單級(jí)蝸桿減速器

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1、. . 0p湖 南 科 技 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 課程設(shè)計(jì)名稱： 單級(jí)蝸桿減速器 學(xué) 生 姓 名： 涂皓 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)及班級(jí)： 07級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化1班 學(xué) 號(hào)： 0703010109 指導(dǎo)教師： 胡忠舉 2010 年 6月17日 摘要 課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的綜合性與實(shí)踐性相結(jié)合的教學(xué)環(huán)節(jié)，根本目的在于綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他先修課程的知識(shí)，分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，進(jìn)一步穩(wěn)固和加深所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)通過實(shí)踐，增強(qiáng)創(chuàng)新意思和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力

2、。通過課程設(shè)計(jì)，繪圖以及運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)，設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)資料，進(jìn)展全面的機(jī)械設(shè)計(jì)根本技能訓(xùn)練。 減速器是在當(dāng)代社會(huì)有這舉足輕重的地位，應(yīng)用圍極其廣泛，因此，減速器的高質(zhì)量設(shè)計(jì)，可以表達(dá)出當(dāng)代大學(xué)生對(duì)社會(huì)環(huán)境的適應(yīng)及挑戰(zhàn)，從整體設(shè)計(jì)到裝配圖和零件圖的繪制，都可以讓參與設(shè)計(jì)的同學(xué)深深領(lǐng)悟到機(jī)器在如今社會(huì)的重要作用 優(yōu)選 . - 目錄 一、摘要 二、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì) 2、電動(dòng)機(jī)的選擇 3、傳動(dòng)比確實(shí)定

3、 4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù) 三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 1、減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2、驗(yàn)算效率 3、精度等級(jí)公差和外表粗糙度確實(shí)定 四、軸及軸承裝置設(shè)計(jì) 1、輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 2、蝸桿軸的設(shè)計(jì) 3、渦輪軸的設(shè)計(jì) 4、滾動(dòng)軸承的選擇 5、鍵連接及聯(lián)軸器的選擇 五、機(jī)座箱體構(gòu)造尺寸及 1、箱體的構(gòu)造尺寸 2、減速器的 六、蝸桿減速器的潤(rùn)滑 1、蝸桿的潤(rùn)滑 2、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 七、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 1、熱平衡的驗(yàn)算 八、設(shè)計(jì)體會(huì) 參考文獻(xiàn) 一、傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì) 根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線為：電機(jī)——聯(lián)軸器——減速器

4、——聯(lián)軸器——帶式運(yùn)輸機(jī)。(如圖右圖所示) 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度V≤4——5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見〔如圖以下圖所示〕，采用此布置構(gòu)造，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤(rùn)滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱潤(rùn)滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱，在軸承蓋中裝有密封元件。 該減速器的構(gòu)造包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷等、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。 總傳動(dòng)比：

5、i=27 Z1=2 Z2=54 為了確定傳動(dòng)方案先初選卷筒直徑：D=380mm運(yùn)輸帶速度：V=1m/s 卷筒轉(zhuǎn)速=60×1000v/(D)= 60×1000×1/(×380)r/min=50.28 r/min 而i=27，并且=， 所以有=i=27×50.28=1357.6 r/min選擇同步轉(zhuǎn)速為1500r，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min的電動(dòng)機(jī)。 ===53.33r/min 由=60×1000v/(D)可得D≈345mm 2、選擇電動(dòng)機(jī) 〔1〕選擇電動(dòng)機(jī)類型 按工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī). 〔2〕選擇電動(dòng)機(jī)容量 工作機(jī)

6、要求的電動(dòng)機(jī)輸出功率為： 其中 那么 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為： 式中，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得 聯(lián)軸器效率=0.99 滾動(dòng)軸承效率=0.98 雙頭蝸桿效率=0.8 轉(zhuǎn)油潤(rùn)滑效率=0.96 卷筒效率=0.96 那么 68.0% 初選運(yùn)輸帶有效拉力：F=5280N 從而可得：=7.45kw＜7.5kw 電動(dòng)機(jī)型號(hào)表一 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 額定轉(zhuǎn)矩 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y132S2-2 7.5 3000 2900 2.0 2

7、Y132S2-4 7.5 1500 1440 2.2 3 Y160M-6 7.5 1000 960 2.0 4 Y160L-8 7.5 750 720 2.0 〔3〕確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 有前面可知電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min 從而可以選取Y132S2-4 以下是其詳細(xì)參數(shù) Y132S2-4的主要性能參數(shù) 額定功率 /kw 同步轉(zhuǎn)速 n/(r) 滿載轉(zhuǎn)速 n/(r) 電動(dòng)機(jī)總重/N 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 7.5 1500 1440 2.2 2.3 3、 傳動(dòng)比確實(shí)定 由前面可知總傳動(dòng)比 i總=i=

8、27 4、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 〔1〕各軸轉(zhuǎn)速 蝸桿軸 n1=1440r/min 齒輪軸 n2=1440/26=53.33 r/min 卷筒軸 n3= n2=53.33r/min 〔2〕各軸的輸入功率 蝸桿軸 p1= =7.23kw 齒輪軸 p2=p1=5.44kw 卷筒軸 p3=p2=5.28kw (3) 各軸的轉(zhuǎn)矩 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩=9550 =9550×7.45/1440Nm=49.4Nm 蝸桿輸入轉(zhuǎn)矩==49.4×0.99×0.98 Nm =47.94Nm 蝸輪輸入轉(zhuǎn)矩=i=47.94×26×0.98×0.8×0.9

9、6Nm =938.1 Nm 卷筒輸入轉(zhuǎn)矩==938.1×0.99×0.98 Nm=910.2Nm 將以上算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列于表2-2 表2-2 類型 功率P〔kw〕 轉(zhuǎn)速n〔r/min〕 轉(zhuǎn)矩T〔N·m〕 傳動(dòng)比i 效率η 電動(dòng)機(jī)軸 7.45 1440 49.4 蝸桿軸 7.23 1440 47.94 0.68 蝸輪軸 5.44 55.38 938.1 27 傳動(dòng)滾筒軸 5.28 55.38 910.2 三、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 1、減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 〔1〕選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T 10085-1988的推存

10、，采用漸開線蝸桿〔ZI〕。 〔2〕選擇材料 蝸桿：根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用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。 因而蝸輪用鑄錫磷青銅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45號(hào)鋼制造。 (3) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)展設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由手冊(cè)知傳動(dòng)中心距 ≥ ①確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)距 由前面可知=938.1 Nm ②確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷

11、分布不均系數(shù)=1; 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取使用系數(shù)=1.15 由轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)=1.2; K==1.38 ③確定彈性影響系數(shù) 因用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=160 ④確定接觸系數(shù) 假設(shè)蝸桿分度圓直徑d和傳動(dòng)中心距a的比值d/a =0.32,從而可查得=3.1 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,可從手冊(cè)中查得蝸輪的根本許用應(yīng)力=268 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60j=60×1××50000=1.66× 壽命系數(shù) = =0.704 那么 ==0.704×268=188.

12、6 ⑥計(jì)算中心距 ≥mm=207.7mm 取中心距a=250mm,i=27,完全滿足要求，取模數(shù)m=8，蝸桿分度圓直徑d1=80mm。這時(shí)d1/a=0.32，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 ⑷蝸桿與蝸輪主要幾何參數(shù) ①蝸桿 軸向齒距pa=zm=25.12mm 直徑系數(shù)q=d1/m=10 齒頂圓直徑da1=d1+2m=80+2×1×5mm=96mm 齒根圓直徑df1=d1-= d1-2 m (+)=80-2×8×(1+0.2)mm=60.8mm 導(dǎo)程角 γ=18’31’’ 蝸桿軸向齒厚Sa=0.5m=0.5×3.14×8mm=12.56mm ②蝸輪 蝸輪齒數(shù)=52

13、 變位系數(shù)= +0.25 驗(yàn)證傳動(dòng)比 i=/=52/2=26(允許) 分度圓直徑=m=8×52mm=416mm 齒頂圓直徑da2=+2ha2=416+2×8×1.25mm=436mm 齒根圓直徑df2=-=416-2×8×1mm=400mm 蝸輪咽喉母圓半徑Y(jié)g2=a-0.5da2=250-218mm=32mm ⑸校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) =55.15 由= +0.25，=55.15，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得齒形系數(shù)=2.2 螺旋角系數(shù) =1-=1-=0.9192 許用彎曲應(yīng)力 = 從手冊(cè)中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的根

14、本許用彎曲應(yīng)力 =56 壽命系數(shù) =0.590 = =0.590×56=33.0 彎曲強(qiáng)度是滿足的。 2、驗(yàn)算效率 γ=18’31’’=，；與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān) ==6.15m/s 查表可得 =0.025， 代入式中可得90.1% 大于原估計(jì)值，因此不用重算。 3、精度等級(jí)工查核外表粗糙度確實(shí)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/T 10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8經(jīng)濟(jì)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f,GB/T10089-1988。然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差工程及外表粗糙度。 四、 軸及

15、軸承裝置的設(shè)計(jì) 圖4-1 1、求輸出軸上的功率P,轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面可知： 〔1〕蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 P1 = Pr=7.28kw n1=1440r/min T1=47.94N .m 〔2〕蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 P2 =5.4kw n2=55.38r/min T2=938.1N·m 〔3〕傳動(dòng)滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩 P3 =5.28kw n3=55.38r/min T3=910.2N·m 2、蝸桿軸〔1軸〕的設(shè)計(jì) 〔1〕選擇軸的材料及熱處理 選用45鋼調(diào)質(zhì) 〔2〕初定跨距 軸的

16、布置如圖4-1 圖4.2 初取軸承寬度分別為n1=n2=30mm 。 為提高蝸桿軸的剛度，應(yīng)盡量縮小支承跨距，可按L1=(0.9~1.1)da2 公式計(jì)算 L1=(0.9~1.1)416=〔392.4~479.6〕mm 取 L1=400mm 蝸桿兩端滾動(dòng)軸承對(duì)稱布置，取s1=k1=200mm 〔3〕軸的受力分析 =(11+0.08)m=(11+0.08×52)×8mm=121.28mm 取=124mm =80mm 軸的受力分析圖 圖4.3 X-Y平面受力分析 圖4.4 X-Z平面受力圖：

17、 圖4.5 其中Ma= 水平面彎矩 圖4.6 垂直面彎矩 圖4.7 合成彎矩=231153N·mm 圖4.8 當(dāng)量彎矩T/N·mm 圖4.9 (4)軸的初步設(shè)計(jì) 第三強(qiáng)度理論為為了考慮不同環(huán)境的影響，引入折合系數(shù)α，那么計(jì)算應(yīng)力為： 對(duì)于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力為: 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 從而可得： 由于此軸的工作環(huán)境平穩(wěn)無沖擊，查表可得α=0.3，選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，查表可得: =60Mpa 因此有： 式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力，MPa; M——軸所受的彎矩，N·mm; T——軸所受的扭矩，N·mm; W

18、——軸的抗彎曲截面系數(shù)， ——對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa 查表得圓軸W的計(jì)算式為： 聯(lián)立以上兩式可得： 代入數(shù)值可得d≧33.3mm,取軸的直徑為60mm。 〔5〕軸的構(gòu)造設(shè)計(jì) 先初步估算軸的最小直徑。由于軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，查表初取=112,于是有： 蝸桿軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑,軸通過聯(lián)軸器是與電動(dòng)機(jī)軸相連的。按經(jīng)歷公式，減速器輸入軸的軸端直徑de de=(0.8~1.2)dm 式中： dm——電動(dòng)機(jī)軸直徑，mm; 由于前面已經(jīng)確定了電動(dòng)機(jī)為Y132S2-4，直徑dm=38k5,從而可得de=3

19、0.4~45.6mm，參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，聯(lián)減速器蝸桿軸的軸端直徑de=38mm 根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位需要，查相關(guān)資料，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度。其中軸頸。軸頭構(gòu)造尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的構(gòu)造尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。 減速器蝸桿軸的構(gòu)造見圖4.10 圖4.10 3、蝸輪軸〔2軸〕的設(shè)計(jì) 〔1〕選擇軸的材料及熱處理 選用45鋼調(diào)質(zhì) 〔2〕初定跨距 軸的布置如圖4-11 圖4.11 初取軸承寬度分別為n3=n4=15mm 。 為提高蝸輪軸的剛度，應(yīng)盡量縮小支承跨距,蝸輪軸〔2軸〕跨距: S2=k2=da1+〔25~35〕=96+〔25~35〕mm=〔121

20、~131〕mm 式中da1是蝸桿的齒頂圓。 取 L2=252mm 蝸桿兩端滾動(dòng)軸承對(duì)稱布置，從而有s1=k1=126mm 〔3〕軸的受力分析 軸的受力簡(jiǎn)圖如圖4-12所示。圖中 圖4.12 X-Y平面受力分析 圖4.13 X-Z平面受力圖： 圖4.14 其中Ma= 水平面彎矩 圖4.15 垂直面彎矩 圖4.16 合成彎矩=231153N·mm 圖4.17 當(dāng)量彎矩T/N·mm 圖4.18 (4)軸的初步設(shè)計(jì) 第三強(qiáng)度理論為為了考慮不同環(huán)境的影響，引入折合系數(shù)α，那么計(jì)算應(yīng)力為： 對(duì)于直徑為d的圓軸，彎曲應(yīng)力為: 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 從而可得：

21、 由于此軸的工作環(huán)境平穩(wěn)無沖擊，查表可得α=0.3，選取軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理，查表可得: =60Mpa 因此有： 式中：——軸的計(jì)算應(yīng)力，MPa; M——軸所受的彎矩，N·mm; T——軸所受的扭矩，N·mm; W——軸的抗彎曲截面系數(shù)， ——對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa 查表得圓軸W的計(jì)算式為： 聯(lián)立以上兩式可得： 代入數(shù)值可得d≧49.91mm,由于要開鍵槽，因此需要將直徑增大4%，從而d≧51.91mm取軸的直徑為70mm。 〔5〕軸的構(gòu)造設(shè)計(jì) 先初步估算軸的最小直徑。由于軸的材料為4

22、5號(hào)鋼，調(diào)制處理，查表初取=112,于是有： 蝸桿軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑,軸通過聯(lián)軸器是與卷筒相連的。 根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位需要，查相關(guān)資料，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度。其中軸頸。軸頭構(gòu)造尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的構(gòu)造尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。 減速器蝸輪軸的構(gòu)造見圖4.19 圖4.19 4、滾動(dòng)軸承的選擇 〔1〕蝸桿軸〔1軸〕上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故采用兩端固定軸承組合方式。軸承類型選為角接觸球軸承，軸承預(yù)期壽命取為5000h。 由前計(jì)算結(jié)果知：軸承所受徑向力Fr=1263.3N，F(xiàn)a=10180.92N

23、，軸承工作轉(zhuǎn)速n=1440r/min。 初選滾動(dòng)軸承為角接觸球軸承7310B GB/T279-1994，根本額定動(dòng)載荷Cr=68.2kN ,根本額定靜載荷Cor=48 kN。 Fa/Fr=10180.92/1263.3=8.06>e=1.14 X=0.35 Y=0.57 pr=XFr＋YFa=0.35×1263.3＋0.5710180.92N＝6245.3N 由于是輕微沖擊，取載荷系數(shù)fp=1.2 = fp〔XFr＋YFa〕=1.2×6245.3=7494.3N 驗(yàn)算軸承的使用壽命： 式中：ε——指數(shù)，對(duì)于球軸承為3； 代入數(shù)值有﹥5000h 故7310B軸承滿足要

24、求。 7310B軸承：d=50mmD=110mm B=31mmDamin=110mm (2)蝸輪軸〔2軸〕上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。因支承跨距不大，故采用兩端固定軸承組合方式。軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承預(yù)期壽命取為96000h。 由前計(jì)算結(jié)果知：軸承所受徑向力Fr=3327. 8N,軸向力Fa=902.3N，軸承工作轉(zhuǎn)速n=55.38r/min。 初選滾動(dòng)軸承32910X2 GB/T279-1994，根本額定動(dòng)載荷Cr=34.5kN,根本額定靜載荷Cor=56.5kN。 Fa/Fr=902.3/3327.8=0.43>e=0.35

25、 X=1 Y=0 pr=XFr＋YFa=1×1022.41 kN＝3327.8 kN 由于是輕微沖擊，取載荷系數(shù)fp=1.2 = fp〔XFr＋YFa〕=1.2×3327.8 kN =3993.36N 驗(yàn)算軸承的使用壽命： 式中：ε——指數(shù)，對(duì)于滾子軸承為； 代入數(shù)值有﹥5000h 故32910X2軸承滿足要求。 32910X2軸承：d=60mmD=85mmT=17mmDamin=75mm=55mm 5、鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇 〔1〕蝸桿軸(1軸)上鍵聯(lián)接和聯(lián)軸器的選擇 由前計(jì)算結(jié)果知:蝸桿軸(1軸)的工作轉(zhuǎn)距T=47.94N·m,工作轉(zhuǎn)速n=1440r

26、/min。 ?聯(lián)軸器的選擇 ①類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 ②載荷計(jì)算 差機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得工作情況系數(shù)KA=1.5。計(jì)算轉(zhuǎn)距Tca Tca=KAT=1.5×47.94 N·m =71.91 N·m ③型號(hào)選擇 選用GYS型彈性套柱銷聯(lián)軸器。 由于電動(dòng)機(jī)Y132S2-4的直徑D=38k5,因此選擇=38mm ④校核許用轉(zhuǎn)距和許用轉(zhuǎn)速 按文獻(xiàn)[4]附表F-2，選GYS5聯(lián)軸器 GB 4323-84。許用轉(zhuǎn)距[T]=400N·m，許用轉(zhuǎn)速[n]=8000r/min。 因 Tca<[T],n<[n],故聯(lián)軸器滿足要求。 П鍵聯(lián)接

27、選擇 ①選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 選擇C型普通平鍵。 按資料所顯示，初選鍵10×8 GB 1096-1990，b=10mm，h=8 mm，L=80 mm。 ②校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度 鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得許用擠壓應(yīng)力=120~150MPa，取=145MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-0.5b=80-0.5×10mm=75mm，鍵與聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.5×8mm=4mm。從而： ＞145 MPa 不滿足強(qiáng)度計(jì)算，應(yīng)選擇雙鍵再計(jì)算， /1.5=210.3/1.5 MPa =140.2MPa＜145 MPa 應(yīng)選用鍵適宜。 (2)蝸輪軸(2軸)上

28、聯(lián)軸器和鍵聯(lián)接的選擇 由前計(jì)算結(jié)果知:蝸輪軸(2軸)的工作轉(zhuǎn)距T=910.2N·m,工作轉(zhuǎn)速n=55.38r/min。 ?聯(lián)軸器的選擇 ①類型選擇 為了隔離振動(dòng)與沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。 ②載荷計(jì)算 差機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得工作情況系數(shù)KA=1.5。計(jì)算轉(zhuǎn)距Tca Tca=KAT=1.5×910.2N·m =1365.3N·m ③型號(hào)選擇 選用GYS型彈性套柱銷聯(lián)軸器。 由于與轉(zhuǎn)同相連的軸的直徑可以任意定，因此選擇=50mm ④校核許用轉(zhuǎn)距和許用轉(zhuǎn)速 查表，選GY7聯(lián)軸器 GB 4323-84。許用轉(zhuǎn)距[T]= 1600N·m，許用轉(zhuǎn)速[n]=8000

29、r/min。 因此Tca<[T],n<[n],故聯(lián)軸器滿足要求。 П.選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 i蝸輪連接處鍵槽 ①選擇A型普通平鍵 參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L21=70mm。 按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選鍵20×70 GB/T 1096-79，b=20mm，h=12mm，L=70mm。 ②校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度 鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得許用擠壓應(yīng)力=100~120MPa，取=110MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=70-20mm=50mm，鍵與聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.5×12mm=6mm。從而： ＜110 MPa 應(yīng)選用鍵適宜。 ⅱ卷筒連接處鍵槽

30、 ①選擇A型普通平鍵 參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L21=70mm。 按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選鍵16×70 GB/T 1096-79，b=16mm，h=10mm，L=70mm。 ②校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度 鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得許用擠壓應(yīng)力=120~150MPa，取=140MPa。鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=70-16mm=54mm，鍵與聯(lián)軸器槽的接觸高度k=0.5h=0.5×10mm=5mm。從而： ＜140MPa 應(yīng)選用鍵適宜。 五、 機(jī)座箱體構(gòu)造尺寸及其 1、箱體的構(gòu)造尺寸 ⑴箱體構(gòu)造形式的選擇 選擇本蝸桿減速器的箱體形式為剖分式.由于蝸桿圓周速度v=

31、6.08m/s≤10m/s,故采用蝸桿下置式 ⑵箱體材料的選擇與毛坯種類確實(shí)定 根據(jù)蝸桿減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為灰鑄鐵HT200.由于鑄造箱體剛性好,易得到美觀的外形,灰鑄鐵鑄造的箱體還易于切削、吸收振動(dòng)和消除噪音等優(yōu)點(diǎn),可采用鑄造工藝獲得毛坯. ⑶箱體主要構(gòu)造尺寸計(jì)算 1.箱座壁厚 δ≈0.004a+3=0.004×250+3mm=13 mm 取δ=13 mm 2.箱蓋壁厚 δ1≈0.85δ=0.85×13mm=9.95mm 取δ1=10 3.箱座分箱面凸緣厚 b≈1.5δ1=1.5×10mm=15mm 4 箱蓋分箱面凸緣厚 b1

32、=1.5δ1=1.5×10=15mm 5.平凸緣底座厚 b2≈2.5δ=2.5×13 =32.5mm 6.地腳螺栓 df≈0.036a+12=0.036×250+12mm≈22mm 7.軸承螺栓 d1≈0.7df=0.7×22 mm≈16 mm 8.聯(lián)接分箱面的螺栓 d2≈(0.5～0.6) df≈12 9.軸承端蓋螺釘直徑 d3≈(0.4～0.5)df≈10 10.窺視孔螺栓直徑 d4=〔0.3～0.4)df≈ 8 個(gè)數(shù) n=4 11.吊環(huán)螺釘 直接用鑄造吊鉤，因此此項(xiàng)不需要。 12.地腳螺栓數(shù) n=4 1

33、3.各螺栓至外機(jī)壁和凸緣邊緣距離，以及沉頭座直徑 螺栓直徑 M8 M10 M12 M16 M18 M20 M22 M30 14 16 18 22 24 26 30 40 12 14 16 20 22 24 26 35 沉頭座直徑 18 22 26 33 36 40 43 61 14.機(jī)座機(jī)蓋肋厚m1≈0.85δ1=0.85×13mm≈11mm m≈0.85δ=0.85×10mm≈9mmmm r1≈0.2C2=0.2×14=3 15.軸承螺栓凸臺(tái)高 h =50mm 16.軸承端蓋外徑 蝸輪軸端

34、蓋 =135mm 蝸桿軸端蓋 =160mm 17.軸承端蓋凸緣厚度 t=12mm 2、減速器的 ⑴檢查孔與檢查孔蓋 為檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙和向箱體傾注潤(rùn)滑油,在傳動(dòng)嚙合區(qū)上方的箱蓋上開設(shè)檢查孔 ⑵通氣器 減速器工作時(shí),箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對(duì)減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器 根據(jù)箱體的情況選取材料為Q235的通氣塞，其尺寸如下表所示： mm d D D1 S L l a A1 M20×1.5 30 25.4 22 28 15 4 6 ⑶油塞 為了換油及清洗箱體時(shí)排出油污,在箱體

35、底部最低位置設(shè)有排油孔,通常設(shè)置一個(gè)排油孔,平時(shí)用油塞及封油圈堵住，根據(jù)箱體的情況選取材料為Q235的油塞，其尺寸如下表所示： mm d D0 L L a D S D1 D1 H M20×1.5 30 28 15 4 25.4 22 21 22 2 ⑷定位銷 為了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度,需在想替分箱面凸緣長(zhǎng)度方向兩側(cè)各安裝一個(gè)圓錐定位銷 ⑸觀察孔及觀察孔蓋 為了方便維修和觀察減速箱部的構(gòu)造，在箱體頂端設(shè)置了觀察孔及孔蓋。根據(jù)箱體的情況選取材料為HT200，其尺寸如下表所示： mm A A1 A2 B B1 B

36、2 d4 R h 200 160 140 150 190 170 8 6 6 ⑹起吊裝置 為了方便、經(jīng)濟(jì)，起吊裝置采用箱蓋吊鉤，選取材料為HT200，其尺寸如下表所示： mm c3 c4 b R r r1 45 60 22 60 10 12 六、 蝸桿減速器的潤(rùn)滑 1、蝸桿的潤(rùn)滑 雖然本蝸桿的圓周速度為6.03m/s,同時(shí)考慮本傳動(dòng)裝置壽命較長(zhǎng)，滑移速度較大，故采用油池潤(rùn)滑，選擇潤(rùn)滑劑為L(zhǎng)-AN 2、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 下置式蝸桿的軸承，由于軸承位置較低，可以利用箱油池中的潤(rùn)滑油直接浸浴軸承進(jìn)展?jié)櫥?，即滾動(dòng)軸承采用油浴潤(rùn)

37、滑 七、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算 1.熱平衡的驗(yàn)算 ⑴由前面計(jì)算可得 蝸桿傳動(dòng)效率η蝸=75.3%, 蝸桿傳動(dòng)功率P=7.23kw ②摩擦損耗功率轉(zhuǎn)化成的熱量 Φ1=1000P(1-η)=1000×7.26(1-0.753) W=1793W ⑵由草圖估算減速器箱體外表能被潤(rùn)滑油所飛濺到外外表有可被周圍空氣所冷卻的箱體外外表積 S==2.58 ⑶計(jì)算散熱面積 取周圍空氣溫度ta=20 ,箱體散熱系數(shù)ad=12ω/(m2"0C) 熱平衡時(shí) ,那么要求的散熱面積為 可得=57.68＜80 滿足熱平衡。 八、設(shè)計(jì)心得 這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)星期多左右，

38、通過這三個(gè)星期的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多缺乏，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)歷的缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。 這次課程設(shè)計(jì)跟以往不同沒有跟自己做得一樣的人甚至到處都有差異，所以以往喜歡參考別人東西的習(xí)慣可就把我害苦了。從一開場(chǎng)的選擇就決定了后面一連貫的問題。所以這次的課程設(shè)計(jì)全都是靠自己搞完的。在這過程中碰到了很多問題，比方說以前學(xué)過的畫圖功底下降了很多，電腦繪圖也忘得差不多，所以這次的畫圖讓我吃了很多虧。一開場(chǎng)著手用電腦繪圖我就發(fā)現(xiàn)好多東西都不記得了，所以對(duì)著電腦瞎忙活了一兩天，最后發(fā)現(xiàn)好多小地方都不會(huì)弄結(jié)果沒方法采用了最原始的方法手畫。任務(wù)書上要求圖中至少有一是電腦畫的，由

39、于不熟悉所以我手畫了裝配圖，因?yàn)檠b配圖是最難畫的！結(jié)果那紙一擺上我就懊悔了，但還是硬著頭皮繼續(xù)畫了下去，最后花了整整24小時(shí)才畫好它，弄得自己是腰酸背痛。而后才用電腦畫了兩零件圖也花了好多時(shí)間，盡管這樣但至少這次的畫圖讓我對(duì)AutoCAD的操作比以前又要深刻了很多。這次設(shè)計(jì)比以往的兩個(gè)課程設(shè)計(jì)都要自主些，因?yàn)樗拗频臇|西比較少，但要求并沒有降低，所以導(dǎo)致我們一開場(chǎng)都有點(diǎn)不知所措，浪費(fèi)了個(gè)把星期才進(jìn)入狀態(tài)。所以才導(dǎo)致到預(yù)定交稿的時(shí)間大家都沒有完成。這個(gè)設(shè)計(jì)里的所有的東西都得又我們自己選擇，大到箱體的設(shè)計(jì)尺寸，小到箱蓋上用多大的螺栓.所以比起前面幾次的課程設(shè)計(jì)這次要顯得繁瑣的多。因此對(duì)我們的耐心和

40、細(xì)心都有一定的考驗(yàn)。 這次的設(shè)計(jì)的圓滿完成對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！? 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛等著.機(jī)械設(shè)計(jì)〔第8版〕.：高等教育,2006 [2] 鴻文.材料力學(xué).4版. ：高等教育,2004 [3] 桓，作模主編.機(jī)械原理.7版. ：高等教育，2006 [4] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).新版.：機(jī)械工業(yè)，2004 - .word.zl