一級蝸輪蝸桿減速器[]

1、一級蝸輪蝸桿減速器設(shè)計說明書第一章 緒論1.1本課題的背景及意義計算機(jī)輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CA M技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛 采用的先進(jìn)技術(shù)。本次設(shè)計是蝸輪蝸桿減速器， 通過本課題的設(shè)計，將進(jìn)一步深 入地對這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。1.1.1 本設(shè)計的設(shè)計要求機(jī)械零件的設(shè)計是整個機(jī)器設(shè)計工作中的一項重要的具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來考慮零件的設(shè)計。 設(shè)計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；作出零件工作圖和不見裝配 圖。對一些由專門工廠大批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件主要是

2、根據(jù)機(jī)器工作要求和承載能力計 算，由標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。根據(jù)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等原則對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，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。1.2. （ 1）國內(nèi)減速機(jī)產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動，蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小， 或者傳動比大而機(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。由于在傳動的理論上，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，傳動比大，體積小，重量輕，機(jī)械效率高等這些基本要求

3、。（2）國外減速機(jī)產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r國外的減速器，以德國、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，減速器工作可靠性好， 使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪 轉(zhuǎn)動為主，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、 大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。1.3. 本設(shè)計的要求本設(shè)計的設(shè)計要求機(jī)械零件的設(shè)計是整個機(jī)器設(shè)計工作中的一項重要的 具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來考慮零件的設(shè)計計算，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。機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個綜合性指標(biāo)，設(shè)計

4、機(jī)器時應(yīng)最大限度的考慮經(jīng)濟(jì)性。 提高設(shè)計制造經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：盡量采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計理論個方法， 力求參數(shù)最優(yōu)化，以及應(yīng)用 CAD技術(shù)，加快設(shè)計進(jìn)度，降低設(shè)計成本；合理 的組織設(shè)計和制造過程；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、新結(jié)構(gòu)、新 工藝和新技術(shù)，使其用料少、質(zhì)量輕、加工費用低、易于裝配盡力改善機(jī)器 的造型設(shè)計，擴(kuò)大銷售量。提高機(jī)器使用經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：提高機(jī)器的機(jī)械化、自動化水平， 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)、潤滑和密封裝置，以

5、 延長機(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)鍵是提高其組成零部件的可靠度。此外，從機(jī)器設(shè)計的角度考慮，確定適當(dāng)?shù)目煽啃?水平，力求結(jié)構(gòu)簡單，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 機(jī)器的組件和部件以及必要時選取較大的安全系數(shù)等，對提高機(jī)器可靠度也是十 分有效的。1.4. 研究內(nèi)容（設(shè)計內(nèi)容）（1）蝸輪蝸桿減速器的特點蝸輪蝸桿減速器的特點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，傳動效率不高，精度 不咼。蝸輪蝸桿減速器是以蝸桿為主動裝置，實現(xiàn)傳動和制動的一種機(jī)械裝置

6、。 當(dāng)蝸桿作為傳動裝置時，在蝸輪蝸桿共同作用下，使機(jī)器運行起來，在此過程中 蝸桿傳動基本上克服了以往帶傳動的摩擦損耗；在蝸桿作為制動裝置時，蝸輪， 蝸桿的嚙合，可使機(jī)器在運行時停下來，這個過程中蝸桿蝸輪的嚙合靜摩擦達(dá)到 最大，可使運動中的機(jī)器在瞬間停止。在工業(yè)生產(chǎn)中既節(jié)省了時間又增加了生產(chǎn) 效率，而在工藝裝備的機(jī)械減速裝置，深受用戶的美譽，是眼前當(dāng)代工業(yè)裝備實 現(xiàn)大小扭矩，大速比，低噪音，高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動獨攬裝置的最佳選擇。(2) 方案擬訂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；a. 箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b. 軸承旁連接螺

7、栓凸臺結(jié)構(gòu)尺寸的確定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B、軸系部件(1) 蝸輪蝸桿減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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. 滾動軸承壽命的校核計算C、減速器附件a. 窺視孔和視孔蓋 b. 通氣器 c. 軸承蓋 d. 定位銷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2.1傳動裝置的總體設(shè)計2.1.1 擬訂傳動方案本傳動裝置用于帶式運輸機(jī)，工作參數(shù)：運輸帶工作拉力F=3KN工作速度=1.2m/s

8、，滾筒直徑D=310mm傳動效率n =0.96，(包括滾筒與軸承的效率損 失)兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；使用壽命8年。環(huán)境最高溫度80C。 本設(shè)計擬采用蝸輪蝸桿減速器，傳動簡圖如圖6.1所示。圖6.1傳動裝置簡圖1 電動機(jī)2、4聯(lián)軸器3 級蝸輪蝸桿減速器5傳動滾筒6 輸送帶2.1.2 電動機(jī)的選擇(1)選擇電動機(jī)的類型按工作條件和要求，選用一般用途的丫系列三相異步電動機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V。(2) 選擇電動機(jī)的功率電動機(jī)所需的功率 Fd= PW/式中Fd 工作機(jī)要求的電動機(jī)輸出功率，單位為Kvyn 電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率；fw 工作機(jī)所需輸入功率，單位為Kvy輸送機(jī)所

9、需的功率輸送機(jī)所需的功率PW=Fv/1000 w=3000X 1.2 / 1000X 0.8=4.5 kW電動機(jī)所需的功率Fd= Pv /=聯(lián) 軸 蝸軸 聯(lián)=0.99 X 0.99 X 0.8 X 0.99 X 0.99 0.76Fd=4.5 / 0.8=5.92kW查表，選取電動機(jī)的額定功率Pcd=7.5kw。(3) 選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速傳動滾筒轉(zhuǎn)速nw=60 1000v =73.96 r/min由表推薦的傳動比的合理范圍， n：D取蝸輪蝸桿減速器的傳動比i'=1040,故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd = i'n= (1040)X 73.96=740-2959r/min符合這范圍

10、的電動機(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)速的電動機(jī)進(jìn)行分析比較。綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、 重量、價格、傳動比及市場供應(yīng)情況， 選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號為Y132M 4。2.1.3 確定傳動裝置的傳動比及其分配減速器總傳動比及其分配：減速器總傳動比 i= nm/ nw=1440/73.96=19.47式中i 傳動裝置總傳動比nw 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位r/mi nnm 電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位r/min2.1.4 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)(1) 各軸的輸入功率軸 I P1= P 聯(lián) 軸

11、=5.92 X 0.99 X 0.99=5.8kW軸 U P2 = P 1 蝸軸 聯(lián)=5.8 X 0.99 X 0.99 X 0.8=4.54kW(2) 各軸的轉(zhuǎn)速電動機(jī)：nm =1440 r/mi n軸I: n 1 = nm=1440 r/min軸U: n 2 = n1 i =1440/19.47=73.96 r/min(3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸：Td =9550p/n f9550X 5.92 /1440=39.26 m軸I: T1= 9550pn 1=9550X 5.8/1440=38.46N *m軸 U: T2 = 9550p2/n 2=9550X 4.54/73.96=586.22

12、N * m上述計算結(jié)果匯見表3-1表3-1傳動裝置運動和動力參數(shù)輸入功率(kW轉(zhuǎn)速 n(r/min )輸入轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動比效率耳電動機(jī)軸5.92144039.2610.98軸I5.8144038.3619.470.784軸U4.5473.96586.222.2傳動零件的設(shè)計計算2.2.1蝸輪蝸桿傳動設(shè)計一. 選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿(ZI)蝸桿材料選用45 鋼，整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，齒面硬度4550HRC蝸輪齒圈材料選用ZCuSnIOPbl 金屬模鑄造，滾銑后加載跑合，8級精度，標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)隙c。二. 計算步驟1. 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計設(shè)

13、計公式m2d1 > KT2 弩® mmI匕h 2(1) 選 Z1，乙：查表7.2取Z1=2，Z2= z 1X n1/n2=2X 1440/73.96=38.94 39.z 2在3064之間，故合乎要求。初估 =0.82(2) 蝸輪轉(zhuǎn)矩T2:T2=T1 X i X =9.55 X 106x 5.8 X 19.47 X 0.82 /1440=614113.55 N mm(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. MPa(5) 許用接觸應(yīng)力二Oh查表 7.10，- 0h=220 MpaN=60X jn 2 X Lh=60X

14、73.96 X 1X 12000=5.325 X 107ZN10/ =8=0.81135338V /n ¥ /5.325I0二 h=ZN二 0h= 0.81135338 X 220=178.5 Mpa2(6) m d1:2m d1> KT23.25=1.1 X 614113.55 X3.25X562239=2358.75mm(7) 初選m2 , d1的值：查表7.1取m=6.3 , d仁632m2d仁2500.472358.75(8) 導(dǎo)程角tan丫_ mz.d16.3 263=0.2=arcta n0.2=11.3(9) 滑動速度VsVs=：.d1 n160 1000 cos

15、63 x1440兀60 1000 cos11.3=4.84m/s(10) 嚙合效率由 Vs=4.84 m/s 查表得 v =1° 161 = tantan11.3 =0.2/0.223=0.896tan i '亠心tan 11.32(11) 傳動效率取軸承效率2=0.99，攪油效率3=0.98=1 X 2X 3=0.896 X 0.99 X 0.98=0.87T2=T1X i X =9.55 X 106X 5.8 X 19.47 X 0.87 / 1440=651559.494N mm(12) 檢驗m2d1的值2m d1> KT23.25n2=0. X 651559.4

16、94 X3.25X56i 22039<J=1820v 2500.47原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求2. 確定傳動的主要尺寸m=6.3mm d1 =63mm Z1=2, Z2=39(1) 中心距ad1 mz>63 6.3 39a=一-=154.35mm(2) 蝸桿尺寸分度圓直徑did仁63mm齒頂圓直徑dai齒根圓直徑dfi dfi=di-2hf=63 - 2X 6.3da仁di+2ha仁(63+2 x 6.3)=75.6mm(i+0.2)=47.88mm導(dǎo)程角tan=11.30993247° 右旋軸向齒距Pxi= n m=3.14X 6.3=19.78mm齒輪部分長度b

17、i bi> m(ii+0.06X z2)=6.3 x (ii+0.06 x 39)=84.04mm取b仁90mm(2) 蝸輪尺寸分度圓直徑 d2 d2=m x z2=6.3 x 39=245.7mm齒頂高h(yuǎn)a2=ha*x m=6.3x i=6.3mm齒根高h(yuǎn)f2= (ha*+c*)x m=(i+0.2) x 6.3=7.56mm齒頂圓直徑 da2 da2=d2+2ha2=245.7+2 x 6.3 x i.2=230.58mm 齒根圓直徑 df2 df2=d2 - 2m(ha*+c*)=384 - i9.2=364.8mm 導(dǎo)程角tan=ii.30993247° 右旋軸向齒距

18、Px2=Pxi= n m=3.i4 x 6.3=i9.78mm蝸輪齒寬 b2 b2=0.75dai=0.75 x 75.6=56.7mm齒寬角sin(a /2)=b2/d仁56.7 /63=0.9蝸輪咽喉母圓半徑 rg2=a da2/2=i54.35 - i29.i5=25.2mm(3) 熱平衡計算 估算散熱面積AA= 0.33工匚。.33J00丿154.35 Y75I 100 丿二 0.7053m2 驗算油的工作溫度ti室溫t。：通常取20散熱系數(shù)ks : Ks=20 W/(卅c )1000(1Pti =1 A+to =ksA/1000B5.2=73.45 Cv 80C、207.7053丿油

19、溫未超過限度(4) 潤滑方式根據(jù)Vs=4.84m/s，查表7.14，采用浸油潤滑，油的運動粘度 V40C =350X10-6 tf /s 蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(單位：mm)蝸輪軸的設(shè)計最小直徑估算dmi ncXc 查機(jī)械設(shè)計表 11.3 得 c=120 dmin > =120X 3 4.54 =47.34 V 73.96根據(jù)機(jī)械設(shè)計表11.5，選dmin=48d1= dmin+2a =56> (0.07 0.1) dmin=4.08 4d2=d1+ (1 5)mm=56+4=60d3=d2+ (1 5)mm=60+5=65d4=d3+2a=65+2< 6=77a >

20、(0.07 0.1) d3=5.525 6h由機(jī)械設(shè)計表11.4查得h=5.5b=1.4h=1.4 X 5.5=7.7 8d5=d4- 2h=77- 2X 5.5=66d6=d2=60l仁70+2=72蝸桿軸的設(shè)計120 X 3：囂0=19.09 取 dmin=30最小直徑估算dmincX 3、p Vnd1=dmi n+2a=20+2X 2.5=35 a=(0.070.1)dmi nd2=d1+(1 5)=35+5=40d3=d2+2a=40+X 2=44 a=(0.07 0.1)d2d4=d2=40h查機(jī)械設(shè)計表11.4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/

21、S6配合，并加臺肩和螺釘固定，螺釘選 6個幾何尺寸計算結(jié)果列于下表:名稱代號計算公式結(jié)果蝸桿中心距aa = mq +Z2 )a=154.35傳動比ii=Z%i=19.47蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角V7 = arctan 空qY =11.31 °蝸桿軸向壓力角«x1標(biāo)準(zhǔn)值0 x1 = 20齒數(shù)乙Z1 =2分度圓直徑didj = m qdj =63齒頂圓直徑dalda =m(q +2)da1 = 75.6齒根圓直徑d fidfi =m(q-2.4)df1=47.88蝸桿螺紋部分長度bib K(11+0.06z2 md =90名稱代號計算公式結(jié)果蝸輪中心距aa = m(q +Z2 )a

22、=154.35傳動比ii七i=19.47蝸輪端面壓力角at2標(biāo)準(zhǔn)值at2 = 20c蝸輪分度圓柱螺旋角Pp =1P = Y = 11.310齒數(shù)乙Z2=iziZ2 =39分度圓直徑d2d2 = m Z2d2 = 245.7齒頂圓直徑da2da2 =m(z2 + 2)da2 =258.3齒根圓直徑d f 2df2 = m(z2 -2.4)df2 =230.58蝸輪最大外圓直徑de2de2 蘭 da2 +1.5mda2 =267.752.3軸的設(shè)計蝸輪軸的設(shè)計(1) 選擇軸的材料選取45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度HBS=230強(qiáng)度極限b=600 Mpa,由表查得其許用彎曲應(yīng)力二訂b=55Mpa查機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)(

23、表10-1、10-3)(2) 初步估算軸的最小直徑取C=12Q得dmin> =120x 34.54、73.96=47.34mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計表11.5，選dmin=63(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸上零件的定位、固定和裝配單級減速器中，可將齒輪按排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，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.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。 確定軸各段直徑和長度I 段 d1=

24、50mm L 1=70mmII段選30212型圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為 60mm寬度為22mm故U段直徑d2=60mm則取套川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, 筒長為 38mm 故 L3=40mm da=65mmW段 d4=77mm,L4=70mmV 段 d5=d4+2h=77+2< 5.5=88mm,L5=8mm切段 d6=65mm,L6=22mm叫段 d7=d2=760mm,L7=25(4) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖(a)圖 繪出軸的受力簡圖(b)圖 繪出垂直面受力圖和彎矩圖(c )圖Fa =2Tl d -2 749.1877 =19/

25、6NF2T2d2 = 211437-02245.93.1NFr 二 Ft tan： =93.1 tan20 =33.88N軸承支反力：F RAV33.88 55110= 16.94NFrb=F+Fra滬33.88+16.94=50.82N計算彎矩:截面C右側(cè)彎矩Me 二 Frbv l2 = 50.82 55i000 = 2.795N m截面C左側(cè)彎矩Me 二Frav l2 =16.94 551000 = 0.932N m 繪制水平面彎矩圖（d） 圖軸承支反力：Frah =Frbh =Ft2 =93-146.55N m截面C處的彎矩M ch Frah 漢 L2 46.55 匯'夕彳。=2

26、.56N m 繪制合成彎矩圖（e）圖M c=>/mCv +mCh = J2.7952 +2.562 =3.79 N m(a) _(b)(c)(d)(e)(f)(g)(a)軸的結(jié)構(gòu)與裝配T67q ch圖3.2低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩(b)受力簡圖(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 轉(zhuǎn)矩圖(g)計算彎矩圖MC = J(M Cv )+M ch = J0.932 +2.56 =2.72 Nm9.55 106 °54 73.96=5.86X 105 N mm=586 Nm 繪制轉(zhuǎn)矩圖 圖T =9.55匯106 x % = 繪制當(dāng)量彎矩圖(g) 圖轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪

27、應(yīng)力按脈動循環(huán)變化，取0.6 ,截面C處的當(dāng)量彎矩為M EC=Qm C + ("T 2 =耳'3.792 + (0.6 漢 586 f = 351.62 N m 校核危險截面C的強(qiáng)度3351.62 100.1 773= 7.7MPa V 二 _仏二 55MPa ,安全軸的結(jié)構(gòu)見圖3.3所示圖3.3蝸輪軸的結(jié)構(gòu)圖233 蝸桿軸的設(shè)計(1)選擇軸的材料選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230強(qiáng)度極限 b=650 Mpa屈服極限6=360 Mpa,彎曲疲勞極限二_!=300 Mpa，剪切疲勞極限 j=155 Mpa，對稱循環(huán)變應(yīng)力時的許用應(yīng)力二b =60 Mpa= (2)初步估算軸

28、的最小直徑=120x3 i4.4o=19.09最小直徑估算取 dmin=20(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按軸的結(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 = 47.88 mm分度圓直徑d, =63mm齒頂圓直徑da1 = 75.6 mm長度尺寸根 據(jù)中間軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計，校核的方法與蝸輪軸相類似，經(jīng)過具體的 設(shè)計和校核，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)見圖3.4所示：圖3.4蝸桿軸的結(jié)構(gòu)草圖第三章軸承的選擇和計算3.1 蝸輪軸的軸承的選擇和計算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，初步選用 30

29、212 (GB/T297 94)圓錐滾子軸承，內(nèi)徑 d=60mm外徑 D=110mm,B=22mm.(1) 計算軸承載荷 軸承的徑向載荷軸承 A:Ra RAhR；vh$46.55216.942=49.54N軸承 B：Rb=fRBHR；v二 46.55250.822= 68.92N 軸承的軸向載荷軸承的派生軸向力 S = % 8ctgcx查表得：30212軸承=15° 38' 32所以，SRA0.8ctg15 38 32 =17-173NS =F?B 0.8ctg15 3832 =23.89N無外部軸向力。因為Sa V Sb,軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為Aa = S

30、A =17.173N =Ab 計算當(dāng)量動載荷由表查得圓錐滾子軸承30211的e = 0.4取載何系數(shù)fp =1.2 ,軸承 A： AA = 1Z = 0.347 v eRA49.54取X=1, 丫=0,則 PrA = fP(XRA YAA) =1.2 (1 49.54 0) = 59.448N軸承B：Ab7.173=0.25veRb68.92取 X=1, 丫=0,則 Pb = fP (XRB YAB) =1.2 (1 68.92 0) =82.7N3.2 蝸桿軸的軸承的選擇和計算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選用 30207圓錐滾子軸承(GB/T297-94),經(jīng)校核所 選軸承能滿足使用壽命，合適。具體的校

31、核過程略。3.3 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸(單位：mrj)(1) 箱座(體)壁厚：:.=0.04a 3 >8,取=15,其中 a=154.35;(2) 箱蓋壁厚：=0.85： >8,取.=12; 箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：b=1.5、； = bh = 22.5 , b2 = 2.5； = 37.5 ； 地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù) a =154.35，得df二0.036a 12二15.76，取df=18,地腳螺釘數(shù)目為4個； 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d0.75df 14 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d(0.50.6)df =914.4，取d? =12;(7) 表軸承端蓋螺釘直徑:高速軸

32、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：本減速器為一級傳動減速器，所以取d4=10;(9) 軸承座外徑：D D (5 5.5)d3，其中D為軸承外圈直徑,把數(shù)據(jù)代入上述公式，得數(shù)據(jù)如下：高速軸：D2 =80 (55.5) 12=140144，取 D140，低速軸：D2 =110 (5 5.5) 16=190198，取 D2=190 ；(10) 表螺栓相關(guān)尺寸：df =18dj =14d2=12锪孔直徑De363026至箱外壁的距離242018至凸緣邊緣的距離201816(11) 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓的距離：S以d!螺栓和d3螺釘互不干涉

33、為準(zhǔn)盡量靠近,一般取S、D2 ；(12) 軸承旁凸臺半徑：Rc2 =20,根據(jù)d1而得;(13) 軸承旁凸臺高度：h根據(jù)低速軸軸承外徑D2和di扳手空間&的要求，由 結(jié)構(gòu)確定；(14) 箱外壁至軸承座端面的距離：L “ c2 58 =22 20 58 =4750，取 L =48;(15) 箱蓋、箱座的肋厚：m! >0.85 r，取 m!=12, m >0.85、：，取 m =14;(16) 大齒輪頂圓與箱內(nèi)壁之間的距離：.: 1、：，取.：1 =16;(17) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度x=1： 10，過渡斜度y=1： 20,鑄造外圓角R°=

34、5,鑄造內(nèi)圓角R=3。第四章其他零件設(shè)計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)，因此無需采用鍵聯(lián)接。4.1 . 2低速軸與蝸輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核(1) 選用普通平鍵(A型)按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=77mm以及輪轂長I =73mm查表，選用鍵 22X 14X63 GB1096-2003。(2) 強(qiáng)度校核鍵材料選用45鋼，查表知莊p =1 0 1 2M P a 鍵的工作長度 h 14l = L -b =63 -22 = 41 mm k = - =一 =7 mm 按公式的擠壓應(yīng)力2 232T 10kld32 586.22 107 41 63

35、= 64.84MPap小于門p，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的4.2 聯(lián)軸器的選擇和計算421高速軸輸入端的聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩=心丁 ， 查表取 Ka =1.5， 有，a hKaT -1.5 38.46 =57.69N *m，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材 料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩T -125Nm，許用轉(zhuǎn)速n =4600r/mi n，標(biāo)記：LT5 聯(lián)軸器 30X 50 GB4323-84。選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為 30mm選用鍵8X 7X 45 GB1096-79,對鍵的強(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h7作長度I =Lb=45-8 =37mm k= = = 3.

36、5 mm按公式的擠壓應(yīng)力2 22T 103kid2 38.46 1033.5 37 30= 19.8MPa V 二p，合格。所以高速級選用的聯(lián)軸器為LT5聯(lián)軸器30X 50 GB4323-84,所用的聯(lián)結(jié)鍵為 8X 7X 45 GB1096- 79。4.2.2 低速軸輸出端的聯(lián)軸器根據(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 X 70 GB4323 84,所用的聯(lián)結(jié)鍵為14X 9X 60 GB1096-79,經(jīng)過校核計算，選用的鍵是 符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計算過程與上面相同，所以省略。4. 3減速器的潤滑減速器中蝸輪和軸承都需要良好的潤滑，起主要目的是減少摩擦磨損和 提高傳動

37、效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤滑油還可以防止零件銹蝕 和降低減速器的噪聲和振動等。本設(shè)計選取潤滑油溫度t=40C時的蝸輪蝸桿油，蝸輪采用浸油潤滑，浸 油深度約為h1> 1個螺牙高，但油面不應(yīng)高于蝸桿軸承最低一個滾動體中心。4. 4部分零件加工工藝過程441軸的加工工藝過程軸的工藝過程相對于箱蓋，底座要簡單許多，本設(shè)計輸出軸的一般工藝過程為：(1)落料、鍛打(2)夾短端、粗車長端端面、打中心孔(3) 夾短端、粗車長端各檔外圓、倒角(4) 反向夾長端，粗車短端外圓、倒角、粗車短端端面、打中心孔9(5) 熱處理(6) 夾短端，半精車短端外圓LDU /(7) 反向夾長端，半精車短端外圓(8

38、) 磨長端外圓(9) 反向磨短端外圓r in(10) 銑兩鍵槽3 rQQrii riSBc 二(ii) 加工好的蝸輪軸442 箱體加工工藝過程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進(jìn)行某些工序，然后合在一起加工，最后又分開加工。箱蓋單獨先進(jìn)行的工序有：(1)箱蓋鑄造(2)回火、清沙、去毛刺、打底漆、毛坯檢驗(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工序后，即可進(jìn)行下列工序:1)箱蓋、箱體對準(zhǔn)合攏，夾緊；鉆、鉸定位銷孔，敲入圓錐銷2)鉆箱蓋和箱體的聯(lián)接螺栓孔，刮魚眼坑3)分開箱殼，清除剖分面毛刺、清理切屑4)合攏箱殼，敲入定位銷，擰緊聯(lián)接螺栓5)銑兩端面6)粗鏜各軸軸承座孔7)精鏜各軸軸承座孔8)鉆、攻兩端面螺孔9)拆開箱殼10)裝上油塞，箱