畢業設計任務書學生姓名分院機電工程學院專業、班級指導教師姓名職稱從事專業汽車是否外聘□是□否題目名稱汽車變速器翻轉架的設計一、設計目的、意義1、設計目的本設計目是設計一種供汽車變速器拆裝用的可翻轉支架，該支架可以在作業過程中對變速器進行軸向任意角度的翻轉，以便于對變速器進行拆裝作業。該設計成果可以應用于汽車修理廠的變速器維修作業，也可以作為實驗設備用于學院汽車結構實驗室的結構培訓教學中。2、設計意義本設計的意義在于培養和訓練學生的綜合知識和技能，包括查閱文獻資料、市場調研、擬定設計方案、機構設計、參數設計和優化設計等，從而熟悉和體驗產品設計過程并解決設計中的各種問題，并進一步提高機械設計能力和熟練使用CAD制圖的能力。本課題是實用性題目，其設計成果具有推廣應用價值，設計方案優秀者或創新性設計可考慮申請專利或開發成實際產品。二、設計內容、技術要求1、設計內容本設計涉及翻轉架支架結構、翻轉機構、鎖止機構、行走機構等主要機構以及機械強度的理論設計和結構設計。2、技術要求以普通小客車自動變速器為準設計，修改連接裝置可以適應安裝不同類型的變速器，翻轉架以方便拆裝作業為主設計，兼顧結構展示和教學用途，底部要有接油盤，防止拆裝變速器時油水污染地面，結構設計合理、優化，小型化，要體現產品的獨創性、實用性設計優勢。三、設計完成后應提交的成果設計成果要達到學院規定的設計工作量，畢業論文要求10000字以上，全部設計圖紙采用CAD繪制，符合工程設計標準和技術要求。所提交的設計論文、圖紙、文檔資料等必須符合學院的相關格式要求和質量要求，具體內容及要求以學院教務網上頒布的說明、模板、規范為準。1、畢業設計論文一份，10000字以上；2、總體結構設計圖一份，零號圖紙一張；4、主要機構設計圖一份，1-2號圖紙2-3張；5、全部設計文檔、圖紙及相關設計資料電子版光盤一張。四、設計進度安排2016年11月09日——11月27日：師生互選后，指導老師下達任務，學生收集資料，撰寫并提交開題報告，列出論文大綱。2016年11月30日——12月20日：制定、論證可行方案，進行軟硬件設計。2017年02月29日——03月31日：對設計進行驗證、調試，撰寫論文初稿，迎接其中檢查。2017年04月01日——04月17日：解決問題，完成論文二稿。2017年04月18日——05月13日：確定終稿，按規范對論文排版、輸出和裝訂，準備論文答辯。五、主要參考資料1、市場調研和需求信息收集

2、參考市場上同類產品，在現有結構和功能上有所創新

3、借助互聯網獲取相關資料4、相關的設計手冊或圖書資料六、備注完成此項設計的學生要有獨立思考和創新意識，有深入的學習和研究能力，設計方案優秀者或創新性設計可考慮申請專利或開發成實際產品。指導教師簽字：年月日教研室主任簽字：年月日摘要本文將設計一臺汽車發動機以及變速箱拆裝翻轉架，主要的功用就是搬運轉移。首先，本文將設計汽車發動機以及變速箱拆裝翻轉架的底座、升將臺、旋轉臂的結構，然后選擇合適的傳動方式、驅動方式，搭建拆裝翻轉架的結構平臺；在此基礎上，本文將設計該拆裝翻轉架的動力傳輸系統，包括蝸輪蝸桿的選擇，重點加強傳動部分的可靠性和拆裝翻轉架運行過程的安全性，最終實現的目標包括：底座的轉向和制動，拆裝翻轉架的升降運動，拆裝翻轉架的角度旋轉運動，能夠應用于搬運與裝配作業。關鍵詞：拆裝翻轉架，蝸輪蝸桿傳動，動力傳輸AbstractThispaperistodesignacarengineandgearboxassembly,themainfunctionistocarryandmove.Firstofall,thispaperwilldesignacarengineandgearboxassemblystation,ascending,base,rotatingarmstructure,andthenselecttheappropriatedrive,drivingmode,builddisassemblebenchstructureplatform;onthisbasis,thepaperdesignofthedisassemblebenchpowertransmissionsystem,includingawormgearselection,keystrengthenthetransmissionreliabilityanddisassemblingoperationprocesssafety,theultimaterealizationoftheobjectivesinclude:thebaseofsteeringandbraking,disassemblebenchliftingmotion,disassemblebenchanglerotationmotion,canbeappliedtothehandlingandassemblyoperations.KeyWords:Disassemblebench，wormgeartransmission,powertransmission目錄摘要 IIAbstract III目錄 IV第1章緒論 11.1概述 11.2

拆裝翻轉架的組成 11.2拆裝翻轉架的設計要求 21.3課題工作要求 2第2章機構總體方案設計 32.1基本技術參數確定 32.1.1自由度 32.1.2坐標形式的選擇 32.1.3規格參數 42.1.4有效負載 52.2運動方式 5第3章蝸輪蝸桿傳動設計計算 63.1選擇蝸桿、蝸輪材料 63.2確定蝸桿頭數Z及蝸輪齒數Z 63.3傳動比 63.4確定蝸桿蝸輪中心距a 63.5蝸桿傳動幾何參數設計 73.6環面蝸輪蝸桿校核計算 93.7軸的結構設計 113.7.1蝸桿軸的設計 113.7.2蝸輪軸的設計 123.8滾動軸承的選擇及校核 133.8.1蝸桿軸滾動軸承的選擇及校核 133.8.2蝸輪軸上軸承的校核 14第4章螺紋聯接設計 164.1螺旋傳動的類型與特點 164.2滑動螺旋傳動的設計計算 17第5章機架的設計 205.1機架的基本尺寸的確定 205.2架子材料的選擇確定 205.3主要梁的強度校核 21致謝 23參考文獻 24第1章緒論1.1概述在設計自動變速器臺架前我們必須學習掌握汽車發動機與自動變速器的相關知識，以及了解自動變速器在汽車內部的裝配位置。熟悉自動變速器構造是理解自動變速器理論和設計方法的重要基礎。我們設計制造這個自動變速器拆裝翻轉架架就是為了方便同學們拆裝自動變速器，對自動變速器的內部構造有一個更加感性直觀的認識，有助于更深入地學習理論知識。自動變速器拆裝翻轉架是進行拆裝自動變速器實訓的基礎設備。我們將要設計的拆裝翻轉架是可移動式的，其特點是：操作方便安全，整個試驗操作直觀明了，易于操作者進行操作，提高操作者感性認識。本試驗機架具有結構嚴謹，操作方便，制作成本低廉，實用等特點，適用于教學。本課題制作除了著重介紹自動變速器拆裝翻轉架子、及其連接件的選擇安裝、架子受力最大梁的強度校核外，同時還簡單介紹了整個機架的協調布置，還有對自動變速器拆裝架保養修復的一些內容。最后對整個實驗拆裝架總結了使用說明在指導老師的耐心指導與同組同學的共同努力下，該實驗臺順利完成。同時，關雙城等老師也給了我們很大的幫助，在此致以衷心的謝意！最后，期望老師對說明書中誤漏之處予以批評指正。1.2

拆裝翻轉架的組成拆裝翻轉架主要由底座、升降機構和旋轉機構三大部分組成。其組成及相互關系如下圖：

圖1-11.2拆裝翻轉架的設計要求本課題將要完成的主要任務如下:(1)拆裝翻轉架為專用輔助工具，因此相對于通用輔助工具來說，它的適用面相對較窄。(2)選取拆裝翻轉架的座標型式和自由度。(3)設計出拆裝翻轉架的各執行機構，包括:底座轉向輪，制動輪的設計。為了使通用性變強，底座設計轉向輪結構，不僅可以應用于拆裝汽車大型發動機，在工業需要的時候還可以用做其他重型機構的搬移。(4)升降機構的設計本課題將設計出拆裝翻轉架的升降機構，包括螺旋元件的選取，傳動齒輪的的設計，并繪出升降原理圖。(5)拆裝翻轉架的旋轉機構的設計本拆裝翻轉架擬采用蝸輪蝸桿進行控制旋轉角度，本課題將要選取蝸輪蝸桿型號，可使拆裝翻轉架實現任意角度的調整！1.3課題工作要求技術要求設計拆裝翻轉架，要求能夠進行三自由度運動（轉臺旋轉、轉臺升降和整體位移），其結構設計合理、簡單、緊湊，動作要靈活，能夠應用于搬運與裝配作業。拆裝翻轉架可承受的發動機的重量為25kg。第2章機構總體方案設計本文的重要任務是完成拆裝翻轉架的設計，本章內容是圍繞拆裝翻轉架機構設計任務來展開，介紹拆裝翻轉架執行機構設計思路。2.1基本技術參數確定表示基本技術參數主要有自由度、坐標形式的選擇、2.1.1自由度自由度是指拆裝翻轉架所具有的獨立坐標軸運動的數目，但是一般不包括手部（末端操作器）的開合自由度。自由度表示了拆裝翻轉架靈活的尺度，在三維空間中描述一個物體的位置和姿態需要六個自由度。拆裝翻轉架的自由度越多，越接近人手的動作機能，其通用性就越好，但是結構也越復雜，自由度的增加也意味著拆裝翻轉架整體重量的增加。輕型化與靈活性和抓取能力是一對矛盾，，此外還要考慮到由此帶來的整體結構剛性的降低，在靈活性和輕量化之間必須做出選擇。工業拆裝翻轉架基于對定位精度和重復定位精度以及結構剛性的考慮，往往體積龐大，負荷能力與其自重相比往往非常小。一般通用拆裝翻轉架有5～6個自由度即可滿足使用要求（其中臂部有3個自由度，腕部和行走裝置有2～3個自由度），專用拆裝翻轉架有1～2個自由度即可滿足使用要求。此次拆裝翻轉架設計要求的工作方向為兩個直線方向和一個旋轉方向。在控制器的作用下，它執行將工件從一條流水線拿到另一條流水線這一簡單的動作。在滿足前提條件上盡量使結構簡單，所以我們這次選擇三自由度拆裝翻轉架。2.1.2坐標形式的選擇拆裝翻轉架的坐標形式主要可分為：直角坐標型、圓柱坐標型、球坐標型、關節坐標型另外還有比較復雜的SCARA型和并聯型。1直角坐標型拆裝翻轉架：這類拆裝翻轉架就是如圖2-1(a)得直移型，其手部空間位置的改變通過沿三個互相垂直軸線的移動來實現，該形式拆裝翻轉架具有位置精度高，控制無耦合、簡單，壁障性好等特點。但結構較龐大，動作范圍小，靈活性差，且移動軸的結構復雜，占地面積大。而且需架空線路。2圓柱坐標型拆裝翻轉架：這種拆裝翻轉架如圖2-1（b）的回轉型拆裝翻轉架，通過兩個移動和一個轉動實現手部空間位置的改變，手臂的運動系由垂直立柱平面內的伸縮和沿立柱的升降兩個直線運動及手臂繞立柱的轉動復合而成。這種拆裝翻轉架，占地面積小而活動范圍較大，結構亦較簡單，并能達到較高的定位精度，因而應用范圍較廣泛。機身采用立柱式，拆裝翻轉架側面行走，順利完成上料、翻轉、轉位等功能。但是結構也比較龐大，兩個移動軸的設計較為復雜。3球坐標型拆裝翻轉架：這類拆裝翻轉架如圖2-1（c）的俯仰型拆裝翻轉架，其手臂沿X方向伸縮，繞Y軸俯仰和繞Z軸回轉。這類拆裝翻轉架具有占地面積小、結構緊湊、重量較輕、位置精度尚可等特點，能與其他拆裝翻轉架協調工作，但避障性差，存在著平衡問題，位置誤差與臂長有關。4關節坐標型拆裝翻轉架：如圖2-1（d）的屈伸型拆裝翻轉架，主要由立柱、前臂和后臂組成。拆裝翻轉架的運動由前、后臂的俯仰及立柱的回轉構成，其結構最緊湊，靈活性大，占地面積最小，工作空間最大，能與其他拆裝翻轉架協調工作，避障性好，但是位置精度較低，存在平衡以及控制耦合的問題，故比較復雜。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1拆裝翻轉架的坐標形式本次設計的三自由度拆裝翻轉架主要用來運輸流水線的零件，這就要求拆裝翻轉架結構簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小。根據上面4種坐標形式，我選擇了圓柱坐標形式，這種形式比較符合這次設計的需要。圖2-2是拆裝翻轉架搬運物品示意圖。圖中拆裝翻轉架的任務是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。2.1.3規格參數用途：手動變速器拆裝重量：25kg自由度：3個自由度坐標形式：坐標形式2.1.4有效負載有效負載是指拆裝翻轉架操作臂在工作時臂端可能搬運的物體重量或所能承受的力或力矩，它表示了拆裝翻轉架的負載能力。拆裝翻轉架的載荷不僅僅取決于負載的質量，還與拆裝翻轉架運動的速度和加速度的大小及方向有關。為了安全起見，有效負載是指運行時的有效負載。2.2運動方式根據主要的運動參數選擇運動形式是結構設計的基礎。常見的拆裝翻轉架的運動形式有五種:直角坐標型、圓柱坐標型、極坐標型、關節型和SCARA型。同一種運動形式為適應不同生產工藝的需要，可采用不同的結構。具體選用哪種形式，必須根據作業要求、工作現場、位置以及搬運前后工件中心線方向的變化等情況，分析比較并擇優選取。考慮到拆裝翻轉架的作業特點，即要求其動作靈活、有較大的工作空間、且要求結構緊湊、占用空間小等特點，故選用關節型拆裝翻轉架。這類拆裝翻轉架一般由2個肩關節和1個肘關節進行定位，由2個或3個腕關節進行定向。其中，一個肩關節繞鉛直軸旋轉，另一個肩關節實現俯仰。這兩個肩關節軸線正交。肘關節平行于第二個肩關節軸線，如圖所示。這種構形動作靈活、工作空間大、在作業時空間內手臂的干涉最小、結構緊湊、占地面積小、關節上相對運動部位容易密封防塵。但是這類拆裝翻轉架運動學比較復雜，運動學的反解比較困難;確定末端桿件的姿態不夠直觀，且在進行控制時，計算量比較大。運動結構：旋轉工件采用手動搖動蝸桿，蝸桿帶動蝸輪帶動支架旋轉，帶動手動變速器拆裝翻轉架旋轉。上下采用大小齒輪傳動帶動一副螺紋傳動，實現上升或下降。第3章蝸輪蝸桿傳動設計計算3.1選擇蝸桿、蝸輪材料1.選擇蝸桿傳動的類型采用準平行環面蝸桿傳動.2.選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應力考慮蝸桿傳動中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據《機械零件課程設計》表5－2，蝸桿選用40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調質HB265285.蝸輪選用鑄錫磷青銅ZQSn10-1，金屬模鑄造，為了節約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵HT100制造由《機械零件課程設計》表5－3查得蝸輪材料的許用接觸應力[]=190由《機械零件課程設計》表5－5查得蝸輪材料的許用彎曲應力[]=443.2確定蝸桿頭數Z及蝸輪齒數Z由《機械零件課程設計》表5－6，選取Z＝1則Z＝Z·i＝1×50＝50故取Z＝503.3傳動比實際傳動比i＝50/13.4確定蝸桿蝸輪中心距a1.確定蝸桿的計算功率估算功率，由于載重25kg,P=GV=1.5KW以等于或略大于蝸桿計算功率所對應的中心距作為合理的選取值根據《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2·5－22a，選取蝸桿的中心距：a＝100mm. a＝100mm由于準平行二次包絡環面蝸桿為新型得蝸桿,它的優點是:接觸面大,導程角,它的值穩定且一定,則潤滑好,接觸面大應直接根據“原始型”傳動蝸桿設計參數。3.5蝸桿傳動幾何參數設計準平行二次包絡環面蝸桿的幾何參數和尺寸計算表1.中心距：由《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）標準選取a=100mm2.齒數比：u＝＝503.蝸輪齒數：由《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）選取4.蝸桿頭數：由《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）選取5.蝸桿齒頂圓直徑：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16選取=45mm6.蝸輪輪緣寬度：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16選取b=28mm7.蝸輪齒距角：＝8.蝸桿包容蝸輪齒數：K＝=59.蝸輪齒寬包角之半：＝0.5（K－0.45）=10.蝸桿齒寬：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16選取=53mm11.蝸桿螺紋部分長度：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16，選取=59mm12.蝸桿齒頂圓弧半徑：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16，選取R=82mm13.成形圓半徑：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16選取=65mm14.蝸桿齒頂圓最大直徑：《機械工程手冊/傳動設計卷》（第二版）表2.5－16，選取=53.8mm15.蝸輪端面模數：m＝=mm16.徑向間隙：=0.5104mm17.齒頂高：h=0.75m=2.233mm18.齒根高：h=h+C=2.7434mm19.全齒高：h=h+h=4.9764mm20.蝸桿分度圓直徑：＝（0.624＋）a＝40.534mm21.蝸輪分度圓直徑：＝2a－＝159.466mm22.蝸輪齒根圓直徑：d＝－2h=153.9792mm23.蝸桿齒根圓直徑：d＝－2h=35.05，判斷：因為=28.12mm,滿足要求24.蝸輪喉圓直徑：d＝＋2h=163.932mm25.蝸輪齒根圓弧半徑：=82.475mm26.蝸桿螺紋包角之半：==27.蝸輪喉母圓半徑：===25.88mm28.蝸輪外緣直徑：由作圖可得=164.95mm29.蝸桿分度圓導程角：＝=30.蝸桿平均導程角：＝31.分度圓壓力角：=32.蝸桿外徑處肩帶寬度：取3mm33.蝸桿螺紋兩端連接處直徑：=35mm34.蝸輪分度圓齒厚：數據帶入公式得5.508mm35.齒側隙：查表4-2-6得36.蝸桿分度圓齒厚：=4.298437.蝸桿分度圓法向齒厚：=4.28538.蝸輪分度圓法向齒厚：=5.4939.蝸輪齒冠圓弧半徑：=19.277540.蝸桿測量齒頂高：=2.203541.蝸桿測量齒頂高：=2.1853.6環面蝸輪蝸桿校核計算環面蝸桿傳動承載能力主要受蝸桿齒面膠合和蝸輪齒根剪切強度的限制。因而若許用傳動功率確定中心距，則然后校核蝸輪齒根剪切強度。由于軸承變形增加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集中在2－3個齒上。而且，由于蝸輪輪齒的變形，造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使合力作用點向齒根方向偏移。因而，蝸輪斷齒主要由于齒根剪切強度不足造成的校核：其中——作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載荷;——蝸輪包容齒數——蝸桿與蝸輪嚙合齒間載荷分配系數;——蝸輪齒根受剪面積;公式中各參數的計算1.的計算=——作用在蝸輪輪齒上的圓周力，——蝸桿喉部螺旋升角，4.5——當量齒厚，滑動速度==2.01m/s根據滑動速度查機械設計手冊3－3－9得將數據帶入公式得=N2.計算得=53.蝸輪齒根受剪面積——蝸輪齒根圓齒厚；由上可知——蝸輪端面周節；——蝸輪理論半包角；——蝸輪分度圓齒厚所對中心角。數據帶入公式得=7.03mm由上可得對于錫青銅齒圈取查手冊取鑄錫磷青銅，砂模鑄造，抗拉強度=225MPa，則<3.7軸的結構設計3.7.1蝸桿軸的設計1.軸的材料選擇由《機械零件課程設計》表6－1選用45號鋼，調質。2.最小軸徑的初步計算由《機械零件課程設計》表6－2，取 ＝105，根據公式㎜其中——軸的轉速，940r/min——軸傳遞的功率,1.47kw——計算截面處的軸的直徑，mm將數據代入公式得=12.2mm輸出軸的最小直徑是按照聯軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯軸器的孔徑相適.3.7.2蝸輪軸的設計1.軸的材料選擇由《機械零件課程設計》表6－1選用45號鋼，調質=6502.軸徑的初步計算由《機械零件課程設計》表6－2，取A＝112，根據公式，其中——軸的轉速，18.8r/min——軸傳遞的功率,0.97kw——計算截面處的軸的直徑，mm將數據代入公式得mm3.8滾動軸承的選擇及校核3.8.1蝸桿軸滾動軸承的選擇及校核1．軸承的徑向載荷的計算2．派生軸向力的計算查手冊得，圓錐滾子軸承30207型的α=14o02，10，，查表d=35mm時，e=0.37，y=1.6；故所以，軸承2受壓則：3．求當量動載荷所以，對于軸承1x=1，y=0對于軸承2x=0.4，y=1.64．校核軸承的壽命查手冊得c=51.5KNε=10/3n=940r/min故此軸承的壽命滿足要求3.8.2蝸輪軸上軸承的校核1．求徑向載荷2．計算派生軸向力查手冊得，圓錐滾子軸承30212型的，y=1.5故則：軸承2受壓所以，3．求當量動載荷所以，對于軸承1：x=1，y=0對于軸承2：x=1，y=04．校核軸承的壽命查手冊c=97.8KN，ε=10/3，n=18.8r/min故此軸承壽命滿足要求。第4章螺紋聯接設計螺栓聯接強度計算的目的，主要是根據聯接的結構形式、材料性質和載荷狀態等條件，分析螺栓的受力和失效形式，然后按相應的計算準則計算螺紋小徑d1，再按照標準選定螺紋公稱直徑d和螺距P等。螺栓其余部分尺寸及螺母、墊圈等，一般都可根據公稱直徑d直接從標準中選定，因為制定標準時，已經考慮了螺栓、螺母的各部分及墊圈的等強度和制造、裝配等要求。螺旋傳動由螺桿、螺母和機架組成，主要用于把回轉運動變為直線運動，同時傳遞運動和動力。其應用廣泛，如螺旋千斤頂、螺旋絲杠、螺旋壓力機等。4.1螺旋傳動的類型與特點根據用途，螺旋傳動可分為三種類型：（1）傳力螺旋以傳遞動力為主，要求用較小的力矩轉動螺桿（或螺母）而使螺母（或螺桿）產生軸向運動和較大的軸向力，這個力可以用來完成起重和加壓等工作，如螺旋千斤頂和螺旋壓力機等。（2）傳導螺旋以傳遞運動為主，并要求有較高的運動精度，速度較高且能較長時間連續工作，如機床進的給螺旋機構。（3）調整螺旋用于調整并固定零、部件之間的相互位置，如機床卡盤，壓力機的調整螺旋。調整螺旋不經常轉動。根據螺旋副的摩擦情況，可分為滑動螺旋、滾動螺旋和靜壓螺旋。滑動螺旋結構簡單、加工方便、易于自鎖，運轉平穩無噪聲，所以應用最廣。它的缺點是工作時滑動摩擦阻力大，傳動效率低（一般為30%～40%），螺紋表面磨損快，傳動精度低，低速時有爬行現象。滾動螺旋和靜壓螺旋的摩擦阻力小，傳動效率高，但結構較復雜，制造困難，成本高，加工不方便，只有在高精度、高效率的機械中才宜采用。本節主要介紹滑動螺旋。4.2滑動螺旋傳動的設計計算選擇螺桿、螺母的材料螺桿采用45#調制鋼，由參考文獻[2]表10.2查得抗拉強度，。螺母材料用鋁黃銅。耐磨性計算螺桿選用45#鋼，螺母選用鑄造鋁黃銅，由參考文獻[1]表5.8查得[p]=18~25MPa從表5.8的注釋中可以查得，人力驅動時值可以加大20%，則[p]=21.6~30MPa取。按耐磨性條件設計螺紋中徑，選用梯形螺紋，則(1)由參考文獻[1]查得，對于整體式螺母系數Ψ=1.2–2.5取。則式中：－－－－－軸向載荷，N；－－－－－螺紋中徑，mm；－－－－－許用壓強，MPa；查參考文獻[2]表11.5取公稱直徑mm，螺距mm，中徑mm，小徑mm，內螺紋大徑mm，。螺桿強度校核螺桿危險截面的強度條件為(2)式中：－－－－－軸向載荷，N；－－－－－螺紋小徑，mm；－－－－－螺紋副摩擦力矩，；－－－－－螺桿材料的許用應力，。其中螺紋副摩擦力矩 (3)式中：－－－－－軸向載荷，N；－－－－－螺紋升角，；－－－－－螺紋副當量摩擦角，度；－－－－－螺紋中徑，mm。查參考文獻[1]表5.10得鋼對青銅的當量摩擦因數，螺紋副當量摩擦角，取（由表5.10的注釋知，大值用于啟動時，人力驅動屬于間歇式，故應取用大值）。把數據代入(3)式中，得把數據代入(2)式中，得由參考文獻[1]表5.9可以查得螺桿材料的許用應力 （4）其中，則取。顯然，，螺桿滿足強度條件。螺母螺牙是我強度校核螺母螺紋牙根部的剪切強度條件為 （5）式中：－－－－－軸向載荷，N；－－－－－螺母螺紋大徑，mm；－－－－－螺紋旋合圈數，取；－－－－－螺紋牙根部厚度，梯形螺紋；－－－－－螺母材料的許用切應力。代入數據計算得查參考文獻[1]表5.9螺母材料的許用切應力，顯然。螺紋牙根部的彎曲強度條件為 （6）式中：－－－－－軸向載荷，N；－－－－－彎曲力臂，；－－－－－螺母螺紋大徑，mm；－－－－－螺紋旋合圈數，取；－－－－－螺紋牙根部厚度，mm；－－－－－螺母材料的許用彎曲應力。數據代入式（6）得查參考文獻[1]表5.9螺母材料的許用切應力。顯然，即滿足螺紋牙的強度條件。自鎖條件因螺紋升角，螺紋副當量摩擦角所以滿足自鎖條件。6.螺母外徑及凸緣設計由經驗公式知，螺紋外徑螺紋凸緣外徑。第5章機架的設計5.1機架的基本尺寸的確定機架是支撐及其自動變速器所有附件的可移動機構。要保證拆裝自動變速器方便、安全；重量要輕，便于移動；架子要有足夠的空間安裝。而且自動變速器每個總成之間要考慮它們之間的協調關系。考慮到這些方面的因素后要確定的一些自動變速器尺寸根據這些數據，大概確定架子的長高。這樣架子的地面的結構就確定了。支撐自動變速器的部件是支撐板，支撐板固定在支承軸上，支承軸安裝在機架上。為了使機架能夠方便移動，須在架子上裝輪子，因此在架子的4個側面通過螺栓各連接兩個輪子，使得架子和輪子連接牢固。靠近轉盤這端安裝有鎖止裝置，使得架子在任何位置都能停止固定。5.2架子材料的選擇確定架子的結構確定后，就需要準備材料，買材料時要考慮鋼材的性能，同時也要考慮成本，再者還要考慮到其美觀，通過到市場調查分析后，臺架選用60㎜×60㎜的方鋼和50×50的角鋼組合制作。其規格如表一所示。受力比較小的底架就用50㎜的角鋼制作，其他的受力大的轉架就用60㎜的方鋼制作。在轉架與支撐板的固定處需要用軸連接。表一鋼材的尺寸規格60㎜×60㎜50㎜×50㎜橫截面圖長度500㎜567㎜材料Q235Q2355.3主要梁的強度校核自動變速器的質量為25㎏（250N），考慮到一些外在壓力，按照重量為600N進行校核。支承軸160㎜，查機械工程材料P105頁表5-2得，Q235鋼材的屈服強度σb=375～460MPa，取σb=375MPa解：和軸一樣建立