機(jī)械設(shè)計(jì)(單級(jí)蝸輪蝸桿減速器)

《機(jī)械設(shè)計(jì)(單級(jí)蝸輪蝸桿減速器)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計(jì)(單級(jí)蝸輪蝸桿減速器)（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)單級(jí)蝸輪蝸桿減速器 設(shè)計(jì)題目： 單級(jí)蝸輪蝸桿減速器 所在學(xué)院： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 前 言 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一門(mén)培養(yǎng)我們學(xué)生具有設(shè)計(jì)一般機(jī)械能力的課程，課程設(shè)計(jì)則是培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用課程各章程所學(xué)知識(shí)，將各種零件組成整體。課程設(shè)計(jì)

2、是我們大學(xué)生第一次進(jìn)行比較完整的設(shè)計(jì)實(shí)踐，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來(lái)工作打下良好的基礎(chǔ)。 起初感覺(jué)設(shè)計(jì)對(duì)我們這些剛剛?cè)腴T(mén)的人來(lái)說(shuō)就是按照條條款款依葫蘆畫(huà)瓢的過(guò)程，認(rèn)為只要按照步驟一定可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)，其實(shí)不然。設(shè)計(jì)過(guò)程中有許多內(nèi)容必須靠我們自己去理解，去分析，去取舍。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)總的感想與總結(jié)有以下幾點(diǎn)： 1、通過(guò)了2周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面能力都得到了提升，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我正確的設(shè)計(jì)思想和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。 2、由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，如在確定型號(hào)時(shí)公差的忽略，使得設(shè)計(jì)存在比較大的誤差；在查表時(shí)數(shù)據(jù)的不確定或版本的不同

3、，結(jié)果會(huì)有所差異。 3、在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以對(duì)我進(jìn)行基礎(chǔ)技能訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)、熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、編寫(xiě)技術(shù)文件等。 4、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我們綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們合作的精神，大家共同探討了許多個(gè)人無(wú)法解決的問(wèn)題。我也懂得了不懂的時(shí)候要查資料，在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。 二〇一〇年 月 日 目錄

4、1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程任務(wù)書(shū)……………………………… 1 2、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的計(jì)算…………………………… 2 3、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………… 4 4、蝸桿副上作用力的計(jì)算…………………………… 8 5、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸……………………… 9 6、蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………… 11 7 、鍵連接的設(shè)計(jì)………………………………………15 8、軸、滾動(dòng)軸承及鍵連接校核計(jì)算………………… 15 9、低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………… 18 10 、鍵連接的設(shè)計(jì)…………………………………… 22 11、潤(rùn)滑油的選擇………………………………………

5、22 12、附件設(shè)計(jì)……………………………………………23 13、減速器附件的選擇…………………………………24 14、參考文獻(xiàn)……………………………………………26 1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)某船舶錨傳動(dòng)系統(tǒng)中的蝸桿減速器及相關(guān)傳動(dòng)。 1.1傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案（見(jiàn)下圖） 錨鏈輸送機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入單級(jí)蝸桿減速器3，再通過(guò)聯(lián)軸器4，將動(dòng)力傳至輸送錨機(jī)滾筒5，帶動(dòng)錨鏈6工作。 1.2原始數(shù)據(jù) 設(shè)錨鏈最大有效拉力為F(N)，錨鏈工作速度為v(m/s),錨鏈滾筒直徑為d(mm)，其具體數(shù)據(jù)如下： F=2500N； v=0.7m/s； d

6、=300mm 1.3工作條件 錨傳動(dòng)減速器在常溫下連續(xù)工作、單向運(yùn)動(dòng)；空載起動(dòng)，工作時(shí)有中等沖擊；錨鏈工作速度v的允許誤差為+5%；單班制（每班工作8h），要求減速器設(shè)計(jì)壽命8年，大修期為3年，小批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220V。 1.4每個(gè)學(xué)生擬完成以下內(nèi)容 （1）減速器裝配圖1張（A1號(hào)或A0號(hào)圖紙）； （2）零件工作圖2-3張（如齒輪、軸或蝸桿等）； （3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份（約6000—8000字）。 2、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的計(jì)算 2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 1、按工作要求和條件選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 2、傳動(dòng)滾筒所需功率 Pw’ =Fv/(100

7、0ηW)=25000.7/（10000.96）=1.82KW 錨鏈工作速度v的允許誤差為+5%，所以傳動(dòng)功率的范 圍為 Pw =PW’ +0.05 Pw’=（1.729~1.911）KW 3、傳動(dòng)裝置效率：（根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第7頁(yè)表2-3得各級(jí)效率的概略值如下）其中： 雙頭蝸桿傳動(dòng)效率 η蝸=0.78 滾動(dòng)軸承效率（每對(duì)） η軸=0.99 聯(lián)軸器效率 η聯(lián)=0.99 傳動(dòng)滾筒效率 η

8、W=0.96 所以： η=η軸3?η聯(lián)2?ηW ?η蝸 =0.9930.9920.960.78 =0.712 電動(dòng)機(jī)所需功率： Pd= Pw/η =1.82/0.712=2.453KW 滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw＝601000v/(D)=6010000.7/(300)=44.59r/min 由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 主編 高等教育出版社 第192頁(yè)表12-2可知 蝸桿頭數(shù)為2的傳動(dòng)比i的范圍為14~27， 電

9、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： nd=i?nw＝(14~27)44.59=（624.26~1203.95）r/min 根據(jù)計(jì)算出的電動(dòng)機(jī)容量和轉(zhuǎn)速，由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 吳宗澤 羅圣國(guó) 主編 高等教育出版社第167-168頁(yè)表12-1可查得所需的電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)及傳動(dòng)比的比較情況如下表所示： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 Ped kw 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 總傳動(dòng)比 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132M-8 3 750 710 15.92 2 Y132S-6 3 1000 960 2

10、1.53 3 Y100L2-4 3 1500 1430 32.07 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第2方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為Y132S-6其主要性能如下表: 單位：mm 中心高H 外形尺寸 L（AC/2＋AD）HD 底角安裝尺寸 AB 地腳螺栓孔直徑K 軸身尺寸 DE 裝鍵部位尺寸 FGD 132 475345315 216140 12 3880 103338 2.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 計(jì)算及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 1）

11、各軸的轉(zhuǎn)速 n0=960 r/min n1=n0=960 r/min n2= n1/i=960/21.53=44.59 r/min nw=n2=44.59 r/min 2)各軸的輸入功率 P1 =Pdη聯(lián)=2.4530.99=2.428KW P2 =P1η軸η蝸=2.4280.990.78=1.875KW PW =P2η軸η聯(lián)=1.8750.990.99=1.838KW 3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 T0 =9550Pd/n0=95502.453 /960=24.400N?m T1 =9550P1/n1=95502.428 /960=24.157N?m T2 =9550

12、P2 /n2=95501.875/44.59=401.618N?m TW=9550PW/nW=95501.838 /44.59=393.623N?m n0=960 r/min n1=960 r/min n2=44.59r/min nw=44.59r/min P1 =2.428KW P2 =1.875KW PW =1.838KW T0 =24.400N?m T1 =24.157N?m T2=401.618N?m TW =393.623N?m 2.3運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果列于下表 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 滾筒軸 轉(zhuǎn)速n（r/min） 輸入功

13、率P/KW 輸入轉(zhuǎn)矩T(N?m) 960 2.435 24.400 960 2.428 24.157 44.59 1.875 401.618 44.59 1.838 393.623 傳動(dòng)比 21.53 3、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1選擇材料 蝸桿：45鋼，表面淬火45-55HRC； 蝸輪：10-3鋁青銅ZCuAl10Fe3，金屬模鑄造，假設(shè)相對(duì)滑動(dòng)速度vs<6m/s 3.1.2確定許用應(yīng)力 根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生 主編 高等教育出版社第197-198頁(yè)表12-5和表12-6 許用接

14、觸應(yīng)力 [σH]=120MPa 許用彎曲應(yīng)力 [σF]=90MPa 3.1.3參數(shù)的選擇 蝸桿頭數(shù) Z1=2 蝸輪齒數(shù) Z2=i?Z1=21.532=43.06 則Z2取44 使用系數(shù) KA=1.1 綜合彈性系數(shù) ZE=160 接觸系數(shù)Zρ 取d1/a=0.4 由圖12-11得，ZP=2.8 見(jiàn)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第196頁(yè)和197頁(yè)圖12-11 3.1.4確定中心距a 取整：a=185mm 查詢參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn)

15、 李仲生主編 高等教育出版社第191頁(yè)表12-1可得 若取m=8,d1=80mm 則 d2=mZ2=448=352mm 則中心距a為 3.1.4驗(yàn)算蝸輪圓周速度v2、相對(duì)滑動(dòng)速度vs、及傳動(dòng)總效率η 1）蝸輪圓周速度v2 2）導(dǎo)程角 由 3）相對(duì)滑動(dòng)速度vs 與初選值相符，選用材料合適 4）傳動(dòng)總效率η 查詢參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第200頁(yè)表12-7及公式（12-13）可知 當(dāng)量摩擦角 原估計(jì)效率0.712與總效率相差較大，需要重新驗(yàn)算 3.1.5復(fù)核

16、 所以原設(shè)計(jì)合理 3.1.6驗(yàn)算蝸輪抗彎強(qiáng)度 蝸輪齒根抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 其中當(dāng)量齒數(shù) 查詢參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社 第173頁(yè)圖11-8可得 所以強(qiáng)度足夠 3.2計(jì)算蝸桿傳動(dòng)等其他幾何尺寸 3.2.1蝸桿相關(guān)幾何尺寸 計(jì)算及其說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 分度圓直徑 齒頂高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度 (因?yàn)楫?dāng)m<10時(shí)，b1加長(zhǎng)15~25mm，故取b1=130mm; 參見(jiàn)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)常用公式速查手冊(cè)》

17、張繼東 編 機(jī)械工業(yè)出版社 第103頁(yè)） 蝸桿軸向齒距 d1=80mm ha1=8mm h1=17.6mm da1=96mm df1=60.8mm b1=130mm Pa1=25.12mm 3.2.2蝸輪相關(guān)幾何尺寸 計(jì)算及其說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 外圓直徑 蝸輪齒寬 輪緣寬度 d2=352mm da2=368mm df2=332.8mm 取de2=380mm b2=61.07mm 取B=70mm 3.2.3熱平衡計(jì)算 取油

18、溫t=70℃，空氣溫度t=20℃,通風(fēng)良好，αt取15W/(m2℃),傳動(dòng)效率η為0.712； 由公式 得： 4、蝸桿副上作用力的計(jì)算 4.1.1已知條件 1)高速軸 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1=24157Nmm 轉(zhuǎn)速 n1=960r/min 分度圓直徑 d1=80mm 2)低速軸 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T2=401618Nmm 轉(zhuǎn)速 n2=44.59r/min 分度圓直徑 d2=352mm 4.1.2蝸桿上的作用力 1）圓周力 其方

19、向與力作用點(diǎn)圓周速度方向相反 2）軸向力 其方向與蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反 3）徑向力 其中αn=20 其方向力由力的作用點(diǎn)指向輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)中心 4.1.3蝸輪上的作用力 蝸輪上的軸向力、圓周力、徑向力分別與蝸桿上相應(yīng)的圓周力、軸向力、徑向力大小相等，方向相反，即蝸輪上的作用力為： Fa2=Ft1；Ft2=Fa1；Fr2=Fr1 5、減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第18-19頁(yè)表4-1和表4-3得

20、 單位： mm 名稱 符號(hào) 尺寸關(guān)系 尺寸大小 箱座壁厚 δ 0.04α+3≥8 12 箱蓋壁厚 δ1 δ1=0.085δ≥8 10 箱蓋凸緣厚度 b1 1.5δ1 15 箱座凸緣厚度 b 1.5δ 18 箱座底凸緣厚度 b2 2.5δ 30 地角螺釘直徑 df 0.036α+12 M20 地角螺釘數(shù)目 n 4 4 軸承旁連接螺栓直徑 d1 0.75 df M16 蓋與座連接螺栓直徑 d2 (0.5~0.6) df M10 連接螺栓Md2的間距 l 150~200 170

21、軸承端蓋螺釘直徑 d3 (0.4~0.5) df M8 視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3~0.64) df M6 定位銷直徑 d (0.7~0.8) d2 M8 Mdf、Md1、Md至外箱壁距離 C1 見(jiàn)表4-3 26,22,16 Mdf、Md1、Md至凸緣邊緣距離 C2 見(jiàn)表4-3 24,20,14 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 C2 14 凸臺(tái)高度 h 根據(jù)低速軸軸承座外徑確定 外箱壁至軸承座端面距離 l1 C1+c2+(5~10) 55~60 箱蓋、箱座肋骨 m1、m2 m1≈0.85δ1、m2≈0.85δ 8.5、10.2

22、 軸承端蓋外徑 D2 D+(5~5.5),D-軸承外徑(125) 130 軸承旁螺栓距離 s s≈D2 130 減速器零件的位置尺寸 單位：mm 代號(hào) 名稱 薦用值/mm 代號(hào) 名稱 薦用值/mm Δ1 齒頂圓至箱體內(nèi)壁距離 Δ7 箱底至箱底內(nèi)壁的距離 Δ2 齒輪端面至箱體內(nèi)壁距離 H 減速器中心高 Δ3 軸承端面至箱體內(nèi)壁距離 軸承用脂潤(rùn)滑時(shí) 軸承用油潤(rùn)滑時(shí) L1 箱體內(nèi)壁至軸承座孔外端面的距離 Δ4 旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離 L2 箱體內(nèi)壁軸向間距 Δ5 齒輪頂圓

23、至周彪面的距離 L3 軸承座孔外端面間距 Δ6 大齒輪頂圓至箱體底面內(nèi)壁間距 e 軸承端蓋凸緣厚度 12 6、蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1.1已知條件 1)參數(shù) 傳遞的功率 P1=2.428KW，轉(zhuǎn)速n1=960r/min，轉(zhuǎn)矩T1=24.157N?m，分度圓直徑80mm，df1=60.8,寬度b1=130mm 2)材料的選擇 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，所以選用常用的45號(hào)鋼，考慮到蝸輪、蝸桿有相對(duì)滑動(dòng)，因此蝸桿表面采用淬火處理。 6.1.2初算軸徑 初步確定蝸桿軸外伸段直徑。因蝸桿軸外伸段上安裝聯(lián)軸器，故軸徑可由下

24、式求得： 查詢參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第245頁(yè)表14-2可得 45鋼的C值為118~107，故取118 6.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.2.1軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸桿的速度為 根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第30頁(yè)得 ∵ 當(dāng)蝸桿圓周速度v≦4~5m/s時(shí)，采用蝸桿下置式 當(dāng)蝸桿圓周速度v＞4~5m/s時(shí)，采用蝸桿上置式 蝸桿下置時(shí)，潤(rùn)滑和冷卻的條件比較好； ∴ 結(jié)構(gòu)采用蝸輪在上、蝸桿在下的結(jié)構(gòu)。 為了方便蝸輪軸安裝及調(diào)整，采用沿蝸輪軸線的水平面

25、剖分箱體結(jié)構(gòu)，對(duì)于蝸桿軸，可按軸上零件的安裝順序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 6.2.2軸段①的設(shè)計(jì) 1）因?yàn)樵摱屋S上安裝聯(lián)軸器，故此段設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器同步設(shè)計(jì)。為了補(bǔ)償誤差，故采用彈性聯(lián)軸器，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第291頁(yè)表17-1可得 工作情況系數(shù)KA為2.3 2）聯(lián)軸器類型的確定及軸段①的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的軸伸尺寸DE=3880 所以聯(lián)軸器取型號(hào)為L(zhǎng)T6彈性套住銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為250Nm,許用轉(zhuǎn)速為3800r/min（鋼），軸孔直徑范圍為32~42mm，轂孔直徑取38mm，軸孔長(zhǎng)度去60mm，J型軸孔，聯(lián)軸器從動(dòng)端代號(hào)為L(zhǎng)T6

26、3860 GB/T4323-2002。 則相應(yīng)的軸段直徑為d1=38mm，軸段長(zhǎng)度略小于輪轂直徑，故取L1=58mm 3）軸段②的直徑 軸肩高度為 故，軸段②的直徑為 該處選用密封氈圈油封，使用的氈圈類型為 65 F2/T902010-91,則d2=65mm 4)軸段③及軸段⑦的設(shè)計(jì) 因?yàn)檩S段③及軸段⑦上安裝軸承，考慮其受力情況，所以選用圓錐滾子軸承，軸段③上安裝軸承，現(xiàn)取軸承為30214，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第113頁(yè)得其詳細(xì)參數(shù)為 軸承內(nèi)徑d=70mm，外徑

27、D=125mm,寬B=24mm，T=26.25，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=79mm，外圈定位軸肩直徑Da=110mm，a≈25.8mm 蝸桿采用油潤(rùn)滑，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁距離取Δ3=4mm，蝸桿浸油深度為 蝸桿齒頂圓到軸承座孔底邊的距離為 故取d3=70mm, 即d3=d7=70mm，l3=l7=B=24mm 5）軸段②的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)檩S段②的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件的尺寸有關(guān)。取軸承座與蝸輪外圓之間的距離Δ=12mm（可以確定出軸承座內(nèi)伸部分端面的位置和向力內(nèi)壁的位置） 由減速器箱

28、體的主要結(jié)構(gòu)尺寸可查軸承旁連接螺栓直徑、箱體凸緣連接螺栓直徑和地腳螺栓直徑。軸承端蓋連接螺栓直徑M8，取螺栓GB/T5782 M835,故軸承端蓋厚e=1.2d端螺=1.28mm=9.6mm，取e=10mm。調(diào)整墊片厚度Δt=2mm，聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端面的距離K1=16mm。軸承座外伸凸臺(tái)高Δt‘=5mm，軸承座長(zhǎng)度為L(zhǎng)′55mm。則： L2=K1+e+Δt+L′ -Δ3- L3=16+10+2+55-4-24=57mm 6)軸段④和軸段⑥的設(shè)計(jì) 該軸段直徑可以取軸承定位軸肩的直徑： d4=d6=79mm 軸段④和⑥的長(zhǎng)度可由蝸輪外圓直徑、蝸輪齒頂外緣與

29、 內(nèi)壁距離Δ1=15mm和蝸桿寬b1=130mm,及壁厚、凸臺(tái)高、 軸承座長(zhǎng)等確定： L4=L6=+Δ1+δ+Δt′-L′+Δ3-=106mm 7)軸段⑤的設(shè)計(jì) 軸段⑤即為蝸桿段長(zhǎng) L5=b1=130mm分度圓直徑為80mm，齒根圓直徑df1=60.8mm 8)軸上力作用點(diǎn)間距 軸承反力的作用點(diǎn)距軸承外圈大端面的距a=25.8m，則 可得軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為 9)蝸桿的基本尺寸 單位：mm 38 58 65 57 70 24 79 106 96

30、 130 79 106 70 24 10）畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)尺寸 7 、鍵連接的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器與軸段①間采用A型普通平鍵連接，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第106頁(yè)得，鍵的類型為 GB/T 1096 鍵 10832 8、軸、滾動(dòng)軸承及鍵連接校核計(jì)算 8.1軸的強(qiáng)度校核 8.1.1求出水平面的支承反力 8.1.2求出垂直面的支承反力 8.1.3軸承A的總支承反力 軸承B的總支承反力 8.1.4繪彎矩圖 1）繪垂直面的彎矩圖 2）繪水平

31、面的彎矩圖 3)蝸桿受力點(diǎn)截面右側(cè)為 4）合成彎矩 蝸桿受力點(diǎn)截面左側(cè)為 蝸桿受力點(diǎn)截面右側(cè)為 5）畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖 T1=24157Nmm 8.2校核軸的強(qiáng)度 由彎矩圖可知，蝸桿受力點(diǎn)截面左側(cè)為危險(xiǎn)截面，其 抗彎截面系數(shù)為 抗扭截面系數(shù)為 最大彎曲應(yīng)力為 扭剪應(yīng)力為 如認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力時(shí)脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)α=0.6，當(dāng)量應(yīng)力為 （第三強(qiáng)度理論）根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第246頁(yè)表14-3可得 σe＜[σ0b] 所以強(qiáng)度足夠 8.3蝸桿軸的撓度校核 蝸

32、桿的當(dāng)量軸徑為 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 對(duì)于淬火鋼需用最大撓度 [r]=0.004m=0.0048=0.032mm 取彈性模量E=2.1105Mpa，則蝸桿中點(diǎn)撓度為 所以撓度滿足 8.4校核鍵連接強(qiáng)度 聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力為 所以強(qiáng)度符合 9、低速軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 9.1.1已知條件 1)參數(shù) 傳遞的功率 P2=1.875KW，轉(zhuǎn)速n2=44.59r/min，轉(zhuǎn)矩T2=401.618N?m，分度圓直徑352mm，寬度b2=61.07mm 2)材料的選擇和處理 因傳遞的功率不大，并對(duì)重量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，所以選用常用的45號(hào)

33、鋼，考慮到蝸輪、蝸桿有相對(duì)滑動(dòng)，因此采用調(diào)質(zhì)處理。 9.1.2初算軸徑 初步確定蝸桿軸外伸段直徑。因蝸桿軸外伸段上安裝聯(lián)軸器，故軸徑可由下式求得： 查詢參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第245頁(yè)表14-2可得 45鋼的C值為118~107，故取118 因?yàn)檩S上有鍵，應(yīng)增大軸徑3%~5%，則 d>41.03+41.03（0.03~0.05）=42.26~43.08mm,故取dmin=43mm 9.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9.2.1軸段①的設(shè)計(jì) 1）因?yàn)樵摱屋S上安裝聯(lián)軸器，故此段設(shè)計(jì)與聯(lián)軸器同步設(shè)計(jì)。為了補(bǔ)償誤差，故采用彈性聯(lián)軸

34、器，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社第291頁(yè)表17-1可得 工作情況系數(shù)KA為2.3 所以聯(lián)軸器取型號(hào)為GB/T 5014-2003中的LX3型聯(lián)軸器符合要求，其公稱轉(zhuǎn)矩為1250Nm,許用轉(zhuǎn)速為4750r/min（鋼），軸孔直徑范圍為40～48mm，轂孔直徑取48mm，軸孔長(zhǎng)度取84mm，J型軸孔，A型鍵，聯(lián)軸器主動(dòng)端代號(hào)為L(zhǎng)X3 3860 GB/T 5014-2003。 則相應(yīng)的軸段直徑為d1=48mm，軸段長(zhǎng)度略小于輪轂直徑，故取L1=82mm 2）軸段②的直徑 軸肩高度為 故，軸段②的直徑為 該處選用密

35、封氈圈油封，使用的氈圈類型為 55 JB/ZQ4606-1997,則d2=55mm 3)軸段③及軸段⑥的設(shè)計(jì) 因?yàn)檩S段③及軸段⑥上安裝軸承，考慮其受力情況，所以選用圓錐滾子軸承，軸段③上安裝軸承，現(xiàn)取軸承為30212，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第113頁(yè)得其詳細(xì)參數(shù)為 軸承內(nèi)徑d=60mm，外徑D=110mm,寬B=22mm，T=23.75，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=69mm，外圈定位軸肩直徑Da=96～101mm，a≈21m，故取d3=60mm。 軸承采用脂潤(rùn)滑，需要設(shè)計(jì)擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)

36、壁的端面距箱體內(nèi)壁距離取Δ3=10mm。 故d3=d6=60mm， 4)軸段④的設(shè)計(jì) 軸段④上安裝蝸輪，為方便蝸輪的安裝，d4應(yīng)該略大于d3，可定d4=65mm,蝸輪輪轂的寬度范圍為（1.2~1.8）d4=78~117mm,取其輪轂寬度H=80mm，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段④長(zhǎng)度應(yīng)該比輪轂略短，故取L4=78mm 5)軸段③的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 取蝸輪輪轂到內(nèi)壁距離Δ2=15mm，則 L3=B+Δ3+Δ2+H-L4=（22+10+15+80-78）=49mm 6）軸段②的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)檩S段②的長(zhǎng)度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬

37、度及軸承端蓋等零件的尺寸有關(guān)。軸承端蓋連接螺栓直徑為M8，取螺栓GB/T5782 M835,故軸承端蓋厚e=1.2d端螺=1.28mm=9.6mm，取e=10mm。調(diào)整墊片厚度 Δt=2mm，聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端面的距離K1=15mm。軸承座外伸凸臺(tái)高Δtˊ=5mm，軸承座厚度為L(zhǎng)′=δ+c1+c2+(5~8)=67~70mm。 則：取L′=68mm L2=K1+e+Δt+L＇-Δ3-B=15+10+2+68-10-22=63 mm 7)軸段⑤的設(shè)計(jì) 該軸段為蝸輪提供定位，定位軸肩的高度為 h=(0.07~0.1)d4=3.85~5.5mm 取h=5mm,則d5=75m

38、m,取軸段⑤的長(zhǎng)度L5=10mm 9)軸段⑥的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 保證擋油環(huán)、軸承相對(duì)蝸輪中心線對(duì)稱，則 L6=L3-L5-2mm=(49-10-2)=37mm 10)軸上力作用點(diǎn)間距 軸的支點(diǎn)及受力點(diǎn)間的距離為 11）低速軸的設(shè)計(jì)尺寸 單位：mm 48 82 55 63 60 49 65 78 75 10 60 49 10 、鍵連接的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器與軸段①間采用A型普通平鍵連接，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編

39、 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 第106頁(yè)得，鍵的類型為 GB/T 1096 鍵 12832和鍵1610 11、潤(rùn)滑油的選擇 減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件和軸承都需要有良好的潤(rùn)滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤(rùn)滑，蝸桿浸油深度h大于等于1個(gè)螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動(dòng)中心。 蝸桿軸承采用全損耗系統(tǒng)用油L-AN150潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。 蝸輪軸承采用ZL-1鋰基潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。 12、附件設(shè)計(jì) 經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤(pán)、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計(jì)，經(jīng)校核確定以下零件：

40、 鍵的類型： 單位：mm 安裝位置 類型 b（h9） h（h11） L9（h14） 蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處 GB/T 1096 鍵 108 10 8 32 蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處 GB/T 1096 鍵 128 12 8 32 蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處 GB/T 1096鍵1610 16 10 32 圓錐滾動(dòng)軸承 ： 單位：mm 安裝位置 軸承型號(hào) 外 形 尺 寸 d D T B

41、C 蝸 桿 GB/T297-1994（30214） 70 125 26.25 24 21 蝸輪軸 GB/T297-94 30212 60 110 23.75 22 19 密封圈（JB/ZQ 4606-1986）： 單位：mm 安裝位置 類型 軸徑d 基本外徑D 基本寬度 蝸桿 B65748 65 74 8 蝸輪軸 B55748 55 74 8 彈簧墊圈（GB93-87）： 單位：mm 安裝位置 類型 內(nèi)徑d 寬度（厚度） 材料為

42、65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈 軸承旁連接螺栓 GB93-87-16 16 4 上下箱聯(lián)接螺栓 GB93-87-12 12 3 擋油環(huán)： 單位：mm 安裝位置 外徑 厚度 邊緣厚度 材料 蝸桿 129 12 9 Q235 定位銷為GB117-86 銷838 材料為45鋼 13、減速器附件的選擇 以下數(shù)據(jù)均根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 45-51頁(yè)得 視孔蓋（Q235）：

43、 單位mm A A1 A2 B1 B B2 d4 h R 150 190 170 410 380 394 M 6 2 8 起吊裝置： 單位mm 箱蓋吊耳 d R e b 24 24 24 24 箱座吊耳 B H h b 42 33.6 26.9 10.5 24 起重螺栓 : 單位mm d D L S d1 C d2 h M16 35

44、62 27 16 32 8 4 2 2 22 6 通氣器: 單位mm d d1 d2 d3 d 4 D a b S M181.5 M331.5 8 3 16 40 12 7 22 c h h1 D1 R K e f 16 40 8 25.4 40 6 2 2 軸承蓋（HT150） 單位mm 安 裝 位 置 d3 D d0 D0 D2 e e1 m

45、 D4 D5 D6 b1 d1 蝸桿 10 130 11 155 180 12 13 35.5 120 125 127 8 80 蝸輪軸 10 140 11 165 190 12 13 20 130 135 137 10 100 油標(biāo)尺 單位mm d d1 d2 d3 h a b c D D1 M16 4 16 6 35 12 8 5 26 22 油塞（工業(yè)用革）: 單位mm d D e L l a s d1 H M11.5 26 19.6 23 12 3 17 17 2 參考文獻(xiàn)： 1、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》楊曉蘭 主編 唐一科 賈北平主審 華中科技大學(xué)出版社 2、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）》楊可楨 程光蘊(yùn) 李仲生主編 高等教育出版社 3、《機(jī)械設(shè)計(jì)常用公式速查手冊(cè)》張繼東 編 機(jī)械工業(yè)出版社 4、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》吳宗澤 羅圣國(guó) 主編 高等教育出版社 5、《機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社