【正文】 =95 mm 2） 同理可求得其它軸的齒輪齒寬： 32 Ⅱ 軸大齒輪齒寬 23=80b mm，小齒輪齒寬 21=110b mm，中齒輪齒寬 22=88b mm； Ⅲ 軸大齒輪齒寬 3 =106b mm，小齒輪齒寬 31=130b mm Ⅳ 軸大齒輪齒寬 43=122b mm，小齒輪齒寬 41=140b mm，中齒輪齒寬 42=135b mm； Ⅴ 軸大齒輪齒寬 53=136b mm，小齒輪齒寬 51=150b mm，中齒輪齒寬 52=130b mm； Ⅵ 軸齒輪齒寬 6 =145b mm 軸的設(shè)計(jì) [10] 1） Ⅰ軸的 設(shè)計(jì) a 作用在一個(gè)齒輪上的圓周力 1tF 、 徑向力 1rF 、 和軸向力 1aF 的大小如下： 圓周力 1tF ： 11122t TF d? (335) 2 = 160? = 徑向力 1rF ： 11tancosrtFF ??? (336) ta n 2 0= 9 9 4 0 .8 2c o s 0oo? = 軸向力 1aF ： 11tanatFF ?? (337) = tan 0o? 。 各軸齒輪中心距的計(jì)算 Ⅰ 軸與 Ⅱ 軸的中心距： 1212 = 2dda ? (333) 160+340= 2 =250 mm 同理，其它各軸齒輪的中心矩為 23=305a mm； 34=350a mm； 45=390a mm；56=410a mm。查圖得，??， ??。查表 得， ? 。取 ? ，則計(jì)算出應(yīng)用應(yīng)力 l im 11 1 1l im 22 2 2435[ ] 696415[ ] 664FF N X STFFF N X STFY Y Y MP aSY Y Y MP aS????? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 由圖查得 1 ? ， 2 ? 和 1 ? ， 2 ? 。 由于 ? ， 8 級(jí)齒輪，查圖得， ? 單級(jí)軟齒面齒輪傳動(dòng)，其軸上軸承非對(duì)稱布置，且 ? ? ， 由圖查得， ? ?，齒寬 1 0 .4 2 5 2 5 3 1 8 1 3 5 .2 3db d m m?? ? ? ?， 0?? 由表查得， ?? 載荷系數(shù) 1. 1 1. 18 1. 02 1. 1 1. 45 6AvK K K K K??? ? ? ? ? ? 計(jì)算端面和縱面重合度 1211 1 1 1[ 1 .8 8 3 .2 ( ) ] c o s [ 1 .8 8 3 .2 ( ) ] 1 1 .7 7 85 3 7 70 .3 1 8 ta n 0dzzz????? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 由 ?? 和 ?? 查圖，得 ? ? ，取 ? 。 ? ? 。 驗(yàn)算接觸 疲勞強(qiáng)度 1122 12 6 309 053 8 4 1188 .9 7122 273 4525 .67 [ ]H E HHKT uZ Z Zbd uM P a??????? ? ?? ? ? ???? 安全。 驗(yàn)算彎曲疲勞強(qiáng)度 11 1 11112 2 2122 2 1 164 197 7 6 4 1106 205 594. 51 [ ]2 2 1 164 197 1 2 9 1106 205 5128 .77 [ ]F F a SaFF F a SaFKTY Y Ybd mM P aKTY Y Ybd mM P a????????? ? ? ? ???????? ? ? ? ????? 安全 。 4） 驗(yàn)算 Ⅱ 軸小齒輪和 Ⅲ 軸大齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)材料熱處理，查圖得， lim 1 435F MPa? ? ， lim 2 415F MPa? ? ，取 ? 。 3） 驗(yàn)算 Ⅱ 軸小齒輪和 Ⅲ 軸大齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度 因輕微沖擊。查圖得， 彎曲 疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù) ??， 彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) ??。查表 得， 使用系數(shù) ? 。 齒輪強(qiáng)度校核 主、從動(dòng)輪齒面硬度為 230HBS 和 170HBS，并由圖得 lim 1 580H MPa? ? ，lim 2 520H MPa? ? 查圖 得 , 。 Ⅴ 軸小齒輪傳動(dòng)幾何尺寸：分度圓直徑 51=385d mm，齒頂圓直徑 51=395ad mm，齒根圓直徑 51 = mm，基圓直徑 51=362bd mm，其余傳動(dòng)幾何尺寸與 Ⅱ 軸小齒輪傳動(dòng)幾何尺寸相同。 Ⅲ 軸小齒輪傳動(dòng)幾何尺寸：分度圓直徑 31=273d mm，齒頂高直徑 31=7ah mm，齒根高31 = mm，全齒高直徑 31 = mm，齒頂圓直徑 31=287ad mm，齒根圓直徑31 = mm ，基圓直徑 31=257bd mm ， 齒距直徑 31= mm ，齒厚直徑31= mm，齒槽寬 31= mm，基圓齒距 31 = mm，法向齒距 21 = mm，頂隙 31= mm。 2） 其它各軸齒輪傳動(dòng)幾何尺寸 Ⅱ 軸大齒輪傳動(dòng)幾何尺寸：分度圓直徑 23=340d mm，齒頂圓直徑 23=348ad mm，齒根圓直徑 23 =330fd mm，基圓直徑 23=319bd mm，其余傳動(dòng)幾何尺寸與 Ⅰ 軸大齒輪傳動(dòng)幾何尺寸相同。 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí) 按下式估取圓周速度： 13111( 0 .0 1 3 ~ 0 .0 2 2 )t Pvn n? (35) 3 1 9 1 . 5 3= ( 0 . 0 1 3 ~ 0 . 0 2 2 ) 2 3 0 02300? 16 =19 m/s 同理，可得其它齒輪的圓周速度： 2=11tv m/s； 3=8tv m/s； 4=5tv m/s； 5=5tv m/s；6=4tv m/s。傳動(dòng)比分配的合理，可以見(jiàn)效傳動(dòng)裝置的外廓尺寸和重量，達(dá)到結(jié) 構(gòu)緊湊，降低成本的目的，還可以得到較好的潤(rùn)滑條件。我國(guó)的這類產(chǎn)品更是少之又少，而且也不能完全滿足要求，并且性能也不太穩(wěn)定。因此，該加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量回收與利用，系統(tǒng)效率高。在轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，都包含有內(nèi)環(huán)和外環(huán)兩種控制回路，由對(duì)應(yīng)于各二次元件的電液伺服閥、變量液壓缸、位移傳感器 LVDT 構(gòu)成閥控缸回路（內(nèi)環(huán)），再加上相應(yīng)的二次元件、轉(zhuǎn)速感器或轉(zhuǎn)矩傳感器，就構(gòu)成了轉(zhuǎn)速控制回路或轉(zhuǎn)矩控制回路（外環(huán) ）。機(jī)械支架和試驗(yàn)平臺(tái)提供加載試驗(yàn)對(duì)象減速器 、 聯(lián)軸器及加載二次元件的支撐 和連接。模擬加載系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象減速器的驅(qū)動(dòng)和加載的模擬，它包括驅(qū)動(dòng)單元、二次輸出加載單元。 試驗(yàn)臺(tái)各部分組成及其功用 減速器加載試驗(yàn)臺(tái)如圖 21 所示，由恒壓油源及管路系統(tǒng) 、 模擬加載系統(tǒng) 、 控制系統(tǒng) 、機(jī)械臺(tái)架四部分組成。 10 2 減速器模擬加載試驗(yàn)臺(tái)組成與原理 引言 減速器加載試驗(yàn)按減速器的重要性分為型式檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)、溫升檢驗(yàn) 等幾種檢驗(yàn)方式。 圖 15 液壓封閉式加載系統(tǒng)原理示意圖 Principle diagram of closed type mechanical loading system 如果將圖 13 中的液壓馬達(dá)和液壓泵換成二次元件，就構(gòu)成了二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)單元由油源、液壓 馬達(dá)及相關(guān)液壓 元件組成，它負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供動(dòng)力 (功率 )，通過(guò)對(duì)液壓馬達(dá)流量和斜盤(pán)擺角的調(diào)節(jié)，來(lái)滿足對(duì)不同驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速的要求 。負(fù)載模擬單元由交流 (或直流 )發(fā)電機(jī)及附屬裝置組成，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由發(fā)電機(jī)形成。 圖 13 開(kāi)放式加載系統(tǒng)原理示意圖 Principle diagram of open type loading system 封閉式加載系統(tǒng) 封閉式加載系統(tǒng)又分為電力封閉式、機(jī)械封閉式和液壓封閉 式幾種。驅(qū)動(dòng)單元由電動(dòng)機(jī) (或內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)等 )、及附屬裝置組成，它負(fù)責(zé)向系統(tǒng)提供動(dòng)力 (功率 )，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)由電機(jī)調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 減速器加載系統(tǒng)概述 [5] 減速器的種類很多 、 應(yīng)用范圍廣，用以滿足各種機(jī)械傳動(dòng)的不同要求。 二次調(diào)節(jié)加載系統(tǒng)特點(diǎn) [4] 1）同傳統(tǒng)的加載系統(tǒng)相比， 二次調(diào)節(jié) 加載系統(tǒng)有如下一些特點(diǎn)： a 通過(guò)改變二次元件的排量來(lái)改變輸出轉(zhuǎn)矩的大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速 、 位置 、 轉(zhuǎn)矩和功率的控制。此外，在該加載系統(tǒng)中，沒(méi)有節(jié) 流元件，因而避免了節(jié)流損失。 轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)為典型的電液伺服 6 系統(tǒng)二者相互獨(dú)立，可分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足加載系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的不同要求。 二次調(diào)節(jié)加 載 系統(tǒng)原理如圖 12 所示。應(yīng)用二次調(diào)節(jié)技術(shù)可對(duì)擺動(dòng)機(jī)械在頻繁起動(dòng) 、 制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的慣性能進(jìn)行回收和再利用； 3) 綜合節(jié)能 群控作業(yè)機(jī)械和實(shí)驗(yàn)裝置。液壓蓄能器的充壓是在制動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行的，在這個(gè)過(guò)程中二次元件作為泵來(lái)工 作，而液壓蓄能器為下次的加速過(guò)程充壓。德國(guó)在市區(qū)公共汽車(chē)上配備二次調(diào)節(jié)傳動(dòng)系統(tǒng)后取得顯著的節(jié)能效果。第一套配備有二次調(diào)節(jié)閉環(huán)控制的產(chǎn)品是建在鹿特丹歐洲聯(lián)運(yùn)碼頭 （ ECT） 的無(wú)人駕駛集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē) CT40；德國(guó)的科那西山特號(hào)海上浮油及化學(xué)品清污船的液壓傳動(dòng)設(shè)備配備有二次調(diào)節(jié)反饋控制系統(tǒng)。從此，這一技術(shù)開(kāi)始逐漸應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中，并不斷地?cái)U(kuò)大應(yīng)用范圍。 1987 年， 為提高系統(tǒng)的控制性能，提出了數(shù)字模擬混合轉(zhuǎn)角控制系統(tǒng)，將經(jīng)過(guò)電液力反饋轉(zhuǎn)速控制的二次元件 作為被控對(duì)象，用數(shù)字 PID 控制方法，實(shí)現(xiàn)位置 (轉(zhuǎn)角 )、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率控制 。 測(cè)轉(zhuǎn)速值 ； 因此，這種系統(tǒng)的調(diào)速范圍比較小，最低工作轉(zhuǎn)速也比較高。 1980 年 教授和 先生開(kāi)始利用單出桿變量油缸的二次元件進(jìn)行液壓直接轉(zhuǎn)速控制的二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究 。二次調(diào)節(jié)技術(shù)起源于德國(guó)，從事這項(xiàng)技術(shù)的研究也 主要限于德國(guó)。 二次調(diào)節(jié)技術(shù)的研究發(fā)展與應(yīng)用 [1] 二次調(diào)節(jié)技術(shù)的研究發(fā)展概況 二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)是近年新發(fā)展起來(lái)的節(jié)能系統(tǒng) .它具有一系列的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因而越來(lái)越受到人們的重視，二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)是工作于恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力禍聯(lián)系統(tǒng)，能在四個(gè)象限內(nèi)工作，回收與重新利用系統(tǒng)的制動(dòng)動(dòng)能和重物勢(shì)能 。由于近年來(lái)加載試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得許多試驗(yàn)都可以在具有高動(dòng)態(tài)性能的固定試驗(yàn)臺(tái)上完成，而利用二次調(diào)節(jié)技術(shù)的液壓伺服加載試驗(yàn)臺(tái)就是近年來(lái)為人們所重視的一類加載試驗(yàn)臺(tái)。由于減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊 、 傳動(dòng)效率高 、 傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠 、 使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，故在各種機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用甚廣。不當(dāng)之處希望得到老師的批評(píng)指正。在能源日益緊缺的今天，基于能量回收與重新利用而提 出的二次調(diào)節(jié)技術(shù)具有重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，如何在發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，借鑒于其他傳動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 、克服自身的不足，從而設(shè)計(jì)出新型的靜液傳動(dòng)系統(tǒng)，并不斷地使其獲得進(jìn)一步地發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。但由于靜液傳動(dòng)存在著漏油 、 噪聲大和效率低等缺點(diǎn)，以及來(lái)自于機(jī)械傳動(dòng) 、 電器傳動(dòng)和交流伺服技術(shù)快速發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)等原因，進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，其增長(zhǎng)速度明顯減慢。二次調(diào)節(jié)靜液傳動(dòng)系統(tǒng)是工作于恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力耦聯(lián)系統(tǒng)，能在四個(gè)象限內(nèi)工作，回收與重新利用系統(tǒng)的制動(dòng)動(dòng)能和重物勢(shì)能；在系統(tǒng)中二次元件能無(wú)損地從恒壓網(wǎng)絡(luò)取得能量，因而大大地提高了系統(tǒng)效率；系統(tǒng)中可以同時(shí)并聯(lián)多個(gè)負(fù)載，在各負(fù)載端可分別實(shí)現(xiàn)互不相關(guān)的控制規(guī)律；擴(kuò)大了系統(tǒng)的工作區(qū)域，改善了系統(tǒng)的控制特性，減少了設(shè)備總投資，降低了工作過(guò)程中的能耗，節(jié)約冷卻費(fèi)用。本文簡(jiǎn)要回顧了這一領(lǐng)域的發(fā)展過(guò)程及最新成就，并對(duì)基于二次調(diào)節(jié)的減速器加載試驗(yàn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行了詳細(xì)地設(shè)計(jì)，并對(duì) 驅(qū)動(dòng)單元的系統(tǒng)剛度特性進(jìn)行了分析。減速器是用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的封閉傳動(dòng)裝置。這也成 為了我們的主要任務(wù)。所以對(duì)此的研究有一定的實(shí)用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。擴(kuò)大了系統(tǒng)的工作區(qū)域，改善了系統(tǒng)的控制特性，減少了設(shè)備總投資，降低了工作過(guò)程中的能耗，節(jié)約冷卻費(fèi)用 .在能源日益緊缺的今天，基 3 于能量回收與重新利用而提出的二次調(diào)節(jié)技術(shù)具有重要