蝸輪蝸桿減速器課程設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p><b>　　學(xué)校：</b></p><p><b>　　班級(jí)：</b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)： </b></p>

2、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章</b></p><p>　　1.1 本課題的設(shè)計(jì)背景和意義……………………………………………… 1</p><p>　　1.2 減速器的發(fā)展 ………………………………………………………… 1</p><p>

3、;　　1.3 本設(shè)計(jì)的要求 …………………………………………………………… 2</p><p>　　1.4 研究?jī)?nèi)容………………………………………………………………… 2</p><p><b>　　第二章</b></p><p>　　2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) …………………………………………………… 4</p>&

4、lt;p>　　2.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………… 7</p><p>　　2.3 軸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………………… 14</p><p><b>　　第三章</b></p><p>　　3.1 蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算…………………………………………… 20</p&g

5、t;<p>　　3.2 蝸桿軸的軸承的選擇和計(jì)算…………………………………………… 21</p><p>　　3.3 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………… 21</p><p><b>　　第四章</b></p><p>　　4.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核……………………………………………… 23<

6、;/p><p>　　4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算…………………………………………………… 24</p><p>　　4．3 減速器的潤(rùn)滑…………………………………………………………… 24</p><p>　　4．4 部分零件加工工藝過程………………………………………………… 25</p><p>　　結(jié)論……………………………………………

7、………………………………… 29</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………… 30</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　1.1本課題的背景及意義</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)。

8、本次設(shè)計(jì)是蝸輪蝸桿減速器，通過本課題的設(shè)計(jì)，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。</p><p>　　1.1.1 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要的具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來(lái)考慮零件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)零件的步驟通常包括：選擇零件的類型；確定零件上的載荷；零件失效分析；選擇零件的材料；通過承載能力計(jì)算初步確定零件的主要尺寸；分

9、析零部件的結(jié)構(gòu)合理性；作出零件工作圖和不見裝配圖。對(duì)一些由專門工廠大批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件主要是根據(jù)機(jī)器工作要求和承載能力計(jì)算，由標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。</p><p>　　根據(jù)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等原則對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是分析零部件結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)。有了準(zhǔn)確的分析和計(jì)算，而如果零件的結(jié)構(gòu)不合理，則不僅不能省工省料，甚至使相互組合的零件不能裝配成合乎機(jī)器工作和維修要求的良好部件，或者根本裝不起來(lái)。</p><p

10、>　　1.2.（1）國(guó)內(nèi)減速機(jī)產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)。由于在傳動(dòng)的理論上，工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此沒能從根本上解決傳遞功率大，傳動(dòng)比大，體積小，重量輕，機(jī)械效率高等這些基本要求。</p><p>　?。?）國(guó)外減速機(jī)產(chǎn)品發(fā)展

11、狀況</p><p>　　國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)為主，體積和重量問題也未能解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。 </p><p>　　1.3.本

12、設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要的具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來(lái)考慮零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，而如果零件的結(jié)構(gòu)不合理，則不僅不能省工省料，甚至使相互組合的零件不能裝配成合乎機(jī)器工作和維修要求的良好部件，或者根本裝不起來(lái)。</p><p>　　機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合性指標(biāo)，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)最大限度的考慮經(jīng)濟(jì)性。提高設(shè)計(jì)制造經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有

13、：①盡量采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論個(gè)方法，力求參數(shù)最優(yōu)化，以及應(yīng)用CAD技術(shù)，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，降低設(shè)計(jì)成本；②合理的組織設(shè)計(jì)和制造過程；③最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化零部件；④合理地選擇材料，改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝和新技術(shù)，使其用料少、質(zhì)量輕、加工費(fèi)用低、易于裝配⑤盡力改善機(jī)器的造型設(shè)計(jì)，擴(kuò)大銷售量。</p><p>　　提高機(jī)器使用經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：①提高機(jī)器的機(jī)械化、自動(dòng)化

14、水平，以提高機(jī)器的生產(chǎn)率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量；②選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)和支承裝置，從而降低能源消耗和生產(chǎn)成本；③注意采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)、潤(rùn)滑和密封裝置，以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，并避免環(huán)境污染。</p><p>　　機(jī)器在預(yù)定工作期限內(nèi)必須具有一定的可靠性。提高機(jī)器可靠度的關(guān)鍵是提高其組成零部件的可靠度。此外，從機(jī)器設(shè)計(jì)的角度考慮，確定適當(dāng)?shù)目煽啃运?，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少零件數(shù)目，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件及可靠零件，合理設(shè)計(jì)機(jī)器的組件

15、和部件以及必要時(shí)選取較大的安全系數(shù)等，對(duì)提高機(jī)器可靠度也是十分有效的。</p><p>　　1.4.研究?jī)?nèi)容（設(shè)計(jì)內(nèi)容）</p><p>　?。?）蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)</p><p>　　蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速化，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。</p>&l

16、t;p>　　蝸輪蝸桿減速器是以蝸桿為主動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和制動(dòng)的一種機(jī)械裝置。當(dāng)蝸桿作為傳動(dòng)裝置時(shí)，在蝸輪蝸桿共同作用下，使機(jī)器運(yùn)行起來(lái)，在此過程中蝸桿傳動(dòng)基本上克服了以往帶傳動(dòng)的摩擦損耗；在蝸桿作為制動(dòng)裝置時(shí)，蝸輪，蝸桿的嚙合，可使機(jī)器在運(yùn)行時(shí)停下來(lái)，這個(gè)過程中蝸桿蝸輪的嚙合靜摩擦達(dá)到最大，可使運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器在瞬間停止。在工業(yè)生產(chǎn)中既節(jié)省了時(shí)間又增加了生產(chǎn)效率，而在工藝裝備的機(jī)械減速裝置，深受用戶的美譽(yù)，是眼前當(dāng)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大小扭

17、矩，大速比，低噪音，高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動(dòng)獨(dú)攬裝置的最佳選擇。</p><p><b>　?。?）方案擬訂</b></p><p><b>　　A、箱體</b></p><p>　　(1)：蝸輪蝸桿箱體內(nèi)壁線的確定； (2)：軸承孔尺寸的確定；</p><p>　　(3)：箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；</p&

18、gt;<p>　　a.箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b. 軸承旁連接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　c.確定箱蓋頂部外表面輪廓 d. 外表面輪廓確定箱座高度和油面</p><p>　　e. 輸油溝的結(jié)構(gòu)確定 f. 箱蓋、箱座凸緣及連接螺栓的布置</p><p><b>　　B、軸系部件</b&g

19、t;</p><p>　　(1) 蝸輪蝸桿減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　a. 軸的徑向尺寸的確定 b. 軸的軸向尺寸的確定</p><p>　　(2)軸系零件強(qiáng)度校核 </p><p>　　a. 軸的強(qiáng)度校核 b. 滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算</p><p><b>　　C、減速

20、器附件</b></p><p>　　a.窺視孔和視孔蓋 b. 通氣器 c. 軸承蓋 d. 定位銷 </p><p>　　e. 油面指示裝置 f. 油塞 g. 起蓋螺釘 h. 起吊裝置</p><p>　　第二章 減速器的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)<

21、;/p><p>　　2.1.1 擬訂傳動(dòng)方案</p><p>　　本傳動(dòng)裝置用于帶式運(yùn)輸機(jī)，工作參數(shù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=3KN，工作速度=1.2m/s，滾筒直徑D=310mm，傳動(dòng)效率η=0.96，（包括滾筒與軸承的效率損失）兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；使用壽命8年。環(huán)境最高溫度80℃。本設(shè)計(jì)擬采用蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖6.1所示。</p><p>　　圖

22、6.1 傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖</p><p>　　1—電動(dòng)機(jī) 2、4—聯(lián)軸器 3—級(jí)蝸輪蝸桿減速器</p><p>　　5—傳動(dòng)滾筒 6—輸送帶</p><p>　　2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的類型</p><p>　　按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),封閉式結(jié)構(gòu)

23、,電壓380V。</p><p>　　（2）選擇電動(dòng)機(jī)的功率</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需的功率 = /</p><p>　　式中 —工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為KW；</p><p>　　η—電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率；</p><p>　　—工作機(jī)所需輸入功率，單位為KW；</p>

24、<p>　　輸送機(jī)所需的功率輸送機(jī)所需的功率P=Fv／1000·w</p><p>　　=3000×1.2／1000×0.8=4.5 kW</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需的功率= ／</p><p>　　= =0.99×0.99×0.8×0.99×0.99≈0.76</p>

25、<p>　　=4.5／0.8=5.92kW</p><p>　　查表，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率=7.5kw。</p><p>　?。?）選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速</p><p>　　傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速==73.96 r/min由表推薦的傳動(dòng)比的合理范圍，取蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比=10~40，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　= n=（

26、10~40）×73.96=740-2959r/min</p><p>　　符合這范圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有750、1000、1500、3000 r/min四種，現(xiàn)以同步轉(zhuǎn)速1000 r/min和1500 r/min兩種常用轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行分析比較。</p><p>　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、傳動(dòng)比及市場(chǎng)供應(yīng)情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號(hào)為Y132M—4。&

27、lt;/p><p>　　2.1.3 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及其分配</p><p>　　減速器總傳動(dòng)比及其分配：</p><p>　　減速器總傳動(dòng)比i=／=1440／73.96=19.47</p><p>　　式中i—傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比</p><p>　　—工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位r/min</p><p&

28、gt;　　—電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位r/min</p><p>　　2.1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　（1）各軸的輸入功率</p><p>　　軸ⅠP= P=5.92×0.99×0.99=5.8kW</p><p>　　軸ⅡP= P=5.8×0.99×0.99×0.

29、8=4.54kW</p><p><b>　?。?）各軸的轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)： =1440 r/min</p><p>　　軸Ⅰ：n= =1440 r/min</p><p>　　軸Ⅱ：n==1440／19.47=73.96 r/min</p><p>　?。?）各軸的輸入轉(zhuǎn)

30、矩</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸：=9550pd/nm=9550×5.92／1440=39.26Nm</p><p>　　軸Ⅰ：T= 9550p1/n1=9550×5.8/1440=38.46Nm</p><p>　　軸Ⅱ：T= 9550p2/n2=9550×4.54/73.96=586.22Nm</p><p>

31、;　　上述計(jì)算結(jié)果匯見表3-1</p><p>　　表3-1傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　2.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.2.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　一.選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度</p><p>　　根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI

32、）蝸桿材料選用45鋼，整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，齒面硬度45~50HRC。蝸輪齒圈材料選用ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造，滾銑后加載跑合，8級(jí)精度，標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)隙c。</p><p><b>　　二.計(jì)算步驟</b></p><p>　　1.按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式≥mm</b></p>

33、;<p><b>　　選z1，z2：</b></p><p>　　查表7.2取z1=2，</p><p>　　z2= z1×n1／n2=2×1440／73.96=38.94≈39.</p><p>　　z2在30～64之間，故合乎要求。</p><p><b>　　初估=0.8

34、2</b></p><p>　?。?）蝸輪轉(zhuǎn)矩T2：</p><p>　　T2=T1×i×=9.55×106×5.8×19.47×0.82／1440=614113.55 Nmm</p><p><b>　?。?）載荷系數(shù)K：</b></p><p>

35、　　因載荷平穩(wěn)，查表7.8取K=1.1 </p><p><b>　　（4）材料系數(shù)ZE</b></p><p>　　查表7.9，ZE=156 </p><p>　　（5）許用接觸應(yīng)力[0H]</p><p>　　查表7.10，[0H]=220 Mpa <

36、/p><p>　　N=60×jn2×Lh=60×73.96×1×12000=5.325×107</p><p>　　ZN===0.81135338</p><p>　　[H]=ZN[0H]= 0.81135338×220=178.5 Mpa</p><p><b>　

37、?。?）md1：</b></p><p>　　md1≥ =1.1×614113.55×=2358.75mm</p><p>　?。?）初選m，d1的值：</p><p>　　查表7.1取m=6.3，d1=63</p><p>　　md1=2500.47〉2358.75</p><p>

38、<b>　?。?）導(dǎo)程角 </b></p><p><b>　　tan= =0.2</b></p><p>　　=arctan0.2=11.3°</p><p><b>　　（9）滑動(dòng)速度Vs</b></p><p>　　Vs= =4.84m/s</p>

39、<p><b>　　（10）嚙合效率</b></p><p>　　由Vs=4.84 m/s查表得 ν=1°16′</p><p>　　1 ==0.2/0.223=0.896</p><p><b>　?。?1）傳動(dòng)效率</b></p><p>　　取軸承效率 2=0.99 ，攪

40、油效率3=0.98</p><p>　　=1×2×3=0.896×0.99×0.98=0.87</p><p>　　T2=T1×i×=9.55×106×5.8×19.47×0.87／1440=651559.494Nmm</p><p>　?。?2）檢驗(yàn)md1的值<

41、;/p><p>　　md1≥=0.×651559.494×=1820＜2500.47</p><p>　　原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求</p><p>　　2.確定傳動(dòng)的主要尺寸</p><p>　　m=6.3mm，=63mm，z1=2，z2=39</p><p><b>　　中心距a&l

42、t;/b></p><p>　　a==154.35mm</p><p><b>　　(2)蝸桿尺寸</b></p><p>　　分度圓直徑d1 d1=63mm</p><p>　　齒頂圓直徑da1 da1=d1+2ha1=(63+2×6.3)=75.6mm</p><

43、p>　　齒根圓直徑df1 df1=d1﹣2hf=63﹣2×6.3</p><p>　　(1+0.2)=47.88mm</p><p>　　導(dǎo)程角 tan=11.30993247° 右旋</p><p>　　軸向齒距 Px1=πm=3.14×6.3=19.78mm</p>

44、<p>　　齒輪部分長(zhǎng)度b1 b1≥m(11+0.06×z2)=6.3×(11+0.06×39)=84.04mm</p><p><b>　　取b1=90mm</b></p><p><b>　　(2)蝸輪尺寸</b></p><p>　　分度圓直徑d2 d2=

45、m×z2=6.3×39=245.7mm</p><p>　　齒頂高 ha2=ha*×m=6.3×1=6.3mm</p><p>　　齒根高 hf2= (ha*+c*)×m=(1+0.2)×6.3=7.56mm</p><p>　　齒頂圓直徑da2 d

46、a2=d2+2ha2=245.7+2×6.3×1.2=230.58mm</p><p>　　齒根圓直徑df2 df2=d2﹣2m(ha*+c*)=384﹣19.2=364.8mm</p><p>　　導(dǎo)程角 tan=11.30993247° 右旋</p><p>　　軸向齒距 Px2

47、=Px1=π m=3.14×6.3=19.78mm</p><p>　　蝸輪齒寬b2 b2=0.75da1=0.75×75.6=56.7mm</p><p>　　齒寬角 sin(α/2)=b2/d1=56.7／63=0.9</p><p>　　蝸輪咽喉母圓半徑 rg2=a—da2／2=154.35﹣12

48、9.15=25.2mm</p><p><b>　　(3)熱平衡計(jì)算</b></p><p><b>　?、俟浪闵崦娣eA</b></p><p><b>　　A=</b></p><p>　?、隍?yàn)算油的工作溫度ti</p><p><b>　

49、　室溫：通常取。</b></p><p>　　散熱系數(shù)：Ks=20 W/(㎡·℃)。</p><p>　　73.45℃＜80℃</p><p><b>　　油溫未超過限度</b></p><p><b>　?。?） 潤(rùn)滑方式</b></p><p>　　

50、根據(jù)Vs=4.84m/s，查表7.14，采用浸油潤(rùn)滑，油的運(yùn)動(dòng)粘度V40℃=350×10-6㎡/s</p><p>　　(5)蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(單位：mm)</p><p><b>　　①蝸輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　最小直徑估算</b></p><p><

51、b>　　dmin≥c× </b></p><p>　　c查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.3得 c=120 dmin≥=120× =47.34</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.5，選dmin=48</p><p>　　d1= dmin+2a =56 a≥(0.07～0.1) dmin=4.08≈4

52、</p><p>　　d2=d1+ (1～5)mm=56+4=60</p><p>　　d3=d2+ (1～5)mm=60+5=65</p><p>　　d4=d3+2a=65+2×6=77 a≥(0.07～0.1) d3=5.525≈6</p><p>　　h由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4查得 h=5.5</p>

53、<p>　　b=1.4h=1.4×5.5=7.7≈8</p><p>　　d5=d4﹣2h=77﹣2×5.5=66</p><p><b>　　d6=d2=60</b></p><p>　　l1=70+2=72</p><p><b>　?、谖仐U軸的設(shè)計(jì)</b><

54、;/p><p><b>　　最小直徑估算</b></p><p>　　dmin≥c× = 120×=19.09 取dmin=30</p><p>　　d1=dmin+2a=20+2×2.5=35 a=(0.07～0.1)dmin</p><p>　　d2=d1+(1～5)=35+5=40

55、</p><p>　　d3=d2+2a=40+2×2=44 a=(0.07～0.1)d2</p><p><b>　　d4=d2=40</b></p><p>　　h查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4</p><p>　　蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用H7/s6配合，并加臺(tái)肩和螺釘

56、固定，螺釘選6個(gè)</p><p>　　幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表：</p><p><b>　　2.3 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.3.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度HBS=23

57、0，強(qiáng)度極限=600 Mpa，由表查得其許用彎曲應(yīng)力=55Mpa 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（表10-1、10-3）</p><p>　?。?）初步估算軸的最小直徑</p><p>　　取C=120，得dmin≥=120× =47.34mm</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.5，選dmin=63</p><p><b>

58、;　?。?）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　?、?軸上零件的定位、固定和裝配</p><p>　　單級(jí)減速器中，可將齒輪按排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，周向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別以軸肩和套筒定位，周向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位,右面用軸端擋，圈軸向固定.</p><p>

59、;　　鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成階梯形，左軸承 從做從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次右面裝到軸上。</p><p>　　② 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度</p><p>　?、穸蝑1=50mm L1=70mm</p><p>　?、蚨芜x30212型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為60mm，寬度為22mm。故Ⅱ段直徑d2=60mm。</p><p&

60、gt;　?、蠖慰紤]齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端蓋與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長(zhǎng)為38mm。故L3=40mm，d3=65mm。</p><p>　?、舳蝑4=77mm,L4=70mm</p><p>　?、醵蝑5=d4+2h=77+2×5.5=88mm,L5=8mm</p><p>　?、龆蝑6=65mm,L6=22mm</p><p

61、>　?、鞫?d7=d2=760mm,L7=25</p><p>　　（4）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　?、?繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖 (a)圖</p><p>　?、诶L出軸的受力簡(jiǎn)圖 (b)圖</p><p>　?、劾L出垂直面受力圖和彎矩圖 （c）圖</p><p><b>　　N&

62、lt;/b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　軸承支反力：</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　FRBV=Fr+FR

63、AV =33.88+16.94=50.82N</p><p><b>　　計(jì)算彎矩：</b></p><p><b>　　截面C右側(cè)彎矩</b></p><p><b>　　截面C左側(cè)彎矩</b></p><p>　　④繪制水平面彎矩圖 (d)圖</p>

64、<p><b>　　軸承支反力：</b></p><p><b>　　截面C處的彎矩 </b></p><p>　?、堇L制合成彎矩圖 (e)圖</p><p><b>　　Nm</b></p><p>　　圖3.2 低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩</p>&

65、lt;p>　　(a)軸的結(jié)構(gòu)與裝配 (b)受力簡(jiǎn)圖 (c)水平面的受力和彎矩圖</p><p>　　(d)垂直面的受力和彎矩圖 (e)合成彎矩圖 (f)轉(zhuǎn)矩圖 (g)計(jì)算彎矩圖</p><p><b>　　Nm</b></p><p>　?、蘩L制轉(zhuǎn)矩圖 (f)圖</p><p>　　×105 Nmm

66、=586 Nm</p><p>　?、呃L制當(dāng)量彎矩圖 (g)圖</p><p>　　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</p><p><b>　　Nm</b></p><p>　　⑧校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度</p><p><b>　?。?，安全。<

67、;/b></p><p>　　2.3.2 軸的結(jié)構(gòu)見圖3.3所示</p><p>　　圖3.3 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　2.3.3 蝸桿軸的設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）選擇軸的材料</b></p><p>　　選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230，強(qiáng)度極限=65

68、0 Mpa，屈服極限=360 Mpa，彎曲疲勞極限=300 Mpa，剪切疲勞極限=155 Mpa，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力=60 Mpa。</p><p>　　(2) 初步估算軸的最小直徑</p><p><b>　　最小直徑估算</b></p><p>　　dmin≥cx= 120x=19.09 取dmin=20 </p>

69、<p><b>　　（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　按軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承處的軸徑d=35mm，初選軸承型號(hào)為30207圓錐滾子軸承（GB/T297—94），采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，其中，齒根圓直徑mm，分度圓直徑mm，齒頂圓直徑mm，長(zhǎng)度尺寸根據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，校核的方法與蝸輪軸相類似，經(jīng)過具體的設(shè)計(jì)和校核，得該蝸桿軸結(jié)構(gòu)是符合要求的，是安全的，軸的

70、結(jié)構(gòu)見圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)草圖</p><p>　　第三章 軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　3.1 蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用30212（GB/T297—94）圓錐滾子軸承，內(nèi)徑d=60mm,外徑D=110mm,B=22mm.</p>&l

71、t;p><b>　?。?）計(jì)算軸承載荷</b></p><p>　?、?軸承的徑向載荷 </p><p><b>　　軸承A：</b></p><p><b>　　軸承B：</b></p><p><b>　?、?軸承的軸向載荷</b></p&

72、gt;<p><b>　　軸承的派生軸向力 </b></p><p>　　查表得：30212軸承15°38′32″</p><p>　　所以，=17.173N</p><p><b>　　=23.89N</b></p><p><b>　　無(wú)外部軸向力。</b

73、></p><p>　　因?yàn)椋?，軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為</p><p><b>　　③ 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷</b></p><p>　　由表查得圓錐滾子軸承30211的</p><p><b>　　取載荷系數(shù)，</b></p><p><b>　

74、　軸承A：＜e</b></p><p>　　取X=1，Y=0，則</p><p><b>　　軸承B：＜e</b></p><p>　　取X=1，Y=0，則</p><p>　　3.2 蝸桿軸的軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30207圓錐滾子軸承（GB/T

75、297—94），經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。具體的校核過程略。</p><p>　　3.3 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（單位：mm）</p><p>　　(1) 箱座（體）壁厚：=≥8，取=15，其中=154.35；</p><p>　　(2) 箱蓋壁厚：=0.85≥8，取=12；</p><p>　　(3) 箱座、箱蓋、箱座底的

76、凸緣厚度：，；</p><p>　　(4) 地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)=154.35，得，取df=18,地腳螺釘數(shù)目為4個(gè)；</p><p>　　(5) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：</p><p>　　(6) 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：=9～14.4，取=12；</p><p>　　(7) 表2.5.1軸承端蓋螺釘直徑：</p><

77、;p>　　(8) 檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為一級(jí)傳動(dòng)減速器，所以取=10；</p><p>　　(9) 軸承座外徑：，其中為軸承外圈直徑，</p><p>　　把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：</p><p><b>　　高速軸：，取，</b></p><p><b>　　低速軸：，取；</b&g

78、t;</p><p>　　(10) 表2.5.2螺栓相關(guān)尺寸：</p><p>　　(11) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：以螺栓和螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近，一般??；</p><p>　　(12) 軸承旁凸臺(tái)半徑：20，根據(jù)而得；</p><p>　　(13) 軸承旁凸臺(tái)高度：根據(jù)低速軸軸承外徑和扳手空間的要求，由結(jié)構(gòu)確定；</p>&

79、lt;p>　　(14) 箱外壁至軸承座端面的距離：，取=48；</p><p>　　(15) 箱蓋、箱座的肋厚：＞0.85，取=12，≥0.85，取=14；</p><p>　　(16) 大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離：≥，取=16；</p><p>　　(17) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度=1：10，</p><p&g

80、t;　　過渡斜度=1：20，鑄造外圓角=5，鑄造內(nèi)圓角=3。</p><p>　　第四章 其他零件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核</p><p>　　4.1．1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核</p><p>　　高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無(wú)需采用鍵聯(lián)接。</p><p>　　4.1．2 低速軸與

81、蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核</p><p>　　(1) 選用普通平鍵（A型）</p><p>　　按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長(zhǎng) =73mm，</p><p>　　查表，選用鍵22×14×63 GB1096—2003。</p><p><b>　　(2) 強(qiáng)度校核</b></p

82、><p>　　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</p><p>　　小于，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。</p><p>　　4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算</p><p>　　4.2.1 高速軸輸入端的聯(lián)軸器</p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表取，有，，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料

83、為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速r/min，標(biāo)記：LT5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84。</p><p>　　選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為30mm，選用鍵8×7×45 GB1096—79，</p><p>　　對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見（2.6.2），鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力</p><p>　　

84、＜，合格。所以高速級(jí)選用的聯(lián)軸器為L(zhǎng)T5聯(lián)軸器30×50 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8×7×45 GB1096—79。</p><p>　　4.2.2 低速軸輸出端的聯(lián)軸器</p><p>　　根據(jù)低速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器LT8聯(lián)軸器50×70 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為14×9×60 GB1096

85、—79，經(jīng)過校核計(jì)算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計(jì)算過程與上面相同，所以省略。</p><p>　　4．3 減速器的潤(rùn)滑</p><p>　　減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，起主要目的是減少摩擦磨損和提高傳動(dòng)效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤(rùn)滑油還可以防止零件銹蝕和降低減速器的噪聲和振動(dòng)等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選取潤(rùn)滑油溫度時(shí)的蝸輪蝸桿油

86、，蝸輪采用浸油潤(rùn)滑，浸油深度約為h1≥1個(gè)螺牙高，但油面不應(yīng)高于蝸桿軸承最低一個(gè)滾動(dòng)體中心。 </p><p>　　4．4 部分零件加工工藝過程</p><p>　　4.4.1 軸的加工工藝過程</p><p>　　軸的工藝過程相對(duì)于箱蓋，底座要簡(jiǎn)單許多，本設(shè)計(jì)輸出軸的一般工藝過程為：</p><p><b>　　落料、鍛打<

87、;/b></p><p>　　夾短端、粗車長(zhǎng)端端面、打中心孔</p><p>　　夾短端、粗車長(zhǎng)端各檔外圓、倒角</p><p>　　反向夾長(zhǎng)端，粗車短端外圓、倒角、粗車短端端面、打中心孔</p><p><b>　　熱處理</b></p><p>　　夾短端，半精車短端外圓</p&g

88、t;<p>　　反向夾長(zhǎng)端，半精車短端外圓</p><p><b>　　磨長(zhǎng)端外圓</b></p><p><b>　　反向磨短端外圓</b></p><p><b>　　銑兩鍵槽</b></p><p>　　(11) 加工好的蝸輪軸</p><

89、;p>　　4.4.2 箱體加工工藝過程</p><p>　　蝸輪蝸桿減速器的箱蓋和箱體，它們的工藝過程比較復(fù)雜，先是箱蓋和箱體分別單獨(dú)進(jìn)行某些工序，然后合在一起加工，最后又分開加工。</p><p>　　箱蓋單獨(dú)先進(jìn)行的工序有：</p><p><b>　　箱蓋鑄造</b></p><p>　　回火、清沙、去毛刺

90、、打底漆、毛坯檢驗(yàn)</p><p><b>　　铇視孔頂面</b></p><p><b>　　铇剖分面</b></p><p><b>　　磨剖分面</b></p><p><b>　　鉆、攻起蓋螺釘</b></p><p>　　

91、完成前述單獨(dú)工序后，即可進(jìn)行下列工序：</p><p>　　箱蓋、箱體對(duì)準(zhǔn)合攏，夾緊；鉆、鉸定位銷孔，敲入圓錐銷</p><p>　　鉆箱蓋和箱體的聯(lián)接螺栓孔，刮魚眼坑</p><p>　　分開箱殼，清除剖分面毛刺、清理切屑</p><p>　　合攏箱殼，敲入定位銷，擰緊聯(lián)接螺栓</p><p><b>　　

92、銑兩端面</b></p><p><b>　　粗鏜各軸軸承座孔</b></p><p><b>　　精鏜各軸軸承座孔</b></p><p><b>　　鉆、攻兩端面螺孔</b></p><p><b>　　拆開箱殼</b></p>

93、<p>　　裝上油塞，箱體地腳螺栓孔劃線</p><p>　　鉆地腳螺栓孔、刮魚眼坑</p><p>　　箱蓋上固定視孔蓋的螺釘孔劃線</p><p>　　鉆、攻固定視孔蓋的螺釘孔</p><p>　　去除箱蓋、箱體接合面毛刺，清除鐵屑</p><p><b>　　內(nèi)表面涂紅漆</b>

94、;</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　這次通過對(duì)已知條件對(duì)蝸輪蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，得出總體方案.按總體方案對(duì)各零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出蝸輪蝸桿減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個(gè)系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計(jì)校核計(jì)算，得出各零部件的具體尺寸，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書.此次設(shè)計(jì)通過對(duì)蝸輪蝸桿減速器的

95、設(shè)計(jì)，使我對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí).熟悉了蝸輪、軸等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊(cè)，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。 這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識(shí)，查各種知識(shí)手冊(cè)從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容。我相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 由于自己所學(xué)知識(shí)有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，設(shè)計(jì)中肯

96、定存在許多的不足和需要改進(jìn)的地方，希望老師指出，在以后的學(xué)習(xí)工作中去完善它們。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 吳彥農(nóng)，康志軍.Solidworks2003實(shí)踐教程. 淮陰：淮陰工學(xué)院，2003</p><p>　　2 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明手冊(cè)（上冊(cè)）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p

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99、工藝基礎(chǔ). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002</p><p>　　11 張福潤(rùn). 徐鴻本，劉延林. 機(jī)械制造基礎(chǔ)（第二版）. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002</p><p>　　12 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　13 寧汝新. 趙汝嘉. CAD/CAM技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p

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