【文章內(nèi)容簡介】 00 Y185M8 型電動(dòng)機(jī)外形尺寸 中心高度 H 長寬高 安裝尺寸 軸伸尺寸 平鍵尺寸 185 380 245 160 140 28 60 28 16 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 ia= 對(duì)于展開式圓柱齒輪減速器 i1=( ～ )i2 i i2— 高速級(jí)、低速級(jí)傳動(dòng)比 由此可得 i1= i2= 傳動(dòng)裝置的運(yùn)到和動(dòng)力參數(shù) 各軸轉(zhuǎn)數(shù) Ⅰ軸 nⅠ =nm=725 (r/min) Ⅱ軸 nⅡ = nⅠ /i1=725/= (r/min) Ⅲ軸 nⅢ = nⅡ /i2=(r/min) 各軸功率 Ⅰ軸 PⅠ =P0η 0Ⅰ = =180 ? = (kW) Ⅱ軸 PⅡ =PⅠ η ⅠⅡ = ?? =(kW) Ⅲ軸 PⅢ =PⅡ η ⅡⅢ = ?? =(kW) 各軸轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 ? ?mNnPT 47725 0095 00 1 ＝＝ⅠⅠ ?? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 18 Ⅱ軸 ? ?mNnPT 2 ???? ⅡⅡ Ⅲ軸 ? ?mNnPT 6926723 3 ???? ⅢⅢ 計(jì)算數(shù)值列表如下 減速器傳動(dòng)各軸主要參數(shù)計(jì)算結(jié)果 軸號(hào) 輸 入 功 率P/kW 轉(zhuǎn)矩 T/N m 轉(zhuǎn)數(shù) n/r min1 轉(zhuǎn)動(dòng)比 效率 Ⅰ 725 .97 Ⅱ Ⅲ 69267 23 圓弧齒輪傳 動(dòng)幾何參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 雙圓弧齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)是兼顧模數(shù)，齒數(shù)，螺旋角等多個(gè)設(shè)計(jì)變量和減速器要求強(qiáng)度高，壽命長、潤滑條件好，噪音低具有綜合性能優(yōu)良的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于多級(jí)雙圓弧齒輪傳動(dòng)中離散變量多 .變量相關(guān)性強(qiáng)及可行域狹小和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的半有序性、模糊性，決定了此問題的復(fù)雜性與求解過程的困難。優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，采用了一種在可行域中進(jìn)行迭代枚舉與綜合評(píng)判相結(jié)合的優(yōu)化策略，免除了構(gòu)造和計(jì)算增廣多目標(biāo)函數(shù)，直接枚舉和給出工程應(yīng)用的離散解 .用計(jì)算機(jī)自動(dòng)，高效地對(duì)多方案滲行綜合評(píng)判 .具有不遺漏最優(yōu)點(diǎn)和收斂可 靠的優(yōu)點(diǎn) .用此方法設(shè)計(jì)、制造的大型提升機(jī)減速器已通過部分標(biāo)準(zhǔn)的廠內(nèi)型式試驗(yàn) .，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益 。 對(duì)于高速級(jí)的一對(duì)齒輪 選擇材料 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 19 小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 260~290HB。 大齒輪用 ZG310570，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 180~210HB。 齒輪參數(shù)確定 由已知的 a=530 法向模數(shù) mn=（ ~） a=~ 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) mn=8mm 初選螺旋角 ? =150 齒數(shù)和 8 15c os5302c os20 ?????? nmaZ ? 取 128??Z 確定齒輪齒數(shù) 小齒輪 12811 ????? ?iZZ 大齒輪 1 ???? iZZ 取 Z1=17 Z2=111 齒數(shù)比 1711112 ??? ZZu 齒寬 取齒寬系數(shù)φ a= ?????? aab 螺旋角 ? 由 ? ? ? ?5302 1111782c os 21 ? ???? a ZZm n? 得 39。39。3139。5814??? 分度圓直徑 c os 178c os2 121 11 ???????? ??ZmZZ Zad n 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 20 c os 1118c os2 221 22 ???????? ??ZmZZ Zad n 齒頂高 ha==? 8= 齒根高 hf==? 8= 齒頂圓直徑 da1=d1+2ha= da2=d2+2ha= 齒根圓直徑 df1=d12hf= df2=d22hf= 齒輪強(qiáng)度校核 圓弧齒輪的承載能力計(jì)算主要包括彎曲強(qiáng)度計(jì)算和接觸強(qiáng)度計(jì)算兩部分。 雙圓齒輪齒面接觸強(qiáng)度和雙圓弧齒輪齒根彎曲強(qiáng)度按下列公式進(jìn)行計(jì)算。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度 強(qiáng)度條件 HPH ?? ? 計(jì)算公式 211 2nEHVAH mz ZZZZK KKKKT ??????? ???????? ??? 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 強(qiáng)度條件 FPF ?? ? 計(jì)算公式 211 2nE ndFEFVAF mz YYYYYK KKKKT ?????? ???????? ??? 式中各系數(shù)的確定如下： 1 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 T1 1131 109549 nPT ?? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 21 式中 P1小齒輪傳遞的名義功率 kW N1— 小齒輪的轉(zhuǎn)矩 r/min mNnPT ?????? 47725 491095 49 1131 2 使用系數(shù) KA 使用系數(shù)是考慮由于外部因素引起齒輪中附加動(dòng)載荷影響的系數(shù)。查表 412 得 KA= 3 動(dòng)載荷系數(shù) KV 動(dòng)載荷系數(shù)是考慮齒輪接觸跡在嚙合過程中的沖擊和由此引起齒輪副的震動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)部附加動(dòng)載荷對(duì)齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力的影響系數(shù)。 KV值可根據(jù)齒輪的圓周速度及平穩(wěn)性精度由圖 49 查取。 圓周速度 smrnwrV / 3 ?????? ? 查表 418 取齒輪精度為 7 級(jí) 由圓周速度和齒輪精度查圖 49 可得 KV= 4 接觸跡間載荷分配系數(shù) K1 接觸跡間載荷分配系數(shù)是考慮由于齒向及齒距誤差，輪齒和軸系受載變形后沿齒寬方向在哥接觸跡線之間載荷分配不均勻的影響系數(shù)。 K1值可根據(jù)齒寬系數(shù)，齒面硬度和布置形式由圖 410 查取 齒寬系數(shù) ??? dbd? 齒面硬度為軟面 分對(duì)稱布置 由 410 可得 K1= 5 接觸跡內(nèi)載荷分布系數(shù) KH2（接觸） KF2（彎曲） 接觸跡內(nèi)載荷分布系數(shù)是考慮由于齒面接觸跡位置沿齒高的偏移而引 起應(yīng)力分布狀態(tài)變化對(duì)強(qiáng)度的影響系數(shù)，查表 413 可得 KH2= KF2= 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 22 6 接觸跡系數(shù) K Δε 接觸跡系數(shù)是考慮重合度尾數(shù)Δε對(duì)齒輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的影響系數(shù)，查圖 411 可得 KΔε =0 7 彈性系數(shù) ZE（接觸） YE（彎曲） 查表 414 可得 ZE= YE= 8 齒數(shù)比系數(shù) Zu（接觸） Yu(彎曲 ) 其值可按下式計(jì)算得出 ??????? ?? uuZ u ??????? ?? uuYu 9 螺旋角系數(shù) Zβ （接觸） Yβ （彎曲） ? ? oss in ?? ???Z ? ? oss in ?? ???Y 10 接觸弧長系數(shù) Zα Zα =（ Zα 1+ Zα 2） 由圖可知 Zα 1= Zα 2= Zα =（ +） = 11 齒形系數(shù) YF 從圖 413 中查取可得 YF= 12 齒端系數(shù) YEnd YEnd 的值根據(jù)重合度 ?? 和齒輪螺旋角 ? 由 414 中查取 in ??? nx mbpb ? ?? ? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 23 由圖可得 YEnd= 13 實(shí)驗(yàn)齒輪的疲勞強(qiáng)度σ Hlim，σ Flim 由圖 415 和 416 可得σ Hlim=900Mpa σ Flim=570Mpa 14 壽命系數(shù) ZN（接觸） YN（彎曲） 由圖 417 和 418 中查取可得 ZN= YN= 15 潤滑劑系數(shù) ZL 由圖可得 ZL=1 16 速度系數(shù) ZV ZV= 17 尺寸系數(shù) YX 靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，不計(jì)尺寸系數(shù)，即 YX=1 18 最小安全系數(shù) SHmin， SFmin 查表 415 取 SHmin= SFmin= 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 計(jì)算應(yīng)力 1211 ????????? ??? nEHVAH mz ZZZZK KKKKT ??????? Mpa 校核小齒輪分度圓直徑 mmm ZZZZK KKKKTdHPnEHVA os2 ????????? ??? ???????? 許用應(yīng)力 MpaS ZZZH VLNHHP i nlim ?????? ?? 由上面計(jì)算結(jié)果可知 HPH ?? ? 滿足要求 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 24 齒根彎曲強(qiáng)度疲勞計(jì)算 Mpamz YYYYYK KKKKTnE ndFEFVAF 3562 1211 ????????? ????????? 許用應(yīng)力 MpaS YYF XNFFP inlim ????? ?? 將雙圓弧齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程分為兩個(gè)階段。第一階段根據(jù)己知的中心距、傳動(dòng)比、功率和經(jīng)驗(yàn)公式給出一個(gè)供方案選擇的參數(shù)范圍，利用連續(xù)變量與離散變量間的關(guān)系把連續(xù)變量轉(zhuǎn)換為離散變量，充分利用變量的離散性迭代枚舉此范圍內(nèi)全部設(shè)計(jì)點(diǎn)，即包括各種參數(shù)的全排列組合，對(duì)每一方案用各項(xiàng)約束條件排除其中的不可行方案 .從而得到每組離散變量組合所對(duì)應(yīng)的多種可行方案 .第二階段按減速器綜合性能要求對(duì)得到的多個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行綜合評(píng)判尋優(yōu) .由于減速器最優(yōu)方案的確定是由輪齒承載能力、傳動(dòng)平穩(wěn)性、噪聲、潤滑、成本等多目標(biāo)因素綜合作用的結(jié)果 ， 因此采用綜合評(píng)判 的 方法。 對(duì)于低速級(jí)的一對(duì)齒輪 選擇材料 小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 270~300HB。 大齒輪用 ZG310570，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 200~230HB。 齒輪參數(shù)確定 由已知的 a=750 法向模數(shù) nm =（ ~） a=~15 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) nm =10mm 初選螺旋角 ? =150 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 25 齒數(shù)和 10 15c os7502c os20 ?????? nmaZ ? 取 145??Z 確定齒輪齒數(shù) 小齒輪 14511 ????? ? iZZ 大齒輪 ???? iZZ 取 Z1=25 Z2=120 齒數(shù)比 2512020 ??? ZZu 兩級(jí)總轉(zhuǎn)動(dòng)比 ????? iii 齒寬 取齒寬系數(shù)φ a= ?????? aab 螺旋角 ? 由 ? ? ? ?7502 12025102c os 21 ? ???? a ZZm n? 得 39。39。1039。5014??? 分度圓直徑 c os 2510c os2 121 11 ???????? ??ZmZZ Zad n c os 12020c os2 221 22 ???????? ??ZmZZ Zad n 齒頂高 ha==? 10=9 齒根高 hf==? 10=11 齒頂圓直徑 da1=d1+2ha= da2=d2+2ha= 齒根圓直徑 df1=d12hf= df2=d22hf= 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 26 齒輪軸的計(jì)算及校核 選擇材料，確定需用應(yīng)力 材料選用 40cr，調(diào)質(zhì)處理。 查表 71，材料強(qiáng)度極限σ B=700Mpa。查表 712，對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下需用應(yīng)力 [σ 1b]=75Mpa。 計(jì)算基本直徑 dmin 查表 711， C=100(軸端彎矩較小 ) mmnPCd 33 ???ⅠⅠ 由于安裝聯(lián)軸器處有鍵，故軸需加大（ 45） ％。 則 d≥ = 取 dmin=100mm。 繪制結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 輸入軸的結(jié)構(gòu)簡圖 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 27 確定各支撐點(diǎn)間距 軸承間距 lab= 聯(lián)軸器與右軸承距離 lK= 校核軸的強(qiáng)度 受力分析： Ⅰ軸上的扭矩： TⅠ =69632N m 齒輪 圓周力 NdTF t 4722321 ????? Ⅰ 徑向力 NFF tr 8 1 0t a 3 3 4 7t a n21 ???? ? 垂直面支反力 NFl llF rab babAV ?????NFFF AVrBV ????? 水平面支反力 NFl llF tab babAH ????? NFFF AHrBH 5 8 5 7 4 3 3 4 71 ????? 求危險(xiǎn)截面彎矩，并繪彎矩圖 彎矩圖如上頁所示 垂直面 mNM V ?? 水平面 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 28 mNM H ??? 3 4 21 合成彎矩 齒輪截面 mNMMM HV ?????? 5 1 3 8 3 4 4 21 222121 做扭矩圖 TⅠ = m 由圖可知危險(xiǎn)截面在齒輪安裝處 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 29 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué) 院本科畢業(yè)論文 30 輸出軸的計(jì)算及校核 選