齒輪組設(shè)計(jì)原則

當(dāng)所設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)在不穩(wěn)定載荷下工作或兩相嚙合的齒輪都是硬齒面(HB>350)時(shí)，為使其失效不集中在某幾個(gè)輪齒上而提前報(bào)廢,應(yīng)使其中一個(gè)齒輪的任一輪齒與相嚙合的另一個(gè)齒輪的任一輪齒都有嚙合的機(jī)會(huì)，而且機(jī)會(huì)均等。在這種情況下，齒數(shù)比的選擇原則是:兩齒輪齒數(shù)互質(zhì)。一般要求相鄰齒輪齒數(shù)公約數(shù)盡量小，這樣一個(gè)齒上的形變可以均勻磨到盡量多的齒上。

齒輪的嚙合過(guò)程不僅受齒廓載荷分布的影響，同時(shí)還受齒向載荷分布的影響。在高精度齒輪加工中，常采用配磨工藝來(lái)補(bǔ)償制造和安裝誤差產(chǎn)生的偏差,以保證在常溫空載狀態(tài)下齒輪沿齒寬方向均勻接觸!。在實(shí)際的齒輪修形過(guò)程中，關(guān)鍵需要分清哪些變形可以忽略，而哪些變形必須重點(diǎn)分析。

齒輪組是指由很多齒輪組合在一起形成的一個(gè)小的系統(tǒng)，有很多大小不同的齒輪組成，而且所有的齒輪保持相同的旋轉(zhuǎn)速度（線速度）。主要是用來(lái)傳遞扭矩、改變速度和改變扭矩方向的。在冶金設(shè)備，傳動(dòng)箱等都有很大的應(yīng)用，在現(xiàn)在的制造上還存在一些問(wèn)題需要解決。

雖然機(jī)床變速箱嚙合齒輪組的應(yīng)用技術(shù)比較成熟，但其嚙合齒輪組會(huì)隨著工作時(shí)間的增加而發(fā)生齒輪磨損,主要包括齒面接觸疲勞磨損和齒根彎曲疲勞磨損，導(dǎo)致齒輪使用壽命大為減短。

齒輪組研究現(xiàn)狀

現(xiàn)國(guó)內(nèi)外有一些研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者已經(jīng)對(duì)機(jī)床變速箱嚙合齒輪組進(jìn)行了一定研究工作。就國(guó)內(nèi)而言，大連理工大學(xué)的郝東升等針對(duì)多個(gè)行星輪均布的大功率直齒行星傳動(dòng)系統(tǒng),提出了優(yōu)化齒輪修形參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，建立了有限元模型,最終優(yōu)化了齒輪修形參數(shù)”。重慶大學(xué)的姚陽(yáng)迪針對(duì)高速重載齒輪系統(tǒng)；展開(kāi)了齒輪彈性接觸、對(duì)流傳熱,齒廓修形研究，確定了基于熱彈變形的理想齒輪修形曲線。中北大學(xué)的趙心遠(yuǎn)等通過(guò)對(duì)齒輪受載情況的分析，介紹了因輪修形的原理和方法,并對(duì)齒輪修形的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行總結(jié)。另外，濟(jì)寧學(xué)院的袁野重點(diǎn)介紹了齒輪修形的概念機(jī)類型,提出了齒輪修形是降低噪聲的重要方法”。在國(guó)外也有學(xué)者對(duì)變速箱嚙合齒輪組做了研究,意大利AlessioAroni等提出了一種針對(duì)小齒輪的新穎的恢復(fù)準(zhǔn)雙曲面齒輪輪齒偏離的方法,使得初始設(shè)計(jì)的傳輸特性和高水平準(zhǔn)確性得以恢復(fù)，法國(guó)的J.Bruyere等提出了一種評(píng)估齒形修正對(duì)最小化傳輸誤差的影響,認(rèn)為優(yōu)化參數(shù)有利于齒廓設(shè)計(jì)的。

齒輪組研究意義

齒輪組齒形的修正可以提高嚙合齒輪組的穩(wěn)定性，降低齒輪受載變形和制造、裝配誤差引起的嚙合沖擊，改善齒面的潤(rùn)滑狀態(tài),以獲得更為均勻的齒面載荷分布。本文利用NX與ANSYS的接口技術(shù),提出了機(jī)床變速箱嚙合齒輪組齒形修正的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,結(jié)合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析和齒輪材料特性,改善了齒輪組嚙合過(guò)程的時(shí)變應(yīng)力分布情況，保證了該齒輪組工作過(guò)程的可靠性和穩(wěn)定性。

潤(rùn)滑與機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)息息相關(guān)，有人形象地把潤(rùn)滑油比喻為機(jī)械設(shè)備的血液，可以說(shuō)失去了潤(rùn)滑，就沒(méi)有機(jī)械設(shè)備的存在。冶金行業(yè)作為工業(yè)的基礎(chǔ)，其工作各個(gè)環(huán)節(jié)離不開(kāi)齒輪傳遞。由于齒輪之間的相對(duì)滑動(dòng)造成的磨損加劇了齒輪的損壞，加入潤(rùn)滑介質(zhì)提高傳遞效率和降低齒輪的摩擦磨損具有重要的作用。

齒輪組失效形式

在齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中，由于潤(rùn)滑油具有一定的黏性，因此很容易形成具有一定厚度的彈性潤(rùn)滑油膜，油膜的厚度決定了潤(rùn)滑的效果。太厚的油膜厚度會(huì)加劇傳動(dòng)設(shè)備的振動(dòng)進(jìn)而影響傳動(dòng)效率；太薄的油膜厚度會(huì)加劇傳動(dòng)部件之間的磨損進(jìn)而降低使用壽命。因此研究外因參數(shù)對(duì)油膜厚度的影響是分析齒輪組潤(rùn)滑系統(tǒng)失效的關(guān)鍵所在。綜合前人的研究成果，目前關(guān)于齒輪組潤(rùn)滑系統(tǒng)失效形式有以下兩種情況：

1)沒(méi)有正確選用潤(rùn)滑油，從而超出潤(rùn)滑油本身的使用性能。這種形式在齒輪組潤(rùn)滑失效形式中占很少一部分。

2)正確選用齒輪組潤(rùn)滑油。由于高溫、重載、高速與工作環(huán)境惡劣等原因?qū)е率В@種形式在齒輪組潤(rùn)滑失效形式中占絕大部分。

齒輪組失效因素

冶金設(shè)備中齒輪組運(yùn)行的時(shí)候，潤(rùn)滑效果受到很多因素的影響，以下分別從溫度、載荷、速度三個(gè)主要影響方面來(lái)考慮其對(duì)搖臂潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響。

溫度

目前，齒輪組用潤(rùn)滑介質(zhì)都有一定的揮發(fā)性，加之工作時(shí)的持續(xù)高溫，潤(rùn)滑介質(zhì)受高溫會(huì)蒸發(fā)，蒸發(fā)導(dǎo)致潤(rùn)滑系統(tǒng)缺油，會(huì)引起潤(rùn)滑不足，造成齒輪箱齒輪和軸承磨損和劃傷，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致齒面膠合和抱軸事故的發(fā)生。參考潤(rùn)滑油的化學(xué)特眭，當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度在70℃以上的環(huán)境中持續(xù)使用的時(shí)候，會(huì)大大降低潤(rùn)滑油的黏性，進(jìn)而影響到工作效率吲。潤(rùn)滑油作為一種液體材料，其黏度收到溫度的影響很大。一般情況下，潤(rùn)滑油的黏度隨著溫度的升高表現(xiàn)出降低的變化趨勢(shì)。邊界潤(rùn)滑效果對(duì)流體油膜的形成影響很大。邊界潤(rùn)滑是潤(rùn)滑油和齒輪表面的相對(duì)滑動(dòng)，如果溫度過(guò)高會(huì)降低相對(duì)滑動(dòng)的效率，也就是說(shuō)會(huì)使得潤(rùn)滑油像水一樣，這無(wú)形中會(huì)加劇齒輪的表面點(diǎn)蝕的發(fā)生，進(jìn)而使得潤(rùn)滑失效的加劇發(fā)生。

載荷

載荷能夠加劇油膜的壓力變形，進(jìn)而對(duì)油膜厚度造成很大的影響，為此研究載荷對(duì)潤(rùn)滑的時(shí)效影響。無(wú)論是在何種載荷條件下，在曲線的頸縮處，油膜厚度均達(dá)到最小值。隨著載荷的增加，油膜厚度表現(xiàn)出明顯的減小趨勢(shì)，太小的油膜厚度會(huì)影響到潤(rùn)滑油的流動(dòng)，降低潤(rùn)滑效果。這也是重載運(yùn)輸設(shè)備潤(rùn)滑效果失效率高，容易產(chǎn)生齒輪點(diǎn)蝕的原因。

速度對(duì)潤(rùn)滑失效影響

齒輪的旋轉(zhuǎn)速度影響到潤(rùn)滑油的移動(dòng)速度，油膜的形成與潤(rùn)滑油的移動(dòng)速度影響很大，為此研究齒輪旋轉(zhuǎn)速度對(duì)潤(rùn)滑的時(shí)效的影響。無(wú)論是在何種齒輪旋轉(zhuǎn)速度條件下，油膜厚度隨著齒輪旋轉(zhuǎn)速度的增加表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，齒輪旋轉(zhuǎn)速度對(duì)油膜厚度分布影響很大。

介紹

空壓機(jī)是氣動(dòng)系統(tǒng)的核心設(shè)備 ，是將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置 ，廣泛應(yīng)用于車輛制動(dòng) 、大型船用柴油機(jī)的起動(dòng) 、風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 、地下通道換氣 、輪胎充氣以及工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中 ，為企業(yè)主要耗能設(shè)備之一 ，進(jìn)行空壓機(jī)的節(jié)能研究具有理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值且多有報(bào)道 ，其主要通過(guò)采用變頻控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能通過(guò)更換空壓機(jī)齒輪組降低能耗的研究鮮有報(bào)道 。

通過(guò)更換空壓機(jī)齒輪組節(jié)能的可行性

空壓機(jī)的選擇主要依據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力和容積流量?jī)蓚€(gè)參數(shù) ，確定空壓機(jī)的輸出壓力和吸入流量 ，最終選取空壓機(jī)的型號(hào) ；空壓機(jī)的產(chǎn)氣量和壓力與缸徑 、缸數(shù) 、電機(jī)功率以及轉(zhuǎn)速四者有關(guān) ；當(dāng)產(chǎn)氣量一定的時(shí)候 ，缸徑及缸數(shù)大時(shí)轉(zhuǎn)速低 ，缸徑及缸數(shù)小時(shí)轉(zhuǎn)速高 。在功率不變的情況下 ，當(dāng)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí) ，容積流量和工作壓力也相應(yīng)發(fā)生變化 ；轉(zhuǎn)速低時(shí) ，工作壓力大 、排氣量小 ；轉(zhuǎn)速高時(shí) ，工作壓力小 、排氣量大 。因?yàn)閴毫ψ兇髸?huì)導(dǎo)致油的密封性變差 。 因此對(duì)于同一功率空壓機(jī)可通過(guò)更換齒輪組（改變缸徑和缸數(shù)）來(lái)調(diào)整主機(jī)技術(shù)曲線 、改變其轉(zhuǎn)速 ，從而達(dá)到增加出氣量 、降低能耗的效果 。

齒輪組參數(shù)優(yōu)化CAD系統(tǒng)

齒輪組參數(shù)優(yōu)化 CAD 系統(tǒng)是面向用戶開(kāi)發(fā)的程序，用戶不關(guān)心內(nèi)部程序如何實(shí)現(xiàn)，感受到的是系統(tǒng)的實(shí)用性，操作界面簡(jiǎn)單，容易上手，設(shè)計(jì)結(jié)果可靠這才是用戶最關(guān)心的，所以系統(tǒng)的可視化界面是否設(shè)計(jì)得當(dāng)是評(píng)價(jià)一款軟件的重要標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)主要內(nèi)容是對(duì)整個(gè)CAD 系統(tǒng)的各個(gè)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)。

雖然國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者都對(duì)汽車變速器齒輪 CAD 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)做出了不懈的努力，取得了許多研究成果，也為今后的研究提供了很多的借鑒，但由于各種原因，到目前為止還沒(méi)有一款經(jīng)濟(jì)有效的開(kāi)發(fā)軟件，能夠同時(shí)具有自動(dòng)化生產(chǎn)與最優(yōu)化設(shè)計(jì)為一體的變速器齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)。造成目前在變速器齒輪制造中仍然采用的是常規(guī)的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)結(jié)果不理想，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，不能適應(yīng)市場(chǎng)快速發(fā)展的趨勢(shì)，究其原因主要有下面幾方面：

(1)雖然達(dá)到了應(yīng)用的要求，可以實(shí)現(xiàn)汽車變速器設(shè)計(jì)的自動(dòng)化，但因?yàn)槠溟_(kāi)發(fā)成本高，維護(hù)費(fèi)用昂貴，導(dǎo)致一些中小企業(yè)無(wú)力購(gòu)買使用，不能夠廣泛推廣使用，這些軟件主要以國(guó)外開(kāi)發(fā)的齒輪設(shè)計(jì)軟件為主。

(2)對(duì)用戶有較高要求，操作復(fù)雜，需要投入大量的資金進(jìn)行軟件本身的專業(yè)學(xué)習(xí)培訓(xùn)，這也成為許多企業(yè)與工人無(wú)法使用的一個(gè)弊端，這部分以國(guó)外大型齒輪開(kāi)發(fā)軟件為主。

(3)開(kāi)發(fā)的軟件達(dá)不到既定的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)質(zhì)量不能被保證。國(guó)內(nèi)大多數(shù)開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，要不只是實(shí)現(xiàn)了齒輪的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，沒(méi)有優(yōu)化設(shè)計(jì)。要不在優(yōu)化方面采用常規(guī)優(yōu)化方法，不能夠達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)，造成設(shè)計(jì)結(jié)果不能達(dá)到滿意的效果。所以，雖然前人都進(jìn)行了很多的研究，但仍然存在較大的研究空間，也具有很高的研究?jī)r(jià)值，利用前人的研究成果，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，利用更加先進(jìn)的方法，真正實(shí)現(xiàn)汽車變速器的自動(dòng)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化。 2100433B

一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。

硬齒面齒輪輪齒

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)；

硬齒面齒輪齒槽

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

硬齒面齒輪法面

指的是垂直于輪齒齒線的平面

硬齒面齒輪齒頂圓

是指齒頂端所在的圓

硬齒面齒輪齒根圓

是指槽底所在的圓

硬齒面齒輪基圓

形成漸開(kāi)線的發(fā)生線作純滾動(dòng)的圓

硬齒面齒輪分度圓

是在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓。

手動(dòng)發(fā)電機(jī)包括發(fā)電機(jī)本體、與發(fā)電機(jī)軸相連接的齒輪組和與齒輪組剛性連接的線輪；齒輪組的介輪一側(cè)設(shè)有儲(chǔ)備機(jī)械能的彈簧，當(dāng)用繩拉拽線輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)與線輪剛性連接的齒輪帶動(dòng)電機(jī)正轉(zhuǎn)發(fā)電，同時(shí)使該彈簧儲(chǔ)備機(jī)械能，當(dāng)松手時(shí)，彈簧釋放機(jī)械能通過(guò)齒輪帶動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)發(fā)電。

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種微型手動(dòng)發(fā)電機(jī)，該微型手動(dòng)發(fā)電機(jī)的儲(chǔ)備機(jī)械能的彈簧可以充分利用拉繩拉拽時(shí)儲(chǔ)存的動(dòng)能在松手時(shí)而將其釋放，以使發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)發(fā)電，改變了現(xiàn)有技術(shù)中反向不發(fā)電的問(wèn)題，使其機(jī)械能得到了充分的利用，特別適用于照明領(lǐng)域。

主權(quán)項(xiàng)

1、微型手動(dòng)發(fā)電機(jī)，至少包括發(fā)電機(jī)本體和與其電機(jī)軸相嚙合傳動(dòng)的齒輪組、及帶動(dòng)齒輪組轉(zhuǎn)動(dòng)的線輪和纏繞在該線輪上的拉繩，其特征在于在發(fā)電機(jī)軸的小齒輪上連接有與線輪剛性連接并使其反向轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電的儲(chǔ)能裝置。