0 引言

随着制造业的发展，人们对减速器运行的稳定性要求也越来越高[1-2]。在常规的减速器结构方案中，毂类零件在轴上的安装和定位均采用传统的紧固方案，例如采用套筒、轴肩等刚性紧固元件[3-7]。当减速器长期运行在低速重载且冲击载荷出现频率较高的工况下，刚性紧固元件在冲击载荷的反复作用下会出现永久形变，从而导致减速器毂类零件轴向定位不准确；在减速器运行时，出现毂类零件的轴向松动，以至于出现振动、受力不均等一系列的缺陷。

针对上述不足，本文中我们提出了一种新颖的柔性限位二级圆锥-圆柱齿轮减速器。该方案的思路是采用高刚度弹性元件为轴上的毂类零件提供限位。通过在减速器中毂类零件的单侧安装具有一定初始预紧力的高刚性碟形弹簧，在减速器承受冲击载荷并达到一定阈值时，碟形弹簧产生微量形变以吸收冲击载荷的瞬时能量，可以减少或避免减速器工作时由于本身的刚性紧固方案所导致的形变、松动、振动等问题，提高减速器工作稳定性和可靠性。

1 柔性限位原理分析

1.1 基本原理分析

如图1所示，采用柔性限位的轴装配有刚性紧固件(如套筒、轴肩等)、弹簧(如碟形弹簧、环形弹簧等)和毂类零件(如齿轮、带轮等)。

图1中，弹簧预紧力为F0′；故弹簧对齿轮的反作用力为F0，与F0’大小相等，方向相反。在工作过程中，设齿轮承受的轴向力为Fa，该载荷的大小时刻变化。为便于示意，将Fa和F0的作用点重合并置于如图所示位置。根据Fa的大小和方向，可对载荷情况分为下述3类：① 当Fa与F0方向相同时，弹簧保持初始压缩量不变，齿轮的轴向位置不变；② 当Fa与F0方向相反，且Fa<F0时，弹簧保持初始压缩量不变，齿轮的轴向位置不变；③ 当Fa与F0方向相反，且Fa>F0时，弹簧在初始压缩量的基础上继续被压缩，齿轮的轴向位置变化量为(其中，K为碟形弹簧的刚度系数)。

例4.Shantou,then known as Swatow,was China’s third-largest port after Shanghai and Guangzhou and the port of departure of the Teochew diaspora...(China Daily,2018-05-23)(汕头，广州，潮州）

  

图1 柔性限位基本原理简图

以表1所示具体性能指标对二级圆锥-圆柱齿轮减速器进行设计。

1.2 柔性限位的二级圆锥-圆柱齿轮减速器

如图2所示，柔性限位二级圆锥-圆柱齿轮减速器主要由锥齿轮1、锥齿轮2、圆柱齿轮1、圆柱齿轮2和高刚性碟形弹簧1、2、3、4组成。4个弹簧安装时应施加预紧力，以使齿轮定位清晰。

  

图2 柔性限位二级圆锥-圆柱齿轮减速器结构示意图

Fa3=Ft3tan β=7 098×tan 12.282°=1.545×103N

当齿轮所受轴向力瞬时超过碟形弹簧预紧力时，碟形弹簧产生形变以吸收冲击载荷所产生的能量，避免载荷直接作用于刚性元件产生永久变形。

2 关键零件设计

2.1 齿轮结构参数设计

图1所示的柔性限位方案通过给弹簧施加预紧力，既在齿轮的轴向载荷低于某一定值条件下，保证了齿轮的定位精度，同时又避免了毂类零件与刚性紧固件的直接接触，也利用弹簧的弹性形变吸收冲击载荷的能量，以防止载荷过大导致的刚性零件永久变形。

 

表1 减速器性能参数表

  

额定输入转速/(r/min)1 400额定输入功率/kW12传动比10.04级数/级2效率/%94中心高/mm125

采用齿轮箱设计软件Gearbox 4.0进行动力参数求解，得到锥齿轮和圆柱齿轮的结构参数如表2和表3所示。

 

表2 锥齿轮的参数表

  

小弧齿锥齿轮大弧齿锥齿轮齿数z1443模数m/mm3.75压力角α/(°)20分度圆直径d/mm52.50161.25分锥角δ18°1'48″71°58'12″齿顶高系数h*a0.850顶隙系数C*0.188螺旋旋向左右中点螺旋角β/(°)35齿高/mm1.884.49

 

表3 圆柱齿轮的参数表

  

小斜齿圆柱齿轮大斜齿圆柱齿轮齿数z2685模数m/mm2.5螺旋角β/(°)12°16'55″分度圆直径d/mm66.52217.48压力角α/(°)20齿顶高系数h*an1顶隙系数C*0.25螺旋旋向右左齿高/mm2.502.50

2.2 碟形弹簧的选型设计

计算得到稳定工况下各齿轮所承受的轴向力为(部分计算过程略)：

Fr4=Fr3=2 643 N

αnsin δ+sin βmcos δ)=

“大蒜”是人们日常生活中的美蔬和佳料，过日子离不开它。据《本草纲目》记载：“其气熏烈，能通五脏，达诸窍，去寒湿，辟邪恶，消痈肿，化症积肉食，此其功也。”足见它的药用价值。

 

Fr2=Fa1=2 912.471 N

采用营养琼脂培养基[21]，分别接种10-5、10-6、10-7、10-8 四个稀释梯度的悬浮液，将接种好的培养皿于30 ℃培养24 h后进行好氧菌计数。计数时选取边缘整齐，菌落隆起，光滑的菌落进行计数。

(2)大圆锥齿轮轴向力为

2 912.471 N

(3)小圆柱斜齿轮。为了使斜齿圆柱齿轮所受的轴向力与弧齿圆锥齿轮的轴向力抵消一部分，则取小斜齿轮为右旋，所受到的轴向力为

当齿轮在额定工况工作时，轴向力不会超过碟形弹簧的预紧力，此时弹簧的限位功能与刚性定位元件的功能相同。

(4)炭质板岩具有中低阻中高视极化率特征，是区内典型的找矿干扰体；区分其与矿化体的主要依据是矿化体视极化率比其高，视电阻率比其低，结合异常分布规律可大概区分。

(4)大圆柱斜齿轮轴向力为

(1)小锥齿轮轴向力为

  

图3 碟形弹簧三维图

3) 主机安全防护。在部分主机上部署工业主机安全防护系统，只允许经过工控自身授权的软件运行，确保控制系统内部最小化的运行环境，阻止恶意软件执行及非法进程运行，保证安全生产。同时可以有效地管理USB口权限，避免外部设备带来的病毒、木马入侵的风险。

从各齿轮所承受的稳定轴向力分析，最大理想平稳轴向力约为3 000 N，考虑载荷的冲击性，确定载荷系数为2，故取2×3 000=6 000 N作为选择弹簧的最大载荷。选用碟形弹簧作为柔性限位元件，根据最大载荷6 000 N，选用碟形弹簧C系列，D=90 mm，d=46 mm，H0=5.7 mm，极限载荷7 680 N，如图3所示。

正解：事实上,Cu与稀硝酸反应后生成的硝酸铜中还有硝酸根离子,同样在硫酸中具有强氧化性,仍可以和过量的Cu粉反应生成NO气体。该题最好写离子方程式计算:4H2O,从离子方程式可以看出,反应时按的物质的量之比为3∶8∶2进行,而题中三者物质的量之比为3∶6∶4。显然,H+不足量,按H+计算,生成的NO气体物质的量为3mol。

3 建模与仿真

  

图4 总装三维图

建立齿轮、碟形弹簧和轴的总装三维模型，如图4 所示。其中，小锥齿轮和高速轴小齿轮的采用齿轮轴的结构形式，故未安装碟形弹簧，只有低速轴大齿轮和高速轴大锥齿轮安装有碟形弹簧来实现柔性限位。

碟形弹簧安装位置如图5所示。

  

图5 碟形弹簧安装位置

利用ANSYS Workbench对齿轮模型进行瞬态动力学分析(transient structual)[8]。操作步骤主要包括导入几何模型(如图6所示)、添加约束和载荷(如图7所示，在输入轴处施加转矩60 N·m，持续30 s后，在2 s时间内增大为120 N·m，持续并持续28 s后，在2 s时间内降低为80 N·m，持续28 s。)、划分网格(图8所示)、计算并显示(如图9～图12)。为了确定合理的网格数目以保证有限元分析的精度，分别以83 219、114 750、200 3243种网格数进行预先计算，所得X、Y、Z方向的变形量相对误差不超过0.5 %，收敛性良好，故图8采用114 750网格数目。

从表3可知，对泡椒猪皮细菌总数影响因素由主至次依次为植酸，茶多酚，乳酸链球菌素；对挥发性盐基氮的影响最大的是乳酸链球菌素，其次是植酸，茶多酚对其影响最小；对pH值的影响最大的是植酸，其次是乳酸链球菌素，茶多酚对pH值的影响不显著。

  

图6 三维模型导入 Ansys Workbench

  

图7 添加约束和载荷

  

图8 网格划分

由图9～图12所示，齿轮减速器在X、Y、Z 3个方向的变形量均属于区间[3.16×10-7 m， 7.45×10-6 m]，且变形量峰值部位仅出现在输入轴。故减速器采用碟形弹簧进行限位避免了冲击载荷下套筒、轴肩等刚性紧固元件的永久变形，从而大大改善传动系统的承载性能。

  

图9 总体变形示意

  

图10 X方向变形示意

  

图11 Y方向变形示意

  

图12 Z方向变形示意

4 结语

(1)提出了一种新型的柔性限位齿轮减速器，通过预紧的碟形弹簧实现齿轮的柔性限位：当齿轮所受轴向载荷低于预紧力时，碟形弹簧不产生形变，

齿轮定位准确；当齿轮所受轴向载荷高于预紧力时，碟形弹簧产生微小形变以吸收过大的轴向冲击能量，避免了刚性紧固元件永久变形所导致的松动、振动等缺陷，提升了减速器的运行可靠性。

(2)按照减速器的已知条件设计了二级圆锥-圆柱齿轮减速器，并将理想稳定的轴向力乘以载荷系数后进行碟形弹簧的选型。建立了柔性限位减速器的三维模型，利用有限元软件进行了瞬态动力学分析，结果显示采用碟形弹簧能够实现对减速器毂类零件的柔性限位，为柔性限位减速器的设计提供了一定的理论支撑。

企业的法务部门在提供合同法律服务、合同审核把关的同时，应当建立完善的合同专用章使用和保管的制度。合同应该经过编号、审批、企业法定代表人或其授权的代理人签署后方可加盖合同专用章。法务部门应该根据合同签定单位、业务类别、合同期限等要素进行编号，统一归口保存、归档。法务部门应该加强合同信息安全保密工作。不得以任何形式泄露合同订立与履行过程中涉及的商业秘密或者国家秘密。为合同订立、履行、监控等“上锁”。

参考文献

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