斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)反求設(shè)計(jì),斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)反求設(shè)計(jì),齒輪,齒輪減速電機(jī),設(shè)計(jì) 附錄1 齒輪的發(fā)展 據(jù)史料記載，遠(yuǎn)在公元前400~200年的中國古代就巳開始使用齒輪，在我國山西出土的青銅齒輪是迄今巳發(fā)現(xiàn)的最古老輪，作為反映古代科學(xué)技術(shù)成就的指南車就是以齒輪機(jī)構(gòu)為核心機(jī)械裝置。17世紀(jì)末，人們才開始研究，能正確傳遞運(yùn)動(dòng)的輪齒形狀。18世紀(jì)，歐洲工業(yè)革命以后，齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用日益廣泛；先是發(fā)展擺線齒輪，而后是漸開線齒輪，一直到20世紀(jì)初，漸開線齒輪已在應(yīng)用中占了優(yōu)勢(shì)。 　　早在1694年，法國學(xué)者Philippe De La Hire首先提出漸開線可作為齒形曲線。1733年，法國人M.Camus提出輪齒接觸點(diǎn)的公法線必須通過中心連線上的節(jié)點(diǎn)。一條輔助瞬心線分別沿大輪和小輪 　　的瞬心線(節(jié)圓)純滾動(dòng)時(shí)，與輔助瞬心線固聯(lián)的輔助齒形在大輪和小輪上所包絡(luò)形成的兩齒廓曲線是彼此共軛的，這就是Camus定理。它考慮了兩齒面的嚙合狀態(tài)；明確建立了現(xiàn)代關(guān)于接觸點(diǎn)軌跡的 　　概念。1765年，瑞士的L．Euler提出漸開線齒形解析研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，闡明了相嚙合的一對(duì)齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。后來，Savary進(jìn)一步完成這一方法，成為現(xiàn)在的Eu-let-Savary方程。對(duì)漸開線齒形應(yīng)用作出貢獻(xiàn)的是Roteft WUlls，他提出中心距變化時(shí)，漸開線齒輪具有角速比不變的優(yōu)點(diǎn)。1873年，德國工程師Hoppe提出，對(duì)不同齒數(shù)的齒輪在壓力角改變時(shí)的漸開線齒形，從而奠定了現(xiàn)代變位齒輪的思想基礎(chǔ)。 　　19世紀(jì)末，展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機(jī)床與刀具的相繼出現(xiàn)，使齒輪加工具軍較完備的手段后，漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)走性。切齒時(shí)只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動(dòng)，就能用標(biāo)準(zhǔn)刀具在機(jī)床上切出相應(yīng)的變位齒輪。1908年，瑞士MAAG研究了變位方法并制造出展成加工插齒機(jī)，后來，英國BSS、美國AGMA、德國DIN相繼對(duì)齒輪變位提出了多種計(jì)算方法。 　　為了提高動(dòng)力傳動(dòng)齒輪的使用壽命并減小其尺寸，除從材料，熱處理及結(jié)構(gòu)等方面改進(jìn)外，圓弧齒形的齒輪獲得了發(fā)展。1907年，英國人Frank Humphris最早發(fā)表了圓弧齒形。1926年，瑞土人Eruest Wildhaber取得法面圓弧齒形斜齒輪的專利權(quán)。1955年，蘇聯(lián)的M．L．Novikov完成了圓弧齒形齒輪的實(shí)用研究并獲得列寧勛章。1970年，英國Rolh—Royce公司工程師R．M.Studer取得了雙圓弧齒輪的美國專利。這種齒輪現(xiàn)已日益為人們所重視，在生產(chǎn)中發(fā)揮了顯著效益。 　　齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛。現(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：齒輪模數(shù)O.004～100毫米；齒輪直徑由1毫米～150米；傳遞功率可達(dá) 十萬千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá) 十萬轉(zhuǎn)/分；最高的圓周速度達(dá)300米/秒。 　　齒輪在傳動(dòng)中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年，古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問題》中，就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問題。中國古代發(fā)明的指南車中已應(yīng)用了整套的輪系。不過，古代的齒輪是用木料制造或用金 屬鑄成的，只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，齒輪的承載能力也很小。 　　隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線，以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。 　　18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期，齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展，人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律；1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開線作齒廓曲線。 　　19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī)，解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問題。1900年,普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝置，能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪，從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及，展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢(shì)，漸開線齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。 　　1899年，拉舍最先實(shí)施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切，還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國懷爾德哈伯最先提出圓弧齒廓的齒輪，1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究，圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高，但尚不及漸開線齒輪那樣易于制造，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。 　　齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。輪齒簡(jiǎn)稱齒，是齒輪上 每一個(gè)用于嚙合的凸起部分，這些凸起部分一般呈輻射狀排列，配對(duì)齒輪上的輪齒互相接觸，可使齒輪持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)；齒槽是齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間；端面是圓柱齒輪或圓柱蝸桿上 ，垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面；法面指的是垂直于輪齒齒線的平面；齒頂圓是指齒頂端所在的圓；齒根圓是指槽底所在的圓；基圓是形成漸開線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓；分度圓 是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。 　　齒輪可按齒形、齒輪外形、齒線形狀、輪齒所在的表面和制造方法等分類。 　　齒輪的齒形包括齒廓曲線、壓力角、齒高和變位。漸開線齒輪比較容易制造，因此現(xiàn)代使用的齒輪中 ，漸開線齒輪占絕對(duì)多數(shù)，而擺線齒輪和圓弧齒輪應(yīng)用較少。 　　在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較??；而大壓力角齒輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。而齒輪的齒高已標(biāo)準(zhǔn)化，一般均采用標(biāo)準(zhǔn)齒高。變位齒輪的優(yōu)點(diǎn)較多，已遍及各類機(jī)械設(shè)備中。 　　另外，齒輪還可按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪 ；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；按輪齒所在的表面分為外齒輪、內(nèi)齒輪；按制造方法可分為鑄造齒輪、切制齒輪、軋制齒輪、燒結(jié)齒輪等。 　　齒輪的制造材料和熱處理過程對(duì)齒輪的承載能力和尺寸重量有很大的影響。20世紀(jì)50年代前，齒輪多用碳鋼，60年代改用合金鋼，而70年代多用表面硬化鋼。按硬度 ，齒面可區(qū)分為軟齒面和硬齒面兩種。 　　軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好， 多用于傳動(dòng)尺寸和重量無嚴(yán)格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。因?yàn)榕鋵?duì)的齒輪中，小輪負(fù)擔(dān)較重，因此為使大小齒輪工作壽命大致相等，小輪齒面硬度一般要比大輪的高 。 　　硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后 ，再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。但在熱處理中，齒輪不可避免地會(huì)產(chǎn)生變形，因此在熱處理之后須進(jìn)行磨削、研磨或精切 ，以消除因變形產(chǎn)生的誤差，提高齒輪的精度。 　　制造齒輪常用的鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼。鑄鋼的強(qiáng)度比鍛鋼稍低，常用于尺寸較大的齒輪；灰鑄鐵的機(jī)械性能較差，可用于輕載的開式齒輪傳動(dòng)中；球墨鑄鐵可部分地代替鋼制造齒輪 ；塑料齒輪多用于輕載和要求噪聲低的地方，與其配對(duì)的齒輪一般用導(dǎo)熱性好的鋼齒輪。 　　未來齒輪正向重載、高速、高精度和高效率等方向發(fā)展，并力求尺寸小、重量輕、壽命長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)可靠。 　　而齒輪理論和制造工藝的發(fā)展將是進(jìn)一步研究輪齒損傷的機(jī)理，這是建立可靠的強(qiáng)度計(jì)算方法的依據(jù)，是提高齒輪承載能力，延長(zhǎng)齒輪壽命的理論基礎(chǔ)；發(fā)展以圓弧齒廓為代表的新齒形；研究新型的齒輪材料和制造齒輪的新工藝； 研究齒輪的彈性變形、制造和安裝誤差以及溫度場(chǎng)的分布，進(jìn)行輪齒修形，以改善齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，并在滿載時(shí)增大輪齒的接觸面積，從而提高齒輪的承載能力。 摩擦、潤(rùn)滑理論和潤(rùn)滑技術(shù)是 齒輪研究中的基礎(chǔ)性工作，研究彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，推廣采用合成潤(rùn)滑油和在油中適當(dāng)?shù)丶尤霕O壓添加劑，不僅可提高齒面的承載能力，而且也能提高傳動(dòng)效率。 附錄2 ）任務(wù)書 題　目 斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)反求設(shè)計(jì) —k67原理方案分析及k47總裝配反求設(shè)計(jì) 姓　名 學(xué)　　號(hào) 題目類型 模擬題 科　 研 其　它 一、課題主要研究（設(shè)計(jì)）內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)主要熟悉掌握斜齒輪-錐齒輪減速器電機(jī)的原理，繪出相應(yīng)零件的圖紙，并對(duì)組成零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和計(jì)算。 二、工作進(jìn)度要求（分階段提出具體時(shí)間要求）： 1. 12月中旬：完成開題報(bào)告； 2. 12月下旬~次年1月中旬：對(duì)零件測(cè)繪，進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，繪制減速器的裝配圖； 3. 2月中旬~2月下旬：畢設(shè)學(xué)期檢查； 4. 3月~4月下旬：中期檢查、對(duì)論文和設(shè)計(jì)進(jìn)行整理和改進(jìn)。準(zhǔn)備答辯。 5． 5月12日~5月16日：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 三、應(yīng)查閱的主要參考文獻(xiàn)： 1.《齒輪減速器的反求設(shè)計(jì)》 作者：張曉輝 《長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)》 2.《圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)》 作者：王煦偉 《天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)》 3.《單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)》 作者：胡新華 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4.《圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的問題》作者：戴娟; 夏尊鳳; 汪大鵬 長(zhǎng)沙大學(xué) 5.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 主編：唐增寶 常建娥 華中科技大學(xué)出版社 6.《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》 主編：呂仲文 機(jī)械工業(yè)大學(xué)出版社 7. 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)編委會(huì)主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2009 8. 《簡(jiǎn)明零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 朱龍根主編，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2003 9. 《材料力學(xué)》單輝祖主編，高等教育出版社 10. 《理論力學(xué)》哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室主編，高等教育出版社 11. 《機(jī)械原理》孫恒 陳作模主編，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室 12. 《機(jī)械設(shè)計(jì)》濮良貴主編，高等教育出版社 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）預(yù)期成果或結(jié)論性觀點(diǎn) 1. 斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)的工作原理分析和方案評(píng)價(jià)； 2. 完成對(duì)減速器各個(gè)零件的校核計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作。完成K67原理方案分析和K47減速器裝配圖的設(shè)計(jì)以及各個(gè)組成零件的受力分析及校核，并編寫說明書（至少40頁）； 3. 編寫有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的VB程序和相關(guān)英文文獻(xiàn)的翻譯。 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）完成提交方式（設(shè)計(jì)、技術(shù)文檔或論文、含有技術(shù)文檔或論文的光盤等）：設(shè)計(jì)、論文光盤 年 月 日 格里森弧齒錐齒輪幾何尺寸 格里森弧齒錐齒輪幾何尺寸 小錐齒輪齒數(shù)Z1 Z1=19 大錐齒輪齒數(shù)Z2 Z2=31 中點(diǎn)螺旋角βm βm=35° 壓力角αn αn=20° 齒頂高系數(shù)ha* ha*=0.85 頂隙系數(shù)c* c*=0.188 齒數(shù)比u u=i= Z2/Z1=31/19=1.63 大端模數(shù)me me = 3 mm 大端分度圓直徑de de1=me Z1 = de2=me Z2= 分錐角 δ1=arctan Z1/Z2 δ2=arctan Z2/Z1 δ1= δ2= 外錐距 Re = de1/2sinδ1 Re = 齒寬系數(shù) ФR=b/Re=1/4~1/3 取ФR= 0.3 齒寬b = ФR Re b = 中點(diǎn)模數(shù) mm=(1-0.5ФR) me mm= 切向變位系數(shù)Xt Xt2 = - Xt1 Xt1= 0.005 Xt2 = -0.005 徑向變位系數(shù)X X2 = - X1 X1 = 0.39(1-1/u2) = X2 = 齒頂高h(yuǎn)a=( ha*+X) me ha1=，ha2= 齒根高 hf = ( ha*+ c*- X) me hf1=，hf2= 全齒高h(yuǎn)= ha+ hf h = 齒根角 θf1= arctan hf1/Re θf2= arctan hf2/Re θf1= θf2= 齒頂角 θa1=θf2 θa2=θf1 θa1= θa2= 頂錐角 δa1=δ1 +θf1 δa2=δ2 +θf2 δa1= δa2= 根錐角 δf1=δ1 -θf1 δf2=δ2 -θf2 δf1 = δf2 = 冠頂距 Ak1= de2/2 - ha1 sinδ1 Ak2= de1/2 - ha2 sinδ2 Ak1= Ak2= 中點(diǎn)法向弧齒厚 Smn1=(0.5πcosβm+2X1tanαn+Xt1) mm Smn2= πmmcosβm- Smn1 Smn1= Smn2= 中點(diǎn)法向弦齒厚 式中φmn= Smncosδcos2βm/2 φmn1 = φmn2 = 當(dāng)量齒數(shù)Zv=Z/cosδcos3βm Zv1= Zv2= 端面重合度εvα εvα= (Ln1+Ln2)/Pn 式中 Pn=πmecosβm(1-0.5ФR)/cosαn(cos2βm+ cos2αn) rn= de (1-0.5ФR)/2cosδcos2βm ham=ha-0.5btanθa Pn= rn1= rn2= ham1= ham2= Ln1= Ln2= εvα= 縱向重合度εvβ εvβ = 總重合度ε ε = 斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)反求設(shè)計(jì)—k67箱體測(cè)繪及k87總裝配反求設(shè)計(jì) 第6章. K87減速電機(jī)反求 目錄 1概述………………………………………………………… 1.1 研究背景………………………………………………………………… 1.2 研究?jī)?nèi)容……………………………………………………………… 2 K67減速器的測(cè)繪及初步計(jì)算…………………………………… 3校核K67減速器測(cè)繪數(shù)據(jù)………………………………………… 3.1 K67減速器齒輪校核………………………………………………………… 3.1.1 Ⅲ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 3.1.2 Ⅱ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 3.1.3 Ⅰ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 3.2 K67減速器軸的校核………………………………………………………… 3.2.1 Ⅲ軸校核……………………………………………………………………… 3.2.2 Ⅱ軸校核……………………………………………………………………… 3.2.3 Ⅰ軸校核……………………………………………………………………… 3.3 K67減速器軸承校核…………………………………………………………… 3.3.1 Ⅲ軸軸承校核………………………………………………………………… 3.3.2 Ⅱ軸軸承校核………………………………………………………………… 3.3.3 Ⅰ軸軸承校核………………………………………………………………… 3.4 K67減速器鍵的校核…………………………………………………………… 4設(shè)計(jì)K47減速器…………………………………………………… 4.1初步設(shè)計(jì)K47減速器參數(shù)…………………………………………………… 4.2確定K47減速器齒輪參數(shù)…………………………………………………… 4.2.1 Ⅲ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 4.2.2 Ⅱ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 4.2.3 Ⅰ級(jí)齒輪校核………………………………………………………………… 4.3 K47軸系的設(shè)計(jì)………………………………………………………………… 4.3.1 Ⅲ軸校核……………………………………………………………………… 4.3.2 Ⅱ軸校核……………………………………………………………………… 4.3.3 Ⅰ軸校核……………………………………………………………………… 4.4 K47軸承壽命計(jì)算……………………………………………………………… 4.4.1 Ⅲ軸軸承校核………………………………………………………………… 4.4.2 Ⅱ軸軸承校核………………………………………………………………… 4.4.3 Ⅰ軸軸承校核……………………………………………………………… 4.5 K47鍵的校核………………………………………………………………… 5結(jié)論………………………………………………………………… 致謝…………………………………………………………………… 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………… 附錄…………………………………………………………………… 第1章 緒論 1 1.1研究背景 2 1.2 研究?jī)?nèi)容 3 第2章 K67減速器的測(cè)繪及初步設(shè)計(jì) 4 2.1 K67減速器的測(cè)繪數(shù)據(jù) 4 2.2 齒輪參數(shù)系數(shù)確定 4 2.3 格里森弧齒錐齒輪幾何尺寸 6 第3章 K67減速器測(cè)繪數(shù)據(jù)校核計(jì)算 7 3.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 7 3.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 7 3.2.1分配各級(jí)傳動(dòng)比 7 3.2.2 總傳動(dòng)比和各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 8 3.2.3各軸的輸入功率計(jì)算 8 3.2.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 9 3.3 齒輪的校核 9 3.3.1第Ⅲ級(jí)齒輪校核計(jì)算 9 3.3.2 格里森弧齒錐齒輪設(shè)計(jì) 12 3.3.3第Ⅰ級(jí)齒輪校核計(jì)算 16 3.4 K67減速器軸承校核 19 3.4.1 第Ⅲ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 19 3.4.2格里森弧齒錐軸承校核計(jì)算 21 3.4.3第Ⅱ級(jí)軸上軸承計(jì)算 23 3.5 鍵的校核 24 第4章 K47齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì) 26 4.1初步設(shè)計(jì)K47減速器參數(shù) 26 4.1.1 傳動(dòng)比的分配和各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 26 4.1.2各軸的輸入功率計(jì)算 26 4.2.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 27 4.2 齒輪的校核 27 4.2.1第Ⅲ級(jí)齒輪校核計(jì)算 27 4.2.2第Ⅱ級(jí)齒輪校核計(jì)算 30 4.2.3第Ⅰ級(jí)齒輪校核計(jì)算 34 4.3 K47減速器軸承校核 36 4.3.1 第Ⅲ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 36 4.3.2第Ⅱ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 38 4.3.3第Ⅰ級(jí)軸上軸承計(jì)算 40 4.4 鍵的校核 41 第5章 總結(jié) 43 致　　謝 44 參考文獻(xiàn) 45 46 第1章 緒論 1.1研究背景 減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。本文將采用反求設(shè)計(jì)方法方法對(duì)斜齒輪錐齒輪減速電機(jī)進(jìn)行分析研究，旨在掌握斜齒輪-錐齒輪減速器電機(jī)的原理，以及鞏固大學(xué)四年所學(xué)的機(jī)械相關(guān)知識(shí)。 反求設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)）是設(shè)計(jì)人員以先進(jìn)設(shè)備的軟件（圖樣、程序、技術(shù)文件）、影像（圖片、照片等）和實(shí)物作為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論方法、人機(jī)工程學(xué)等有關(guān)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，進(jìn)而開發(fā)出同類的先進(jìn)產(chǎn)品的過程。 反求設(shè)計(jì)和反求工藝是相互聯(lián)系的，缺一不可。在缺乏制造原型產(chǎn)品的先進(jìn)設(shè)備與先進(jìn)工藝方法和未掌握某些技術(shù)技巧的情況下，對(duì)反求對(duì)象進(jìn)行工藝分析通常采用以下幾種常用的方法。 （1）采用反判法編制工藝規(guī)程。以零件的技術(shù)要求如尺寸精度、形位公差、表面質(zhì)量等為依據(jù)，查明設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，分析關(guān)鍵工藝，優(yōu)選加工工藝方案，并依次由后向前遞推加工工序，編制工藝規(guī)程。 （2）改進(jìn)工藝方案，保證引進(jìn)技術(shù)的原設(shè)計(jì)要求。在保證引進(jìn)技術(shù)的設(shè)計(jì)要求和功能的前提條件下，局部地改進(jìn)某些實(shí)現(xiàn)較為困難的工藝方案。 （3）用曲線對(duì)應(yīng)法反求工藝參數(shù)。先將需分析的產(chǎn)品的性能指標(biāo)或工藝參數(shù)建立第一參照系，以實(shí)際條件建立第二參照系，根據(jù)已知點(diǎn)或某些特殊點(diǎn)把工 藝參數(shù)及其有關(guān)的量與性能的關(guān)系擬合出一條曲線，并按曲線的規(guī)律適當(dāng)拓寬，從曲線中找出相對(duì)于第一參照系性能指標(biāo)的工藝參數(shù)，即是需求的工藝參數(shù)。 （4）材料國產(chǎn)化，局部改進(jìn)原型結(jié)構(gòu)以適應(yīng)工藝水平。由于材料以及工藝對(duì)加工方法的選擇起決定性作用，所以，在無法保證使用原產(chǎn)品的制造材料時(shí)，或在使用原產(chǎn)品的制造材料后，工藝水平不能滿足要求的情況下，可以使用國產(chǎn)化材料，以適應(yīng)當(dāng)前的工藝水平。對(duì)反求對(duì)象進(jìn)行裝配分析，應(yīng)主要考慮：用什么裝配工藝來保證產(chǎn)品的性能要求，能否將原產(chǎn)品的若干個(gè)零件組合成一個(gè)部件，如何提高裝配速度等。 實(shí)物反求設(shè)計(jì)法的研究對(duì)象為引進(jìn)的比較先進(jìn)的設(shè)備或產(chǎn)品實(shí)物，其目的是通過對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)、材料、工藝裝配等進(jìn)行分析研究，研制開發(fā)出與被分析產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)等方面相似的產(chǎn)品。實(shí)物反求設(shè)計(jì)是一個(gè)認(rèn)識(shí)產(chǎn)品—再現(xiàn)產(chǎn)品—超越原產(chǎn)品的過程。實(shí)物反求可分為對(duì)整個(gè)設(shè)備的反求（即整機(jī)反求）、對(duì)組成機(jī)器的部件的反求（即部件反求）和對(duì)機(jī)器零件的反求（即零件反求）三個(gè)組成部分。實(shí)物反求設(shè)計(jì)的過程如圖 1.1所示。 圖1.1 實(shí)物反求設(shè)計(jì)過程 1.2 研究?jī)?nèi)容 本文的研究?jī)?nèi)容如下： 1、依據(jù)K67減速機(jī)實(shí)際測(cè)繪數(shù)據(jù)，分析了其基本原理，并對(duì)它的主要零部件（斜齒輪、錐齒輪、軸承、鍵）進(jìn)行了參數(shù)反求設(shè)計(jì)；運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方法，對(duì)它們的進(jìn)行了驗(yàn)證校核。 2、對(duì)K47減速機(jī)進(jìn)行了總裝配反求設(shè)計(jì)，確定了其主要零部件（斜齒輪、錐齒輪、軸承、鍵）的基本參數(shù)，然后依次對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算等。 第2章 K67減速器的測(cè)繪及初步設(shè)計(jì) 2.1 K67減速器的測(cè)繪數(shù)據(jù) K67減速器的測(cè)繪數(shù)據(jù)如下： (1）第一級(jí)：Z1= 27 (右旋)，b1= 20 mm，Z2= 78 (左旋)，b2= 13 mm， ba= 29°，da2= 90.5mm，df2= 86 mm ，an = 20° Z2的公法線長(zhǎng)度W13= 42 mm，W14= 45 mm (2）第二級(jí)： Z1= 19(左旋)，Z2= 31(右旋)，da2= 101 mm (3）第三級(jí)： Z1= 14 (左旋)，b1= 50 mm，Z2= 81(右旋)，b2= 38 mm， ba = 11°，da2= 145 mm，df2= 139 mm，an = 20°Z1的公法線長(zhǎng)度W2 = 8.7 mm，W3 = 14 mm 2.2 齒輪參數(shù)系數(shù)確定 確定測(cè)繪數(shù)據(jù)后，我們可以計(jì)算得出基本參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)，如表2.1所示。 表2.1 基本參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的確定 基本參數(shù) 第一級(jí) 1.模數(shù)的確定 （1）W14- W13 = mnπcosαn 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 mn= 1.017 mm （2）h2=( da2- df2)/2=2.25mn 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 mn = 1 mm 由模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)得：實(shí)際mn = 1 mm 2.螺旋角的確定 sinβ= mn Z2tanβa/da2 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 β=28.435° 第二級(jí) 大端模數(shù)me的確定 δ2=arctan Z2/Z1= arctan31/19 = 58.496° da2= de2+2ha2 cosδ2= 31me+2(ha+x2) mecos58.496° =31me+2(0.85-0.24) mecos58.496°= 101 me= 3.19mm 由模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)得：實(shí)際me= 3 mm 第三級(jí) 1.模數(shù)的確定 （1）W3-W2 = mnπcosαn 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 mn=1.796 mm （2）h2=( da2- df2)/2=2.25mn 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 mn = 1.33 mm 由模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)得：實(shí)際mn = 1.75 mm 2.螺旋角的確定 sinβ= mn Z2tanβa / da2 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 β=10.85° 2.3 格里森弧齒錐齒輪幾何尺寸 參照設(shè)計(jì)手冊(cè)【】，我們可以計(jì)算出格里森弧齒輪幾何尺寸，其幾何關(guān)系圖表2.2所示。 表2.2格里森弧齒錐齒輪幾何尺寸 小錐齒輪齒數(shù)Z1 Z1=19 大錐齒輪齒數(shù)Z2 Z2=31 中點(diǎn)螺旋角βm βm=35° 壓力角αn αn=20° 齒頂高系數(shù)ha* ha*=0.85 頂隙系數(shù)c* c*=0.188 齒數(shù)比u u= Z2/Z1=31/19=1.63 大端模數(shù)me me = 3 mm 第3章 K67減速器測(cè)繪數(shù)據(jù)校核計(jì)算 3.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 本傳動(dòng)裝置工作參數(shù)：傳動(dòng)效率，在室內(nèi)工作（環(huán)境最高溫度為35攝氏度），載荷平穩(wěn)，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，使用壽命24000小時(shí)。本設(shè)計(jì)擬采用圓錐圓柱齒輪減速器，錐齒輪直徑不宜過大，便于加工。傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖3-1所示。 圖3.1 傳動(dòng)鏈?zhǔn)疽鈭D 3.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.2.1分配各級(jí)傳動(dòng)比 已知第一級(jí)齒輪，，第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比取 （3.1） 已知第二級(jí)齒輪，，第二級(jí)齒輪傳動(dòng)比取 （3.2） 已知第三級(jí)齒輪，，第三級(jí)齒輪傳動(dòng)比取 （3.3） 3.2.2 總傳動(dòng)比和各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 （3.4） 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算如下： （3.5） （3.6） （3.7） （3.8） （3.9） 3.2.3各軸的輸入功率計(jì)算 已知，，，從而可知： （3.10） （3.11） （3.12） 3.2.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 （3.13） （3.14） （3.15） （3.16） 綜上，我們可以統(tǒng)計(jì)出各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，如表3.1 表3.1各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 項(xiàng)目 電動(dòng)機(jī)軸 第一級(jí)軸 第二級(jí)軸 第三級(jí)軸 轉(zhuǎn)速（） 1410 488.06 299.06 51.69 功率（kW） 1.5 1.455 1.397 1.342 轉(zhuǎn)矩（） 10.160 28.470 44.611 247.942 傳動(dòng)比 2.889 1.632 5.786 3.3 齒輪的校核 3.3.1第Ⅲ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知第三級(jí)齒輪材料為16MnCrS5，其力學(xué)性能與20CrMnTi相近，故查表10-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P191） 材料牌號(hào) 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 齒芯部 齒面 20CrMnTi 滲碳后淬火 1100 850 300HBS 58~ 62HRC 已知，，，，，，，確定b (3.17) 查圖10-26（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P215），， (3.18) 查圖10-30（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P217）， 由公式10-13（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P206）計(jì)算齒輪工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (3.19) (3.20) 查圖10-19（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P207），， 安全系數(shù)S=SF =1.25，應(yīng)用公式10-12（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205） (3.21) (3.22) 許用接觸應(yīng)力 (3.23) 查表10-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P201）， 查表10-7（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205）， 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 (3.24) 試算小齒輪分度圓直徑 (3.25) 計(jì)算圓周速度 (3.26) 計(jì)算齒寬 (3.27) 計(jì)算齒寬與齒高之比 (3.28) (3.29) 計(jì)算中心距 (3.30) 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 (3.31) 已知使用系數(shù)，查圖10-8（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P194）， 查表10-4（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P197）， 查圖10-13（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P198）， 查表10-3（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P195）， (3.32) 計(jì)算縱向重合度 (3.33) 查圖10-28（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P217）， 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) (3.34) (3.35) 查表10-5（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P200），，，， 查圖10-20（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P208），， 查圖10-18（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P206），， 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，安全系數(shù) (3.36) (3.37) 計(jì)算大小齒輪的 (3.38) (3.39) 設(shè)計(jì)計(jì)算 (3.40) ，所以齒輪模數(shù)符合要求。 3.3.2第Ⅱ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知小錐齒輪齒數(shù)，大錐齒輪齒數(shù)，中點(diǎn)螺旋角，壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，大端模數(shù)。 齒數(shù)比 (3.41) 大端分度圓直徑 (3.42) (3.43) 分錐角 (3.44) (3.45) 外錐距 (3.46) 齒寬系數(shù) (3.47) 齒寬 (3.48) 中點(diǎn)模數(shù) (3.49) 切向變位系數(shù) (3.50) (3.51) 徑向變位系數(shù) (3.52) (3.53) 齒頂高 (3.54) (3.55) 齒根高 (3.56) (3.57) 全齒高 (3.58) (3.59) 齒根角 (3.60) (3.67) 齒頂角 (3.68) (3.69) 頂錐角 (3.70) (3.71) 根錐角 (3.72) (3.73) 冠頂距 (3.74) (3.75) 中點(diǎn)法向弧齒厚 (3.76) (3.77) 中點(diǎn)法向弦齒厚 (3.78) (3.79) (3.80) (3.81) 當(dāng)量齒數(shù) (3.82) (3.83) 端面重合度 (3.84) (3.85) (3.86) (3.87) (3.88) (3.89) (3.90) (3.91) 縱向重合度 (3.92) (3.93) (3.94) 總重合度 (3.95) 3.3.3第Ⅰ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知第一級(jí)齒輪材料為16MnCrS5，其力學(xué)性能與20CrMnTi相近，故查表10-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P191） 材料牌號(hào) 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 齒芯部 齒面 20CrMnTi 滲碳后淬火 1100 850 300HBS 58~ 62HRC 已知，，，，，，，可以確定b： （3.96） 查圖10-26（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P215），，，故： （3.97） 查圖10-30（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P217）， 由公式10-13（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P206）可計(jì)算出齒輪工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （3.98） （3.99） 查圖10-19（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P207），， 安全系數(shù)，應(yīng)用公式10-12（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205） (3.21) (3.22) 許用接觸應(yīng)力 查表10-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P201）， 查表10-7（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205）， 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 （3.103） 試算小齒輪分度圓直徑 （3.104） 計(jì)算圓周速度 （3.105） 計(jì)算齒寬 （3.106） 計(jì)算齒寬與齒高之比 （3.107） （3.108） 計(jì)算中心距 （3.109） 按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算 （3.110） 已知使用系數(shù)，查圖10-8（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P194）， 查表10-4（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P197）， 查圖10-13（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P198）， 查表10-3（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P195）， （3.111） 計(jì)算縱向重合度 （3.112） 查圖10-28（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P217）， 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （3.113） （3.114） 查表10-5（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P200），，，， 查圖10-20（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P208），， 查圖10-18（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P206），， 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，安全系數(shù) （3.115） （3.116） 計(jì)算大小齒輪的 （3.117） （3.118） 設(shè)計(jì)計(jì)算 （3.119） 因?yàn)?，所以齒輪模數(shù)符合要求。 3.4 K67減速器軸承校核 3.4.1 第Ⅲ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 已知 ，，，， n=51.96r/min 軸承型號(hào)為GB/T297 30212x2 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 C=97.8KN e=0.4 Y=1.5 (3.120) 軸承1所受徑向力 (3.121) 軸承2所受徑向力 (3.122) 派生軸向力 (3.123) (3.124) ==678.941N (3.125) ==519.493N (3.126) 對(duì)軸承1 (3.127) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=0.4 Y=2 fp=1.2 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) （3.128） 對(duì)軸承2 (3.129) 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) （3.130） 因?yàn)镻1>P2 所以按軸承1的受力大小來算 軸承2壽命為 = =h>25000h (3.131) 所以軸承適用 3.4.2第Ⅱ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 已知 ，，，， n=488.06r/min 軸承1型號(hào)為GB/T297 30305 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 Cr1=44.8KN e1=0.3 Y1=2 (3.132) 軸承2型號(hào)為GB/T297 32205 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 Cr2=40KN e2=0.36 Y2=1.67 (3.132) 軸承1所受徑向力 (3.133) 軸承2所受徑向力 (3.134) 派生軸向力 (3.135) (3.136) 因?yàn)? +=457.177+428.8=885.977N>Fd1 (3.137) 所以 =+=547.177+ 428.8=885.977N (3.138) ==457.177N (3.139) 對(duì)軸承1 (3.140) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=0.4 Y=Y1=2 fp=1.2當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) = =2498.104N (3.141) 軸承1壽命為 = =515545h>25000h (3.142) 所以軸承1適用 對(duì)軸承2 (3.143) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=1 Y=0 fp=1.2 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) = =1828.764N (3.144) 軸承2壽命為 = =999347h>25000h (3.145) 所以軸承2適用 3.4.3第Ⅱ級(jí)軸上軸承計(jì)算 已知 ，，，， n=299.6r/min 軸承型號(hào)為GB/T297 30305x2 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 C=44.8KN e=0.3 Y=2 軸承1所受徑向力 (3.146) 軸承2所受徑向力 (3.147) 派生軸向力 (3.148) (3.149) 因?yàn)? +=289.635+14.7=304.335NP1 所以按軸承2的受力大小來算 軸承2壽命為 = =h>25000h (3.157) 所軸承適用 3.5 鍵的校核 （1）格里森弧齒錐軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=20mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=6mm，h=6mm，L=20mm，T=28.470 普通平鍵連接強(qiáng)度條件為 (3.158) 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa。 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=20-6=14mm (3.159) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x6=3mm (3.160) 由式（5-1）得 (3.161) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 （2）第二級(jí)軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=25mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=8mm，h=7mm，L=20mm，T=44.611 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa。 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=20-8=12mm (3.162) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x7=3.5mm (3.162) 由式（5-1）得 (3.163) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 （3）第三級(jí)軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=20mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=12mm，h=8mm，L=36mm，T=247.942 (3.164) 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=36-12=24mm (3.165) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x8=4mm() 由式（5-1）得 (3.166) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 第4章 K47齒輪減速機(jī)設(shè)計(jì) 4.1初步設(shè)計(jì)K47減速器參數(shù) 根據(jù)獲取的K47齒輪減速機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，減速機(jī)的傳動(dòng)比為25.91，輸入轉(zhuǎn)速1410，輸出轉(zhuǎn)矩54，輸出扭矩265，功率1.5KW,查詢K系列螺旋錐齒輪減速電機(jī)參數(shù)表可知：使用系數(shù)，電動(dòng)機(jī)座號(hào)為,長(zhǎng)度，寬度G=195。 4.1.1 傳動(dòng)比的分配和各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知高速級(jí)可以大些，傳動(dòng)比，因?yàn)殄F齒輪的傳動(dòng)比不能大于3，故取，從而，初步設(shè)計(jì)各齒輪的齒數(shù)如下：，，，，，。 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算如下： （4.1） （4.2） （4.3） （4.4） （4.5） 4.1.2各軸的輸入功率計(jì)算 已知，，，從而可知： （4.6） （4.7） （4.8） 4.2.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 （4.9） （4.10） （4.11） （4.12） 綜上，我們可以統(tǒng)計(jì)出各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，如表4.1 表4.1各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 項(xiàng)目 電動(dòng)機(jī)軸 第一級(jí)軸 第二級(jí)軸 第三級(jí)軸 轉(zhuǎn)速（） 1410 217.66 134.37 54.44 功率（kW） 1.5 1.455 1.397 1.342 轉(zhuǎn)矩（） 10.160 65.513 104.22 235.42 傳動(dòng)比 6.478 1.632 2.45 4.2 齒輪的校核 4.2.1第Ⅲ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知第三級(jí)齒輪材料為16MnCrS5，其力學(xué)性能與20CrMnTi相近，故查表10-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P191） 材料牌號(hào) 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 齒芯部 齒面 20CrMnTi 滲碳后淬火 1100 850 300HBS 58~ 62HRC 1、初步計(jì)算傳動(dòng)的尺寸 因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其設(shè)計(jì)公式為： （1） （2） 試選 （3） 查得彈性系數(shù) （4） 初選螺旋角，查得區(qū)域系數(shù)為 （5） 齒數(shù)比 （6） 齒寬系數(shù) （7） 初選，，取,則查得端面重合度為：； （8） 1.93；查得重合度系數(shù)為 （9） 查得螺旋角系數(shù) （10） 許用接觸應(yīng)力可用下式計(jì)算：，由圖查得接觸疲勞極限應(yīng)力為； 由公式10-13（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P206）計(jì)算齒輪工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (4.13) (4.14) 查圖10-19（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P207），， 安全系數(shù)S=SF =1.25，應(yīng)用公式10-12（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205） (4.15) (4.16) 許用接觸應(yīng)力 (4.17) 初算小斜齒輪的分度圓直徑 =24.6mm 2、確定傳動(dòng)尺寸 （1） 計(jì)算載荷系數(shù)：，查得載荷系數(shù)；；；； (4.18) （2） 對(duì)進(jìn)行修正: (4.19) （3） 確定模數(shù)，查表取標(biāo)準(zhǔn)值=2.5 （4） 中心距 (4.20) 取整數(shù) 螺旋角為，與初選的螺旋角相差不大，所以 所以 (4.21 （5），由于裝配或者安裝的誤差，小斜齒輪應(yīng)該比大斜齒輪的寬度大5~10，故大斜齒輪的寬度 3、計(jì)算齒輪傳動(dòng)其他幾何尺寸 端面模數(shù) 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑為： (4.22) (4.23) 齒根圓直徑為： (4.24) (4.25) 4.2.2第Ⅱ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知小錐齒輪齒數(shù)，大錐齒輪齒數(shù)，中點(diǎn)螺旋角，壓力角，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)，大端模數(shù)。 齒數(shù)比 (4.26) 大端分度圓直徑 (4.27) (4.28) 分錐角 (4.29) (4.30) 外錐距 (4.34) 齒寬系數(shù) (4.32) 齒寬 (4.33) 中點(diǎn)模數(shù) (4.34) 切向變位系數(shù) (4.34) (4.36) 徑向變位系數(shù) (4.37) (4.38) 齒頂高 (4.39) (4.40) 齒根高 (4.41) (4.42) 全齒高 (4.43) (4.44) 齒根角 (4.45) (4.46) 齒頂角 (4.47) (4.48) 頂錐角 (4.49) (4.50) 根錐角 (4.51) (4.52) 冠頂距 (4.74) (4.53) 中點(diǎn)法向弧齒厚 (4.584) (4.55) 中點(diǎn)法向弦齒厚 (4.56) (4.57) (4.58) (4.59) 當(dāng)量齒數(shù) (4.60) (4.61) 端面重合度 (4.62) (4.63) (4.64) (4.65) (4.66) (4.67) (4.68) (4.69) 縱向重合度 (4.70) (4.71) (4.72) 總重合度 (4.73) 4.2.3第Ⅰ級(jí)齒輪校核計(jì)算 已知第三級(jí)齒輪材料為16MnCrS5，其力學(xué)性能與20CrMnTi相近，故查表10-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P191） 材料牌號(hào) 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 齒芯部 齒面 20CrMnTi 滲碳后淬火 1100 850 300HBS 58~ 62HRC 1、初步計(jì)算傳動(dòng)的尺寸 因?yàn)槭擒淉X面閉式傳動(dòng)，故按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，其設(shè)計(jì)公式為： （11） （12） 試選 （13） 查得彈性系數(shù) （14） 初選螺旋角，查得區(qū)域系數(shù)為 （15） 齒數(shù)比 （16） 齒寬系數(shù) （17） 初選，，取,則查得端面重合度為：； （18） 1.18；查得重合度系數(shù)為 （19） 查得螺旋角系數(shù) （20） 許用接觸應(yīng)力可用下式計(jì)算： (4.74) (4.75) 查圖10-19（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P207），， 安全系數(shù)，應(yīng)用公式10-12（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P205） (4.76) (4.77) 許用接觸應(yīng)力 (4.78) 初算小斜齒輪的分度圓直徑 =57.42 (4.79) （5） 計(jì)算載荷系數(shù)：，查得載荷系數(shù)；；；； (4.80) （6） 對(duì)進(jìn)行修正: (4.81) （7） 確定模數(shù)，查表取標(biāo)準(zhǔn)值=3.5 （8） 中心距 (4.82) 取整數(shù) 螺旋角為，與初選的螺旋角相差不大，所以 所以 （5），由于裝配或者安裝的誤差，小斜齒輪應(yīng)該比大斜齒輪的寬度大5~10，故大斜齒輪的寬度 端面模數(shù) 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑為： (4.83) (4.84) 齒根圓直徑為： (4.85) (4.86) 4.3 K47減速器軸承校核 4.3.1 第Ⅲ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 已知 ，，，， n=54.44r/min 軸承型號(hào)為GB/T297 30305x2 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 C=44.8KN e=0.3 Y=2 軸承1所受徑向力 (4.87) 軸承2所受徑向力 (4.88) 派生軸向力 (4.89) (4.90) 因?yàn)? +=289.635+14.7=304.335NP1 所以按軸承2的受力大小來算 軸承2壽命為 = =h>25000h (4.98) 所軸承適用 4.3.2第Ⅱ級(jí)軸軸承校核計(jì)算 已知 ，，，， n=299.06r/min 軸承1型號(hào)為GB/T297 30305 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 Cr1=44.8KN e1=0.3 Y1=2 (4.99) 軸承2型號(hào)為GB/T297 32205 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 Cr2=40KN e2=0.36 Y2=1.67 (4.100) 軸承1所受徑向力 (4.101) 軸承2所受徑向力 (4.102) 派生軸向力 (4.103) (4.104) 因?yàn)? +=457.177+428.8=885.977N>Fd1 (4.105) 所以 =+=547.177+ 428.8=885.977N (4.106) ==457.177N (4.107) 對(duì)軸承1 (4.108) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=0.4 Y=Y1=2 fp=1.2當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) = =2498.104N (4.109) 軸承1壽命為 = =315901h>25000h (4.111) 所以軸承1適用 對(duì)軸承2 (4.112) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=1 Y=0 fp=1.2 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) = =1828.764N (4.113) 軸承2壽命為 = =61234h>25000h (4.114) 所以軸承2適用 4.3.3第Ⅰ級(jí)軸上軸承計(jì)算 已知 ，，，， n=488.06r/min 軸承型號(hào)為GB/T297 30212x2 查表22-24（《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版下冊(cè)P171）得 C=97.8KN e=0.4 Y=1.5 (4.115) 軸承1所受徑向力 (4.116) 軸承2所受徑向力 (4.117) 派生軸向力 (4.118) (4.119) ==678.941N (4.120) ==519.493N (4.121) 對(duì)軸承1 (4.122) 故由表13-5 13-6（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版下冊(cè)P321）查得X=0.4 Y=2 fp=1.2 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) （4.123） 對(duì)軸承2 (4.124) 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為 =(X+Y) （4.125） 因?yàn)镻1>P2 所以按軸承1的受力大小來算 軸承2壽命為 (4.126) h>25000h，所以軸承適用 4.4 鍵的校核 （1）第Ⅲ級(jí)軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=20mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=12mm，h=8mm，L=36mm，T=247.942 (4.127) 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=36-12=24mm (4.128) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x8=4mm() 由式（5-1）得 (4.129) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 （2）第Ⅱ級(jí)軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=20mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=6mm，h=6mm，L=20mm，T=28.470 普通平鍵連接強(qiáng)度條件為 (4.130) 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa。 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=20-6=14mm (4.131) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x6=3mm (4.132) 由式（5-1）得 (4.133) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 （3）第Ⅰ級(jí)軸上鍵的計(jì)算 選用的鍵為GB1096-79 鍵所在軸徑d=25mm查表6-1（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得b=8mm，h=7mm，L=20mm，T=44.611 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查表6-2（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版P106）得需用擠壓應(yīng)力[]=100-120MPa。 鍵的工作長(zhǎng)度 l=L-b=20-8=12mm (4.134) 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 k=0.5h=0.5x7=4.5mm (4.135) 由式（4-1）得 (4.136) 所以鍵的強(qiáng)度足夠 第5章 總結(jié) 本文依據(jù)K67減速機(jī)實(shí)際測(cè)繪數(shù)據(jù)，分析了其基本原理，并對(duì)它的主要零部件（斜齒輪、錐齒輪、軸承、鍵）進(jìn)行了參數(shù)反求設(shè)計(jì)；運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方法，對(duì)它們的進(jìn)行了驗(yàn)證校核。對(duì)K47減速機(jī)進(jìn)行了總裝配反求設(shè)計(jì)，確定了其主要零部件（斜齒輪、錐齒輪、軸承、鍵）的基本參數(shù)，然后依次對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算等。通過可靠性驗(yàn)證表明，反求工程技術(shù)為快