1368-減速器減速器的整體設(shè)計(jì)（二）

1368-減速器減速器的整體設(shè)計(jì)（二）,減速器,整體,總體,設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)200 8 年 3 月 1 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 減速器的整體設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 劉必柱 職稱 高級(jí)工程師專業(yè)名稱 機(jī)電一體化技術(shù) 班級(jí) 機(jī)電 50532學(xué)生姓名 戰(zhàn) 勇 學(xué)號(hào) 5020053240設(shè)計(jì)要求1.完成資料翻譯一份（3000 字以上）2.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告一份；3.完成減速器的整體的設(shè)計(jì)4.完成相關(guān)程序設(shè)計(jì)；5.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；6.完成相關(guān)圖紙。序號(hào) 內(nèi)容 時(shí)間安排1 外文資料翻譯2008.2.1 至2008.3.52 搜集相關(guān)資料并調(diào)研，完成調(diào)研報(bào)告2008.3.6 至2008.3.143 完成相關(guān)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)，繪制相關(guān)圖紙。2008.3.15 至2008.4.114 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)并定稿，準(zhǔn)備答辯2008.4.23 至2008.4.11完成畢業(yè)課題的計(jì)劃安排5 答辯 2008.4.11答辯提交資料 外文資料翻譯，畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，相關(guān)圖紙。計(jì)劃答辯時(shí)間 2007.4.11無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院2008 年 3 月 1 日 摘要這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是由封閉在剛性殼內(nèi)所有內(nèi)容的齒輪傳動(dòng)是一獨(dú)立完整的機(jī)構(gòu)。通過(guò)這一次設(shè)計(jì)可以初步掌握一般簡(jiǎn)單機(jī)械的一套完整的設(shè)計(jì)及方法，構(gòu)成減速器的通用零部件。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要介紹了減速器的類型作用及構(gòu)成等，全方位的運(yùn)用所學(xué)過(guò)知識(shí)。如：機(jī)械制圖，金屬材料工藝學(xué)公差等以學(xué)過(guò)的理論知識(shí)。在實(shí)際生產(chǎn)中得以分析和解決。減速器的一般類型有：圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、齒輪- 蝸桿減速器、軸裝式減速器、組裝式減速器、軸裝式減速器、聯(lián)體式減速器。在這次設(shè)計(jì)中進(jìn)一步培養(yǎng)了工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想掌握常用的機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步驟，要求綜合的考慮使用經(jīng)濟(jì)工藝等方面的要求。確定合理的設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：減速器 剛性 工藝學(xué) 零部件 方案2SummaryThis time graduate the design to have the contents a to design concerning the machine that decelerate the complets system.Decelerating the machine is a kind of from close to move in the rigid wheel gear in the hull is an independent complete organization .Pass thisa design can then the first step controls general simple a set of complete designs step and methods of the machine.This time graduate the design to introduce the type function of the deceleration machine and constitute the etc. primarily , made use of all-directionsly learned the knowledge .Such as:Machine graphics ,the metals material craft learns the theories knowledge that business trip etc.already learn. In actual production can analysis definitely reach agreement .The general type that decelerate the machine has:The cylinder wheel gear decelerates the machine ,cone wheel gear decelerates the machine ,wheel gear-cochlea pole decelerates the machine ,stalk park type decelerates machine ,assembles type decelerate machine ,couplet type decelerate machine ,couplet type decelerate machine .Further educated in this time design independent ability that engineering design, set up the right design thought controls the in common use machine spare parts ,the machine spread to move the device with the simple machine design of method with step ,the consideration that request synthesize usage the request of economic craft etc . make sure the reasonable design project .Key phrase: reducer rigidity technolic components/zeroporatPrecent/project 3減速箱的整體設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目錄1． 減速器概述……………………………………………………………………1.1. 減速器的主要型式及其特性………………………………………1.1.1 圓柱齒輪減速器……………………………………………1.1.2 圓錐齒輪減速器……………………………………………1.1.3 蝸桿減速器…………………………………………………1.1.4 齒輪-蝸桿減速器…………………………………………1.2. 減速器結(jié)構(gòu)……………………………………………………………1.2.1 傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)………………………………………1.2.2 新型減速器結(jié)構(gòu)…………………………………………1.2.3 減速器潤(rùn)滑 ………………………………………………1.2.4 減速機(jī)的作用……………………………………………2. 減速箱傳動(dòng)方案的選擇……………………………………………………3. 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算…………………………………………………………3.1 電動(dòng)機(jī)選擇步驟……………………………………………………3.1.1 型號(hào)的選擇………………………………………………3.1.2、功率的選擇………………………………………………3.1.3、轉(zhuǎn)速的選擇………………………………………………3.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定……………………………………………………4. 軸的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………44.1、軸的分類……………………………………………………………4.2 軸的材料……………………………………………………………4.3、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………4.4、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………4.4.1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算………………………………………4.4.2、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算…………………………………4.4.3、軸的剛度計(jì)算概念……………………………………4.4.4、軸的設(shè)計(jì)步驟…………………………………………4.5 各軸的計(jì)算 ………………………………………………………4.5.1 高速軸計(jì)算………………………………………………4.5.2 中間軸設(shè)計(jì)………………………………………………4.5.3 低速軸設(shè)計(jì)………………………………………………4.6 軸的設(shè)計(jì)與校核…………………………………………………4.6.1 高速軸設(shè)計(jì)………………………………………………4.6.2 中間軸設(shè)計(jì)………………………………………………4.6.3 低速軸設(shè)計(jì)………………………………………………4.6.4 高速軸的校核……………………………………………5. 聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………………5.1、聯(lián)軸器的功用……………………………………………………5.2、聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)……………………………………………5.3、聯(lián)軸器的選用……………………………………………………5.4、聯(lián)軸器材料………………………………………………………56. 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………6.1 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類……………………………………………6.2 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求……………………………6.2.1 主要參數(shù)…………………………………………………6.2.2 精度等級(jí)的選擇………………………………………6.2.3 齒輪傳動(dòng)的失效形式…………………………………6.3 齒輪參數(shù)計(jì)算………………………………………………………7. 軸承的設(shè)計(jì)及校核…………………………………………………………7.1 軸承種類的選擇……………………………………………………7.2 深溝球軸承結(jié)構(gòu)……………………………………………………7.3 軸承計(jì)算………………………………………………………………8. 箱體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………9. 設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………………………10. 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………61、減速器概述1.1、減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)措中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：?jiǎn)渭?jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。1.1.1 圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在 8 以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于 8 時(shí)，最好選用二級(jí)(i=8—40)和二級(jí)以上 (i>40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過(guò)大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開(kāi)式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開(kāi)式最簡(jiǎn)單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開(kāi)好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長(zhǎng)度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至 60m/s 一 70m／s ，甚至高達(dá) 150m／s 。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心7驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開(kāi)線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比漸開(kāi)線齒輪減速器約 30％。1.1.2 圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。1.1.3 蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大(j>10)的場(chǎng)合。通常說(shuō)蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s 時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤(rùn)滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于 4m/s 時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過(guò)多，最好采用蝸桿在上式。 1.1.4 齒輪-蝸桿減速器 它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。1.2、減速器結(jié)構(gòu)8近年來(lái)，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國(guó)內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1.2.1 傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡(jiǎn)單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過(guò)大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過(guò)傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來(lái)。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有 2—3 個(gè)圓錐定位銷(xiāo)。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見(jiàn)有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示 Oe 等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。1.2.2 新型減速器結(jié)構(gòu) 下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫(huà)出。1）齒輪—蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪—圓錐齒輪—圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：——在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開(kāi)設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位9有較大的開(kāi)孔?！谳斎胼S和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 ——輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開(kāi)法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，這些結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.2.3、減速器潤(rùn)滑 圓周速度 u≤12m/s 一 15m／s 的齒輪減速器廣泛采用油池潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以 1—2 個(gè)齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在 0．7 倍齒高左右，但至少為 10mm。速度低的(0．5m ／s 一 0．8m／s)也允許浸入深些，可達(dá)到 1／6 的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到 1／3 的齒輪半徑。潤(rùn)滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤(rùn)滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按 1kW 約需 0．35L 一 0．7L 潤(rùn)滑油計(jì)算(大值用于粘度較高的油) ，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于 30mm 一 50mm 左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過(guò) 90℃時(shí)，需采用循環(huán)油潤(rùn)滑，或其他冷卻措施，如油池潤(rùn)滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤(pán)管等。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于 0．5L/kW。圓周速度 u>12m/s 的齒輪減速器不宜采用油池潤(rùn)滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4) 加速潤(rùn)滑油的氧化和降低潤(rùn)滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油從自備油泵或中心供油站送來(lái)，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)10蝕能力。速度 u≤20 心 s 的齒輪傳動(dòng)常在油管上開(kāi)一排直徑為 4mm 的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開(kāi)多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤(rùn)滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤(rùn)滑需要專門(mén)的管路裝置、油的過(guò)濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開(kāi)大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在 10m/s 以下的蝸桿減速器可以采用油池潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過(guò)蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠( 柱 )的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過(guò)齒高不多為限。蝸桿圓周速度在 10m／s以上的減速器應(yīng)采用噴油潤(rùn)滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤(rùn)滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于 0℃，則使用時(shí)需先將油加熱到 0℃以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。1.2.4、減速機(jī)的作用1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。2） 速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。2、減速箱傳動(dòng)方案的選擇傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、選定電機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。由于我們的實(shí)驗(yàn)的要求較高，電機(jī)輸入的最高轉(zhuǎn)速較大，為了減少成本，降低對(duì)電機(jī)的要求，同時(shí)能夠滿足減震器試驗(yàn)臺(tái)的正常工作，我們對(duì)減震器采用這樣的方11案:變頻電機(jī)通過(guò)帶輪的傳遞，到達(dá)第一對(duì)嚙合齒輪，為了讓減速器具有變速功能，我們使第二對(duì)嚙合齒輪為雙聯(lián)齒輪，最后由輸出軸傳遞給偏心輪機(jī)構(gòu)。因?yàn)楸驹囼?yàn)屬于多功能測(cè)試，包括了靜特性試驗(yàn)、疲勞試示功試驗(yàn)、耐久試驗(yàn)。所以對(duì)整個(gè)傳遞要求較高。所以第一、二根軸;兩端采用角接觸球軸承，第三根軸采用一頭用角接觸球軸承另一頭采用普通調(diào)心球軸承。注意點(diǎn)是使用這個(gè)傳動(dòng)方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、 傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。減速器設(shè)計(jì)二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比一般為 8～40，用斜齒、直齒或人字齒，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。展開(kāi)式由于齒輪相對(duì)于軸承為不對(duì)稱布置，因而沿齒向載荷分布不均，要求軸有較大剛度；分流式則齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置，常用于較大功率、變載荷場(chǎng)合。同軸式減速器，長(zhǎng)度方向尺寸較小，但軸向尺寸較大，中間軸較長(zhǎng)，剛度較差。兩級(jí)大齒輪直徑接近有利于浸油潤(rùn)滑，軸線可以水平、上下或鉛垂布置，如圖：圖中展開(kāi)式又可以有下面兩種，如下所示：根據(jù)材料力學(xué)（工程力學(xué)）可以算出在相同載荷作用下，a 方案優(yōu)先于 b方案，∴ 最終選 a12由裝配圖查得， 。174,25,01XLl????????1111674205742685.BZZZylFlEIXlLlIFmEI??????????由裝配圖查得， 2103,7,XLl??13??????222226941875941382602.BZZZylFXLlEIllIFmEI??????????綜上所述：可得 y1＜y 2 。 ∴選 a 方案。3、 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng)，電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)行；選擇得不合適，輕者造成浪費(fèi)，重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)的內(nèi)容包括很多，例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形式等，但是結(jié)合農(nóng)村具體情況，需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾項(xiàng)比較重要的內(nèi)容，因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。3.1 電動(dòng)機(jī)選擇步驟電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟：3.1.1、型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多，通常選用異步電動(dòng)機(jī)。從類型上可分為鼠籠式與繞線式異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有 J、J2、JO、JO2、JO3 系列的小型異步電動(dòng)機(jī)和 JS、JSQ 系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有 JR、JR O2 系列小型繞線式異步電動(dòng)機(jī)和 JRQ 系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。 14從電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種： 1．防護(hù)式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔，能防止水滴、鐵屑等物從上面或垂直方向成 45o 以內(nèi)掉進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但是灰塵潮氣還是能侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，它的通風(fēng)性能比較好，價(jià)格也比較便宜，在干燥、灰塵不多的地方可以采用?！癑”系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。 2．封閉式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi)，能防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，但它的密封不很?chē)?yán)密，所以還不能在水中工作， “JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、水花四濺的地方（如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵）廣泛地使用這種電動(dòng)機(jī)。 3．密封式。這種電動(dòng)機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來(lái)，可以浸沒(méi)在水里工作，農(nóng)村的電動(dòng)潛水泵就需要這種電動(dòng)機(jī)。 實(shí)際上，農(nóng)村用來(lái)帶動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的小型電動(dòng)機(jī)大多選用 JO、JO2 系列電動(dòng)機(jī)。 在特殊場(chǎng)合可選用一些特殊用途的電動(dòng)機(jī)。如 JBS 系列小型三相防爆異步電動(dòng)機(jī)，JQS 系列井用潛水泵三相異步電動(dòng)機(jī)以及 DM2 系列深井泵用三相異步電動(dòng)機(jī)。3.1.2、功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率，更換或配套時(shí)十分方便，有的農(nóng)業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率，可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大 10%即可（指直接傳動(dòng)） 。一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具，我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，用測(cè)得的電功率來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)功率。 電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過(guò)小，否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng)，使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大，否則不但浪費(fèi)投資，而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行，其功率和功率因數(shù)都不高，造成功率浪費(fèi)。 選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，還要兼顧變壓器容量的大小，一般來(lái)說(shuō)，直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī)，功率不宜超過(guò)變壓器容量的 1/3。 153.1.3、轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。若一時(shí)難以買(mǎi)到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)，可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速，但其傳動(dòng)比不宜大于 3。 異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min 等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低2%～5%，在功率相同的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選用 1500r/min 的電動(dòng)機(jī)，它的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。3.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定本減速器所選擇的參數(shù)如下：取速度：1000r/min——6 級(jí)電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y132M1-6額定功率： 4kw滿載功率： 960r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距：2.0最大轉(zhuǎn)距/額定轉(zhuǎn)距：2.0工作轉(zhuǎn)速 nω: 33.33r/minI 總=nm/nω=960/33.33=28.8效率的選擇：彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器：?1=0.996 級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：?2=0.977 級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)：?3=0.983 級(jí)滾子軸承：?4=0.938滾子鏈傳動(dòng)：?5=0.96?總=η1η2η3η4η5=0.850316pd=pω/η 總=3.14kw取錐齒輪傳動(dòng)比(低速級(jí))i1=2.5;i2=i/i1=4圓柱斜齒輪傳動(dòng)比(高速級(jí))i2=4鏈輪傳動(dòng)比 i0=2.881、擬定傳動(dòng)方案選擇電動(dòng)機(jī)（1）傳動(dòng)方案（一）：運(yùn)輸帶 F=1500N，v =1.2m/s，卷筒 D=200mm。（2）電動(dòng)機(jī)的選擇① 由公式 P1=Fv=1500×1.2=1.8 kwn1= Dv?10?=.21034?=191. r/min② 求電機(jī)功率 P5 P= P 電 ηη=ηa·ηb·η 齒 2·ηz3 P= Fv查閱資料可得：選取 ?1=0.99 — 彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器?2=0.97 — 6 級(jí)精度齒輪的效率?3=0.98— 7 級(jí)精度齒輪的效率?4=0.938 — 滾動(dòng)滾子軸承的效率?5=0.96—滾子鏈傳動(dòng)則?總=η1η2η3η4η5=0.8503P5= ?1P=.8053=2.127 kw查閱資料可得：取 i=8~60則 n5=n1i=191×(8~60)=1528~11460 (r/min)電動(dòng)機(jī)符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500、3000，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)比，顯然選擇 3000 r/min 的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)比較合適。電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 極數(shù) (額定轉(zhuǎn)矩) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩)Y100L1－4 2.2 kw 1420 r/min 4 2.2 kw 2.2 kw174、 軸的設(shè)計(jì)機(jī)器上所安裝的旋轉(zhuǎn)零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來(lái)支承，才能正常工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。本章將討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接，重點(diǎn)是軸的設(shè)計(jì)問(wèn)題，其包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理確定軸的形狀和尺寸，它除應(yīng)考慮軸的強(qiáng)度和剛度外，還要考慮使用、加工和裝配等方面的許多因素。4.1、軸的分類按 軸 受 的 載 荷 和 功 用 可 分 為 ：1.心軸：只承受彎矩不承受扭矩的軸，主要用于支承回轉(zhuǎn)零件。如.車(chē)輛軸和滑輪軸。2.傳 動(dòng) 軸 ： 只 承 受 扭 矩 不 承 受 彎 矩 或 承 受 很 小 的 彎 矩 的 軸 ,主 要 用 于傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 。 如 汽 車(chē) 的 傳 動(dòng) 軸 。3.轉(zhuǎn) 軸 ： 同 時(shí) 承 受 彎 矩 和 扭 矩 的 軸 ， 既 支 承 零 件 又 傳 遞 轉(zhuǎn) 矩 。 如 減 速 器軸 。4.2 軸 的 材 料主 要 承 受 彎 矩 和 扭 矩 。 軸 的 失 效 形 式 是 疲 勞 斷 裂 ， 應(yīng) 具 有足 夠 的 強(qiáng) 度 、 韌 性 和 耐 磨 性 。 軸 的 材 料 從 以 下 中 選 取 ：1. 碳 素 鋼優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 具 有 較 好 的 機(jī) 械 性 能 ， 對(duì) 應(yīng) 力 集 中 敏 感 性 較 低 ， 價(jià) 格 便 宜 ，應(yīng) 用 廣 泛 。 例 如 ： 35、 45、 50 等 優(yōu) 質(zhì) 碳 素 鋼 。 一 般 軸 采 用 45 鋼 ， 經(jīng) 過(guò)調(diào) 質(zhì) 或 正 火 處 理 ； 有 耐 磨 性 要 求 的 軸 段 ， 應(yīng) 進(jìn) 行 表 面 淬 火 及 低 溫 回 火 處 理 。 輕 載 或 不 重 要 的 軸 ， 使 用 普 通 碳 素 鋼 Q235、 Q275 等 。182. 合 金 鋼合 金 鋼 具 有 較 高 的 機(jī) 械 性 能 ， 對(duì) 應(yīng) 力 集 中 比 較 敏 感 ， 淬 火 性 較 好 ， 熱 處理 變 形 小 ， 價(jià) 格 較 貴 。 多 使 用 于 要 求 重 量 輕 和 軸 頸 耐 磨 性 的 軸 。 例 如 ： 汽輪 發(fā) 電 機(jī) 軸 要 求 ， 在 高 速 、 高 溫 重 載 下 工 作 ， 采 用27Cr2Mo1V、 38CrMoAlA 等 。 滑 動(dòng) 軸 承 的 高 速 軸 ， 采 用 20Cr、 20CrMnTi等 。3. 球 墨 鑄 鐵球 墨 鑄 鐵 吸 振 性 和 耐 磨 性 好 ， 對(duì) 應(yīng) 力 集 中 敏 感 低 ， 價(jià) 格 低 廉 ， 使 用 鑄 造制 成 外 形 復(fù) 雜 的 軸 。 例 如 ： 內(nèi) 燃 機(jī) 中 的 曲 軸 。4.3、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖所示為一齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動(dòng)零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱為軸肩。軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：（ 1） 、 便 于 軸 上 零 件 的裝 配軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。為了便于軸上零件的裝拆，將軸制成階梯軸，中間直徑最大，向兩端逐漸直徑減小。近似為等強(qiáng)度軸。（2） 、保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定軸上零件的軸向定位方法主要有：軸肩定位、套筒定位、圓螺母定位、軸端擋圈定位和軸承端蓋定位。1）軸向定位的固定① 軸肩或軸環(huán)：如教材圖 10-7 所 示。軸肩定位是最方19便可靠的定位方法，但采用軸肩定位會(huì)使軸的直徑加大，而且軸肩處由于軸徑的突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，多用于軸向力較大的場(chǎng)合。定位軸肩的高度 h=(0.07—0.1)d，d 為與零件相配處的軸徑尺寸。要求 r 軸 óca所以軸安全。5、 聯(lián)軸器的選擇5.1、聯(lián)軸器的功用聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來(lái)并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過(guò)載安全保護(hù)作用。5.2、聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型34號(hào)不同而異。無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器 在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器 除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合。安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷(xiāo)釘可動(dòng)聯(lián)接等） ，其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過(guò)事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。 起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過(guò)載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。5.3、聯(lián)軸器的選用聯(lián)軸器選擇原則：轉(zhuǎn)矩 T： T↑，選剛性聯(lián)軸器、無(wú)彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； T 有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器；轉(zhuǎn)速 n：n↑，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器；裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器；環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器；成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器；5.4、聯(lián)軸器材料半聯(lián)軸器的材料常用 45、20Cr 鋼，也可用 ZG270—500 鑄鋼。鏈齒硬度最好為 40HRC 一 45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。用單排鏈時(shí)，滾子35和套筒受力，銷(xiāo)軸只起聯(lián)接作用，結(jié)構(gòu)可靠性好；用雙排鏈時(shí)，銷(xiāo)軸受剪力，承受沖擊能力較差，銷(xiāo)軸與外鏈板之間的過(guò)盈配合容易松動(dòng)。在高速輕載場(chǎng)合，宜選用較小鏈節(jié)距的鏈條，重量輕，離心力??；在低速重載場(chǎng)合，宜選用較大鏈節(jié)距的鏈條，以便加大承載面積。鏈輪齒數(shù)一般為 12~22。為避免過(guò)渡鏈節(jié)，宜取偶數(shù)。本機(jī)構(gòu)查 GB4323-84，選用 TL4 型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其尺寸參數(shù)如表所示，軸孔長(zhǎng)度 L、L1 質(zhì)量型號(hào) 軸孔直徑Y(jié),J,J1,Z Kg公稱轉(zhuǎn)矩N.m d1，d2，dz L、L1 D S A D0 B Tl TLLTL1 - 6.3 9-14 14-32 71 3 18 - - 1.16 -TL2 - 16 12-19 20-42 80 3 18 - - 1.64 -TL3 - 31.5 16-22 30-52 95 4 35 - - 2.2 -TL4 - 63 20-28 38-62 106 4 35 - - 3.2 -TL5 TLL1 125 25-35 44-82 130 5 45 200 85 8.36 8.3TL6 TLL2 250 32-42 60-112 160 5 45 250 105 10.36 15.3TL7 TLL3 500 40-48 84-112 190 5 45 315 132 15.7 30.0TL8 TLL4 710 45-63 84-142 224 6 65 315 132 25.4 39.6TL9 TLL5 1000 50-71 84-142 250 6 65 315 168 31 47.0TL10 TLL6 2000 60-95 107-172 315 8 80 400 168 65.9 92.6TL11 TLL7 4000 80-110 132-212 400 10 100 500 210 122.6 172.3TL12 TLL8 8000 100-130 167-252 475 12 130 500/630 210/265 218.4 304.3TL13 TLL9 16000 120-170 167-302 600 14 180 710 298 425.8 576.8T=T0=31.236N.M取 KA=1.7 則TCA=KA*T=1.7*31.236N*M=53.1N*M許用轉(zhuǎn)距：63N*M許用最大轉(zhuǎn)速：5700r/min36軸徑：20-80mm6、 圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的適用范圍很廣，傳遞功率可高達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá)150m／s(最高 300m／s)，直徑能做到 10m 以上，單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá) 8 或更大，因此在機(jī)器中應(yīng)用很廣。6.1 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)與分類和其他機(jī)械傳動(dòng)比較，齒輪傳動(dòng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。缺點(diǎn)是：齒輪制造需專用機(jī)床和設(shè)備，成本較高；精度低時(shí)，振動(dòng)和噪聲較大；不宜用于軸間距離大的傳動(dòng)等。按軸的布置方式分： 平行軸傳動(dòng)，交叉軸傳動(dòng)，交錯(cuò)軸傳動(dòng)按齒線相對(duì)于齒輪母線方向分：直齒，斜齒，人宇齒，曲線齒按齒輪傳動(dòng)工作條件分： 閉式傳動(dòng)，形式傳動(dòng)，半形式傳動(dòng)按齒廓曲線分： 漸開(kāi)線齒，擺線齒，圓弧齒按齒面硬度分： 軟齒面(≤350 佃)，硬齒面(>350 佃)6.2 齒輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與基本要求齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足兩項(xiàng)基本要求:1)傳動(dòng)平穩(wěn);2)承載能力高。37在齒輪設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和科研中，有關(guān)齒廓曲線、齒輪強(qiáng)度、制造精度、加工方法以及熱理工藝等，基本上都是圍繞這兩個(gè)基本要求進(jìn)行的。6.2．1 主要參數(shù)——基本齒廓。漸開(kāi)線齒輪輪齒的基本齒廓及其基本參數(shù)見(jiàn)表 12．2 或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。——模數(shù)。為了減少齒輪刀具種數(shù)，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)見(jiàn)表 12．3 或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?！行木唷Ｋ]用的中心距系列見(jiàn)表 12，4 或查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?！獋鲃?dòng)比 i、齒數(shù)比 u。主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 nl 與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n2 之比稱為傳動(dòng)比i。大齒輪的齒數(shù) z2 與小齒輪齒數(shù) z1 之比稱為齒數(shù)比 u。減速傳動(dòng)時(shí)，u=i；增速傳動(dòng) u=1/i 。——標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m：①斜齒輪及人宇齒輪取法向模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，錐齒輪取大端模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。②標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。——變位系數(shù)。刀具從切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置移動(dòng)某一徑向距離(通稱變位量)后切制的齒輪，稱為徑向變位系數(shù)。刀具變位量用 xm 表示，x 稱為變位系數(shù)。刀具向齒輪中心移動(dòng)，x 為負(fù)值，反之為正值。隨著 x 的改變，輪齒形狀也改變，因而可使?jié)u開(kāi)線上的不同部分作為工作齒廓，以改善嚙合性質(zhì)。 ，由變位齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)，若兩輪變位系數(shù)的絕對(duì)值相等，但一為正值，另一為負(fù)值，即 x1=-x2 稱為“高度變位”，此時(shí)，傳動(dòng)的嚙合角等于分38度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓重合，中心距等于標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)中心距，只是齒頂高和齒根高有所變化。若 x1=-x2；x1+x2≠0，這種齒輪傳動(dòng)稱為角度變位齒輪傳動(dòng)。此時(shí)，嚙合角將不等于分度圓壓力角，分度圓和節(jié)圓不再重合。6.2.2 精度等級(jí)的選擇 在漸開(kāi)線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)(GBl0095—-88 和 GBll365—89)中，規(guī)定了 12 個(gè)精度等級(jí)，按精度高低依次為 1—12 級(jí)，根據(jù)對(duì)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，每個(gè)精度等級(jí)的各項(xiàng)公差相應(yīng)分成三個(gè)組：第工公差組、第Ⅱ公差組和第Ⅲ公差組。6.2.3 齒輪傳動(dòng)的失效形式齒輪傳動(dòng)的失效形式主要有輪齒折斷和齒面損傷兩類。齒面損傷又有齒面接觸疲勞磨損(點(diǎn)蝕)、膠合、磨粒磨損和塑性流動(dòng)等。減速器中齒輪分布如圖所示，齒輪的傳動(dòng)形式一般有：1） 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)：按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式作齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，不按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式計(jì)算，也無(wú)需用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，將計(jì)算所得模數(shù)加大 10%-15%（考慮磨損影響。傳遞動(dòng)力的齒輪模數(shù)一般不小于 1.5-2mm（以防意外斷齒）。392） 閉式齒輪傳動(dòng)：方法一軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)，接觸疲勞點(diǎn)蝕是主要失效形式，計(jì)算時(shí)先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪直徑 d1和接觸齒寬 b，再用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)計(jì)算時(shí)先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù) m 和接觸齒寬 b，再用齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式進(jìn)行校核。方法二 不論軟硬齒面都分別按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出模數(shù) m,按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式求出小齒輪分度圓直徑 d1，再按 d1=mZ1調(diào)整齒數(shù) Z1。與方法一相比，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既剛好滿足接觸疲勞強(qiáng)度，又剛好滿足彎曲疲勞強(qiáng)度，所以結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。6.3 齒輪參數(shù)計(jì)算材料選擇：小齒輪 40C r（調(diào)質(zhì)）硬度 280HBs大齒輪 45#鋼（調(diào)質(zhì)）硬度 240HBs；（硬度差 40HBs）材料選擇：運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器速度不高，故選用 6 級(jí)和 7 級(jí)精度（GB10095-88）選擇初選螺旋角 β=14 度，取 Z1=21，Z2=4*21=84高速級(jí)斜齒輪、圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)選擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼(調(diào)40質(zhì))，硬度為 240HBS；減速器一般選用 7 級(jí)精度（GB10095-88）選擇 z1=20，由 z2= i 高 z1=53.45，圓整 z2=54則 i 高 = z2/z1=54/20=2.7Δ i= %=1%＜±2.5% ，u=2.7高 高高 －'i 高 = i 高 ’=2.7選取螺旋角，初選螺旋角 β=14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（以下公式、表、圖均出自《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ）d1t≥ ??23 )(1HEt zuTk??????① 試選載荷系數(shù) kt=1.6② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH=2.433③ 查閱資料可得， =0.78, =0.87,1??2??則： = + =0.78+0.87=1.65??1④ 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限=560Mpa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =531Mpa1mH? 21mH?⑤ 查閱資料可得，選取持寬系數(shù) =1d?⑥ 查閱資料可得，材料的彈性影響系數(shù) zE=200Mpa⑦ 查閱資料可得，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60·nⅢ JLh=60×1420×1×(1×8×300×10)=2.045×1010N2=N1/μ=2.045×10 10/2.7=7.574×109⑧ 查閱資料可得，接觸疲勞強(qiáng)度系數(shù) kHN1=1，k HN2=1.11⑨ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1％，安全系數(shù) s=1（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ）= =1×560＝ 560 Mpa??1H?skmHN= =1.11×531＝589.4 Mpa221（3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 dt=( + )/2=(560+589.4)/2=574.7 Mpa??H?1??2H41① d1t= =29mm32321.60.70.43()85??② 計(jì)算圓周速度v= = =2.1 m/s1063nt?.429160③ 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mntb=φ dd1t=1×29=29mm mnt= 1cos29cs14.3tz????h=2.25mnt=2.25×1.34=3.28mmb/h=29/3.28=8.84④ 計(jì)算縱向重合度 ??=0.318×1×21× =1.665???tan318.0Zd??14tan⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) k查閱資料可得，k A=1根據(jù) v=3 m/s，7 級(jí)精度，查閱資料可得，k v=1.15查閱資料可得，k Hβ 的計(jì)算公式kHβ =1.15+0.18(1+0.6φ d2)φ d2+0.31×10－3 ×b=1.15+0.18(1+0.6) +0.31×10－3 ×29=1.447查閱資料可得，k Fβ =1.31查閱資料可得，k Hα = kFα =1.4載荷系數(shù) k=kAkv kHβ kHα =1×1.4×1.447×1.4=2.31⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，d1=d1t =29 =32.77mm3t36.12⑦ 計(jì)算模數(shù) mnmn= 1cos.7cos4.592z?????（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)mn≥ ??321csFsaYdzYkT??????42確定計(jì)算參數(shù)① 計(jì)算載荷系數(shù)k=kAkv kFα kFβ =1×1.14×1.4×1.31=2.09② 根據(jù)縱向重合度 ε β ＝1.665，查閱資料可得，螺旋角影響系數(shù)Yβ =0.90③ 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zr1= = =22.5?31cos324?zr2= = =86.593238④ 查取齒形系數(shù)，由資料可得，Y Fa1=2.724， YFa2=2.284⑤ 查取應(yīng)力校正系數(shù)，Y sa1=1.568，Y sa2=1.727⑥ 查閱資料可得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 =560Mpa，大齒輪的彎曲疲勞極1FE?限 =531Mpa2FE?⑦ 查閱資料可得，彎曲疲勞壽命系數(shù)，K FN1=0.83，K FN2=0.87⑧ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) s＝1.4，= = =332 Mpa??1F?skFEN10.83564?= = =330Mpa2271.⑨ 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較??FsaY?= =0.01286??1FsaY?2.74.5683?= =0.011952Fsa..0大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計(jì)計(jì)算43mn≥ =1.1mm??3 2223586.1014cos.9.2FsaY?????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，m n＝2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=29z1= = =20nd?cos9cs42??取 z1=20，則 z2=uz1=2.9×27=78.3，圓整取 z2=79。（4）幾何尺寸計(jì)算① 計(jì)算中心矩a= = =102.3mm?cos2)(1nmz?(079)2cos14??圓整中心矩 a=120mm② 按圓整中心矩修正螺旋角β=arccos = arccos =14.36°azn2)(1?(2079)1.3??因 β 值改變不多，故參數(shù) 、 、z H 等不必修正。???k③ 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑d1= = =45.42mm?cosnmz0214.36?d2= = =162.89mmn79.?④ 計(jì)算齒輪寬度b= =1×29=29mm1d?圓整后取 B2=36mm，B 1=45mm低速級(jí)斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)① 材料及熱處理仍按高速級(jí)的選?、?精度選 7 級(jí)精度44③ 選小齒輪齒數(shù) z1=18，由 i 低 =3.842，則 z2= z1i 低＝3.842×18=69.158，圓整為 z2=70i 低 ′ =70/18=3.89，Δi= ×100%=±2.5%，μ =3.742低 低低 i??i 高 =3.84④ 選取螺旋角，初選螺旋角 β＝14°（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（a） d1t≥ ??321)(2HEdt zuTk??????① 試選載荷系數(shù)：k t=1.6② 查閱資料可得，選取區(qū)域系數(shù) zH=2.433③ 查閱資料可得： 86.071.2????則 49.121??????④ 查閱資料可得，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： 。1.60HmMPa? 1.2530HmMPa??⑤ 查閱資料可得選取齒輪系數(shù)： 1?d?⑥ 查閱資料可得材料的彈性影響系數(shù)： Pa8.9ZE＝⑦ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 83 1065.7)301(38.560nN??????jl＝41/.892⑧ 查閱資料可得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝0.93，K HN2＝0.96⑨ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取決效概率為 1％，安全系數(shù) S=L（《簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ）??130.936257.1HNmKMPaS?????24.08計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1t????12()/(576..)/254.7HH a??????45① 3 2312.6104.72189.438m957dt????（ ） ＝② 計(jì)算圓周速度 1.30.94/6061tnVs?????③ 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) mnt18dt?3coscs142.08nmtZ?????h＝2.25 m nt＝2.25×2.048＝4.608mm④ 計(jì)算縱向重合度 ??10.38ta.5dZ?????⑤ 計(jì)算載荷系數(shù) k查閱資料可得 KA＝1根據(jù) 級(jí)精度，查閱資料可得動(dòng)載系數(shù) Kv＝1.05，查閱資料可得.94/vms的計(jì)算公式：?H bd??????3210.6.0).1(8.05＝1.15+0.18（ 1+0.6）+0.31×10 -3×38＝1.43查閱資料可得 =1.32?HK查閱資料可得 2.1??F載荷系數(shù)： .05143.28AVHPk????⑥ 實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，查閱資料可得 33/82.1/69.78tdm???⑦ 計(jì)算模數(shù) mn1cos.05nz?（2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)， ??321csFsadnYZkTm???????46確定計(jì)算參數(shù)① 計(jì)算載荷系數(shù) 1.0341.293AVFPkK???????② 根據(jù)縱向重合度 ＝1.506，查閱資料可得螺旋角影響系數(shù) ＝0.88。? ?Y③ 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 133820.6cos4vZ???24337v④ 直取齒形系數(shù)（插值法）查閱資料可得 ＝2.768； ＝2.2253FaY4FaY⑤ 查取校正系數(shù)查閱資料可得 ＝1.558； ＝1.7653Sa4Sa⑥ 查閱資料可得小齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極MPaFE501??限 MPFE802??⑦ 查閱資料可得彎曲疲勞壽命系數(shù)： ＝0.91； ＝0.941FNK2FN⑧ 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)：S=1.4，??PaSKFENF 3254.1091?????M86.722⑨ 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較??FSaY????01327.32568..134????FSaY?..742?FSa大齒輪的數(shù)值大（3）設(shè)計(jì)計(jì)算47??322221.94.01.8cos141.569SaFn Ymm???? ??對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù) mn 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取 mn＝2，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度需要，接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度