新型減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論文（設(shè) 計(jì)）任 務(wù) 書</p><p>　　論文（設(shè)計(jì)）題目 新 型 減 速 器 設(shè) 計(jì) </p><p>　　院 系 名 稱 工 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) （班 級(jí)） </p><

2、;p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) 0 7 1 1 7 0 8 1 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　下發(fā)任務(wù)書日期 2011年2月18日</p&g

3、t;<p>　　現(xiàn)代機(jī)械裝置變速減速的特點(diǎn)分析</p><p>　　一般來(lái)講，能變速減速的機(jī)械裝置主要是指減速器和減速機(jī)，但是二者的區(qū)別很小。主要的區(qū)別是減速器是不帶電機(jī)的，減速器的結(jié)構(gòu)也和減速機(jī)不一樣，作為減速器來(lái)說(shuō)，它只是一個(gè)獨(dú)立的減速裝置。也就說(shuō)，它的附屬裝置是不存在的，同樣，還有一種機(jī)器叫做減速箱，減速箱的作用就是減少動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速，它的作用與減速器和減速機(jī)是非常相似的。同樣，減速箱中也沒(méi)有電

4、機(jī)，這點(diǎn)與減速器是相同的，而且這兩者之間還有一個(gè)共同點(diǎn)就是都是只有一個(gè)減速裝置，減速箱的減速裝置是被裝置于箱中的。</p><p>　　減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率高效、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)器中廣泛運(yùn)用。</p><p>　　新型減速器的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　新型減速器產(chǎn)生的原因：</p><p>

5、;　　①理論知識(shí)的日趨完善，更接近實(shí)際（如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根圓滑過(guò)渡、新結(jié)構(gòu)等）。</p><p>　?、诓捎煤玫牟牧?，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。</p><p><b>　?、劢Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。</b></p><p>　?、芗庸ぞ忍岣叩絀SO5－6級(jí)。</p>

6、<p>　?、葺S承質(zhì)量和壽命提高。</p><p><b>　?、逎?rùn)滑油質(zhì)量提高。</b></p><p>　　新型減速器的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)如下：</p><p>　　當(dāng)今世界各國(guó)減速器和齒輪技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)效率;二低即低噪聲、低成本;二化即標(biāo)

7、準(zhǔn)化、多樣化。減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展,在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平,因此,我們要大力開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術(shù)。其具體的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p>　　①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。</p><p>　?、诜e木式組合設(shè)計(jì)?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互

8、換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。</p><p>　?、坌褪蕉鄻踊?，變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。</p><p>　　新型減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則分析</p><p><b>　　減速器概述</b></

9、p><p>　　第一節(jié) 減速器的主要型式及其特性</p><p>　　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)械中應(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)

10、、多級(jí)；按傳動(dòng)布置方式不同主要分為：展開式、同軸式、分流式；按傳遞功率的大小不同可分為：小型、中型、大型；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。 </p><p>　　以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比： </p><p><b>　　一、圓柱齒輪減速器</b></p><p>　　當(dāng)傳動(dòng)

11、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)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡(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：</p><p>　?。?）軸的剛度宜取大些

12、；</p><p>　?。?）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；</p><p>　?。?）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，其中較輕的齒輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入

13、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—70m/s，甚至高達(dá)150 m/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

14、如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開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)度方向的尺寸是漸開線齒輪減速器約30％。</p><p>　　二、圓錐齒輪減速器 </p><p>　　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

15、。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。</p><p><b>　　三、蝸桿減速器 </b></p><p>　　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

16、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)生過(guò)多，最好采用蝸桿在上式。</p><p>　　四、齒輪-蝸桿減速器 </p><p>　　它有齒輪傳

17、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。 </p><p>　　在傳動(dòng)裝置領(lǐng)域, 蝸桿傳動(dòng)減速器一直以其大速比、高緊湊、低噪聲著稱, 在一定的體積限制下, 單級(jí)蝸桿傳動(dòng)通?？梢灶I(lǐng)先于各種傳動(dòng)方式, 做到最大的速比, 最大時(shí)可達(dá)100甚至更高。在一定的速比條件下, 蝸桿傳動(dòng)可以做到體積最小, 由于其輸入軸與輸出軸呈空間異面垂直型式,蝸桿副的外包輪廓是各種主流傳動(dòng)副中最小的,其高緊湊的

18、優(yōu)勢(shì)非常顯著。因此, 蝸桿傳動(dòng)大量應(yīng)用于各種高精度測(cè)量?jī)x器或設(shè)備、低速直線傳動(dòng)裝置(如絲杠升降機(jī))、紡織機(jī)械、攪拌裝置、纜車等等。硬齒面減速器是近10年來(lái)逐步興起的新型傳動(dòng)裝置, 由于齒輪材料的滲碳淬火工藝與磨齒工藝問(wèn)題的解決, 以及裝配工藝的同步升級(jí),逐漸發(fā)展成為當(dāng)前的主流減速器之一。</p><p>　　相對(duì)于早期的軟齒面或中硬齒面減速器, 硬齒面減速器主要采用低碳合金鋼作為齒輪材料, 經(jīng)滲碳淬火后,使齒輪達(dá)

19、到齒面硬、心部韌的硬度分布, 在高強(qiáng)度與抗沖擊方面獲得較好的綜合性能, 尤其適用于重載傳動(dòng)。綜合蝸桿傳動(dòng)和硬齒面減速器,提出一種新型的傳動(dòng)組合方式, 可充分發(fā)揮圓弧蝸桿傳動(dòng)與漸開線硬齒面圓柱齒輪傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì),在實(shí)現(xiàn)雙級(jí)減速器中間速比區(qū)間的同時(shí), 使蝸桿傳動(dòng)的功率范圍得到較大幅度延伸, 同時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)思想, 即參數(shù)與結(jié)構(gòu)兩方面同時(shí)實(shí)現(xiàn)模塊化組合, 設(shè)計(jì)出系列化產(chǎn)品。</p><p>　　通過(guò)比較，我選定齒輪—蝸桿

20、減速器。</p><p><b>　　第二節(jié) 減速器結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　近年來(lái)，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。其中傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)介紹如下：</p><p>　　一、傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) </p><p>　　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

21、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

22、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。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。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示等均可從有關(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

23、和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸</p><p>　　二、新型減速器結(jié)構(gòu) </p><p>　　齒輪—蝸桿二級(jí)減速器 、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)：</p><p>　?。?）在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔。</p><p>　?。?）在輸入軸和輸

24、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。 </p><p>　?。?）輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(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，新型減速器結(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。</p><p>&l

25、t;b>　　三、新型減速器潤(rùn)滑</b></p><p>　　圓周速度v≤12m/s一15 m/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(0.5 m/s一0.8 m/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

26、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。</p><p>　　減速器油池的容積平均可按1kW約需0.35L一0.7L潤(rùn)滑

27、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)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤(rùn)滑的油量一般不少于0．5L/kW。圓周速度v>12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤(rùn)滑，因?yàn)椋?lt;/p><p>　　1)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；</p&

28、gt;<p>　　2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；</p><p>　　3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；</p><p>　　4)加速潤(rùn)滑油的氧化和降低潤(rùn)滑性能等等。</p><p>　　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

29、度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度v≤20m/s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。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大些，以便熱油迅速排出。</p><p>　　蝸桿

30、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

31、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。</p><p><b>　　傳動(dòng)方案的擬定</b></p><p><b>　　傳動(dòng)方案的擬定</b></p><p>　　機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。其中

32、傳動(dòng)裝置是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)的中間裝置。它常具備減速（或是增速）、改變運(yùn)動(dòng)形式或運(yùn)動(dòng)方向以及將動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞與分配的作用。傳遞裝置是機(jī)械的重要組成部分。傳遞裝置的質(zhì)量和成本在整部機(jī)器中占有很大的比重，整部機(jī)器的性能、成本費(fèi)用以及整體尺寸在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)狀況，因此，合理的擬定傳動(dòng)方案是機(jī)械設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的組成部分。</p><p>　　合理的傳動(dòng)方案首先應(yīng)滿足工作機(jī)的性能（例如傳動(dòng)功

33、率、轉(zhuǎn)速以及運(yùn)動(dòng)方式）的要求，另外還要與工作條件（工作環(huán)境、工作場(chǎng)地、工作時(shí)間）相適應(yīng)。同時(shí)還要求工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，傳遞效率高，使用維護(hù)方便，工藝性和經(jīng)濟(jì)性好。</p><p>　　由于單級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般較小，而二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比較大，所以設(shè)計(jì)的新型減減速器選用二級(jí)傳動(dòng)。所設(shè)計(jì)的減速器的方案有：</p><p>　　蝸桿在渦輪之上的齒輪—蝸桿二級(jí)減速器</p>&

34、lt;p>　　蝸桿在渦輪之下的齒輪—蝸桿二級(jí)減速器</p><p>　　蝸桿在渦輪之上的蝸桿—齒輪二級(jí)減速器</p><p>　　蝸桿在渦輪之下的蝸桿—齒輪二級(jí)減速器</p><p>　　常見(jiàn)的齒輪與蝸桿組合的二級(jí)減速器是蝸桿傳動(dòng)在低速級(jí)，齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)，所以新型減速器我選擇與之相反的傳動(dòng)方式，即蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)，齒輪傳動(dòng)在低速級(jí)，具體的設(shè)計(jì)功能原理設(shè)計(jì)中說(shuō)

35、明。</p><p>　　第二節(jié) 新型減速器的功能原理設(shè)計(jì)</p><p>　　1、蝸輪齒輪二級(jí)級(jí)減速器傳動(dòng)原理</p><p>　　蝸輪齒輪雙級(jí)減速器高速級(jí)采用圓環(huán)面包絡(luò)圓柱蝸桿傳動(dòng), 低速級(jí)采用硬齒面漸開線圓柱齒輪傳動(dòng), 其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1所示。</p><p>　　圖1中低速級(jí)齒輪軸與蝸輪同軸, 減速器轉(zhuǎn)矩由蝸桿輸入, 經(jīng)蝸桿副傳遞

36、給低速級(jí)圓柱齒輪副, 由輸出軸輸出。減速器高速級(jí)采用的蝸桿傳動(dòng)齒形為型, 又稱為尼曼齒制, 是德國(guó)尼曼教授( GustavNiemann)發(fā)明的一種新型高承載蝸桿傳動(dòng)齒制。蝸桿采用磨削工藝, 其創(chuàng)成螺旋面為砂輪法截面圓弧刃廓, 砂輪上的圓弧段刃廓在蝸桿旋轉(zhuǎn)的同時(shí), 沿蝸桿軸向按照設(shè)計(jì)導(dǎo)程移動(dòng), 包絡(luò)形成 齒廓。其齒廓成形原理如圖2所示。</p><p>　　圖2為蝸桿法向截面內(nèi)的齒廓形狀示意圖,表示蝸桿齒廓成形圓

37、弧半徑, 由砂輪經(jīng)修整器修整后形成, 其取值一般按下式計(jì)算。</p><p>　　= (5～6) ×m (1)</p><p>　　式中, m 為蝸桿軸截面模數(shù)值, mm。</p><p>　　圖3為砂輪安裝位置圖, 在蝸桿齒廓實(shí)際磨削中存在三個(gè)基本運(yùn)動(dòng), 蝸桿沿自身軸線低速旋轉(zhuǎn)(蝸桿進(jìn)給運(yùn)動(dòng)) 、砂輪沿自身軸線高速旋轉(zhuǎn)

38、(產(chǎn)生切削運(yùn)動(dòng)) 、砂輪沿蝸桿軸線方向平移(螺旋線運(yùn)動(dòng)) , 砂輪刃廓在蝸桿工件齒廓部位磨削形成圓弧包絡(luò)。</p><p>　　從 圓環(huán)面包絡(luò)圓柱蝸桿齒廓成形過(guò)程可以看出, 蝸桿傳動(dòng)在嚙合過(guò)程中比普通蝸桿傳動(dòng)具有更長(zhǎng)的接觸線, 同時(shí)由于分度圓壓力角取(普通蝸桿傳動(dòng)取) , 蝸桿傳動(dòng)的承載能力有較大幅度提高。多年的實(shí)踐證明, 在基本條件相同的情況下, 蝸桿傳動(dòng)與普通蝸桿傳動(dòng)相比, 其承載能力提高50%～150%

39、, 傳動(dòng)效率提高8%～15%, 傳動(dòng)比越小、速度越高。減速器低速級(jí)采用的漸開線圓柱齒輪傳動(dòng),是目前應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)形式。漸開線由于具有可分特性, 對(duì)中心距變化不敏感, 在傳動(dòng)副中心距有微小變化時(shí), 可以保持傳動(dòng)比穩(wěn)定, 容易實(shí)現(xiàn)中心距配湊, 因此在實(shí)際應(yīng)用中具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力, 尤其適用于系列化減速器的中心距型譜設(shè)計(jì)。漸開線齒輪的加工方法極為豐富(滾齒、插齒、磨齒、剃齒等等) , 相關(guān)的加工設(shè)備也得到極大程度的發(fā)展。在本產(chǎn)品中, 采用

40、進(jìn)口數(shù)控成形磨齒機(jī), 使齒輪副精度穩(wěn)定在6級(jí)(GB/T 1009511/2-2001 ) , 并采用齒廓修形技術(shù), 根據(jù)齒輪的受力情況進(jìn)行齒廓及齒向修形,減小內(nèi)部沖擊, 使齒輪副的嚙合平穩(wěn)性得到保證, 最大程度地發(fā)揮其承載能力。</p><p><b>　　3　傳動(dòng)組合的優(yōu)勢(shì)</b></p><p>　　傳動(dòng)效率是決定傳動(dòng)裝置承載能力的主要參數(shù), 因此, 增大轉(zhuǎn)矩體積

41、比(承載能力的特征量)最有效的方法就是提高傳動(dòng)效率。蝸桿傳動(dòng)是一種傳動(dòng)效率較低的傳動(dòng)方式(相對(duì)于齒輪傳動(dòng)) , 尤其是速比較大時(shí)。蝸桿傳動(dòng)效率計(jì)算公式如下。</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　(2)式中, 為蝸桿傳動(dòng)效率;為螺旋升角, γ=; 其中為當(dāng)量摩擦角, = arctan , 為當(dāng)量摩擦系數(shù), 與相對(duì)滑動(dòng)速度成非線性反比關(guān)系, 如

42、圖4所示。蝸桿采用低碳合金鋼,經(jīng)滲碳淬火后磨齒, 蝸輪采用錫青銅。</p><p>　　在式(2)中, 螺旋升角一般遠(yuǎn)大于當(dāng)量摩擦角, 而與蝸桿頭數(shù)成線性正比, 因此在其他條件確定的情況下, 蝸桿頭數(shù)是決定蝸桿傳動(dòng)承載能力的關(guān)鍵參數(shù), 蝸桿頭數(shù)與傳動(dòng)效率概略值關(guān)系如圖5所示。式( 3)中當(dāng)量摩擦角減小時(shí), 蝸桿傳動(dòng)效率隨之增大; 當(dāng)趨近于0時(shí), 蝸桿傳動(dòng)效率趨近于1。因此當(dāng)量摩擦角成為決定蝸桿傳動(dòng)效率的另一重要因

43、素。</p><p>　　由圖4可以看出, 當(dāng)從0.01 m/s增大至0.25 m/s時(shí), 從急劇減小至, 減小近一倍。表明嚙合表面在較低相對(duì)滑動(dòng)速度時(shí),并沒(méi)有形成動(dòng)壓油膜, 而是處于滑動(dòng)摩擦與邊界摩擦的混合摩擦狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到0.25 m/s時(shí),動(dòng)壓油膜逐漸形成, 油膜的摩擦隔離作用逐漸顯現(xiàn), 使得在低速段<0.25區(qū)間內(nèi)急劇減小一半。當(dāng)達(dá)到1.0 m/s時(shí), 降至, 減小值明顯增大, 說(shuō)明動(dòng)壓油膜初步形成,

44、 混合摩逐漸過(guò)渡到液體內(nèi)摩擦。當(dāng)達(dá)到5.0m/s時(shí), 的減小趨于平穩(wěn), 說(shuō)明動(dòng)壓油膜已經(jīng)完全形成, 并趨于穩(wěn)定, 此時(shí)嚙合表面不再相互接觸, 嚙合過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆囊后w內(nèi)摩擦。通過(guò)以上分析, 相對(duì)滑動(dòng)速度在5 m/s附近或大于此值時(shí), 當(dāng)量摩擦角趨近于一個(gè)極小值,蝸桿傳動(dòng)效率趨近于一個(gè)極大值, 當(dāng)繼續(xù)增大至24 m/s時(shí), 蝸桿傳動(dòng)效率趨近于最大值。因此, 將蝸桿傳動(dòng)布置于高速級(jí), 有利于保證其較高的相對(duì)滑動(dòng)速度, 形成穩(wěn)定的動(dòng)壓油膜,

45、從而最大程度地提高蝸桿傳動(dòng)的效率。較高相對(duì)滑動(dòng)速度有利于形成動(dòng)壓油膜。由于動(dòng)壓油膜固有的彈性、動(dòng)態(tài)變化性與吸振性, 當(dāng)油膜進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí), 如果受到外界載荷作用, 會(huì)產(chǎn)生低</p><p>　　減速器低速級(jí)采用硬齒面漸開線圓柱齒輪傳動(dòng), 齒輪副采用低碳合金鋼材料, 經(jīng)滲碳淬火后磨齒, 使硬化層沿齒面呈仿形分布, 齒面硬度58～62 HRC, 在齒根部位, 采用噴丸工藝, 使齒輪彎曲強(qiáng)度極大強(qiáng)化。齒面硬度沿徑向

46、呈梯度緩降分布, 確保心部硬度30～ 40HRC, 從而使輪齒成為表面硬而心部韌的懸臂梁。采用大螺旋角的斜齒輪, 以進(jìn)一步增強(qiáng)了輪齒的彎曲強(qiáng)度。因此, 與工作機(jī)聯(lián)接的低速級(jí)采用硬齒面齒輪副, 在具有高的耐磨性的同時(shí), 依靠穩(wěn)定的高精度與輪齒心部韌性, 具備較高的抗沖斷性能, 在面對(duì)工作機(jī)的各種惡劣工況(如強(qiáng)沖擊、頻繁正反轉(zhuǎn)、頻繁起停等)時(shí), 具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力, 使減速器的應(yīng)用范圍得到最大可能的擴(kuò)展。</p><p&

47、gt;　　3 新型減速器的結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計(jì)</p><p>　　減速器的結(jié)構(gòu)由總體傳動(dòng)布局決定(圖1) ,將蝸桿傳動(dòng)布置于底部, 使蝸桿副嚙合部位完全浸油, 以利于形成動(dòng)壓油膜; 將齒輪傳動(dòng)布置于上部, 以保證合理的中心高, 提高箱體的空間利用率。減速器采用方形箱體、分體結(jié)構(gòu)、多面安裝。分箱面設(shè)置于齒輪傳動(dòng)平面, 以便于裝拆與維修。所有軸系采用簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu), 以減小軸變形對(duì)傳動(dòng)副嚙合質(zhì)量的影響。</p>

48、;<p>　　箱體采用常用的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu), 灰鑄鐵鑄造而成。箱體剛性是決定軸承壽命、保證傳動(dòng)副正確嚙合的重要因素。因此, 我們?cè)谶M(jìn)行箱體設(shè)計(jì)時(shí), 以提高箱體剛性為最高目標(biāo), 選用合適的壁厚、軸承座寬度、肋板形狀與合理的布置, 同時(shí)對(duì)外觀采用工業(yè)設(shè)計(jì)方法, 對(duì)散熱片的形狀、尺寸、間距、方向與分布, 以及實(shí)現(xiàn)多面安裝底腳的安裝面、緊固型腔的形狀尺寸與布置, 油標(biāo)、透氣塞、放油塞的布置, 進(jìn)行綜合考慮, 多方案篩選, 力求在箱體剛

49、度、安裝易用、外觀美化方面得到高度統(tǒng)一。箱體的外觀如圖6所示。</p><p><b>　　4　 結(jié)論</b></p><p>　　蝸輪齒輪雙級(jí)減速器將蝸桿傳動(dòng)布置于高速級(jí), 齒輪傳動(dòng)布置于低速級(jí), 使蝸桿副嚙合面之間易于形成動(dòng)壓油膜, 有利于提高蝸桿傳動(dòng)承載能力與傳動(dòng)平穩(wěn)性; 低速級(jí)采用硬齒面齒輪傳動(dòng), 使減速器增強(qiáng)對(duì)高沖擊等惡劣工況的適應(yīng)能力。</p>

50、;<p>　　新型減速器設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)鑄工車間的砂型運(yùn)輸設(shè)備。該傳送設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、減速器、和輸送帶組成。每日兩班制工作，工作期限為10年，每年按300個(gè)工作日計(jì)算。</p><p><b>　　已知條件：</b></p&

51、gt;<p>　　輸送帶直徑d=400mm,傳送帶運(yùn)行速度v=0.6m/s,輸送帶軸所需拉力F=10000N。</p><p><b>　　新型減速器概述</b></p><p>　　CWG蝸桿出軸型雙級(jí)蝸輪齒輪減速器是由圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)與硬齒面圓柱齒輪傳動(dòng)組合而成的。該系列減速器主要用于冶金、礦山、化工、建筑、紡織、輕工等行業(yè)。</p>

52、<p><b>　　具有如下特點(diǎn)：</b></p><p>　　1  中心距、中心高、傳動(dòng)比采用優(yōu)先數(shù)系的優(yōu)先數(shù)；</p><p>　　2   蝸輪蝸桿參數(shù)、齒輪參數(shù)及結(jié)構(gòu)均經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)；</p><p>　　3   蝸桿、齒輪采用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度低碳合金鋼，經(jīng)滲碳、淬火、磨銷，齒面硬

53、度高，精度高；</p><p>　　4   傳動(dòng)效率高、噪聲低，與雙級(jí)齒輪蝸輪減速器相比傳動(dòng)效率可提高10％左右，結(jié)構(gòu)先進(jìn)．性能可靠。</p><p>　　減速器工作條件應(yīng)符合下列要求：</p><p>　　1   減速器均適用于正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，輸入軸最高轉(zhuǎn)速不大于1500r/min。</p><p>　

54、　2  雙軸型減速機(jī)工作環(huán)境溫度-40℃～+40℃，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，啟動(dòng)前潤(rùn)滑油必須加溫到0℃以上，當(dāng)環(huán)境溫度高于40℃時(shí)，必須采取冷卻措施。</p><p>　　3   減速器潤(rùn)滑采用蝸輪蝸桿油進(jìn)行潤(rùn)滑</p><p>　　根據(jù)以上條件進(jìn)行減速器蝸桿齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)&l

55、t;/b></p><p><b>　　傳動(dòng)方案的確定</b></p><p>　　眾所周知，減速器的核心是其傳動(dòng)裝置，而減速器的外形以及其他各個(gè)部分的大小形狀以及尺寸都是根據(jù)傳動(dòng)裝置的大小和位置而確定的，因此對(duì)減速器的改進(jìn)首先應(yīng)把重點(diǎn)放在傳動(dòng)裝置上。</p><p>　　通常情況下，傳動(dòng)裝置主要是齒輪（直齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪，主齒輪

56、，人字齒等等），渦輪蝸桿傳動(dòng)。雖然大的方向沒(méi)有改變，但是隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，越來(lái)越多的新型齒形被開發(fā)出來(lái)并應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活當(dāng)中。通過(guò)查閱大量的資料，我得知近些年來(lái)新型蝸桿的齒形技術(shù)有了很大的發(fā)展，與此同時(shí)，對(duì)新材料的開發(fā)和研制也取得了重大的突破。我對(duì)自己所設(shè)計(jì)的新型減速器有了大致的思路，那就是設(shè)計(jì)新型的蝸桿齒輪二級(jí)減速器。對(duì)其改進(jìn)主要放在蝸桿的齒形以及齒輪和渦輪蝸桿的材料上。</p><p>　　通過(guò)進(jìn)一步的

57、計(jì)算和驗(yàn)證，以及考慮到方方面面的因素，我決定選用蝸桿在渦輪之下的齒輪—蝸桿二級(jí)減速器。即高速級(jí)用蝸桿渦輪傳動(dòng)，低速級(jí)用齒輪傳動(dòng)。電動(dòng)機(jī)主軸經(jīng)聯(lián)軸器與輸入軸—蝸桿軸直接相連，輸出軸經(jīng)聯(lián)軸器與輸送帶帶輪相連。其傳動(dòng)裝置方案如下圖1所示</p><p>　　第二節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　1．選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　根據(jù)用途選擇Y系列一般用途的

58、的全封閉自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　2．選擇電動(dòng)機(jī)功率</b></p><p>　　輸送帶所需功率為==kW=6.0 kW</p><p>　　查表知，取一對(duì)軸承效率=0.99，蝸桿渦輪傳動(dòng)效率=0.9（四頭蝸桿），斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)效率=0.97，去聯(lián)軸器效率=0.99，得電動(dòng)機(jī)到工作幾機(jī)間的總效率為</p>

59、<p>　　==0.90.97=0.8219</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需工作功率為6.0/0.8219=7.3 kW</p><p>　　查表知，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為=7.5 kW</p><p><b>　　3．確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　輸送帶輪的工作轉(zhuǎn)速為</p>

60、<p>　　==1000600.6/400=28.65 r/min</p><p>　　查表知，單級(jí)蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)比=10～40，圓柱齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比=3～6，則總傳動(dòng)比范圍為</p><p>　　==（10～40）（3～6）=30～240 r/min</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為</b></p><

61、p>　　=28.65（30～240）=859.44～6875.49r/min</p><p>　　查表知，符合這一要求的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min，綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和價(jià)格，選取1500r/min的電動(dòng)機(jī)比較合適，其滿載轉(zhuǎn)速為1420 r/min，型號(hào)為Y132M-4。即=1420 r/min.</p>

62、<p><b>　　傳動(dòng)比的計(jì)算及分配</b></p><p><b>　　1.總傳動(dòng)比</b></p><p>　　=/=1420/28.65=49.56</p><p><b>　　2.分配傳動(dòng)比</b></p><p>　　低速級(jí)傳動(dòng)比為（0.03～0.06）

63、=1.5～3.0，=16.52～33.04，為使結(jié)構(gòu)緊湊且大齒輪不致過(guò)大，取=2.5，所以=19.82</p><p>　　第四節(jié) 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p><b>　　1.各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　=1420 r/min</p><p>　　==1420 r/min</p>

64、;<p>　　=/=71.645 r/min</p><p>　　=/=28.66 r/min</p><p>　　==28.66 r/min</p><p><b>　　2.各軸功率</b></p><p>　　==7.30.99=7.227 kW</p><p>　　==7.22

65、70.90.99=6.439 kW</p><p>　　==6.4390.970.99=6.184 kW</p><p>　　==6.1840.990.99=6.061 kW</p><p><b>　　3．各軸轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　=9550=95507.3/1420=49.095</p>&

66、lt;p>　　=9550=95507.227/1420=48.604</p><p>　　=9550=95506.439/71.645=858.294</p><p>　　=9550=95506.184/28.66=2060.614</p><p>　　=9550=95506.061/28.66=2019.628</p><p><

67、;b>　　傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　高速級(jí)渦輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1. 選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)</p><p>　　考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度不太高且有相對(duì)滑動(dòng)速度，蝸桿采用低碳合金鋼材料20Cr或20CrMnTi，齒面經(jīng)滲碳淬火硬度為HRC58～63，, 齒面粗糙度Ra=0.8。為了保證質(zhì)量

68、,蝸桿的加工工藝流程為：毛坯—粗車—正火—精車一車蝸桿齒形—滲碳淬火—研磨中心孔—銑鍵槽—磨外圓—磨齒形。渦輪采用離心鑄造的錫青銅ZCuSn10—1，選用6級(jí)精度。</p><p>　　2. 確定蝸桿頭數(shù)和渦輪齒數(shù)</p><p>　　由上圖可知:在其他條件相同的情況下，蝸桿的頭數(shù)與傳動(dòng)效率成正比，所以頭數(shù)越多越好。在綜合考慮到保證傳動(dòng)效率、制造難度和成本的前提下，取=4，則==19.82

69、4=79.28，取=79。</p><p>　　3.初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸</p><p>　　因?yàn)槭情]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，傳動(dòng)尺寸主要取決于齒面的接觸疲勞強(qiáng)度以以防止齒面的點(diǎn)蝕和膠合，但須校核輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度。則有</p><p>　　1）渦輪傳遞轉(zhuǎn)矩=858.294=858294</p><p>　　2）載荷系數(shù),查表10—6知工作情況系數(shù)=

70、1.15；</p><p>　　設(shè)渦輪圓周速度<3m/s</p><p>　　取動(dòng)載系數(shù)=1.0,；</p><p>　　因工作載荷平穩(wěn)，故取齒向載荷載荷分配系數(shù)=1.0，則</p><p><b>　　=1.15</b></p><p>　　3）許用接觸應(yīng)力=,其中</p>

71、<p>　　轉(zhuǎn)速系數(shù)==0.75</p><p>　　壽命系數(shù)0.897<1.6</p><p>　　接觸疲勞極限,查表可知=425Mpa</p><p>　　接觸疲勞最小安全系數(shù)自定為=1.3</p><p>　　將數(shù)據(jù)代入其中，計(jì)算得</p><p>　　==0.750.897425/1.3=219

72、.94 Mpa</p><p>　　4) 彈性系數(shù)=147，則模數(shù)m和分度圓的直徑</p><p>　　=91.15858294=635.84</p><p>　　查表知選取m=4mm, q=10,=40mm,則=640</p><p><b>　　4.計(jì)算傳動(dòng)尺寸</b></p><p>　?。?/p>

73、1）渦輪分度圓直徑為</p><p>　　=m=479=316mm</p><p><b>　　(2)傳動(dòng)中心距</b></p><p>　　a=(+)/2=178mm</p><p>　　5.驗(yàn)算渦輪圓周速度、相對(duì)滑動(dòng)速度以及傳動(dòng)總效率</p><p><b>　　1）渦輪圓周速度&l

74、t;/b></p><p><b>　　<3m/s</b></p><p>　　與初選相符合，取取動(dòng)載系數(shù)=1.0合適</p><p><b>　　2）導(dǎo)程角</b></p><p>　　由=44/40=0.4,得</p><p><b>　　3）相對(duì)滑

75、動(dòng)速度</b></p><p><b>　　<26 m/s</b></p><p>　　與初選值相符，選用材料合適</p><p><b>　　4）傳動(dòng)總效率</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　查表知，

76、當(dāng)量摩擦角==，又已知</p><p>　　所以傳動(dòng)嚙合效率=（0.4/0.44）=90.87</p><p>　　油的攪動(dòng)和飛濺損耗時(shí)的效率 =0.99</p><p>　　軸承效率 =0.99</p><p>　　所以傳動(dòng)總效率==89.06</p><p>　　與初選值相差很小，選用材料合適</p>

77、<p><b>　　驗(yàn)算蝸桿抗彎強(qiáng)度</b></p><p>　　蝸桿齒根抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算公式為</p><p>　　式中=1.15, =858294,m=4mm, =316mm</p><p><b>　　現(xiàn)在求渦輪齒寬</b></p><p>　　=2=24（0.5+）=30.53mm

78、 取=32mm</p><p>　　許用彎曲疲勞應(yīng)力=，自取=1.4，查表知</p><p>　　齒根彎曲疲勞極限=190Mpa, 所以=135.714 Mpa</p><p>　　又=（21.15858294）/(432316)=48.8 Mpa<</p><p><b>　　抗彎強(qiáng)度足夠</b></p&g

79、t;<p>　　計(jì)算蝸桿傳動(dòng)其他尺寸</p><p><b>　　1）蝸桿</b></p><p>　　齒頂高 ==14=4mm</p><p>　　全齒高 =2+c, c=m=0.8, 所以=8.8mm</p><p>　　齒頂圓直徑 =+2=48mm</p><

80、p>　　齒根圓直徑 =-2-2c=30.4mm</p><p><b>　　蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度為</b></p><p>　?。?1+0.06）m=62.96,取=100mm</p><p>　　蝸桿軸向齒距 ==12.56mm</p><p>　　蝸桿螺旋線導(dǎo)程 ==50.24mm</p>

81、<p><b>　　2) 渦輪</b></p><p>　　齒頂圓直徑 = m+2=324mm</p><p>　　齒根圓直徑 =-2-2c=316-9.6=306.4mm</p><p>　　外圓直徑 +1.5m=330mm</p><p><b>　　渦輪齒寬</b>

82、;</p><p>　　=2==30.53mm 取=32mm</p><p>　　齒寬角 =2=2=</p><p>　　咽喉母圓半徑 /2=178-324/2=16mm</p><p>　　輪緣寬度 =36mm,取b=36mm</p><p><b>　　熱平衡計(jì)算</b>

83、;</p><p>　　取油溫t=70，周圍的空氣溫度=20,通風(fēng)良好。取,傳動(dòng)總效率89.06，則散熱面積為</p><p><b>　　==1.05</b></p><p>　　低速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　選擇材料、熱處理方式和公差等級(jí)</p><p>　　減速器低速級(jí)采

84、用硬齒面漸開線圓柱齒輪傳動(dòng), 齒輪副采用低碳合金鋼材料20Cr或20CrMnTi, 經(jīng)滲碳淬火后磨齒, 使硬化層沿齒面呈仿形分布, 齒面硬度58～62 HRC, 在齒根部位, 采用噴丸工藝, 使齒輪彎曲強(qiáng)度極大強(qiáng)化。齒面硬度沿徑向呈梯度緩降分布, 確保心部硬度30～40HRC, 從而使輪齒成為表面硬而心部韌的懸臂梁。經(jīng)查圖，取＝＝1500MPa， ＝＝500Mpa。采用大螺旋角的斜齒輪, 以進(jìn)一步增強(qiáng)了輪齒的彎曲強(qiáng)度。齒輪精度按GB/T

85、10095－1998，選擇６級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。</p><p>　　初步計(jì)算傳動(dòng)的主要尺寸</p><p>　　因?yàn)槭怯昌X面閉式傳動(dòng)，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。其設(shè)計(jì)公式為</p><p>　　1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=2060614</p><p><b>　　2）確定齒數(shù)</b><

86、;/p><p>　　因?yàn)槭怯昌X面，故初定＝33，＝＝2.5×33＝82.5，取=83；</p><p>　　傳動(dòng)比誤差 i＝/=83/33＝2.515</p><p><b>　　,允許</b></p><p><b>　　3） 初選齒寬系數(shù)</b></p><p>

87、　　按非對(duì)稱布置，由表查得＝0.6</p><p><b>　　4） 初選螺旋角</b></p><p>　　由于大螺旋角的斜齒輪, 可以進(jìn)一步增強(qiáng)了輪齒的彎曲強(qiáng)度所以初定螺旋角＝</p><p><b>　　5） 載荷系數(shù)K</b></p><p>　　使用系數(shù)工作機(jī)輕微沖擊，原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，所

88、以查表得＝1.25</p><p>　　動(dòng)載荷系數(shù)估計(jì)齒輪圓周速度v＝0.395 m/s查圖得＝1.01;</p><p>　　齒向載荷分布系數(shù),預(yù)估齒寬b＝80mm 查圖得＝1.171，初取b/h＝6，再查圖得＝1.14</p><p>　　齒間載荷分配系數(shù) 查表得＝＝1.1</p><p>　　載荷系數(shù)K＝ =1.25×1.01

89、×1.1×1.14＝1.58</p><p>　　6） 齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)</p><p>　　當(dāng)量齒數(shù) ＝/＝33/＝39.77</p><p>　?。?＝83/＝100.03</p><p>　　查圖得＝2.40 ＝2.15 ＝1.65 ＝1.80</p><p>　　7）

90、重合度系數(shù)</p><p>　　端面重合度近似為＝[1.88-3.2×]＝【1.88－3.2×（1/33＋1/83）】×＝1.564</p><p>　　＝arctan（tan/）＝arctan（tan/ ）＝</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　則重合度系數(shù)為＝0.

91、25+0.75/＝0.73</p><p>　　8） 螺旋角系數(shù)</p><p>　　=1—0.25=1—0.25=0.75 (大于等于1時(shí)取為1)</p><p>　?。?－＝0.833></p><p>　　9） 許用彎曲應(yīng)力</p><p>　　安全系數(shù)由表查得＝1.25</p&

92、gt;<p>　　工作壽命兩班制，10年，每年工作300天</p><p>　　小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)＝60nk＝60×71.645×1×10×300×2×8＝2.0634</p><p>　　大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)＝/＝2.0634/2.515＝8.204</p><p>　　查圖得壽命系數(shù)=0.9

93、6, =0.99;實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)=2.0,查圖取尺寸系數(shù)=1</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力 =768Mpa</p><p><b>　　=792 Mpa</b></p><p>　　==0.00516 ==0.00486</p><p>　　比較 與，取較大者即取=0.00516</p>

94、<p>　　10) 計(jì)算模數(shù)</p><p><b>　　==3.02mm</b></p><p>　　按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取=4mm</p><p>　　11) 初算主要尺寸</p><p>　　初算中心距=246.89,取a=250mm</p><p&g

95、t;<b>　　修正螺旋角</b></p><p>　　分度圓直徑=142.241mm</p><p>　　=357.759mm</p><p>　　齒寬,取=96mm, =88mm</p><p>　　齒寬系數(shù)=0.619</p><p>　　12) 驗(yàn)算載荷系數(shù)K</p>&

96、lt;p>　　圓周速度，查得=1.01</p><p>　　按=0.619，=88mm，</p><p>　　查表得＝A+B+=1.05+0.260.38316+0.01408=1.164，</p><p><b>　　又因9.78</b></p><p>　　查圖得=1.16，＝1.25，＝＝1.1</p&

97、gt;<p>　　則載荷系數(shù)K＝=1.611，又＝0.833</p><p>　　修正后＝[1.88-3.2×]</p><p>　?。絒1.88－3.2×（1/33＋1/83）]×0.928＝1.619，</p><p>　?。?.25+0.75/＝0.7133，大于1取=1。</p><p>&

98、lt;b>　　從而得 </b></p><p>　　==2.96mm<4mm</p><p>　　故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　3．校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度</p><p>　　1） 載荷系數(shù)</p><p>　?。?.25，=1.01，＝1.164， ＝＝1.1&l

99、t;/p><p>　　則載荷系數(shù)K＝=1.617</p><p>　　2） 查表確定各系數(shù)</p><p>　　材料彈性系數(shù),查表得=189.8</p><p>　　節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù),查圖得=2.37</p><p>　　重合度系數(shù),計(jì)算得得=因?yàn)?gt;1,取=1</p><p><b&g

100、t;　　所以==0.786</b></p><p>　　螺旋角系數(shù),,計(jì)算得得==0.9633</p><p>　　3） 許用接觸應(yīng)力</p><p>　　試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限＝＝1500MPa</p><p>　　壽命系數(shù)查圖得=0.96, =0.99；工作硬化系數(shù)=1；</p><p>　

101、　安全系數(shù)查表得=1.05；尺寸系數(shù)查表得=1，則許用接觸應(yīng)力為： </p><p>　　[]= ()/=1371.43 MPa</p><p>　　[]= ()/=1414.29 MPa</p><p>　　取[]= []=[]=1371.43 MPa</p><p>　　4） 校核齒面接觸強(qiáng)度</p><p>

102、;　　==779.64 MPa <[]=1371.43 MPa</p><p>　　滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求。</p><p>　　4.計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸</p><p>　　端面模數(shù) ===4.25671mm</p><p>　　齒頂高 ==14=4mm</p><p>　　

103、齒根高 =()=1.254=5mm</p><p>　　齒全高 =+=9</p><p>　　頂隙 =0.254=1mm</p><p>　　齒頂圓直徑為 =142.241+8=150.241mm</p><p>　　=357.759+8=365.759mm</p>&l

104、t;p>　　齒根圓直徑為 =142.241-10=132.241mm</p><p>　　=357.759-10=347.759</p><p>　　現(xiàn)對(duì)初步計(jì)算得結(jié)果進(jìn)行修正</p><p><b>　　1.各軸轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　=1420 r/min</p><p>

105、;　　==1420 r/min</p><p>　　=/=1420/(79/4) =71.899r/min</p><p>　　=/=71.899/(83/33)=28.59 r/min</p><p>　　==28.586r/min</p><p><b>　　2.各軸功率</b></p><p&g

106、t;　　==7.30.99=7.227 kW</p><p>　　==7.2270.90.99=6.439 kW</p><p>　　==6.4390.970.99=6.184 kW</p><p>　　==6.1840.990.99=6.061 kW</p><p><b>　　3．各軸轉(zhuǎn)矩</b></p>

107、<p>　　=9550=95507.3/1420=49.095</p><p>　　=9550=95507.227/1420=48.604</p><p>　　=9550=95506.439/71.899=855.262</p><p>　　=9550=95506.184/28.586=2065.948</p><p>　　=9

108、550=95506.061/28.586=2024.857</p><p>　　第三章 齒輪上作用力的計(jì)算</p><p>　　蝸桿副上作用力的計(jì)算</p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩=48604，轉(zhuǎn)速=1420r/min，蝸桿分度圓直徑=40mm，低速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩=8

109、55262，渦輪分度圓直徑=316mm。</p><p><b>　　蝸桿上的作用力</b></p><p>　　1）圓周力 ==（2×48604）/40=2430.2N</p><p>　　其方向與力作用點(diǎn)圓周速度相反</p><p>　　2）軸向力 ===（2×855262）/316=

110、5413.05N其方向與渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反</p><p>　　3）徑向力 = 渦輪蝸桿的分度圓壓力角取=普通渦輪蝸桿取=，所以=2297.70N</p><p><b>　　渦輪上的作用力</b></p><p>　　渦輪上的作用軸向力、圓周力、徑向力分別與蝸桿上相應(yīng)的圓周力、軸向力、徑向力大小相等，方向相反，即</p>

111、<p>　　= = =</p><p>　　第二節(jié) 齒輪副上作用力的計(jì)算</p><p><b>　　1. 已知條件</b></p><p>　　中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩=855262，=71.899r/min,斜齒圓柱齒輪的螺旋角=，為使斜齒輪3的軸向力與渦輪的軸向力抵消一部分，高速級(jí)的蝸桿右旋（通常情況下為右旋），渦

112、輪與蝸桿的旋向相同，也是右旋，低速級(jí)小齒輪右旋，低速級(jí)大齒輪左旋；大小齒輪分度圓直徑分別為</p><p>　　=142.241mm =357.759mm</p><p><b>　　2）齒輪3的作用力</b></p><p>　　圓周力 ==（2×855262）/142.241=12110.676N</p&g

113、t;<p>　　其方向與力作用點(diǎn)圓周速度相反</p><p>　　徑向力 ==12110.667×=4690.813N</p><p>　　其方向?yàn)榱Φ淖饔命c(diǎn)指向輪3的轉(zhuǎn)動(dòng)中心</p><p>　　軸向力 ==12110.667×=4407.926N</p><p>　　其方向可用右手定則

114、確定，即右手握住輪3 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，此時(shí)大拇指的所指的方向就是軸向力的方向</p><p>　　法向力 ==12110.676/()=13715.03N</p><p>　　3） 齒輪4的作用力</p><p>　　從動(dòng)齒輪4上各個(gè)力與主動(dòng)輪3上相應(yīng)的力大小相等，作用力的方向相反</p><p>　　第四章

115、 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 高速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　1． 已知條件</b></p><p>　　高速軸傳遞的功率=7.227 kW，轉(zhuǎn)矩=48604，轉(zhuǎn)速=1420 r/min，渦輪分度圓直徑為40mm,=30.4mm,齒寬=100mm</p><p>　　2. 軸的材料和熱

116、處理</p><p>　　因傳遞的功率不是很大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，查表知，選用常用的材料45號(hào)鋼，考慮到蝸桿、渦輪有相對(duì)滑動(dòng)，因此蝸桿采用表面淬火處理。</p><p><b>　　3. 初算軸徑</b></p><p>　　初步確定軸外伸段直徑。因蝸桿軸外伸段上安裝聯(lián)軸器，故軸徑可按下式求得，查表知，可取C=120，則</

117、p><p>　　=120=20.64mm</p><p>　　軸與聯(lián)軸器連接，有一個(gè)鍵槽，應(yīng)增大軸徑—，則</p><p>　?。?.05—1.07）=21.67—22.085mm,圓整后，暫定外伸直徑=24mm</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1） 軸承部件結(jié)構(gòu)

118、設(shè)計(jì)</p><p>　　蝸桿的速度 2.973 m/s,減速器采用渦輪在上蝸桿在下結(jié)構(gòu)。為方便渦輪軸安裝及調(diào)整，采用沿蝸桿軸線的水平面剖分箱體結(jié)構(gòu)，蝸桿軸不長(zhǎng)，故采用兩端固定方式。可按軸上零件的安裝順序，從除開始設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)假想圖如下圖所示</p><p>　　圖中軸總共分成了七段，如圖所示，分別編號(hào)1,2,3,4,5,6,7</p><p>　　2） 軸段

119、1的設(shè)計(jì)</p><p>　　軸段1上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計(jì)應(yīng)與聯(lián)軸器設(shè)計(jì)同步進(jìn)行。為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動(dòng)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查表8—37知，取=2，則計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　==248604=97208</p><p>　　由表8—38查得GB/T5014—2003中的LX2型聯(lián)軸器符合要求；公稱轉(zhuǎn)矩560Nm，許用轉(zhuǎn)速6300r/min