【正文】 、溫度低、轉(zhuǎn)速高時(shí)，應(yīng)選用粘度較小的潤滑油，一般減速器常采用HT40,HT50 號(hào)機(jī)械油，也可采用 HL20,HL30 齒輪油。 、 潤滑劑的選擇：潤滑劑的選擇與傳動(dòng)類型、載荷性質(zhì)、工作條件、轉(zhuǎn)動(dòng)速度等多種因素有關(guān)。以免太淺會(huì)激起沉積在箱底的油泥，油池中應(yīng)保持一定的油量，油量可按每千瓦約 350— 700cm3 來確定，在大功率時(shí)用較小值。為了 減小齒輪的阻力和油的升溫，齒輪浸入油中的深度以 1— 2 個(gè)齒高為宜，速度高時(shí)還應(yīng)淺些，在 個(gè)齒高上下，但至少要有 10mm,速度低時(shí)，允許浸入深度達(dá) 1/6— 1/3 的大齒輪頂圓半徑。因此，以原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的直徑為準(zhǔn)。 m Mec3=√ MC32*MC32+α *T3*α *T3= N因單向轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)變化，故折算系數(shù)α≈ 。 m MC32=MC1=743 N m MC31=√ MHC*MHC+MVC31*MVC31=743N m 、求合成彎矩。 m 求截面 C右側(cè)的彎矩： MVC22=MVC21 =832 N 求支反力：由∑ MA=0，得 FVB2LFr2L/2=0 18 得 FVB2=1664N FVA2=Fr2FVB2=1664N FVB3LFr3L/2=0 得 FVB3=1256N FVA3=Fr3FVB=1256N 求截面 C左側(cè)的彎矩： MVC21=FVA2L/2 =832N m MHC3=FHA3*L/2= 17 、求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩。 根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端， III 軸軸段 1為軸的最小直徑，已取定 dIII1=40mm，軸段 2， dIII2=45mm，考慮軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取軸段 3 直徑 dIII3=50mm， dIII4=60mm， dIII5=55mm， dIII6=50mm，軸段 7 與軸承配合，同軸段 2 取 dIII7=45mm； 、確定 III 軸的各段長度。 因兩軸頭安裝聯(lián)軸器和滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩 T3= 根據(jù)軸各段直徑的確定原則，由右端至左端， II 軸軸段 1配合軸承，為軸的最小 直徑，取 dII1=30mm，軸段 2 考慮齒輪和軸承的定位，增加軸肩，按標(biāo)準(zhǔn)尺寸取， dII2=35mm，由于 II 軸齒輪為齒輪軸，齒頂圓為 da3= mm，dII3=， dII4=45mm， dII5=40mm，軸段 5 與軸段 2 尺寸一致，取直徑 dII6=35mm，軸段 6 與軸承配合，同軸段 1取 dII7=30mm； 、確定 II 軸的各段長度。 15 為保證齒輪固定可靠，且遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，初選 I 軸軸段 1(與聯(lián)軸器接觸段 )長度為 l1=50mm，軸段 2與軸承配合，取 l2=15mm， l3=82mm， l4=55mm，為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，即軸承拆卸方便，齒輪端面與箱體內(nèi)壁應(yīng)留有一定間隙，取兩者間距為 14mm，即軸段 5 長為 l5=14mm；根據(jù)軸承寬度 15mm，取軸段 6取 l6=15mm； 軸 1總尺寸 LI1= l1+ l2+ l3+ l4+ l5+ l6=231mm II 軸： 、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑 齒輪選用 45 鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度σb=640MPa，許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=60MPa ； C=107～ 118，取 C=110，可得 d2≥ C 322nP=110 3 mm= mm 因兩軸頭安裝滾動(dòng)軸承，按轉(zhuǎn)矩 T2= m，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用 TL4 型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其孔徑 d1=20 mm，故取軸端直徑d=20mm；半聯(lián)軸器長 L≤ 52 mm；因同時(shí)承受軸向力和徑向力，所以軸承選用角接觸球軸承 7205C（內(nèi)徑 d=25mm，外徑 D=52mm，寬 B=15mm） 、確定 I 軸的 各段直徑。 齒輪相關(guān)參數(shù)： 級(jí)別 Z1 Z2 齒寬 齒頂圓 高速級(jí) 23 69 b1 =48 b2 =55 d1a =52 d2a =148 低速級(jí) 31 74 b3 =65 b4=70 d3a = d4a = 各軸的相關(guān)參數(shù)： 軸名 功率 p/kw 轉(zhuǎn)矩 T/ 轉(zhuǎn)速 n/（ ） 電動(dòng)機(jī)軸 1 1440 2軸 480 3軸 200 I 軸 (電動(dòng)機(jī)軸 )： 、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑 齒輪選用 45 鋼，并經(jīng)正火處理，由相關(guān)資料查得：抗拉強(qiáng)度σb=590MPa，許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=55MPa ； C=107～ 118，取 C=110，可得 d1≥ C 311nP =110 3 mm= mm 考慮兩軸頭上都有鍵槽，將軸徑增大 5%，即 d1= =20mm。最初，只能根據(jù)軸系簡圖和一些基本數(shù)據(jù)，按軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩，初估軸的直徑。 軸的長度尺寸的確定：軸的各段長度與零件的尺寸及相關(guān)零件間的相互位置有關(guān)；為使軸上零件可靠地固定，應(yīng) 使配合段軸的長度稍小于輪轂寬度 2～3mm。 軸的直徑尺寸的確定：凡用作固定和定位的軸肩和軸環(huán)，應(yīng)保證一定的高度 a， a≈ (～ )d（ d 為配合處的軸徑），安裝滾動(dòng)軸承處，按安裝尺寸查軸承標(biāo)準(zhǔn)。提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度 ，采用碾壓、噴丸合表面熱處理方法，也可顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度。盡量避免在軸上開橫孔、凹槽和加工螺紋。 減小應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度：軸一般在變硬的狀態(tài)下工作，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小應(yīng)力集中。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性：軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，應(yīng)盡量滿足加工、裝配和維修的要求。一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是： ； ； ，軸上零件要易于裝拆； ； 。查表得到許用彎曲應(yīng)力 [σ 1]b=55MPa。 軸的設(shè)計(jì) 13 按軸承載情況不同，可將其分為心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸，其中轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，因此該減速器選用轉(zhuǎn)軸。取 b3=70mm 、 齒輪尺寸表： 將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 參數(shù)選擇 1 法面模數(shù) mn 2 2 螺旋角 β 3 分度圓直徑 d3， d4 , 4 齒頂圓直徑 da3， da4 mm, 5 齒寬 b4， b4 70mm,65mm 6 中心距 a2 109mm 7 齒數(shù) Z3， z4 31,74 8 螺旋方向 右、左 9 徑向變位系數(shù) x 0 10 精度等級(jí) 8HKGB/T100951988 、 驗(yàn)算齒面彎曲疲勞強(qiáng)度： 當(dāng)量齒數(shù) Zv3= Z3/ ?cos =31/ ? =32 Zv4= Z4/ ?cos =74/ ? =80 復(fù)合齒數(shù)系數(shù) YFs：由 x=0（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）及 Zv Zv4查圖 1042得 YFs3=， YFs4= 則 M PambdKT nF o s101 3 8 . 9 o 33311 ??? ????? ??? [σ F3] M PambdKT nF 5 3 . 5 o o 34422 ??? ????? ??? [σ F4] 所以彎曲強(qiáng)度足夠。 許用接觸應(yīng)力 [σ H] [σ H]=[σ H2]=590MPa 傳動(dòng)比 i i=i 低 = 11 將以上參數(shù)代入式 d3≥3 12 )1()][590( iiKTdH ??? 得 d3≥3 32 )(101 3 8 . 9 )5 9 05 9 0( ? ??? d3≥ 、 確定齒輪參數(shù)及主要尺寸： ?齒數(shù) 取 z3=31，則 z4=iz1=*31= 取整數(shù) 74 ?模數(shù) 初選螺旋角β =15o 則法面模數(shù) mn= ??? ? mmzd )31 15c o (c o s33 ?㎜ 取標(biāo)準(zhǔn)值 mn=2mm ?中心距 標(biāo)準(zhǔn)中心距 a2= mmzzm n???? 15c o s2 )7431(*2c o s2 )( 43 ?= 為了便于箱體的加工和測量，取 a2=109mm，則實(shí)際螺旋角 ??? ???? )7431(*2a r c c os2 )(a r c c os 2 43a zzm n? 在 8o～ 25o的范圍內(nèi)，故合適。 大齒輪材料為 45 鋼，表面淬火， 齒面硬度為 50HRC，由圖 101圖1016 查的 ：接 觸疲勞 強(qiáng)度 極限 σ H,lim4=590MPa，彎 曲疲 勞強(qiáng)度 極限 σ F,lim4=460MPa。 、 確定齒輪傳動(dòng)精度： 齒輪圓周速度 smndv / 11 ?? ????? ? 由圖 1022 確定為 8級(jí)精度，齒厚偏差選 HK。 ④其他主要尺寸： 分度圓直徑： ???? mmzmd n? o s 232c o s 11 ?48mm ???? mmzmd n? o s 692c o s 22 ?144mm 齒頂圓直徑： mmmdd na 522248211 ?????? mmmdd na 1 4 8221 4 4222 ?????? 齒寬： mmdb d 4812 ??? mmbb 58~53)10~5(21 ??? 。 8 取 SH,lim=1 SF,lim=1 則 [σ H1]=σ H,lim1/SH,lim=620/1=620 MPa [σ H2]=σ H,lim2/SH,lim=590/1=590 MPa [σ F1]=σ F,lim1/SF,lim=500/1=500 MPa [σ F2]=σ F,lim2/SF,lim=460/1=460 MPa 、 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度 計(jì)算： d1≥3 02 )1()][590( iiKTdH ??? 載荷系數(shù) K： 因載荷有輕微沖擊，齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱布置，由表 107取K=，齒寬系數(shù) d? 由表 108取得 d? =。 、材料選擇： 小齒輪材料為 40Gr，調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 55HRC，由圖 101圖 1016查的：接觸疲勞強(qiáng)度極限 σ H,lim1=620MPa，彎曲疲勞強(qiáng)度極限 σ F,lim1=500MPa。 傳動(dòng)機(jī)的分配 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 n 電 及工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 n 主 ，可求得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i: i =n 電 /n 主 =1440/50 = 分配傳動(dòng)比 由 i 減 i 錐 =i 得 i 減 =i/i 錐 =按展開式布置，考慮潤滑條件，減速器的外型尺寸盡量減小，參考相關(guān)資料可取： 高速級(jí)： i 高 =3 則低速級(jí)： i 低 =i 減 /i 高 = 7 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 、各軸的轉(zhuǎn)速 ： 1軸： n1=n 電 /i 高 =1440/3=480r/min 2軸： n2=n1/i 低 =480/=200r/min 主軸： n 主 =n2/i 錐 =200/4=50r/min 、各軸的輸入功率 ： 取齒輪傳動(dòng)效率η 1=,滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 η 2= 1軸： p1=p 額 η 1η 2=**= 2軸： p2=p1η 1η 2=**= 、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 : 電動(dòng)機(jī)軸： T0=9550（ p 額 /n 電 ） =9550（ ） = 1軸： T1=9550（ p1/n1） =9550（ ） = 2軸： T2=9550（ p2/n2） =9550（ ） = 、整理列表 軸名 功率 p/kw 轉(zhuǎn)矩 T/ 轉(zhuǎn)速 n/（ ） 電動(dòng)機(jī)軸 1 1440 2 軸 480 3 軸 200 齒輪的設(shè)計(jì) 、 2齒輪的設(shè)計(jì) 、依照傳動(dòng)方案，本設(shè)計(jì)選用二級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 6 電動(dòng)機(jī)的選擇 已知電動(dòng)機(jī)功率 P=9KW,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1500r/min,查表可得電動(dòng)機(jī)為 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) , 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y132M4(Y 表示系列代號(hào) ,132 表示機(jī)座中心高 ,M表示中機(jī)座 ,4為電動(dòng)機(jī)的級(jí)數(shù) ),滿載轉(zhuǎn)速 1440r/min，額定功率 p 額 =,額定轉(zhuǎn)矩為 注意事項(xiàng) ： 采用斜齒輪時(shí)傳動(dòng)時(shí)，齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力。為了減小高速級(jí)齒輪對(duì)軸的彎矩，高速級(jí)齒輪要遠(yuǎn)離電動(dòng)機(jī)，以增大扭矩。采用斜齒輪時(shí)傳動(dòng)時(shí)，齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力， 要采用推力軸承消除。 提高齒根的彎曲強(qiáng)度、齒面的接觸強(qiáng)度，可以選擇合適的變位系數(shù)來解決。 5%的誤差，因此選擇二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器。 設(shè)計(jì)方案 、根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目要求，考慮到電動(dòng)機(jī)購買方便、 結(jié)構(gòu)簡