【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 w/η=由于該機(jī)械載荷變化不大，電動(dòng)機(jī)額定功率Pd只需略大于Pd需即可，故取電動(dòng)機(jī)的額定功率Pd為4kw。3，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型的、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極數(shù)多、外闊尺寸及重量較大、價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則與其相反。一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)的工作轉(zhuǎn)速：Nw=601000V/πD=60 =155r/min 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)比i1=2—4。一級(jí)直齒輪傳動(dòng)比i2=3—5，則總傳動(dòng)比的推薦范圍：i= i1Xi2=6—20，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍：Nd=ixNw=(6—16)x155=930—2480 r/min經(jīng)查表，再綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，則轉(zhuǎn)速為960r/min的Y132M16型電動(dòng)機(jī)比較適合。其主要參數(shù)為額定功率：4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比i=Nd/Nw=960/155=。對(duì)于二級(jí)齒輪減速器而言i=i1Xi2，為使V帶輪的尺寸不致過(guò)大，取i1=，分配時(shí)傳動(dòng)比應(yīng)保證i1i2，所以去i2=。確定總傳動(dòng)比后應(yīng)合理分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)要考慮到：1，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)該在推薦的范圍內(nèi)選取。2，應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕。3，應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干澀碰撞。4，對(duì)于二級(jí)展開式齒輪減速器而言，高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪直徑應(yīng)盡量相等，以利于浸油潤(rùn)滑。一般推薦高速級(jí)傳動(dòng)比為i1=（—）Xi2。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對(duì)誤差為177。（3—5）％。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為了確定傳動(dòng)方案，還需推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由工作機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。1各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算: Ⅰ軸：NⅠ=Nd /i1=400r/min Ⅱ軸：NⅡ=NⅠ/i2=102r/min工作機(jī)軸：Nw=NⅡ=102r/min2各軸的輸入功率: Ⅰ軸：PⅠ=PdXη01== Ⅱ軸： PⅡ= PⅠXη12== 工作機(jī)軸：PⅢ=PⅡXη23==3各軸的轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸：Td=9550xPd/Nd=9550X4/960=m Ⅰ軸： TⅠ=TdXi1Xη01== Nm Ⅱ軸：TⅡ= TⅠXi1Xη12==m 工作機(jī)軸：TⅢ= TⅡXη2Xη4== Nm表22運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率kw轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)主軸4960Ⅰ軸400Ⅱ軸102工作機(jī)155根據(jù)計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件的參數(shù)選擇合適的傳動(dòng)方案，確定各傳動(dòng)件的尺寸、聯(lián)軸器類型和規(guī)格、傳動(dòng)齒輪的模數(shù)、齒數(shù)以及傳動(dòng)軸的材料類型等。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模3 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模 各軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì) 低速軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1，選擇軸的材料為45號(hào)調(diào)制剛。2，軸的受力分析，簡(jiǎn)圖如圖所示。圖31軸的受力分析圖圖中LAB=340mmLBC=n3/2+c+k+bh2/2=43mmLAC=LAB—LBC=297mm3，計(jì)算齒輪的嚙合力； 式（） 式（）4,求水平面內(nèi)的支承反力軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示：圖32 軸水平方向的受力分析圖5,求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖；軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示圖32軸垂直方向的受力分析圖求支承反力：軸的初步計(jì)算 式（）45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應(yīng)力，取折算系數(shù)將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）直徑計(jì)算公式：在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，計(jì)算截面直徑軸的最小直徑:6，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑，取減速器低速軸的危險(xiǎn)截面直徑根據(jù)軸上零件的位置、安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度等于輪轂長(zhǎng)度減2mm軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑：4 50、566555。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度整個(gè)低速軸長(zhǎng)度為340mmI段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，6211寬度B=21，該段長(zhǎng)度選為43mm。II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為73mm。III段為定位軸肩，長(zhǎng)度略小11mm。IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長(zhǎng)度為48mm。V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長(zhǎng)度與I相同，為45mm。VI長(zhǎng)度與聯(lián)軸器有為55mm。圖33 軸的工程圖 中間軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1，選擇軸的材料用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，2，軸的受力 LAB=205mm85mm115mm 162mm3，計(jì)算齒輪的嚙合力； ,4，求水平面內(nèi)的支承反力5，求垂直面內(nèi)的支承反力6， 求支承反力 7，軸的初步計(jì)算材料45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力取折算系數(shù)軸的最小直徑為:在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%計(jì)算截面直徑 8，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面直徑，根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)果尺寸。聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度=輪轂長(zhǎng)度—2mm軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑：56760、55。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度：I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承6211寬度B=17，該段長(zhǎng)度選為40mm。II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為45mm。III段為定位軸肩，長(zhǎng)度略小5mm。IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長(zhǎng)度為67mm。V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，為43mm。圖34中間軸的工程圖 高速軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1， 軸上齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸和齒輪的材料及熱處理一致，選用40調(diào)質(zhì)處理后表面淬火。圖35 軸的受力簡(jiǎn)圖LAB=257mm92mm165mm3，計(jì)算齒輪的嚙合力4，求水平面內(nèi)的支承反力軸在水平面內(nèi)的彎矩圖和受力簡(jiǎn)圖，如圖示：圖36軸在水平方向的彎矩圖5，直面內(nèi)的支承反力軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖和受力簡(jiǎn)圖，如圖示圖37軸在垂直方向的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖示。6，面C處彎矩考慮啟動(dòng)，停機(jī)的影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)強(qiáng)度校核45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。7．軸的初步計(jì)算軸為40Cr調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力值取折算系數(shù) 將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）得d=50mm軸的最小直徑:d1= 25mm按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑，（dm機(jī)軸端直徑)參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑d減=25mm根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸，軸頭結(jié)構(gòu)尺寸與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑可選取：245 、50、36。各段長(zhǎng)度的確定：各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm，該段長(zhǎng)度定為34mm。該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、軸承與箱體內(nèi)壁距離（采用油潤(rùn)滑），還有二級(jí)齒輪的寬度，定該段長(zhǎng)度為130mm，由于考慮到軸的質(zhì)量問(wèn)題，該軸做成階梯軸。該段長(zhǎng)度分別為54,32,46。同時(shí)留有砂輪越層槽。該段考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段52mm。該段軸肩選定長(zhǎng)度10mm。該段與相同取30mm。圖38 高速軸的工程圖1，選擇45鋼調(diào)質(zhì)淬火回火處理，齒面硬度分別為220HBS，280HBS，屬軟齒閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)z1=30大齒輪齒數(shù)z2=i1Xz1=80，按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝取齒寬系數(shù)φd=1，實(shí)際傳動(dòng)比i’12=，誤差i’12i12/ i’12=≤177。5%.在設(shè)計(jì)給定的177。5%范圍內(nèi)可用。2，面接觸疲勞降低的計(jì)算。 式（）確定各式參數(shù)：載荷系數(shù)試選: Kt=小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:T1=106P/n1=105 NM材料系數(shù):大、小齒輪的接觸疲勞極限:應(yīng)力循環(huán)次數(shù):接觸疲勞壽命系數(shù)確定許用接觸應(yīng)力,取安全系數(shù),取[σH]=[ σH1] 計(jì)算小齒輪分度圓直徑: 計(jì)算圓周速度:計(jì)算載荷系數(shù)k系數(shù)，根據(jù)，選7級(jí)精度,得動(dòng)載系數(shù)= ,= 校正分度圓直徑3，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 式（）確定公式中各參數(shù)值:1) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查取2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)查取3) 取定彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)許用彎曲應(yīng)力: 4) 系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ，計(jì)算比較取其中較大值代入公式計(jì)算 式（） 5)輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 所以彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4，齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1)計(jì)算模數(shù) ，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)m= 2)兩輪分度圓直徑d1=30=75mm d2=mz2=80=200mm 3)中心距 4)齒寬b=φdd1=75=75mm ，b2=b1+（5—10）mm 取b1=70mm，b2=65mm 5）齒全高h(yuǎn)=== 各軸及齒輪的建模 低速軸的建模設(shè)計(jì)思路：確定軸各端的長(zhǎng)度與直徑，繪制出草圖，利用回轉(zhuǎn)功能生成低速軸模型。1， 繪制草圖單擊草圖命令，以xy面為草繪平面，繪制如圖所示的草繪圖。圖39 低速軸的草繪圖2，完成草繪后，利用回轉(zhuǎn)命令以y軸為旋轉(zhuǎn)軸，完成旋轉(zhuǎn)體。如圖圖310低速軸的旋轉(zhuǎn)示意圖3，創(chuàng)建矩形槽特征(1)利用設(shè)計(jì)特征中鍵槽命令創(chuàng)建基準(zhǔn)平面：圖311創(chuàng)建基準(zhǔn)平面（2）在實(shí)體中選擇與基準(zhǔn)平面相切的圓柱面，編輯鍵槽參數(shù)，創(chuàng)建鍵槽特征。圖312 低速軸的效果圖 中間軸的建模設(shè)計(jì)思路與低速軸類似，草繪中間軸尺寸：