畢業(yè)設(shè)計(jì) 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)

1、重慶三峽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器 院 系 應(yīng) 用 技 術(shù) 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化年 級(jí) 2 0 0 8 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 200815144145 學(xué)生姓名 蔣興濤 指導(dǎo)教師 宋 淵 明 職稱(chēng) 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師完成畢業(yè)論文時(shí)間 2011 年 12 月目 錄摘要第一章 緒 論11.1 本課題的背景及意義11.2 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求11.3 國(guó)內(nèi)減速器產(chǎn)品發(fā)展的狀況11.4 國(guó)外減速器產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r21.5 本設(shè)計(jì)的要求21.6 研究?jī)?nèi)容 3第二章 減速器的總體設(shè)計(jì)52.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)52.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算72.3 軸的設(shè)計(jì)16第三章 軸承的選擇和計(jì)算223.

2、1 渦輪軸的軸承選擇和計(jì)算223.2 蝸桿軸的軸承選擇和計(jì)算243.3 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸24第四章 其他零件設(shè)計(jì)264.1 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算264.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算274.3 減速器的潤(rùn)滑284.4 部分零件加工工藝工程28結(jié) 論33參考文獻(xiàn)34abstract36 摘 要 這篇課程設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。下置式蝸輪蝸桿是減速器的一種形式，它與蝸桿上置式減速器相比具有攪油損失小，潤(rùn)滑條件好等優(yōu)點(diǎn)，適用于傳動(dòng)v4-5 m/s。 在論文中，首先，對(duì)此次課程設(shè)計(jì)要求作了簡(jiǎn)單的介紹，接著闡述了蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)和條件。然后對(duì)其結(jié)構(gòu)粗設(shè)計(jì)，接著就按課

3、程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論進(jìn)行尺寸的計(jì)算和校核。代表著減速器的一般過(guò)程。對(duì)其他的蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。目前，在蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造蝸輪蝸桿減速器的過(guò)程中存在著很大程度的缺點(diǎn)，問(wèn)題如：輪齒根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；剛度的條件；蝸輪蝸桿的校核。關(guān)鍵詞：滾子軸承、蝸輪蝸桿減速器、蝸桿、蝸輪、鍵、聯(lián)軸器 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器第一章 緒論1.1 本課題的背景及意義 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)。本次設(shè)計(jì)是蝸輪蝸桿減速器，通過(guò)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

4、解和學(xué)習(xí)。1.2 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)。實(shí)際零件的步驟通常包括：選擇零件的類(lèi)型；確定零件上的載荷；零件失效分析；選擇零件的材料；通過(guò)承載能力計(jì)算初步確定零件的主要尺寸；分析零部件的結(jié)構(gòu)合理性；作出零件工作圖和部件裝配圖對(duì)一些由專(zhuān)門(mén)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。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按不能裝配成合乎機(jī)器工作和維護(hù)要求的良好

5、部件，或者根本裝不起來(lái)。1.3 國(guó)內(nèi)減速器產(chǎn)品發(fā)展的狀況國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)為主，但普片存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比達(dá)而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)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(méi)有突破，因此沒(méi)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。1.4 國(guó)外減速器產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r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)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)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

6、命的方向發(fā)展。1.5 本設(shè)計(jì)的要求本設(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，甚至使相互結(jié)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)。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：盡量采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法，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；合理的組織設(shè)計(jì)和制造過(guò)程；最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化零部件；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

7、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、易于裝配盡力改善機(jī)器的造型設(shè)計(jì)，擴(kuò)大銷(xiāo)售量。提高機(jī)器只用經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：提高機(jī)器的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，以提高機(jī)器的生產(chǎn)率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量；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；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。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)鍵是提高起組成零部件的可靠度。此外，從機(jī)器設(shè)計(jì)的角度考慮，確實(shí)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)間及可靠零件，合理設(shè)計(jì)機(jī)器的組件和部件以及必要時(shí)選取較大的安全系數(shù)等，對(duì)提高機(jī)器可靠度也

8、是之分有效的。1.6研究?jī)?nèi)容（設(shè)計(jì)內(nèi)容）（1） 蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是具有方向自鎖功能，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。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)，在蝸輪蝸桿的共同作用下，使機(jī)器運(yùn)行起來(lái)，在此過(guò)程中蝸桿傳動(dòng)就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(guò)程中我干渦輪的嚙合靜摩擦達(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)俠侶，而在工藝裝備的機(jī)械減速裝置，

9、深受用戶(hù)的美譽(yù)，是眼前當(dāng)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大小扭矩，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。(2) 方案擬定a、箱體（1）：蝸輪蝸桿箱體內(nèi)壁線的確定；（2）：軸承孔尺寸的確定；（3）：箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a.箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b.軸承旁鏈接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸的確定 c.確定箱蓋頂部外表輪廓 d.外表面輪廓確定箱座高度和油面 e.輸油溝的結(jié)構(gòu)確定 f.箱蓋、箱座凸緣及鏈接螺栓的布置b、軸系部件（1）蝸輪蝸桿減速器軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)a.軸的徑向尺寸的確定 b.軸的軸向尺寸的確定（2）軸系零件強(qiáng)度校核a.軸的強(qiáng)度校核 b.滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算c、減速器附件a.窺視孔和視孔蓋 b.通氣器 c.

10、軸承蓋 d.定位銷(xiāo) e.油面指示裝置 f.油塞 g.起蓋螺釘h.起吊裝置第二章 減速器的總體設(shè)計(jì)2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1.1 擬定傳動(dòng)方案本設(shè)計(jì)采用蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1.1所示。2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇（1） 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按已知條件和要求，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)，電壓380v。（2） 選擇電動(dòng)機(jī)的功率由已知功率pw=5kw為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率pd,需確定傳動(dòng)裝置總效率。設(shè)各效率（蝸輪蝸桿一級(jí)傳動(dòng)）、（滾動(dòng)軸承）、（彈性聯(lián)軸器）。由表2-2查得：=0.8；=0.98；=0.99；則傳動(dòng)裝置的總效率為：。電動(dòng)機(jī)所需功率：查表，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率 p

11、cd =11kw。（3） 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選用常用同步轉(zhuǎn)速1000r/min和1500r/min兩種作對(duì) 比。工作機(jī)轉(zhuǎn)速 由已知可得=60r/min總傳動(dòng)比i=/ ,其中為電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)列于表1.2比較。表1.2 兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速/()滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/()總傳動(dòng)比iy160l-611100097016.17y160m-4111500146024.33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，決定選用方案。（4） 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率和同步轉(zhuǎn)速，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為y160m-4。查表16-2知電動(dòng)機(jī)的

12、機(jī)座中心高為160mm,外伸軸徑為42mm,外伸軸長(zhǎng)度為110mm。2.1.3 傳動(dòng)比的分配由于是一級(jí)渦輪蝸桿減速器，故傳動(dòng)比為總傳動(dòng)比24.33。 2.1.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （1） 各軸的出入功率 軸p1 =p聯(lián)軸 =80.990.99=7.8kw 軸p2 =p1蝸軸聯(lián) =7.80.8 0.990.99=6.12kw （2）各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)：nm =1460 r/min 軸：n1 =nm =1460 r/min 軸：n2 =1460/24.33= 60.01 r/min （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸：td =9550pd/nm=95508/1460=52.33nm 軸：t

13、1=9550p1/n1=95507.8/1460=51.02nm 軸：t2=9550p2/n2=95506.12/60.01=973.94nm上述計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1-3表1-3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)輸入功率（kw）轉(zhuǎn)速n(r/min)輸入轉(zhuǎn)矩（nm）傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)軸8146052.331軸7.8146051.0224.33軸6.1260.01973.942.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.21 輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)一 選擇渦輪蝸桿類(lèi)型、材料、精度 根據(jù)gb/t10085-1988的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（zi）蝸桿材料選用45鋼，整體調(diào)制，表面淬火，齒面硬度4550hrc。渦輪齒圈材料選用zcusn10pb1,金

14、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。二 計(jì)算步驟1. 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)公式m2d1kt22 mm（1）選z1，z2： 查表7.2取z1=2,z2=z1n1/n2=21460/60.01=48.6649.z2在2872之間，故合乎要求。初估=0.8（2） 渦輪轉(zhuǎn)矩t2：t2=t1i=9.551067.824.330.8/1460=993063.95 nmm（3）載荷系數(shù)k:因載荷平穩(wěn)，查表7.8取k=1.1（4）材料系數(shù)ze查表7.9，ze=156（5）許用接觸應(yīng)力oh查表7.10，oh=220mpan=60njlh=6060.01112000=4.321107 zn=0.

15、83282157h=znoh=0.83282157220=183.2（6）m2dl: m2d1kt22=1.1993063.952=2416.29mm(7)初選m2，d1的值：查表7.1取m=6.3,d1=80m2d1=31752416.29（8）導(dǎo)程角tan =0.15=arctan0.15=8.5（9）滑動(dòng)速度vsvs=6.17m/s(10)嚙合效率由vs=6.17m/s查表7.5得v=1161=0.2/0.223=0.896(11)傳動(dòng)效率取軸承效率2=0.99，攪油效率3=0.98=123=0.8960.990.98=0.87t2=t1i=9.5510624.337.80.87/146

16、0=1079957.04 nmm （12）校驗(yàn)m2d1的值m2d1kt22=1.11079957.042=2627.713175原選參數(shù)瞞住齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求2.確定傳動(dòng)的主要尺寸m=6.3，d1=80，z1=2，z2=49a=194.35mm（2）蝸桿尺寸分獨(dú)院直徑d1 d1=80mm齒頂圓直徑da1 da1=d1+2ha1=（80+26.3）=95.6mm齒根圓直徑df1 df1=d1-2hf=80-26.3（1+0.2）=64.88mm導(dǎo)程角 =8.5 右旋軸向齒距 px1=m=3.146.3=19.78mm齒輪部分長(zhǎng)度b1 b1m（11+0.06z2）=6.3（11+0.0649）=

17、87.82mm 取b1=90mm（2）渦輪尺寸 分度圓直徑d2 d2=mz2=6.349=308.7mm 齒頂高 ha2=ha*m=6.31=6.3 齒根高 hf2=（ha*+c*）m=（1+0.2）6.3=7.56齒頂圓直徑da2 da2=d2+2ha2=308.7+26.31.2=323.82mm齒根圓直徑df2 df2=d2-2m（ha*+c*）=308.7-26.3（1+0.2）=293.58mm導(dǎo)程角 =8.5 右旋軸向齒距 px1=m=3.146.3=19.78mm齒輪齒寬b2 b2=0.75da1=0.7595.6=71.7mm齒寬角 sin（/2）=b2/d1=71.7/80=

18、0.896渦輪咽喉母圓半徑 rg2=a-da2/2=194.35-323.82/2=32.4mm（3）熱平衡計(jì)算 估算散熱面積a a=0.33=0.33=1.0557m2 驗(yàn)算油的工作溫度ti室溫t0：通常取20散熱系數(shù)ks：ks=20w/（m2）ti=68.0380油溫未超過(guò)限度（4）潤(rùn)滑方式 根據(jù)vs=6.17m/s,查表7.14，采用浸油或噴油潤(rùn)滑，油的運(yùn)動(dòng)粘度v40=220mm2/s（5）蝸桿、渦輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位：mm）渦輪軸的設(shè)計(jì)最小直徑估算dminc c查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3得 c=126 dmin126=58.84根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5，選dmin=60d1=dmin+2a=7

19、2 a（0.070.1）dmin=6d2=d2+（15）mm=72+4=76d3=d2+（15）mm=76+5=81d4=d3+2a=81+27=95 a(0.070.1)d3=6.8857h由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4查得h=5.5b=1.4h=1.45.5=7.78d5=d4-2h=95-25.5=84d6=d2=76l1=70+2=72蝸桿軸的設(shè)計(jì)最小直徑估算dminc=126=20.03 取dmin=22d1=dmin+2a=22+23=28 a=（0.070.1）dmin=2.553d2=d1+（15）=28+5=33d3=d2+2a=33+23=39 a=（0.070.1）d2=2.83d

20、4=d2=33h查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。渦輪采用輪箍式，青銅輪緣于鑄造鐵心采用h7/s6配合，并加臺(tái)肩和螺釘固定，螺釘選6個(gè)幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表：名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果蝸桿中心距aa=194.35傳動(dòng)比ii=24.33蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角8.5蝸桿軸向壓力角標(biāo)準(zhǔn)值20齒數(shù)z12分度圓直徑d1d1=mq80齒頂圓直徑95.6齒根圓直徑64.88蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度b190名稱(chēng)代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果渦輪中心距aa=194.35傳動(dòng)比ii=24.33渦輪端面壓力角標(biāo)準(zhǔn)值20渦輪分度圓柱螺旋角8.5齒數(shù)z2z2=iz149分度圓直徑d2d2=mq308.7齒頂圓直徑323.82齒根圓直

21、徑293.58渦輪最大外圓直徑b23332.3 軸的設(shè)計(jì)2.3.1 渦輪軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料 選取45剛，調(diào)質(zhì)，硬度hbs=230，強(qiáng)度極限，由表查得其許用彎曲應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（表10-1、10-3） （2）初步估算軸的最小直徑 dminc c查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3得 c=126 dmin126=58.84根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5，選dmin= 60 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位、固定和裝配 單機(jī)減速器中，可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)量軸承對(duì)稱(chēng)分布，齒輪左面由軸肩和套筒定位，周向則采用過(guò)渡配合或過(guò)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。 見(jiàn)鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成

22、階梯形，左軸承從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝到軸上。 確定軸各段直徑和長(zhǎng)度段d1=60mm l1=70mm段選30213型圓錐滾子軸承，起內(nèi)徑為65mm,寬度為23mm。故段直徑d2=65mm。段考慮齒輪端面和箱體內(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=70mm。段d4=77mm，l4=80mm。段d5=d4+2h=77+25.5=88mm，l5=8mm。段d6=68mm，l6=22mm。段d7=d2=65mm，l7=25mm。（4）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖（a）圖繪出軸的受力簡(jiǎn)圖（b）圖繪出垂直面受力圖和彎

23、矩圖（c）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 （d）圖 軸承支反力： 截面c處的彎矩 繪制合成彎矩圖 （e）圖 繪制轉(zhuǎn)矩圖 （f）圖 繪制當(dāng)量彎矩圖 （g）圖 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 核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度 ，安全。圖1.1 低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩（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（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2.3.2軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.2所示圖1.2渦輪軸的結(jié)構(gòu)圖2.3.3蝸桿軸的設(shè)計(jì) （1）選擇軸的材料 選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度hbs=230

24、，強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限，對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。 （2）初步估算軸的最小直徑 最小直徑估算 取dmin=24（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承出的軸徑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df1=64.88mm，分度圓直徑d1=80，齒頂圓直徑=95.6mm，長(zhǎng)度尺寸根據(jù)中間軸的機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，校核的方法與渦輪軸相類(lèi)似，經(jīng)過(guò)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，軸的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.3所示：圖1.3蝸桿軸的結(jié)構(gòu)草圖第三章 軸承的選擇和計(jì)算3.1 渦輪軸的軸承選擇和計(jì)

25、算按軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用30213圓錐滾子軸承，內(nèi)徑為65mm, 外徑為120mm，寬度為23mm。（1）計(jì)算軸承載荷軸承的徑向載荷 軸承a： 軸承b：軸承的軸向載荷 軸承的派生軸向力查表得：所以 無(wú)外部軸向力。因?yàn)?軸承a被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由表查得圓錐滾子軸承30213的e=0.4去載荷系數(shù)，軸承a:e取x=1，y=0,則3.2蝸桿軸的軸承的選擇和計(jì)算 按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30207圓錐滾子軸承（gb/t297-94）,經(jīng)校核所選軸承能滿(mǎn)足使用壽命，合適。具體的校核過(guò)程略。3.3減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（單位：mm）（1）箱座（體）壁厚：，其中；（2）箱

26、蓋壁厚：，??；（3）箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：，；（4）地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)，得18.9，取，地腳螺釘數(shù)目為4個(gè)；（5）軸承旁連接螺栓直徑：；（6）箱蓋、箱座連接螺栓直徑：，??；（7）表3-1軸承端蓋螺釘直徑：高速軸低速軸軸承座孔（外圈）直徑100130軸承端蓋螺釘直徑d31216螺釘數(shù)目66（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?。唬?）軸承座外徑：，其中d為軸承外圈直徑，把數(shù)據(jù)代入上述公式，的數(shù)據(jù)如下：高速軸：取，低速軸：,取，取;(10)表3-2螺栓相關(guān)尺寸：锪孔直徑363026至箱外壁的距離242018至凸緣邊緣的距離s201816（11）軸承旁連接螺栓的距離：

27、s以d1螺栓和d3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近，一般取;(12)軸承旁凸臺(tái)半徑：，根據(jù)d1而得；（13）軸承旁凸臺(tái)高度：h根據(jù)低速軸軸承外徑d2和d1扳手空間c1的要求，由結(jié)構(gòu)確定；（14）箱外壁至軸承座端面的距離：，取l=48；（15）箱蓋、箱座的肋厚：，取m1=12，取m=14；（16）大齒輪丁原與箱內(nèi)壁之間的距離：，取；（17）鑄造斜度、過(guò)度斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度,過(guò)度斜度，鑄造外圓角，鑄造內(nèi)圓角。第四章 其他零件設(shè)計(jì) 4.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 4.1.1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。 4.1.2低速軸與渦輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核 （

28、1）選用普通平鍵（a型） 按低速軸裝渦輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長(zhǎng),查表，選用鍵221463 gb10962003。 （2）強(qiáng)度校核鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度，按公式的擠壓應(yīng)力，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算4.2.1高速軸輸入端的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取,有：，查表選用tl5型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，材料為45鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，標(biāo)記：lt5聯(lián)軸器3050 gb432384。選鍵，裝聯(lián)軸器處軸徑為30mm，選用鍵8745 gb109679，對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，鍵的工作長(zhǎng)度，按公式的擠壓應(yīng)力，合格。所以高速級(jí)選用的聯(lián)軸器為lt5聯(lián)軸器305

29、0gb432384，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8745gb109679。4.3 減速器的潤(rùn)滑 減速器中渦輪和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其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。本設(shè)計(jì)選取潤(rùn)滑油溫度t=40時(shí)的蝸輪蝸桿油，渦輪采用浸油潤(rùn)滑，浸油深度約為個(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。4.4 部分零件加工工藝過(guò)程4.4.1軸的加工工藝過(guò)程 軸的工藝過(guò)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(guò)程為：（1）落料、鍛打（2）假短端、粗車(chē)長(zhǎng)端端面、打中心孔（3）夾短端、粗車(chē)長(zhǎng)端各檔外圓、倒角（4）反向夾長(zhǎng)端，粗車(chē)

30、短端外圓、倒角、粗車(chē)短端端面、打中心孔（5）熱處理（6）夾短端，半精車(chē)短端外圓（7）反向夾長(zhǎng)端，半精車(chē)短端外圓（8）磨長(zhǎng)端外圓（9）反向磨短端外圓（10）銑兩鍵槽（11）加工好的渦輪軸4.4.2箱體加工工藝過(guò)程蝸輪蝸桿減速器的箱蓋和箱體，他們的工藝過(guò)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(kāi)加工。箱蓋單獨(dú)先進(jìn)行的工序有：（1） 箱蓋鑄造（2） 回火、清沙、去毛刺、打底漆、毛培檢驗(yàn)（3） 铇視孔頂面（4） 铇剖分面（5） 磨剖分面（6） 鉆、攻起蓋螺釘完成前述單獨(dú)工序后，即可進(jìn)行系列工序：（1） 箱蓋、箱體對(duì)準(zhǔn)合攏，夾緊；鉆、鉸定位銷(xiāo)孔，敲入圓錐銷(xiāo)（2） 鉆箱蓋

31、和箱體的聯(lián)接螺栓孔，刮魚(yú)眼坑（3） 分開(kāi)箱殼，清除部分面毛刺、清理切削（4） 合攏箱殼，敲入定位銷(xiāo)，擰緊聯(lián)接螺栓（5） 銑兩端面（6） 粗鏜各軸軸承座孔（7） 精鏜個(gè)軸軸承座孔（8） 鉆、攻兩端面螺孔（9） 拆開(kāi)箱殼（10） 裝上油塞，箱體地腳螺栓孔劃線（11） 鉆地腳螺栓孔、刮魚(yú)眼坑（12） 箱蓋上固定視孔蓋的螺釘孔劃線（13） 鉆、攻固定視孔蓋的螺釘孔（14） 去處箱蓋、箱體接合面毛刺，清除鐵屑（15） 內(nèi)表面涂紅漆結(jié) 論 這次通過(guò)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。按總體方案嘴各零部件的運(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

32、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(shū)。此次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)蝸輪蝸桿減速器的設(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)。熟悉了渦輪、軸等多種常用的零件的設(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(zhuān)業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了個(gè)科學(xué)專(zhuān)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?yàn)樯钊氲膬?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(mén)非常深?yuàn)W的學(xué)科，所以我要感謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師宋淵明

33、老師，在宋老師的幫助下順利完成了此次設(shè)計(jì)，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我受益匪淺，再次感謝宋老師。參考文獻(xiàn)1 吳彥農(nóng)，康志軍.solidworks2003時(shí)間教程.淮陰：淮陰工學(xué)院，20032 殷玉楓.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20063 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20014 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版 第4卷）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20025 葛常清.機(jī)械制圖（第二版）.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，20006 朱 敬.孫明，邵謙謙.autocad2005.電子工業(yè)出版社，20047董玉平.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，20018曾正明.機(jī)械工程材料手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20039 周昌治.楊忠鑒，趙之源，陳光凌.機(jī)械制造工藝學(xué).重慶：重慶大學(xué)出版社，199910 曲寶章.黃光燁.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，200211 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，200212徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，200413 寧汝新.趙汝嘉.cad/cam.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200314 司徒忠.李璨.機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)英語(yǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，200115 甘登岱.autocad2000.航空工業(yè)出版社，200016 甘永立.幾何量公差與檢測(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2