汽车U型螺母拆装机毕业设计-正文（可编辑）.doc

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前言

随着科学技术的发展和加入WTO后给中国汽车行业的重大冲击，为了运行车辆有良好的技术状况，维修企业所面临的形势日趋严峻。

因此，运用先进的科学技术让保修作业变得机械化、文明化，以提高劳动生产率及维修质量，延长车辆寿命，降低劳动强度已成为当务之急，为此，我选择了本次设计题目—研究和设计适用于我国汽车维修企业特点的、体积小、重量轻、效率高、操作方便、结构简单、适用范围广的汽车U型螺栓螺母拆装机。

同时随着现代工业的发展，机械化和自动化水平的不断提高，各工业部门需要大量减速器，并要求减速器的体积小、重量轻、传动比大、效率高、承载能力、大运转可靠以及寿命长等。

减速器的种类虽然很多，但普通的圆柱齿轮减速器的体积大、结构笨重；普通的蜗轮减速器在大的传动比时，效率较低；摆线针轮行星减速器虽能满足以上提出的要求，但其成本较高，需要专用设备制造；而渐开线少齿差行星减速器不但基本上能满足以上提出的要求，并可用通用刀具在插齿机上加工，因而成本较低。

渐开线少齿差行星减速器是一种新型减速器，随着我国社会主义建设的飞速发展，国内已有许多单位自行设计和制造了这种减速器，并已日益广泛地应用在国防、矿山、冶金、化工、纺织、起重运输、建筑工程、食品工业和仪表制造等工业部门的机械设备中，今后将会得到更加广泛的应用。

目前，少齿差减速器在设计和制造过程中，还存在一些问题，如输出机构精度要求较高，对大功率减速器无实践经验，一些计算方法和图表还很不完善等等。

有待今后将对以上问题进一步进行实验研究，以求改进和提高。

由于时间和水平有限，设计书中错误和不妥之处在所难免，希望批评指正。

一、传动装置的总体设计

1.1传动装置的总体设计任务：

确定传动方案，选择电动机型号，合理的分配传动比及计算传动装置的运动和动力参数，为设计计算各级传动零件准备条件。

合理的传动方案，应能满足工作机的性能要求，工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，加工方便，成本低廉，效率高和使用维护方便等。

要同时满足这些要求比较困难，因此，应统筹兼顾，保证重点要求。

1.2电机的选择

由于一般生产单位均用三相电源，故无特殊要求时都采用三相交流电动机，

一般选择三相异步Y系列电动机。

电动机功率选择是关键，选择是否恰当，对电动机的工作和经济性能都有影响，功率过小不能保证工作机的正常工作，或电动机因超载而过早损坏，若功率过大，电动机的价格高，作用不能完全发挥，经常不在满载下工作，效率和功率因素较低，造成浪费。

根据设计所给的原始数据，拆装机要求的输出转矩Me=550Nm,转速n=24r/min.

Me=9550p/n∴P=Me·n/9550=550×24/9550=1.38kw.

Pr=Pw/η

式中Pw：

工作机所需有效功率

η：

电动机到工作机的总效率

根据目前的一般制造水平，少齿差减速器的效率可达0.85

所以Pr=Pw/=1.38/0.85=1062kw

查表4.12－1可选Y系列三相异步电动机Y100L1-4型。

额定功率Po=2.2kw.额定转速n=2000r/min.额定电流i=5A.由表4.12-2查得电动机中心高H=100mm,外伸轴段D×E=28mm×60mm.

二、减速器结构形式的确定及原理

根据使用情况和安装条件确定机座的结构形式，诸如采用卧式还是立式以及是否

由电动机直接驱动等。

由于汽车U型螺螺母拆装机要求移动方便，结构小巧，质量轻，所以应选择电机驱动。

2.1根据传动比的大小确定结构的形式。

少齿差减速器的结构型式较多，常见的型式可按输出的型式、减速器的级数、行

星齿轮的数目、使用安装的型式分类。

其中按输出型式可分为：

（1）销轴式这种减速器使用历史较长，应用范围较广，实践证明效率较高；在高速连续运转，功率较大或扭矩较大的使用场合下，可采用销轴式输出机构

（2）十字滑块式这种结构形式较简单，加工方便，但是承载能力及效率较销轴式低，常用于小功率、只有一个行星齿轮的结构中。

（3）浮动盘式这种结构形式较新颖，比销轴式容易加工，使用效果好。

但对其效率和承载能力还缺乏测试数据。

（4）零齿差式零齿差式输出机构的零件数量要少一些，结构紧凑、制造方便；

（5）双曲柄式高速轴减速后带动行星齿轮，动负荷小。

这种结构的轴向尺寸较大，加工精度要求高；

综合以上资料和设计思路，我选择销轴式少齿差减速器。

2.2减速器工作原理

第一减速部分：

当电动机带动偏心轴转动时，由于内齿轮与机壳固定不动，迫使行星齿轮绕内齿轮作行星运动（即作公转又作自转）；又由于行星齿轮与内齿轮的齿数差很少，所以行星齿轮绕偏心轴中心所作的运动为反向低速自转运动。

利用输出机构将行星轮的自转运动传递给输出轴，就可以达到减速的目的。

第二输出部分：

从结构上保证行星轮上的销孔直径比销轴套的外径大二倍偏心距。

在运动过程中，销轴套始终与行星齿轮上的销孔壁接触，从而使行星齿轮的自转运动通过轴套传给输出轴，以实现与输入轴方向相反的减速运动。

销轴式少齿差减速器工作原理图如下图1-1

K——内齿轮；H——偏心轴；V——销轴输出机构

三、齿轮的设计

3.1分配传动比

传动装置的总传动比可根据电动机的满载转速n和工作机的转速nw确定。

由i总=n/nw=2000/24=83

据表4.2.9查取i锥=1.8

∴i少=i总/i锥=83/1.8=46

3.2确定齿数差和齿轮齿数

3.2.1齿数差的确定

传动比i的绝对值等于行星轮齿数除以中心轮与行星轮的齿数差，齿数差愈小，则传动比i的绝对值愈大，因此为了得到较大的传动比，希望齿数差小，一般取齿数差为1～4，所以取齿数差为1。

3.2.2齿轮齿数的确定

由于内齿轮和外齿轮传动比i=46,齿数差为1，用相对速度法计算外齿轮齿

数，当内齿轮固定不动时，即W2=0的速比计算。

外齿轮的齿数Z1，由少齿差行星齿轮减速器的速比公式：

求得，即

Z1=|iHI|=46

内齿轮的齿数Z2为，Z2=Z1+1=47

3.3模数的确定

3.3.1行星轮转速N1=2116/46=46r/min

3.3.2在偏心轴上安装两个行星轮，则一个行星轮上的转矩可由《机械零件》109页式（7-1）求得，并设输入滚动轴承效率η’=0.98，故P1=P*η’

则T1==447600N·mm

3.3.3选择齿轮材料和确定许用齿跟弯曲应力。

外齿轮选用45号钢，调质，硬度HBS=217~255。

齿轮的由《机械零件》108页表7-1中，查得弯曲极限应力σlim1=650Mp。

内齿轮选用45号调质后表面淬火，硬度HRC=40-50,查得齿轮的弯曲极限应力σlim2=850MP。

3.3.4使用系数KA和动载荷系数KV

使用系数KA，因原动机是电动机，工作机有振动，按表7-3以及图7-8查得使用系数KA=1.25，动载荷KV=1.42（取齿轮的传动平稳精度为8级）

3.3.5计算模数

因YF1/σFP1=2.347/650>YF2/σFP2=2.346/850（YF为齿形系数）

所以，按外齿轮校核，并由表7-8查得：

取齿宽系数Φd=0.2。

根据《机械零件》117页7-7校核公式：

m≥（T1YFa1KAKV/ΦdZ12σFP2）1/3=1.69

所以：

取标准模数m=2

3.3.5计算圆周速度和验算动载荷系数

圆周速度V=πmZ1|N1-NH|/（60×1000）

=3.14×5×46|-46-2116|/（60×1000）

=26m/s

由图8-15中查得KV=1.42，与计算中采用的值接近，又因模数=2，故尺寸系数也与计算中的值一致，所以以上计算的值不需调整。

3.4渐开线少齿差内齿轮副的几何

1.模数:

m=2

2.原始齿行角:

＝20º查表＝0.36397

3.齿顶高系数:

=0.8

4.外齿轮齿数:

=46（滚齿）

5.外齿轮变为系数:

取＝1.02

6.啮合角:

取＝55.9898º

查表＝0.559340＝1.48499

7.内齿轮齿数:

＝47 （插齿）

8.内齿轮变位系数:

＝（0.504785-0.014904）+1.02＝1.693

9.插齿刀齿数:

选用＝25（GR70-60）

10.插齿刀的变位系数:

取＝0计算

11.插齿刀和被切内齿轮的切削啮合角:

＝0.014904+（1.6974-0）/（47-25）*2*0.3639=0.07106

查表＝32.671º

12.插齿刀和被切内齿轮之间的中心分离系数:

＝（-1）＝1.2793

13.标准中心距:

＝（-）=1

14.安装中心距:

A＝＝1.675

15.中心距分离系数:

＝＝0.3375

16.齿顶高减低系数:

＝-+＝0.3375-1.2793+1.02＝0.0782

17.齿顶高

外齿轮:

内齿轮：

18.分度圆

外齿轮：

内齿轮：

19.齿顶圆半径

外齿轮：

内齿轮：

20.基圆半径

外齿轮：

＝46*0.93693＝43.0988

内齿轮：

21.齿顶压力角

外齿轮：

tan=0.564

inv=0.05048

内齿轮：

tan=0.4403

inv＝0.02555

22.验算重合系数：

>1

＝

＝1.072>1符合要求

23.验算齿顶相碰：

>0

48.115+1.675-49.4836=0.3064>0符合要求

24.验算齿廓重迭干涉：

＝＝

＝-0.8227

＝180º-34.644º＝145.356º＝2.5369弧

＝＝-0.7889

＝142.0828＝2.4798弧

＝46（inv+）+（47-46）inv-（inv+）>0

=46（0.050482+2.5369）+0.504785-47（0