【卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（論文）8400字】

卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u152581緒論 2143381.1國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展 2195811.2國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展 3175111.3研究背景與意義 413541.4設(shè)計(jì)要求 5119502傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 5318802.1選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)方案 5190302.2電機(jī)選擇 6149832.3分配傳動(dòng)比/總傳動(dòng)比 876992.4傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力計(jì)算 9215742軸（減速器的中間傳動(dòng)連接軸） 9224243軸(減速器的動(dòng)力輸出軸) 9170453齒輪設(shè)計(jì) 10119593.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 10325643.2低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 12149764軸的設(shè)計(jì)及軸承的選擇 1514.1傳動(dòng)軸的選擇 1541614.2確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 16103494.3軸上載荷計(jì)算 179144.4計(jì)算中間軸的彎矩 18224935潤(rùn)滑保養(yǎng) 22285395.1齒輪的保養(yǎng) 22125655.2滾動(dòng)軸承的保養(yǎng) 2276505.3確定潤(rùn)滑油 2280455.4確定密封方法 2314182總結(jié) 2331840參考文獻(xiàn) 24摘要卷?yè)P(yáng)機(jī)，一種實(shí)際生活中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置，其原理主要是利用卷筒的旋轉(zhuǎn)，使得繩子或者鏈條環(huán)繞從而達(dá)到牽引或者提升重物的作用，其動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)源存在多種形式，在實(shí)際生產(chǎn)中伴隨著不同場(chǎng)景的需要，卷?yè)P(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式也存在著各種不同，可手搖驅(qū)動(dòng)，可電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，亦或者液壓驅(qū)動(dòng)，因驅(qū)動(dòng)方式的不同，卷?yè)P(yáng)機(jī)的改成措施及產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間也存在著多種形式。卷?yè)P(yáng)機(jī)的主要應(yīng)用是集中在建筑行業(yè)和礦區(qū)，以及碼頭中，協(xié)助工人運(yùn)輸日常相關(guān)材料的搬運(yùn)，由于材料的噸位以及作業(yè)的頻繁性，因此在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)要求卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)要有足夠你的牽引力以及足夠的剛度和強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于卷?yè)P(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)靈敏性也是有一定的要求，本次設(shè)計(jì)主要為建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用了二級(jí)圓柱齒輪減速器關(guān)鍵詞：卷?yè)P(yáng)機(jī)產(chǎn)品要求減速器緒論國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展在國(guó)外，卷?yè)P(yáng)機(jī)的應(yīng)用是極度廣泛，同時(shí)其品種也非常的多樣，以美國(guó)，法國(guó)，日本等具有高度工業(yè)機(jī)械化的西方國(guó)家為例，雖然他們具備先進(jìn)的工業(yè)水平，很多東西都開始慢慢開始實(shí)施去人工化，但在實(shí)際工作中依然沒(méi)有淘汰卷?yè)P(yáng)機(jī)這種機(jī)械設(shè)備，反而還在對(duì)這類型的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)，不斷提升它的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。在美國(guó)，生產(chǎn)卷?yè)P(yáng)機(jī)的大小廠家數(shù)不勝數(shù)，也正是因?yàn)槭袌?chǎng)的需要和廠家之間的不斷競(jìng)爭(zhēng)，才進(jìn)一步的造就了美國(guó)在卷?yè)P(yáng)機(jī)上的飛速發(fā)展，其中在美國(guó)卷?yè)P(yáng)揚(yáng)機(jī)市場(chǎng)占據(jù)優(yōu)先地位的是貝波國(guó)際有限公司和哲恩有限公司，在大型卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，貝波有限公司具有悠久的發(fā)展歷史，其產(chǎn)品類型也分布十分廣泛，有手動(dòng)，電動(dòng)，氣動(dòng)，液壓等多種類型。哲恩有限公司的發(fā)展方向主要集中在起重設(shè)備領(lǐng)域的開發(fā)，因此他們公司卷?yè)P(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)多半是采用齒輪傳動(dòng)系列。同時(shí)除美國(guó)外，日本在卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展上也是十分積極的，他們國(guó)家卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展可以追溯到明治維新時(shí)期（1868年），當(dāng)時(shí)的日本積極引入西方的先進(jìn)技術(shù)，大力發(fā)展近代工業(yè)，日本卷?yè)P(yáng)機(jī)也就是從哪個(gè)時(shí)期不斷的發(fā)展完善并投入實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)日本的相關(guān)組織統(tǒng)計(jì)，僅在1977年間僅卷?yè)P(yáng)機(jī)的產(chǎn)值就達(dá)到100億日元，卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展市場(chǎng)可以說(shuō)是極度的繁榮，也造就了日本本土卷?yè)P(yáng)機(jī)的快速發(fā)展。伴隨實(shí)際生產(chǎn)水平的需要，國(guó)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)也基本處于相同的趨勢(shì)發(fā)展，很多設(shè)備開始采用整體安裝的方式，這種設(shè)計(jì)意識(shí)也逐步帶到了卷?yè)P(yáng)機(jī)的設(shè)計(jì)范疇，開始采用整體安裝，其次隨著這幾年的電子信息技術(shù)的流行，卷?yè)P(yáng)機(jī)上也開始了使用這項(xiàng)技術(shù)，使得卷?yè)P(yáng)機(jī)更加方便操作，當(dāng)卷?yè)P(yáng)機(jī)結(jié)合電子信息技術(shù)時(shí)，能夠完美的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)遙控控制，讓卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作更加方便操作和多樣化，為了保障卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作可靠性，部分國(guó)家開始對(duì)設(shè)備加裝電氣聯(lián)鎖，總體的來(lái)說(shuō)現(xiàn)如今國(guó)外卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展越來(lái)越豐富。國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展相對(duì)于國(guó)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)的發(fā)展歷史，我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)則顯得起步較晚，可以說(shuō)早期的國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)市場(chǎng)基本都是空白的，但早在中國(guó)的古代有卷?yè)P(yáng)機(jī)的雛形了，古人很久以前就學(xué)會(huì)利用轤轆這種器件來(lái)提升重物，算是最早的手搖卷?yè)P(yáng)機(jī)的影子，因?yàn)樗粌H能減輕在實(shí)際生產(chǎn)生活中體力勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還可以很好的提高勞動(dòng)的生產(chǎn)率。我國(guó)真正意義上的開始發(fā)展卷?yè)P(yáng)機(jī)這類型的機(jī)械設(shè)備，是在上世紀(jì)50年代的時(shí)候市面才逐漸開始有卷?yè)P(yáng)機(jī)的身影。同西方國(guó)家的卷?yè)P(yáng)機(jī)的生產(chǎn)歷史相比，我國(guó)則完全處于落后的地步，因此當(dāng)時(shí)市面普遍使用的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備較為落后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易且效率低下，而國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)的真正定型生產(chǎn)時(shí)間是在70年代，隨著市場(chǎng)的需要與發(fā)展，卷?yè)P(yáng)機(jī)才逐漸被人們重視并開始進(jìn)一步的研究與設(shè)計(jì)，但由于時(shí)發(fā)展間上的差距，導(dǎo)致我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)同西方國(guó)家相比依然存在不小的差距，包括目前國(guó)內(nèi)市面上還存在少部分上世紀(jì)古老的卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備，也足以見得我國(guó)卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)備發(fā)展?fàn)顟B(tài)的緩慢，其次我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)發(fā)展落后很大一部分原因在于，國(guó)內(nèi)卷?yè)P(yáng)機(jī)的市場(chǎng)很長(zhǎng)一段時(shí)間是處于混亂的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，由于缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行約束，各個(gè)制造商都自定標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品也因此出現(xiàn)了各種各樣的規(guī)格，結(jié)構(gòu)與技術(shù)基本上維持國(guó)外一些淘汰的落后機(jī)型，整體進(jìn)展十分緩慢。我國(guó)卷?yè)P(yáng)機(jī)真正意義上的高速發(fā)展時(shí)期，是在80年代的時(shí)候，基本當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景下，以及當(dāng)時(shí)的中國(guó)開始注重科學(xué)發(fā)展道路的建設(shè)，并形成科技是第一生產(chǎn)力的概念，因此國(guó)家也開始慢慢注重卷?yè)P(yáng)機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展，并制定了有關(guān)卷?yè)P(yáng)機(jī)的一些配套標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步加速卷?yè)P(yáng)機(jī)市場(chǎng)的快速發(fā)展，現(xiàn)國(guó)內(nèi)的卷?yè)P(yáng)機(jī)市場(chǎng)需求遠(yuǎn)大于其他國(guó)家的需求，但是國(guó)內(nèi)的卷?yè)P(yáng)機(jī)發(fā)展同國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)水平還是有一定的差距。目前國(guó)內(nèi)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)和存在的問(wèn)題基本大同小異，其結(jié)構(gòu)上主要采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，減速器傳動(dòng)，并結(jié)合制動(dòng)設(shè)備，這三個(gè)元件的集合基本形成了卷?yè)P(yáng)機(jī)的大致輪廓，同時(shí)國(guó)內(nèi)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)都存在共同的缺陷：體積過(guò)于龐大不利于在一些個(gè)別的地方或者狹小的空間的使用且搬運(yùn)時(shí)不方便，其次是卷?yè)P(yáng)機(jī)在工作中有強(qiáng)烈的震動(dòng)，因此會(huì)產(chǎn)生很大的噪音，目前仍然沒(méi)有很好的解決辦法，只能盡量的減少設(shè)備的震動(dòng)?，F(xiàn)如今國(guó)內(nèi)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)主要設(shè)計(jì)和改善的問(wèn)題都集中在以下幾個(gè)方面：減輕設(shè)備的整體質(zhì)量，適當(dāng)?shù)目s小個(gè)別設(shè)備的體積減少空間占比，進(jìn)一步的提高設(shè)備的承載能力，同時(shí)降低設(shè)備的能源損耗，在實(shí)際工作中達(dá)到安全可靠的要求是必須的,但是完全理想化的卷?yè)P(yáng)機(jī)是不存在的，因此只能進(jìn)一步的提高和改善卷?yè)P(yáng)機(jī)的性能。當(dāng)前我國(guó)的卷?yè)P(yáng)機(jī)正處于高速發(fā)展時(shí)期，應(yīng)當(dāng)把握這個(gè)良好的時(shí)機(jī)，著眼于國(guó)際的先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)一步降低我國(guó)同世界先進(jìn)水平的差距，及時(shí)制定并更新卷?yè)P(yáng)機(jī)的國(guó)家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一套先進(jìn)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠很好的引導(dǎo)卷?yè)P(yáng)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展，使產(chǎn)品質(zhì)量日益提高的同時(shí)也防止了卷?yè)P(yáng)機(jī)類似過(guò)去的混亂發(fā)展，而造成不不必要的資源浪費(fèi)，在制定時(shí)要盡可能的長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，同世界先進(jìn)水平靠攏，加速國(guó)內(nèi)的卷?yè)P(yáng)機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展研究背景與意義通過(guò)國(guó)內(nèi)外的卷?yè)P(yáng)機(jī)基本概括，不難發(fā)現(xiàn)卷?yè)P(yáng)機(jī)在實(shí)際生活中扮演著重要角色，無(wú)論是建筑中常見的塔吊和部分材料運(yùn)輸機(jī)，還是碼頭的集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備，亦或者是我們每日乘坐的廂式電梯，都是有著卷?yè)P(yáng)機(jī)的身影，其動(dòng)力來(lái)源更多的是采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，使得鋼繩收縮或釋放達(dá)到轉(zhuǎn)運(yùn)目的，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，保養(yǎng)維護(hù)相對(duì)容易，可靠性強(qiáng)，同時(shí)能很好節(jié)約人力成本，省時(shí)省力，故而廣泛應(yīng)用。但根據(jù)不同的場(chǎng)景，我們所需要的卷?yè)P(yáng)機(jī)的類型和作業(yè)目的也是不同的，因此在生產(chǎn)時(shí)，要合理的根據(jù)卷?yè)P(yáng)機(jī)實(shí)際要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)要求工作額定拉力F=10000N繩的速度V=0.59m/s卷筒直徑D=190mm傳動(dòng)滾筒效率n=0.96，允許總速比誤差為士5%，傳動(dòng)比要準(zhǔn)確，產(chǎn)品生產(chǎn)批量為成批生產(chǎn)，同時(shí)要有足夠大的強(qiáng)度，設(shè)備能夠適應(yīng)兩班的工作制，要求軸有較大剛度，軸承使用壽命不小于25000小時(shí)，齒輪使用壽命為8年傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)2.1選擇卷?yè)P(yáng)機(jī)的傳動(dòng)方案卷?yè)P(yáng)機(jī)的基本運(yùn)作方式為電動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)能到傳動(dòng)系統(tǒng)再到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)尤為重要，通過(guò)相關(guān)的資料，初步篩選以下三種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案：蝸輪蝸桿減速器圓柱圓錐減速器圓柱齒輪減速器針對(duì)以上三種方案，它們各自都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)了一定的計(jì)算和思考后，我覺(jué)得蝸輪蝸桿減速器，雖然有還不錯(cuò)的傳動(dòng)比動(dòng)力輸出充實(shí)，但是嚙合的地方存在滑動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，而且不是很平穩(wěn)，影響傳動(dòng)不說(shuō)還有非常嚴(yán)重的磨損，對(duì)使用壽命極度不利，所以我們不使用這個(gè)方案。二級(jí)圓柱圓錐減速器，因?yàn)閳A錐不利于加工，所以導(dǎo)致成本較高，不合適大面積生產(chǎn)有所背離課題要求，所以也不選擇這個(gè)方案。圓柱齒輪減速器的齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)率良好且成本不高，同時(shí)相對(duì)蝸輪蝸桿和圓柱圓錐這兩種方案，圓柱齒輪結(jié)構(gòu)在維護(hù)方面，相對(duì)而言還是簡(jiǎn)單一點(diǎn)，并且它的壽命長(zhǎng)，空間占比也不是很大，因此我初步選擇圓柱齒輪減速器這個(gè)方案。圓柱齒輪結(jié)構(gòu)的分類還存在多種區(qū)分方式，常見的按照減速齒輪的級(jí)數(shù)可以分為：?jiǎn)渭?jí)，二級(jí)和多級(jí)，如果根據(jù)軸的空間裝配方式來(lái)區(qū)分的話，則存在臥式和立式，當(dāng)然不同形式的圓柱齒輪減速器，其傳動(dòng)比以及其他的特征參數(shù)也各不同，根據(jù)本次課題設(shè)計(jì)要求以及其它相關(guān)因素的綜合考慮，最終我選擇二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖2.2電機(jī)選擇本次課題設(shè)計(jì)中，主要?jiǎng)恿Σ糠钟呻妱?dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)作為一種比較成熟的元件，其產(chǎn)品特性已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化和固定化，針對(duì)你的不同需求，市面都會(huì)有一定產(chǎn)品型號(hào)與之匹配。根據(jù)要求篩選電機(jī)電機(jī)的型號(hào)分類具有多樣性，常見類型如下：異步電動(dòng)機(jī)（Y）同步電動(dòng)機(jī)（0）直流電動(dòng)機(jī)（Z）交流電動(dòng)機(jī)（J）本次課題采用Y型全封閉籠型三相異步電機(jī)，對(duì)比其他形式的電機(jī)，它具有啟動(dòng)性能良好，效率比較高，噪音小，運(yùn)行穩(wěn)定且耐用性強(qiáng)，計(jì)算電機(jī)功率電機(jī)工作的所需功率：工作效率：傳動(dòng)總效率：其中：聯(lián)軸器的效率:?1=0.99軸承的效率:?2=0.99齒輪的傳動(dòng)效率:?3=0.97卷筒軸承的效率:?4=0.99卷筒的效率:?5=0.96故由以上數(shù)據(jù)得:（3）選擇電機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒轉(zhuǎn)速：式中：VD參數(shù)已知，分別是繩子的速度0.58m/s和卷筒的直徑190mm

電動(dòng)機(jī)的參數(shù)表 型號(hào)額定功率KW電壓V額定電流A額定轉(zhuǎn)速r/minY160M-67.538017.0960Y132M-47.538015.41440Y160L-87.538017.7720Y132S2-27.5380152900通過(guò)對(duì)電機(jī)的尺寸和后期減速器的設(shè)計(jì)考慮，結(jié)合上述電動(dòng)機(jī)參數(shù)表的選擇范圍最終我選擇Y132M-4型號(hào)電機(jī)，該電機(jī)型號(hào)在能夠滿足課題設(shè)計(jì)的基本要求時(shí)，還具備加速快，制動(dòng)性強(qiáng)，效率高等優(yōu)點(diǎn)2.3分配傳動(dòng)比/總傳動(dòng)比傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比式中電機(jī)轉(zhuǎn)速卷筒的轉(zhuǎn)速分配各級(jí)傳動(dòng)比可知總傳動(dòng)比是各個(gè)部件的傳動(dòng)比乘積得到，公式：根據(jù)傳動(dòng)方案知：i01=1i34=1故i12=5.83（高速級(jí)傳動(dòng)比）得i23=4.16（低速級(jí)傳動(dòng)比）2.4傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力計(jì)算0軸（及電動(dòng)機(jī)的輸出額定功率和自轉(zhuǎn)速度）所以可得：1軸（電動(dòng)機(jī)與減速器動(dòng)力輸入的連接軸）得2軸（減速器的中間傳動(dòng)連接軸）P2=P1?n12=65.6kw3軸(減速器的動(dòng)力輸出軸)同2軸得計(jì)算方式類似得n3=60.9r/minP3=6.24kwT3=97.85N?mm滾筒軸（與滾筒連接部分的軸）因滾筒同減速器的動(dòng)力輸出軸直接相連，所以轉(zhuǎn)速相同得以上為裝置的各個(gè)軸的基本動(dòng)力參數(shù)3齒輪設(shè)計(jì)本次傳動(dòng)方案中采用了電機(jī)驅(qū)動(dòng)和齒輪傳動(dòng)，因齒輪的應(yīng)用需求不同對(duì)其材質(zhì)也有不同的要求，常見齒輪設(shè)計(jì)中材料為鑄鐵，鑄鋼等，但整體要求基本都要達(dá)到耐磨性強(qiáng)，韌性好，同時(shí)減速器的齒輪部分存在高速級(jí)和低速級(jí)，接下來(lái)則是對(duì)兩種不同速級(jí)的齒輪進(jìn)行材料的篩選和動(dòng)力參數(shù)的驗(yàn)算，計(jì)算如下3.1高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算高速級(jí)斜齒圓柱齒輪在工作運(yùn)行中其速度相對(duì)較快，所以它的傳遞效率不會(huì)太大，磨損方面適中，綜上考慮，我使們可以采用軟面齒輪組合，小齒輪用40剛，硬度要求在220~250HBS之間；取230HBS，大齒輪材料則使用45剛正火，硬度要求在160~220HBS之間，取210HB即可。齒輪精度方面共分為13個(gè)精度等級(jí)，0-13,0級(jí)最高，13級(jí)最低，本次課題設(shè)計(jì)中減速器部分為常規(guī)設(shè)計(jì)，滿足基本需求同時(shí)考慮造價(jià)成本等因素，最終采用8級(jí)精度根據(jù)材料特性和精度要求所以可得斜齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)公式轉(zhuǎn)矩T1(1)齒輪的載荷系數(shù)K查找資料得K為1(2)確定齒數(shù)z、螺旋角β以及齒寬系數(shù)Ψ因?yàn)楦咚偌?jí)斜齒圓柱采用了軟齒面齒輪傳動(dòng)所以初取Z1=17，根據(jù)齒輪間的傳動(dòng)比公式可知對(duì)Z2進(jìn)行取整，Z2=100初選螺旋角β=14當(dāng)量齒數(shù)為：(3)許用彎曲應(yīng)力根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書籍知：?Flim1=210Mpa?Flim2=190MpaS1=1.4綜合計(jì)算可以得到齒輪模數(shù)中心距取a=150mm齒寬初步計(jì)算分度圓直徑d齒數(shù)比U=i=5.83計(jì)算許用應(yīng)力

根據(jù)參考文獻(xiàn)可知接觸疲勞極限?Hlim1=622Mpa?Hlim2=588Mpa則許用接觸應(yīng)力{?H1}=0.9?Hlim1=560Mpa{?H1}=0.9?Hlim2=530Mpa彈性系數(shù)=189.8Mpa齒面接觸疲勞強(qiáng)度核算其中：節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZE重合度螺旋角系數(shù)彈性系數(shù)最終得：=602.56Mpa<故8級(jí)精度的45鋼滿足要求3.2低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方式，同上述的高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟一樣，都是從材料的篩選到后面的疲勞極限核算，最終確定所選材料及設(shè)計(jì)是否合理根據(jù)需求篩選齒輪材料本次齒輪類型為低速級(jí)直齒，速度不快但傳遞效率高，我采用了硬面齒輪組合，小齒輪材質(zhì)和硬度同高速級(jí)斜齒的小齒輪一樣為40調(diào)質(zhì)處理的鋼，230HBS，大齒輪的材質(zhì)和硬度也同高速級(jí)斜齒的大齒輪一樣45正火處理的鋼，精度為8級(jí)，這樣選擇齒輪的材料和硬度，既能滿足基本設(shè)計(jì)需求，又可以優(yōu)化在大批量生產(chǎn)時(shí)的材料采購(gòu)問(wèn)題，進(jìn)一步節(jié)省了制造時(shí)間計(jì)算齒面的實(shí)際接觸疲勞強(qiáng)度根據(jù)參考文獻(xiàn)知載荷系數(shù)K=1.1齒寬系數(shù)=0.8接觸疲勞極限?Hlim3=560Mpa?Hlim4=530Mpa許用接觸疲應(yīng)力其中SH=1ZNT3=1(接觸壽命系數(shù))ZNT4=1.1（機(jī)械設(shè)計(jì)書籍查得）所以齒輪基本參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩T2取小齒輪的齒數(shù)Z3=30根據(jù)齒輪間的傳動(dòng)比可得，大齒輪Z4=i34×Z3=124.8(取整為125)小齒輪的分度圓直徑從而得齒輪的模數(shù)m=d3/z3=3(取整后)可得大齒輪的直徑為：d4=375mm前面已知齒寬系數(shù)取0.8，又齒寬系數(shù)為齒寬b與齒輪直徑d之比得小齒輪齒寬b3=55mm大齒輪齒寬b4=60mm齒輪的中心距a齒輪許用應(yīng)力的計(jì)算其中修正系數(shù)YNT，安全系數(shù)SF均由參考書籍取SF=1.3YNT3=YNT4=1?Flim3=210Mpa?Flim4=190Mpa從而計(jì)算得兩齒輪的疲勞強(qiáng)度?3=141.1Mpa≤162Mpa?4=137.48Mpa≤146Mpa最終知本次對(duì)低速級(jí)齒輪的材料和精度的選擇均滿足要求4軸的設(shè)計(jì)及軸承的選擇4.1傳動(dòng)軸的選擇在本此設(shè)計(jì)中，軸的設(shè)計(jì)是尤為的重要，它是連接各個(gè)齒輪的關(guān)鍵零件，同時(shí)也是各個(gè)齒輪的動(dòng)力傳輸部分，主要傳遞動(dòng)力扭矩，其作用性不言而喻，因此在設(shè)計(jì)和計(jì)算時(shí)要細(xì)心處理，如果在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)紕漏或者相關(guān)數(shù)據(jù)存在誤差，從而設(shè)計(jì)不合格的話，不僅導(dǎo)致整體設(shè)計(jì)作廢，還會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中造成不可逆的事故。本次課題設(shè)計(jì)中，共有三處應(yīng)用了軸的結(jié)構(gòu)，分別是減速器的動(dòng)力輸入部分（輸入軸），減速器的中間動(dòng)力傳輸部分（中間軸），以及減速器的動(dòng)力輸出部分（輸出軸），因中間軸承受別的扭矩力最大且最復(fù)雜，所以在滿足其要求時(shí)即可滿足其他兩軸，為便于批量制造，三軸均采用同一類型，根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用性能、經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面綜合考慮,合理選擇軸的材料和類型（1）篩選軸的材料本次設(shè)計(jì)的減速器為小功率類型，故對(duì)材質(zhì)無(wú)任何特殊限制，所以采用和齒輪設(shè)計(jì)部分的相同材料，45正火處理鋼（2）根據(jù)軸的扭矩來(lái)初步計(jì)算確定其最小直徑，利用下面的公式求得：其中：—軸常用的幾種材料的的值—主軸上的功率—主軸上的轉(zhuǎn)速因軸上的材料選取應(yīng)選用45鋼，并進(jìn)行正火處理，其抗拉強(qiáng)度，查表得45號(hào)鋼Ao取值范圍為107-118，于是有：取4.2確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）確定軸的直徑根據(jù)最初擬定的傳動(dòng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖知，中間軸基本可以分為五個(gè)軸段，從左至右依次命名為軸段①到⑤，由于軸段①和軸段為⑤處要安裝軸承，并且此處的軸段受到徑向力作用，在滿足要求的同時(shí)出于對(duì)材料的考慮，就選擇最小的直徑即可，所以d1=d5=35mm;軸承的選用則選擇市面上較為廣泛應(yīng)用的深溝球軸承，其型號(hào)為(GB/T276-1994)6207，軸承的直徑同軸段①⑤的直徑相同d=35、B=17，軸段②和軸段④上面則需要安裝兩個(gè)低速級(jí)齒輪，因此其直徑選用上既要滿足上面計(jì)算的最小直徑，同時(shí)還要考慮兩齒輪的直徑，最終綜合篩選得d2=d4=40mm:軸段③是連接軸段②④的，為保證兩齒輪的穩(wěn)定性所以在直徑上要略大軸段②④，因此要在軸段②④的基礎(chǔ)上再適當(dāng)增加一點(diǎn)，大致取d3=45mm。（2）確定各軸段的長(zhǎng)度由前面的設(shè)計(jì)計(jì)算我們可以知道，兩齒輪輪轂寬度分別為55mm和60mm,因此在選用軸段②④的長(zhǎng)度時(shí)，為使得兩齒輪在工作更加的穩(wěn)定，所以兩軸段的長(zhǎng)度都應(yīng)當(dāng)略小于齒輪的輪轂的寬度，故而可以取得同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到齒輪端面同箱體的距離，太近則不利于兩輪齒的傳動(dòng)，太遠(yuǎn)則不利于設(shè)備的整體穩(wěn)定牢固性，其次后面的潤(rùn)滑設(shè)計(jì)也會(huì)存在缺陷，綜合考慮后本次的箱體同齒輪頂端的距離為15mm,其次為了便于軸承的潤(rùn)滑，軸承端面與箱體距離也不宜過(guò)大，因此取其距離為5mm，通過(guò)上述對(duì)兩端面距離的確定，可以確定軸段①長(zhǎng)度為37.5mm，軸段⑤長(zhǎng)度取30.5mm，軸段③是連接兩齒輪軸的，具有軸向定位的作用，所以其距離不能太長(zhǎng)，故，這個(gè)距離也能很好的保障兩齒輪的不發(fā)生干涉現(xiàn)象，最終可以確定軸承支點(diǎn)距離1=158mm。軸的直徑和長(zhǎng)度軸段12345直徑3540454035長(zhǎng)度37.543105830.54.3軸上載荷計(jì)算作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如下:求軸上扭矩的大小計(jì)算，根據(jù)公式：其中：—軸的額定功率—軸的轉(zhuǎn)速由前面動(dòng)力參數(shù)計(jì)算部分知： n2=n1/I12=246.9r/minP2=P1?n12=65.6kwT2=253.74N·mm4.4計(jì)算中間軸的彎矩因?yàn)橹虚g軸的彎矩存在水平面和垂直面對(duì)的區(qū)分，故而要分開計(jì)算兩個(gè)彎矩，才能得到總的彎矩，軸承壓力中心到低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)距離:低速級(jí)小齒輪中點(diǎn)到高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)距離:高速級(jí)大齒輪中點(diǎn)到軸承壓力中心距離:計(jì)算水平面的彎矩因中間軸存在三處受彎矩力，分別是兩齒輪形成的三個(gè)截面，又可以計(jì)算得：水平面的圓周力=(2×253740)/256.41N=1979.2N=(2×253740)/90=5638.7N水平面的支反力所以三處的截面截面彎矩分別計(jì)算如下：MHI=Ft2×L1=2614.12×37.5=98029.5N?mmMHII=Ft2×（L1+L2+L3）=2614.12×80.5=210426.66N?mmMHIII=Ft2×L5=5003.78×30.5=15261.29N?mm計(jì)算垂直面的彎矩同上述步驟一致垂直面的徑向力垂直面的支反力故I截面處的彎矩MVI=FNV1×LI=279.1×59=16446.9N?mmII截面處的彎矩MVII=FNV2×LI=913.32×38.5=35162.82N?mmIII截面處的彎矩MVIII=FNV2×28=27856.26N?mm綜合水平垂直面的彎矩得MI=99399.61N?mmMII=213354.19N?mmMIII=155136.7N?mm求各個(gè)截面的當(dāng)量彎矩a=0.6(中間軸為單向運(yùn)動(dòng)，故轉(zhuǎn)矩為脈沖循環(huán)變化)I截面：=181819.9N?mmII截面：=262102.93N?mmIII截面：=21759.9N?mm校核各個(gè)截面的強(qiáng)度?==其中?為最大彎曲應(yīng)力M當(dāng)量彎矩W抗彎曲截面系數(shù)截面I:=28.41Mpa截面II:=40.96Mpa截面III:=50.7Mpa可知，截面III的彎曲應(yīng)力最大且小于軸的許用彎曲應(yīng)力[σ-1b]=60MPa，因此本次中間軸的設(shè)計(jì)滿足要去。5潤(rùn)滑保養(yǎng)5.1齒輪的保養(yǎng)本次齒輪的保養(yǎng)使用了浸油的方式，因?yàn)榈退偌?jí)軸向速度不高，所以浸潤(rùn)1/6大齒輪的直徑就可以了，值為62mm。5.2滾動(dòng)軸承的保養(yǎng)滾動(dòng)軸承的保養(yǎng)方式取決于其速度，通過(guò)其速度的判定可基本分為以下幾種類型：飛濺潤(rùn)滑，脂潤(rùn)滑，滴油潤(rùn)滑。當(dāng)圓周速度在2m/s~3m/以上的時(shí)候，可以讓濺出來(lái)的油，通過(guò)油溝流進(jìn)軸承來(lái)潤(rùn)滑保養(yǎng)，這種潤(rùn)滑方式最簡(jiǎn)單，一般都是采用這種方法，這個(gè)時(shí)候箱子里面的油粘稠度由齒輪傳動(dòng)來(lái)決定。如果速度低于上述的數(shù)值時(shí)，此時(shí)濺出來(lái)的油并不是很多，無(wú)法滿足軸承潤(rùn)滑的需求，這個(gè)時(shí)候我們可以考慮采用刮油潤(rùn)滑，同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)座圈的速度考慮，來(lái)篩選固態(tài)潤(rùn)滑和液態(tài)潤(rùn)滑。5.3確定潤(rùn)滑油當(dāng)我們使用脂潤(rùn)滑的方式，因其潤(rùn)滑劑為液體，要考慮到齒輪及軸承在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)將油池的油帶到里面，從而造成潤(rùn)滑脂變希導(dǎo)致潤(rùn)滑效果不佳，故而在采用這種方式潤(rùn)滑時(shí)，要在保證其內(nèi)部的密封或者使用擋油環(huán)。其次還有滴油潤(rùn)滑方式，滴油分間歇性和連續(xù)性，根據(jù)設(shè)備的實(shí)際工作要求來(lái)選擇，通常情況下當(dāng)我們的設(shè)備在開始運(yùn)行時(shí)，要保證軸承上具有一定的潤(rùn)滑油，所以最好在軸承里面安裝一個(gè)比較小的擋板，使得軸承能存放少許的潤(rùn)滑油便于下次設(shè)備運(yùn)行，擋板的高度要求要低于滾珠的中心。但對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間工作的設(shè)備我們不需要安裝這種零部件，高速運(yùn)動(dòng)的軸承由于速度較快所需潤(rùn)滑油量較大，不能采用上述的潤(rùn)滑方式，應(yīng)當(dāng)使用壓力噴油潤(rùn)滑，如若設(shè)備是滑動(dòng)軸承則不能去采用常規(guī)