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目錄
第一章 封閉齒輪實(shí)驗(yàn)臺的介紹……………………………2
1．1． 主要特性及用途…………………………………………………2
1．2． 組成部分及其工作原理…………………………………………2
1．3． 實(shí)驗(yàn)機(jī)的操作……………………………………………………3
1．4． 齒輪的拆裝………………………………………………………3
1．5． 測扭傳感器的使用和標(biāo)定………………………………………4
1．6． 配套儀器…………………………………………………………4
第二章 多功能齒輪實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計……………………………4
2．1．齒輪的設(shè)計計算…………………………………………………4
2．2．輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………7
2．3．輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………………12
2．4．滾動軸承的選擇及其壽命計算…………………………………16
2．5．鍵的選擇…………………………………………………………17
2．6．聯(lián)軸器的選擇……………………………………………………18
2．7．鏈傳動的設(shè)計……………………………………………………19
2．8．軸承端蓋的設(shè)計…………………………………………………23
總結(jié)………………………………………………………………24
參考文獻(xiàn)…………………………………………………………25
英文翻譯…………………………………………………………25
第一章．封閉齒輪實(shí)驗(yàn)臺的介紹
1．1．主要特性及用途
本試驗(yàn)臺為封閉功率流式，用直流電動機(jī)驅(qū)動，能在運(yùn)行中進(jìn)行雙向加載，可同時進(jìn)行封閉扭矩與電機(jī)扭矩的測量及顯示。
本試驗(yàn)機(jī)最大封閉功率為40公斤米。如改為單向加載最大可達(dá)80公斤米，轉(zhuǎn)速為0—1000轉(zhuǎn)/分，無級可調(diào)。
本試驗(yàn)機(jī)配有測量封閉牛局及電機(jī)你局的傳感器及輸出裝置。配以扭矩轉(zhuǎn)換儀（數(shù)字頻率計）可同時進(jìn)行該兩項(xiàng)扭矩的數(shù)字顯示。這兩種傳感器靜態(tài)標(biāo)定誤差滿載時低于0.2%。
本試驗(yàn)機(jī)可進(jìn)行以下的試驗(yàn)：
1． 齒輪效率。
2． 齒輪的承載能力(可按載荷譜模擬實(shí)際工作狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度及壽命試驗(yàn))。
1． 2、組成部分及工作原理（參看附圖）
2． 齒輪箱：被試齒輪箱及陪試齒輪箱為結(jié)構(gòu)及尺寸完全相同，齒數(shù)比為1：1的兩個齒輪箱，均安裝在同一底板上。
3． 加載器：用套筒滾珠及左右螺旋組成機(jī)械式加載器。用專用鉤子扳手旋動加載器螺旋，通過軸承及拉桿拉動套筒而使左、右旋的螺旋輪作反向旋轉(zhuǎn)，從而使齒輪加載。
4． 扭矩測量及顯示裝置：電機(jī)扭矩及封閉扭矩均用板行彈性元件及可變電容組成的傳感器，通過隨機(jī)轉(zhuǎn)動的L.C振蕩器輸出頻率扭矩而變的正弦波。接收裝置為一線圈，通過感應(yīng)接受正弦波訊號，用屏蔽線接入扭矩轉(zhuǎn)換裝置（數(shù)字頻率計）顯示正弦波的頻率。經(jīng)靜態(tài)標(biāo)定后頻率即可轉(zhuǎn)換成扭矩值。
5． 潤滑裝置：本試驗(yàn)臺齒輪箱可采用兩種潤滑方式：（1）浸油飛濺潤滑，在箱蓋下部設(shè)有油標(biāo)。（2）恒溫噴油潤滑（此裝置為附加設(shè)備，在定貨時須另行提出）?？販貎x溫度最高可達(dá)100℃，使用使，可根據(jù)試驗(yàn)需要控制油溫（一般可取50℃～70℃）。恒溫箱加熱后，電源電壓為交流220V。
6． 驅(qū)動電機(jī)及電器：本試驗(yàn)臺用4KW直流電動機(jī)驅(qū)動，電機(jī)由可控硅無級調(diào)速設(shè)備控制。潤滑油泵為90瓦。交流異步電動機(jī)（接線及操作請看電機(jī)及可控硅無級調(diào)速器說明書）。
1．3．試驗(yàn)機(jī)的操作。
運(yùn)轉(zhuǎn)前用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器，觀察各部分是否能正常轉(zhuǎn)動，檢查電池及各部分接線。
1． 操作程序
1＞。接通恒溫加熱裝置溫控儀的電源，將感溫探頭插入油箱蓋孔內(nèi)，將溫控選擇盤旋至需要控制的溫度。此時，油箱加熱后的電路自動接通，開始加熱油（具體使用參考溫控儀說明書）。
2＞首先裝好測電機(jī)及封閉扭矩兩傳感器的電池（積層電池9伏），接同扭矩轉(zhuǎn)換儀（頻率計）電源及接好訊號接受儀與儀器兩組連線。訊號接受器與傳感器距離20mm。然后觀察數(shù)字頻率計的讀書看是否為零點(diǎn)的頻率值（扭矩與頻率的標(biāo)定值見附表），如果不是，可松開相應(yīng)的有機(jī)玻璃套后端鋼套上的緊固螺釘（見附表），緩慢反復(fù)旋動有機(jī)玻璃套后，使頻率讀書為零點(diǎn)的值。調(diào)好后，再將緊固螺釘旋緊（一般誤差在300HZ以下即可）。由于其及電器元件參數(shù)變化，可能調(diào)不到適合的零點(diǎn)值。此時，可將訊號接受器與傳感器距離前后移動，以調(diào)整零點(diǎn)。
3＞當(dāng)油溫升至預(yù)定值后，起動油泵，向齒輪箱送油。待油溫穩(wěn)定后，即可緩慢啟動直流電動機(jī)使試驗(yàn)臺緩慢升速（切忌啟動時使試驗(yàn)臺電機(jī)扭矩測扭裝置受到明顯的沖擊載荷，以免損壞測扭傳感器的元件和影響測量的精確性），轉(zhuǎn)速到預(yù)定值時（最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分），即可按預(yù)定程序進(jìn)行試驗(yàn)。
注：無恒溫潤滑裝置的試驗(yàn)臺不進(jìn)行1＞、3＞兩步。
4＞用專用的勾扳手旋動加載器螺旋加載。其方向可根據(jù)試驗(yàn)要求確定。加載值可由扭矩轉(zhuǎn)換儀（頻率計）顯示頻率，由頻率查曲線，可得相應(yīng)扭矩。如為預(yù)定載荷，則可預(yù)先根據(jù)扭矩查出相應(yīng)的頻率值，然后加到該值即可。在次同時，電機(jī)的扭矩由轉(zhuǎn)換儀的另一組數(shù)字顯示。
2． 其他說明
1＞ 作一般教學(xué)試驗(yàn)求效率，可認(rèn)為兩齒輪箱效率相等，用下式求效率（）是足夠精確的。
T封——封閉扭矩
T電——電機(jī)扭矩
總——總效率
兩齒輪箱的材料或工藝等條件不同時，可先用次法求得陪試齒輪箱的效率（陪），再更換被試齒輪測效率，則
2＞ 作強(qiáng)度或壽命試驗(yàn)時，由于運(yùn)轉(zhuǎn)時間長，為了防止由于振動等原應(yīng)引起加載器螺旋松動而使載荷下降，應(yīng)用專用的內(nèi)六角扳手，擰緊加載螺旋端的內(nèi)六角螺釘使螺旋與螺母鎖緊。
3＞ 用戶可根據(jù)附表的數(shù)據(jù)繪制成電機(jī)扭矩——頻率曲線與封閉扭矩——頻率曲線。
1． 4、齒輪的拆裝：
在進(jìn)行試驗(yàn)時，常需要拆裝齒輪，拆裝的步驟如下：
1． 拆去側(cè)蓋螺釘，并取下側(cè)蓋。
2． 松開軸上圓螺母的防松螺釘，并旋緊螺母。
3． 取出壓在齒輪端凹坑內(nèi)的兩個半圓塊。
4． 拆去觀察孔有機(jī)玻璃蓋板，從蓋孔可插入銅棒撥松齒輪，即可將齒輪從軸上退出。
5． 裝上要換入的齒輪裝兩半圓塊及旋緊圓螺母，擰緊防松螺釘，蓋上才側(cè)蓋，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
1．5.測扭傳感器使用說明及其標(biāo)定：
本機(jī)專用的電容傳感器，多采用片式電容，制造及裝配要求較高，請勿拆卸。如發(fā)現(xiàn)異常情況可作以下檢查：
1． 電池電壓一般在7.5V以下須更換。
2． 取出電容傳感器內(nèi)的振蕩器線路板，檢查是否有零件損壞及斷線。
3． 檢查接受器是否斷線。
傳感器一般在使用兩年后，可連同鋼板以及扭矩頻率對照表，一并寄回我校，重新標(biāo)定。
此類傳感器，我們雖經(jīng)上十次該進(jìn)，但設(shè)計及制作經(jīng)驗(yàn)尚不足，請同志們在使用中向我們反映時候情況和意見，不勝感謝。
1． 6、配套儀器：
2． 本實(shí)驗(yàn)機(jī)配用的溫度控制器（WMZK——01型）系上海醫(yī)用儀表廠生產(chǎn)。配以CJ10系列交流接觸器，電壓220V（恒溫箱內(nèi)電熱管電源為220V）
3． 本試驗(yàn)機(jī)配用的扭矩轉(zhuǎn)換儀（頻率計）與可控硅無級調(diào)速器均為我們推薦及代運(yùn)。
以上設(shè)備如發(fā)生故障請直接與生產(chǎn)單位聯(lián)系。
第二章、多功能齒輪實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計
2．1．齒輪的設(shè)計計算
1、選定齒輪的類型、精度等級、材料及齒數(shù)
（1）根據(jù)所設(shè)計傳動的方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。
（2）此齒輪箱為一般工作機(jī)器，故選用7級精度（GB10095-88）。
（3）材料選擇。因?yàn)閮蓚€齒輪都設(shè)計成完全一樣的一對齒輪，所以都選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為240HBS。
（4）選擇兩個齒輪的齒數(shù)Z1=Z2=70個。
（5）選取螺旋角。初選螺旋角β=140。
2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計
由設(shè)計計算公式得：
d1t=
（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
①選擇載荷系數(shù)Kt。
由原動機(jī)為電動機(jī)，根據(jù)載荷的情況、齒輪的精度、結(jié)構(gòu)、位置，取Kt=1.2。
②齒輪的轉(zhuǎn)矩T
T1=T2=T=400, (最大封閉功率)
③選擇齒寬系數(shù)
由于齒輪為軟齒面和齒輪在兩軸承間為對稱布置，所以取=1
④確定許用接觸應(yīng)力
由?機(jī)械零件設(shè)計手冊?查得：
550 MPa
[]1=[]2=540 MPa (取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1)
⑤選取材料的彈性影響系數(shù)ZE
ZE=189.8 MPa0.5 （由?機(jī)械設(shè)計?表10-6查得）
⑥選取區(qū)域系數(shù)ZH
ZH=2.42 （由?機(jī)械設(shè)計?表10-30查得）
⑦ 故
（2）計算
①試計算齒輪的分度圓直徑d1t
d1t=
=
=92.76mm
②計算圓周速度V0
V0==
=4.85m/s
③計算載荷系數(shù)K
已知使用系數(shù)KA=1,根據(jù)V=4.85m/s，7級精度，由?機(jī)械設(shè)計手冊?查得：
=1.11 =1.22 =1.35
==1.3
K==11.111.31.22=1.76
④按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計算出的分度圓直徑d
95 mm 取d1=95 mm
⑤計算模數(shù)
故取=2.5 mm
3、校核齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）確定齒輪的彎曲應(yīng)力
①由?機(jī)械設(shè)計?圖10-20C查得：
齒輪的彎曲強(qiáng)度極限
②由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)
=0.88 =0.88
③計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2
MPa
（2）計算齒輪的彎曲應(yīng)力
①查取齒形系數(shù)。由?機(jī)械設(shè)計?表10-5查得：
②查取應(yīng)力校正系數(shù)。由?機(jī)械設(shè)計?表10-5查得:
③計算載荷系數(shù)K
11.1211.35=1.512
④計算齒輪的彎曲應(yīng)力為：
MPa
=268.9 MPa<278.66 MPa
故齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、滿足要求。
4、齒輪的幾何尺寸計算
齒頂高 2.5（1+0）=2.5
齒根高 （1+0.25）2.5=3.125
齒頂圓直徑 190+22.5=195
齒根圓直徑 190-23.125=183.75
齒全高 5.625
齒寬 B=60
齒厚
5、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計
齒輪的結(jié)構(gòu)采用鍛造毛坯的腹板式結(jié)構(gòu)，具體有關(guān)尺寸計算如下：
軸孔直徑 d=55mm
輪轂直徑 D1=1.6~1.7d=90mm
輪轂的長度 L=60mm
輪緣厚度 (3~4)mn=(7.5~10)mm 取10mm
輪緣內(nèi)徑 D2=da-2h-2=195-25.625-20=163.75mm 取D2=160mm
腹板的厚度 c=0.3B2=0.360=18mm
腹板中心孔直徑 D0=0.5(D2+D1)=0.5(160+90)=125mm
腹板孔直徑 d0=0.25(D2-D1)=0.25(160-90)=17.5mm 取d0=18mm
齒輪倒角 n=0.5mn=0.52.5=1.25mm 取n=1.5mm
齒輪的具體工作圖見齒輪的零件圖（附）。
2、2、輸出軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
1、求出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
(1)已知傳動軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min
(2)軸的轉(zhuǎn)矩T=400Nm (最大封閉功率)
2、求作用在齒輪上的力
已知兩個齒輪的分度圓直徑為
d=mz=3×70=210mm
圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示。
3、選擇材料、確定許用應(yīng)力
(1)選取軸的材料為45號崗，調(diào)質(zhì)處理。
由《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-1查得材料強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力[]=60MPa 。
(2)估算軸的最小直徑
(A0=110，由《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-3查得)
考慮到鍵槽的影響，必須乘上一個系數(shù)K，
查直徑系列取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=40mm
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1)根據(jù)軸上零件的定位、拆裝方便的需要，同時考慮到強(qiáng)度的原則，主動軸和從動軸均設(shè)計成階梯軸，如下圖所示：
(2)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
①為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制出一軸肩，故?、?Ⅱ軸段的直徑，；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=50mm。
半聯(lián)軸器與軸配合的輪轂長度L1=45mm,為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的斷面上，故Ⅰ-Ⅱ軸段的長度應(yīng)比L1略短一些，現(xiàn)取44mm。
②初步選定滾動軸承。因?yàn)檩S承同時受有徑向力和軸向力的作用，而且軸向力有Fa=1050N，故可以選擇 圓錐滾子軸承和角接觸的球軸承，同時也考慮到兩者的經(jīng)濟(jì)價值和角接觸球軸承也能夠完全滿足要求，因此選擇角接觸的求軸承。參照工作要求，選擇0組基本游隙、標(biāo)準(zhǔn)精度等級的求軸承7210C，其尺寸為
故
③取安裝齒輪處的軸段Ⅴ-Ⅵ的直徑，齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為60mm，為了使套筒端面可靠地要壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短與輪轂的寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩的高度，則軸環(huán)處的直徑，軸環(huán)的寬度為10 mm。
④軸承端蓋的總寬度為30 mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。
⑤取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為10 mm，角接觸球軸承距箱體內(nèi)壁的距離17 mm，故取。
至此，基本上已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。
(3)軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為50 mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為。同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選擇軸的直徑尺寸公差為k6。
(3)參考表15-2，取軸端倒角為2-450,各軸肩處的圓角半徑具體見軸的零件圖。
5、校核軸的強(qiáng)度
(1)受力分析（如下圖）
軸上的扭矩： T=400Nm
圓柱斜齒輪
圓周力
徑向力
垂直面支反力
水平面支反力
(因?yàn)閮蓚€軸承與齒輪成對稱布置，所以各支反力等于徑向力和切向力的一半)
(2)求危險截面的彎矩，并繪制彎矩圖
垂直面
水平面
(3)合成彎矩
(4)扭矩
(5)當(dāng)量彎矩
（脈動扭矩，長啟動停車，取折合系數(shù)）
(6)強(qiáng)度校核
考慮到鍵槽的影響，，所以原設(shè)計強(qiáng)度足夠，安全。軸的受力分析圖如下頁：
2、3、輸入軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
1、求出軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
(1)已知傳動軸的轉(zhuǎn)速n=1000r/min
(2)軸的轉(zhuǎn)矩T=400Nm (最大封閉功率)
2、求作用在齒輪上的力
已知兩個齒輪的分度圓直徑為
d=mz=2.538=190mm
圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa的方向如圖所示。
3、選擇材料、確定許用應(yīng)力
(1)選取軸的材料為45號崗，調(diào)質(zhì)處理。
由《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-1查得材料強(qiáng)度極限，對稱循環(huán)狀態(tài)下許用應(yīng)力[]=60MPa 。
(2)估算軸的最小直徑
(A0=110，由《機(jī)械設(shè)計》第八版表15-3查得)
考慮到鍵槽的影響，必須乘上一個系數(shù)K，
查直徑系列取標(biāo)準(zhǔn)直徑d=40mm
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（設(shè)計的方法與原則同輸出軸）
(1)確定各軸段的直徑
①段: ，根據(jù)最小的軸徑來估算。
②段: ，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)。
③段: ，與軸承（角接觸球軸承7210C）配合。
④段: ，大于，減少加工面。
⑤段: ，大于，安裝齒輪處的尺寸盡量圓整。
⑥段: ，軸肩，。
⑦段: ，與第三段相同，與軸承配合。
⑧段: ，與第二段相同，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)選擇。
⑨段: ，與第一段相同，與聯(lián)軸器相連，根據(jù)最小的軸徑來估算。
⑵確定箱體的內(nèi)寬
由于箱體內(nèi)有齒輪的旋轉(zhuǎn)，兩側(cè)應(yīng)留有的間隙；考慮到鑄造的不精確，要將箱體內(nèi)寬圓整到整數(shù)。因?yàn)辇X輪寬度，故箱體的內(nèi)寬度W
⑶確定各軸段的長度
①段: ，根據(jù)聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)來選擇。
②段: ，外露尺寸，軸承端蓋的長度。
③段: ，軸承的寬度為，套筒伸出軸肩一點(diǎn)點(diǎn)。
④段: ，軸承距左端箱體內(nèi)壁，齒輪距箱體壁。
⑤段: ，小于輪轂，便于定位可靠。
⑥段: ，軸環(huán)的長度。
⑦段: ，（套筒的軸承寬度）
⑧段: ，與第二段軸的長度相同，外露尺寸，軸承端蓋的長度。
⑨段: ，與第一段軸相同，根據(jù)聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)來選擇。
總軸長L：
⑷各支撐點(diǎn)的間距
軸承間距
各段軸的直徑、長度確定后，即軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計基本完成。但是最終能不能用還必須校核其危險截面。主要是根據(jù)設(shè)計的結(jié)構(gòu)尺寸，按彎扭組合來校核軸的強(qiáng)度。
5、校核軸的強(qiáng)度
(1)受力分析（如下圖）
軸上的扭矩： T=400Nm
圓柱斜齒輪
圓周力
徑向力
垂直面支反力
水平面支反力
(因?yàn)閮蓚€軸承與齒輪成對稱布置，所以各支反力等于徑向力和切向力的一半)
(2)求危險截面的彎矩，并繪制彎矩圖
垂直面
水平面
(3)合成彎矩
(4)扭矩
(5)當(dāng)量彎矩
（脈動扭矩，長啟動停車，取折合系數(shù)）
(6)強(qiáng)度校核
考慮到鍵槽的影響，，所以原設(shè)計強(qiáng)度足夠，安全。軸的受力分析圖如下頁：
2、4、滾動軸承的選擇及其壽命計算
考慮到軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，而且軸向力有Fa=1050N，故可以選擇圓錐滾子軸承和深溝球軸承，同時也考慮到兩者的經(jīng)濟(jì)價值和深溝球軸承也能夠完全滿足要求，因此選擇角接觸的求軸承。參照工作要求，選擇（0）2尺寸系列組基本游隙、標(biāo)準(zhǔn)精度等級的深溝球軸承6208，其尺寸為
查滾動軸承樣本可知深溝球軸承6208的基本額定動載荷，基本額定靜載荷。軸承的的受力分析圖如下：
(1)求兩軸承受到的徑向力
因?yàn)橐阎X輪所受的徑向力，又因?yàn)閮蓚€軸承與齒輪成對稱布置，所以。
(2)求兩軸承的計算軸向力和
對于7210AC型軸承，按《機(jī)械設(shè)計》第八版表13-7，軸向派生力，其中，為表13-5中的判斷系數(shù)，其值。
根據(jù)上面的受力圖，可知
① 軸承被放松：
因此，
②軸承被壓緊：
所以，
又因?yàn)?
；
所以兩軸承的當(dāng)量載荷為和
查《機(jī)械設(shè)計》第八版表13-5可知，
，； ，；
所以，
因?yàn)?，所以按軸承2的疲勞壽命來計算
年（壽命足夠）
2、5、鍵的選擇及其校核
1、齒輪輪轂與軸相連接的鍵
(1)選擇鍵的連接類型和尺寸
一般8級以上精度的齒輪有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接。又由于齒輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。
根據(jù)從《機(jī)械設(shè)計》第八版表6-1查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由于輪轂寬度，并參考鍵的長度系列，取鍵長（比輪轂的寬度略小一些）
(2)校核鍵的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。鍵的工作長度，鍵與輪轂的接觸高度。由式（6-1）可得
（強(qiáng)度足夠）
鍵的標(biāo)記為：
2、聯(lián)軸器輪轂與軸相連接的鍵
(1)選擇鍵的連接類型和尺寸
一般8級以上精度的聯(lián)軸器傳動有定心精度的要求，應(yīng)選用平鍵連接。又由于鍵的位置的設(shè)計不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。
根據(jù)從《機(jī)械設(shè)計》第八版表6-1查得鍵的截面尺寸為：寬度，高度。由于聯(lián)軸器輪轂寬度，并參考鍵的長度系列，取鍵長（比聯(lián)軸器輪轂的寬度略小一些）
(2)校核鍵的強(qiáng)度
鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值，。鍵的工作長度，鍵與輪轂的接觸高度。由式（6-1）可得
（強(qiáng)度不夠）
可見連接的擠壓強(qiáng)度不夠?？紤]到相差較大，因此改用雙鍵，相隔180度布置。雙鍵的工作長度，由式（6-1）可得
<（強(qiáng)度不夠）
鍵的標(biāo)記為：
2、6、聯(lián)軸器的選擇
由于齒輪實(shí)驗(yàn)臺的載荷平穩(wěn)，速度也不怎么高，并且無特殊的要求，考慮到拆裝方便及經(jīng)濟(jì)性的問題，選用凸緣聯(lián)軸器。
取K=1.3， 因?yàn)門=400Nm
所以
選用GY5型凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩，。
采用Y型軸孔，A型鍵。
型彈性柱銷式聯(lián)軸器的有關(guān)參數(shù)如下表：
型
號
公稱
轉(zhuǎn)矩
許用轉(zhuǎn)數(shù)
軸孔直徑
軸孔長度
外徑
材
料
軸孔
類型
鍵槽
類型
GY5
630
8000
32
82
120
45
Y
BI
GY5
630
8000
38
82
120
45
Y
BI
GY5
630
8000
42
112
120
45
Y
BI
2．7、鏈傳動的設(shè)計
已知電動機(jī)的額定功率為4KW，主動鏈鏈輪的轉(zhuǎn)速為n1=20r/min,傳動比為i=2，載荷平穩(wěn)，中心線水平布置。
1． 選擇鏈輪齒數(shù)
取小鏈輪齒數(shù)z1=19,大鏈輪齒數(shù)為z2=i×z1=2×19=38
2.確定計算功率
有表9-7查得KA=1.3,由表9-13查得KZ=1，三排鏈，則計算功率為
=2.08KW
3選擇鏈條型號和節(jié)距
根據(jù)Pca=2.08及n1=20r/min查圖9-11，可選10A。查表9-1，鏈條節(jié)距為p=15.875mm。
4．計算鏈節(jié)數(shù)和中心距
初選中心距a0=（30～50）×15.875mm=476.25～793.75mm 。取a0=476mm 。相應(yīng)的鏈長節(jié)數(shù)為
Lp0=
=69.3取鏈長節(jié)數(shù)Lp=69節(jié)
查表9-8得到中心距計算系數(shù) f1=0.24708,則鏈傳動的最大中心距為
a=f1p【2Lp-（z1+z2）】=0.24708×15.875×【2×69-（19+38）】=478
5.計算鏈速v,確定潤滑方式
V==m/s=5.027m/s
.由v=5.027m/s和鏈號10A，查表9-14可知應(yīng)采用油池潤滑或油盤飛濺潤滑
6．計算壓軸力Fp
有效圓周力為：Fe=1000=1000×=795.7N
鏈輪的鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料
小鏈輪的設(shè)計
小鏈輪采用剛制小鏈輪,材料選用45鋼
分度圓直徑d===96.45
齒頂圓直徑==100.83
=96.45＋1.25×15.875－10.16=106.13
取da=105.7
齒根圓直徑=96.45-10.1686.29
齒高 =0.5×=2.8575
=0.625×15.875－0.5×10.16＋=5.510
確定的最大軸凸緣直徑
=
=78.68
大鏈輪設(shè)計
選用腹板式多排鑄造鏈輪，材料采用普通灰鑄鐵。
分度圓直徑d===192
齒頂圓直徑da=202
齒根圓直徑=182
確定的最大軸凸緣直徑dg=175
鏈傳動的受力分析
鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力。張緊力是通過使鏈
條保持適當(dāng)?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來獲得的。鏈傳動張緊的木土主要是使松
不至過松，以免出現(xiàn)鏈條的不正常齒合 跳齒或脫鏈。因?yàn)殒渹鲃?
為齒合傳動，所以與帶傳動相比，鏈傳動所需的張緊力要小得多。
鏈傳動在工作時，存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計傳動中的載
荷，則緊邊拉力和松邊拉力分別為
式中；——有效圓周力，N
——離心力引起的拉力，N
——懸垂拉力，N
有效圓周力為
=795.7 N
S式中：P——傳遞的功率，KW
V——鏈速，m/s
離心力引起的拉力為
懸垂拉力為
其中：
式中：a——鏈傳動的中心距，mm
——垂度系數(shù)，見圖9-9
2、8、軸承端蓋的設(shè)計及計算
軸承端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖如下：
(1)
螺釘?shù)闹睆剑? 軸承的外徑
取
，
，由結(jié)構(gòu)決定。
由密封圈的尺寸確定。
(2)
（各參數(shù)的設(shè)計準(zhǔn)則與上面的端蓋完全相同）
2、9、傳感器的選擇
選用新型先進(jìn)傳感器，量程500N/m轉(zhuǎn)距，圖如下
總結(jié)
通過兩個多月的畢業(yè)設(shè)計，我覺得我對專業(yè)知識的運(yùn)用以及CAD
繪圖能力都得到了很大的提升。雖然兩個多月的設(shè)計是相當(dāng)辛苦的，但我
認(rèn)為這小小的辛苦是值得的，并且是相當(dāng)有意義的。
本次設(shè)計主要是對湘潭大學(xué)的齒輪實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，由于本
試驗(yàn)臺為封閉功率流式，用直流電動機(jī)驅(qū)動，能在運(yùn)行中進(jìn)行雙向
加載，可同時進(jìn)行封閉扭矩與電機(jī)扭矩的測量及顯示，所以設(shè)計中
涉及到設(shè)計合適的齒輪，選用新型的扭距傳感器。我選用的設(shè)計題
目是多功能齒輪實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計與CAD，需要新加一個鏈傳動。設(shè)計
要求不僅能測試原先的齒輪的效率 、功率 以及壽命，還要求能對
鏈傳動的效率、 壽命進(jìn)行測試。
設(shè)計題目分下來后，我經(jīng)過了前期查閱治療、現(xiàn)場測繪，然后就是構(gòu)思
設(shè)計方案，隨后通過設(shè)計計算繪制了裝配圖和零件圖，最后整理說明書
翻譯外文完成了設(shè)計。整個過程歷時兩個多月，我雖然感受到個人獨(dú)立
設(shè)計的艱苦性，但是更多的是通過設(shè)計鞏固的專業(yè)知識和提高了實(shí)際
設(shè)計的能力，其結(jié)果是令人欣慰的，成果是另人驚喜的！
參考文獻(xiàn)
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英文翻譯
深度探索
對海洋深處超過4年的探索后，美海軍將研制出能潛水更深的潛水潛。
大家都知道，人體經(jīng)過七八面的代謝后，其人體大廈的氨基酸，細(xì)胞， DNA鏈都已被替換。但不知何故，雖然我們的生活方式不同，它仍然同樣的會慢慢變老
我們認(rèn)識到這點(diǎn)是因?yàn)槲覀兊乃伎及栁?，首先我們已建成載人深海潛水器，經(jīng)過42年的深刻俯沖，隨著壓力容器所經(jīng)營的伍茲霍爾海洋學(xué)研究所的沉淪，漫漫走向走向退休
看來，每經(jīng)過3年或者通過小組拆解其船體，潛水器的每一個部分，都可以進(jìn)行檢查。那是跟新，同時也是改善。在過去40年已經(jīng)發(fā)生這么多次的跟新和檢查，船只每部分都已取代。據(jù)說雪萊總公共關(guān)系研究所稱：經(jīng)過漫長的42年，原來的每個部分都被取代了。
但在某種程度上，它仍然是相同的阿爾文，自1964年來這是其第一次潛水。原本潛水器被派到水深六〇〇〇英尺，也就是2000米左右?，F(xiàn)在，因?yàn)殁佋?973年取代不銹鋼船員模塊，它可以下潛4000米，或以上一點(diǎn)四萬英尺。這意味著它可以達(dá)到約63 ％的洋底，在那里的小心翼翼，約一英里或一個半小時，由高爾夫球車電池，通過地形，可以達(dá)到以往達(dá)不到的地步
dawicki告訴我們，艾文之一，其大約不到一年前，其工藝無法升級到做更多直到現(xiàn)在。
在其一生中，在地中海中小潛找到了遺失的氫彈，探索深海熱液噴口（如收集證據(jù)，約300以前未知的生命形式，包括巨管蟲） ，它可以調(diào)查并協(xié)助拍攝的鐵達(dá)尼號，意外的是科學(xué)家的反饋至關(guān)重要的意見——深部在衰變。研究人員需要先報名并且等待多年才有機(jī)會去深海，如果他們得到這個機(jī)會將贏得了泊位8小時的潛水。
艾文告訴我們，他們經(jīng)過了4000多次的潛水。伍茲霍爾海洋學(xué)研究所在馬薩諸塞州的領(lǐng)導(dǎo)是阿爾文，為的是在美國海軍建立所謂的“國家海洋設(shè)施” ?，F(xiàn)在該研究所計劃把船上的第二個潛水計劃在未來的兩年實(shí)施。
新船將是一個民用船只，經(jīng)費(fèi)由美國國家科學(xué)基金會提供。我們無法證實(shí)，這將是所謂的阿爾文第二。我們也知道，雖然，這將大大加深潛水深度，下降到6500米，或者超過21000英尺，幾乎能到達(dá)整個洋底。
Dawicki解釋另一項(xiàng)創(chuàng)新，將在該地區(qū)提升能見度。艾文介紹到其三視圖港口之一，為飛行員和每兩名研究人員提供特殊的能見度。Dawick解釋說新潛艇將有共5檢視港口。
艾文的主要工程師，哈羅德froehlich ，是航空航天和機(jī)械工程師，在1962年他為通用公司設(shè)計建造從來沒有建成深海潛艇。
就如谷物公司，總部設(shè)在明尼蘇達(dá)州的內(nèi)陸來發(fā)生在美國的首次載人潛深的故事， 這就是froehlich帶領(lǐng)船員，為美海軍建造3人深海潛水器。
二戰(zhàn)結(jié)束后，海軍官員認(rèn)識到，日本和德國知道更多關(guān)于建立潛艇的技術(shù)，主要是美國沒有潛水的經(jīng)驗(yàn)，所以要大力發(fā)展海軍。
達(dá)到這一目的，于1953年美軍購買由瑞士Explorer的奧古斯特設(shè)計的里雅斯特 。里雅斯特是相當(dāng)大的，而不但非常機(jī)動，而且當(dāng)它能獨(dú)立運(yùn)行。海軍尋求深海潛艇就是為了會擺脫依賴于船舶。
二戰(zhàn)期間 ， froehlich 花了5年，在太平洋戰(zhàn)區(qū)建立深水潛水基地，這正是美國所需要的。但這樣的事是否可行呢？在50年代后期，他盡心研究潛水的途徑。
原來，這樣一個東西可以工作，而當(dāng)行政人員在通用模仿獲悉froehlich的潛水技術(shù)，他們決定申辦海軍潛水的合同。雖然公司的名稱，就是今天的谷物，但是一定的情況并非總是如此。事實(shí)上，在通用公司已經(jīng)大量參與了在戰(zhàn)爭中的工作和由50年代后期期待重組的戰(zhàn)時行動為主要前線的活動。一般重要目的是精簡食品，對說kirstie來說，效果一般。
在 froehlich和他的團(tuán)隊發(fā)表的潛艇一少兩年后，該公司所賺取的競標(biāo)價格在1962年為472517美元。當(dāng)前系統(tǒng)接管建設(shè)的阿爾文從通用公司以及 froehlich協(xié)議，太
伍茲霍爾應(yīng)當(dāng)感謝froehlich為潛艇的獨(dú)特的改進(jìn)（潛艇已經(jīng)多次重組，但仍保留了其原來的形狀） 。航空工程師提出要用好他的知識，機(jī)器人和水力。通用公司贏得了合同，部分是因?yàn)樵摴に嚢╬ortholes設(shè)計足以承受激烈的水下壓力和有兩個液壓臂機(jī)器人。
這樣的潛艇工藝，能夠經(jīng)受住6500防擴(kuò)散安全倡議。雖然漫漫的退出歷史舞臺，它仍然是國家的藝術(shù)，據(jù)伍茲霍爾說，退休的唯一的理由是沒有足夠的金錢提供來經(jīng)營兩個深海潛艇
1986年7月，綠巨人的銹蝕鐵達(dá)尼號表示這次潛艇是最出名的首次載人潛水，大約潛水至一二四六零英尺在海中。照片已發(fā)表在國家地理雜志，因?yàn)檫@是國家地理學(xué)會資助的潛水。
1989年，F(xiàn)roehlich因此收到埃爾默答-斯佩里獎，在與時俱進(jìn)的藝術(shù)運(yùn)輸時代。四工程機(jī)構(gòu)，像美國航空和航天研究所都授予了他獎勵，包括了ASME ，贊助獎
這名男子背后的一個小組，有這樣的一個豐富的歷史經(jīng)歷卻仍然保持溫和的舉止，我們一定要給予支持和幫助，因?yàn)樗麑Π募暗牧私夂屠糜绊懰纳?
畢竟， froehlich告訴大家，在他的家中，他和他的妻子的第三個小孩文始終承認(rèn)艾文
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