【正文】 傳動(dòng)原理圖如下： 1238 圖 56 大臂部分傳動(dòng)原理圖 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 [3] （ 1） 各軸轉(zhuǎn)速 及傳動(dòng)比分配 ： 26 1 軸：1 0 2021 5 7 .1 435mnn i? ? ? r/min mn —— 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， r/min 總傳動(dòng)比： 1 5 7 .1 4 7 .1 4 2 98ni n? ? ? r/min 各級(jí)傳動(dòng)比：直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)比 1i? 直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)比 2i? ? 實(shí)際總傳動(dòng)比 12 3 .2 7 2 .1 8 7 .1 2 8 6i i i? ? ? ?實(shí) 因?yàn)?0. 01 43 0. 05i? ? ? 故 傳動(dòng)比滿足要求滿足要求 2 軸： 12 1 5 7 .1 4 1 7 .4 73 .2 7nn i? ? ? r/min 3 軸： 23 2 1 7 .4 7 8 .0 1 3 72 .1 8nn i? ? ? r/min （ 2）各軸 功率 1 d 3 0 .0 5 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 8 0 .0 4 6 6P P k w? ? ?? ? ? ? ? ?減 聯(lián)21 0 .0 4 6 6 0 .9 8 0 .9 8 0 .0 4 5 2P P k w??? ? ? ? ?34 32 0 .0 4 5 2 0 .9 7 0 .0 4 3 9P P k w?? ? ? ?6 （ 3）各軸轉(zhuǎn)矩， 由式： T=1 ? 2 ? 3 2 2 T i? ? ? 傳動(dòng)部分主要尺寸 [3] （ 1） 閉式直齒輪圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 a．選材： 小齒輪材料選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 ， HBS=217~255， 1 580 paHP M? ? ， min 1 220F Mpa? ? 27 大齒輪材料選用 45 號(hào)鋼，正火處理， HBS=162~217, 1 560 pa HP M? ? , min 1 210F Mpa? ? b. 選擇齒輪精度等級(jí)、齒數(shù)、齒寬系數(shù) 考慮到傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求故選用 8 級(jí)精度。選 1 22Z? , i z? ? ? ,選 2 72Z ? 。 21 z iz? ? ? ?。 錐齒輪推薦齒寬系數(shù) ~ ? ? ，因齒輪懸臂布置，取 ? ? 。 1 223 . 2 7 3c o s 0 . 9 5 6 51 1 3 . 2 7 3u u? ? ? ???， 1 16 57 39。4239。39。? ? 。 2 2211c o s 0 . 2 9 2 21 1 3 . 2 7 3u? ? ? ???， 2 73 00 39。37 39。39。? ? 。 當(dāng)量齒數(shù)： 11 1 23cosV zz ???, 22 2 2 4 6 .4 1c o sV zz ??? 當(dāng)量齒輪端面重合度12111 . 8 8 3 . 2 ( ) 1 . 7 3vVVzz?? ? ? ? ? 由于 閉式齒輪傳動(dòng) ，可以先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定小齒輪的分度圓直徑，即131 2201140 (1 0 . 5 ) [ ]AR R HT K Kd u ?? ? ?? ?mm 式中： aK —— 工況 系數(shù)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作平穩(wěn)。取 AK = K? —— 載荷分布不均系數(shù)， 一般工業(yè)，一齒輪為懸臂支承，取 K? = 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N： 8116 0 6 0 5 7 .1 4 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) 2 .4 7 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 712 7 .5 5 1 0NN i? ? ? 由表 65 查得 MPa? 。由圖 614 查得 ? ，由圖 ? ? 。由圖 615，按不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查得 1 ? 2 ? 。由圖 616d，按齒面硬度均值 200HBS，在 28 MQ 和 ML 線中間查出 lim 1 lim 2 1100HH M Pa???? 取min 1HS ?，則 l i m1 11m i n[ ] 1 0 3 4HNHHZ M P aS?? ??? l i m 2 22m i n[ ] 1 0 7 8HNHHZ M P aS?? ??? 將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入公式，得 31 227 . 7 8 8 1 11 1 4 0 2 5 . 5 90 . 2 6 3 . 2 7 3 ( 1 0 . 5 0 . 2 6 ) 1 0 3 4d m m????? ? ? ? ? 1112 5 .5 9 1 .1 6 322dm Z? ? ?mm 選取第一系列模數(shù)值 m= 然后，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。 1 2 2 3 214 []0 . 8 5 ( 1 0 . 5 ) 1F a S aFFRRK T Y Y Yz m u????????? 確 定 各 參 數(shù) ： 由 當(dāng) 量 齒 數(shù) 查 《 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 》 619 ， 620 得， 1 ? ，2 ? , 1 ? , 2 ? 0 .7 50 .2 5 0 .6 8 3 5Y???? ? ? 帶入驗(yàn)證 m= 滿足條件。 大端分度圓直徑： 11 22 m Z m m m m? ? ? ? 22 5 72 90d m Z m m m m? ? ? ? 錐 距： 2 2 2 212 1 . 2 5 2 2 7 2 4 7 . 0 5 4 m m22mR Z Z? ? ? ? ? 齒寬： 0 .2 6 4 7 .0 5 1 2 .2 3 3Rb R m m?? ? ? ? ? 取齒寬： 1213B B mm?? 齒根高： 1 1 1 1 12 c os 2 1. 2 c os 24 .6 30 5ffd d h d m m m??? ? ? ? ? ? 29 2 2 2 2 12 c os 2 1. 2 c os 89 .1 23 4ffd d h d m m m??? ? ? ? ? ? 齒頂高： 1 1 1 1 12 c o s 2 c o s 2 9 .8 9 1 2 5aad d h d m m m??? ? ? ? ? 2 2 2 1 22 c o s 2 c o s 9 0 .7 3 0 5aad d h d m m m??? ? ? ? ? （ 2）直齒 輪 部分 選擇齒輪材料和熱處理、精度等級(jí)、齒輪齒數(shù)及尺寸設(shè)計(jì) [3] 考慮到傳遞功率不大，且對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)嚴(yán)格要求，選用 45 鋼，選齒輪為 8 級(jí)精度，選小齒輪調(diào)質(zhì)，小齒輪齒面硬度 217~255HBS，大齒輪正火 、齒面硬度 162~217HBS。 綜合傳動(dòng)比選擇引起的誤差，選小齒輪齒數(shù)為 1Z =22， 2Z =1i 1Z =48。 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于彎曲強(qiáng)度，故先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。由下式： 3 211 )][(2FSFdaa YYZYKTm ?? ?? 確定式中各項(xiàng)數(shù)值： 因無(wú)較重沖擊的載荷 ，由機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表 63 查得 ? ,故初選載荷系數(shù) ? 2 ? 由式1211[1 .8 8 3 .2 ( ) ]ZZ?? ? ? ?cos β ， 計(jì) 算 端 面 重 合 度 ?? ? ：由式0 . 7 50 . 2 5 0 . 6 9 9Y???? ? ?。由表 66，選取 ? ? ，由圖 61圖 620 查 得： 1 ? 1 ? 2 ? 2 ? 由 7116 0 6 0 1 7 .4 7 1 ( 2 8 3 0 0 1 5 ) 7 .5 5 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ hL 為工作壽命，每天兩班工作，每天工作 8 小時(shí)，使用壽命 15 年） 712 3 .4 6 1 0NN i? ? ?，由圖 621 查得 1 ? 2 ? 取 min ? ,由圖 622C 按齒 30 面硬度均值 200HRS,在 ML 線上查得 lim 1 lim 2 310FF M P a????。 l i m 1 11m i n3 1 0 1 . 0 1[ ] 2 5 0 . 4 81 . 2 5FNFFY M P aS?? ?? ? ? l i m 2 22m i n3 1 0 1 . 0 2[ ] 2 5 2 . 9 61 . 2 5FNFFY M P aS?? ?? ? ? 取 111 []Fa SaFYY?? ? ， 222 []Fa SaFYY?? ? 。取 111 []Fa SaFYY?? ? ，設(shè)計(jì)齒輪模數(shù) 2 1 13t 2112m ( )[]t F a SadFK T Y Y Yz ????? = 修正 tm ： 11 0 .2 36 0 1 0 0 0tm z nv ???? 。 由圖 67 查得 ? ，由圖 610 查得 ? ? ，由表 64 查得 ?? 。則 1 .0 0 1 .1 1 .2 2 1 .2 1 .6AvK K K K K??? ? ? ? ? ?。 33 1 . 63 . 4 7 0 . 1 91 . 7ttKm m m mK? ? ? ? 由表 61，選取第一系列標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=1。 齒輪主要計(jì)算尺寸：取 ?? ， ?? 取 3 26Z? 則 4 70Z ? 分度圓： 1122d mZ mm?? 2248d mZ mm?? 中心矩： 121 () 352m Z Za m m??? 齒 寬： d mm?? ? ? ， 取 2 9B mm? 1 14B mm? 齒頂圓直徑： 11( 2 ) 24aad Z h m m m?? ? ? 22( 2 ) 50aad Z h m m m?? ? ? 齒根圓直徑 ： 11( 2 2 ) 19 .5fad Z h C m m m??? ? ? ? 22( 2 2 ) 45 .5fad Z h C m m m??? ? ? ? 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 1212 1 []H E H HKT uZ Z Z b d u????? ? ? 31 由表 65 查得 MPa? 。由圖 614 查得 ? ，由圖 ? ? 。由圖 615，按不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查得 1 ? 2 ? 。由圖 616d，按齒面硬度均值 200HBS，在MQ 和 ML 線中間查出 lim 1 lim 2 1100HH M Pa???? 取min 1HS ?，則 l i m1 11m i n[ ] 1 0 7 8HNHHZ M P aS?? ??? l i m 2 22m i n[ ] 1 1 5 5HNHHZ M P aS?? ??? 將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入接觸強(qiáng)度校核公式，得 122 1 . 6 2 4 . 7 0 9 3 . 1 81 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 8 6 8 [ ]9 2 2 2 . 1 8HH M P a M P a????? ? ? ? ? ?? 接觸強(qiáng)度滿足。 大臂部分主要軸的計(jì)算 大臂部分連接處齒輪軸（即行星輪系行架）示意及結(jié)構(gòu)圖如下： 30 271451302258 16Φ30Φ304336Φ92018R33Φ Φ Φ21Φ36Φ28 圖 57 大臂 軸 結(jié)構(gòu) 示意 圖 初步估算軸的直徑 133m i n 010 . 0 4 3 91 1 0 1 9 . 48Pd A m mn? ? ? 齒輪 軸的最小直徑是安裝 3Z 的直徑 89d? ?？紤]到鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度削弱的影響，軸徑增加5%~7%。 89d? =21mm。并考慮齒寬確定 89 16L mm? ? 。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 考慮軸承端蓋中唇形密封圈的內(nèi)徑尺寸， 89 段 27mm；根據(jù)軸的受力，選用角接觸 球 32 軸承。初選 36106 軸承， 內(nèi)徑為 30mm, 為了便于軸承裝配，取裝配軸承處的軸徑安裝尺寸為36mm。 GB29283 。 a= 與其配合軸段 67 8L mm? ? 。由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取78 11L mm? ? 。 3 4 5 6 36d d mm????。已知齒輪寬度 8B mm? ，為使端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略小于齒輪寬度，故取 12 20L mm? ? 。齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離取為 a=15mm,滾動(dòng)軸承應(yīng)距 e=5mm（軸承油潤(rùn)滑），齒輪 4 與齒 3 之間的距離 c=20mm，故通過(guò)計(jì)算得 45 43L mm? ? 。3 4 5 6 5L L mm????。齒輪的定位采用 A 型普通平鍵定位連接， 12 30d mm? ? 。 軸的校核部分同基座部分。 同理大臂部分其它軸的尺寸 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及定位類似此軸。 小臂部分的相關(guān)計(jì)算 設(shè)計(jì)預(yù)期目的：小臂相對(duì)大臂俯仰速度 60 /s。小臂與大臂的連接部分原理圖如下 ： 123 4 圖 58 小臂