【正文】 的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。它優(yōu)勢(shì)明顯，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，首先它內(nèi)部的兩組離合器分別由電子控制并由液壓系統(tǒng)推動(dòng)，這樣傳動(dòng)軸也相應(yīng)復(fù)雜的被分為兩部分，中心的是新傳動(dòng)軸負(fù)責(zé)一組齒輪傳動(dòng)，而空心傳動(dòng)軸負(fù)責(zé)另外一組，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)幾乎顛覆了傳統(tǒng)變速箱的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)一運(yùn)輸類企業(yè)為了獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，精減運(yùn)載裝置的質(zhì)量，在變速機(jī)模塊想更改原有傳動(dòng)模式模式，以減輕裝置質(zhì)量，改善傳動(dòng)平穩(wěn)性，提高傳動(dòng)效率。即將在論文中做詳盡闡述的包括以下幾個(gè)方面： 設(shè)計(jì)雙速變速箱的傳動(dòng)路線； 設(shè)計(jì)雙速變速箱的總體結(jié)構(gòu)，包括電動(dòng)機(jī)的選型、齒輪的設(shè)計(jì)、軸的設(shè)計(jì)、軸承的選擇與校核、箱體及其附件的設(shè)計(jì)以及雙速變速箱的潤(rùn)滑和密封； 所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行三維建模、質(zhì)量計(jì)算； 應(yīng)用有限元分析的方法，對(duì)所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行初步的分析與校核。 運(yùn)動(dòng)圖線 總行程：L=1400mm；總時(shí)間：T=高速段行程：Lh=1370mm高速段速度：Vh=180mm/s低速段行程：Ll=30mm低速段速度：Vl=27mm/s加速度：a=250mm/s2 位置鎖止?fàn)顟B(tài)：Fc=20000N高速段：Fh=1500N低速段：Fl=10000N 根據(jù)運(yùn)動(dòng)圖線可以知道雙速變速箱在工作時(shí)，使絲杠由靜止?fàn)顟B(tài)加速到外伸速度最大狀態(tài)所需要的時(shí)間為： （21）此段時(shí)間滾珠絲杠的伸長(zhǎng)距離為： （22）高速段運(yùn)行時(shí)間為： （23）減速運(yùn)動(dòng)段時(shí)間為： （24）減速段滾珠絲杠外伸的長(zhǎng)度為： （25）低速段運(yùn)行時(shí)間為： （26）在這段時(shí)間中滾珠絲杠外伸距離比需求長(zhǎng)度長(zhǎng)了： （27）此段長(zhǎng)度均按照高速運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)速度來計(jì)算可知運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： （29）即，雙速變速箱在運(yùn)載裝置中總的工作時(shí)間約為： （210）該雙速變速箱為運(yùn)載裝置的一部分，后接其他傳動(dòng)裝置，已知的傳動(dòng)裝置為：分路齒輪箱、轉(zhuǎn)向齒輪箱、絲杠螺母運(yùn)動(dòng)副，且已知各傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)參數(shù)如下：分路齒輪箱傳動(dòng)比為1:2；轉(zhuǎn)向齒輪箱傳動(dòng)比為2:1；滾珠絲杠選型： 直徑：Φ16（中空內(nèi)孔Φ8） 導(dǎo)程：Sb=16 材料：Ti合金TB2 GB/滾珠絲杠采用一端固定一端支撐的安裝方式，重點(diǎn)校核其抗拉強(qiáng)度、屈曲穩(wěn)定性以及振動(dòng)穩(wěn)定性。然后進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)距離到達(dá)1370mm時(shí)，傳感器發(fā)出斷開電源的信號(hào)，傳遞給控制中心，然后轉(zhuǎn)化成電磁離合器的斷開狀態(tài)（非工作狀態(tài)），此時(shí)電磁離合器和超越離合器均處于非工作狀態(tài)，滾珠絲杠的外伸運(yùn)動(dòng)為減速運(yùn)動(dòng)。按照機(jī)械設(shè)計(jì)的一般步驟，設(shè)計(jì)出了雙速變速箱的傳動(dòng)路線原理圖，并對(duì)傳動(dòng)過程做了簡(jiǎn)要說明。根據(jù)已經(jīng)確定的傳動(dòng)方案，可以確定在電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間的傳動(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(cè)可查。~。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。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(chǎng)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。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。而輪緣，輪輻和輪轂的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸則需要通過齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來確定。又Z2齒輪與離合器相連，故內(nèi)空的尺寸與離合器相匹配后再進(jìn)行設(shè)計(jì)。故齒輪Z5為了保證強(qiáng)度和剛度要求，只能夠和低速運(yùn)動(dòng)軸連成一體，做成齒輪軸。小齒輪分度圓直徑，齒輪寬度b=10mm，轉(zhuǎn)矩。 —許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa； C—由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)， —抗扭截面模量； d—軸的直徑，mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2. 軸承的選擇與軸承段的設(shè)計(jì) 1）軸段1和軸段5的設(shè)計(jì) 該軸段上安裝軸承，其設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與軸承的選擇同步進(jìn)行，由于該齒輪箱的傳動(dòng)，只受到徑向力的作用，故選擇深溝球軸承61800，經(jīng)計(jì)算滿足設(shè)計(jì)性能要求，但是考慮到要求該裝置的質(zhì)量盡量輕，故改選軸承628/8型，由設(shè)計(jì)手冊(cè)可查，內(nèi)徑d=8mm，外徑D=16mm，寬度B=5mm，定位軸肩直徑da=10mm外徑定位直徑Da=20mm，故d1=8mm。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段3的長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)比相應(yīng)齒輪的輪轂長(zhǎng)度短，故取=10mm，=。按照工作面的平均擠壓應(yīng)力進(jìn)行條件性計(jì)算，其強(qiáng)度條件為： （337）式中：—工作面的擠壓應(yīng)力，MPa； T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，N?m； d—軸的直徑，mm； l—鍵的工作長(zhǎng)度（A型l=Lb）； k—鍵與轂槽接觸的高度，mm； —許用擠壓應(yīng)力，MPa。按照上述步驟設(shè)計(jì)低速運(yùn)動(dòng)軸，故可以設(shè)計(jì)成齒輪軸，既可以增加齒輪和軸的剛度，又可以減輕兩者的質(zhì)量。電磁離合器工作方式又可分為：通電結(jié)合和斷電結(jié)合。由于在真空環(huán)境下工作時(shí)間特別短（大約10秒），可以不適用潤(rùn)滑油，而采用浸油潤(rùn)滑。ehLL1L2St865020176206516 。滾柱式超越離合器根其星輪位置不同分為外星輪和內(nèi)星輪兩種，所謂星輪（軛）是指圓柱與圓柱孔的共軛面，而星輪是具有容納滾柱的凹槽的零件。楔塊超越離合器用異形楔塊代替滾柱作為楔緊件，是用楔塊和內(nèi)、外滾道組成摩擦副的一種離合器。根據(jù)雙速變速箱的設(shè)計(jì)需要可以選擇滾柱式單向超越離合器，平面型。