齒輪傳動裝置設計開題報告

1、 畢業(yè)設計開題報告學 生 姓 名：學 號：學 院、系：專 業(yè)：機械設計制造及其自動化設 計 題 目：齒輪、軸承組和傳動裝置設計指導教師:武建德 2012年3月2日畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告1結合畢業(yè)設計情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：文 獻 綜 述1.1齒輪、軸承的作用 齒輪是指輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運動和動力的機械元件1。齒輪在傳動中的應用很早就出現了。19世紀末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現，隨著生產的發(fā)展，齒輪運轉的平穩(wěn)性受到重視。軸承是指用于確定旋轉軸與其他零件相對運動位置，起支承或導向作用的零部件。軸承是在機械傳動過程中起

2、固定和減小載荷摩擦系數的部件。也可以說，當其它機件在軸上彼此產生相對運動時，用來降低動力傳遞過程中的摩擦系數和保持軸中心位置固定的機件。軸承是當代機械設備中一種舉足輕重的零部件。它的主要功能是支撐機械旋轉體，用以降低設備在傳動過程中的機械載荷摩擦系數。按運動元件摩擦性質的不同，軸承可分為滾動軸承和滑動軸承兩類2。1.2 齒輪、軸承的現狀和趨勢1.2.1 齒輪發(fā)展現狀據史料記載，遠在公元前400200年的中國古代就巳開始使用齒輪，在我國山西出土的青銅齒輪是迄今巳發(fā)現的最古老齒輪，作為反映古代科學技術成就的指南車就是以齒輪機構為核心的機械裝置。17世紀末，人們才開始研究，能正確傳遞運動的輪齒形狀。

3、18世紀，歐洲工業(yè)革命以后，齒輪傳動的應用日益廣泛；先是發(fā)展擺線齒輪，而后是漸開線齒輪，一直到20世紀初，漸開線齒輪已在應用中占了優(yōu)勢。早在1694年，法國學者philippe de la hire首先提出漸開線可作為齒形曲線。1765年，瑞士的leuler提出漸開線齒形解析研究的數學基礎，闡明了相嚙合的一對齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關系3。對漸開線齒形應用作出貢獻的是roteft wulls，他提出中心距變化時，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點。1873年，德國工程師hoppe提出，對不同齒數的齒輪在壓力角改變時的漸開線齒形，從而奠定了現代變位齒輪的思想基礎。 19世紀末，展成

4、切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現，使齒輪加工具軍較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)越性。切齒時只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動，就能用標準刀具在機床上切出相應的變位齒輪。1908年，瑞士maag研究了變位方法并制造出展成加工插齒機，后來，英國bss、美國agma、德國din相繼對齒輪變位提出了多種計算方法。 為了提高動力傳動齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結構等方面改進外，圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年，英國人frank humphris最早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人eruest wildhaber取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權。

5、1955年，蘇聯的mlnovikov完成了圓弧齒形齒輪的實用研究并獲得列寧勛章。1970年，英國rolhroyce公司工程師rm.studer取得了雙圓弧齒輪的美國專利。這種齒輪現已日益為人們所重視，在生產中發(fā)揮了顯著效益4-6。 從結構上講，齒輪一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓8。齒輪按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結齒輪等。齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件，它在機械傳動及整個機械領域中的應用極其廣泛?，F代齒

6、輪技術已達到：齒輪模數o.004100毫米；齒輪直徑由1毫米150米；傳遞功率可達上十萬千瓦；轉速可達幾十萬轉/分；最高的圓周速度達300米/秒10。 1.2.1 軸承發(fā)展現狀中國是世界上較早發(fā)明滾動軸承的國家之一，從考古文物與資料看，中國最古老的具有現代滾動軸承結構雛形的軸承，出現于公元前221207年 (秦朝)的今山西省永濟縣薛家崖村。在十七世紀末，英國的c.瓦洛設計制造球軸承，并裝在郵車上試用以及英國的p.沃思取得球軸承的專利。十八世紀末德國的h.r.赫茲發(fā)表關于球軸承接觸應力的論文。在赫茲成就的基礎上，德國的r.施特里貝克、瑞典的a.帕姆格倫等人進行了大量的試驗，對發(fā)展?jié)L動軸承的設計理

7、論和疲勞壽命計算作出了貢獻。隨后，俄國的n.p.彼得羅夫應用牛頓粘性定律計算軸承摩擦。英國的o.雷諾對托爾的發(fā)現進行了數學分析，導出了雷諾方程，從此奠定了流體動壓潤滑理論的基礎。直線運動軸承：早期的直線運動軸承形式，就是一排在撬板下放置一排木桿?，F代直線運動軸承使用的是同一種工作原理，只不過有時用球代替滾子。最早的滑動和滾動體軸承是木制的。陶瓷、藍寶石或者玻璃也有使用，鋼、銅、其他金屬、塑料（比如尼龍、膠木、特氟隆和uhmwpe）都被普遍使用。 旋轉軸承：從重載車輪軸和機床主軸到精密的鐘表零件很多場合都需要。最簡單的旋轉軸承是軸套軸承，它只是一個夾在車輪和輪軸之間的襯套。這種設計隨后被滾動軸承

8、替代。最早投入實用的帶有保持架的滾動軸承是鐘表匠約翰哈里遜于1760年為制作h3計時計而發(fā)明的。 球軸承：在意大利發(fā)現的一艘古羅馬船只上，發(fā)現了早期的的實例。球軸承的各種不成熟因素中，有很重要的一點就是球之間會發(fā)生碰撞，造成額外的摩擦。但是可以通過把球放進一個個小籠里防止這種現象。17世紀，伽利略對“固定球”的，或者“籠裝球”的球軸承做過最早的描述。但在隨后相當長的時間里，在機器上安裝軸承一直沒有實現。第一個關于球溝道的專利是卡馬森的菲利普沃恩在1794年獲得的。 軸承按載荷方向可分為：徑向軸承，又稱向心軸承，承受徑向載荷。止推軸承，又稱推力軸承，承受軸向載荷。徑向止推軸承，又稱向心推力軸承，

9、同時承受徑向載荷和軸向載荷12。按軸承工作的摩擦性質不同可分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。滾動軸承又可分為：角接觸軸承、外球面軸承、直線運動軸承、深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承 、滾針軸承、球面滾子軸承、推力圓柱滾子軸承、推力圓錐滾子軸承、推力滾針軸承、推力球面滾子軸承、推力角接觸球軸承等16。1.3 本次齒輪、軸承組和傳動裝置設計的意義齒輪是各種機器上必不可少的傳動零件，對齒輪的各種性能進行測試是保證齒輪可靠的必經之路。齒輪軸承試驗裝置能按照設計對各零件進行組裝，使之成為一套完整的傳動系統(tǒng)，并對傳動系統(tǒng)中的各零件進行多項實驗，如結合檢

10、測系統(tǒng)，可以試驗齒輪制造精度對軸線回轉精度、傳動的震動與噪聲的影響； 試驗軸承精度、 支撐剛度等對軸線回轉精度、 傳動的震動與噪聲的影響； 試驗齒輪潤滑和軸承潤滑對傳動震動溫升和噪聲的影響。通過本次齒輪、軸承組和傳動裝置設計，我認識到齒輪機構用于任意兩軸之間運動和動力的傳遞，是機械傳動中應用最為廣泛的一種傳動形式，。其傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠性高；壽命較長；傳動比恒定；傳動效率高；可實現任意兩軸之間的傳動；適用的功率和速度范圍廣。軸承是支撐軸及軸上零件的部件。它可以保持軸的旋轉精度，也可以減小軸與支撐之間的摩擦和磨損。在設計過程中我將進一步學習軸系設計的相關知識，熟悉傳動裝置設計時各傳動件的

11、選材、工作能力的計算、強度校核等過程，學習并熟練使用二維制圖軟件。本次設計將使我對大學四年來所學知識進行整理、復習并應用，培養(yǎng)我的工作能力，提升我的專業(yè)素質，為我以后的工作打下堅實的基礎。參考文獻：1 百度百科.齒輪詞條. 2 百度百科.軸承詞條. 3 n.a.wright,s.n.kukureka.wear testing and measurement techniques for polymer composite gears.wear 251,2001:1567-1578p4 institute of machine element gear research center(fzg).

12、http:/www.fzg.mw.tum.de5 j.castro,j.seabra.global and local analysis of gear scuffing tests using a mixed film lubrication model.tribiol int (2007),doi:10.1016/ j.triboint,2007:1-12p6 castro j,sotomayor a,seabra j.experimental and analytical scuffing criteria for fzg gears. in:dalmaz g,editor,transi

13、ent processes intribology.amsterdam:elsevier science b.v.;2004:61-65p7 龐學慧，武文革. 互換性與測量技術基礎。北京：電子工業(yè)出版社，2009.48 邱宣懷. 機械設計.北京：高等教育出版社，2008.9 吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計手冊.北京：高等教育出版社，2008.10 歐陽志喜,石照耀. 塑料齒輪設計與制造.北京：化學工業(yè)出版社，2011.10310411 紀名剛，濮良貴.機械設計m.北京：高等教育出版社，2006.12 孫恒，陳作模.機械原理m.北京：高等教育出版社，2001.13 范垂本.齒輪的強度和試驗.

14、機械工業(yè)出版社，1979:21-29.14 全國齒輪標準化技術委員會.gb/z6431.2-2003圓柱齒輪、圓錐齒輪承載能力計算方法s.北京標準化出版社，2003. 15 朱孝錄.齒輪傳動設計手冊m.北京：化學工業(yè)出版社，20016 成大先等編著.機械設計手冊.第3卷.第四版.北京：化學工業(yè)出版社，200217 陳建輝等.低速大傳動比此輪減速箱的傳動效率測試.山東機械.2001（2）：18-1918 鈕海彥.高速準高速列車傳動齒輪箱實驗技術的研究.鐵道機車車輛.2002:200-20319 戴雪晴，周哲波.齒輪幾何參數對傳動效率影響的實驗.上海交通大學學報.2006 40（7）：1226-1

15、22920 劉白，王大鵬.齒輪傳動效率的試驗研究.機械工程學報.2001,34（1）：109-112 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告待添加的隱藏文字內容3本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：2.1 本裝置的組成及工作原理本齒輪軸承裝置由底座，不同尺寸的齒輪、蝸輪蝸桿，不同規(guī)格的傳動軸、軸承、軸承端蓋及與其配套的套筒等零件構成。本裝置的工作原理是通過使用不同尺寸的傳動件及支撐件組裝出不同的傳動系統(tǒng)，使得傳動系統(tǒng)擁有不同的傳動比、傳動效率。2.2 本課題要研究或解決的問題如本課題所涉及的齒輪、軸承試驗裝置，是一種很實用的科研產品。 該試驗裝置通過安裝不同精度不同形式的齒輪，并加裝配

16、套的軸、軸承、套筒等零件，可以對對所設計的齒輪組的傳動效率、磨損情況進行測試，也可以加裝扭矩、轉速、溫度等傳感器來進行實時采集和處理各種現場數據，對齒輪組綜合性能進行測試。本次設計將應用齒輪、軸承試驗裝置，設計一套齒輪組傳動裝置，并對其進行一定的測試分析與研究。需解決的問題：1、選擇什么型號的電動機作為動力來源？2、試驗臺可提供的中心距為一組固定的數據，傳動件需滿足中心距要求。3、傳動有五種不同的傳動形式，可根據輸出要求選擇傳動形式，確定傳動件。4、傳動件確定之后如何選擇支承件，軸承選用哪種軸承？選擇哪種軸承端蓋？5、如選擇斜齒齒輪傳動，則中間軸上齒輪安裝時怎樣相互抵消齒輪間軸向力？6、如何選

17、擇確定輸入軸、中間軸、輸出軸？7、齒輪、軸承在軸上如何定位？8、怎樣對傳動裝置進行潤滑？2.3 擬采用的設計方法1、根據齒輪傳動裝置所需輸出功率、扭矩及轉速，選定所需電動機型號；2、試驗裝置可提供的中心距為固定的一組數據，結合由電動機具體參數和齒輪軸承傳動裝置輸出參數確定傳動裝置的總傳動比，根據齒輪軸承試驗臺現有齒輪模數、齒數、分度圓半徑，合理分配各級傳動比。根據以上參數，選擇最適合的尺寸作為本次設計的傳動裝置的中心距；3、根據傳動系統(tǒng)的需要，考慮齒寬系數、齒輪齒數和齒輪精度，結合實驗裝置提供的各齒輪的參數，選擇直齒齒輪、斜齒齒輪作為傳動零件；4、如選擇直齒齒輪傳動，則軸承選用深溝球軸承；如選

18、用斜齒齒輪傳動，則軸承選用角接觸球軸承。按照所用軸承對應選擇軸承端蓋。5、如選擇斜齒齒輪傳動，則根據斜齒輪的轉向及旋向，確定中間軸上兩個齒輪的安裝方向，使得兩齒輪相互抵消一部分軸向力；6、由選出的齒輪相關尺寸結合實驗裝置提供的各傳動軸，選擇確定輸入軸、中間軸、輸出軸；7、齒輪在軸上的定位依靠軸肩與套筒，軸承定位依靠軸肩與軸承端蓋。因實驗裝置中軸承與軸間配合經常拆裝，所以軸承與軸之間的配合應為過渡配合。8、各零件設計完成后利用齒輪軸承試驗臺對所設計傳動系統(tǒng)進行組裝試驗，試驗時可將試驗臺浸入一定深度的油池模擬傳動裝置的潤滑條件，研究該傳動裝置的傳動效率。 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告指導教師意見：同學在文獻綜述中表現出對畢業(yè)設計任務書要求的深刻理解，對所涉及技術領域的文獻資料進行了較為廣泛的查閱，對齒輪軸承試驗裝置的研究開發(fā)現狀及本課題的研究意義，進行了較深入的分析。所寫綜述完整流暢地將畢業(yè)設計題目所要涉及的相關技術進行了有層次、分詳實的客觀描述。本課題要求了解齒輪軸承試驗裝置的工作原