【正文】 型。根據(jù)選型方法，可以進(jìn)行如下選型：額定扭矩：在超越離合器作用時(shí)其額定扭矩為低速運(yùn)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩，；由此可以選擇GCA1547型滾柱式單向離合器(無(wú)軸承支承)，主要性能參數(shù)如下：型號(hào)：GCA1547額定扭矩：44內(nèi)環(huán)超運(yùn)轉(zhuǎn)速度：1100r/min外環(huán)超運(yùn)轉(zhuǎn)速度：2800r/min質(zhì)量：外形尺寸： 超越離合器及其裝配示意圖 滾柱式單向離合器GCA1547型尺寸參數(shù) 單位：mmD(h7)LbtD（H7）b1t1473015軸承（“Bearing”）是在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的關(guān)鍵部件，也可以說(shuō)，當(dāng)其它零部件在軸上彼此產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來(lái)降低動(dòng)力傳遞過(guò)程中零部件之間的摩擦系數(shù)和保持軸中心位置固定的部件。軸承是當(dāng)代機(jī)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(jī)械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械載荷摩擦系數(shù)。按運(yùn)動(dòng)元件摩擦性質(zhì)的不同，軸承可分為滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類。滾動(dòng)軸承主要是利用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)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。目前，國(guó)際上有很多種類的滑動(dòng)軸承，性能較為優(yōu)越的應(yīng)當(dāng)推選航空應(yīng)用的軸承，它在滿足相同的應(yīng)力條件下，體積較小，質(zhì)量較輕，且耐高溫，能在極寒條件下工作，對(duì)潤(rùn)滑條件要求不高。針對(duì)雙速變速箱的工作條件，擬選用航空類軸承。先以高速運(yùn)動(dòng)軸為例，確定軸承的型號(hào)： 在真空工作環(huán)境中，微重力條件，軸不受外界里的干擾，主要的受力來(lái)源于兩齒輪產(chǎn)生的徑向力。忽略齒面摩擦力，并用齒寬中點(diǎn)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(gè)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(duì)于左端齒輪帶入相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算可得：圓周力徑向力同理可以計(jì)算右端齒輪的徑向力為：圓周力徑向力計(jì)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(lái)檢核所選用的軸承，已知所選用軸承的型號(hào)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jì)要求。同理可以計(jì)算低速運(yùn)動(dòng)軸上選用628/8深溝球軸承也滿足設(shè)計(jì)要求。、潤(rùn)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(dòng)機(jī)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。與之相配合的附件是箱體設(shè)計(jì)不可或缺的一部分，部件設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到變速箱箱體設(shè)計(jì)的優(yōu)劣。箱體及其附件的結(jié)構(gòu)對(duì)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(jì)在滿足強(qiáng)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。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中綜合考慮多種金屬及合金的密度和力學(xué)性能，決定選用6061型鋁合金作為箱體的原材料，采用焊接技術(shù)進(jìn)行制作（因?yàn)楹附酉潴w比鑄造箱體的質(zhì)量輕1/4~1/2）但需要較高的焊接技術(shù)，并在焊接完成后要做退火處理，以保證焊接箱體具有良好的力學(xué)性能?？梢袁F(xiàn)在一端的三各齒輪嚙合的條件下確定三個(gè)齒輪軸線的位置，此時(shí)三軸線應(yīng)當(dāng)是在保證不出現(xiàn)干涉的條件下所能確定的最小圓周之內(nèi)，由此便可以確定兩長(zhǎng)軸線的位置。按照另一端三個(gè)齒輪的嚙合情況，在保證兩軸線不動(dòng)的前提下，畫出兩齒輪所確定的分度圓，作出第三個(gè)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(gè)齒輪的分度圓與另外兩個(gè)齒輪的分度圓的相外切。此時(shí)，兩端都確定了一個(gè)最小圓，在此基礎(chǔ)上做一個(gè)外圓，把兩端確定的最小圓包含在內(nèi)，即為雙速變速箱的內(nèi)圓直徑，： 齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 箱體 箱體底蓋 箱體內(nèi)圓直徑為184mm；壁厚3mm；箱體長(zhǎng)度94mm；齒輪分度圓離箱體內(nèi)壁的最近距離為5mm；箱體與箱體底蓋之間用螺釘進(jìn)行連接M4x6；在箱體的頂部按照兩長(zhǎng)軸的軸線位置設(shè)計(jì)兩個(gè)628/8的軸承槽，以減少因設(shè)計(jì)軸承端蓋的而增加的不必要的質(zhì)量，628/8軸承槽深5mm。在箱體底蓋上開(kāi)設(shè)兩個(gè)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(jì)兩個(gè)軸承槽，那么在安裝時(shí)箱體內(nèi)部完全處于不可見(jiàn)狀態(tài)，而軸承和軸承槽的大小一樣，這樣一來(lái)箱體底蓋將無(wú)法安裝到箱體上）。此箱體的的附件是指與之相配合的箱體底蓋的兩個(gè)軸承端蓋，為了固定軸系不見(jiàn)得軸向位置并承受一定的軸向載荷，軸承端蓋采用凸緣式，用十字螺釘固定在箱體底座上，便于拆裝和調(diào)整軸承，密封性較好。由于此雙速變速箱的工作時(shí)間極短（只有10s），又要求雙速變速箱的質(zhì)量盡量輕，故采用浸油潤(rùn)滑。根據(jù)廠商提供運(yùn)載工具，在雙速變速箱的外周有一密封箱體，包裹著雙速變速箱。分路齒輪箱、轉(zhuǎn)向齒輪箱和滾珠絲杠。故在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以不予考慮箱體的密封狀況。在設(shè)計(jì)零部件幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在三維設(shè)計(jì)軟件solidworks2012環(huán)境下進(jìn)行了三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)設(shè)計(jì)過(guò)程的材料選擇，對(duì)不同的零部件賦予相應(yīng)的材料屬性，利用軟件分析可以得到各零部件的重量如下表所示： 各零部件的質(zhì)量計(jì)算結(jié)果零件名稱數(shù)量材料密度零件體積（立方毫米）單個(gè)零件質(zhì)量（克）總質(zhì)量（克）材料標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱1 6061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分齒輪箱底蓋16061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分軸承628/84普通碳鋼 GB/T182542002高碳鉻軸承鋼 1TC6 GB/T29652007鈦及鈦合金棒材電磁離合器軸擋圈145 GB/T69優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件電磁離合器軸1TC6 GB/T29652007鈦 及鈦合金棒材半圓鍵445 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件145 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件電磁離合器1組合件 外購(gòu)防轉(zhuǎn)板1普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件軸承60002GCr15 GB/T182542002 高碳鉻軸承鋼 圓柱齒輪50X1145 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件十字槽螺釘M4X911普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)件雙向超越離合器1組合件外購(gòu)圓柱齒輪1001 145 GB/T699優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件圓柱齒輪181145 GB/T69優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件開(kāi)槽圓柱頭螺釘M456普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件軸承端蓋116061鋁合金GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學(xué)成分軸承端蓋216061鋁合金 GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學(xué)成分十字槽盤頭螺釘M35 9普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件圓柱齒輪80145 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件圓錐齒輪40145GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件端蓋16061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分軸承618012GCr15 GB/T182542002 高碳鉻軸承鋼 錐齒輪套筒16061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分錐齒輪墊圈1VCB20碳布 錐齒輪定位套筒16061鋁合金GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學(xué)成分中心齒輪箱20錐齒輪套 36061鋁合金 GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學(xué)成分軸承618026GCr15 GB/T182542002 高碳鉻軸承鋼 圓螺母3普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件十字槽盤頭螺釘M48 12普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件中心齒輪箱蓋板 16061鋁合金 GB/T3190 變形鋁及鋁合金化學(xué)成分圓錐齒輪20345GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件開(kāi)槽圓柱頭螺釘M2104普通碳鋼 GB/T699 優(yōu)質(zhì)碳素機(jī)構(gòu)鋼技術(shù)條件總計(jì)90在本章的設(shè)計(jì)計(jì)算中，利用各種設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段，完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的選擇定型，對(duì)齒輪、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算，離合器的選擇和基本尺寸的確定，軸承的選擇與校核，箱體結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)和各零部件的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)雙速變速箱的密封、潤(rùn)滑問(wèn)題做了簡(jiǎn)要地設(shè)計(jì)。在以上設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用solidworks2012三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行了三維建模、質(zhì)量計(jì)算以及運(yùn)動(dòng)仿真。第4章 有限元分析第4章 有限元分析。 進(jìn)行有限元分析的零件標(biāo)號(hào)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(jī)齒輪Z=18；m=130003000Z2高速中間輪Z=50；m=1108010800Z3低速中間輪Z=100；m=15400540Z4高速