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無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 平動(dòng)式大傳動(dòng)比減速器的設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，它傳動(dòng)比大，機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，能方便地與電機(jī)配套使用，避免了減速器體積比電機(jī)體積大的現(xiàn)象。該減速器是一種節(jié)能型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，具有國(guó)際先進(jìn)水平。傳動(dòng)比可達(dá)到幾千；機(jī)械效率大于90%；運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，承載能力大，使用壽命長(zhǎng)，體積小，重量輕，約為相似產(chǎn)品的1/3左右。
用于冶金、礦山、機(jī)械、機(jī)器人、航海、輕工、航空、軍工、紡織、化工、建筑等部門，亦可與各類電機(jī)直接聯(lián)接，作成伺服電機(jī)。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1、分析內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的原理,提出由3根偏心軸作平動(dòng)發(fā)生器的實(shí)用新型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng),并推導(dǎo)其傳動(dòng)比的計(jì)算公式.
2、主要零件部件的計(jì)算設(shè)計(jì)
3、裝置的裝配設(shè)計(jì)
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械91 班 姓名 呂晟煒
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
編號(hào)
無(wú)錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目： 平動(dòng)式大傳動(dòng)比減速器的設(shè)計(jì)
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
學(xué) 號(hào)： 0923013
學(xué)生姓名： 呂晟煒
指導(dǎo)教師： 陳偉明 （職稱：教授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
I
無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
誠(chéng) 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì) 平動(dòng)式大傳動(dòng)比減速器的設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級(jí)： 機(jī)械91
學(xué) 號(hào)： 0923013
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無(wú)錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 平動(dòng)式大傳動(dòng)比減速器的設(shè)計(jì)
2、專題
二、課題來(lái)源及選題依據(jù)
內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，它傳動(dòng)比大，機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，能方便地與電機(jī)配套使用，避免了減速器體積比電機(jī)體積大的現(xiàn)象。該減速器是一種節(jié)能型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，具有國(guó)際先進(jìn)水平。傳動(dòng)比可達(dá)到幾千；機(jī)械效率大于90%；運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，承載能力大，使用壽命長(zhǎng)，體積小，重量輕，約為相似產(chǎn)品的1/3左右。
用于冶金、礦山、機(jī)械、機(jī)器人、航海、輕工、航空、軍工、紡織、化工、建筑等部門，亦可與各類電機(jī)直接聯(lián)接，作成伺服電機(jī)。
三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1、分析內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的原理,提出由3根偏心軸作平動(dòng)發(fā)生器的實(shí)用新型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng),并推導(dǎo)其傳動(dòng)比的計(jì)算公式.
2、主要零件部件的計(jì)算設(shè)計(jì)
3、裝置的裝配設(shè)計(jì)
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械91 班 姓名 呂晟煒
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng)〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
摘 要
分析內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的原理,提出由3 根偏心軸作平動(dòng)發(fā)生器的實(shí)用新型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng),并推導(dǎo)其傳動(dòng)比的計(jì)算公式.主要零件部件的計(jì)算設(shè)計(jì).裝置的裝配設(shè)計(jì)和主要零件的設(shè)計(jì)。
分析內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的原理，提出由3根偏心軸作平動(dòng)發(fā)生器的實(shí)用新型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)，并推導(dǎo)其傳動(dòng)比的計(jì)算公式.分析發(fā)現(xiàn)，為平衡機(jī)構(gòu)的慣性力，采用2(或3)片平動(dòng)齒輪時(shí)，設(shè)計(jì)嚙合點(diǎn)相位差應(yīng)取180° (120°)；輸入齒輪的齒數(shù)為3的倍數(shù)時(shí)，分流齒輪具有互換性；采用兩片平動(dòng)齒輪且內(nèi)外齒輪齒數(shù)差為偶數(shù)時(shí)，平動(dòng)齒輪具有互換性；采用3片平動(dòng)齒輪且內(nèi)齒輪齒數(shù)為3的倍數(shù)時(shí)，平動(dòng)齒輪具有互換性.給出了嚙合參數(shù)的編程計(jì)算方法.該新型傳動(dòng)具有承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)比大(17—300)、體積小、質(zhì)量輕、輸入輸出同軸線、加工安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是一種節(jié)能型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，也是減速器的換代產(chǎn)品.有廣泛的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞 ：內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)；少齒差齒輪副；傳動(dòng)比
Abstract
Abstract
Analysis of parallel move gear transmission principle, put forward by the three eccentric shafts for utility model translation generator gear mechanism within the translation of a shunt-type gear, and derive the formula for calculating the transmission ratio. The main components of the calculation of design components . Device design and assembly of major parts of the design.
Analysis of parallel move gear transmission principle, put forward by the three eccentric shafts for utility model translation generator gear mechanism within the translation of a shunt-type gear, and derive the formula for calculating the transmission ratio. Analysis, to balance the inertia force, using 2 (or 3) pieces of translation gear, the meshing point of the design phase should take 180 ° (120 °); input gear teeth as a multiple of 3, the shunt gear with interchangeability; with two translation gear and the internal and external gear tooth number difference is even, Ping gear has interchange ability; with three flat gear and internal gear teeth as a multiple of 3, the flat gear has interchangeability. Meshing parameters given programming account Calculation method. The new drive has a carrying capacity, transmission ratio (17-300), small size, light weight, input and output coaxial line, and simple installation process is an energy-efficient mechanical transmission device, is also a new generation product reducer . Have broad application prospects.
Keywords: Internal translation gear transmission;differential gears with small teeth; transmission ratio
目錄
摘 要 I
Abstract II
目錄 III
1 緒論 1
1.1 平動(dòng)減速器的發(fā)展概況 1
1.2 市場(chǎng)需求分析 1
1.3 本課題研究目的及意義以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析及展望 1
1.4 課題的主要內(nèi)容及要求 1
2 傳動(dòng)方案及擬定 3
2.1 平動(dòng)嚙合的定義和分類 3
2.2 內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)工作原理 3
2.4 分流式內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 4
2.5 傳動(dòng)比分析 5
3 各主要部件選擇及選擇電動(dòng)機(jī) 7
3.1 各部件的選擇 7
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 7
4 減速器的整體設(shè)計(jì) 8
4.1傳動(dòng)比的分配 8
4.2傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 8
4.3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 8
4.3.1 分流齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 8
4.3.2 平動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 12
4.4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.4.2 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
4.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 24
5 潤(rùn)滑與密封 28
5.1潤(rùn)滑方式的選擇 28
5.2密封方式的選擇 28
5.3潤(rùn)滑油的選擇 28
6 箱體結(jié)構(gòu)尺寸 29
6.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 29
7 設(shè)計(jì)總結(jié) 30
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
1
平動(dòng)式大傳動(dòng)比減速器
1 緒論
1.1 平動(dòng)減速器的發(fā)展概況
隨著科技技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備特別需要功率大 體積小 傳動(dòng)比范圍大 效率高 承載能力強(qiáng)和使用壽命長(zhǎng)的傳動(dòng)裝置。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì) 提高工藝水平外，還要在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。它由北京理工大學(xué)張春林教授等人最先提出，并設(shè)計(jì)出了內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器試驗(yàn)樣機(jī)。該減速器屬于節(jié)能型傳動(dòng)裝置，除具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外還有著大的功率與重量比值 輸入軸和輸出軸在同一軸線上 既可以減速還可以增速以及震動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。
最先提出平動(dòng)齒輪這一概念的是德國(guó)人，他們提出了擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)原理。由于工藝和精度的限制，這種機(jī)構(gòu)并沒有快速發(fā)展起來(lái)，直到擺線磨床的出現(xiàn)。近些年國(guó)外在平動(dòng)齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域進(jìn)行了一些新的研究，如日本住友重工研制的FA型高精度減速器和美國(guó)Alan-Newton公司研制的X Y減速器，就利用了平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。
對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)研究，我國(guó)處于相對(duì)領(lǐng)先的地位。目前，平動(dòng)齒輪的理論研究 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)研究都取得了一些成果。例如：北京理工大學(xué)張春林教授 黃祖德教授等首次根據(jù)該傳動(dòng)的特點(diǎn)將其命名為平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。并通過對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行分析研究，闡述了該機(jī)構(gòu)的組成及機(jī)構(gòu)變異方法，探討了平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比和機(jī)械效率的計(jì)算方法，導(dǎo)出了計(jì)算公式，得出了平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)效率與齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 效率相當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。此后又根據(jù)機(jī)構(gòu)的組合原理 演繹原理和同性異性變異原理對(duì)內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)的基本型進(jìn)行演化變異，設(shè)計(jì)出一種傳動(dòng)比大，機(jī)械效率高 尺寸和重量小 結(jié)構(gòu)緊湊 均載性好的新型平動(dòng)此輪機(jī)構(gòu)，并對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連續(xù)運(yùn)動(dòng)條件及重合度方面進(jìn)行了深入研究。
1.2 市場(chǎng)需求分析
用于冶金、礦山、機(jī)械、機(jī)器人、航海、輕工、航空、軍工、紡織、化工、建筑等部門，亦可與各類電機(jī)直接聯(lián)接，作成伺服電機(jī)。
1.3 本課題研究目的及意義以及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析及展望
內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器是一種新型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，它傳動(dòng)比大，機(jī)械效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，能方便地與電機(jī)配套使用，避免了減速器體積比電機(jī)體積大的現(xiàn)象。該減速器是一種節(jié)能型的機(jī)械傳動(dòng)裝置，具有國(guó)際先進(jìn)水平。傳動(dòng)比可達(dá)到幾千；機(jī)械效率大于90%；運(yùn)轉(zhuǎn)平衡性好，承載能力大，使用壽命長(zhǎng)，體積小，重量輕，約為相似產(chǎn)品的1/3左右。
1.4 課題的主要內(nèi)容及要求
主要研究?jī)?nèi)容：提出由3根偏心軸作平動(dòng)發(fā)生器的實(shí)用新型齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)，并推導(dǎo)其傳動(dòng)比的計(jì)算公式。分析發(fā)現(xiàn)，為平衡機(jī)構(gòu)的慣性力，采用2(或3)片平動(dòng)齒輪時(shí)，設(shè)計(jì)嚙合點(diǎn)相位差應(yīng)取180。(120。)；輸入齒輪的齒數(shù)為3的倍數(shù)時(shí)，分流齒輪具有互換性；采用兩片平動(dòng)齒輪且內(nèi)外齒輪齒數(shù)差為偶數(shù)時(shí)，平動(dòng)齒輪具有互換性；采用3片平動(dòng)齒輪且內(nèi)齒輪齒數(shù)為3的倍數(shù)時(shí)，平動(dòng)齒輪具有互換性。給出了嚙合參數(shù)的編程計(jì)算方法。該新型傳動(dòng)具有承載能力強(qiáng)、傳動(dòng)比大(17—300)、體積小、質(zhì)量輕、輸入輸出同軸線、加工安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，有廣泛的應(yīng)用前景。
2 傳動(dòng)方案及擬定
2.1 平動(dòng)嚙合的定義和分類
在齒輪傳動(dòng)中,一對(duì)相互嚙合的齒輪,其中一個(gè)定軸轉(zhuǎn)動(dòng),另一個(gè)做平動(dòng),
稱之為平動(dòng)嚙合,平動(dòng)嚙合主要分為兩類:內(nèi)平動(dòng)和外平動(dòng)。
2.2 內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)工作原理
內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中,外齒輪在平動(dòng)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)下作平面運(yùn)動(dòng),通過外齒輪與內(nèi)齒輪齒廓間的嚙合,驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪作定軸減速轉(zhuǎn)動(dòng),起到減速傳動(dòng)的作用。如圖所示,圖2-1所示為內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)工作原理圖"該機(jī)構(gòu)的平動(dòng)發(fā)生器為平行四邊形機(jī)構(gòu)ABCD,外齒輪l固接在平行四邊形機(jī)構(gòu)的連桿BC的中心線上,當(dāng)曲柄AB轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它隨同連桿作平面運(yùn)動(dòng),并驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪2作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。
圖2.1 內(nèi)平動(dòng)原理示意圖
2.3平動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)
3點(diǎn)確定唯一的一個(gè)平面，為能夠平穩(wěn)地為平動(dòng)齒輪提供動(dòng)力，采用3個(gè)曲柄O1A，O2B，O3C驅(qū)動(dòng)平動(dòng)齒輪作平動(dòng)，如圖2-2所示.圖2-2中，曲柄長(zhǎng)度e與內(nèi)齒輪副的中心距相等，O1A ∥ O2B ∥ O3C，O1O2 ∥ AB，0203 ∥ BC，O3O4 ∥ CA，構(gòu)成3個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)： □O1ABO2，□ O2BCO3， □ O3CAOl.若采用單個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)作為平動(dòng)發(fā)生器，單軸輸入時(shí)，另一軸會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不確定現(xiàn)象.而采用這種結(jié)構(gòu)不僅能優(yōu)化各曲柄的受力，同時(shí)也能夠有效地避免出現(xiàn)曲柄的運(yùn)動(dòng)不確定。
圖2.2 平動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)原理圖
設(shè)曲柄02B作為主動(dòng)件，另兩個(gè)曲柄為從動(dòng)件，可當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圖2.2所示位置時(shí)，如果去掉曲柄01A，由機(jī)構(gòu)學(xué)常識(shí)可知，此時(shí)曲柄03C處于運(yùn)動(dòng)不確定位置，但由于曲柄01A的存在，使得此時(shí)曲柄03C的運(yùn)動(dòng)十分明確：因平行四邊形機(jī)構(gòu)口O1ABO2不共線，曲柄01A作為從動(dòng)件隨曲柄02B逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，在平行四邊形機(jī)構(gòu)口O3CAO1中，曲柄01A作為主動(dòng)件帶動(dòng)曲柄03C作逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。所以，此結(jié)構(gòu)可避免出現(xiàn)曲柄運(yùn)動(dòng)方向的不確定現(xiàn)象。在由原理機(jī)構(gòu)向?qū)嵱脵C(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化時(shí)，可以用偏心軸實(shí)現(xiàn)曲柄的功能，因此，在實(shí)用的內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，可以采用3根偏心軸共同驅(qū)動(dòng)平動(dòng)外齒輪。
2.4 分流式內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
圖2.3中給出了分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩由輸入軸輸入，輸入軸上固結(jié)輸入齒輪Z.，Zl帶動(dòng)3個(gè)分流齒輪Z2，Z2通過鍵與偏心軸固連，3根偏心軸共同驅(qū)動(dòng)2片或3片外齒輪Z3作平面平行運(yùn)動(dòng)，平動(dòng)外齒輪Z3驅(qū)動(dòng)與它相嚙合的內(nèi)齒輪Z4，輸出軸與z4固結(jié)在一起，輸出運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。
圖2.3 分流型內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)
由以上分析可知，在該傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，功率流的傳遞路徑為：輸入功率經(jīng)分流齒輪被分到3根偏心軸上，3根偏心軸共同驅(qū)動(dòng)2片(或3片)平動(dòng)齒輪做平動(dòng)，平動(dòng)齒輪共同驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪輸出功率.采用2片平動(dòng)齒輪時(shí)功率流路徑如圖4所示。
圖2.4 采用2片平動(dòng)齒輪時(shí)功率流傳遞路徑
為優(yōu)化各構(gòu)件的受力狀況，使3根偏心軸的回轉(zhuǎn)中心位于一個(gè)正三角形的頂點(diǎn)(輸入齒輪上3個(gè)嚙合點(diǎn)的相位角為120°).為有效平衡機(jī)構(gòu)的慣性力和慣性力矩，保證傳動(dòng)的靜平衡，減小振動(dòng)，采用2片平動(dòng)齒輪時(shí)，使2片平動(dòng)齒輪的嚙合相位差為180°，采用3片平動(dòng)齒輪時(shí)，使3片平動(dòng)齒輪的嚙合相位差為120°。
2.5 傳動(dòng)比分析
圖2.5 內(nèi)平動(dòng)傳動(dòng)比示意圖
輸入齒輪Z3與分流齒輪Z4間的傳動(dòng)比為：
I12=z2／z1 (1)
式中z1 z2分別為齒輪Z3和Z4的齒數(shù)。
作平動(dòng)的構(gòu)件上各點(diǎn)絕對(duì)速度處處相等,所以平動(dòng)構(gòu)件上的P點(diǎn)和B點(diǎn)的絕對(duì)速度相等"P點(diǎn)是兩嚙合齒輪的速度瞬心,也是兩嚙合齒輪的絕對(duì)速度相等的重合點(diǎn)"在齒輪1上的P點(diǎn)的絕對(duì)速度為Vp,",由于齒輪1隨同連桿BC一起作平動(dòng)
齒輪2繞圓心口轉(zhuǎn)動(dòng),故齒輪2上P點(diǎn)的速度為
P點(diǎn)為兩齒輪的速度瞬心,故有：
即
得
由上可知，增大Z2，能夠提高平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比.推薦單級(jí)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)比為 [17，100]。
整個(gè)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比為: i=i12i34
3 各主要部件選擇及選擇電動(dòng)機(jī)
3.1 各部件的選擇
齒輪： 分流齒輪選擇圓柱斜齒輪
平動(dòng)部分齒輪選擇內(nèi)平動(dòng)直圓柱齒輪
軸承： 支撐部分選擇深溝球軸承
內(nèi)平動(dòng)部分選擇圓柱滾子軸承
聯(lián)軸器：彈性聯(lián)軸器
3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
通用的電動(dòng)機(jī)為JZ及JZR型等三相交洗異步電動(dòng)機(jī)，各類電動(dòng)機(jī)的性能、使用說(shuō)Dj、型號(hào)及技術(shù)數(shù)據(jù)等見參考資料，選擇電動(dòng)機(jī)類型時(shí)，應(yīng)使共性能與機(jī)器的工作狀況大休相適應(yīng).由于三相異步電動(dòng)機(jī)和其它型式的電動(dòng)機(jī)比較，有下列優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便、可直接接于三相交流電，因此，在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮優(yōu)先選用。
工作機(jī)所需有效功率為Pw＝8kw
圓柱齒輪傳動(dòng)(7級(jí)精度)效率(兩對(duì))為η1＝0.962
球軸承傳動(dòng)效率(四對(duì))為η2＝0.998
彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率(兩個(gè))取η3＝0.9932
帶傳動(dòng)效率η4=0.97
電動(dòng)機(jī)輸出有效功率：
查得型號(hào)Y160M-4封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下：
額定功率\kW=11kw
滿載轉(zhuǎn)速\r/min=1460r/min
滿載時(shí)效率\%=88%
滿載時(shí)輸出功率為
選用型號(hào)Y160M-4封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)。
4 減速器的整體設(shè)計(jì)
4.1 傳動(dòng)比的分配
由傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，擬定以下數(shù)據(jù)：內(nèi)齒輪齒數(shù)Z=80， 外齒輪為齒數(shù)Z=78， 分流齒輪傳動(dòng)比為i=2， 總傳動(dòng)比i=80.
4.2傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
設(shè)：從電動(dòng)機(jī)到輸出軸分別為0軸、1軸、2軸、3軸、4軸；對(duì)應(yīng)于各軸的轉(zhuǎn)速分別為 、 、 、 、 ；對(duì)應(yīng)于0軸的輸出功率和其余各軸的輸入功率分別為 、 、 、 、 ；對(duì)應(yīng)于0軸的輸出轉(zhuǎn)矩和其余名軸的輸入轉(zhuǎn)矩分別為 、 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動(dòng)比分別為 、 、 、 ；相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率分別為 、 、 、 .
表4-1
軸號(hào)
電動(dòng)機(jī)
分流式內(nèi)平動(dòng)減速器
工作機(jī)
O軸
1軸
2軸
3軸
4軸
轉(zhuǎn)速n(r/min)
n0=1460
n1=1460
n2=730
n3=16.22
n4=16.22
功率P(kw)
P0=8.81
P1=8.75
P2=8.40
P3=8.06
P4=8
轉(zhuǎn)矩T(N·m)
T0=57.6
T1=57.2
T2=109.9
T3=4745.6
T4=4710.2
兩軸聯(lián)接
聯(lián)軸器
齒輪
齒輪
聯(lián)軸器
傳動(dòng)比 i
i01=1
i12=2
i23=45
i34=1
傳動(dòng)效率η
η01=0.993
η12=0.96
η23=0.96
η34=0.993
4.3 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.3.1 分流齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選用圓柱斜齒輪傳動(dòng)。
（2）選用７級(jí)精度。
（3）材料選擇小齒輪材料為４０Ｃｒ（調(diào)質(zhì)），硬度為２８０ＨＢＳ，大齒輪材料為４５鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為２４０HBS，二者材料硬度差為４０HBS。
（4）選小齒輪齒數(shù)Ｚ1＝30，大齒輪齒數(shù)Ｚ2＝ｉ12·Ｚ1＝2×30=60,取Z2=60.選取螺旋角，初選螺旋角
按式（10-21）試算，即
（10-21）
（5）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
試選
由圖10-30①，選取區(qū)域系數(shù)
由圖10-26①查得
計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
由表10-7①選取齒寬系數(shù)
由表10-6①查得材料的彈性影響系數(shù)
由圖10-21ｄ①按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
由式10-13①計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由圖10-19①查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12①得
（6）計(jì)算
試算小齒輪分度圓直徑，由計(jì)算公式得
計(jì)算圓周速度
計(jì)算齒寬ｂ及模數(shù)
計(jì)算縱向重合度
計(jì)算載荷系數(shù)K 且已知使用系數(shù)
根據(jù)，７級(jí)精度，由圖10-8①查得動(dòng)載荷系數(shù).
由表10-4①查得
由圖10-13①查得
假定，由表10-3①查得
故載荷系數(shù)
按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10ａ①得
計(jì)算模數(shù)
由式10-17①
7）確定計(jì)算參數(shù)
計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)縱向重合度，從圖10-28①查得螺旋角影響系數(shù)
計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
查取齒形系數(shù)
由表10-5①查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5①查得
由圖10-20ｃ①查得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖10-18①查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4，由式10-12①得
計(jì)算大小齒輪的
大齒輪的數(shù)據(jù)大.
（8）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，?。?.0mm，已可滿足彎曲強(qiáng)度.但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，須按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù).于是由
取，則
計(jì)算中心距
將中心距圓整為87mm
按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多，故參數(shù)、、等不必修正.
計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑
計(jì)算大、小齒輪的齒根圓直徑
計(jì)算齒輪寬度
圓整后??；
合適.
4.3.2 平動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選用７級(jí)精度.
（2）由表10-1①選擇齒輪材料為４５鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為２４０HBS.
選外齒輪齒數(shù)，內(nèi)齒輪齒數(shù).
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式10-9ａ①進(jìn)行試算，即
（3）確定公式各計(jì)算數(shù)值
試選載荷系數(shù)
計(jì)算內(nèi)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
由表10-7①選取齒寬系數(shù)
由表10-6①查得材料的彈性影響系數(shù)
由圖10-21ｄ①按齒面硬度查得
內(nèi)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
外齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限
由式10-13①計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由圖10-19①查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為１％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12①得
（4）計(jì)算
試算內(nèi)齒輪分度圓直徑，代入中的較小值
計(jì)算圓周速度v
計(jì)算齒寬ｂ
計(jì)算齒寬與齒高之比ｂ／ｈ
模數(shù)
齒高
計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù)，７級(jí)精度，由圖10-8①查得動(dòng)載荷系數(shù)
假設(shè)，由表10-3①查得
由表10-2①查得使用系數(shù)
由表10-4①查得
由圖10-28①查得
故載荷系數(shù)
按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式10-10a①得
計(jì)算模數(shù)m
由式10-5①得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為:
（5）確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值
由圖10-18c①查得
內(nèi)齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
外齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由圖10-18①查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由式10-12①得
計(jì)算載荷系數(shù)
查取齒形系數(shù)
由表10-5①查得
查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表10-5①查得
計(jì)算內(nèi)外齒輪的，并比較
得大齒輪的數(shù)據(jù)大.
（6）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)3.03，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值
m＝3.0mm?！ ?
按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑
算出內(nèi)齒輪齒數(shù) 取
外齒輪齒數(shù)
計(jì)算分度圓直徑
計(jì)算齒根圓直徑
計(jì)算中心距 因?yàn)辇X輪平動(dòng)中心距為e=3mm
計(jì)算齒寬
取
合適.
注：① 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 濮良貴，紀(jì)名剛主編.
4.4 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖4.1 輸入軸
（1）輸入軸上的功率
（2）求作用在車輪上的力
（3）初定軸的最小直徑
選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3①，取于是由式15-2①初步估算軸的最小直徑。
這是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑，由于此處開鍵槽，校正值，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表14-1①取，則。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軟件版），選用GB5014-1985中的HL1型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為16000N·ｍｍ.半聯(lián)軸器的孔徑，軸孔長(zhǎng)度L＝32ｍｍ,J型軸孔,C型鍵,聯(lián)軸器主動(dòng)端的代號(hào)為HL1 24*32 GB5014-1985,相應(yīng)地,軸段1的直徑,軸段1的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔長(zhǎng)度略短,故取。
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擬定軸上零件的裝配方案（見前圖）.
根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度.
為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，１軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度,故取圓柱套筒的直徑 。
初選型號(hào)6006的深溝球軸承 參數(shù)如下：
基本額定動(dòng)載荷
基本額定靜載荷
故 軸段4的長(zhǎng)度與軸承寬度相同,故取?！?
軸段3上固結(jié)齒輪,且應(yīng)略大與,可取.齒輪左端用套筒固定,為使套筒端面頂在齒輪左端面上,已知齒寬,故取
取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,。
鍵連接.聯(lián)軸器：選單圓頭平鍵 鍵C 8*28 GB1095-1979 t=4mm h=7mm
（5）軸的受力分析
畫軸的受力簡(jiǎn)圖
圖4.2 軸的受力圖
計(jì)算支承反力
在水平面上
在垂直面上
故
總支承反力
畫彎矩圖
故
畫轉(zhuǎn)矩圖
（6） 校核軸的強(qiáng)度
C剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故C剖面左側(cè)為危險(xiǎn)剖面
軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1① 查得
,. 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2①查取.因 , ,經(jīng)插值后可查得
又由附圖3-1①可得軸的材料的敏性系數(shù)為:
故有應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4) ①為:
由附圖3-2①得尺寸系數(shù)由附圖3-3①得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
由附圖3-4①得
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式3-12①及3-12a①得綜合系數(shù)值為:
由3-1①及3-2①得碳鋼的特性系數(shù)
, 取
, 取
于是,計(jì)算安全系數(shù)值,按式(15-6)~(15-8) ①則得:
故安全.
（7 ）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則
查表15-1①得[]=60mpa,因此,故安全。
（8 ）校核鍵連接強(qiáng)度
聯(lián)軸器:
查表得.故強(qiáng)度足夠.
（9） 校核軸承壽命
軸承載荷 軸承1 徑向:
軸向:
軸承2 徑向:
軸向:
因此,軸承1為受載較大的軸承,按軸承1計(jì)算
按表13-6①,,取按表13-5①注1,對(duì)深溝球軸承取,則相對(duì)軸向載荷為
在表13-5①中介于1.03~1.38之間,對(duì)應(yīng)的e值為0.28~0.3,Y值為1.55~1.45線性插值法求Y值
故
查表13-3①得預(yù)期計(jì)算壽命.
4.4.2 曲軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖4.3 曲軸圖
（1）中間軸上的功率
轉(zhuǎn)矩
（2）求作用在車輪上的力
高速大齒輪:
外齒輪:
（3）初定軸的最小直徑選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3①，取于是由式15-2①初步估算軸的最小直徑
這是軸的最小直徑,取軸段1的直徑 考慮到軸承的標(biāo)準(zhǔn)件取。
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擬定軸上零件的裝配方案（見前圖）
根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度.
初選型號(hào)7306的角接觸球軸承，參數(shù)如下：
基本額定動(dòng)載荷 基本額定靜載荷 故 軸段6的長(zhǎng)度與軸承寬度相同,故取。
初選型號(hào)N207E的圓柱滾子軸承，參數(shù)如下：
基本額定動(dòng)載荷 基本額定靜載荷。
軸段2和軸段4上安裝齒輪,軸段2和軸段4是通過圓柱滾子軸承與外齒輪配合，由原理可知偏心軸處 e= （其中d1和d2分別是內(nèi)外齒輪的分度圓直徑）。
根據(jù)原理圖分析得出：軸段2和軸段4直徑相等，且它們傳遞的扭矩和軸段1相等，設(shè)軸段2和4直徑分別為d2 =d4 >d1 由（2）求出e=3 所以d2 =d4= d1+2e=36 d3=d1+4e=42。
由軸段2和軸段4的直徑，經(jīng)查表《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用N206E 安裝尺寸 基本額定動(dòng)載荷 基本額定靜載荷 故
軸段3直徑 取 。
取套筒的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=12 直徑D=d1 =30,取軸承上靠近機(jī)體內(nèi)壁的端面與機(jī)體內(nèi)壁見的距離S=4mm,取分離齒輪的軸端長(zhǎng)度為26mm ，分流齒輪右端面離曲軸右端面距離為6mm
故
取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,
鍵連接.
分流齒輪：選普通平鍵 鍵 12*50 GB1095-1979 t=5mm h=8mm
（5）軸的受力分析
畫軸的受力簡(jiǎn)圖
圖4.4 軸的受力簡(jiǎn)圖
計(jì)算支承反力
在水平面上
在垂直面上
故
總支承反力
畫彎矩圖
故
（6）校核軸的強(qiáng)度
低速小齒輪剖面，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故低速小齒輪剖面為危險(xiǎn)剖面
軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1① 查得
,. 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2查取.因 , ,經(jīng)插值后可查得
又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為 故有應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4) ①為:
由附圖3-2①得尺寸系數(shù)由附圖3-3①得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
由附圖3-4①得
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式3-12①及3-12a①得綜合系數(shù)值為:
由3-1①及3-2①得碳鋼的特性系數(shù)
, 取 , 取
于是,計(jì)算安全系數(shù)值,按式(15-6)~(15-8) ①則得
故安全
（7）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則
查表15-1①得[]=60mpa,因此,故安全.
（8）校核鍵連接強(qiáng)度
高速齒輪:
查表得.故強(qiáng)度足夠.
低速齒輪:
查表得.故強(qiáng)度足夠.
（9） 校核軸承壽命
軸承載荷 軸承1 徑向:
軸向:
軸承2 徑向:
軸向:
因此,軸承1為受載較大的軸承,按軸承1計(jì)算
,查表13-5①得X=1,Y=0,按表13-6①,,取,故,
查表13-3①得預(yù)期計(jì)算壽命。
注：① 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 濮良貴，紀(jì)名剛主編.
4.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
圖4.5 輸出軸圖
（1）輸出軸上的功率
轉(zhuǎn)矩
（2）求作用在車輪上的力
（3）初定軸的最小直徑
選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3①，取于是由式15-2①初步估算軸的最小直徑這是安裝聯(lián)軸器處軸的最小直徑，內(nèi)齒輪與軸固結(jié)在一起，取聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查表14-1①取，則。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》（軟件版），選用GB5014-1985中的HL11型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為4000N·ｍ.半聯(lián)軸器的孔徑，軸孔長(zhǎng)度L＝132ｍｍ,J型軸孔,C型鍵,聯(lián)軸器主動(dòng)端的代號(hào)為HL4 55*84 GB5014-1985,相應(yīng)地,軸段1的直徑,軸段1的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔長(zhǎng)度略短,故取。
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
擬定軸上零件的裝配方案（見前圖）
根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制處一軸肩，軸肩高度,故取２段的直徑。
軸段3直徑略小于軸段2，軸段4與內(nèi)嚙合齒輪相固結(jié)，深溝球軸承安裝于軸段4上。
初選型號(hào)6320的深溝球軸承，參數(shù)如下：
故 軸段4的長(zhǎng)度與軸承寬度相同,故取
軸承右端用肩固定,由此可確定軸段5的直徑, 軸肩高度,取,,故取。
為減小應(yīng)力集中,并考慮軸承的拆卸,軸段3的直徑應(yīng)根據(jù)6313深溝球軸承的定位軸肩直徑確定, 即 。
軸段2處與法蘭盤及密封圈配合,要滿足裝配的長(zhǎng)度即可.
取齒輪齒寬中間為力作用點(diǎn),則可得,
鍵連接.聯(lián)軸器：選單圓頭平鍵 鍵C 10*80 GB1095-1979 t=6mm h=10mm
軸固結(jié)內(nèi)齒輪，由設(shè)計(jì)取殼體的厚度D1=40mm D2=30mm
取。
（5）軸的受力分析
畫軸的受力簡(jiǎn)圖
計(jì)算支承反力
在水平面上
在垂直面上
圖4.6 軸的受力圖
總支承反力
畫彎矩圖
故
（6）校核軸的強(qiáng)度
C剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故C剖面左側(cè)為危險(xiǎn)剖面
軸的材料為45剛 , 調(diào)質(zhì)處理. 由 表 15-1① 查得 ,,.截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2①查取.因 , ,經(jīng)插值后可查得,又由附圖3-1①可得軸的材料的敏性系數(shù)為,,故有應(yīng)力集中系數(shù)按式(附3-4) ①為：
由附圖3-2①得尺寸系數(shù)由附圖3-3①得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
由附圖3-4①得
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理,即,則按式3-12①及3-12a①得綜合系數(shù)值為
由3-1①及3-2①得碳鋼的特性系數(shù)
, 取
, 取
于是,計(jì)算安全系數(shù)值,按式(15-6)~(15-8) ①則得
故安全
（7）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸,通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理,故取折合系數(shù),則
查表15-1①得[]=60mpa,因此,故安全.
（8）校核鍵連接強(qiáng)度
聯(lián)軸器:
查表得.故強(qiáng)度足夠.
齒輪:
查表得.故強(qiáng)度足夠。
（9）校核軸承壽命
,查表13-5①得X=1,Y=0按表13-6①,,取,,故,
查表13-3得預(yù)期計(jì)算壽命。
注：① 《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版 濮良貴，紀(jì)名剛主編.
5 潤(rùn)滑與密封
5.1潤(rùn)滑方式的選擇
減速器中齒輪、蝸輪、蝸桿等傳動(dòng)件以及軸承在工作時(shí)都需要良好的潤(rùn)滑。因?yàn)闈?rùn)滑脂承受的負(fù)荷能力較大、粘附性較好、不易流失，齒輪靠機(jī)體油的飛濺潤(rùn)滑I，II，III軸的速度因子，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用鈉基潤(rùn)滑劑2號(hào)。
5.2密封方式的選擇
減速器需要密封的部位一般有軸伸出處、軸承室內(nèi)側(cè)、箱體接合面和軸承蓋、檢查孔和排油孔接合面等處。
(1)軸伸出處的密封
由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封。
氈圈式密封
利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果.用壓板壓在毛氈圈上，便于調(diào)整徑向密封力和更換氈圈.氈圈式密封簡(jiǎn)單、價(jià)廉，但對(duì)軸頸接觸面的摩擦較嚴(yán)重，主要用于脂潤(rùn)滑以及密封處軸頸圓周速度較低(一般不超過4～5m／s)的油潤(rùn)滑。
(2)箱蓋與箱座接合面的密封
在箱蓋與箱座接合面上涂密封膠密封最為普遍，也有在箱座接合面上同時(shí)開回油溝，讓滲入接合面間的油通過回油溝及回油道流回箱內(nèi)油池以增加密封效果。
(3)其他部位的密封
檢查孔蓋板、排油螺塞、油標(biāo)與箱體的接合面間均需加紙封油墊或皮封油圈。螺釘式軸承端蓋與箱體之間需加密封墊片，嵌入式軸承端蓋與箱體間常用O形橡膠密封圈密封防漏。
5.3潤(rùn)滑油的選擇
因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械手冊(cè)可選用中負(fù)載工業(yè)齒輪油N200號(hào)潤(rùn)滑，軸承選用ZGN-2潤(rùn)滑。
機(jī)器的潤(rùn)滑不僅關(guān)系著機(jī)器的正常工作，而且直接影響著機(jī)器的壽命，及時(shí)充分的潤(rùn)滑對(duì)設(shè)備安全和延長(zhǎng)使用壽命具有壽命具有重大意義.因此必須及時(shí)地更換和補(bǔ)充潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油的材質(zhì)必須符合要求，且不得混入灰塵、污物、鐵屑及水等雜質(zhì)。
6 箱體結(jié)構(gòu)尺寸
6.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸
目的
分析過程
結(jié)論
機(jī)底座壁厚δ
δ=0.025a+5
30mm
機(jī)蓋壁厚δ1
δ1=0.025a+5
20mm
機(jī)座凸緣壁厚
b=1.5δ
12mm
機(jī)蓋凸緣壁厚
b1=1.5δ1
12mm
機(jī)座底凸緣壁厚
b2=2.5δ
4mm
地腳螺釘直徑
df =0.036a+12
16.3mm
地腳螺釘數(shù)目
a<250,n=6
6
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
d1=0.75 df
12.2mm
機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑d2
d2=(0.5～0.6) df
10mm
聯(lián)接螺栓d2間距
L=150～200
160mm
軸承蓋螺釘直徑
d3=(0.4～0.5) df
8mm
窺視孔螺釘直徑
d4=(0.3～0.4) df
8mm
定位銷直徑
d=(0.7～0.8) d2
7mm
軸承旁凸臺(tái)半徑
R
10 mm
分流齒頂與箱體內(nèi)壁距離Δ1
Δ1>1.2
24mm
齒輪端面與箱體內(nèi)壁距離Δ2 .0
Δ2>δ
20mm
支撐盤的直徑
D=98mm
98mm
支撐盤的軸孔直徑
d1
52 mm
表6-1 箱體的結(jié)構(gòu)尺寸表
7 設(shè)計(jì)總結(jié)
讀了四年的大學(xué)，然而大多數(shù)人對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)還是不夠,在大二期末學(xué)院曾為我們組織了兩個(gè)星期的見習(xí)，但由于當(dāng)時(shí)所學(xué)知識(shí)涉及本專業(yè)知識(shí)不多，所看到的東西與本專業(yè)很難聯(lián)系起來(lái),所以對(duì)本專業(yè)掌握并不是很理想。
去年暑假,學(xué)院為了使我們更多了解機(jī)電產(chǎn)品、設(shè)備，提高對(duì)機(jī)電工程制造技術(shù)的認(rèn)識(shí)，加深機(jī)電在工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用的感性認(rèn)識(shí)，開闊視野，了解相關(guān)設(shè)備及技術(shù)資料，熟悉典型零件的加工工藝，特意安排了我們到幾個(gè)擁有較多類型的機(jī)電一體化設(shè)備，生產(chǎn)技術(shù)較先進(jìn)的工廠進(jìn)行生產(chǎn)操作實(shí)習(xí)。這幾次的實(shí)習(xí)對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)很有幫助，讓我對(duì)機(jī)械方面的實(shí)體有了初步的了解，使得我在以后的設(shè)計(jì)中少走很多彎路。
通過翻閱資料、上網(wǎng)搜集等手段，我了解到畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)平動(dòng)大傳動(dòng)比減速器的一些資料，90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小.且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學(xué)研制成功的，內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器，不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位.國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開展了一些工作。二、平動(dòng)齒輪減速器工作原理簡(jiǎn)介,平動(dòng)齒輪減速器是指一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)齒輪在平動(dòng)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)下作平面平行運(yùn)動(dòng)，通過齒廓間的嚙合，驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪作定軸減速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)的作用.平動(dòng)發(fā)生器可采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，或正弦機(jī)構(gòu)或十字滑塊機(jī)構(gòu)。本成果采用平行四邊形機(jī)構(gòu)作為平動(dòng)發(fā)生器.平動(dòng)發(fā)生器可以是虛擬的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，也可以是實(shí)體的采用平行四邊形機(jī)構(gòu).有實(shí)用價(jià)值的平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)為內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，因此又可以分為內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)兩種情況.外平動(dòng)齒輪減速機(jī)構(gòu)，其內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)外齒輪并作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出.該機(jī)構(gòu)亦稱三環(huán)（齒輪）減速器.由于內(nèi)齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心設(shè)置在內(nèi)齒輪的齒圈外部，故其尺寸不緊湊，不能解決體積較大的問題。內(nèi)平動(dòng)齒輪減速，其外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。由于外齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心能設(shè)置在外齒輪的齒圈內(nèi)部，大大減少了機(jī)構(gòu)整體尺寸。由于內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、體積小、輸入輸出同軸線，故由廣泛的應(yīng)用前景.。三、本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)： 1.本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn),本新型的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器與國(guó)內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)比范圍大，自I=10起，最大可達(dá)幾千.若制作成大傳動(dòng)比的減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點(diǎn)。（2）傳遞功率范圍大：并可與電動(dòng)機(jī)聯(lián)成一體制造。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕.比現(xiàn)有的齒輪減速器減少1/3左右。（4）機(jī)械效率高.嚙合效率大于95%，整機(jī)效率在85%以上，且減速器的效率將不隨傳動(dòng)比的增大而降低，這是別的許多減速器所不及的。（5）本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。2.本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)：內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"是由內(nèi)齒輪Z2、外齒輪Z1和平行四邊形機(jī)構(gòu)組合而成的。它的傳動(dòng)原理是：電機(jī)輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外齒輪作平行移動(dòng)，其圓心的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓，與之嚙合的內(nèi)齒輪則作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橥恺X輪作平行移動(dòng)，所以稱謂平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu).齒輪的平行移動(dòng)需要有輔助機(jī)構(gòu)幫助實(shí)現(xiàn)的，可采用（6~12副）銷軸、滾子作為虛擬輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以采用偏心軸作為實(shí)體輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)。內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝是組成平行四邊形構(gòu)件的尺寸計(jì)算及其要求的加工精度、輪齒主要參數(shù)的選擇.這些因數(shù)都將影響傳動(dòng)的能力和傳動(dòng)的質(zhì)量.總的說(shuō)，組成本減速器的各零部件都要求有較高的精度，它們將決定著減速器的整體傳動(dòng)質(zhì)量.3.本項(xiàng)目的概況本項(xiàng)目已獲得中國(guó)實(shí)用新型專利，本項(xiàng)目自1995年試制出第一臺(tái)樣機(jī)后，陸續(xù)與一些廠礦合作，設(shè)計(jì)了下面幾種不同功率、不同傳動(dòng)比的減速器.我的設(shè)計(jì)是傳動(dòng)比在50-100之間，輸出功率為8Kw的內(nèi)平動(dòng)減速器，同時(shí)參考了北京理工大學(xué)的相關(guān)資料。
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯的日子即將到來(lái)，幾個(gè)月的的艱辛和努力都融化在這些文字和圖紙中。設(shè)計(jì)任務(wù)基本完成了，接下來(lái)就是驗(yàn)證我的成果,所以一顆懸著的心還是不能平靜下來(lái)。設(shè)計(jì)中的不足不得不讓自己汗顏。不過，很慶幸有一個(gè)很好的機(jī)會(huì)讓老師指正我的設(shè)計(jì)問題，彼此交流經(jīng)驗(yàn)成果.三個(gè)月的時(shí)間，一路走來(lái)，坎坷起伏，由剛開始的無(wú)從落手到洋洋撒撒，總是只有經(jīng)歷才會(huì)理解，然后逐漸領(lǐng)悟，最終熟練掌握.現(xiàn)在自己還是能感受到開學(xué)初，任務(wù)書下來(lái)的時(shí)候自己在圖書館里面借出的幾本超大部頭的參考書的心情，那是夾雜著擔(dān)心和興奮的情緒.這樣還不夠，我還借助網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大搜索功能尋找相關(guān)的設(shè)計(jì)資料。在浩瀚的書庫(kù)里面找相關(guān)的資料，填寫開題報(bào)告，明確設(shè)計(jì)方向和任務(wù)，在老師的悉心知