兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配的探討

1、兩級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比分配的探討在機(jī)械行業(yè)中 , 減速器是一種常用而且要求可靠的傳動(dòng)裝置 , 它廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)。 而兩級(jí)圓柱齒輪減速器是減速器中最常見的一種類型。在設(shè)計(jì)該類減速器中 , 首先要解決速比的分配 , 這對(duì)于確定兩級(jí)圓柱齒輪減速器的最佳結(jié)構(gòu)尺寸十分重要。本文從最佳結(jié)構(gòu)尺寸出發(fā) , 影響, 并提出有關(guān)計(jì)算公式和設(shè)計(jì)程序。同時(shí)引出速比分配與其它因素的關(guān)系。傳動(dòng)比分配原則及計(jì)算式 :等強(qiáng)度原則要求兩級(jí)傳動(dòng)的許用轉(zhuǎn)矩相等 , 即T =T。經(jīng)過推導(dǎo)得出高速級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算式 :a 3 u au3 3 u aaua u c3 c3 u 1c3 u 13 xu 22 3 xu 2 3

2、u a3 x 3 u a3 x 2式中:x a H 2H2 2H2H1 a2a1ac a在等強(qiáng)度的基礎(chǔ)上若同時(shí)考慮潤滑原則, 即保證兩級(jí)動(dòng)的被動(dòng)齒輪浸油深度應(yīng)近于相等, 對(duì)于各軸線在同一水平面的減速器, 其兩級(jí)傳動(dòng)的被動(dòng)輪直徑應(yīng)近似于相等。這樣應(yīng)可得到同時(shí)滿足等強(qiáng)度原則和潤滑原則的傳動(dòng)比分配式 :3xu2bd3xu2bd2u齒寬系數(shù)改用d時(shí), K11u2u u 式中:I HH,k aa如圖 1 所示兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng) , 其兩級(jí)齒輪在長度方向尺寸為最小 :L (d1)aa (d1 )22u uu u3 3 u 3 x（ a ,aH有關(guān), 故對(duì)一定總傳動(dòng)比來說, u值不是唯一的）。u等分傳動(dòng)比原則

3、要求同時(shí)滿足等強(qiáng)度, 良好潤滑和最長度的要求。通過分析得到傳動(dòng)比的分配關(guān)系 :uuuuu1.2u 1 x此時(shí)兩級(jí)中心距相等, 即a aa , 即u, 4u傳動(dòng)總中心距為 a aa, 利用求極值方法 , 可得到滿足最小總中心距原則的高速級(jí)傳動(dòng)比 :u 3 u u3 2 3 u 3 x所得高速級(jí)傳動(dòng)比為最小長度原則即得高速級(jí)傳動(dòng)比約0.5倍。兩級(jí)圓柱齒輪箱的總寬度為兩級(jí)齒輪寬度之和, 可表示b b傳動(dòng)比:b, , 可得到滿足最小寬度原則的高速級(jí)3 x3 u u a3 xua3 u3 x3 u3 x a a3 u2 3若最兩級(jí)傳動(dòng)的齒寬系數(shù)相等 3 u2 3 u 3 這時(shí)與按最小傳動(dòng)總中心距原則分配

4、 , 結(jié)果完全一樣。u 3 x按 JB1130-70標(biāo) 準(zhǔn) 系列 ZL減速器的中心距aaa 1.6, 取平均值 a 1.58, 同時(shí)考慮兩級(jí)傳動(dòng)的材料相同, 齒寬系數(shù)相等（則高速級(jí)傳動(dòng)比為（條件下）:1.53 u 1u u 1.53 u 1或 uu 1.583 u同軸式兩級(jí)傳動(dòng)減速器要求 a3 u3 u a, 故可得出高速級(jí)傳1.583 1.583 u 1動(dòng)比（等強(qiáng)度條件下） u u3 x , 若考慮良好潤滑 , 則3 u 3 xuu3 u 3 xu在不同分配原則下的減速器外廓尺寸的比較分配原則的比較可由圖 2直觀地表示出來。其中粗實(shí)線表示等強(qiáng)度及良好潤滑分配原則 , 細(xì)實(shí)線表示等強(qiáng)度良好潤滑

5、及最小長度分配原則 , 繪制數(shù)據(jù)為 :u 8, T 2.7106N.mm;k 1.2, 0.41H1.2 2.7 1.2 2.7 10630.4 6002N /mm2;aaKT3 aKT3 a 2H分析與結(jié)論 48.25 136.2除等分傳動(dòng)比原則外 , 其它各種分析原則的計(jì)算結(jié)果表明, 按等強(qiáng)度及潤滑分配傳動(dòng)比 , 尺寸相對(duì)較小。在取相同的 x=1 的情況下, 若要滿足較小中心距尺寸的1u要求, 顯然采用最小中心距分配原則分配傳動(dòng)比是能達(dá)到的。但是從兩級(jí)傳動(dòng)的被動(dòng)齒輪直徑大小來看, 較之其它分配原則要大得多。因而就整個(gè)減速器在軸的垂直平面內(nèi)尺寸而言 , 反而達(dá)不到較小尺寸的要求。這就是說 ,

6、 單純滿足最小中心距要求 , 1u采用等分傳動(dòng)比原則 , 并且滿足 x 的條件 , 這時(shí)減速器軸的垂直平面內(nèi)尺寸相對(duì)于其它分配原則要小得多。 另外1u還必須指出 , 在滿足 x 1u的前提下, 兩級(jí)傳動(dòng)齒輪材料許用HH應(yīng)力比與齒寬系數(shù)比H如何匹配 , 雖不影aa響減速器的垂直平面內(nèi)尺寸, 但對(duì)減速器寬度方向尺寸影響大。, x, 也會(huì)影響減速器的結(jié)構(gòu)尺寸。按 x=1 計(jì)算, 各種分析原則下各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算公式可知 ,u 值的大小不僅與總傳動(dòng)比 u 有關(guān), x 值有關(guān)。當(dāng)總傳動(dòng)比一定時(shí) , 選取不同的齒寬系數(shù)比 HH和齒輪材料許用應(yīng)aa力, 將會(huì)獲得不同的 u 值。H上述各種分配原則所得到結(jié)構(gòu)尺寸與相同傳遞能力的標(biāo) 準(zhǔn)減速器