【正文】 ????????????? 39 潤(rùn)滑油的選取 ? ?????????????????? 40 9 ZSY 減速機(jī)齒輪計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) ??????? ??? 41 SolidWorks 功能簡(jiǎn)介 ??????????????? 41 運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 SolidWorks 展現(xiàn)減速機(jī)三維圖 42 結(jié)論?? ????????????????????? 51 致謝??????????? ? ???????????? 52 參考文獻(xiàn) ??????????????????????? 53 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 III 摘 要 減速器是一種由封閉在箱體內(nèi)的齒輪，蝸桿蝸輪等傳動(dòng)零件組成的傳動(dòng)裝置，裝在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間用來(lái)改變軸的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)工作機(jī)需要。 “ 十五 ” 期間，由于國(guó)家采取了積極的財(cái)政政策，拉動(dòng)了內(nèi)需，固定資產(chǎn)投資力度加大，各行業(yè)的發(fā)展駛?cè)肓丝燔?chē)道。為了增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，他們加大購(gòu)置檢測(cè)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及擴(kuò)大廠房的資金投入，加工能力及技術(shù)水平提高很快，同時(shí)還重視人才的培養(yǎng)與引進(jìn)，企業(yè)已開(kāi)始向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。在電氣配套件方面，世界最大的德國(guó)西門(mén)子電氣公司，以及日本的東芝公司、川崎公司、德國(guó)的博士公司等，都有 50 年以上，以至 100年以上的久遠(yuǎn)歷史，能滿足工程機(jī)械各種高技藝程度的電氣體系和電氣元件的請(qǐng)求。 ② 采用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 6 理質(zhì)量控制水平提高。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從 JB179－ 60 的 8－ 9 級(jí)提高到 GB10095－ 88 的 6 級(jí)，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在 4－ 5 級(jí)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 8 (4) 一般采用油池潤(rùn)，自然冷卻，當(dāng)熱功率不能滿足時(shí)，可采用循環(huán)油潤(rùn)滑或風(fēng)扇，冷卻盤(pán)管冷卻。同時(shí)通過(guò)對(duì)減速機(jī)的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合各種專業(yè)知識(shí)，靈活運(yùn)用，培養(yǎng)設(shè)計(jì)者較為成熟的機(jī)械設(shè)計(jì)思想。 齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 ?? ? 圓柱斜齒輪齒輪傳動(dòng)效率 ?齒? 滾子軸承 ?滾? 則 η = = Pd＝ 108/= Kw 所以可以選擇 YS6324型電動(dòng)機(jī)，其額定功率是 180Kw，滿載轉(zhuǎn)速時(shí) 1400 r/min 分配各級(jí)傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比公式為 i＝ i1 *i2 *i3，其中 i＝ 25，根據(jù)傳動(dòng)比分配原則，初步假定 i1 =， i2 =， i3 =。 b)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）估算軸徑 d min0 ， 查表 C 值是 105 d min0 3 22PC n? = 單鍵槽增加 5%—— 7%，所以 dmin0 ? (— )mm，所以 d min0 =70mm 2) 軸上轉(zhuǎn)矩 T1 =? m 3) 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖所示： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 27 圖 44 d12 =70mm, d23 = d12 +10=80mm, d34 = d23 +2a= d23 +2?(—)?d23 =— 96，這里取 d34 =94mm, d56 =78mm, d67 = 70mm 查軸承樣本，選用型號(hào)為 30314 單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑分別為 d=70 mm，外徑 D=150 mm L12 =35mm, L23 =108mm, L34 =105mm, L56 =7mm, L78 =T=35mm(T 為軸承寬度 ) 4)軸的受力分析如下圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 28 圖 45 Lac =21T+( L12 T)+ 21 L23 =54mm Lcd =21 L23 + L34 + L45 +21 L56=224mm Lbd =21 L56+ L67+21 L78 =107mm 5)軸的校核 F2t =222dT =16031 N F2r = F2t tan? n /cos? =5988N F2a = F2t tan? =3701 N F3t =322dT =43603 N F3r = F3t tan? n /cos? =16288 N F3a = F3t tan? =10067 N Rax =( F2t ? Lbc + F3t ? Lbd ) /Lab =25901 N Rbx =33733 N Mcx = Rax ? Lac =1398654 N? mm Mdx = Rbx ? Lbd =360946 N? mm Ray =abaabdrbcrLdFdFLFLF 332232 2121 ??????? =3305 N Rby =abadraaacrLLFdFdFLF 333222 2121 ????? 8239N M 1cy =Ray ? Lac =178470 N? mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 29 M 2cy = F3r ? Lcd +Rby ? Lbc =921403 N? mm M 1dy = Rby ? Lbd =8815735 N? mm M 2dy = Ray ? Lad F2r ? Lcd =422522 N? mm M1c = 212 cycx MM ?=1409995N? mm M2c = 222 cycx MM ?=1674878 N? mm M1d = 212 dydx MM ?=952603N? mm M2d = 222 dydx MM ?=555704 N? mm 圖 46 d）齒輪軸的彎扭合成強(qiáng)度校核 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面 D 處的彎矩最大，且有齒輪配合引起的應(yīng)力集中；截面 C 處的彎矩較大，且有齒輪配合引起的應(yīng)力集中。 Ⅳ軸的設(shè)計(jì) a）軸材料選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理 b)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）估算軸徑 d min0 ， 查表得軸的 C 值是 97 d min0 13 1PC n? =121mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 34 單鍵槽增加 5%—— 7%，所以 dmin0 ? (127— 129)mm，根據(jù)工廠實(shí)際情況，這里取 d min0 =130mm。增大壓力角。這種現(xiàn)象稱為齒輪輪齒的失效。如果輪齒寬度過(guò)大，由于制造、安裝的誤差使其局部受載過(guò)大時(shí)，會(huì)造成了局部折斷。而在開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中，由于磨損嚴(yán)重，點(diǎn)蝕還來(lái)不及出現(xiàn)或擴(kuò)展即被磨損掉。 3) 防止發(fā)生齒面膠合的措施 為防止產(chǎn)生齒面膠合，對(duì)于低速傳動(dòng)，可采用黏度大的潤(rùn)滑油；對(duì)于高速傳動(dòng)，則可采用硫化潤(rùn)滑油，使其較牢固地吸附在齒面上而不易被擠掉。齒面磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計(jì)期限，則視為正常磨損。磨損后的齒形，為 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 46 了滿足使用要求，可以采取如下措施：采用與原設(shè)計(jì)要求相同的刀具（即刀具的基本參數(shù)不變）將刀具向齒輪中心移動(dòng)一段距離（變位），然后按照原設(shè)計(jì)的加工方法加工該齒輪。 試車(chē) a）根據(jù)圖紙要求之轉(zhuǎn)速準(zhǔn)備工具，空載試車(chē) 2 小時(shí)，負(fù)載試 車(chē)根據(jù)減速機(jī)工作 表 71 熱處理類別 模數(shù) 嚙合種類 研齒速度 粒度號(hào) 未淬火齒輪 3018 圓柱和圓錐齒輪 178 7 淬火齒輪 3018 031m/sec W40 178 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 49 7 表 74 情況而加一定的負(fù)載。箱蓋上的吊耳只供起吊箱蓋時(shí)用。 減速器的潤(rùn)滑方式 目前，國(guó)外礦用減速器的潤(rùn)滑方式有 4 種：浸油潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、和定期注油或脂潤(rùn)滑。這種方法簡(jiǎn)單、可靠而費(fèi)用低廉，優(yōu)點(diǎn)是：潤(rùn)滑強(qiáng)度高，工作零件散熱快。它的優(yōu)點(diǎn)死可以避免攪油損耗，油可以在循環(huán)中過(guò)濾、冷卻并進(jìn)行監(jiān)控，還可以將油直接引入軸承。這樣，可提高潤(rùn)滑油進(jìn)油與出油的溫度差，更好地實(shí)現(xiàn)熱交換散熱。缺點(diǎn)為：不能通過(guò)油散熱，因此不宜用于載荷較大和速度較高之處。一些特殊的減速器，當(dāng)使用的環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，一般也采用噴油潤(rùn)滑，并對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行冷卻。因此時(shí)齒面應(yīng)力較小，壓力和溫度尚不能達(dá)到破壞物理吸附，能起到潤(rùn)滑作用。添加劑的分子一方面沉積在齒廓上并形成保護(hù)層，另一方面添加劑在高壓力與高接觸溫度下起化學(xué)反應(yīng)，在齒廓上形成金屬皂層，也可形成硫化 物、磷化物、亞磷酸鹽，它們減小了金屬直接接觸的部分，生成浴點(diǎn)低，摩擦系數(shù)小、剪斷強(qiáng)度小的反應(yīng)膜而起到潤(rùn)滑的作用。一般黃油和特殊潤(rùn)滑脂只在開(kāi)式齒輪上使用。壓力注油器可以是固定裝在供油點(diǎn)的，也可以是供油時(shí)才接上去的。其 估算式為 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 52 / ~ ? 式中 b：齒輪的寬度， mm。可以把齒輪箱用作油箱或把置于箱體外面的容器作油箱。其缺點(diǎn)是油的容量有限（容易 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 51 老化），無(wú)過(guò)濾袋可能性。這種方法用于潤(rùn)滑高速和低速齒輪副。由于在重載的 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 50 工況下工作，雖然機(jī)械功率可以滿足使用要求，但有些由于熱功率達(dá)不到要求也無(wú)法使用。 b)試車(chē)時(shí)在減速機(jī)內(nèi)注入潤(rùn)滑油，試車(chē)時(shí)油溫不能超過(guò) 35℃ .軸承溫度不能超過(guò) 40℃。 圖 73：齒輪磨損圖 （ a） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 47 （ b） 圖 74：齒輪磨損圖 （ 5）齒面塑性變形 1）何為齒面塑性變形 若齒輪材質(zhì)較軟，輪齒表面硬度不高，當(dāng)工作于低速重載和頻繁啟動(dòng)情況下，在較大的載荷和摩擦力的作用下，可能使齒面金屬沿相對(duì)滑動(dòng)方向局部的塑形流動(dòng)，出現(xiàn)齒面的塑性變形。并不影響齒輪的工作。 （ 4） 齒面磨損 1）什幺是齒面磨損 齒輪齒面的磨損是齒輪傳動(dòng)的常見(jiàn)失效形式 ， 齒面磨損是齒輪在嚙合傳動(dòng)過(guò)程中，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象。 5） 預(yù)防措施 為過(guò)早出現(xiàn)點(diǎn)蝕，可采用提高齒面硬度、增大潤(rùn)滑油的粘度、降低表面粗糙度指、在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)等措施。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 42 圖 71：齒輪輪齒折斷效果圖 （ 2）齒面點(diǎn)蝕 1） 何為齒面點(diǎn)蝕 輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，輪齒齒面接觸處在法向力的作用下將產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，脫離嚙合后接觸應(yīng)力即消失。 齒輪傳動(dòng)的主要失效形式、造成的影響及預(yù)防措施 輪齒的失效分為齒體損傷和齒面損傷。 ⑤ 模數(shù)：對(duì)于一般傳動(dòng)模數(shù) 2mm。 主要特點(diǎn) ： ①要求較高的制造和安裝精度，成本較高； ②不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)； ③低精度齒輪在傳動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)； 影響齒輪壽命的因素 基于上述講述的齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，影響齒輪壽命的因素包括： ① 大小齒輪齒數(shù)：齒數(shù)太少，不利于齒輪加工；齒數(shù)太多，齒輪傳動(dòng)中輪齒嚙合次數(shù)多，齒輪磨損大，減小齒輪的壽命?？紤]啟、停機(jī)影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，α =, 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 30 Mca = ? ?2112 )( TM ?? =1646125 N? mm ca? = Mca /W＜ [ 1?? ]=90Mpa 滿足要求。 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T1 =11np ? ?103 =?103 N? mm T2 =22np ? ?103 =?103 N? mm T3 =33np ? ?103 =?103 N? mm T4 =44np ? ?103 =?103 N? mm 式中， 1 2 4T T T T ?、 、 、 依 次 相對(duì)應(yīng)軸的轉(zhuǎn)矩。 2．傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 通過(guò)在廣泛查閱了大量有關(guān)文獻(xiàn)、吸收和消化目前對(duì)減速器的研究成果的基礎(chǔ)上，做以下的工作： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 10 a) 了解國(guó)產(chǎn)減速器的制造工藝和裝配工藝； b) 設(shè)計(jì) ZSY28025108Kw型減速器； c）利用三維造型軟件完成減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的三維及二維圖紙； d) 制定減速器的安裝、調(diào)試、使用及維護(hù)保養(yǎng)的技術(shù)文件； 原始數(shù)據(jù) 該減速器低速級(jí)中心距為 280mm，總傳動(dòng)比為 25，輸出功率為108Kw。 ZSY 硬齒面減速機(jī) (2)齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于 20米／秒。 我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪減（增）速器的功率已達(dá) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 7 42020kW ，齒輪圓周速度達(dá) 150m/s 以上。 ④ 加工精度提高到 ISO5－ 6 級(jí)。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高 4 倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。配套件的開(kāi)展隨主機(jī)的開(kāi)展而開(kāi)展，同時(shí)配套件自身的