鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的蝸桿減速器課程設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 課程名稱: 機(jī)械設(shè)計(jì)題目名稱: 鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的蝸桿減速器學(xué) 院: 信息工程專業(yè)班級(jí): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào): 姓 名: 指導(dǎo)教師: 目錄第一章41.1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)41.1.1 設(shè)計(jì)題目41.1 .2題目數(shù)據(jù)41.1.3運(yùn)輸機(jī)工作條件41.1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容：41.1.5設(shè)計(jì)成果要求41.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：5第二章52.1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：52.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型52.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量52.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速62.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比：72.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比72.2.2 各傳動(dòng)部件傳動(dòng)比的分配72.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)82.3.1各軸轉(zhuǎn)速82.3.3各軸轉(zhuǎn)矩82.3.4將上述所計(jì)算的結(jié)果列表如下8第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算93.1 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：93.1.1選擇鏈輪齒數(shù)93.1.2確定當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率功率93.1.3選擇鏈條型號(hào)和及其主要參數(shù)計(jì)算93.1.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距103.1.5計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式103.1.6計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力103.1.7滾子鏈鏈輪的設(shè)計(jì)：11（2）113.2.1確定計(jì)算功率123.2.2 選擇V帶的帶型：123.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑123.2.4 確定V帶的中心距123.2.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角133.2.6 計(jì)算帶的根數(shù)z：133.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值133.2.8 計(jì)算壓軸力143.3 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：143.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型143.3.2選擇材料143.3.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)143.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸153.3.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度163.3.6 驗(yàn)算效率173.3.7校核蝸輪的齒面接觸強(qiáng)度173.3.8 熱平衡校核，初步估計(jì)散熱面積A183.3.9 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定18第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核184.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：184.1.1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力184.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑184.1.3 軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式：194.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):194.1.5軸、軸承、鍵的強(qiáng)度校核：214.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)244.2.1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力：244.2.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑244.2.3軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式：254.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)254.2.5蝸桿、軸承、鍵的強(qiáng)度校核26第五章 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算285.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料285.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系28第六章 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇296.1鍵的選擇306.2聯(lián)軸器的選擇306.3螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇306.4銷，墊圈墊片的選擇31第七章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說(shuō)明317.1 減速器的結(jié)構(gòu)317.2減速箱體的結(jié)構(gòu)327.3軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸327.4減速器的潤(rùn)滑與密封327.5減速器附件簡(jiǎn)要說(shuō)明32第八章 設(shè)計(jì)總結(jié)33附錄：參考文獻(xiàn)34第一章1.1機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1.1 設(shè)計(jì)題目：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)減速器1.1 .2題目數(shù)據(jù)：原始數(shù)據(jù)題 號(hào)F1曳引鏈拉力F（N）6400曳引鏈速度v（m/s）0.28曳引鏈鏈輪齒數(shù)Z15曳引鏈節(jié)距P（mm）80工作班制單1.1.3運(yùn)輸機(jī)工作條件：工作有輕微振動(dòng)。經(jīng)常滿載、不反轉(zhuǎn)，運(yùn)輸鏈允許的速度誤差為 5，減速器通風(fēng)良好，小批量生產(chǎn)，使用期限10年。1.1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容：1）傳動(dòng)方案的分析；2）電動(dòng)機(jī)的選擇（類型、具體型號(hào)），傳動(dòng)比分配；3）傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)計(jì)算；4）傳動(dòng)零件（皮帶輪、齒輪）的設(shè)計(jì)； 5）軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算； 6）軸承及其組合部件設(shè)計(jì)； 7）鍵、聯(lián)軸器的選擇和校核； 8）減速器箱體、潤(rùn)滑和附件等的設(shè)計(jì)；9）裝配圖（2號(hào)圖紙）、零件圖（3號(hào)圖紙）的繪制； 10）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（5000-7000字）。1.1.5設(shè)計(jì)成果要求：1）每人單獨(dú)一組數(shù)據(jù)，要求獨(dú)立認(rèn)真完成；2）圖紙要求：減速器裝配圖一張（A1），零件工作圖兩張（A4，傳動(dòng)零件、軸），應(yīng)按設(shè)計(jì)獲得的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)繪圖。1.2機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖：電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器蝸桿減速器鏈傳動(dòng)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)第二章2.1傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算：2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型：按工作要求和條件選取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。2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量：工作機(jī)所需的功率： =6400*0.28/1000 kw =1.792 kWw從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為：式中，分別是聯(lián)軸器、V帶傳動(dòng)、軸承、蝸桿傳動(dòng)、滾子鏈（開(kāi)式）的傳動(dòng)效率。查機(jī)械手冊(cè)有=0.99，=0.95，=0.98，=0.80，=0.90，所以=0.631。故所需電動(dòng)機(jī)功率2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：鏈輪的輸出轉(zhuǎn)速為。查表傳動(dòng)比合理范圍，取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比的合理范圍是。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750 ，1000 ，1500 和3000 ，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)(269)查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案，入下表1所示：表1方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)重量總傳動(dòng)比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y100L-2330002882330221.692Y100L-4315001420380109.233Y132S-63100096063073.854Y132M-8375071079054.62設(shè)計(jì)中常選用同步轉(zhuǎn)速為1000或1500r/min的電動(dòng)機(jī)，如無(wú)特殊要求，一般不選用轉(zhuǎn)速為750和3000r/min的電動(dòng)機(jī)，故初選轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)，則方案2比較合適，因此選定電動(dòng)機(jī)信號(hào)為Y100L-4，其主要性能參數(shù)如下表2所示：表2型號(hào)額定功率/kW滿載情況/A /N·m/N·m轉(zhuǎn)速r/min電流/A效率/%功率因素Y100L-4314206.882.50.817.02.22.2該電動(dòng)機(jī)為臥式，機(jī)座帶底腳，端蓋上無(wú)凸緣的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，外形特征如下主要安裝尺寸如下表3所示：表3 單位：mm中心高外形尺寸底腳安裝尺寸地腳螺栓孔直徑K軸申尺寸裝鏈部位尺寸100122.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比：2.2.1 計(jì)算總傳動(dòng)比因?yàn)檫x用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)是Y100L-4，滿載轉(zhuǎn)速為，故總傳動(dòng)比是2.2.2 各傳動(dòng)部件傳動(dòng)比的分配查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-3，知鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比是24，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比是25，蝸桿減速器推薦的傳動(dòng)比范圍是740，所以式中，分別是鏈傳動(dòng)、V帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比由其齒數(shù)決定：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）可知，為了減少動(dòng)載荷，小鏈輪的齒數(shù)，故取；為了不發(fā)生脫鏈，不宜過(guò)大，又因?yàn)殒湽?jié)通常是偶數(shù)，則最好為奇數(shù)，由鏈輪齒數(shù)優(yōu)先序列選擇，所以 為了使V帶傳動(dòng)外輪廓尺寸不至于過(guò)大，初步選，蝸桿減速器，故 速度驗(yàn)算 經(jīng)驗(yàn)算可知，分配的傳動(dòng)比符合條件要求。2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)2.3.1各軸轉(zhuǎn)速：蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.2 各軸輸入功率：蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.3各軸轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)輸出 蝸桿軸 蝸輪軸 鏈輪軸 2.3.4將上述所計(jì)算的結(jié)果列表如下：軸名功率P（kW）轉(zhuǎn)矩（·）轉(zhuǎn)速（）傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸320.176蝸桿軸25945.086579.59218蝸輪軸2.03636.25432.2002.45鏈輪軸1.791279.481 14.1232.28第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 鏈輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算：3.1.1選擇鏈輪齒數(shù)： 前面已經(jīng)選取了小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪的齒數(shù)為。3.1.2確定當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率：P式中：工況系數(shù) 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) 多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)=1.75，三排鏈時(shí)=2.5 傳動(dòng)的功率，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表-得，1.1, =1.1, 單排鏈=1.0,所以3.1.3選擇鏈條型號(hào)和及其主要參數(shù)計(jì)算： 根據(jù)及主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可選用48A1型號(hào)。該型號(hào)滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)如下表：ISO鏈號(hào)節(jié)距P滾子直徑d1 max內(nèi)鏈節(jié)圓寬b1 min銷軸直徑d2 max排距Pt內(nèi)鏈板高度h2 max抗拒載荷單排min雙排minmmKw48A76.247.6347.3523.8187.8372.39500.41000.83.1.4計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初選中心距取。則相應(yīng)的鏈節(jié)數(shù)為取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)節(jié)。鏈傳動(dòng)的最大中心距為：式中：為中心距計(jì)算系數(shù)，由，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第八版）表9-7得。所以，鏈傳動(dòng)的最大中心距為3.1.5計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式：式中是小鏈輪的轉(zhuǎn)速，根據(jù)鏈速和鏈號(hào)48A1，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知應(yīng)采用油池潤(rùn)滑或飛濺潤(rùn)滑。3.1.6計(jì)算鏈傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力：式中：有效圓周力，N壓軸力系數(shù)，水平傳動(dòng)=1.15，垂直傳動(dòng)=1.05。有效圓周力為所以，壓軸力3.1.7滾子鏈鏈輪的設(shè)計(jì)：（1）鏈輪的基本參數(shù)及主要尺寸由于選用單排鏈結(jié)構(gòu)，因此鏈輪的基本參數(shù)是配用鏈條的節(jié)距p，套筒的最大外徑d1、排距pt及齒數(shù)z，則，pt =87.83mm，分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒高 最大軸凸緣直徑 齒寬齒側(cè)倒角齒側(cè)半徑齒全寬（2）鏈輪的材料材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，用15號(hào)鋼，齒面多經(jīng)滲碳、淬火、回火的熱處理。工作時(shí)，小鏈輪輪齒參與嚙合的次數(shù)比大鏈輪多，磨損、沖擊較嚴(yán)重，所以小鏈輪的材料選用20號(hào)鋼，進(jìn)行正火熱處理，齒面硬度較高。3.2 V帶的設(shè)計(jì)3.2.1確定計(jì)算功率：由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表8-7查得工作情況系數(shù)，故 3.2.2 選擇V帶的帶型：根據(jù)、由圖8-11選擇A型。3.2.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速v：1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。2）驗(yàn)算帶速v。按照公式驗(yàn)算帶的速度 因?yàn)樗俣?m/s<v<30m/s，所以帶速合適。3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)公式，計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑d2=i×dd1=2.45×90=220.5mm根據(jù)表8-8，圓整為dd2=220mm3.2.4 確定V帶的中心距和基準(zhǔn)長(zhǎng)度：1）根據(jù)公式為初選的帶傳動(dòng)中心距，mm，初選中心距。2）由公式計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表8-2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為3）按公計(jì)算實(shí)際中心距中心距的變化范圍是343415mm。3.2.5 驗(yàn)算小帶輪上的包角：3.2.6 計(jì)算帶的根數(shù)z：1）計(jì)算單根V帶的額定功率。由和，查表8-4a得。根據(jù)和i1=2.45A型帶，查表8-4b得。查表8-5得，表8-2得，于是2）計(jì)算V帶的根數(shù)z。取4根。3.2.7 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3的A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量，所以應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力3.2.8 計(jì)算壓軸力壓軸力的最小值為（FP）=2z×(F0)minsin =2×4×114.193×sin= 895.204NError! No bookmark name given.3.3 蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算： 3.3.1選擇蝸桿傳動(dòng)類型： 根據(jù)GB/T100851988的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ZI）。3.3.2選擇材料：考慮到該蝸桿傳動(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，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。3.3.3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)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由公式有：傳動(dòng)中心距 (1) 作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩： (2) 確定載荷系數(shù)K：因工作載荷較穩(wěn)定，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）可取使用系數(shù)=1；齒向載荷分布系數(shù)=1；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)=1.05；則(3) 確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=。(4) 確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值，查圖11-18有=3.1。(5) 確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，可查設(shè)計(jì)手冊(cè)得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268MPa。壽命 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 則 (6) 計(jì)算中心距取中心距160mm，因?yàn)閕=18，故從機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表11-2中取模數(shù)m=5mm，蝸桿分度圓直徑。這時(shí)，查圖11-18的接觸系數(shù)=3.05，由于，故以上計(jì)算結(jié)果可用。3.3.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸（） （1）蝸桿： 蝸桿頭數(shù)；軸向齒距；直徑系數(shù)q=10；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚： （2）蝸輪：因?yàn)樽兾幌禂?shù)：，所以變位后渦輪齒數(shù)： ； 驗(yàn)算傳動(dòng)比： ，這時(shí)傳動(dòng)比誤差： ，是允許的。 蝸輪分度圓直徑： 蝸輪喉圓直徑 ： 蝸輪齒根圓直徑：蝸輪咽喉母圓半徑：3.3.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）圖11-19可得齒形系數(shù)。螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 查表得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力。壽命系數(shù) 所以，彎曲強(qiáng)度是滿足的。3.3.6 驗(yàn)算效率：嚙合效率： 已知；與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。查表11-18得、；代入式中得，所以上述計(jì)算不用重算。3.3.7校核蝸輪的齒面接觸強(qiáng)度：蝸輪圓周速度為對(duì)于青銅或鑄鐵蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)材料彈性系數(shù) Ze=160查機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表11-5使用系數(shù)（間隙工作）；齒向載荷分布系數(shù)=1；動(dòng)載系數(shù)，載荷系數(shù) =1×1×1=1（載荷平穩(wěn)）蝸輪實(shí)際轉(zhuǎn)矩：滑動(dòng)速度影響系數(shù)，查表得 許用接觸應(yīng)力=223.512MPa，校核蝸輪輪齒接觸疲勞強(qiáng)度 =223.512MPa 即齒面強(qiáng)度夠。3.3.8 熱平衡校核，初步估計(jì)散熱面積A估算箱體的散熱面積其中，P為蝸桿傳遞功率，為蝸桿傳遞效率，為箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取15W/（m²·K） 為油的工作溫度，取65度， 為周圍空氣溫度，取20度。3.3.9 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定：考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于用機(jī)械減速器。從GB/T10089-1988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/T10089-1988。蝸桿與軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，與鑄造鐵心采用H7/S6配合，并加臺(tái)肩和螺釘固定（螺釘選用6個(gè)）。第四章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核4.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：4.1.1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力：考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選用45號(hào)鋼， b=600MPa b-11=55MPa4.1.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑：選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（第八版）表15-3，取A=112，于是得： dminA·=112×=44.577mm因該段軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承，4/取為標(biāo)準(zhǔn)值，取。因?yàn)樽钚≈睆教幇惭b鏈輪，設(shè)有一個(gè)鍵47槽，故直徑相應(yīng)增大，取，圓整后。14.1.3 軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式： 采用球滾子軸承，并采用凸緣式軸承蓋，實(shí)現(xiàn)軸承兩端單向固定，軸伸處用A型普通平鍵聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)周向固定，用A型普通平鍵聯(lián)接蝸輪與軸。4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):渦輪軸簡(jiǎn)圖（1）各軸段直徑的確定1）因?yàn)樽钚≈睆教幇惭b鏈輪，故；2）為了滿足軸向定位的要求，第一軸段右端需要露出一個(gè)軸肩，軸肩高度為，故；3）初選滾動(dòng)軸承: 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，且載荷不大，故選用圓錐滾子軸承。參考工作要求并根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選30212型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T=60mm×110mm×23.75mm ；故選=60mm，右端滾動(dòng)軸承采用套筒進(jìn)行軸向定位，由手冊(cè)上查得30212型滾動(dòng)軸承的定位軸肩高度h=(D1-d)/2=(69-60)/2mm=4.5mm ；4）安裝蝸輪軸處的直徑（安裝鍵槽），蝸輪軸右側(cè)的軸環(huán)進(jìn)行軸向定位，取，即，取即蝸輪右側(cè)軸肩處的直徑為，蝸輪軸段的右端直徑右端為定位軸肩， 。（2）各軸段長(zhǎng)度的確定查表根據(jù)第一軸段的直徑為確定軸伸長(zhǎng)度，為保證軸的強(qiáng)度、剛度，由鏈輪的輪轂寬度，?。惠S承端蓋的總寬度為24.6mm（由減速器及軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與鏈輪的輪轂右端面的距離，故取，圓整后為；蝸輪輪轂的長(zhǎng)度，故取輪轂的長(zhǎng)度為，采用套筒定位，為了套筒端面可以可靠地壓緊蝸輪，此段應(yīng)該略短于輪轂的長(zhǎng)度，故取與蝸輪配合的軸段長(zhǎng)度為；因?yàn)檩S環(huán)的寬度，即,取，即，所以蝸輪軸段直徑右端為定位軸肩，故取；取蝸輪與箱體內(nèi)壁的距離為,滾動(dòng)軸承應(yīng)該距箱體內(nèi)壁一段距離，取s=8mm，已知軸承寬度為，渦輪輪轂長(zhǎng)度為 ， 所以，取60；由滾動(dòng)軸承寬度，取。綜上所述，可知：各軸段的直徑： 各軸段的長(zhǎng)度： 軸的總長(zhǎng)度為。（3）軸向零件的軸向定位鏈輪：鏈輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，按軸段由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表6-1查得鍵平面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，鍵長(zhǎng)為56mm，同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇蝸輪輪轂與軸的配合為；軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。（4）確定軸上的圓角和倒角尺寸參照機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-2取倒角，各軸肩處的圓角半徑為。4.1.5軸、軸承、鍵的強(qiáng)度校核：（1）確定各向應(yīng)力和反力：已知蝸輪的分度圓直徑，蝸桿的分度圓直徑，所以有：蝸輪的切向力為蝸輪的徑向力為蝸輪的軸向力為（2）垂直平面的支撐反力：其中：135.75mm為兩軸承中心的跨度，78.375mm為蝸輪中心到右邊軸承中心的距離。（3）水平平面支撐反力：（4）確定彎矩：1）水平彎矩 2）垂直彎矩 3）合成彎矩 4）扭矩（5）按彎矩合成應(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最大彎矩和扭矩的界面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。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=0.6 軸端計(jì)算應(yīng)力：故是安全的。（6）軸承的校核對(duì)于圓錐滾子軸承，按表13-7派生軸向力查得Y=1.5，e=0.4，所以有其中則1被壓緊，2被放松，即則因?yàn)镻1>P2，故按軸承的受力大小驗(yàn)算，軸承的基本額定動(dòng)載荷通過(guò)查表可得則軸承的壽命為（6）鍵的強(qiáng)度校核：按軸段由GB1095-2003，查得鍵平面，即鍵寬b=20mm；鍵高h(yuǎn)=12mm，因?yàn)闇u輪輪轂的長(zhǎng)度為90mm，故取標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)80mm。l=L-b=80-20=60mm，k=0.5h=0.5×12=6mm查得靜荷時(shí)的許用擠壓應(yīng)力p=150>，所以擠壓強(qiáng)度足夠。由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=7.5mm，轂槽深=4.9mm。4.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)4.2.1軸的材料的選擇，確定許用應(yīng)力：考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選材45鋼，淬火處理。=600MPa =55MPa4.2.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，淬火處理。根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，取A=112，于是得： 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表14-1，取=1.5，則按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表GB/T 5014-2003 選用HL1彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為，半聯(lián)軸器的孔徑d= 22mm，即軸向直徑取=22mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為：=38mm。4.2.3軸承類型及其潤(rùn)滑與密封方式：采用單列圓錐滾子軸承，并采用凸緣式軸承通蓋和嵌入式軸承蓋，實(shí)現(xiàn)軸承系兩端單向固定。4.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿軸簡(jiǎn)圖（1）從軸段=22mm開(kāi)始逐漸選取軸段直徑，為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，右端需制出一軸肩，故取=28mm；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=30mm。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，故的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=36mm。（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=28mm,初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為，故=35mm；而。軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得30207型軸承的定位軸肩高度為h=4mm，因此，取43mm。軸環(huán)寬度,取=10mm。（3）5和7處有退刀槽,因，所以選。（4）取蝸桿齒頂圓直徑。（5）軸承端蓋總寬度取24.6mm，根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油的要求，取其外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離l=30mm ，故。（6）和為退刀槽那段軸端長(zhǎng)度：L7+L8=L4+L5=70mm，所以=60mm。（7）軸段的長(zhǎng)度：查手冊(cè)，又因?yàn)樗匀?110mm。（8）蝸桿總長(zhǎng) L=（36+54.6+18.25+10+60+110+60+10+36.5）mm=395.35mm其中軸徑 =22mm； =28mm； =35mm；=43mm； =37.6mm； =60mm； =37.6mm； =43mm； =35mm。長(zhǎng)度 ； ； 。4.2.5蝸桿、軸承、鍵的強(qiáng)度校核（1）校核30207 查表GB/T297-1994 表12-4 額定動(dòng)載荷Cr=54.2×103 N； 基本靜載荷Cor=63.5×103 N,e=0.37,Y=1.6,=0.9。（2）求兩軸承受到的徑向載荷和 由前面設(shè)計(jì)蝸輪時(shí)求得的：=240.916N；=-0.522N=381.396N；=279.204N（3）求兩軸承計(jì)算軸向力和 查表GB/T297-1994 12-4 可知，e=0.37 由公式求蝸桿受軸向力 (4)求當(dāng)量動(dòng)載荷和由表13-5 分別計(jì)算、，取=1.0,則=(X1+Y1)=1.0 ×（0.4×451.114+1.6×747.851）=1377 N=×（1×）=1.0×279.204=279.204 N（5）驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)?amp;gt;，所以按軸承的受力大小計(jì)算：所以軸承滿足壽命要求（c為基本額定動(dòng)載荷，由設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇）。（6）鍵的強(qiáng)度校核鍵選擇的是：b×h=6mm×6mm；L=32mml=L-b=32-6=26mm；k=0.5×h=0.5×6=3mm因此，鍵的強(qiáng)度足夠。第五章 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料采用上置式蝸桿減速器。鑄造箱體，材料HT150。因其屬于中型鑄件，鑄件最小壁厚810mm，取=11mm。5.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系 名稱 減速器型式及尺寸關(guān)系（mm）箱座壁厚 =11箱蓋壁厚1 1=10箱座凸緣厚度b，箱蓋凸緣厚度b1，箱座底凸緣厚度b2 b=1.5=16.5 b1=1.5=16.5 b2=2.5=27.5地腳螺釘直徑及數(shù)目 df=17.76 n=4箱座、箱蓋上的肋厚m=9.5、=9軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=13.32箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2=10 螺栓間距L=150軸承端蓋螺釘直徑 d3=8 螺釘數(shù)目6視孔蓋螺釘直徑 d4=6df，d1，d2至外壁距離 C1=26,22,16 d1，d2至凸緣邊緣距離C2=16,14軸承端蓋外徑（蝸輪軸）凸緣式：D2=132，嵌入式：D2=122.5(蝸桿軸)凸緣式：D2=126，嵌入式：D2=116.25軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S=127軸承旁凸臺(tái)半徑 R1=30軸承旁凸臺(tái)高度h根據(jù)軸承座外徑和扳手空間的要求由結(jié)構(gòu)確定蝸輪外圓與箱內(nèi)壁間距離 =14蝸輪輪轂端面與箱內(nèi)壁距離=12地腳螺栓通孔直徑=30地腳螺栓沉頭座直徑=60地腳螺栓底座凸緣尺寸C1=35,C2=30聯(lián)接螺栓直徑d=16聯(lián)接螺栓通孔直徑=17.5聯(lián)接螺栓沉頭座直徑D=33聯(lián)接螺栓底座凸緣尺寸C1=35，C2=30定位銷直徑d=7.5吊環(huán)螺釘直徑D5=箱體外壁至軸承座端面的距離L1=70軸承端蓋外徑(蝸輪軸)D2=130；(蝸桿軸)D2=125第六章 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含鍵的選擇聯(lián)軸器的選擇，螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下：6.1鍵的選擇查表10-33機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)：1、渦輪軸與齒輪相配合的鍵A型普通平鍵，b*h*l=20*12*1402、軸與蝸輪相配合的鍵：A型普通平鍵，b*h*l=20*12*563、渦桿軸與聯(lián)軸器相配合的鍵A型普通平鍵，b*h*l=6*6*324、齒輪軸與齒輪相配合的鍵A型普通平鍵，b*h*l=22*14*1405、齒輪軸與聯(lián)軸器相配合的鍵A型普通平鍵，b*h*l=20*12*1006.2聯(lián)軸器的選擇 根據(jù)軸設(shè)計(jì)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，查表GB/T 5014-2003，蝸桿選用HL1彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為160N.mm，半聯(lián)軸器的孔徑d= 22mm，即軸向直徑取=22mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=52，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為：=38mm。齒輪軸選用HL6彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為3150N.mm，半聯(lián)軸器的孔徑d= 70mm，即軸向直徑取=70mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=142，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為：=107mm。6.3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GB5782-86， M6*12,數(shù)量為12個(gè)M6*18,數(shù)量為12個(gè)M8*25,數(shù)量為2個(gè)M8*30,數(shù)量為4個(gè)M8*50，數(shù)量為12個(gè)M16*100,數(shù)量為4個(gè)M20*15， 數(shù)量為1個(gè)螺母GB6170-86 M8 數(shù)量為4個(gè)M16 數(shù)量為4個(gè)M36 數(shù)量為1個(gè)螺釘GB5782-86 M620 數(shù)量為2個(gè)M825， 數(shù)量為24個(gè)M616 數(shù)量為12個(gè) *（參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖19-24配圖）6.4銷，墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86，B8*30，數(shù)量為2個(gè)選用墊圈GB93-87數(shù)量為6個(gè)選用氈圈2個(gè)選用08F調(diào)整墊片6個(gè)*（參考機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)圖10-8裝配圖）有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見(jiàn)后續(xù)裝配圖第七章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說(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。7.1 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)是在參照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)圖19-24裝配圖的基礎(chǔ)上完成的，該項(xiàng)減速器主要由傳動(dòng)零件（蝸輪蝸桿、圓柱齒輪），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。箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由箱體和箱蓋組成，其剖分面通過(guò)蝸輪傳動(dòng)的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時(shí)的相互位置；起蓋螺釘便于揭開(kāi)箱蓋；箱蓋頂部開(kāi)有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤(rùn)滑情況用于加住潤(rùn)滑油，窺視孔平時(shí)被封住；通氣器用來(lái)及時(shí)排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊耳用來(lái)提升箱體，而整臺(tái)減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上。7.2減速箱體的結(jié)構(gòu)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(jiàn)裝配圖7.3軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸詳見(jiàn)零件工作圖7.4減速器的潤(rùn)滑與密封蝸輪傳動(dòng)部分采用潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的粘度為118cSt（100°C）查表5-11機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)軸承部分采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂的牌號(hào)為ZL-2查表5-13機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)7.5減速器附件簡(jiǎn)要說(shuō)明該減速器的附件含窺視孔蓋，排油孔與油蓋，通氣孔，油標(biāo)，吊環(huán)螺釘，吊耳，起蓋螺釘，刮油板，其結(jié)構(gòu)及裝配詳見(jiàn)裝配圖。第八章 設(shè)計(jì)總結(jié)這一次的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，比上學(xué)期做的機(jī)械原理的課程設(shè)計(jì)要難得多，工作量也不是簡(jiǎn)單的幾個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)所能比擬的，本來(lái)只是安排了3個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)時(shí)間的，結(jié)果一直到現(xiàn)在的5個(gè)星期才算是完成了，可見(jiàn)設(shè)計(jì)一個(gè)減速器所要花費(fèi)的精力和時(shí)間了。 這次課程設(shè)計(jì)讓我感觸最深的莫過(guò)于計(jì)算量的繁重了，前后5個(gè)星期我重做了3次，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中的傳動(dòng)比分配不合理重做了一遍，因?yàn)榍懊娴挠?jì)算錯(cuò)誤重做了一遍，因?yàn)閺?qiáng)度剛度等不足的問(wèn)題又重做了一遍，所以浪費(fèi)了很多時(shí)間和力氣在計(jì)算方面。 電動(dòng)機(jī)的選擇這一部分的設(shè)計(jì)，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較好做，因?yàn)橛?jì)算量還不算大，當(dāng)?shù)搅撕竺娴膫鲃?dòng)零件的設(shè)計(jì)部分就頻頻出錯(cuò)了，數(shù)據(jù)太多，而且容易計(jì)算錯(cuò)誤，結(jié)果就導(dǎo)致了很多參數(shù)選擇不正確，到得后來(lái)的軸的設(shè)計(jì)校核就是更加地錯(cuò)誤百出了，重新計(jì)算選擇的次數(shù)也增加了很多。 設(shè)計(jì)的過(guò)程是艱苦的，也是無(wú)比充實(shí)的，它讓我體會(huì)到一個(gè)真正的工程設(shè)計(jì)人員所要面對(duì)的情況，使我學(xué)到了一樣很重要的東西耐心。之前的我總是很浮躁，很難靜得下心來(lái)做一件事情的，這一次的設(shè)計(jì)過(guò)程真真正正地讓我安靜了下來(lái)，坐在圖書(shū)館里查閱資料，坐在電腦前計(jì)算編寫說(shuō)明書(shū)和畫圖，面對(duì)著一錯(cuò)再錯(cuò)的計(jì)算數(shù)據(jù)而沒(méi)有選擇放棄，所以真的讓我覺(jué)得很充實(shí)了。 在對(duì)課程的掌握方面，我也學(xué)到了很多非常有用的東西，通過(guò)設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)先修課程（如機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái)，這個(gè)也算是對(duì)以往學(xué)過(guò)的知識(shí)的檢閱了。這次設(shè)計(jì)是我首次進(jìn)行完整綜合的機(jī)械設(shè)計(jì)，它讓我樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力；讓我具有了初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確定傳動(dòng)方案的能力，也為我今后的設(shè)計(jì)工作打了良好的基礎(chǔ)。附錄：參考文獻(xiàn) 1 楊黎明，楊志勤·機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)北京：國(guó)防工業(yè)出版社·2008.12 吳宗澤主編 ·機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 第3版 北京：高等教育出版社·1992（2007重?。? 席偉光 ，楊光 ，李波主編 ·機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社· 2003（2004重?。? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室· 理論力學(xué) 北京：高等教育出版社 ·2002.8 （2003重印）5 孫恒 ，陳作模主編 · 機(jī)械原理北京：高等教育出版社 ·2001（2003重印）6 吳宗澤主編 ·機(jī)械設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社 · 20017 張代東主編 ·機(jī)械工程材料應(yīng)用基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ·2001.68 趙祥主編·機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)北京：中國(guó)鐵道出版社·19889 王連明主編·機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社·199635