機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)

1、第一章 總論 -2 -一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 -2-二、設(shè)計(jì)任務(wù) -2-三、設(shè)計(jì)要求 -3-第二章 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)- 3 -一、電動(dòng)機(jī)的選擇 -3-二、傳動(dòng)比及其分配 -4-三、校核轉(zhuǎn)速 -4-四、傳動(dòng)裝置各參數(shù)的計(jì)算 -5-第三章 傳動(dòng)零件 蝸桿蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算- 5 -一、蝸輪蝸桿材料及類型選擇 -5-二、設(shè)計(jì)計(jì)算 -5-第四章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 -10-一、安裝蝸輪的軸設(shè)計(jì)計(jì)算 -10-二、蝸桿軸設(shè)計(jì)計(jì)算 -14-第五章滾動(dòng)軸承計(jì)算 -16-一、安裝蝸輪的軸的軸承計(jì)算 -17-二、蝸桿軸軸承的校核 -17-第六章鍵的選擇計(jì)算 -18-第七章聯(lián)軸器 -19-第八章潤滑及密封說明

2、 -19-第九章拆裝和調(diào)整的說明 -19-第十章減速箱體的附件說明 -20-課程設(shè)計(jì)小結(jié)- 21 -參考文獻(xiàn) - 22 -第一章總論一、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：1 .傳動(dòng)方案的分析與選擇；2 .電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算;3 .傳動(dòng)件設(shè)計(jì)；4 .軸的設(shè)計(jì)；5 .軸承及其組合部件設(shè)計(jì)；6 .鍵和聯(lián)軸器的選擇及其校核；7 .箱體，潤滑機(jī)器和附件設(shè)計(jì)；8 .裝配圖的設(shè)計(jì)及繪制；9 .零件圖的設(shè)計(jì)及繪制；10編寫設(shè)計(jì)說明書。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 1、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)用于帶速傳輸機(jī)的傳動(dòng)裝置。2、工作原理及已知條件工作原理：工作傳動(dòng)裝置如下圖所示:1-電動(dòng)機(jī)2、4-聯(lián)軸器3- 一級(jí)蝸輪

3、蝸桿減速器5-傳動(dòng)滾筒6-輸送帶3、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力 F=3200N運(yùn)輸帶工作速度v=0.85m/s卷筒直徑 D=410mm工作條件：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)。4、傳動(dòng)裝置方案：蝸輪蝸桿傳動(dòng)三、設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)說明書1份【70009000字，按標(biāo)準(zhǔn)格式書寫（電子版）】2、減速器裝配圖草圖1 張【A1 圖，手工繪圖, 坐標(biāo)紙】3、減速器裝配圖1 張【A1 圖，電腦繪圖】4、任一軸零件圖5、任一齒輪零件圖1 張【 A3 圖，手工繪圖】1 張【 A3 圖，手工繪圖】電動(dòng)機(jī)的選 為后續(xù)的傳動(dòng)第二章

4、 機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是分析研究和擬定傳動(dòng)方案、擇、 傳動(dòng)比的分配及計(jì)算、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算，設(shè)計(jì)和裝配圖繪制提供依據(jù)。一、電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)工作機(jī)的負(fù)荷、 特性和工作環(huán)境， 選擇電動(dòng)機(jī)的類型、 結(jié)構(gòu)形式和轉(zhuǎn)速，計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率，最后確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)。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)。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)效率及總效率其中彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率=0.99 ；單線蝸桿與蝸輪的傳動(dòng)效率=0.75 ；運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)軸一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率=0.99 ；凸緣聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率=0.994所以減

5、速機(jī)構(gòu)的總效率21234=0.99 X 0.75 X 0.992X0.99=0.7203(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)。帶式運(yùn)輸機(jī)所需的功率：Pw=F v/1000w=3200X 0.85 /1000X 1=2.72kW (其中 w為工作機(jī)傳動(dòng)效率且 w =1 )；初步估計(jì)電動(dòng)機(jī)額定功率P:所需電機(jī)輸出的功率Pd= Pw /=2.72/0.72=3.78kW ;查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表 2.1 ,選取Y112

6、M-4電動(dòng)機(jī)，主要參數(shù)如下：額定功率P=4kw滿載"圻S nm=1440 r/min電機(jī)軸伸出端直徑：28mm伸出端安裝長(zhǎng)度：60mm二、傳動(dòng)比及其分配 1、查機(jī)械設(shè)計(jì)書中得各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下：i蝸桿582 ；理論總傳動(dòng)比：i總i蝸桿582 ；60 1000V 60 1000 0.85 ,運(yùn)輸機(jī)驅(qū)動(dòng)懾同轉(zhuǎn)速 nw=39.62r/min ;D410根據(jù)初選電機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1440 r/min ,計(jì)算總傳動(dòng)比i， =nm(nw=1440/39.62=36.35 。由工作原理圖可知該傳動(dòng)裝置為蝸輪蝸桿單級(jí)傳動(dòng)，即總傳動(dòng)比就等于蝸輪 蝸桿傳動(dòng)比。2、查機(jī)械設(shè)計(jì)表11-1 ,取蝸桿頭數(shù)z1=1，

7、蝸輪齒數(shù)z2=36,則實(shí)際總傳動(dòng)比i=生=36。Zi三、校核轉(zhuǎn)速滾筒的實(shí)際轉(zhuǎn)速nw，= nMi =1440/36=40。轉(zhuǎn)速誤差A(yù) nw= -w -nw- =3962二竺二0.97%<5%符合要求。nw 39.62四、傳動(dòng)裝置各參數(shù)的計(jì)算 1、各軸功率計(jì)算蝸桿輸入功率：P產(chǎn)P =4 X 0.99=3.96kW蝸輪輸出功率：P2= P1= P =2.97kW滾筒軸的傳遞功率：P3= P2 1 3=2.97 X0.99 X0.99=2.91kW2、各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算由于蝸桿是通過聯(lián)軸器與電機(jī)伸出軸連接在一起， 故蝸桿轉(zhuǎn)速等于電機(jī)轉(zhuǎn)速即 n1=nm=1440 r/min ；渦輪軸的轉(zhuǎn)速n2=n1/i

8、=1440/36=40 r/min;滾筒軸轉(zhuǎn)速n3=n2=40 r/min 。3、各軸轉(zhuǎn)矩計(jì)算蝸桿傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=9550X P1/n 1=26.26 N m蝸輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2=9550X P2/n 2=709.09 N - m滾筒軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T3=9550X P3/n 3=694.76 N - m第三章 傳動(dòng)零件蝸桿蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置中傳動(dòng)零件的參數(shù)、 尺寸和結(jié)構(gòu)， 對(duì)其他零部、 件的設(shè)計(jì)起決定性的作用，因此，應(yīng)首先設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件。當(dāng)減速器有傳動(dòng)件時(shí)，應(yīng)先設(shè)計(jì)減速器外的傳動(dòng)零件。一、蝸輪蝸桿材料及類型選擇1、選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，選用漸開線

9、蝸桿（ZI）。2、選擇材料考慮到蝸桿傳動(dòng)的功率不大，速度中等，故蝸桿采用 45 剛；而又希望效率高些，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（ZCuSn10P）1 , 砂模鑄造； 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（HT10O制造。二、設(shè)計(jì)計(jì)算1、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)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)根據(jù)式子：m2d>KT2(8)2Z2 H(1)確定載荷系數(shù)因工作是有輕微振動(dòng)，故取載荷分布不均勻系數(shù)K =1,由機(jī)械設(shè)計(jì)表11-5選取使用系數(shù)Ka=1,由于轉(zhuǎn)速不是很高，沖擊

10、不大，可選取動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.1,WJ K=K KA Kv=1 X1.05X ”1.1(2)確定彈性影響系數(shù)Ze因?yàn)檫x用的是錫磷青銅(ZCuSn10P1的蝸輪和45剛蝸桿相配，故Ze 160. MPa(3)確定許用接觸應(yīng)力h根據(jù)蝸輪材料為錫磷青銅(ZCuSn10P 1,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h =268 MPa。應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh=60X 1 X40X ( 16X5X365) =7.008 X 10 7,壽命系數(shù)'107 KHN=8i7 0.784，則 h=Khn H =0.784 268=

11、210.1 MPa,7.008 107(4)計(jì)算m2d由于 z2=36, T2=709.09 N - m=709.09X 103 N mm 故m2d>KT2( 480 )2=1.1 X 709.09 X 103X ( 480 )2 =3144.33 mm3 Z2 h36 210因z1=1,故從機(jī)械設(shè)計(jì)表11-2中查取模數(shù)m=6.3 mm蝸桿分度圓直徑 d1=112mm2、蝸桿與蝸輪主要參數(shù)與幾何尺寸中心距a=d d22J126.3 362=169.4蝸桿：軸向齒距 Pa=：tm=3.14X6.3=19.78 mm；直徑系數(shù)q=d1 =17.78; m齒頂圓直徑 da1 =d1+2ha產(chǎn)d

12、1+2ha*m=112+2< 1X6.3=124.6 mm；齒根圓直徑 df1=d1-2hf1 =d1-2(h a m+c)=112-2 (1 X6.3+1.6 ) =47.88mm分度圓導(dǎo)程角 =arctan z1=3.22(右旋)；軸向齒厚sa=-兀m=9.89 mmq2蝸輪：蝸輪齒數(shù)：z2=36;變位系數(shù)x2=0;螺旋角：30.96 0 (右旋)蝸輪分度圓直徑：d2 mz2 =226.8 mm；蝸輪喉圓直徑：da2=d2+ 2ha2 =239.4 mm；蝸輪齒根圓直徑：d f 2 =d2 + 2hf2 =211 mm11蝸輪咽喉母圓半徑：rq =a-da =169.4- x 239

13、.4=49.7 mm； g22 22蝸輪輪緣寬度:B=(0.670.7) da1 =(83.4887.22)mm,取 B=85 mm3、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1.53KT2 d1d2mcosYFa2Yf當(dāng)量齒數(shù) Zv = H 363 =36.173cos (cos3.22 )根據(jù)X2=0, Zv=36.173,從機(jī)械設(shè)計(jì)圖11-17中可查得齒形系數(shù)YFa2 2.44螺旋系數(shù)Y =1 1絲2 =0.977 140140許用彎曲應(yīng)力f = F Kfn從表11-8中查得由ZCuSn10P制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力F=56 MPa壽命系數(shù)Kfn9 106 N9 7/1070.624fF Kfn =56

14、 0.624=34.92 MPa所以1.53KT2y y =1.53 1.1 709090 2.44 0.977 17.78MPa <56 MPad1d2mn112 226.8 6.3即f< 1 ,彎曲強(qiáng)度校核滿足要求。4、驗(yàn)算效率tan0.95 0.96tan( v)d1n1Vs 60 1000 cos已知=3.22, v = arctanfv, fv與相對(duì)滑移速度Vs有關(guān),112 1440,8.45 m/s 60 1000 cos3.22從機(jī)械設(shè)計(jì)表11-18中用插值法查得fv=0.0175, v=1°代入上式得tan(0.95 0.96)= (0.72390.732

15、)大于原估計(jì)值0.7203,因止匕tan( v)不用重算，且進(jìn)一步驗(yàn)證了電機(jī)選擇的合理性。5、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中，蝸輪圓周速度vs=n2Ttd2/60=0.47 m/s<1.5 m/s ,故查課程設(shè)計(jì)表 3.66選取蝸輪、蝸桿為9級(jí)精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為9f GB/10089-1988。蝸桿與軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，與鑄造貼心采用H7/r6配查課程設(shè)計(jì)表3.80得蝸輪、蝸桿表面粗糙度如下：齒面M0蝸桿6.3, 3.26.3, 3.2蝸輪6.3, 3.212.5, 6.3查課程設(shè)

16、計(jì)表3.69得：蝸桿軸向齒距極限偏差f px=± 25 n m；蝸桿軸向齒距累積公差f pxl =48 n m；蝸桿齒形公差ff1=45p可查課程設(shè)計(jì)表3.70得：蝸桿齒槽徑向跳動(dòng)公差f r=40叱m；查課程設(shè)計(jì)表3.70得:蝸輪齒距極限偏差fpt=40N m；蝸輪齒形公差ff2=36p m 6、熱平衡計(jì)算(1)估算散熱面積S1.751.750a1802S=0.330.330.923m100100(2)驗(yàn)算油的工作溫度ti室溫t0 ,通常取20。散熱系數(shù)=8.1517.45 :取 =17.5 W/( m2 )；嚙合效率1 0.89；軸承效率 0.980.99 ,取軸承效率2=0.99

17、;攪油效率0.940.99 ,攪油效率3=0.98 ;=1X 2X 3=0.88 X 0.99 X 0.98=0.851000 1P11000 1 0.85 3.96ti t0 2056.77 C< 80 C油溫未超過S17.5 0.923限度7、主要設(shè)計(jì)結(jié)論蝸桿蝸輪分度圓直徑（mm）d1=112d2=226.8齒頂圓直徑（mm）da1=124.6da2=239.4齒根圓直徑（mm）df1 =96.2df2 =211頭數(shù)（齒數(shù)）z1=1z2=36中心距（mm）a=169.4齒頂高（mm）ha=6.3齒根高（mm）hf =7.9全齒高（mm）h=14.2齒形角a =20°模數(shù)（m

18、m）m=6.3齒范（mm）b1>101.38生二85蝸輪蝸桿均為9級(jí)精度、右旋，蝸桿直徑系數(shù)q=17.78,蝸輪變位系數(shù)X2=0第四章軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算軸是非標(biāo)準(zhǔn)零件，它沒有固定的、一層不變的結(jié)構(gòu)形式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是 根據(jù)具體的工作條件，確定出軸的合理結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)尺寸。一、安裝蝸輪的軸設(shè)計(jì)計(jì)算 1、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。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式15-3,取A。=110,于是得 d'min A312 110 1空！ 45.92mm。,n240由于軸上要有鍵槽，故取dmin =50mm查課程設(shè)計(jì)表6.8 ,選聯(lián)軸器型號(hào)為HL4的彈性聯(lián)軸器，孔直徑 D=5Q軸孔長(zhǎng)l

19、=84mm2、求作用在蝸輪上的力已知蝸輪的分度圓直徑為d2 =226.8mm所以得2 709090226.86253N ,2T1Fa 2 Ft1L468 .93 N ,d1Fr2Fr1Ft2 tan2276.42N 。3、蝸輪軸的設(shè)計(jì)I nilv vi vnmii蝸輪軸草圖確定各段直徑和長(zhǎng)度為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，w -即安裝聯(lián)軸器，具左端要制成一軸肩，VI-叩段安裝軸承端蓋，采用氈油封，故即-Vffl段直徑為d1=50mm l1應(yīng)比軸孔長(zhǎng) l=84mm略短一些，故取l 1=82mm VI - VD段直徑為d2=58mm初選滾子軸承，因軸承同時(shí)承受徑向和軸向的力作用，故選圓錐滾子軸承，

20、從課程設(shè)計(jì)表 5.12中選軸承30312,其基本尺寸 dXDX T=60mrH 130m由 33.5mm 故 d3=d7=60mm 而 l 7=33.5mm左端滾子軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，查表 5.12得h=72-60=12mm因此 d6=72mm軸承端蓋總寬度為16mm根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋與半聯(lián)軸器左端面的距離為L(zhǎng)=30mm故l2=16+30=46mm取安裝蝸輪處的軸段IV-V的直徑d4=65mm蝸輪的右端與右端軸承之間采 用套筒定位，為使套筒端面可靠的壓緊蝸輪，則此段長(zhǎng)度應(yīng)略短于蝸輪寬度， 故取l4=81mm蝸輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 h=(0.0

21、70.1) d 4,則取d5=75mm 寬度 b>1.4h ,貝 l 5=10mm取蝸輪距箱體為a=25mm考慮箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)， 應(yīng)距離箱體內(nèi)壁一段距離 s,取s=8mm軸承寬度T=33.5mm則l 6=25+8-10=23mml 3=T+s+a+(85-81)=70.5mm。I-IIII-IIIIII-IVIV-VV-VIVI- VUVU- Vffl直徑d7=60d6=72d5=75d4=65d3= 60d2=58d1 =50長(zhǎng)度l 7=33.5l6=23l5=10l4=81l 3=70.5l 2=46l 1=82軸上零件的周向定位為了保證良好的對(duì)中性，蝸輪與軸選

22、用A型普通平鍵聯(lián)接，鍵的型號(hào)為b*h=18*11 GB1096-79，鍵槽用鍵槽銃刀加工，鍵長(zhǎng)為 60mm同時(shí)為了保證蝸輪 與軸配合有良好的對(duì)中性，所以選擇蝸輪與輪轂的配合為坦；聯(lián)軸器與軸采用r6A型普通平鍵聯(lián)接，鍵的型號(hào)為 b*h=14*9 GB1096-79 ,鍵長(zhǎng)為70mm軸與軸承 內(nèi)圈配合軸徑選用H7/m6的配合。為保證30312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 軸肩圓角半徑為1.5mm其他軸肩圓角半徑分別由具體軸徑而定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)軸的 左端倒角均為2*450 ,右端倒角均為1.6*45°。求軸上的載荷根據(jù)結(jié)構(gòu)圖做出計(jì)算簡(jiǎn)圖，簡(jiǎn)支梁 L=l3+l4+l5+

23、l6+l7-2 X26.5=165mm分別對(duì)B、D在水平面和垂直面求彎矩和,Ft2 =Fa12 7090906253N226.82T1Fa 2 Ft1-468 .93 NFr2 Fr1Ft 2 tand1從軸的結(jié)構(gòu)圖及彎扭圖可知C為危險(xiǎn)截面，故只需對(duì)C截面進(jìn)行校核，查機(jī)載荷水平向H垂直向V支反力(N)Fnh=3050.7 F NH=3202.3NFNV=1110.6 F nv2=1165.8彎矩(N.mm)MH=257785M/i=93845.7 M v2=26032.5扭矩(N.mm)M 1 JM H2 M ；1 =274336 M 2=259096總彎矩(N.mm)T3=694763227

24、6.42N可得到如下結(jié)果:械設(shè)計(jì)表15-1和15-4, 1 55MPao222Ml2T327433620.6 694763ca =X=§=18.17 0 1 55MPa 強(qiáng)度夠ca w0.1 653精確校核軸的疲勞強(qiáng)度判斷危險(xiǎn)截面截面即、VI只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均 將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以它們均無需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面V和IV處過盈處配合引起的應(yīng) 力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，中心截面上的應(yīng)力最大。截面IV的應(yīng)力集中 的影響和截面V的相近，但截面IV不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大

25、，故不必做強(qiáng) 度校核。中心截面上雖然應(yīng)力集中最大， 但應(yīng)力集中不大(過盈配合及鍵槽引起 的應(yīng)力集中均在兩端)，而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。由第 三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面V左右即可。截面V左側(cè)：抗扭截面系數(shù) Wr 0.2d3 0.2 603 43200mm381 84.5-彎矩M=M1=142849.5 N.mm284.5扭矩 T3=694763 N.mM彎曲應(yīng)力 b= w =6.6 MPa扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 吟=16.1 MPa軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理查機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1得B 640MPa,1 60MPa, 1275, 1 155截面上由于

26、軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及 按機(jī)械設(shè)計(jì)附表3-2查取，因匚 20 0.033, D 65 1.08 d60d60查機(jī)械設(shè)計(jì)附表3-2得 2.0,1.31又由附圖3-1可知軸的材料敏性系數(shù)q 0.82 , q 0.85故有效應(yīng)力集中系數(shù)k 1 qr(1) 1.82k 1 q (1) 1.26由附圖3-2尺寸系數(shù)0.67 ,0.82附圖 3-40.92 k1軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理K 1 2.761 1.66又由附表3-1與表3-2的碳鋼的特性系數(shù)0.1 0.2 取 0.1;0.05 0.1,0.05計(jì)算安全系數(shù)Sca2.76 0.275 0.1 0 6S : 1.547KmS S一 一Sca,=5

27、.59 >S= 1.5,S2S2故該軸在截面左側(cè)強(qiáng)度是足夠的同理算得截面右側(cè)Sca = 7.53>S= 1.5也安全二、蝸桿軸設(shè)計(jì)計(jì)算蝸桿上的功率 P1=3.69kW,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min ,轉(zhuǎn)矩分 T1=26260N.mm1、按扭矩初算軸最小直徑選用45鋼調(diào)值，硬度為217 255HBS查機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3,取Ao 110, 八 P3.96 /d min A 3110 315.4mmn114402、求蝸桿的受力Fa1Ft22T2d22 709090226.86253NFti2di468 .93 NFr1Ft 2 tan2276.42N3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定各軸段的直徑和長(zhǎng)

28、度由于蝸桿嚙合段的直徑已在蝸桿設(shè)計(jì)時(shí)確定，為避免軸直徑變化過大，現(xiàn)在以蝸桿直徑為準(zhǔn)確定該軸其他部分的直徑大小，而各段的長(zhǎng)度則是根據(jù)確定渦輪 軸的方法來確定的。由于電機(jī)伸出端直徑為28mm查表6.6選取YL5型凸緣聯(lián)軸器，軸孔長(zhǎng)度l=62mm,故取d1=28mm l 1=58mm H-in安裝端蓋，d2起固定作用，定位軸肩高度可在(0.070.1) d 1范圍即取d2=33mm軸承端蓋白總寬度為16mm根據(jù)端蓋便于裝拆及添加潤滑脂，取其問間隙為 30mm則l 2=30+16=46mm m - IV段安裝軸 承，從表5.12中選取軸承30307,其基本尺寸為dXDX T=35X 80X22.75,

29、故取 d3=d7=35mm l 3=l 7=22.75mrm 可取 d4=d6=d3+(0.070.1)d 3=38mm 為使蝸桿蝸輪正確嚙合，可取l 4略短于蝸輪寬度，可取l 4=l 6=80mm d5為蝸桿齒頂圓直徑，d5=da1=124.6mm l5 為蝸桿軸向齒寬，l 5=b> 101.38，取 l 5=105mmI-IIII-IIIIII-IVIV-VV-VIVI- VUVU-Vffl直徑d1=28d2=33d3=35d4=38d5=124.6d6=38d7=35長(zhǎng)度l 1=58l 2=46l 3=22.75l4=80l5=105l6=80l 7=22.75求軸上的載荷并校核根

30、據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，簡(jiǎn)支梁跨距l(xiāng)=l 3+l 4+l 5+l 6+l 72 x 16.8=276.9mm,Fnh=Fnh=3126.5 NMh=432864 N.mmFnv=Fnv2=1138.2 NV1=26133.5 N.mmMv2=92648.6 N.mmM1 M H2M V21 =433652 N.mmM2 mH M；2 =442668 N.mmT=T1=26260 N.mm可知，截面C為危險(xiǎn)截面，故只需校核C截面，查機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1和15-4,可得1 55MPa ,.M；T2 2ca =2 23320.6 69476320.1 653=16.19< 1 55MPa強(qiáng)度夠。第五章滾動(dòng)軸

31、承計(jì)算在機(jī)械設(shè)計(jì)中，對(duì)于滾動(dòng)軸承，主要是正確選擇其類型、尺寸（型號(hào)）和合理進(jìn)行軸與軸承的組合設(shè)計(jì)。在選定滾動(dòng)軸承的類型、尺寸（型號(hào)），應(yīng)綜合考慮軸承的固定，軸承的組合定位，間隙的調(diào)整，軸承座圈與其他零件的配合，軸以保證軸系的正承的裝拆和潤滑、密封等問題，正確設(shè)計(jì)軸承部件的組合結(jié)構(gòu), 常工作。而在設(shè)計(jì)軸時(shí)已初選軸承為滾子軸承，現(xiàn)只需計(jì)算校核一、安裝蝸輪的軸的軸承計(jì)算在設(shè)計(jì)軸時(shí)初選圓錐滾子軸承 30312, e=0.35, Y=1.7, 徑向力：Fa二.F；FV1 =3247 N F rB= , F2 2一匕=3408 N派生力：F dB =包=1002 N F dA = FA =955 N 2Y

32、2Y外載軸向力：Fa=468.93 N軸向力：FaA=FdB+Fa2=1424 NFaB=FdB=1002 N當(dāng)量載荷：由于F絲=0.43>eFrAFaBFrB=0.29<e,所以 XA=0.4 , YA=1.7 , XB=1, YB=0由于為一般載荷，則fp42,故當(dāng)量載荷為:PA=fp(XAFrA+YFaA)=4463.5 NPB=fp(XBFrB+YfaB)=4089.6 N而G=170 kN,故軸承壽命L=£ Clp 60n3 Pa 因此選用該軸承沒問題。=10660 401700004463.510/3=7756.02 X 104 h>292000 h二、

33、蝸桿軸軸承的校核設(shè)計(jì)軸時(shí)，兩端均初選軸承 30307, e=0.31, Y=1.9 徑向力：FrA=v'FH1 FV1 =3327 N FrB=，F(xiàn)：2 F= =3327 N派生力：FdB=FB =875.53 N FdA= FA =875.53 N2Y2Y軸向力：FaA=FdB+Fa1=7110.5 NFaB=FdB=875.53 N當(dāng)量載荷：由于 昆二旦=0.37咕，所以X=0.4, Y=1.9FrB FrA由于為一般載荷，則fp=1.2,故當(dāng)量載荷為:PA=fp(XFrA+Y%A)=17808.9 N而G=75.2 kN ,故軸承壽命6610/310 Cr1075200L = =

34、75200=1405.6 X 103 h>292000 hp 60nl PA60 1440 17808.9因此選用該軸承也沒問題。第六章鍵的選擇計(jì)算對(duì)于鍵連接，首先選擇鍵的類型，決定鍵和鍵槽的剖面尺寸，然后校核鍵連 接的強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)軸時(shí)已初選軸承為滾子軸承，現(xiàn)只需計(jì)算校核。1、輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸采用平鍵連接根據(jù)軸徑d1=28mm l 1=58,可選用A型平鍵，由機(jī)械設(shè)計(jì)表 6-1得：bXhXL=8X 7X44,即：鍵 7X 44GBm096-2003鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表 6-2查的許用應(yīng)力(rp=100120MPa取其平均值110MPa鍵的工彳長(zhǎng)度：l=L-b=44-8=32m

35、m,鍵與聯(lián)軸器接觸高度k=0.5h=3.5mm,則2T1 103一比=15.63 MPa<(7 p所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求2、輸出軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接根據(jù)軸徑d1=50mm l 1=82,可選用A型平鍵，得：bx hx L=14X 9X 70即：鍵 9X70GB/T1096-2003o鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，鍵的工作長(zhǎng)度：l=L-b=70-14=56mm,鍵與 聯(lián)軸器接觸高度k=0.5h=4.5 ,則：2T2 103-p=如=96.25 MPa<"所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。3、輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接根據(jù)軸徑d4=65, l 4=81,可選用A型平鍵，得：bX

36、hXL=18X 11X60,即:鍵11X60GB/T1096-2003,鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，鍵的工作長(zhǎng)度:k=0.5h=5.5 ,則:l=L-b=60-18=42mm,鍵與聯(lián)軸器接觸高度32T2 10(T p=2- =94.45 MPa<b p所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。第七章聯(lián)軸器常用的聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)范化， 所傳遞扭矩大小來選擇其類型和尺寸。在軸的設(shè)計(jì)當(dāng)中，已經(jīng)選擇了聯(lián)軸器, d=50mm l=80mm，輸入軸上的聯(lián)軸器選用在機(jī)械設(shè)計(jì)中，主要是根據(jù)使用條件及輸出軸選用HL4型彈性聯(lián)軸器，YL5型凸緣聯(lián)軸器，d=28mm l=62mm第八章潤滑及密封說明因?yàn)槭窍轮檬轿仐U減速器，且其傳動(dòng)的圓周速度 v 12m/s,故蝸桿采用浸 油潤滑，取浸油深度h=12mm潤滑油使用50號(hào)機(jī)械潤滑油。軸承采用潤