防爆型有軌運(yùn)輸牽引機(jī)車變速箱的設(shè)計(jì),防爆型有軌運(yùn)輸牽引機(jī)車變速箱的設(shè)計(jì),防爆,有軌,運(yùn)輸,牽引,機(jī)車,變速箱,設(shè)計(jì) 陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 1 機(jī)車的用途，特點(diǎn)及主要技術(shù)參數(shù) 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)所需求機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其 性能和效率要求也越來越高。因此，為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，提高生產(chǎn)效率，在運(yùn)輸系統(tǒng)上對(duì)運(yùn)輸工具相應(yīng)的提出了高性能，高技術(shù)，高效率的要求。 能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈。就我國(guó)煤炭系統(tǒng)目前發(fā)展的狀況而言，在煤礦運(yùn)輸中有三種運(yùn)輸類型：有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸和皮帶運(yùn)輸。而有軌運(yùn)輸以其效率高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)在煤礦業(yè)中得到較廣泛的使用。在目前有軌運(yùn)輸中作為動(dòng)力系統(tǒng)的有三種形式：礦井電力、蓄電池和柴油機(jī)。而以防爆柴油機(jī)作為動(dòng)力的軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車以其特有的防爆安全和大功率的特點(diǎn)作為有軌運(yùn)輸?shù)闹髁姟ｋm然防爆柴油機(jī)軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車目前已在某些礦井使用，但并未普及，而象此次設(shè)計(jì)功率18馬力的牽引機(jī)車目前還未開發(fā)生產(chǎn)。所以，此設(shè)計(jì)可以說填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。 設(shè)計(jì)軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車的變速箱，就是為了解決過去運(yùn)輸牽引機(jī)車變速復(fù)雜，變速范圍小，效率低等問題。該軌道運(yùn)輸牽引技術(shù)的變速箱的工作原理是，防爆柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，通過帶傳動(dòng)將高轉(zhuǎn)速傳入變速箱。高轉(zhuǎn)速在變速箱里通過撥叉使不同齒數(shù)齒輪合理相嚙合，從而使變速箱的輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到前行3～3.2 km/h、6.5～8 km/h和后行3～3.2 km/h、 6.5～8 km/h的不同轉(zhuǎn)速。 變速箱是軌道牽引機(jī)車的主要組成部分，同時(shí)變速箱又是由許多不同的部分組成，其中包括一根傳入軸、二根傳遞軸、一根輸出軸和一根惰輪軸、十個(gè)圓柱齒輪和三個(gè)撥叉，此外，還有變速箱殼體、軸承等其他零件。 裝備此次設(shè)計(jì)變速箱的軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車一般選用常州S195M型18馬力柴油機(jī)作為動(dòng)力。牽引機(jī)車上的照明、喇叭信號(hào)及蓄電池充電都是由柴油機(jī)帶動(dòng)直流發(fā)電機(jī)發(fā)電來供給的。本牽引機(jī)車功率大，燃料消耗率低。此外，機(jī)車還具有催化器及水洗箱兩極凈化裝置。本次設(shè)計(jì)的變速箱在速度上具有前行和后行共4種不同的速度，使機(jī)車在不同的情況下采用不同的擋位。所以，此軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車具有節(jié)能、高效、方便、污染少、變速廣、適用面寬等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛推廣生產(chǎn)使用。但目前這種具有該設(shè)計(jì)變速箱的機(jī)車正處于研究開發(fā)階段。隨著各種技術(shù)的完善，此種大功率牽引機(jī)車的前景一定輝煌！ 1.1 機(jī)車的用途 就我國(guó)目前而言,此種機(jī)車有其非常重要的作用,應(yīng)說是填補(bǔ)了一項(xiàng)空白,我國(guó)目前還沒有此類型號(hào)的牽引機(jī)車。它使用于廣大廠礦企業(yè)的貨物、能源、資料、產(chǎn)品等的運(yùn)輸。 1.2 機(jī)車的特點(diǎn) 此機(jī)車的設(shè)計(jì)適應(yīng)了當(dāng)前形勢(shì)的需要,它以柴油作為燃料,投資少,效率高,可靠性高,也是一代環(huán)保產(chǎn)品；它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊湊；工作靈活,方便,適應(yīng)范圍廣。此機(jī)車的變速箱與其它汽車的變速箱不同點(diǎn)是： a) 其它汽車的變速箱一般只有一個(gè)后退擋； b) 軌道運(yùn)輸牽引機(jī)車前進(jìn)擋和后退擋基本相同，速度差不多。 1.3 機(jī)車的主要技術(shù)參數(shù) (1) 動(dòng)力裝置：防爆柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 功 率：P=18 馬力 額定轉(zhuǎn)速：n=2200 rpm (2) 高速級(jí)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為 i1=D2/D1=228/132=1.727 經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動(dòng)，鏈傳動(dòng)比為 i3=Z2/Z1=17/13=1.307 (3) 車輪直徑： D=300 mm (4) 牽引車速度：前進(jìn) 3～3.2 、6.5～8 km/h 后退 3～3.2 、6.5～8 km/h (5) 防爆柴油機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： T = Td = 9.55×106 P/n=9.55×106×18/2200 n·mm ∴ T = Td = 0.07813636364 n·mm 即： T = Td = 78.14×103 n·mm (6) 變速箱的輸入轉(zhuǎn)速： n1 = n / i1 = 2200/1.727 rpm ∴ n1 = 1273.88535032 rpm 即： n1 = 1274 rpm (7) 變速箱輸入軸扭矩： TI = Td·η01·i1 = 78.14×103×0.95×1.727 n·mm ∴ TI = 128.200391×103 n·mm 即： TI = 128.20×103 n·mm 2 變速箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)方案的擬訂 主變速傳動(dòng)系從動(dòng)力機(jī)到主軸，通常為降速傳動(dòng)，接近動(dòng)力機(jī)的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較高，傳遞的扭矩較小，尺寸小一些；反之，靠近主軸的傳動(dòng)件轉(zhuǎn)速較底，傳遞的扭矩較大，尺寸就較大。因此在擬訂主變速傳動(dòng)系時(shí)，應(yīng)盡可能將傳動(dòng)副較多的變速組安排在前面，傳動(dòng)副數(shù)少的變速組放在后面。這符合傳動(dòng)副前多后少原則。在設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)時(shí)，還應(yīng)盡可能做到變速組的傳動(dòng)順序與擴(kuò)大順序相一直。此外，變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過動(dòng)力機(jī)的轉(zhuǎn)速。上述原則在設(shè)計(jì)主變速傳動(dòng)系時(shí)一般應(yīng)該遵循，也要根據(jù)具體情況加以靈活運(yùn)用。防爆型有軌運(yùn)輸牽引機(jī)車變速箱為四軸式，具有前行、后行各兩種速度。由于變速箱能以較少的齒輪數(shù)獲得較多的擋位數(shù)和較大的變速范圍，并且變速箱體積較小，所以選用空間型組成式變速箱。擬訂傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)型式的選擇以及開停、換向、制動(dòng)、操縱等整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的確定。為了使?fàn)恳龣C(jī)車得到適當(dāng)?shù)能囁僖栽鰪?qiáng)運(yùn)輸能力，選擇變速級(jí)數(shù)為兩級(jí)，牽引車便有前行、后行各兩個(gè)擋位。在Ⅰ-Ⅱ軸間采用滑移齒輪，在Ⅱ-Ⅲ軸間采用雙聯(lián)滑移齒輪。 2.2 齒數(shù)選擇與傳動(dòng)比的分配 由動(dòng)力機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為：ia = nm/nw 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比i0 = i1·i2·i3·…·in 傳動(dòng)比分配得合理，可以減小傳動(dòng)裝置的外廓尺寸、重量，達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊、降低成本的目的，還可以得到較好的潤(rùn)滑條件。分配傳動(dòng)比主要應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： (1) 各級(jí)傳動(dòng)比均應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。各種傳動(dòng)的傳動(dòng)比常用值參見設(shè)計(jì)手冊(cè)（課程設(shè)計(jì)手冊(cè)P8頁2-1表）。 (2) 各級(jí)傳動(dòng)零件應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免相互間發(fā)生碰撞或安裝不便。 (3) 盡量使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸緊湊或重量較小。 (4) 在變速箱中，各級(jí)齒輪都應(yīng)得到充分潤(rùn)滑。 高速級(jí)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為 i1=D2/D1=228/132=1.727 經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動(dòng)，鏈傳動(dòng)比為 i3=Z2/Z1=17/13=1.307 (5)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定轉(zhuǎn)速多在1500rpm以上，目前2000～2500rpm較多，并有提高的趨勢(shì)。所以，變速箱的多數(shù)擋為減速檔，傳動(dòng)比大于1，個(gè)別升速擋的傳動(dòng)比不宜小于0.8單對(duì)齒輪的傳動(dòng)比不宜小于0.6，以避免齒輪轉(zhuǎn)速過高而增大輪齒上的載荷和增加攪油損失。 (6)要保證拖拉機(jī)工作速度范圍，使變速箱各檔傳動(dòng)比能“拉的開”距離。 (7)為了減少零部件的尺寸和質(zhì)量，應(yīng)降低零部件的載荷。為此，應(yīng)盡量使前級(jí)部件的傳動(dòng)比減小，而使最終傳動(dòng)的傳動(dòng)比增大。所以變速箱的傳動(dòng)比以較小為益。 綜合考慮以上各因素制定了以下的傳動(dòng)比分配方案： 表1 變速箱傳動(dòng)比分配 Ⅰ-Ⅱ Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅲ-Ⅳ Ⅰ-Ⅴ 前進(jìn)擋 Z21/Z1 模數(shù)3 Z22/Z1 模數(shù)3 Z33/Z23 模數(shù)4 Z41/Z31 模數(shù)5 Z42/Z32 模數(shù)5 Z5/Z1 模數(shù)3 總傳 動(dòng)比 70/30 61/22 54/18 40/32 30/30 1擋 2.33333 2.77273 3 19.4090909 2擋 2.33333 2.77273 1.25 8.08712121 后退擋 Z22/Z1 65/30 1擋 2.16667 2. 77273 3 18.0227273 2擋 2.16667 2. 77273 1.25 7.5094697 ——帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=1.727 ——鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i=1.307 2.3 機(jī)車牽引速度計(jì)算 ni=n/I 前進(jìn) 后退 變速箱總傳動(dòng)比 1擋 2擋 1擋 2擋 19.4090909 8.08712121 18.0227273 7.5094697 帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 1.727 1.727 1.727 1.727 鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比 1.307 1.307 1.307 1.307 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 2200 機(jī)車輪軸轉(zhuǎn)速 50.2168609 120.5204663 54.0796964 129.79127 機(jī)車行駛速度 3.01301166 7.231227976 3.24478178 7.7874763 2.4 變速箱各軸最大功率計(jì)算 kw按前行1擋 鏈傳動(dòng)效率 0.95 帶傳動(dòng)效率 0.95 7級(jí)齒輪傳動(dòng)效率 0.97 發(fā)動(dòng)機(jī)功率KW 13.4226 1擋時(shí)各級(jí)傳動(dòng)比 2.333333333 2.77272727 3 2擋時(shí)各級(jí)傳動(dòng)比 2.333333333 2.77272727 1.25 變速箱1軸功率 12.75147 2軸功率 12.2452366 3軸功率 11.7591007 4軸功率 11.2922644 2.5 變速箱各軸最大扭矩計(jì)算 N.mm按前行1擋 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩 58266.2864 1擋時(shí)1軸轉(zhuǎn)速 1273.88535 1軸扭矩 95594.58272 2軸轉(zhuǎn)速 545.950864 2軸扭矩 216362.4056 3軸轉(zhuǎn)速 196.900312 3軸扭矩 581916.5244 4軸轉(zhuǎn)速 65.6334373 4軸扭矩 1693377.086 2.6 幾何尺寸計(jì)算 齒數(shù) 模數(shù) 分度圓 直徑 中心距 齒寬 齒頂圓 直徑 齒根圓 直徑 齒形 角α 全齒高 Z1 30 3 90 150 20 96 82.5 20o 6.75 Z21 70 3 210 20 216 202.5 20o 6.75 Z22 65 3 195 與Z5 142.5 20 201 187.5 20o 6.75 Z23 22 4 88 166 35 96 78 20o 8．99 Z33 61 4 244 35 252 234 20o 8．99 Z31 18 5 72 180 35 80 62 20o 11.24 Z41 54 5 270 35 280 257.5 20o 11.24 Z32 32 5 160 180 35 170 147.5 20o 11.24 Z42 40 5 200 35 210 187.5 20o 11.24 惰輪Z5 30 3 90 與Z1 90 20 96 82.5 20o 6.75 2.7 各齒輪傳動(dòng)的受力分析 Z21/Z1 Z33/Z23 Z41/Z31 Z42/Z32 惰輪與Z1 Z22與惰輪 mm 分度圓直徑 90 88 72 160 90 90 N.mm 各軸扭矩 95594.5827 216362.4056 581916.5244 581916.5244 95594.583 92726.74524 圓周力FtN 2T/d 2124.32406 4917.327399 16164.3479 7273.956555 2124.3241 2060.594339 徑向力FrN 2T/d*tg20 773.253958 1789.907173 5883.822636 2647.720186 773.25396 750.0563393 3 變速箱主要傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與校核 3.1 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 齒輪設(shè)計(jì)要考慮以下幾個(gè)方面： (1)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)性能方面：噪聲低、振動(dòng)小、傳動(dòng)效率高。 (2)承載能力方面：具有所要求的強(qiáng)度和工作壽命，或在規(guī)定壽命下的可靠度。 (3)工藝性方面：能采用容易得到的刀具加工，齒輪參數(shù)與刀具參數(shù)相協(xié)調(diào)。 (4)經(jīng)濟(jì)性方面：在保證使用性能和耐久性的條件下，加工和使用成本低。 所選齒輪一般不產(chǎn)生根切既Zmin≥17，齒輪齒根圓到鍵槽的壁厚一般取δ＞5mm，齒輪的齒寬b=ψ·mn，齒寬系數(shù)的選擇與齒面硬度、齒向精度和支承剛度有關(guān)，它直接影響輪齒的承載能力。對(duì)于變速箱齒輪ψ=5～7，低檔齒輪取大值，高擋取小值。 3.2 齒輪的校核 拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法及有關(guān)系數(shù)的特點(diǎn)，拖拉機(jī)圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法，是在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3480－83《漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》的基礎(chǔ)上，結(jié)合拖拉機(jī)齒輪的具體情況，參照ISO/DP6336《車輛圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》標(biāo)準(zhǔn)，吸取國(guó)內(nèi)外齒輪設(shè)計(jì)、制造和使用中的最近技術(shù)和積累的經(jīng)驗(yàn)而提出來的。 其基本公式為： (1) 接觸應(yīng)力公式： (2) 彎曲應(yīng)力公式： 3.3 前進(jìn)擋Z1—Z21齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告 <一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1. 傳遞功率 P 12.62 (kW) 2. 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 94.63 (N.m) 3. 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1 1273.89 (r/min) 4. 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2 545.95 (r/min) 5. 傳動(dòng)比 i 2.33 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時(shí)) 7. 原動(dòng)機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) 8. 工作機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) <二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式 1. 結(jié)構(gòu)形式 閉式 2. 齒輪1布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較小) 3. 齒輪2布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較小) <三>、材料及熱處理 1. 齒面類型 硬齒面 2. 熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ 3. 齒輪 1 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HRC) 接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H1) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F1) 1.40 4. 齒輪 2 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HBS) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 [σ](F2) 470 (N/mm^2) <四>、齒輪基本參數(shù)(mm) ---------------------------------------------------------- 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 模 數(shù) m 3.00 2. 齒 數(shù) z 30 70 3. 變位系數(shù) x 0.00 0.00 4. 總變位系數(shù) ∑x 0.00 5. 齒 寬 B 20.00 20.00 6. 齒寬系數(shù) φd 0.22 0.10 7. 分度圓直徑 d 90.00 210.00 8. 齒頂圓直徑 da 95.99 215.99 9. 齒根圓直徑 df 82.50 202.50 10. 基圓直徑 db 84.57 197.34 11. 節(jié)圓直徑 d' 90.00 209.99 12. 齒 頂 高 ha 3.00 3.00 13. 齒 根 高 hf 3.75 3.75 14. 全 齒 高 h 6.75 15. 齒 數(shù) 比 u 2.33 16. 標(biāo)準(zhǔn)中心距 A 150.00 17. 實(shí)際中心距 A' 150.00 18. 中心距變動(dòng)系數(shù) y -0.002 19. （端面）嚙合角 α' 20.00 (度） 20. 齒高變動(dòng)系數(shù) △y 0.002 21. 齒頂壓力角 αa 28.23 23.99 （度） 22. 端面重合度 εa 1.73 23. 縱向重合度 εb 0.00 24. 總重合度 ε 1.73 25. 分度圓弦齒厚 s 4.71 4.71 26. 分度圓弦齒高 h 3.06 3.02 27. 固定弦齒厚 sc 4.16 4.16 28. 固定弦齒高 hc 2.24 2.24 29. 公法線跨齒數(shù) K 3 8 30. 公法線長(zhǎng)度 Wk 23.40 69.36 ---------------------------------------------------------- <五>、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù) ①. 齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]1 1091.64 (N/mm^2) ②. 齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]2 1091.64 (N/mm^2) ③. 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH 904.51 (N/mm^2) 滿足 ④. 齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1 469.68 (N/mm^2) ⑤. 齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 284.47 (N/mm^2) 滿足 ⑥. 齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2 469.68 (N/mm^2) ⑦. 齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 275.47 (N/mm^2) 滿足 1. 圓 周 力 Ft 2102.92 (N) 2. 齒輪線速度 V 6.00 (m/s) 3. 使用系數(shù) Ka 1.75 4. 動(dòng)載系數(shù) Kv 1.27 5. 齒向載荷分布系數(shù) KHβ 1.18 6. 綜合變形對(duì)載荷公布的影響 Kbs 1.05 7. 安裝精度對(duì)載荷分布的影響 Kbm 0.13 8. 齒間載荷分布系數(shù) KHα 1.10 9. 安裝處理方法 一般 10. 是否修形齒輪 0 11. 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh 2.49 12. 材料的彈性系數(shù) ZE 189.80 13. 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Ze 0.87 14. 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Zb 1.00 15. 重合、螺旋角系數(shù) Zεβ 0.87 16. 接觸疲勞壽命系數(shù) Zn 1.00 17. 是否允許有一定量的點(diǎn)蝕 1 18. 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0.97 19. 潤(rùn)滑油粘度（50度） 120.00 20. 工作硬化系數(shù) Zw 1.00 21. 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx 1.04 22. 齒向載荷分布系數(shù) KFβ 1.18 23. 齒間載荷分布系數(shù) KFα 1.10 24. 抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù) Ye 0.68 25. 抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Yb 1.00 26. 抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù) Yεβ 0.68 27. 復(fù)合齒形系數(shù) Yfs 4.11 3.98 28. 應(yīng)力校正系數(shù) Ysa 1.62 1.75 29. 壽命系數(shù) Yn 1.00 1.00 30. 齒根圓角敏感系數(shù) Ydr 0.95 0.95 31. 齒根表面狀況系數(shù) Yrr 1.00 1.00 32. 尺寸系數(shù) Yx 1.03 1.03 33. 載荷類型 對(duì)稱循環(huán)載荷 34. 齒根表面粗糙度 Rz≤16μm <六>、齒輪精度 ---------------------------------------------------------- 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 第一組精度 7 7 2. 第二組精度 7 7 3. 第三組精度 7 7 4. 上偏差 F F 5. 下偏差 H H ---------------------------------------------------------- <七>、檢驗(yàn)項(xiàng)目 ---------------------------------------------------------- 項(xiàng) 目 名 稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 齒距累積公差 Fp 0.05121 0.07348 2. 齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr 0.03979 0.04960 3. 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw 0.03097 0.03708 4. 齒距極限偏差 fpt(±) 0.01603 0.01716 5. 齒形公差 ff 0.01213 0.01363 6. 一齒切向綜合公差 fi' 0.01690 0.01847 7. 一齒徑向綜合公差 fi'' 0.02271 0.02428 8. 齒向公差 Fβ 0.01189 0.01189 9. 切向綜合公差 Fi' 0.06333 0.08710 10. 徑向綜合公差 Fi'' 0.05571 0.06944 11. 基節(jié)極限偏差 fpb(±) 0.01507 0.01613 12. 螺旋線波度公差 ffβ 0.01690 0.01847 13. 軸向齒距極限偏差 Fpx(±) 0.01189 0.01189 14. 齒向公差 Fb 0.01189 0.01189 15. x方向軸向平行度公差 fx 0.01189 0.01189 16. y方向軸向平行度公差 fy 0.00595 0.00595 17. 齒厚上偏差 Eup -0.06414 -0.06864 18. 齒厚下偏差 Edn -0.12828 -0.13728 19. 中心距極限偏差 fa(±) 0.03150 ---------------------------------------------------------- 3.4 前進(jìn)1擋Z31—Z41齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告 <一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1. 傳遞功率 P 11.64 (kW) 2. 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 564.57 (N.m) 3. 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1 196.90 (r/min) 4. 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2 65.63 (r/min) 5. 傳動(dòng)比 i 3.00 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時(shí)) 7. 原動(dòng)機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) 8. 工作機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) <二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式 1. 結(jié)構(gòu)形式 閉式 2. 齒輪1布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較大) 3. 齒輪2布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較大) <三>、材料及熱處理 1. 齒面類型 硬齒面 2. 熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ 3. 齒輪 1 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HRC) 接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H1) 0.99 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F1) 1.40 4. 齒輪 2 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HBS) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 [σ](F2) 457 (N/mm^2) <四>、齒輪基本參數(shù)(mm) ---------------------------------------------------------- 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 模 數(shù) m 5.00 2. 齒 數(shù) z 18 54 3. 變位系數(shù) x 0.00 0.00 4. 總變位系數(shù) ∑x 0.00 5. 齒 寬 B 35.00 35.00 6. 齒寬系數(shù) φd 0.39 0.13 7. 分度圓直徑 d 90.00 270.00 8. 齒頂圓直徑 da 99.99 279.99 9. 齒根圓直徑 df 77.50 257.50 10. 基圓直徑 db 84.57 253.72 11. 節(jié)圓直徑 d' 90.00 269.99 12. 齒 頂 高 ha 4.99 4.99 13. 齒 根 高 hf 6.25 6.25 14. 全 齒 高 h 11.24 15. 齒 數(shù) 比 u 3.00 16. 標(biāo)準(zhǔn)中心距 A 180.00 17. 實(shí)際中心距 A' 179.99 18. 中心距變動(dòng)系數(shù) y -0.001 19. （端面）嚙合角 α' 20.00 (度） 20. 齒高變動(dòng)系數(shù) △y 0.001 21. 齒頂壓力角 αa 32.24 25.02 （度） 22. 端面重合度 εa 1.65 23. 縱向重合度 εb 0.00 24. 總重合度 ε 1.65 25. 分度圓弦齒厚 s 7.84 7.85 26. 分度圓弦齒高 h 5.17 5.05 27. 固定弦齒厚 sc 6.94 6.94 28. 固定弦齒高 hc 3.73 3.73 29. 公法線跨齒數(shù) K 2 6 30. 公法線長(zhǎng)度 Wk 23.40 84.97 ---------------------------------------------------------- <五>、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù) ①. 齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]1 1291.41 (N/mm^2) ②. 齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]2 1291.41 (N/mm^2) ③. 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH 1284.41 (N/mm^2) 滿足 ④. 齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1 456.00 (N/mm^2) ⑤. 齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 401.07 (N/mm^2) 滿足 ⑥. 齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2 456.00 (N/mm^2) ⑦. 齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 357.21 (N/mm^2) 滿足 1. 圓 周 力 Ft 12546.49 (N) 2. 齒輪線速度 V 0.93 (m/s) 3. 使用系數(shù) Ka 1.75 4. 動(dòng)載系數(shù) Kv 1.01 5. 齒向載荷分布系數(shù) KHβ 1.00 6. 綜合變形對(duì)載荷公布的影響 Kbs 1.08 7. 安裝精度對(duì)載荷分布的影響 Kbm 0.14 8. 齒間載荷分布系數(shù) KHα 1.00 9. 安裝處理方法 一般 10. 是否修形齒輪 1 11. 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh 2.49 12. 材料的彈性系數(shù) ZE 189.80 13. 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Ze 0.89 14. 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Zb 1.00 15. 重合、螺旋角系數(shù) Zεβ 0.89 16. 接觸疲勞壽命系數(shù) Zn 1.09 17. 是否允許有一定量的點(diǎn)蝕 1 18. 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0.97 19. 潤(rùn)滑油粘度（50度） 120.00 20. 工作硬化系數(shù) Zw 1.00 21. 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx 1.02 22. 齒向載荷分布系數(shù) KFβ 1.00 23. 齒間載荷分布系數(shù) KFα 1.00 24. 抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù) Ye 0.71 25. 抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Yb 1.00 26. 抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù) Yεβ 0.71 27. 復(fù)合齒形系數(shù) Yfs 4.49 4.00 28. 應(yīng)力校正系數(shù) Ysa 1.54 1.72 29. 壽命系數(shù) Yn 1.00 1.00 30. 齒根圓角敏感系數(shù) Ydr 0.95 0.95 31. 齒根表面狀況系數(shù) Yrr 1.00 1.00 32. 尺寸系數(shù) Yx 1.00 1.00 33. 載荷類型 對(duì)稱循環(huán)載荷 34. 齒根表面粗糙度 Rz≤16μm <六>、齒輪精度 ---------------------------------------------------------- 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 第一組精度 7 7 2. 第二組精度 7 7 3. 第三組精度 7 7 4. 上偏差 F F 5. 下偏差 H H ---------------------------------------------------------- <七>、檢驗(yàn)項(xiàng)目 ---------------------------------------------------------- 項(xiàng) 目 名 稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 齒距累積公差 Fp 0.05121 0.08211 2. 齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr 0.04259 0.05621 3. 公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw 0.03097 0.03945 4. 齒距極限偏差 fpt(±) 0.01783 0.01940 5. 齒形公差 ff 0.01413 0.01638 6. 一齒切向綜合公差 fi' 0.01918 0.02146 7. 一齒徑向綜合公差 fi'' 0.02521 0.02738 8. 齒向公差 Fβ 0.01370 0.01370 9. 切向綜合公差 Fi' 0.06533 0.09848 10. 徑向綜合公差 Fi'' 0.05963 0.07869 11. 基節(jié)極限偏差 fpb(±) 0.01676 0.01823 12. 螺旋線波度公差 ffβ 0.01918 0.02146 13. 軸向齒距極限偏差 Fpx(±) 0.01370 0.01370 14. 齒向公差 Fb 0.01370 0.01370 15. x方向軸向平行度公差 fx 0.01370 0.01370 16. y方向軸向平行度公差 fy 0.00685 0.00685 17. 齒厚上偏差 Eup -0.07134 -0.07759 18. 齒厚下偏差 Edn -0.14268 -0.15518 19. 中心距極限偏差 fa(±) 0.03600 ---------------------------------------------------------- 3.5 前進(jìn)2擋Z32—Z42齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告 <一>、齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1. 傳遞功率 P 11.64 (kW) 2. 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 564.22 (N.m) 3. 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1 196.90 (r/min) 4. 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2 157.60 (r/min) 5. 傳動(dòng)比 i 1.25 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時(shí)) 7. 原動(dòng)機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) 8. 工作機(jī)載荷特性 中等振動(dòng) <二>、齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式和布置形式 1. 結(jié)構(gòu)形式 閉式 2. 齒輪1布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較大) 3. 齒輪2布置形式 非對(duì)稱布置(軸剛性較大) <三>、材料及熱處理 1. 齒面類型 硬齒面 2. 熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ 3. 齒輪 1 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HRC) 接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H1) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F1) 1.40 4. 齒輪 2 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 52 (HBS) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強(qiáng)度許