畢業(yè)設(shè)計(jì) 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)

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1、 重慶三峽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器 院 系 應(yīng) 用 技 術(shù) 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2 0 0 8 級(jí) 學(xué)生學(xué)號(hào) 200815144145 學(xué)生姓名 蔣興濤 指導(dǎo)教師 宋 淵 明 職稱 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 完成畢業(yè)論文時(shí)間 2011 年 12 月 目 錄 摘要Ⅰ 第一章 緒 論 1 1.1 本課題的背景及意義 1 1.2

2、 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求 1 1.3 國(guó)內(nèi)減速器產(chǎn)品發(fā)展的狀況 1 1.4 國(guó)外減速器產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r 2 1.5 本設(shè)計(jì)的要求 2 1.6 研究?jī)?nèi)容 3 第二章 減速器的總體設(shè)計(jì) 5 2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 5 2.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 7 2.3 軸的設(shè)計(jì) 16 第三章 軸承的選擇和計(jì)算 22 3.1 渦輪軸的軸承選擇和計(jì)算 22 3.2 蝸桿軸的軸承選擇和計(jì)算 24 3.3 減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 24 第四章 其他零件設(shè)計(jì) 26 4.1 鍵聯(lián)接的選擇和計(jì)算 26 4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算 27 4.3 減速器的潤(rùn)滑

3、 28 4.4 部分零件加工工藝工程 28 結(jié) 論 33 參考文獻(xiàn) 34 Abstract 36 摘 要 這篇課程設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。下置式蝸輪蝸桿是減速器的一種形式，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)V≤4-5 m/s。 在論文中，首先，對(duì)此次課程設(shè)計(jì)要求作了簡(jiǎn)單的介紹，接著闡述了蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)和條件。然后對(duì)其結(jié)構(gòu)粗設(shè)計(jì)，接著就按課程設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論進(jìn)行尺寸的計(jì)算和校核。代表著減速器的一般過程。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，在蝸輪蝸桿減速器的

4、設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大的差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造蝸輪蝸桿減速器的過程中存在著很大程度的缺點(diǎn)，問題如：輪齒根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；剛度的條件；蝸輪蝸桿的校核。 關(guān)鍵詞：滾子軸承、蝸輪蝸桿減速器、蝸桿、蝸輪、鍵、聯(lián)軸器 - 37 - 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器 第一章 緒論 1.1 本課題的背景及意義 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CA

5、D/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)。本次設(shè)計(jì)是蝸輪蝸桿減速器，通過本課題的設(shè)計(jì)，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。 1.2 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求 機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要的具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來(lái)考慮零件的設(shè)計(jì)。實(shí)際零件的步驟通常包括：選擇零件的類型；確定零件上的載荷；零件失效分析；選擇零件的材料；通過承載能力計(jì)算初步確定零件的主要尺寸；分析零部件的結(jié)構(gòu)合理性；作出零件工作圖和部件裝配圖對(duì)一些由專門工廠大批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件主要是根據(jù)機(jī)器工作要求和承載能力計(jì)算，由標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。 根據(jù)工藝性及標(biāo)準(zhǔn)化等原則對(duì)零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是分

6、析零部件結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)。有了準(zhǔn)確的分析和計(jì)算，而如果零件的結(jié)構(gòu)不合理，則不僅不能省工省料，甚至使相互組合的零件按不能裝配成合乎機(jī)器工作和維護(hù)要求的良好部件，或者根本裝不起來(lái)。 1.3 國(guó)內(nèi)減速器產(chǎn)品發(fā)展的狀況 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)為主，但普片存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比達(dá)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。 1.4 國(guó)外減速器產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r 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

7、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能解決好。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的方向發(fā)展。 1.5 本設(shè)計(jì)的要求 本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求機(jī)械零件的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要的具體內(nèi)容，因此，必須從機(jī)器整體出發(fā)來(lái)考慮零件的設(shè)計(jì)計(jì)算，而如果零件的結(jié)構(gòu)不合理，則不僅不能省工省料，甚至使相互結(jié)合的零件不能裝配成合乎機(jī)器工作和維修要求的良好部件，或者根本裝不起來(lái)。 機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)綜合性指標(biāo)，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)應(yīng)最大限度的考慮經(jīng)濟(jì)性。提高設(shè)計(jì)制造經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：①盡量采用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法

8、，力求參數(shù)最優(yōu)化，以及應(yīng)用CAD技術(shù)，加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，降低設(shè)計(jì)成本；②合理的組織設(shè)計(jì)和制造過程；③最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及通用化零部件；④合理地選擇材料，改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性，盡可能采用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝和新技術(shù)，使其用料少、質(zhì)量輕、加工費(fèi)用低、易于裝配⑤盡力改善機(jī)器的造型設(shè)計(jì)，擴(kuò)大銷售量。 提高機(jī)器只用經(jīng)濟(jì)性的主要途徑有：①提高機(jī)器的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，以提高機(jī)器的生產(chǎn)率和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量；②選用高效率的傳動(dòng)系統(tǒng)和支承裝置，從而降低能源消耗和生產(chǎn)成本；③注意采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)、潤(rùn)滑和密封裝置，以延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，并避免環(huán)境污染。 機(jī)器在預(yù)定工作期限內(nèi)必須具有一定的可靠性。提高機(jī)器可靠

9、度的關(guān)鍵是提高起組成零部件的可靠度。此外，從機(jī)器設(shè)計(jì)的角度考慮，確實(shí)適當(dāng)?shù)目煽啃运?，力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少零件數(shù)目，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)間及可靠零件，合理設(shè)計(jì)機(jī)器的組件和部件以及必要時(shí)選取較大的安全系數(shù)等，對(duì)提高機(jī)器可靠度也是之分有效的。 1.6研究?jī)?nèi)容（設(shè)計(jì)內(nèi)容） （1） 蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn) 蝸輪蝸桿減速器的特點(diǎn)是具有方向自鎖功能，可以有較大的減速化，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。 蝸輪蝸桿減速器是以蝸桿為主動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和制動(dòng)的一種機(jī)械裝置。當(dāng)蝸桿作為傳動(dòng)裝置時(shí)，在蝸輪蝸桿的共同作用下，使機(jī)器運(yùn)行起來(lái)，在此過程中蝸桿傳動(dòng)就

10、基本上克服了以往帶傳動(dòng)的摩擦損耗；在蝸桿作為制動(dòng)裝置時(shí)，蝸輪，蝸桿的嚙合，可使機(jī)器在運(yùn)行時(shí)停下來(lái)，這個(gè)過程中我干渦輪的嚙合靜摩擦達(dá)到最大，可使運(yùn)動(dòng)中的機(jī)器在瞬間停止。在工業(yè)生產(chǎn)中既節(jié)省了時(shí)間又增加了生產(chǎn)俠侶，而在工藝裝備的機(jī)械減速裝置，深受用戶的美譽(yù)，是眼前當(dāng)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大小扭矩，大速比，低噪音，高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動(dòng)獨(dú)攬裝置的最佳選擇。 (2) 方案擬定 A、箱體 （1）：蝸輪蝸桿箱體內(nèi)壁線的確定；（2）：軸承孔尺寸的確定；（3）：箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) a.箱體壁厚及其結(jié)構(gòu)尺寸的確定 b.軸承旁鏈接螺栓凸臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸的確定 c.確定箱蓋頂部外表輪廓 d.外表面輪廓確定箱座高度和油面 e

11、.輸油溝的結(jié)構(gòu)確定 f.箱蓋、箱座凸緣及鏈接螺栓的布置 B、軸系部件 （1）蝸輪蝸桿減速器軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) a.軸的徑向尺寸的確定 b.軸的軸向尺寸的確定 （2）軸系零件強(qiáng)度校核 a.軸的強(qiáng)度校核 b.滾動(dòng)軸承壽命的校核計(jì)算 C、減速器附件 a.窺視孔和視孔蓋 b.通氣器 c.軸承蓋 d.定位銷 e.油面指示裝置 f.油塞 g.起蓋螺釘h.起吊裝置 第二章 減速器的總體設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 2.1.1 擬定傳動(dòng)方案 本設(shè)計(jì)采用蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1.1所示。 2.1.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 （1） 選擇電動(dòng)機(jī)

12、的類型 按已知條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V。 （2） 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 由已知功率Pw=5KW 為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率Pd,需確定傳動(dòng)裝置總效率。設(shè)各效率（蝸輪蝸桿一級(jí)傳動(dòng)）、（滾動(dòng)軸承）、（彈性聯(lián)軸器）。由表2-2查得：=0.8；=0.98；=0.99；則傳動(dòng)裝置的總效率為： 。 電動(dòng)機(jī)所需功率： 查表，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率 Pcd =11KW。 （3） 選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 選用常用同步轉(zhuǎn)速1000r/min和1500r/min兩種作對(duì) 比。 工作機(jī)轉(zhuǎn)速 由已知可得=60r/min 總傳動(dòng)比i=/ ,其中為電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速。

13、 現(xiàn)將兩種電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)列于表1.2比較。 表1.2 兩種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)比較 方案 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/kw 同步轉(zhuǎn)速/() 滿載轉(zhuǎn)速/() 總傳動(dòng)比i Ⅰ Y160L-6 11 1000 970 16.17 Ⅱ Y160M-4 11 1500 1460 24.33 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格、傳動(dòng)比及市場(chǎng)供應(yīng)情況，決定選用方案Ⅱ。 （4） 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率和同步轉(zhuǎn)速，選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4。查表16-2知電動(dòng)機(jī)的機(jī)座中心高為160mm,外伸軸徑為42mm,外伸軸長(zhǎng)度為110mm。 2.1.3

14、傳動(dòng)比的分配 由于是一級(jí)渦輪蝸桿減速器，故傳動(dòng)比為總傳動(dòng)比24.33。 2.1.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 （1） 各軸的出入功率 軸ⅠP1 =Pη聯(lián)η軸 =80.990.99=7.8KW 軸ⅡP2 =P1η蝸η軸η聯(lián) =7.80.8 0.990.99=6.12KW （2）各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī)：nm =1460 r/min 軸Ⅰ：n1 =nm =1460 r/min 軸Ⅱ：n2 ==1460/24.33= 60.01 r/min （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸：Td =9550pd/nm=95508/146

15、0=52.33N●m 軸Ⅰ：T1=9550p1/n1=95507.8/1460=51.02N●m 軸Ⅱ：T2=9550p2/n2=95506.12/60.01=973.94N●m 上述計(jì)算結(jié)果見表1-3 表1-3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 輸入功率（KW） 轉(zhuǎn)速n(r/min) 輸入轉(zhuǎn)矩（N●m） 傳動(dòng)比 電動(dòng)機(jī)軸 8 1460 52.33 1 軸Ⅰ 7.8 1460 51.02 24.33 軸

16、Ⅱ 6.12 60.01 973.94 2.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.21 輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 一． 選擇渦輪蝸桿類型、材料、精度 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）蝸桿材料選用45鋼，整體調(diào)制，表面淬火，齒面硬度45～50HRC。渦輪齒圈材料選用ZCuSn10Pb1,金屬模鑄造，滾銑后加載跑合，8級(jí)精度，標(biāo)準(zhǔn)保證側(cè)隙c。 二． 計(jì)算步驟 1. 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)公式m2d1≥KT2〔〕2 mm （1）選Z1，Z2： 查表7.2取z1=2, z2=z1n1/n2=21460/60.01=48.66≈49. z

17、2在28~72之間，故合乎要求。 初估η=0.8 （2） 渦輪轉(zhuǎn)矩T2： T2=T1iη=9.551067.824.330.8/1460=993063.95 N●mm （3）載荷系數(shù)K: 因載荷平穩(wěn)，查表7.8取K=1.1 （4）材料系數(shù)ZE 查表7.9，ZE=156 （5）許用接觸應(yīng)力[OH] 查表7.10，[OH]=220Mpa N=60njLh=6060.01112000=4.321107 ZN===0.83282157 [H]=ZN[OH]=0.83282157220=183.2 （6）m2dl: m2d1≥KT2〔〕2=1.1993063.95〔〕

18、2=2416.29mm (7)初選m2，d1的值： 查表7.1取m=6.3,d1=80 m2d1=3175＞2416.29 （8）導(dǎo)程角 tan ===0.15 =arctan0.15=8.5 （9）滑動(dòng)速度vs vs===6.17m/s (10)嚙合效率 由vs=6.17m/s查表7.5得v=116′ 1===0.2/0.223=0.896 (11)傳動(dòng)效率 取軸承效率2=0.99，攪油效率3=0.98 =123=0.8960.990.98=0.87 T2=T1i=9.5510624.337.80.87/1460=1079957.04 N●mm （12）校

19、驗(yàn)m2d1的值 m2d1≥KT2〔〕2=1.11079957.04〔〕2=2627.71＜3175 原選參數(shù)瞞住齒面接觸疲勞強(qiáng)度要求 2.確定傳動(dòng)的主要尺寸 m=6.3，d1=80，z1=2，z2=49 a===194.35mm （2）蝸桿尺寸 分獨(dú)院直徑d1 d1=80mm 齒頂圓直徑da1 da1=d1+2ha1=（80+26.3）=95.6mm 齒根圓直徑df1 df1=d1-2hf=80-26.3（1+0.2）=64.88mm 導(dǎo)程角 =8.5 右旋 軸向齒距 Px1=πm=

20、3.146.3=19.78mm 齒輪部分長(zhǎng)度b1 b1≥m（11+0.06z2）=6.3（11+0.0649）=87.82mm 取b1=90mm （2）渦輪尺寸 分度圓直徑d2 d2=mz2=6.349=308.7mm 齒頂高 ha2=ha*m=6.31=6.3 齒根高 hf2=（ha*+c*）m=（1+0.2）6.3=7.56 齒頂圓直徑da2 da2=d2+2ha2=308.7+26.31.2=323.82mm 齒根圓直徑df2 df2=d2-2m（ha*+c*）=308

21、.7-26.3（1+0.2）=293.58mm 導(dǎo)程角 =8.5 右旋 軸向齒距 Px1=πm=3.146.3=19.78mm 齒輪齒寬b2 b2=0.75da1=0.7595.6=71.7mm 齒寬角 sin（α/2）=b2/d1=71.7/80=0.896 渦輪咽喉母圓半徑 rg2=a-da2/2=194.35-323.82/2=32.4mm （3）熱平衡計(jì)算 ①估算散熱面積A A=0.33=0.33=1.0557m2 ②驗(yàn)算油的工作溫度ti

22、室溫t0：通常取20 散熱系數(shù)Ks：Ks=20W/（m2℃） ti=68.03℃＜80℃ 油溫未超過限度 （4）潤(rùn)滑方式 根據(jù)Vs=6.17m/s,查表7.14，采用浸油或噴油潤(rùn)滑，油的運(yùn)動(dòng)粘度V40℃=220mm2/s （5）蝸桿、渦輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（單位：mm） ①渦輪軸的設(shè)計(jì) 最小直徑估算 Dmin≥c c查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.3得 c=126 dmin≥126=58.84 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.5，選dmin=60 d1=dmin+2a=72 a≥（0.07～0.1）dmin=6 d2=d2+（1～5）mm=72+

23、4=76 d3=d2+（1～5）mm=76+5=81 d4=d3+2a=81+27=95 a≥(0.07～0.1)d3=6.885≈7 h由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4查得h=5.5 b=1.4h=1.45.5=7.7≈8 d5=d4-2h=95-25.5=84 d6=d2=76 l1=70+2=72 ②蝸桿軸的設(shè)計(jì) 最小直徑估算 dmin≥c=126=20.03 取dmin=22 d1=dmin+2a=22+23=28 a=（0.07～0.1）dmin=2.55≈3 d2=d1+（1～5）=28+5=33 d3=d2+2a=33+23=39

24、 a=（0.07～0.1）d2=2.8≈3 d4=d2=33 h查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.4 蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。渦輪采用輪箍式，青銅輪緣于鑄造鐵心采用H7/s6配合，并加臺(tái)肩和螺釘固定，螺釘選6個(gè) 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果列于下表： 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 蝸桿 中心距 a a= 194.35 傳動(dòng)比 i i= 24.33 蝸桿分度圓柱的導(dǎo)程角 8.5 蝸桿軸向壓力角 標(biāo)準(zhǔn)值 20 齒數(shù) Z1 2 分度圓直徑 d1 d1=mq 80 齒頂圓直徑 95.6 齒根圓直徑 64

25、.88 蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度 b1 90 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 渦輪 中心距 a a= 194.35 傳動(dòng)比 i i= 24.33 渦輪端面壓力角 標(biāo)準(zhǔn)值 20 渦輪分度圓柱螺旋角 8.5 齒數(shù) Z2 Z2=iz1 49 分度圓直徑 d2 d2=mq 308.7 齒頂圓直徑 323.82 齒根圓直徑 293.58 渦輪最大外圓直徑 b2 333 2.3 軸的設(shè)計(jì) 2.3.1 渦輪軸的設(shè)計(jì) （1）選擇軸的材料 選取45剛，調(diào)質(zhì)，硬度HBS=230，

26、強(qiáng)度極限，由表查得其許用彎曲應(yīng)力 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（表10-1、10-3） （2）初步估算軸的最小直徑 Dmin≥c c查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.3得 c=126 dmin≥126=58.84 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表11.5，選dmin= 60 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ①軸上零件的定位、固定和裝配 單機(jī)減速器中，可將齒輪安排在箱體中央，相對(duì)量軸承對(duì)稱分布，齒輪左面由軸肩和套筒定位，周向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位，右面用軸端擋圈軸向固定。 見鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，齒輪、套筒、

27、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝到軸上。 ②確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ段d1=60mm L1=70mm Ⅱ段選30213型圓錐滾子軸承，起內(nèi)徑為65mm,寬度為23mm。故Ⅱ段直徑d2=65mm。 Ⅲ段考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁、軸承端蓋與箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離，則取套筒長(zhǎng)為38mm。故L3=40mm，d3=70mm。 Ⅳ段d4=77mm，L4=80mm。 Ⅴ段d5=d4+2h=77+25.5=88mm，L5=8mm。 Ⅵ段d6=68mm，L6=22mm。 Ⅶ段d7=d2=65mm，L7=25mm。 （4）按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 ①繪出軸的結(jié)構(gòu)與裝配圖（a）圖 ②繪出軸的受

28、力簡(jiǎn)圖（b）圖 ③繪出垂直面受力圖和彎矩圖（c）圖 = 軸承支反力： 計(jì)算彎矩： 截面C右側(cè)彎矩 截面C左側(cè)彎矩 ④繪制水平面彎矩圖 （d）圖 軸承支反力： 截面C處的彎矩 ⑤繪制合成彎矩圖 （e）圖 ⑥繪制轉(zhuǎn)矩圖 （f）圖 ⑦繪制當(dāng)量彎矩圖 （g）圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪應(yīng)力按脈動(dòng)循

29、環(huán)變化，取0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩為 ⑧核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度 ＜，安全。 圖1.1 低速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩 （a）軸的結(jié)構(gòu)與裝配 （b）受力簡(jiǎn)圖（c）水平面的受力和彎矩圖（d）垂直面的受力和彎矩圖（e）合成彎矩圖（f）轉(zhuǎn)矩圖（g）計(jì)算彎矩圖 2.3.2軸的結(jié)構(gòu)見圖1.2所示 圖1.2渦輪軸的結(jié)構(gòu)圖 2.3.3蝸桿軸的設(shè)計(jì) （1）選擇軸的材料 選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HBS=230，強(qiáng)度極限，屈服極限，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限，對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。 （2）初步估算軸的最小直徑 最小直徑估算

30、 取dmin=24 （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按軸的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求選取軸承出的軸徑d=35mm，初選軸承型號(hào)為30207圓錐滾子軸承（GB/T297-94），采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，其中，齒根圓直徑df1=64.88mm，分度圓直徑d1=80，齒頂圓直徑=95.6mm，長(zhǎng)度尺寸根據(jù)中間軸的機(jī)構(gòu)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，校核的方法與渦輪軸相類似，經(jīng)過具體的設(shè)計(jì)和校核，得該蝸桿軸結(jié)構(gòu)是符合要求的，是安全的，軸的結(jié)構(gòu)見圖1.3所示： 圖1.3蝸桿軸的結(jié)構(gòu)草圖 第三章 軸承的選擇和計(jì)算 3.1 渦輪軸的軸承選擇和計(jì)算 按軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，初步選用30213圓錐滾子軸承，內(nèi)徑為65mm, 外徑為1

31、20mm，寬度為23mm。 （1）計(jì)算軸承載荷 ①軸承的徑向載荷 軸承A： 軸承B： ②軸承的軸向載荷 軸承的派生軸向力 查表得： 所以 無(wú)外部軸向力。因?yàn)椋?軸承A被“壓緊”，所以，兩軸承的軸向力為 ③計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 由表查得圓錐滾子軸承30213的e=0.4 去載荷系數(shù)， 軸承A:＜e 取X=1，Y=0,則 3.2蝸桿軸的軸承的選擇和計(jì)算 按軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用30207圓錐滾子軸承（GB/T297-94）,經(jīng)校核所選軸承能滿足使用壽命，合適。具體的校核過程略。 3.3減速器鑄造箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸（單位：mm） （1）箱座（

32、體）壁厚：，其中； （2）箱蓋壁厚：，取； （3）箱座、箱蓋、箱座底的凸緣厚度：，； （4）地腳螺栓直徑及數(shù)目：根據(jù)，得18.9，取，地腳螺釘數(shù)目為4個(gè)； （5）軸承旁連接螺栓直徑：； （6）箱蓋、箱座連接螺栓直徑：，?。? （7）表3-1軸承端蓋螺釘直徑： 高速軸 低速軸 軸承座孔（外圈）直徑 100 130 軸承端蓋螺釘直徑d3 12 16 螺釘數(shù)目 6 6 （8）檢查孔蓋螺釘直徑：本減速器為一級(jí)傳動(dòng)減速器，所以取； （9）軸承座外徑：，其中D為軸承外圈直徑，把數(shù)據(jù)代入上述公式，的數(shù)據(jù)如下： 高速軸：取， 低速軸：,取，取; (10)表3-2螺

33、栓相關(guān)尺寸： 锪孔直徑 36 30 26 至箱外壁的距離 24 20 18 至凸緣邊緣的距離s 20 18 16 （11）軸承旁連接螺栓的距離：S以d1螺栓和d3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近，一般取; (12)軸承旁凸臺(tái)半徑：，根據(jù)d1而得； （13）軸承旁凸臺(tái)高度：h根據(jù)低速軸軸承外徑D2和d1扳手空間c1的要求，由結(jié)構(gòu)確定； （14）箱外壁至軸承座端面的距離： ，取L=48； （15）箱蓋、箱座的肋厚：，取m1=12，，取m=14； （16）大齒輪丁原與箱內(nèi)壁之間的距離：，?。? （17）鑄造斜度、過度斜度、鑄造外圓角、內(nèi)圓角：鑄造斜度,過

34、度斜度，鑄造外圓角，鑄造內(nèi)圓角。 第四章 其他零件設(shè)計(jì) 4.1鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 4.1.1高速軸鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 高速軸采用蝸桿軸結(jié)構(gòu)，因此無(wú)需采用鍵聯(lián)接。 4.1.2低速軸與渦輪聯(lián)接用鍵的選擇和強(qiáng)度校核 （1）選用普通平鍵（A型） 按低速軸裝渦輪處的軸徑d=77mm，以及輪轂長(zhǎng),查表，選用鍵221463 GB1096—2003。 （2）強(qiáng)度校核 鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度 ，，按公式的擠壓應(yīng)力 ，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。 4.2 聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算 4.2.1高速軸輸入端的聯(lián)軸器 計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取,有：，查表選用T

35、L5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料為45鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速，標(biāo)記：LT5聯(lián)軸器3050 GB4323—84。 選鍵，裝聯(lián)軸器處軸徑為30mm，選用鍵8745 GB1096—79，對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，鍵的工作長(zhǎng)度，，按公式的擠壓應(yīng)力，合格。所以高速級(jí)選用的聯(lián)軸器為L(zhǎng)T5聯(lián)軸器3050GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為8745GB1096—79。 4.3 減速器的潤(rùn)滑 減速器中渦輪和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其主要目的是減少摩擦磨損和提高傳動(dòng)效率，并起冷卻和散熱的作用。另外，潤(rùn)滑油還可以防止零件銹蝕和降低減速器的噪聲和振動(dòng)等。 本設(shè)計(jì)選取潤(rùn)滑油溫度t=40℃時(shí)的蝸輪蝸桿油

36、，渦輪采用浸油潤(rùn)滑，浸油深度約為個(gè)螺牙高，但油面不應(yīng)高于蝸桿軸承最低一個(gè)滾動(dòng)體中心。 4.4 部分零件加工工藝過程 4.4.1軸的加工工藝過程 軸的工藝過程相對(duì)于箱蓋，底座要簡(jiǎn)單許多，本設(shè)計(jì)輸出軸的一般工藝過程為： （1）落料、鍛打 （2）假短端、粗車長(zhǎng)端端面、打中心孔 （3）夾短端、粗車長(zhǎng)端各檔外圓、倒角 （4）反向夾長(zhǎng)端，粗車短端外圓、倒角、粗車短端端面、打中心孔 （5）熱處理 （6）夾短端，半精車短端外圓 （7）反向夾長(zhǎng)端，半精車短端外圓 （8）磨長(zhǎng)端外圓 （9）反向磨短端外圓 （10）銑兩鍵槽 （11）加工好的渦輪軸 4.4.2箱體加工工藝過程

37、 蝸輪蝸桿減速器的箱蓋和箱體，他們的工藝過程比較復(fù)雜，先是箱蓋和箱體分別單獨(dú)進(jìn)行某些工序，然后合在一起加工，最后又分開加工。 箱蓋單獨(dú)先進(jìn)行的工序有： （1） 箱蓋鑄造 （2） 回火、清沙、去毛刺、打底漆、毛培檢驗(yàn) （3） 铇視孔頂面 （4） 铇剖分面 （5） 磨剖分面 （6） 鉆、攻起蓋螺釘 完成前述單獨(dú)工序后，即可進(jìn)行系列工序： （1） 箱蓋、箱體對(duì)準(zhǔn)合攏，夾緊；鉆、鉸定位銷孔，敲入圓錐銷 （2） 鉆箱蓋和箱體的聯(lián)接螺栓孔，刮魚眼坑 （3） 分開箱殼，清除部分面毛刺、清理切削 （4） 合攏箱殼，敲入定位銷，擰緊聯(lián)接螺栓 （5） 銑兩端面 （6） 粗鏜各軸軸承座孔

38、 （7） 精鏜個(gè)軸軸承座孔 （8） 鉆、攻兩端面螺孔 （9） 拆開箱殼 （10） 裝上油塞，箱體地腳螺栓孔劃線 （11） 鉆地腳螺栓孔、刮魚眼坑 （12） 箱蓋上固定視孔蓋的螺釘孔劃線 （13） 鉆、攻固定視孔蓋的螺釘孔 （14） 去處箱蓋、箱體接合面毛刺，清除鐵屑 （15） 內(nèi)表面涂紅漆 結(jié) 論 這次通過對(duì)已知條件對(duì)蝸輪蝸桿減速器的結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行分析，得出總體方案。按總體方案嘴各零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出蝸輪蝸桿減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個(gè)系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計(jì)校核計(jì)算，得出各零部件的具體尺寸

39、，再重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理得出最后的設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書。此次設(shè)計(jì)通過對(duì)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，使我對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí)。熟悉了渦輪、軸等多種常用的零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊(cè)，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。 這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，綜合運(yùn)用了個(gè)科學(xué)專業(yè)知識(shí)，查各種知識(shí)手冊(cè)從中使我學(xué)習(xí)了很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或?yàn)樯钊氲膬?nèi)容。我相信這次設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 由于自己所學(xué)知識(shí)有限，而機(jī)械設(shè)計(jì)又是一門非常深?yuàn)W的學(xué)科，所以我要感謝此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師宋淵明老師，在宋老師的幫助下順利完成了此次設(shè)計(jì)

40、，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我受益匪淺，再次感謝宋老師。 參考文獻(xiàn) 1 吳彥農(nóng)，康志軍.Solidworks2003時(shí)間教程.淮陰：淮陰工學(xué)院，2003 2 殷玉楓.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 3 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 4 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第四版 第4卷）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 5 葛常清.機(jī)械制圖（第二版）.北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2000 6 朱 敬.孫明，邵謙謙.AutoCAD2005.電子工業(yè)出版社，2004 7董玉平.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2001 8曾正明.機(jī)械工程材料手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2

41、003 9 周昌治.楊忠鑒，趙之源，陳光凌.機(jī)械制造工藝學(xué).重慶：重慶大學(xué)出版社，1999 10 曲寶章.黃光燁.機(jī)械加工工藝基礎(chǔ).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002 11 張福潤(rùn).徐鴻本，劉延林.機(jī)械制造基礎(chǔ)（第二版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002 12徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2004 13 寧汝新.趙汝嘉.CAD/CAM.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 14 司徒忠.李璨.機(jī)械工程專業(yè)英語(yǔ).武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001 15 甘登岱.AutoCAD2000.航空工業(yè)出版社，2000 16 甘永立.幾何量公差與檢測(cè).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004

42、 ABSTRACT This article mainly elaborates the course design of the paper was a system about worm reducer design method. Underneath type worm is a form of speed reducer, and the worm compared with style reducer placed on small, stirring oil loss as well as good lubrication

43、 condition, suitable for transmission V acuities 4-5 m/s. In the paper, firstly, to the curriculum design requirements made simple introduction, then expounds the structure of worm and condition. Then the structure design, then press coarse curriculum design standards and design theory to calc

44、ulate and check the size of. Represents the general process of speed reducer. To the rest of the worm design work also has a certain value. At present, in the worm reducer design, manufacturing and application, compared with domestic and foreign advanced level are still big gap. Domestic in designing and manufacturing process of worm gear reducer exist in large degree of faults, questions like: wheel dedendum cut; The correct design; worm blank Stiffness conditions; Worm dynamicrigidity. KEY WORDS：Roller bearings, worm reducer, worm and worm and key, coupling