蝸輪蝸桿減速器說明書

1、一級(jí)蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)說明書第一章 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/CA M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)。1.1.1 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)重要的具體容，因此，必須 從機(jī)器整體出發(fā)來考慮零件的設(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

2、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）國減速機(jī)產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r國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。（2）國外

3、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(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的方向發(fā)展。1.3. 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 具體容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來考慮零件的設(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。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

4、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；合理 的組織設(shè)計(jì)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(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(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)、潤滑和密封裝置，以 延長機(jī)器的使用壽

5、命，并避免環(huán)境污染。機(jī)器在預(yù)定工作期限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?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(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)器可靠度也是十分 有效的。1.4. 研究容（設(shè)計(jì)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 咼，精度不咼。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

6、時(shí)，在蝸輪蝸桿共同作用下，使機(jī)器運(yùn)行起來，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，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) 方案擬訂A 、箱體(1) ：蝸輪蝸桿箱體壁線的確定； (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. 軸承旁連接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸的確定c.

7、 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(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. 軸承蓋 d. 定位銷油塞 g.起蓋螺釘 h.e. 油面指示裝置 f.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 擬訂傳動(dòng)方案本傳動(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)

8、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(yùn)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(jì)擬采用蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)簡圖如圖6.1所示。圖6.1傳動(dòng)裝置簡圖1 電動(dòng)機(jī)2、4聯(lián)軸器3 級(jí)蝸輪蝸桿減速器5傳動(dòng)滾筒6 輸送帶2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇(1) 選擇電動(dòng)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(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu),電壓380V。(2) 選擇電動(dòng)機(jī)的功率電動(dòng)機(jī)所需的功率 Pd= PW/式中 Pd 工作機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率，單位為Kvyn電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率；Pw 工作機(jī)所需輸入功率，單位為 KW輸送機(jī)所需的功率輸送機(jī)所需的功率P

9、w=Fv/ 1000 w=3000X 1.2 / 1000X 0.8=4.5 kW電動(dòng)機(jī)所需的功率Pd= Pw /=聯(lián) 軸 蝸軸聯(lián)=0.99 X 0.99 X 0.8 X 0.99 X 0.99 心 0.76Fd=4.5 / 0.8=5.92kW查表，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率Pcd=7.5kw。(3) 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速nw= 60 1000v =73.96 r/min 由表推薦的傳動(dòng)比的合理圍，D取蝸輪蝸桿減速器的傳動(dòng)比r =1040,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選圍為：rid = i'n= ( 1040)x 73.96=740-2959r/min符合這圍的電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有 750、100

10、0、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。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)比及市場供應(yīng)情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號(hào)為Y132M 4。2.1.3 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及其分配減速器總傳動(dòng)比及其分配：減速器總傳動(dòng)比 i= nm/ nw=1440/73.96=19.47式中i 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比nw 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速，單位r/mi nnm 電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速，單位r/min2.1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)(1) 各軸的輸入功率軸 I P1= P 聯(lián) 軸=5.92 X 0.99 X 0.99

11、=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(dòng)機(jī)：nm =1440 r/min軸I: n 1=nm=1440 r/mi n軸U: n 2=n1 i =1440/19.47=73.96 r/min(3)各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸：Td =9550p/n m=9550X 5.92 / 1440=39.26N?m軸I: T1= 9550p1/n 1=9550X 5.8/1440=38.46N ? m軸 U: T2 = 9550p2/n 2=9550X 4.54/73.96=586.22N ? m上述計(jì)算結(jié)果匯見表3-1表3

12、-1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(N?m傳動(dòng)比效率電動(dòng)機(jī)軸5.92144039.2610.98軸I5.8144038.3619.470.784軸U4.5473.96586.222.2傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)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(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)2設(shè)計(jì)公式 m2d1 > KT2 3.

13、25Ze mmh Z2(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Oh查表 7.10， 0h=220 MpaN=60X jn 2 X Lh=60X 73.96 X 1X 12000=5.325 X

14、 107ZN=8；10y =s；10y7 =0.81135338v /n Y Z5.325 107h=ZN0h= 0.81135338 X 220=178.5 Mpa2(6) m d1:22m2d1> KT2 3.25Ze =1.1 X 614113.55 X 3.25 156=2358.75mmh z2220 39(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 mz-id16.3 263=0.2=arcta n0.2=11.3(9) 滑動(dòng)速度Vsdini63 1440Vs=4.84m/s60 1000 co

15、s 60 1000 cos11.3(10) 嚙合效率由 Vs=4.84 m/s 查表得 v =1° 16'1 = tantan11.3=0.2/0.223=0.896tantan 11.32(11) 傳動(dòng)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(yàn)m2d1的值222 3 25z3 25 156m2d1> KT2 注經(jīng) =0. X 651559.494 X=1

16、820v 2500.47h z2220 39原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求2. 確定傳動(dòng)的主要尺寸m=6.3mm d1 =63mm Z1=2, Z2=39(1) 中心距ad1 mz263 6.3 39a=一-=154.35mm(2) 蝸桿尺寸分度圓直徑 d1 d1=63mm齒頂圓直徑 da1da仁d1+2ha仁(63+2 x 6.3)=75.6mm齒根圓直徑 df1 df1=d1-2hf=63 - 2X 6.3(1+0.2)=47.88mm導(dǎo)程角tan=11.30993247° 右旋軸向齒距Px1= n m=3.14X 6.3=19.78mm齒輪部分長度 b1 b1> m(1

17、1+0.06X z2)=6.3 x (11+0.06 x 39)=84.04mm取 b1=90mm(2) 蝸輪尺寸分度圓直徑 d2 d2=m X z2=6.3X 39=245.7mm齒頂高h(yuǎn)a2=ha*Xm=6.3X 1=6.3mm齒根高h(yuǎn)f2= (ha*+c*)Xm=(1+0.2)X6.3=7.56mm齒頂圓直徑 da2 da2=d2+2ha2=245.7+2 X6.3X 1.2=260.8mm齒根圓直徑 df2 df2=d2 - 2m(ha*+c*)=245.7 - 15.1=230.6mm導(dǎo)程角tan=11.30993247° 右旋軸向齒距Px2=Px仁n m=3.14 X 6

18、.3=19.78mm蝸輪齒寬 b2 b2=0.75da1=0.75 X75.6=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 da22=154.35- 129.15=25.2mm(3) 熱平衡計(jì)算 估算散熱面積A1.751.75a154.352A= 0.330.330.7053m2100 100 驗(yàn)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 )。ti1000 1 RksAt0100010.875.82020 0.705373.45 Cv 80C油溫未超過限度(4) 潤滑方式根據(jù)Vs=4.84m/s，查

19、表7.14，采用浸油潤滑，油的運(yùn)動(dòng)粘度 V40C =350X10-6 /s 蝸桿、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(單位：mm)蝸輪軸的設(shè)計(jì)最小直徑估算dmincX 3. nc查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3得c=120 dmin =120X 此=4734根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)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 > (0.07 0.1) d3=5.525 6h由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.4查得h=5.5b=1.4h=1.4

20、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(jì)最小直徑估算dmincX 3 p = 120 X 3、5.8 =19.09 取 dmin=30HnX1440d1=dmi n+2a=20+2X 2.5=35a=(0.070.1)dmind2=d1+(1 5)=35+5=40d3=d2+2a=40+2< 2=44 a=(0.07 0.1)d2d4=d2=40h查機(jī)械設(shè)計(jì)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/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:名稱代號(hào)計(jì)

21、算公式結(jié)果蝸桿中心距aa = m2 qZ2a=154.35傳動(dòng)比iiZ%i=19.47蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角arcta n 勺q11.31蝸桿軸向壓力角標(biāo)準(zhǔn)值x120齒數(shù)乙Z1 =2分度圓直徑did1 m qd163齒頂圓直徑daldai m q 2da1 75.6齒根圓直徑d fid f1 m q 2.4df1 =47.88蝸桿螺紋部分長度bib 110.06z2 mb190名稱代號(hào)計(jì)算公式結(jié)果蝸輪中心距aa = m2 qZ2a=154.35傳動(dòng)比ii z%i=19.47蝸輪端面壓力角t2標(biāo)準(zhǔn)值t220蝸輪分度圓柱螺旋角11.31o齒數(shù)Z2Z2 = iz1Z2=39分度圓直徑d2d2 m Z2

22、d2245.7齒頂圓直徑da2da2 m Z22da2 =258.3齒根圓直徑d f 2df2 m z22.4df2 230.58蝸輪最大外圓直徑de2de2 da2 1.5mda2 267.752.3軸的設(shè)計(jì)蝸輪軸的設(shè)計(jì)(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,b=55Mpa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:4 54取 C=12Q 得 dmin=120X 3=47.34mm 73.96根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.5，選dmin=63(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上零件的定位、固定和裝配單級(jí)減速器中，可將齒輪

23、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.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=50mmL 1=70mmU段選30212型圓錐滾子軸承，其徑為 60mm寬度為22mm故U段直徑d2=60mm則取套筒長川段考慮齒輪端面和箱體壁、軸承端蓋與箱體壁應(yīng)有一定距離, 為 38mm 故 L3=40mm d3=65mmW段 d4=77

24、mm,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 2Tl2 749.1877 19.46NFt 兀 d2 2 11437'02245.7 93.1NFr Ft tan 93.1 tan 2033.88 N軸承支反力：F RAV33.88 5511016.94NFrb=F+Frav=33.88+16.94=50.82N計(jì)算彎矩:截面C右側(cè)彎矩

25、McvFrbvl250.825510002.795Nm截面C左側(cè)彎矩McvFravl216.945510000.932Nm 繪制水平面彎矩圖（d） 圖軸承支反力：FrahFrbhFt 293.12 46.55N m截面C處的彎矩Mch Frah L246.55 5510002.56N m 繪制合成彎矩圖（e）圖M C JM CVM CHV2.79522.5623.79 N?m(a)FaA(b)(c)(d)(e)(f)(g)(a)軸的結(jié)構(gòu)與裝配FtB| ABHF RAVCV-tF RAVM CH_ijaFabhrJlr-M' cM ec圖3.2低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩(b)受力簡圖(c)水平面

26、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(jì)算彎矩圖M eM cvmCh2.0.93222.562.72 N?m繪制轉(zhuǎn)矩圖圖T 9.55 106Pn9.55 1064.54 73.965.86 X 105 N?mm=586J?m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|22I22Mec .Me T 3.790.6 586351.62 N?m校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度M ECe0.1 d；3351.62 07.7MPa V 55MPa，安全。0.1 77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(jì)(1) 選

27、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s=360 Mpa,彎曲疲勞極限 i=300 Mpa，剪切疲勞極限 1=155 Mpa，對(duì)稱 循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力ib =60 Mps。(2) 初步估算軸的最小直徑最小直徑估算=19.09 取 dmin=20(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 d f1 47.88mn，分度圓直徑d1 63 mm齒頂圓直徑da1 75.6mm長度尺寸根 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

28、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(jì)算3.1 蝸輪軸的軸承的選擇和計(jì)算按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用30212( GB/T297 94)圓錐滾子軸承，徑d=60mm, 外徑 D=110mm,B=22mm.(1) 計(jì)算軸承載荷 軸承的徑向載荷軸承 A:RA.RAHRAV46.55216.94249.54N軸承 B：RB.RBh RBv46.55250.82268.92N 軸承的軸向載荷軸承的派生軸向力 S %8令查表得：30212軸承15° 38' 32所以，SA %8亦15

29、 38 32 =17j73NSb 0.8ctg15 38 32 =23-89N無外部軸向力。因?yàn)镾a V Sb，軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為AA SA 17.173N AB 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷由表查得圓錐滾子軸承30211的e 0.4軸承A：Aa17.1730.347 v eRa49.54取 X=1,Y=0,則PrAfP(XRAYAa)1.2(149.540)59.448N軸承B：Ab17.1730.25 v eRb68.92取 X=1,Y=0,則PrBfP(XRBYAb)1.2(168.920)82.7N3.2 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(G

30、B/T297-94),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。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 ;箱蓋壁厚：1=0.85 > 8,取1=12; 箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：b 1.5b1 22.5 , b2 2.537.5 ; 地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù) a =154.35，得df 0.036a 1215.76，取df=18,地腳螺釘數(shù)目為4個(gè)； 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d1 0.75df 14 箱蓋、箱座聯(lián)結(jié)螺栓直徑：d2 (0.50.6)df=914.4，取d2=

31、12;(7) 表軸承端蓋螺釘直徑: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，所以取d4=10;(9) 軸承座外徑：D2 D (55.5)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 (5 5.5) 12 140 144，取 D2 140，低速軸：D2110(5 5.5) 16190 198，取 D2190 ；(10) 表螺栓相關(guān)尺寸:df18d114d2=12锪孔直徑D。363026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：

32、S以d1螺栓和d3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近,一般取S d2 ；(12) 軸承旁凸臺(tái)半徑：R1 C2 20,根據(jù)d1而得;(13) 軸承旁凸臺(tái)咼度：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：L c1 c25 822 20 5 847 50，取 L =48;(15) 箱蓋、箱座的肋厚：m1 >0.85 1，取 m1=12, m >0.85 ，取 m=14;(16) 大齒輪頂圓與箱壁之間的距離：1 > ，取1 =16;(17) 鑄造斜度、過渡斜度、鑄造外圓角、圓角：鑄造斜度x=1： 10，過渡斜度y=1： 20,鑄造外圓角R

33、°=5，鑄造圓角R=3。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 =73mn，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p 100120MPa，鍵的工作長度l L b 63 22 41mr, kh_ 27 7mm按公式的擠壓應(yīng)力32T 1032 586.22 1064 84 MPakld7 41 63p小于p，故鍵的聯(lián)

34、接的強(qiáng)度是足夠的4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算421高速軸輸入端的聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩 JST， 查表取 Ka 1.5 ， 有，TeaKAT1 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T125N ?m，許用轉(zhuǎn)速n4600 r/min，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(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 ），鍵的工作長度I L b 45 8 37 mm k - 3.5 mm按公式的擠壓應(yīng)力2 232T 103kid32 3

35、8.46 1033.5 37 3019.8MPa V p，合格。所以高速級(jí)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(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。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(dòng)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

36、和降低減速器的噪聲和振動(dòng)等。本設(shè)計(jì)選取潤滑油溫度t 40 C時(shí)的蝸輪蝸桿油，蝸輪采用浸油潤滑，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。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(duì)于箱蓋，底座要簡單許多，本設(shè)計(jì)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、打中心孔熱處理(6)夾短端，半精車短端外圓(7)反向夾長端，半精車短端外圓(8)磨長端外圓(9)反向磨短端外圓(10)銑兩鍵槽(11)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(dú)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(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、毛坯檢驗(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)行下列工序:1)箱蓋、箱體對(duì)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，