三環(huán)減速器軸的設(shè)計(jì)說明書

三環(huán)減速器軸的設(shè)計(jì)說明書,減速器,設(shè)計(jì),說明書 LOGO三三環(huán)環(huán)減速器減速器軸軸的的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：XXX姓名：XXXLOGO目目 錄錄Part1:選題意義Part2:主要內(nèi)容Part3:分析方法Part4:總結(jié)建議LOGO目目 錄錄Part1:選題意義選題意義Part2:主要內(nèi)容Part3:分析方法Part4:總結(jié)建議第一章第一章 引言引言概況概況國內(nèi)情況國內(nèi)情況國外情況國外情況減速器有很多分類，三環(huán)減速器也是有很多型號(hào)，在本文只分析對(duì)稱式三環(huán)減速器。我國最早研究減速器是在上個(gè)世紀(jì)六十年代，一些研究所和實(shí)驗(yàn)室都做出了重要貢獻(xiàn)，其中四川工業(yè)學(xué)院取得的成就較大。國外工業(yè)化是從1807年的“禁運(yùn)”或18121814年的英美戰(zhàn)爭結(jié)束后才開始的。到第二次工業(yè)革命的時(shí)候已經(jīng)完成工業(yè)化，成為第一大工業(yè)國。研究意義為了應(yīng)該合理的裝配三環(huán)減速器的輸入軸和輸出軸，可以將輸入軸分布在輸出軸的兩側(cè)，通過力學(xué)知識(shí)確定好各軸之間的距離，這樣可以達(dá)到減小各個(gè)截面受到的正應(yīng)力和切應(yīng)力，可以有效地減少機(jī)器的振動(dòng)幅度，也降低了機(jī)器在工作時(shí)高溫度。在動(dòng)力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)中，三環(huán)減速器充當(dāng)著中間傳力機(jī)構(gòu)，三環(huán)減速器可以降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可以提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M。LOGO目目 錄錄Part1:選題意義Part2:主要內(nèi)容主要內(nèi)容Part3:分析方法Part4:實(shí)踐運(yùn)用Part5:總結(jié)建議第第二二章章 工作原理工作原理齒輪的傳動(dòng)是靠著主動(dòng)輪齒闊帶動(dòng)著從動(dòng)輪齒廓來實(shí)現(xiàn)的，兩輪的瞬時(shí)角速度之比成為傳動(dòng)比，工程上要求傳動(dòng)比是一個(gè)定值。在漸開線齒廓嚙合時(shí)具有四線合一、中心距可分性、嚙合角不變以及兩個(gè)節(jié)圓作純滾動(dòng)，齒面上無滑動(dòng)存在。其中四線合一是嚙合線、過嚙合點(diǎn)的公法線、基圓的內(nèi)公切圓和正壓力作用線。顯然齒輪傳動(dòng)是嚙合角不變，力作用線方向不變，傳動(dòng)還是相對(duì)平穩(wěn)的三環(huán)減速器的組成結(jié)構(gòu)為低速大齒輪軸（套接）、高速小齒輪軸和三片環(huán)板。其中高速軸是輸入軸，輸出軸是那一個(gè)低速軸，高速軸是由三個(gè)軸成120度偏心。高速小齒輪軸在那低速大齒輪軸的兩側(cè)分布，但是低速大齒輪軸的軸線與高速小齒輪軸的軸線不在同一水平面內(nèi)。三環(huán)減速器在做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)傳動(dòng)軸之間相互配合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)著三個(gè)環(huán)板做著平面運(yùn)動(dòng)。將高速小齒輪軸在低速大齒輪軸的兩側(cè)分布，通過齒輪的嚙合，可以實(shí)現(xiàn)比較大的傳動(dòng)比。一般采用漸開線齒形，齒輪傳動(dòng)傳遞動(dòng)力大、效率高、壽命長、工作平穩(wěn)可靠并且可以保證恒定的傳動(dòng)比?；鶊A內(nèi)無漸開線。傳傳動(dòng)動(dòng)比比傳動(dòng)比公式：分度圓直徑：曲柄長度：LOGO目目 錄錄Part1:選題意義Part2:主要內(nèi)容Part3:分析方法分析方法Part4:總結(jié)建議 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核對(duì)軸的設(shè)計(jì)和校核需要用到材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，應(yīng)從軸的選材、軸的拉壓應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)、彎曲、相應(yīng)的組合變形以及穩(wěn)定性進(jìn)行綜合的考慮。對(duì)輸出軸進(jìn)行布置：首先應(yīng)該選用實(shí)心的齒輪作為輸出軸，考慮到要進(jìn)行裝配，將輸出軸加工成階梯軸以便于拆卸，同樣的三塊內(nèi)齒環(huán)板的內(nèi)齒輪應(yīng)該與外齒輪嚙合的地方選擇同樣的直徑以便于加工，可采用軸間定位，軸的兩端采用滾動(dòng)軸承固定。在軸上設(shè)計(jì)兩個(gè)鍵槽用于傳遞動(dòng)力。輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核軸的最小直徑：校核：校核：輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核算出輸入軸的最小直徑：對(duì)輸入軸進(jìn)行布置：輸入軸為高速度小齒輪軸，動(dòng)力輸入到此軸，此軸上有鍵槽，進(jìn)行動(dòng)力的傳動(dòng)，考慮到要進(jìn)行裝配，將輸入軸加工成階梯軸以便于拆卸，同樣的三塊內(nèi)齒環(huán)板的內(nèi)齒輪應(yīng)該與外齒輪嚙合的地方選擇同樣的直徑以便于加工，可采用軸間定位，軸的兩端采用滾動(dòng)軸承固定。輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核強(qiáng)度校核：LOGO目目 錄錄Part1:選題意義Part2:主要內(nèi)容Part3:分析方法Part4:總結(jié)建議裝配圖：三環(huán)兩相的主視圖三環(huán)兩相的主視圖裝配圖：三環(huán)兩相的俯視圖三環(huán)兩相的俯視圖裝配圖：三環(huán)兩相的左視圖三環(huán)兩相的左視圖總結(jié)：總結(jié)：1.在本次設(shè)計(jì)之前研究了很多參考文獻(xiàn)，在中期理論與實(shí)踐相結(jié)合撰寫論文，在后期進(jìn)行校核并且滿足要求。2.本文講解了三環(huán)減速器在國內(nèi)以及國外的發(fā)展?fàn)顩r，我國研究的比較晚，這些年來我們一直在進(jìn)步，相信我國技術(shù)將會(huì)逐年提高，三環(huán)減速器也會(huì)適用于更多的行業(yè)領(lǐng)域。3.本次課題以三環(huán)減速器為研究對(duì)象，通過對(duì)三環(huán)減速器的組成以及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，對(duì)三環(huán)減速器的輸入軸、輸出軸、支撐軸、內(nèi)齒環(huán)板、偏心套等進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，完成了參數(shù)設(shè)計(jì)。并且對(duì)輸入軸、輸出軸、支撐軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核并驗(yàn)證滿足強(qiáng)度要求。4.本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處是：為了使得裝配工人的工作量大大減小，將上箱體設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱式分箱；在支撐軸所在的孔內(nèi)安裝減少對(duì)沖的振環(huán)，用來減輕機(jī)器工作時(shí)的振動(dòng)。LOGO謝謝大家謝謝大家 敬請(qǐng)指正敬請(qǐng)指正指導(dǎo)老師：XXXX姓名：XXXXXXX 三環(huán)減速器軸的設(shè)計(jì) 目錄 摘要 II Abstract III 第一章 引言 1 1.1 三環(huán)減速器概況 1 1.2三環(huán)減速器國內(nèi)發(fā)展情況 1 1.3三環(huán)減速器國外發(fā)展情況 1 1.4三環(huán)減速器研究意義 2 1.5本章小結(jié) 2 第二章 三環(huán)減速器的工作原理 3 2.1 三環(huán)減速器的組成及工作原理 3 2.2 三環(huán)減速器的傳動(dòng)比 4 2.3本章小結(jié) 5 第三章 三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 6 3.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 11 3.3支承軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 14 3.4 偏心套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 14 3.5 內(nèi)齒環(huán)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3.6 齒輪根切現(xiàn)象 16 3.7 變位系數(shù) 16 3.8 減振和均載 16 3.9裝配圖： 16 3.10 本章小結(jié) 17 第四章 結(jié)論 18 參考文獻(xiàn) 19 致 謝 20 三環(huán)減速器設(shè)計(jì) 摘要 三環(huán)減速器在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，本文對(duì)三環(huán)減速器的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，它由動(dòng)力源把動(dòng)力給到輸入軸，輸入軸使得內(nèi)齒環(huán)板在空間做平面運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使得輸出軸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。三環(huán)減速器將輸入軸與輸出軸平行設(shè)計(jì)放置，它的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大、體積小、質(zhì)量較輕、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、機(jī)構(gòu)緊湊、具有非常大的承載能力而且超載能力也很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，裝拆和維修比較容易，所以在工業(yè)上適用范圍非常廣泛，三環(huán)減速器被廣泛應(yīng)用于石油開采、建筑行業(yè)、食品行業(yè)、礦山行業(yè)以及冶金行業(yè)。本設(shè)計(jì)主要從三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及傳動(dòng)比等來展開說明。 關(guān)鍵詞：三環(huán)減速器；傳動(dòng)比；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) Design of three-ring gear reducer Abstract Three-ring reducer plays an important role in the industrial field, this paper has designed the main structure of the three-ring reducer, it by the power source to the power to the input shaft, the input shaft makes the inner ring plate in the space plane motion, and then the output shaft movement. Three-ring gear reducer placed parallel to the input shaft and output shaft design, it has the advantage of large transmission ratio, small volume, light quality, strong practicability, simple operation, compact bodies, has a very large carrying capacity and overload capacity is strong, reasonable structure design, convenient disassembly and maintenance, so the scope of application is very extensive in the industry, three-ring gear reducer is widely used in oil drilling, construction industry, food industry, mining industry, and metallurgical industry. This design mainly from the structure of the three ring reducer, working principle and transmission ratio to explain. Key words: three-ring reducer; Transmission ratio; The structure design III 第一章 引言 1.1 三環(huán)減速器概況 三環(huán)減速器是作為中間介質(zhì)，在動(dòng)力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)中，三環(huán)減速器充當(dāng)著中間傳力機(jī)構(gòu)。一般中間傳力機(jī)構(gòu)在傳遞動(dòng)力的同時(shí)會(huì)改變動(dòng)力的大小和方向，所以三環(huán)減速器起到非常重要的作用。同時(shí)在加工制造三環(huán)減速器時(shí)要嚴(yán)格遵守其加工要求，制定好機(jī)械加工工藝規(guī)程。三環(huán)減速器采用的是漸開線齒形，應(yīng)避免根切現(xiàn)象。三環(huán)減速器作為動(dòng)力傳動(dòng)裝置在機(jī)械行業(yè)廣泛采用，三環(huán)減速器的工作溫度在-40~45℃。如果低于0℃時(shí)，在開啟機(jī)器之前按要求應(yīng)該用潤滑油對(duì)機(jī)器進(jìn)行預(yù)熱處理，防止機(jī)器不工作或者損傷。三環(huán)減速器有正、反兩向運(yùn)轉(zhuǎn)，需按要求進(jìn)行使用。減速器有很多分類，三環(huán)減速器也是有很多型號(hào)，在本文只分析對(duì)稱式三環(huán)減速器。 1.2三環(huán)減速器國內(nèi)發(fā)展情況 我國最早研究減速器是在上個(gè)世紀(jì)六十年代，一些研究所和實(shí)驗(yàn)室都做出了重要貢獻(xiàn)，其中四川工業(yè)學(xué)院取得的成就較大。自從上個(gè)世紀(jì)六十年代以來，先后制定了通用減速器的一系列標(biāo)椎，我國初期減速器的制造大多都是根據(jù)蘇聯(lián)的工業(yè)技術(shù)進(jìn)行制造的，根據(jù)當(dāng)時(shí)的條件以及落后的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的，我國制造領(lǐng)域落后于國際標(biāo)準(zhǔn)，與國際標(biāo)準(zhǔn)有很大的差距。我國由最初制造的減速器體積大、質(zhì)量重喝操作維修難等缺點(diǎn)逐步改變?yōu)椴僮骶S修簡單、減速比大、體積小重量輕、承載能力高、制造容易、成本低、精度高、適應(yīng)性廣、效率高和軸向尺寸小等方面發(fā)展。我國現(xiàn)有舊技術(shù)的減速器還需用很長一段時(shí)間才可以更新?lián)Q代，現(xiàn)在我國制造業(yè)也是逐年上升的趨勢。 1.3三環(huán)減速器國外發(fā)展情況 對(duì)于外國的研究情況來說，外國人研究時(shí)間較早，減速器應(yīng)用范圍很廣，汽車和飛機(jī)都要用到減速器。國外工業(yè)化一般認(rèn)為是從1807年的“禁運(yùn)”或1812~1814年的英美戰(zhàn)爭結(jié)束后才開始的。結(jié)束時(shí)間：到第二次工業(yè)革命的時(shí)候已經(jīng)完成工業(yè)化，成為第一大工業(yè)國。兩次世界大戰(zhàn)以及戰(zhàn)后的第三次工業(yè)革命，是工業(yè)化的縱深發(fā)展。從80年代開始，進(jìn)入“后工業(yè)化”時(shí)期。在工業(yè)化發(fā)展過程中，各個(gè)領(lǐng)域?qū)p速器的需求越來越大，研究者加大了對(duì)減速器的研究成本，在現(xiàn)在看來衡量一個(gè)國家的實(shí)力依然是靠工業(yè)的發(fā)展程度，所以可想而知當(dāng)時(shí)減速器已經(jīng)成為衡量國家工業(yè)水平的標(biāo)椎之一。擺線減速器最早是德國人提出的少齒差行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在歐洲和法國也是發(fā)展迅速，日本人提出的減速傳動(dòng)可對(duì)機(jī)器人性能的增強(qiáng)有一定作用。 1.4三環(huán)減速器研究意義 為了應(yīng)該合理的裝配三環(huán)減速器的輸入軸和輸出軸，可以將輸入軸分布在輸出軸的兩側(cè)，通過力學(xué)知識(shí)確定好各軸之間的距離，這樣可以達(dá)到減小各個(gè)截面受到的正應(yīng)力和切應(yīng)力，可以有效地減少機(jī)器的振動(dòng)幅度，也降低了機(jī)器在工作時(shí)高溫度。在動(dòng)力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)當(dāng)中，三環(huán)減速器充當(dāng)著中間傳力機(jī)構(gòu)，三環(huán)減速器可以降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可以提高電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩M。在機(jī)械行業(yè)減速器應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在的減速器操作維修簡單、減速比大、體積小重量輕、承載能力高、制造容易、成本低、精度高、適應(yīng)性廣、效率高、軸向尺寸小、大功率和低噪音等方面發(fā)展，但是由于目前的技術(shù)水平受限，今后還需從原材料的加工、提高工藝水平和選用適當(dāng)?shù)募庸げ牧蟻碇圃斐龈谐尚У臏p速器。三環(huán)減速器的應(yīng)用前景很廣、很大，所以一直是國家重點(diǎn)關(guān)注的。減速器的設(shè)計(jì)水平以及制造水平將直接干擾整個(gè)機(jī)器乃至工程的穩(wěn)定性和可行性，因此需要制造出穩(wěn)定性高、振動(dòng)幅度小的產(chǎn)品來。隨著我國減速器不斷的發(fā)展，我們向著體積小、質(zhì)量輕、操作維修簡單、高效率、耐用時(shí)間長和傳動(dòng)比大等方向進(jìn)行發(fā)展，但是這都是理想狀態(tài)，很難實(shí)現(xiàn)，比預(yù)期還要差一截，其中加工制造也會(huì)出現(xiàn)不可避免的誤差，因此，根據(jù)機(jī)械制造工藝學(xué)及三環(huán)減速器的工作原理本文設(shè)計(jì)了將上箱體設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱式分箱特點(diǎn)的減速器。 1.5本章小結(jié) 本章是對(duì)三環(huán)減速器的說明，分別從三環(huán)減速器國內(nèi)發(fā)展情況、三環(huán)減速器國外發(fā)展情況和三環(huán)減速器研究意義進(jìn)行了講解。 第二章 三環(huán)減速器的工作原理 三環(huán)減速器是齒輪傳動(dòng)裝置，它體積小、質(zhì)量輕、承載能力大且便宜，廣泛的適應(yīng)于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，并產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟(jì)收益。但是三環(huán)減速器剛研制出來不久，對(duì)目前的理論的研究分析和對(duì)市場調(diào)研還不是很成熟，所以本次設(shè)計(jì)只能用簡單的模型或者用類比法進(jìn)行簡單設(shè)計(jì)。 2.1 三環(huán)減速器的組成及工作原理 三環(huán)減速器的組成結(jié)構(gòu)為低速大齒輪軸（套接）、高速小齒輪軸和三片環(huán)板。其中高速軸是輸入軸，輸出軸是那一個(gè)低速軸，高速軸是由三個(gè)軸成120度偏心。高速小齒輪軸在那低速大齒輪軸的兩側(cè)分布，但是低速大齒輪軸的軸線與高速小齒輪軸的軸線不在同一水平面內(nèi)。三環(huán)減速器在做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，各個(gè)傳動(dòng)軸之間相互配合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)著三個(gè)環(huán)板做著平面運(yùn)動(dòng)。將高速小齒輪軸在低速大齒輪軸的兩側(cè)分布，通過齒輪的嚙合，可以實(shí)現(xiàn)比較大的傳動(dòng)比。一般采用漸開線齒形，齒輪傳動(dòng)傳遞動(dòng)力大、效率高、壽命長、工作平穩(wěn)可靠并且可以保證恒定的傳動(dòng)比?；鶊A內(nèi)無漸開線[1]。 齒輪的傳動(dòng)是靠著主動(dòng)輪齒闊帶動(dòng)著從動(dòng)輪齒廓來實(shí)現(xiàn)的，兩輪的瞬時(shí)角速度之比成為傳動(dòng)比，工程上要求傳動(dòng)比是一個(gè)定值。在漸開線齒廓嚙合時(shí)具有四線合一、中心距可分性、嚙合角不變以及兩個(gè)節(jié)圓作純滾動(dòng)，齒面上無滑動(dòng)存在。其中四線合一是嚙合線、過嚙合點(diǎn)的公法線、基圓的內(nèi)公切圓和正壓力作用線。顯然齒輪傳動(dòng)是嚙合角不變，力作用線方向不變，傳動(dòng)還是相對(duì)平穩(wěn)的[1]。 見下圖： 2-1三環(huán)減速器的對(duì)稱式結(jié)構(gòu) 2-2三環(huán)減速器運(yùn)動(dòng)簡圖 注：1、內(nèi)齒環(huán)板 2、輸入小齒輪軸 3、支承軸 4、輸出大齒輪軸 5、外齒輪 6、偏心套 7、偏心套 由于三環(huán)減速器的高速度軸和低速度軸的布置方式不同，所以對(duì)稱式和偏置式。上圖所示為高速小齒輪軸在那低速大齒輪軸的兩側(cè)分布。三環(huán)減速器依靠齒輪來傳遞動(dòng)力，同時(shí)運(yùn)用四桿機(jī)構(gòu)的原理，把動(dòng)力源提供出的動(dòng)力給到兩個(gè)曲軸上，使得兩個(gè)曲軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)三個(gè)有內(nèi)齒的內(nèi)齒環(huán)板在做平面運(yùn)動(dòng)，三個(gè)內(nèi)齒輪環(huán)板圍繞著一個(gè)輸出齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，就像行星式齒輪工作一樣。 2.2 三環(huán)減速器的傳動(dòng)比 2-3傳動(dòng)比計(jì)算示意圖 三環(huán)減速器進(jìn)行工作時(shí)，輸入軸帶動(dòng)三個(gè)內(nèi)齒環(huán)板做空間運(yùn)動(dòng)，各個(gè)運(yùn)動(dòng)副的摩擦不計(jì)。在圖中無論01A和02B怎么轉(zhuǎn)動(dòng)，三點(diǎn)始終共線。并且嚙合點(diǎn)會(huì)一直在000的連線延長線上。不妨設(shè)內(nèi)齒圈齒數(shù)為Z2,外齒輪齒數(shù)為Z1，根據(jù)公式 [1] (2-1) 可以計(jì)算出內(nèi)齒圈的分度圓直徑。根據(jù)公式 （2-2） 可以計(jì)算出曲柄長度。不妨設(shè)曲柄O1A的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為w，所以可知VA= VB= ew，由于內(nèi)齒環(huán)板作平面運(yùn)動(dòng)，在相同的時(shí)間內(nèi)，C點(diǎn)速度和B點(diǎn)速度始終相等。 即 （2-3） 由公式即可以算出三環(huán)減速器的傳動(dòng)比計(jì)算公式 （2-4） 其中i為傳動(dòng)比，z1為外齒輪的齒數(shù)，z2為內(nèi)齒輪的齒數(shù)。之所以帶負(fù)號(hào)是因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。 2.3本章小結(jié) 本章主要是從三環(huán)減速器的組成、基本結(jié)構(gòu)、工作原理和傳動(dòng)比計(jì)算等進(jìn)行詳細(xì)的說明，做出了相應(yīng)的分析。表明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。 第三章 三環(huán)減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此章節(jié)主要是對(duì)三環(huán)減速器的機(jī)構(gòu)進(jìn)行理論分析設(shè)計(jì)，不妨設(shè)傳動(dòng)比i=30，輸出的負(fù)載扭矩為Tmax =1000N×m,轉(zhuǎn)速：1500r/min。 3.1 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 對(duì)軸的設(shè)計(jì)和校核需要用到材料力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，應(yīng)從軸的選材、軸的拉壓應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)、彎曲、相應(yīng)的組合變形以及穩(wěn)定性進(jìn)行綜合的考慮。 (1) 算出輸出軸的最小直徑 初步確定軸的最小直徑可按照公式[3] (3-1) 來確定。 由已知條件帶入公式計(jì)算得出軸的最小直徑： （3-2） 考慮到安全系數(shù)，取dmin=60mm。 (2) 對(duì)輸出軸進(jìn)行布置： 首先應(yīng)該選用實(shí)心的齒輪作為輸出軸，考慮到要進(jìn)行裝配，將輸出軸加工成階梯軸以便于拆卸，同樣的三塊內(nèi)齒環(huán)板的內(nèi)齒輪應(yīng)該與外齒輪嚙合的地方選擇同樣的直徑以便于加工，可采用軸間定位，軸的兩端采用滾動(dòng)軸承固定。在軸上設(shè)計(jì)兩個(gè)鍵槽用于傳遞動(dòng)力。 3-1輸出軸模型 (3) 輸出軸的強(qiáng)度校核 分度圓半徑為120mm，根據(jù)公式 （3-3） 當(dāng)工況角時(shí)嚙合的力最大，所以由材料力學(xué)知識(shí)校核時(shí)的軸的強(qiáng)度。將帶入公式 （3-4） 進(jìn)行平移分解，另外一塊環(huán)板施加的力與第一塊環(huán)板施加的力相差，則對(duì)應(yīng)的有： （3-5） 將帶入計(jì)算得： （負(fù)號(hào)代表與假設(shè)方向相反） 豎直平面的約束反力： 3-2輸出軸在豎直平面內(nèi)的受力圖 由平面力系的平衡方程： 得： 彎矩圖： 3-3輸出軸在豎直平面的彎矩圖 水平平面內(nèi)的受力圖： 3-4輸出軸在水平平面內(nèi)的受力圖 由平面力系的平衡方程： 得: 水平平面內(nèi)的彎矩圖： 3-5輸出軸在水平平面內(nèi)的彎矩圖 解得： 最大彎矩: 輸出的負(fù)載扭矩為Tmax =1000N×m, 最危險(xiǎn)截面在截面2處。對(duì)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核： (3-6) 得： 3-6輸出階梯軸的設(shè)計(jì)尺寸示意圖 3.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 (1) 算出輸入軸的最小直徑 對(duì)軸進(jìn)行材料的選擇，選用45號(hào)鋼，不妨設(shè)A0=114，帶入相應(yīng)的公式計(jì)算得： 安全考慮，取dmin=19mm。 (2) 對(duì)輸入軸進(jìn)行布置： 輸入軸為高速度小齒輪軸，動(dòng)力輸入到此軸，此軸上有鍵槽，進(jìn)行動(dòng)力的傳動(dòng)，考慮到要進(jìn)行裝配，將輸入軸加工成階梯軸以便于拆卸，同樣的三塊內(nèi)齒環(huán)板的內(nèi)齒輪應(yīng)該與外齒輪嚙合的地方選擇同樣的直徑以便于加工，可采用軸間定位，軸的兩端采用滾動(dòng)軸承固定。 (3) 輸入軸的強(qiáng)度校核： 豎直平面內(nèi)受力分析圖： 3-7 輸入軸在豎直平面內(nèi)的受力圖 豎直平面內(nèi)受力分析圖和彎矩圖： 3-8輸入軸在豎直平面內(nèi)的受力圖和彎矩圖 軸上受力情況： （負(fù)號(hào)為受力的反向） 支座約束反力： 求各截面的彎矩值： 3-9 輸入軸在水平面的受力分析和彎矩圖 列方程： 解得： ， 彎矩值： 計(jì)算危險(xiǎn)截面： 由以上計(jì)算得截面2為危險(xiǎn)截面，對(duì)截面2進(jìn)行強(qiáng)度校核。 強(qiáng)度校核： 綜上所述，滿足要求。 3-10輸入階梯軸的尺寸示意圖 3.3支承軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 首先合理的選擇支撐軸的材料，同時(shí)滿足熱處理?xiàng)l件，選用45號(hào)鋼，支撐軸的設(shè)計(jì)以及校核都與輸入軸相同 3-11支撐軸設(shè)計(jì)尺寸示意圖 3.4 偏心套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 (1) 偏心套的材料及熱處理方式： 偏心套的材料選用40Cr調(diào)質(zhì)處理[5]，229-269HBs。 (2) 偏心套的偏心距計(jì)算： 根據(jù)公式得：。 (3) 偏心套的結(jié)構(gòu)布置： 低速度軸的偏心套是通過鍵槽與高速度軸進(jìn)行傳遞動(dòng)力，偏心套的結(jié)構(gòu)尺寸見設(shè)計(jì)圖。從材料力學(xué)的角度考慮，為了保證偏心套的強(qiáng)度、硬度和穩(wěn)定性可靠，鍵槽應(yīng)該布置在內(nèi)孔中心和外圓中心線的延長線上，并且布置在鍵槽與偏心套外邊緣相距較遠(yuǎn)一側(cè)。 (4) 偏心套的破壞形式及強(qiáng)度校核 一般情況下的破壞形式只要是有以下幾種破壞形式：剪切破壞、擠壓破壞和拉伸破壞， 偏心套能發(fā)生破壞的情況會(huì)有以下等狀況，即剪切破壞、擠壓破壞。 根據(jù)剪切強(qiáng)度校核公式：[4]得出tmax=14.15 MPa<[t]。 由此可以得出結(jié)果，對(duì)剪切強(qiáng)度校核符合強(qiáng)度要求。 擠壓強(qiáng)度計(jì)算：根據(jù)公式[6]，可以計(jì)算出擠壓應(yīng)力為=32.81 MPa<[]=100 MPa[6]。 綜上所述，根據(jù)材料力學(xué)所學(xué)知識(shí)可以得到，滿足強(qiáng)度條件。 3-12偏心套設(shè)計(jì)尺寸示意圖 3.5 內(nèi)齒環(huán)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）對(duì)內(nèi)齒環(huán)板進(jìn)行材料的選定： 三環(huán)減速器中的內(nèi)齒環(huán)板可以說是非常重要了，三個(gè)內(nèi)齒環(huán)板選用45號(hào)鋼，229-269HBs。 （2）內(nèi)齒環(huán)板的合理布置： 輸入軸孔可以設(shè)計(jì)在輸出軸孔的正上方，可以將孔距設(shè)計(jì)為200mm，那么支撐軸可以在輸出軸的兩邊對(duì)稱放置。確定內(nèi)齒環(huán)板的厚度，然后以此為依據(jù)找出合適的軸承，軸承與偏心套配合，這樣就可以確定高速度軸的直徑。 3-13 寬齒板俯視圖 3.6 齒輪根切現(xiàn)象 用展成法加工齒輪時(shí)，若刀具的齒頂線（或齒頂圓）超過理論嚙合線極限點(diǎn)，齒根就會(huì)被切掉一部分。齒輪的根切嚴(yán)重影響了強(qiáng)度要求和硬度要求，因此應(yīng)力求避免。[1] 3.7 變位系數(shù) 變位齒輪的出現(xiàn)解決了很多的問題，可以調(diào)整位置不受限于根切。極大的減輕了振動(dòng)，把刀具與齒坯的相對(duì)位置改變，變位量就是刀具一定的位置[1]。標(biāo)椎齒輪的變位系數(shù)為0. 為避免根切必須采用正變位齒輪，當(dāng)?shù)毒叩凝X頂線正好通過極限點(diǎn)時(shí)，刀具的位移量為最小，此時(shí)的變位系數(shù)稱為最小變位量。[1] 3.8 減振和均載 對(duì)于三環(huán)減速器為偏置式的結(jié)構(gòu)有噪聲大，振動(dòng)大的缺點(diǎn)，這樣就很容易引起溫度快速上升，從而造成了機(jī)器性能達(dá)不到最初的設(shè)計(jì)原則，之前設(shè)計(jì)研究人員大多都是對(duì)偏置式的三環(huán)減速器振動(dòng)方面進(jìn)行研究。三環(huán)減速器還有另外一種類型就是對(duì)稱式三環(huán)減速器，對(duì)稱式三環(huán)減速器的與偏置式不一樣，因此主要集中在均載和潤滑上進(jìn)行研究。 內(nèi)齒環(huán)板之間受到的載荷不均的原因有兩點(diǎn)，一是由于機(jī)器長時(shí)間的運(yùn)作，受到交變應(yīng)力和疲勞應(yīng)力產(chǎn)生了彈性變形；另外一個(gè)原因是因?yàn)樵跈C(jī)械制造加工時(shí)出現(xiàn)了制造誤差。制造誤差不僅影響三環(huán)機(jī)構(gòu)間的載荷均衡，而且還會(huì)使三相機(jī)構(gòu)的受力都有增加。 3.9裝配圖： 3-14 三環(huán)兩相的主視圖 3-15 三環(huán)兩相的俯視圖 3-16 三環(huán)兩相的左視圖 3.10 本章小結(jié) 本章詳細(xì)講述了輸入軸、輸出軸、支撐軸、內(nèi)齒環(huán)板、偏心套以及三環(huán)減速器振動(dòng)和承載力，對(duì)各個(gè)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并說明了裝配原則。 第四章 結(jié)論 本設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容如下： 1、 在本次設(shè)計(jì)之前研究了很多參考文獻(xiàn)，在中期理論與實(shí)踐相結(jié)合撰寫論文，在后期進(jìn)行校核并且滿足要求。 2、 本文講解了三環(huán)減速器在國內(nèi)以及國外的發(fā)展?fàn)顩r，我國研究的比較晚，這些年來我們一直在進(jìn)步，相信我國技術(shù)將會(huì)逐年提高，三環(huán)減速器也會(huì)適用于更多的行業(yè)領(lǐng)域。 3、 本次課題以三環(huán)減速器為研究對(duì)象，通過對(duì)三環(huán)減速器的組成以及工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，對(duì)三環(huán)減速器的輸入軸、輸出軸、支撐軸、內(nèi)齒環(huán)板、偏心套等進(jìn)行了計(jì)算設(shè)計(jì)，完成了參數(shù)設(shè)計(jì)。并且對(duì)輸入軸、輸出軸、支撐軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核并驗(yàn)證滿足強(qiáng)度要求。 4、 三環(huán)減速器的類型不同，對(duì)兩種不同類型的機(jī)器做出了簡要的分析。 5、 三環(huán)減速器是一種少齒差行星傳動(dòng)裝置，嚙合的齒數(shù)相差較少，齒輪傳動(dòng)較平穩(wěn)，承載能力大，壽命時(shí)間長，傳動(dòng)比也比較大。 6、 本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處是：為了使得裝配工人的工作量大大減小，將上箱體設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱式分箱；在支撐軸所在的孔內(nèi)安裝減少對(duì)沖的振環(huán)，用來減輕機(jī)器工作時(shí)的振動(dòng)。 7、 本次設(shè)計(jì)依然存在于很多問題等待解決，三環(huán)減速器的運(yùn)動(dòng)情況和工作原理非常復(fù)雜，本文只對(duì)某一部分進(jìn)行了分析，希望以后技術(shù)和知識(shí)更加的成熟以便于不斷的完善。 參考文獻(xiàn) [1] 陳立德 羅衛(wèi)平．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第四版）北京：高等教育出版社，2013. [2] 濮良貴 陳國定 吳立言．機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）北京：高等教育出版社，2013. [3] 成大先．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷.化學(xué)工業(yè)出版社，2001.1. [4] 單輝祖 謝傳鋒．工程力學(xué)（靜力學(xué)與材料力學(xué)）北京：高等教育出版社，2004. [5] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社，1999.1. [6] 劉鴻文.材料力學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004. 致 謝 三環(huán)減速器的設(shè)計(jì)是在姚海妮老師的指導(dǎo)和支持下完成的，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，老師不管是在學(xué)習(xí)上還是生活上都給與了我無微不至的關(guān)懷與指導(dǎo)。老師教導(dǎo)有方，在本次論文中幫助我解決了許多難題，使我順利完成了本次設(shè)計(jì)。老師的工作作風(fēng)和個(gè)人品質(zhì)也會(huì)一直激勵(lì)著我，在老師工作之余是依然關(guān)心我的進(jìn)度，并且提供給我很多建議，讓我在設(shè)計(jì)過程中學(xué)習(xí)到了更多的東西。謝謝老師的諄諄教導(dǎo)，謝謝老師的鼓勵(lì)，讓我邁向了人生更高的一層臺(tái)階。 20