180单缸柴油机220V电起动装置设计

1、PAGE PAGE 27 180单缸柴油机220V电起动装置设计 摘 要在我国单缸柴油机是最基本的农业动力，拥有量最大。但由于技术状态等原因特别是冬天，每天第一次起动很困难，劳动强度大，用明火烤机时危险性更大。本设计思路是用压缩行程提高发动机温度，以便容易起动，减轻机件磨损。在实际生产中，对于起动装置的完成。根据生产对象的技术要求，结合工厂的实际情况，从可能有的多种方案中选择一个最佳方案，用文字及图表的形式表达出来，作为指导生产的技术文件，就形式而言，起动装置是一种技术型设备，就内容而言，它记载的是一个起动过程。设计说明书主要介绍了与180单缸柴油机相配套使用的电起动装置 ，介绍了该装置的材料

2、，工作条件，基本构造，工作原理，主要技术参数等由于生产不断发展，人们的认识也不断发展，随着新机械，新技术的不断产生及人们对产品质量，数量要求的变化，现行机械也必须及时修改。但这种修改必须由有关部门有步骤地进行。起动装置对生产起着指导作用、促进作用，使我们近几年要继续改进和生产的部分。关键词：180柴油机，起动过程，电起动装置需要全套图纸资料联系，QQ：1047713170Abstractpalliative is good ,raising to rise the force big ,operation convenience , the applicability is strong an

3、d is an ideal a This machine with load, from the column for corpus ,from hydraulic pressure system driver hydraulic pressure urn, the urn of hydraulic pressure realizes the top and bottom exercises.Several different methods can finish machining some certain producing objects in practical production

4、in general. This design instruction booklet mainly introduced forms a complete setthe use electricity starter with the 180 simplex diesel engine,introduced this equipment material, the working condition, fundamentalconstruction, principle of work, main technical parameter and so on.According to tech

5、nological requirement of producing objects and factoris practical situations,we can choose one best method from the possible methods.then we must describe it with words and graphics,which is used as one kind of technological file must be obeyed by our factory(or factory rooms)manufactural members So

6、 the guiding file is called technics regulations.As for the shapes,Technics regulations is a guiding file,however,as for the contents,it Records the course of technics regulation.Key words: 180 simplex diesel engine， technics regulations the course of technics regulation 目 录引言1绪论 21.1 180单缸柴油机220V电起

7、动装置的设计目的 21.2设计依据及结构形式 21.3电器系统技术要求31.4使用要求及说明3确定电动机的功率和型号42.1 计算 42.2 计算电动机功率52.3 传动比的计算与分配5第三章 齿轮的设计计算53.1 按齿面接触强度设计53.2 计算63.3 按齿轮齿根弯曲强度设计7第四章 齿轮的初步确定84.1 齿轮参数的计算84.1 齿轮具体几何尺寸8第五章 轴的设计135.1 起动机原理结构受力分析135.2 初步确定轴的最小直径145.3 轴的结构设计145.4 轴的材料及轴的校145.5 精确校核轴的疲劳强度145.6 键的类型选择155.7 尺寸选择165.8 轴承的材料与选择16

8、第五章 箱体的设计185.1 箱体类型185.2 箱体的材料185.3 箱体的结构尺寸设计18结 论19参 考 文 献20谢 辞21引 言毕业设计是我们完成了大学的全部课程之后进行的一次综合训练，是培养学生的一个实践性教学环节。目的是巩固复习以前学过的各种知识，把理论和实践相结合，是我们进入社会前的最后一次锻炼。因此我们要端正学习思想，在教师的指导下独立完成这次毕业设计，要本着自尊自立自强的原则，充分发挥自己所学，争取把这次设计搞好。毕业设计的目的在于培养学生的综合运用所学的各种基础知识的能力，是在完成以前课程设计的基础上，去分析和解决本专业范围内的一般技术问题，培养提高学生独立设计方案设计、

9、计算、制图、编写设计文件和正确使用设计资料、标准手册等工具书的工作能力，通过毕业设计培养学生严肃认真，一丝不苟和实事求是的工作态度，设计中认真向指导教师学习，已掌握更多的知识，在此设计中我的指导老师孙老师给了我很大的帮助，在他的耐心指导下我解决了技术上的许多问题，在此我想向我的指导老师和所有教过我的老师表示衷心的感谢，并祝各位老师工作顺利，万事如意。由于本人水平有限，经验少，所以在设计中存在许多不足之处，希望各位老师给与指导。第一章 绪 论1.1 180单缸柴油机220V电起动装置的设计目的及设计条件说明本次设计的目的是180单缸柴油机的冷起动特别是解决冬天的起动困难条件：180单缸8马力柴油

10、机的冷起动时，摇把臂长155毫米，力最大不得超过300N。电源为单相220V电压达到的设计效果：单机重量轻，价格便宜，使用方便。技术参数：与180柴油机配套以220V单相交流电为动力用行星齿轮是减速机构设起动后自动脱离联接装置该机应能单手操作设置双保险开关1.2 设计依据及结构形式本设计前提是依据8马力柴油机的冷起动。在我国单缸柴油机是最基本的农业动力，拥有量最大。但由于技术状态等原因，特别是冬天，每天第一次起动困难，劳动强度大，用明火烤机时危险性更大。本设计思路是用压缩行程提高发动机温度，以便容易起动，减轻机件磨损。着重解决8马力单杠柴油机的冷起动困难问题，达到节省人力的目的。设计采用NW型

11、行星齿轮结构，（根据工作条件和使用价值采用一个行星轮），行星齿轮具有体积小，重量轻和承载能力大，效率高（在某些情况下）传动比大，效率高和工作平稳等特点。NW型行星齿轮减速器标准（JB1799-76）并以成批生产，这种减速器与圆柱齿轮减速器比较体积可以减少1/21/41.3 电器系统技术要求1、 机体安装导线力求避免外露、磨损。手动开关和安全开关可以根据市场条件和生产条件及厂家自己确定.2、 安全开关和手动开关工作原理是：当起动机起动爪在正确位置时，安全开关接通，然后接通手动开关，起动机可以开始工作，否则起起动机不工作,这样能起到一个安全保护作用1.4 使用要求及说明1、 使用本品之前要检查润滑

12、油情况，以及齿轮啮合情况，箱内润滑油应高于齿圈10毫米。2、 根据起动爪和固定套的定位条件，柴油机起动轴端上方的壳体安装一个销钉，以便起动机的固定套能固定在柴油机上。3、起起动机的使用方法：用插头接通220V电源，提起起动机利用固定套和柴油机上的圆柱销钉把起动机固定在柴油机起动轴输入端，然后一只手稳定住起动机，另一只手打开柴油机的减压手柄，再打开起动机电源系统手动开关，使柴油机正常起动。当柴油机起动后，关闭手动开关，由于柴油机转速高，起动抓会被迫收回固定套，最后逆时针方向转动，切断电源。第二章 确定电动机的功率和型号2.1计算8马力单缸柴油机起动时扭矩，经实验测得摇把臂长155mm 起动力为3

13、09.8=392N故 起动扭矩为 N.M 查1得知单缸柴油机起动着时，飞轮或曲轴转速不得超过100300r/min，单缸柴油机曲轴转速和起动转速比为2：1，即起动轴转速为50150r/min。该设计标准取99r/min。2.2计算电动机功率：由公式 计算电动机所需功率传动装置及工作机的总效率为 =（Tn/95500.87）103=45.6100/9549=0.48KW 根据要求220V单相交流电源及所需的功率，查电动机生产厂家所生产的电动机的型号。可以选择使用设计选YC-90L4电动机。（额定功率0.75KW，满载转速1400r/min） 2.3.传动比的计算与分配计算总传动比.4 (35页）

14、根据电动机的满载转速nm和工作机所需转速nw按以下公式计算：传动比i=nm/ nw 。 nm=1400 nw =99 故i=1440/99=14.1414 查3P618，双联行星齿轮传动比范围在150，推荐值()符合传动比要求。NW型传动通常取ZA, ZB为星行齿轮数目的整数倍，最常见的传动方式是B轮固定A轮主动。行星架输出，为了获得交大的传动比和较小的尺寸应选择ZB和ZD都小于ZC。 为减少麻烦直接由3 637页，表8-296选取，选择传动比 满足对于的标准圆柱齿轮，应取Za17的条件，不发生根切。 第三章 齿轮的设计计算材料的选择：由2表10-1选择小齿轮为为45(调制)硬度为280HBS

15、，大齿轮为45钢（调制）硬度为240HBS，齿圈的材料为45钢240HBS.因为选用的是行星齿轮减速机构，为了制造方便和价格便宜，故选择标准的直齿圆柱齿轮传动，柴油机为一般的农用机械，转速不高，故选用7级精度3.1 按齿面接触强度设计 由设计计算公式进行计算。确定公式内的各计算数值，公式 试选载荷系数： 计算小齿轮传递的转矩：选取齿宽系数： 由2表10-7选取材料的弹性影响系数： 由表查得齿面硬度，小齿轮的接触疲劳强度极限： 由2公式10-13计算应力循环次数 由2表10-19查得接触疲劳寿命系数：计算接触疲劳许用应力，取失效概率为1%，安全系数S=1 3.2 计算计算小齿轮分度圆直径：计算小

16、齿轮分度圆直径代入 中较小值计算圆周速度：计算齿宽bb=计算齿宽与齿高之比b/h模数 计算载荷系数：根据由于是直齿轮，取故载荷系数：按实际的载荷系数校正所计算的分度圆直径：得mm计算模数m： 3.3 按齿轮齿根弯曲强度设计弯曲强度设计公式为由2图10-20查得小齿轮的疲劳强度极限由2图10-18 查得弯曲疲劳强度系数 校核公式为查取弯曲疲劳强度极限及寿命系数：3) 计算弯曲疲劳许用应力：取安全系数 4）计算动载系数k5)查齿形系数 由2表10-5查得6）查应力校正系数7）计算大小齿轮 经比较大齿轮的数值大设计计算,=1.35对此计算结果，由齿面接触强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数

17、。由于齿轮的模数大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径有关。可取由弯曲强度算得的模数1.35，并就接近圆整为m=1.5mm按接触强度算得直径。这样设计出的齿轮传动，即按接触强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。第四章 齿轮的初步确定4.1 齿轮具体几何尺寸： 太阳轮A 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 内齿轮 B 分度圆直 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 行星轮C =58 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿根圆直径 行星轮 D =25 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 选择标准齿轮标准压力角 由NW型行

18、星齿轮传动的原理得知，行星齿轮传动机构应满足两个条件：即同心条件，装配条件。同心条件：满足必须同时为偶数或同时为奇数装配条件：两中心轮的齿数之和应为行星轮的整数倍（3）查3：选择传动比 因为齿轮宽度初步计算 齿宽系数取0.5（0.40.6）3201页表10-7 齿轮几何参数： 4.2 齿轮具体几何尺寸如下表： 齿轮A齿轮B齿轮C齿轮D齿数Z181025825分度圆直径d271538737.5齿根圆直径齿顶圆直径齿宽b18181515齿厚2.3552.3552.3552.355齿根高1.8751.8751.8751.875齿顶高1.51.51.51.5全齿高3.3753.3753.3753.37

19、5取变速箱体壁厚度，动静件之间距离，因为根据以上可大体估计出变速箱的几何尺寸由此可确定各零件的几何位置。2）计算中心距3）计算齿轮宽度验算 计算圆周力F=F= F(Z/Z)=(T/N)(Z/Z)=93.77查取应力校正系数：由2表10-3得： Y=3.65，Y=1.58， Y=2.22，Y=1.764 综上所述，对齿轮设计校核计算，起动机齿轮机械性能完全符合要求 第五章 轴的设计计算5.1起动机原理结构受力分析 （图2）NW型行星齿轮受力分析 注：1、表中公式实用于NW2直齿圆柱齿轮2、式中 为法面压力角3、长度单位为mmNW型行星齿轮传动受力分析公式（机械设计手册P648表8-300） 圆周

20、力径向力太阳轮AF=1000T/NWRF= F（tg/cos）行星轮BF= FF= F行星轮DF= F(Z/Z)F= F（tg/cos）行星架HF= R= F+ FF= R= F- F内齿轮BF= FF= F 对轴及行星架的设计计算及校核F= F- F= F（tg/cos）- F（tg/cos） = Ftg20- F tg20=(93.77-40.42) tg20=19.42N （计算圆周力：） （ 取直齿=20 =0） F= F+ F=93.77+40.42=134.19N合力 =135.59N 求各齿轮的转速及行星转速 n=1400r/min; n=0 n= n/ i=1400/14.14

21、14=99r/min n= n= nZ/Z=403.92r/min 行星轮相对转 求行星架轴的功率p，转速n和扭矩T, 若每对齿轮啮合效率为 则 P=P/nw=0.750.97/3=0.2281KW n=106.49r/min T=95.510P/ n 5.2 初步确定轴的最小直径 按3式（15-2） 初步估算轴最小直径 选取轴的材料为45钢 ，调质处理。 取A0=112 d=112 取d=20mm5.3 轴的结构设计 1）拟订轴上零件的装配方案2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，选择滚动轴承结构见装配图。为提高轴的强度及使支架与齿轮保持一定的间隙，故做一轴肩h=3mm，L=14mm

22、，3）行星架与轴的周向定位采用平键联接，轴肩直径30mm按查手册得平键截面 键槽用键槽铣刀加工，长为20mm（标准键长见GB/T1096-1979） 5.4 轴的材料及轴的校核 轴的材料主要是碳钢和合金钢。最常用的是45钢。 该轴无特殊要求，用正火处理的45钢， 查得 按弯曲合成应力校核轴的强度进行校核时，只校核轴上承受力最大计算弯矩的剖面，即轴肩前处 对于=600Mpa的碳钢，承受对称循环弯应力时的许用应力： =60Mpa=12.7=60Mpa 故该轴安全。 5.5 精确校核轴的疲劳强度 由于每次使用时间不长，故省略对输出轴的设计，由图2得知，, 所以此轴只受扭矩 T T=95.510P/n

23、=95.5100.320.97/95=31.203N.M 对键槽轴段进行安全校核 键槽轴段的截面,根据轴扭转强度条件 因为 故 由机械设计表15-3查得材料的许用扭转切应力 故此轴段安全 最细的输出轴段进行安全校核 输出轴段的截面 故此轴段安全。 经过校核轴的扭转强度知满足要 扭转刚度校核,已知 G轴材料的剪切弹性模量 钢 Ip轴截面的惯性矩 圆轴 由计算结果知，轴的扭转刚度满足使用条件。 轴的直径 d=112=16.55mm d=20mm 这样的d与8马力起动轴径相同 5.6 键的类型选择由于工作轴不允许轴向移动，所以选择平键。另外平键联接具有结构简单，装拆方便，对中性较好等优点。平键联接传

24、递转矩时，对联接零件的受力分析，对于采用常见的材料组合和按标准选取尺寸的普通平键联接（静联接）其主要失效形式是工作面被挤压，除非有严重过载，一般不会出现键的剪断，因此通常只按工作面上的挤压应力进行强校核计算.对于导向平键联接和滑键联接（动联接），其主要失效形式是工作面的过度磨损，因此通常按工作面上的压力条件进行强度校核计算.假定载荷在键的工作面上均匀分布，普通平键联接的强度条件为： 5.7 尺寸选择 键的尺寸选择是根据轴的直径大小查表选择，键长根据轴毂的宽度来确定查2P103， bh=87 查得=110 Mpa T=Tn=331.206=93.609N.mm L=2T/Kd=(2108.23)

25、/(0.472.5855)=7.03 根据结构取 L=14mm时，该键安全。 5.8 轴承的材料轴承材料分三大类：1）金属材料 2）多孔制金属材料3）非金属材料 对轴材料性能的要求： 1）良好的减磨性.耐磨性和抗咬粘性： 2）良好的摩擦顺应性.嵌入性和磨合性； 3）足够的强度和抗腐蚀能力； 4）良好的导热性.工艺性.经济性等 基于上述要求和我设计的实际要求相结合，选择金属材料中的灰铸铁及耐磨铸铁轴承。 由图（2）分析计算受力轴向径向都减小，而采用的是两个互为配合的圆锥滚子轴承.在一般条件下工作的轴承，只要类型选择合适，安装，维护的好， 绝大多数均因疲劳点蚀而报废.因此，滚动轴承的尺寸主要取决于

26、疲劳寿命。轴承的额定寿命与额定动负荷当量动负荷之间具有下列关系，实际计算中式中：L轴承的额定寿命，h在转速比较稳定的条件下，轴承的预期使用寿命可查表n轴承的转速 轴承的寿命指数，对球轴承 C轴承的额定动负荷，可以在轴承的性能表中查出7级精度的各种轴承在极限转速下，工作温度底于120时C的值。=11786h对于启动装置而言，它是季节性非常强的机械，而在使用时又是在田间工作，所以设备的种类应属于间断使用机械，由查表得使用寿命应为8000-14000小时. 经过计算可知，计算结果在使用寿命范围内，故 安全可以使用。第五章 箱体的设计5.1 箱体类型 箱体的形式繁多，分类方法不一。就其一般构造形式而言

27、，可分为四大类：机座类、机架类、机板类、箱壳类。按结构分类，则可以分为整体式和装配式。按照制法分类又可分为铸造的、焊接的、和拼焊的等。由于此起动机的箱体承载力不是很大，故采用整体铸造的方式来完成。5.2 箱体的材料由于箱体通常都是采用铸造的方式加工，所以选用的材料也是便于施工又廉价的铸铁（包括普通灰铸铁、球墨铸铁、）但是本设计以减小质量为主要的设计依据，故采用较质量的材料。故采用的铝合金为材料。5.3 箱体的结构尺寸设计 通过计算知道各齿轮的分度圆直径，故箱体的尺寸根据齿轮的尺寸及啮合情况确定。另外为减小箱体的质量，故选择箱壁为10mm 为了与电动机连接，故增加箱体最上端的壁厚。故箱体的最大直径尺寸定为212mm 箱体的结构见零件图结 论起动装置设计是综合性较强的学科。起动装置设计要求学生综合运用所学过的基本理论和专业知识，搞调查研究，搜集资料，综合分析，解决冬天起动困难的现实问题。这一过程使学生经受一次设计的基本训练，提高分析和解决问题的能力为以后在工作中的设计、开发打下良好的基础。起动装置设置制定是农业机械学的重要目的之一。本次设计的180单缸柴油机起动装置的设计是我们多年来想要改进的一个重要项目，之所以选择它作为设计内容是由于结构设计比较复杂，加工要求比较全面，主要加工面的加工方法及定位方法比较典型，研究之后可以起到触类旁通的作用。在某些零件的选