防爆型有軌運(yùn)輸牽引機(jī)車變速箱的設(shè)計(jì)本科學(xué)位論文

PAGE32-陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院機(jī)車的用途，特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)所需求機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能和效率要求也越來越高。因此，為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，提高生產(chǎn)效率，在運(yùn)輸系統(tǒng)上對(duì)運(yùn)輸工具相應(yīng)的提出了高性能，高技術(shù)，高效率的要求。能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。就我國(guó)煤炭系統(tǒng)目前發(fā)展的狀況而言，在煤礦運(yùn)輸中有三種運(yùn)輸類型：有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸和皮帶運(yùn)輸。而有軌運(yùn)輸以其效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)在煤礦業(yè)中得到較廣泛的使用。在目前有軌運(yùn)輸中作為動(dòng)力系統(tǒng)的有三種形式：礦井電力、蓄電池和柴油機(jī)。而以防爆柴油機(jī)作為動(dòng)力的軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車以其特有的防爆安全和大功率的特點(diǎn)作為有軌運(yùn)輸?shù)闹髁?。雖然防爆柴油機(jī)軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車目前已在某些礦井使用，但并未普及，而象此次設(shè)計(jì)功率18馬力的牽引機(jī)車目前還未開發(fā)生產(chǎn)。所以，此設(shè)計(jì)可以說填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。設(shè)計(jì)軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車的變速箱，就是為了解決過去運(yùn)輸牽引機(jī)車變速?gòu)?fù)雜，變速范圍小，效率低等問題。該軌道運(yùn)輸牽引技術(shù)的變速箱的工作原理是，防爆柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過帶傳動(dòng)將高轉(zhuǎn)速傳入變速箱。高轉(zhuǎn)速在變速箱里通過撥叉使不同齒數(shù)齒輪合理相嚙合，從而使變速箱的輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到前行3～3.2km/h、6.5～8km/h和后行3～3.2km/h、6.5～8km/h的不同轉(zhuǎn)速。變速箱是軌道牽引機(jī)車的主要組成部分，同時(shí)變速箱又是由許多不同的部分組成，其中包括一根傳入軸、二根傳遞軸、一根輸出軸和一根惰輪軸、十個(gè)圓柱齒輪和三個(gè)撥叉，此外，還有變速箱殼體、軸承等其他零件。裝備此次設(shè)計(jì)變速箱的軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車一般選用常州S195M型18馬力柴油機(jī)作為動(dòng)力。牽引機(jī)車上的照明、喇叭信號(hào)及蓄電池充電都是由柴油機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電來供給的。本牽引機(jī)車功率大，燃料消耗率低。此外，機(jī)車還具有催化器及水洗箱兩極凈化裝置。本次設(shè)計(jì)的變速箱在速度上具有前行和后行共4種不同的速度，使機(jī)車在不同的情況下采用不同的擋位。所以，此軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車具有節(jié)能、高效、方便、污染少、變速?gòu)V、適用面寬等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛推廣生產(chǎn)使用。但目前這種具有該設(shè)計(jì)變速箱的機(jī)車正處于研究開發(fā)階段。隨著各種技術(shù)的完善，此種大功率牽引機(jī)車的前景一定輝煌！1.1機(jī)車的用途就我國(guó)目前而言,此種機(jī)車有其非常重要的作用,應(yīng)說是填補(bǔ)了一項(xiàng)空白,我國(guó)目前還沒有此類型號(hào)的牽引機(jī)車。它使用于廣大廠礦企業(yè)的貨物、能源、資料、產(chǎn)品等的運(yùn)輸。1.2機(jī)車的特點(diǎn)此機(jī)車的設(shè)計(jì)適應(yīng)了當(dāng)前形勢(shì)的需要,它以柴油作為燃料,投資少,效率高,可靠性高,也是一代環(huán)保產(chǎn)品；它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊；工作靈活,方便,適應(yīng)范圍廣。此機(jī)車的變速箱與其它汽車的變速箱不同點(diǎn)是：a)其它汽車的變速箱一般只有一個(gè)后退擋；b)軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車前進(jìn)擋和后退擋基本相同，速度差不多。1.3機(jī)車的主要技術(shù)參數(shù)(1)動(dòng)力裝置：防爆柴油發(fā)動(dòng)機(jī)功率：P=18馬力額定轉(zhuǎn)速：n=2200rpm(2)高速級(jí)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為i1=D2/D1=228/132=1.727經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動(dòng)，鏈傳動(dòng)比為i3=Z2/Z1=17/13=1.307(3)車輪直徑：D=300mm(4)牽引車速度：前進(jìn)3～3.2、6.5～8km/h后退3～3.2、6.5～8km/h(5)防爆柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：T=Td=9.55×106P/n=9.55×106×18/2200n·mm∴T=Td=0.07813636364n·mm即：T=Td=78.14×103n·mm(6)變速箱的輸入轉(zhuǎn)速：n1=n/i1=2200/1.727rpm∴n1=1273.88535032rpm即：n1=1274rpm(7)變速箱輸入軸扭矩：TI=Td·η01·i1=78.14×103×0.95×1.727n·mm∴TI=128.200391×103n·mm即：TI=128.20×103n·mm2變速箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)方案的擬訂主變速傳動(dòng)系從動(dòng)力機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近動(dòng)力機(jī)的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，傳遞的扭矩較小，尺寸小一些；反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較底，傳遞的扭矩較大，尺寸就較大。因此在擬訂主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面。這符合傳動(dòng)副前多后少原則。在設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)時(shí)，還應(yīng)盡可能做到變速組的傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一直。此外，變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速。上述原則在設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系時(shí)一般應(yīng)該遵循，也要根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。防爆型有軌運(yùn)輸牽引機(jī)車變速箱為四軸式，具有前行、后行各兩種速度。由于變速箱能以較少的齒輪數(shù)獲得較多的擋位數(shù)和較大的變速范圍，并且變速箱體積較小，所以選用空間型組成式變速箱。擬訂傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。為了使?fàn)恳龣C(jī)車得到適當(dāng)?shù)能囁僖栽鰪?qiáng)運(yùn)輸能力，選擇變速級(jí)數(shù)為兩級(jí)，牽引車便有前行、后行各兩個(gè)擋位。在Ⅰ-Ⅱ軸間采用滑移齒輪，在Ⅱ-Ⅲ軸間采用雙聯(lián)滑移齒輪。2.2齒數(shù)選擇與傳動(dòng)比的分配由動(dòng)力機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：ia=nm/nw總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比i0=i1·i2·i3·…·in傳動(dòng)比分配得合理，可以減小傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、降低成本的目的，還可以得到較好的潤(rùn)滑條件。分配傳動(dòng)比主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：(1)各級(jí)傳動(dòng)比均應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用值參見設(shè)計(jì)手冊(cè)（課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P8頁(yè)2-1表）。(2)各級(jí)傳動(dòng)零件應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免相互間發(fā)生碰撞或安裝不便。(3)盡量使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸緊湊或重量較小。(4)在變速箱中，各級(jí)齒輪都應(yīng)得到充分潤(rùn)滑。高速級(jí)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為i1=D2/D1=228/132=1.727經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動(dòng)，鏈傳動(dòng)比為i3=Z2/Z1=17/13=1.307(5)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速多在1500rpm以上，目前2000～2500rpm較多，并有提高的趨勢(shì)。所以，變速箱的多數(shù)擋為減速檔，傳動(dòng)比大于1，個(gè)別升速擋的傳動(dòng)比不宜小于0.8單對(duì)齒輪的傳動(dòng)比不宜小于0.6，以避免齒輪轉(zhuǎn)速過高而增大輪齒上的載荷和增加攪油損失。(6)要保證拖拉機(jī)工作速度范圍，使變速箱各檔傳動(dòng)比能“拉的開”距離。(7)為了減少零部件的尺寸和質(zhì)量，應(yīng)降低零部件的載荷。為此，應(yīng)盡量使前級(jí)部件的傳動(dòng)比減小，而使最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。所以變速箱的傳動(dòng)比以較小為益。綜合考慮以上各因素制定了以下的傳動(dòng)比分配方案：表1變速箱傳動(dòng)比分配Ⅰ-ⅡⅠ-ⅡⅡ-ⅢⅢ-ⅣⅢ-ⅣⅠ-Ⅴ前進(jìn)擋Z21/Z1模數(shù)3Z22/Z1模數(shù)3Z33/Z23模數(shù)4Z41/Z31模數(shù)5Z42/Z32模數(shù)5Z5/Z1模數(shù)3總傳動(dòng)比70/3061/2254/1840/3230/301擋2.333332.77273319.40909092擋2.333332.772731.258.08712121后退擋Z22/Z165/301擋2.166672.77273318.02272732擋2.166672.772731.257.5094697——帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=1.727——鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=1.3072.3機(jī)車牽引速度計(jì)算ni=n/I前進(jìn)后退變速箱總傳動(dòng)比1擋2擋1擋2擋19.40909098.0871212118.02272737.5094697帶傳動(dòng)傳動(dòng)比1.7271.7271.7271.727鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比1.3071.3071.3071.307發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2200機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速50.2168609120.520466354.0796964129.79127機(jī)車行駛速度3.013011667.2312279763.244781787.78747632.4變速箱各軸最大功率計(jì)算kw按前行1擋鏈傳動(dòng)效率0.95帶傳動(dòng)效率0.957級(jí)齒輪傳動(dòng)效率0.97發(fā)動(dòng)機(jī)功率KW13.42261擋時(shí)各級(jí)傳動(dòng)比2.3333333332.7727272732擋時(shí)各級(jí)傳動(dòng)比2.3333333332.772727271.25變速箱1軸功率12.751472軸功率12.24523663軸功率11.75910074軸功率11.29226442.5變速箱各軸最大扭矩計(jì)算N.mm按前行1擋發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩58266.28641擋時(shí)1軸轉(zhuǎn)速1273.885351軸扭矩95594.582722軸轉(zhuǎn)速545.9508642軸扭矩216362.40563軸轉(zhuǎn)速196.9003123軸扭矩581916.52444軸轉(zhuǎn)速65.63343734軸扭矩1693377.0862.6幾何尺寸計(jì)算齒數(shù)模數(shù)分度圓直徑中心距齒寬齒頂圓直徑齒根圓直徑齒形角α全齒高Z130390150209682.520o6.75Z2170321020216202.520o6.75Z22653195與Z5142.520201187.520o6.75Z232248816635967820o8．99Z336142443525223420o8．99Z311857218035806220o11.24Z4154527035280257.520o11.24Z3232516018035170147.520o11.24Z4240520035210187.520o11.24惰輪Z530390與Z190209682.520o6.752.7各齒輪傳動(dòng)的受力分析Z21/Z1Z33/Z23Z41/Z31Z42/Z32惰輪與Z1Z22與惰輪mm分度圓直徑9088721609090N.mm各軸扭矩95594.5827216362.4056581916.5244581916.524495594.58392726.74524圓周力FtN2T/d2124.324064917.32739916164.34797273.9565552124.32412060.594339徑向力FrN2T/d*tg20773.2539581789.9071735883.8226362647.720186773.25396750.05633933變速箱主要傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與校核3.1齒輪的設(shè)計(jì)與校核齒輪設(shè)計(jì)要考慮以下幾個(gè)方面：(1)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)性能方面：噪聲低、振動(dòng)小、傳動(dòng)效率高。(2)承載能力方面：具有所要求的強(qiáng)度和工作壽命，或在規(guī)定壽命下的可靠度。(3)工藝性方面：能采用容易得到的刀具加工，齒輪參數(shù)與刀具參數(shù)相協(xié)調(diào)。(4)經(jīng)濟(jì)性方面：在保證使用性能和耐久性的條件下，加工和使用成本低。所選齒輪一般不產(chǎn)生根切既Zmin≥17，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚一般取δ＞5mm，齒輪的齒寬b=ψ·mn，齒寬系數(shù)的選擇與齒面硬度、齒向精度和支承剛度有關(guān)，它直接影響輪齒的承載能力。對(duì)于變速箱齒輪ψ=5～7，低檔齒輪取大值，高擋取小值。3.2齒輪的校核拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法及有關(guān)系數(shù)的特點(diǎn)，拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法，是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3480－83《漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》的基礎(chǔ)上，結(jié)合拖拉機(jī)齒輪的具體情況，參照ISO/DP6336《車輛圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》標(biāo)準(zhǔn)，吸取國(guó)內(nèi)外齒輪設(shè)計(jì)、制造和使用中的最近技術(shù)和積累的經(jīng)驗(yàn)而提出來的。其基本公式為：(1)接觸應(yīng)力公式：(2)彎曲應(yīng)力公式：3.3前進(jìn)擋Z1—Z21齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告<一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)1.傳遞功率P12.62(kW)2.傳遞轉(zhuǎn)矩T94.63(N.m)3.齒輪1轉(zhuǎn)速n11273.89(r/min)4.齒輪2轉(zhuǎn)速n2545.95(r/min)5.傳動(dòng)比i2.336.預(yù)定壽命H28000(小時(shí))7.原動(dòng)機(jī)載荷特性中等振動(dòng)8.工作機(jī)載荷特性中等振動(dòng)<二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式1.結(jié)構(gòu)形式閉式2.齒輪1布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較小)3.齒輪2布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較小)<三>、材料及熱處理1.齒面類型硬齒面2.熱處理質(zhì)量要求級(jí)別MQ3.齒輪1的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HRC)接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(H1)1186(N/mm^2)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H1)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F1)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F1)1.404.齒輪2的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HBS)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H2)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F2)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F2)1.40彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σ](F2)470(N/mm^2)<四>、齒輪基本參數(shù)(mm)項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.模數(shù)m3.002.齒數(shù)z30703.變位系數(shù)x0.000.004.總變位系數(shù)∑x0.005.齒寬B20.0020.006.齒寬系數(shù)φd0.220.107.分度圓直徑d90.00210.008.齒頂圓直徑da95.99215.999.齒根圓直徑df82.50202.5010.基圓直徑db84.57197.3411.節(jié)圓直徑d'90.00209.9912.齒頂高h(yuǎn)a3.003.0013.齒根高h(yuǎn)f3.753.7514.全齒高h(yuǎn)6.7515.齒數(shù)比u2.3316.標(biāo)準(zhǔn)中心距A150.0017.實(shí)際中心距A'150.0018.中心距變動(dòng)系數(shù)y-0.00219.（端面）嚙合角α'20.00(度）20.齒高變動(dòng)系數(shù)△y0.00221.齒頂壓力角αa28.2323.99（度）22.端面重合度εa1.7323.縱向重合度εb0.0024.總重合度ε1.7325.分度圓弦齒厚s4.714.7126.分度圓弦齒高h(yuǎn)3.063.0227.固定弦齒厚sc4.164.1628.固定弦齒高h(yuǎn)c2.242.2429.公法線跨齒數(shù)K3830.公法線長(zhǎng)度Wk23.4069.36<五>、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù)①.齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]11091.64(N/mm^2)②.齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]21091.64(N/mm^2)③.接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH904.51(N/mm^2)滿足④.齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1469.68(N/mm^2)⑤.齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF284.47(N/mm^2)滿足⑥.齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2469.68(N/mm^2)⑦.齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF275.47(N/mm^2)滿足1.圓周力Ft2102.92(N)2.齒輪線速度V6.00(m/s)3.使用系數(shù)Ka1.754.動(dòng)載系數(shù)Kv1.275.齒向載荷分布系數(shù)KHβ1.186.綜合變形對(duì)載荷公布的影響Kbs1.057.安裝精度對(duì)載荷分布的影響Kbm0.138.齒間載荷分布系數(shù)KHα1.109.安裝處理方法一般10.是否修形齒輪011.節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh2.4912.材料的彈性系數(shù)ZE189.8013.接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)Ze0.8714.接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Zb1.0015.重合、螺旋角系數(shù)Zεβ0.8716.接觸疲勞壽命系數(shù)Zn1.0017.是否允許有一定量的點(diǎn)蝕118.潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)Zlvr0.9719.潤(rùn)滑油粘度（50度）120.0020.工作硬化系數(shù)Zw1.0021.接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)Zx1.0422.齒向載荷分布系數(shù)KFβ1.1823.齒間載荷分布系數(shù)KFα1.1024.抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù)Ye0.6825.抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Yb1.0026.抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù)Yεβ0.6827.復(fù)合齒形系數(shù)Yfs4.113.9828.應(yīng)力校正系數(shù)Ysa1.621.7529.壽命系數(shù)Yn1.001.0030.齒根圓角敏感系數(shù)Ydr0.950.9531.齒根表面狀況系數(shù)Yrr1.001.0032.尺寸系數(shù)Yx1.031.0333.載荷類型對(duì)稱循環(huán)載荷34.齒根表面粗糙度Rz≤16μm<六>、齒輪精度項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.第一組精度772.第二組精度773.第三組精度774.上偏差FF5.下偏差HH<七>、檢驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.齒距累積公差Fp0.051210.073482.齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.039790.049603.公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.030970.037084.齒距極限偏差fpt(±)0.016030.017165.齒形公差ff0.012130.013636.一齒切向綜合公差fi'0.016900.018477.一齒徑向綜合公差fi''0.022710.024288.齒向公差Fβ0.011890.011899.切向綜合公差Fi'0.063330.0871010.徑向綜合公差Fi''0.055710.0694411.基節(jié)極限偏差fpb(±)0.015070.0161312.螺旋線波度公差ffβ0.016900.0184713.軸向齒距極限偏差Fpx(±)0.011890.0118914.齒向公差Fb0.011890.0118915.x方向軸向平行度公差fx0.011890.0118916.y方向軸向平行度公差fy0.005950.0059517.齒厚上偏差Eup-0.06414-0.0686418.齒厚下偏差Edn-0.12828-0.1372819.中心距極限偏差fa(±)0.031503.4前進(jìn)1擋Z31—Z41齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告<一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)1.傳遞功率P11.64(kW)2.傳遞轉(zhuǎn)矩T564.57(N.m)3.齒輪1轉(zhuǎn)速n1196.90(r/min)4.齒輪2轉(zhuǎn)速n265.63(r/min)5.傳動(dòng)比i3.006.預(yù)定壽命H28000(小時(shí))7.原動(dòng)機(jī)載荷特性中等振動(dòng)8.工作機(jī)載荷特性中等振動(dòng)<二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式1.結(jié)構(gòu)形式閉式2.齒輪1布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較大)3.齒輪2布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較大)<三>、材料及熱處理1.齒面類型硬齒面2.熱處理質(zhì)量要求級(jí)別MQ3.齒輪1的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HRC)接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(H1)1186(N/mm^2)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H1)0.99彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F1)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F1)1.404.齒輪2的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HBS)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H2)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F2)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F2)1.40彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σ](F2)457(N/mm^2)<四>、齒輪基本參數(shù)(mm)項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.模數(shù)m5.002.齒數(shù)z18543.變位系數(shù)x0.000.004.總變位系數(shù)∑x0.005.齒寬B35.0035.006.齒寬系數(shù)φd0.390.137.分度圓直徑d90.00270.008.齒頂圓直徑da99.99279.999.齒根圓直徑df77.50257.5010.基圓直徑db84.57253.7211.節(jié)圓直徑d'90.00269.9912.齒頂高h(yuǎn)a4.994.9913.齒根高h(yuǎn)f6.256.2514.全齒高h(yuǎn)11.2415.齒數(shù)比u3.0016.標(biāo)準(zhǔn)中心距A180.0017.實(shí)際中心距A'179.9918.中心距變動(dòng)系數(shù)y-0.00119.（端面）嚙合角α'20.00(度）20.齒高變動(dòng)系數(shù)△y0.00121.齒頂壓力角αa32.2425.02（度）22.端面重合度εa1.6523.縱向重合度εb0.0024.總重合度ε1.6525.分度圓弦齒厚s7.847.8526.分度圓弦齒高h(yuǎn)5.175.0527.固定弦齒厚sc6.946.9428.固定弦齒高h(yuǎn)c3.733.7329.公法線跨齒數(shù)K2630.公法線長(zhǎng)度Wk23.4084.97<五>、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù)①.齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]11291.41(N/mm^2)②.齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]21291.41(N/mm^2)③.接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH1284.41(N/mm^2)滿足④.齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1456.00(N/mm^2)⑤.齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF401.07(N/mm^2)滿足⑥.齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2456.00(N/mm^2)⑦.齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF357.21(N/mm^2)滿足1.圓周力Ft12546.49(N)2.齒輪線速度V0.93(m/s)3.使用系數(shù)Ka1.754.動(dòng)載系數(shù)Kv1.015.齒向載荷分布系數(shù)KHβ1.006.綜合變形對(duì)載荷公布的影響Kbs1.087.安裝精度對(duì)載荷分布的影響Kbm0.148.齒間載荷分布系數(shù)KHα1.009.安裝處理方法一般10.是否修形齒輪111.節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh2.4912.材料的彈性系數(shù)ZE189.8013.接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)Ze0.8914.接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Zb1.0015.重合、螺旋角系數(shù)Zεβ0.8916.接觸疲勞壽命系數(shù)Zn1.0917.是否允許有一定量的點(diǎn)蝕118.潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)Zlvr0.9719.潤(rùn)滑油粘度（50度）120.0020.工作硬化系數(shù)Zw1.0021.接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)Zx1.0222.齒向載荷分布系數(shù)KFβ1.0023.齒間載荷分布系數(shù)KFα1.0024.抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù)Ye0.7125.抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Yb1.0026.抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù)Yεβ0.7127.復(fù)合齒形系數(shù)Yfs4.494.0028.應(yīng)力校正系數(shù)Ysa1.541.7229.壽命系數(shù)Yn1.001.0030.齒根圓角敏感系數(shù)Ydr0.950.9531.齒根表面狀況系數(shù)Yrr1.001.0032.尺寸系數(shù)Yx1.001.0033.載荷類型對(duì)稱循環(huán)載荷34.齒根表面粗糙度Rz≤16μm<六>、齒輪精度項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.第一組精度772.第二組精度773.第三組精度774.上偏差FF5.下偏差HH<七>、檢驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.齒距累積公差Fp0.051210.082112.齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.042590.056213.公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.030970.039454.齒距極限偏差fpt(±)0.017830.019405.齒形公差ff0.014130.016386.一齒切向綜合公差fi'0.019180.021467.一齒徑向綜合公差fi''0.025210.027388.齒向公差Fβ0.013700.013709.切向綜合公差Fi'0.065330.0984810.徑向綜合公差Fi''0.059630.0786911.基節(jié)極限偏差fpb(±)0.016760.0182312.螺旋線波度公差ffβ0.019180.0214613.軸向齒距極限偏差Fpx(±)0.013700.0137014.齒向公差Fb0.013700.0137015.x方向軸向平行度公差fx0.013700.0137016.y方向軸向平行度公差fy0.006850.0068517.齒厚上偏差Eup-0.07134-0.0775918.齒厚下偏差Edn-0.14268-0.1551819.中心距極限偏差fa(±)0.036003.5前進(jìn)2擋Z32—Z42齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告<一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)1.傳遞功率P11.64(kW)2.傳遞轉(zhuǎn)矩T564.22(N.m)3.齒輪1轉(zhuǎn)速n1196.90(r/min)4.齒輪2轉(zhuǎn)速n2157.60(r/min)5.傳動(dòng)比i1.256.預(yù)定壽命H28000(小時(shí))7.原動(dòng)機(jī)載荷特性中等振動(dòng)8.工作機(jī)載荷特性中等振動(dòng)<二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式1.結(jié)構(gòu)形式閉式2.齒輪1布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較大)3.齒輪2布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較大)<三>、材料及熱處理1.齒面類型硬齒面2.熱處理質(zhì)量要求級(jí)別MQ3.齒輪1的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HRC)接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(H1)1186(N/mm^2)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H1)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F1)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F1)1.404.齒輪2的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HBS)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H2)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F2)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F2)1.40彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σ](F2)457(N/mm^2)<四>、齒輪基本參數(shù)(mm)項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.模數(shù)m5.002.齒數(shù)z32403.變位系數(shù)x0.000.004.總變位系數(shù)∑x0.005.齒寬B60.0060.006.齒寬系數(shù)φd0.380.307.分度圓直徑d160.00200.008.齒頂圓直徑da169.99209.999.齒根圓直徑df147.50187.5010.基圓直徑db150.35187.9411.節(jié)圓直徑d'159.99199.9912.齒頂高h(yuǎn)a4.994.9913.齒根高h(yuǎn)f6.256.2514.全齒高h(yuǎn)11.2415.齒數(shù)比u1.2516.標(biāo)準(zhǔn)中心距A180.0017.實(shí)際中心距A'179.9918.中心距變動(dòng)系數(shù)y-0.00119.（端面）嚙合角α'20.00(度）20.齒高變動(dòng)系數(shù)△y0.00121.齒頂壓力角αa27.8126.49（度）22.端面重合度εa1.6923.縱向重合度εb0.0024.總重合度ε1.6926.分度圓弦齒高h(yuǎn)5.095.0727.固定弦齒厚sc6.946.9428.固定弦齒高h(yuǎn)c3.733.7329.公法線跨齒數(shù)K4430.公法線長(zhǎng)度Wk53.9054.46<五>、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù)①.齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]11162.23(N/mm^2)②.齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]21162.23(N/mm^2)③.接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH761.22(N/mm^2)滿足④.齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1456.00(N/mm^2)⑤.齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF169.38(N/mm^2)滿足⑥.齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2456.00(N/mm^2)⑦.齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF166.40(N/mm^2)滿足1.圓周力Ft7052.91(N)2.齒輪線速度V1.65(m/s)3.使用系數(shù)Ka1.754.動(dòng)載系數(shù)Kv1.065.齒向載荷分布系數(shù)KHβ1.246.綜合變形對(duì)載荷公布的影響Kbs1.077.安裝精度對(duì)載荷分布的影響Kbm0.178.齒間載荷分布系數(shù)KHα1.109.安裝處理方法一般10.是否修形齒輪011.節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh2.4912.材料的彈性系數(shù)ZE189.8013.接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)Ze0.8814.接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Zb1.0015.重合、螺旋角系數(shù)Zεβ0.8816.接觸疲勞壽命系數(shù)Zn1.0917.是否允許有一定量的點(diǎn)蝕118.潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)Zlvr0.9719.潤(rùn)滑油粘度（50度）120.0020.工作硬化系數(shù)Zw1.0021.接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)Zx1.0222.齒向載荷分布系數(shù)KFβ1.2423.齒間載荷分布系數(shù)KFα1.1024.抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù)Ye0.6925.抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù)Yb1.0026.抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù)Yεβ0.6927.復(fù)合齒形系數(shù)Yfs4.094.0228.應(yīng)力校正系數(shù)Ysa1.631.6729.壽命系數(shù)Yn1.001.0030.齒根圓角敏感系數(shù)Ydr0.950.9531.齒根表面狀況系數(shù)Yrr1.001.0032.尺寸系數(shù)Yx1.001.0033.載荷類型對(duì)稱循環(huán)載荷34.齒根表面粗糙度Rz≤16μm<六>、齒輪精度項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.第一組精度772.第二組精度773.第三組精度774.上偏差FF5.下偏差HH<七>、檢驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目名稱齒輪1齒輪21.齒距累積公差Fp0.065280.071922.齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.048790.051723.公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.034830.036654.齒距極限偏差fpt(±)0.018550.018885.齒形公差ff0.015000.015506.一齒切向綜合公差fi'0.020130.020637.一齒徑向綜合公差fi''0.026200.026678.齒向公差Fβ0.015980.015989.切向綜合公差Fi'0.080280.0874210.徑向綜合公差Fi''0.068310.0724111.基節(jié)極限偏差fpb(±)0.017430.0177412.螺旋線波度公差ffβ0.020130.0206313.軸向齒距極限偏差Fpx(±)0.015980.0159814.齒向公差Fb0.015980.0159815.x方向軸向平行度公差fx0.015980.0159816.y方向軸向平行度公差fy0.007990.0079917.齒厚上偏差Eup-0.07418-0.0755318.齒厚下偏差Edn-0.14837-0.1510619.中心距極限偏差fa(±)0.036003.6前進(jìn)檔Z23—Z33齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告<一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù)1.傳遞功率P12.12(kW)2.傳遞轉(zhuǎn)矩T212.03(N.m)3.齒輪1轉(zhuǎn)速n1545.95(r/min)4.齒輪2轉(zhuǎn)速n2196.90(r/min)5.傳動(dòng)比i2.776.預(yù)定壽命H28000(小時(shí))7.原動(dòng)機(jī)載荷特性中等振動(dòng)8.工作機(jī)載荷特性中等振動(dòng)<二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式1.結(jié)構(gòu)形式閉式2.齒輪1布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較小)3.齒輪2布置形式非對(duì)稱布置(軸剛性較大)<三>、材料及熱處理1.齒面類型硬齒面2.熱處理質(zhì)量要求級(jí)別MQ3.齒輪1的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HRC)接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(H1)1186(N/mm^2)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H1)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F1)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F1)1.404.齒輪2的材料及熱處理材料名稱40Cr熱處理表面淬火硬度范圍48～55(HRC)硬度取值52(HBS)接觸強(qiáng)度安全系數(shù)S(H2)1.10彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力σb(F2)337(N/mm^2)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)S(F2)1.40彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σ](F2)463(N/mm^2)4軸軸承支反力計(jì)算FtFrd12543.534565.47270左端軸承右端軸承X-YFxy17414.75021Fxy25128.77979X-ZFxz12698.747453Fxz21866.722547合成支反力FR17890.612048FR25457.9332354.4平鍵的強(qiáng)度計(jì)算Ⅰ軸皮帶輪平鍵：軸\公稱直徑d:＞17～22鍵\公稱尺寸b×h:6×6鍵槽\寬度\公稱尺寸b:6鍵槽\寬度\極限偏差\較松鍵聯(lián)結(jié)\軸H9:+0.030～0鍵槽\寬度\極限偏差\較松鍵聯(lián)結(jié)\轂D10:+0.078～+0.030鍵槽\寬度\極限偏差\一般鍵聯(lián)結(jié)\軸N9:-0.000～-0.030鍵槽\寬度\極限偏差\一般鍵聯(lián)結(jié)\轂Js9:±0.015鍵槽\寬度\極限偏差\較緊鍵聯(lián)結(jié)\軸和轂P9:-0.012～-0.042鍵槽\深度\軸t\公稱尺寸:3.5鍵槽\深度\軸t\極限偏差:+0.1～0鍵槽\深度\轂t1\公稱尺寸:2.8鍵槽\深度\轂t1\極限偏差:+0.1～0鍵槽\半徑r\最小:0.16鍵槽\半徑r\最大:0.25Ⅱ軸齒輪平鍵：軸\公稱直徑d:＞22～30鍵\公稱尺寸b×h:8×7鍵槽\寬度\公稱尺寸b:8鍵槽\寬度\極限偏差\較松鍵聯(lián)結(jié)\軸H9:+0.036～0鍵槽\寬度\極限偏差\較松鍵聯(lián)結(jié)\轂D10:+0.098～+0.040鍵槽\寬度\極限偏差\一般鍵聯(lián)結(jié)\軸N9:-0.000～-0.036鍵槽\寬度\極限偏差\一般鍵聯(lián)結(jié)\轂Js9:±0.018鍵槽\寬度\極限偏差\較緊鍵聯(lián)結(jié)\軸和轂P9:-0.015～-0.051鍵槽\深度\軸t\公稱尺寸:4.0鍵槽\深度\軸t\極限偏差:+0.2～0鍵槽\深度\轂t1\公稱尺寸:3.3鍵槽\深度\轂t1\極限偏差:+0.2～0鍵槽\半徑r\最小:0.16鍵槽\半徑r\最大:0.25Ⅲ軸齒輪平鍵：軸\公稱直徑d:＞38～44鍵\公稱尺寸b×h:12