【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類(lèi)型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。 主減速器的齒輪類(lèi)型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒 輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，而且其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對(duì)嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的總體布置。不過(guò)， 像圓柱齒輪傳動(dòng)只在節(jié)點(diǎn)處一對(duì)齒廓表面為純滾 動(dòng)接觸而在其他嚙合點(diǎn)還伴隨著沿齒廓的滑動(dòng)一樣，螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)都有這種沿齒廓方向的滑動(dòng)。此外，雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)。這種滑動(dòng)有利于唐合，促使齒輪副沿整個(gè)齒面都能較好地嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無(wú)噪聲。但雙曲面齒輪的縱向滑動(dòng)產(chǎn)生較多的熱量，使接觸點(diǎn)的溫度升高，因而需要用專門(mén)的雙曲面齒乾油來(lái)潤(rùn)滑，且其傳動(dòng)效率比螺旋錐齒輪略低，達(dá)96％。其傳動(dòng)效率與倔移距有關(guān)，特別是與所傳遞的負(fù)荷大小及傳動(dòng)比有關(guān)。負(fù)荷大時(shí)效率高。螺旋錐齒輪也是一樣，其效率可達(dá) 99％。兩種齒輪在載荷作用下對(duì)安裝誤差 的敏感性本質(zhì)上是相同的。如果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應(yīng)的雙曲面主、從動(dòng)齒輪螺旋角的平均值相同，則雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大，而其從動(dòng)齒輪的螺旋角則比螺旋錐齒輪的小，因而雙曲面主動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大，而從動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的小。兩種齒輪都在同樣的機(jī)床上加工，加工成本基本相同。然而雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的小齒輪較大，所以刀盤(pán)刀頂距較大，因而刀刃壽命較長(zhǎng)。 主減速器的減速形式 由于 i=6，一般采用雙級(jí)主減速器， 雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)：雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn) 單的一種，制造工藝較簡(jiǎn)單，成本較低，經(jīng)濟(jì)性好；目前高爾夫球車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)由于在載荷較小的情況下，選用雙級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的裝置，來(lái)完成高爾夫球車(chē)的慢速與平穩(wěn)的駕駛要求，雙級(jí)的傳動(dòng)雖然效率有所下降，但是其平穩(wěn)性好，適合在高爾夫球場(chǎng)上的行駛； 主減速器一二級(jí)主，從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 作為一個(gè)載荷較小，極速不高的高爾夫球車(chē)來(lái)說(shuō)，其支承形式很簡(jiǎn)單，不用過(guò)于復(fù)雜。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支承剛度的圓錐滾子軸承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)圓柱齒輪前軸承，其后部緊靠齒輪背面的那 個(gè)齒輪稱為主動(dòng)圓柱齒輪后軸承；當(dāng)采用騎馬式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承一般稱為導(dǎo)向軸承。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離（有時(shí)不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 其他各級(jí)齒輪的支撐形式也大致差不多 . 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速器電動(dòng)機(jī)的選擇 （ 1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 按工作要求用 Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓為 72V。 （ 2）選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率，按參考文獻(xiàn) [1]有 awd PP ?? 由式 得 wwVFP ?1000.? kw 可取工作機(jī)效率 ?w? 傳動(dòng)裝置的總效率 242 齒輪軸承聯(lián) ???? ?a 查參考文獻(xiàn) [1]第 10 章中表 102 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值，確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率 ?聯(lián)? ，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)） ?軸承? 開(kāi)式齒輪傳動(dòng)效率 ?齒輪? ，代入得 242 ????? 所需電動(dòng)機(jī)功率為 kwkwVFP ww 215501000 . ??? ??? ? 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率 cdP 略大于 dP 即可，由參考文獻(xiàn) [1]第 19 章所示 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)，選電動(dòng)機(jī)的 額定功率 cdP 為 4 kw。 （ 3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為 m i i n300 2100060100060 rrD v ?? ?????? ??? 由參考文獻(xiàn) [1]可知，兩級(jí)圓柱斜齒輪減速器一般傳動(dòng)比范圍為 8~40，則總傳動(dòng)比合理范圍為 40~8??ai ，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 m i n5096~ i )40~8( rrnin ad ??????? 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500 minr 和 3000 minr 兩種方案進(jìn)行比較。由參考文獻(xiàn) [1]表 191 查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及計(jì)算出的總傳動(dòng)比列于表 1 中 表 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比 表 中，方案 2 的電動(dòng)機(jī)重量輕，價(jià)格便宜，但總傳動(dòng)比大，傳動(dòng)裝置外廓尺寸大，結(jié)構(gòu)不緊湊，制造成本高，故不可取。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格以及總傳動(dòng)比，選用方案 1較好，即選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M4。 主減速器 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 計(jì)算總傳動(dòng)比： 方案 電動(dòng)機(jī)型 號(hào) 額定功率kwPcd/ 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n/( minr ) 總傳動(dòng) 比 ai 同 步 轉(zhuǎn) 速 滿 載 轉(zhuǎn) 速 1 Y112M4 4 1500 1400 2 Y112M2 4 3000 2890 根據(jù)電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 mn 及工作機(jī)轉(zhuǎn)速 n ，可得傳動(dòng)裝置所要求的總傳動(dòng)比為 ??? nni ma 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比： 對(duì)于兩級(jí)展開(kāi)式圓柱斜齒輪減速器，當(dāng)兩級(jí)齒輪的材料的材質(zhì)相同，齒寬系數(shù)相同時(shí)，為使各級(jí)大齒輪浸油深度大致相近（即兩個(gè)大齒輪分度園直徑接近），且低速級(jí)大齒直徑略大，傳動(dòng)比可按下式分配，即 ii )~(1 ? 式中： — 高速級(jí)傳動(dòng)比 i — 減速器傳動(dòng)比 又因?yàn)閳A柱齒輪傳動(dòng)比的單級(jí)傳動(dòng)比常用值為 3～ 5， 所以選 ?i , ?i 。 主減速器傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 （ 1）各軸轉(zhuǎn)速 m in144 01144 0 rinnom ???Ⅰ m i n/ 144010 riinn m ????Ⅱ m i 2102riii ninn m ????＝Ⅲ （ 2）各軸輸入功率 kwPP kwPP d ???? ???? ??? ?? kwPP ???? ? ?Ⅲ 工作機(jī)軸 kwPP ???? ?Ⅲ （ 3）各軸輸入轉(zhuǎn)距 mNPTmdd . 0955 0 ????? ? mNiiTT d . ???????? mNiiTT . ??????? ?? mNiiTT . ??????? ?Ⅲ 工作機(jī)軸 mNiiTT . 8 9 1344 ??????? Ⅲ 軸號(hào) 功率 P/kw 轉(zhuǎn)距 T/() 轉(zhuǎn) 速 n/(r/min) 傳動(dòng)比 i 效率? 電動(dòng)機(jī)軸 1440 1 高速軸Ⅰ 1440 中速軸Ⅱ 低速軸Ⅲ 1 工作機(jī)軸 表 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 主減速器圓柱齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)： m in1440.14????????irnmNTkwP 兩級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器，高速級(jí)常用斜齒輪，則設(shè)計(jì)第一傳動(dòng)所用齒輪為斜齒圓柱齒傳動(dòng)。 1．選定 齒輪的精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 1）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故選用 7 級(jí)精度（ GB1009588） 2）材料及熱處理： 由參考文獻(xiàn) [2]選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。 3）試選小齒輪齒數(shù) 221?Z ，大齒輪齒數(shù) ????? ZiZ ，取 722 ?Z 4）選取螺旋角。初選螺旋角 β =22176。 。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按參考文獻(xiàn) [2]式（ 1021）計(jì)算，即 2131 2 1 ()[]t HEtdHKT ZZud u?? ? ??? （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選 Kt= 2）由參考文獻(xiàn) [2]知選取區(qū)域系數(shù) ZH= 3）由參考文獻(xiàn) [2] 知選取齒寬系數(shù) Φd=1 4）由參考文獻(xiàn) [2] 知查得 2121 ????? ????? ????? 則， 5）小齒輪轉(zhuǎn)距 ?1T ??T 310? 6）由由參考文 [2]查得材料的彈性影響系數(shù) 12EZ aMp? 7）由參考文獻(xiàn) [2]按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600HaMP? ? ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550HaMP? ? 由參考文獻(xiàn) [2]按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim1 600HaMP? ? ；大齒輪 的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim 2 550HaMP? ? 8）由參考文獻(xiàn) [2]計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 6 0 6 0 1 4 4 0 1 ( 3 8 3 0 0 1 0 ) 6 .2 2 1 1 0IhN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 992 ????N 9）由參考文獻(xiàn) [2]查得接觸疲勞壽命系 21 ?? HNHN KK ， ； 10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由參考文獻(xiàn) [2]得 MP aMP aSK HNH ][ 1lim11 ????? ?? MP aMP aSK HNH ][ 2lim22 ????? ?? MP aMP aHHH ][][][ 21 ????? ??? （ 2） 計(jì)算 1）試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 1td ，有計(jì)算公式得 mmmmd t 231 ??????? ???? ???? 2）計(jì)算圓周速度 smsmndv t 1 ?? ???? ?? ?? 3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm 2222c o o s8 0 11111?????????????????hbmmmmmhmmmmZdmmmdbttttd? 4）計(jì)算縱向重合度 1 ????????? ??? ? Zd 5）計(jì)算載荷系數(shù) K 已知載荷平穩(wěn)， 由參考文獻(xiàn) [2]選取使用系數(shù)取 1AK? 根據(jù) smv ? ， 7 級(jí)精度，由參考文獻(xiàn) [2]查得動(dòng)載系數(shù) ?vK ；由表104 查得 HK? 的計(jì)算公式和直齒輪的相同 故 ??HK ； 由參考文獻(xiàn) [2]查得 ? ? 由表 103 查得 ????。 故 載 荷 系 數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由參考文獻(xiàn) [2] 得 mmmmKKdd tt 3311 ???? 7）計(jì)算模數(shù) mmmmZdm n 22c os11 ???? ?? 3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 參考文獻(xiàn) [2] 213 212 co s []F a S an dFK T Y YYm Z???? ? ??? （ 1）確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA KKKKK 2）根據(jù)縱向重合度 ?? ? ，從參考文獻(xiàn) [2]查得螺旋角影 響系數(shù) Y?= 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) o s72c o s o s22c o s33223311??????????ZZZZvv 4）查取齒型系數(shù) 由參考文獻(xiàn) [2]查得 ?FaY ； ?FaY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由參考文獻(xiàn) [2]查得 ?SaY ； ?SaY 6）由參考文獻(xiàn) [2]查得小齒輪的彎曲疲勞極限 1 500FE aMP? ? ，大齒輪的彎曲疲勞極限 2 380FE aMP? ? 7）由參考文獻(xiàn) [2]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK ； 8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞許用應(yīng)力 S=，由文獻(xiàn) [2]式（ 1012）得 M P aM P aSKM P aM P aSKFEFNFFEFNF ][ ][222111?????????????? 9）計(jì)算大，小齒輪的 []Fa SaFYY