分類號(hào)密級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目 蝸輪蝸桿減速器英文并列題目 The surface of the worm reduce學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)指導(dǎo)教師： 職 稱： 高級(jí)工程師畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書提交日期 地址： I摘要這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。一級(jí)蝸輪蝸桿減速器是蝸輪蝸桿減速器的一種形式.這個(gè)方法是以加工過程和蝸輪減速器的使用條件的數(shù)學(xué)和物理公式為基礎(chǔ)的。在論文中，首先，對(duì)蝸輪蝸桿作了簡(jiǎn)單的介紹，接著，闡述了蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了一級(jí)蝸輪蝸桿減速器。接著對(duì)減速器的部件組成進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了一級(jí)蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)的一般過程。對(duì)其他的蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 目前，在一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造一級(jí)蝸輪蝸桿減速器過程中存在著很大程度上的缺點(diǎn)，正如論文中揭示的那樣，重要的問題如：輪齒的根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；蝸輪蝸桿的校核。關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿減速器, 蝸桿, 滾動(dòng)軸承IIAbstractThis graduation thesis on the design of the system is a ring on the surface of the worm reducer design method. Torus worm reducer worm reducer is a form of this method is worm reducer and processing conditions of the use of mathematical and physical basis of the formula. In the paper, first of all, the worm made a brief introduction, then the worm on the design principle and the theoretical calculation. Then in accordance with the design criteria and design theory designed toroidal worm reducer. Then the components of the reducer to the size of the calculation and verification. The design represents the torus worm general design process. On the other worm in the design work will have value. At present, the torus worm reducer for the design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there are still large gaps between the comparison. Central China in the design and manufacture of worm reducer there is a process to a large extent the shortcomings, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: worm reducer, Worm, hoist, RollingIII目錄摘要 ……………………………………………………………………Abstract ………………………………………………………………目錄 ……………………………………………………………………調(diào)研報(bào)告…………………………………………………………… 1第一章 選定設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………… 4第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 ………………………………………42.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 …………………………………………42.2 電動(dòng)機(jī)的容量………………………………………………………… 42.2.1 確定提升機(jī)所需的功率 ……………………………………4P?2.2.2 確定傳動(dòng)裝置效率 ……………………………………………52.2.3 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………… 6第三章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ………………… 63.1 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………63.1.1 各軸功率計(jì)算………………………………………………… 63.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算……………………………………………… 63.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算………………………………………… 7第四章 減速器部件的選擇計(jì)算…………………………………… 74.1 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 74.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 ………………………………………74.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z ………………………… 7124.1.3 驗(yàn)算滾筒的速度…………………………………………… 84.1.4 確定蝸桿蝸輪中心距 a …………………………………… 84.1.5 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì) …………………………………… 94.2 一級(jí)蝸輪蝸桿校核計(jì)算 …………………………………………… 114.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 134.3.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………134.3.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………154.4 軸的校核 ……………………………………………………………164.4.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核……………………………………………164.4.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 …………………………………………194.5 滾動(dòng)軸承的選擇及校核 ……………………………………………224.5.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核………………………………224.5.2 蝸輪軸上軸承的校核…………………………………………24IV4.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核 ………………………………………………264.6.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接……………………………264.6.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接…………………………………274.6.3 蝸輪軸上裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接………………………………274.7 箱體結(jié)構(gòu)尺寸及說明 ………………………………………………274.8 減速器的潤(rùn)滑和密封 ………………………………………………284.9 減速器的附件 ………………………………………………………294.9.1 通氣器…………………………………………………………294.9.2 定位銷…………………………………………………………304.9.3 起蓋螺釘………………………………………………………304.9.4 起吊裝置………………………………………………………304.9.5 放油孔及螺塞…………………………………………………304.10 減速器的安裝維護(hù)和使用 ……………………………………314.10.1 減速器的安裝 ………………………………………………314.10.2 減速器的使用和維護(hù) ………………………………………31第五章 減速器承載裝置--推車的設(shè)計(jì)…………………………325.1 方管焊接要注意的問題…………………………………………325.2 局部焊接順序……………………………………………………325.3 總體焊接順序……………………………………………………325.4 梁的設(shè)計(jì)………………………………………………………32致 謝…………………………………………………………………35參考資料…………………………………………………………………361摘要這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。一級(jí)蝸輪蝸桿減速器是蝸輪蝸桿減速器的一種形式.這個(gè)方法是以加工過程和蝸輪減速器的使用條件的數(shù)學(xué)和物理公式為基礎(chǔ)的。在論文中，首先，對(duì)蝸輪蝸桿作了簡(jiǎn)單的介紹，接著，闡述了蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了一級(jí)蝸輪蝸桿減速器。接著對(duì)減速器的部件組成進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了一級(jí)蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)的一般過程。對(duì)其他的蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 目前，在一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造一級(jí)蝸輪蝸桿減速器過程中存在著很大程度上的缺點(diǎn)，正如論文中揭示的那樣，重要的問題如：輪齒的根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；蝸輪蝸桿的校核。關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿減速器, 蝸桿, 滾動(dòng)軸承2AbstractThis graduation thesis on the design of the system is a ring on the surface of the worm reducer design method. Torus worm reducer worm reducer is a form of this method is worm reducer and processing conditions of the use of mathematical and physical basis of the formula. In the paper, first of all, the worm made a brief introduction, then the worm on the design principle and the theoretical calculation. Then in accordance with the design criteria and design theory designed toroidal worm reducer. Then the components of the reducer to the size of the calculation and verification. The design represents the torus worm general design process. On the other worm in the design work will have value. At present, the torus worm reducer for the design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there are still large gaps between the comparison. Central China in the design and manufacture of worm reducer there is a process to a large extent the shortcomings, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: worm reducer, Worm, hoist, Rolling3目錄摘要 ……………………………………………………………………Abstract ………………………………………………………………目錄 ……………………………………………………………………調(diào)研報(bào)告…………………………………………………………… 1第一章 選定設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………… 4第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 ………………………………………42.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 …………………………………………42.2 電動(dòng)機(jī)的容量………………………………………………………… 42.2.1 確定提升機(jī)所需的功率 ……………………………………4P?2.2.2 確定傳動(dòng)裝置效率 ……………………………………………52.2.3 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………… 6第三章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ………………… 63.1 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………63.1.1 各軸功率計(jì)算………………………………………………… 63.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算……………………………………………… 63.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算………………………………………… 7第四章 減速器部件的選擇計(jì)算…………………………………… 74.1 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 74.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 ………………………………………74.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z ………………………… 7124.1.3 驗(yàn)算滾筒的速度…………………………………………… 84.1.4 確定蝸桿蝸輪中心距 a …………………………………… 84.1.5 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì) …………………………………… 94.2 一級(jí)蝸輪蝸桿校核計(jì)算 …………………………………………… 114.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 134.3.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………134.3.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………154.4 軸的校核 ……………………………………………………………164.4.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核……………………………………………164.4.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 …………………………………………194.5 滾動(dòng)軸承的選擇及校核 ……………………………………………224.5.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核………………………………224.5.2 蝸輪軸上軸承的校核…………………………………………244.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核 ………………………………………………264.6.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接……………………………2644.6.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接…………………………………274.6.3 蝸輪軸上裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接………………………………274.7 箱體結(jié)構(gòu)尺寸及說明 ………………………………………………274.8 減速器的潤(rùn)滑和密封 ………………………………………………284.9 減速器的附件 ………………………………………………………294.9.1 通氣器…………………………………………………………294.9.2 定位銷…………………………………………………………304.9.3 起蓋螺釘………………………………………………………304.9.4 起吊裝置………………………………………………………304.9.5 放油孔及螺塞…………………………………………………304.10 減速器的安裝維護(hù)和使用 ……………………………………314.10.1 減速器的安裝 ………………………………………………314.10.2 減速器的使用和維護(hù) ………………………………………31第五章 減速器承載裝置--推車的設(shè)計(jì)…………………………325.1 方管焊接要注意的問題…………………………………………325.2 局部焊接順序……………………………………………………325.3 總體焊接順序……………………………………………………325.4 梁的設(shè)計(jì)………………………………………………………32致 謝…………………………………………………………………35參考資料…………………………………………………………………365第一章 調(diào)研報(bào)告減速器的作用減速器在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，二者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。70～80 年代，世界減速器技術(shù)有了很大發(fā)展。通用減速器體現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：（1）高水平、高性能。（2）積木式組合設(shè)計(jì)?；緟?shù)采取優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊、零件通用性和互換性強(qiáng)、系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。（3）形式多樣化、變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。促進(jìn)減速器水平提高的主要因素有：（1）硬齒面技術(shù)的發(fā)展和完善，如大型磨齒技術(shù)、滲碳淬火工藝、齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形及三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根強(qiáng)化及其元化過渡、新結(jié)構(gòu)等。（2）用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平高。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。（4）加工精度提高到 ISO5-6 級(jí)。（5）軸承質(zhì)量和壽命提高。（6）潤(rùn)滑油質(zhì)量提高。齒輪減速器的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬千瓦，圓周速率可達(dá) 200m/s。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)主要有：1 效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率最高。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá) 99℅。2 結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般比較小。3 工作可靠，壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一，二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。4 傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)能廣泛應(yīng)用，也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)。6但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格昂貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合。蝸桿減速器的特點(diǎn)一、用途： 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。二、基本參數(shù)： 模數(shù) m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù) q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)（取1）及頂隙系數(shù)（取 0.2） 。其中，模數(shù) m 和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角，亦即蝸輪端面的模數(shù)和壓力角，且均為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿直徑系數(shù) q 為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù) m 的比值。三、蝸輪蝸桿正確嚙合的條件 1.中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等，即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值，即 ==m ，==2.當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為時(shí)，還需保證，而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同。四、幾何尺寸計(jì)算與圓柱齒輪基本相同，需注意的幾個(gè)問題是： 1.蝸桿導(dǎo)程角()是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關(guān)系為，蝸輪的螺旋角，大則傳動(dòng)效率高，當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)自鎖。 2.引入蝸桿直徑系數(shù) q 是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目，使蝸桿分度圓直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化 m一定時(shí)，q 大則大，蝸桿軸的剛度及強(qiáng)度相應(yīng)增大；一定時(shí)，q 小則導(dǎo)程角增大，傳動(dòng)效率相應(yīng)提高。 3.蝸桿頭數(shù)推薦值為 1、2、4、6，當(dāng)取小值時(shí)，其傳動(dòng)比大，且具有自鎖性；當(dāng)取大值時(shí)，傳動(dòng)效率高。 與圓柱齒輪傳動(dòng)不同，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比不等于，而是，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的中心距不等于，而是。 4.蝸桿蝸輪傳動(dòng)中蝸輪轉(zhuǎn)向的判定方法，可根據(jù)嚙合點(diǎn) K 處方向、方向（平行于螺旋線的切線）及應(yīng)垂直于蝸輪軸線畫速度矢量三角形來判定；也可用“右旋蝸桿左手握，左旋蝸桿右手握，四指拇指”來判定。五、蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 1.可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊 2.兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu) 3.蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很小 4.具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。5.傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)，嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高 蝸桿軸向力較大六、應(yīng)用 蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)常被用于兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)功率不大或間歇工作的場(chǎng)合。7第一章 選定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合以上分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用蝸桿蝸輪減速器。具體設(shè)計(jì)方案是：選用的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速是 940r/min，由凸緣聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)軸和蝸桿減速器的輸入軸相聯(lián)接，經(jīng)過減速器的減速，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速降為 20r/min，再有凸緣聯(lián)軸器將減速器的輸出軸與圓臺(tái)軸聯(lián)接，將減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳給圓臺(tái)。1 電動(dòng)機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 蝸輪蝸桿減速器 4 聯(lián)軸器 5 圓臺(tái)圖 2-1 減速器8第二章 電動(dòng)機(jī)的選擇2.1 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、電源種類(交流或直流 )、工作條件( 環(huán)境溫度、空間位置等) 、載荷大小和性質(zhì)(變化性質(zhì)、過載情況等)、起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度等條件來選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號(hào)和尺寸。 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。直流電動(dòng)機(jī)就是將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的電機(jī)。直流電機(jī)的勵(lì)磁方式是指對(duì)勵(lì)磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵(lì)磁磁通勢(shì)而建立主磁場(chǎng)的問題。根據(jù)勵(lì)磁方式的不同，不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。`直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)(一)調(diào)速性能好。所謂 “調(diào)速性能” ，是指電動(dòng)機(jī)在一定負(fù)載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)可以在重負(fù)載條件下，實(shí)現(xiàn)均勻、平滑的無級(jí)調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。(二)起動(dòng)力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。因此，凡是在重負(fù)載下起動(dòng)或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械，例如大型可逆軋鋼機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、電力機(jī)車、電車等，都用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理要使電樞受到一個(gè)方向不變的電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于：當(dāng)線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時(shí)地加以變換，即進(jìn)行所謂“換向” 。為此必須增添一個(gè)叫做換向器的裝置，換向器配合電刷可保證每個(gè)極下線圈邊中電流始終是一個(gè)方向，就可以使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)的旋轉(zhuǎn),這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造分為兩部分：定子與轉(zhuǎn)子。記住定子與轉(zhuǎn)子都是由那幾部分構(gòu)成的，注意：不要把換向極與換向器弄混淆了，記住他們兩個(gè)的作用。定子包括：主磁極，機(jī)座，換向極，電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括：電樞鐵芯，電樞繞組，換向器，軸和風(fēng)扇等。直流電動(dòng)機(jī)四種勵(lì)磁方式各自的特點(diǎn)直流電動(dòng)機(jī)的性能與它的勵(lì)磁方式密切相關(guān)，通常直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁方式有 4 種：直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)、直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)和直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)。掌握 4 種方式各自的特9點(diǎn)：1,直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī):勵(lì)磁繞組與電樞沒有電的聯(lián)系，勵(lì)磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵(lì)磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。2,直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī):并勵(lì)繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵(lì)磁繞組用細(xì)導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)很多，因此具有較大的電阻，使得通過他的勵(lì)磁電流較小。3,直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)：勵(lì)磁繞組是和電樞串聯(lián)的，所以這種電動(dòng)機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵(lì)磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵(lì)磁繞組的電阻越小越好，所以直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)通常用較粗的導(dǎo)線繞成，他的匝數(shù)較少。4,直流復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)：電動(dòng)機(jī)的磁通由兩個(gè)繞組內(nèi)的勵(lì)磁電流產(chǎn)生。電動(dòng)機(jī)的容量(功率) 選擇的是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選得過小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。 由以上的選擇經(jīng)驗(yàn)和要求，我選用：電機(jī)名稱=直流牽引電動(dòng)機(jī)主要用途=電力傳動(dòng)機(jī)車、工礦電機(jī)車和蓄電池供電車等用電機(jī)型號(hào)\代號(hào)=ZQ原用型號(hào)\代號(hào)=ZQ2.2 電動(dòng)機(jī)的容量2.2.1 確定減速器所需的功率 P?由圓臺(tái)圓周力 和圓臺(tái)速度 v,得F'10wvP?其中： （N）Gmgm——提升重量，m=65kg，N 659.837F??10s10.7/6vm?帶入數(shù)據(jù)得 = KW'wP35.10.795??KW '1.20.9.243wP?2.2.2 確定傳動(dòng)裝置效率傳動(dòng)裝置的效率由以下的要求：(1) 軸承效率均指一對(duì)軸承而言。(2) 同類型的幾對(duì)運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副都要考慮其效率，不要漏掉。 (3) 蝸桿傳動(dòng)的效率與蝸桿頭數(shù) z1 有關(guān)，應(yīng)先初選頭數(shù)后，然后估計(jì)效率。此外，蝸桿傳動(dòng)的效率中已包括了蝸桿軸上一對(duì)軸承的效率，因此在總效率的計(jì)算中蝸桿軸上軸承效率不再計(jì)入。各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率為：法蘭效率： 10.98??設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)與減速器相連的法蘭，相當(dāng)于一個(gè)凸緣聯(lián)軸器一級(jí)蝸桿傳動(dòng)效率: 7.2一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率： 3098??凸緣聯(lián)軸器效率： .4—— 從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率故傳動(dòng)裝置總效率：?＝ ， 2134?20.987.0.98.64??電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率＝dw?則， ＝ ＝ KW dPw0.134975.216?2.2.3 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)計(jì)算的功率可選定電動(dòng)機(jī)額定功率，由《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用 ZY80－3 直流電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下電動(dòng)機(jī)額定功率： =0.21kw； 0P電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： =940 nmir外型尺寸 : ф80×11011第三章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算3.1 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 3.1.1 各軸功率計(jì)算＝ = KW 1P0?.21980.47??= KW 2?3??20.1363.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算n ＝940 ， 1minrn ＝ n ＝940/47=20 2滾 筒 inr3.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算1T1P0.247950.8n9???Nm:22.3655.表 3-1 參數(shù)列表：軸 名 功率 Kw 轉(zhuǎn)速 minr扭矩 Nm:蝸桿軸 0.2047 940 2.08蝸輪軸 0.1376 20 65.712第四章 減速器部件的選擇計(jì)算4.1 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料1.選擇蝸桿傳動(dòng)的類型采用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動(dòng).2.選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力考慮蝸桿傳動(dòng)中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－2，蝸桿選用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì) HB265 285.:蝸輪選用鑄錫磷青銅 ZQSn10-1，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－3 查得蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力[ ] =190 H?2/Nm由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－5 查得蝸輪材料的許用彎曲應(yīng)力[ ]=44 F2/4.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z12由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－6，選取 Z ＝1 則 Z ＝Z ·i＝1×47＝4721故取 Z ＝47 4.1.3 確定蝸桿蝸輪中心距 a 1.確定蝸桿的計(jì)算功率 c1P1ACKP?FMP（ ）式中 K ——使用場(chǎng)合系數(shù)，每天工作一小時(shí),輕度震動(dòng)由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得：K ＝0.7；AK ——制造精度系數(shù)，取 7 級(jí)精度，F(xiàn)查得：K ＝0.9；F13K ——材料配對(duì)系數(shù)，齒面滑動(dòng)速度 10MP由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得：K ＝0.85。MP代入數(shù)據(jù)得＝ KW 1ACP?FM（ ） 0.247.0.187395??以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率 所對(duì)應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)《機(jī)械工程1CP手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2·5－22a，選取蝸桿的中心距：a＝100mm. a＝100mm由于它的優(yōu)點(diǎn)是:接觸面大,導(dǎo)程角 ,它的值穩(wěn)定且 一定,則潤(rùn)滑好,接.??觸面大應(yīng)直接根據(jù)“原始型”傳動(dòng)蝸桿設(shè)計(jì)參數(shù)。4.1.4 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì)蝸桿的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算表1.中心距：由《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）標(biāo)準(zhǔn)選取 a=100mm2.齒數(shù)比：u＝ ＝4721z3.蝸輪齒數(shù)：由《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）選取 247z?4.蝸桿頭數(shù)：由《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）選取 15.蝸桿齒頂圓直徑：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－16選取 =45mm1ad6.蝸輪輪緣寬度：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－16選取 b =28mm27.蝸輪齒距角： ＝?23607.z???8.蝸桿包容蝸輪齒數(shù)：K＝ =5 19.蝸輪齒寬包角之半： ＝0.5 （K－0.45）=w??16.38?10.蝸桿齒寬：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－16選取 =53mm1b11.蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－16，選取 =59mmL12.蝸桿齒頂圓弧半徑：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－1416，選取 R =82mm1a13.成形圓半徑：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表 2.5－16選取 =65mmbd14.蝸桿齒頂圓最大直徑：《機(jī)械工程手冊(cè)/傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》 （第二版）表2.5－16，選取 =53.8mm1e15.蝸輪端面模數(shù)：m ＝ = mmt*2ahzd?53.846?16.徑向間隙： =0.5104mm0.16tCm?17.齒頂高：h =0.75 m =2.233mmat18.齒根高：h = h + C=2.7434mmf19.全齒高：h= h + h =4.9764mmaf20.蝸桿分度圓直徑： ＝（ 0.624＋ ）a ＝40.534mm1d2.0i875.21.蝸輪分度圓直徑： ＝2a－ ＝159.466mm2122.蝸輪齒根圓直徑：d ＝ －2 h =153.9792mmf f23.蝸桿齒根圓直徑：d ＝ －2 h =35.05，1fdf判斷：因?yàn)?=28.12mm,滿足要求0.8751fa?24.蝸輪喉圓直徑：d ＝ ＋2 h =163.932mmada25.蝸輪齒根圓弧半徑： =82.475mm110.5ffR??26.蝸桿螺紋包角之半： 1arctn.eLd????????= =295t73.?27.蝸輪喉母圓半徑： =2g???cos02a?=15690.73.?=25.88mm1528.蝸輪外緣直徑：由作圖可得 =164.95mm2ed29.蝸桿分度圓導(dǎo)程角： ＝m?21arctn()u= 21rt()4.50d??30.蝸桿平均導(dǎo)程角： ＝w?21arctn().9Ku?31.分度圓壓力角： =2si()bd??4?32.蝸桿外徑處肩帶寬度： 取 3mm3.189tm??33.蝸桿螺紋兩端連接處直徑： =35mmfDT34.蝸輪分度圓齒厚： 20.5SP??23149.6510.4dz??數(shù)據(jù)帶入公式得 5.508mmS?35.齒側(cè)隙：查表 4-2-6 得 0.8nj36.蝸桿分度圓齒厚： =4.298412Pj?37.蝸桿分度圓法向齒厚： =4.2851cosnmSr?38.蝸輪分度圓法向齒厚： =5.49239.蝸輪齒冠圓弧半徑： =19.27750.5afRd?40.蝸桿測(cè)量齒頂高： 1122.1cosarina Shd????????=2.203541.蝸桿測(cè)量齒頂高： 2220.5csariad??????=2。1854.2 蝸輪蝸桿校核計(jì)算16蝸桿傳動(dòng)承載能力主要受蝸桿齒面膠合和蝸輪齒根剪切強(qiáng)度的限制。因而若許用傳動(dòng)功率確定中心距，則然后校核蝸輪齒根剪切強(qiáng)度。由于軸承變形增加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集中在 2－3 個(gè)齒上。而且，由于蝸輪輪齒的變形，造成卸載，引起載荷沿齒高方向分布不均，使合力作用點(diǎn)向齒根方向偏移。 因而，蝸輪斷齒主要由于齒根剪切強(qiáng)度不足造成的校核： ??'cfpFzAk????其中 —— 作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載荷;c—— 蝸輪包容齒數(shù)'z—— 蝸桿與蝸輪嚙合齒間載荷分配系數(shù);fA——蝸輪齒根受剪面積;pk公式中各參數(shù)的計(jì)算1. 的計(jì)算cF= ??22tan(')mr??——作用在蝸輪輪齒上的圓周力， 2Td——蝸桿喉部螺旋升角 ，4.5mr—— 當(dāng)量齒厚，'p滑動(dòng)速度 190cossmdnvr?= 4.598??=2.01m/s根據(jù)滑動(dòng)速度 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3－3－9 得sv'258'???將數(shù)據(jù)帶入公式得 326.180(4.58)cFtan????= N 2752.計(jì)算得 = 5'z3.蝸輪齒根受剪面積 172cosffmbASr?—— 蝸輪齒根圓齒厚；2f 202cstan()xfmfPSrh????由上可知—— 蝸輪端面周節(jié)；x 1.xP?—— 蝸輪理論半包角； 0a24?—— 蝸輪分度圓齒厚所對(duì)中心角。2?7.236???數(shù)據(jù)帶入公式得 210.cos4.5.4tan(3.6)fS??????=7.03mm由上可得2287.03197.5cos4.fAm??36.5.60197.MPa???對(duì)于錫青銅齒圈 取??.b?查手冊(cè)取鑄錫磷青銅，砂模鑄造，抗拉強(qiáng)度 =225MPab?， ??0.512.MPa??則 4.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.3.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)1.軸的材料選擇由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－1 選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)。182.最小軸徑的初步計(jì)算由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－2，取 ＝105，根據(jù)0A公式㎜13min0PdA?:其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，940r/min1—— 軸傳遞的功率 , 0.2047kwP—— 計(jì)算截面處的軸的直徑， mmmind將數(shù)據(jù)代入公式得3in0.247159??=6.317mm輸出軸的最小直徑是按照聯(lián)軸器處軸的直徑 ，為了使所選的軸的直徑 12d?與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。d?Ⅰ Ⅱ聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距 ，查表 15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取 Ka=1.3，則1caATK?:1.349.0caTNm??按照計(jì)算轉(zhuǎn)距 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)（GB5843-86）選用 YL4 型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑 =22mm，故取 =22mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度 L=52mm。1d12d?3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度擬訂軸上零件的裝配方案：本題的裝配方案已經(jīng)在前面分析比較，現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2 軸段右端制 出一軸肩，故取 =28mm，23d?左端用軸端擋定位，按軸端直徑 取擋圈直徑 D=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 =52mm,保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故 1-2 段的長(zhǎng)度1L應(yīng)比略短一些，故取 =50mm. 12l?2) 初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) =28mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30207，其尺寸23d?為 d×D×T=35×72×18.25mm，故 = =35mm。 3478?3) 已求得蝸桿喉部齒頂圓直徑19=45mm，最大齒頂圓直徑 =53.8mm，蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度 L=59mm，蝸桿齒寬 =53mm，所1ad1ed 1b以取 =68mm， =53.8mm， =45mm， =42mm。 56l?56?56'?45d?4) 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸的右端面間的距離l=20 mm，故取 =40mm. 23l?5) 為避免蝸輪與箱體內(nèi)壁干涉，應(yīng)取箱體內(nèi)壁凸臺(tái)之間距離略大于蝸輪的最大直徑，取內(nèi)壁距離 =175mm 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距?離，S，取 S=8mm（如圖） 。6）在 3-4 和 7-8 軸段應(yīng)各裝一個(gè)濺油輪，形狀如圖所示，取其長(zhǎng)度 L=27.75mm。所以，可求得：mm， 34781.257.46l????33.75mm 56(28)l???至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。4 軸上零件的周向定位 ；半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平健聯(lián)接。按 由手冊(cè)查得平鍵截面為12d?mm(GB／T1095--1979)，鍵槽用鍵 槽銑刀加工，長(zhǎng)為 45mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見87bh??GB／T1096--1979)，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7／k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4)確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 2 ，各軸肩處的圓角半徑如圖?45?4.3.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì)1. 軸的材料選擇由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－1 選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)=650 b?2Nm2.軸徑的初步計(jì)算由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－2，取 A＝112，根據(jù)公式，23min0pdA?其中 —— 軸的轉(zhuǎn)速 ，20r/min2—— 軸傳遞的功率 , 0.1376kwP20—— 計(jì)算截面處的軸的直徑， mmmind將數(shù)據(jù)代入公式得mm 233in00.1762.3pA???輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 ，故需選取聯(lián)軸器型號(hào)。12d?聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)距 ，查表 15—3，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取 Ka=1.3，則2caATK?:1.349.760.5ca Nm?按照計(jì)算轉(zhuǎn)距 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)（GB5843-86）選用 YL11ca型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑=50mm，故取 =50mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度 L=112mm。1d12d?3.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度擬訂軸上零件的裝配方案：本題的裝配方案已經(jīng)在前面分析比較，現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2 軸段右端須制出一軸肩，故取=55mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端 直徑取擋圈直徑 D=60mm，半聯(lián)軸器與軸23d?配合的轂孔長(zhǎng)度L=62mm，保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故 1-2 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 L略短一些，故取 =110mm。 12l?2）初步選擇滾動(dòng)軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) =55mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取零基本游隙組，標(biāo)23d?準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30212，其尺寸為 d×D×T= 60×110×23.75mm，故= =60mm，而 =23.75mm。 34d?6778l?3) 取安裝蝸輪處的軸段直徑 =65mm，蝸輪左端與左軸承用套筒定位，已知蝸輪輪45d?緣寬度為 28mm，所以可取蝸輪輪轂寬度為 52mm，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪，4-5 段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 =50mm。 45l?4）蝸輪右端采用軸肩定位，軸肩高度 0.07d，取 =6mm，則軸環(huán)處直徑h?h=77mm，軸環(huán)寬度 ，取 =12mm， =12mm， =68mm。 56d?1.bh?56l?67l?67d?5) 軸承端蓋的總寬度為 28mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸的右端面間的距離l=22 mm，故取 =50mm。 23l?6)取蝸輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm．考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取s=8mm（如圖） ，則21=2+16+8+23.75=49.75mm， 34l?至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。4.軸上零件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平健聯(lián)接。根據(jù) 可選蝸輪與軸之間的平鍵45d?尺寸為 mm (GB／T1096--1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 45mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見18bh??GB／T1096--1979)，同時(shí)保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，選擇輪轂與軸的配合為 H7/n6。半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)結(jié)按 由手冊(cè)查得平鍵12?截面為 mm (GB／T1096--1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 100mm (標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)60見 GB／T1096--1979)，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7／k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。5.確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 2 ，各軸肩處的圓角半徑如圖?45?4.4 軸的校核4.4.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核1．繪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)上查取 a 值，對(duì)于 30207 型單列圓錐滾子軸承，a=16mm，所以，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距=（20+43.75+34 ） +（20+43.75+34） 23L?=97.75+97.75=195.5mm 2．計(jì)算作用在軸上的力=736.67N， 1324.9105tTFd??=6179.88N， 132.76a2119.824751.6raFtgtgN?????3．計(jì)算支點(diǎn)反力水平反力：112736.8.35tNHF??垂直反力： 0BM?1197.5240.532.4681950.38raNVdF?????220AM??11297.5240.53.468195735.08raNVdF????4．計(jì)算彎矩，作彎矩圖水平彎矩：197.5368.04HNMFm??:垂直彎矩： 197.526.3804VN??:297.535.8140VNMFm??:合成彎矩2HV1c 23604.7590.458N??:左 ＋2HVc 2M3604.751.078m??:右 ＋5．扭矩圖由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－18 查得折算系數(shù) 0.9?＝1T8.7Nm??:3=49106．校核軸的強(qiáng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 15-1 查得：231[]70MPa???21223()06.80.7544.9caTWP????，強(qiáng)度足夠。 1[]ca???見圖 5-3。 FNH2MVTMFa1FNV1FNH1L1FNH1FNV1AFa1r1 FNV2Ft1L2MHFNH2BFt1Fr1 NV2圖 5-3 軸的強(qiáng)度4.4.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 1．繪軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)上查取 a 值，對(duì)于 30212 列圓錐滾子軸承，a=22mm，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距=（20+43.75+34 ）+（20+43.75+34） 23?=97.75+97.75=195.5mm 2．計(jì)算作用在軸上的力=6179.88N， 21ta?=736.67N， t275.46r3．計(jì)算支點(diǎn)反力水平反力：112679.830.4tNHF??垂直反力： 0BM?2151.739.4673. 50580.2arNVdF?????250AM??11297.5240.53.468195735.08raNVdF????4．計(jì)算彎矩，作彎矩圖水平彎矩：15.73089.4HNMFm??:垂直彎矩： 15.780.243VN??:21.59.4706VNMFm??合成彎矩：2HV1c 215904.385.68N??:左 ＋2HVc 2M15904.3156.787m??:右 ＋5．扭矩圖由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－18 查得折算系數(shù) 0.9?＝1T492.76Nm??:3=506．校核軸的強(qiáng)度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 15-1 查得：26， 1[]60MPa???2223()1897.5016.2.6caTWP????，強(qiáng)度足夠。 1[]ca???見圖 5-4。FNV1H FNV2HA BFa2rt2L1 L2FNH1 FNH2Ft1FNV1 FNV2Fa1r MHMVMT圖 5-4 軸的強(qiáng)度4.5 滾動(dòng)軸承的選擇及校核4.5.1 蝸桿軸滾動(dòng)軸承的選擇及校核1．軸承的徑向載荷的計(jì)算22368.506.38497rAV??22368.5.08rBV??2．派生軸向力的計(jì)算查手冊(cè)得，圓錐滾子軸承 30207 型的α=14 o02， 10， ， 1.50.37etg??查表 d=35mm 時(shí)，e=0.37，y=1.6；故 1249.56061rAdFN???28282.56.941.6rBdFN???1 240.579.860.43dae dF????所以，軸承 2 受壓則： 1640.5adFN21798.56820.43e N????3．求當(dāng)量動(dòng)載荷12640.5.3289arAarBeF???所以，對(duì)于軸承 1x=1 ， y=012049.75rAPFN?對(duì)于軸承 2x=0.4 ， y=1.6220.41.6880.43.5rBaPFN???4．校核軸承的壽命查手冊(cè)得 c=51.5KN ε=10/3 n=940r/min 6310/10()5.)942682831hCLnP???:故 此軸承的壽命滿足要求 294.5.2 蝸輪軸上軸承的校核1．求徑向載荷212634.985.77rANHVF??22354.98.1rBNHV??2．計(jì)算派生軸向力查手冊(cè)得，圓錐滾子軸承 30212 型的1.5etg??0634??， y=1.51.5etg?????????????故 12673.5891.4.20.7rAdrBFNy???1 289.36.1.85dae dFF????則：軸承 2 受壓所以， 1.adN267.85F?3．求當(dāng)量動(dòng)載荷301289.0.367541arAarBFe??所以，對(duì)于軸承 1：x=1 ，y=0對(duì)于軸承 2：x=1 ，y=012673.54.12rArBPFN?4．校核軸承的壽命查手冊(cè) c=97.8KN ，ε=10/3 ，n=18.8r/min6310/10()97.8).42531hCLnP???:故 此軸承壽命滿足要求。4.6 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核4.6.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－1 選用普通平鍵 8×7mm， 取 L＝45mm。 bh??由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－7 查得，鍵的工作長(zhǎng)度l＝L－b＝45－8＝37mm， 鍵的工作高度k＝ ＝3mm。 62h?由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－8 查得，鍵聯(lián)接的許用壓力 ， []70PMa?312TPdkl?314.90.572MPa??所以， ，所選平鍵合適。 []?4.6.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－1 選用普通平鍵 18×11mm， 取 L＝45mm bh??由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－7 查得鍵的工作長(zhǎng)度l＝L－b＝45—18=27mm 鍵的工作高度k＝ ＝5.5mm 2h由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－8 查得鍵聯(lián)接的許用壓力[]10PMa??3249.7102.56TPdkl??所以， ，所選平鍵合適。 []P?4.6.3 蝸輪軸上裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－1 選用普通平鍵 16×10mm， 取 L＝100mm。 bh??由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－7 鍵的工作長(zhǎng)度l＝L－b＝100—16=84mm 鍵的工作高度k＝ ＝5mm 2h由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 8－8 查得鍵聯(lián)接的許用壓力[]70PMa??3249.146.958TPdkl?所以，所選平鍵合適。 []P?4.7 箱體結(jié)構(gòu)尺寸及說明箱體按其結(jié)構(gòu)形狀的不同可分為剖分式和整體式；按其制造方式的不同可分為鑄造箱體和焊接箱體.減速器的箱體多采用剖分式結(jié)構(gòu)。32剖分式箱體由箱座與箱蓋兩部分組成，用螺栓聯(lián)接起來構(gòu)成一個(gè)整體。剖分式與減速器內(nèi)傳動(dòng)件軸心線重合，有利于軸系部件的安裝和拆卸。立式大型減速器可采用若干個(gè)剖分面，剖分接合面必須有一定的高度，并且要求仔細(xì)加工。為了保證箱體的剛度，在軸承處設(shè)有加強(qiáng)肋，箱體底座有一定的厚度和高度，以保證安裝的穩(wěn)定性和剛度。近年來，減速器箱體的設(shè)計(jì)出項(xiàng)了一些外形簡(jiǎn)單，整齊的造型，以方形小圓角過渡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大圓角曲面過渡，上下箱體的聯(lián)接處的外凸緣改為內(nèi)凸緣結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)肋和軸承座均設(shè)計(jì)在箱體內(nèi)部等等。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，選擇剖分式結(jié)構(gòu)的箱體。由于鑄鐵具有良好的鑄造性能和切削加工性能，成本又低，所以箱體用 HT200 制造。減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸：1 箱座壁厚：0.438a????取 15mm 2 箱蓋壁厚： 1.5取 8m??3 箱體凸緣厚度： 箱座 1.52.b箱蓋 3箱座底 7??4 加強(qiáng)肋厚：箱蓋 110.85m5 地腳螺栓直徑：76.fdm???取 6 地腳螺栓數(shù)目： 4n7 軸承觀察箱聯(lián)接螺栓的直徑d1=.0.75df=0.75x16=12取 d1=12mm 8 箱蓋箱座聯(lián)接螺栓的直徑：d2=0.5df=8mm 9 軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目：d3=8mm 數(shù)目為 4 10 觀察孔蓋螺釘直徑： d4=6mm 11 軸承旁凸臺(tái)高度和半徑：h 由結(jié)構(gòu)確定，R 1=C24.8 減速器的潤(rùn)滑和密封減速器的傳動(dòng)零件的軸承都需要喲良好的潤(rùn)滑，這不僅可以減少磨損損失，提高傳動(dòng)效率，還可以防止銹蝕，降低噪聲。1 潤(rùn)滑油選擇對(duì)于蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑油類型的選擇無明顯的區(qū)分界限，德國(guó)推薦對(duì)重負(fù)荷淬硬蝸桿和起動(dòng)頻繁的蝸桿傳動(dòng)要選用含有極壓添加劑的潤(rùn)滑油。