分類(lèi)號(hào)

UDC

單位代碼

10644密級(jí)公然

學(xué)號(hào)

xxxxxxxx本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于solidworks一級(jí)蝸桿蝸輪減速器的建模學(xué)生姓名：xxxx二級(jí)學(xué)院：物理與機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化班級(jí)：2011x級(jí)x班學(xué)號(hào)：20110xxxxx指導(dǎo)教師：xxxxx完成時(shí)間：年月日中國(guó)達(dá)州年代學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄大綱.................................................................................IIIIVV1.帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì).....................................................................................................................１帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理......................................................................................................................１工作情況..............................................................................................................................................１傳動(dòng)方案..............................................................................................................................................１課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及內(nèi)容..........................................................................................................................１2.整體傳動(dòng)方案的選擇與解析.........................................................................................................................２傳動(dòng)方案的選擇.................................................................................................................................２傳動(dòng)方案的解析..................................................................................................................................２3.電動(dòng)機(jī)的選擇.................................................................................................................................................２電動(dòng)機(jī)功率的確定..............................................................................................................................２確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速..............................................................................................................................３4.傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.....................................................................................................................４各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算..................................................................................................................................４各軸的輸入功率..................................................................................................................................４各軸的輸入轉(zhuǎn)矩..................................................................................................................................４5.蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算.....................................................................................................................５傳動(dòng)參數(shù)..............................................................................................................................................５蝸輪蝸桿資料及強(qiáng)度計(jì)算..................................................................................................................５計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)速度與傳動(dòng)效率..........................................................................................................６確定主要會(huì)集尺寸..............................................................................................................................６蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算..................................................................................................................７熱平衡計(jì)算..........................................................................................................................................７6.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核.....................................................................................................................................８輸出軸的設(shè)計(jì).....................................................................................................................................８選擇軸的資料及熱辦理.....................................................８初算軸的最小直徑.........................................................８聯(lián)軸器的選擇.............................................................８軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................................................................................................................１１蝸桿軸的結(jié)構(gòu)造型如..........................................................................................................１１蝸桿軸的徑向尺寸的確定.................................................１１蝸桿軸的軸向尺寸的確定.................................................１２蝸輪軸的結(jié)構(gòu)造型.......................................................１２蝸輪軸的軸上部件的定位、固定和裝置.....................................１３蝸輪軸的徑向尺寸的確定.................................................１３蝸輪軸的軸向尺寸的確定.................................................１３蝸輪的強(qiáng)度校核.........................................................１３7.鍵連接設(shè)計(jì)計(jì)算.........................................................................................................................................１６蝸桿聯(lián)接鍵......................................................................................................................................１６蝸輪鍵的選擇與校核......................................................................................................................１６蝸輪軸鍵的選擇與校核..................................................................................................................１７Ixxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)8.箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算.........................................................................................................................................１８箱體的構(gòu)形式和資料......................................................................................................................１８箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系..............................................................................................................１８9.螺栓等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇.............................................................................................................................１９螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇..............................................................................................................１９銷(xiāo)，墊圈墊片的選擇......................................................................................................................２０10.減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的大綱說(shuō)明...............................................................................................................２０減速器的結(jié)構(gòu)................................................................................................................................２０減速箱體的結(jié)構(gòu)............................................................................................................................２０速器的潤(rùn)滑與密封........................................................................................................................２１減速器附件簡(jiǎn)要說(shuō)明....................................................................................................................２１11.三維建模........................................................................２１軸部件的設(shè)計(jì)................................................................２１箱體的三維模型..............................................................２２其他模型的三維造型..........................................................２４軸承的三維模型成型....................................................２４軸端蓋的三維模型......................................................２４油標(biāo)的三維模型........................................................２５12.總結(jié)與展望...............................................................................................................................................２５參照文件.........................................................................................................................................................２７II學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于solidworks一級(jí)蝸桿蝸輪減速器的建模機(jī)械工程及自動(dòng)化2011級(jí)x班：xxx指導(dǎo)教師：xxxx大綱：蝸桿傳動(dòng)主要由蝸輪和蝸桿組成，用于倆交叉軸之間傳達(dá)運(yùn)動(dòng)，平時(shí)作為減速裝置傳達(dá)中、小功率。與齒輪傳動(dòng)對(duì)照，蝸桿傳動(dòng)擁有傳動(dòng)比大而結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，且不需要其他輔助機(jī)構(gòu)即能獲得反行程自鎖等優(yōu)點(diǎn)。特別是大型的減速器問(wèn)題更為突出，在資料和制作工藝反面占優(yōu)勢(shì)，減速器工作牢固，使用壽命長(zhǎng)，但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪為主，體積和重量問(wèn)題也未解決好。本次設(shè)計(jì)第一經(jīng)過(guò)對(duì)主要部件尺寸的計(jì)算，爾后經(jīng)過(guò)利用solidworks對(duì)一級(jí)蝸桿蝸輪減速器的建模，畫(huà)出所有的部件圖，最后進(jìn)行裝置，獲得減速器的總裝圖。要點(diǎn)詞：蝸桿蝸輪；軸承；減速器；SolidworksIII學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)BasedonsolidworkslevelmodelingofwormwormgearreducerMechanicalengineeringandautomationTheclassxofgrade2011:xxxxTheinstructor:xxxxxAbstract:Wormdriveismadeupofwormgearandworm,isusedtotransfermovementbetweentwostaggeredshaft,usuallyasthereductiongeartransmissionmediumandsmallpower.Comparedwiththegeartransmission,wormdrivewithlargetransmissionratio,compactstructure,smoothmovement,lownoise,whichcanreceiveanddonotneedotherauxiliaryinstitutionsagainststrokeself-locking,etc.Problemismoreoutstanding,especiallylargereducerinthematerialandproductionprocessopposite,reducerworkstability,longservicelife,butitsstillisgivenprioritytowithfixedaxisgeartransmissionform,volumeandweightoftheproblemisnotsolvedwell.Thisdesignthroughcalculationofmainpartssizefirst,thenbyusingsolidworksmodelingforlevel1wormwormgearreducer,drawallthepartdrawing,thelastpartassembly,gearreducerassemblydiagram.Keywords:Wormturbine;Bearing;Reducer;SolidworksIV學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)序言畢業(yè)設(shè)計(jì)是察看學(xué)生全面掌握基本理論知識(shí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本次是設(shè)計(jì)一個(gè)蝸輪蝸桿減速器，減速器是用于電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。本減速器屬一級(jí)蝸桿減速器（電機(jī)——聯(lián)軸器——減速器——聯(lián)軸器——滾筒）。該畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)，參數(shù)選擇，傳動(dòng)裝置整體設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇，運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)，蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減速器其他部件的選擇。設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和方案的選擇經(jīng)過(guò)盤(pán)問(wèn)相關(guān)資料所得。蝸桿傳動(dòng)主要由蝸輪和蝸桿組成，用于倆交叉軸之間傳達(dá)運(yùn)動(dòng)，平時(shí)作為減速裝置傳達(dá)中、小功率。與齒輪傳動(dòng)對(duì)照，蝸桿傳動(dòng)擁有傳動(dòng)比大而結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，且不需要其他輔助機(jī)構(gòu)即能獲得反行程自鎖等優(yōu)點(diǎn)。但傳動(dòng)的效率低，制作成本高等不利的因素是當(dāng)前蝸桿蝸輪傳動(dòng)連續(xù)研究和解決的問(wèn)題。蝸輪蝸桿減速器的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是此刻設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)本課題的研究，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。本文主要介紹一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程及其相關(guān)零、部件的CAD圖形，主要經(jīng)過(guò)利用solidworks進(jìn)行三維建模。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是此刻設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，能清楚、形象的表達(dá)減速器的外形特點(diǎn)。齒輪機(jī)構(gòu)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)裝置。與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)照，齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，效率高，壽命長(zhǎng)，能保證恒定的傳動(dòng)比，而且其傳動(dòng)的功率與合用的速度范圍大。但是，其制作安裝花銷(xiāo)比較高。齒輪機(jī)構(gòu)是經(jīng)過(guò)一對(duì)對(duì)齒齒面的依次齒和來(lái)傳達(dá)兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，依照一對(duì)齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的情況。V學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)1.1帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)表示圖如圖1、電動(dòng)機(jī)2、帶傳動(dòng)3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運(yùn)輸帶如圖1.1所示圖1.1帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)表示圖1.2工作情況：已知條件工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊；工作壽命：5年表1.2電動(dòng)機(jī)的已知條件工作機(jī)輸入功率工作機(jī)輸入轉(zhuǎn)速（kw）（rpm)1.3傳動(dòng)方案本課程設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)。1.4課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及內(nèi)容電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；斜齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；軸的設(shè)計(jì)；轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的選擇；鍵和連軸器的選擇與校核；裝置圖、部件圖的繪制；１學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)整體傳動(dòng)方案的選擇與解析2.1傳動(dòng)方案的選擇該傳動(dòng)方案在任務(wù)書(shū)中已確定，采用一個(gè)單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)裝置傳動(dòng)，如圖1.3所示：圖1.3設(shè)計(jì)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖2.2傳動(dòng)方案的解析該工作機(jī)采用的是原動(dòng)機(jī)為Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，電壓380V，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格廉價(jià)、保護(hù)方便；別的其傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動(dòng)裝置采用單級(jí)蝸桿減速器組成的封閉式減速器，采用蝸桿傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率低，多用于中、小功率間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。工作時(shí)有必然的軸向力，但采用圓錐滾子軸承可以減小這缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，但它常用于高速重載荷傳動(dòng)，所以將它布置在高速級(jí)上。而且在電動(dòng)機(jī)心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，由于三相電動(dòng)機(jī)及輸送帶工作時(shí)都有略微振動(dòng)，所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動(dòng)帶來(lái)的不用要的機(jī)械耗費(fèi)?？偠灾?，此工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)與保護(hù)及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。電動(dòng)機(jī)的選擇3.1電動(dòng)機(jī)功率的確定工作機(jī)各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率及總效率：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]可知蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：i蝸桿10~40；又依照《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》【2】可知蝸桿頭數(shù)為1可知蝸桿傳動(dòng)的總效率為：Z=2，由表4-4２xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)蝸桿查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]可知各傳動(dòng)部件的效率分別為：聯(lián)軸器0.99~0.995軸承（一對(duì)）卷筒工作機(jī)的總效率為：22卷筒總聯(lián)軸器蝸輪蝸桿軸承電動(dòng)機(jī)的功率：wdmax總3.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比的確定：查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]得各級(jí)齒輪傳動(dòng)比方下：i蝸桿10~40理論總傳動(dòng)比：i總i蝸桿10~40電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速：n滾筒所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：ndn滾筒i總（10~40）315~1260r/min依照上面所算得的原動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速范圍，吻合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min和1500r/min三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定采用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)。其主要功能表以下表：３學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)表1.4電動(dòng)機(jī)的參數(shù)電動(dòng)機(jī)型額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速/r/min起動(dòng)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩號(hào)Y112M-6940傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算實(shí)質(zhì)總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比的他配：由于是蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動(dòng)比。則總傳動(dòng)比i:nm940inw所以取i總30各軸的轉(zhuǎn)速：第一軸轉(zhuǎn)速：n1nm940r/min第二軸轉(zhuǎn)速：n2n1940313r/minn總304.2各軸的輸入功率第一軸功率：P1Pd01d聯(lián)軸器第二軸功率：P2Pd12P1蝸桿1.680.751.26kW第三軸功率：P3Pd23P2軸承聯(lián)軸器4.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩：Td106Pd106104Nmmnm940第一軸轉(zhuǎn)矩：T1106P11069.55106104Nmmn1940第二軸轉(zhuǎn)矩：T26P2659.5510n29.55104.1210Nmm４學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)6P39.5510645第三軸轉(zhuǎn)矩：T39.5510nw10Nmm將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：表1.5相關(guān)軸的基本參數(shù)軸名功率轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比i效率P/kWT/Nmmn/(r/min)電機(jī)軸.×104940rpm11第一軸1.75104940rpm1第二軸4.1210430卷筒軸4×4110蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算5.1傳動(dòng)參數(shù)蝸桿輸入功率P=1.7kW，蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速n131.1rpm,理論傳動(dòng)比，實(shí)質(zhì)傳動(dòng)比i=30，蝸桿頭數(shù)2，蝸輪齒數(shù)為z2iz130260，蝸輪轉(zhuǎn)速nn1940231.3r/mini305.2蝸輪蝸桿資料及強(qiáng)度計(jì)算減速器的為閉式傳動(dòng)，蝸桿采用資料45鋼經(jīng)表面淬火，齒面硬度>45HRC,蝸輪緣選用資料ZCuSn10Pb1,砂型鑄造。蝸輪資料的許用接觸應(yīng)力，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[2]可知,H=180MPa.估取嚙合效率：1蝸輪軸轉(zhuǎn)矩：T29.551064.1105Nmm載荷系數(shù)：載荷平穩(wěn)，蝸輪轉(zhuǎn)速不高，取K=1.1.５xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)222480計(jì)算值md1KT2Z2md1H2548010301803模數(shù)及蝸桿分度圓直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》【2】取標(biāo)準(zhǔn)值，分別為：模數(shù)m=8mm蝸桿分度圓直徑d180mm5.3計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)速度與傳動(dòng)效率蝸桿導(dǎo)程角=arctanmz1arctan82d180蝸桿分度圓的圓周速度d1n1809601100060m/s4.02m/s601000相對(duì)活動(dòng)速度1scos當(dāng)量摩擦角取v230驗(yàn)算嚙合效率tan1tan(y)tan(11.312.5)傳動(dòng)總效率總0.961（在表4-4所列范圍內(nèi)）。5.4確定主要會(huì)集尺寸蝸輪分度圓直徑：d2mz2830240mm中心距ad1d2d1mz280830160mm222６學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算如表表蝸桿傳動(dòng)的幾何尺寸名稱(chēng)公式說(shuō)明及結(jié)果蝸桿分度圓直徑d180mm蝸桿齒頂圓直徑da1d12had12m802896mm蝸桿齒根圓直徑df1d12hf1d180860.8mm蝸桿導(dǎo)程角tanmz1820.2mm所以d180蝸桿齒寬b1(11.50.08z2)(11.50.0830)8111.2mm蝸輪分度圓直徑d2mz2830240mm蝸輪喉圓直徑da2d22ham(z22)8(302)256mm蝸輪齒根圓直徑df2d22hfmz2834252.8mm蝸輪外圓直徑de2da22401.58252mmrg2da2176288蝸輪咽喉母圓半徑a2232mm蝸輪螺旋角，與蝸桿螺旋線方向相同蝸輪齒寬b2a19667.2mmd1d2d1mz280830160mma222中心距5.6熱平衡計(jì)算環(huán)境溫度取t020C工作溫度取t70C傳熱系數(shù)取kt13W/m2C７學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)需要的散熱面積A1000P1110005.31m22kttt0137020軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核6.1輸出軸的設(shè)計(jì)6.1.1選擇軸的資料及熱辦理考慮到減速器為一般中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳達(dá)蝸輪的轉(zhuǎn)矩，其傳達(dá)的功率不大，對(duì)其重量和尺寸無(wú)特別要求，應(yīng)選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)辦理。6.1.2初算軸的最小直徑已知軸的輸入功率為1.68kW，轉(zhuǎn)速為940r/min.依照《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》【2】可知，C值在106~118間。所以輸出軸的最小直徑：D1C3p118314.3n940但是，由于軸上有1個(gè)鍵槽，計(jì)入鍵槽的影響：D1min(13%)已知輸出軸的輸入功率為，轉(zhuǎn)速為，則輸出軸的最小直徑：D2C3p1183n由于軸上由2個(gè)鍵槽，故D2min41.38(17%）6.1.3聯(lián)軸器的選擇1)載荷計(jì)算已知蝸桿軸名義轉(zhuǎn)矩為104Nmm由于蝸桿減速器的載荷較平穩(wěn)，按轉(zhuǎn)矩變化小考慮，取工作情況系數(shù)。蝸桿軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tc1KT11.31.751042.3104Nmm８學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)已知蝸輪軸名義轉(zhuǎn)矩為4.12105Nmm卷筒軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩為所以蝸輪軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tc2KTc21055.3105Nmm卷筒軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tc3KTc31.341055.2105Nmm選擇聯(lián)軸器的型號(hào)查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]可知，電動(dòng)機(jī)軸的直徑D=28mm，軸長(zhǎng)60mm；蝸桿軸直徑d14.63mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]可知，蝸桿軸的輸入端采用LH3型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標(biāo)志2862LH3聯(lián)軸器2544GB/T5014公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩許用轉(zhuǎn)速n5600r/min查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》[1]可知，蝸輪軸的輸出端采用GY6剛性聯(lián)軸器。公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩Tn900Nm許用轉(zhuǎn)速n6800r/min6.1.4軸承的選擇及校核初選輸入軸的軸承型號(hào)據(jù)已知工作條件和輸入軸的軸頸，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[2]初選軸承型號(hào)為圓錐滾子軸承32310（一對(duì)），其尺寸：D=110mm,d=50mm,B=18mm。據(jù)已知工作條件和輸出軸的軸頸，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[2]初選軸承型號(hào)為圓錐滾子軸承30214（一對(duì)），其尺寸：D=125mm,d=70mm,B=24mm。基本額定動(dòng)載荷C=63000N９xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算系數(shù)軸向載荷系數(shù)計(jì)算蝸桿軸的受力蝸桿軸的切向力Ft，軸向力Fx和徑向力Fr蝸桿軸：2T12104Fx2Ft1801305Nd1蝸輪軸：Ft22T22105Fx1d25221N272Fr2Ft2tan5221tan20N190F0r1計(jì)算軸承內(nèi)部軸向力軸承的內(nèi)部軸向力：Fr11900Fs2Fs12594N2Y計(jì)算軸承的軸向載荷軸承2的軸向載荷由已知得，F(xiàn)s1與Fx1方向相同，其和為Fs1Fx15941900N2494NFs2（軸承2為“壓緊”端），所以FA2Fs1Fx12494N軸承1的軸向載荷FA1Fs1594N（軸承1為“放松”端）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷軸承1的載荷系數(shù)依照FA15940.313e，由表8-8可知X11,Y10Fr11900軸承2的載荷系數(shù)依照FA224941.313e由表8-8可知X20.4,Y2Fr21900１０學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷FP1X1Fr1Y1FA1Fr11900N軸承2的當(dāng)量動(dòng)載荷FP2X2Fr2Y2FA22494所以軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷取FP1、FP2中較大者，所以Fp計(jì)算軸承實(shí)質(zhì)壽命溫度系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[2]可知ft載荷系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》[2]可知fp壽命指數(shù)滾子軸承103軸承實(shí)質(zhì)壽命Lh106ftCLhfpFP60n61016300010360960h29448h軸承預(yù)期壽命Lh023601h6115h20結(jié)論由于LhLh0軸承30208滿足要求軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.2.1蝸桿軸的結(jié)構(gòu)造型以以下圖圖6.1蝸桿軸的結(jié)構(gòu)6.2.2蝸桿軸的徑向尺寸的確定從聯(lián)軸段d130mm開(kāi)始逐漸采用軸段直徑，d2起固定作用，定位軸肩高度１１學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)a0.07~0.1d1~2mm，故d2d2a30mm。該直徑處安裝密111封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑，應(yīng)取d238mm；d3與軸承的內(nèi)徑相當(dāng)合，為便與軸承的安裝，取d340mm，選定軸承型號(hào)為30208，d4與蝸輪相當(dāng)合，取蝸桿的齒根圓直徑d4df1，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取d463mm；d6與軸承的內(nèi)徑配合，與d3相同，故取d6d340mm；d5起定位作用，定位軸肩高度a0.07~0.d161mm~2故d5d62a61，取d548mm。6.2.3蝸桿軸的軸向尺寸的確定聯(lián)軸段取L160mm；軸肩段取L214mm；與軸承配合的軸段長(zhǎng)度，查軸承寬度為18mm；左軸承到蝸桿齒寬L350mm；蝸桿齒寬L4b12即11.50.Z08mL4，取L4120mm；蝸桿齒寬右側(cè)到右軸承間的軸環(huán)與左面相同取L5L350mm；與右軸承配合的軸段長(zhǎng)度，查軸承寬度為18mm；軸的總長(zhǎng)為320mm6.2.4蝸輪軸的結(jié)構(gòu)造型以以下圖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)圖6.2.5蝸輪軸的軸上部件的定位、固定和裝置圖6.2蝸輪軸的結(jié)構(gòu)受力求單級(jí)減速器中，可將蝸輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱(chēng)分布，蝸輪左面由軸肩定位，右側(cè)用套筒軸固定，軸向固定靠平鍵和過(guò)渡配合。兩軸承分別一軸肩和套筒定位，軸向則采用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位，右側(cè)用軸端擋圈軸向固定，鍵聯(lián)接作軸向固定。軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，蝸輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次從右側(cè)裝到軸上。6.2.6蝸輪軸的徑向尺寸的確定從左軸承段與軸承的內(nèi)徑相當(dāng)合，為便與軸承的安裝取d170mm，選定軸承型號(hào)為30214開(kāi)始逐漸采用軸段直徑，d2起固定作用，定位軸肩高度a0.07~0.1d11~2mm，該直徑處安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑，應(yīng)取d275mm；d3與蝸輪孔徑相當(dāng)合，取蝸輪的內(nèi)徑d370mm，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取d370mm；d5與軸承的內(nèi)徑配合，與d3相同，故取d5d365mm；聯(lián)軸段d655mm；d4起定位作用，定位軸肩高度故取d560mm；6.2.7蝸輪軸的軸向尺寸的確定左面與軸承配合的軸段長(zhǎng)度L1，查軸承寬度為L(zhǎng)124mm；左軸承到蝸輪齒寬間的套筒取L233mm；蝸輪齒寬L3，故取L370mm；蝸輪齒寬右側(cè)到右軸承間的軸環(huán)與左面相同取L433mm；與右軸承配合的軸段長(zhǎng)度，查軸承寬度為24mm；右軸肩段L514mm，聯(lián)軸段L684mm，故軸的總長(zhǎng)為280mm。6.2.8蝸輪的強(qiáng)度校核１３xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)已知蝸輪的切向力Ft2Fx15221N蝸輪的徑向力Fr2Fr11900N蝸輪軸向力Fx21305N求水平面支反力：FAHFBHFt252212610.5N22水平面彎矩：MCHFAHL380208840Nmm垂直面支反力，由MA0,即Fr2L2Fx2dFBVL0，得2Fr2L2Fx2d1900801350272FBV222059NL160在鉛垂方向上，由F0，即FBVFr2FAV0,得FAVFBVFr220591900159N垂直面彎矩MCVFL15980127N20mmAV2M`CVFBV1L2059801647N20mm依照合成彎矩MMH2MV2得C截面左側(cè)彎矩MC22MCHMCV2088402127202209227NmmC截面右側(cè)彎矩１４學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)M`CMCH2M`CV220884021647202265895Nmm轉(zhuǎn)矩TTFt2d5221272710056Nmm22當(dāng)量彎矩Me由當(dāng)量彎矩圖和軸的結(jié)構(gòu)圖可知，C和D處都有可能是危險(xiǎn)截面，應(yīng)分別計(jì)算其當(dāng)量彎矩，此處可將軸的鈕切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)，取a0.6，則C截面左側(cè)當(dāng)量彎矩MCeMC22aT20922722150333Nmm710056C截面右側(cè)當(dāng)量彎矩M`CeM`C265895Nmm所以C截面處當(dāng)量彎矩在以上兩數(shù)值中取較大者，即MCe265895NmmD截面彎矩MDHFAHL345117473NmmMDVFAVL3159457155NmmD截面合成彎矩MD2MDV2MDH117473271552117691NmmD截面當(dāng)量彎矩MDeMd22aT11769127100562719653Nmm求危險(xiǎn)截面處軸的計(jì)算直徑許用應(yīng)力，軸的資料用45鋼，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》【2】可知，1W60MPaC截面直徑計(jì)算１５學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)dCMCe326589531W60D截面直徑計(jì)算dDMDe371965331W60經(jīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖比較，C截面和D截面的計(jì)算直徑分別小于其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的直徑，故軸的強(qiáng)度足夠。鍵連接設(shè)計(jì)計(jì)算蝸桿聯(lián)接鍵如表表7.1蝸桿聯(lián)接鍵的參數(shù)選擇一般平鍵，圓頭。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程鍵的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查得d=30mm時(shí)。應(yīng)采用鍵A840GB/T1096轉(zhuǎn)矩45.2210Nmm鍵長(zhǎng)L140mm接觸長(zhǎng)度l1L1b408l1'32mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》鍵連接鋼的許用擠壓許用擠壓應(yīng)力應(yīng)力為P120P31.07MPaMPaP校核4T4104PPdhl'30732故滿足要求蝸輪鍵的選擇與校核如表表7.2蝸輪鍵的選擇與校核１６學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇一般平鍵，圓頭。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程鍵的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查得d=55時(shí)。應(yīng)采用鍵A16112GB/T1096轉(zhuǎn)矩105Nmm鍵長(zhǎng)L1112mm接觸長(zhǎng)度l1L1b11216l1'96mm許用擠壓應(yīng)力查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》鍵連接鋼的許用擠壓P26.4MPaP校核應(yīng)力為P120MPaP故滿足要4T4105求P'11210dhl96蝸輪軸鍵的選擇與校核如表表7.3蝸輪軸鍵的選擇與校核選擇一般平鍵，圓頭。由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程鍵的選擇和參設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》查得d=55時(shí)。應(yīng)采用鍵數(shù)A16112GB/T1096轉(zhuǎn)矩7.1105Nmm鍵長(zhǎng)L184mm接觸長(zhǎng)度l1L1b8416l1'68mm１７學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》鍵連接鋼的許用擠壓P37.29MPa許用擠壓應(yīng)力應(yīng)力為P120MPaP故滿足要P校核求4T4105P'1121037.29MPadhl68箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算8.1箱體的構(gòu)形式和資料采用下置剖分式蝸桿減速器（由于V=5m/s）鑄造箱體，資料HT150。8.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系如表表8.1箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系名稱(chēng)減速器型式及尺寸關(guān)系箱座壁厚δδ=11mm箱蓋壁厚δ1δ1=10mm箱座凸緣厚度b1，δ1=15mm箱蓋凸緣厚度b，δ=16mm箱座底凸緣厚度b2δ=28mm地腳螺釘直徑及數(shù)量df=19mmn=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=14mm箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑d2=10mm螺栓間距150mm軸承端蓋螺釘直徑d3=9mm螺釘數(shù)量4檢查孔蓋螺釘直徑d4=6mmDf，d1，d2至外壁C1=26,20,16距離df，d2至凸緣C2=24,14１８xxxx學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)邊緣距離軸承端蓋外徑D1=80mmD2=125mm軸承旁聯(lián)接螺栓距離S=140mm軸承旁凸臺(tái)半徑R1=16mm軸承旁凸臺(tái)高度依照軸承座外徑和扳手空間的要求由結(jié)構(gòu)確定箱蓋，箱座筋厚m1=9mmm2=9mm蝸輪外圓與箱內(nèi)壁間距離12mm蝸輪輪轂端面與箱內(nèi)壁距離10mm螺栓等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，詳盡內(nèi)容以下：9.1螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇如表表9.1螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響采用螺栓GB5782-86M10*35數(shù)量為3個(gè)M10*35M12*100數(shù)量為6個(gè)M12*100螺母GB6170-86M10數(shù)量為2個(gè)M10M10數(shù)量為6個(gè)M12螺釘GB5782-86,M6*20數(shù)量為2個(gè)M6*20M8*25數(shù)量為24個(gè)M8*25M6*16數(shù)量為12個(gè)M6*16*（參照裝置圖）１９學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9.2銷(xiāo)，墊圈墊片的選擇如表表銷(xiāo)，墊圈墊片的選擇采用銷(xiāo)GB117-86，B8*30，數(shù)量為2個(gè)GB117-86采用墊圈GB93-87數(shù)量為8個(gè)B8*30采用止動(dòng)墊片1個(gè)GB93-87采用石棉橡膠墊片2個(gè)止動(dòng)墊片采用08F調(diào)整墊片4個(gè)石棉橡膠墊片*（參照裝置圖）08F調(diào)整墊片相關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專(zhuān)用件，詳見(jiàn)后續(xù)裝配圖減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的大綱說(shuō)明在以上設(shè)計(jì)選擇的基礎(chǔ)上，對(duì)該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤(rùn)滑與密封，減速器的附件作一簡(jiǎn)要的闡述。10.1減速器的結(jié)構(gòu)此次所設(shè)計(jì)的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在參照裝置圖的基礎(chǔ)上完成的，該項(xiàng)減速器主要由傳動(dòng)部件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)系部件（鍵，銷(xiāo)，螺栓，螺母等）。箱體和隸屬部件以及潤(rùn)滑和密封裝置等組成。箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由I箱體和箱蓋組成，其剖分面經(jīng)過(guò)蝸輪傳動(dòng)的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷(xiāo)用于精確定位以保證和箱座在加工軸承孔和裝置時(shí)的相互地址；起蓋螺釘便于揭開(kāi)箱蓋；箱蓋頂部開(kāi)有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤(rùn)滑情況用于加住潤(rùn)滑油，窺視孔平時(shí)被封??；通氣器用來(lái)及時(shí)排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓打破隙縫的密封而致使漏油；副標(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了消除油液和沖刷減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來(lái)提升箱體，而整臺(tái)減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上。（詳盡結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)裝置圖）10.2減速箱體的結(jié)構(gòu)該減速器箱體采用鑄造的剖分式結(jié)構(gòu)形式詳盡結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)裝置圖２０學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)10.3速器的潤(rùn)滑與密封蝸輪傳動(dòng)部分采用潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的粘度為118cSt（100°C）查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》【1】潤(rùn)滑油118Cst軸承部分采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂的牌號(hào)為ZL-2查表《設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》【1】潤(rùn)滑脂ZL-210.4減速器