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常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合課題任務(wù)書 （機(jī)械、能源類專業(yè)） 機(jī)械電子工程 系 機(jī)電應(yīng)用技術(shù) 專業(yè) 班 同學(xué)： 一、設(shè)計(jì)（論文）題目 單級(jí)圓柱齒輪減速器 二、設(shè)計(jì)（論文）參數(shù)及依據(jù) 減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級(jí)圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對(duì)位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行，如圖1-2-1a所示。后者兩軸線平面與水平面垂直，如圖1-2-1b所示。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對(duì)象。 單級(jí)圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。 一. 主要特性 由于減速器已成為一種通用的傳動(dòng)部件，因此，圓柱齒輪減速器多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，ZD（JB1130-70）為單級(jí)圓柱齒輪減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。其主要參數(shù)均已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的主要性能參數(shù)為： 傳遞功率P（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器P=1~2000KW） 傳動(dòng)比i為避免減速器的外廓尺寸過(guò)大，一般i〈6，其最大傳動(dòng)比imax=8~10，高速軸轉(zhuǎn)速n1，中心距a（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器a=100~700mm ） 三、設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及目標(biāo) 該項(xiàng)目包括： 1、開題報(bào)告 2、單級(jí)圓柱齒輪減速器裝配總圖 3、繪制重要零件的零件圖 4、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（中文摘要不少于300字，英文摘要不少于1200個(gè)印刷符號(hào)） 5、英文資料翻譯 四、進(jìn)度安排 周次 工 作 內(nèi) 容 預(yù) 定 目 標(biāo) 及 檢 查 方 式 上學(xué)期最后一周 檢索與課題相關(guān)的材料，為畢業(yè)設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備工作。并完成開題報(bào)告。 查閱相關(guān)的資料，開學(xué)來(lái)連同開題報(bào)告一并交老師檢查。 1 完成總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)草圖。 查閱相關(guān)資料和書籍，根據(jù)已知參數(shù)和要求完成總體設(shè)計(jì)、部件設(shè)計(jì)草圖 2 完成裝配總圖 經(jīng)老師檢查并最終完成總圖繪制 3 部件圖及部分零件圖。 各自選擇畫不同的主要部件及零件圖 4 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書以及答辯準(zhǔn)備 修改各自的設(shè)計(jì)內(nèi)容并打印成稿；準(zhǔn)備答辯 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間： 2007 年 3 月 5 日到 2007 年 3 月 31 日 六、本課題必須完成的內(nèi)容： 1、 調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料； 2、 閱讀和翻譯與研究?jī)?nèi)容有關(guān)的外文資料； 3、 撰寫文獻(xiàn)綜述，確定設(shè)計(jì)方案； 4、 有關(guān)計(jì)算；材料的選擇等； 5、 撰寫說(shuō)明書（含中英文摘要）。 6、 繪制圖紙。 七、備注 1、本任務(wù)書一式三份，系、教師、學(xué)生各執(zhí)一份；(有校外教師指導(dǎo)時(shí)為四份)； 2、學(xué)生須將此任務(wù)書作為畢業(yè)論文說(shuō)明書的附件，裝訂在說(shuō)明書中。 教研室 指導(dǎo)教師： 教研室主任： 系主任： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 題 目 名 稱 單級(jí)圓柱齒輪減速器 題 目 類 別 學(xué) 院（系） 邗 江 電 大 專 業(yè) 班 級(jí) 02機(jī)電（五）班 學(xué) 生 姓 名 楊 健 指 導(dǎo) 教 師 吳 邦 榮 開題報(bào)告日期 摘要: 減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級(jí)圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對(duì)位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行，如圖1-2-1a所示。后者兩軸線平面與水平面垂直，如圖1-2-1b所示。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對(duì)象。 單級(jí)圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。 二. 主要特性 由于減速器已成為一種通用的傳動(dòng)部件，因此，圓柱齒輪減速器多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，ZD（JB1130-70）為單級(jí)圓柱齒輪減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。其主要參數(shù)均已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的主要性能參數(shù)為： 傳遞功率P（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器P=1~2000KW） 傳動(dòng)比i為避免減速器的外廓尺寸過(guò)大，一般i〈6，其最大傳動(dòng)比imax=8~10，高速軸轉(zhuǎn)速n1，中心距a（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器a=100~700mm ） 工作類型及裝配型式 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)，可以根據(jù)任務(wù)書的要求參考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可自行設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的減速器。 三. 組成 圖1-2-2和圖1-2-3所示分別為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖和結(jié)構(gòu)圖。 減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。 箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤(rùn)滑油起到潤(rùn)滑和密封箱體內(nèi)零件的作用。箱體常采用剖分式結(jié)構(gòu)（剖分面通過(guò)軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過(guò)一組螺栓聯(lián)接，并通過(guò)兩個(gè)定位銷釘確定其相對(duì)位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油滲出。為了拆卸時(shí)易于將箱蓋與箱座分開，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個(gè)起蓋螺釘（參見(jiàn)圖1-2-3），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤(rùn)滑油，用來(lái)潤(rùn)滑齒輪；如同時(shí)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開出油溝，利用齒輪飛濺起來(lái)的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過(guò)軸承蓋的缺口流入軸承（參圖1-2-3）。 減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來(lái)支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對(duì)箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動(dòng)間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見(jiàn)圖1-2-3）。 減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤(rùn)滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時(shí)用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時(shí)將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油面的高度是通過(guò)安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來(lái)觀測(cè)的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個(gè)吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\(yùn)整臺(tái)減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運(yùn)整臺(tái)減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見(jiàn)圖1-2-3）。 減速器的箱體是采用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上的。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 題 目 名 稱 單級(jí)圓柱齒輪減速器 題 目 類 別 學(xué) 院（系） 邗 江 電 大 專 業(yè) 班 級(jí) 02機(jī)電（五）班 學(xué) 生 姓 名 楊 健 指 導(dǎo) 教 師 吳 邦 榮 開題報(bào)告日期 摘要: 減速器的結(jié)構(gòu)隨其類型和要求不同而異。單級(jí)圓柱齒輪減速器按其軸線在空間相對(duì)位置的不同分為：臥式減速器和立式減速器。前者兩軸線平面與水平面平行，如圖1-2-1a所示。后者兩軸線平面與水平面垂直，如圖1-2-1b所示。一般使用較多的是臥式減速器，故以臥式減速器作為主要介紹對(duì)象。 單級(jí)圓柱齒輪減速器可以采用直齒、斜齒或人字齒圓柱齒輪。 一. 主要特性 由于減速器已成為一種通用的傳動(dòng)部件，因此，圓柱齒輪減速器多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，ZD（JB1130-70）為單級(jí)圓柱齒輪減速器的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。其主要參數(shù)均已標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的主要性能參數(shù)為： 傳遞功率P（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器P=1~2000KW） 傳動(dòng)比i為避免減速器的外廓尺寸過(guò)大，一般i〈6，其最大傳動(dòng)比imax=8~10，高速軸轉(zhuǎn)速n1，中心距a（標(biāo)準(zhǔn)ZD型減速器a=100~700mm ） 工作類型及裝配型式 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)，可以根據(jù)任務(wù)書的要求參考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可自行設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)的減速器。 二. 組成 圖1-2-2和圖1-2-3所示分別為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖和結(jié)構(gòu)圖。 減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。 箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤(rùn)滑油起到潤(rùn)滑和密封箱體內(nèi)零件的作用。箱體常采用剖分式結(jié)構(gòu)（剖分面通過(guò)軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過(guò)一組螺栓聯(lián)接，并通過(guò)兩個(gè)定位銷釘確定其相對(duì)位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油滲出。為了拆卸時(shí)易于將箱蓋與箱座分開，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個(gè)起蓋螺釘（參見(jiàn)圖1-2-3），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤(rùn)滑油，用來(lái)潤(rùn)滑齒輪；如同時(shí)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開出油溝，利用齒輪飛濺起來(lái)的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過(guò)軸承蓋的缺口流入軸承（參圖1-2-3）。 減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來(lái)支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對(duì)箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動(dòng)間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見(jiàn)圖1-2-3）。 減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤(rùn)滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時(shí)用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時(shí)將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油面的高度是通過(guò)安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來(lái)觀測(cè)的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個(gè)吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\(yùn)整臺(tái)減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運(yùn)整臺(tái)減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見(jiàn)圖1-2-3）。 減速器的箱體是采用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上的。 減速機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 選擇電動(dòng)機(jī)： 1) 選電動(dòng)機(jī)類型 滾動(dòng)軸承效率=0.995；聯(lián)軸器效率=0.98。 =0.96x0.97x0.995x0.995=0.9 由上述計(jì)算，T=137 我們?nèi)p速機(jī)軸最大扭矩=150 需要略大于，按已知工作要求和條件，選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 2) 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按手冊(cè)P7表1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍I’a=3~6。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n’d=I’a×3=459~1834r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合，則選n=1000r/min?。 3）確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) 根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S-6。 其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量63kg。 2. 傳動(dòng)比： 傳動(dòng)比：取i=2 3. 計(jì)算各傳動(dòng)參數(shù)： 1. 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min） nI=n電機(jī)=960r/min nII=nI/i =960/2=480 (r/min) 2. 計(jì)算各軸的功率（KW） PI=P工作=15.08KW PII=PI×η總=15.08×0.9=13.572KW 3. 計(jì)算各軸扭矩（N·mm） TI=9.55×106PI/nI=150N·mm TII=9.55×106PII/nII =9.55×106×13.572/480 =270026.25N·mm 齒輪的選擇 1、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 選擇齒輪材料及精度等級(jí) 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240~260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度220HBS；根據(jù)表選7級(jí)精度。齒面精糙度Ra≤1.6~3.2μm 2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 確定有關(guān)參數(shù)如下：傳動(dòng)比i齒=2 取小齒輪齒數(shù)Z1=16。則大齒輪齒數(shù)： Z2=iZ1=2×16=32 實(shí)際傳動(dòng)比I0 傳動(dòng)比誤差：i-i0/I=0%<2% 可用 齒數(shù)比：u=i0=2 由表取φd=0.9 3） 轉(zhuǎn)矩T1 T1=9.55×106×P/n1=9.55×106×15.08/960 =150N·m 4） 載荷系數(shù)k 由課本P128表6-7取k=1 5） 許用接觸應(yīng)力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由圖查得： σHlimZ1=570Mpa σHlimZ2=350Mpa 由查表得計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL NL1=60n1rth=60×384×1×(16×365×8) =1.28×109 NL2=NL1/i=1.28×109/6=2.14×108 由查圖表得接觸疲勞的壽命系數(shù)： ZNT1=0.92 ZNT2=0.98 通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)SH=1.0 [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=570×0.92/1.0Mpa =524.4Mpa [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=350×0.98/1.0Mpa =343Mpa 故得： d1≥76.43(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =76.43[1×150000×(6+1)/0.9×6×3432]1/3mm =68.4mm 模數(shù)：m=d1/Z1=68.4/16=3.8mm 根據(jù)表取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=4mm 6） 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 根據(jù)由公式 σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù) 分度圓直徑：d1=mZ1=4×16mm=64mm d2=mZ2=4×32mm=128mm 齒寬：b=34mm 取b=34mm b2=30mm 7） 齒形系數(shù)YFa和應(yīng)力修正系數(shù)YSa 根據(jù)齒數(shù)Z1=16,Z2=32由表得 YFa1=2.80 YSa1=1.55 YFa2=2.14 YSa2=1.83 8） 許用彎曲應(yīng)力[σF] 根據(jù)公式式： [σF]= σFlim YSTYNT/SF 由查表得： σFlim1=290Mpa σFlim2 =210Mpa 由圖6-36查得：YNT1=0.88 YNT2=0.9 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)YST=2 按一般可靠度選取安全系數(shù)SF=1.25 計(jì)算兩輪的許用彎曲應(yīng)力 [σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=290×2×0.88/1.25Mpa =408.32Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =210×2×0.9/1.25Mpa =302.4Mpa 將求得的各參數(shù)代入式（6-49） σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1×150000/45×2.52×20) ×2.80×1.55Mpa =77.2Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1×150000/45×2.52×120) ×2.14×1.83Mpa =11.6Mpa< [σF]2 故輪齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 9） 計(jì)算齒輪傳動(dòng)的中心矩a a=m/2(16+32)=4/2(16+32)=96mm (10)計(jì)算齒輪的圓周速度V V=πd1n1/60×1000=3.14×64×960/60×1000 =3.22m/s 減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定鋼的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)是由多方面的因素決定的，其中主要考慮軸的強(qiáng)度、剛度、軸上零件的安裝、定位、軸的支承結(jié)構(gòu)以及軸的工藝性等，其設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)要素的確定，可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。 單級(jí)圓柱齒輪減速器的軸一般均為階梯軸，確定階梯軸各段的直徑和長(zhǎng)度是階梯軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。下面通過(guò)圖1-2-17和表1-2-2、表1-2-3來(lái)說(shuō)明。 1、階梯軸各段直徑的確定 圖1-2-17中階梯軸各段的直徑可由表1-2-2確定。 符號(hào) 確定方法及說(shuō)明 d1 按許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行估算。盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，如果選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，d1應(yīng)符合聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)的孔徑。 d2 d2= d1+2a，a為定位軸肩高度。通常取a=3-10mm d2盡可能符合密封件標(biāo)準(zhǔn)孔徑的要求，以便采用標(biāo)準(zhǔn)密封圈。 d3 此段安裝軸承，故d3必須符合滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑系列。為便于軸承安裝，此段軸徑與d2段形成自由軸肩，因此，d3= d2+1~5mm，然后圓整到軸承的內(nèi)徑系列。當(dāng)此軸段較長(zhǎng)時(shí)，可改設(shè)計(jì)為兩個(gè)階梯段，一段與軸承配合，精度較高，一段與套筒配 d4 d4= d3+1~5mm（自由軸肩），d4與齒輪孔相配，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。 d5 d5= d4+2a，a為定位軸環(huán)高度，通?？扇=3~10mm d6 d6= d3，因?yàn)橥惠S上的滾動(dòng)軸承最好選取同一型號(hào)。 2、階梯軸各段長(zhǎng)度的確定 圖1-2-17中各階梯長(zhǎng)度可由表1-2-3確定。 表1-2-3軸各段長(zhǎng)度的確定 符號(hào) 確定方法及說(shuō)明 L1 按軸上零件的輪轂寬度決定，一般比轂寬短2~3mm。也可按（1.2~1.5）d1取定。 L2 L2=l3+l4(l3為軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭的高度) L3 L3=B+l2+⊿2+(2~3) B軸承寬度 L4 L4按齒輪寬度b決定，L4=b-(2~3)mm L5 無(wú)擋油環(huán)時(shí)，L5=B 有擋油環(huán)時(shí)，L5=B+擋油環(huán)的轂寬 注：表中l(wèi)2、l3、l4、⊿2參見(jiàn)表1-2-4。 由表中計(jì)算式可知，各段長(zhǎng)度的確定與箱外的旋轉(zhuǎn)零件至固定零件的距離l4；軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度的總尺寸l3；軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離l2；轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離⊿2以及檔油環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，這些尺寸又取決于軸承蓋的類型、密封型式以及各零件在裝配圖中的相關(guān)位置。因此，階梯軸各段的長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中邊繪制邊計(jì)算確定。尤其值得注意的是：當(dāng)各零件相對(duì)位置確定以后，支承點(diǎn)的跨距即可確定，這時(shí)就可以計(jì)算支承反力，對(duì)軸的危險(xiǎn)截面進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)度核核以及軸承壽命計(jì)算等，如果軸的強(qiáng)度不合格或者軸承壽命不符合要求，這時(shí)就要重新選擇軸承和調(diào)整結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，軸的各階梯段直徑和長(zhǎng)度也相應(yīng)發(fā)生變化。由上述可知，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該在裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，以邊繪圖、邊計(jì)算、邊修改的方式逐步完成。 表1-2-4為單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸關(guān)系。 二、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中小型減速器的齒輪一般用鍛鋼制造。當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑da≤200mm時(shí)，可以做成圓盤式結(jié)構(gòu)。當(dāng)齒輪的齒根圓與鍵槽底部的距離小于!&（ &為模數(shù)）時(shí)，則齒輪與軸應(yīng)做成一體的齒輪軸。當(dāng)da=200~500時(shí)，可以做成腹板式結(jié)構(gòu)。 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。 三、支承部件的結(jié)構(gòu) 單級(jí)圓柱齒輪減速器軸的支承一般采用滾動(dòng)軸承，如圖1-2-18所示。 滾動(dòng)軸承類型與尺寸選擇以及軸承組合設(shè)計(jì)可參照教材有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。 軸承組合中，除滾動(dòng)軸承外，還有軸承蓋、調(diào)整墊片、內(nèi)外密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1、軸承蓋 軸承蓋的作用是固定軸承的位置并承受軸向力和密封軸承座孔。 軸承蓋的材料一般為鑄鐵（HT150）。 軸承蓋結(jié)構(gòu)型式分為凸緣式（用螺釘將蓋固定在箱體上）和嵌入式（用蓋的圓周凸緣嵌入軸承座孔的槽內(nèi)固定）。每種結(jié)構(gòu)又可分為悶蓋（中間無(wú)孔）和透蓋（中間有孔，用于軸外伸端的軸承座上）兩種型式，如圖1-2-19所示。 表1-2-4單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸 符號(hào) 名稱 尺寸（mm） ⊿2 轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離 ⊿2=10~15，對(duì)于重型減速器應(yīng)取大些 b 小齒輪的寬度 由齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。 B 軸承寬度 根據(jù)軸頸直徑可按中系列預(yù)選。 ⊿1 齒頂圓與減速器內(nèi)壁之間的最小間隙 ⊿1≥1.2δ, δ—箱座壁厚。 l 軸承支點(diǎn)的跨距 由草圖設(shè)計(jì)決定 L1 #!箱外零件至軸承支點(diǎn)的計(jì)算距離#! L1=B/2+l3+l4+l5/2 L2 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 軸承用油池內(nèi)油潤(rùn)滑時(shí)# L2=5-10, 軸承用脂潤(rùn)滑且有擋油環(huán)時(shí)L2=10-15。 L3 -軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度 根據(jù)軸承端蓋結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定 L4 箱外轉(zhuǎn)動(dòng)零件至固定零件的距離# L4=15~20 L5 *箱外零件與軸的配合長(zhǎng)度 L5=（1.2~1.5）d,d-配合軸徑 表1-2-5和表1-2-6分別列出凸緣式軸承蓋和嵌入式軸承蓋的結(jié)構(gòu)尺寸。 符號(hào) 尺寸關(guān)系 符號(hào) 尺寸關(guān)系 （D軸承外徑） 30~60 62~100 110~130 140~230 D5 D0-(2.5~3) d3 d3（螺釘直徑） 6~8 8~10 10~12 12~16 e 1.2 d3 n（螺釘數(shù)） 4 4 6 6 e1 (0.10~0.15)D (e1≥e) d0 d3+(1~2) m 由結(jié)構(gòu)確定 D0 D+2.5 d3 Δ2 8~10 D2 D0+(2.5~3) d3 b 8~10 D4 (0.85~0.9)D h (0.8~1)b 不帶O型密封圈 帶O型密封圈 D(f9) 40~80 35~110 115~170 D封 40 45 50 55 60 63 65 68 70 75 80 85 E2(h11) 5 6 8 d封 35 40 45 50 55 58 60 63 65 70 75 80 S 10 12 15 D封 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 8~10 d封 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 D3 D+e2 當(dāng)D封=30~50，W實(shí)際3.1 D4 D—20 D(f9) 40~80 85~110 115~170 m 由軸承部件結(jié)構(gòu)確定 e2(h11) 8 10 12 注：透蓋氈圈密封槽的尺寸參見(jiàn)表1-2-13 S 15 18 20 D3 D3=D+(10~15) d4(h9) d4=d封(與D封相應(yīng)) b0 4(與W實(shí)際3.1相應(yīng)) 軸承蓋設(shè)計(jì)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)： （1）當(dāng)軸承蓋的寬度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在端部車出一段較小直徑（比孔徑小2~4mm ），但必須保留夠的配合長(zhǎng)度e1。 （2）軸承采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，軸承蓋端部必須開缺口并車出一段小直徑，以便潤(rùn)滑油流入軸承。（3）嵌入式軸承蓋結(jié)我緊湊，重量輕，但承載能力較差，且不便于調(diào)整軸承間隙，不宜用于要求準(zhǔn)確調(diào)整間隙的場(chǎng)合。 2、調(diào)整墊片組 調(diào)整墊片的作用是調(diào)整軸承的軸向游隙和軸承內(nèi)部間隙以及軸的軸向位置。 調(diào)整墊片組由多片厚度不同的墊片組成。調(diào)整時(shí)，根據(jù)需要組合成不同的厚度。調(diào)整墊片組的組別，片數(shù)及厚度可由表1-2-7查得。 A組 B組 C組 厚度δ 0．5 0．2 0．1 0．5 0．15 0．1 0．5 0．15 0．125 片數(shù)Z 3 4 2 1 4 4 1 3 3 注：1.材料沖壓銅片或08鋼拋光 2.d 2=D(2~4) 用于凸緣 D0,D2,n×d見(jiàn)表(1-2-5) 式軸承蓋 D—軸承外徑 D2=D-1 用于嵌 d2按軸承外圓 入式 安裝尺寸確定 軸承蓋 3.建議準(zhǔn)備0.55mm的墊片若干片以備調(diào)整微小間隙用。 滾動(dòng)軸承的內(nèi)外密封裝置的設(shè)計(jì)可參見(jiàn)本章第五節(jié)“減速器的潤(rùn)滑與密封”。 軸的計(jì)算 1、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)齒輪傳動(dòng)中可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，聯(lián)接以平鍵作過(guò)渡配合固定，兩軸承分別以軸肩和大筒定位，則采用過(guò)渡配合固定 2） 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 工段：d1=28mm 長(zhǎng)度取L1=60mm ∵h(yuǎn)=2c c=2.5mm 其中花鍵長(zhǎng)度為35mm。 II段:d2=d1+2h=28+2×1=30mm ∴d2=30mm 初選用深溝球軸承，其內(nèi)徑為30mm, 考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁，軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為16mm，通過(guò)密封蓋軸段長(zhǎng)應(yīng)根據(jù)密封蓋的寬度安裝齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小2~3mm,故II段長(zhǎng)： L2==33mm III段直徑d3=38mm L3 =125mm Ⅳ段直徑d4=30mm 由手冊(cè)得：c=4 h=2c=2×4=8mm d4=d3+2C=48-2×1.5=30mm L4=15mm Ⅴ段直徑d5=28mm L5=60mm。 其中花鍵長(zhǎng)度為35mm 此段左面的滾動(dòng)軸承的定位軸肩考慮，應(yīng)便于軸承的拆卸. 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=158mm 2、軸的校核 1、基本數(shù)據(jù)： 轉(zhuǎn)矩T=150 ，轉(zhuǎn)速n=960 2、求作用在齒輪上的力： 因已知齒輪分度圓直徑d=156 力的方向如圖所示： 3、初步確定軸的最小直徑： 估算出軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表=112，所以根據(jù)公式：， 4、根據(jù)設(shè)計(jì)，我們來(lái)校核主動(dòng)軸的疲勞強(qiáng)度。 其彎扭特性大致如下示意圖： ，對(duì)截面Ⅱ右側(cè)分析，由公式： 所以軸的強(qiáng)度是足夠的。因無(wú)大的瞬間過(guò)載及嚴(yán)重應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。 軸承的選用與校核 1、軸承的選用 確定軸承尺寸參數(shù) ??? 在許多場(chǎng)合，軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的結(jié)構(gòu)具體所限定。不論工作壽命，靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前，都必須經(jīng)過(guò)尺寸演算。該演算包括將軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的（內(nèi)外圈間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)）或旋轉(zhuǎn)速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動(dòng)體過(guò)量塑性變形的安全系數(shù)。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。只有在特殊情況時(shí)，才根據(jù)DIN ISO 281對(duì)實(shí)際可達(dá)到的工作壽命做名義壽命演算。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對(duì)軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。 ??? 靜負(fù)荷軸承 ??? 計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù)Fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。 FS =CO/PO 其中FS靜負(fù)荷安全系數(shù)，CO額定靜負(fù)荷[KN]，PO當(dāng)量靜負(fù)荷[KN] 靜負(fù)荷安全系數(shù)FS是防止?jié)L動(dòng)零件接觸區(qū)出現(xiàn)永久性變形的安全系數(shù)。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求FS的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場(chǎng)合，可選用小一些的FS；一般推薦采用下列數(shù)值： FS=1.5~2.5適用于低噪音等級(jí) FS=1.0~1.5適用于常規(guī)噪音等級(jí) FS=0.7~1.0適用于中等噪音等級(jí)額定靜負(fù)荷CO[KN]已在表中為每一品種規(guī)格的軸承列出。該負(fù)荷（對(duì)向心軸承來(lái)說(shuō)是徑向力，對(duì)推力軸承而言則是軸向力），在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為： -4600 N/MM2 自調(diào)心球軸承 -4200 N/MM2 其它類型球軸承 -4000 N/MM2 所有滾子軸承在額定靜負(fù)荷CO的作用下，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產(chǎn)生的總塑性變形量約為滾動(dòng)體直徑的萬(wàn)分之一。當(dāng)量靜負(fù)荷PO[KN]是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)講是軸向和向心力。PO在滾動(dòng)體和滾道的最大承載接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同。 PO=XO*Fr+Ys*Fa[KN] 其中，PO當(dāng)量靜負(fù)荷，KN Fr徑向負(fù)荷，KN Fa軸向負(fù)荷，KN XO徑向系數(shù)， YO軸向系數(shù)。 ??? 動(dòng)負(fù)荷軸承 ??? DIN ISO 281所規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷軸承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效（出現(xiàn)凹坑），壽命計(jì)算公式為： L10=L=(C/P)P [106轉(zhuǎn)] 其中L10=L 名義額定壽命 [106轉(zhuǎn)] C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10是以100萬(wàn)轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命 [106轉(zhuǎn)] C 額定動(dòng)負(fù)荷 [KN] P 壽命指數(shù) L10是以100萬(wàn)轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來(lái)說(shuō)，其中90%應(yīng)該達(dá)到或者超過(guò)該值。額定動(dòng)負(fù)荷C [KN]在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到，在該負(fù)荷作用下，軸承可以達(dá)到100萬(wàn)轉(zhuǎn)的額定壽命。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷P [KN]是一項(xiàng)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推力軸承來(lái)說(shuō)是軸向力。其方向、大小恒定不變。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷作用下的軸承壽命與實(shí)際負(fù)荷組合作用時(shí)相同。 P=X*Fr+Y*Fa 其中：P當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，F(xiàn)r徑向負(fù)荷，F(xiàn)a軸向負(fù)荷，單位都是千牛頓，X徑向系數(shù)，Y軸向系數(shù)。不同類型軸承的X,Y值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù)P有所不同。對(duì)球軸承，P=3 對(duì)滾子軸承，P=10/3? ??? 變負(fù)荷及變速度 ??? 如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線就要用分段近似值來(lái)替代。當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷的計(jì)算公式變?yōu)椋? ??? 滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷 ??? 過(guò)小的負(fù)荷加上潤(rùn)滑不足，會(huì)造成滾動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。保持架軸承的最小負(fù)荷系數(shù)P/C=0.02,而滿裝軸承的最小負(fù)荷系數(shù)P/C=0.04(P為當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷，C為額定動(dòng)負(fù)荷)。 本設(shè)計(jì)中選用深溝軸承。參見(jiàn)GB/T276-94 2、軸承的校核： 根據(jù)設(shè)計(jì)，取主動(dòng)軸左側(cè)軸承校核。 由上述計(jì)算，齒輪受力基本數(shù)據(jù)可以算出： 軸承受力 比值 =1.2~1.8,取=1.5。則： 782.75N 故選用軸承符合預(yù)期壽命。 泵的定位 選用XM-F40斜軸式軸向柱塞泵/馬達(dá)，馬達(dá)與減速機(jī)聯(lián)軸裝置如下： 減速機(jī)從動(dòng)軸與聯(lián)軸裝置花鍵連接，泵與聯(lián)軸裝置平鍵連接。 泵體直接由其上4個(gè)螺栓固定在減速箱體上，所以設(shè)計(jì)特殊護(hù)罩，一方面聯(lián)軸器運(yùn)轉(zhuǎn)是保證安全，另一方面把泵和其相連以便把泵固定在減速箱上。固定形式如下圖。 . 如上圖所示， 軸向柱塞泵/馬達(dá)，工作比較平穩(wěn)，沒(méi)有太大沖擊，故可以直接固定到箱體上，方便簡(jiǎn)潔。 這樣連接和固定泵，節(jié)省了材料和空間，左端采用花鍵連接使兩根軸對(duì)中更容易。 泵和護(hù)罩的連接方式如下這個(gè)剖面圖： 離合器的選擇 1、 離合器種類選擇 離合器有摩擦式，電磁式，液力式三種類型。離合器大都根據(jù)摩擦原理設(shè)計(jì)的。電磁式應(yīng)用廣泛。電磁離合器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，可無(wú)級(jí)調(diào)速，維護(hù)方便，運(yùn)行可靠，調(diào)速范圍也比較寬，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，它可以空載啟動(dòng)，對(duì)需要重載啟動(dòng)的負(fù)載可獲得容量效益，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行負(fù)載率。缺點(diǎn)是高速區(qū)調(diào)速特性軟，不能全速運(yùn)行；低速區(qū)調(diào)速效率比較低。適用于調(diào)速范圍適中的中小容量電動(dòng)機(jī)。故選擇電磁離合器。 2、 從動(dòng)盤數(shù)選擇 由于制動(dòng)帶制動(dòng)非常唐突，制動(dòng)力來(lái)得很猛，所以換擋震動(dòng)相對(duì)較大。高擋車中用得較多的是多片離合器式制動(dòng)設(shè)計(jì)。故選擇多片離合器。 3、 壓緊彈簧形式選擇 周置彈簧由于受離心力作用而向外彎曲，使彈簧壓緊力下降，離合器傳遞扭矩的能力降低，另外，彈簧*到它定位面上，造成接觸部位嚴(yán)重磨損，會(huì)出現(xiàn)彈簧斷裂現(xiàn)象。中央彈簧此結(jié)構(gòu)軸向尺寸大。 斜置彈簧在重型汽車上使用，突出優(yōu)點(diǎn)是工作性能十分穩(wěn)定，踏板力較小。膜片彈簧彈簧壓力在摩擦片允許范圍內(nèi)基本不變，能保持傳遞的轉(zhuǎn)矩大致不變，另外它兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，軸向尺寸小，質(zhì)量小。由于它大斷面環(huán)形與壓盤接觸，其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，提高使用壽命，平衡性好。故選擇膜片彈簧。 4、 分離時(shí)離合器受力形式選擇 拉式膜片彈簧取消了中間支承各零件，并只用一個(gè)或不用支承環(huán)，使其結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊。零件數(shù)目更少，質(zhì)量更小。它是以中部與壓盤相壓，在同樣壓盤尺寸下可采用直徑較大的膜片彈簧，從而提高了壓緊力與傳遞轉(zhuǎn)矩的能力，而并不增加踏板力，在接合和分離狀態(tài)下，離合器蓋的變形量小，剛度大，故分離效果更高，拉式杠桿比大于推式杠桿比，傳動(dòng)效率更高，使用壽命長(zhǎng)，它的分離與分離軸承套筒總成裝在一起，需專門分離軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。推式摸片彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝拆卸較簡(jiǎn)單，分離行程比拉式小。故選擇拉式膜片彈簧。 5、 壓盤驅(qū)動(dòng)形式選擇 窗孔式、銷釘式、鍵塊式它們?nèi)秉c(diǎn)是在聯(lián)接件間有間隙，在驅(qū)動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊噪聲，而且零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低離合器傳動(dòng)效率。傳動(dòng)片式此結(jié)構(gòu)中壓盤與飛輪對(duì)中性好，使用平衡性好，簡(jiǎn)單可*，壽命長(zhǎng)。故選擇傳動(dòng)片式。 6、 扭轉(zhuǎn)減振器 它能降低發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與傳動(dòng)系接合部分的扭轉(zhuǎn)剛度，調(diào)諧傳動(dòng)系扭振固有頻率，增加傳動(dòng)系扭振阻尼，抑制扭轉(zhuǎn)共振響應(yīng)振幅，并衰減因沖擊而產(chǎn)生的瞬態(tài)扭振，控制動(dòng)力傳動(dòng)系總成怠速時(shí)離合器與變速器的扭振與噪聲，緩和非穩(wěn)定工況下傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)沖擊載荷和改善離合器的接合平順性。 故要有扭轉(zhuǎn)減振器。 7、 離合器的操縱機(jī)構(gòu)選擇 機(jī)械式質(zhì)量大，機(jī)械效率低，在遠(yuǎn)距離操縱時(shí)布置較困難，壽命短，用于輕形車。 電磁式傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便。它不僅用于中、小型車，在重型汽車上也日益增多。 電磁式突出優(yōu)點(diǎn)是操縱方便。 故選擇電磁式。 初步選擇，DLM5-10S濕式多片電磁離合器。 其設(shè)計(jì)獨(dú)特，磁路設(shè)計(jì)的合理，，傳動(dòng)力矩較大，磨損量小，性能穩(wěn)定，使用壽命較長(zhǎng)，無(wú)需調(diào)整間隙等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛地在金屬加工機(jī)械、漁業(yè)機(jī)械、包裝機(jī)械、建筑機(jī)械、以印刷機(jī)械及重型機(jī)械中選用。 離合器基本參數(shù)主要有性能參數(shù)β和p ，尺寸參數(shù)D 和d 及摩擦片厚度h。 1、 后備系數(shù) 為可傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過(guò)大，β不宜取太小；為使離合器尺寸不致過(guò)大，減少傳動(dòng)系過(guò)載，保證操縱輕便，β不宜取太大。 取β=1.8 2、 單位壓力 摩擦面上的單位壓力p值和離合器本身的工作條件，摩擦片直徑大小，后備系數(shù)以及摩擦片材料及其質(zhì)量等因素有關(guān)。當(dāng)摩擦片選用不同材料時(shí)，p選取范圍不同。本次設(shè)計(jì)中摩擦片用石棉基材料，此時(shí) P0 =0.10Mpa—0.35Mpa。 3、 摩擦片外徑 D，內(nèi)徑d 和厚度h 摩擦片外徑D 可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩T2max 獲得。 D=45mm 離合器尺寸應(yīng)符合尺寸系列標(biāo)準(zhǔn)GB5764--86<<汽車用離合器蓋片>>，所選外徑D應(yīng)使摩擦片最大圓周速度不超過(guò)65m/s,以免摩擦片分離。 V=πNmax×D×0.001/60=57.8<65m/s 從而滿足條件。 摩擦片的內(nèi)徑d決定于和外徑的C’比值 ，即d=C’D,比值C’關(guān)系到從動(dòng)片的總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和使用性能。 由離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)表插值計(jì)算得： C’=0.65 此時(shí)d=C’ D=45mm 摩擦片的厚度h，我國(guó)規(guī)定了三種規(guī)格，3.2，3.5，4mm。由內(nèi)外徑選得厚度為3.5mm.。 由離合器傳扭能力Tcmax=βTemax=p×A×Rc×Zc×μ知： 摩擦因素μ取0.3，校核p。 此時(shí)p=0.177Mpa=0.10Mpa—0.35Mpa。 即用石棉基材料合理。 為反映離合器傳遞轉(zhuǎn)矩并保持過(guò)載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，即： T =4Tc/πZ(D －d ) =0.3 N 為減少汽車起步過(guò)程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過(guò)高而發(fā)生燒壞，每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即： w=4W/πZ(D －d ) 其中W為汽車起步是離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功，可根據(jù)下式計(jì)算： W=π n m r/1800i i =15943.1N 故合格。 減速器的箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 一、概述 箱體一般用灰鑄鐵HT150或HT200制造。對(duì)于重型減速器也可以采用球墨鑄鐵或鑄鋼 制造。在單件生產(chǎn)中，特別是大型減速器，可采用焊接結(jié)構(gòu)，以減輕重量，縮短生產(chǎn)周期。 二、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 減速器的箱體是支持和固定軸及軸上零件并保證傳動(dòng)精度的重要零件，其重量一般約占 減速器總重量的40％~50％，因此，箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的性能、制造工藝、材料消耗、重量和成本等影響很大，設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必綜合考慮，認(rèn)真對(duì)待。 減速器箱體的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1、箱體應(yīng)具有足夠的剛度 （1）軸承座上下設(shè)置加強(qiáng)筋。 （2）軸承座房設(shè)計(jì)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。凸臺(tái)的設(shè)置可使軸承座旁的聯(lián)接 設(shè)計(jì)凸臺(tái)結(jié)構(gòu)要注意下列幾個(gè)問(wèn)題： ①軸承座旁兩凸臺(tái)螺栓距離S應(yīng)盡可能靠近。對(duì)無(wú)油構(gòu)箱體（軸承采用油脂潤(rùn)滑）取S〈D2，應(yīng)注意凸臺(tái)聯(lián)接螺栓（d1）與軸承蓋聯(lián)接螺釘（d3）不要互相干涉；對(duì)有油溝箱體（軸承采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑），取S≈D2〉，應(yīng)注意凸臺(tái)螺栓孔（d1）不要與油溝相通，以免漏油。D2則為軸承座凸緣的外徑。 ②凸臺(tái)高度h的確定應(yīng)以保證足夠的螺母搬手空間為準(zhǔn)則。搬手空間根據(jù)螺栓直徑的 大小由尺寸C1和C2確定。 ③凸臺(tái)沿軸向的寬度同樣取決于不同螺栓直徑所確定的C1+ C2之值，以保證足夠的搬 手空間。但還應(yīng)小于軸承座凸緣寬度3~5mm..，以便于凸緣端面的加工。 （3）箱座的內(nèi)壁應(yīng)設(shè)計(jì)在底部凸緣之內(nèi)。 （4）地腳螺栓孔應(yīng)開在箱座底部凸緣與地基接觸的部位；不能懸空。 （5）箱座是受力的重要零件，應(yīng)保證足夠的箱座壁厚，且箱座凸緣厚度可稍大于箱蓋凸緣厚度。 2、確保箱體接合面的密封、定位和內(nèi)部傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑。 為保證箱體軸承座孔的加工和裝配的準(zhǔn)確性，在接合面的凸緣上必須設(shè)置兩個(gè)定位用的 為保證箱蓋、箱座的接合面之間的密封性，接合面凸緣聯(lián)接螺栓的間距不宜過(guò)大，一般不大于150~180mm，并盡量對(duì)稱布置。 如果滾動(dòng)軸承靠齒輪飛濺的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，則箱座凸緣上應(yīng)開設(shè)集油溝，集油溝要保證潤(rùn)滑油流入軸承座孔內(nèi)，再經(jīng)過(guò)軸承內(nèi)外圈間的空隙流回箱座內(nèi)部，而不應(yīng)有漏油現(xiàn)象發(fā)生。 3、箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的工藝性 ⑴鑄造工藝性的要求，箱壁不宜太薄，δmin≧8mm，以免澆鑄時(shí)鐵水流動(dòng)困難，出現(xiàn)充不滿 型腔的現(xiàn)象。 壁厚應(yīng)均勻和防止金屬積聚、避免產(chǎn)生的縮孔、裂紋等缺陷。 當(dāng)箱壁的厚度變化較大時(shí)，應(yīng)采用平緩過(guò)渡的結(jié)構(gòu)。 避免出現(xiàn)狹縫結(jié)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)的砂型易碎裂，正確的做法應(yīng)聯(lián)成整體箱壁沿?fù)苊较驊?yīng)有1：10~1：20的撥模斜度。 （2）機(jī)械加工工藝性的要求軸承座孔應(yīng)為通孔，最好兩端孔徑一樣以利于加工。兩端軸 承外徑不同時(shí)，可以在座孔中安裝襯套，使支座孔徑相同，利用襯套的厚度不等，形成不同的孔徑以滿足兩端軸承不同外徑的配合要求。 同一側(cè)的各種加工端面盡可能一樣平齊，以便于一次調(diào)整刀具進(jìn)行加工。加工表面與非加工表面必須嚴(yán)格區(qū)分，并盡量減少加工面積。因此，軸承座的外端面、觀察孔、透氣塞、吊環(huán)螺釘、油標(biāo)尺和油塞以及凸緣連接螺栓孔等處均應(yīng)制出凸臺(tái)（凸出非加工面3~5mm）以便加工。(所示為軸承座凸緣的外端面與凸臺(tái)之間的合理與不合理的結(jié)構(gòu)。 本減速箱箱體，壁厚采用8mm~10mm，符合標(biāo)準(zhǔn)。 密封與潤(rùn)滑 潤(rùn)滑技術(shù)的核心問(wèn)題是要解決摩擦副——也就是我們通常所說(shuō)的潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑問(wèn)題，對(duì)于從事潤(rùn)滑技術(shù)應(yīng)用的人來(lái)講，最關(guān)心的應(yīng)該是潤(rùn)滑點(diǎn)。也就是說(shuō)，不管你采用什么樣的潤(rùn)滑方式，干油潤(rùn)滑也好，稀油潤(rùn)滑也好，油霧潤(rùn)滑也好，或者采用油氣潤(rùn)滑，目的是要使?jié)櫥c(diǎn)始終處于最佳的潤(rùn)滑狀態(tài)。 ????那么，潤(rùn)滑點(diǎn)到底需要什么樣的潤(rùn)滑呢？是不是油加得越多越好呢？回答是否定的。 潤(rùn)滑點(diǎn)，也就是摩擦副在全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下運(yùn)行是一種理想的狀況。在這種全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下，摩擦面之間有潤(rùn)滑劑，并能生成一層完整的潤(rùn)滑膜，把兩個(gè)摩擦表面完全隔開。摩擦副運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦是潤(rùn)滑膜的內(nèi)部分子之間的內(nèi)摩擦，而不是摩擦面之間的直接接觸的外摩擦。 ????潤(rùn)滑點(diǎn)所需的潤(rùn)滑劑應(yīng)該以緩慢的均勻的微量油流到達(dá)軸承，如果潤(rùn)滑點(diǎn)所需要的潤(rùn)滑劑能以源源不斷的細(xì)流方式供應(yīng)，那對(duì)潤(rùn)滑點(diǎn)來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑效果是最理想的了。 ????舉個(gè)例子：一個(gè)軸承每小時(shí)需要1ml的潤(rùn)滑油，是每小時(shí)加1ml呢，還是把這1ml的油在1小時(shí)內(nèi)分幾次加，正確的答案應(yīng)該是后者。如果我們能使?jié)櫥c(diǎn)在每個(gè)潤(rùn)滑周期只得到0.1ml的油，那么1ml油在1小時(shí)內(nèi)可以分10次供送，每6分鐘供一次，這就能達(dá)到十分滿意的效果了，這是一種最正確的潤(rùn)滑方式。 ????稀油潤(rùn)滑確實(shí)是一種有效的潤(rùn)滑方式。隨著潤(rùn)滑技術(shù)的發(fā)展，稀油潤(rùn)滑已從初級(jí)的大流量潤(rùn)滑方式向更先進(jìn)的微量潤(rùn)滑的方式發(fā)展。譬如油霧潤(rùn)滑是一種微量潤(rùn)滑，它的出現(xiàn)使稀油潤(rùn)滑發(fā)展到了一個(gè)新的階段。油霧潤(rùn)滑雖然朝著這一正確的潤(rùn)滑方式邁出了一大步，但由于在應(yīng)用上受到了種種限制，并嚴(yán)重污染環(huán)境和危害人體健康，因此應(yīng)用前景越來(lái)越黯淡，取代它的是更為精確更加微量且不污染環(huán)境的潤(rùn)滑方式——油氣潤(rùn)滑。 ????油氣潤(rùn)滑以一種新穎的潤(rùn)滑理念改變了傳統(tǒng)的潤(rùn)滑方式，它可以把精細(xì)的極其微量的油滴流源源不斷地注入潤(rùn)滑點(diǎn)，這樣，以均等的時(shí)間精確分配潤(rùn)滑油的方式得以實(shí)現(xiàn)，并能適合不同的惡劣工況條件，這是其它潤(rùn)滑方式都不能做到的。 本設(shè)計(jì)潤(rùn)滑采用油浴潤(rùn)滑，齒輪箱中油液面要加淹沒(méi)齒輪的1/4處，利用齒輪旋轉(zhuǎn)的離心力，使用油充滿整個(gè)齒輪箱。 密封：采用骨架油封。在設(shè)計(jì)時(shí)，骨架油封和軸承之間需要有個(gè)臺(tái)階，當(dāng)安裝軸承時(shí)會(huì)對(duì)軸的表面產(chǎn)生劃傷，如果不加臺(tái)階，骨架油封的密封性能將會(huì)大打折扣。 36