單級(jí)蝸桿減速器機(jī)械課程說(shuō)明

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)蝸桿減速器設(shè)計(jì)學(xué) 院：機(jī) 械 工 程專 業(yè)：車 輛 工 程班 級(jí)：機(jī) 自 106 ·目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書- 2 -第二章 傳動(dòng)方案選擇- 3 -第三章 選擇電動(dòng)機(jī)的選擇，確定傳動(dòng)方案及計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)- 3 -第四章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算- 5 -第五章 渦輪蝸桿的尺寸設(shè)計(jì)- 7 -第六章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核- 11 -第八章 繪制草圖- 18 -第九章. 箱體的設(shè)計(jì)- 26 -第十章軸承等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的選擇- 27 -第十一章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑等概要說(shuō)明- 31 -第十二章 設(shè)計(jì)小結(jié)- 33 -第十三章參考文獻(xiàn)- 35 -第一章 機(jī)械設(shè)計(jì)課程

2、設(shè)計(jì)任務(wù)書姓 名周玉東學(xué)號(hào)1008030134組號(hào)23組方案方案2設(shè)計(jì)題目帶 式 運(yùn) 輸 機(jī) 傳 動(dòng) 裝 置 設(shè) 計(jì)原始數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶拉力f= 2900(n) 運(yùn)輸帶速度v= 1 (m/s) 滾筒直徑d= 410 (mm)運(yùn)輸機(jī)使用期5年、兩班制工作、單向運(yùn)轉(zhuǎn)、工作平穩(wěn)、運(yùn)輸帶速度允許誤差±5%、減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。傳動(dòng)裝置方案見機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)附錄208頁(yè)，可任選一方案：方案1：皮帶單極直齒圓柱齒輪傳動(dòng)方案2：皮帶單極斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 方案3：兩級(jí)展開式直齒圓柱齒輪傳動(dòng)方案4：兩級(jí)展開式斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)方案5：蝸輪蝸桿傳動(dòng)工作量1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1份【70009000字,按標(biāo)

3、準(zhǔn)格式書寫（手寫或電子版）】2、減速器裝配圖草圖 1張【a1圖，手工繪】3、減速器裝配圖 1張【a1圖，電腦繪】4、任一軸零件圖 1張【a3圖，手工繪圖】5、任一齒輪零件圖 1張【a3圖，手工繪圖】參考書1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，周元康等編，重慶大學(xué)出版社，2001年2、機(jī)械設(shè)計(jì)，濮良貴等編，高等教育出版社，2006年組 號(hào)f（n）v（m/s）d（mm）組 號(hào)f（n）v（m/s）d（mm）組 號(hào)f（n）v（m/s）d（mm）115001.102201025001.104001933000.80400217001.855001125001.504502032000.85410320000.80350

4、1225001.603202131000.90420420001.203001328001.402752230000.95400520001.703001430001.104002329001.00410622000.903201530001.502502428001.10420722001.604501630000.802502527001.10430823001.103001733001.204002626001.20400925001.003001840001.604002725001.20410各設(shè)計(jì)小組原始數(shù)據(jù) （每組數(shù)據(jù)供2人使用） 第二章 傳動(dòng)方案選擇2.1 傳動(dòng)方案的選擇該工作

5、機(jī)采用的是原動(dòng)機(jī)為y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，電壓380 v，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便；另外其傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。因?yàn)槿嚯妱?dòng)機(jī)及輸送帶工作時(shí)都有輕微振動(dòng)，所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動(dòng)帶來(lái)的不必要的機(jī)械損耗?？偠灾斯ぷ鳈C(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)與維護(hù)及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。- 3 -·- 36 -第三章 選擇電動(dòng)機(jī)的選擇，確定傳

6、動(dòng)方案及計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件選取y系列,一般用途全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 （1）工作機(jī)各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率及總效率(根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2.3選取相關(guān)的效率)： ×其中：為聯(lián)軸器的效率，為0.995；為每對(duì)滾動(dòng)軸承軸承的效率，為0.99， 渦輪蝸桿的傳動(dòng)效率效率為0.8；其中為卷筒的傳遞效率，為0.96.所以減速機(jī)構(gòu)的總效率：=0.99×0.99×0.96×0.99×0.8=0.75 （2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)該等于或稍大于工作要求的功率。容

7、量小于工作要求，則不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載、發(fā)熱大而過早損壞；容量過大，則增加成本，并且由于效率和功率因數(shù)低而造成電能浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)所需的功率 ： 式中：工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為：kw； 電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率； 工作機(jī)所需輸入功率，單位為：kw；輸送機(jī)所需的功率:1000=2900×1.0（1000×0.75）=3.87kw;查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2.1，選取y112m2電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下:電動(dòng)機(jī)額定功率p4kw電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速960r/min電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑38k6電動(dòng)機(jī)伸出端安裝長(zhǎng)度803.3 方案選擇根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作特性和

8、對(duì)它的工作要求并查閱資料機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，可選擇單級(jí)渦輪蝸桿閉式減速器傳動(dòng)方案，如圖3.1示的傳傳動(dòng)示意圖。圖3.1 渦輪蝸桿傳動(dòng)裝置方案 1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3一蝸輪和蝸桿 4-螺旋輸送機(jī) 5-單級(jí)渦輪蝸桿減速器3.4 傳動(dòng)比的選擇 （1） 總的傳動(dòng)比： 運(yùn)輸及驅(qū)動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)速：=60=46.6r/min 總傳動(dòng)比： 由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可知，單級(jí)渦輪蝸桿減速器一般傳動(dòng)比的范圍為740，所以所計(jì)算的傳動(dòng)比在合理的范圍內(nèi)，即傳動(dòng)比合理可用。第四章 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算4.1 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 （1）實(shí)際總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比配置：由于是蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動(dòng)比

9、。則總傳動(dòng)比: =96046.6=20.6 （2）各軸轉(zhuǎn)速：蝸桿軸轉(zhuǎn)速：因?yàn)楹碗妱?dòng)機(jī)用聯(lián)軸器連在一起，故其轉(zhuǎn)速等于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，則： =960r/min蝸輪軸轉(zhuǎn)速：由于和工作機(jī)用聯(lián)軸器相連在一起，其轉(zhuǎn)速等于工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，則：=52.52r/min4.2 各軸輸入功率計(jì)算 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸的輸入功率，設(shè)為蝸桿軸的輸入功率，為渦輪軸的輸入功率，為工作幾周的輸入功率蝸桿軸功率: 蝸輪軸功率：卷筒軸功率：4.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)矩：蝸桿軸轉(zhuǎn)矩： 蝸輪軸轉(zhuǎn)矩：卷筒軸轉(zhuǎn)矩：表4-1 各軸動(dòng)力參數(shù)表軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/(nmm)轉(zhuǎn)速n/(r/min)效率傳動(dòng)比i電動(dòng)機(jī)軸439791.6

10、79600.9951蝸桿軸3.9839592.719600.820.6蝸輪軸38746.60.961卷筒軸2.981610913.0946.6第五章 渦輪蝸桿的尺寸設(shè)計(jì)5.1 選擇蝸桿類型根據(jù)gb/t10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（zi）。5.2 材料選擇考慮到蝸桿傳動(dòng)的功率不大，速度中等，故蝸桿采用45剛；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；蝸輪選用鑄錫磷青銅（zcusn10p1）,金屬模鑄造；為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而輪芯用灰鑄鐵（ht100）制造。5.3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)

11、則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由機(jī)械設(shè)計(jì)式（11-12）則傳動(dòng)中心距為： （1）確定輪上轉(zhuǎn)矩按=:2，效率為0.8，則 （2）確定載荷系數(shù)k 因工作是有輕微振動(dòng)，故取載荷分布不均勻系數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)表11-5選取使用系數(shù)，由于轉(zhuǎn)速不是很高，沖擊不大，可選取動(dòng)載荷系數(shù)，則 k=1×1.05×11.05 （3）確定彈性影響系數(shù)因?yàn)檫x用的是錫磷青銅（zcusn10p1）的蝸輪和45剛蝸桿相配，故 （4）確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度遠(yuǎn)直徑和傳動(dòng)中心距的比值為=0.35，從機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-18中查得=2.9 （5）確定許用接觸應(yīng)力h根據(jù)蝸輪材料為錫磷青銅（zc

12、usn10p1），金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45hrc，可從機(jī)械設(shè)計(jì)表11-7查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 =268mpa。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n=60=60146.6（5）=6.72壽命系數(shù) =，則=0.7881268=211.2108mpa （6）計(jì)算中心距a=取中心距a=160mm，因?yàn)?20.6，故從表11-2中選取模數(shù)m=6.3 mm，蝸桿分度圓直徑d1=63mm，這時(shí)d1/a=0.393，從機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-18中可查得=2.76<，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。5.4 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸 蝸桿 蝸桿頭數(shù)： 軸向齒距：； 直徑系數(shù)：q=10.00； 齒頂圓直徑：=63+1×2

13、×6.3=75.6mm； 齒根圓直徑：=63-2×（1×6.3+0.25）=49.9mm； 分度圓導(dǎo)程角：=（右旋） 軸向齒厚：=19.792÷2=9.891mm。 蝸輪蝸輪齒數(shù)：=41；變位系數(shù)=-0.1032；驗(yàn)算傳動(dòng)比：=20.5，這時(shí)傳動(dòng)誤差為是允許的。 渦輪螺旋角：（右旋） 蝸輪分度圓直徑：； 蝸輪喉圓直徑：=+=258.3+2（1-0.1032）6.3=269.6mm； 蝸輪齒根圓直徑：=+=258.3-2（1+0.25+0.1032）6.3=243.85mm； 蝸輪咽喉母圓半徑：=a-=25.2 蝸輪輪緣寬度： 取b=50mm。 而且取中心

14、輪轂寬度為100mm。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖5.1渦輪的形狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)：=根據(jù)=-0.1032，=84.059，從機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-19中可查得齒形系數(shù)2.52 螺旋系數(shù)=許用彎曲應(yīng)力 =從表11-8中查得由zcusn10p1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56mpa壽命系數(shù)： =560.626=35.056mpa所以：=因?yàn)?23.48mpa=56mpa,彎曲強(qiáng)度校核滿足要求。5.6 驗(yàn)算效率已知=11.31°，=，與相對(duì)滑移速度有關(guān)從機(jī)械設(shè)計(jì)表11-18中用插值法查得=0.0271，=1.54756°代入上式得。大于原估計(jì)值，因此不用重算。

15、5.7 熱平衡計(jì)算 （1）估算散熱面積aa= （2）驗(yàn)算油的工作溫度ti 室溫：通常取。 散熱系數(shù)=：取ks=17.5 w/(·)； 嚙合效率； 軸承效率0.980.99，取軸承效率 2=0.99； 攪油效率0.940.99，攪油效率3=0.98；所以：=1×2×3=0.88×0.99×0.98=0.8580 故油溫未超過限度，安全可用5.8 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定考慮到所涉及的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于機(jī)械減速器。從gb/10089-1988圓柱蝸桿，蝸桿精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f, gb/t 10089-1988。蝸

16、桿與軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，與鑄造貼心采用h7/r6配合，并加軸肩和螺釘固定（螺釘選用6個(gè)）。第六章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核6.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)圖6-1 蝸桿軸草圖 由于蝸桿的直徑很小，可以將蝸桿和渦輪軸做成一體，機(jī)渦輪軸的形式。 （1）選擇軸的材料及熱處理考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要向蝸輪傳遞轉(zhuǎn)矩，其傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸無(wú)特殊要求，故渦輪和蝸桿軸的材料均可選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-1）硬度hbs=217 255mpa，強(qiáng)度極限=640 mpa，=355mpa，=275mpa，=155mpa，b=60mpa。 （2）求蝸桿軸上的

17、功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由第3章可知 ，。 （3）求作用在蝸桿上的力因已知蝸桿的分度圓直徑為63mm，則 切向力: 軸向力: 徑向力: （4）初步確定軸的最小直徑 查機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-3）先初步校核估算軸的最小直徑，取a。=120 軸的最小直徑為，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取=1.5。所以： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查找標(biāo)準(zhǔn)gb/t51042003手冊(cè)或機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（周元康, 林昌華 張海兵 主編）表6.9，選用tl5彈性套柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為125nm，半聯(lián)軸器的孔徑取30mm，半聯(lián)

18、軸器的長(zhǎng)度l為62mm,與軸配合長(zhǎng)度為l1=44mm 。故可取軸的kl段的直徑為mm,軸段長(zhǎng)度為lkl=42mm （5）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1擬定裝配方案蝸桿直接和軸加工成一體，左軸承及軸承端蓋從左面裝，右軸承及右軸承端蓋從右面裝，最小端裝聯(lián)軸器。 2根據(jù)軸向定位要求確定各段的直徑及部分長(zhǎng)度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，kl軸段左端需制出一軸肩來(lái)定位半聯(lián)軸器，根據(jù)定位軸間的高度要求。故取=34mm，且為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故可取=42mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向和軸向力的作用，故可選用角接觸球軸承。由已知條件知道工作時(shí)間是5年，每天兩班制工作，根據(jù)規(guī)

19、定，每年按300天計(jì)算，則額定工作壽命為考慮最不利的情況，單個(gè)軸承所受的徑向力為向心軸承只承受徑向載荷時(shí)： 有機(jī)械設(shè)計(jì)式136知基本額定靜載荷為查機(jī)械設(shè)計(jì)表134,136可得： 所以：再結(jié)合=34以及渦輪蝸桿考慮要使用套杯及兩個(gè)相同軸承在同一端且外圈窄邊相對(duì)的選擇條件，從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中查表5.10?？扇≥S承的型號(hào)為:7208c(兩個(gè))和7308c（一個(gè)）軸承型號(hào)外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷ddbda mindamaxa7208c40801847731736.825.87308c409023498118.540.232.3所以mm ；由于ab段是要裝兩個(gè)720

20、8c的軸承，且中間要加一個(gè)間隔環(huán)來(lái)分開兩個(gè)軸承，且在左端要用一個(gè)軸端螺釘來(lái)固定軸端也可固定軸承，故可取ab段的長(zhǎng)度為=35mm，再取ij段可以適當(dāng)?shù)娜〉帽?308c的寬度略大mm即可，且要考慮添加一個(gè)濺油輪來(lái)潤(rùn)滑，在hi段與ij段之間要添加一個(gè)非定位軸肩，根據(jù)非定位軸間的高度要求mm ，和要增加鍵的條件（尺寸要增大（）d），而且濺油輪的輪轂長(zhǎng)度要比hi軸段長(zhǎng)度略長(zhǎng)，故可取=26mm。由于非定位軸肩的要求可取mm,因?yàn)閷?duì)稱的關(guān)系，故mm ；再由于gh是一段定位軸肩，故可根據(jù)定位軸肩的要求取mm ；同樣的由于對(duì)稱的關(guān)系可取mm ；由于蝸桿的齒根圓直徑是49.9mm ，故可以取bc、de、fg、hi

21、這四段的各段徑向尺寸相同均為44mm；且蝸桿軸的蝸桿部分的徑向尺寸為蝸桿的分度圓直徑，即mm 。因此各軸段的徑向尺寸基本確定。各段的徑向數(shù)據(jù)如下表所示：軸段abbccddeeffgghhiijjkkld/mm40445644634456444036303軸上零件的周向定位為了保證良好的對(duì)中性，與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用h7/m6配合，軸承外圈與套杯采用h7/k6的配合。聯(lián)軸器與軸采用a型普通平鍵聯(lián)接，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6.1， 鍵的型號(hào)為鍵寬b鍵高h(yuǎn) =108(摘自gb/t 1095-79,1990年確認(rèn)),根據(jù)聯(lián)軸器配合軸段長(zhǎng)度為42mm，則鍵的長(zhǎng)度可取36,mm ；兩個(gè)濺油輪出同樣選用普通a

22、型平鍵定位，由于兩個(gè)兩個(gè)濺油輪處軸段徑向尺寸相同，故這兩段處用于周向定位的鍵的鍵長(zhǎng)與鍵寬可以相同，只是鍵長(zhǎng)不同，故可以取，長(zhǎng)度分別為36mm和20mm 。4軸上倒角與圓角為保證7208c和7308c軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦，取軸環(huán)圓角半徑為1.5mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-2），軸的左右端倒角均為。6.2 渦輪軸的設(shè)計(jì) （1）蝸輪軸的設(shè)計(jì)6-2 蝸輪軸草圖 （2）求作用在蝸輪上的力已知蝸輪的分度圓直徑為=6.3×41=258.3mm所以得：圓周力：=軸向力：徑向力： （3）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理。根

23、據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式15-2，取a。=120，于是得：。因?yàn)檩敵鲚S的最小直徑是安裝聯(lián)軸器的，即聯(lián)軸器的直徑為mm ，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，取=1.5。所以： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查找標(biāo)準(zhǔn)gb/t51042003手冊(cè)或機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（周元康, 林昌華 張海兵 主編）表6.9，選用hl5彈性套柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為1250nm，半聯(lián)軸器的孔徑取50mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度l為112mm,與軸配合長(zhǎng)度為l1=84mm 。故可取軸的hi段的直徑為mm ,軸段長(zhǎng)度為lhi=82mm 。 （4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1擬定裝配方案蝸輪和軸用

24、鍵連接成一體，左軸承及軸承端蓋從左面裝，右軸承及右軸承端蓋從右面裝，最小端裝聯(lián)軸器。 2根據(jù)軸向定位要求確定各段的直徑及部分長(zhǎng)度1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位，hi軸段左端需制出一軸肩來(lái)定位半聯(lián)軸器，根據(jù)定位軸間的高度要求。故取=57mm，且為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故可取=82mm。2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向和軸向力的作用，故可選用角接觸球軸承。由已知條件知道工作時(shí)間是5年，每天兩班制工作，根據(jù)規(guī)定，每年按300天計(jì)算，則額定工作壽命為考慮最不利的情況，單個(gè)軸承所受的徑向力為向心軸承只承受徑向載荷時(shí)： 有機(jī)械設(shè)計(jì)式136知基本額定靜載荷為查機(jī)械設(shè)計(jì)表1

25、34,136可得： 所以：結(jié)合gh軸段的直徑是57mm以及計(jì)算得到的基本額定靜載荷。從機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中查表5.10?？扇≥S承的型號(hào)為:7212c(兩個(gè))軸承型號(hào)外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷ddbda mindamaxa7212c60110226910122.469.855.2所以mm ；由于ab段是要裝一個(gè)7212c的軸承，在左端要用一個(gè)軸端螺釘來(lái)固定軸端也可固定軸承，故可取ab段的長(zhǎng)度為=21mm，再取fg段可以適當(dāng)?shù)娜〉帽?212c的寬度略大mm即可，且要考慮添加一個(gè)套筒或是添加一個(gè)彈性擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)渦輪的軸向定位，在ef段與fg段之間要添加一個(gè)非定位軸肩（套

26、筒定位時(shí)）或者是添加一個(gè)定位軸肩（彈性擋圈定位渦輪），根據(jù)非定位軸間的高度要求mm 或者定位軸肩高度，考慮到套筒定位的距離較短，不宜進(jìn)行長(zhǎng)距離定位，所以這里選用彈性擋圈進(jìn)行渦輪的軸向定位，在考慮渦輪要增加鍵的條件（尺寸要增大（）d），故根據(jù)軸肩的要求取mm和mm，而且渦輪的輪轂長(zhǎng)度要比de軸段長(zhǎng)度略長(zhǎng)，故可取mm。再根據(jù)渦輪的左端面的軸向定位，可在渦輪左端制出一定位軸肩，要求同前所述的定位軸肩要求一樣，所以可取mm ；由于對(duì)稱的關(guān)系可取bc、ef段的徑向尺寸相同，即mm 。因此各軸段的徑向尺寸基本確定。各段的徑向數(shù)據(jù):軸段abbccddeeffgghhid/mm6070847670605750

27、3軸上零件的周向定位為了保證良好的對(duì)中性，與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用h7/k6配合，軸承與軸承座孔采用h7/f8 的配合。聯(lián)軸器與軸采用a型普通平鍵聯(lián)接，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表6.1， 鍵的型號(hào)為鍵寬b鍵高h(yuǎn) =1610(摘自gb/t 1095-79,1990年確認(rèn)),根據(jù)聯(lián)軸器配合軸段長(zhǎng)度為84mm，則鍵的長(zhǎng)度可取82mm ；渦輪采用普通a型平鍵，故可以取，根據(jù)這段軸的長(zhǎng)度為90mm ，可以取鍵長(zhǎng)為80mm 。4軸上倒角與圓角為保證7212c軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊(cè)的推薦，取軸環(huán)圓角半徑為1.5mm。其他軸肩圓角半徑均為2mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-2），軸的左右端倒角均為

28、。第8章 繪制草圖8.1 草圖的繪制圖8.1 蝸桿主視圖草圖圖8.1 蝸桿左視圖草圖8.2 根據(jù)草圖的繪制初步確定出軸的長(zhǎng)度尺寸，分別是： （1）蝸桿軸的尺寸：圖8.3 蝸桿軸尺寸標(biāo)注軸段abbccddeeffgghhiijjkkll/mm353882812028825265442d/mm4044564463445644403630 （2）渦輪軸的尺寸圖8.4 渦輪軸尺寸標(biāo)注軸段abbccddeeffgghhil/mm60368410048235182d/mm21701076706057508.3 軸的校核 （1）按彎扭合成校核高速軸(蝸桿軸)的強(qiáng)度在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得730

29、8c角接觸球軸承的a=18.5mm，由查機(jī)械設(shè)計(jì)（圖15-23）=l/3因此，做出簡(jiǎn)支梁的軸的跨距為280mm。切向力： 軸向力： 徑向力： 繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5-2(a)圖 繪制垂直面彎矩圖 5-2(b)圖軸承支反力：計(jì)算彎矩：截面c右側(cè)彎矩: 截面c左側(cè)彎矩:繪制水平面彎矩圖 5-2(c)圖軸承支反力:截面c左側(cè)彎矩： 截面c右側(cè)彎矩： 繪制合成彎矩圖 5-2(d)圖 繪制轉(zhuǎn)矩圖 5-2(e)圖 n.m計(jì)算當(dāng)量彎矩轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取0.6，截面c處的當(dāng)量彎矩為： 校核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度，安全。校核的彎矩和扭矩圖： 圖6.5 高速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩 (a)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (b)垂直

30、面彎矩圖 (c)水平面彎矩圖 (d)合成彎矩圖 (e)轉(zhuǎn)矩圖 （2） 按彎扭合成校核低速軸（蝸輪軸）的強(qiáng)度在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得7212c角接觸球軸承的a=22.4mm，由查機(jī)械設(shè)計(jì)（圖15-23）=l/3因此，做出簡(jiǎn)支梁的軸的跨距為312mm。切向力 軸向力 徑向力 繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5-2(a)圖 繪制垂直面彎矩圖 5-2(b)圖軸承支反力：計(jì)算彎矩：截面c右側(cè)彎矩： 截面c左側(cè)彎矩：繪制水平面彎矩圖 5-2(c)圖軸承支反力：截面c左側(cè)彎矩 ：截面c右側(cè)彎矩： 繪制合成彎矩圖 5-2(d)圖 繪制轉(zhuǎn)矩圖 5-2(e)圖 計(jì)算當(dāng)量彎矩轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取0.

31、6，截面c處的當(dāng)量彎矩為： 校核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度，安全。圖6.5 高速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩 (a)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (b)垂直面彎矩圖 (c)水平面彎矩圖 (d)合成彎矩圖 (e)轉(zhuǎn)矩圖第九章. 箱體的設(shè)計(jì)9.1箱體的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)v5m/s，采用下置剖分式蝸桿減速器。9.2箱體的材料及制造方法：選用鑄鐵ht100，砂型鑄造。9.3鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系表9-1 鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)名 稱稱 號(hào)一級(jí)齒輪減速器計(jì)算結(jié)果箱座壁厚0.04a+3mm8mm10箱蓋壁厚1=0.858mm10箱座凸緣厚度b1.515箱蓋凸緣厚度b11.5115箱座底凸緣厚度b22.525地腳螺釘直徑df

32、0.036a+12mm18地腳螺釘數(shù)目nn =(l+b)/(200300)4軸承旁連接螺栓直徑d10.75 df14箱座與箱蓋連接螺栓直徑d2(0.50.6) df10連接螺栓d2的間距l(xiāng)125200mm150軸承端螺釘直徑d3按選用的軸承端蓋選用或(0.40.5) df10窺視孔蓋螺釘直徑d4(0.30.4) df6定位銷直徑d(0.70.8) d214df、d1 、d2至外機(jī)壁距離c1見表224,20,16df 、d1 、d2至緣邊距離c2見表222,18,14軸承旁凸臺(tái)半徑r1c218凸臺(tái)高度h根據(jù)低速軸承座外徑確定55箱機(jī)壁到軸承端面距離c1+ c2+(510)mm50箱座底部凸緣寬度

33、+ c1+ c2+(510)mm60蝸輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離11.212蝸輪端面與內(nèi)箱壁的距離212蝸桿箱體軸承座孔的軸向長(zhǎng)度=（11.2）d，d為軸承孔120箱座肋厚mm0.858.5箱蓋肋厚m1m10.858.5軸承端蓋外徑d2軸承座孔直徑+(55.5) d3160箱座深度 蝸桿頂圓直徑130箱座高度150軸承端蓋凸緣厚度e(11.2) d314軸承旁連接螺栓距離s盡量靠近，以md1和md3不發(fā)生干涉為準(zhǔn)110表9-2 凸臺(tái)及凸緣的結(jié)構(gòu)尺寸螺栓直徑m6m8m10m12m14m16m18m20m22c1min121416182022242630c2min 101214161820222426沉

34、頭座直徑152024283234384244第十章軸承等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件的選擇10.1 軸承的選擇 （1）減速器軸承選取高速軸選用 7208c和7308ac；低速軸選用 7212c。表7-1 減速器各軸所用軸承代號(hào)及尺寸型號(hào)外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）內(nèi)徑d外徑d寬度bdamindbmaxramax軸 承7208c408018477317308ac40902349811.27212c6011022691011.6 （2）高速級(jí)軸承壽命驗(yàn)算 1）預(yù)期壽命（一年按300天工作日計(jì)算） 要求使用壽命l=小時(shí) 2）壽命計(jì)算 高速軸使用7208c和7208ac型角接觸球軸承7208c:，=38.5kn，=

35、28.5kn7308ac:，.2，=36.8kn，=27.2kn其中：軸頸d=40mm，轉(zhuǎn)速n1=960r/mi。由于如圖所示的軸的結(jié)構(gòu)，軸的左端是安裝單個(gè)軸承，而右端由于套杯的作用，且要安裝兩個(gè)軸承，經(jīng)過受力分析，單個(gè)軸承端所受的力較大，且軸承的安裝結(jié)構(gòu)為一端游動(dòng)，一端固定支撐的。單個(gè)軸承的（即7308ac）那端所受的力大，所以校核取這個(gè)位置校核即可徑向載荷 fr=1820,53n，軸向載荷 fa=5001.86n。確定e的值： 查表16-12得7208ac的e=0.68。 由于b端軸承相對(duì)于a端軸承受載較大，所以要對(duì)b段進(jìn)行校核， 查機(jī)械設(shè)計(jì)表13-5得，x=0.41,y=0.87。由機(jī)械

36、設(shè)計(jì)式13-8a得n即將軸承在受徑向載荷和軸向載荷時(shí)的壽命轉(zhuǎn)化為只承受純徑向載荷時(shí)的壽命，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式13-5，有=求得的值遠(yuǎn)大于預(yù)期壽命24000h，所以這個(gè)減速器的高速軸正常使用，工作5年不需要更換換軸承。由于高速軸滿足，故低速軸無(wú)需在進(jìn)行校核，軸承一定可以滿足檢核條件。10.2 聯(lián)軸器的選擇 （1）輸入軸聯(lián)軸器的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-3）初估軸的最小直徑，取a。=120， 。輸入軸通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連的，所以軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器，為了使所選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.5，則：

37、按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（表69），選用tl5(jb3044 gb/t4323-84)彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為125nm，半聯(lián)軸器的孔徑d=30mm，孔長(zhǎng)度l=62mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=44mm。 （2）輸出軸聯(lián)軸器的確定同理，查機(jī)械設(shè)計(jì)（表15-3）初估軸的最小直徑，取a。=120，于是得 。輸出軸通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連的，所以軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器，為了使所選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.5，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條

38、件，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（表68），選用hl4（jb42*84 gb5014-85）彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250nm，半聯(lián)軸器的孔徑d=50mm，孔長(zhǎng)度l=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=84mm。10.3 螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用：螺栓gb/t5780-2000 m616 數(shù)量為4個(gè)；gb/t 5780-2000 m1040 數(shù)量為12個(gè)；gb/t 5780-2000 m14140 數(shù)量為4個(gè)；gb/t 5780-2000 m1880 數(shù)量為4個(gè)。螺母gb/t 41-2000 m14 數(shù)量為4個(gè)；gb/t 41

39、-2000 m10 數(shù)量為4個(gè)。螺釘m82jb/zq4450-86 數(shù)量為1個(gè)10.4 銷，墊圈墊片的選擇選用銷gb117-86，a630,數(shù)量為1個(gè)；選用墊圈gb93-87,數(shù)量為9個(gè)；選用毛氈密封圈2個(gè)；選用橡膠密封圈2個(gè)，選用08f調(diào)整墊片 3個(gè)。10.5 鍵的選擇和強(qiáng)度校核（1）高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無(wú)需采用鍵聯(lián)接，在濺油輪出采用鍵連接，由于受力小，不會(huì)造成損傷，只是用來(lái)潤(rùn)滑的作用 ，油的阻力小，故不需校核，也可肯定此處的安全，所用的兩個(gè)鍵分別是gb109679普通a型平鍵14920普通a型平鍵14936（2）低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核選用普通

40、平鍵（a型）按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=76mm，以及輪轂長(zhǎng) =100mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)表6-1，選用鍵22×14 gb109679，鍵長(zhǎng)90mm。強(qiáng)度校核鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力，小于，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。同理可以證明聯(lián)軸器處裝鍵也滿足強(qiáng)度要求有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖。第十一章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑等概要說(shuō)明在以上設(shè)計(jì)選擇的基礎(chǔ)上，對(duì)該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤(rùn)滑與密封，減速器的附件作一簡(jiǎn)要的闡述。11.1 減速器的結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計(jì)的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在參照裝配圖的基礎(chǔ)上完成的

41、，該項(xiàng)減速器主要由傳動(dòng)零件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結(jié)零件（鍵，銷，螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤(rùn)滑和密封裝置等組成。該減速器箱體采用鑄造的剖分式結(jié)構(gòu)形式，具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖。11.2 速器的潤(rùn)滑蝸輪傳動(dòng)部分采用浸油潤(rùn)滑, 查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，潤(rùn)滑油的粘度為118cst（100°c）。軸承采用脂潤(rùn)滑，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)潤(rùn)滑脂的牌號(hào)為zl-2。蝸輪圓周速度v<5m/s所以采用浸油潤(rùn)滑；軸承采用脂潤(rùn)滑。浸油潤(rùn)滑不但起到潤(rùn)滑的作用，同時(shí)有助箱體散熱。為了避免浸油的攪動(dòng)功耗太大及保證齒輪嚙合區(qū)的充分潤(rùn)滑，傳動(dòng)件浸入油中的深度不宜太深或太淺，設(shè)計(jì)的減速器的合適浸油深度h1 對(duì)于蝸桿

42、下置一般為（0.75 1）個(gè)齒高，但油面不應(yīng)高于蝸桿軸承下方滾動(dòng)體中心，取浸油深度h1為10mm。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不易散熱，取油池深度h23050mm。換油時(shí)間為半年，主要取決于油中雜質(zhì)多少及被氧化、被污染的程度。查手冊(cè)選擇l-ckb 150號(hào)工業(yè)齒輪潤(rùn)滑油。11.3 密封減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處、軸承內(nèi)側(cè)、箱體接合面和軸承蓋、窺視孔和放油的接合面等處。 （1）軸伸出處的密封作用是使?jié)L動(dòng)軸承與箱外隔絕，防止?jié)櫥吐┏鲆约跋潴w外雜質(zhì)、水及灰塵等侵入軸承室，避免軸承急劇磨損和腐蝕。由脂潤(rùn)滑選用氈圈密封，氈圈密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、安裝方便、但對(duì)軸頸接觸的磨

43、損較嚴(yán)重，因而工耗大，氈圈壽命短。 （2）軸承內(nèi)側(cè)的密封該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于脂潤(rùn)滑的軸承，防止過多的油進(jìn)入軸承內(nèi)，破壞脂的潤(rùn)滑效果。 （3）箱蓋與箱座接合面的密封的接合面上涂上密封膠。11.4 附件的設(shè)計(jì) （1）窺視孔蓋和窺視孔為了檢查傳動(dòng)件的嚙合、潤(rùn)滑、接觸斑點(diǎn)、齒側(cè)間隙及向箱內(nèi)注油等，在箱蓋頂部設(shè)置便于觀察傳動(dòng)件嚙合的位置并且有足夠大的窺視孔，箱體上窺視孔處應(yīng)凸出一塊，以便加工出與孔蓋的接觸面。 （2）排油孔、放油油塞、通氣器、油標(biāo)為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污，在箱座底部設(shè)有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻絲及油污的匯集和排放，平時(shí)排油孔用油塞及封油墊封住。本設(shè)計(jì)中采用螺塞m10×1 。 為了檢查減速器內(nèi)的油面高度，應(yīng)在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位設(shè)置油標(biāo)。 （3）吊耳和吊鉤為了拆卸及搬運(yùn)減速器，應(yīng)在箱蓋上鑄出吊耳環(huán)，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的尺寸可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表7.27確定，并根據(jù)具體情況加以修改。第十二章 設(shè)計(jì)小結(jié)通過將近一個(gè)月的努力，我終于完成了單級(jí)蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，我覺得自己受益匪淺。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它可以讓我們進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，通過設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及