減速器-用于帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器-V帶蝸桿減速器設(shè)計(jì)【F=1160N V=1.7m-sD=485mm】,F=1160N V=1.7m-s D=485mm,減速器-用于帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器-V帶蝸桿減速器設(shè)計(jì)【F=1160N,V=1.7m-s,D=485mm】,減速器,用于,運(yùn)輸機(jī),蝸桿,設(shè)計(jì),mm,妹妹 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 題目：用于帶式運(yùn)輸機(jī)的減速器-V帶蝸桿減速器 【F=1160N V=1.7 D=485】 姓 名： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī)： 目 錄 1、 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 -----------------------------------（1） 2、 傳動(dòng)方案的擬定與分析--------------------------------------（2） 3電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比----------------------------------------（2） 3.1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇------------------------------------（2） 3.2、電動(dòng)機(jī)功率選擇--------------------------------------（2） 3.3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速--------------------------------------（3） 3.4、總傳動(dòng)比--------------------------------------------（4） 4、運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算 ---------------------------------------（5） 4.1、蝸桿蝸輪的轉(zhuǎn)速--------------------------------------（5） 4.2、功率------------------------------------------------（5） 4.3、 轉(zhuǎn)矩-----------------------------------------------（5） 5、 V帶傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------------（6） 6、 蝸輪蝸桿傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算------------------------------------------（6） 5.1、選擇蝸桿傳動(dòng)類型------------------------------------（6） 5.2、選擇材料--------------------------------------------（6） 5.3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)--------------------------（6） 5.4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸----------------------（7） 5.5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度--------------------------------（8） 5.6、驗(yàn)算效率------------------------------------------（9） 5.7、精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定----------------------（9） 5.8.熱平衡核算------------------------------------0------（9） 6、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核---------------------------------------（10） 6.1、連軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算-----------------------------------（10） 6.2、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算-----------------------------------（10） 6.3、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ----------------------------------（13） 7、軸承的校核 ----------------------------------------------（15） 7.1、計(jì)算輸入軸軸承 ------------------------------------（15） 7.2、計(jì)算輸出軸軸承 ------------------------------------（18） 8、聯(lián)軸器及鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇-------------------------------（19） 8.1、連軸器與電機(jī)連接采用平鍵連接-----------------------（19） 8.2、輸入軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接---------------------（19） 8.3、輸出軸與聯(lián)軸器連接用平鍵連接-----------------------（20） 8.4、輸出軸與渦輪連接用平鍵連接-------------------------（20） 9、減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說明-------------------------------（20） 9.1、箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料-------------------------------（20） 9.2、鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系-------------------------（20） 9.3、齒輪的潤(rùn)滑-----------------------------------------（21） 9.4、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑-------------------------------------（21） 9.5、密封-----------------------------------------------（22） 9.6、注意事項(xiàng)-------------------------------------------（22） 10、設(shè)計(jì)小結(jié)------------------------------------------------（23） 11、參考資料------------------------------------------------（23） 前 言 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。 國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。 本設(shè)計(jì)是蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)主要針對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)展開。為了達(dá)到要求的運(yùn)動(dòng)精度和生產(chǎn)率，必須要求傳動(dòng)系統(tǒng)具有一定的傳動(dòng)精度并且各傳動(dòng)元件之間應(yīng)滿足一定的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)各零部件的協(xié)調(diào)動(dòng)作。該設(shè)計(jì)均采用新國(guó)標(biāo)，運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及設(shè)備零 件等的設(shè)計(jì)。 一、原始數(shù)據(jù) 已知條件 已知條件 已知條件 已知條件 已知條件 已知條件 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 工作條件： 單班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷平穩(wěn),空載啟動(dòng),室使用期限10年運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。 二、基本要求 1、完成裝配圖一張、零件圖3張 2、編寫設(shè)計(jì)說明書一份（按畢業(yè)設(shè)計(jì)論文格式打?。? 傳動(dòng)方案的擬定與分析 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比 四動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 驗(yàn)算效率 熱平衡核算 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 計(jì)算輸出軸軸承 鍵及聯(lián)軸器連接的選擇及校核計(jì)算 速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說明 2、 傳動(dòng)方案的擬定與分析 圖一 由于本課程設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案已給：要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿下置式減速器。它與蝸桿上置式減速器相比具有攪油損失小，潤(rùn)滑條件好等優(yōu)點(diǎn)，適用于傳動(dòng)速度≤4-5 m/s,這正符合本課題的要求。 三、電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比 3.1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇 按工作要求和條件，選擇全封閉自散冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380Ｖ，型號(hào)選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2、電動(dòng)機(jī)功率選擇 （1）電動(dòng)機(jī)輸出功率： 電動(dòng)機(jī)所需工作功率按設(shè)計(jì)指導(dǎo)書式（1）為 由設(shè)計(jì)指導(dǎo)書公式（2） 因此 估算由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)的總效率為 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書參考表1初選 為蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)效率 為軸承的傳動(dòng)效率出選（滾筒軸承不計(jì)算在內(nèi)） 為卷筒的傳動(dòng)效率出選（包括軸承一對(duì)） 為V帶的傳動(dòng)效率出選 工作機(jī)所需的功率： 3.3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中得各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下：; V帶傳動(dòng)比，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，其中在減速器當(dāng)作V帶傳動(dòng)比：i=2-4 理論總傳動(dòng)比：; 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的范圍 因?yàn)? 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第3版第167頁(yè)的表12-1可知 ,, , 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有以下三種傳動(dòng)比選擇方案，如下表： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 1 Y-100L2-4 3 1500 1420 38 21.20 2 Y132S-6 3 1000 960 63 14.33 3 Y132M-8 3 750 710 79 10.60 4 Y100L-2 3 3000 2880 33 42.998 如無特殊需要，不選用低于750rpm的電動(dòng)機(jī)配合計(jì)算出的容量，由表查出有兩種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，其技術(shù)參數(shù)比較情況見表1： 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，以及考慮蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比標(biāo)準(zhǔn)系列，選擇轉(zhuǎn)速為1440的電機(jī)由設(shè)計(jì)手冊(cè)查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有以下1種傳動(dòng)比選擇方案，如下表： 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)質(zhì)量 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 1 Y100L-2 3 3000 2880 33 42.998 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，可知方案1比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y100L-2,所選電動(dòng)機(jī)的額定功率P = 3kw，滿載轉(zhuǎn)速n= 2880r/min 。 表2 圖二 3.4、總傳動(dòng)比 計(jì)算總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 （1） 計(jì)算總傳動(dòng)比： (2)各級(jí)傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積，即 由上式得 式中分別為V帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。 初選減速器的傳動(dòng)比i為20，則V帶傳動(dòng) 根據(jù)表11-1，選擇蝸桿頭數(shù)Z1=2,那么Z2則在29-61之間取值。 四、動(dòng)力學(xué)參數(shù)計(jì)算 4.1、蝸桿蝸輪的轉(zhuǎn)速： 為蝸桿的轉(zhuǎn)速 為V帶的轉(zhuǎn)速 為蝸桿的轉(zhuǎn)速 為蝸輪的轉(zhuǎn)速 4.2、功率： = * *=2.87×0.99×0.96=2.73kW 蝸輪軸功率： = **=2.73×0.99×0.8=2.16kW 卷筒軸功率： = **=2.16×0.99×0.96=2.05kW 4.3、 轉(zhuǎn)矩： 蝸桿軸：= Nm 蝸輪軸：=Nm 卷筒軸：=Nm 表3-2 各軸動(dòng)力參數(shù)表 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩T/(N?m) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 電動(dòng)機(jī)軸 2.87 2880 蝸桿軸 2.73 19.46 1339.53 蝸輪軸 2.16 307.97 66.98 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸入功率P=3kW,轉(zhuǎn)速n1=2880r/min,i=2.15 1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd 表4 工作情況系數(shù) 工作機(jī) 原動(dòng)機(jī) ⅰ類 ⅱ類 一天工作時(shí)間/h 10~16 10~16 載荷 平穩(wěn) 液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī) 1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3 載荷 變動(dòng)小 帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩 1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4 載荷 變動(dòng)較大 螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 載荷 變動(dòng)很大 破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī) 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8 根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，1班工作制（8小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4， 取KA＝1.1。即 1.2 選擇帶型 普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。 根據(jù)算出的Pd＝3.3kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝2880r/min ，查圖得：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。 1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm 則取dd1= 95mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得） 表3. V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 槽型 Y Z A B C D E 20 50 75 125 200 355 500 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=200mm ① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率） 誤差 符合要求 ② 帶速 滿足5m/s300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。 總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。 帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。 1.7 確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。 計(jì)算壓軸力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝113.04N，上面已得到=164.57o，z=2，則 對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。 表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 ? 符號(hào) 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32° 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° - ＞ 80 ＞ 118 ＞ 190 ＞ 315 ＞ 475 ＞ 600 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖7 -6a。  （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖7-6d。 （a） （b） （c） （d） 圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b） 五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1、選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085—1988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI) 。 5.2、選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大,速度只是中等,故蝸桿采用45鋼;因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 5.3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由教材【1】P254式(11—12),傳動(dòng)中心距 (1) 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 (2) = Nm (2)確定載荷系數(shù)K 因工作載荷有輕微沖擊,故由教材【1】P253取載荷分布不均系數(shù)=1;由教材P253表11—5選取使用系數(shù)由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù);則由教材P252 (3)確定彈性影響系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故=160。 (4)確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距的比值=0.35從教材P253圖11—18中可查得=2.9。 (5)確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造, 蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從從教材【1】P254表11—7查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268。由教材【1】P254應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60=60170.064（1810365）=1.23 其中,(為蝸輪轉(zhuǎn)速) j為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個(gè)輪齒嚙合的次數(shù)j=1 1班制，每班按照8小時(shí)計(jì)算，壽命10年。 壽命系數(shù) 則 (6)計(jì)算中心距 (6)取中心距a=125mm,因i=20,故從教材【1】P245表11—2中取模數(shù)m=5mm, 蝸輪分度圓直徑=50mm這時(shí)=0.315從教材【1】P253圖11—18中可查得接觸系數(shù)=2.9因?yàn)?,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 5.4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 (1) 蝸桿 軸向尺距mm;直徑系數(shù); 齒頂圓直徑; 齒根圓直徑; 蝸桿齒寬B1>=(9.5+0.09)m+25=112mm 蝸桿軸向齒厚mm；分度圓導(dǎo)程角; (3) 蝸輪 蝸輪齒數(shù)z1=2，由于查表沒有 z2=40,所以取 z2=41; 變位系數(shù)mm; 演算傳動(dòng)比mm,這時(shí)傳動(dòng)誤差比為, 是允許的。 蝸輪分度圓直徑mm 蝸輪喉圓直徑=（41+2X1）X5=215mm 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。由參考文獻(xiàn)【1】P270圖蝸輪采用齒圈式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用H7/s6配合，并加臺(tái)肩和螺釘固定，螺釘選6個(gè) 5.5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)從教材【1】P255圖11—19中可查得齒形系數(shù) 螺旋角系數(shù) 從教材P25知許用彎曲應(yīng)力 從教材【1】P256表11—8查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56 由教材P255壽命系數(shù) <56Mpa可見彎曲強(qiáng)度是滿足的。 5.6、驗(yàn)算效率 已知=;;與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。 從教材P【1】264表11—18中用插值法查得=0.0264, 代入式中得=0.884,大于原估計(jì)值,因此不用重算。 5.7、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、蝸輪精度中選擇7級(jí)精度,則隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T10089—1988。然后由參考文獻(xiàn)【3】P187查得蝸桿的齒厚公差為 =71μm, 蝸輪的齒厚公差為 =130μm;蝸桿的齒面和頂圓的表面粗糙度均為1.6μm, 蝸輪的齒面和頂圓的表面粗糙度為1.6μm和3.2μm。 5.8.熱平衡核算 初步估計(jì)散熱面積： 取(周圍空氣的溫度)為。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1、連軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、輸入軸按扭矩初算軸徑 選用45調(diào)質(zhì)，硬度217~255HBS 根據(jù)教材【1】P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115 考慮有鍵槽，將直徑增大5%，則d=14.58X（1+5%）mm=15.31mm 標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=30mm，即軸伸直徑為30mm，高速軸為了隔離振動(dòng)與沖擊,選用有彈性柱銷連軸器，一邊連38mm一邊連30mm的只有LX3彈性柱銷連軸器滿足要求。 輸出軸按扭矩初算軸徑 選用45#調(diào)質(zhì)鋼，硬度（217~255HBS） 根據(jù)教材【1】P370頁(yè)式（15-2），表（15-3）取A0=115 軸伸安裝聯(lián)軸器，考慮補(bǔ)償軸的可能位移，選用無彈性元件的聯(lián)軸器，由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩得 Tc=KT=1.5×9.550××3.136/80=561.4N?m 低速軸選用無彈性擾性聯(lián)軸器JB/ZQ4384--1997，標(biāo)準(zhǔn)孔徑d=45mm，許用應(yīng)力為800許用轉(zhuǎn)速250。參考【3】P154 表5： 型號(hào) 公稱轉(zhuǎn)矩Tn 允許轉(zhuǎn)速[n] 軸孔直徑d Y型長(zhǎng)度 LX3 1250N.m 4750 30mm和38 82mm 無彈性撓性 800N.m 250 45mm 90mm 2、載荷計(jì)算 公稱轉(zhuǎn)矩T1=35.36，T2=374.36。由書中表14-1查得=1.5， 輸入軸1.5*35.36=53.04N.m<1250N.m滿足要求； 輸出軸1.5*374.36=561.54N.m<800N.m滿足要求。 6.2、輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （1）軸上零件的定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中可將蝸桿蝸齒部分安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱布置，兩軸承分別以軸肩和軸承蓋定位。 （2）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 1段：直徑d1=30mm 長(zhǎng)度取L1=80mm（連聯(lián)軸器） 2段：由教材P364知h=（0.07~0.1）d得：h=0.08 d1=0. 08×30=2.4mm 直徑d2=d1+2h=30+2×2.4=35mm,長(zhǎng)度取L2=50 mm 3段：初選用30208型單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為40mm，a寬度為16.9mm，T寬度為19.75mm取18mm加上沖壓擋油環(huán)薄壁2mm；故III段長(zhǎng)：L3=20mm 4段：由教材P364得：h=0.08 *d3=0.08×40=4mm d4=d3+2h=40+2×4=48mm長(zhǎng)度取L4=80mm 5段：直徑d5=76mm 長(zhǎng)度L5=120mm>B1（由于蝸桿齒頂圓直徑75.6mm，則做成齒輪軸) 6段：直徑d6= d=48mm 長(zhǎng)度L6=80mm 7段：直徑d7=d3=40mm 長(zhǎng)度L7=L3=20mm 圖三 初選用30208型單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為40mm，寬度為18mm。 由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距L=L4+L6+L5+2(t-a)+2*（擋油環(huán)壁2mm）=289.70mm=290mm。為提高剛度，盡量縮小支承跨距L=（0.9--1.1）da1=（272.2--332.6）mm,則290mm滿足要求。 （3）按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 ①求小齒輪分度圓直徑：已知d1=0.063m d2=302.4mm=0.3024m ②求轉(zhuǎn)矩：已知T2=374.28N·m T1=35.0N·m ③求圓周力：Ft 根據(jù)教材P252（10-3）式得： ==2T1/d1=2*35/0.063=1111.11N ==2T2/d2=2*374.28/0.3024N=2475.4N ④求徑向力Fr 根據(jù)教材【1】P252（10-3）式得： Fr=·tanα=2475.4×tan200=901N ⑤因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：LA=LB=145mm 1、繪制軸的受力簡(jiǎn)圖 2、繪制垂直面彎矩圖 軸承支反力： 由兩邊對(duì)稱，知截面C的彎矩也對(duì)稱。截面C在垂直面彎矩為： MC2=FrhL=555.6×145×=80.5N·m 3、繪制水平面彎矩圖 截面C在水平面上彎矩為： MC1=d*Ft/2=1111.1*63*/2=35N·m 4、繪制合彎矩圖 MC=(MC12+MC22)1/2=(35280.52)1/2=87.8N·m 5、繪制扭矩圖 轉(zhuǎn)矩：T= TI=35.0N·m 校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 圖四 ∵由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力,取α=0.6, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴該軸強(qiáng)度足夠。 6.3、輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： （1）軸上的零件定位，固定和裝配 單級(jí)減速器中,可以將蝸輪安排在箱體中央，相對(duì)兩軸承對(duì)稱分布，蝸輪左面用軸肩定位，右面用套筒軸向定位，周向定位采用鍵和過渡配合，兩軸承分別以軸承肩和套筒定位，周向定位則用過渡配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，蝸輪套筒， 右軸承從右面裝入。 （2）確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1、段：直徑d1=45mm 2、段：由教材P364得：h=0.07 d1=0.08×45=3.6mm 直徑d2=d1+2h=45+2×3.6=52mm,該直徑處安裝密封氈圈，查參考文獻(xiàn)[3]知標(biāo)準(zhǔn)直徑可選55mm或50mm，但應(yīng)大于52mm取d2=55mm。 2、 段：直徑d3=60mm ，由GB/T297-1994初選用30212型單列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為60mm，T為23.75mm，B=22mm。 4、段：由參考文獻(xiàn)[2]圖35知：d4=d3+2=60+2=62mm， 5、段:起定位作用，h=0.08 d4=0.08×62=5mm直徑d5=d4+2*5=72mm 6、段：d6=60 圖五 1、從前面所選取聯(lián)軸器知長(zhǎng)度取L1=90mm 2、經(jīng)過初步估算取軸承端蓋的總寬度為26mm，軸長(zhǎng)度取L2=50 mm 3、由B=22mm，軸承 離箱體內(nèi)壁10mm，蝸輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距離12mm，再加上與蝸輪輪轂端面間隙2mm，得L3=46mm(安裝套筒定位） 4、由輪轂的寬度L=90mm則此段長(zhǎng)度要比L小2mm， 取L4=88mm 5、輪轂離箱體內(nèi)壁12mm，不能干擾擋油環(huán)的安裝需小于12mm，取L5=8mm 6、由于輪是對(duì)稱裝置的，即在箱體中心，經(jīng)過計(jì)算L6=36mm 由上述軸各段長(zhǎng)度及正裝T=23.75mm，a=22.4可由L=（L4+2）+L5+（套筒長(zhǎng)）+2(T-a)算得軸支承受力跨距L=136.7mm取138計(jì)算。 （3）按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 ①求分度圓直徑：已知d2=302.4mm ②求轉(zhuǎn)矩：已知T2= TII=374.28N·m ③求圓周力Ft：根據(jù)教材P198（10-3）式得 =2T2/d2=2475.4N =1111.1N ④求徑向力Fr：根據(jù)教材P198（10-3）式得 Fr=·tanα=2475.4×tan200=901N ⑤∵兩軸承對(duì)稱則LA=LB=69mm 圖六 1、求支反力FAY、FBY、FAZ、FBZ 2、由兩邊對(duì)稱，截面C的彎矩也對(duì)稱，截面C在垂直面彎矩為 MC2=FrhL=1237.7×69×=85.4N·m 3、截面C在水平面彎矩為 MC1=d*Ft/2=2475.4*302.4*/2=374.3N·m 4、計(jì)算合成彎矩 MC=（MC12+MC22）1/2=（85.42+374.32）1/2=384N·m 5、校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度由式（15-5） ∵由教材P373式（15-5）經(jīng)判斷軸所受扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力,取α=1, 前已選定軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由教材【1】P362表15-1查得,因此<,故安全。 ∴此軸強(qiáng)度足夠 七、滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命： 1班制，每班按照8小時(shí)計(jì)算，壽命10年。 =1810300=29200小時(shí)。 7.1、計(jì)算輸入軸軸承 初選兩軸承30208型單列圓錐滾子軸承查參考文獻(xiàn)【3】可知蝸桿承 軸Ⅰ30208兩個(gè)，蝸輪軸承30213兩個(gè)，(GB/T297-1994) 表6： 軸承代號(hào) 基本尺寸/mm 計(jì)算系數(shù) 基本額定/kN d D T a 受力點(diǎn) e Y 動(dòng)載荷Cr 靜載荷Cor 30208 40 80 19.75 16.9 0.37 1.6 63.0 74.0 30212 60 110 23.75 22.4 0.4 1.5 103 130 圖七 (1)求兩軸承受到的徑向載荷和 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面圖(2)和水平面圖(3)兩個(gè)平面力系。其中圖(3)中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指定軸線;圖(1)中的亦通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。由力分析知: N （2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 對(duì)于30208型軸承,按教材P322表13-7,其中,e為教材P321表13-5中的判斷系數(shù)e=0.37,因此估算 按教材P322式(13-11a) =284N (3)求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 因?yàn)? 46720h故所選軸承滿足壽命要求。 7.2、計(jì)算輸出軸軸承 圖八 初選兩軸承為30212型圓錐滾子軸承查圓錐滾子軸承手冊(cè)可知其基本額定動(dòng)載荷=103KN基本額定靜載荷=130KN (1)求兩軸承受到的徑向載荷和 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面圖(2)和水平面圖(3)兩個(gè)平面力系。其中圖(3)中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指定軸線;圖(1)中的亦通過另加彎矩而平移到作用于軸線上。由力分析知: N （2）求兩軸承的計(jì)算軸向力 對(duì)于30213型軸承,按教材P322表13-7,其中,e為教材P321表13-5中的判斷系數(shù)e=0.4,因此估算 按教材P322式(13-11a) =415N (3) 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 46720h故所選軸承滿足壽命要求 8、 鍵及聯(lián)軸器連接的選擇及校核計(jì)算 8.1、連軸器與電機(jī)連接采用平鍵連接 查表P174的Y132M軸徑d1=38mm，E=80mm取L電機(jī)=50mm 查參考文獻(xiàn)[5]P140選用A型平鍵，得：b=10 h=8 L=50 即：鍵A10×50 GB/T1096-2003 T額=20000N·m 根據(jù)教材P106式6-1得 σp=2T2/dhl=2×20000/（10×8×50）=10Mpa<[σp](110Mpa) 8.2、輸入軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接 軸徑d2=30mm L1=80mm T=35.0N·m 查手冊(cè)選A型平鍵，得：b=8 h=7 L=70 軸槽深t=4.4mm，輪轂槽深=3.3mm 即：鍵A8×70 GB/T1096-2003 σp=2T/dhl=2×35000/（30×7×70）=4.76Mpa<[σp](110Mpa) 8.3、輸出軸與聯(lián)軸器連接用平鍵連接 軸徑d3=45mm L2=90mm T=374.28N.m 查手冊(cè)P51 選用A型平鍵，得：b=14 h=9 L=80 軸槽深t=5.5mm，輪轂槽深=3.8mm 即：鍵A18×80GB/T1096-2003 根據(jù)教材P106（6-1）式得 σp=2T/dhl=2×374280/（45×9×80）=23.1Mpa<[σp] (110Mpa) 8.4輸出軸與渦輪連接用平鍵連接 軸徑d4=62mm L2=88mm T=374.28N.m 查手冊(cè)P51 選用A型平鍵，得：b=18 h=11 L=80 軸槽深t=7mm，輪轂槽深=4.4mm 根據(jù)教材P106（6-1）式得 σp=2T/dhl=2×374280/（62×11×80）=13.7Mpa<[σp] (110Mpa) 表7： 名稱 鍵寬b 鍵高h(yuǎn) 鍵長(zhǎng)L 軸槽深t 轂槽深 連電機(jī)軸 10 8 50 5 3.3 輸入軸 8 7 70 4.4 3.3 輸出軸 14 9 80 5.5 3.8 輪處 18 11 80 7 4.4 9、 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說明 9.1、箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料 采用下置剖分式蝸桿減速器（由于V=1m/s4m/s） 鑄造箱體，材料HT150。 9.2、鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系（參考文獻(xiàn)【3】P26） 表8： 名 稱 符 號(hào) 尺 寸 關(guān) 系 計(jì) 算 結(jié) 果 機(jī)座壁厚 0.04a+3≥8 10 機(jī)蓋壁厚 0.85δ≥8 10 機(jī)座凸緣厚度 b 1.5δ 15 機(jī)蓋凸緣厚度 15 機(jī)座底凸緣厚度 p 2.5δ 25 地腳螺釘直徑 0.036a+12 17.76取 M20 地腳螺釘數(shù)目 n 4 4 軸承旁連接螺栓直徑 16 M16 機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑 12 M12 軸承端蓋螺釘直徑 10 M10 窺視孔蓋螺釘直徑 8 M8 Df，d1，d2至外壁距離 C1 見表 26,22,16 df，d1,d2至凸邊緣距離 C2 見表 24,20,14 軸承端蓋外徑 D2 軸承座直徑+（5--5.5） 桿：134 輪：174 定位銷直徑 d 8 聯(lián)接螺栓間距 L L=150--200 150mm 蝸輪外圓與內(nèi)機(jī)壁距離 ＞1.2δ 15 蝸輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距離 ≥δ 12 機(jī)蓋 機(jī)座肋厚 、m ≈0.85 ≈0.85 8.5 8.5 軸承端蓋凸緣厚度 e （1~1.2） 12 外機(jī)壁到軸承端面的距離 L1 c1+c2+(5--8) 48 蝸輪離頂壁距離S S S>2m+ >15.6取18mm 9.3、齒輪的潤(rùn)滑 因齒輪的圓周速度<12 m/s，所以采用浸油潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式。高速齒輪浸入油面高度約0.7個(gè)齒高，但不小于10mm，低速級(jí)齒輪浸入油面高度約為1個(gè)齒高（不小于10mm），1/6齒輪。 9.4、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 因潤(rùn)滑油中的傳動(dòng)零件（齒輪）的圓周速度V≥1.5～2m/s所以采用飛濺潤(rùn)滑，在軸承內(nèi)側(cè)加一個(gè)擋油環(huán)，寬為+—L5=14mm 9.5、密封 軸承蓋上均裝墊片，參考文獻(xiàn)[3]P165知：輸入軸處d1=34mm，D=47mm；輸出軸d1=54mm，D=71mm。透蓋上裝密封圈。 9.6、注意事項(xiàng) （1）裝配前，所有的零件用煤油清洗，箱體內(nèi)壁涂上兩層不被機(jī)油浸蝕的涂料； （2）齒輪嚙合則隙用鉛絲檢驗(yàn)，高速級(jí)則隙應(yīng)不小于0.211mm，低速級(jí)則隙也不應(yīng)小于0.211mm； （3）齒輪的齒則間隙最小= 0.09mm，齒面接觸斑點(diǎn)高度>45%，長(zhǎng)度>60%； （4）30212和30208型單列圓錐滾子軸承的軸向游隙均為0.10～0.15mm；用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑； （5）減速器裝置內(nèi)裝CKC150工業(yè)用油至規(guī)定的油面高度范圍； （6）減速器外表面涂灰色油漆； （7）按減速器的實(shí)驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行試驗(yàn)。 （8）最低浸油一個(gè)齒高，最高浸油面比最低浸油面高出10mm 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： Y100L-2 設(shè)計(jì)小結(jié) 經(jīng)過幾周的課程設(shè)計(jì)，我終于完成了自己的設(shè)計(jì)，還是感覺學(xué)到了很多的關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)，這些都是在平時(shí)的理論課中不能學(xué)到的。還將過去所學(xué)的一些機(jī)械方面的知識(shí)系統(tǒng)化，使自己在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用能力得到了很大的加強(qiáng)。 除了知識(shí)外，也體會(huì)到作為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中必須嚴(yán)肅、認(rèn)真，并且要有極好的耐心來對(duì)待每一個(gè)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中，我們會(huì)碰到好多問題，這些都是平時(shí)上理論課中不會(huì)碰到，或是碰到了也因?yàn)椴挥枚蝗ド罹康膯栴}，但是在設(shè)計(jì)中，這些就成了必須解決的問題，如果不問老師或是和同學(xué)討論，把它搞清楚，在設(shè)計(jì)中就會(huì)出錯(cuò)，甚至整個(gè)方案都必須全部重新開始。比如軸上各段直徑的確定，以及各個(gè)尺寸的確定