【文章內(nèi)容簡介】 第三章 減速器參數(shù)計(jì)算曳引減速器是連接電動機(jī)與升降臺的中間部件，其作用是將由電動機(jī)傳來的高轉(zhuǎn)速變?yōu)樘嵘蹬_所需要的低轉(zhuǎn)速。由于其傳動比比較大，所以選用一級蝸輪蝸桿減速器。由于在大三課程設(shè)計(jì)時(shí)以進(jìn)行過減速器的專門設(shè)計(jì)，故在此只對其主要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)說明。選用蝸輪蝸桿減速器的優(yōu)點(diǎn)有：1）傳動平穩(wěn)，運(yùn)動噪聲低2）結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大3）傳動零件少，減少了維修和更換零件的次數(shù)4）具有較好的抗沖擊載荷的特性蝸輪副的布置采用下置式，即蝸桿位于蝸輪的下面，蝸桿齒形選用圓柱形阿基米德螺旋線，加工簡單。 傳動系統(tǒng)各軸動力參數(shù)計(jì)算已知：輸入功率 = kw、 =970 r/min傳動比i=63，雙向工作、有沖擊、預(yù)期使用壽命10年傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率、和轉(zhuǎn)矩計(jì)算0軸（電動機(jī)軸） = =970 r/min = = kw1軸 （減速器高速軸） kw 式中：為制動器效率，取=2軸 （減速器低速輸出軸） kw 式中： ——為滾動軸承效率, ——雙頭蝸桿傳動效率, 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)選擇1） 選擇材料并確定齒數(shù)根據(jù)參考文獻(xiàn)，蝸桿我決定選用45號鋼表面淬火，表面HRC=4550。選蝸輪材料為ZCuSn10Pb1,砂模鑄造。取 =1, =i， =631=632） 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由式蝸輪力矩 蝸輪轉(zhuǎn)速 則 =4837013 載荷系數(shù) 使用系數(shù) 根據(jù)要求 取= 動載荷系數(shù) 按 估取= 參考 取 = 載荷分布不均勻系數(shù)，載荷有沖擊、變化較大 取 則 彈性影響系數(shù) 許用接觸應(yīng)力由式 基本許用接觸應(yīng)力 =200 N/mm178。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式 則 則 15477計(jì)算得模數(shù)m，蝸桿分度圓直徑d蝸桿分度圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角得 m=10 d1=160 =蝸輪圓周速度 由選取9級精度3） 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式 齒行系數(shù) 得 =許用彎曲應(yīng)力由式基本許用彎曲應(yīng)力， 選=51 N/mm178。則故彎曲強(qiáng)度足夠4） 散熱面積的計(jì)算由式傳動效率 嚙合效率 由 當(dāng)量摩擦角,由滑動速度 選=得 滾動軸承效率 攪油效率 則 ,與估取的效率值相近,不必修正散熱系數(shù)按通風(fēng)良好取 油的工作溫度 取周圍空氣溫度,取= 故 5）其他主要幾何尺寸計(jì)算 蝸桿頂圓直徑 桿螺紋部分長度 蝸輪喉圓直徑 蝸輪外圓直徑 蝸輪寬度 中心距 取1 軸的受力分析 蝸桿的受力分析蝸桿傳動的受力分析與斜齒圓柱齒輪傳動的相類似。下圖31為主動右旋蝸桿沿圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)蝸桿齒面上的受力情況。法向力可分解為三個相互垂直的分力，既圓周力、徑向力和軸向力、和為蝸輪齒面上的對應(yīng)受力，他們的關(guān)系如下： 圖31 蝸桿受力分析圖 式中 、——分別為蝸桿和蝸輪軸上的名義轉(zhuǎn)矩 ——為壓力角，取標(biāo)準(zhǔn)值得 軸蝸桿的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料及熱處理軸的材料首先應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，對應(yīng)力集中的敏感性低；還須滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性要求；并要具有良好的加工性能，且價(jià)格低廉、易于獲得。軸的常用材料主要是碳鋼和合金鋼，用碳鋼或合金鋼制造的軸一般應(yīng)進(jìn)行熱處理及化學(xué)處理，以進(jìn)一步提高其強(qiáng)度、耐磨性和腐蝕性。本次軸的材料及熱處理與蝸輪的材料及熱處理一致，選用45號鋼調(diào)質(zhì)。 2）軸的受力分析軸的受力簡圖如圖32所示，圖中 圖32 軸受力分析 3）求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如下圖33 圖33 軸水平方向受力 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖34所示 圖34 水平方向彎矩圖4）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)受力簡圖如圖35所示 圖35 垂直方向受力圖N 軸在垂直面內(nèi)彎矩圖如圖36所示 圖36 垂直方向彎矩圖5）作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 軸的合成彎矩圖如下圖37 圖37 合成彎矩圖6）許用硬度計(jì)算由式 式中 ——取1（雙向轉(zhuǎn)動） 軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理。 7）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑減速器高速軸結(jié)構(gòu)如圖38所示： 圖38 減速器高速軸 低速軸的設(shè)計(jì)1) 選擇軸的材料及熱處理選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。2） 軸的受力分析軸的受力簡圖如圖39所示，圖中 圖39 軸受力3）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310所示： 圖310 軸水平方向受力 軸在水平面內(nèi)的彎矩如圖311所示： 圖311 水平方向彎矩圖3） 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312所示 圖312 垂直方向受力 軸在垂直面內(nèi)的彎矩如圖313所示： 圖313 垂直彎矩圖5）求支承反力，作軸的合成彎矩圖314 圖314 合成彎矩圖6）軸的初步計(jì)算由式 式中 ——取1（雙向轉(zhuǎn)動） 軸的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)處理。 7）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級從動軸的危險(xiǎn)截面直徑 根據(jù)資料，取 減速器低速軸的結(jié)構(gòu)見圖315： 圖315 減速器低速軸 其他零件選用 齒輪、軸及軸承減速器中的小齒輪與高速軸采用齒輪軸結(jié)構(gòu)；大齒輪與低速軸分別制造，齒輪在軸上的周向固定采用過盈配合附加平鍵聯(lián)接。軸上零件的軸向定位與固定采用軸環(huán)、軸肩、軸套和軸承蓋等加以實(shí)現(xiàn)。齒輪的潤滑采用浸油潤滑。用凸緣式軸承蓋軸向固定軸承時(shí)，應(yīng)在軸承蓋凸緣與箱體軸承座端面間加調(diào)整墊片，軸承的軸向游隙是通過用墊片調(diào)整軸承蓋的軸向位置來保證的，軸的熱脹量也在調(diào)整軸承軸向游隙時(shí)一并考慮。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起的稀油進(jìn)行潤滑，箱座油池中的潤滑油被齒輪飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁坡口流進(jìn)箱座剖分面上的輸油溝，再經(jīng)軸承蓋上的導(dǎo)油槽流入軸承。當(dāng)浸油齒輪的圓周速度時(shí)，應(yīng)采用潤滑脂潤滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂，可在軸承內(nèi)側(cè)加裝擋油盤。 減速器箱體減速器箱體的作用在于支持旋轉(zhuǎn)軸和軸上零件，并為軸上傳動零件提供一封閉的工作空間，使其處于良好的工作狀況；同時(shí)防止外界灰砂、異物侵入以及箱體內(nèi)潤滑油逸出。箱體兼作油箱使用，以保證傳動零件嚙合過程的良好潤滑。箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度的剛度。蝸輪蝸桿減速器如下圖316所示。減速箱箱體常用灰鑄鐵制造?；诣T鐵具有良好的鑄造性能和減振性能，易獲得美觀外形，適宜于批量生產(chǎn)。對于重載或受沖擊載荷的減速器也可采用鑄鋼箱體。圖316 單級蝸桿減速器 減速器附件為了保證減速器的正常使用和維護(hù)，必須進(jìn)行向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油及換油、檢查油面高度、加工或裝配時(shí)箱蓋和箱座的精確定位及吊裝等工作，這些就需要依靠若干附件來實(shí)現(xiàn)。對所需的減速器附件可依據(jù)其不同的工作要求和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其設(shè)置于減速器的不同部位。減速器附件包括：窺視孔蓋、通氣蓋、定位銷、啟箱螺釘、油標(biāo)、放油孔及放油螺塞和起吊裝置等。現(xiàn)就減速器附件的功能說明如下：1） 窺視孔（或稱檢查孔）及窺視孔蓋窺視孔用于檢查傳動零件的嚙合、潤滑及齒輪損壞情況，并兼作注油孔，可向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油。窺視孔應(yīng)設(shè)置在減速器蓋上方的適當(dāng)位置，而且應(yīng)有足夠的尺寸，以便直接進(jìn)行觀察和手能伸入箱體內(nèi)進(jìn)行操作。平時(shí)窺視孔用窺視孔蓋蓋住，窺視孔蓋常用螺釘將其固定在箱蓋上。2） 通氣孔減速器工作時(shí)，由于箱體內(nèi)部溫度的升高，氣體的膨脹，壓力增大，使得箱體內(nèi)外壓力不等。為使箱體內(nèi)受熱膨脹的氣體自由排出，以保持箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件處向外滲漏，需在箱體頂部或直接在窺視孔蓋板上設(shè)置通氣器。形式和尺寸可根據(jù)JB113070選用。3） 軸承蓋 軸承蓋是用來封閉減速器箱體上的軸承座孔，以及固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種類型，凸緣式軸承蓋利用螺釘將其固定在箱體上，結(jié)構(gòu)尺寸大，零件數(shù)目較多，但加工、裝拆和用于調(diào)整軸承游隙比較方便，較為常用；嵌入式軸承蓋結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，但加工、裝拆和調(diào)整軸承游隙比較復(fù)雜，而且只能用于沿軸承軸線部分的箱體中。4） 定位銷對由箱蓋和箱座通過連接而組成的剖分式箱體，為保證其各部分在加工及裝配時(shí)能保持精確位置，特別是為保證箱體軸承座孔的加工精度及安裝精度，應(yīng)在箱蓋與箱座的聯(lián)結(jié)凸緣上設(shè)置兩個定位銷。兩個定位銷相距應(yīng)盡量遠(yuǎn)些，并大多采用圓錐銷定位。對稱箱體的兩定位銷應(yīng)呈非對稱布置，以免錯裝。5） 啟箱螺釘由于裝配減速器時(shí)在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時(shí)往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此，常在箱體凸緣的適用位置加工出1～2個螺釘，裝入啟箱用的圓柱端螺釘或平端螺釘，旋動啟箱用的圓柱端螺釘或平端螺釘，旋動啟箱螺釘，旋動啟箱螺釘便可將箱蓋頂起。啟箱螺釘?shù)拇笮】膳c凸緣聯(lián)接螺栓相同。對于小型減速器也可不設(shè)啟箱螺釘，拆卸減速器時(shí)用螺絲刀直接撬開箱蓋。6）油標(biāo)油標(biāo)的作用在于指示減速器箱內(nèi)油面的高度，使其經(jīng)常保持適當(dāng)?shù)挠土?。油?biāo)一般設(shè)置在箱體便于觀察而且油面較穩(wěn)定的部位。油標(biāo)有多種類型及規(guī)格，常用的油標(biāo)類型有壓配式圓形油標(biāo)、長形油標(biāo)、管狀油標(biāo)、及桿式油標(biāo)等。目前用圓形油標(biāo)較多，可按GB116079的規(guī)定選用。7) 放油孔及放油螺塞為排放減速箱體內(nèi)污油和便于清洗箱體部，在箱體油池的最低處設(shè)置放油孔，箱體內(nèi)底面做成斜面，向放油孔方向傾斜，使油易于流出。平時(shí)用放油螺塞將放油孔堵住，放油螺塞采用細(xì)牙螺紋。在放油螺塞頭和箱體凸臺端面間應(yīng)加防漏用的封油墊，以保證良好的密封。 小結(jié)垂直升降式立體停車場升降機(jī)構(gòu)減速器的設(shè)計(jì)。確定單級蝸桿減速器，并對其附件進(jìn)行設(shè)計(jì)選擇說明。第四章 升降機(jī)其他機(jī)械部件設(shè)計(jì) 制動器設(shè)計(jì)及選擇 制動器的類型制動機(jī)構(gòu)通常被為稱制動器（在曳引機(jī)中也稱制動系統(tǒng)）。其種類有下列幾種：（1）外抱塊式制動器按行程可分為長行程與短行程；按動力源可分為電磁鐵制動器和電磁液壓制動器；按電源分交流和直流兩種。外抱式塊式制動器結(jié)構(gòu)簡單可靠、散熱好；瓦塊有充分和均勻的退距，調(diào)整行程和間隙比較方便；對于直形制動臂，制動力矩大小與轉(zhuǎn)向無關(guān)；制動輪軸不承受彎矩，但包角小、制動力矩小；比帶式制動器結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。外抱式塊式制動器適用于工作頻繁、空間稍大的場合，所以廣泛用于扶梯驅(qū)動主機(jī)和電梯曳引機(jī)的制動機(jī)構(gòu)中。在曳引機(jī)上應(yīng)用時(shí)稱機(jī)電塊式制動器。（2）帶式制動器其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、包角大（一般在270度左右），制動力矩大。制動輪軸受較大彎矩，比壓與磨損不均勻，散熱差，在曳引機(jī)中很少應(yīng)用。（3）內(nèi)張?zhí)闶街苿悠髌浣Y(jié)構(gòu)緊湊，廣泛用于結(jié)構(gòu)尺寸受限制的場合。該制動器有單蹄、雙蹄、多蹄式。其中雙蹄式用得較多。該制動器廣泛用于無齒曳引機(jī)中，有齒曳引機(jī)用得很少。 制動器的選用曳引機(jī)屬于提升機(jī)構(gòu)。制動器必須采取常閉式。安裝制動器要有足夠的空間。曳引機(jī)制動器安裝在高速軸上，制動力矩較小，所以采用外抱塊式制動器是合理的?？紤]到