防爆型有軌運輸牽引機車變速箱的設(shè)計[含高清CAD圖紙和說明書

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陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計論文 題 目：防爆型有軌運輸牽引機車變速箱的設(shè)計 院.系(部)：陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 專業(yè)班級：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)05專升本理工班 姓 名：鄒虎 指導(dǎo)教師： 日 期：二零零八年五月 陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 畢 業(yè) 任 務(wù) 書 一、 題目： 防爆型有軌運輸牽引機車變速箱的設(shè)計 二、指導(dǎo)思想和目的要求： 1、指導(dǎo)思想： 本次對機車變速箱的設(shè)計是適應(yīng)了當(dāng)前形勢的需要,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)簡單,緊湊；工作靈活,方便,適應(yīng)范圍廣。 2、目的要求： 此機車的變速箱與其它汽車的變速箱不同點是： a) 其它汽車的變速箱一般只有一個后退擋； b) 軌道運輸牽引機車前進擋和后退擋基本相同，速度差不多。 防爆型有軌運輸牽引機車的變速箱是以防爆柴油發(fā)動機作動力，通過帶傳動將高速傳入變速箱。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。 三、主要技術(shù)指標(biāo)： 1、動力裝置：防爆柴油發(fā)動機 功 率：18馬力（換算為13.4226 kw） 額定轉(zhuǎn)速：2200 rpm 啟動方式：電動或手動 2、變速方式：機械式手控變速 3、驅(qū)動方式：高速級為帶傳動(傳動比為i1=D2/D1=228/132=1.727)經(jīng)變速箱后由鏈輪驅(qū)動，鏈輪傳動比為i3=Z2/Z1=17/13=1.307 4、車輪直徑：D=300 mm 5、牽引車速度：前行 3～3.2 km/h、6.5～8 km/h 后行 3～3.2 km/h、6.5～8 km/h 四：進度與要求： 1、資料收集與查閱； 2、設(shè)計方案的擬訂：應(yīng)結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便靈活，力求創(chuàng)新； 3、變速箱的設(shè)計與計算； 4、裝配圖與零件圖的繪制； 5、編寫設(shè)計說明書； 6、提交資料：設(shè)計說明書一份，設(shè)計圖紙； 7、答辯 五：主要參考書及參考資料： [1] .《機床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)》，作者：清華大學(xué)曹金榜等，機械工業(yè)出版社，1987年5月于北京第一版，第一次印刷； [2] . 《機械設(shè)計》，邱宣懷，郭可謙等編，高等教育出版社，1989年10月第3版； [3] . 《CJ-12型礦用柴油牽引機車使用》，浙江省探礦機械廠。[4] .《機械設(shè)計手冊及課程設(shè)計》，許高艷主編，中國地質(zhì)大學(xué)出版社1989年12月第一版； [5] . 《機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》,哈兒濱工業(yè)大學(xué)龔 義,潘沛霖主編,高等教育出版社1989年5月第三版; [6] .《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》，第二版，龔義主編，高等教育出版社出版，1990年4月第二版； [7] .《拖拉機地盤結(jié)構(gòu)設(shè)計圖冊》，吉林工業(yè)大學(xué)，北京農(nóng)機學(xué)院，洛陽農(nóng)機學(xué)院，湖北農(nóng)機學(xué)院，鎮(zhèn)江農(nóng)機學(xué)院，河北工學(xué)院合編，機械工業(yè)出版社出版，1976年12月北京第一版； [8] .《機械設(shè)計手冊》，第1卷，第2卷，第3卷/成大先主編，——3版，——北京，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年7月； [9] . 《材料力學(xué)》，劉鴻文主編，高等教育出版社第三版； [10].《機械原理》，孫恒，陳作模主編，西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械零件教研室編， 高等教育出版社，1996年5月第5版； 函 授 站： 陜西理工學(xué)院陜飛函授站 班 級： 05 級 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生： 鄒 虎 指導(dǎo)教師： 目 錄 1. 機車的用途，特點及主要技術(shù)參數(shù) -1- 1.1 機車的用途 -2- 1.2 機車的特點 -2- 1.3 機車的主要技術(shù)參數(shù) -2- 2 變速箱傳動方案設(shè)計 -4- 2.1 傳動方案的擬訂 -4- 2.2 齒數(shù)選擇與傳動比的分配 -4- 2.3 機車牽引速度計算 -7- 2.4 變速箱各軸最大功率計算 -7- 2.5 變速箱各軸最大扭矩計算 -8- 2.6 幾何尺寸計算 -8- 2.7 各齒輪傳動的受力分析 -9- 3 變速箱主要傳動零件的設(shè)計與校核 -9- 3.1 齒輪的設(shè)計與校核 -9- 3.2 齒輪的校核 -10- 3.3 前進擋Z1—Z21齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -11- 3.4 前進1擋Z31—Z41齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -17- 3.5 前進2擋Z32—Z42齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -24- 3.6 前進檔Z23—Z33齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -30- 3.7 后退擋Z1—惰輪Z5齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -37- 3.8 后退擋惰輪Z5—Z22齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -43- 3.9 后退檔Z23—Z33齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -50- 3.10 后退1擋Z31—Z41齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -56- 3.11 后退2擋Z32—Z42齒輪設(shè)計結(jié)果報告 -63- 4 傳動軸的設(shè)計計算及校核 -69- 4.1 傳動軸材料的選取 -69- 4.2 初步計算軸徑 -70- 4.3 軸的設(shè)計及強度校核 -70- 4.4 平鍵的強度計算 -76- 5 軸承的選擇與壽命計算 -78- 5.1 確定四根軸的軸承 -78- 5.2 軸承的壽命計算及校核 -78- 6 潤滑與密封 -81- 6.1 軸承的潤滑與密封 -81- 6.2 齒輪的潤滑 -81- 7 檔位控制設(shè)計 -82- 8 結(jié)束語 -84- 參考文獻 -85- 摘 要 本次對機車變速箱的設(shè)計是適應(yīng)了當(dāng)前形勢的需要,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)簡單,緊湊；工作靈活,方便,適應(yīng)范圍廣。此機車的變速箱與其它汽車的變速箱不同點是： a) 其它汽車的變速箱一般只有一個后退擋； b) 軌道運輸牽引機車前進擋和后退擋基本相同，速度差不多。 防爆型有軌運輸牽引機車的變速箱是以常州S195M型18馬力的防爆柴油發(fā)動機作動力，通過帶傳動將高速傳入變速箱。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。 本設(shè)計分為七個主要方面，依次對機車的特點、傳動方案、齒輪、軸、軸承、潤滑及它的變速的實現(xiàn)作了詳細(xì)的設(shè)計。另外，還包括裝配圖的設(shè)計、零件圖的設(shè)計和相關(guān)的設(shè)計說明書。 關(guān)鍵詞：機械；防爆；變速箱；齒輪嚙合；撥叉 題目類型：工程設(shè)計類□ 工程技術(shù)研究類□ 軟件開發(fā)類□ 陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 陜西理工學(xué)院成人教育學(xué)院 1 機車的用途，特點及主要技術(shù)參數(shù) 科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，社會所需求機械產(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)國民經(jīng)濟發(fā)展的需求，提高生產(chǎn)效率，在運輸系統(tǒng)上對運輸工具相應(yīng)的提出了高性能，高技術(shù)，高效率的要求。 能源是國民經(jīng)濟的命脈。就我國煤炭系統(tǒng)目前發(fā)展的狀況而言，在煤礦運輸中有三種運輸類型：有軌運輸、無軌運輸和皮帶運輸。而有軌運輸以其效率高、安全性好等優(yōu)點在煤礦業(yè)中得到較廣泛的使用。在目前有軌運輸中作為動力系統(tǒng)的有三種形式：礦井電力、蓄電池和柴油機。而以防爆柴油機作為動力的軌道運輸牽引機車以其特有的防爆安全和大功率的特點作為有軌運輸?shù)闹髁?。雖然防爆柴油機軌道運輸牽引機車目前已在某些礦井使用，但并未普及，而象此次設(shè)計功率18馬力的牽引機車目前還未開發(fā)生產(chǎn)。所以，此設(shè)計可以說填補了國內(nèi)空白。 設(shè)計軌道運輸牽引機車的變速箱，就是為了解決過去運輸牽引機車變速復(fù)雜，變速范圍小，效率低等問題。該軌道運輸牽引技術(shù)的變速箱的工作原理是，防爆柴油發(fā)動機作為動力，通過帶傳動將高轉(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車的主要組成部分，同時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、十個圓柱齒輪和三個撥叉，此外，還有變速箱殼體、軸承等其他零件。 裝備此次設(shè)計變速箱的軌道運輸牽引機車一般選用常州S195M型18馬力柴油機作為動力。牽引機車上的照明、喇叭信號及蓄電池充電都是由柴油機帶動直流發(fā)電機發(fā)電來供給的。本牽引機車功率大，燃料消耗率低。此外，機車還具有催化器及水洗箱兩極凈化裝置。本次設(shè)計的變速箱在速度上具有前行和后行共4種不同的速度，使機車在不同的情況下采用不同的擋位。所以，此軌道運輸牽引機車具有節(jié)能、高效、方便、污染少、變速廣、適用面寬等優(yōu)點，可以廣泛推廣生產(chǎn)使用。但目前這種具有該設(shè)計變速箱的機車正處于研究開發(fā)階段。隨著各種技術(shù)的完善，此種大功率牽引機車的前景一定輝煌！ 1.1 機車的用途 就我國目前而言,此種機車有其非常重要的作用,應(yīng)說是填補了一項空白,我國目前還沒有此類型號的牽引機車。它使用于廣大廠礦企業(yè)的貨物、能源、資料、產(chǎn)品等的運輸。 1.2 機車的特點 此機車的設(shè)計適應(yīng)了當(dāng)前形勢的需要,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)簡單,緊湊；工作靈活,方便,適應(yīng)范圍廣。此機車的變速箱與其它汽車的變速箱不同點是： a) 其它汽車的變速箱一般只有一個后退擋； b) 軌道運輸牽引機車前進擋和后退擋基本相同，速度差不多。 1.3 機車的主要技術(shù)參數(shù) (1) 動力裝置：防爆柴油發(fā)動機 功 率：P=18 馬力 額定轉(zhuǎn)速：n=2200 rpm (2) 高速級帶傳動傳動比為 i1=D2/D1=228/132=1.727 經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動，鏈傳動比為 i3=Z2/Z1=17/13=1.307 (3) 車輪直徑： D=300 mm (4) 牽引車速度：前進 3～3.2 、6.5～8 km/h 后退 3～3.2 、6.5～8 km/h (5) 防爆柴油機輸出轉(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 變速箱傳動方案設(shè)計 2.1 傳動方案的擬訂 主變速傳動系從動力機到主軸，通常為降速傳動，接近動力機的傳動件轉(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系時，應(yīng)盡可能將傳動副較多的變速組安排在前面，傳動副數(shù)少的變速組放在后面。這符合傳動副前多后少原則。在設(shè)計主變速傳動時，還應(yīng)盡可能做到變速組的傳動順序與擴大順序相一直。此外，變速組的降速要前慢后快，中間軸的轉(zhuǎn)速不宜超過動力機的轉(zhuǎn)速。上述原則在設(shè)計主變速傳動系時一般應(yīng)該遵循，也要根據(jù)具體情況加以靈活運用。防爆型有軌運輸牽引機車變速箱為四軸式，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。擬訂傳動方案，包括傳動型式的選擇以及開停、換向、制動、操縱等整個傳動系統(tǒng)的確定。為了使?fàn)恳龣C車得到適當(dāng)?shù)能囁僖栽鰪娺\輸能力，選擇變速級數(shù)為兩級，牽引車便有前行、后行各兩個擋位。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)選擇與傳動比的分配 由動力機滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機軸的轉(zhuǎn)速nw，可得傳動裝置總傳動比為：ia = nm/nw 總傳動比為各級傳動比i0 = i1·i2·i3·…·in 傳動比分配得合理，可以減小傳動裝置的外廓尺寸、重量，達到結(jié)構(gòu)緊湊、降低成本的目的，還可以得到較好的潤滑條件。分配傳動比主要應(yīng)考慮以下幾點： (1) 各級傳動比均應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取，不得超過最大值。各種傳動的傳動比常用值參見設(shè)計手冊（課程設(shè)計手冊P8頁2-1表）。 (2) 各級傳動零件應(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) 盡量使傳動裝置的外廓尺寸緊湊或重量較小。 (4) 在變速箱中，各級齒輪都應(yīng)得到充分潤滑。 高速級帶傳動傳動比為 i1=D2/D1=228/132=1.727 經(jīng)變速箱后有鏈輪驅(qū)動，鏈傳動比為 i3=Z2/Z1=17/13=1.307 (5)由于發(fā)動機的標(biāo)定轉(zhuǎn)速多在1500rpm以上，目前2000～2500rpm較多，并有提高的趨勢。所以，變速箱的多數(shù)擋為減速檔，傳動比大于1，個別升速擋的傳動比不宜小于0.8單對齒輪的傳動比不宜小于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)要保證拖拉機工作速度范圍，使變速箱各檔傳動比能“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)盡量使前級部件的傳動比減小，而使最終傳動的傳動比增大。所以變速箱的傳動比以較小為益。 綜合考慮以上各因素制定了以下的傳動比分配方案： 表1 變速箱傳動比分配 Ⅰ-Ⅱ Ⅰ-Ⅱ Ⅱ-Ⅲ Ⅲ-Ⅳ Ⅲ-Ⅳ Ⅰ-Ⅴ 前進擋 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 ——帶傳動的傳動比i=1.727 ——鏈傳動的傳動比i=1.307 2.3 機車牽引速度計算 ni=n/I 前進 后退 變速箱總傳動比 1擋 2擋 1擋 2擋 19.4090909 8.08712121 18.0227273 7.5094697 帶傳動傳動比 1.727 1.727 1.727 1.727 鏈傳動傳動比 1.307 1.307 1.307 1.307 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 2200 機車輪軸轉(zhuǎn)速 50.2168609 120.5204663 54.0796964 129.79127 機車行駛速度 3.01301166 7.231227976 3.24478178 7.7874763 2.4 變速箱各軸最大功率計算 kw按前行1擋 鏈傳動效率 0.95 帶傳動效率 0.95 7級齒輪傳動效率 0.97 發(fā)動機功率KW 13.4226 1擋時各級傳動比 2.333333333 2.77272727 3 2擋時各級傳動比 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算 N.mm按前行1擋 發(fā)動機輸出扭矩 58266.2864 1擋時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 變速箱主要傳動零件的設(shè)計與校核 3.1 齒輪的設(shè)計與校核 齒輪設(shè)計要考慮以下幾個方面： (1)齒輪運轉(zhuǎn)性能方面：噪聲低、振動小、傳動效率高。 (2)承載能力方面：具有所要求的強度和工作壽命，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 拖拉機圓柱齒輪承載能力計算方法及有關(guān)系數(shù)的特點，拖拉機圓柱齒輪承載能力計算方法，是在國家標(biāo)準(zhǔn)GB3480－83《漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法》的基礎(chǔ)上，結(jié)合拖拉機齒輪的具體情況，參照ISO/DP6336《車輛圓柱齒輪承載能力計算方法》標(biāo)準(zhǔn)，吸取國內(nèi)外齒輪設(shè)計、制造和使用中的最近技術(shù)和積累的經(jīng)驗而提出來的。 其基本公式為： (1) 接觸應(yīng)力公式： (2) 彎曲應(yīng)力公式： 3.3 前進擋Z1—Z21齒輪設(shè)計結(jié)果報告 <一>、齒輪設(shè)計輸入?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. 傳動比 i 2.33 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時) 7. 原動機載荷特性 中等振動 8. 工作機載荷特性 中等振動 <二>、齒輪傳動結(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 非對稱布置(軸剛性較小) 3. 齒輪2布置形式 非對稱布置(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) 接觸強度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強度安全系數(shù) S(H1) 1.10 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(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) 接觸強度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強度許用應(yīng)力 [σ](F2) 470 (N/mm^2) <四>、齒輪基本參數(shù)(mm) ---------------------------------------------------------- 項目名稱 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. 實際中心距 A' 150.00 18. 中心距變動系數(shù) y -0.002 19. （端面）嚙合角 α' 20.00 (度） 20. 齒高變動系數(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. 公法線長度 Wk 23.40 69.36 ---------------------------------------------------------- <五>、接觸強度、彎曲強度校核結(jié)果和參數(shù) ①. 齒輪1接觸強度許用應(yīng)力[σH]1 1091.64 (N/mm^2) ②. 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力[σH]2 1091.64 (N/mm^2) ③. 接觸強度計算應(yīng)力σH 904.51 (N/mm^2) 滿足 ④. 齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力[σF]1 469.68 (N/mm^2) ⑤. 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力σF 284.47 (N/mm^2) 滿足 ⑥. 齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力[σF]2 469.68 (N/mm^2) ⑦. 齒輪2接觸強度計算應(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. 綜合變形對載荷公布的影響 Kbs 1.05 7. 安裝精度對載荷分布的影響 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. 接觸強度重合度系數(shù) Ze 0.87 14. 接觸強度螺旋角系數(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蝕 1 18. 潤滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0.97 19. 潤滑油粘度（50度） 120.00 20. 工作硬化系數(shù) Zw 1.00 21. 接觸強度尺寸系數(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. 抗彎強度重合度系數(shù) Ye 0.68 25. 抗彎強度螺旋角系數(shù) Yb 1.00 26. 抗彎強度重合、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 對稱循環(huán)載荷 34. 齒根表面粗糙度 Rz≤16μm <六>、齒輪精度 ---------------------------------------------------------- 項目名稱 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>、檢驗項目 ---------------------------------------------------------- 項 目 名 稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 齒距累積公差 Fp 0.05121 0.07348 2. 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.03979 0.04960 3. 公法線長度變動公差 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1擋Z31—Z41齒輪設(shè)計結(jié)果報告 <一>、齒輪設(shè)計輸入?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. 傳動比 i 3.00 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時) 7. 原動機載荷特性 中等振動 8. 工作機載荷特性 中等振動 <二>、齒輪傳動結(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 非對稱布置(軸剛性較大) 3. 齒輪2布置形式 非對稱布置(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) 接觸強度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強度安全系數(shù) S(H1) 0.99 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(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) 接觸強度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強度許用應(yīng)力 [σ](F2) 457 (N/mm^2) <四>、齒輪基本參數(shù)(mm) ---------------------------------------------------------- 項目名稱 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. 實際中心距 A' 179.99 18. 中心距變動系數(shù) y -0.001 19. （端面）嚙合角 α' 20.00 (度） 20. 齒高變動系數(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. 公法線長度 Wk 23.40 84.97 ---------------------------------------------------------- <五>、接觸強度、彎曲強度校核結(jié)果和參數(shù) ①. 齒輪1接觸強度許用應(yīng)力[σH]1 1291.41 (N/mm^2) ②. 齒輪2接觸強度許用應(yīng)力[σH]2 1291.41 (N/mm^2) ③. 接觸強度計算應(yīng)力σH 1284.41 (N/mm^2) 滿足 ④. 齒輪1彎曲強度許用應(yīng)力[σF]1 456.00 (N/mm^2) ⑤. 齒輪1彎曲強度計算應(yīng)力σF 401.07 (N/mm^2) 滿足 ⑥. 齒輪2彎曲強度許用應(yīng)力[σF]2 456.00 (N/mm^2) ⑦. 齒輪2接觸強度計算應(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. 綜合變形對載荷公布的影響 Kbs 1.08 7. 安裝精度對載荷分布的影響 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. 接觸強度重合度系數(shù) Ze 0.89 14. 接觸強度螺旋角系數(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蝕 1 18. 潤滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0.97 19. 潤滑油粘度（50度） 120.00 20. 工作硬化系數(shù) Zw 1.00 21. 接觸強度尺寸系數(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. 抗彎強度重合度系數(shù) Ye 0.71 25. 抗彎強度螺旋角系數(shù) Yb 1.00 26. 抗彎強度重合、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 對稱循環(huán)載荷 34. 齒根表面粗糙度 Rz≤16μm <六>、齒輪精度 ---------------------------------------------------------- 項目名稱 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>、檢驗項目 ---------------------------------------------------------- 項 目 名 稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 齒距累積公差 Fp 0.05121 0.08211 2. 齒圈徑向跳動公差 Fr 0.04259 0.05621 3. 公法線長度變動公差 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2擋Z32—Z42齒輪設(shè)計結(jié)果報告 <一>、齒輪設(shè)計輸入?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. 傳動比 i 1.25 6. 預(yù)定壽命 H 28000 (小時) 7. 原動機載荷特性 中等振動 8. 工作機載荷特性 中等振動 <二>、齒輪傳動結(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 非對稱布置(軸剛性較大) 3. 齒輪2布置形式 非對稱布置(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) 接觸強度極限應(yīng)力 σb(H1) 1186 (N/mm^2) 接觸強度安全系數(shù) S(H1) 1.10 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F1) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(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) 接觸強度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強度極限應(yīng)力 σb(F2) 337 (N/mm^2) 彎曲強度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強度許