【正文】 底蓋上開設(shè)兩個軸承端蓋的圓孔，以備安裝軸承端蓋（假設(shè)在箱體底座上也設(shè)計兩個軸承槽，那么在安裝時箱體內(nèi)部完全處于不可見狀態(tài)，而軸承和軸承槽的大小一樣，這樣一來箱體底蓋將無法安裝到箱體上）。按照另一端三個齒輪的嚙合情況，在保證兩軸線不動的前提下，畫出兩齒輪所確定的分度圓，作出第三個齒輪的分度圓（即此端短軸上安裝的齒輪的分度元），添加約束使第三個齒輪的分度圓與另外兩個齒輪的分度圓的相外切。箱體及其附件的結(jié)構(gòu)對變速箱的工作性能、加工工藝、重量及成本等各方面都有較大的影響，本次設(shè)計在滿足強度剛度要求的基礎(chǔ)上，最大限度的使箱體的結(jié)構(gòu)緊湊，重量最輕。、潤滑、密封及附件雙速變速箱的箱體是變速箱其他組建的安裝基體，是雙速變速箱與其他傳動機構(gòu)相連接的重要組成部分，是雙速變速箱中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件。忽略齒面摩擦力，并用齒寬中點處的集中載荷，代替沿接觸線的分布載荷，則作用于齒面只有沿嚙合線方向的法向力，法向力分解為兩個互相垂直的力：切與分度圓的圓周力和指向輪心的徑向力，圓周力 （339）徑向力 （340）法向力 （341）對于左端齒輪帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計算可得：圓周力徑向力同理可以計算右端齒輪的徑向力為：圓周力徑向力計算左右兩軸承所承受的支反力：左邊軸承： （342）右邊軸承： （343）由于右邊軸承所承受的支反力明顯大于左邊軸承，故按右邊軸承來檢核所選用的軸承，已知所選用軸承的型號為：628/8深溝球軸承，其性能參數(shù)為基本額定載荷/kN： 在此狀況下軸承的壽命為： （344）此壽命遠遠大于雙速變速箱所需要的軸承壽命（10s），故選擇的628/8深溝球軸承滿足設(shè)計要求。針對雙速變速箱的工作條件，擬選用航空類軸承。滾動軸承主要是利用滾動摩擦代替滑動摩擦，最大限度的降低因部件之間的摩擦而消耗的能量，此外還可以零部件的使用壽命。軸承是當代機械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件，它的主要功用是支撐機械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數(shù)。根據(jù)雙速變速箱的設(shè)計需要可以選擇滾柱式單向超越離合器，平面型。楔塊超越離合器主要有基本型、無內(nèi)環(huán)型和帶軸承型。楔塊超越離合器用異形楔塊代替滾柱作為楔緊件，是用楔塊和內(nèi)、外滾道組成摩擦副的一種離合器。按星輪工作面的形狀不同，又可分為平面型、對數(shù)螺旋面型和偏心圓柱面型等三種。滾柱式超越離合器根其星輪位置不同分為外星輪和內(nèi)星輪兩種，所謂星輪（軛）是指圓柱與圓柱孔的共軛面，而星輪是具有容納滾柱的凹槽的零件。主要利用主、從動 電磁離合器及其裝配示意圖部分的速度差或旋轉(zhuǎn)方向的改變，來自行離合的功能裝置。ehLL1L2St865020176206516 。加速時質(zhì)量按照20kg計算，可以確定加速力矩為： ()綜上。由于在真空環(huán)境下工作時間特別短（大約10秒），可以不適用潤滑油，而采用浸油潤滑。由于現(xiàn)階段主要是按照理想狀況下進行設(shè)計，為了便于后續(xù)的轉(zhuǎn)矩的調(diào)解可以選用無滑環(huán)濕式多片電磁離合器：（無滑環(huán)濕式多片電磁離合器是引進西德技術(shù)產(chǎn)品。電磁離合器工作方式又可分為：通電結(jié)合和斷電結(jié)合。 齒輪軸結(jié)構(gòu)尺寸 離合器的選擇電磁離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。按照上述步驟設(shè)計低速運動軸，故可以設(shè)計成齒輪軸，既可以增加齒輪和軸的剛度，又可以減輕兩者的質(zhì)量。帶入計算可得： （338）故選用薄型平鍵GB/T 1567，鍵5310。按照工作面的平均擠壓應(yīng)力進行條件性計算，其強度條件為： （337）式中：—工作面的擠壓應(yīng)力，MPa； T—傳遞的轉(zhuǎn)矩，N?m； d—軸的直徑，mm； l—鍵的工作長度（A型l=Lb）； k—鍵與轂槽接觸的高度，mm； —許用擠壓應(yīng)力，MPa。 4) 軸段5的兩端為伸出端、可相應(yīng)的取長度為3mm（包含退刀槽）。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段3的長度應(yīng)當比相應(yīng)齒輪的輪轂長度短，故取=10mm，=。 2）軸段3的設(shè)計 軸段3上分別安裝齒輪4和齒輪5為了便于齒輪的安裝，dd3應(yīng)分別大于dd5，可初步設(shè)定d2=d3=10mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 2. 軸承的選擇與軸承段的設(shè)計 1）軸段1和軸段5的設(shè)計 該軸段上安裝軸承，其設(shè)計應(yīng)當與軸承的選擇同步進行，由于該齒輪箱的傳動，只受到徑向力的作用，故選擇深溝球軸承61800，經(jīng)計算滿足設(shè)計性能要求，但是考慮到要求該裝置的質(zhì)量盡量輕，故改選軸承628/8型，由設(shè)計手冊可查，內(nèi)徑d=8mm，外徑D=16mm，寬度B=5mm，定位軸肩直徑da=10mm外徑定位直徑Da=20mm，故d1=8mm。高速運動軸的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計及構(gòu)想如下圖所示：1. 軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸不長故軸承采用兩端固定方式。 —許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa； C—由許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力確定的系數(shù)， —抗扭截面模量； d—軸的直徑，mm。由材料力學可知，軸受轉(zhuǎn)矩作用時，其強度條件為： （336）即：其中：—軸截面中最大扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力MPa； P—軸傳遞的功率，kW。小齒輪分度圓直徑，齒輪寬度b=10mm，轉(zhuǎn)矩。有銑削法和拉削法兩種方法，本設(shè)計的齒輪采用銑削法進行加工，即刀具在其軸剖面內(nèi)，刀刃的形狀和被切齒槽的形狀相同。故齒輪Z5為了保證強度和剛度要求，只能夠和低速運動軸連成一體，做成齒輪軸。故齒輪不必做成齒輪軸，做成實心式齒輪或腹板式齒輪即可，為了減輕質(zhì)量和節(jié)約材料，決定把Z4齒輪的設(shè)計成鍛造式腹板結(jié)構(gòu)。又Z2齒輪與離合器相連，故內(nèi)空的尺寸與離合器相匹配后再進行設(shè)計。由于齒輪Z2的齒根圓直徑： （335）又相應(yīng)的軸的直徑為10mm，則肯定滿足齒根圓到鍵槽底面的徑向距離e。而輪緣，輪輻和輪轂的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸則需要通過齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計來確定。 3. 確定模數(shù)m (331) 4. 計算傳動尺寸 中心距為 (332)分度圓直徑為 (333) 齒寬： (334)設(shè)兩齒寬均取值10mm（后用有限元進行校核） 雙速變速箱相關(guān)齒輪計算結(jié)果標號名稱技術(shù)參數(shù)高速狀態(tài)低速狀態(tài)轉(zhuǎn)速rpm轉(zhuǎn)矩Nm轉(zhuǎn)速rpm轉(zhuǎn)矩NmZ1電機齒輪Z=18；m=130003000Z2高速輸入輪Z=50；m=1108010800Z3低速輸入輪Z=100；m=15400540Z4高速輸出輪Z=50；m=1080162*0*Z5低速輸出輪Z=15；m=3600*0*540Z6輸出齒輪Z=80；m=675注：帶有“*”的為實際不存在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。其設(shè)計公式為 （321）1. ?mm2. 因v值未知，Kv值不能確定，可初步選載荷系數(shù)Kt=~，初選Kt=.3. 4. 由材料的彈性系數(shù)表可以查得 5. 對于標準直齒輪節(jié)點區(qū)域系數(shù) 調(diào)質(zhì)及表面淬火齒輪用鋼的選擇齒輪種類鋼號選擇備注汽車、拖拉機及機床中的不重要齒輪45調(diào) 質(zhì)中速、中載車床變速箱、鉆床變速箱次要齒輪及高速、中載磨床砂輪齒輪調(diào)質(zhì)+高頻淬火中速、中載較大截面機床齒輪40Cr 42SiMn35SiMn 45MnB調(diào) 質(zhì)中速、中載并帶一定沖擊的機床變速箱齒輪及高速、重載并要求齒面硬度高的機床齒輪調(diào)質(zhì)+高頻淬火起重機械、運輸機械、建筑機械、水泥機械、冶金機械、礦山機械、工程機械、石油機械等設(shè)備中的低速重載大齒輪一般載荷不大、截面尺寸也不大，要求不太高的齒輪34551．少數(shù)直徑大、載荷小、轉(zhuǎn)速不高的末級傳動大齒輪可采用SiMn鋼正火2．根據(jù)齒輪截面尺寸大小及重要程度，分別選用各類鋼材3．根據(jù)設(shè)計，要求表面硬度大于40HRC者應(yīng)采用調(diào)質(zhì)+表面淬火40Mn、50Mn40Cr、35SiMn、42SiMn截面尺寸較大，承受較大載荷，要求比較高的齒輪35CrMo 、42CrMo40CrMnMo、35CrMnSi40CrNi、40CrNiMo45CrNiMoV截面尺寸很大、承受載荷大、并要求有足夠韌性的重要齒輪35CrNi2Mo40CrNi2Mo30CrNi334CrNi3Mo37SiMn2MoV 齒寬系數(shù)齒輪相對于軸承的位置齒面硬度軟齒面硬齒面對稱布置~~非對稱布置~~懸臂布置~~ 6. 齒數(shù)比7. 按照初定的兩齒輪的齒數(shù)Z1=18。圓柱齒輪的設(shè)計過程一般是相同的，針對雙速變速箱中出現(xiàn)的多對齒輪的設(shè)計，現(xiàn)不妨以高速級圓柱齒輪的設(shè)計為例，設(shè)計雙速變速箱中涉及到的齒輪。電機軸： r/min （311）高速運動軸：r/min （312）低速運動軸：r/min （313）高速運動階段輸出軸：r/min （314）低速運動階段輸出軸：r/min （315） 各軸轉(zhuǎn)速計算結(jié)果 單位：r/min項目轉(zhuǎn)速30001080540675 1 高速運動時：輸入軸功率：