單級蝸桿減速器課程設(shè)計

機械工程學院課程設(shè)計說明書機械工程學院機械設(shè)計課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：單機蝸輪蝸桿減速器課程設(shè)計專業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化班級：13機制姓名：學號指導教師：王利華張丹丹2016年7月3日機械工程學院課程設(shè)計說明書目錄TOC\o"1-3"\h\u13244一、設(shè)計任務(wù) .1.3初步確定軸的最小直徑根據(jù)參考文獻【1】表15-3，取,由輸出的最小軸徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查參考文獻【1】14-1，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.5，則由參考文獻【2】表13-9，選用LX3型彈性柱銷聯(lián)軸器,聯(lián)軸器孔徑，故取，由于鍵槽的存在，故將直徑增大10%，取則重新選擇聯(lián)軸器LX4，聯(lián)軸器與軸配合的長度為，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面，故取第一段長度為。4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配方案：右端從左到右依次安裝甩油環(huán)，滾動軸承，端蓋。左端從右到左依次安裝蝸輪、套筒、甩油環(huán)，滾動軸承、端蓋和聯(lián)軸器。圖2確定軸的各段直徑和長度1段：由上得，；2段：為滿足聯(lián)軸器要求，兩段軸之間要有定位軸肩，則，考慮到軸承端蓋的長度和安裝和拆卸的方便，取3段：由于軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選軸承為圓錐滾子軸承，由于，查參考文獻【2】表12-3，所選軸承型號為30311。其尺寸為則甩油盤的長度為12mm,取齒輪距箱體內(nèi)壁之間的距離為，則第三段軸的長度為4段：查參考文獻【2】表12-3知該型軸承的定位軸肩高度為，則，該段與蝸輪接合，蝸輪輪轂,為了使套筒能可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。5段：軸肩高度為，由軸得,故取，則，。6段：，。軸的圓角半徑，軸端倒角為。4.1.5求軸上的載荷先確定軸的支點位置，查參考文獻【2】表12-3得，對于30311型軸承，，則軸的支承跨度為根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖3所示圖3從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖中可以看出渦輪中心截面C為軸的危險面?，F(xiàn)計算截面C處的各數(shù)值對水平面H對垂直面V總彎矩扭矩為4.1.6按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力為以選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻【1】表15-1查得[]=，因此,故安全。4.2蝸桿軸的設(shè)計計算4.2.1選擇軸的材料及熱處理選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。4.2.2求作用在蝸桿上的力軸向力徑向力圓周力4.2.3確定軸的最小直徑根據(jù)參考文獻【1】表15-3，取,由的最小軸徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑最小軸徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑，為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查參考文獻【1】14-1，考慮轉(zhuǎn)矩變化很小，故取=1.5，則由參考文獻【2】表13-9，選用LX1型彈性柱銷聯(lián)軸器,聯(lián)軸器孔徑，故取，聯(lián)軸器與軸配合的長度為，為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面，故取第一段長度為。4.2.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計裝配方案：右端從左到右依次安裝套杯、滾動軸承，擋圈，止動墊圈，圓螺母，端蓋，左端從右到左依次安裝套杯、滾動軸承、擋圈，套筒，端蓋和聯(lián)軸器。圖4確定軸的各段直徑和長度1段：由上得，；2段：為滿足聯(lián)軸器要求，兩段軸之間要有定位軸肩，軸肩高度為，由軸，查參考文獻【1】表14-2，得,故取，則，考慮到軸承端蓋的長度和安裝和拆卸的方便，端蓋與聯(lián)軸器間的距離為25mm，再初選套筒長度為20mm取3段：由于軸承同時受到徑向力和軸向力的作用，故選軸承為圓錐滾子軸承，由于，查參考文獻【2】表12-3，所選軸承型號為30305.其尺寸為則，選取該段長度為4段：查參考文獻【2】表12-3知該型軸承的定位軸肩高度為，則，取該段長度為10mm，。5段：5段軸的直徑與3段軸的直徑相同，即，取該段長度為6段：其長度與蝸桿齒寬一致，取，。7段：該段軸的直徑與5段軸的直徑相同，即，取該段長度為8段：該段軸與4段軸一致，9段：該段軸與4段軸一致，10段：該段安裝止動墊圈和圓螺母，取軸的圓角半徑，軸端倒角為。4.2.5求軸上載荷先確定軸的支點位置，查參考文獻【2】表12-3得，對于30305型軸承，則軸的支承跨度為根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖5所示圖5從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩圖中可以看出截面C為軸的危險面?，F(xiàn)計算截面C處的各數(shù)值對水平面H對垂直面V總彎矩扭矩為按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度，經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力,取,軸的計算應(yīng)力為以選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由參考文獻【1】表15-1查得[]=，因此,故安全。5.軸承的計算5.1計算輸入軸軸承初選兩軸承為30305型圓錐滾子軸承，查參考文獻【2】表12-3，可知其基本額定動載荷=46.8KN基本額定靜載荷，，，受力分析如圖6所示圖6由以上計算結(jié)果可知則派生軸向力為再求軸承的當量動載荷和由參考文獻【1】表13-5可知對軸1：對軸2：因軸承運轉(zhuǎn)過程中有中等沖擊，由參考文獻【1】表13-6得，取則驗算軸的壽命以為所以按軸承2的受力大小驗算減速器的設(shè)計壽命為，故所選軸承壽命滿足要求。5.2計算輸出軸軸承初選兩軸承為30311型圓錐滾子軸承，查參考文獻【2】表12-3，可知其基本額定動載荷=152KN基本額定靜載荷=188KN，，，受力分析如圖7所示圖7由以上計算結(jié)果可知則派生軸向力為再求軸承的當量動載荷和因為由參考文獻【1】表13-5可知對軸1：對軸2：因軸承運轉(zhuǎn)過程中有中等沖擊，由參考文獻【1】表13-6得，取則驗算軸的壽命以為所以按軸承2的受力大小驗算減速器的設(shè)計壽命為，故所選軸承壽命滿足要求。6.鍵連接的選擇的計算6.1蝸桿軸鍵的計算6.1.1鍵的選擇聯(lián)軸器與軸的周向定位采用雙圓頭平鍵連接，按，由參考文獻【1】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長。6.1.2鍵的校核普通平鍵連接的強度條件為由上得查參考文獻【1】表6-2得，鋼材料在輕微沖擊下的許用壓力為，故取，滿足，該鍵滿足要求。6.2蝸輪軸上鍵的選擇6.2.1鍵的選擇蝸輪軸上蝸輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位都采用雙圓頭平鍵連接。按，由參考文獻【1】表6-1查得平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工長；6.2.2鍵的校核普通平鍵連接的強度條件為計算得查參考文獻【1】表6-2得，鋼材料在輕微沖擊下的許用壓力為，故取，滿足，該鍵滿足要求。7.聯(lián)軸器的校核7.1蝸桿軸聯(lián)軸器的校核電動機與蝸桿軸之間的聯(lián)軸器型號為LX1，查參考文獻【2】表13-9可知，LX1的公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為，而蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)速為聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩則，故聯(lián)軸器滿足要求。7.2蝸輪軸聯(lián)軸器的校核蝸輪軸與卷筒軸之間的聯(lián)軸器型號為LX4，查參考文獻【2】表13-9可知，LX4的公稱轉(zhuǎn)矩為，許用轉(zhuǎn)速為，由以上計算可知，則，故聯(lián)軸器滿足要求。8.減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計8.1箱體結(jié)構(gòu)形式和材料蝸桿圓周速度為，由于，則采用下置式蝸桿減速器。箱體材料為HT150。8.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸由參考文獻【2】表5-1，得出表2：名稱符號尺寸關(guān)系計算結(jié)果機座壁厚0.04a+3≥810機蓋壁厚10機座凸緣厚度b1.5δ15機蓋凸緣厚度15機座底凸緣厚度p2.5δ25地腳螺釘直徑0.036a+1214.56取M16地腳螺釘數(shù)目n44軸承旁連接螺栓直徑13.25取M16機蓋與機座連接螺栓直徑9.02取M10軸承端蓋螺釘直徑8.83取M8窺視孔蓋螺釘直徑7.06取M8軸承端蓋外徑D2軸承座直徑+（5~5.5）桿：128輪：170定位銷直4徑d8聯(lián)接螺栓間距LL=150-200150mm蝸輪外圓與內(nèi)機壁距離＞1.2δ15蝸輪輪轂端面與內(nèi)機壁距離≥δ12機蓋機座肋厚、m≈0.85≈0.851010軸承端蓋凸緣厚度e（1~1.2）10外機壁到軸承端面的距離L1c1+c2+(5~8)36蝸輪離頂壁距離SSS>1.2>12取15mm表28.3減速器的附件8.3.1觀察孔及觀察孔蓋為了方便維修和觀察減速箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，在箱體頂端設(shè)置了觀察孔及孔蓋。根據(jù)箱體的情況選取材料為HT200，其尺寸如表3所示：mm907560705540745表38.3.2通氣器減速器工作時,箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器根據(jù)箱體的情況選取材料為Q235的通氣塞，其尺寸根據(jù)參考文獻【2】表14-9可知，如表4所示：mmdDD1SLlaM20×1.53025.422281546表48.3.3油塞為了換油及清洗箱體時排出油污,在箱體底部最低位置設(shè)有排油孔,通常設(shè)置一個排油孔,平時用油塞及封油圈堵住，根據(jù)箱體的情況選取材料為Q235的油塞，其尺寸根據(jù)參考文獻【2】表14-14可知，如表5所示：mmdDeslhbRCM20×1.530242130152411表58.3.4起吊裝置為了方便、經(jīng)濟，起吊裝置采用吊耳，選取材料為HT200，其尺寸根據(jù)參考文獻【2】表14-12可知，如表6所示：mmc3c4bRrr1456020601210表69.潤滑和密閉說明9.1潤滑說明因為是下置式蝸桿減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，由于油面不應(yīng)超過滾動軸承最下面滾動體的中心線，故應(yīng)在蝸桿軸上安裝甩油板，潤滑油使用50號機械潤滑油。軸承采用潤滑脂潤滑，因為軸承轉(zhuǎn)速v<1500r/min，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。9.2密封說明在試運轉(zhuǎn)過程中，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)涂上潤滑脂。=1=1.15=1=1.15=2=29=268N==m=8蝸桿蝸輪B=64mm=3.03m/s蝸輪軸蝸桿軸蝸桿軸采用30305型圓錐滾子軸承=46.8KN蝸輪軸采用30313型圓錐滾子軸承=152KN=188KN聯(lián)軸器與軸的周向定位采用雙圓頭平鍵連接聯(lián)軸器與軸的周向定位采用雙圓頭平鍵連接蝸輪軸上蝸輪與軸的周向定位采用雙圓頭平鍵連接電動機與蝸桿軸之間的聯(lián)軸器型號為LX1蝸輪軸與卷筒軸之間的聯(lián)軸器型號為LX4蝸桿圓周速度為三、設(shè)計心得長達三個星期的課程設(shè)計終于要告一段落了，雖然占用了很多期末復(fù)習的時間，但是現(xiàn)在回想起來總體感覺是獲益良多。難得有這種機會和同學們一起在一間教室共同學習，大家交流溝通解決所遇到的問題，這種親密的合作和適當?shù)母偁幐写_實讓人奮進，除了在這段時間我所學到的知識外，其經(jīng)歷本身就是寶貴的財富，讓人對工作中的團隊合作精神有了更多的體悟?；氐秸n程設(shè)計本身，在設(shè)計計算繪圖的過程中，那些平常生澀抽象的知識點都一一具體化，并且變得更加具有邏輯感。事實上，在長達一個多星期的計算過程中，因為前面出現(xiàn)失誤而在后面的計算時發(fā)現(xiàn)并重新推倒重新推算的情況時有發(fā)生，也幸虧如此，才能更好的理解在課程設(shè)計遇到的問題的整體性和其中內(nèi)含的邏輯性，而邏輯性正是我們從事機械行業(yè)所不可獲取的品質(zhì)