汽车发动机翻转台架设计

河南科技大学高等教育自学考试毕业论文（增加下划线） 毕业设计（论文）说明书论文名称：汽车发动机翻转台架设计地 市： 河南新密市助 学 院 校： 郑州城市学院准 考 证 号： 018313200098姓 名： 肖 宁 学 科 专 业：汽车维修与检测专业（本科） 指 导 教 师： 黄宏俊（下划线修改） 河南省高等教育自学考试_2014_年 _9_月高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书（指导教师填表）填表时间： 年 月 日学生姓名肖宁准考证号018313200098指导教师黄宏俊课题类型论文设计（论文）题目汽车发动机翻转台架设计主要研究内容1.发动机翻转台架的发展概况2.发动机翻转台的技术参数3.发动机翻转台的主要功能4.发动机翻转台的材料选择5.发动机翻转台的未来发展主要技术指标(或研究目标)论文应体现综合运用多学科的理论知识与技能，数据要详实，分析要全面，理论联系实际，展望要可行，应有明显的个人观点并具有时代的创新性。按要求格式独立撰写不少于10000字的论文【编排要求见河南科技大学自学助考（本科段）毕业设计（论文）管理规定】，文中图表用计算机绘制，应有不少于300字的中英文摘要，查阅与课题相关的文献资料20篇以上，独立完成8000以上印刷符号的相近专业外文译文。进度计划第1周： 调研，搜集、分析资料第2周： 确定写作方案第36周： 完成论文目录主要参考文献机械设计计算手册机械设计基础毕业设计领导小组组长签字： 年 月 日 河南科技大学高等教育自学考试毕业论文摘 要汽车发动机翻转架是一种汽车修理和保养单位常用的设备，广泛应用于轿车等小型车的维修和保养。目前，全国生产翻转架的厂家较多，生产的翻转架的形式也比较繁多，本文介绍了发动机翻转架国内外现状以及发展趋势，在确定了所要设计的翻转架方案之后，即针对翻转架的结构及其特点要求进行了设计与说明，同时对翻转架设计过程中所涉及到的工艺性问题进行补充说明。然后对立柱的强刚度和托臂的强度进行了校核验算。本课题所设计的是蜗杆传动360任意角翻转锁止的发动机翻转架。它的特点是：1、性能可靠，操作方便；2、结构简单；3、拖脚的最低位置低，使得车辆的底盘可以比较低，对各种车辆的适应性扩大了；4、利用蜗杆传动可360任意角度翻转锁止；5、价格低廉，拥有的市场份额较大。关键词：普通式；结构特点；机械结构设计；蜗杆传动Abstract The car engine flip frame is an automobile repair and maintenance units commonly used equipment, widely used in the repair and maintenance of cars and other small cars. Currently,more manufacturers of production flip, flip frame in the form of production is also more diverse, this paper introduces the domestic and international status and development trend of engine flip,flip scheme requirements for the design and description, flip the frame structure and characteristics of supplement flip the aircraft design process involved in the process. Checking checking and then on a column of strong stiffness and the strength of the corbel. This topic is a worm drive 360 flip lock the engine at any angle flip racks. It is characterized by: 1.reliable, easy to operate; 2.the structure is simple; 3.the dragging feet of the lowest low, making the vehicle chassis can be relatively low, and adaptability to a variety of vehicles to expand; 4. the worm drive can be 360 at any angle flip lock; 5.low prices have a larger market share.Keywords: Common type;Structural characteristics;Mechanical and structural design;Worm drive目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 此课题的研究目的及意义11.2 发动机翻转台架的发展概况11.2.1 发动机翻转架的历史背景11.2.2 发动机翻转架的国内外现状11.2.3 发动机翻转架的发展趋势21.3 研究内容2第二章 设计的方案与论证32.1 主要工作思路32.2 常见传动方式的分析与比较32.2.1 齿轮传动32.2.2 蜗杆传动32.2.3 带传动42.2.4 链传动52.3 蜗杆传动的选择与工作原理5第三章 台架的总体设计计算73.1 翻转架的设计73.2 台架的设计73.2.1 台架底座的尺寸确定及材料选择73.2.2 台架立柱的尺寸确定及材料选择83.3 翻转托盘的设计93.4 箱体的设计103.5 蜗轮蜗杆的选择113.6 总体装配结构设计11第四章 翻转台架的强度校核124.1 第三强度理论124.2 转动轴强度校核124.3立柱的受力分析14第五章 文章结论15致 谢16参考文献17河南科技大学毕业设计报告第一章 绪论（空的格不对吧，注意字体大小、格式）1.1 此课题的研究目的及意义汽车产业是国民经济重要的支柱产业，产业链长、关联度高。近几年，我国汽车产销规模迅速扩大，2011年汽车产销双双超过了1800万辆，连续第二年位居全球第一位，在促进国民经济增长、增加就业、拉动内需等方面发挥着越来越重要的作用。十年来，我国汽车工业发展有以下特点：产销高速增长，成为全球第一大国;自主创新取得了积极成果;节能与新能源汽车发展取得初步成效;汽车工业组织结构进一步优化;零部件设计制造水平有较大提高。 汽车作为目前比较普遍的一种交通工具在人们的日常生活中已经占有非常重要的地位，随之带来的是汽车维修行业的兴起，随着我国汽车产业维修技术的进步等方面,都受到了汽车产业发展的影响。从电子产品在维修行业不断发展,带动了汽车维修行业的迅速发展,无论是在教学模式的改革还是在汽车维修上的应用,到现代汽车诊断设备的使用、互联网在汽车维修资讯上的应用,以及维修管理软件在汽车维修企业发挥的作用等,处处体现现代汽车维修的高科技特征。汽车维修已不再是简单的零件修复,准确无误地诊断出故障所在,是现代汽车维修的最高境界。我国汽车维修行业投入方式呈现多层次的特征,这决定了我国汽修企业技术水平的良莠不齐。一方面,一些实力雄厚的汽车生产企业在国内建立了售后服务网点或者是所产车型的特约维修站,这的确带动了汽修行业整体水平的提高。但另一方面,我国还有大量人员素质较低、设备简陋、仅靠简单工具和经验从事汽修业务的各类维修企业。发动机的维修又是这个行业中比较重要的一个分支，发动机翻转台架就是作为汽车维修行业较为常见的一个辅助设备而出现的。发动机翻转试验台是发动机拆装修理的最基本工具，其具有结构简单，拆装方便的特点，带有万向脚轮，便于移动，不仅可以减轻劳动者的工作强度，而且提高了生产率。可以说发动机翻转拆装实验台既是汽车专业学生拆装修理的专业工具，又是普通汽车行业的理想工具。为了方便学院拆装发动机，减轻学生的劳动强度，我们设计了一种针对该发动机的翻转拆装实验台。1.2 发动机翻转台架的发展概况1.2.1 发动机翻转架的历史背景汽车和发动机的诞生都已有百年的历史，尤其是二战后汽车工业获得了前所未有的发展，从而带动了包括发动机谁及水平在内的一系列机械工业的进步。发动机翻转架的功能也从过去的只具有单一的拆卸，组装向检测，调试等多任务，多功能转化。 以前国内的翻转台架是靠臂力驱动，机构陈旧，不省力。在实际应用中多有不便。在应用到汽车发动机拆装的过程中，要求具备自锁功能、360 旋转、省力等多种作用。尤其是发动机实训课的教学，是利用淘汰的汽车发动机，就地进行解体和组装，或在功能单一的发动机翻转架和工作台上进行解体、组装，即不能保证工件、工具、油、水不落地，达到卫生清洁、确保安全、按时完成教学任务的基本要求，更谈不上保证教学质量和严格的技术要求。1.2.2 发动机翻转架的国内外现状国内外对汽车发动机翻转架功能的改造和技术提升并无大的进展，特别是对于实验实训教学来说不够实用。适合汽车运用技术专业实训教学的发动机翻转架，应集发动机的拆卸、组装、调试、大修等功能为一体。通过查找资料，集思广益，我们研制开发了一种新型多功能发动机翻转架。该翻转架利用蜗轮蜗杆的减速原理和自锁功能，以及万向轮的多方位移动功能。发动机重力通过翻转架壳体形成力的平衡，保证了翻转架的稳定性。其主要特点为：发动机可沿轴向在 360内任意翻转，并可在任意位置锁止，便于对发动机进行反复拆卸、组装和调试工作。翻转架上的万向轮和定位螺钉实现了整体任意移动和定点作业的要求，同时方便了实验室的调整。为了方便对发动机的解体、组装和调 试，该翻转架打破了旋转轴两点式支承的传统设计，利用输出轴悬臂承受发动机的全部质量。 根据大学生的平均身高(170m)及站立作业的要求，发动机曲轴中心线距地面的合理 高度应是 1100-1300mm，我们选择的高度为 1200mm，是理想的作业高度。翻转架的最高点仪表箱顶面，在不影响翻转架工作性能的前提下，应方便电路的连接和仪表的观察，我们选择的高度为 15m。我们设计的翻转架总长度与要求的总长度相符。1.2.3 发动机翻转架的发展趋势 发动机拆装翻转台架的发展趋势必然朝着更加人性化的方向发展。比如可以在翻转架上设置发动机的所有辅助设施，实现发动机大修、起动、故障设置及 诊断、排除等功能。仪表箱可以将发动机机体以外的电气集于一体，将各传感器等主要电路呈现在面板上，还可安装指示灯和诊断插孔，能够直接观察电路的通断情况；与检测设备连接后，可读取故障码，方便了发动机故障的检测。仪表箱电路分三路通过车架穿壁与发动机连接，整齐美观，便于拆装。考虑到发动机内部有油的问题，在翻转架底部设置油盘，克服工件、工具、油、水落地的问题，保证了文明作业 和安全生产。在修理中，为了节省更多的时间，获取更多的利益，人们将会生产出更为合理操作更为方便的拆装修理工具。设计和制造出更安全、更便捷、更合理的发动机拆装翻转台架是未来发展趋势。翻转台架不仅应用于发动机拆装的实验室，还应用于更多的行业，如汽车轮胎制造企业用于汽车轮胎自动翻转台架。发动机翻转台架的发展将作为一个标志，标志着我国制造业水平的发展程度的高低，具有很强的代表性。1.3 研究内容 本课题主要研究了怎样使发动机实现任意回转和锁止，并使发动机可停留锁止在任何工作位置，以及怎样实现翻转架本身的移动和锁止，用什么来支撑发动机，以及如何带动发动机旋转。 此次毕业设计主要是完成翻转架的所有零部件三维设计，以及翻转架总装配图，检查结构设计的问题，以及装配后可能产生的干涉问题等。 本文主要论述此次毕业设计中所需要的理论和工具软件，以及所有零件所用到的材料，一些重要部件的强度校核。本文系统介绍了设计中所提出的工作思路和方案，每个零部件所选择的依据，以及设计中所遇到的问题和解决这些问题的方法和过程。（首行缩进、段落格式、行间距仔细看看）第二章 设计的方案与论证（空的格不对）2.1 主要工作思路 本次设计的是汽车发动机翻转架设计，用于实现在汽车维修时方便发动机的翻转，以便对发动机进行360度全方位维修操作。此次设计的翻转架结构较为简单，主要部件是：底盘组件，立柱，箱体组件，手轮，卡盘，还包括选择的涡轮蜗杆等设备。在这过程就需要计算转动轴的强度和刚度，立柱的强度分析与验算等。同时就需要考虑各个部件使用的材料问题，以便达到设计所要求的标准。市场上已经出现了同类产品，囊括了许多种类，而这次所设计选择的是最简易最实用的。我所设计的是涡轮蜗杆传动的发动机翻转架。本次设计的翻转架的传动装置是由涡轮蜗杆组成的。该翻转架利用蜗轮蜗杆的减速原理和自锁功能，以及万向轮的多方位移动功能。发动机重力通过翻转架壳体形成力的平衡，保证了翻转架的稳定性。本次设计的翻转架的主要性能参数为：额定负重500kg；传动结构传动比 1:60；台架高度1200mm；翻转角度360度；锁止位置任意角度。本次设计的技术要求：尽量全面搜集和分析相关资料，特别是国内外最新汽车发动机翻转台架信息；满足技术参数及工作性能的要求；设计结构紧凑合理，满足强度、刚度、寿命以及经济型、安全性方面的要求；设计应贯彻标准化，符合国家规范要求；计算方法应该尽可能的采用最新研究成果。2.2 常见传动方式的分析与比较2.2.1 齿轮传动齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。齿轮传动优点：因为可传递空间任意轴间的运动和动力，即轴可以平行，交叉或交错；转动平稳，其传动比恒定，大多数齿轮的传动比是常数；适应范围广（传递速度、功率范围都大）；寿命长；效率高；结构紧凑等优点。齿轮传动缺点：制造几安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合，刚性传动没有过载保护作用，振动和噪音等。 设计出轮传动时，应根据实际工况条件，分析主要失效形式，确定相应的设计准则，进行设计计算。对于闭式齿轮传动，主要失效形式是齿面疲劳点蚀，弯曲疲劳折断及胶合。目前一般齿轮传动，只按齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两准则进行设计计算。对于高速大功率的齿轮传动，还应按齿面抗胶合能力的准则进行计算。开式齿轮传动的主要失效形式是磨损及弯曲疲劳折断。目前对磨损尚无成熟的设计计算方法，故通常按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，并将模数增大10%20%，以考虑磨损的影响。2.2.2 蜗杆传动蜗杆传动是用来传递空间两交错轴之间的运动和动力的，它由蜗杆和蜗轮组成。两轴线的交错角可为任意值，一般采用90。蜗杆蜗轮传动式由交错轴斜齿圆柱齿轮传动演变而来的。在交错角为90的交错轴斜齿轮机构中，若小齿轮1的螺旋角取得很大，其分度圆柱的直径d1取得较小，且其轴向长度b1较长、吃书z1很少（一般z1=14）,则其每个轮齿在分度圆柱面上能缠绕一周以上，这样的小齿轮外形像一根螺杆，称为蜗杆。大齿轮2的螺旋角较小，分度圆柱的直径d2很大，轴向长度b2较短，齿数z2很多，它实际上市一个斜齿轮，称为蜗轮。这样的交错轴斜齿轮机构在啮合传动时，其齿廓间仍为点接触。为了改善啮合状况，将蜗轮分度圆柱的直母线改为圆弧形，使它部分的包住蜗杆，并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮，这样加工出来的蜗轮与蜗杆啮合传动式，其齿廓间为线接触，可传递较大的动力。 蜗杆传动特点： 1.传动比大，结构紧凑。蜗杆头数用Z1表示（一般Z1=14），蜗轮齿数用Z2表示。从传动比公式I=Z2/Z1可以看出，当Z1=1，即蜗杆为单头，蜗杆须转Z2转蜗轮才转一转，因而可得到很大传动比，一般在动力传动中，取传动比I=10-80；在分度机构中，I可达1000。这样大的传动比如用齿轮传动，则需要采取多级传动才行，所以蜗杆传动结构紧凑，体积小、重量轻。 2.传动平稳，无噪音。因为蜗杆齿是连续不间断的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿没有进入和退出啮合的过程，因此工作平稳，冲击、震动、噪音小。3.具有自锁性。蜗杆的螺旋升角很小时，蜗杆只能带动蜗轮传动，而蜗轮不能带动蜗杆传动。4.蜗杆传动效率低，一般认为蜗杆传动效率比齿轮传动低，尤其是具有自锁性的蜗杆传动，其效率在0.5以下，一般效率只有0.70.9。 5.发热量大，齿面容易磨损，成本高。由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点，故广泛用于两轴交错、传动比较大、传动功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时，为提高传动效率，常取z1=24。此外，由于具有自锁性，故常用在一些起重机械中，起到安全保护作用。 失效形式和计算准则，在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。为了避免胶合和减缓磨损，蜗杆传动的材料必须具备减摩、耐磨和抗胶合的性能。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高的硬度(HRC4563),然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的润滑方式，选用含有抗胶合添加剂的润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，还没有成熟的计算方法。齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。此外，有时还应验算轮齿的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，故通常不必进行齿的强度计算，但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动还应进行热平衡计算。如果热平衡计算不能满足要求，则在箱体外侧加设散热片或采用强制冷却装置。2.2.3 带传动带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确（滑动率在2%以下）；同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。 带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。带传动的功率损失有：（1）滑动损失 摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形成弹性滑动，导致带与从动轮的速度损失。弹性滑动率通常在1%2%之间。严重滑动，特别是过载打滑，会使带的运动处于不稳定状态，效率急剧降低，磨损加剧，严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大，随带体弹性模量的增大而减小。（2）内摩擦损失 带在运行中的反复伸缩，在带轮上的挠曲会使带体内部产生摩擦引起功率损失。 内摩擦损失随预紧力、带厚与带轮直径比的增加而增大。减小带的拉力变化，可减小其内摩擦损失。（3）带与带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。（4）空气阻力损失 高速运行时，运行风阻引起的功率损失。其损失与速度的平方成正比。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑（如用椭圆轮辐）或用辐板以减小风阻。（5）轴承摩擦损失 轴承受带拉力的作用，是引起功率损失的重要因素之一。 综合上述损失，带传动的效率约在80%98%范围内，进行传动设计时，根据带的种类选取。带传动的主要特点：优点：传动平稳、结构简单、成本低、使用维护方便、 有良好的挠性和弹性、过载打滑。缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、效率低。因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v =525m/s，i7的情况。2.2.4 链传动链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。 链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。 链传动的缺点主要有：仅能用于两平行轴间的传动；成本高，易磨损，易伸长，传动平稳性差，运转时会产生附加动载荷、振动、冲击和噪声，不宜用在急速反向的传动中。 链传动的特点与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造和安装精度要求较低；中心距较大时其传动结构简单。瞬时链速和瞬时传动比不是常数，因此传动平稳性较差，工作中有一定的冲击和噪声。链传动平均传动比准确,传动效率高，轴间距离适应范围较大，能在温度较高、湿度较大的环境中使用；但链传动一般只能用作平行轴间传动，且其瞬时传动比波动，传动噪声较大。 由于链节是刚性的，因而存在多边形效应（即运动不均匀性），这种运动特性使链传动的瞬时传动比变化并引起附加动载荷和振动，在选用链传动参数时须加以考虑。链传动广泛用于交通运输、农业、轻工、矿山、石油化工和机床工业等。2.3 蜗杆传动的选择与工作原理本次设计考虑需要能满足360任意角度翻转锁止以及需要较大的传动比等要求，经过综合考虑比较分析选择使用蜗杆传动。蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主动件。蜗杆和螺纹一样有右旋和左旋之分，分别称为右旋蜗杆和左旋蜗杆。蜗杆上只有一条螺旋线的称为单头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过一齿，若蜗杆上有两条螺旋线，就称为双头蜗杆，即蜗杆转一周，蜗轮转过两个齿。 圆柱蜗杆传动是蜗杆分度曲面为圆柱面的蜗杆传动。 其中常用的有阿基米德圆柱蜗杆传动和圆弧齿圆柱蜗杆传动。阿基米德蜗杆的端面齿廓为阿基米德螺旋线，其轴面齿廓为直线。阿基米德蜗杆可以在车床上用梯形车刀加工，所以制造简单，但难以磨削，故精度不高。在阿基米德圆柱蜗杆传动中，蜗杆与蜗轮齿面的接触线与相对滑动速度之间的夹角很小，不易形成润滑油膜，故承载能力较低。弧齿圆柱蜗杆传动是一种蜗杆轴面(或法面)齿廓为凹圆弧和蜗轮齿廓为凸圆弧的蜗杆传动。在这种传动中，接触线与相对滑动速度之间的夹角较大，故易于形成润滑油膜，而且凸凹齿廓相啮合，接触线上齿廓当量曲率半径较大，接触应力较低，因而其承载能力和效率均较其他圆柱蜗杆传动为高。 各类圆柱蜗杆传动的参数和几何尺寸基本相同。为阿基米德圆柱蜗杆传动的主要参数。通过蜗杆轴线并垂直于蜗轮轴线的平面，称为中间平面。在中间平面上，蜗杆的齿廓为直线，蜗轮的齿廓为渐开线，蜗杆和蜗轮的啮合相当于齿条和渐开线齿轮的啮合。因此，蜗杆传动的参数和几何尺寸计算大致与齿轮传动相同，并且在设计和制造中皆以中间平面上的参数和尺寸为基准。 蜗杆的轴向齿距pX应与蜗轮的端面周节pt相等，因此蜗杆的轴向模数应与蜗轮的端面模数相等,以m表示,m应取为标准值。蜗杆的轴向压力角应等于蜗轮的端面压力角，以表示，通常标准压力角20。 蜗杆相当于螺旋，其螺旋线也分为左旋和右旋、单头和多头。通常蜗杆的头数Z1=14,头数越多效率越高；但头数太多,如Z14,分度误差会增大,且不易加工。蜗轮的齿数Z2=iZ1，i为蜗杆传动的传动比,i=n1/n2=Z2/Z1。对于一般传递动力的蜗杆传动,Z2=2780。当Z227时，蜗轮齿易发生根切；而Z2太大时，可能导致蜗轮齿弯曲强度不够。以d1表示蜗杆分度圆直径，则蜗杆分度圆柱上的螺旋升角可按下式求出 在上式中引入q=Z1/tg，则可求得蜗杆的分度圆直径为d1=qm。式中q称为蜗杆特性系数。为了限制滚刀的数目，标准中规定了与每个模数搭配的q值。通常q=617。蜗轮分度圆直径d2=Z2m。第三章 台架的总体设计计算3.1 翻转架的设计翻转架的设计包括台架的设计以及箱体的设计和蜗轮蜗杆的选择。翻转架的设计要充分考虑台架质量分布均匀度，台架稳定性及运动件和固定件是否发生干涉等因素，下面对整个设计过程进行剖析。尺寸的确定主要依据发动机的外形尺寸，根据发动机的放置位置，放置方向，发动机上主要器件拆卸，能自锁的销的放置位置，放置方向这些因素来初步确定台架的外廓尺寸。在布置时先确定销的位置，通过确定销的位置初步确定发动机的大体位置。当确定了发动机和销的位置，就可以确定放置销的台架的大小和所需的刚度和强度，确定了各个器件的位置，然后再确定台架的尺寸和连接方式。3.2 台架的设计台架的主要功能是，支撑发动机，并使任意角度翻转。台架能对发动机启动，发动机停止，紧急停止等进行手动控制。根据发动机的外形尺寸，质量要求，零件位置来选择台架，台架与发动机之间需要进行设计，其特点有良好的稳定性和足够的强度来支撑发动机。台架只需支撑发动机和销，不需承受其他的外力所以只需满足其强度要求。台架的材料主要以方钢为主，其材料不低于原材料的强度。采用焊接和螺栓连接，以达到良好的稳定性和强度，采用橡胶轮，移动方便，同时还能减震。3.2.1 台架底座的尺寸确定及材料选择台架底座材料选择：根据发动机和零部件的重量初步定为100mm*100mm 壁厚为5mm的方形钢管。采用方钢与钢套螺栓连接方式，保证底座的稳定性，如图（3.1）所示图3.1台架底座三维图台架底座受力分析：由分析得出底座在平衡状态下个只受地面对其的支持力和在其表面上物体所给的压力。3.2.2 台架立柱的尺寸确定及材料选择 本次设计要求台架高度为1200mm,为符合工作需求及考虑到发动机的自身高度,由于底座采用的是100*100mm的方钢加上轮子的高度，所以立柱尺寸定为1095mm。根据发动机及零部件的重量定为100mm*100mm 壁厚为5mm的方形钢管。考虑到在立柱顶部要与箱体连接，采用焊接形式，做了箱体的下半部。台架立柱的受力分析：经分析立柱仅受底座对其的支持力和发动机对其的压力。立柱设计如图（3.2）（3.3）所示图3.2立柱二维尺寸图 图3.3立柱三维图3.3 翻转托盘的设计 为了使发动机固定稳定，受其重量限制，选取长为250mm 宽为200mm 厚度为20mm 的钢板来制作托盘。为了使托盘固定发动机，在托盘上打上四个斜向槽用来安装插销固定发动机，在托盘后面添加一个孔槽固定连接与蜗轮连接的转动轴，使其能与蜗轮同步运动，如图（3.4）（3.5）所示图3.4翻转托盘二维尺寸图 图3.5翻转托盘三维图3.4 箱体的设计 为了满足设计强度要求，箱体选取45钢来制作，定长度为300mm,宽度为100mm,高度为150mm,箱体要与手轮连接，在箱体一侧的中间打孔以放置手轮，箱体前部打半孔与立柱顶部连接形成放置蜗轮转动轴的孔，如图所示（3.6） 图3.6箱体三维图 3.5 蜗轮蜗杆的选择 为满足设计要求使其能360任意角度旋转锁止，选取圆柱蜗杆传动，蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配定位，中心距为63mm，模数为1.6，分度圆直径为28mm，m2d1w为71.68mm3，蜗杆头数为1，直径系数为17.50，分度圆导程角为31614，蜗轮齿数为61，变为系数为+0.125。3.6 总体装配结构设计 组装前严格检查并清除零件加工时残留的锐角、毛刺和异物。保证密封件装入时不被擦伤。零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。螺钉、螺栓和螺母紧固时，严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。同一零件用多件螺钉（螺栓）紧固时，各螺钉（螺栓）需交叉、对称、逐步、均匀拧紧。花键装配同时接触的齿面数不少于2/3，接触率在键齿的长度和高度方向不得低于50%。图3.7装配组件三维图 本文首先对所有的汽车发动机翻转台架的情况进行了简单的阐述，并介绍了各类翻转台架的特点，对发动机翻转台架有了初步认识。然后根据各类发动机翻转架的各种使用要求，结合前人设计的翻转架的各种结构，按照自己所要设计的翻转台架的要求对翻转台架进行了结构方面的设计。第四章 翻转台架的强度校核4.1 第三强度理论 第三强度理论又称为最大切应力理论，其表述是材料发生屈服是由最大切应力引起的。 对于像低碳钢这一类的塑性材料,在单向拉伸试验时材料就是沿斜截面发生滑移而出现明显的屈服现象的。这时试件在横截面上的正应力就是材料的屈服极限ss，而在试件斜截面上的最大剪应力(即45斜截面上的剪应力)等于横截面上正应力的一半，即max=s/2时出现屈服。可见，s/2就是导致屈服的最大切应力的极限值。因为这一极限值与应力状态无关，任意应力状态下，只要max达到s/2，就引起材料的屈服。 本次设计的翻转架的主要性能参数为：额定负重500kg；传动结构传动比 1:60；台架高度1200mm；翻转角度360度；锁止位置任意角度。本次设计的技术要求：尽量全面搜集和分析相关资料，特别是国内外最新汽车发动机翻转台架信息；满足技术参数及工作性能的要求；设计结构紧凑合理，满足强度、刚度、寿命以及经济型、安全性方面的要求；设计应贯彻标准化，符合国家规范要求；计算方法应该尽可能的采用最新研究成果。4.2 转动轴强度校核转动轴受力情况简化分析如图（4.1），G为额定负重，F1为蜗轮作用于转动轴的反作用力，M1为转动轴对蜗轮的转矩。图4.1转动轴受力情况示意图 由得，；由得，；因为G=4900kN，l=200mm，l1=100mm，得F1=2450kN,F2=2450kN从图4.1看出，转动轴相当于一个悬臂梁，可画出转动轴的剪力图和弯矩图，如图4.2图4.2 转动轴上作用力及其剪力图和弯矩图 转动轴截面是直径为d=40mm的圆形，则抗弯截面模数为： (4-1) 以下进行强度校核： （1）校核正应力强度：许用应力强度=355Mpa, 弯曲的强度条件为： （4-2） 满足强度条件。 （2）校核剪应力强度： （4-3） 选=355MPa，而许用应力 ，满足强度要求。4.3立柱的受力分析把整体立柱看做一个悬臂梁可画出受力简图如图4.3图4.3 立柱受力简图 M1是转动轴作用于立柱的转矩，M1=245000kNmm，校核立柱的弯曲变形： 挠曲线方程为： （4-4） 端截面转角为： （4-5） （4-6） 最大挠度为： （4-7） 经计算的弯曲变形均在允许变形范围内，符合设计要求。结论多功能发动机翻转架与移动台架配合使用，改变了就地或在工作台上解体、组装发动 机等不理想的实训教学方式，解决了学生动手少、浪费师资和实训场地紧缺的难题。由于多功能发动机翻转架与移动台架能够自由移动，从而可以任意组合、调整实验室，提高了发动机和移动台架的利用率。使用多功能发动机翻转架，可以方便地检测、诊断、排除发 动机的各种故障，并能在教学中设置发动机故障和各种异响。在生产实际中，使用多功能 发动机翻转架与移动台架，避免了修理厂在发动机大修过程中重复吊装和工作台不能移动造成的误工现象。这种新型发动机翻转架保留了传统固定式和移动式翻转架的优点，克服了其弊端，增加了翻转架的功能，能够完成发动机的全部实训课题，实现了一机多用，并提高了汽车修理厂发动机大修作业的工作效率 发动机拆装翻转台架是影响发动机产业制造的影响因素之一，而制造产业标志着一个 国家的综合国力及技术水平。目前我国发动机翻转台架工业的发展步伐日益加快，但在整个设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本的发达国家相比还存在相当大的差距。因此大力发展制造产业是国家经济建设中所必须计划到的。本次设计汽车发动机拆装 翻转台架虽然不能为整个行业做出什么贡献，但我希望能够通过本次的设计，发现一些问题，提供一些有用的资料。通过本次毕业设计，我重点学习了蜗轮蜗杆传动的相关知识，并将其运用到我们的课程设计中，深入了解了蜗杆传动的工作原理，通过计算及校核过程是自己在机械设计与制造方面有了更进一步的认识，同时也总结了大学四年来所学习到的各种知识与经验。在毕业设计的过程中对涉及国家标准部分的知识也有了一定的认识，通过绘制图纸，发现了自己知识的空缺以及经验的不足。总之，通过本次毕业设计，我得到了很大的锻炼，培养了自己用于探索的创新精神，严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。提高了自己在资料信息的获取分析，方案分析比较，使用网络和计算机以及撰写报告等方面的能力。致 谢首先感谢我的指导老师黄宏俊老师，本次的毕业设计是在老师的细心指导下完成的。从开题报告到草图设计到毕业论文的撰写，每一步的设计工作都离不开老师的谆谆教导，正是在老师不厌其烦的讲解下，我才能完成此次的毕业设计。在次，我要向指导我完成此次毕业设计的老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。感谢学院给了我们全体毕业生一次独立设计的机会，它让我们可以将自己几年来的所学运用到实际的生产实际当中去。让我们可以学以致用，为将来在实际的生产生活中的工作学习打下坚实的基础。感谢小组同学，在我遇到设计难题和软件操纵有困难时是你们给了我很多珍贵的意见，让我得以完成此次的毕业设计。行间距大小不一参考文献1 吴克坚，于晓红，钱瑞明.机械设计M.北京：高等教育出版社，2002:221-287.2 唐宗军.机械制造基础M.北京：机械工业出版社，2008:154-202.3 万静，许纪晴.实用机械制图与设计手册M.北京：中国电力出版社，2010：76-115.4 关文达.汽车构造M.第二版.北京：机械工业出版社，1999:63-82.5 刘鸿文.材料力学M.第四版.北京：高等教育出版社，2003:73-190.6 成大先.机械设计手册M.北京：北京人民出版社，2009:186-243.7 朱轩.CAXA电子图版2007设计.基础.案例篇M.北京：中国铁道出版社，2009:32-158.8 光耀，李达蕾等.UGNX7三维造型设计及制图M.北京：清华大学出版社，2011:74-142.9 Catalano C.,Giannini F.,Monti M. and Ucelli G. A framework for the automatic annotation of car aesthetics. Artificial Intelligence for Enginneering Design, Analysis and Manufacturing J.AIAAJ,2007,vol 21:73-90.10 Dan Zhang,Lihui Wang and Sherman Y.T.Lang. Parallel Kinematic Machines:Design,Analysis and Simulation in and Integrated VirtualJ.J.Mech.2005,vol 127:580-589.有零件图和总装图最好打印出来！CAD出图去 掉 21