齒輪傳動效率與強(qiáng)度試驗(yàn)綜合試驗(yàn)臺研制(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 1 摘 要 齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件 ,它是機(jī)械傳動領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分。在 2000 多年前的中國就已經(jīng)出現(xiàn)了齒輪的應(yīng)用，從早期的指南車到明初的水車，再經(jīng)過近現(xiàn)代世界各國工業(yè)化的日益發(fā)展，各種各樣的齒輪機(jī)構(gòu)也隨之出現(xiàn)，并向著高強(qiáng)度、高效率、高載荷和高精度的方向發(fā)展。此課題正是基于封閉式齒輪試驗(yàn)臺，檢測一齒輪箱的傳動效率與強(qiáng)度的綜合性能，以實(shí)現(xiàn)快捷有效地對齒輪性能進(jìn)行分析，獲得符合設(shè)計(jì)要求的齒輪。本文先對齒輪箱作傳動效率試驗(yàn)，再對齒輪作疲勞試驗(yàn)與有限元分析計(jì)算，綜合兩方面結(jié)果對齒輪傳動效率與強(qiáng)度性能進(jìn)行研制。 關(guān)鍵詞 ： 齒輪；效率；強(qiáng)度；有限元分析；研制 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 2 Abstract Gear is to mesh each other toothed machine part, It is an important part in the field of mechanical transmission. In more than 2000 years ago in China has been the application of the gear, from the early south to the Ming dynasty in the early of the water wheel, after again the development of the modern industrialized world, all kinds of gear has been invented, and toward a high strength and high precision, high efficiency, high load direction development. This topic is based on the enclosed gear test bench, detection of a gear box transmission efficiency and strength of comprehensive performance, in order to realize fast and effectively on gear performance is analyzed, comply with the design requirements of gear. This article will first to the gearbox transmission efficiency test, then on gear for fatigue test and finite element analysis and calculation, results two respects strength of gear transmission efficiency and the performance is developed. Key words： Gear； efficiency； strength； the finite element analysis； to develop 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 3 目 錄 摘 要 Abstract 第一章 緒論 . 3 1.1 齒輪的出現(xiàn)及其發(fā)展 . 5 1.2 研究齒輪傳動性能的意義與方法 . 6 1.3 本次課題研究的主要內(nèi)容 . 7 1.4 試驗(yàn)方案的選擇 . 7 1.5 本章小結(jié) . 8 第二章 實(shí)驗(yàn)臺測試控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)部件的聯(lián)接關(guān)系 . 7 2.1.測試控制系統(tǒng)組成 . 9 2.2 測試系統(tǒng)各部件的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 . 9 2.2.1 動力源的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 . 9 2.2.2 加載裝置的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 . 10 2.2.3 圓柱齒輪組的組成與結(jié)構(gòu) . 11 2.3 本章小結(jié) . 12 第三章 實(shí)驗(yàn)臺器材的選用與安裝說明 . 12 3.1 實(shí)驗(yàn)臺器材的選用 . 13 3.1.1 傳動方案擬定 . 13 3.1.2 電機(jī)的選擇 . 13 3.1.3 扭矩傳感器的選用與特性 . 14 3.1.4 聯(lián)軸器的選擇 . 15 3.1.5 主動軸與其軸承的選擇 . 15 3.1.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 . 16 3.1.7 齒輪箱箱體、箱蓋及附件的選用與計(jì)算 . 17 3.2 齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn)臺的安裝說明 . 18 3.2.1 按圖所示安 裝效率實(shí)驗(yàn)臺。 . 18 3.2.2 安裝及調(diào)試 . 19 3.3 本章小結(jié) . 20 第四章 齒輪傳動效率與強(qiáng)度試驗(yàn)綜合實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果 . 20 4.1 齒輪傳動效率及其測定 . 21 4.2 齒輪傳動效率的計(jì)算 . 24 4.3 齒輪疲勞的形成及表現(xiàn) . 24 4.3.1 輪齒折斷 . 25 4.3.2 齒面點(diǎn)蝕 . 25 4.3.3 齒面膠合 . 26 4.3.4 齒面磨損 . 26 4.3.5 齒面塑性變形 . 27 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 4 4.4 齒輪的強(qiáng)度要求與計(jì)算 . 27 4.4.1 齒輪受力分析 . 27 4.4.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 . 29 4.5 本章小結(jié) . 32 第五章 齒輪三維模型建立與應(yīng)力分析 . 33 5.1 齒輪三維模型的建立 . 33 5.2 應(yīng)力分析 . 34 5.2.1 網(wǎng)格的建立 . 34 5.2.2 應(yīng)力分析 . 35 5.3 本章小結(jié) . 37 第六章 結(jié)論 . 37 參考文獻(xiàn) . 38 致謝 附錄一： JCZS-機(jī)械傳動性能綜合實(shí)驗(yàn)臺組件清單（單位：件 /套） 附錄二：齒輪常用材料及其機(jī)械性能 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 5 第一章 緒論 1.1 齒輪的出現(xiàn)及其發(fā)展 齒輪的出現(xiàn)及運(yùn)用歷史悠久，最 古老的齒輪運(yùn)用歷史可追溯到 30005000年以前，幾乎和人類文明史同步。隨著科技的發(fā)展和近代工業(yè)革命的興起，齒輪作為機(jī)械設(shè)備的重要傳動裝置，得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。為了適應(yīng)高速、重載、小型、輕量以及大傳動比和其他運(yùn)動特性的要求，各種各樣新型的齒輪傳動機(jī)構(gòu)不斷出現(xiàn)。 據(jù)史料記載，遠(yuǎn)在公元前 400多 年的中國古代就已開始使用齒輪，而在此百多年后 古希臘哲學(xué)家亞里士多德在機(jī)械問題中闡述了用青銅或鑄鐵的齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的問題。 在我國山西出土的青銅齒輪是迄今已發(fā)現(xiàn)的最古老齒輪，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)為核心的機(jī)械裝置。 17世紀(jì)末，人們才開始提出 外擺線做齒輪曲線 ，能正確傳遞運(yùn)動的輪齒形狀。 18世紀(jì)，歐洲工業(yè)革命以后， 齒輪傳動 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。 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。 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齒輪，其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關(guān)系。對漸開線齒形應(yīng)用做出貢獻(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)，使齒輪加工具有較完備的手段后 ，漸開線齒形更顯示出巨大的優(yōu)越性。切齒時(shí)只要將切齒工具從正常的嚙合位置稍加移動，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 相繼對齒輪變位提出了多種計(jì)算方法。 目前廣泛應(yīng)用漸開線齒輪。漸開線齒輪的優(yōu)點(diǎn)很多，理論成熟，加工方便，傳動時(shí)受中心距安裝變化影響極?。ú挥绊憘鲃颖鹊臏?zhǔn)確 性）。但是，漸開線齒輪的致命弱點(diǎn)是承載力不強(qiáng)，由于一對齒輪是凸齒面（外嚙合），造成接觸強(qiáng)度下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 6 低、潤滑條件差（不易形成楔形油膜）、齒根形狀不好（輪齒抗彎強(qiáng)度低），圓弧齒輪的齒形有凸有凹，接觸強(qiáng)度高，易形成楔形油膜、潤滑好，齒根“粗壯”。在大型、重載傳動設(shè)備中，越來越多的替代了漸開線齒輪。圓弧齒輪理論的出現(xiàn)比漸開線齒輪晚了一、二百年，雖然還有許多問題有待解決，但圓弧齒輪是齒輪發(fā)展的方向。 齒輪機(jī)構(gòu)的研究發(fā)展一直追求高載荷、高速度、高精度和高效率的方向，并力求使它的尺寸更小、重量更輕、壽命更長，更經(jīng)濟(jì)可靠。研究齒輪的傳動效率與強(qiáng)度是研究齒輪傳動性能的必不可少的部分，結(jié)合試驗(yàn)平臺研制結(jié)果與計(jì)算結(jié)果，方能夠獲得更優(yōu)型齒輪。 由于機(jī)械設(shè)備向大型化發(fā)展，齒輪的工作參數(shù)提高了。如高速齒輪的傳遞功率為 1000-30000kw，齒輪圓周速度為 20200m s（ 1200-12000r min），設(shè)計(jì)工作壽命為 5X104-10X104 小時(shí)；軋鋼機(jī)齒輪的圓周速度已由每秒幾米提高到20m/s，甚至 30 50m/s，傳遞扭矩達(dá)到 l00200t.m, 要求使用壽命在 20 30年以上。這些齒輪的精度等級一般在 3 8 級，并對平穩(wěn)性與噪聲有較高的要求。其次，對于低速重載齒輪 ， 如軋鋼機(jī)齒輪，由于采用硬齒面齒輪后，其齒面負(fù)荷系數(shù)增加而引起的整個(gè)齒輪裝置系統(tǒng)的彈性變形變得突出了，所以有時(shí)也要對反映到齒面的彈性變形進(jìn)行修正。這種對齒輪輪齒修形技術(shù)是目前大功率、高速、重載齒輪制造的一個(gè)重要趨勢。 此外，齒輪制造工藝也在隨著齒輪各項(xiàng)要求的發(fā)展而發(fā)展，其很大程度上表現(xiàn)在精度等級與生產(chǎn)效率的提高。近些年硬齒面齒輪廣泛應(yīng)用，以及高 速、高性能要求的齒輪日益增多，因此要求磨齒加工，在效率和質(zhì)量上都要提高。當(dāng)然，齒輪的材料選用及熱處理也是人們對齒輪設(shè)計(jì)不可缺少的考慮因素。 1.2 研究齒輪傳動性能的意義與方法 齒輪是各種機(jī)器上必不可少的傳動零件，對齒輪的各種性能進(jìn)行測試是保證齒輪可靠的必經(jīng)之路。齒輪軸承試驗(yàn)裝置能按照設(shè)計(jì)對各零件進(jìn)行組裝，使之成為一套完整的傳動系統(tǒng)，并對傳動系統(tǒng)中的各零件進(jìn)行多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，如結(jié)合檢測系統(tǒng)，可以試驗(yàn)齒輪制造精度對軸線回轉(zhuǎn)精度、傳動的震動與噪聲的影響；試驗(yàn)軸承精度、支撐剛度等對軸線回轉(zhuǎn)精度、傳動的震動與噪聲的影響；試 驗(yàn)齒輪潤滑和軸承潤滑對傳動震動溫升和噪聲的影響。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 7 我國的工業(yè)化發(fā)展較晚，齒輪制造業(yè)在今后幾十年里仍將是我國機(jī)械行業(yè)中的重要組成部分，從基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、建筑、起重運(yùn)輸?shù)胶娇蘸教?、車輛船舶、開礦冶金和高科技武器等諸多行業(yè)，齒輪制造業(yè)有著很大的發(fā)展空間。在第二次工業(yè)革命之后，非再生資源消耗嚴(yán)重，環(huán)境污染加劇，在未找到新型能源的基礎(chǔ)上，提高齒輪傳動效率和抗疲勞性對提高生產(chǎn)效率，減少資源消耗有著重大意義。 從齒輪自身的制造工藝上來說，一個(gè)是各種新型材料的不斷產(chǎn)生使得齒輪可以滿足更高的精度要求；二是刀具材料的 改善與刀具的多元化加工使得中小型齒輪的精度更高；三是對齒輪的制造技術(shù)的改進(jìn)和熱處理工藝的發(fā)展也使得齒輪向著多功能化發(fā)展。從成型的齒輪的性能來說，對齒輪的傳動效率與強(qiáng)度試驗(yàn)分析是研究齒輪性能的一種重要手段，尤其在當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展并在各工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算方面進(jìn)展也很快，人們利用計(jì)算機(jī)能對各種可能的設(shè)計(jì)方實(shí)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并通過優(yōu)選，取得較為理想的結(jié)果。例如在分析齒面接觸區(qū)，求嚙合線與相對速度夾角中，對彈流潤滑計(jì)算以及幾何參數(shù)計(jì)算等方面編制了程序。還有，在齒輪修形計(jì)算與齒輪承載能力 計(jì)算方面都編有程序。我國已編制了 GB3480-83漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的程序軟件 ,供生產(chǎn)應(yīng)用。在齒輪加工方面，可以利用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)切齒過程，使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 1.3 本次課題研究的主要內(nèi)容 本次課題主要內(nèi)容有三點(diǎn)：一是通過對該實(shí)驗(yàn)臺測試系統(tǒng)中的電機(jī)、扭矩傳感器、負(fù)載以及被測傳動機(jī)構(gòu)（齒輪箱）進(jìn)行測繪制圖；二是在實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行齒輪傳動效率與強(qiáng)度試驗(yàn)，并得到最初數(shù)據(jù)；三是運(yùn)用有限元對齒輪進(jìn)行應(yīng)力分析，與實(shí)驗(yàn)臺上得到的結(jié)果相比較。 為便于此次的實(shí)驗(yàn)臺測試及之后的應(yīng)力分析，本次選用被測傳動機(jī)構(gòu)是兩個(gè)直齒 圓柱齒輪組成的齒輪箱，可看成一級減速器。 1.4 試驗(yàn)方案的選擇 目前實(shí)驗(yàn)室提供的齒輪傳動性能實(shí)驗(yàn)臺有兩種，即開放式和封閉式。所謂開放式功率流，就是齒輪傳動所傳遞的功率由電動機(jī)傳來，經(jīng)過齒輪傳動和實(shí)驗(yàn)裝下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 8 置中的所有傳動件，最后傳到耗能裝置，即加載裝置。開放式試驗(yàn)臺加載之后，所需功率全部消耗在加載中，損失功率大，它只適合用于小功率短周期工作的齒輪實(shí)驗(yàn)裝置。封閉式試驗(yàn)臺由電動機(jī)、陪試齒輪箱、被試齒輪箱、加載裝置、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器五大部分組成，所有實(shí)驗(yàn)臺零部件都安裝在工作臺上，再設(shè)計(jì)中采用兩個(gè)相同的被試齒輪。一個(gè)減速 ，一個(gè)加速，且速比相同。當(dāng)被測對象的中心距不同時(shí)，改變的僅僅是兩個(gè)被試齒輪的中心距，而對于整個(gè)試驗(yàn)臺的傳動路線不會產(chǎn)生影響。這種加載方法具有簡單可靠，操作方便，加載范圍大等優(yōu)點(diǎn)。 綜上兩種傳動方案，封閉式實(shí)驗(yàn)臺具有更好的操作性和試驗(yàn)性，測得結(jié)果較為準(zhǔn)確，不足之處是在測試齒輪強(qiáng)度時(shí)會消耗更多的時(shí)間和電能。相比較，本課題選用封閉式實(shí)驗(yàn)傳動裝置。 1.5 本章小結(jié) 本章通過對齒輪的出現(xiàn)及發(fā)展歷程，闡述了齒輪在日常生活中的重要性，并詳細(xì)分析其研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，明確了齒輪研究的必要性，引出了此次課題研究的目的和主要內(nèi) 容，為接下來的研究方向確立了整體的框架。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 9 第二章 實(shí)驗(yàn)臺測試控制系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)部件的聯(lián)接關(guān)系 2.1.測試控制系統(tǒng)組成 該實(shí)驗(yàn)臺主要由控制 (配件 )柜、安裝平板、驅(qū)動源、負(fù)載以及減速器、聯(lián)軸器、傳動支承組件、帶、鏈、三角帶輪、鏈輪庫等組成。可根據(jù)需要按一定的形式組合成 13 大類 30 幾種機(jī)械傳動系統(tǒng)。 其中底座控制 (配件 )柜、安裝平板、驅(qū)動源、負(fù)載、減速器、傳動支承組件為整體結(jié)構(gòu)。安裝平板上加工了 T型槽 (橫向 4 根縱向 6根 )可滿足不同機(jī)械傳動系統(tǒng)安裝的需要。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室器材可組成的減速器有蝸輪減速器、圓柱齒輪減速器、擺線針輪減速器等三種。本次課題所選齒輪為一對直齒圓柱齒輪，其組成的齒輪組可作為一級圓柱齒輪減速器來組裝分析。 測試控制系統(tǒng)組成如下圖： 圖 2.1 實(shí)驗(yàn)臺測試控制系統(tǒng) 本次課題為機(jī)械設(shè)計(jì)方向的研究課題，暫不涉及控制系統(tǒng)程序方面，因此以下的研究主要是由圖 2.1 中的上半部實(shí)驗(yàn)臺測試系統(tǒng)完成，計(jì)算機(jī)只作為系統(tǒng)參數(shù)的輸入和輸出。 2.2 測試系統(tǒng)各部件的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 2.2.1 動力源的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 10 16212345圖 2.2 動力源與扭矩傳感器 1.電機(jī)底板 2.變頻調(diào)速電機(jī) 3.彈性柱銷聯(lián)軸器 4.扭矩傳感器 5.彈性柱銷半聯(lián)軸器 動力源是由安裝在電機(jī)底板 (1)的變頻調(diào)速電機(jī) (2)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (4)等組成。變頻調(diào)速電機(jī) (2)和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (4)采用彈性柱銷聯(lián)軸器 (3)聯(lián)接并傳遞扭矩。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (4)上的彈性柱銷半聯(lián)軸器 (5)用于與其他傳動件聯(lián)接并輸出變頻調(diào)速電機(jī) (2)的動力。通過調(diào)節(jié)變頻器可改變變頻調(diào)速電機(jī) (2)的轉(zhuǎn)速。 2.2.2 加載裝置的組成、結(jié)構(gòu)與聯(lián)接 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 11 12345162圖 2.3 加載裝置結(jié)構(gòu) 1.負(fù)載底板 2. 彈性柱銷半聯(lián)軸器 3. 扭矩傳感器 4. 彈性柱銷聯(lián)軸器 5.磁粉制動器 加載裝置由安裝在負(fù)載底板 (1)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (3)和磁粉制動器 (5)等組成。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (3)和磁粉制動器 (5)采用彈性柱銷聯(lián)軸器 (4)聯(lián)接并傳遞扭矩。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器 (3)上的彈性柱銷半聯(lián)軸器 (2)用于與其他傳動件聯(lián)接。通過調(diào)節(jié)磁粉制動器控制器可改變磁粉制動器 (5)的制動力的大小。 2.2.3 圓柱齒輪組的組成與結(jié)構(gòu) 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 12 圖 2.4 圓柱齒輪箱的結(jié)構(gòu) 1.圓柱齒輪箱 2.支座 以上部件是該實(shí)驗(yàn)臺測試系統(tǒng)的五個(gè)主要組成部件，即電機(jī)，扭矩傳感器，被測齒輪箱，扭矩傳感器和磁粉制動器，還需要軸、軸承、銷釘聯(lián)軸器等配件方能裝配出完整的測試齒輪傳動性能實(shí)驗(yàn)臺。除被測傳動機(jī)構(gòu)齒輪箱外，其余部件或選擇標(biāo)準(zhǔn)件，或需根據(jù)一定的條件進(jìn)行選擇，這將在下一章中說明。 2.3 本章小結(jié) 本章先通過對該測試系統(tǒng)圖框的整體進(jìn)行分析，再詳細(xì)說明了各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接關(guān)系，引出了五大部件和其余配件的裝配 關(guān)系，為接下來的課題研究工作點(diǎn)明了方向。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 13 第三章 實(shí)驗(yàn)臺器材的選用與安裝說明 3.1 實(shí)驗(yàn)臺器材的選用 影響齒輪箱傳動性能和壽命的因素有很多，基本上包括電動機(jī)、主動軸、滾動軸承、聯(lián)軸器等主要構(gòu)件，此外還有箱體、鍵和傳動零件等因素，密封和潤滑方式也會影響其性能。 3.1.1 傳動方案擬定 1） 擬設(shè)計(jì)為帶式輸送機(jī)傳動裝置中的一級圓柱齒輪減速器。 2）工作條件：使用年限兩年，每年按 300 天計(jì)算，兩班制工作，載荷平穩(wěn)，工作環(huán)境為正常車間溫度，無較大噪音因素的影響。 3.1.2 電機(jī)的選擇 1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室原有電動機(jī)與已知的工作要求和條件，選用 Y 系列三相異步電動機(jī)。 2）傳動裝置的總效率： 總 =帶 2軸承 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒 = 0.96 0.992 0.97 0.99 0.95 =0.86 3）電機(jī)所需的工作功率： Pd=FV/1000總 =1700 1.4/1000 0.86 =2.76KW 4）確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速： 滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速： Nw=60 1000V/ D =60 1000 1.4/ 220 =21.5r/min 根據(jù)以上四點(diǎn)，在 Y系列三相異步電動機(jī)中，可選定電動機(jī)的型號為Y10012-4。 該 Y10012-4電動機(jī)的主要參數(shù)為：額定功率 3KW，滿載轉(zhuǎn)速 1420r/min，額下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 14 定轉(zhuǎn)矩 2.2。 3.1.3 扭矩傳感器的選用與特性 試驗(yàn)臺使用的傳感器是北京金順達(dá)源儀器有限公司生產(chǎn)的 sty 扭矩傳感器 ,與該公司生產(chǎn)的扭矩測量卡 ,計(jì)算機(jī)配套使用 ,這是一種性能優(yōu)良 ,使用方便的扭矩傳感器。該扭矩傳感器可排除轉(zhuǎn)速的高低的影響，無需反復(fù)調(diào)零，溫差變化時(shí)能進(jìn)行一定的溫度補(bǔ)償，并具有體積小，重量輕，易于安裝使用的優(yōu)點(diǎn)。 1） STY 扭矩傳感器的基本原理 在 sty 系列扭矩傳感器的軸上安裝有兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，其中一組傳遞電源，另一組傳遞扭矩信號 .旋轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)變橋檢測到的 m級扭矩信號被高精度儀表放大器放大后 ,再經(jīng)過 /轉(zhuǎn)換器變換成與扭矩成正比的方波信號。通過軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器 ,非接觸地傳遞到軸外接受器上，從而輸出同扭矩成正比的方波頻率的數(shù)字信號。 2）扭矩傳感器技術(shù)性能指標(biāo) 工作范圍 ： 0.1 m-5 萬 N m（分若干檔） 扭矩測量精度： 0.1%， 0.2%（ F S） 環(huán)境溫度： 0度 -50 度 響 應(yīng) ： 100 s 溫度穩(wěn)定度： 0.01 /度 輸出信號 : 頻率輸出： 零扭矩 :10KHZ 左右 正向滿量程 :15KHZ 左右 反向滿量程 :5KHZ 左右 0-12v 負(fù)載電流 10mA 4 20mA 電流輸出： 4mA 對應(yīng)負(fù)滿量程扭矩 12mA 對應(yīng)負(fù)零扭矩 20mA 對應(yīng)正滿量程扭矩 過載能力： 在 120額定扭矩范圍內(nèi)保精度測量。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 15 瞬時(shí)沖擊不高于 300額定扭矩，不損壞傳感器。 3.1.4 聯(lián)軸器的選擇 1）可采用彈性柱銷聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器除了能補(bǔ)償兩軸相對位移，降低對聯(lián)軸器安裝的精確對中要求外，更重要的是能夠緩和沖擊，改變軸系的自振頻率，避免發(fā)生嚴(yán)重的危險(xiǎn)性振動。從電機(jī)和扭矩傳感器的規(guī)格可得聯(lián)軸器的型號為 HL3 聯(lián)軸器： 35 82 GB5014-85。 2）確定軸上零件的位置與固定方式 一級減速器中，可以將齒輪安排在箱體中央，軸承對稱布置在齒輪兩邊。軸外伸端安裝聯(lián)軸器，齒輪靠油環(huán)和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位和固 定，靠平鍵和過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，兩端軸承靠套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定 ，軸通過兩端軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位，聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過盈配合分別實(shí)現(xiàn)軸向定位和周向定位。 3.1.5 主動軸與其軸承的選擇 選取軸的材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理。一級齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸，輸出端與聯(lián)軸器相接。 由初選的軸承的型號為 :6206。查 1表 14-19 可知 :d=30mm,外徑 D=62mm,寬度 B=16mm,基本額定動載荷 C=19.5KN,基本靜載荷 CO=111.5KN,查 2表 10.1 可知極限轉(zhuǎn)速 13000r/min。 根據(jù)已知條件，進(jìn)行軸承計(jì)算： 軸承預(yù)計(jì)壽命： Lh=2 300 16=9600h 1)已知 nI=473.33(r/min) 兩軸承徑向反力： FR1=FR2=1129N 根據(jù)課本 P265（ 11-12）得軸承內(nèi)部軸向力 FS=0.63FR 則 FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N 2) FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取 1端為壓緊端 FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N 3)求系數(shù) x、 y FA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 16 FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63 根據(jù)課本 P265 表（ 14-14）得 e=0.68 FA1/FR19600h 預(yù)期壽命足夠 3.1.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算 1）根據(jù)軸徑的尺寸，由 1中表 12-6： 高速軸 (主動軸 )與 V 帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵 8 36 GB1096-79 大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 14 45 GB1096-79 軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵 10 40 GB1096-79 2）鍵的強(qiáng)度校核： 大齒輪與軸上的鍵：鍵 14 45 GB1096-79 b h=14 9,L=45,則Ls=L-b=31mm 圓周力： Fr=2TII/d=2 198580/50=7943.2N 擠壓強(qiáng)度： 56.93125150MPa= p 因此擠壓強(qiáng)度足夠 剪切強(qiáng)度： 36.60120MPa= s 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 17 因此剪切強(qiáng)度足夠 鍵 8 36 GB1096-79 和鍵 10 40 GB1096-79 根據(jù)上面的校核，并且符合要求。 3.1.7 齒輪箱箱體、箱蓋及附件的選用與計(jì)算 1）箱體的主要尺寸： 1 箱座壁厚 z=0.025a+1=0.025 122.5+1= 4.0625（取 z=8） 2 箱蓋壁厚 z1=0.02a+1=0.02 122.5+1= 3.45 （取 z1=8） 3 箱蓋凸緣厚度 b1=1.5z1=1.5 8=12 4 箱座凸緣厚度 b=1.5z=1.5 8=12 5 箱座底凸緣厚度 b2=2.5z=2.5 8=20 6 地腳螺釘直徑 df =0.036a+12=0.036 122.5+12=16.41(取 18) 地腳螺釘數(shù)目 n=4 (因?yàn)?a250) 7 軸承旁連接螺栓直徑 d1= 0.75df =0.75 18= 13.5 (取 14) 8 蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55 18=9.9 (取 10) 9 連接螺栓 d2 的間距 L=150-200 10 軸承端蓋螺釘直 d3=(0.4-0.5)df=0.4 18=7.2(取 8) 11 蓋螺釘 d4=(0.3-0.4)df=0.3 18=5.4 (取 6) 12 位銷直徑 d=(0.7-0.8)d2=0.8 10=8 13 凸臺高度：根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。 14 外箱壁至軸承座端面的距離 C1 C2（ 5 10） 15 齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離： 9.6 mm 16 齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離： =12 mm 17 箱蓋，箱座肋厚： m1=9 mm,m2=9 mm 18 軸承端蓋外徑 D（ 5 5 5） d3 D軸承外徑 2）減速器附件的選擇 1 通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用 M18 1.5 2 油面指示器：選用游標(biāo)尺 M12 3 起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳 . 4 放油螺塞：選用外六角油塞及墊片 M18 1.5 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 18 5 起蓋螺釘型號： GB/T5780 M18 30,材料 Q235 6 高速軸軸承蓋上的螺釘： GB5783 86 M8X12,材料 Q235 7 低速軸軸承蓋上的螺釘： GB5783 86 M8 20,材料 Q235 8 螺栓： GB5782 86 M14 100，材料 Q235 3.1.8 潤滑與密封 1）齒輪的潤滑 采用浸油潤滑，由于為單級圓柱齒輪減速器，速度 12m/s，當(dāng) m20 時(shí)，浸油深度 h 約為 1個(gè)齒高，但不小于 10mm，所以浸油高度約為 36mm。 2）滾動軸承的潤滑 由于軸承周向速度為，所以宜開設(shè)油溝、飛濺潤滑。 3）潤滑油的選擇 齒輪與軸承用同種潤滑油較為便利，考慮到該裝置用于小型設(shè)備，選用GB443-89 全損耗系統(tǒng)用油 L-AN15 潤滑油。 4） 密封方法的選取 用凸緣式端蓋易于調(diào)整，采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號按所裝配軸的直徑確定為 GB894.1-86-25 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 上述器材部分可從 JCZS-機(jī)械傳動性能綜合實(shí)驗(yàn)臺組件中找到，具體組件清單參照附錄表一。 3.2 齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn)臺的安裝說明 實(shí)驗(yàn)臺器材選用完成后進(jìn)行其組裝，實(shí)驗(yàn)室有相關(guān)的裝配說明書，在這里就不詳細(xì)贅述了。以下主要講述安裝過程的一些注意事項(xiàng)。 效率實(shí)驗(yàn)臺傳動路線 :變頻電機(jī) -彈性柱銷聯(lián)軸器 扭矩傳感器 彈性柱銷聯(lián)軸器 -圓柱齒輪減速器 彈性柱銷聯(lián)軸器 扭矩傳感器 -彈性柱銷聯(lián)軸器 -磁粉制動器 (負(fù)載 )。 3.2.1 按圖所示安裝效率實(shí)驗(yàn)臺。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 19 162178123456789圖 3.1 圓柱齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn)臺 1.T 型螺栓 M10*45 2.螺母 M10 3.變頻電機(jī) 4.彈性柱銷聯(lián)軸器 5.圓柱齒輪減速器 6.磁粉制動器 7.安裝平板 8.磁粉制動器底座 9.T 型螺栓 M10*55 圖中所示的為其傳動路線，我們裝配也是按照其傳動路線來進(jìn)行先后組裝的。這里需要注意的是，為保證該傳動是在一個(gè)平行穩(wěn)定的界面進(jìn)行測試，在底座的選取上要事先做好高度測量，固定要牢固，防止試驗(yàn)過程中發(fā)生危險(xiǎn)。 3.2.2 安裝及調(diào)試 將 T型槽用螺栓 .(1)插入安裝平板 (7)上的相應(yīng)的 T型槽內(nèi)，并將驅(qū)動源 (3)、圓柱齒輪減速器 (5) 及齒輪箱底板、負(fù)載 (6)放在安裝平板 (7)的相應(yīng)的位置上。在圓柱齒輪減速箱，輸入、輸出軸上裝上相應(yīng)的彈性柱銷聯(lián)軸器，在各支座 T型槽用螺栓安裝位置上擰入螺母 M10。 用手轉(zhuǎn)動驅(qū)動源 (3)上的彈性柱銷聯(lián)軸器，應(yīng)感覺靈活自如無卡滯現(xiàn)象后方可擰緊螺釘后進(jìn)行各項(xiàng)測試。若中心高誤差較大采用銅板調(diào)節(jié)后再啟動電機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)測試。 將實(shí)驗(yàn)臺上的電機(jī)調(diào)頻線路及扭矩傳感器的輸入端與輸出端線路與控制面板之間的連接處進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)線路錯(cuò)接，輸入與輸出線路反接等現(xiàn)象，再次檢查彈性注銷聯(lián)軸器的銷釘固定是否牢固 ，上面有無異物突出（這里強(qiáng)調(diào)較多，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 20 是因?yàn)槲以谶@一部分中兩次出錯(cuò)，并且較為危險(xiǎn)）。啟動電源，先低速運(yùn)轉(zhuǎn)，觀其無明顯錯(cuò)誤后，慢慢調(diào)整旋鈕，加大電機(jī)轉(zhuǎn)速，觀察是否出現(xiàn)不穩(wěn)定等狀態(tài)，再加以整改。因?yàn)楹罄m(xù)的齒輪疲勞試驗(yàn)需要進(jìn)行一個(gè)長時(shí)間的加載運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)調(diào)試過程需多次進(jìn)行，最終無錯(cuò)誤后，可以進(jìn)行齒輪傳動的效率實(shí)驗(yàn)。 3.3 本章小結(jié) 本章節(jié)通過對齒輪傳動效率實(shí)驗(yàn)臺整體結(jié)構(gòu)把握，詳細(xì)分析了組裝該實(shí)驗(yàn)臺的器材與其選擇，并將該實(shí)驗(yàn)臺安裝完成和調(diào)試。下章我們將進(jìn)行整體實(shí)驗(yàn)的過程，在得到結(jié)果后進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 21 第四章 齒輪傳動效率與強(qiáng)度試驗(yàn)綜合實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果 4.1 齒輪傳動效率及其測定 齒輪傳動的功率損失主要在于： (1)嚙合面的摩擦損失； (2)輪齒攪動潤滑油時(shí)的油阻損失； (3)輪軸支承在軸承中和軸承內(nèi)的摩擦損失。齒輪傳動的效率即指一對齒輪的從動輪（軸）輸出功率與主動輪（軸）輸入功率之比。對于采用滾動軸承支承的齒輪傳動，滿負(fù)荷時(shí)計(jì)入上述損失后，平均效率如表 4.1 所示。 表 4.1 齒輪傳動的平均效率 傳動類型 齒輪精度等級與結(jié)構(gòu)型式 6、 7 級，閉式 8 級，閉式 脂潤滑，開式 圓柱齒輪傳動 0.98 0.97 0.95 圓錐齒輪傳動 0.97 0.96 0.94 在效率實(shí)驗(yàn)臺測試系統(tǒng)中，其主要操作步驟均是在操作面板中完成，主程序界面圖如下： 當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入時(shí)，打開如下界面 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 22 “ 初始位置 ” 中 的“基本參數(shù)設(shè)置（ Y）”即為數(shù)據(jù)的輸入端，如下圖 此對話框需要根據(jù)實(shí)際的機(jī)械結(jié)構(gòu)做選擇，對于輸入傳感器量程、輸出傳感器量程、磁粉制動器量程目前不需要修改，可以保持默認(rèn)狀態(tài)，最大工作載荷的設(shè)置可以改變上位機(jī)控制磁粉制動器的輸出量程。機(jī)構(gòu)速比設(shè)定需要根據(jù)當(dāng)前機(jī)構(gòu)類型設(shè)置，對上述參數(shù)的設(shè)置可以通過“修改參數(shù)”按鈕實(shí)現(xiàn)。 “實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健钡倪x擇包括“自動”和“手動”兩種模式，自動模式下上位機(jī)軟件可控制磁粉制動器的扭矩和變頻器的轉(zhuǎn)速。（注：自動模式下需要設(shè)置磁粉制動控制器和變頻器工作下外部控制模式），對于手動模式和自動模式相反，上位機(jī)不控制磁粉制動器的扭矩和變頻器的轉(zhuǎn)速 ，并且需要把磁粉制動控制器和變頻器設(shè)置為內(nèi)部控制模式。 該控制面板最后輸出的是一條效率曲線，不是數(shù)據(jù)，接下來的操作是為對該系統(tǒng)的定性。 1）實(shí)驗(yàn)類型 點(diǎn)擊 “ 實(shí)驗(yàn)類型 ”： 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 23 我們選擇編號 1 圓柱齒輪傳動。 2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果定性 曲線擬合 擬合設(shè)置 擬合曲線選定 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 24 3）模擬數(shù)據(jù) 選擇其他典型機(jī)構(gòu) 選擇圓柱齒輪傳動，該程序操作步驟即可完成。 4.2 齒輪傳動效率的計(jì)算 要計(jì)算齒輪傳動效率，要測出電機(jī)輸出功率和封閉系統(tǒng)內(nèi)傳遞的功率。 電機(jī)功率為 p1： P1 n T1 / 9550（） n：電動機(jī)轉(zhuǎn)速， T1：電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩； 封閉系統(tǒng)內(nèi)傳遞的功率 p2： P2= n T2 / 9550 =W*L*n /19100 (KW) W：加載的重力（ N）； L：加載杠桿長度； L：桿長； n-電動機(jī)及封閉系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速。 所以，單級齒輪的傳動效率為： 4.3 齒輪疲勞的形成及表現(xiàn) 齒輪在傳動過程中，發(fā)生輪齒折斷、齒面損壞等現(xiàn)象，從而失去其工作能力。這種現(xiàn)象稱為齒輪輪齒的失效。而齒輪傳動的是靠輪齒的嚙合來傳動運(yùn)動和力的，下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 25 齒輪的輪齒是傳動的關(guān)鍵部位，也是齒輪的薄弱環(huán)節(jié)，因此輪齒失效是齒輪常見的主要失效形式。 輪齒的失效分為齒體損傷和齒面損傷。齒體損傷主要為輪齒折斷，而齒面損傷又分為齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損和齒面塑性變形。 4.3.1 輪齒折斷 輪齒折斷是指齒輪的一個(gè)或多個(gè)齒的整體或局部的折斷，輪齒折斷有兩種：一種是疲勞折斷，另一種是過載折斷。齒寬較小的直齒圓柱齒輪往往產(chǎn)生整體折斷。如果輪齒寬度過大，由于制造、安裝的誤差使其局部受載過大時(shí)，會造成了局部折斷。 提高輪齒抗折斷能力的措施有很多，如增大齒根圓角半徑，消除該處的加工刀痕以降低齒根的應(yīng)力集中；增大軸及支承件的剛度以減輕齒面局部過載的程度；對輪齒進(jìn)行噴丸、輾壓等冷作處理以提高齒面硬度、保持芯部的韌性等。 4.3.2 齒面點(diǎn)蝕 輪齒進(jìn)入嚙合時(shí)，輪齒齒面接觸處在法向力的作用下將產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力，脫離嚙合后接觸應(yīng)力即消失。對齒廓工作面上某一固定點(diǎn)來說，它受到的是近似于脈動變化的接觸應(yīng)力。如果接觸應(yīng)力超過了齒輪材料的接觸疲勞極限時(shí)，齒面上會出現(xiàn)不規(guī)則的金屬微粒剝落，形成點(diǎn)狀的凹坑，這種現(xiàn)象稱為齒面疲勞點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕使齒 輪工作表面損壞，破壞了齒輪的正常工作，造成傳動不平穩(wěn)和產(chǎn)生噪音，輪齒嚙合情況會逐漸惡化而報(bào)廢。為過早出現(xiàn)點(diǎn)蝕，可采用提高齒面硬度、增大潤滑油的粘度、降低表面粗糙度指、在許可范圍內(nèi)采用大的變位系數(shù)等措施。 圖 4-2 齒輪齒面點(diǎn)蝕效果圖 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 26 4.3.3 齒面膠合 在重載傳動中，齒輪副兩齒輪工作齒面發(fā)生金屬表面直接接觸而形成“焊接”的現(xiàn)象，稱為齒面膠合。產(chǎn)生齒面膠合的原因主要有以下兩個(gè)： 1）高速重載的閉式齒輪傳動中，由于散熱不好，導(dǎo)致潤滑油油溫升高，黏度降低，易于從兩齒面接觸處被擠出來，使工作齒面間的潤滑油膜破壞 。 2）低速重載的齒輪傳動中，由于工作面之間壓力好大，潤滑油膜不易形成。 當(dāng)兩工作齒面金屬直接接觸時(shí)，齒面的瞬時(shí)高溫會使較軟齒的齒面金屬熔焊在與之相嚙合的另一齒輪的齒面上，并因相對滑動在較軟的工作齒面上形成與滑動方向一致的撕裂溝痕。傳動中，靠近節(jié)線的齒頂表面處相對速度較大，因此膠合常發(fā)生在該部位。 4.3.4 齒面磨損 齒輪齒面的磨損是齒輪傳動的常見失效形式，齒面磨損是齒輪在嚙合傳動過程中，輪齒接觸表面上的材料摩擦損耗的現(xiàn)象。齒輪的磨損有兩種形式：一種是磨粒磨損，另一種是跑合磨損。 產(chǎn)生齒面磨損的原因： 1） 齒輪在傳動過程中，工作齒面間有相對滑動。 2）齒面不干凈，有金屬微粒、塵埃、污物等進(jìn)入輪齒嚙合區(qū)域，引起磨粒磨損。 3）潤滑不好。 齒輪在傳動過程中，輪齒不僅受到載荷的作用，而且接觸的兩齒面間有相對滑動，使齒面發(fā)生磨損。齒面磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計(jì)期限，則視為正常磨損。正常磨損的齒面很光亮，沒有明顯的痕跡，在規(guī)定的磨損量內(nèi)。并不影響齒輪的工作。但是齒面磨損嚴(yán)重時(shí)。漸開線輪廓被破壞，使齒側(cè)間隙增大引起傳動不平穩(wěn)，使齒輪不能正確嚙合，傳動失真，產(chǎn)生沖擊和噪音，甚至?xí)螨X厚過度磨薄發(fā)生輪齒折斷。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 27 圖 4.3 齒面磨損圖 4.3.5 齒面塑性變形 若齒輪材質(zhì)較軟，輪齒表面硬度不高，當(dāng)工作于低速重載和頻繁啟動情況下，在較大的載荷和摩擦力的作用下，可能使齒面金屬沿相對滑動方向局部的塑形流動，出現(xiàn)齒面的塑性變形。 齒面的塑性變形破壞了齒廓的形狀，導(dǎo)致齒輪輪齒失效。主動輪上所受的摩擦力背離節(jié)線指向齒頂和齒根，產(chǎn)生塑性變形時(shí)在齒面沿節(jié)線處形成凹溝；從動輪上所受摩擦力則分別由齒根指向節(jié)線，產(chǎn)生塑性變形時(shí)在齒面沿節(jié)線出形成凸棱。塑性變形嚴(yán)重時(shí)，在齒頂邊緣出會出現(xiàn)飛邊，并且主動輪上更容易出現(xiàn)。 以上五種齒輪的失效形式中，輪齒折斷和齒面點(diǎn)蝕是齒輪傳動的主要失效形式。磨損是長時(shí)間使用后的必然表現(xiàn)，且大多為正常磨損，后兩者情況一般不會產(chǎn)生在較大型和精密器械，因此我們這次的疲勞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果主要研究齒面點(diǎn)蝕和輪齒折斷。 4.4 齒輪的強(qiáng)度要求與計(jì)算 4.4.1 齒輪受力分析 下圖為一對直齒圓柱齒輪，若略去齒面間的摩擦力，輪齒節(jié)點(diǎn)處的法向力可分解為兩個(gè)互相垂直的分力：切于分度圓上的圓周力 和沿半徑方向的徑向力 。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 28 圖 4.5 直齒圓柱齒輪受力分析 1）受力分析 式中： T1 為主動齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩 (N.mm)； d1 為主動齒輪分度圓直徑 (mm)； 為分度圓壓力角 ()； P1 主動齒輪傳遞的功率 (kW)； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 29 n1 主動齒輪的轉(zhuǎn)速 (r/min)。 2）各力的方向與關(guān)系 圓周力 ：主動輪圓周力的方向與回轉(zhuǎn)方向相反；從動輪圓周力的方向與回轉(zhuǎn)方向相同。徑向力 ：分別指向各自輪 心 (外嚙合齒輪傳動 )。 作用在主動輪和從動輪上的各對應(yīng)力大小相等，方向相反。 即： ， ， 4.4.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 為防止齒面出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕，齒面接 觸疲勞強(qiáng)度條件為 式中： H 為接觸應(yīng)力 (MPa)； HP 為許用接觸應(yīng)力 (MPa)。 一對漸開線圓柱齒輪在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)，其齒面接觸狀況可近似認(rèn)為與兩圓柱體的接觸狀況相當(dāng)，故其齒