shù)后，還得檢驗校核其螺旋副是否滿足自鎖條件，有 o（3-7）上式中——螺紋升角；——當(dāng)量摩擦角；——牙側(cè)角，是牙型角一半；——螺旋副的當(dāng)量摩擦系數(shù)；——摩擦系數(shù)，見表3-2。螺旋升角為中徑螺旋線上切線和垂直于螺旋軸線的平面的夾角，公式為 o（3-8）上式中n為螺紋螺旋線數(shù)目，有自鎖性的多為單線螺紋。計算結(jié)果得出，因此符合自鎖條件。1.1.4螺桿的強(qiáng)度計算螺桿工作時承受兩個力，分別為軸向力F和扭矩T，因此也會有壓縮應(yīng)力和切應(yīng)力，由此得出得采用第四強(qiáng)度理論來求出危險截面的計算應(yīng)力，其強(qiáng)度條件為 （3-9）式中F——螺桿所受的軸向力，N；A——螺桿螺紋段的危險截面面積；，mm2;——螺桿螺紋小徑，mm；T——螺桿所受扭矩，N.mm；——螺桿材料的許用應(yīng)力，MPa，見下表3-3。表3-5滑動螺旋副材料的許用應(yīng)力螺旋副材料許用應(yīng)力MPaσστ螺桿鋼σ螺母青銅40~6030~40鑄鐵45~5540鋼1.0~1.20.6可得F=30KN，A=397.6mm，為22.5mm扭矩T為則 （3-10）查機(jī)械手冊得知45號鋼的屈服極限為360MPa，所以其的為120MPa。因此可得，滿足強(qiáng)度條件。1.1.5螺桿的穩(wěn)定性計算。螺桿工作時承受的軸向力會有一臨界值約束，若超過該臨界值則會使螺桿產(chǎn)生側(cè)向彎曲而失去穩(wěn)定性。因此正常承受的軸向力必須小于臨界載荷，則螺桿穩(wěn)定性條件須符合如下公式 （3-11）式中：——螺桿穩(wěn)定性的計算安全系數(shù)?！輻U穩(wěn)定性安全系數(shù)。傳力螺旋時，=1.5~5.0；傳導(dǎo)螺旋時，=2.5~4.0；精密螺桿或水平螺桿時，>4.0?！輻U的臨界載荷，N；根據(jù)螺桿的柔度的大小分為不同的計算方法，。是螺桿的長度系數(shù)，見下表；為螺桿的工作長度，mm；螺桿兩旁支承為兩支點間距離；一端螺母支撐為螺母中間到另一支點的距離；i為螺桿危險截面的慣性半徑，mm；而其危險截面面積為時，則。臨界載荷可以用歐拉公式進(jìn)行計算，即 （3-12）式中：E——螺桿材料的拉壓彈性模量，；——螺桿危險截面的慣性矩，，。表3-6螺桿的長度系數(shù)端部支承情況長度系數(shù)μ兩端固定一端固定，一端不完全固定一端鉸支，一端不完全固定兩端不完全固定兩端鉸支一端固定，一端自由0.500.600.700.751.002.00由上式信息知，本次計算為傳力螺旋，取，本次螺桿為一端固定，一端自由，則由表3-4可得螺桿長度系數(shù)選用，軸向力F為30KN，慣性半徑。本螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計中，要求升距為150mm，為螺母中間到另一端的距離，所以工作長度為mm。當(dāng)<40時，可以不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核，而本次計算，因此需進(jìn)行穩(wěn)定性校核。而慣性矩所以綜上所述可計算得知（3-13）得出，滿足穩(wěn)定性要求。1.1.6螺母的計算和螺紋牙強(qiáng)度計算由螺桿計算中可得螺母高度H為39mm螺紋工作圈數(shù)為，螺紋工作圈數(shù)不宜超過十圈，符合要求。螺紋牙大多有兩種失效形式，分別為剪切和擠壓破壞，一般螺母材料強(qiáng)度低于螺桿的，因此只需校核螺母螺紋牙的強(qiáng)度。假設(shè)將一圈螺母螺紋沿著大徑展開，則酷似一個懸臂梁，其寬度為πD。在假設(shè)每圈螺紋的平均壓力為F/u，在螺紋中徑所在的圓周面作用，則螺紋牙危險截面的剪切強(qiáng)度條件為 （3-14）螺紋牙危險截面的彎曲強(qiáng)度條件為 （3-15）式中：b——螺紋牙根部的厚度，mm。矩形螺紋時，；梯形螺紋時，；30o鋸形齒螺紋時，，P是螺紋螺距。L——彎曲力臂，mm。有?！菽覆牧系脑S用切應(yīng)力，MPa，見上表?！菽覆牧系脑S用彎曲應(yīng)力，MPa，見上表。已知表中數(shù)據(jù)可得，取30~40，取40~60，螺紋牙根部厚度b為1.25mm，彎曲力臂l為1.25mm，所以剪切強(qiáng)度為 （3-16）彎曲強(qiáng)度為 （3-17）計算得出，，因此螺紋牙強(qiáng)度要求滿足。1.2錐齒輪設(shè)計及強(qiáng)度計算1.2.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計錐齒輪通常為采用大端錐齒輪參數(shù)進(jìn)行計算，之后通過查機(jī)械設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)公式來計算小端齒輪參數(shù)。此時的壓力角取為20o，錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)共分為12個精度等級，在此選用7級精度。材料通過機(jī)械設(shè)計表10-1選取，其中小齒輪選為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為280HBS；大齒輪選為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS。假定齒輪齒數(shù)比為1.38，小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù)，取整18。1）計算小齒輪分度圓直徑，有 （3-18）式中：選。人力轉(zhuǎn)動功率大致為0.15KW轉(zhuǎn)矩公式有選取齒寬系數(shù)查機(jī)械設(shè)計圖10-20得區(qū)域系數(shù)查機(jī)械設(shè)計表10-5得材料彈性影響系數(shù)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。再查圖10-25d得小齒輪接觸疲勞極限為600MPa，大齒輪接觸疲勞極限為550MPa。齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N有以下計算 （3-19）式中：n為轉(zhuǎn)速，r/min；J為齒輪轉(zhuǎn)一圈同一齒面嚙合次數(shù)；為齒輪工作壽命，h。假設(shè)大錐齒輪轉(zhuǎn)速為20r/min，工作壽命一年，則有 （3-20） （3-21）查圖10-23得接觸疲勞壽命系數(shù)為齒輪的許用應(yīng)力為 （3-22）式中：S——疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，取1；——壽命系數(shù)。因此可得 （3-23） （3-24）取上式兩者的最小者為接觸疲勞許用應(yīng)力，即結(jié)合以上參數(shù)可計算小齒輪分度圓直徑為 （3-25）2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑。算出實際載荷系數(shù)前得先得到圓周速度和當(dāng)量齒輪的齒寬系數(shù)。圓周速度v。 （3-26） （3-27）當(dāng)量齒輪的齒寬系數(shù)。 （3-28） （3-29）計算實際載荷系數(shù)。同樣查表10-2得知使用系數(shù)；根據(jù)圓周速度、8級精度（降了一級精度），查圖10-8得動載系數(shù)；錐齒輪精度較低，得齒間載荷分配系數(shù)為；插值法查表10-4得7級精度、小齒輪懸臂時，得齒向載荷分配系數(shù)。因此可計算出實際載荷系數(shù) （3-30）現(xiàn)在可按照實際載荷系數(shù)計算分度圓直徑為 （3-31）相應(yīng)的齒輪模數(shù)為 （3-32）1.2.2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計1）試算模數(shù)直齒錐齒輪經(jīng)常運用在不重要的場合，其精度較低，取，得齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件式為 （3-33）變換公式后可得 （3-34）式中：——彎曲疲勞強(qiáng)度計算的載荷系數(shù)?！X形系數(shù)，跟齒制、變位系數(shù)、齒數(shù)有關(guān)系，與模數(shù)無關(guān)。——載荷作用于齒頂時的應(yīng)力修正系數(shù)。——彎曲疲勞強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)。選取，此時先計算。先得出分錐角和當(dāng)量齒數(shù)分錐角當(dāng)量齒數(shù)查機(jī)械設(shè)計圖10-17得齒形系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計圖10-18得應(yīng)力修正系數(shù)；查機(jī)械設(shè)計圖10-24c得小齒輪齒根彎曲疲勞極限為500MPa，大齒輪齒根彎曲疲勞極限為380MPa。查機(jī)械設(shè)計圖10-22得彎曲疲勞壽命系數(shù)為。取彎曲疲勞安全系數(shù)S為1,7，來計算許用應(yīng)力如下 （3-35） （3-36）則有 （3-37） （3-38）二者之間取較大者，則此時便可以將數(shù)據(jù)代入模數(shù)公式從而計算出結(jié)果，得 （3-39）2）調(diào)整齒輪模數(shù)。同樣，算出實際載荷數(shù)據(jù)前先得得出圓周速度和齒寬。則有圓周速度v。（3-40）（3-41）齒寬b。 （3-42）計算實際載荷系數(shù)。根據(jù)圓周速度，8級精度，查圖10-8得動載系數(shù)；直齒錐齒輪精度較低，取齒間載荷分配系數(shù)；插值法查表10-4得，則，則載荷系數(shù)為 將各參數(shù)代入公式可得出模數(shù)為 （3-43）參照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，選取為2mm，前邊的實際分度圓直徑為100.55mm，可算出小齒輪的齒數(shù)為，取整為50，則大齒輪齒數(shù)為，取為121。1.2.3幾何尺寸計算計算分度圓直徑 （3-44） （3-45）計算分錐角 （3-46）計算齒輪寬度 （3-47）取。綜上述錐齒輪計算得齒數(shù)，模數(shù)為，壓力角為，分錐角分別為，齒寬為。小齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)）。齒輪按7級精度計算。根據(jù)計算的參數(shù)可計算出錐齒輪的其他相關(guān)尺寸。齒頂高（3-48）齒根高（3-49）齒頂圓直徑（3-50）齒根圓直徑（3-51）錐距（3-52）齒根角（3-53）頂錐角（3-54）根錐角（3-55）頂隙一般取分度圓齒厚（3-56）當(dāng)量齒數(shù)（3-57）

圖3-1錐齒輪三維圖根據(jù)計算得出的參數(shù)UG建模生成的圖如上。1.3計算大錐齒輪的軸1.1.1軸的材料選擇軸結(jié)構(gòu)有以下滿足的要求：在軸上的零件應(yīng)要方便調(diào)整裝拆；軸上的零件要有準(zhǔn)確的定位；軸得有良好的工藝性。此次設(shè)計為階梯軸。幾種軸常用的材料如下表3-5。表3-7常用的幾種軸材料軸的材料Q235A、20Q275、35（1Cr18Ni9Ti）45鋼（調(diào)質(zhì)）40Cr、35SiMn、38SiMnMo、3Cr13MPa15~2520~3525~4535~55149~126135~112126~103112~97硬度HBS217~255241~286217~269217~269≥241抗拉強(qiáng)度極限400~420640735750735835屈服強(qiáng)度極限225355540450590635本次設(shè)計中材料選取為45鋼（調(diào)質(zhì)），具體參數(shù)參照上表。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算軸的最小徑，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 （3-58）上式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；T——軸所受扭矩，Nmm；——軸的抗扭截面系數(shù)，mm3n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min；P——軸傳遞的功率，kW；d——計算截面處軸的直徑，mm；——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa，見表3-5取為30MPa；由上式可計算軸的最小徑為 20.68mm（3-59）當(dāng)軸上設(shè)有鍵槽時，應(yīng)該考慮軸徑的增大對軸強(qiáng)度的影響，具體如下表3-6。表3-8軸徑與鍵槽關(guān)系d>100mm的軸一個鍵槽時兩個鍵槽時軸徑增大3%軸徑增大7%d?100mm的軸一個鍵槽時兩個鍵槽時軸徑增大5%~7%軸徑增大10%~15%1.1.2軸各部位零件的設(shè)計軸上部件應(yīng)有一段螺紋，接著得有一個定位軸肩來安裝大錐齒輪，齒輪和軸需要有一個鍵來連接，接著得裝一個滾動軸承，最后得用一個襯套來讓錐齒輪右側(cè)定位。軸的設(shè)計大致如下圖。EDBAEDBACC圖3-2螺桿草圖軸也便是前面計算的螺桿本身，因此公稱直徑為28mm，即上圖中，加有螺紋，其上有螺母，前邊螺桿計算中可得螺母的高度為39mm，而任務(wù)書中要求升距為150mm，所以有。本是AC段為螺桿螺紋部分，為了加工方便，特地留出一段光桿部分，取，。而取CD段為定位軸肩，是最直接最可靠的方法。根據(jù)機(jī)械設(shè)計有相應(yīng)的尺寸規(guī)定來讓零件更能靠緊軸肩從而有非常準(zhǔn)確的定位，其為軸肩處的過渡圓角半徑r必須小于與之相配的零件轂孔端部的圓角半徑R或倒角尺寸C。軸和零件上的倒角和圓角尺寸的范圍見下表3-7。定位軸間的高度h一般取（2~3）R或（2~3）C，軸環(huán)的功用與軸肩相同，軸環(huán)寬度為。表3-9零件倒角C與圓角半徑R的推薦值直徑d>6~10>10~18>18~30>30~50>50~80>80~120>120~180C或R0.50.60.81.01.21.62.02.51.0按表中規(guī)格選取C和R均為1.0mm，那軸肩處的過渡圓角半徑則取為0.8mm，即C處。D處圓角半徑為1mm。因此軸肩的高度h取為3mm，則取，。為了美觀取DE段的直徑與螺紋光桿直徑相同，即。DE段上安裝大錐齒輪，根據(jù)其尺寸可得先去長度為10mm，齒輪后得連接一個軸承。由于本軸承主要承受力為軸向力，而且是單向的，根據(jù)機(jī)械設(shè)計書中選取為推力球軸承。其特點位：工作時一定得有軸向載荷，軸線與軸承垂直，軸線還要與載荷共線，用來保證鋼球所受載荷的均勻分布。根據(jù)GB/T301-1995單向推力球軸承選擇51411，本次設(shè)計的尺寸為：，襯套也將設(shè)計在軸承內(nèi)與齒輪連接，因此取。而大錐齒輪與軸連接采用鍵連接。在此的鍵主要是讓軸與大錐齒輪固定即可，則選取廣泛應(yīng)用的普通平鍵，其結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、對中性好。平鍵又分為三種結(jié)構(gòu)，分別為圓頭、平頭、單圓頭。圓頭缺點太嚴(yán)重，鍵槽端部應(yīng)力集中過大；平頭剛好避免這些缺點，但是尺寸大時得采用緊定螺釘固定；單圓頭則常用于軸端與轂類零件的連接，在此選用平頭連接。普通平鍵的尺寸也有國標(biāo)，如下表3-8。表3-10普通平鍵的主要尺寸（摘自GB/T1096—2003）軸的直徑d6~8＞8~10＞17~22＞22~30＞30~38鍵寬b×鍵高h(yuǎn)2×23×36×68×710×8鍵的長度系列l(wèi)6、8、10、12、14、16、18、20、22、25、28……根據(jù)上表選取鍵的尺寸為，長度根據(jù)輪轂長度而定，因此選48mm。大錐齒輪的軸計算完與開始計算的最小軸徑作對比均符合。圖3-3螺桿三維實體圖1.1.3計算軸承的壽命把壽命計算為以小時為單位比較合算，因此軸承基本額定壽命為 （3-60）式中：——為指數(shù)。當(dāng)為球軸承時，；滾子軸承時；n——為轉(zhuǎn)速，前文得知是20r/min；P——為載荷，是30kN；C——為基本額定動載荷，查GB/T301-1995知知道參數(shù)后可得 （3-61）可跟推薦值作比較，如下表3-9。表3-11推薦的軸承預(yù)期計算壽命機(jī)器類型預(yù)期計算壽命-h不常用的儀器設(shè)備300~3000短期或間斷使用的機(jī)械使用不當(dāng)引起嚴(yán)重后果3000~8000每日工作八小時的機(jī)械或二十四小時連續(xù)工作的機(jī)械12000以上本次設(shè)計的螺旋千斤頂明顯是不常用的，則，符合要求。1.4計算小錐齒輪的軸1.4.1軸材料的選取本軸決定直接設(shè)計在小錐齒輪上，材料選取為和大錐齒輪的軸材料一樣，都是45鋼（調(diào)質(zhì)），具體參數(shù)參照表3-5。同樣得按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算出軸的最小徑，則有 （3-62）軸上尺寸可以根據(jù)最小徑來選取。1.4.2軸結(jié)構(gòu)設(shè)計小錐齒輪后安裝一個襯套。然后留有位置安裝棘輪，在棘輪兩側(cè)得留出安裝把手的位置，具體可參看下草圖。CBDACBDA圖3-4小錐齒輪軸草圖小錐齒輪參數(shù)在前文已經(jīng)計算得出。AB段設(shè)計長為，。BC段是要安裝棘輪，設(shè)計BC段長為10mm，為了便于棘輪傳動，該段的軸截面設(shè)計為六邊形。CD段設(shè)計直徑為，長為。BC段的兩側(cè)預(yù)留10mm的位置留給手柄安裝，在錐齒輪與棘輪之間裸露出軸的部分設(shè)計一個襯套起到保護(hù)軸的作用。襯套長為32mm，厚度為3mm。圖3-4小錐齒輪軸三維實體圖1.5棘輪的設(shè)計本次設(shè)計的棘輪是需要不同轉(zhuǎn)向的，齒形也設(shè)計為矩形，棘爪設(shè)計為可翻轉(zhuǎn)的，具體是提起來翻轉(zhuǎn)個180o來改變棘輪轉(zhuǎn)向。根據(jù)機(jī)械設(shè)計中的齒數(shù)選在6~30中，在此選齒數(shù)為10，棘輪材料參數(shù)如下表所示。表3-12棘輪材料的參數(shù)棘輪材料HT150ZQ310-57045鋼20Cr40Cr齒寬系數(shù)1.5~6.01.5~4.01~31~31~3許用彎曲應(yīng)力MPa308012080100材料選取為45鋼。根據(jù)棘輪的強(qiáng)度計算取模數(shù)，有 （3-63）上式中：k——系數(shù)，取為1.75；——棘輪軸（小錐齒輪軸）所受扭矩；z——棘輪齒數(shù)；b——齒寬；將數(shù)據(jù)代入可得，根據(jù)棘輪的幾何尺寸計算表取m為2,5。表3-13棘輪棘爪尺寸計算模數(shù)m1.522.5棘輪周節(jié)齒高h(yuǎn)齒頂弦厚a齒根圓角半徑r齒面傾斜角輪寬b工作面邊長h4.716.287.851.51.820.510o~15o（1~4）m455棘爪非工作面邊長h爪尖圓角半徑r棘爪長度L0.8模數(shù)3以