機(jī)械設(shè)計(jì)V帶蝸桿方案設(shè)計(jì)

1、一、草圖設(shè)計(jì)的基本任務(wù)一、草圖設(shè)計(jì)的基本任務(wù)1、確定各零件的結(jié)構(gòu)、形狀以及它們?cè)跈C(jī)器中的相互位置。、確定各零件的結(jié)構(gòu)、形狀以及它們?cè)跈C(jī)器中的相互位置。2、取得計(jì)算零件的強(qiáng)度、剛度所必須的基本尺寸。、取得計(jì)算零件的強(qiáng)度、剛度所必須的基本尺寸。 通過(guò)繪制草圖畫(huà)出主要零件（齒輪、蝸輪、蝸桿、通過(guò)繪制草圖畫(huà)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(xì)結(jié)構(gòu)尺寸，求出傳動(dòng)件力的作用點(diǎn)和軸的支撐詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸，求出傳動(dòng)件力的作用點(diǎn)和軸的支撐點(diǎn)跨距。點(diǎn)跨距。注意：注意：1、線(xiàn)條要輕而細(xì)，以便將來(lái)修改，但必須能清晰、線(xiàn)條要輕而細(xì)，以便將

2、來(lái)修改，但必須能清晰地看圖。同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件可用示意畫(huà)法僅表示其外形地看圖。同時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件可用示意畫(huà)法僅表示其外形輪廓，暫不畫(huà)詳細(xì)結(jié)構(gòu)。倒角、圓角及剖面線(xiàn)也不輪廓，暫不畫(huà)詳細(xì)結(jié)構(gòu)。倒角、圓角及剖面線(xiàn)也不畫(huà)出。畫(huà)出。2、所有零件尺寸必須嚴(yán)格按比例畫(huà)出，以便取得準(zhǔn)、所有零件尺寸必須嚴(yán)格按比例畫(huà)出，以便取得準(zhǔn)確的零件結(jié)構(gòu)形狀。草圖并不是草草涂畫(huà)，因?yàn)樵谒_的零件結(jié)構(gòu)形狀。草圖并不是草草涂畫(huà)，因?yàn)樵谒幕A(chǔ)上加深即應(yīng)可得到未標(biāo)注的裝配圖。的基礎(chǔ)上加深即應(yīng)可得到未標(biāo)注的裝配圖。草圖設(shè)計(jì)草圖設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)步驟二、設(shè)計(jì)步驟1、通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳動(dòng)零件計(jì)算，取得傳動(dòng)件的基、通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和傳動(dòng)零件計(jì)算，取得傳

3、動(dòng)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(dòng)、估算減速器的外形尺寸，選定合適的比例尺，將傳動(dòng)件的中心線(xiàn)適當(dāng)?shù)夭贾迷趫D面上，即布置圖面。件的中心線(xiàn)適當(dāng)?shù)夭贾迷趫D面上，即布置圖面。3、畫(huà)出傳動(dòng)件的外形尺寸。、畫(huà)出傳動(dòng)件的外形尺寸。4、根據(jù)零件的位置尺寸要求確定傳動(dòng)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(dòng)件的相互位置及箱體內(nèi)壁線(xiàn)和壁厚。壁線(xiàn)和壁厚。6、根據(jù)扭矩計(jì)算獲得的最小軸徑進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。、根據(jù)扭矩計(jì)算獲得的最小軸徑進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(zhǎng)度；根據(jù)軸徑及工作要求初選軸承型號(hào)和密封件。段的直徑及長(zhǎng)度；根據(jù)軸徑及工作要求初選軸承型號(hào)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(xué)計(jì)算。、力學(xué)計(jì)算。 即根據(jù)從圖面上獲得的傳動(dòng)件力作用點(diǎn)和軸的支撐點(diǎn)跨距校核軸即根據(jù)從圖面上獲得的傳動(dòng)件力作用點(diǎn)和軸的支撐點(diǎn)跨距校核軸的強(qiáng)度。具體內(nèi)容有：分析軸所收的力；畫(huà)彎矩圖；判斷危險(xiǎn)截面；的強(qiáng)度。具體內(nèi)容有：分析軸所收的力；畫(huà)彎矩圖；判斷危險(xiǎn)截面；計(jì)算危險(xiǎn)截面的工作應(yīng)力；校核軸的靜強(qiáng)度（初步）和疲勞強(qiáng)度（精計(jì)算危險(xiǎn)截面的

5、工作應(yīng)力；校核軸的靜強(qiáng)度（初步）和疲勞強(qiáng)度（精確校核）；對(duì)蝸桿軸還須進(jìn)行剛度校核。確校核）；對(duì)蝸桿軸還須進(jìn)行剛度校核。 軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求后，分別校核軸承的壽命、鍵強(qiáng)度和聯(lián)軸器強(qiáng)度。軸滿(mǎn)足強(qiáng)度要求后，分別校核軸承的壽命、鍵強(qiáng)度和聯(lián)軸器強(qiáng)度。8、根據(jù)前面計(jì)算對(duì)草圖進(jìn)行必要的修正，然后考慮潤(rùn)滑、根據(jù)前面計(jì)算對(duì)草圖進(jìn)行必要的修正，然后考慮潤(rùn)滑、 密封、拆裝、監(jiān)護(hù)及起吊等要求，完成箱體、箱蓋和其它部密封、拆裝、監(jiān)護(hù)及起吊等要求，完成箱體、箱蓋和其它部分的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 至此，草圖設(shè)計(jì)基本完成，自己仔細(xì)檢查后，交指導(dǎo)老至此，草圖設(shè)計(jì)基本完成，自己仔細(xì)檢查后，交指導(dǎo)老師審核，若指導(dǎo)老師認(rèn)可，

6、草圖設(shè)計(jì)即算完成。師審核，若指導(dǎo)老師認(rèn)可，草圖設(shè)計(jì)即算完成。三、兩級(jí)圓柱齒輪減速器草圖設(shè)計(jì)舉例三、兩級(jí)圓柱齒輪減速器草圖設(shè)計(jì)舉例1、選擇視圖、選擇視圖三視圖三視圖 在各視圖上畫(huà)出軸的中心線(xiàn)位置。中心線(xiàn)位置須選擇合適，否則繪圖在各視圖上畫(huà)出軸的中心線(xiàn)位置。中心線(xiàn)位置須選擇合適，否則繪圖時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖面放不下或視圖重疊。時(shí)會(huì)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(dòng)零件）確定傳動(dòng)零件的中心線(xiàn)及對(duì)稱(chēng)面的中心線(xiàn)及對(duì)稱(chēng)面位置。位置。4）畫(huà)出傳動(dòng)零件）畫(huà)出傳動(dòng)零件的外廓尺寸和箱的外廓尺寸和箱體的內(nèi)

7、壁線(xiàn)。體的內(nèi)壁線(xiàn)。注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)：1、繪出一對(duì)齒輪（如高速級(jí)齒輪）的輪廓尺寸和外形，確定它們的位置，、繪出一對(duì)齒輪（如高速級(jí)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(duì)的原則確定第二對(duì)齒輪（低速級(jí)）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(jí)）的軸向位置。另外為了保證全齒寬嚙合，大齒輪的齒寬按計(jì)算確定齒寬繪制，小齒輪齒寬增大計(jì)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(jī)壁根據(jù)是軸承外圈與內(nèi)機(jī)壁間應(yīng)留有間應(yīng)留有35mm（油潤(rùn)（油潤(rùn)滑）或滑）或812mm（脂潤(rùn)滑）（脂潤(rùn)滑）的距離。的距離。4、進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。、進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)，確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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(dāng)放大（對(duì)于直徑大于適當(dāng)放大（對(duì)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(shí)，單鍵放大時(shí)，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(zhǎng)及其直徑，此時(shí)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(zhǎng)及其直徑，此時(shí)要考慮其它軸系零件的尺寸及是否標(biāo)準(zhǔn)件，還要考慮定位、拆裝等要求。系零件的尺寸及是否標(biāo)準(zhǔn)件，還要考慮定位、拆裝等要求。5、軸的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸的尺寸和工作情況初選軸承型號(hào)，并完成軸承的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸的尺寸和工作情況初選軸承型號(hào)，并完

10、成軸承的支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及與之有關(guān)的箱體和其它部分尺寸和形狀的設(shè)計(jì)以及潤(rùn)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(jì)以及潤(rùn)滑和密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如軸承孔的直徑、軸承孔的長(zhǎng)度、軸承端蓋的機(jī)構(gòu)和尺寸、軸承旁螺計(jì)。如軸承孔的直徑、軸承孔的長(zhǎng)度、軸承端蓋的機(jī)構(gòu)和尺寸、軸承旁螺栓直徑和距離、凸臺(tái)的高度和寬度等。另外為保證軸承孔端面的加工，應(yīng)栓直徑和距離、凸臺(tái)的高度和寬度等。另外為保證軸承孔端面的加工，應(yīng)由凸臺(tái)再突出由凸臺(tái)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(zhǎng)度，軸外伸部分尺寸主要是長(zhǎng)度，因直徑已確定。該長(zhǎng)度主要與外部因直徑已確定。該長(zhǎng)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(dòng)零件則距離若外部零件為其它傳動(dòng)零件則距離為為15mm左右。左右。7、量出受力點(diǎn)間的距離、量出受力點(diǎn)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(zhǔn)備。所量取的數(shù)值最后圓整為整數(shù)。核作準(zhǔn)備。所量取的數(shù)值最后圓整為整數(shù)。 取力作用點(diǎn)時(shí)，對(duì)于傳動(dòng)零件取在輪緣寬度中部。取力作用點(diǎn)時(shí)，對(duì)于傳

12、動(dòng)零件取在輪緣寬度中部。對(duì)于支撐點(diǎn)，當(dāng)軸承為深溝球軸承時(shí)，支撐反力取在軸對(duì)于支撐點(diǎn)，當(dāng)軸承為深溝球軸承時(shí)，支撐反力取在軸承中間；當(dāng)為角接觸軸承時(shí)，支撐反力取在距離軸承外承中間；當(dāng)為角接觸軸承時(shí)，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(cè)。值可查軸承手冊(cè)。兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)受力點(diǎn)位置示兩級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)受力點(diǎn)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(huà)出傳動(dòng)零圖面（畫(huà)出傳動(dòng)零件的中心線(xiàn)、畫(huà)上件的中心線(xiàn)、畫(huà)上傳動(dòng)零件、畫(huà)出箱傳動(dòng)零件、畫(huà)出箱體內(nèi)壁線(xiàn)）、選定體內(nèi)壁線(xiàn)）、選定軸承型號(hào)并定出軸軸承型號(hào)并定出軸

13、承位置（到內(nèi)機(jī)承位置（到內(nèi)機(jī)壁）。壁）。須注意的是須注意的是小錐齒輪的中心線(xiàn)小錐齒輪的中心線(xiàn)是箱體寬度的對(duì)稱(chēng)是箱體寬度的對(duì)稱(chēng)線(xiàn)。線(xiàn)。四、圓錐齒輪減速器四、圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)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(zhǎng)度。其它兩軸設(shè)計(jì)同前。然后從中間向兩端推出各軸段的長(zhǎng)度。其它兩軸設(shè)計(jì)同前。5、完成支撐部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（小錐齒輪軸）、完成支撐部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（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(tái)尺寸）凸臺(tái)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(diǎn)間最后，根據(jù)外部零件確定軸外伸部分尺寸，量出受力點(diǎn)間的距離，草圖設(shè)計(jì)第一階段即告完工。的距離，草圖設(shè)計(jì)第一階段即告完工。五、蝸桿減速器設(shè)計(jì)舉例五、蝸桿減速器設(shè)計(jì)舉例 蝸桿傳動(dòng)由于蝸桿軸和蝸輪軸既不平行又不相交，故無(wú)法蝸桿傳動(dòng)由于蝸桿軸和蝸輪軸既不平行又不相交，故無(wú)法在一個(gè)視圖內(nèi)畫(huà)出蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)，因此畫(huà)草圖時(shí)須在主視在一個(gè)視圖內(nèi)畫(huà)出蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)，因此畫(huà)草圖時(shí)須在主視圖和側(cè)視圖上同時(shí)進(jìn)行。圖和側(cè)視圖上同時(shí)進(jìn)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(xiàn)位置。輪得中心線(xiàn)位置。2、在主視圖、在主視圖上畫(huà)出蝸桿上畫(huà)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(zhǎng)圓、螺紋長(zhǎng)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(huà)出蝸圖上畫(huà)出蝸輪的輪廓。輪的輪廓。3、根據(jù)蝸桿軸較長(zhǎng)，且軸徑又細(xì)，因此蝸桿軸的軸承跨距應(yīng)、根據(jù)蝸桿軸較長(zhǎng)，且軸徑又細(xì)，因此蝸桿軸的軸承跨距應(yīng)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(dòng)間隙，常將軸承座內(nèi)端面作成斜面。座間的傳動(dòng)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(xì)長(zhǎng)（、考慮蝸桿軸細(xì)長(zhǎng)（300mm）受熱伸長(zhǎng)量大，支撐采用一端）受熱伸長(zhǎng)量大，支撐采用一端游動(dòng)一端固定方式，根據(jù)軸徑初選軸承型號(hào)并設(shè)計(jì)支撐結(jié)構(gòu)。游動(dòng)一端固定方式，根據(jù)軸徑初選軸承型號(hào)并設(shè)計(jì)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(yīng)使軸承座向里伸進(jìn)，但軸承座與蝸輪頂、為增大蝸桿軸剛度（減小跨距）

17、，應(yīng)使軸承座向里伸進(jìn)，但軸承座與蝸輪頂圓間隙應(yīng)大于箱體壁厚。圓間隙應(yīng)大于箱體壁厚。3、兩端軸承座孔尺寸相同（一般兩支撐點(diǎn)都加套筒），應(yīng)大于蝸桿頂圓直徑、兩端軸承座孔尺寸相同（一般兩支撐點(diǎn)都加套筒），應(yīng)大于蝸桿頂圓直徑6、在兩視圖上畫(huà)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(huà)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(huà)出蝸、畫(huà)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(yīng)大于蝸寬度（應(yīng)大于蝸桿軸承端蓋的凸桿軸承端蓋的凸緣直徑）。緣直徑）。9、計(jì)算蝸輪軸的、計(jì)算蝸輪軸的最小軸徑，并確定最小軸徑，并確定蝸輪軸結(jié)構(gòu)。確定蝸輪軸結(jié)構(gòu)。確定蝸輪軸所用軸承的蝸輪軸所用軸承的代號(hào)、位置（內(nèi)箱代號(hào)、位置（內(nèi)箱壁向外壁向外510mm）。并設(shè)計(jì)）。并設(shè)計(jì)軸承座孔、軸承座軸承座孔、軸承座旁螺栓等。旁螺栓等。10、畫(huà)