機械設(shè)計V帶蝸桿方案設(shè)計

1、一、草圖設(shè)計的基本任務(wù)一、草圖設(shè)計的基本任務(wù)1、確定各零件的結(jié)構(gòu)、形狀以及它們在機器中的相互位置。、確定各零件的結(jié)構(gòu)、形狀以及它們在機器中的相互位置。2、取得計算零件的強度、剛度所必須的基本尺寸。、取得計算零件的強度、剛度所必須的基本尺寸。 通過繪制草圖畫出主要零件（齒輪、蝸輪、蝸桿、通過繪制草圖畫出主要零件（齒輪、蝸輪、蝸桿、軸承以及軸端零件）的位置，定出階梯軸各軸段的軸承以及軸端零件）的位置，定出階梯軸各軸段的詳細結(jié)構(gòu)尺寸，求出傳動件力的作用點和軸的支撐詳細結(jié)構(gòu)尺寸，求出傳動件力的作用點和軸的支撐點跨距。點跨距。注意：注意：1、線條要輕而細，以便將來修改，但必須能清晰、線條要輕而細，以便將

2、來修改，但必須能清晰地看圖。同時對標準件可用示意畫法僅表示其外形地看圖。同時對標準件可用示意畫法僅表示其外形輪廓，暫不畫詳細結(jié)構(gòu)。倒角、圓角及剖面線也不輪廓，暫不畫詳細結(jié)構(gòu)。倒角、圓角及剖面線也不畫出。畫出。2、所有零件尺寸必須嚴格按比例畫出，以便取得準、所有零件尺寸必須嚴格按比例畫出，以便取得準確的零件結(jié)構(gòu)形狀。草圖并不是草草涂畫，因為在它確的零件結(jié)構(gòu)形狀。草圖并不是草草涂畫，因為在它的基礎(chǔ)上加深即應可得到未標注的裝配圖。的基礎(chǔ)上加深即應可得到未標注的裝配圖。草圖設(shè)計草圖設(shè)計二、設(shè)計步驟二、設(shè)計步驟1、通過運動學、動力學和傳動零件計算，取得傳動件的基、通過運動學、動力學和傳動零件計算，取得傳

3、動件的基本尺寸。本尺寸。如齒輪的齒頂圓、分度圓、齒寬、中心距等尺寸。如齒輪的齒頂圓、分度圓、齒寬、中心距等尺寸。2、估算減速器的外形尺寸，選定合適的比例尺，將傳動、估算減速器的外形尺寸，選定合適的比例尺，將傳動件的中心線適當?shù)夭贾迷趫D面上，即布置圖面。件的中心線適當?shù)夭贾迷趫D面上，即布置圖面。3、畫出傳動件的外形尺寸。、畫出傳動件的外形尺寸。4、根據(jù)零件的位置尺寸要求確定傳動件的相互位置及箱體內(nèi)、根據(jù)零件的位置尺寸要求確定傳動件的相互位置及箱體內(nèi)壁線和壁厚。壁線和壁厚。6、根據(jù)扭矩計算獲得的最小軸徑進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。、根據(jù)扭矩計算獲得的最小軸徑進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 設(shè)計時由（箱體）外向里推，根據(jù)

4、軸上各零件的位置確定各軸設(shè)計時由（箱體）外向里推，根據(jù)軸上各零件的位置確定各軸段的直徑及長度；根據(jù)軸徑及工作要求初選軸承型號和密封件。段的直徑及長度；根據(jù)軸徑及工作要求初選軸承型號和密封件。 5、確定軸承座端面、軸承內(nèi)端面的位置。、確定軸承座端面、軸承內(nèi)端面的位置。7、力學計算。、力學計算。 即根據(jù)從圖面上獲得的傳動件力作用點和軸的支撐點跨距校核軸即根據(jù)從圖面上獲得的傳動件力作用點和軸的支撐點跨距校核軸的強度。具體內(nèi)容有：分析軸所收的力；畫彎矩圖；判斷危險截面；的強度。具體內(nèi)容有：分析軸所收的力；畫彎矩圖；判斷危險截面；計算危險截面的工作應力；校核軸的靜強度（初步）和疲勞強度（精計算危險截面的

5、工作應力；校核軸的靜強度（初步）和疲勞強度（精確校核）；對蝸桿軸還須進行剛度校核。確校核）；對蝸桿軸還須進行剛度校核。 軸滿足強度要求后，分別校核軸承的壽命、鍵強度和聯(lián)軸器強度。軸滿足強度要求后，分別校核軸承的壽命、鍵強度和聯(lián)軸器強度。8、根據(jù)前面計算對草圖進行必要的修正，然后考慮潤滑、根據(jù)前面計算對草圖進行必要的修正，然后考慮潤滑、 密封、拆裝、監(jiān)護及起吊等要求，完成箱體、箱蓋和其它部密封、拆裝、監(jiān)護及起吊等要求，完成箱體、箱蓋和其它部分的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計。分的細部結(jié)構(gòu)設(shè)計。 至此，草圖設(shè)計基本完成，自己仔細檢查后，交指導老至此，草圖設(shè)計基本完成，自己仔細檢查后，交指導老師審核，若指導老師認可，

6、草圖設(shè)計即算完成。師審核，若指導老師認可，草圖設(shè)計即算完成。三、兩級圓柱齒輪減速器草圖設(shè)計舉例三、兩級圓柱齒輪減速器草圖設(shè)計舉例1、選擇視圖、選擇視圖三視圖三視圖 在各視圖上畫出軸的中心線位置。中心線位置須選擇合適，否則繪圖在各視圖上畫出軸的中心線位置。中心線位置須選擇合適，否則繪圖時會出現(xiàn)圖面放不下或視圖重疊。時會出現(xiàn)圖面放不下或視圖重疊。2、布置圖面、布置圖面1）確定繪圖的有）確定繪圖的有效面積。效面積。2）選定比例尺，）選定比例尺，盡量用盡量用1：1。3）確定傳動零件）確定傳動零件的中心線及對稱面的中心線及對稱面位置。位置。4）畫出傳動零件）畫出傳動零件的外廓尺寸和箱的外廓尺寸和箱體的內(nèi)

7、壁線。體的內(nèi)壁線。注意事項：注意事項：1、繪出一對齒輪（如高速級齒輪）的輪廓尺寸和外形，確定它們的位置，、繪出一對齒輪（如高速級齒輪）的輪廓尺寸和外形，確定它們的位置，然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離大于或等于然后根據(jù)旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離大于或等于1015mm的原則確定第二對的原則確定第二對齒輪（低速級）的軸向位置。另外為了保證全齒寬嚙合，大齒輪的齒寬按齒輪（低速級）的軸向位置。另外為了保證全齒寬嚙合，大齒輪的齒寬按計算確定齒寬繪制，小齒輪齒寬增大計算確定齒寬繪制，小齒輪齒寬增大510mm。2、根據(jù)齒輪端、根據(jù)齒輪端面與箱體內(nèi)表面面與箱體內(nèi)表面間的間隙須大于間的間隙須大于箱體壁厚繪出箱箱體壁厚繪出

8、箱體的內(nèi)表面，根體的內(nèi)表面，根據(jù)大齒輪的齒頂據(jù)大齒輪的齒頂圓距內(nèi)壁大于或圓距內(nèi)壁大于或等于等于1.2，繪出，繪出大齒輪端的箱體大齒輪端的箱體內(nèi)壁，而小齒輪內(nèi)壁，而小齒輪端由主視圖定出。端由主視圖定出。3、定出軸承的內(nèi)端面位置，、定出軸承的內(nèi)端面位置，根據(jù)是軸承外圈與內(nèi)機壁根據(jù)是軸承外圈與內(nèi)機壁間應留有間應留有35mm（油潤（油潤滑）或滑）或812mm（脂潤滑）（脂潤滑）的距離。的距離。4、進行軸的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計，確定軸的各段直徑和長度。、進行軸的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計，確定軸的各段直徑和長度。 根據(jù)扭矩，確定軸的最小軸徑根據(jù)扭矩，確定軸的最小軸徑在軸的兩頭?？紤]鍵槽等影響因素在軸的兩頭?？紤]鍵槽等影響因素

9、適當放大（對于直徑大于適當放大（對于直徑大于100mm的軸，單鍵放大的軸，單鍵放大3。雙鍵放大。雙鍵放大7，軸徑，軸徑小于等于小于等于100mm時，單鍵放大時，單鍵放大57，雙鍵放大，雙鍵放大1015），然后圓整，），然后圓整，并以此為基礎(chǔ)從外向里推，定出軸的各段長及其直徑，此時要考慮其它軸并以此為基礎(chǔ)從外向里推，定出軸的各段長及其直徑，此時要考慮其它軸系零件的尺寸及是否標準件，還要考慮定位、拆裝等要求。系零件的尺寸及是否標準件，還要考慮定位、拆裝等要求。5、軸的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)軸的尺寸和工作情況初選軸承型號，并完成軸承的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸的尺寸和工作情況初選軸承型號，并完

10、成軸承的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計以及與之有關(guān)的箱體和其它部分尺寸和形狀的設(shè)計以及潤滑和密封結(jié)構(gòu)設(shè)以及與之有關(guān)的箱體和其它部分尺寸和形狀的設(shè)計以及潤滑和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計。如軸承孔的直徑、軸承孔的長度、軸承端蓋的機構(gòu)和尺寸、軸承旁螺計。如軸承孔的直徑、軸承孔的長度、軸承端蓋的機構(gòu)和尺寸、軸承旁螺栓直徑和距離、凸臺的高度和寬度等。另外為保證軸承孔端面的加工，應栓直徑和距離、凸臺的高度和寬度等。另外為保證軸承孔端面的加工，應由凸臺再突出由凸臺再突出5mm左右。左右。6、定出軸外伸部分尺寸、定出軸外伸部分尺寸 軸外伸部分尺寸主要是長度，軸外伸部分尺寸主要是長度，因直徑已確定。該長度主要與外部因直徑已確定。該長度主要與外

11、部零件（如聯(lián)軸器、帶輪）有關(guān)，確零件（如聯(lián)軸器、帶輪）有關(guān)，確定原則是外部零件要便于拆裝。若定原則是外部零件要便于拆裝。若外部零件是聯(lián)軸器則聯(lián)軸器內(nèi)端面外部零件是聯(lián)軸器則聯(lián)軸器內(nèi)端面到端蓋螺釘間的距離視聯(lián)軸器而定；到端蓋螺釘間的距離視聯(lián)軸器而定；若外部零件為其它傳動零件則距離若外部零件為其它傳動零件則距離為為15mm左右。左右。7、量出受力點間的距離、量出受力點間的距離 這一步是為了下一步軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器的校這一步是為了下一步軸、軸承、鍵、聯(lián)軸器的校核作準備。所量取的數(shù)值最后圓整為整數(shù)。核作準備。所量取的數(shù)值最后圓整為整數(shù)。 取力作用點時，對于傳動零件取在輪緣寬度中部。取力作用點時，對于傳

12、動零件取在輪緣寬度中部。對于支撐點，當軸承為深溝球軸承時，支撐反力取在軸對于支撐點，當軸承為深溝球軸承時，支撐反力取在軸承中間；當為角接觸軸承時，支撐反力取在距離軸承外承中間；當為角接觸軸承時，支撐反力取在距離軸承外端面端面a處，如圖所示，處，如圖所示， a值可查軸承手冊。值可查軸承手冊。兩級圓柱齒輪傳動受力點位置示兩級圓柱齒輪傳動受力點位置示意意1、2、3步驟同前，步驟同前，分別為選擇視圖分別為選擇視圖（三視圖）和布置（三視圖）和布置圖面（畫出傳動零圖面（畫出傳動零件的中心線、畫上件的中心線、畫上傳動零件、畫出箱傳動零件、畫出箱體內(nèi)壁線）、選定體內(nèi)壁線）、選定軸承型號并定出軸軸承型號并定出軸

13、承位置（到內(nèi)機承位置（到內(nèi)機壁）。壁）。須注意的是須注意的是小錐齒輪的中心線小錐齒輪的中心線是箱體寬度的對稱是箱體寬度的對稱線。線。四、圓錐齒輪減速器四、圓錐齒輪減速器設(shè)計舉例設(shè)計舉例4、確定小錐齒輪支撐結(jié)構(gòu)。、確定小錐齒輪支撐結(jié)構(gòu)。 根據(jù)根據(jù)l1（22.5） l2 ， 或或l1 2.5d確定小錐齒輪軸上兩軸承的位置，確定小錐齒輪軸上兩軸承的位置，然后從中間向兩端推出各軸段的長度。其它兩軸設(shè)計同前。然后從中間向兩端推出各軸段的長度。其它兩軸設(shè)計同前。5、完成支撐部分結(jié)構(gòu)設(shè)計（小錐齒輪軸）、完成支撐部分結(jié)構(gòu)設(shè)計（小錐齒輪軸）1）套杯結(jié)構(gòu)）套杯結(jié)構(gòu)2）軸承定位、拆裝）軸承定位、拆裝3）軸承座孔尺寸

14、）軸承座孔尺寸4）軸承端蓋尺寸）軸承端蓋尺寸5）凸臺尺寸）凸臺尺寸6）軸承旁螺栓尺寸）軸承旁螺栓尺寸 最后，根據(jù)外部零件確定軸外伸部分尺寸，量出受力點間最后，根據(jù)外部零件確定軸外伸部分尺寸，量出受力點間的距離，草圖設(shè)計第一階段即告完工。的距離，草圖設(shè)計第一階段即告完工。五、蝸桿減速器設(shè)計舉例五、蝸桿減速器設(shè)計舉例 蝸桿傳動由于蝸桿軸和蝸輪軸既不平行又不相交，故無法蝸桿傳動由于蝸桿軸和蝸輪軸既不平行又不相交，故無法在一個視圖內(nèi)畫出蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)，因此畫草圖時須在主視在一個視圖內(nèi)畫出蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)，因此畫草圖時須在主視圖和側(cè)視圖上同時進行。圖和側(cè)視圖上同時進行。1、布置視圖，并在主側(cè)視圖上由算

15、得的中心距定出蝸桿和蝸、布置視圖，并在主側(cè)視圖上由算得的中心距定出蝸桿和蝸輪得中心線位置。輪得中心線位置。2、在主視圖、在主視圖上畫出蝸桿上畫出蝸桿的節(jié)圓、齒的節(jié)圓、齒頂圓、齒根頂圓、齒根圓、螺紋長圓、螺紋長度及蝸輪的度及蝸輪的節(jié)圓和最大節(jié)圓和最大圓，在側(cè)視圓，在側(cè)視圖上畫出蝸圖上畫出蝸輪的輪廓。輪的輪廓。3、根據(jù)蝸桿軸較長，且軸徑又細，因此蝸桿軸的軸承跨距應、根據(jù)蝸桿軸較長，且軸徑又細，因此蝸桿軸的軸承跨距應盡可能小，蝸桿軸承座常伸到箱體內(nèi)側(cè)，為了保證蝸輪與軸承盡可能小，蝸桿軸承座常伸到箱體內(nèi)側(cè)，為了保證蝸輪與軸承座間的傳動間隙，常將軸承座內(nèi)端面作成斜面。座間的傳動間隙，常將軸承座內(nèi)端面作成

16、斜面。4、根據(jù)、根據(jù)dd根根（24）mm為依據(jù)，從中間向兩端推算出蝸為依據(jù)，從中間向兩端推算出蝸桿軸的結(jié)構(gòu)（也可從最小軸徑從外向里推）。桿軸的結(jié)構(gòu)（也可從最小軸徑從外向里推）。5、考慮蝸桿軸細長（、考慮蝸桿軸細長（300mm）受熱伸長量大，支撐采用一端）受熱伸長量大，支撐采用一端游動一端固定方式，根據(jù)軸徑初選軸承型號并設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)。游動一端固定方式，根據(jù)軸徑初選軸承型號并設(shè)計支撐結(jié)構(gòu)。注意：注意：1、根據(jù)軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁間距、根據(jù)軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁間距510mm確定軸承位置。確定軸承位置。2、為增大蝸桿軸剛度（減小跨距），應使軸承座向里伸進，但軸承座與蝸輪頂、為增大蝸桿軸剛度（減小跨距），應使軸承座向里伸進，但軸承座與蝸輪頂圓間隙應大于箱體壁厚。圓間隙應大于箱體壁厚。3、兩端軸承座孔尺寸相同（一般兩支撐點都加套筒），應大于蝸桿頂圓直徑、兩端軸承座孔尺寸相同（一般兩支撐點都加套筒），應大于蝸桿頂圓直徑6、在兩視圖上畫出箱體內(nèi)壁，根據(jù)為頂圓到箱體內(nèi)壁間距大、在兩視圖上畫出箱體內(nèi)壁，根據(jù)為頂圓到箱體內(nèi)壁間距大于壁厚。于壁厚。7、畫出蝸、畫出蝸桿軸承端蓋桿軸承端蓋輪廓。輪廓。8、在側(cè)視圖上定、在側(cè)視圖上定出箱體外表面的出箱體外表面的寬度（應大于蝸寬度（應