兩級(jí)蝸輪蝸桿減速器說(shuō)明書(shū)(課程設(shè)計(jì)附CAD圖)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)題目設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置專(zhuān)業(yè)班級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化08級(jí)1班學(xué)號(hào)7011209073學(xué)生姓名管玉峰指導(dǎo)教師黃興元南昌大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院2011年12月南昌大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名管玉峰專(zhuān)業(yè)班級(jí)09機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（2）班學(xué)號(hào)7011209073指導(dǎo)教師職稱(chēng)教研室題目設(shè)計(jì)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)裝置編號(hào)W10傳動(dòng)系統(tǒng)圖：原始數(shù)據(jù)：鋼繩拉力F/kN鋼繩速度v/(m-min-1)卷筒直徑D/mm2.20.9320工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單班制工作，使用期限8年，運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%要求完成：1減速器裝配圖1張（A2）

2、。零件工作圖2張（箱體和軸）。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1份，6000-8000字。開(kāi)始日期2011年12月19日完成日期2012年0月_0乙日2011年01月07日目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark61電機(jī)選擇1 HYPERLINK l bookmark82選擇傳動(dòng)比2 HYPERLINK l bookmark102.1總傳動(dòng)比2 HYPERLINK l bookmark18減速裝置的傳動(dòng)比分配2 HYPERLINK l bookmark243各軸的參數(shù)2 HYPERLINK l bookmark283.1各軸的轉(zhuǎn)速2各軸的輸入功率3各軸的輸出功率3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩3各軸

3、的輸出轉(zhuǎn)矩3 HYPERLINK l bookmark40各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表4 HYPERLINK l bookmark424.蝸輪蝸桿的選擇4 HYPERLINK l bookmark444.1選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)類(lèi)型4 HYPERLINK l bookmark48選擇材料4 HYPERLINK l bookmark504.3按計(jì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè)5 HYPERLINK l bookmark804.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸64.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度7驗(yàn)算效率7 HYPERLINK l bookmark82精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定8 HYPERLINK l bookmark

4、845圓柱齒輪的設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark86材料選擇8 HYPERLINK l bookmark885.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark90計(jì)算9 HYPERLINK l bookmark92按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l bookmark112取幾何尺寸計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark1186軸的設(shè)計(jì)計(jì)算12 HYPERLINK l bookmark1206.1蝸桿軸12 HYPERLINK l bookmark1226.1.1按扭矩初算軸徑12 HYPERLINK l bookmark1266

5、.1.2蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)12 HYPERLINK l bookmark1346.2蝸輪軸13 HYPERLINK l bookmark1366.2.1輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算13 HYPERLINK l bookmark1386.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14 HYPERLINK l bookmark1406.3蝸桿軸的校核15 HYPERLINK l bookmark1426.3.1求軸上的載荷15 HYPERLINK l bookmark1466.3.2精度校核軸的疲勞強(qiáng)度186.4蝸輪軸的強(qiáng)度校核20 HYPERLINK l bookmark1726.4.1精度校核軸的疲勞強(qiáng)度236.4.2精度校核軸的疲

6、勞強(qiáng)度23 HYPERLINK l bookmark1767.滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算25 HYPERLINK l bookmark1787.1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計(jì)算267.2蝸桿軸上軸承的選擇計(jì)算27 HYPERLINK l bookmark1808.鍵連接的選擇及校核計(jì)算30 HYPERLINK l bookmark182輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸采用平鍵連接30 HYPERLINK l bookmark184輸出軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接30輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接31 HYPERLINK l bookmark1869聯(lián)軸器的選擇計(jì)算319.1與電機(jī)輸出軸的配合的聯(lián)軸器319.2與二級(jí)齒

7、輪降速齒輪軸配合的聯(lián)軸器32 HYPERLINK l bookmark18810.潤(rùn)滑和密封說(shuō)明3210.1潤(rùn)滑說(shuō)明3210.2密封說(shuō)明33 HYPERLINK l bookmark19011拆裝和調(diào)整的說(shuō)明3312減速箱體的附件說(shuō)明33 HYPERLINK l bookmark19413.設(shè)計(jì)小結(jié)33 HYPERLINK l bookmark19614參考文獻(xiàn)34 工作機(jī)所需輸入功率p，F(xiàn)v/Pw/ooow所需電動(dòng)機(jī)的輸出功率pd1電機(jī)選擇817x1000 x丄型，2.34kw1000 x0.97PP，w，3.54kwda傳遞裝置總效率，24a12345式中：:蝸桿的傳動(dòng)效率0.751:每對(duì)

8、軸承的傳動(dòng)效率0.982:直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)效率0.973:聯(lián)軸器的效率0.994:卷筒的傳動(dòng)效率0.965所以n，0.75x0.984x0.97x0.992,0.6577a234P，3.5578kwd0.6577故選電動(dòng)機(jī)的額定功率為4kw8Vx1000 x6060vccc/cr”H.n，60 x1000 x60，7.72rmin卷兀D3.14x330n，iin，(35)x(740)x7.72卷蝸齒卷，(162.121544)rmin符合這一要求的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000r/min,1500r/min電機(jī)容量的選擇比較：p，2.34kwwp，3.54kwd，0.6577an，7.

9、72r/min卷 表1.1電動(dòng)機(jī)的比較萬(wàn)案型號(hào)額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速/r/min滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/r/min重量?jī)r(jià)格1Y160M-814750720重高2Y132M-6141000960中中3Y112M-4415001440輕低考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸重量及成本，可見(jiàn)第二種方案較合理，因此選擇型號(hào)為：Y132M-6D的電動(dòng)機(jī)。i2選擇傳動(dòng)比2.1總傳動(dòng)比n960=朋124.35an7.72卷2.2減速裝置的傳動(dòng)比分配iii124.35a蝸齒所以i31.0875蝸3各軸的參數(shù)將傳動(dòng)裝置各軸從高速到低速依次定為I軸II軸III軸IV軸：,0-1、,、,、,依次為電動(dòng)機(jī)與I軸I軸與II軸II軸與III軸I

10、III-IIII-IIIIII-V軸與V軸的傳動(dòng)效率貝V：3.1各軸的轉(zhuǎn)速n960r/minn960nr30.8806r/minIIi31.0875蝸nn30.8806r/miniiiIIn32.n=ffh7.72r/mmivi4.01齒3.2各軸的輸入功率軸PP耳二3.5578x0.99=3.5222kwId0-1軸PP耳3.5222x0.75x0.98=2.5888kwiiii，ii卄小PP耳2.5888x0.99x0.98III軸iiiiiii，iii2.5117kw柚PP耳2.5117x0.97x0.98IV軸iViiiiii，V2.3876kw3.3各軸的輸出功率軸PPn3.5222

11、x0.98=3.4518kwi0-1軸PPn2.5888x0.98=2.5370kwiii，iiIII軸PPn2.5117x0.982.4615kwiiii，iiiV軸PPn2.3876x0.98=2.3398kwiVIIIIII，V3.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩P35578電動(dòng)機(jī)T9550亠9550 x35.3927Nmdn960滿(mǎn)P0軸T9550亠35.0388N-mNiP軸T9550亠800.6119NmNiiP軸T9550776.7536N-mNiiiP軸T9550乂2953.5280Nm卷N卷3.5各軸的輸出轉(zhuǎn)矩i124.35ai31.0875蝸i4Ji.齒 # 電動(dòng)機(jī)Td二35.3927Nm

12、0軸TP955034.3380N-mINI1軸TP9550784.5997NmIINII2軸TP9550-761.2185NmIIINIII3軸TP95502894.4574Nm卷N卷軸號(hào)功率P(kw)轉(zhuǎn)矩(Nm)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動(dòng)i效率,輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸43.557835.392796010.991軸3.52333.457935.038834.338096031.08752軸2.58892.2571800.620784.599730.88060.73513軸2.51172.4615776.754761.218530.88060.97024卷軸2.38762.33982953.532

13、894.4577.720.9506表3.1各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表輸入功率：P=3.5222kwiP=2.5888kwiiP=2.5117kwIIIP=2.3876kwIV3.6各軸的運(yùn)動(dòng)參數(shù)表輸出功率：P=3.4518kwIP=2.5370kwiiP=2.4615kwIIIP=2.3398kwIV4.蝸輪蝸桿的選擇P=3.5233kw,i=31.0875,n=960r/min4.1選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)類(lèi)型根據(jù)GB/T1OO851998選擇ZI4.2選擇材料蝸桿選45鋼，齒面要求淬火，硬度為45-55HRC.蝸輪用ZCuSnlOPl,金屬模制造。為了節(jié)約材料齒圈選青銅，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造 4.

14、3按計(jì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè)（1）根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校對(duì)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由文獻(xiàn)1P254式（11-12），傳動(dòng)中心距a,vKT（孕）2耳H前面的設(shè)計(jì)知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2，按Z=1,估取二0.75，則:T=9.95x106P=9.55x106空2nn21i13.5233x0.75=9.95x106x=817200.877N-m96031.0875（2）確定載荷系數(shù)K因工作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù)K=1.3；由文獻(xiàn)1P253表11-5選取使用系數(shù)K=1.15；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動(dòng)載系A(chǔ)K二1.05；則vK=KKK=1.15

15、11.05=1.21卩Av（3）確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的是45鋼的蝸桿和蝸輪用ZCuSn10P1匹配的緣故，有1Z二160MPa2E（4）確定接觸系數(shù)Z先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d和中心距a的比值dja二0.35,從文獻(xiàn)1P253圖11-18中可查到Z=2.9P（5）確定許用接觸應(yīng)力bH根據(jù)選用的蝸輪材料為ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度45HRC,可從文獻(xiàn)1P254表11-7中查蝸輪的基本許用應(yīng)力b=268MPaH應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n=60化Lh=601倍（】83008）=35574107輸入轉(zhuǎn)矩:T=35.039N-miT=800.62N-miiT=776.75N-miiiT=2

16、953.5N-m卷輸出轉(zhuǎn)矩:T=34.338N-mT=784.60N-miiT=761.22N-miiiT=2894.5N-m卷 107壽命系數(shù)Khn3.43574x1070.8533則=Kx0.8533x268MPa=228.6875MPaHHNH（6）計(jì)算中心距：a嚴(yán)1X8172X103X（筍）2159-6543mm取a=160mm，由i=30,則從文獻(xiàn)1P245表11-2中查取，模數(shù)m=8蝸桿分度圓直徑d80mm。從圖中11-18中可查Z二2.65,由于ZVZ,即以上算法1ppp有效。4.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸(1)蝸桿軸向尺距P=兀m=25.133mma直徑系數(shù)q=10m齒頂

17、圓直徑dd+2h*m96mma11a齒根圓直徑dd一2（h*m+c）=60.8mmf1-分度圓導(dǎo)程角zYarctant=5.71。q蝸桿軸向齒厚1smK12.5664mma2蝸桿的法向齒厚ss-cosYna12.5664xcos5.71=12.5040mm(2)蝸輪蝸輪齒數(shù)z31,變位系數(shù)2x0.52驗(yàn)算傳動(dòng)比i31，z113131.0875這時(shí)傳動(dòng)比誤差為：31.08750.28%,在誤差允許值內(nèi)。蝸輪分度圓直徑dmz8x31248mm22喉圓直徑dd+2h248+2x8二264mma22a2 #齒根圓直徑df2d一2h248一2x1.2x8=228.8mmf21咽喉母圓半徑ra一d160一

18、0.5x264=28mmg22a24.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 # # # #1.53KT2FYYFa2 # # # #當(dāng)量齒數(shù)31一31.4697v2cos3丫cos35.763 # # # #根據(jù)x20.5,z31.4697v2 # # # #從圖11-9中可查得齒形系數(shù)Y=2.55Fa2螺旋角系數(shù)：yp1,音1,二09592許用彎曲應(yīng)力：從文獻(xiàn)1P256表11-8中查得有ZCuSnlOPl制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56MPaF壽命系數(shù)KFN1063.5574x1070.6724 # # # =56x0.672437.6544MPaF80 x248x8小xL21x817200877x25

19、5x0.959223.3144MPaF可以得到：FF因此彎曲強(qiáng)度是滿(mǎn)足的。4.6驗(yàn)算效率n(0.95-0.96)tantan(Y+q)已知丫=5.71。:；甲vvarctanf；f與相對(duì)滑動(dòng)速度v有關(guān)。vvs # #兀dnv-1s60 x1000cosy4.041m/s 從文獻(xiàn)1P264表11-18中用差值法查得：f0.0239;*=1.326。代入式中，vv得,0.77大于原估計(jì)值，因此不用重算。4.7精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類(lèi)為f,標(biāo)注為8fGB/T10089-1

20、988。然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。詳細(xì)情況見(jiàn)零件圖。5圓柱齒輪的設(shè)計(jì)P=2.5117KW，N30.8806r.min，i=4.05.1材料選擇（1）小齒輪的材料為40Gr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）,硬度為240HBS，二者之差為40HBS。（2）精度等級(jí)選8級(jí)精度。（3）選小齒輪齒數(shù)Z19，大齒輪齒數(shù)Z19x476，取Z=76。122（4）選壓力角為20。5.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算設(shè)計(jì)N3.3574x107K0.8533HNa=229MPaHa1.4h，在滿(mǎn)足強(qiáng)度IV-V)1下,又要節(jié)省材料取軸肩寬度為L(zhǎng)=10mm；d=52mm，IV

21、-V)1IV-V)2L=35mm；L=35+10=45mm。(IV-V)2IV-VV段：由前面的設(shè)計(jì)知蝸桿的分度圓直徑d=80mm,齒頂圓直徑d=96，蝸輪的喉圓直徑d=248。a1a2查文獻(xiàn)1P250表11-4材料變形系數(shù)x=-0.5mm所以蝸輪齒寬b=(11+0.06Z)m=(8+0.0631)8=78.8mm12綜合考慮要使蝸輪與內(nèi)壁有一定的距離故選L=130mmV-VI6.2蝸輪軸6.2.1輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩：P=2.5371kw,N=30.8806r/min,T=784.5997NmIIIIII(2)求作用在軸上的力2T2x784699.76328“F

22、，F(xiàn)，2，6328.2N12a1d24822T2x34338力69丄F，F(xiàn)，1，1716.9Na2t1d801F，F(xiàn)，F(xiàn)xtan，9.53x0.369，2335.1058Nr2r112(3)初步確定軸徑的最小直徑選用45鋼，硬度217-255HBS根具文獻(xiàn)1P370中(15-2)式，并查文獻(xiàn)1P370表15-3,取A，112,0dCd112x32.5371，48.6895mm30.8806考慮到鍵槽，將直徑增大10%，貝V；d，50.35x(1x7%)mm，52.0978mm所以，選用d，55mm6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上的零件定位，固定和裝配蝸輪蝸桿單級(jí)減速裝置中，可將蝸輪安裝在箱體中央，相

23、對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，蝸輪左面用軸肩定位，右端面用軸端蓋定位，軸向采用鍵和過(guò)度配合,兩軸承分別以軸承肩和軸端蓋定位，周向定位則采用過(guò)度配合或過(guò)盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，右軸承從右面裝入。確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑d，故同時(shí)選用聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算1T，KT，查文獻(xiàn)1P表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取caAIIK，1.3,則T，1.3x800.6199，1040.8059N-mAca型號(hào)公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩(N-m)許用轉(zhuǎn)速(r/min)L1(mm)L(mm)軸孔直徑(mm)HL4125040008411255由輸出端開(kāi)始往里設(shè)計(jì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用HL5彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。

24、表6.2蝸輪軸聯(lián)軸器參數(shù)ITI段：d，55mm，L，82mm。軸上鍵槽取16x10，L，70mmIIIIII(、II-III段：因定位軸肩高度h，).070.1力1，3.5mm，d1d2B2B1，4.5879，5，27，106，135mm，530mm-332.5mm，135mm，140mm d55,2x3.562mm,考慮到軸承端蓋的長(zhǎng)度和安裝和拆卸的方便，取2L25+2543mmii-iiiIII-IV段：初選用角接觸球軸承，參照要求取型號(hào)為7213AC型圓錐滾子軸承dxDxB=65mmx120mmx23mm，考慮到軸承右端用套筒定位，取齒輪距箱體內(nèi)壁一段距離a=20mm，考慮到箱體誤差在確

25、定滾動(dòng)軸承時(shí)應(yīng)據(jù)箱體內(nèi)壁一段距離S，取S=8。已知所選軸承寬度T=23,貝ULT+S+a+423+8+25+(70-66)=60mm。III一IVW-V段：為安裝蝸輪軸段，d70mm，蝸輪齒寬IV-VL0.75d0.75x96二72mm丄二(1.21.8)d，取L=90mm，由渦輪a1IV-VIV-VIV-V于為了使套筒能壓緊蝸輪則L86mm。V-VIVI段：W-V段右端為軸環(huán)的軸向定位dd+2x580mm，V-VIIV-VL34mmV-VIVII段：d20mm4360863+7Q-口J_i=i3d65mm，L二22mm。VI-VIIVI-VII圖6.2蝸輪軸結(jié)構(gòu)T45.7803-mca軸上零

26、件的周向定位蝸輪、半聯(lián)軸器與軸的定位均采用平鍵連接。按d70mm由文獻(xiàn)IV-V1P106表6-1查得平鍵截面bxh20 x12，鍵槽用銃刀加工，長(zhǎng)為80mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合由良好的對(duì)稱(chēng)，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7;同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵分別為為r616mmx10mmx70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為7。滾動(dòng)軸承的周向定k6位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。參考文獻(xiàn)1P365表15-2，取軸端倒角為圓角和倒角尺寸2x45，個(gè)軸肩的圓角半徑為126.3蝸桿軸的校核6.3.1求軸上的載荷d32mm,I一iiL82mm,1-iid44mm,n-mL50mmii

27、-iiid62mm,IV-V # Fd1L，45mmIV-Vd，80mmTFFtrFd，248a2b，78.8mmiL，130mmV-VI # # 圖6.3蝸桿軸受力分析圖首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖6.1）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖6.3）。在確定軸承的支點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)從文獻(xiàn)3中查取得a值。對(duì)于7209AC型軸承，由文獻(xiàn)3P193中查得a=18.2mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩L，（45mm+65mm）2，220圖（圖6.3）可以看出中間截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算的截面的M及M的值計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下:VFFt1Fal2T34.33081x103x20.8

28、585KNd8012T800.61992x103x26.456KNd248 # #d55mm # #Fr1FF，tan20=2.3825KNTOC o 1-5 h zrtFNV1F0.5xF1191.25NNV2rFF0.5xF3228NNH1NH212TT343380Nm32MFx1103228x110=355080N，mmHNHMFx1101191.25x110131037.5N，mmVNV # # 載荷HV支反力NFNH1FNH2FNV1FNV2322832281191.251191.25彎矩MN-mmM355080HMM131037.5V1V2總彎矩MMMJm2+M2378487.30

29、N，mm12HV扭矩T=34.3380N-mm表6.3蝸桿軸上的載荷d55mmi一ii（1）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)1P373式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，軸的計(jì)算應(yīng)力:acaM2+(aT)20.1d3?2206131.82042+(0.6x34.3380，0.1x7037.3923MPaS1.5caJS2+S2Yat故該軸在截面左側(cè)強(qiáng)度是足夠的。（3）截面E右側(cè)抗截面系數(shù)按文獻(xiàn)1P373表15-4中的公式計(jì)算W0.1d30.1x80351200mm3抗扭截面系數(shù)W0

30、.2d30.2x803102400mm3T彎矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為3M=800619.9x11065254742.6955NS1.5：S2+S2故該軸在截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此蝸桿軸的設(shè)計(jì)即告結(jié)束。6.4蝸輪軸的強(qiáng)度校核6.4.1求軸上的載荷W，33275mm3rFd1Fd2k，1.82k，1.26T圖6.4受力分析圖首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖6.1）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖6.3）。在確定軸承的支點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)從文獻(xiàn)3中查取得a值。對(duì)于7213AC型軸承，由文獻(xiàn)3P193中查得a=24.2mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距L，（34

31、mm+45mm）2，158mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖6.3）可以看出中間截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算的截面的M、MHV及M的值計(jì)算過(guò)程及結(jié)果如下：2T34.3380“門(mén)1x103x20.8585KNd8012T800.61992x103x26.456KNd2482FFt1Fa1Fr1FF，tan20=2.3825KNrtFNV1F0.5xF1191.25NNV2rFF0.5xF3228NNH1NH212TT800.6199N，m32MFx793228x79=255012N，mmHNHMFx791191.25x79=94108.75N，mmVNV載荷HV支反力NFNH1FN

32、H2FNV1FNV2322832281191.251191.25彎矩MN-mmM255012HMM94108.75V1V2總彎矩MMMJm2+M2271822.6940N，mm12弋HV扭矩T=800.6199N-mm表6.4軸上的載荷（1）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度S11.2490aS7.7150TS6.3624caW51200mm3W102400mm3Tt7.8186MPaT進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)文獻(xiàn)1P373式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn),扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，軸的計(jì)算應(yīng)力:acaM2+(aT)20.1d3271

33、822.69402+(0.6x800.6199，20.1x7037.9249MPaS1.5caJS2+S2*at故該軸在截面左側(cè)強(qiáng)度是足夠的（3）截面E右側(cè)抗截面系數(shù)按文獻(xiàn)1P373表15-4中的公式計(jì)算W0.1d30.1x70334300mm3抗扭截面系數(shù)W0.2d30.2x70368600mm3T彎矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為37941M271822.6940 x130750.1566NS=1.5，JS2+S2,故該軸在截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)，故可略去靜強(qiáng)度校核。本設(shè)計(jì)因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的至此軸的設(shè)計(jì)即告結(jié)束。7.滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算=27463mm3=54925mm3WWr

34、bb根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命：L=83008二19200h。h7.1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計(jì)算軸承的選擇采用角接觸球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm,選擇角接觸球軸承的型號(hào)為7209C，主要參數(shù)如下：=4.761MPaD=85mm;B=19mm;a=18.2mm基本額定靜載荷C=28.5KN=14.5766o基本額定動(dòng)載荷C=38.5KN極限轉(zhuǎn)速V=6700r/minmax壽命計(jì)算因蝸桿軸所受的軸向力向左，所以只有最左邊的角接觸球軸承受軸向力F二F二858.5NTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark144aa2該軸承所受的徑向力約為11F二F=_x2382.5二59

35、5.625Nr4r24對(duì)于70000型軸承，按文獻(xiàn)1P322表13-7軸承派生軸向力F二eF，其中edr為文獻(xiàn)1P321表13-5中的判斷系數(shù)，其值由冬的大小來(lái)確定,0匕=858.5二0.03C285000查文獻(xiàn)1P321表13-5得角接觸球軸承判斷系數(shù)e=0.4F/F二1.44,ear所以X=0.44,Y=1.40當(dāng)量動(dòng)載荷P=XF-YF=0.44595.6251.40858.5=1463.975N1ra深溝球軸承所受的徑向力約為F1F1X2382.5=1191.25Nr2r22當(dāng)量動(dòng)載荷PpFr1191.25NS20.6289o所以P,P,應(yīng)用P核算軸承的壽命121因?yàn)槭乔蜉S承，所以取指數(shù)

36、=3 # # #軸承計(jì)算壽命L=h106C10638.5X103360nvP丿60 x960J1463.975丿=3.1576x105hS12.7347減速器設(shè)計(jì)壽命Lh=8X300X819200h所以L,Lhh滿(mǎn)足壽命要求。7.2蝸桿軸上軸承的選擇計(jì)算(1)軸承的選擇選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=65mm，選用角接觸球軸承的型號(hào)為7213C。主要參數(shù)如下：D=120mm；B=23mm；a=24.2mm基本額定靜載荷C55.2kNo基本額定動(dòng)載荷C52.5kN極限轉(zhuǎn)速V9000r/minmax(2)壽命計(jì)算對(duì)于70000C型軸承，按文獻(xiàn)1P322表13-7軸承派生軸向力F=eF,dr其中e

37、為文獻(xiàn)1P321表13-5中的判斷系數(shù)，其值由a-的大小來(lái)確定,0S10.8362caW34300mm3W68600mm3Te2382.51Fa2Fr2空竺0.385e2382.52 # #由文獻(xiàn)1P321表13-5分別進(jìn)行查表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承1X0.44,Y1.35511對(duì)軸承2X0.44,Y1.47621 # # # 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按文獻(xiàn)1P319表13-6,f1.21.8，取pf1.5。貝V：pPf(XFYF)1p1r11a11.5x(0.44x2382.51.355x2144.25)N=5930.6381NPf,XF+YF)2p2r22a21

38、.5x(0.44x2382.5+1.476x917.2625)N=3603.2692NPP12P5930.6381N106(CA軸承計(jì)算壽命60nP丿10652.510360 x30.8806v1440r/min都成立，所以他們的極max1463.975N限工作轉(zhuǎn)速一定滿(mǎn)足要求。8.鍵連接的選擇及校核計(jì)算8.1輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸采用平鍵連接根據(jù)軸徑d32mm，L=82mm，查文獻(xiàn)P123可選用A型平鍵，得:11b10，h8，L70，k=4即:鍵8X70GB/T1096-2003鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力卜100120MPa，取其平均值110MPa。鍵的工作長(zhǎng)

39、度：L=L一b70一1060mm1鍵與聯(lián)軸器接觸高度k0.5h0.5x8mm二4mm。由文獻(xiàn)1P106式(6-1)得：篤1191.25N2Tx103kld2x35.3927x1034x60 x329.2168MPap_lL3.157640hhL=19200hh所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。8.2輸出軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接根據(jù)軸徑d70mm，L二90mm，查文獻(xiàn)P123可選用A型平鍵，得:11b20，h12，L70，k6即：鍵20X70GB/T1096-2003鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力 P=100120MPa,取其平均值110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度:L=L一

40、b=70一20=50mm1鍵與聯(lián)軸器接觸高度k二0.5h二0.5x12mm=6mm。由文獻(xiàn)1P106式(6-1)得：2Tx1032x800.6199x103=pkld6x50 x70=76.2495MPaLp所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。8.3輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接根據(jù)軸徑d=65mm，L=82mm，查文獻(xiàn)1P123可選用A型平鍵，得:11b二16，h二10，L二70，k=5即:鍵16X70GB/T1096-2003鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力,1-P=100120MPa,取其平均值110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度:L=L一b=70一10=60mm1鍵與聯(lián)軸器接觸

41、高度k二0.5h二0.5x10mm二5mm。由文獻(xiàn)1P106式(6-1)得：=103=2x7846997x103=80.4802MPa,pkld5x60 x651-pJ5x60 x65所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。9聯(lián)軸器的選擇計(jì)算9.1與電機(jī)輸出軸的配合的聯(lián)軸器(1)計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距T二KTcaA查文獻(xiàn)P351表14-1得小轉(zhuǎn)距、電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)情況下取Ka=1.5T二1.5x35.3927二53.0891N-mca(2)型號(hào)選擇根據(jù)前面的計(jì)算，電機(jī)輸出軸d二38mm，選擇彈性聯(lián)軸器TL6型。主要參數(shù)如下:C=55.2kNoC=52.5kN 公稱(chēng)扭距T250N-m（滿(mǎn)足要求）n許用轉(zhuǎn)速n330

42、0r/minn=960r/minn,n,因此此聯(lián)軸器符合要求。軸孔直徑d=38mm軸孔長(zhǎng)度L=60mm9.2與一級(jí)齒輪降速齒輪軸配合的聯(lián)軸器（1）計(jì)算聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距TktcaA查文獻(xiàn)P351表14-1得小轉(zhuǎn)距、電動(dòng)機(jī)作原動(dòng)機(jī)情況下取Ka1.5T1.5X784.6997=1177.0496N-mca（2）型號(hào)選擇根據(jù)前面的計(jì)算，蝸輪輸出軸d65mm，選擇彈性銷(xiāo)柱聯(lián)軸器HL4型。主要參數(shù)如下：公稱(chēng)扭距T1250N-mnT,Tcan許用轉(zhuǎn)速n2800r/minn31.0875r/minn,n，因此此聯(lián)軸器符合要求。軸孔直徑d65mm軸孔長(zhǎng)度L60mm10.潤(rùn)滑和密封說(shuō)明10.1潤(rùn)滑說(shuō)明e0.409

43、1e0.3852X0.4411.3551X0.4421.4761因?yàn)槭窍轮檬轿仐U減速器，且其傳動(dòng)的圓周速度v12m/s,故蝸桿采用浸油潤(rùn)滑，取浸油深度h=12mm；潤(rùn)滑油使用50號(hào)機(jī)械潤(rùn)滑油。軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，因?yàn)檩S承轉(zhuǎn)速vv1500r/min，所以選擇潤(rùn)滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。10.2密封說(shuō)明在試運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤(rùn)滑脂11拆裝和調(diào)整的說(shuō)明在安裝調(diào)整滾動(dòng)軸承時(shí)，必須保證一定的軸向游隙，因?yàn)橛蜗洞笮⒂绊戄S承的正常工作。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和接

44、觸斑點(diǎn)是由傳動(dòng)精度確定的，可查手冊(cè)。當(dāng)傳動(dòng)側(cè)隙及接觸斑點(diǎn)不符合精度要求時(shí)，可以對(duì)齒面進(jìn)行刮研、跑合或調(diào)整傳動(dòng)件的嚙合位置。也可調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線(xiàn)通過(guò)蝸輪中間平面。L二7.2,104h12減速箱體的附件說(shuō)明L=19200hh機(jī)座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，箱體的一些結(jié)構(gòu)尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對(duì)機(jī)座和箱體的工作能力、材料消耗、質(zhì)量和成本，均有重大影響。但是由于其形狀的不規(guī)則和應(yīng)力分布的復(fù)雜性，未能進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的分析計(jì)算，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式大概計(jì)算出尺寸，加上一個(gè)安全系數(shù)也可以保證箱體的剛度和強(qiáng)度。箱體的大小是根據(jù)內(nèi)部傳動(dòng)件的尺寸大小及考慮散熱、潤(rùn)滑等因素后確定的。13.設(shè)計(jì)小結(jié)早在大一的時(shí)候