單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)-展示頁
2025-07-08 21:43本頁面
【正文】 裝入，齒輪的左端用軸肩定位，右端用套筒固定，這樣齒輪在軸上的軸向位置被完全確定，齒輪的周向固定采用平鍵連接，軸承對稱安裝于齒輪的兩側(cè)，其軸上采用軸肩固定，周向采用過盈配合固定。查參考資料[2]P200表113可知： σb=650Mpa查參考資料[2]P200表114可知：[σb1]b=60Mpa單級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接， 從結(jié)構(gòu)要求考慮，輸出端軸徑應(yīng)最小，最小直徑為： d≥C 查參考資料[2]P208表118可得，45鋼取C=118～107 則d≥（118～107）=（118～107） =～43mm 考慮鍵槽的影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn)，取標(biāo)準(zhǔn)值d=50mm為簡化安裝，選擇兩軸承一致。（2）、確定電動(dòng)機(jī)的功率： 工作機(jī)所需功率： 故電動(dòng)機(jī)至工作間的總效率（包括工作機(jī)效率）為： 由設(shè)計(jì)手冊得 (帶傳動(dòng))，（軸承），（齒輪精度為8級(jí)） （軸承），（聯(lián)軸器），η=（卷筒）代入，得電動(dòng)機(jī)的工作功率： 故選取電動(dòng)機(jī)的額定功率（3）、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸工作轉(zhuǎn)速：取V帶傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)可選范圍為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000兩種，可查兩種方案，見下表：方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（KW）同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比帶傳動(dòng)比齒輪傳動(dòng)比1Y132M26100096032Y160M28750720綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量以及帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比選用方案一中機(jī)型。二丶傳動(dòng)方案的擬定（1） 工作條件：使用年限10年，每年按300天計(jì)算，單班制工作，載荷平穩(wěn)。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)直齒輪傳動(dòng)。 帶傳動(dòng)承載能力較低，在傳遞相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較其他形式大，但有過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，還可緩和沖擊和振動(dòng)，故布置在傳動(dòng)的高速級(jí)，以降低傳遞的轉(zhuǎn)矩，減小帶傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸。 本設(shè)計(jì)中原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，工作機(jī)為皮帶輸送機(jī)。傳動(dòng)裝置是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量和成本。由此，對小齒輪和大齒輪軸，可分別寫出滿足彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù) （225）及 （226）綜上所述，單級(jí)標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，是個(gè)具有十六個(gè)不等式約束的六維優(yōu)化問題，其數(shù)學(xué)模型可簡記為 六 傳動(dòng)方案的擬定1傳動(dòng)方案的分析機(jī)器一般是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作裝置組成。如圖（題目）所示，減速器的體積主要決定于箱體內(nèi)齒輪和軸的尺寸，根據(jù)齒輪幾何尺寸及結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算公式，單極圓柱齒輪減速器箱體內(nèi)齒輪和軸的總體積可近似的表示為 （21）由上式克制，單極標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量可取為這里近似取參照圖75及根據(jù)有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)公式將這些經(jīng)驗(yàn)公式有、并取、將這些經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)據(jù)代入式（21）且用設(shè)計(jì)變量來表示，整理得目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為 （22） 確定約束函數(shù)1）為避免發(fā)生根切，應(yīng)有應(yīng)有于是得約束函數(shù) （23）2）根據(jù)工藝裝備條件，跟制大齒輪直徑不超過故小齒輪直徑不應(yīng)超過即于是有約束函數(shù) （24）3）為保證齒輪承載能力同時(shí)又避免載荷沿齒寬分布嚴(yán)重不均，要求齒寬系數(shù)滿足，由此得 （25）及 （26）4）對傳遞動(dòng)力的齒輪，模數(shù)不能過小，一般mm,且取標(biāo)準(zhǔn)系列值，故有 （27）5）按經(jīng)驗(yàn)，主、從動(dòng)軸直徑的取值范圍為，故有 （28） （29） （210） （211）6）按結(jié)構(gòu)關(guān)系，軸的支承跨距滿足：，其中為箱體內(nèi)壁到軸承中心線的距離，現(xiàn)取，則有約束函數(shù) （212）7）按齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度條件，應(yīng)有： （213） （214） （215）式中，為齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)中心距，單位為cm，；為載荷系數(shù)，這里?。粸樾↓X輪傳遞扭矩，單位為，；為齒輪的許用接觸應(yīng)力，單位為，這里??；、分別為小齒輪與大齒輪的許用彎曲應(yīng)力，單位為，這里?。?、分別為小齒輪、大齒輪的齒形系數(shù)，對標(biāo)準(zhǔn)齒輪： （216） （217）對以上公式進(jìn)行代入、運(yùn)算及整理，得到滿足齒輪接觸強(qiáng)度與彎曲強(qiáng)度條件的約束函數(shù)： （218） （219） （220）根據(jù)主動(dòng)軸（本例即小齒輪軸）剛度條件，軸的最大彎曲撓度應(yīng)小于許用值，即 （221）其中??；則
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