汽车轮胎螺母拆装机毕业设计.docx
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汽车轮胎螺母拆装机毕业设计
汽车轮胎螺母拆装机毕业设计
汽车轮胎螺母拆装机
郑州科技学院
本科毕业设计,论文,
题目:
汽车轮胎螺母拆装机
学生姓名:
朱坤
专业班级:
10级交通运输2班
学号:
201034054
院系:
车辆与交通工程
指导老师:
陈长庚
完成时间:
2014年4月29日
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汽车轮胎螺母拆装机
汽车轮胎螺母拆装机
摘要
应用轮胎螺母拆装机来对汽车螺母的拆装，随着汽车数量日益增长汽车的保养与维修的工作量越来越大虽然建国以来，我国的汽车保养与维修水平得到很大的提高，然而汽车维修行业的技术水平还是很薄弱的特别是近年来发展极其迅速的许多及类型的保修企业及个体户他们大部分仅有简单的笨重的手工操作，许多发达国家十分重视汽车保修与维修的技术化，专业化，使拆装工作机械化，以提高汽车保修质量和减轻工人劳动强度，在拆装工作中轮胎拆装是拆装时经常性的工作。
我们研究了人工手持基本维修工具来对螺母的拆装速度与工作强度，并与螺母拆装机进行了对比研究，发现轮胎螺母拆装机可以提高拆装的效率，减少工作强度，操作简单能够实现自动控制按钮，具有实用价值和通用性，而且结构简单，使用可靠性强，使用安全。
结果表明轮胎螺母拆装机能够更有效的完成对螺母的拆装，是一种轮胎螺母拆装的有效设备。
关键词:
使用安全;结构简单;可靠性强;操作简单
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汽车轮胎螺母拆装机
Automobiletirenutinstalled
ABSTRACT
Applicationoftirenutinstalledtodismantlingofcarnut,Ascarnumberincreasingautomaintenanceandrepairworkismoreandmorebig,althoughsincethefoundingofthepeople,China'sautomobilemaintenanceandservicelevelhavegreatlyimproved,Howeverautomobilerepairindustrytechnicallevelisstillveryweak,especiallyextremelyrapiddevelopmentinrecentyearsandmanytypesofguaranteeenterpriseandsolomostofthemonlysimplecumbersomemanualoperation,Inmanydevelopedcountriesattachgreatimportancetoautomobilemaintenanceandrepairoftechnical,professional,mechanizationofdismantlingwork,inordertoimprovethequalityofautomobilemaintenanceandreducethelaborintensity,workersinthedismantlingworktiredisassemblingisdisassemblingregularwork.
Westudiedtheartificialhandbasicmaintenancetoolsfordismantlingofnutrateandworkintensity,andcomparedwithnutinstalleddownthecontrastresearch,foundthatthetirenutinstalledcanimprovetheefficiencyofdisassembling,reduceworkingintensity,easytorealizeautomaticcontrolbutton,practicalanduniversal,andsimplestructure,usereliabilityandusesafety.
Resultsshowthatthetirenutopenfillercanmoreeffectivelycompletedismantlingofnutisatirenutdismantlingequipmenteffectively.
Keywords:
Theuseofsafe;Simplestructure;Reliability;Theoperationissimple
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汽车轮胎螺母拆装机
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Abstract„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第一章概述……………………………………………………………………第二章螺母拆装机总体设计…………………………………………
第一节工作原理确定………………………………………………………
第二节主要参数确定………………………………………………第三章螺母拆装机传动系统、执行系统设计………………………………
第一节电动机选型设计计算………………………………………………
第二节三角皮带传动设计计算……………………………………………
第三节主动快及横销设计计算……………………………………………
第四节主轴设计计算………………………………………………………
第五节轴承选型计算………………………………………………………
第六节工作弹簧设计计算…………………………………………………第四章螺母拆装机支撑系统设计…………………………………………第五章操作及控制系统设计………………………………………………
第一节主动块和从动块牙嵌离合器选型………………………………
第二节力矩调整器设计……………………………………………………
第三节工作机构离合器设计………………………………………………
第四节控制系统…………………………………………………
皮带传动装配图………………………………………………………………结束语……………………………………………………………………………致谢…………………………………………………………………………参考文献……………………………………………………………………
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汽车轮胎螺母拆装机
第一章概述
人类创造了文明，也创造了汽车。
汽车的诞生使人类步入现代化的文明进程。
110余年的汽车发展史在人类历史长河中仅是一瞬间，但汽车的诞生和发展却给人类社会带来了巨大而深刻的变化。
汽车以惊人的数量、卓越的性能和广泛的用途渗透到人类活动的各个领域，成为21世纪现代文明的主要标志，人类不可缺少的生存和发展的伙伴。
真正的汽车传入中国比较晚，由于当时清政府实行的是闭关锁国的政策，所以西方的工业革命对中国并没有产生多大的影响。
汽车是我国道路运输主要组成部分，国民经济的繁荣给汽车事业荣来空前巨大的发展，汽车数量日益增长汽车的保养与维修的工作量越来越大虽然建国以来，我过的汽车保养与维修水平得到很大的提高，然而汽车维修行业的技术水平还是很薄弱的特别是近年来发展极其迅速的许多及类型的保修企业及个体户他们大部分仅有简单的笨重的手工操作。
不但劳动强度很高，由于不采用技术手段良好的工作作风，使保修质量差保修费用成本高，性能得不到保证，使汽车的零件过早失效，汽车的动力性，经济性，可靠性等技术性下降，车辆的使用寿命下降。
在过去的几年因为销售上的巨大利润使许多人只重视销售，而把维修当成一个无关紧要的配套，许多4s店在选购设备时，只求验收通过而又最省钱许多设备只能看不能用;或是用了几年有的设备因多年末标定而已不准检测出来的数据已不能采用;有些设备因耗品用完或某些零件损坏而不能用;还有些设备因人员的变动而不能正确使用，修理工不得不面对先进的设备而使用原始的方法检测维修汽车劳动强度大检测效果不准造成维修质量差严重影响公司信誉。
当今发达国家十分重视汽车保修与维修的技术化，专业化，使拆装工作机械化，以提高汽车保修质量和减轻工人劳动强度，在拆装工作中轮胎拆装是经常性的工作，这是因为:
1.汽车在运行中，驾驶不平稳，装载货物不均匀等因素造成轮胎的磨损老化，破裂，必须拆下旧的换上新的轮胎。
2（轮胎由于手驱动的负荷的影响，前驱动磨损要小些，道路对轮胎影响，后轮双胎并拆时，内胎相对比外胎磨损大，为了控制轮胎的不均匀磨损，并延长其使用寿命轮胎要经常换位，必须拆装轮胎。
3.汽车进行制动系保养时，要调整前后轮毂轴承时，调整或换所制动片时必须拆
装轮胎。
由于轮胎是橡胶制品具有接地与地面接触工作环境较快，其次轮胎本身自重较大，
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汽车轮胎螺母拆装机
工作强度较大，除少数拥有保修工具，如轮胎螺母拆装的大企业，大多采用不符合技术劳动强度，提高技术质量水平的精神，我设计轮胎螺母拆装机针对目前的实际情况进行设计。
1.具有较高的商业销售价值，其生产成本降低使用效率高适应好，销售市场较为广阔。
2.使用的车型较为广泛，我国的汽车种类较为繁多，大量进口车型比例较大，而占保修行业比量较大的小企业和个体修车行，修理的车型大都较为复杂，所以要求本机修理车型较多。
3.针对小企业和个体修车行技术力量薄弱的忽然资金短缺的特点，要求本机价格较低，操作简便能实现自动控制按扭，具有较多的实用价值和通用性。
本设计的设计原则
1.满足工作强度，工作刚度的要求，具有一定的寿命。
2.适用于大，中，小型企业和运输业。
3.制造方便，结构简单，成本低。
4.使用可靠性强，维修简单，使用安全。
第二章螺母拆装机总体设计
在拆装工作中，螺纹联接的拆装工作量约占拆装工作量的50-60%。
而且汽车上有些螺纹联接件要求较大的拆装扭矩，仅依靠人力进行拆装是很困难的，必须采用拆装设备以保证拆装质量和拆装效率。
螺纹联接拆装设备种类很多，可按下述方法进行分类。
按结构分，可分为手持式和移动式，手持式设备小巧，使用方便，如机动扳手等，此类设备可拆装一般螺纹联接，移动式拆装设备主要用于拆装大扭矩的螺纹联接部分，其结构较复杂，体积大，一般都装脚轮，可在地面上移动，如轮胎螺母拆装机骑马螺栓拆装机等，此类设备大多为专用设备。
按其动力来源分，又可分为人力式和机动式，机动式又可分为电动式、气动式和液动式。
人力式拆装设备，如手动扳手，其结构简单易于接近拆装部分，使用方便。
0.60），因驱动能源是采用电力保证工作安电动扳手工作可靠，效率较高（N=0.40-全，通常采用双重绝缘结构PIB系列电机作为驱动装置或者加设漏电保护装置。
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汽车轮胎螺母拆装机
液动扳手的工作方便可靠，重量轻，工作时无噪音且效率高（N=0.7-0.8），但设备投资大，在我国目前的保修企业中应用较少。
气动扳手的效率低，但结构简单。
因此，在具备压缩空气网路的保修企业，采用气动扳手是解决机械化拆装螺纹联接的重要途径。
按其扭矩作用方式，可分为冲击式和静扭式，冲击式由于冲击能力大，因此扩力比大使结构简单，但冲击噪音较大。
近年来由于电子技术的不断发展，行星齿轮传动结构和少齿差行星齿轮传动结构得到广泛的应用，使静扭设备的结构尺寸大为减少，扩力比大为增加，静扭设备在汽车运输企业中也将逐步被广泛应用。
第一节工作原理确定
轮胎螺母拧紧、旋松力矩要求比较大，直接用电动机驱动时，电动机功率比较大，不经济。
因采用力矩放大原理，可使电动机功率减小。
而力矩放大可采用冲击原理将力矩放大。
如上图所示。
其工作原理为:
横销固定在主动轴上，主轴旋转，通过横销带动主动块旋转，用较小的力矩
将螺母拧紧后，横销与主动块接触斜面将产生一个轴向力，推动主动块压缩工作弹簧向
7
汽车轮胎螺母拆装机右移动，主动块和从动块分离，此时从动块静止，主动块还在旋转。
当转过一定角度时，
主动块又重新和从动块接合，该过程既产生冲击力矩，如此重复多次可达到所须拧紧力
矩。
旋松螺母过程同上。
第二节主要参数确定
1.中心高度的确定;
列举几个国产螺母拆装机:
（1）LCJ-型轮胎螺母电动拆装机是中国航空公司皖南机械厂工贸公司汽车设备厂的产
品。
项目技术参数
电机功率（KM）1.5
额定电压（v）380
输出轴扭矩（Nm）450
输出轴转速（r/min）650
中心高度（mm）510
重量（Kg）98
860，480，850外形尺寸（mm）
（2）LCJ-300型轮胎螺母拆装机
项目技术参数
最大扭矩（Nm）7300
主轴转速（r/min）280
中心高度（mm）485
电压（v）380
300×520×770外形尺寸（mm）
重量（kg）120
（3）LC2-510型轮胎螺母拆装机
自江都市汽车保修设备厂制造用于汽车轮胎的装技术参
数。
最大轴扭矩（Nm）510.
输出轴转速（r/min）538
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汽车轮胎螺母拆装机
输出轴中心高度（mm）480
外形尺寸（mm）830×510×730
重量（Kg）98
（4）LCZ-40形轮胎螺母拆装机;上海航空设备厂的产品用于汽车轮胎螺母的拆卸与安装。
使用于东风，解放，跃进，黄河等车形
技术参数
1.LCZ-40形轮胎螺母拆装机
型号LCZ-40
最大冲击扭矩不小于（Nm）400主轴转速（r/min）280中心高度（mm）480电机功率（KV）1.1
外形尺寸（mm）800×420×705
重量（Kg）100
由以上四螺母拆装机（LCJ，LCJ-300LC-510，LCZ-40）2
可确定中心高度
H=480mm
2.螺母拆装机轴转速确定根据以上四种、螺母拆装机（LCJ，LCJ-300LC-510，2
LCZ-40）可确定主轴转速为
=350r/mm.
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汽车轮胎螺母拆装机
3（螺母拧紧力矩M的确定。
J
查《汽维修常用调整数据手册》得各型载货车轮胎螺母拧紧力矩。
解放CA1090343,392Nm（P132_）
东风EQ1090E274,314Nm（P167）
黄河JN11501103，JN1150109333,382Nm（P186）
KM450
日野2M440392,470Nm（P421，427，428）
KB212
日产TKL-20414,470。
4Nm（P500）
依发W50L，W50L,K，W50LA,K372,421。
41Vm（P534）斯堪尼亚L110490Nm（P547）j
由以上数据可确定国产车螺母拧紧力矩为
MJ=420Nm
进口气螺母拧紧力矩为
M=520NmJ
螺母旋松力矩M的确定由经验公式S
M=KMSJ
式中:
M,旋松力矩;S
M,拧紧力矩;J
K,超紧系数。
不同的车辆，不同的使用条件，不同部位的螺纹联接件K值是不同的K=1.5,3。
有时甚至使大些。
对于工作环境较好，接确油脂，锈蚀现象较轻的螺纹联接件，可取小值，反之应取大值。
对于轮胎螺母拆装机一般K取为1.5-2。
国产车螺母旋松力矩确定。
M=KM=2×240=840NmSJ
进口车螺母旋松力矩确定。
M=KM=2×520=1040NmSJ
第三章螺母拆装机传动系统、执行系统设计第一节电动机选型设计计算
1.采用Y系列电动机
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汽车轮胎螺母拆装机
（1）我国新设计的Y系列三相笼型电动机属于一般用途的全封闭子2扇空电动机，其结构简单工作可靠，价格低廉维护方便。
适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性个体和无特殊要求的机械。
容量小于工作要求就不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏容量，过大则电动机价格高能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率因数
都较低增加电能消耗造成很大浪费。
（2）拆装机在电机稳定过程中具有较大的转角，此时输出扭矩较低一般为10~40N.m而在冲击过程中，此时转角较小，才要求输出较大的扭矩，大约在200~500N.m，假设我们取稳定运转时的扭矩作为进取电动机的依据设电动机的
扭矩参数为稳定运转矩为Te=40Nm
2（设计计算
（1）电机的选择
初选输出轴转距为Te=40Nmn=350r/min
P=（T×n）,9.55,1466（w）
则实际电动机所需功率Pd=P/,,
带传动效率η1=0.96一对滚动轴承η2=0.99牙嵌离合器η3=0.98
则电动机机输出轴的传动总效率,,
,=η1×η2×η3=0.96×0.99×0.98=0.93
Pd=PdP/,,=1466/0.93=1576（W）
选取电动机额定功率,=2.2（Kw）
方案电动机型号电机转速额定功率赌转转速电机轴直径1Y90S-414302.22.228mm三角带的传动比i=1430/350
故选用Y90S-4型电动机电动机额定扭矩Me=9550×2.2/1430=14.70N.m电动机安装计算
中心高安装尺寸外形尺寸轴伸尺寸平键尺寸H（mm）A×B（mm）L×（b1+b2）×h（mm）D×E（mm）F×GD（mm）100140×100380×（180+105）×10028×608×7第二节三角皮带传动设计计算
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汽车轮胎螺母拆装机
1）已知;电动机功率P=2.1（KW）n=1430r/min
PCA=P×K=2.2×1.1=2.42（KW）K=1.1
2）选取三角胶带型号根据“机械设计基础;图5-13由PCA和h参数选取V型胶带PCA=2.31（KW）n=1430r/min选A型带推荐小皮带轮直径为75~180mm选取dd1=120mmdd1=120mmdd2=490mmn=1430r/min故dd2=n1/n2=1430/350×120=490mm由表5-5取dd2=490mm实际从动轮转速n2=n1×dd1/dd2=1430×120/490=350.2mm带速υ=π×dd1×n1/60×1000=9m/s符合5~25m/s范围内在5~25m/s范围内，带速合适3）带长和中心距由（5-14）0.7（dd1+dd2）?
a0?
2（dd1+dd2）0.7（120+490）?
a0?
2（120+490）
427?
a0?
1220
初取a0=650由（5-15）L0=2a0+1.57（dd1+dd2）+（dd2-dd1）/4a0=2×650+1.57（120+490）+（490-120）/4×650=1300+957.7+52.7=2310m由表（5-8）取Ld=2500mm由a=a0+Ld-L0/2=650+（2500-2310）/2=745mm4）验算小皮带轮包角由（5-17）α=1800-（dd2-dd1）/a×57.30a0=1800-（490-120）/745×57.30
1520>1200
得，小皮带轮包角合适
5）确定带的根数
由表5-5查得P1=1.80Kw由表5-6查得?
P=0.17（?
?
1）
Z=Pd/（P1+?
P）×Ka?
KL=2.1/（1.80+0.17）×0.93×0.91=2.32取Z=3根
6（计算单根皮带的轴压力
由表5-1查得q=0.1
F0=500Pd/zv（2.5/ka-1）+qv,=（500×2.4）/3×9（2.5/0.93-1）+0.1×9,=188.3N作用在轴上的压力
Fq=2×3×F0×sin152,/2=6×188.3×0.97=1096N
7）确定三角带带轮的结构尺寸
a主动轮结构设计
D1=120mmd1=28mmB=35mmb.从动轮结构设计
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汽车轮胎螺母拆装机
D=490mmB=35mm
借鉴同类设计
取大皮带轮孔直径为d2=60mmL=60mm
R1=dd2/2=490/2=245R2=d3/2=40mm
第三节主动块及横销设计计算
冲击扭矩
12222I,,,（R,R）B（R，R）P12122
1322222,，7，10，3.14，（0.245,0.04），0.05，（0.245，0.04）,1.978kg.m2
如假设每次冲击使螺母转过弯角度，即叫速度:
n350r,2,，2，3.14,36.6,,min6060
22,,,,2,,0“查普通物理”由
22,36.6,,,,640,,22，3
再根据转动定律
M,,,,1.978，640?
1266Nm
查“理论力学”得K=0.56
M,K,,0.56，1266,709N冲击后
大皮带轮的冲击扭矩为188.76Nm大于所须的拧紧为矩420Nm所以拆下重型汽车
螺母其冲击能量有余。
1.传动套筒及斜滑套是传递主轴至输出轴之间扭矩的关键零件，同时也是起“自动限扭”的直接性零件，由于套简与斜槽传递扭矩时接触应力很大，所以套间选材料为40Cr钢并行调质处理。
2.确定斜开槽角度应及开隙距离
套间在斜开槽内是作滑转运动，滚动阻力很小。
这里忽略不计只考虑动滑转磨擦
1,查“理论力学”表5-1。
f=0.15则不自锁条件。
斜槽角度a>摩擦角
/:
,arctgf,arctg0.15,8.53
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汽车轮胎螺母拆装机
,50mm
（2）槽锁作用半径所以在传力套间作用下斜槽的轴向距离。
（应该L?
14m,因此取L=17mm）
第四节主轴设计计算
确定最小
直径和选
择轴的材
料，利用
许用应力
来确定本
轴是转
轴，现承
受扭矩又
承受弯
矩，为装配方便易定位且保证有足够的工作能力使用45号钢。
角的计算
（L-主动块移动距离）2r,,L,21
:
L25，20:
/2,,,,10r50
:
r,r,10
:
:
:
:
:
:
60,,，r，r,60，10，10,80,90
每周冲击四次.
旋紧时主动块作用的切向力
M420IF,,,8400Nt1r0.05
主动块作用轴向力
F,F，tg,At111
旋松主动块作用的切向力
M840sF,,,16800N2tr0.05
14
汽车轮胎螺母拆装机主动块作用的轴向力F,Ftg,a2t12旋紧时和旋松时主动块作用的
？
F,Fa1a2
？
Ftg,,Ftg,:
t11t22取,,201
:
,时,,10.38400tg,168000tg2120,,,=8.53tg,2tg12
:
:
取,,20时,,10.312
0,,α,=8.53（折锁角）2
旋紧时，主动块作用的轴向力
:
F,Ftg,,8400，20,3057Na1t11
旋松时，主动块作用的轴向力
:
F,Ftg,,16800，10.3,3057Na2t22
a就为弹簧受套筒作用后移的压力:
取F=3057N此处求出
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