【文章內容簡介】 柱齒輪傳動可分為直齒圓柱齒輪傳動﹑斜齒圓柱齒輪傳動和人字齒圓柱齒輪傳動3種。按嚙合形式可分為：外嚙合齒輪傳動，由兩個相嚙合的外齒輪組成，兩輪轉向相反；內嚙合齒輪傳動，由一個內齒輪和一個外齒輪組成，兩輪轉向相同[11]。為使設計加工簡單，本設計采用直齒圓柱齒輪。1）選擇齒輪材料及精度等級小齒輪選用40Cr調質，齒面硬度為270HBS。大齒輪選用45 鋼，調質，齒面硬度195HBS；根據(jù)課本選7級精度。齒面精糙度Ra≤~。由機械課本圖9—1圖9—25查得 2）齒輪的中心距根據(jù)校核公式推導出的簡化設計公式 ()式中： 為中心距（mm）；～；外嚙合取正號，內嚙合取負號，此處為外嚙合所以取正號。齒數(shù)比： 取齒寬系數(shù)： ，載荷系數(shù)取，小齒輪轉矩Nm由所選材料可得：∵故應以帶入計算：取3）齒輪的模數(shù)按經(jīng)驗公式取模數(shù)取4）主要幾何參數(shù)計算初選小齒輪齒數(shù)為：取=22大齒輪齒數(shù)為：精確計算小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑小齒輪齒頂圓半徑大齒輪齒頂圓半徑5）齒寬計算小齒輪齒寬大齒輪齒寬1）齒面接觸疲勞許用應力應力循環(huán)次數(shù)由機械設計課本圖9—20查得：，由表9—3及表9—4選齒輪精度為877GB100951988由圖9—21得ZLRV=由圖9—23得ZX=1，取ZW=1由表9—8，失效概率低于1%，Shmin=1許用應力2）齒面接觸疲勞應力切向力查表9—5使用系數(shù)查圖96，動載系數(shù)查圖97，齒間載分配系數(shù)按對稱布置，查圖98，并減小5%，=1查表97，彈性系數(shù)查圖912，節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖913，重合度系數(shù)和螺旋角系數(shù)=齒面接觸應力3）強度校核滿足齒面接觸疲勞強度要求。1）齒根彎曲疲勞許用應力取由圖926，彎曲疲勞強度的壽命系數(shù)由表99，齒根圓角敏感系數(shù) 選擇齒面粗糙度= 取 由圖927，彎曲疲勞強度的尺寸系數(shù)選擇失效概率低于1/1000， 由表98，最小安全系數(shù)為： 許用應力： 2）齒根彎曲疲勞應力由圖928，復合齒形系數(shù)=，=由圖918，重合度系數(shù)和螺旋角系數(shù)=3）強度校核滿足齒根彎曲疲勞強度要求。 齒輪參數(shù)表齒輪齒數(shù)模數(shù)傳動比分度圓直徑齒頂圓直徑大齒輪222444mm48mm小齒輪882176mm180mm由于減速器軸為一般用途軸，可選45鋼，調質。 利用轉矩強度法，根據(jù) ()1）對于小齒輪式中，，C=126～103（查表13—2）取C=120，帶入式()，得最小軸徑為經(jīng)圓整，取最小軸徑（即軸端直徑）2）對于大齒輪式中取齒輪傳動效率為，取C=120，帶入式()，得到大齒輪的最小軸徑為 軸的結構設計主要有三項內容：各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長度的確定；其他尺寸的確定。根據(jù)前面計算結果，可選圓柱滾子軸承。 齒輪參數(shù)表軸承代號 尺寸/mm基本額定負載/kN極限轉速r/mindDBCr（動）Cor（靜）脂潤滑油潤滑N205E2552151000014000N206E306216850011000考慮到軸上零件的定位、固定及裝拆，擬采用階梯軸結構，選定軸承后，則可初步確定各段軸的直徑。1） 小齒輪軸徑向尺寸的確定根據(jù)所選軸承，此軸段（左軸頸）直徑取為取，為與所選軸承搭配取，為了便于小齒輪的裝拆，并不損傷軸徑表面與小齒輪配合的軸段直徑取為，小齒輪右側采用軸肩定位，軸肩高度，故取，與左軸徑一樣，右支撐也選用圓柱滾子軸承N205E ，所以此軸段直徑取 2） 小齒輪軸各軸段長度取，軸段3的長度略大于軸承寬度，軸段4的長度極為齒輪的寬度，軸肩的寬度取為，軸段6的長度略大于軸承寬度取為3） 大齒輪軸徑向尺寸確定取值依據(jù)同上，取，， ，4） 大齒輪各軸段長度的確定，，，5） 確定其他細節(jié)尺寸軸兩端倒角尺寸可取為,。1）計算小齒輪受力轉矩齒輪切向力徑向力：軸向力:2） 計算支反力和彎矩并校核水平面上C點彎矩: D點彎矩：水平面彎矩和受力圖如上圖：垂直面上支反力： C點彎矩： D點彎矩： 求合成彎矩 C點當量彎矩： D點當量彎矩： 所以, 考慮到鍵,所以實際直徑為20㎜,則該軸的結構設計無須修改.大齒輪軸的強度校核計算齒輪受力前面計算出:轉矩齒輪切向力:徑向力:軸向力: 計算支承反力及彎矩水平面上C點彎矩垂直面上 C點彎矩： 求合成彎矩 C點當量彎矩： 所以, 考慮到鍵,所以實際直徑為26㎜,則該軸的結構設計無須修改。 軸段尺寸表名稱軸段1軸段2軸段3軸段4軸段5軸段6小齒輪軸d202225303525l35212650820大齒輪軸D262830354030L40243144722根據(jù)電機的工作條件和聯(lián)軸器的載荷類別、轉速等因素綜合考慮，應選擇選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器，以適應電動汽車沖擊、振動、轉矩變化較大的工況特點[13]。,輸出端扭矩為102Nm，根據(jù)扭矩的大小和減速器輸入、輸出端轉速的大小，查機械設計手冊選用型號為ML1的聯(lián)軸器與電動機相連，其公稱轉矩為45Nm， 軸孔直徑24mm，軸孔長度為52mm。選用型號為ML4的聯(lián)軸器與車輪相連，其公稱轉矩為140 Nm，軸孔直徑為42mm，軸孔長度為112mm。因為減速器的大齒輪的齒頂圓半徑遠大于小齒輪的齒頂圓半徑，所以大齒輪采用浸油潤滑的方式，小齒輪則采用飛濺潤滑的方式。大齒輪浸入油液大約1個齒高，但不小于10mm。滾動軸承的潤滑由于軸的轉速低且受力較小，因此軸承采用飛濺潤滑。初步選擇A型普通平鍵，取高速軸聯(lián)接鍵公稱尺寸為，低速軸聯(lián)接鍵公稱尺寸為。平鍵聯(lián)接的主要失效形式是工作面的壓潰，除非有嚴重過載，一般不會出現(xiàn)鍵的剪斷。設載荷為均勻分布，可得平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件為：高速軸d=20mm,h=6mm,l=28mm,T=低速軸d=26mm,h=7mm,l=32mm,T=102Nm帶入上式得查表得知所以，鍵滿足要求。第5章 硬件電路設計硬件電路由主控芯片，電機驅動電路，反饋電路三大部分組成。 電路原理圖電子差速的控制部分，采用我們比較熟悉和常用的單片機來實現(xiàn)，選擇89C51作為主控芯片。 89C51單片機芯片內部邏輯結構介紹89C51單片機是由中央處理器(CPU)、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、串行接口、并行I/O接口、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等幾大單元，以及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成的[12]。 89C51系列單片機內部結構框圖單片機的性能都反應在單片機所物有的結構和資源上。這里首先介紹89C51單片機基本結構的主要組成部分。(CPU) 中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件。89C51單片機是8們數(shù)據(jù)寬度的處理器，它能處理8們二進制數(shù)據(jù)或代碼。CPU主要由算術邏輯部件、控制器和專用寄存器三部分電路組成。它負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。2 .程序存儲器(ROM) 89C51單片機共有4096個8位掩膜ROM，用于存放用戶程序、原始數(shù)據(jù)或表格。由于受集成度限制，片內只讀存儲器一般容量較小，如果片內的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至64k字節(jié)。3 .數(shù)據(jù)存儲器(RAM) 89C51單片機內部有128處8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的。專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)。所以，用戶能使用的RAM只有128個。這些單元可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。4 .定時/計數(shù)器 89C51有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)。它也可以產(chǎn)生中斷，從而控制程序轉向。5 .并行輸入輸出(I/O)口 單片機需要和外部設備進行通信，以便于處理外部的輸入法和將運算結果反饋到外部設備。89C51共有4組8位I