第一篇：二級(jí)減速器開(kāi)題報(bào)告

課程設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

題目：二級(jí)圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)年級(jí)：

指導(dǎo)教師：

二○一四年十月七日

一、選題的依據(jù)及意義：

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)產(chǎn)品的需求是多樣化的，這就決定了未來(lái)的生產(chǎn)方式趨向多品種、小批量。在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著齒輪減速器，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置.它是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分和核心部件。目前，國(guó)內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個(gè)，基本可滿足各行業(yè)對(duì)通用減速器的需求。國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品水平，承擔(dān)起為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)，推動(dòng)了中國(guó)裝配制造業(yè)發(fā)展。

圓柱齒輪減速器是一種使用非常廣泛的機(jī)械傳動(dòng)裝置。減速器是用于原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間的獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要。在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛，具有品種多、批量小、更新?lián)Q代快的特點(diǎn)。目前生產(chǎn)的各種類型的減速器還存在著體積大、重量重、承載能力低、成本高和使用壽命短等問(wèn)題，與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比還有較大的差距。對(duì)減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇最佳參數(shù)是提高承載能力、減輕重量和降低成本等各項(xiàng)指標(biāo)的一種重要途徑。目的： 通過(guò)設(shè)計(jì)熟悉機(jī)器的具體操作，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)和社會(huì)適應(yīng)能力，進(jìn)一步鞏固、深化已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程。對(duì)所學(xué)技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。學(xué)會(huì)利用多種手段(工具)解決問(wèn)題，如：在本設(shè)計(jì)中可選擇CAD等制圖工具。了解減速器內(nèi)部齒輪間的傳動(dòng)關(guān)系。意義： 通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的獨(dú)立工作能力；通過(guò)實(shí)習(xí)，加深學(xué)生對(duì)專業(yè)的理解和認(rèn)識(shí)，為進(jìn)一步開(kāi)拓專業(yè)知識(shí)創(chuàng)造條件，鍛煉動(dòng)手動(dòng)腦能力，通過(guò)實(shí)踐運(yùn)用鞏固了所學(xué)知識(shí)，加深了解其基本原理

二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：

1、國(guó)外減速器技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)況

齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。

目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。

2、國(guó)內(nèi)減速器技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)況

國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器(500kw以上)，多從國(guó)外(如丹麥、德國(guó)等)進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開(kāi)始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)?。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。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(guò)一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開(kāi)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(guò)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(wèn)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

三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：

研究?jī)?nèi)容：

1.采用復(fù)合形法，以體積最小為目標(biāo)進(jìn)行減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)；

2.與常規(guī)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行比較分析；

3.繪制減速器裝配圖及主要零件圖。

實(shí)驗(yàn)方案：

1.收集有關(guān)資料寫開(kāi)題報(bào)告

2.以減速器體積最小為目標(biāo)函數(shù)建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

3．采用復(fù)合型法編寫優(yōu)化設(shè)計(jì)程序、計(jì)算

4.計(jì)算減速器各項(xiàng)尺寸，并進(jìn)行結(jié)果分析

5.運(yùn)用OUT-CAD繪制減速器裝配圖及主要零件圖

6.撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)

四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

目標(biāo)：本課題以減速器體積最小為目標(biāo)函數(shù)，設(shè)計(jì)減速器的最優(yōu)參數(shù)，繪制減速器裝配圖及主要零件圖。

主要特色：減速器體積小，重量輕，承載能力提高，降低成本 工作安排：

1.收集資料、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯

2.建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

3．編寫優(yōu)化設(shè)計(jì)程序、計(jì)算

4.減速器常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)果分析

5.繪制減速器裝配圖及主要零件圖

6.撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)

7.答辯準(zhǔn)備及論文答辯

五、預(yù)期結(jié)果

1、一份減速器設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；

2、一減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明說(shuō)；

3、一張減速器裝配圖；

六、參考文獻(xiàn)

【1】璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第八版.北京：高等教育出版社

【2】唐增寶 常建娥主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).第4版武漢：華中科技大學(xué)出版社 【3】孫靖民主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 【4】王昆等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 【5】楊黎明主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社

第二篇：二級(jí)減速器課程設(shè)計(jì)

目 錄

一．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………………………………1 二．傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明………………………………………3 三．電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………3 四．計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)……………………………4 五．傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………5 六．軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………14 七．滾動(dòng)軸承的選擇及計(jì)算………………………………………26 八．箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算……………………………27 九．連軸器的選擇…………………………………………………27 十．箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………29

十一、減速器附件的選擇……………………………………………30

十二、潤(rùn)滑與密封……………………………………………………31

十三、設(shè)計(jì)小結(jié)………………………………………………………32

十四、參考資料………………………………………………………33

第三篇：圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

一、選題的依據(jù)及意義：

齒輪減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速，稱為增速器。其特點(diǎn)是減速電機(jī)和大型減速機(jī)的結(jié)合。無(wú)須聯(lián)軸器和適配器，結(jié)構(gòu)緊湊。負(fù)載分布在行星齒輪上，因而承載能力比一般斜齒輪減速機(jī)高。滿足小空間高扭矩輸出的需要。廣泛應(yīng)用于大型礦山，鋼鐵，化工，港口，環(huán)保等領(lǐng)域。與K、R系列組合能得到更大速比。按照齒形分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓柱—圓錐齒輪減速器;二級(jí)圓柱齒輪減速器就是按其分類來(lái)命名的。圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)是按傳統(tǒng)方法進(jìn)行的。設(shè)計(jì)人員按照各種資料、文獻(xiàn)提供的數(shù)據(jù)，結(jié)合自己的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)已有減速器做一番對(duì)比，初步定出一個(gè)設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)這個(gè)方案進(jìn)行一些驗(yàn)算，如果驗(yàn)算通過(guò)了，方案便被肯定了。顯然，這個(gè)方案是可采用的。但這往往使設(shè)計(jì)的減速器有很大的尺寸富余量，造成財(cái)力、物力和人力的極大浪費(fèi)。因此，優(yōu)化圓柱齒輪減速器勢(shì)在必行。

圓柱齒輪傳動(dòng)與普通定軸齒輪傳動(dòng)相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載能力大以及傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，這些已被我國(guó)越來(lái)越多的機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。由于在各種類型的圓柱齒輪傳動(dòng)中均有效的利用了功率分流性和輸入、輸出的同軸性以及合理地采用了內(nèi)嚙合，才使得其具有了上述的許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。圓柱齒輪傳動(dòng)不僅適用于高速、大功率而且可用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的合成和分解，以及其特殊的應(yīng)用中；這些功用對(duì)于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)發(fā)展有著重要意義。因此，圓柱齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器、和航空航天等工業(yè)部門均獲得了廣泛的應(yīng)用。對(duì)這種減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，必將獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

選做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面對(duì)于減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理也有一定的了解和基礎(chǔ)，其次通過(guò)對(duì)圓柱齒輪減速器這一畢業(yè)課題設(shè)計(jì)可以鞏固我大學(xué)4年來(lái)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，對(duì)于我也是一種檢驗(yàn)?？梢匀鏅z驗(yàn)我大學(xué)所學(xué)的知識(shí)是否全面，是否能靈活運(yùn)用到實(shí)際生活工作中。在做的過(guò)程中我還可以不斷學(xué)習(xí)和拓寬視野和思路，做到理論與實(shí)際相結(jié)合的運(yùn)用。最重要的是對(duì)于即將離校走向社會(huì)的我是一種挑戰(zhàn)，培養(yǎng)我獨(dú)立思考，樹(shù)立全局觀念，為以后的我奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：

隨著時(shí)代進(jìn)步，科技與時(shí)俱進(jìn)，對(duì)于齒輪的傳動(dòng)越來(lái)越多的科技因素在起 著主導(dǎo)地位。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和俄羅斯等，對(duì)齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用，生產(chǎn)和研究都十分重視，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、傳動(dòng)性能，傳動(dòng)功率、轉(zhuǎn)矩和速度等方面均處于領(lǐng)先地位，并出現(xiàn)一些新型的圓柱傳動(dòng)技術(shù)，如封閉圓柱齒輪傳動(dòng)、圓柱齒輪變速傳動(dòng)和微型圓柱齒輪傳動(dòng)等早已在現(xiàn)代化的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備中獲得了成功的應(yīng)用。圓柱齒輪傳動(dòng)在我國(guó)已有了許多年的發(fā)展史，很早就有了應(yīng)用。然而，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)才開(kāi)始對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究和試制工作。無(wú)論是在設(shè)計(jì)理論方面，還是在試制和應(yīng)用實(shí)踐方面，均取得了較大的成就，并獲得了許多的研究成果。

近20多年來(lái)，尤其是我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步和發(fā)展，我國(guó)已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)，經(jīng)過(guò)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極的吸收和消化，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn)，使我國(guó)的齒輪傳動(dòng)技術(shù)有了迅速的發(fā)展。國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品水平?？v觀國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)的現(xiàn)狀，為保持行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展在充分肯定行業(yè)不斷發(fā)展、進(jìn)步的同時(shí)，更應(yīng)看到存在的問(wèn)題，并積極研究對(duì)策，采取措施，力爭(zhēng)在較短時(shí)間內(nèi)能有所進(jìn)展。目前，同外減速器行業(yè)存在的比較突出的問(wèn)題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次、缺乏有國(guó)際影響力的產(chǎn)品品牌、行業(yè)整體散、亂情況依然較為嚴(yán)重?；诖?，推進(jìn)行業(yè)優(yōu)勢(shì)企業(yè)間的購(gòu)并、整合，盡快形成有著一定的市場(chǎng)影響力的品牌、有較大規(guī)模的和實(shí)力、有較強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)支持能力的這樣若干個(gè)集團(tuán)型企業(yè)，如此放能在與國(guó)外同行的競(jìng)爭(zhēng)中保持一定的優(yōu)勢(shì)并不斷得以發(fā)展。

國(guó)內(nèi)減速器行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)的產(chǎn)品品種、規(guī)格及參數(shù)覆蓋范圍近幾年都在不斷擴(kuò)展，產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家同類產(chǎn)品水平，完全可承擔(dān)起為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)提供傳動(dòng)裝置配套的重任，部分產(chǎn)品還出口至歐美及東南亞地區(qū)。

目前，國(guó)內(nèi)各類通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)系列已達(dá)數(shù)百個(gè)，基本可滿足各行業(yè)對(duì)通用減速器的需求。在第一代通用硬齒面齒輪減速器及圓弧圓柱蝸桿減速器系列產(chǎn) 2 品的基礎(chǔ)上，由西安重型機(jī)械研究落開(kāi)發(fā)并完成標(biāo)準(zhǔn)化的新一代圓柱及圓錐——圓柱齒輪減速器及圓弧圓柱蝸桿減速器業(yè)已投方市場(chǎng)。新一代減速器的突出特點(diǎn)為不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)行于優(yōu)化，而且在系列設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化的設(shè)計(jì)原則，產(chǎn)品造型更加美觀，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展而對(duì)基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出的愈來(lái)愈高的配套要求。此外，南京高精齒輪股份有限公司也推動(dòng)了PR系列的模塊式齒輪減速器系列產(chǎn)品。但總體而言，國(guó)內(nèi)同外減速器系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及更新工作近幾年進(jìn)展緩慢，與國(guó)外同行在此方面的差距有拉大的趨勢(shì)。而且與市場(chǎng)的需求也很不適應(yīng)，西安重型機(jī)械研究所及國(guó)內(nèi)其他單位今年已著手開(kāi)始這方面的開(kāi)發(fā)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)化工作。

在通用減速器的制造方面，國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)廠家數(shù)目眾多，如對(duì)各種類型的圓柱齒輪機(jī)圓錐——圓柱齒輪或者齒輪——蝸桿減速器系列產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)主要廠家有南京高精齒輪股份有限公司、寧波東力傳動(dòng)設(shè)備有限公司、江陰齒輪箱制造有限公司、江蘇泰星減速器有限公司、江蘇金象減速機(jī)有限公司、山西平遙減速機(jī)廠等。對(duì)象蝸桿減速器，目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)圓弧圓柱蝸桿減速器、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿減速器、平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器等多種類型，主要生產(chǎn)廠家有江蘇金象減速機(jī)有限公司、首鋼機(jī)械制造公司、杭州減機(jī)廠、杭州萬(wàn)杰減速劑有限公司、天津萬(wàn)新減速機(jī)廠、上海浦江減速機(jī)有限公司等，對(duì)各種通用圓柱齒輪減速器、包括標(biāo)準(zhǔn)的NGW系列圓柱齒輪減速器，也包括各類回轉(zhuǎn)圓柱減速器及封閉式圓柱齒輪檢錄其等，主要生產(chǎn)廠家有荊州巨鯨動(dòng)機(jī)械有限公司、洛陽(yáng)中重齒輪箱有限公司、西安重型機(jī)械研究所、石家莊科一重工有限公司、內(nèi)蒙興華機(jī)械廠等。

在各類專用傳動(dòng)裝置的開(kāi)發(fā)機(jī)制造方面，國(guó)內(nèi)近幾年取得的明顯的進(jìn)展，如重慶齒輪箱有限責(zé)任公司生產(chǎn)的MDH28型磨機(jī)邊緣驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，其最大功率已達(dá)7000KW，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)5000KN.m，總重46噸，生產(chǎn)的1700熱連軋主傳動(dòng)齒輪箱子的最大模數(shù)為30，重量達(dá)180噸。由杭州前進(jìn)齒輪箱有限公司生產(chǎn)的gwc70/76型1.2萬(wàn)噸及裝箱船用齒輪箱，傳動(dòng)功率已達(dá)6250KW。(轉(zhuǎn)載中國(guó)鍛壓網(wǎng))由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產(chǎn)的里磨系列齒輪箱最大功率已達(dá)3800KW，由西安重型機(jī)械研究所、洛陽(yáng)重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動(dòng)機(jī)械有限公司等開(kāi)發(fā)制造的重載圓柱齒輪箱系列產(chǎn)品在礦山、冶金、建材、煤炭及水電等行業(yè)也都得到了廣泛應(yīng)用，其中西安重型機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的水泥行業(yè)輥壓機(jī)懸掛系列圓柱齒輪箱的輸入功率已達(dá)1250KW，用于鋁造軋 機(jī)的圓柱齒輪箱有司責(zé)任公司、杭州前進(jìn)出論箱有限公司、西安重型機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的風(fēng)力發(fā)電增速箱系列產(chǎn)品也逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)。在大型齒圈的制造方面，國(guó)內(nèi)目前最大直徑為9.936米，凈重達(dá)80噸的齒圈已由中信重機(jī)制造完成，并用于武鋼集團(tuán)年產(chǎn)500萬(wàn)噸氧化球生產(chǎn)線，至此用于大型燒結(jié)機(jī)、磨機(jī)、回轉(zhuǎn)窯的大型驅(qū)動(dòng)裝置以及用于轉(zhuǎn)爐及燒結(jié)設(shè)備的大型柔性傳動(dòng)裝置國(guó)內(nèi)均可圈套供貨，而無(wú)需再行進(jìn)口。

在其他類型新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)方面，行業(yè)企業(yè)也取得了不少成果，如西安重型機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的工程車輛變速箱和風(fēng)機(jī)及泵用差動(dòng)節(jié)能調(diào)速裝置、洛陽(yáng)中重齒輪箱有限公司的大型礦井提升機(jī)圓柱齒輪箱、江蘇金象減速機(jī)公司的磨機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱、北京太富力傳動(dòng)有限公司的大型三環(huán)傳動(dòng)齒輪箱及傳動(dòng)裝置等，也都受到了市場(chǎng)的歡迎并得以廣泛應(yīng)用。

在行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)能擴(kuò)展及技術(shù)改造方面，近幾年呈現(xiàn)出跨越式的發(fā)展，這一方面得益于近幾年市場(chǎng)強(qiáng)勁需求的拉動(dòng)，另一方面也是受企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、提升加工制造水平、進(jìn)而提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的主觀愿望的驅(qū)動(dòng)，國(guó)內(nèi)主要產(chǎn)品廠家近二年購(gòu)進(jìn)的關(guān)鍵加工設(shè)備，如大型磨齒機(jī)、鏜銑床、技工中心及熱處理設(shè)備等，累計(jì)超過(guò)200余臺(tái)（套），預(yù)計(jì)行業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)大一倍以上，技改工作的開(kāi)展固然有提審行業(yè)企業(yè)規(guī)模和生產(chǎn)集中度及競(jìng)爭(zhēng)力的客觀效果，但由于仍存在行業(yè)企業(yè)數(shù)量多、規(guī)格小及水平參差不齊等實(shí)際問(wèn)題，因之隨著市場(chǎng)需求的回落和國(guó)外同行廠商大規(guī)模進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)必將進(jìn)一步加劇，這也必將促進(jìn)行業(yè)企業(yè)間的購(gòu)并、整合甚至轉(zhuǎn)型。

據(jù)有關(guān)資料介紹，人們認(rèn)為目前齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向如下：

（1）標(biāo)準(zhǔn)化、多品種 目前世界上已經(jīng)有50多個(gè)漸開(kāi)線圓柱齒輪傳動(dòng)系列設(shè)計(jì)；而且還演化出多種形式的圓柱減速器、差速器和圓柱變速器等多種產(chǎn)品。

（2）硬齒面、高精度 圓柱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的齒輪廣泛采用滲碳和氮化等化學(xué)熱處理。齒輪制造精度一般均在6級(jí)以上。顯然，采用硬齒面、高精度有利于進(jìn)一步提高承載能力，使齒輪尺寸變得更小。

（3）高轉(zhuǎn)速、大功率 圓柱齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在高速傳動(dòng)中，如在高速汽輪中已獲得日益廣泛的應(yīng)用，其傳動(dòng)功率也越來(lái)越大。

大規(guī)格、大轉(zhuǎn)矩 在中低速、重載傳動(dòng)中，傳遞大轉(zhuǎn)矩的大規(guī)格的圓柱齒輪傳 動(dòng)已有了較大的發(fā)展。

三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：

在圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所要求該圓柱傳動(dòng)的要求（原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)技術(shù)要求），進(jìn)一步分析該傳動(dòng)所需的使用要求、工作狀況和所需齒輪的機(jī)械特性，首先應(yīng)了解和掌握該圓柱齒輪傳動(dòng)的已知條件；通常，已知的其原始數(shù)據(jù)為輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作特性和載荷工況等。

建立優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)是實(shí)際優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的數(shù)學(xué)抽象。在明確設(shè)計(jì)變量、約束條件、目標(biāo)函數(shù)之后，優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題就可以轉(zhuǎn)化成一般數(shù)學(xué)問(wèn)題。采用懲罰函數(shù)法對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行約束優(yōu)化，以中心距最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并與常規(guī)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較。進(jìn)而繪制出減速器裝配圖及主要零件圖。

二級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般原則是：

（1）各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致相等（可以最大性能的發(fā)揮減速器的承載能力）；

（2）在一定承載能力下，減速器具有最小的外形尺寸和重量；（3）各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等。

四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度

1、設(shè)計(jì)目標(biāo)：

設(shè)計(jì)出的圓柱齒輪減速器：其輸入功率P=6.2kW，輸入轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，總傳動(dòng)比i=16.5，齒輪的寬度系數(shù)φa=0.4，工作壽命10年，每年工作300天。結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)功率較高，采用懲罰函數(shù)法，以中心距最小為目標(biāo)進(jìn)行減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)

2、圓柱齒輪減速器主要特色：

1、重量輕、體積小，結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大

2、傳動(dòng)效率高

3、傳動(dòng)功率范圍大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解

4、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)

5、采用硬齒面技術(shù)，使用壽命長(zhǎng)，使用性廣。

3、工作進(jìn)度：

1.收集資料、開(kāi)題報(bào)告、外文翻譯

3.05－3.25

第1周—第3周 2.建立優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

3.26－4.8

第4周—第6周 3．編寫優(yōu)化設(shè)計(jì)程序、計(jì)算

4.11－4.24

第 7周—第9周 4.減速器常規(guī)設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)果分析

4.25－5.6

第10周—第12周 5.繪制減速器裝配圖及主要零件圖

5.9－5.20

第13周—第14周 6.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

5.21－5.31

第15周—第16周 7．答辯準(zhǔn)備及論文答辯

6.1－6.2

第17周

五、參考文獻(xiàn)

[1]、璞良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).第八版.北京：高等教育出版社，2007 [2]、孫靖民主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [3]、方世杰，綦耀光主編.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.2 [4]、王昆等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [5]、Carrol, R., and Johnson, G.,“Optimal design of compact spur gear sets”, ASME Journal of mechanisms, transmissions and automation in design.Vol.106, No.1, March 1984, pp.95-101

第四篇：輪邊減速器開(kāi)題報(bào)告

燕山 大學(xué)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

課題名稱：課題性質(zhì)：

課題來(lái)源：

學(xué)院（系）

專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

月日

一、綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義

輪邊減速器一般為雙極減速驅(qū)動(dòng)橋中安裝在輪轂中間或附近的第二級(jí)減速器。在一些礦山水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引汽車及大型公共汽車等，要求有較高的動(dòng)力性，而汽車車速相對(duì)較低，因而其傳動(dòng)系的低檔總傳動(dòng)比很大，為了使變速器分動(dòng)器傳動(dòng)軸等總成不致因承受過(guò)大尺寸及質(zhì)量過(guò)大，應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋。這就導(dǎo)致一些重型汽車大型汽車的主減速比必須很大，還有一些越野

汽車要求在壞路上和無(wú)路地區(qū)具有良好的通過(guò)性，即要求汽車在滿載情況下能以平均車速通過(guò)各種壞路及無(wú)路地帶時(shí)有足夠離地間隙(如松軟的土壤、沙漠、山地、雪地沼澤等)，因此在設(shè)計(jì)上述重型汽車、大型公共汽車、越野汽車時(shí)，需要在車輪旁附加輪邊減速器。

我國(guó)研制汽車輪邊減速器始于20世紀(jì)70年代中期，由于各種原因，至今發(fā)展不快，只有幾個(gè)廠家從事生產(chǎn)，技術(shù)水平只相當(dāng)國(guó)外20世紀(jì)80年代末的水平，數(shù)量和質(zhì)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的需要。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)發(fā)生了很大的變化。公路運(yùn)輸?shù)玫搅撕芸斓陌l(fā)展，為了降低運(yùn)輸成本，緩解鐵路壓力，促使了汽車的運(yùn)輸能力和載貨量逐漸加大。因此，重型汽車輪邊減速器在我國(guó)的應(yīng)用前景十分廣闊。自從我國(guó)加入WTO之后，減速器行業(yè)面臨極大的壓力與挑戰(zhàn)，為了應(yīng)對(duì)這一嚴(yán)峻形勢(shì)，一方面要引進(jìn)更多更好的國(guó)外產(chǎn)品與相關(guān)技術(shù)，另一方面必須迅速發(fā)展民族工業(yè)。國(guó)外的汽車減速器應(yīng)用得比較好，技術(shù)也比較先進(jìn)，但價(jià)格比較高。一般情況是：國(guó)外的整機(jī)的價(jià)格是國(guó)內(nèi)價(jià)格的2～3倍，而易損件、備件的價(jià)格卻是5～8倍，因此，發(fā)展我國(guó)的輪邊減速器產(chǎn)品是非常必要的。輪邊減速器屬于汽車減速零部件的關(guān)鍵總成，是為了提高汽車的驅(qū)動(dòng)力，以滿足或修正整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)力的匹配。本論文就是對(duì)輪邊減速器進(jìn)行研究，找出合適的方法，為自主研發(fā)出具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高精度和高可靠性的減速器提供理論支持。

(1)重型汽車輪邊減速器多以行星齒輪為主，世界上的一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、瑞典、俄羅斯和美國(guó)等，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用都十分重視，在傳動(dòng)性能、傳遞功率、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)矩等方面均處于領(lǐng)先地位。發(fā)展比較快且取得一定科研成果的是在行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)方面。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)制造業(yè)的扶持和資金的投入以及科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，機(jī)械科技人員經(jīng)過(guò)不懈的努力以及技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，在行星齒輪理論研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面取得了～定的研究成果，在行星齒輪傳動(dòng)非線性動(dòng)力學(xué)模型和方程方面的研究是國(guó)內(nèi)兩個(gè)關(guān)于行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)的代表，他們的研究成果取得了一定的成就并把許多技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。與此同時(shí)，現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)理論也應(yīng)用到行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)中，根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)建立輪邊減速器行星齒輪數(shù)學(xué)模型，產(chǎn)生了多種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。在已經(jīng)取得的成果中，有針對(duì)行星輪均載機(jī)構(gòu)和功率分流方面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有針對(duì)行星齒輪傳動(dòng)嚙合效率、結(jié)構(gòu)性能、體積的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，有專門針對(duì)如重型汽車輪邊減速器行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪模態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，有針對(duì)行星機(jī)構(gòu)噪聲、振動(dòng)、固有頻率特性研究，這些成果的研究有利于提高了工程技術(shù)人員對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)。在新理論和新數(shù)學(xué)計(jì)算方法出現(xiàn)的同時(shí)，行星齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法也隨著更新，比較新的研究成果：有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有遺傳算法在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有模糊數(shù)學(xué)在行星齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，有可靠性工程理論在優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，基于可靠性工程的理論通過(guò)引入強(qiáng)度可靠性系數(shù)方程來(lái)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。這些新的設(shè)計(jì)理論和新的設(shè)計(jì)方法將許多設(shè)計(jì)理論概念和研究成果應(yīng)用到優(yōu)化設(shè)計(jì)中，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論研究的發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)。

(2)對(duì)于行星齒輪減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，目前國(guó)外已經(jīng)廣泛采用了CAD／CAE／CAM一體化的設(shè)計(jì)方法，這是一種面向零件的參數(shù)化的3D實(shí)體模型

設(shè)計(jì)技術(shù)，與以往傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)方法相比，這是一條革命性的設(shè)計(jì)理念。通過(guò)三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的完美結(jié)合，可以使設(shè)計(jì)一體化，對(duì)工作效率的提高是非常有好處的。當(dāng)前，國(guó)外的一些公司針對(duì)產(chǎn)品的不同特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了很多專用的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，這些優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊之間有良好的數(shù)據(jù)接口，產(chǎn)品的幾何模型可以通過(guò)它們實(shí)體造型模塊的優(yōu)化結(jié)果直接輸出，這樣的設(shè)計(jì)大大提高了工作效率，對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短，企業(yè)研發(fā)能力的提高都有好處，由于開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品周期短、速度快，可以使企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于領(lǐng)先地位。目前，我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展比較快，設(shè)計(jì)水平也在不斷的提高。

(3)隨著計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)領(lǐng)域，在產(chǎn)品的研發(fā)初期，可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際工作情況，對(duì)產(chǎn)品的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)，比如對(duì)其靜態(tài)的，動(dòng)態(tài)的性能進(jìn)行測(cè)試，這樣可以在設(shè)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷，避免樣機(jī)制造的風(fēng)險(xiǎn)，用CAE技術(shù)不僅可以降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期，而且可以對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，這樣可以整體了解產(chǎn)品的性能，省去一些不需要的環(huán)節(jié)，節(jié)省研發(fā)費(fèi)用，現(xiàn)在對(duì)于一些特別復(fù)雜的機(jī)械零件，由于在CAE中不易建模而采用在三維CAD中進(jìn)行建模，把所建好的實(shí)體模型數(shù)據(jù)，用另一種可以讓CAE軟件識(shí)別的格式保存，然后導(dǎo)入到CAE軟件中。目前，采用ADAMS、ANSYS等有限元分析軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析在設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的積累，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的仿真模型與實(shí)際模型相差很小，這樣可以保證仿真性能的可靠性。近些年由于國(guó)家對(duì)制造業(yè)的重視，許多國(guó)內(nèi)高校及科研部門對(duì)計(jì)算機(jī)輔助方面有了一定的投入，特別在有限元方面，并取得了一定得成果。隨著有限元方法的應(yīng)用，普及以及設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)積累，實(shí)體建模將越來(lái)越接近真實(shí)結(jié)構(gòu)，這樣的研究成果才能真正指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題：

本論文就是對(duì)輪邊減速器進(jìn)行研究，找出合適的方法，為自主研發(fā)出具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高精度和高可靠性的減速器提供理論支持。

1查找相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行車輪減速器和橋殼總成的設(shè)計(jì)；

2確定輪邊減速器和橋殼的結(jié)構(gòu)形式；

3確定輪邊減速器和橋殼的主要性能參數(shù)；

4輪邊減速器和橋殼的總成的設(shè)計(jì)、計(jì)算、分析、制圖；

5其他相關(guān)零部件的設(shè)計(jì)；

6結(jié)合本課題查閱并翻譯不少于3000字的英文資料；

7編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；

三、研究步驟、方法及措施：

方法主要有文獻(xiàn)研究法：通過(guò)對(duì)中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)，萬(wàn)方數(shù)據(jù)資源系統(tǒng)等中英文數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索，收集有關(guān)資料，并對(duì)收集的資料進(jìn)行歸納分析，為論文作鋪墊。

(1)重要零部件選型設(shè)計(jì)：選擇輪邊減速器和橋殼的結(jié)構(gòu)形式及零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇和計(jì)算基本參數(shù)。

(2主要零部件的強(qiáng)度校核：利用有限元發(fā)對(duì)輪邊減速器行星架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析校核。

(3總裝圖與零件圖的計(jì)算機(jī)繪制：本項(xiàng)目的所有圖紙運(yùn)用CATIA軟件進(jìn)行繪制，均采用電子文本，部分重要零部件采用三維圖，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬裝配，以求減少設(shè)計(jì)失誤。

四、研究工作進(jìn)度：

第1-4周：調(diào)查研究，收集資料，翻譯外文資料，確定輪邊減速器的結(jié)構(gòu)形式。

第5-8周：確定輪邊減速器的總體尺寸和結(jié)構(gòu)參數(shù)，計(jì)算性能參數(shù)并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

第9-12周 ：繪制輪邊減速器和橋殼總成圖。

第13-16周：繪制零部件二維工程圖，整理資料，撰寫畢業(yè)論文。第17-18周：畢業(yè)答辯

五、主要參考文獻(xiàn)：

【1】劉淮信主編.汽車設(shè)計(jì).北京； 清華大學(xué)出版社，2001

【2】陳家瑞主編.汽車構(gòu)造，機(jī)械工業(yè)出版社，1997

【3】機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2004

【5】鄧勛、張文明、郭耀斌.BZQ3390礦用自卸車輪邊減速器的設(shè)計(jì).煤礦機(jī)械，2008，vol.29（No.6）;16-18

【6】張華增、曹人樂(lè).改進(jìn)輪邊減速器墊片結(jié)構(gòu).科技創(chuàng)新報(bào)，2008,No.22;78

【7】焦萬(wàn)銘、馮雅麗、楊鈺.狂勇氣車輪邊二級(jí)行星減速器設(shè)計(jì).礦山機(jī)械，2008，vol.36;38-39

【8】劉玉春、羅維東等.礦用汽車輪邊減速器可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì).機(jī)械設(shè)計(jì)制造，2006，No.9;18-20.【9】楊鎖望、韓玉琪、楊鈺.礦用自卸車驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)設(shè)計(jì).專用汽車，2005，No.1;21-23

【10】楊鐘勝.礦用自卸車驅(qū)動(dòng)橋輪邊減速器的研究與制造.汽車工藝與材料，2011，No.10；37-47

【11】項(xiàng)生田、李劍敏等.輪邊減速器行星架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命分析.汽車工程，2011，vol.33(no.5);417-421

【12】張寶成.輪邊減速器內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì).北京礦冶研究總院.【13】李必文、張春良.輪邊減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題及對(duì)策.中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào)，2008，vol.6(no.1);53-57

【14】汪振曉、李增輝.輪邊減速器總成的設(shè)計(jì).汽車科技增刊，2008,【15】陳海、洪恒恒等.驅(qū)動(dòng)橋橋殼有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.開(kāi)發(fā)研究，2011，no.7；48-49

【16】尹道駿.重型汽車輪邊減速器的研究.合肥工業(yè)大學(xué).2010

【17】C.Yuksel、A.kahraman.Dynamic tooth loads ofplanetary gear sets having tooth profile wear.The university of Toledo,2004.【18】C.H.Mcmurray、W.J.Blanchflower.Multi-Channel,Probe Colorimeter for Use with the Micro-elisa Test,Which Makes Use of Disposable Flat-bottom Microhemagglutination plates，Clinical Chemistry，1979，vol.25(no.4)；570-576

【19】Yichao Guo、Robert G.Parker，Purely rotational model and vibration modes of compound planetary gears.Mechanism and Machine Theory，2010

六、導(dǎo)師意見(jiàn)：

七、審核意見(jiàn)：

審查結(jié)果：

1、通過(guò)；指導(dǎo)教師（簽字）年月日、完善后通過(guò)；

3、未通過(guò)負(fù)責(zé)人（簽字）：年月日2

第五篇：二級(jí)減速器的課程設(shè)計(jì)

二級(jí)減速器的課程設(shè)計(jì) 減速器, 課程, 設(shè)計(jì)

第一章 二級(jí)斜齒輪減速器結(jié)構(gòu)及其計(jì)算

3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的減速傳動(dòng)裝置；

（1）已知條件：運(yùn)輸帶工作拉力F=5100N，運(yùn)輸帶工作速度V=1.1m/s，卷筒直徑D=350mm.（2）傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖，如下：

圖 3-3.1

(3)相關(guān)情況說(shuō)明

工作條件：一班制連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作有粉塵；

使用壽命：十年（大修期三年）；

生產(chǎn)條件：中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工7-8級(jí)精度齒輪。

動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流（220/380V）；

運(yùn)輸帶速度允許誤差 5%。3.2傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過(guò)程

1.總體傳動(dòng)方案

初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如圖3-3.1所示。二級(jí)圓柱斜齒輪減速器（展開(kāi)式）。傳動(dòng)裝置的總效率ηa

＝0.972×0.983×0.99×0.98＝0.86；

η =0.97為齒輪的效率（齒輪為8級(jí)精度），η =0.98為軸承的效率（磙子軸承），η =0.99為彈性聯(lián)軸器的效率，=0.98為剛性聯(lián)軸器

2.電動(dòng)機(jī)的選擇

電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： P0＝Pw/ηa＝5.61/0.86=6.5kw 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為n＝60.02r/min，經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，二級(jí)圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i ＝8～40，則總傳動(dòng)比合理范圍為i ＝8～40，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為n ＝i ×n＝（8～40）×60.02＝480～2400r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為Y160M—6的電動(dòng)機(jī)，額定功率為7.5kW，額定電流17.0A，滿載轉(zhuǎn)速n ＝970 r/min，同步轉(zhuǎn)速1000r/min。

3.傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配

（1）總傳動(dòng)比

由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n 和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為i ＝n /n＝

970/60.02＝16.16（2）傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配 i＝i =16.16為減速器的傳動(dòng)比。（3）分配減速器各級(jí)傳動(dòng)比

考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，查的i1=4.85,i2=i/i1=3.33

4.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

（1）各軸轉(zhuǎn)速

Ⅰ軸 nI＝n =970r/min Ⅱ軸 nII＝nI/ i1＝200 r/min Ⅲ軸 nIII＝nII/ i2＝60.06 r/min

卷筒軸 nIV=nIII=60.06

（2）各軸輸入功率

Ⅰ軸 PI＝P0×η3＝6.5×0.99＝6.44 kW Ⅱ軸 PII＝PI×η1×η2＝6.44×0.97×0.98＝6.12 kW Ⅲ軸 PIII＝PII×η1×η2＝6.12×0.97×0.98＝5.82 kW 卷筒軸 PIV= PIII×η2× =5.82×0.98×0.98=5.59 kW

（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩

電動(dòng)機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩 T0=9550×P0/ n =63.99 N.m

Ⅰ軸 TI＝T0×η3=63.35 N.m Ⅱ軸 TII＝TI×i1×η1×η2=292.07 N.m Ⅲ軸 TIII＝TII×i2×η1×η2=924.55 N.m

卷筒軸 TIV= TIII×η2× =887.94 N.m

5.齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算

（一）高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 １．齒輪材料，熱處理及精度

考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線斜齒輪

（1）齒輪材料及熱處理

小齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為240HBS，大齒輪材料為45鋼（?；?，齒面硬

度為200HBS，２．初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸

因?yàn)橛昌X面齒輪傳動(dòng)，具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校

核持面接觸疲勞強(qiáng)度。

（1）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1＝63.35N?m

（2）確定齒數(shù)z 因?yàn)槭怯昌X面，故取z1＝25，z2＝i1 z1＝4.85×25＝121 傳動(dòng)比誤差 i＝u＝z2/ z1＝121/25＝4.84 Δi＝（4.85-4.84）/4.85＝0.21％ 5％，允許

（3）初選齒寬系數(shù)

按非對(duì)稱布置，由表查得 ＝1

（4）初選螺旋角

初定螺旋角 ＝12（5）載荷系數(shù)K 載荷系數(shù)K＝KA K V K K =1×1.17×1.4×1.37＝2.24

（6）齒形系數(shù)Y 和應(yīng)力修正系數(shù)Y 查得Y ＝2.58 Y ＝2.16 Y ＝1.599 Y ＝1.81

（7）重合度系數(shù)Y 端面重合度近似為 ＝1.69，重合度系數(shù)為Y ＝0.684

（8）螺旋角系數(shù)Y

縱向重合度系數(shù) =1.690，Y ＝0.89

（9許用彎曲應(yīng)力

安全系數(shù)由表查得S ＝1.25 工作壽命兩班制，7年，每年工作300天

小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1＝60nkt ＝60×271.47×1×7×300×2×8＝5.473×10 大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2＝N1/u＝5.473×10 /6.316＝0.866×10 查圖得壽命系數(shù) ,;實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ,查圖取尺寸系數(shù)

許用彎曲應(yīng)力

比較 , 取

(10)計(jì)算模數(shù)

按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取

(11)初算主要尺寸 初算中心距 ,取a=355mm

修正螺旋角 分度圓直徑 齒寬 ,取 , ，齒寬系數(shù)(12)驗(yàn)算載荷系數(shù)

圓周速度 查得 按，查得，又因，查圖得，則K＝1.6，又Y =0.930，Y =0.688。從而得

滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。3．校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度（1）載荷系數(shù)，，（2）確定各系數(shù) 材料彈性系數(shù) 查表得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖得 重合度系數(shù) 查圖得 螺旋角系數(shù)（3）許用接觸應(yīng)力 試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限 , 壽命系數(shù) 查圖得，；工作硬化系數(shù) ；

安全系數(shù) 查表得 ；尺寸系數(shù) 查表得，則許用接觸應(yīng)力為：

取

（4）校核齒面接觸強(qiáng)度，滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求。

（二）低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 １．齒輪材料，熱處理及精度

考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開(kāi)線斜齒輪

（1）齒輪材料及熱處理

大小齒輪材料為45鋼。調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度為40～50HRC。經(jīng)查圖，取 ＝ ＝

1200MPa，＝ ＝370Mpa。

（2）齒輪精度

按GB/T10095－1998，選擇６級(jí)，齒根噴丸強(qiáng)化。

２．初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)的主要尺寸

因?yàn)橛昌X面齒輪傳動(dòng)，具有較強(qiáng)的齒面抗點(diǎn)蝕能力，故先按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校

核持面接觸疲勞強(qiáng)度。

（10）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ＝ kN?m

（11）確定齒數(shù)z 因?yàn)槭怯昌X面，故取z ＝33，z ＝i z ＝3.92×33＝129 傳動(dòng)比誤差 i＝u＝z / z ＝129/33＝3,909

Δi＝ ＝0.28％ 5％，允許（12）初選齒寬系數(shù)

按非對(duì)稱布置，由表查得 ＝0.6

（13）初選螺旋角

初定螺旋角 ＝12（14）載荷系數(shù)K 使用系數(shù)K 工作機(jī)輕微沖擊，原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，所以查表得K ＝1.25 動(dòng)載荷系數(shù)K 估計(jì)齒輪圓周速度v＝0.443m/s 查圖得K ＝1.01;齒向載荷分布系數(shù)K 預(yù)估齒寬b＝80mm 查圖得K ＝1.171，初取b/h＝6，再查圖得K ＝

1.14

齒間載荷分配系數(shù) 查表得K ＝K ＝1.1 載荷系數(shù)K＝K K K K =1.25×1.01×1.1×1.14＝1.58

（15）齒形系數(shù)Y 和應(yīng)力修正系數(shù)Y 當(dāng)量齒數(shù) z ＝z /cos ＝19/ cos ＝35.26

z ＝z /cos ＝120/ cos ＝137.84 查圖得Y ＝2.45 Y ＝2.15 Y ＝1.65 Y ＝1.83

（16）重合度系數(shù)Y 端面重合度近似為 ＝【1.88-3.2×（）】cos ＝【1.88－3.2×（1/33＋1/129）】×cos12

＝1.72 ＝arctg（tg /cos）＝arctg（tg20 /cos12）＝20.41031

＝11.26652 因?yàn)?＝ /cos，則重合度系數(shù)為Y ＝0.25+0.75 cos / ＝0.669

（17）螺旋角系數(shù)Y 軸向重合度 ＝ ＝1.34,取為1

Y ＝1－ ＝0.669（18）許用彎曲應(yīng)力

安全系數(shù)由表查得S ＝1.25 工作壽命兩班制，7年，每年工作300天

小齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1＝60nkt ＝60×43.09×1×7×300×2×8＝8.687×10

大齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N2＝N1/u＝8.687×10 /3.909＝2.22×10 查圖得壽命系數(shù) ,;實(shí)驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ,查圖取尺寸系數(shù)

許用彎曲應(yīng)力

比較 , 取

(10)計(jì)算模數(shù)

按GB/T1357-1987圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù),取

(11)初算主要尺寸

初算中心距 ,取a=500mm

修正螺旋角 分度圓直徑 齒寬 ,取 , ，齒寬系數(shù)(12)驗(yàn)算載荷系數(shù)

圓周速度 查得 按，查得，又因，查圖得，則K＝1.611，又Y =0.887，Y =0.667。從而得

滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。3．校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度（5）載荷系數(shù)，，（6）確定各系數(shù) 材料彈性系數(shù) 查表得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖得 重合度系數(shù) 查圖得 螺旋角系數(shù)（7）許用接觸應(yīng)力 試驗(yàn)齒輪的齒面接觸疲勞極限 壽命系數(shù) 查圖得，；工作硬化系數(shù) ；

安全系數(shù) 查表得 ；尺寸系數(shù) 查表得，則許用接觸應(yīng)力為：

取

（8）校核齒面接觸強(qiáng)度，滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求。二.具體二級(jí)齒輪減速器軸的方案設(shè)計(jì)

（1）高速軸I材料為20CrMnTi,經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為241~286HBS，查得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取

由于軸端開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%~7%，取最小軸徑

（2）軸II材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為217~255HBS，查得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。

按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取，取安裝小齒輪處軸徑

（3）軸III材料為40Cr，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為241~286HBS，查得對(duì)稱循環(huán)彎曲許用應(yīng)力。

按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，初步計(jì)算軸徑，取

由于軸端開(kāi)鍵槽，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，故需增大軸徑5%~7%，取最小軸徑

軸I，軸II，軸III的布置方案與具體尺寸分別如圖2—8，圖2—9，圖2—10所示。

圖2—8

圖2—9

圖2—10

第三節(jié) 軸承的選擇及壽命計(jì)算

（一）第一對(duì)軸承 齒輪減速器高速級(jí)傳遞的轉(zhuǎn)矩

具體受力情況見(jiàn)圖3—1（1）軸I受力分析 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力（2）計(jì)算軸上的支反力 經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi)

圖3—1

水平面內(nèi)（3）軸承的校核 初選軸承型號(hào)為32014 輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù) ① 計(jì)算軸承A受的徑向力

軸承B受的徑向力 ②計(jì)算附加軸向力 查表得3000型軸承附加軸向力

則 軸承A，軸承B ③計(jì)算軸承所受軸向載荷

由于，即B軸承放松，A軸承壓緊

由此得 ④計(jì)算當(dāng)量載荷 軸承A e=0.43，則 , 軸承B e=0.43，則 ⑤軸承壽命 計(jì)算 因，按軸承B計(jì)算

（二）第二對(duì)軸承 齒輪減速器低速級(jí)傳遞的轉(zhuǎn)矩

具體受力情況見(jiàn)圖3—2（1）軸II受力分析 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力（2）計(jì)算軸上的支反力 經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi)

水平面內(nèi)（3）軸承的校核 初選軸承型號(hào)為32928 輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù) ①計(jì)算軸承A受的徑向力 軸承B受的徑向力 ②計(jì)算附加軸向力 查表得3000型軸承附加軸向力

則 軸承A，軸承B ③計(jì)算軸承所受軸向載荷 由于，即B軸承放松，A軸承壓緊

由此得 ④計(jì)算當(dāng)量載荷 軸承A e=0.36，則 , 軸承B e=0.36，則

⑤軸承壽命 計(jì)算 因，按軸承A計(jì)算

圖3—2

（三）第三對(duì)軸承 具體受力情況見(jiàn)圖3—3（1）軸III受力分析 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力

（2）計(jì)算軸上的支反力 經(jīng)計(jì)算得垂直面內(nèi)

水平面內(nèi)（3）軸承的校核 初選軸承型號(hào)為32938 輕微沖擊，查表得沖擊載荷系數(shù) ①計(jì)算軸承A受的徑向力 軸承B受的徑向力 ②計(jì)算附加軸向力 查表得3000型軸承附加軸向力

則 軸承A，軸承B ③計(jì)算軸承所受軸向載荷，即B軸承放松，A軸承壓緊由此得 ④計(jì)算當(dāng)量載荷 軸承A e=0.48，則 , 軸承B e=0.48，則 ⑤軸承壽命 計(jì)算 因，按軸承B計(jì)算

圖3—3

由于

試設(shè)計(jì)一帶式輸送機(jī)減速器的斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。已知輸入功率P1＝40kW，小齒輪轉(zhuǎn)速n1＝960r/min，齒數(shù)比u＝3.2，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命15年（設(shè)每年工作300天），兩班制，帶式輸送機(jī)工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變，試設(shè)計(jì)此傳動(dòng)。

[解]

1．選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)

1)材料及熱處理仍按直齒輪傳動(dòng)例題：大、小齒輪都選用硬齒面。由表1選得大、小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為48～55HRC；

2)精度等級(jí)仍選7級(jí)精度；

3)仍選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=77；

4)初選螺旋角β＝14°

2．按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算公式為：

1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值

(1)試選Kt=1.6。

(2)由圖10查取區(qū)域系數(shù)ZH=2.433。

(3)由圖8查得端面重合度

εα1=0.78，εα2=0.87，則 εα=εα1+εα2=1.65。

(4)許用接觸應(yīng)力 =1041.5 MPa。

2)計(jì)算

(1)試算小齒輪分度圓直徑d1t

mm =60.49 mm

(2)計(jì)算圓周速度

(3)計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt

h=2.25 mnt=5.51mm b/h=9.88

(4)計(jì)算縱向重合度εβ

(5)計(jì)算載荷系數(shù)K

已知使用系數(shù) =l。

根據(jù)v=3.04m/s,7級(jí)精度，由圖5查得動(dòng)載系數(shù) =l.11；

由表4查得接觸強(qiáng)度計(jì)算用的齒向載荷分布系數(shù) =1.41； 由圖6查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù) =1.37。

由表3查得齒間載荷分配系數(shù) = =1.2。

故載荷系數(shù)

(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑

(7)計(jì)算模數(shù)mn

3．按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)

由式

1)確定計(jì)算參數(shù)

(1)計(jì)算載荷系數(shù)

(2)根據(jù)縱向重合度 =1.713，從圖9查得螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.8。

(3)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)

(4)查取齒形系數(shù)

由表5查得YFa1=2.592；YFa2=2.2l1

(5)查取應(yīng)力校正系數(shù)

由表5查得Ysa1=1.596；Ysa2=1.774

(6)計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較

小齒輪的數(shù)值大。

2）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)算的法向模數(shù)mn略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法向模數(shù)，按表12，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mn=2.5mm，可滿足彎曲強(qiáng)度。為滿足接觸疲勞強(qiáng)度，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=63.83mm，由

，取z1=25，則z2=uz1=80。

4.幾何尺寸計(jì)算

1)計(jì)算中心距

將中心距圓整為135mm。

2)按圓整后的中心距修正螺旋角

因β改變不多，故參數(shù)εα,Kβ,ZH等不必修正。

3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑

4)計(jì)算齒輪寬度

圓整后取B2=58mm；B1=63mm。

5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

以大齒輪為例。因齒輪齒頂圓直徑>16Omm，而又小于5OOmm，故以選用腹板式結(jié)構(gòu)為宜。其它有關(guān)尺寸按圖11薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)(尺寸計(jì)算從略)，并繪制大齒輪零件圖(從略)。