【文章內(nèi)容簡介】 w/η=由于該機械載荷變化不大，電動機額定功率Pd只需略大于Pd需即可，故取電動機的額定功率Pd為4kw。3，電動機的轉(zhuǎn)速同一類型的、相同額定功率的電動機也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動機的極數(shù)多、外闊尺寸及重量較大、價格較高，但可使傳動裝置的總傳動比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動機則與其相反。一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動機。工作機的工作轉(zhuǎn)速：Nw=601000V/πD=60 =155r/min 按推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動比i1=2—4。一級直齒輪傳動比i2=3—5，則總傳動比的推薦范圍：i= i1Xi2=6—20，則電動機的轉(zhuǎn)速可選范圍：Nd=ixNw=(6—16)x155=930—2480 r/min經(jīng)查表，再綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，則轉(zhuǎn)速為960r/min的Y132M16型電動機比較適合。其主要參數(shù)為額定功率：4KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min。 計算總傳動比和分配傳動比總傳動比i=Nd/Nw=960/155=。對于二級齒輪減速器而言i=i1Xi2，為使V帶輪的尺寸不致過大，取i1=，分配時傳動比應(yīng)保證i1i2，所以去i2=。確定總傳動比后應(yīng)合理分配各級傳動比，限制傳動件的圓周速度以減小動載荷，降低傳動精度等級。分配各級傳動比時要考慮到：1，各級傳動比應(yīng)該在推薦的范圍內(nèi)選取。2，應(yīng)使傳動裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕。3，應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干澀碰撞。4，對于二級展開式齒輪減速器而言，高速級和低速級的大齒輪直徑應(yīng)盡量相等，以利于浸油潤滑。一般推薦高速級傳動比為i1=（—）Xi2。一般允許工作機實際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對誤差為177。（3—5）％。 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)為了確定傳動方案，還需推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由工作機至工作機之間運動傳遞的路線推算各軸的運動和動力參數(shù)。1各軸轉(zhuǎn)速計算: Ⅰ軸：NⅠ=Nd /i1=400r/min Ⅱ軸：NⅡ=NⅠ/i2=102r/min工作機軸：Nw=NⅡ=102r/min2各軸的輸入功率: Ⅰ軸：PⅠ=PdXη01== Ⅱ軸： PⅡ= PⅠXη12== 工作機軸：PⅢ=PⅡXη23==3各軸的轉(zhuǎn)矩：電動機軸：Td=9550xPd/Nd=9550X4/960=m Ⅰ軸： TⅠ=TdXi1Xη01== Nm Ⅱ軸：TⅡ= TⅠXi1Xη12==m 工作機軸：TⅢ= TⅡXη2Xη4== Nm表22運動和動力參數(shù)軸名功率kw轉(zhuǎn)速r/min電機主軸4960Ⅰ軸400Ⅱ軸102工作機155根據(jù)計算各級傳動件的參數(shù)選擇合適的傳動方案，確定各傳動件的尺寸、聯(lián)軸器類型和規(guī)格、傳動齒輪的模數(shù)、齒數(shù)以及傳動軸的材料類型等。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)計與建模3 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 各軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計 低速軸的參數(shù)設(shè)計1，選擇軸的材料為45號調(diào)制剛。2，軸的受力分析，簡圖如圖所示。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：軸的初步計算 式（）45號鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應(yīng)力，取折算系數(shù)將以上數(shù)值代入軸計算截面（c截面）直徑計算公式：在此軸段開有一個鍵槽時，直徑增大4%，計算截面直徑軸的最小直徑:6，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按經(jīng)驗公式，減速器低速級從動軸的危險截面直徑，取減速器低速軸的危險截面直徑根據(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)系起來統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長度：軸段長度等于輪轂長度減2mm軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑：4 50、566555。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度整個低速軸長度為340mmI段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，6211寬度B=21，該段長度選為43mm。II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長度為73mm。III段為定位軸肩，長度略小11mm。IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為48mm。V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與I相同，為45mm。VI長度與聯(lián)軸器有為55mm。圖33 軸的工程圖 中間軸的參數(shù)設(shè)計1，選擇軸的材料用45號鋼調(diào)質(zhì)，2，軸的受力 LAB=205mm85mm115mm 162mm3，計算齒輪的嚙合力； ,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，軸的初步計算材料45號鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力取折算系數(shù)軸的最小直徑為:在此軸段開有一個鍵槽時，直徑增大4%計算截面直徑 8，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按經(jīng)驗公式，減速器高速級從動軸的危險截面直徑取減速器中間軸的危險截面直徑，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)系起來統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長度：軸段長度=輪轂長度—2mm軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑：56760、55。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度：I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承6211寬度B=17，該段長度選為40mm。II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長度為45mm。III段為定位軸肩，長度略小5mm。IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為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 軸的受力簡圖LAB=257mm92mm165mm3，計算齒輪的嚙合力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，停機的影響，扭矩為脈動循環(huán)強度校核45號鋼調(diào)質(zhì)處理，由彎扭合成強度滿足要求。7．軸的初步計算軸為40Cr調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力值取折算系數(shù) 將以上數(shù)值代入軸計算截面（c截面）得d=50mm軸的最小直徑:d1= 25mm按經(jīng)驗公式，減速器輸入軸的軸端直徑，（dm機軸端直徑)參考聯(lián)軸器標準軸孔直徑，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)系起來統(tǒng)籌考慮。軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑可選取：245 、50、36。各段長度的確定：各段長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度為38mm，該段長度定為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（采用油潤滑），還有二級齒輪的寬度，定該段長度為130mm，由于考慮到軸的質(zhì)量問題，該軸做成階梯軸。該段長度分別為54,32,46。同時留有砂輪越層槽。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，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級精度，小齒輪齒數(shù)z1=30大齒輪齒數(shù)z2=i1Xz1=80，按軟齒面齒輪非對稱安裝取齒寬系數(shù)φd=1，實際傳動比i’12=，誤差i’12i12/ i’12=≤177。5%.在設(shè)計給定的177。5%范圍內(nèi)可用。2，面接觸疲勞降低的計算。 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] 計算小齒輪分度圓直徑: 計算圓周速度:計算載荷系數(shù)k系數(shù)，根據(jù)，選7級精度,得動載系數(shù)= ,= 校正分度圓直徑3，齒根彎曲疲勞強度校核 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) ，計算比較取其中較大值代入公式計算 式（） 5)輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強度校核計算 所以彎曲疲勞強度足夠。4，齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算 1)計算模數(shù) ，按標準取模數(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=== 各軸及齒輪的建模 低速軸的建模設(shè)計思路：確定軸各端的長度與直徑，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)計特征中鍵槽命令創(chuàng)建基準平面：圖311創(chuàng)建基準平面（2）在實體中選擇與基準平面相切的圓柱面，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)計思路與低速軸類似，草繪中間軸尺寸：