單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-14 21:43 本頁(yè)面
【正文】 為，故有 （28） （29） （210） （211）6）按結(jié)構(gòu)關(guān)系，軸的支承跨距滿足：，其中為箱體內(nèi)壁到軸承中心線的距離，現(xiàn)取，則有約束函數(shù) （212）7）按齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度條件，應(yīng)有： （213） （214） （215）式中，為齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距，單位為cm，；為載荷系數(shù)，這里??；為小齒輪傳遞扭矩，單位為，；為齒輪的許用接觸應(yīng)力，單位為，這里取；、分別為小齒輪與大齒輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為，這里?。?、分別為小齒輪、大齒輪的齒形系數(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪： （216） （217）對(duì)以上公式進(jìn)行代入、運(yùn)算及整理，得到滿足齒輪接觸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù)： （218） （219） （220）根據(jù)主動(dòng)軸（本例即小齒輪軸）剛度條件，軸的最大彎曲撓度應(yīng)小于許用值，即 （221）其中取；則由下式計(jì)算： （222）式中，為作用在小齒輪齒面上的法相載荷，單位為，為齒輪壓力角，；E為軸的材料的彈性模數(shù)，；為軸的慣性矩，單位為，對(duì)圓形截面。同理，對(duì)以上公式進(jìn)行代入、運(yùn)算及整理，可得到滿足軸的彎曲剛度條件的約束函數(shù) （223）8）按軸的彎曲強(qiáng)度條件，有 （224）式中，為軸受的扭矩，；為軸所受的彎矩，單位為，；為考慮扭矩和彎矩作用性質(zhì)詫異的系數(shù)，這里取；為軸的許用彎曲應(yīng)力，；為軸的抗彎剖面模數(shù)，對(duì)實(shí)心軸。由此，對(duì)小齒輪和大齒輪軸，可分別寫(xiě)出滿足彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù) （225）及 （226）綜上所述，單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，是個(gè)具有十六個(gè)不等式約束的六維優(yōu)化問(wèn)題，其數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)記為 六 傳動(dòng)方案的擬定1傳動(dòng)方案的分析機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。傳動(dòng)裝置是用來(lái)傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。合理的傳動(dòng)方案除滿足工作裝置的功能外，還要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)方便。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)方案采用了兩級(jí)傳動(dòng)，第一級(jí)傳動(dòng)為帶傳動(dòng)，第二級(jí)傳動(dòng)為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器。 帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過(guò)載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，適用的功率和速度范圍廣，使用壽命較長(zhǎng)，是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)構(gòu)之一。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 減速器的箱體采用水平剖分式結(jié)構(gòu)，用HT200灰鑄鐵鑄造而成。二丶傳動(dòng)方案的擬定（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，單班制工作，載荷平穩(wěn)。 （2） 原始數(shù)據(jù)：輸送帶拉力F=3kN滾筒帶速V=滾筒直徑D=280mm 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如下1：電動(dòng)機(jī)2：帶傳動(dòng)3：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器4：齒輪5：聯(lián)軸器6：滾筒7：帶式輸送機(jī)七. 電動(dòng)機(jī)的選擇:（1）、動(dòng)機(jī)的型選擇電號(hào) 本減速器在常溫下工作，載荷輕微沖擊，對(duì)起動(dòng)機(jī)無(wú)特殊要求，故選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。（2）、確定電動(dòng)機(jī)的功率： 工作機(jī)所需功率： 故電動(dòng)機(jī)至工作間的總效率（包括工作機(jī)效率）為： 由設(shè)計(jì)手冊(cè)得 (帶傳動(dòng))，（軸承），（齒輪精度為8級(jí)） （軸承），（聯(lián)軸器），η=（卷筒）代入，得電動(dòng)機(jī)的工作功率： 故選取電動(dòng)機(jī)的額定功率（3）、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速：取V帶傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)可選范圍為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000兩種，可查兩種方案，見(jiàn)下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比1Y132M26100096032Y160M28750720綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比選用方案一中機(jī)型。主要外形和安裝尺寸見(jiàn)下表：中心高（mm）H外形尺寸(mm)L安裝尺寸（mm）AB軸伸尺寸(mm)DE1325153453152161783880八 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1選擇軸的材料 確定許用應(yīng)力 2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑3軸承的確定4聯(lián)軸器的選擇5設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)并繪制軸的
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