漸開線少齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)零齒差輸出機(jī)構(gòu)畢業(yè)論文

《漸開線少齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)零齒差輸出機(jī)構(gòu)畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《漸開線少齒差行星齒輪減速器設(shè)計(jì)零齒差輸出機(jī)構(gòu)畢業(yè)論文（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、漸開線少齒差行星齒輪減速器的設(shè)計(jì) （零齒差輸出機(jī)構(gòu)） 摘要 在條件為輸入轉(zhuǎn)速為1450轉(zhuǎn)/分鐘、輸入功率為5KW、傳動(dòng)比為25等這些技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一漸開線少齒差行星齒輪減速器。 漸開線行星齒輪減速器傳動(dòng)與普通定軸減速器傳動(dòng)相比具有承載能力大、體積小、效率高、重量輕、傳動(dòng)比大、噪聲小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還可以提高其承載能力。 本設(shè)計(jì)最主要的過(guò)程就是少齒差和零齒差設(shè)計(jì)參數(shù)的選取與計(jì)算，特別是變位系數(shù)的選取，需通過(guò)Matlab 軟件編程計(jì)算，這樣很大程度上節(jié)省了因選取的變位系數(shù)不當(dāng)而需重新計(jì)算所需要的時(shí)間。還可以多次給定初值選取最佳的變位系數(shù)，從而有利于少齒差和

2、零齒差的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)還需對(duì)軸類零件、端蓋、箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配時(shí)，需要對(duì)軸承、密封圈、擋圈、鍵進(jìn)行選用。 關(guān)鍵詞：減速器行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì) Involute few tooth difference planet gear reduction gear design (zero tooth difference output element) Abstract The planet gear reduction gear with few-tooth difference transmission and the ordinary dead axle redu

3、ction gear transmission compares has the bearing capacity in a big way, the volume small, the efficiency high, the weight light, the velocity ratio big, the noise small, the reliability high, the life long, is advantageous for merits and so on service, meanwhile may sharpen its bearing capacity. Th

4、is design process most main is the few tooth difference and the zero tooth difference design variable selection and the calculation, specially dislodges the coefficient the selection, must through the Matlab software programming computation, save like this to a great extent because of the dislodgeme

5、nt coefficient which selected not when had the recomputation to need time. It also may many times assign the starting value selection best dislodgement coefficient, thus is advantageous to the few tooth difference and the zero tooth difference structural design.When simultaneously also needs the cou

6、ntershaft class components, the end cover, the body structural design, the assembly, needs to the bearing, the seal packing collar, the elastic ring, the key to carry on selects. Key word: The reduction gearplanet gear optimizes the design 目錄 第一章概述3 1.1 發(fā)展概況3 1.2 發(fā)展方向4 1.3 傳動(dòng)特點(diǎn)4 1.4 設(shè)計(jì)目的4

7、 第二章齒差傳動(dòng)5 2.1 少齒差傳動(dòng)原理5 2.2 少齒差傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)類型6 2.2.1按輸出機(jī)構(gòu)型式分6 2.2.2按減速器的級(jí)數(shù)分7 2.2.3按安裝型式分7 2.3 2K-H型傳動(dòng)裝置7 2.4 傳動(dòng)比計(jì)算8 2.5 少齒差傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用8 2.6 少齒差傳動(dòng)的設(shè)計(jì)順序9 2.7 少齒差傳動(dòng)的各個(gè)限制條件9 2.7.1 齒廓不重迭干涉9 2.7.2 嚙合角9 2.7.3 重合度10 2.7.4 變位系數(shù)10 2.8 少齒差齒輪副的幾何計(jì)算11 第三章零齒差傳動(dòng)14 3.1 零齒差傳動(dòng)原理14 3.2 零齒差傳動(dòng)的主要參數(shù)15 3.2.1 變位系數(shù)

8、與中心距16 3.2.2　嚙合齒面的誘導(dǎo)法曲率16 3.2.3 重迭系數(shù)17 3.2.4 齒面滑動(dòng)系數(shù)17 3.2.5 嚙合效率19 3.3 主要幾何限制條件19 3.3.2 齒頂具有一定的厚度19 3.3.3 驗(yàn)算徑向間隙20 3.3.4 差齒刀齒數(shù)要適當(dāng)20 3.4 零齒差齒輪副的設(shè)計(jì)步驟20 3.5零齒差齒輪副的幾何計(jì)算21 第四章其他元件的選擇25 4.1 鍵的選擇25 4.2 齒輪的材料與其選擇原則26 4.2.1 選用的齒輪材料：鋼26 4.2.2 選擇原則26 4.3 滾動(dòng)軸承的選擇26 4.4 軸的設(shè)計(jì)28 4.5 密封件33 參考文獻(xiàn)33

9、 致34 第一章 概述 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化專業(yè)是為了培養(yǎng)從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造行業(yè)的人才而開設(shè)的專業(yè)。而工業(yè)機(jī)械手課程設(shè)計(jì)不僅培養(yǎng)設(shè)計(jì)者對(duì)機(jī)械的認(rèn)識(shí)、運(yùn)用能力,而且也增進(jìn)了對(duì)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的了解和認(rèn)知。 1.1 發(fā)展概況 我國(guó)早在南北朝時(shí)代，祖沖之發(fā)明了有行星齒輪的差動(dòng)式指南車。因此我國(guó)行星齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用是非常早的。 1880年德國(guó)第一個(gè)行星齒輪傳動(dòng)裝置的專利出現(xiàn)了。19世紀(jì)以來(lái)，隨著機(jī)械工業(yè)特別是汽車和飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展

10、，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展有很大影響。1920年首次成批制造出行星齒輪傳動(dòng)裝置，并首先用作汽車的差速器。二次大戰(zhàn)后，高速大功率船艦、航空發(fā)動(dòng)機(jī)與工程機(jī)械的發(fā)展，促進(jìn)行星齒輪傳動(dòng)的發(fā)展。 高速大功率行星齒輪傳動(dòng)廣泛的實(shí)習(xí)應(yīng)用，于1951年首先在德國(guó)獲得成功。1958年后，英、意、日、美、、瑞士等國(guó)亦獲得成功，均有系列產(chǎn)品，并已成批生產(chǎn)，普遍應(yīng)用。 1.2 發(fā)展方向 世界各先進(jìn)工業(yè)國(guó)，經(jīng)由工業(yè)化、信息化時(shí)代，正在進(jìn)入知識(shí)化時(shí)代，行星齒輪傳動(dòng)在設(shè)計(jì)上日益完善，制造技術(shù)不斷進(jìn)步，使行星齒輪傳動(dòng)已達(dá)到了較高水平。我國(guó)與世界先進(jìn)水平雖存在明顯差距，但隨著改革開放帶來(lái)設(shè)備引進(jìn)、技術(shù)引進(jìn)，在消化吸收國(guó)外先進(jìn)

11、技術(shù)方面取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。 目前行星齒輪傳動(dòng)正向以下幾個(gè)方向發(fā)展： 1） 向高速大功率與低速大轉(zhuǎn)距的方向發(fā)展。 2） 向無(wú)級(jí)變速行星齒輪傳動(dòng)發(fā)展。 3） 向復(fù)合式行星齒輪傳動(dòng)發(fā)展。 4） 向少齒差行星齒輪傳動(dòng)方向發(fā)展。 5） 制造技術(shù)的發(fā)展方向。 1.3 傳動(dòng)特點(diǎn) 1）體積小 、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)功率大、承載能力高 2）傳動(dòng)比大 3）傳動(dòng)效率高 4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 1.4 設(shè)計(jì)目的： 1、 培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力； 2、 擴(kuò)展知識(shí)結(jié)構(gòu)； 3、 幫助培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力； 4、 是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充 本課題從少齒差行星齒輪著手，首先選擇計(jì)

12、算了與設(shè)計(jì)少齒差行星齒輪有關(guān)的主要參數(shù)，經(jīng)過(guò)驗(yàn)算后符合條件，在根據(jù)中心距進(jìn)行零齒差的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)也要驗(yàn)證選用的參數(shù)的合理性。整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完后，裝配時(shí)，需要對(duì)鍵、軸承、密封圈等進(jìn)行選用，裝配后減速器能正常地進(jìn)行工作。 第二章 齒差傳動(dòng) 2.1 少齒差傳動(dòng)原理 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)，簡(jiǎn)稱少齒差傳動(dòng)，如圖所示。行星齒輪1位外齒輪，中心齒輪為齒輪2，他們之間的齒數(shù)差通常為1-4個(gè)。 這種少齒差行星齒輪傳動(dòng)用于減速時(shí)，是以系桿H為主動(dòng)件。由于行星輪相對(duì)中心輪有偏心，故在傳動(dòng)時(shí)，行星輪1不僅要作公轉(zhuǎn)而且要做自傳。因此，就需要一個(gè)能夠傳遞兩平行軸之間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)軸器，即稱偏心輸出機(jī)構(gòu)V

13、，以便把行星輪的自傳輸送出來(lái)。由于這種行星輪系，是由一個(gè)中心齒輪K，一個(gè)系桿H和一個(gè)偏心輸出機(jī)構(gòu)V所構(gòu)成的，故簡(jiǎn)稱K-H-V型行星機(jī)構(gòu)。 假如齒輪K與機(jī)殼固定不動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)系桿H轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，系桿將迫使裝于偏心軸上的行星齒輪繞齒輪中心作公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，行星齒輪繞偏心軸中心作反向低速自傳運(yùn)動(dòng)。利用偏心輸出機(jī)構(gòu)將行星輪的自傳運(yùn)動(dòng)傳遞給輸出軸，就可以達(dá)到減速的目的。 在設(shè)計(jì)少齒差行星齒輪減速器時(shí)，如果齒輪齒數(shù) 不變，行星齒輪齒數(shù)越大，兩者之間的齒數(shù)差越小，則傳動(dòng)比越大。但是，當(dāng)齒輪副的齒數(shù)差小到一定程度時(shí)，將會(huì)發(fā)生不在嚙合位置的齒廓相互重迭現(xiàn)象。 為了使齒輪副在少齒差時(shí)仍然能夠正確嚙合順利運(yùn)

14、轉(zhuǎn)，可以從兩條途徑消除齒廓重迭干涉：一是降低齒頂高的選用短齒，從齒高方向消除齒廓重迭，一是選擇適當(dāng)?shù)恼兾幌禂?shù)，減少外齒輪的 齒頂厚度，增大齒輪的齒槽寬度，從齒厚方向消除齒廓重迭。 在加工變位齒輪時(shí)齒輪滾刀的位置要在徑向移動(dòng)一些距離，用模數(shù)的倍數(shù)xm來(lái)表示，x稱為變位系數(shù)。變位系數(shù)取代數(shù)值，當(dāng)齒條刀具相對(duì)于加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪的位置遠(yuǎn)離齒輪坯中心時(shí)，稱為正變位，反之，稱為負(fù)變位。 變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，它的齒厚，齒高和公法線長(zhǎng)度等都有變化。變位齒輪副與標(biāo)準(zhǔn)齒輪副相比，它的中心距和嚙合角也都有變化。 2.2 少齒差傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)類型 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)型式較多，主要有K-H-V型傳動(dòng)裝置

15、，雙嚙合2K-H 型正號(hào)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)裝置，以與三嚙合和錐齒型傳動(dòng)裝置。 K-H-V型傳動(dòng)裝置 2.2.1按輸出機(jī)構(gòu)型式分 （1） 齒圈固定，低速軸輸出 1） 有三銷軸式輸出，應(yīng)用廣泛，效率較高，但銷孔加工精度要求較高。它種型式：懸臂銷軸式輸出，銷軸固定端與輸出軸緊配合，懸臂端相應(yīng)地插入行星輪的端面銷孔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但，銷軸受力不均。 2） 十字滑塊式輸出，結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，加工方便，但承載能力與效率均較銷軸式輸出低，常用于小功率場(chǎng)合。 3） 浮動(dòng)盤式輸出，結(jié)構(gòu)型式新穎，加工較方便，使用效果較好。 4） 零齒差式輸出，其特點(diǎn)是通過(guò)一對(duì)零齒差齒輪副將行星輪的低速反向轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸，零齒差

16、系指齒輪副的外齒輪齒數(shù)一樣，像齒輪聯(lián)軸器那樣，但、外齒輪的齒間間隙較大，其結(jié)構(gòu)型式較簡(jiǎn)單，制造不困難，較適用于中心距較小的一齒差傳動(dòng)。 （2） 輸出軸固定，齒圈輸出 1） 齒圈與機(jī)殼一起輸出，W機(jī)構(gòu)的銷軸固定不動(dòng)，行星輪只作平動(dòng)，不作轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使齒圈與卷筒一起輸出，這是常見的卷?yè)P(yáng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。 2） 雙曲柄式，雙曲柄機(jī)構(gòu)不是W輸出機(jī)構(gòu)，它不僅替代了行星架H，并使W機(jī)構(gòu)省掉，可獲得較大的傳動(dòng)比，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性有所提高，但軸向尺寸加大。 （3） 波紋管機(jī)構(gòu) 2.2.2按減速器的級(jí)數(shù)分 （1） 單級(jí)減速器 （2） 雙級(jí)減速器 2.2.3按安裝型式分 （1） 臥室安裝 （2） 立式安裝

17、 2.3 2K-H型傳動(dòng)裝置 2K-H型傳動(dòng)裝置由兩對(duì)嚙合齒輪副組成，共同完成減速與輸出任務(wù)。無(wú)需其他型式輸出機(jī)構(gòu)，由齒輪軸或齒輪直接輸出。其基本構(gòu)件為兩個(gè)中心輪K和行星架H組成，故稱2K-H形少齒差行星傳動(dòng)。若以嚙合方式命名，由兩對(duì)嚙合齒輪副組成的傳動(dòng)裝置，亦稱為雙嚙合NN型少齒差行星傳動(dòng)。 1． 外齒輪輸出 2． 齒輪輸出，根據(jù)齒數(shù)選取的不同，可設(shè)計(jì)成輸出軸與輸入軸轉(zhuǎn)向一樣或相反，并可得到大的傳動(dòng)比。 此外，還可設(shè)計(jì)成三嚙合行星傳動(dòng)裝置，其傳動(dòng)比圍更大。 2.4 傳動(dòng)比計(jì)算 設(shè)齒輪的轉(zhuǎn)速為,行星齒輪的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為 ，系桿的轉(zhuǎn)速為 。若將少齒差行星齒輪傳動(dòng)的各件都加一個(gè)

18、轉(zhuǎn)速 ，便得到假想的轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)。這樣，根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，系桿的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為=0 ，即系桿成為靜止不動(dòng)，而行星齒輪傳動(dòng)便轉(zhuǎn)化為定軸傳動(dòng)。這時(shí)行星齒輪相對(duì)齒輪的傳動(dòng)比是兩個(gè)齒輪齒數(shù)的反比 2.5 少齒差傳動(dòng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)，因?yàn)辇X輪和外齒輪的齒數(shù)相差甚少，所以需要對(duì)它們的漸開線齒形變位。為了保證它們之間的嚙合不發(fā)生齒廓重迭現(xiàn)象，并有一對(duì)以上的輪齒嚙合，、外齒輪都要選取適當(dāng)?shù)恼兾幌禂?shù)。 目前，絕大部分齒輪傳動(dòng)，都采用漸開線齒形，也有成套的標(biāo)準(zhǔn)齒輪機(jī)床和刀具。設(shè)計(jì)成對(duì)的變位齒輪 ，仍然可用標(biāo)準(zhǔn)齒輪刀具加工。變位齒輪的齒厚、齒頂高和齒根高都發(fā)生了變化?？梢?/p>

19、應(yīng)用變位方法，保持標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，并彌補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪傳動(dòng)的不足之處。采用變位齒輪傳動(dòng)是改進(jìn)漸開線齒輪傳動(dòng)工作性能的一個(gè)有效方法，因而可以說(shuō)，變位齒輪傳動(dòng)是漸開線齒輪傳動(dòng)的發(fā)展。 少齒差傳動(dòng)可以用很少數(shù)目的構(gòu)件，獲得很大的傳動(dòng)比，而且結(jié)構(gòu)緊湊，漸開線齒廓加工比較方便，裝配也好比較容易。少齒差減速器，傳動(dòng)圍大，單級(jí)傳動(dòng)比為8-180，傳動(dòng)效率也比較高，單級(jí)傳動(dòng)效率為0.8-0.94。 由于少齒差傳動(dòng)的一些優(yōu)點(diǎn)，它可以用來(lái)替代一般的蝸桿減速器或多級(jí)圓柱齒輪減速器。但是，為了防止因兩齒輪齒數(shù)差過(guò)少而引起的齒廓重迭干涉，需要采用較大的嚙合角，因而增大了齒輪的徑向力。此外，還需要一個(gè)偏心輸

20、出機(jī)構(gòu)，致使它的傳遞功率和傳動(dòng)效率都受到了一些限制。所以，一般來(lái)說(shuō)，少齒差傳動(dòng)適用于具有傳動(dòng)大而間斷工作的中小型動(dòng)力傳動(dòng)。 少齒差傳動(dòng)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型傳動(dòng)，目前正在許多工業(yè)部門推廣和運(yùn)用。 2.6 少齒差傳動(dòng)的設(shè)計(jì)順序 漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)是少齒差傳動(dòng)的齒輪副，并具有偏心的輸出機(jī)構(gòu)。少齒差傳動(dòng)，其傳動(dòng)比大，零件少，結(jié)構(gòu)緊湊，加工方便，它的設(shè)計(jì)計(jì)算要比標(biāo)準(zhǔn)齒輪副的計(jì)算較為繁瑣。 少齒差傳動(dòng)的設(shè)計(jì)順序與普通齒輪副傳動(dòng)是相近的。根據(jù)使用條件和載荷狀況決定傳動(dòng)比i，選擇合理的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的要求，選用合適的材料，選定標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m，算出主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。如果有與已知條

21、件相一致的齒輪副界線圖，可以直接查得行星齒輪和齒輪的變位系數(shù)，或者利用試湊法，在滿足齒廓不重迭干涉和重合度大于1的情況下，確定它們的正變位系數(shù)。選用標(biāo)準(zhǔn)的齒輪刀具，根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和變位系數(shù)，進(jìn)行齒輪副的幾何計(jì)算和測(cè)量尺寸計(jì)算。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，對(duì)主要的受力零件還要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。最后，繪出裝配圖和零件共作圖，這是設(shè)計(jì)的技術(shù)文件。 2.7 少齒差傳動(dòng)的各個(gè)限制條件 2.7.1 齒廓不重迭干涉 在齒數(shù)差 甚少的嚙合傳動(dòng)中，將會(huì)發(fā)生齒廓重迭干涉。為了使少齒差嚙合傳動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)，就必須設(shè)法避免齒廓重迭干涉。 2.7.2 嚙合角 根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，當(dāng)齒數(shù)差 〉10 時(shí)，齒輪副將不會(huì)

22、發(fā)生齒廓重迭干涉。當(dāng)齒數(shù)差甚少時(shí)，而又要避免發(fā)生齒廓重迭干涉，則必須增大它們的正變位系數(shù)。少齒差傳動(dòng)的嚙合角 也將隨著齒數(shù)差的減小而增大。 在不同齒數(shù)差的情況下，避免發(fā)生齒廓重迭干涉所需要的漸開線齒輪副嚙合角 值得大致圍如列表所示： 齒數(shù)差 嚙合角 1 54°-56° 2 38°-41° 3 28°-30° 4 25°-27° 2.7.3 重合度 漸開線齒形能夠使瞬時(shí)傳動(dòng)比保持穩(wěn)定，同時(shí)還需要有一對(duì)以上的輪齒嚙合，才能使齒輪的連續(xù)傳動(dòng)。當(dāng)一對(duì)嚙合齒剛要脫開時(shí)，另一對(duì)齒就應(yīng)該立即進(jìn)入或已經(jīng)進(jìn)入嚙合，這樣才能保證平穩(wěn)無(wú)沖擊的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 外齒輪與齒輪的兩

23、基圓公切線是齒輪副的嚙合線。實(shí)際嚙合段是嚙合點(diǎn)所走的軌跡，此軌跡只能在嚙合線上。外齒輪的齒頂圓與的交點(diǎn)為，齒輪的齒頂圓與的交點(diǎn)為，是實(shí)際嚙合段長(zhǎng)度。 2.7.4 變位系數(shù) 使用試湊法來(lái)確定變位系數(shù)。 2.8 少齒差齒輪副的幾何計(jì)算: 1． 模數(shù) m=3 2． 原始齒形角 =20°，查表：tg=0.36397, inv=0.014904, cos=0.939693 3． 齒頂高系數(shù) =0.8 4． 外齒輪齒數(shù) =50 5． 外齒輪變位系數(shù) =1.143 6． 嚙合角 無(wú)齒側(cè)間隙嚙合方程式：inv=inv+2tg 取=40°，查表：tg=0.8391,

24、 inv=0.140968, cos=0.76604 7． 齒輪齒數(shù) =52 8． 齒輪變位系數(shù) =( inv- inv)+ =0.346418+1.143=1.489418 9． 插齒刀齒數(shù) =25 10． 插齒刀變位系數(shù) 取=0 11． 差齒刀和被切齒輪的切削嚙合角 inv= inv+2 tg=0.055053 得：=30.217°, cos=0.86413 12． 差齒刀和被切齒輪之間的中心分離系數(shù) =()=1.1805 13． 標(biāo)準(zhǔn)中心距 ==3 14． 安裝中心距 = =3.68 15． 中心距分離系數(shù) ==0.2267 1

25、6． 齒頂降低系數(shù) = - + =0.1892 17． 齒頂高： 外齒輪 = ( + - )m=5.2615 齒輪 = (- - )m=-1.7091 18 分度圓半徑：外齒輪 ==75 齒輪 ==78 19 齒頂圓半徑：外齒輪 = +=80.2615 齒輪 = -=79.7091 20 基圓半徑： 外齒輪 = cos=70.477 齒輪 = cos=73.296 21 齒頂壓力角：外齒輪 cos==0.8781,

26、=28.582°, inv=0.04598, tg=0.5449 齒輪 cos==0.919545, =23.14177°, inv=0.023498, tg=0.4274 22 驗(yàn)算重合度 =[( tg- tg)-( tg- tg)]=1.0661>1 23 驗(yàn)算齒頂不相碰 G G= + - =79.7091+3.68-82.08=1.3091>0 24 驗(yàn)算齒廓不重迭干涉 cos==-0.17252, =99.935°, tg=-5.70897 cos==-0.127545, =97.31°, =(in

27、v+)-( inv+)+(-)inv=89.509-89.554+0.281936 =0.236936>0 25 外齒輪跨測(cè)齒數(shù) cos==0.90516, =25.153° ==6.9869+0.5=7.4869, 取=8 cos==0.8927, =26.786°, tg=0.5048 26 外齒輪公法線長(zhǎng)度 ==8.8564(7.5+0.2648+0.2372)=70.869 27 圓柱直徑 =tg- inv-=0.5048-0.014904-0.030208-0.02085=0.43885 =25.144° =2) =5.194 取=5.

28、2 28 圓柱距 M inv= inv+=0.03049, =25.14°=0.4388 tg=0.00766, cos=0.9053 齒輪為偶數(shù) M==136.7874 29 全齒高：外齒輪 =（）m=(1.25+0.8-0.084)*3=5.5824 齒輪 = () m=(1.3+0.8-0.084)*3=5.7324 第三章 零齒差傳動(dòng) 3.1 零齒差傳動(dòng)原理 漸開線零齒差齒輪副的傳動(dòng)比為1，其外齒輪和齒輪的齒數(shù)一樣。他近似地象齒輪聯(lián)軸器，而外齒輪的中心相互偏心，齒間具有很大的間隙。它是一種把裝在偏心軸上行

29、星輪的低速自傳運(yùn)動(dòng)傳遞到低速輸出軸的偏心機(jī)構(gòu)。 零齒差漸開線齒輪副的偏心輸出機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，利用普通齒輪機(jī)床和標(biāo)準(zhǔn)齒輪刀具進(jìn)行加工業(yè)比較方便。它需要平衡偏心重量。它的兩齒廓間有相對(duì)滑動(dòng)，并隨著偏心距增大而增大，從而引起傳動(dòng)效率降低。當(dāng)傳動(dòng)比i=30-80時(shí)，傳動(dòng)效率約78-85%。零齒差偏心輸出機(jī)構(gòu)，可以配用在具有傳動(dòng)比大，偏心距小，承載能力較低的少齒差傳動(dòng)上。 在零齒差輸出機(jī)構(gòu)中，其外齒輪與齒輪的中心距是由少齒差傳動(dòng)的偏心決定的。為了保證安裝和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就要求零齒差齒輪嚙合副具有較大的齒側(cè)間隙。采用徑向正變位和切向負(fù)變位兩種方法，使齒輪的齒槽增寬，使外齒輪的齒厚變薄，以

30、便獲得較大的齒側(cè)間隙。中心距與徑向、切向變位系數(shù)是密切相關(guān)的。 3.2 零齒差傳動(dòng)的主要參數(shù) 零齒差漸開線嚙合圓柱齒輪傳動(dòng),經(jīng)變位后在基圓上齒輪的齒間寬eb2比外齒輪的齒厚Sb1大2a′(圖1),以便能在安裝后形成軸線中心距O1O2＝a′(圖2)。在裝配時(shí),無(wú)論采用左偏位或右偏位,正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn),都可看作同一種傳動(dòng)形式(圖2)。 　　在這種傳動(dòng)中,由于、外齒輪的基圓直徑相等,基圓的公切線N1N2與連心線O1O2平行,實(shí)際上的節(jié)點(diǎn)P不存在,或者說(shuō),它們的節(jié)圓直徑為無(wú)窮大,即節(jié)點(diǎn)P在無(wú)窮遠(yuǎn)處。在此節(jié)點(diǎn),正壓力的方向與齒廓上該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向等于90°,即我們通常稱此類傳動(dòng)副的嚙合角為90°。

31、圖2 3.2.1變位系數(shù)與中心距 　　由于這類齒輪傳動(dòng)的特殊性,變位系數(shù)χ與中心距a′的關(guān)系不能用通常的公式計(jì)算。對(duì)于齒輪的變位,通常將它的齒槽看作一個(gè)外齒輪,用假想的齒條刀具加工這個(gè)外齒輪時(shí)的變位系數(shù)χ2作為齒輪的變位系數(shù)。由文獻(xiàn)［4］可知,經(jīng)變位,在分度圓上齒厚的增量為: 　　ΔS＝2χmtgα 　　按通常符號(hào),m為模數(shù),α為齒形角。而在基圓上齒厚的增量為: 　　ΔSb＝ΔScosα＝2χmsinα 　　所以單邊齒廓在法向的增量為: 　　Δn＝(1)/(2)ΔSb＝χmsinα 　　我們稱曲線的任一法線方向距曲線都有相等距離的點(diǎn)所形成的新的曲線為原曲線的等距曲線。它們之間的

32、距離稱為等距量。則齒條刀具變位前后加工的漸開線齒廓為等距曲線。其等距量為相應(yīng)基圓弧長(zhǎng)。 　　由圖2可知,當(dāng)外齒輪和齒輪的變位系數(shù)分別為χ1和χ2時(shí),無(wú)論是正變位或者是負(fù)變位,兩齒面的法向距離應(yīng)為: 　　（χ2－χ1）msinα＝a′ （1） 3.2.2嚙合齒面的誘導(dǎo)法曲率 　　如圖2,為、外齒輪在K點(diǎn)嚙合時(shí),其誘導(dǎo)法曲率為: 　　 　　這里,ρ1＝N1K，ρ2＝N2K,r為分度圓半徑,αK1和αK2分別為嚙合點(diǎn)K處兩齒廓的壓力角。 　　在嚙合過(guò)程中總有:ρ2＞ρ1,即: 　　k12＞0,不會(huì)產(chǎn)生橋形接觸。且從公式中可知,嚙合點(diǎn)處的誘導(dǎo)法曲率很小,傳動(dòng)中的赫芝應(yīng)力小。 3.2

33、.3重迭系數(shù) 　　由圖2可以看出,為保證正常嚙合,O2N1為齒輪齒頂圓直徑ra2的最小值,即必須滿足: 　　 　　為了達(dá)到安裝位置,如圖2,齒頂間隙必須比通常的大a′。 　　此類齒輪副的重迭系數(shù)也不能按通常的公式來(lái)計(jì)算。由圖2可知重迭系數(shù)ε應(yīng)為: 　　 這里基節(jié):Pb＝πmcosα，　B1B2＝rbtgαa1－rbtgαa2＋a′ 　　代入(4)式,經(jīng)整理可得: 　　 3.2.4齒面滑動(dòng)系數(shù) 　　同樣,由于此類嚙合傳動(dòng)的特殊性,其齒面滑動(dòng)系數(shù)也不能按一般的嚙合傳動(dòng)副的公式計(jì)算。如圖2,在嚙合點(diǎn)K,外齒輪和齒輪的速度分別為: 　　v1＝ω×O1Kv2＝ω×O2K 　　在K

34、點(diǎn),外齒輪相對(duì)齒輪的滑動(dòng)速度: 　　vs＝v1－v2＝ω×（O1K－O2K） 　?。溅亍罯1O2 （7） 　　其大小為: 　　vs＝ωa′ （8） 式中:ω和vs——矢量ω和vs的模。 　　由上式可知,此類傳動(dòng)副的齒面滑動(dòng)速度在齒廓各點(diǎn)的大小和方向都是不變的。 　　而在齒面嚙合點(diǎn)處,齒輪的切向分速度vg1和vg2之和,即所謂的卷吸速度。 　　vj＝vg1＋vg2＝ω（a′＋2N1K） （9） 　　按動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,齒廓上越靠近外齒輪齒頂處vj越大,油膜越厚,潤(rùn)滑條件越好,輪齒耐疲勞點(diǎn)蝕強(qiáng)度越高。其最大值: 　　vjmax＝ω（a′＋2rcosαtgαa1） （10）

35、 式中:αa1——外齒輪齒頂壓力角。 　　對(duì)齒面滑動(dòng)系數(shù),也不能按通常公式計(jì)算,如圖2,在K點(diǎn)嚙合時(shí),外齒輪和齒輪的滑動(dòng)系數(shù)分別應(yīng)為: 　　 　　令外齒輪在B2點(diǎn)嚙合時(shí),齒廓在該點(diǎn)的壓力角為αB2(圖2),而此時(shí)齒輪在該點(diǎn)處的壓力角為齒頂壓力角αa2,此時(shí)滑動(dòng)系數(shù)分別達(dá)到其最大值。 　　 3.2.5嚙合效率 　　設(shè)輪齒間的法向力為N,由于傳動(dòng)中齒面滑動(dòng)速度vs不變,所以齒輪嚙合損失功率為: 　　Pv＝μN(yùn)ωa′ 　　這里μ為嚙合齒面摩擦系數(shù),它綜合地反映了齒輪副材料,彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑條件,負(fù)荷和齒面滑動(dòng)速度等因素。在平穩(wěn)傳動(dòng)中齒面滑動(dòng)速度不變時(shí),可以認(rèn)為摩擦系數(shù)不變,即嚙合損失

36、功率也是不變的。 　　傳動(dòng)中輸出有效功率為Nωrb,則其嚙合效率可按下式計(jì)算: 　　 　　式(13)表明,在嚙合過(guò)程中嚙合效率ηF是不變的,且與齒數(shù)無(wú)關(guān)［3］。而普通圓柱齒輪副的嚙合效率與齒數(shù)有關(guān)。 　　零齒差齒輪傳動(dòng)副可應(yīng)用于行星傳動(dòng)中。在傳動(dòng)中如齒輪固定,則外齒輪平動(dòng)。軌跡為直徑2a′的圓。也可作為連接不同軸線的平行軸間的聯(lián)軸器使用。由于此類傳動(dòng)副中基圓可選得足夠大,而有效地避免輪齒變尖,且在設(shè)計(jì)中幾乎不受齒數(shù)限制,可選取盡可能大的模數(shù),而獲得較大的齒根彎曲強(qiáng)度。 3.3 主要幾何限制條件 漸開線零齒差齒輪副，從加工到安裝有許多幾何限制條件，如果滿足了幾個(gè)主要限制條件就能同

37、時(shí)滿足其它所有限制條件。 3.3.1 重合度 =[ ( tg- tg)+] >1 3.3.2 齒頂具有一定的厚度 外齒輪 +2tg-（inv-inv）] 齒輪 -2tg-（inv-inv）] 3.3.3 驗(yàn)算徑向間隙 外齒輪滾齒 = 外齒輪插齒 = 3.3.4 差齒刀齒數(shù)要適當(dāng) 差齒刀齒數(shù)過(guò)小時(shí)，要驗(yàn)算漸開線干涉，差齒刀齒數(shù)過(guò)大時(shí)，要驗(yàn)算切入干涉，如果差齒刀齒數(shù)選取適當(dāng)，就不必驗(yàn)算。 3.4 零齒差齒輪副的設(shè)計(jì)步驟 1. 零齒差的外齒輪中心距，相當(dāng)于少齒差傳動(dòng)的中心距。 2. 零齒差兩齒輪模數(shù)與少齒差傳動(dòng)的關(guān)系為 3. 零齒差齒輪副的齒

38、數(shù)，一般選取 4. 原始齒形壓力角，齒頂高系數(shù) 5. 選差齒刀齒數(shù)和齒輪徑向變位系數(shù) 6. 使用MATLAB程序反復(fù)驗(yàn)算，選取變位系數(shù) 7. 驗(yàn)算主要限制條件 8. 進(jìn)行稽核計(jì)算和測(cè)量尺寸計(jì)算 9. 進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 10.進(jìn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算 3.5零齒差齒輪副的幾何計(jì)算 零齒差齒輪副的幾何計(jì)算： 1． 中心距 =3.68 2． 模數(shù) m=5 3． 原始齒行角=20　 4． 齒頂高系數(shù) =0.8 5． 齒數(shù) ==22 6． 選用插齒刀 模數(shù) m=5 齒數(shù) =15 原始齒行角 =20　 變位系數(shù)=0 齒頂圓直徑 =78.6 齒頂高系數(shù) =1.25 7．

39、齒輪徑向變位系數(shù)=0.7252 8． 外齒輪徑向變位系數(shù) =0.0143 9． 外齒輪切向變位系數(shù) =-0.4886 + =（- -）2tg=-1.049 10． 齒輪切向變位系數(shù) =-0.5604 11． 分度圓半徑 ==55 12． 基圓半徑 ==51.683 13． 齒頂高： 外齒輪 =m=4.0715 齒輪 =m（=0.374 14． 齒頂圓半徑：外齒輪 =+=59.0715 齒輪 =-=54.626 15.齒頂壓力角：外齒輪 cos ==0.8822

40、 =28.092° tg=0.5338 inv=0.0435 齒輪 cos==0.94535 =19.028° tg=0.3449 inv=0.0129 16．重合度 =[ ( tg- tg)+] =1.0005>1 17．齒頂厚系數(shù)： 外齒輪 +2tg-（inv-inv）]=0.4035 齒輪 -2tg-（inv-inv）]=0.4267 18．外齒輪測(cè)量

41、 跨測(cè)齒數(shù) 第一次測(cè)量： ）=0.75154 cos==0.9989 tg=0.04693 第二次測(cè)量： ≈-=0.9071 19．公法線長(zhǎng)度 第一次測(cè)量：=）=9.131 第二次測(cè)量：=+=15.638 20．齒輪測(cè)量： 圓柱直徑（第一次） =0.4035=23.12° =3.42 圓柱直徑（第二次） =0.384=22° ）=4.37 取=4.4 21．量柱距 第一次測(cè)量：inv=0.02228 偶數(shù)齒 ==41.367 第二次測(cè)量： =0.019284 偶數(shù)齒 ==40

42、.108 22．徑向間隙：外齒輪齒根與齒輪齒頂之間 外齒輪滾齒 ==0.3 外齒輪插齒 ==0.4356 inv=0.02114 23． 齒輪齒根與外齒輪齒頂之間 ==0.2517 =0.06343 24．插齒輪：漸開線干涉 =0.28 =9.925 25 =0.77958 =0.025 第四章 其他元件的選擇 4.1 鍵的選擇 鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳

43、遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面見則留有間隙。 平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、對(duì)中性較好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。這種鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。 鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件來(lái)選擇；鍵的尺寸則按符合便準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取決。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b x鍵高h(yuǎn)表示）與長(zhǎng)度L。鍵的截面尺寸b x h按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長(zhǎng)度L一般按輪轂的長(zhǎng)度而定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；而導(dǎo)向平鍵則由按輪轂的長(zhǎng)度與其滑動(dòng)距離而阿定。一般輪轂的長(zhǎng)度可取為L(zhǎng)’≈（1.5-2）d，這里d

44、為軸的直徑。所選定的鍵長(zhǎng)亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度系列。 我們選用圓頭平鍵，它宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中能夠軸向固定良好。缺點(diǎn)是鍵的兩頭側(cè)面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應(yīng)力集中較大。 4.2 齒輪的材料與其選擇原則 在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)使吃面具有較高的抗磨損、抗電蝕、抗膠合與抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。因此，對(duì)齒輪材料性能的基本要求為：吃面要硬，齒芯要韌。 4.2.1 選用的齒輪材料：鋼 鋼的韌性好，耐沖擊，還可通過(guò)熱處理或化學(xué)熱吃力改善其力學(xué)性能與提高吃面的硬度，故最適于用來(lái)制造齒輪。 熱處理后

45、的切齒的齒輪所用的鋼，對(duì)于強(qiáng)度、速度與精度都要求不高的齒輪，應(yīng)采用軟齒面（硬度≤350HBS）以便于切齒，并使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應(yīng)將齒輪毛坯經(jīng)過(guò)?；ㄕ穑┗蛘{(diào)質(zhì)吃力后切齒。切制后即成成品，其精度一般為8級(jí)，精切時(shí)可達(dá)7級(jí)。這類齒輪制造簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)率高。 4.2.2 選擇原則 齒輪材料的種類很多，在選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素也很多： 1）．齒輪材料必須滿足工作條件的要求。 2）．應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小，毛坯成型方法與熱處理和制造工藝。中等或中等以下的尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作，尺寸較小而又要求不高時(shí)，可選用圓鋼作毛坯。 3）．正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何

46、，只能制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷，調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。 根據(jù)以上的選擇限制條件，選擇45鋼作為齒輪的材料。 4.3 滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與其他類型軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。 常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造與供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承。 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它由圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等四部分組成。圈用來(lái)和軸頸裝配，外圈用來(lái)和軸承座裝配。通常是圈隨軸頸回轉(zhuǎn)，外圈固定，但也可用于外圈回轉(zhuǎn)

47、而圈不動(dòng)，或是、外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。當(dāng)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在、外圈的滾道間滾動(dòng)。常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子等。軸承、外圈上的滾道，有限制滾動(dòng)體側(cè)向位移的作用。 保持架的主要作用是均勻地隔開滾動(dòng)體。 軸承的、外圈和滾動(dòng)體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后硬度一般不低于60HRC。由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過(guò) 150°的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于 120°時(shí)。元件硬度不會(huì)下降。 軸承的代號(hào)：在常用的各類滾動(dòng)軸承中，每種類型又可做成幾種不同的結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等級(jí)，以便適應(yīng)不同的技術(shù)要求。為了統(tǒng)一表征各類軸承的特點(diǎn)，以便組織生產(chǎn)和選用

48、，GB/T 272——1993規(guī)定了軸承代號(hào)的表示方法。 正確選用軸承類型時(shí)應(yīng)考慮的主要因素： 1. 根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載在后的變形也較小。 2. 軸承的轉(zhuǎn)速，球軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速。 3. 軸承的調(diào)心能力，當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時(shí)，或因軸受力而彎曲或傾斜時(shí)，會(huì)造成軸承的外圈軸線發(fā)生偏斜。這時(shí)，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面球軸承。這類軸承在軸與軸承座孔德軸線有不大的相對(duì)偏斜時(shí)仍能正常工作。 4. 軸承的安裝和拆卸，便于裝卸，也是在選擇軸承時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素。 經(jīng)綜合比較后選用軸

49、承如圖示意表示： 簡(jiǎn)圖 類型名稱 結(jié)構(gòu)代號(hào) 基本額定動(dòng)載荷比 極限轉(zhuǎn)速比 軸向承載能力 軸向限位能力 性能和特點(diǎn) 深溝球軸承 60000 1 高 少量 Ⅰ 主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受消小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，可用來(lái)承受純軸向載荷。工作中允許、外圈軸線偏斜量≤8′- 16′，大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。 圈有單擋邊的圓柱滾子軸承 NJ0000 1.5-3 高 少量 Ⅱ 外圈（或圈）可以分離，故不能承受軸向載荷，滾子由圈（或外圈）的擋邊軸向定位，工作時(shí)允許、外圈有少量的軸向錯(cuò)動(dòng)。有較大的徑向承載能力，但外圈軸線的允許偏斜量很小（2

50、′-4′）。這一類軸承還可以不帶外圈或圈。 4.4 軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件（如齒輪、蝸輪），都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要?jiǎng)幽苁侵С谢剞D(zhuǎn)零件與傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 軸的設(shè)計(jì)也和其他零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以與軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中的重要容。 軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)

51、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。由于碳鋼壁合金鋼臉頰，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。 必須指出：在一般工作溫度下（低于200°），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。各種熱處理（如高頻淬火、氮化、氰化等）以與表面強(qiáng)化（如噴丸、滾壓），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

52、包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置與形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以與和軸聯(lián)接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向與分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。 軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆盒調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。 軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、工藝以與軸上零件的安裝布置等對(duì)軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以應(yīng)在這些方面進(jìn)行充分的考慮，以利提高軸的承載能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本： 1． 合理布置軸上零件

53、以減小軸的載荷。 2． 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷。 3． 改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響。 4． 改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度。 軸系圖如圖所示： 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載與應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x取其許用應(yīng)力 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為： ==[] ----扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa T----軸所受的扭矩，單位為N·mm W---軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)，單位為N.mm n--軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min P----軸的傳遞功率，單位為Kw d----計(jì)算截面處軸的直徑，單位為mm []----許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa 輸出軸上的

54、功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，若每級(jí)齒輪傳動(dòng)的功率為=0.97，有 ==4.075 kW ==58 r/min =9550000=670970 N.mm 軸的材料選擇為45鋼，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3查得 選擇許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[]圍在25-45之間，取[]=30MPa A圍在126-103之間,取A為110 軸的直徑d： d= A 式中A==116.76 =48.56mm 對(duì)段軸徑進(jìn)行校核： 安全系數(shù)為S=2， ====23.86=30 ====20.16=30 ====4.602=30 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 = 軸的抗彎截面系數(shù)W=0.1=0.1x=14060.8

55、 軸的抗扭截面系數(shù)W=0.2=28121.6 則扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為23.86<[] 軸的許用彎曲應(yīng)力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)： 僅有法向力時(shí)：； 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得彎曲疲勞極限 剪切疲勞極限 截面上理論應(yīng)力集中系數(shù)與查表可得 因； 經(jīng)插值后查得=2.0；=1.31 軸的敏性系數(shù)為 有效應(yīng)力集中系數(shù)： 查表得表面質(zhì)量系數(shù)，可以取 則綜合系數(shù)為 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得45鋼的特性系數(shù)為 取0.1； 取0.05 計(jì)算安全系數(shù)值， 故可以知道其安全。 4.5 密封件 選用注意事項(xiàng)：油封廣泛用于在低壓油潤(rùn)

56、滑系統(tǒng)中作旋轉(zhuǎn)密封，尤其廣泛用于尺寸不大的傳動(dòng)裝置的密封。當(dāng)用作油封時(shí)，唇口應(yīng)朝向機(jī)器部，用作防塵時(shí)，唇口應(yīng)朝向大氣。要求同時(shí)具有封油和防塵作用時(shí)，可采用兩個(gè)油封相背安裝。 參考文獻(xiàn) [1] Ц．A．鮑洛托夫斯基主編,　展,國(guó)瑞譯.漸開線齒輪與蝸桿傳動(dòng)幾何計(jì)算手冊(cè),1990 [2] A．K．Thomas，W．Charchut，齒輪承載能力計(jì)算譯校小組譯校.齒輪承載能力計(jì)算.冶金工業(yè),1979 [3] 朱景梓等.漸開線齒輪變位導(dǎo)數(shù)的選擇.人民教育,1982 [4] 王謨金，AuToCAD 2004 機(jī)械制圖教程 機(jī)械工業(yè) [5] 機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì)編.機(jī)械工程手冊(cè)：第6

57、卷.第32篇齒輪傳動(dòng).：機(jī)械工業(yè)，1982 [6] 機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì)編.機(jī)械工程手冊(cè)：補(bǔ)充本（二）.齒輪傳動(dòng)篇.：機(jī)械工業(yè)，1988 [7] 《齒輪制造手冊(cè)》編輯委員會(huì).齒輪制造手冊(cè)..機(jī)械工業(yè) [8] 《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》編輯委員會(huì).現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)..機(jī)械工業(yè) [9] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：中冊(cè).第2版..化學(xué)工業(yè)，1982 [10] 耕華，胡來(lái)榕，啟松主編.機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)..煤炭工業(yè) [11] 廷棟等編著.漸開線行星齒輪傳動(dòng)..科技大學(xué)，1986 [12] 饒振綱編.行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)..國(guó)防工業(yè)，1980 [13] 馬叢謙、自修等編著.漸開線行星

58、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)..機(jī)械工業(yè)，1987 [14] 漸開線少齒差行星齒輪減速器編寫組編.漸開線少齒差行星齒輪減速器.機(jī)械工業(yè)，1978 [15] 桂芳等編.機(jī)械設(shè)計(jì)便覽.科學(xué)技術(shù) [16] 紀(jì)名剛編.機(jī)械設(shè)計(jì)：第七版.高等教育 [17] GB3480漸開線圓柱承載能力計(jì)算方法..國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，1997 [18] 國(guó)瑞。展編著.行星傳動(dòng)技術(shù).：交通大學(xué)，1989 [19] 展主編.實(shí)用機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).：科學(xué)，1994 [20] 學(xué)厚.行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)..工業(yè)學(xué)院，1988 致 首先要衷心地感導(dǎo)師徐學(xué)忠博士半學(xué)期的指導(dǎo)和教會(huì)。本論文從選題，設(shè)計(jì)方案的確定到最后的定稿，無(wú)一不凝聚著徐博士的心血和無(wú)私的奉獻(xiàn)，正是導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度，執(zhí)著的敬業(yè)精神和崇高的人格感染著我，使我在遇到困難時(shí)不氣餒，不斷進(jìn)取，在此謹(jǐn)向他們表示衷心的感。 在設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，得到徐博士以與系里的一些老師熱心的幫助和指導(dǎo)。在此謹(jǐn)向各位老師表示最誠(chéng)摯的意！ 感畢業(yè)設(shè)計(jì)期間曾給予我許多幫助的諸位同學(xué)，他們是羅曼、亞兵、杰等同學(xué)。 感所有支持、關(guān)心、愛護(hù)、教導(dǎo)我的大眾。特別感那些默默無(wú)聞?dòng)枰灾敢膶?dǎo)師！ 36 / 36