三級(jí)圓錐圓柱斜齒輪減速器設(shè)計(jì)【三維SW模型】【含9張CAD圖紙】
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摘 要我國是一個(gè)經(jīng)濟(jì)大國,改革開發(fā)以來,政府對(duì)各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)是采取支持的態(tài)度。各行各業(yè)相繼對(duì)政府的扶持政策采取的是積極響應(yīng)的態(tài)度。就齒輪減速器發(fā)發(fā)張而言,更是改變巨大的。減速機(jī)行業(yè)的發(fā)展在不斷的銳變,由散亂的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式集體化的發(fā)展在前進(jìn)。并有了行業(yè)發(fā)展的新規(guī)劃,能夠形成一條具有一定規(guī)模的行業(yè)鏈。在不斷的進(jìn)步和改善下,正在向國際化的軌道邁步,絕對(duì)的不能與國際化脫軌。目前,我國已經(jīng)與國外的多家減速器企業(yè)達(dá)成了合作關(guān)系,這對(duì)我國的生產(chǎn)工藝體系以及相關(guān)工藝技術(shù)水平的提高具有很大的幫助。齒輪減速器也在被我國的政府列為發(fā)展的重點(diǎn)。 靠電動(dòng)機(jī)和一些結(jié)構(gòu)的配合來完成一個(gè)完整的減速器工作過程,其分類方式可按照比較傳統(tǒng)的工作形式分:齒輪式的減速器、蝸桿式的減速器、行星式的減速器以及其它的相互組合的減速器等,通過對(duì)電動(dòng)機(jī)和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與調(diào)整,使極速器的性能達(dá)到最高。在我國應(yīng)用范圍也是極為廣闊,設(shè)計(jì)了生產(chǎn)的方方面面,比如在熱烈條件下的煤礦采集工作。由于結(jié)構(gòu)的復(fù)制性,對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的難度也提出了一定的要求。而對(duì)一個(gè)輸送機(jī)械的關(guān)鍵影響因素就是減速器的設(shè)計(jì),一個(gè)號(hào)的減速器能使工作效率達(dá)到事半功倍的效果。關(guān)鍵詞:帶式;圓錐圓柱齒輪;減速器; Abstract China is an economic power, since the reform and development, the government of the industry is to take a supportive attitude. All walks of life to the governments support policy is to take a positive response attitude. In the case of the gear reducer, it is a big change. The development of the speed reducer industry is constantly changing, and the development of the economic development in the scattered way is advancing. And has the industry development of the new planning, can form a certain scale of the industry chain. In the continuous progress and improvement, to the internationalization of the track can not move, and the internationalization of the absolute derailment. At present, our country has reached a cooperative relationship with a number of foreign reducer enterprises, which has a great help to improve the production process system and the level of related process technology. Gear reducer is also the focus of the development of the government of our country. Motor and some structure of complex by to complete a complete reducer working process, the classification can be according to the more traditional forms of work: gear deceleration device and worm gear deceleration device, a planetary reducer and other combination of reducer, through the electric motor and the structure optimization and adjustment, to reach the highest speed performance. In our country the application scope is also extremely broad, has designed the production in all aspects, for example under the warm condition coal mine collection work. Because of the duplication of the structure, the difficulty of the mechanical design is also put forward some requirements. And the key factor to a transport machinery is the design of the reducer, a number of reducer can make the work efficiency to achieve the result with half the effort. Key words: Belt conveyor; Conical cylindrical gear; reducer 目 錄第1章 緒論1第一章 緒論4 1.1本研究的目的和意義4 1.2國內(nèi)外齒輪減速器的發(fā)展現(xiàn)狀5 1.2.1國內(nèi)齒輪減速器的發(fā)展現(xiàn)狀5 1.2.2國外齒輪減速器的發(fā)展現(xiàn)狀5 1.3三級(jí)減速器的發(fā)展前景5第二章 三級(jí)圓錐圓柱減速器的整體方案設(shè)計(jì)5 2.1 減速器的結(jié)構(gòu)原理及分類6 2.2本次設(shè)計(jì)三級(jí)減速器大致結(jié)構(gòu)圖6 2.3帶式運(yùn)輸機(jī)的帶傳動(dòng)特點(diǎn)6第三章 齒輪減速器傳動(dòng)裝置的部分設(shè)計(jì)7 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇7 3.2 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)與校核7 3.2.1 第一傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核7 3.2.2 第二傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核7 3.2.3 第三傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核7 3.3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 7 3.3.1 一級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)與校核7 3.3.2 二級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)與校核7 3.3.3 三級(jí)圓錐齒輪計(jì)與校核7 3.4 軸承的設(shè)計(jì)與校核7第四章 結(jié)構(gòu)箱的外體設(shè)計(jì)和潤滑問題7 4.1 減速器下箱體設(shè)計(jì)7 4.2減速器上蓋設(shè)計(jì)7 4.3減速器的潤滑和密封處理7第五章 減速器三維設(shè)計(jì)7 5.1 減速器零件三維設(shè)計(jì)7 5.2減速器三維裝配7 5.3減速器的簡單渲染7參考文獻(xiàn)20致 謝21 前言此次設(shè)計(jì)主要針對(duì)減速器的設(shè)計(jì),通過對(duì)此類減速器的設(shè)計(jì),可以深入了解減速機(jī)的原理,以及減速機(jī)在機(jī)械行業(yè)中的重要意義,同時(shí)通過對(duì)減速機(jī)的設(shè)計(jì)緊密結(jié)合各種專業(yè)知識(shí),靈活運(yùn)用,培養(yǎng)設(shè)計(jì)著較為成熟的設(shè)計(jì)思想,為以后步入社會(huì)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。減速機(jī)是國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域的機(jī)械傳動(dòng)裝置,行業(yè)涉及的產(chǎn)品類別包括了各類齒輪減速機(jī)、行星齒輪減速機(jī)及蝸桿減速機(jī),也包括了各種專用傳動(dòng)裝置,如增速裝置、調(diào)速裝置、以及包括柔性傳動(dòng)裝置在內(nèi)的各類復(fù)合傳動(dòng)裝置等。產(chǎn)品服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機(jī)械及石化等行業(yè)。我國減速機(jī)行業(yè)發(fā)展歷史已有近40年,在國民經(jīng)濟(jì)及國防工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域,減速機(jī)產(chǎn)品都有著廣泛的應(yīng)用。食品輕工、電力機(jī)械、建筑機(jī)械、冶金機(jī)械、水泥機(jī)械、環(huán)保機(jī)械、電子電器、筑路機(jī)械、水利機(jī)械、化工機(jī)械、礦山機(jī)械、輸送機(jī)械、建材機(jī)械、橡膠機(jī)械、石油機(jī)械等行業(yè)領(lǐng)域?qū)p速機(jī)產(chǎn)品都有旺盛的需求。這次設(shè)計(jì)中,一部分零件可由強(qiáng)度條件和剛度條件來確定零件的基本尺寸,然后通過草圖設(shè)計(jì)決定其具體的尺寸和設(shè)計(jì)(如齒輪),像軸這種零件先初估其尺寸然后進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核才能確定其尺寸,這也是此次畢業(yè)設(shè)計(jì)重要的過程。 第一章1.1 研究背景為了滿足生產(chǎn)和生活,人們有了設(shè)計(jì)和制造以滿足不同功能類型范圍的機(jī)器的需求。機(jī)器裝置執(zhí)行的的機(jī)械運(yùn)動(dòng),主要用于將能量轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸材料,如汽車、起重機(jī)等。有許多不同類型的機(jī)器,它們的使用,性能,結(jié)構(gòu),工作原理也不同,通常是一個(gè)完整的機(jī)器由三個(gè)基本部分組成:(1) 動(dòng)機(jī)部分:其功能是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(例如,內(nèi)燃機(jī)將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,液壓泵是將液壓轉(zhuǎn)換成機(jī)械能)。原動(dòng)部分是動(dòng)力源,其主要的作用在于驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)而執(zhí)行機(jī)構(gòu)以完成預(yù)定功能。(2) 工作部分(或執(zhí)行部分):其功能是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)換或傳遞能量的性質(zhì),信號(hào),如活塞把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能能,機(jī)床改變材料的形狀和尺寸,等等。(3) 傳動(dòng)部分:它的功能是傳遞和轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng),將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)參數(shù)傳遞到所需的運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)形式,使工作部分能夠按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。但通常情況下,由于機(jī)械工作的復(fù)雜性和靈活性,以及在工作過程中的可調(diào)節(jié)性和人機(jī)交互,動(dòng)力部分和工作部分一般都不是直接相連,而是設(shè)計(jì)出一系列的傳動(dòng)部分來傳遞動(dòng)力??紤]到如今主流的動(dòng)力部分大部分為電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī),其輸出的是扭矩和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此需要設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)⑦@些額定的扭矩和轉(zhuǎn)速與工作部分所需要的扭矩和轉(zhuǎn)速匹配起來的轉(zhuǎn)換裝置。而減速器,正是這傳動(dòng)部分中非常重要的一類。減速機(jī)的作用是在動(dòng)力源和執(zhí)行部分之間匹配轉(zhuǎn)速和傳遞扭矩,減速器是一種獨(dú)立部件,它的核心部分是齒輪傳動(dòng),這其中也有特殊的蝸桿傳動(dòng)以及這兩者的綜合運(yùn)用,為了保證傳動(dòng)準(zhǔn)確性和增加壽命,傳動(dòng)部件均封閉在一個(gè)剛性殼體內(nèi),是一種復(fù)雜和精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速和增加扭矩,常用作原動(dòng)件與工作機(jī)之間的減速傳動(dòng)裝置,同時(shí)具有傳遞功率大,制造簡單,維修方便,使用壽命長等許多優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。從交通工具到機(jī)械工業(yè),甚至在我們的日常生活中的家電、鐘表等,幾乎都可以見到它的蹤跡,其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作到小負(fù)荷、精確角度的傳輸都要用到減速器,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器的種類繁多,型號(hào)各異,在不同的場合需要根據(jù)要求合理的采用適合的減速器,而減速器的分類方式也有多種,其中:3.1.1. 減速器的分類減速機(jī)是一種比較精密的機(jī)械傳動(dòng)裝置,用它來改變轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)增加扭矩的目的。其種類繁多,型號(hào)各異,因此在應(yīng)用時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的減速器。常用的減速機(jī)種類有圓柱齒輪減速機(jī)、三環(huán)減速機(jī)、擺線減速機(jī)、起重機(jī)減速機(jī)、蝸桿減速機(jī)、軸裝式硬齒面減速機(jī)、行星齒輪減速機(jī)、無級(jí)變速機(jī)等等。不同種類有不同的用途分類: 傳動(dòng)類型:蝸桿減速器、齒輪減速器、行星齒輪減速器; 傳動(dòng)級(jí)數(shù):單級(jí)減速器、多級(jí)減速器; 齒輪形狀:圓錐齒輪減速器、圓柱齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器; 傳動(dòng)布置形式:展開式減速器、分流式減速器、同軸式減速器。這里僅討論由齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)以及由它們組合而成的減速器。本論文所設(shè)計(jì)的也是由此組成的三級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器。若按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來劃分,有如下五種減速器:1 蝸桿減速器:環(huán)面蝸桿減速器、圓柱蝸桿減速器。2 齒輪減速器:圓柱齒輪、圓錐齒輪和圓錐-圓柱齒輪減速器。3 行星齒輪減速器4 擺線針輪減速器5 諧波齒輪減速器上述5種減速器都已有其各自的標(biāo)準(zhǔn)系列,簡單地結(jié)合所需的整體布局設(shè)計(jì)和傳動(dòng)功率,速度和工作與機(jī)器的其它條件的具體要求,從設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇即可。只有在選不到合適的產(chǎn)品時(shí),才自行設(shè)計(jì)制造。此外,還有一些專用減速器(如電梯、閥門開關(guān)等處用)。3.1.2. 常見減速器的特點(diǎn)1. 齒輪減速器齒輪減速機(jī)是按國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機(jī),如圖22。齒輪減速機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、印染、制藥等領(lǐng)域。圖22. 齒輪減速器輪減速器的特點(diǎn)是齒輪采用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成,齒面硬度達(dá)HRC58-62,齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝,精度高,接觸性好。傳動(dòng)率高,單級(jí)大于96.5%,雙級(jí)大于93%,三級(jí)大于90%。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低。體積小,重量輕,使用壽命長,承載能力高。易于拆檢,易于安裝,維護(hù)簡便。因此,齒輪減速器在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。2. 蝸桿減速器蝸輪減速器的傳動(dòng)比可以I10,同樣的傳動(dòng)要求是,相比其他結(jié)構(gòu)緊湊。它的缺點(diǎn)是效率低。目前采用的蝸輪是阿基米德蝸輪,它是一個(gè)單級(jí)蝸桿減速機(jī),在圖23中所示,2級(jí)蝸桿減速器很少使用。另一個(gè)主要特征是蝸輪具有反向自鎖功能,蝸輪減速比可以較大,渦輪蝸桿減速器的輸入軸和輸出軸不必要在同一軸線上,也可以不在同一平面上。然而,一般的蝸輪的體積相較其他減速器較大,傳輸效率不高,精度低。工作平穩(wěn),噪聲較小,但效率較低。其中中空軸式蝸齒減速機(jī)不僅具有以上特點(diǎn),而且安裝方便、結(jié)構(gòu)合理,得到越來越廣泛的應(yīng)用。它是在蝸輪蝸桿減速器輸入端加裝一個(gè)斜齒輪減速器,構(gòu)成的多級(jí)減速器可獲得非常低的輸出速度,比單級(jí)蝸輪減速機(jī)具有更高的效率,而且振動(dòng)小、噪聲及能耗低。圖23. 蝸桿減速器3.行星齒輪減速器行星齒輪傳動(dòng)有效利用了功率分流和輸入、輸出的同軸性以及合理地使用了內(nèi)嚙合,因而與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較,具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),常作為減速器、增速器、差速器和換向機(jī)構(gòu)以及其它特殊用途,廣泛應(yīng)用于車輛、航空航天、船舶海洋、精密加工、冶金礦山、農(nóng)用機(jī)械等機(jī)械領(lǐng)域。行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)包括有:行星齒輪,太陽齒輪,齒圈。行星齒輪由于結(jié)構(gòu)上的原因,單級(jí)減速至少是3,最高一般不超過10,常見的齒輪比有:3、5、6、8、10,除了一些大型定制齒輪減速比有4個(gè)減速,齒輪級(jí)數(shù)一般不超過三級(jí)。相對(duì)于其他齒輪,行星齒輪減速具有剛性高,精度高(單級(jí)可以在一分內(nèi)完成),傳動(dòng)效率高(97-98,單級(jí)),終身免維護(hù)等特點(diǎn)。由于這些優(yōu)點(diǎn),大多數(shù)行星齒輪被安裝在步進(jìn)電機(jī)上,以達(dá)到降低轉(zhuǎn)速,提高扭矩,慣性匹配的目的。如示于圖24。圖24. 行星齒輪減速器4.擺線針輪減速器擺線針輪減速機(jī)是一種采用K-H-V少齒差行星傳動(dòng)原理的新穎傳動(dòng)裝置。行星擺線針輪減速機(jī)全部傳動(dòng)裝置可分為三部分:輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位180的雙偏心套,在偏心套上裝有兩個(gè)滾柱軸承,形成H機(jī)構(gòu),兩個(gè)擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道,并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒輪相嚙合,以組成少齒差內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu)。如圖25所示。圖25. 擺線針輪減速器擺線針輪減速機(jī)一種采用少齒差行星傳動(dòng)原理的減速裝置,做為驅(qū)動(dòng)或減速裝置,適用工作溫度為正負(fù)40度,其獨(dú)特的平穩(wěn)結(jié)構(gòu)在很多時(shí)候甚至可替代普通圓柱齒輪減速機(jī),因?yàn)閿[線針輪減速機(jī)具有傳動(dòng)比大,傳動(dòng)效率高,保養(yǎng)方便,體積小,重量輕,拆裝方便,容易維修,使用可靠、故障少、壽命長,運(yùn)行平平穩(wěn),噪音等特點(diǎn)。因此,擺線針輪減速機(jī)正因?yàn)榫哂羞@些強(qiáng)大的優(yōu)越性和特點(diǎn),所以擺線針輪減速機(jī)被廣泛使用在各種機(jī)械行業(yè)之中。5. 諧波齒輪減速器諧波齒輪傳動(dòng)是諧波齒輪行星傳動(dòng)的簡稱。是一種少齒差行星傳動(dòng)。通常由剛性圓柱齒輪G、柔性圓柱齒輪R、波發(fā)生器H和柔性軸承等零部件構(gòu)成。諧波齒輪減速器是一種由固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生器組成,如圖25,具有高精度、高承載力等優(yōu)點(diǎn),和普通減速器相比,由于使用的材料要少50%,其體積及重量至少減少1/3。諧波齒輪傳動(dòng)既可用做減速器,也可用做增速器。柔輪、剛輪、波發(fā)生器三者任何一個(gè)均可固定,其余二個(gè)一為主動(dòng),另一個(gè)為從動(dòng)。傳動(dòng)比大,且外形輪廓小,零件數(shù)目少,傳動(dòng)效率高。效率高達(dá)9296,單級(jí)傳動(dòng)比可達(dá)504000。承載能力較高:柔輪和剛輪之間為面接觸多齒嚙合,且滑動(dòng)速度小,齒面摩損均勻。圖26. 諧波齒輪減速器同行星齒輪傳動(dòng)一樣,諧波齒輪傳動(dòng)也是由三個(gè)基本構(gòu)件所組成:固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、(即其基體與從動(dòng)軸相連的彈性薄壁套杯“在柔輪開端的母線上做出齒圈”)和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生器。在剛輪和柔輪上切出模數(shù)相同的輪齒,但齒數(shù)不同,即柔輪的齒數(shù)比剛輪的齒數(shù)少兩個(gè)。諧波傳動(dòng)的齒數(shù)差表征柔輪的變形波數(shù)。最常見的是波數(shù)w-2的諧波傳動(dòng)。在自由狀態(tài)(無發(fā)生器)下,兩輪處于同心位置,而剛輪和柔輪的各齒間隙均勻。裝在柔輪內(nèi)的發(fā)生器使柔輪發(fā)生徑向變形而成為橢圓形。這時(shí),在橢圓的長軸上,齒沿整個(gè)工作高度嚙合,而在短軸上,齒頂之間形成了徑向間隙。在發(fā)生器的旋轉(zhuǎn)過程中,柔輪的形狀始終接近于上述的形狀。諧波減速機(jī)的特點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。傳動(dòng)比范圍大,同時(shí)嚙合的齒數(shù)多。承載能力大,運(yùn)動(dòng)精度高,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、無沖擊、噪聲小。齒側(cè)間隙可以調(diào)整。傳動(dòng)效率高、同軸性好。 可實(shí)現(xiàn)向密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。可實(shí)現(xiàn)高增速運(yùn)動(dòng)、方便的實(shí)現(xiàn)差速傳動(dòng)。諧波齒輪傳動(dòng)與其它傳動(dòng)性能的具體比較。但缺點(diǎn)是柔輪壽命較短,不能承受強(qiáng)烈沖擊,剛性較差,所以輸入速度宜在低速下運(yùn)行。3.1.3. 無級(jí)變速器無級(jí)變速器按變速方式分可分為機(jī)械式、電力式和液力式無級(jí)變速器三種。機(jī)械無級(jí)變速器通常由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、加壓裝置和調(diào)速機(jī)構(gòu)三部分組成,如圖27。機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)主要是:轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,滑動(dòng)率小,工作可靠,具有恒功率機(jī)械特性,傳動(dòng)效率較高,而且結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,價(jià)格相對(duì)便宜;但零部件加工及潤滑要求較高,承載能力較低,抗過載及耐沖擊性較差,故一般適合于中、小功率傳動(dòng)。圖27. 機(jī)械無級(jí)變速器表1 定軸傳動(dòng)減速器的主要類型與特點(diǎn)類別級(jí)數(shù)傳動(dòng)簡圖推薦傳動(dòng)比范圍特點(diǎn)及應(yīng)用 圓柱齒輪減速器單級(jí)調(diào)質(zhì)齒輪I=7.1淬硬齒輪I6.3(I=5.6較佳)應(yīng)用廣泛,結(jié)構(gòu)簡單,精度容易保證。輪齒可做成直齒、斜齒或人字齒??捎糜诘退僦剌d,也可用于高速傳動(dòng)二級(jí)展開式調(diào)質(zhì)齒輪I=7.150淬硬齒輪I=7.11.5(I=6.30較佳)這是二級(jí)減速器中最簡單、應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)。齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱。當(dāng)軸產(chǎn)生彎扭變形時(shí),載荷在齒寬上分布不均勻,因此軸應(yīng)設(shè)計(jì)得具有較大剛度,并使高速軸齒輪遠(yuǎn)離輸入端。淬硬齒輪大多采用此結(jié)構(gòu)分流式I=7.150高速級(jí)為對(duì)稱左右旋斜齒輪,低速級(jí)可為人字齒或直齒。齒輪與軸承對(duì)稱布置。載荷沿齒寬分布均勻,軸承受載平均,中間軸危險(xiǎn)截面上的轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于軸所傳遞轉(zhuǎn)矩之半。但這種結(jié)構(gòu)不可避免要產(chǎn)生軸向竄動(dòng),影響齒面載荷的均勻性。結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證有軸向竄動(dòng)的可能。通常低速級(jí)大齒輪作軸向定位,中間軸齒輪和高速小齒輪可以軸向竄動(dòng)同軸線式調(diào)質(zhì)齒輪I=7.150淬硬齒輪I=7.131.5箱體長度縮小。輸入軸和輸出軸布置在同一軸線上,使設(shè)備布置較為方便、合理。當(dāng)傳動(dòng)比分配適當(dāng)時(shí),兩對(duì)齒輪浸油深度大致相同。但軸向尺寸較大,中間軸較長,其齒輪與軸承不對(duì)稱布置,剛性差,載荷沿齒寬分布不均勻同軸分流式I=7.150從輸入軸到輸出軸的功率分左右兩股傳遞,因此嚙合輪齒僅傳遞一半載荷。輸入軸和輸出軸只受轉(zhuǎn)矩,中間軸只受全部載荷的一半。故可縮小齒輪直徑、圓周速度及減速器尺寸。一般用于重載齒輪。關(guān)鍵是要采用合適的均載機(jī)構(gòu),使左右兩股分流功率均衡圓柱齒輪減速器三級(jí)展開式調(diào)質(zhì)齒輪I=28315淬硬齒輪I=28180(I=22.5100較佳)同二級(jí)展開式分流式I=28315同二級(jí)分流式圓錐、圓柱柱減速器單級(jí)直齒I=5曲線齒、斜齒I840(淬硬齒輪I=5較佳)輪齒可制成直齒、斜齒或曲線齒。適用于輸入軸和輸出軸兩軸線垂直相交的傳動(dòng)中。可為水平式或立式。其制造安裝復(fù)雜,成本高,僅在設(shè)備布置必要時(shí)才采用二級(jí)直齒I=6.331.5曲線齒、斜齒I=840(淬硬齒輪I=516較佳)特點(diǎn)與單級(jí)圓錐齒輪減速器相似。圓錐齒輪應(yīng)在高速級(jí),使圓錐齒輪尺寸不致太大,否則加工困難。圓柱齒輪可為直齒或斜齒三級(jí)I=35.5160(淬硬齒輪I=18100較佳)特點(diǎn)與二級(jí)圓錐圓柱齒輪減速器相似蝸桿、齒輪蝸桿減速器單級(jí)蝸桿下置式i=880蝸桿布置在蝸輪的下邊,嚙合處的冷卻和潤滑較好,蝸桿軸承潤滑也方便。但當(dāng)蝸桿圓周圍速度太大時(shí),油的攪動(dòng)損失較大,一般用于蝸桿圓周速度v3,取i1=2.64 由式i=i1i2i3得取i2=3,i3=3電機(jī)軸的計(jì)算: 3.2.1 第一傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核第一傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)速為:第一傳動(dòng)軸 的功率為:第一傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)矩為 3.2.2 第二傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核第二傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)速為:第二傳動(dòng)軸 的功率為:第二傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)矩為3.2.3 第三傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核第三傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)速為:第三傳動(dòng)軸 的功率為:第三傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)矩為3.2.4 第四傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)與校核第四傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)速為:第三傳動(dòng)軸 的功率為:第三傳動(dòng)軸 的轉(zhuǎn)矩為3.3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核3.3.1 一級(jí)錐齒輪設(shè) 計(jì)與校核選用圓錐齒輪傳,選用級(jí)精度選用圓錐齒輪傳,選用級(jí)精度材料選擇。 小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為,大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為HBS,二者材料硬度差為HBS選小齒輪齒數(shù)111,大齒輪齒數(shù)2u1=i112.6411=29 2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(1026)試算,即 1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1) 查表11-3試選K=1.3(2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1=39.39 Nm=265.2N(3) 查表11-6取齒寬系數(shù)=0.29(4) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪Zh=2.5(5) 由表11-4查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8MPa(6) 由圖11-1查得小齒輪的=600 MPa;大齒輪的=550 MPa;(7)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為,安全系數(shù)為S=1, 2)計(jì)算(1)試算小齒輪大端分度圓直徑,代入中較小的值= =85.25mm(2)計(jì)算齒寬和大端的模數(shù) b=Re=34.204mm =/11=mm(3)計(jì)算齒寬高比b/h 齒高 h=2.25=7.75mm b/h=34.204/7.75=4.413按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式(1026)試算,即 1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1) 由表11-1查得(2) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,得(3) 查表11-3的載荷系數(shù)K=1.586(4) 查取齒形系數(shù) 錐頂角 小齒輪:大齒輪: Zv1=z1/cos31=24/cos18.435=28.11 Zv2=z2/cos3 2=72/cos71.565=227.85由圖11-8得(5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由圖11-9查得(6) 計(jì)算大小齒輪的 由于大齒輪的值大于小齒輪的故選大齒輪2)計(jì)算 =7.11mm取由彎曲強(qiáng)度算得的大端模數(shù)7.11并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=7.75mm,按接觸強(qiáng)度算得的大端分度圓直徑mm,算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 3)計(jì)算大端分度圓處的圓周速度 查表11-2 選擇7級(jí)精度是合適的3.3.2 二級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)與校核1選定齒輪類型,精度,材料及齒數(shù)(1)選用斜齒圓柱齒輪傳(2)初選B=15度(2)選用級(jí)精度(3)材料選擇。小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為,大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為HBS,二者材料硬度差為HBS。(4)選小齒輪齒數(shù)117,大齒輪齒數(shù)221317=512按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-9a進(jìn)行試算,即1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選K=1.32、 ZB=cosB=COS15=0.9828(4)由表11-4查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8MPa(5)由表11-1查得小齒輪的=600 MPa;大齒輪的=550 MPa(6)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,得: 2)計(jì)算(1)試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 =87.15mm 對(duì)()計(jì)算分度圓處的圓周速度 ()計(jì)算齒寬和端面模數(shù) 3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式11-6得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為) 確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值(1)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩1 對(duì)(2)由表11-6查得(3)由查表11-1得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限(4)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取失效概率為,安全系數(shù)為S=1.4,得(5)查11-3載荷系數(shù)K=1.3(6)查取齒形系數(shù) Zv1=24/cos3 15du=26.631 Zv2=96/ cos3 15du=106.522由圖11-8查得 (7)查取應(yīng)力校正系數(shù)由圖11-9查得 (8)計(jì)算大小齒輪的,并比較大齒輪的數(shù)據(jù)大) 設(shè)計(jì)計(jì)算 取m=5對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)5,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=87.71mm算出小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)3.3.3 三級(jí)圓柱齒輪計(jì)與校核1選定齒輪類型,精度,材料及齒數(shù)(1)選用正齒圓柱齒輪傳(2)選用級(jí)精度(3)材料選擇。小齒輪材料為(調(diào)質(zhì)),硬度為,大齒輪材料為鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為HBS,二者材料硬度差為HBS。(4)選小齒輪齒數(shù)115,大齒輪齒數(shù)221315=452按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-9a進(jìn)行試算,即1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值(1)試選K=1.3(4)由表11-4查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8MPa(5)由表11-1查得小齒輪的=600 MPa;大齒輪的=550 MPa(6)計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為,安全系數(shù)為S=1,得: 2)計(jì)算(1)試算小齒輪分度圓直徑,代入中較小的值 =105mm
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