【正文】 杠之間的傳動(dòng)類型有：圓柱齒輪傳動(dòng)2組圓錐齒輪傳動(dòng)2組滾阻絲杠傳動(dòng)1組離合器傳動(dòng) 2組滾動(dòng)軸承 5組由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可查。 各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率傳動(dòng)類型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)效率圓柱齒輪傳動(dòng)很好跑合的6級(jí)和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)～圓錐齒輪傳動(dòng)很好跑合的6級(jí)和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)～絲杠傳動(dòng)滾動(dòng)絲杠～滾動(dòng)軸承球軸承聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器～離合器電磁離合器～超越離合器～但是當(dāng)裝置在真空狀態(tài)下的極端條件工作時(shí)，由于工作條件的不同，雙速變速箱內(nèi)部各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的的傳動(dòng)效率也不盡相同，根據(jù)某檢測機(jī)構(gòu)提供的數(shù)據(jù)，： 真空狀態(tài)下各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率名稱符號(hào)效率靜態(tài)動(dòng)態(tài)潤滑溫度總效率齒輪（內(nèi)）*11齒輪（外）1離合器11軸承（內(nèi)）11軸承（外）*1絲杠螺母1聯(lián)軸器1則電動(dòng)機(jī)M1到分路齒輪箱主動(dòng)齒輪Z7的傳動(dòng)效率為： （31）即齒輪Z7以下的傳動(dòng)效率為： （32）即系統(tǒng)的總效率為： （33）以工作狀態(tài)下工作載荷作的150%為計(jì)算載荷，則相應(yīng)的各計(jì)算功率如下，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)提供的功率為： （34）低速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)提供的功率為： （35）其中為工況系數(shù)。 故：按照理想狀態(tài)下高速運(yùn)動(dòng)階段需要電動(dòng)機(jī)提供的功率，來計(jì)算在工作條件下需要電動(dòng)機(jī)所提供的最小功率為： （36）此功率也是電動(dòng)機(jī)需要提供的最小電功率，以此對(duì)電動(dòng)機(jī)的額定功率進(jìn)行選型。由已知設(shè)計(jì)參數(shù)可知：直徑：Φ16（中空內(nèi)孔Φ8）導(dǎo)程：S b=16滾珠絲杠高速轉(zhuǎn)速為： （37）滾珠絲杠低速轉(zhuǎn)速為： r/min （38）根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可以查得推薦傳動(dòng)比為i=~，可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：高速運(yùn)動(dòng)階段電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍： （39）低速運(yùn)動(dòng)階段電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為： （310）由于兩運(yùn)動(dòng)階段電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)沒有同一數(shù)值，為了保證電動(dòng)機(jī)能夠提供足夠的轉(zhuǎn)矩，所以按照低速運(yùn)動(dòng)階段的轉(zhuǎn)速范圍來選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。~。按照上述計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)中，滿足上述條件電動(dòng)機(jī)比較笨重，不能夠起到很好的減重作用，這樣就與雙速變速箱的設(shè)計(jì)背道而馳，故與廠商協(xié)定選用特制電動(dòng)機(jī)（按照設(shè)計(jì)需求，在電動(dòng)機(jī)廠原用的型號(hào)上進(jìn)行改造的電動(dòng)機(jī)）。電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：80WS246003200供電電壓：24V直流額定轉(zhuǎn)速：3000r/min（30003200r/min根據(jù)電壓可調(diào)）額定功率：600W（。）在此設(shè)計(jì)中，如何減輕裝置的質(zhì)量是貫穿于設(shè)計(jì)始終的一個(gè)關(guān)鍵問題，為了在大限度的減輕質(zhì)量，傳統(tǒng)的校核方法已經(jīng)不能滿足本次設(shè)計(jì)的需要。應(yīng)用有限元分析的方法，可以在已完成設(shè)計(jì)部件的基礎(chǔ)上，對(duì)零部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使零件的質(zhì)量達(dá)到臨界狀態(tài)，最大限度的的減輕零部件的質(zhì)量。故設(shè)計(jì)計(jì)算的過程中不涉及校核的計(jì)算問題，在設(shè)計(jì)完各齒輪之后，統(tǒng)一用有限元分析的方法進(jìn)行校核，生成有限元分析報(bào)告?？紤]到變速箱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，參照減速器和變速箱的設(shè)計(jì)規(guī)范?。浩渲校罕硎靖咚偌?jí)傳動(dòng)比； 表示低速級(jí)傳動(dòng)比； 表示總傳動(dòng)比。 考慮到在雙速變速箱中電動(dòng)機(jī)輸入齒輪和變速箱的輸出齒輪在高速運(yùn)動(dòng)階段和低速運(yùn)動(dòng)階段是共用的，在后續(xù)設(shè)計(jì)計(jì)算中應(yīng)當(dāng)充分考慮這一具體情況，又雙速變速箱的工作時(shí)間特別短，只用10s，每對(duì)齒輪嚙合的次數(shù)也特別少，可以不考慮一對(duì)齒輪中的兩齒輪齒數(shù)必須互為質(zhì)數(shù)的這一要求，： 各級(jí)傳動(dòng)比分配計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算及說明計(jì)算結(jié)果總傳動(dòng)比高速運(yùn)動(dòng)低速運(yùn)動(dòng)高速級(jí)傳動(dòng)比高速運(yùn)動(dòng)低速運(yùn)動(dòng)低速級(jí)傳動(dòng)比高速運(yùn)動(dòng)低速運(yùn)動(dòng) 初步設(shè)定各齒輪齒數(shù)齒輪Z1Z2Z3Z4Z5Z6齒數(shù)1810015505080則在此齒數(shù)設(shè)定的結(jié)果上可以對(duì)各對(duì)齒輪的傳動(dòng)比進(jìn)行重新計(jì)算，： 計(jì)算傳動(dòng)比項(xiàng)目數(shù)值經(jīng)驗(yàn)算設(shè)定的齒輪齒數(shù)所形成的傳動(dòng)比數(shù)值，與雙速變速箱所需要滿足的傳動(dòng)比數(shù)值一致，且傳動(dòng)各齒輪的轉(zhuǎn)速為一確定的準(zhǔn)確數(shù)值，在理論設(shè)計(jì)上能夠避免不必要的誤差，因此按照此齒數(shù)來設(shè)計(jì)雙速變速箱。電機(jī)軸： r/min （311）高速運(yùn)動(dòng)軸：r/min （312）低速運(yùn)動(dòng)軸：r/min （313）高速運(yùn)動(dòng)階段輸出軸：r/min （314）低速運(yùn)動(dòng)階段輸出軸：r/min （315） 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算結(jié)果 單位：r/min項(xiàng)目轉(zhuǎn)速30001080540675 1 高速運(yùn)動(dòng)時(shí)：輸入軸功率： （316）高速運(yùn)動(dòng)軸功率： （317）輸出軸功率 （318） 高速軸功率計(jì)算結(jié)果 單位：W項(xiàng)目功率 2 低速運(yùn)動(dòng)時(shí)：低速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需電動(dòng)機(jī)提供的電功率(位置鎖止時(shí)最大)為： （319） （320）故各軸功率計(jì)算如下輸入軸功率： 低速運(yùn)動(dòng)軸功率： 輸出軸功率 低速軸功率計(jì)算結(jié)果 單位：W項(xiàng)目功率 1 高速運(yùn)動(dòng)階段：電動(dòng)機(jī)軸： 高速運(yùn)動(dòng)軸： 輸出軸： 高速運(yùn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果 單位：N?m項(xiàng)目轉(zhuǎn)矩 2 低速運(yùn)動(dòng)階段：電動(dòng)機(jī)軸： 低速運(yùn)動(dòng)軸： 輸出軸： 低速運(yùn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果 單位：N?m項(xiàng)目轉(zhuǎn)矩 ，考慮到該雙速變速箱的用途及工作場合，各齒輪均采用45鋼（中速、中載車床變速箱、鉆床變速箱次要齒輪及高速、中載磨床砂輪齒輪，鋼號(hào)選擇40Cr，處理方式為：調(diào)質(zhì)+高頻淬火），而雙速變速箱的工作時(shí)間有特別短故而大、小齒輪可以均進(jìn)行淬火處理，齒輪表面硬度為346HBW。平均硬度； HBW在72350HWB之間，屬于軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，傳動(dòng)精度選用8級(jí)。圓柱齒輪的設(shè)計(jì)過程一般是相同的，針對(duì)雙速變速箱中出現(xiàn)的多對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)，現(xiàn)不妨以高速級(jí)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)雙速變速箱中涉及到的齒輪。因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)公式為 （321）1. ?mm2. 因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=~，初選Kt=.3. 4. 由材料的彈性系數(shù)表可以查得 5. 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 調(diào)質(zhì)及表面淬火齒輪用鋼的選擇齒輪種類鋼號(hào)選擇備注汽車、拖拉機(jī)及機(jī)床中的不重要齒輪45調(diào) 質(zhì)中速、中載車床變速箱、鉆床變速箱次要齒輪及高速、中載磨床砂輪齒輪調(diào)質(zhì)+高頻淬火中速、中載較大截面機(jī)床齒輪40Cr 42SiMn35SiMn 45MnB調(diào) 質(zhì)中速、中載并帶一定沖擊的機(jī)床變速箱齒輪及高速、重載并要求齒面硬度高的機(jī)床齒輪調(diào)質(zhì)+高頻淬火起重機(jī)械、運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、水泥機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、工程機(jī)械、石油機(jī)械等設(shè)備中的低速重載大齒輪一般載荷不大、截面尺寸也不大，要求不太高的齒輪34551．少數(shù)直徑大、載荷小、轉(zhuǎn)速不高的末級(jí)傳動(dòng)大齒輪可采用SiMn鋼正火2．根據(jù)齒輪截面尺寸大小及重要程度，分別選用各類鋼材3．根據(jù)設(shè)計(jì)，要求表面硬度大于40HRC者應(yīng)采用調(diào)質(zhì)+表面淬火40Mn、50Mn40Cr、35SiMn、42SiMn截面尺寸較大，承受較大載荷，要求比較高的齒輪35CrMo 、42CrMo40CrMnMo、35CrMnSi40CrNi、40CrNiMo45CrNiMoV截面尺寸很大、承受載荷大、并要求有足夠韌性的重要齒輪35CrNi2Mo40CrNi2Mo30CrNi334CrNi3Mo37SiMn2MoV 齒寬系數(shù)齒輪相對(duì)于軸承的位置齒面硬度軟齒面硬齒面對(duì)稱布置~~非對(duì)稱布置~~懸臂布置~~ 6. 齒數(shù)比7. 按照初定的兩齒輪的齒數(shù)Z1=18。Z4=508. 重合度 端面重合度為 （322)軸向重合度為 (323)參照重合度系數(shù)的取值線圖可查的9. 許用接觸應(yīng)力 (324)由齒面接觸疲勞極限應(yīng)力和齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力圖查得接觸疲勞極限應(yīng)力，小齒輪Z1的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (325)大齒輪Z4的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (326)由觸強(qiáng)度壽命系數(shù)線圖可以查得：由最小安全系數(shù)參考值取安全系數(shù)則： (327) (328)取