《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書-加熱爐裝料機(jī)

1、目 錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù).3 1.1 設(shè)計(jì)題目 .3 1.2 設(shè)計(jì)背景.3 1.3 設(shè)計(jì)任務(wù).3 1.4 設(shè)計(jì)方案.3 第二章 機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.5 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .5 2.2 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸及外形.5 2.3 傳動(dòng)比的確定.6 2.4 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的確定.6 第三章 蝸桿和蝸輪的設(shè)計(jì).8 3.1 蝸桿蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算.8 3.2 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸.9 3.3 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.9 第四章 軸的設(shè)計(jì)及校核.12 4.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì) .12 4.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì).13 4.3 軸的校核.14 第五章 齒輪的計(jì)算.19 第六章 箱體的設(shè)計(jì).23 設(shè)計(jì)小結(jié)

2、與心得體會(huì).27 參考文獻(xiàn).28 第 1 章 設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1 設(shè)計(jì)題目 加熱爐裝料機(jī) 圖 1.1 加熱爐裝料機(jī) 1.2 設(shè)計(jì)背景 （1）題目簡(jiǎn)述 該機(jī)器用于向加熱爐內(nèi)送料。裝料機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)裝 置是裝料機(jī)推桿做往 復(fù)移動(dòng)，將物料送入加熱爐內(nèi)。 （2）使用狀況 室內(nèi)工作，需要 5 臺(tái)，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速 誤差4%；使用期限為 10 年，每年工作 250 天，每天工作 16 小時(shí)，大修期為 3 年。 （3）生產(chǎn)狀況 中等規(guī)模機(jī)械廠，可加工 7、8 級(jí)精度的齒輪、蝸輪。 1.3 設(shè)計(jì)參數(shù) 已知參數(shù)：推桿行程 200mm。 表 1.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 數(shù)據(jù)編

3、號(hào)12345 電動(dòng)機(jī)所需功率/kW22.52.833.4 推桿工作周期/s4.33.73.332.7 1.4、設(shè)計(jì)任務(wù) 1）設(shè)計(jì)總體傳動(dòng)方案，畫總體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，完成總體方案論證。 2）設(shè)計(jì)主要傳動(dòng)裝置，完成主要傳動(dòng)裝置的裝配圖。 3）設(shè)計(jì)主要零件，完成兩張零件工作圖。 4）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 方案如下方案如下： 1電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3蝸桿減速器 4箱體 5齒輪減速器 6擺桿 電動(dòng)機(jī)所需功率: p=2kw 圖 1.1 設(shè)計(jì)方案 第第 2 2 章章 機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.1、電動(dòng)機(jī)的選擇 1.）電動(dòng)機(jī)的類型 按工作要求選用 Y 系列全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓 380V。 2.）

4、選擇電動(dòng)機(jī)的容量 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)所需功率已給出既 p=2kw 所以查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-164 可選用 Y112M-6 表 2-1 電動(dòng)機(jī)參數(shù)表 最大轉(zhuǎn)距堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)距電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率 /kw 同步轉(zhuǎn)速/滿載轉(zhuǎn) 速/（r/min） m n 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 /kg 額定轉(zhuǎn)距額定轉(zhuǎn)距 Y112M-6 2.2kw 940 中 2.0 2.0 2.2、電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸及外形尺寸 根據(jù)題目的實(shí)際情況，可采用機(jī)座帶座腳，端蓋無(wú)凸緣 Y 系列電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)的安裝 尺寸及外形尺寸查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-166 可列出下表。 表 2-2 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸及外行尺寸(mm) 機(jī)座號(hào)級(jí)數(shù) ABCDEF 112M

5、61901407028+0.009 -0.004 608 續(xù)表 GHKABACADHDBBL 2411212245230190265180400 電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸和外形尺寸的大體示意圖如下圖所示。 圖2-1 電動(dòng)機(jī)的 安裝尺寸和外形尺寸的大體示意圖 2.3、傳動(dòng)比的確定 總傳動(dòng)比 67 14 940 w m n n i總 因運(yùn)輸帶速度允許有誤差 則 4%68 . 2 67i 分配傳動(dòng)比 10i ii 總 估?。?則 22 0 i3 1 i66 10 iii總 2.4、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 按機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 2-5 確定各部分的效率： 滾動(dòng)軸承： 聯(lián)軸器: 99.0 0 99.0 1 蝸輪

6、蝸桿： 齒 輪：75.0 2 98.0 3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算： 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： MN n p T r nn kwp m 32.20 940 2 95509550 min 940 2 0 0 0 0 0 1 軸（蝸桿軸）： kw n p T kw n p T r nn kwpp kwpp c c r r rc r 91.199550 12.209550 min 940 96.199.098.1 98.199.02 1 1 1 1 1 1 01 011 101 2 軸（渦輪軸）： kw n p T kw n p T r i n n kwpp kwpp c c r r rc cr 38.32

7、69550 62.3289550 min 72.42 46.199.047.1 47.1 2 2 1 2 2 2 0 1 2 022 212 3 軸（齒輪軸）： kw n p T kw n p T r i n n kwpp kwpp c c r r rc cr 32.9529550 02.9599550 min 24.14 42.199.043.1 43.198.046.1 3 3 3 3 3 3 1 2 3 023 323 各軸的輸出功率或輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入功率或輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率 0.99。 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦拢?表 2-3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)匯總 第三章 蝸桿和蝸輪的設(shè)計(jì)

8、 3.1、蝸桿蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1） 、選擇蝸桿傳動(dòng)類型： 由以上分析可知：輸入功率 P=2kw，i=22。min/940 1 rn 根據(jù) GB/T 10085-1988 的推薦，采用漸開(kāi)線渦輪蝸桿（ZI） 。 2） 、選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)的功率不大，速度是中等，故蝸桿用 45 鋼，因希望效率高些，耐磨 性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 4555HRC。蝸輪用鑄造錫磷青銅 ZCuSn10P1，砂模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒面用青銅制造，而輪芯用鑄鐵 HT100 鑄造。 3） 、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行 設(shè)計(jì)，再校核齒根彎

9、 曲疲勞強(qiáng)度，傳動(dòng)中心距： 3 2 2 H PEZ Z KTa （1）由表 3-1 可知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 MN r 328T2 （2）確定載荷系數(shù) K 因工作中有輕微的振動(dòng)，故取載荷分布不均系數(shù)；由主教材表 11-5 選取45 . 1 K ；由于轉(zhuǎn)速中等，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)；則：05 . 1 A K15 . 1 v K 21 . 1 05 . 1 45. 115 . 1 VA KKKK （3）確定彈性系數(shù) E Z 因?yàn)檫x用的是鑄造錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故：=160。 E Z 21 MPa 4） 、確定接觸系數(shù) Z 先假設(shè)蝸桿的分度圓直徑于傳動(dòng)比的比值，從主 教材圖 11-18 中可

10、查的35 . 0 1 ad =2.9。 Z 5） 、確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪的材料為鑄造錫磷青銅 ZCuSn10P1，砂模鑄造， 查表 11-7 中查的渦輪的基本許用壓力MPa H 180 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) : n=42.73；j=1； h njLN60 hLh400001625010 所以 ； 8 10026 . 1 40000173.4260N 壽命系數(shù)： ；75. 0 10 8 7 N KHN MPaKHN HH 4275. 056 6） 、計(jì)算中心距 25.138) 180 9 . 2160 (32862021. 1 2 3 a 取中心距 a=160mm，因 i=22，故從主教材表 11

11、-2 取模數(shù) m=6.3，蝸桿的分度圓直 mmd63 1 3.2、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸： 1）蝸桿 軸向齒距 mmmPa78.17 直徑系數(shù) mm m d q10 1 齒頂圓直徑 mmmhdd aa 6 . 753 . 612632 * 11 齒根圓直徑 25.472 * 11 ）（mcmhdd af 分度圓導(dǎo)程角 0 1 32.11; 2 . 0 10 2 tan q z 蝸桿軸向齒厚 mm m Sa89 . 9 2 2）蝸輪：齒數(shù)；1032 . 0 ;41 22 xz變位系數(shù)： 蝸輪分度圓直徑 mmmzd 3 . 258 22 蝸輪喉圓直徑 mmhdd aa 6 . 26965

12、. 5 23 .2582 22 2 蝸輪齒頂高 mmXhmh aa 65. 5)( 2 * 2 蝸輪齒根圓直徑 mmhfddf24.2412 22 2 蝸輪齒根高 mmddcXhmh faf 53 . 8 )( 2 1 )( 22 2 * 2 * 蝸輪咽喉母半徑 2 .25 6 . 269 2 1 160 22 2 1 ag dar 3.3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 53 . 1 2 12 2 FF YY mdd kT a F 當(dāng)量齒數(shù) 48.43 )32.11(cos 41 cos 33 2 2 z Zv 根據(jù)，；從主教材圖 11-19 中可查得齒形系數(shù)132. 0-X248.43 2 v Z4

13、9 . 2 2 a F Y 螺旋角系數(shù) 9192 . 0 140 32.11 1 140 -1 r Y 許用彎曲應(yīng)力 FNFF k ， 從主教材表 11-8 中查得由鑄造錫磷青銅 ZCuSn10P1 基本許用彎曲應(yīng)力。 MPa F 56 壽命系數(shù) 59 . 0 10026 . 1 10 9 8 6 FN K MP F 04.3359. 056 58.139192 . 0 49 . 2 3 . 6 3 . 25863 32862021 . 1 53 . 1 53. 1 21 2 FF mdd KT 所以強(qiáng)度是滿足的。 圖 3.1 蝸桿外形圖 圖 3.2 蝸輪圖 3.4、熱平衡校核 蝸桿傳動(dòng)由于效

14、率低，所以工作是發(fā)熱量大，在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí) 散掉，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂?，從而增大摩擦損失，甚至膠合。所以，必須采取 冷卻措施。 常采用的冷卻措施有： 1、加散熱片以增大散熱面積。 2、在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇以加速空氣的流通。 3、在傳動(dòng)箱內(nèi)裝循環(huán)冷卻管路。 3.5、效率的校核 )tan( tan )96 . 0 95 . 0 ( v 已知，。32.11 vv farctan有關(guān)與相對(duì)滑動(dòng)速度 sv fv s m nd vs16 . 3 32.11cos100060 94063 cos100060 11 從表 11-18 中用插值法查的；代入式中的，大于估計(jì)值，因此 8

15、51;0338 . 0 vv f81 . 0 不用重算。 第四章 軸的設(shè)計(jì)及校核 4.1、蝸桿軸的設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由表 3-1 可知： kWP98. 1 1 min 940 1 r n kNT12.20 1 2、求作用在齒輪上的力 kN d T FF at 64. 0 63 12.2022 1 1 11 kNaFFF trr 92 . 0 tan 221 kN d T FF ta 54 . 2 3 . 258 62.32822 2 2 21 3、初步確定軸的最小直徑 先按主教材式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)主 教材表 15-

16、3，取于是得：112 0 A mmAd n p36.14 3 1 1 0min 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處，軸的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔 1 d 1 d 徑相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查主教材表 14-1 考慮轉(zhuǎn)矩變化很小故取則： 1 TkT Aca 1.3 A k = MNTkT aca 16.2612.203 . 1 1 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)該小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表 6-100 ca T 選用彈性柱銷聯(lián)軸器：LT4 聯(lián)軸器=。聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩為 63N.M.孔徑， 6225 4424 JB ZC mmd28 2 故取。聯(lián)軸

17、器的長(zhǎng)度為 62mm，聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為 40mm。mmd28 2 4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 、為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位，左端需制出一軸間故，為了保證軸端擋圈只mmd32 2 壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸上故mml60 1 （2） 、初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。 參照。由機(jī)械設(shè)計(jì)綜合教程設(shè)計(jì)選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐mmd32 2 滾子軸承 32208，起尺寸由手冊(cè)上查得 32208 型軸承的定位軸間高度好為 7mm，因此 。mmd47 4 （3）考慮到軸承端蓋的寬度取。mml50 2 （4）軸上零件的周向定位，采用平鍵連接，查

18、主教材表 6-1 選用平鍵為 bxh=6x6,長(zhǎng)度為 40mm。 （5）確定軸上的圓角和倒角尺寸 參考主教材表 15-2，取軸端倒角為 45 度,各軸間處的圓角半徑如圖 圖 4.1 蝸桿軸 4.2、蝸輪軸的設(shè)計(jì) 1、求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由表 3-1 可知： kWp47 . 1 2 min 72.42 2 r n MNT62.328 2 2、求作用在齒輪上的力 kNFF at 54 . 2 12 kWaFFF trr 92. 0tan 212 kWFF ta 64. 0 12 3、初步確定軸的最小直徑 先按主教材式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根

19、據(jù)主 教材表 15-3，取于是得：112 0 A mm n P d45.183 2 2 min 4、軸的設(shè)計(jì)尺寸如圖： 圖 4.2 蝸輪軸 5、軸承的類型的選擇： 初步選擇滾動(dòng)軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)綜合教程設(shè)計(jì)選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列 圓錐滾子軸承參照工作要求，取單列圓錐滾子軸承型號(hào)為：32208. 5、軸上零件的周向定位，采用平鍵連接，查主教材表 6-1 選用平鍵為 bxh=6x6,長(zhǎng)度為 40mm。 6、確定軸上圓角和倒角尺寸 參考主教材表 15-2，取軸端倒角為 45 度,各軸間處的圓角半徑如圖。 4.3、軸的校核 1、做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下： 根據(jù)前面的分析，我們可以分析出： M

20、NT12.20kNFa54. 2kNFt92.0kNFt64 . 0 MNMH2.55 kNFNV64 . 0 1 kNFNV64 . 0 2 kNFF NHNH 46. 0 21 MNM24.67 2、做出彎矩圖、扭矩圖如下： 圖 4.3 彎矩扭矩圖 3、校核軸的強(qiáng)度： 水平面力和力矩： MNLFM kN F FF kNFFF NHH t NHNH tNHNH 4 . 3812032 . 0 32 . 0 2 64 . 0 1 21 21 可得： 豎直平面內(nèi)的力和力矩 MNLFM kN F FF kNFFF NHH r NvNv rNVNV 2 . 5512046 . 0 46 . 0 2

21、92. 0 1 21 21 可得： 總彎矩MNMMM VH 24.67 22 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受的最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。C 根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)值，并取 0.6,:a 軸得計(jì)算應(yīng)力 4.8 )( 22 W aM 3 1 . 0 dW 前面已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查的 因此， 4、按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核 這種校荷計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載 荷的基礎(chǔ)上，即可通過(guò)分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面，按主教材式（3-35）求出計(jì)算安全 系數(shù)并應(yīng)使其稍微大于或至少等

22、于設(shè)計(jì)安全系數(shù) S，即： ca S S SS SS Sca 22 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 15-1 查得 MPa B 640MPa275 1 MPa155 1 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表 3-2 查得又 3 . 1, 5 . 1 由附圖 3-1 可得軸的材料的敏性系數(shù)為。85 . 0 , 5 . 1 qq 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按（附 3-4）為： 255 . 1 ) 130. 1 (85 . 0 1) 1(1 41 . 1 ) 15 . 1 (82. 01) 1(1 qK qK 由附圖 3-2 知尺寸系數(shù)，由附圖 3-3 得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)軸按磨削加工，由6 . 0

23、 8 . 0 z 附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為:92. 0 z 軸按磨削加工，由附圖 3-4 得表面質(zhì)量系數(shù)為，軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理即92. 0 z ，按式 3-12 及 3-12a 得綜合系數(shù)為1 q 故的綜合系數(shù)為: 66 . 1 1 92 . 0 1 8 . 0 255. 1 1 1 44 . 2 1 92 . 0 1 6 . 0 41 . 1 1 1 K K K K 又由 3-1 及 3-2 得碳鋼的特性系數(shù)： 05 . 0 , 1 . 005 . 0 1 . 0, 2 . 01 . 0 取 取 于是計(jì)算安全系數(shù)值，按式 15-7 及 15-8 則得 ca S 5 . 187. 7 8

24、8 . 7 65.126 88. 765.126 88 . 7 2 23 05 . 0 2 23 66 . 1 155 65.126 01 . 054. 141 . 1 275 2222 1 1 S SS SS S K S S K S M M 故可知其安全。 5、鍵的校荷 1）蝸輪軸上的校核 平鍵截面，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵軸和輪轂的材料都是鋼。66hbmml36mmLl36 由表 6-2 查得許用擠壓應(yīng)力，取其平均值鍵與輪轂鍵槽的100120 pa MP :110 pa MP 接觸高度由式 6-1 可得： mmhK365 . 05 . 0 MPa kld T p 110304 . 0 20363

25、62.32822 可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度合適 6、滾動(dòng)軸承的確定與校核 工作期限為十年，每年工作 250 天；大修期為三年，軸承的壽命： hLh400001625010 軸承上所承受的徑向力軸向力。NFNF rBrA 512,512kNFa27 . 1 2 軸承的工作轉(zhuǎn)速為，軸的直徑為 40，初選圓錐滾子軸承 32208，由機(jī) min 940r 械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)表67 知基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷kNCr8 .77 。 kNCor2 .97 根據(jù)主教材表 13-7 知，派生的軸向力的計(jì)算公式：(2 ) rd FFY 又 e F F F F r a r a 512 1270 21 查主教材表 1

26、3-5 知 Y=1.4，X=0.4 NFF dd 86.182 4 . 12 512 21 NFF NFFF FFF da daa dad 512 86.1452 22 21 21 徑向當(dāng)量載荷計(jì)算公式 )( arp YFXFfP NP Np 2 . 2867 4082 2 1 由主教材表 13-6 知載荷系數(shù)，取 ，由主教材表 13-4 知溫度系數(shù)1.21.8 P f :1.3 P f ， （軸承工作溫度） ；對(duì)于滾子軸承。1.0 T f 15010 3 所以軸承的基本額定動(dòng)載荷為： 32208 型軸承KNkN nL f pf C h t Ap A 8 . 77498 . 8 ) 10 40

27、00094060 ( 1 2 . 28673 . 1 ) 10 60 ( 3 10 6 3 10 6 能滿足工作要求。 驗(yàn)算該軸承壽命，根據(jù)式 5 3 10 66 1007. 2) 512 . 0 498. 81 ( 94060 10 )( 60 10 hp Cf h Lh n L t 高于預(yù)期壽命，即滿足設(shè)計(jì)要求。 第五章 齒輪的計(jì)算 1、選定齒輪類型精度等級(jí)、材料及齒數(shù)。 （1） 、根據(jù)傳動(dòng)方案選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （2） 、加熱爐裝料機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，故選用 7 級(jí)精度。 （3） 、材料的選擇：由表(10-1)選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材

28、 料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS。二者材料硬度差為 40HBS。 （4） 、選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù).24 1 Z72 2 Z 2、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由主教材公式(10-9a)進(jìn)行試算： MN Z u ukT d H E d t 5 3 21 1 1029 . 3 ) ( 1 32 . 2 （1） 、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1）試選載荷系數(shù)。3 . 1 t K 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： MN n p T 5 5 1 1 5 1 1029 . 3 72.42 47 . 1 10 5 . 9510 5 . 95 3）查表(10-7)選取齒寬系數(shù)。1 d 4）由表（10-6）查

29、得材料的彈性影響系數(shù)。 1 2 189.8 E ZMPa 5）查圖（10-21d）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的 lim1 600 H MPa 接觸疲勞強(qiáng)度極限。 lim2 550 H MPa 6）由公式(10-13)計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 8 11 1003 . 1 )1016250(127.426060 h jLnN 7 8 2 102 . 3 2 . 3 1003 . 1 N 7）查圖(10-19)取接觸疲勞壽命系數(shù)；。15 . 1 1 HN K25 . 1 2 HN K 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù)，由公式 10-12 得1S MPaMPa S

30、 KHN H 69060015 . 1 1lim1 1 MPaMPa S KHN H 5 . 68755025 . 1 2lim2 2 (2)計(jì)算 1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 1t d H 2 1 3 1 1 2.32 E t dH KTZu d u mmmm53.81) 5 . 687 8 . 189 ( 3 4 1 1029 . 3 3 . 1 32 . 2 3 2 5 2） 計(jì)算圓周速度 。v smsm nd v t /18 . 0 / 100060 72.4253.81 100060 11 3） 計(jì)算齒寬。b mmdb td 53.81 1 4） 計(jì)算齒寬與齒高之比。

31、 b h 模數(shù) mmmm z d m t t 4 . 3 24 53.81 1 1 齒高 mmmmmh t 65 . 7 4 . 325 . 2 25 . 2 66.10 65 . 7 53.81 h b 5） 計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù)，7 級(jí)精度，查圖 10-8 得動(dòng)載系數(shù)；smv/18 . 0 05 . 1 V K 直齒輪，；1 HF KK 查表(10-2)得使用系數(shù)； 1 A K 查表(10-4)用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，。423 . 1 H K 由，查圖得；故載荷系數(shù)66.10 h b 423 . 1 H K35 . 1 F K 494 . 1 423 . 1

32、1105 . 1 HHVA KKKKK 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度直徑，由公式(10-10a)得 mm K K dd T t 4 . 85 3 . 1 494 . 1 53.81 3 3 11 7） 計(jì)算模數(shù)。m mm z d m558 . 3 24 4 . 85 1 1 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式(10-5): 1 3 2 1 2 FaSa dF Y YKT m z （1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1） 查圖得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 1 500 FE MPa ； 2 380 FE MPa 2） 查圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)， ;91 . 0 1

33、N K98 . 0 2 N K 3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)，由公式得1.4S MPa S K FEFN F 325 4 . 1 50091 . 0 11 1 1 MPa S K FEFN F 266 4 . 1 38098 . 0 12 2 4） 計(jì)算載荷系數(shù)。K 4175 . 1 35 . 1 105 . 1 1 FFVA KKKKK 5） 查取齒形系數(shù)。 查表查得 ；。 1 2.65 Fa Y236 . 2 2 Fa Y 6） 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 查表查得 ； 1 1.58 Sa Y752 . 1 2 Sa Y 7） 計(jì)算大、小齒輪的并加以比較。 FaSa F Y Y

34、 01288 . 0 325 58 . 1 65 . 2 1 11 F SaFaY Y 014727 . 0 266 752 . 1 236.2 2 22 F SaFa YY 顯然:大齒輪的數(shù)值大。 （2） 設(shè)計(jì)計(jì)算 mmm88 . 2 014727 . 0 241 1029 . 3 4175 . 1 2 3 2 5 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，m 由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定m 的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2.88 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3mm

35、，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪mmd53.81 1 齒數(shù) 27 3 53.81 1 1 1 m d z 大齒輪齒數(shù) 。81273 2 z 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并 做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 1. 幾何尺寸計(jì)算 （1） 計(jì)算分度圓直徑 mmmzd81327 11 mmmzd243381 22 （2） 計(jì)算中心距 mm dd a162 3 24381 2 21 （3） 計(jì)算齒輪寬度 取，。mmmmdb d 81811 1 mmB81 2 mmB85 1 第六章 箱體的設(shè)計(jì) 6.1、箱體 1、箱體尺寸計(jì)算 表 6-1 名稱符號(hào)蝸桿減速器的

36、尺寸關(guān)系及結(jié)果 箱座壁厚=10mm 箱蓋壁厚 1 mm5 . 81085. 085 . 0 1 箱座凸緣厚度bmmb15105 . 15 . 1 箱蓋凸緣厚度 1 bmmb75.125 . 85 . 15 . 1 11 箱座底凸緣厚度 2 bmmb25105 . 25 . 2 2 地腳螺栓直徑 f dmmadf76.1712160036 . 0 12036. 0 地腳螺栓數(shù)目n4n 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1 dmmdd f 32.1376.1775. 075. 0 1 箱蓋箱座聯(lián)接螺栓直徑 2 dmmdmmdd f 10118)6 . 05 . 0( 22 ，取 聯(lián)接螺栓的間距l(xiāng) ,200150

37、mml 軸承端蓋螺釘直徑 3 dmmdmmdd f 10,118)5 . 04 . 0( 33 取 窺視孔蓋螺釘直徑 4 dmmdmmdd f 6,75)4 . 03 . 0( 44 取 定位銷直徑 dmmdmmdd8,87)8 . 07 . 0( 2 取 安裝螺栓直徑 x d M8M10M12M20 至外箱壁距離 1min c 13161826 至凸緣邊距離 2min c 11141624 螺栓扳手 空間與凸 緣寬度 沉頭座直徑 minc D 20242640 軸承旁凸臺(tái)半徑 1 RmmcR24 21 凸臺(tái)高度hmmh10 外箱壁至軸承座端面距離 1 lmmmmccl55)85( 211 蝸

38、輪外圓與內(nèi)壁距離 1 mmmm30,4 .14122 . 12 . 1 11 取 蝸輪輪轂端面與內(nèi)壁距離 2 mmmm20,12 22 取 箱蓋、箱座肋厚 1 m 111 0.859.35,10mmmmmm取 mmmmmm10, 2 . 1085 . 0 取 軸承端蓋外徑 1 D3 2 (55.5)130 10 5180DDdmm: 軸承端蓋凸緣厚度t mmtmmdt10,1210)2 . 10 . 1 ( 3 取 軸承旁螺栓距離SmmDS150 2 二、 箱體附件的設(shè)計(jì) 1、視孔和視孔蓋 該視孔蓋采用軋制鋼板制作，其示意圖如下圖所示。 圖 6-1 視孔和視孔蓋以及通氣孔的簡(jiǎn)意圖 取窺視孔蓋上

39、的螺紋緊固件的直徑為 M6，即，取 A=120mm。 4 6dmm ，??； 14 5 61505 66180 186AAdmm 1 185Amm ； 21 11 150 185167.5 22 AAAmm ，； 14 5 61555 66119 125BBdmm120Bmm取 ，取 1 15 2021021 2 815 20153158Bmm 箱體頂部寬 1 155Bmm 21 11 155 120137.5 22 BBBmm 2、通氣器 直徑，則相應(yīng)系數(shù)為：33 2dM取為 ， 1 54,36.936Dmm DmmLmm 1 20,4,8lmm amm dmm 3、軸承端蓋 a、蝸桿上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。 圖 11-2 由前面的計(jì)算知，軸承外徑 D=120mm。螺栓直徑選為 M10，所以 03 110 111ddmm 03 2.51202.5 10145DDdmm 203 2.51452.5 10170DDdmm 3 1.21.2 1012edmm , 取 1 12ee 1 15emm ， 取 4 10 1512010 15105 110DDmm 4 110Dmm ， 取 m=21mm