機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)---渦輪減速器功率

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目: 蝸 輪 減 速 器 </p><p>　　班 級(jí): 級(jí) 班 </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者:

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p>　　完成日期: 年 月 日</p><p><b>　　學(xué)院</b></p><p>　　【機(jī)械設(shè)計(jì)】課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　目錄&l

3、t;/b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備5</b></p><p>　　2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)5</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)類型5</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的容量5</p><p>　

4、　（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速5</p><p>　　3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型6</p><p><b>　?。?）選擇材料6</b></p><p>　?。?）計(jì)算中心距7</p><p>　?。?）蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸7</p&g

5、t;<p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度8</p><p>　?。?）驗(yàn)算效率η8</p><p>　?。?）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定8</p><p>　　4、裝配圖的設(shè)計(jì)9</p><p>　?。?）裝配草圖設(shè)計(jì)9</p><p>　?。?）裝配工作圖設(shè)計(jì)16</p>

6、<p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　減速器輸入功率1.35KW，減速器輸出轉(zhuǎn)速37.5r/min</p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備</b></p><p>　　認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)

7、書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求和工作條件，通過(guò)看實(shí)物，模型，錄像級(jí)減速器拆裝實(shí)驗(yàn)等來(lái)了解設(shè)計(jì)對(duì)象，復(fù)習(xí)課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)零部件的設(shè)計(jì)方法和步驟，準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書(shū)，資料和用具，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。</p><p>　　2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案：一級(jí)蝸桿減速器；</p><p>　　選定電動(dòng)機(jī)的類型和型號(hào)：</p><

8、p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)類型</p><p>　　按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V；</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p>　　工作機(jī)的有效公率：Pw=1.35KW；</p><p>　　從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總功率：η總=η1×η2×η3

9、5;η4；由表9.1?。?lt;/p><p>　　彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：η1=0.995；</p><p>　　剛性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：η2=0.995；</p><p>　　軸承傳動(dòng)效率：η3=0.98；</p><p>　　雙頭蝸桿傳動(dòng)效率：η4=0.8；</p><p>　　則η總=0.995²×0.9

10、8×0.8=0.776</p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：P=1.35／η總=1.71KW；</p><p>　　（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速</p><p>　　按表9.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，一級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)比i=10~40，而工作機(jī)轉(zhuǎn)速n=36.5r∕min ；</p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=i&

11、#215;n=（10~40）×37.5=（375~1500）r∕min；</p><p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格等因素，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表14.1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6。</p><p><b>　　其主要性能如下表：</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表：</

12、p><p>　　計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（確定總的傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩）；</p><p>　?、?總的傳動(dòng)比：i=940∕37.5=25.07；</p><p>　?、?各軸的轉(zhuǎn)速：輸入軸 nⅠ=940r∕min；</p><p>　　輸出軸 nⅡ=37.5r∕min；</p><p>　?、?各

13、軸的輸入功率：輸入軸 PⅠ=1.35∕(0.995×0.98×0.8)=1.73KW;</p><p>　　輸出軸PⅡ=1.35∕(0.995×0.98)=1.38KW;</p><p>　　④ 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9.55×106×P∕n=1.77×104N·mm；</p><

14、p>　　輸入軸的輸入轉(zhuǎn)矩TⅠ=Td×0.995=1.76×104N·mm；</p><p>　　輸出軸的輸入轉(zhuǎn)矩TⅡ=TⅠ×0.98×0.8×i=3.53×105N·mm；</p><p>　　3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。?）選擇蝸桿傳動(dòng)類型</p>

15、<p>　　根據(jù)GB∕T 10085-1998的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ZI）；</p><p><b>　　（2）選擇材料</b></p><p>　　考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿旋齒面要求淬火，硬度45~55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重金屬，僅齒圈用青銅制

16、造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p><b>　?。?）計(jì)算中心距</b></p><p>　　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)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。則傳動(dòng)中心距：</p><p>　　a≧³√KT2(Ze×Zρ／[σH])</p><p>　　確定作用在蝸輪

17、上的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　按ZI=2，估取效率η=0.8，則</p><p>　　T2=3.53×105N·mm；</p><p><b>　　確定載荷系數(shù)K</b></p><p>　　因?yàn)楣ぷ鬏d荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-5選取使用系數(shù)KA=1.15,；由于

18、轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取KV=1.05；則</p><p>　　K=KA×Kβ×KV=1.15×1×1.05=1.21</p><p>　　確定彈性影響系數(shù)Ze</p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅與鋼蝸輪相配，故Ze=160MPa½；</p><p><b>　　確定接觸系數(shù)Z

19、ρ</b></p><p>　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值為0.3，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-18中科查得Zρ=3.1.</p><p>　　確定許用接觸應(yīng)力[σH]</p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋面硬度＞45HRC,可從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]’

20、=268MPa；</p><p>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60×1×37.5×43800=9.855×107</p><p>　　壽命系數(shù)KHN=8√(107／5.256×107)=0.7513</p><p>　　則[σH]=0.7513×268MPa=201.34MPa</p><

21、p>　　計(jì)算中心距 a≧³√KT2 (Ze×Zρ／[σH])=137.369mm；</p><p>　　取中心距a=200，因i=25.07，故從機(jī)械設(shè)計(jì)教課書(shū)表11-2中取模數(shù)m=6.3，蝸桿分度圓直徑d1=63mm，這是d1／a=0.315，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-18可查得Zρ'=3.07，則Zρ'＜Zρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。</p><p&

22、gt;　?。?）蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸</p><p><b>　　蝸桿</b></p><p>　　軸向齒距Pa=19.792，直徑系數(shù)q=10，齒頂圓直徑da1=75.6mm，齒根圓直徑df1=47.88mm，分度圓導(dǎo)程角γ=11.31º；蝸桿軸向齒厚Sa=9.896mm.</p><p><b>　　蝸輪<

23、;/b></p><p>　　蝸輪齒數(shù)z2=53，變位系x2=+0.2460；</p><p>　　驗(yàn)算傳動(dòng)比 i=z2／z1=53／2=26.5，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為（26.5﹣25.07）／25.07=5.7%，是允許的。</p><p>　　蝸輪分度圓直徑d2=mz2=6.3×53=333.9mm;</p><p>　　蝸輪

24、喉圓直徑da2=349.6mm；</p><p>　　蝸輪齒根圓直徑df2=321.9mm；</p><p>　　蝸輪咽喉母圓直徑rg2=a﹣da2／2=25.2mm；</p><p>　?。?）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　σF =（1.53KT2／d1d2m）YFa2×Yβ≦[σF]</p><p

25、>　　當(dāng)量齒數(shù)ZV2=Z2／cos3γ=53／cos311.31º=53.07</p><p>　　根據(jù)x2=+0.2460，ZV2=53.07，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-19中查得YFa2=2.87。</p><p>　　螺旋角系數(shù) Yβ=1—11.31º／140º=0.9192</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力[σF]=[σF]

26、'×KFN</p><p>　　從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力[σF]'=56MPa</p><p>　　壽命系數(shù)KFN=9√106／9.855×107=0.644</p><p>　　[σF]=56×0.6MPa=33.626MPa</p><p>

27、;　　σF =（1.53KT2／d1d2m）YFa2×Yβ=13.001MPa</p><p><b>　　彎曲強(qiáng)度是滿足的。</b></p><p><b>　?。?）驗(yàn)算效率η</b></p><p>　　η=（0.95~0.96）tanγ／tan(γ+φV)</p><p>　　已知

28、γ=11.31º；φV=arctantfV；fV與相對(duì)滑動(dòng)速度vs有關(guān)。</p><p>　　Vs=πn1d1／60×1000cosγ=3.162m／s</p><p>　　從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-18中插值法查得fV=0.0276，φV=1º34'；則</p><p>　　代入式中η=0.8322，大于原估計(jì)值，因此不用重算。

29、</p><p>　?。?）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定</p><p>　　考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)式動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB-T10089-1998圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB-T10089-1998。</p><p>　　蝸桿的齒厚極限偏差為標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　蝸輪的齒厚極限偏差

30、為標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　蝸桿的三個(gè)公差組的精度等級(jí)為8</p><p>　　蝸輪的三個(gè)公差組的精度等級(jí)為8</p><p>　　蝸桿，蝸輪的齒坯尺寸和形狀公差</p><p>　　孔 尺寸公差 IT7</p><p><b>　　形狀公差 IT6</b></p>&

31、lt;p>　　軸 尺寸公差 IT6</p><p><b>　　形狀公差 IT5</b></p><p>　　蝸桿，蝸輪的表面粗糙度Ra推薦值</p><p>　　蝸桿 齒面 1.6um 頂圓 1.6um</p><p>　　蝸輪 齒面 1.6um 頂圓 3.2um </p>

32、<p>　　傳動(dòng)標(biāo)注為 傳動(dòng) 8f GB-T10089-1998。</p><p><b>　　4、裝配圖的設(shè)計(jì)</b></p><p>　?。?）裝配草圖設(shè)計(jì) </p><p>　　選擇聯(lián)軸器，初定軸的基本直徑，選擇軸承類型，確定減速器箱體結(jié)構(gòu)方案和主要結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　與電動(dòng)機(jī)連接的軸

33、，既輸入軸</p><p>　　① ZI蝸桿的法向壓力角αn為20º，蝸桿的軸向壓力角和法向壓力角關(guān)系為</p><p>　　tanαa=tanαn／cosγ</p><p>　　求作用在蝸桿齒上的力</p><p>　　圓周力Ft1=Fa2=2TⅠ／d1=558.73N</p><p>　　而 軸向力F

34、a1=Ft2=2TⅡ／d2=2114.41N</p><p>　　徑向力Fr1=Fr2=Ft2×tanαa=784.82N</p><p>　　法向力Fn=Fa1／cosαncosγ=Ft2／cosαncosγ=2TⅡ／d2cosαncosγ=2294.67N</p><p>　　各力的方向如圖機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)15-24所示。</p><

35、p>　?、?初定該軸的最小直徑dmin</p><p>　　先按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)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)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-3，取A0=110，于是得</p><p>　　dmin=A0×3√PⅠ／nⅠ=110×3√1.73／940=13.48mm</p><p>　　輸入軸的最小直徑顯然是與聯(lián)

36、軸器連接，此處該有一鍵槽，將計(jì)算值加大4%，則 </p><p>　　dmin=14.02mm</p><p><b>　?、?選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用HL型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（GB／T5014-1985）。</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KA×TⅠ 查械設(shè)

37、計(jì)教科書(shū)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.5則</p><p>　　Tca=1.5×1.76×104N·mm=26.4N·mm；</p><p>　　根據(jù)Tca=26.4N·m，Y112M-6型電動(dòng)機(jī)安裝尺寸D=28mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表13.1HL型聯(lián)軸器HL2型聯(lián)軸器就能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求（Tn=315N·

38、m﹥TC），其孔直徑選擇d=25mm；可滿足電動(dòng)機(jī)軸徑要求。其半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=62mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=44mm。</p><p>　　最后確定的減速器輸入軸軸伸處最小直徑</p><p>　　dmin=25mm。</p><p><b>　?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擬定軸上的零件

39、裝配方案</p><p>　　初步大體選用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)蝸桿減速器圖號(hào)37所示的輸入軸裝配方案。</p><p>　　從左到右各段軸依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅴ，Ⅳ，Ⅲ軸，以便說(shuō)明，Ⅰ軸和Ⅶ軸分別為與聯(lián)軸器連接軸和蝸桿軸，其它的軸對(duì)稱布置設(shè)計(jì)。</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　1 為了滿

40、足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ軸右端需制出一軸肩，故Ⅱ軸直徑dⅡ=dmin+7=32mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑d=25取D=35mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=44mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ軸的長(zhǎng)度比L1稍短一些，現(xiàn)去LⅠ=42mm。</p><p>　　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。參照工作要求并根據(jù)dⅡ=dⅧ

41、=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為d×D×T=35mm×72mm×18.25mm，故dⅢ=35mm，加上擋油環(huán)寬10mm，因而LⅢ=28.25mm。</p><p>　　兩端軸承都采用軸肩進(jìn)行軸向定位。取dⅣ=48mm，設(shè)計(jì)LⅣ=8mm。</p><p>　　3 已知蝸桿的分度圓直徑d

42、1=63mm，蝸桿的齒頂圓直徑da1=75.6mm，蝸桿的齒根圓直徑df1=47.88mm，則LⅥ由蝸桿的齒頂圓直徑確定LⅥ=75.6mm，其長(zhǎng)度LⅥ按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-4計(jì)算得b1=128mm，蝸桿經(jīng)磨削處理，既LⅥ=128mm，dⅥ=75.6mm。</p><p>　　4 Ⅴ軸的直徑應(yīng)小于蝸桿的齒根圓直徑，設(shè)計(jì)為dⅤ=40，，其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為L(zhǎng)Ⅴ=51.73mm。</p><p>　　

43、5采用對(duì)稱式設(shè)計(jì)：取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離L=50mm，則LⅡ=119.35mm。</p><p>　　因此，輸入軸的各段直徑和長(zhǎng)度確定了。</p><p>　　則輸入軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=LⅠ+ LⅡ+ LⅢ+LⅣ+LⅤ+LⅥ+ LⅤ+LⅣ+LⅢ=42+119.35+28.25+8+51.73+128+51.73+8+28.25=465.31mm。</p><p&

44、gt;<b>　　軸上零件的周向定位</b></p><p>　　半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。按dⅠ=25mm由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表6-1查得平鍵截面b×h=8mm×7mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7／K6；半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸頸的配合為H7／K6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。則最后聯(lián)軸器標(biāo)記

45、為 </p><p>　　HL2聯(lián)軸器 JC28×44／JB25×44 GB／T 5014—2003</p><p>　　確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參照機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-2，取軸端倒角為2×45º，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。</p><p><b>　　⑤ 求軸上

46、的載荷</b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，查軸承相關(guān)尺寸得a=15.25mm,可以得知</p><p>　　作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為兩軸承中心距 </p><p>　　L=18.25+8+51.73+128+51.73+8 +18.25-15.25-15.25=253.46mm。</p><p>　

47、　從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出蝸桿中間截面為危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MH，MV及M的值列于下表：</p><p>　?、?按彎扭合成應(yīng)力校核該軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上守最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力</p>&l

48、t;p>　　σca=√M²+(αT)²／W=3.94MPa；</p><p>　　前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，有機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-1查得[σ-1]=60MPa。因此</p><p>　　σca＜[σ-1]，故安全。</p><p>　　⑦ 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　判斷

49、危險(xiǎn)截面</b></p><p>　　從軸的各段受彎矩和扭矩分析來(lái)看，最后確定輸入軸只需校核Ⅵ段軸。</p><p>　?、鲚S左側(cè)有關(guān)數(shù)據(jù) 抗彎截面系數(shù) W=0.1dⅥ³=0.1×40³mm=6400mm³；</p><p>　　抗扭截面系數(shù) WT=0.2dⅥ³=0.2×40³

50、mm=12800mm³;</p><p><b>　　截面所受彎矩M</b></p><p>　　M=M×(125-64)／125=20508.72N·mm；</p><p>　　扭矩T=TⅠ=1.73×10^4N·mm；</p><p>　　截面上的彎曲應(yīng)力 σb=M

51、／W=3.20MPa；</p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 τT=T／WT=1.35MPa；</p><p>　　Ⅵ軸右側(cè)有關(guān)數(shù)據(jù) W=0.1df1³=10976.5mm³；</p><p>　　WT=0.2df1³=21952.9mm³；</p><p><b>　　彎矩M及彎曲應(yīng)力

52、為</b></p><p>　　M=M×(125-64)／125=20508.72N·mm；</p><p>　　σb=M／W=1.87MPa；</p><p><b>　　扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力</b></p><p>　　T=TⅠ=1.73×10^4N·mm；</

53、p><p>　　τT=T／WT=0.79MPa；</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。有機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-1查得σB=640MPa,σ-1=275MPa,τ-1=155MPa。故安全。</p><p>　　本題因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可忽略去靜強(qiáng)度校核。至此，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。</p><p>　　校核輸入軸上

54、一對(duì)軸承的額定壽命</p><p>　　查單列圓錐滾子軸承30207的基本額定動(dòng)載荷C=54200N，基本基本額定靜載荷C0=63500N。</p><p>　?、?求軸承受到的頸向載荷</p><p>　　由前面的計(jì)算可以知道：此軸承受到的外加軸上載荷 Fae=Fa1=Ft2=2TⅡ／d2=1045.22N，作用在軸上的徑向力Fre=Fr1=Fr2=Ft2

55、15;tanαa=387.96N。</p><p>　　設(shè)計(jì)軸承的安裝為正裝</p><p>　　② 計(jì)算兩軸承的軸向力</p><p>　　則如果把派生軸向力的方向與外加軸向載荷的方向一致的軸標(biāo)為2，另一端標(biāo)為1，達(dá)到軸向平衡時(shí)有 Fae＋Fd2=Fd1</p><p>　　圓錐滾子軸承派生軸向力Fd=Fr／2Y 由軸的相關(guān)數(shù)據(jù)知道Y

56、=1.6，e=0.37。</p><p>　　因?yàn)檩S承與受到的徑向力對(duì)稱布置設(shè)計(jì)，則Fd2=Fd1=Fr1／2Y=121.24N。</p><p>　　既Fae＋Fd2＞Fd1，則軸承有向左竄動(dòng)的趨勢(shì)，相當(dāng)于軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，所以軸承1受到的總軸向力Fa1=Fae＋Fd2=1166.46N。</p><p>　　軸承2受到的總軸向力Fa2=Fd2=

57、121.24N。</p><p>　　軸承1，2收到的徑向力Fr1'=Fr2'=√Fr1²+Ft1²／2=336.21N。</p><p>　　③ 求軸承當(dāng)量載荷P1和P2</p><p>　　因?yàn)?Fa1／Fr1'=3.47＞e；</p><p>　　Fa2／Fr2'=0.37=e；&

58、lt;/p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表13-5分別進(jìn)行查表和插值法計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1 X1=0.4 Y1=Y=1.6；</p><p>　　對(duì)軸承2 X2=1 Y2=0；</p><p>　　因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中無(wú)或輕微沖擊載荷，按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表13-6，fp=1.0~1.2，取fp=1.2.</p>&l

59、t;p>　　則 P1=fp（X1×Fr1'＋Y1×Fa1）=2400.98N；</p><p>　　P2=fp（X2×Fr2'＋Y2×Fa2）=403.45N；</p><p><b>　?、?驗(yàn)算軸承壽命</b></p><p>　　因?yàn)镻1＞P2，所以按軸承1受力大小驗(yàn)算&

60、lt;/p><p>　　Lh=10^6×（54200／2400.98）³／(60×940)=203963.53h＞24000h；</p><p>　　故所選軸承滿足壽命要求。</p><p>　　與工作機(jī)連接的軸既輸出軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　① 查機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-4得蝸輪齒寬B≦0.75da1=56.7

61、mm；取B=56mm。</p><p>　　蝸輪的端面模數(shù)，壓力角與蝸桿的軸面模數(shù)，壓力角相等</p><p>　　mt2 =ma1=m</p><p><b>　　at2=aa1</b></p><p>　　作用在蝸輪齒上的力由前面已經(jīng)算出；</p><p>　　圓周力Ft1=Fa2=2TⅠ／d

62、1=558.73N</p><p>　　而 軸向力Fa1=Ft2=2TⅡ／d2=2114.41N</p><p>　　徑向力Fr1=Fr2=Ft2×tanαa=784.82N</p><p>　　法向力Fn=Fa1／cosαncosγ=Ft2／cosαncosγ=2TⅡ／d2cosαncosγ=2294.67N</p><p&g

63、t;　　各力的方向如圖機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)15-24所示。</p><p>　　② 初定該軸的最小直徑dmin</p><p>　　先按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)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)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-3，取A0=110，于是得</p><p>　　dmin=A0×3√PⅡ／nⅡ=110×3√1.38／37.5=

64、36.47mm</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是與聯(lián)軸器連接，此處該有一鍵槽，將計(jì)算值加大4%，則 </p><p>　　dmin=38.05mm</p><p><b>　　③ 選擇聯(lián)軸器</b></p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用凸緣聯(lián)軸器（剛性）（GB／T5843-2003）。</p

65、><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KA×TⅡ 查機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.5則</p><p>　　Tca=1.5×3.53×105N·mm=5.30×105N·mm；</p><p>　　根據(jù)Tca=529.5N·m，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-2凸緣聯(lián)軸器GY6型聯(lián)軸器就

66、能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求（Tn=900N·m﹥Tca），其孔直徑選擇d=40mm；其軸孔長(zhǎng)度L=112mm，</p><p>　　最后確定的減速器輸入軸軸伸處最小直徑</p><p>　　dmin=40mm。</p><p><b>　?、?軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　擬定軸上的零件裝配方案<

67、/p><p>　　初步大體選用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)蝸桿減速器圖號(hào)37所示的輸出軸裝配方案。</p><p>　　從左到右各段軸依次為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ軸，以便說(shuō)明，Ⅲ軸，Ⅵ軸與軸承連接</p><p>　　根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　1 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，Ⅰ軸右端需制出一軸肩，故Ⅱ軸直徑dⅡ=dmi

68、n+7=47mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑d=40取D=50mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=112mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ軸的長(zhǎng)度比LⅠ稍短一些，現(xiàn)去LⅠ=110mm。</p><p>　　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。參照工作要求并根據(jù)dⅢ=50mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾

69、子軸承30310，其尺寸為d×D×T=50mm×110mm×29.25mm，故dⅢ=dⅥ=50mm，加上擋油環(huán)寬10mm，則LⅥ=39.25mm。</p><p>　　左端軸承采用套筒定位，進(jìn)行軸向定位。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得30210型軸承的定位高度h=5mm，套筒的內(nèi)徑也為50mm，設(shè)計(jì)套筒寬為32mm，為了套筒的端面可靠的壓緊軸承，則加上10mm寬的擋油環(huán)，LⅢ=29.2

70、5+32+10=71.25mm。</p><p>　　3 已知蝸輪的分度圓直徑d2=333.9mm，蝸輪喉圓直徑da2=349.6mm，蝸輪的齒根圓直徑df2=321.9mm，取安裝蝸輪處的軸的直徑dⅣ=56mm，已知蝸輪寬B=56mm，為了套筒的端面可靠的壓緊蝸輪此段軸應(yīng)略小于蝸輪寬度，取LⅣ=54mm，蝸輪右端采用軸肩定位，軸肩高度其高度h≧0.07Ⅳ=3.92mm，取h=4mm,則dⅤ=56+8=64mm，

71、其寬度b≧1.4h=5.6，取b=30mm，則LⅤ=30mm。</p><p>　　4 軸承端蓋的總寬度為30mm(由減速器的及軸承端蓋的設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的拆裝機(jī)便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離L=50mm，則LⅡ=80mm。</p><p>　　因此，輸入軸的各段直徑和長(zhǎng)度確定了。</p><p>　　則輸入軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=L

72、Ⅰ+LⅢ+LⅡ+LⅣ+LⅤ+LⅥ=110+80+71.25+54+30+39.25=384.5mm。</p><p><b>　　軸上零件的周上定位</b></p><p>　　半聯(lián)軸器與軸和蝸輪與軸的周向定位采用平鍵連接，。按dⅠ=40mm由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表6-1查得平鍵截面b×h=12mm×8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為70mm，半聯(lián)軸器與軸

73、的配合為H7／K6；按dⅣ=56mm，查得平鍵截面b×h=16mm×10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為40mm，同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇蝸輪輪轂與軸的配合為H7／n6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。則最后聯(lián)軸器標(biāo)記為 </p><p>　　GYS6 凸緣聯(lián)軸器 Y40×112／Y40×112 GB／T

74、5843—2003</p><p>　　確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參照機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-2，取軸端倒角為2×45º，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。</p><p>　　此軸輸出軸的校核及軸承壽命的校核與輸入軸的校核一樣（此處略去），經(jīng)校核，輸出軸的強(qiáng)度和軸承的壽命均滿足要求。</p><p>　　蝸桿減速

75、器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　?。?）裝配工作圖設(shè)計(jì)</p><p>　　不僅要按制圖規(guī)范畫(huà)出足夠的視圖，而且要完成裝配圖的其他要求，如尺寸標(biāo)注，技術(shù)特性，技術(shù)要求，零件編號(hào)及其明細(xì)欄，標(biāo)題欄等。</p><p><b>　　裝配工作圖</b></p><p><b>　　②零件工作圖</b>&

76、lt;/p><p><b>　　蝸桿</b></p><p><b>　　蝸輪</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)，1版.北京：高等教育出版社，2006</p><p>　　【2】龔

77、溎義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)，3版.北京：高等教育出版社，1989</p><p>　　【3】吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，4版. 北京：高等教育出版社，2012</p><p>　　【4】裘文言.機(jī)械制圖，2版.北京：高等教育出版社，2009</p><p>　　【5】濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)，8版.北京：高等教育出版社，2006</p><p>