【正文】 5 0 9 1 4 安裝時的初拉力 F== Q Q=2ZFcos(? /2)= 2ZFsin(α1/2)= 9. V帶輪的設(shè)計 （ 1)帶輪的材料 鑄鐵 HT200 （ 2)結(jié)構(gòu)尺寸 小帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu) 減速帶輪 圖 外激波擺動活齒傳動機構(gòu)模型 圖 為外激波擺動活齒傳動的機構(gòu)模型 。 擺動活齒傳動由外激波器 H， 擺動活齒輪 G 和外齒中心輪 K 組成 。 傳動時 ， 驅(qū)動力由外激波起器 H 輸入 ， 推動擺動活齒繞活齒銷軸擺動 ， 同時經(jīng)擺動活齒 、 中心輪嚙合副進行轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換 ， 最后 ,減速后的運動由擺動活齒架輸出 。 擺動活齒傳動能實現(xiàn)較大的傳動比 GK KH K H G KGzii zz? ? ? ?1。 為充分利用帶輪已占有的空間 ， 設(shè)計出結(jié)構(gòu)緊湊的減速 ， 選擇外激波型擺動活齒減速器并設(shè)置在帶輪的內(nèi)部是理想的 。 由帶傳動和外激波型擺動活齒減速器組成形成的減速帶輪的特點是 : 1) 減速帶輪 充 分利用帶輪空間 ,在不增加外廓尺寸的條件下 ， 完成了兩個基本機構(gòu)的串聯(lián)結(jié)合 ， 結(jié)構(gòu)緊湊 ,成為不可拆的性能獨特的新結(jié)構(gòu) 。 2) 擴大 了機構(gòu)的傳動比范圍 ,減速帶輪的總傳動比 i 等于帶輪的傳動比 id 和擺動活齒傳動傳動比 KHGi 的乘積 。 因為擺動活齒傳動的速度比大 ， 范圍寬 ， 分級密集 ， 使減速帶輪也具有這個優(yōu)點 。 3) 由于前置機構(gòu)帶傳動的傳動比范圍為 2～ 4,使后置機構(gòu)擺動活齒傳動 的輸入轉(zhuǎn)速降低 i 倍 ， 巧妙地滿足了外激波型活齒傳動為減小震動要求低轉(zhuǎn)速輸入的條件。 4) 機架形成的減速帶輪框架，分擔了帶傳動的壓軸力，使減速帶輪形成了性能優(yōu)良的卸荷帶輪。 變速傳動 軸承 簡介 變速傳動軸承 是我國獨創(chuàng)的專利產(chǎn) 品，兼具變速與支承兩種功能，其傳動機構(gòu)是一種以組合活齒為傳動構(gòu)件的活齒少齒差行星齒輪傳動裝置。這種變速機構(gòu)拋棄了傳統(tǒng)的齒輪、蝸輪、針輪等結(jié)構(gòu)形式，采用推桿結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)正反兩個方向的減速或增速定比傳動。它結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比范圍大，傳動效率高，使用壽命長，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，維修方便。與擺線針輪減速器相比，又具有制造工藝簡單，成本低廉的優(yōu)點，是一種很有發(fā)展前景的高性能變速元件。 變速傳動軸承外型和安裝方式與普通軸承相似，同時具有減速箱的變速功能和滾動軸承的支承功能。它將變速箱及滾動軸承集成為一體，成為一個最簡單 的傳動元件，可以直接裝入機械產(chǎn)品中。在機械產(chǎn)品的機體留一個安裝孔，裝入變速傳動軸承，不再需要減速機或傳動零件，即可完成定傳動比的增速或減速傳動。此時機械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)變得十分簡單，縮短了傳動鏈，產(chǎn)品的性能，體積，重量都產(chǎn)生極大的改進。而且，若做成變速軸承減速器，在許多情況下可很好的代替擺線針輪減速器、圓柱齒輪減速器或蝸桿減速器。 正是變速傳動軸承機構(gòu)的特殊性，決定了對其性能的分析和計算與其它活齒傳動機構(gòu)以及單純的推桿減速器不完全相同。目前，變速傳動軸承主要是向產(chǎn)品系列化，規(guī)格化，以及大功率，長壽命的方向發(fā)展 。 變速傳動軸承的傳動機構(gòu) ——— 推桿活齒傳動機構(gòu)是經(jīng)歷了多次結(jié)構(gòu)改進發(fā)展而來的。 變速傳動軸承是一種外型及安裝方式如普通滾動軸承的新型傳動裝置，是將軸承的支承功能和變速箱的變速功能集為一體的一個最簡單的傳動元件，可代替原有的機械傳動部分直接裝入機械產(chǎn)品中，使傳動鏈顯著縮短，并且體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，噪音低，從而大大提高主機的配套質(zhì)量。它和滾動軸承一樣便于大批量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。 從外觀來看，變速傳動軸承是由位于中間的異型軸承和位于兩端、偏心位置相差180o 的 兩個活齒傳動機構(gòu)所組成。異型軸承由外圈、中圈、內(nèi)圈組成，三圈可以相對轉(zhuǎn)動。每個活齒傳動機構(gòu)由內(nèi)齒圈對、傳動圈、推桿、滾柱、標準滾動軸承以及公用的雙偏心套等組成。內(nèi)齒圈用鉚釘固聯(lián)在外圈上；傳動圈用鉚釘固聯(lián)在中圈上；雙偏心套與內(nèi)圈用過盈配合連接；兩端包容有滾柱的推桿 (活齒 )置于傳動圈的徑向?qū)Р蹆?nèi)。 總的來說，變速傳動軸承可分為五大部分： 1） 內(nèi)齒圈內(nèi)齒圈的齒形是與運動的推桿外滾柱相嚙合的曲線。與偏心輪 (即激波器 )對應(yīng)，采用兩個完全相同的內(nèi)齒圈互成 180o布置。 2） 傳動圈傳動圈是一個具有 雙排等分槽的構(gòu)件，它常與輸出軸通過傳動桿固聯(lián)。 3） 活齒即裝有內(nèi)外滾子的推桿。內(nèi)外滾子一般是短圓柱滾子。 4） 激波器一般由輸入軸、標準滾動軸承及公用的雙偏心套組成。為了平衡激波器所產(chǎn)生的慣性力和抵消激波器上的徑向力，故常采用雙排結(jié)構(gòu)，并使它們的相位差為180o。 5） 異形軸承異型軸承由外圈、中圈、內(nèi)圈組成，三圈可以相對轉(zhuǎn)動。 內(nèi)齒圈，傳動圈，偏心套三者分別承擔固定、輸入、輸出三種不同的角色，以獲得不同的傳動比和變速傳動效果。 變速傳動軸承的變速機構(gòu)是推桿傳動型 式，屬于活齒傳動類機構(gòu)，其經(jīng)歷了多次改進，才發(fā)展成為現(xiàn)在的已形成工業(yè)生產(chǎn)能力的結(jié)構(gòu)形式。目前就推桿減速器而言，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的局部改進和進行優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)趨于完善，而且，現(xiàn)有理論己經(jīng)表明按傳動比固定原則設(shè)計的活齒傳動機構(gòu)都不可能做成各運動副都是純滾動的，所以再去竭力尋求以純滾動副來代替推桿與導(dǎo)槽之間的移動副是行不通的，故應(yīng)該尋求新的活齒傳動結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)產(chǎn)品所需的性能， 有 以下兩個方面的改進思路。 1） 采用擺動活齒傳動機構(gòu)，設(shè)計新的變速傳動軸承從變速傳動軸承產(chǎn)品的機構(gòu)設(shè)計 著眼，需要三個能相對轉(zhuǎn)動的基本部件分別與異型 軸承的三圈相聯(lián)。 擺動活齒傳動機構(gòu)能達到這個要求，同時由于引進了擺動活齒代替移動活齒，推桿與傳動圈之間的磨損問題得到了徹底解決。 因此，采用其與異型軸承有機結(jié)合來設(shè)計新的變速傳動軸承，是可行的。而且，已經(jīng)有學(xué)者對擺動活齒傳動理論進行了深入探索，為新變速傳動軸承的設(shè)計與試制打下了良好的基礎(chǔ)。但是，有一點需要注意的是，由于擺桿活齒機構(gòu)內(nèi)齒圈齒形的兩側(cè)是不對稱的，從而其正反轉(zhuǎn)特性也不相同。一側(cè)傳動性能好，一側(cè)傳動性能差。所以，由此設(shè)計的新變速傳動軸承將只能是單向減速傳動的，否則就很難保證傳動性能的優(yōu)越。 2） 采 用外激波與以軸承代替滾子的新型傳動機構(gòu) 即將激波器設(shè)計成外工作輪廓，內(nèi)齒圈設(shè)計成圓形外輪。 這種結(jié)構(gòu)稱為外激波式活齒傳動機構(gòu)，同時用小型滾動軸承作為活齒。這種結(jié)構(gòu)不僅保持了三個基本部件能相對轉(zhuǎn)動，而且由于采用小型滾動軸承代替推桿活齒，不存在推桿磨損問題。其傳動原理是：當外激波器輸入轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，活齒由于與激波器工作齒廓的相互作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動和徑向運動，從而迫使活齒架發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而完成了運動和動力的傳遞。 這種結(jié)構(gòu)形式的顯著優(yōu)點是使波形輪的齒形為外凸的共扼曲線，大大改善了波形輪的加工工藝性能，為在專 用設(shè)備上加工出精確的齒形提供了方便。同時，由于采用小型軸承作為活齒，對提高產(chǎn)品的承載能力和功率傳遞很有好處。 齒輪 6 和 7 的設(shè)計 1. 選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1） 按傳動方案 選用斜齒圓柱齒輪傳動 。 2） 因傳遞功率不大，故大小齒輪都選用軟齒面，小齒輪 ZG340－ 640，調(diào)質(zhì)處理，硬度 269HBS，大齒輪 ZG340－ 640，?；幚?，硬度 229HBS。 3） 選齒輪精度等級為 7 級精度 （ GB1009588） 。 4） 選 z6=30 ,則 z7=i6,7z 6=30=66。 5） 取螺旋 角 β=14186。 ? ? HE ? βtHu z z z zKTdφ du ζ???? ????????2636 12 （ ） （ 1） 確定公式內(nèi)的各參 數(shù) 數(shù)值 1） 選載荷系數(shù) Kt=～ , 估取 Kt=； 2) 計算 小齒 輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 p .T . . .n.? ? ? ? ? ? ?5 5 63632 3 3 39 5 5 1 0 9 5 5 1 0 7 9 3 1 02 8 1N? m 3) 由 參考 文獻 [6]查表 選取齒寬系數(shù) d? =； 4) 確定 Hz bHttcos βz sin α cos α? 2 bttan β tan β cos α? nt tan α tantan α cos β cos?? 2021 得 tα .? 20 56 btan β t a n c o s .? 1 4 2 0 5 6 得 bβ .? 13 14 H c o s . i n . c o s .??2 1 3 1 4 2 4 32 0 5 6 2 0 5 6 5） 由 參考 文獻 [6]查得材料的彈性影響系數(shù) zE = .1880 MPa； 6） 確定 ?z ? ? βα? β αεεz ε ε?? ? ?4 13 （ ） αε . . c o s β . . c o s .zz?? ?? ?? ??? ? ? ? ? ? ??? ?? ?? ?????????? 671 1 1 11 8 8 3 2 1 8 8 3 2 1 4 1 6 6 93 0 6 6 β nb s i n βε . φ d z t a n β . . t a n .π m? ? ? ? ? ? ? ?60 3 1 8 0 3 1 8 0 8 3 0 1 4 1 9 0 1取 1??? ? ?? .z. .?? ? ? ?4 1 6 6 9 11 1 0 7 7 43 1 6 6 9 7） 確定 ?z βz c o s β c o s .? ? ?1 4 0 9 8 5； 8) 確定 ? ?H? H lim NHHζ zζ s????? () 由 參考 文獻 [6]查 得 大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 6limH? =620MPa 7limH? =500 MPa； ? ?hN n k l . .? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 766 6 0 6 0 2 8 1 1 2 8 3 0 0 1 5 1 2 1 0 N . . .? ? ? ?777 1 2 1 0 2 2 0 5 4 1 0 由 參考 文獻 [6]查 得 接觸疲勞壽命系數(shù) Nz.?6 11 ； Nz.?7 1 14 ； 取 安全系數(shù) SH=1，由式（ ）得 H l i m NHHζ z .ζ s ??? ? ? ??? 666 6 2 0 1 1 6821MPa H l i m NHHζ z .ζ s ??? ? ? ??? 777 5 0 0 1 1 4 5701MPa （ 2） 計算齒輪參數(shù) 1） 試算小齒輪分度圓直徑 t6d ，代人 ? ?H? 中較小的值 ? ?t.. . . . . .d..? ??? ? ? ? ? ?? ????2636 2 2 12 1 3 7 93 10 2 43 188 0 0 774 0 9850 8 2 2 682= 2） 計算圓周速度 v π ..v.?????1 4 0 4 6 2 8 1 0 0 26 0 1 0 0 0m/s 3） 計算齒寬、模數(shù)、 b/h tnt d c o s β . c o ? ? ?661 4 0 4 6 1 4 4 5 430 ttb φ d d . . .? ? ? ? ?6 0 8 1 4 0 4 6 1 1 2 3 7mm ? ? ? ?t n t ah m h c . . .??? ? ? ? ? ? ?2 4 5 4 2 1 0 2 5 1 0 2 1 5mm ttb h . .??1 1 2 3 7 1 0 2 1 5 1 1 4） 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v， 7 級精度由 參考 文獻 [6]查得動載荷系數(shù) ? ； 由 參考 文獻 [6]查表 選取 ，取 1KA? ； 由 參考 文獻 [6]查表 選取 ，假設(shè) AtK F b ? 100N/mm，得 Hα FαK K .??12； 由 參考 文獻 [6]查表 選取 ，得 HβK.? 1 2176； 由 參考 文獻 [6]查表 選取 ，得 FβK.? 1 22 ； 故載荷系數(shù) Av α H βK K K K K . . . .? ? ? ? ? ?1 1 0 1 1 2 1 2 1 7 6 1 4 7 6 5） 按實際載荷系數(shù)校正所得 的 分度圓直徑 t t d . .? ? ? ?33661 4 7 61 4 0 4 6 1 4 7 313mm F α s αn ε βFKT cos β YYm Y Yζφ dz??? ????????263 262 () （ 1） 確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值 1） 查取齒形 系數(shù) 。 由 參考 文獻 [6]查得 FαY.?6 2 52 ；插值求得 FαY.?7 2 256； 2） 查取應(yīng)力校正系數(shù) 。 由 參考 文獻 [6]查得 sαY.?6 1 625；插值求得 7s ?? ； 3） 計算抗彎疲勞許用應(yīng)力 。 取 抗彎疲勞安全系數(shù) Fs.?14 ， N F limF