基于UG三維的渦輪蝸桿減速器設(shè)計

基于UG三維的渦輪蝸桿減速器設(shè)計,基于,ug,三維,渦輪,蝸桿,減速器,設(shè)計 本科畢業(yè)論文 題 目：專 業(yè)：班 級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 年 6 月 1 日 論文答辯日期： 年 6 月 5 日摘要本文以蝸輪蝸桿減速器設(shè)計為例，運用UG軟件進(jìn)行三維實體建模、虛擬裝配并進(jìn)行干涉分析、仿真運動及運動分析，得到位移、速度及加速度曲線。通過對減速器的簡單了解開始學(xué)習(xí)設(shè)計渦輪蝸桿減速器嘗試設(shè)計增強感性認(rèn)知和對社會的認(rèn)知能力，及進(jìn)一步鞏固自己學(xué)過的理論知識，提高綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題解決問題，以求把理論和實踐結(jié)合到一起，為以后的工作和學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗。學(xué)習(xí)如何進(jìn)行機械類設(shè)計學(xué)習(xí)運用多種工具如CAD軟件ug軟件直觀的呈現(xiàn)在平面圖上，機械傳動裝置在不斷地使用過程中，會不同程度的磨損，因此要對機械與以維護(hù)和保養(yǎng)，延長其使用壽命，高效化的運行，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最大化的使用。渦輪蝸桿減速器是將電機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。本文首先通過對所需電動機的轉(zhuǎn)速和功率計算，再結(jié)合查表選出合適的電動機。然后對不同的齒數(shù)和模數(shù)等參數(shù)進(jìn)行切量的計算，并選出最優(yōu)的參數(shù)，通過對減速器的簡單了解嘗試設(shè)計增強感性認(rèn)知和對社會的適應(yīng)能力，及進(jìn)一步鞏固已學(xué)的過得理論知識，以求把理論和實踐結(jié)合到一起為以后的工作和更好的學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗。關(guān)鍵詞： 渦輪蝸桿減速器； UG軟件； 三維實體建模； 分析計算；減速器的維護(hù)和保養(yǎng)；AbstractIn this paper, worm gear reducer design as an example, the use of UG software for three-dimensional solid modeling, virtual assembly and interference analysis, simulation movement and motion analysis, the displacement, velocity and acceleration curve. Through the worm reducer reducer of simple to understand learning design attempts to design enhanced by emotional cognitive and socio-cognitive, and further consolidate their theoretical knowledge and improve the comprehensive use of knowledge to problem solving problems in order to combine theory and practice, and learning experience for future work. Mechanical design learn how to learn to use a variety of tools such as CAD software UG software visual presentation on the plans, mechanical drives in constant use in the process be different degrees of wear, so the machinery and to maintenance and repair, extend its life, more efficient operation, improve productivity, reduce production costs, to maximize use.Worm reducer is to reduce the number of motor rotation to the number of rotation, and to get a larger torque structure is currently used to transfer power and movement of the body, a wide range of applications. In this paper, first of all, through the calculation of the speed and power of the motor, and then combined with the look-up table to select the appropriate motor. Then for different number of teeth and the modulus of cutting the amount of calculation, and select the optimal parameters. Through the reducer is simple to understand try to design enhance the perceptual cognition and to societys ability to adapt to, and further consolidate the theoretical knowledge of the lead, in order to theory and practice combine to together for the future work and a better learning experience.Key words: worm reducer; UG software; 3D solid modeling; analysis and calculation 目 錄第一章 緒論 11.1 計算機輔助設(shè)計11.2減速器簡介基本介紹2第二章 減速器設(shè)計總方針及各部件的選取32.1 減速器設(shè)計總要求32.1.1 設(shè)計運用于帶式運輸機上的蝸輪蝸桿減速器42.2 電動機的選擇42.2.1 電動機容量的選擇42.2.2 電動機轉(zhuǎn)速的確定52.2.3 總傳動比的確定52.3 傳動裝置運動和動力參數(shù)62.3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算62.3.2 各軸輸入功率的計算62.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計算62.4 確定蝸輪蝸桿的尺寸62.4.1 蝸桿傳動類型的選擇62.4.2 選擇的材料62.4.3 根據(jù)齒面接觸疲勞的強度設(shè)計72.4.4 蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)幾何尺寸的計算82.4.5 校核齒根彎曲疲勞強度82.4.6 驗算效率92.4.7 蝸桿傳動的熱平衡核算92.5 減速器軸的設(shè)計計算102.5.1 蝸桿軸的設(shè)計102.5.2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計102.5.3 軸的校核112.5.4 計算最小軸徑：122.5.5 選聯(lián)軸器：122.5.6 初選圓錐滾子軸承：132.5.7 軸上零件的周向定位：132.5.8 根據(jù)彎扭合成應(yīng)力效核軸的強度應(yīng)為142.6 滾動軸承的確定及其計算152.6.1 蝸桿軸上軸承的選擇和計算152.6.2 蝸輪軸上軸承的選擇和計算152.7 鍵聯(lián)接的選擇與驗算162.7.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸162.7.2 校核鍵聯(lián)接的強度162.8 聯(lián)軸器的選擇及校核172.9 潤滑與密封的設(shè)計17第三章 三維實體設(shè)計19第四章 蝸輪蝸桿減速器常見問題及原因分析28第五章 減速器的基本結(jié)構(gòu)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀305.1 減速器的基本結(jié)構(gòu)305.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀31參考文獻(xiàn)33致謝34沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論第一章 緒論1.1 計算機輔助設(shè)計（CAD）技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)領(lǐng)域中設(shè)計技術(shù)之一，同時也是使用最為廣泛的技術(shù)。其中UG作為中高端三維CAD軟件，其具有功能強大、應(yīng)用范圍廣等特點，所以被公認(rèn)是具有統(tǒng)一力的中高端設(shè)計解決方案。UG是由很多功能模塊組合而成的，其中每一個模塊都有其自己獨立的功能，并且可以隨時根據(jù)用戶調(diào)用其中的一個或多個模塊進(jìn)行設(shè)計。甚至還能調(diào)用系統(tǒng)的附加模塊或者采用軟件進(jìn)行二次性質(zhì)的開發(fā)工作。下面我就介紹UG在集成環(huán)境中的四個主要的CAD模塊。1.基礎(chǔ)環(huán)境?；A(chǔ)環(huán)境是UG啟動后自動運行的第一個模塊，這是其他應(yīng)用模塊運行的公共平臺。2.建模模塊。建模模塊是用于創(chuàng)建三維模型的，這是UG中的核心模塊極其重要。UG軟件所擅長的曲線功能與曲面功能在這個模塊里得到了淋漓盡致的體現(xiàn)，可以毫無顧忌自由地表達(dá)設(shè)計者的思想與進(jìn)行創(chuàng)造性的改造設(shè)計，以至于得到優(yōu)秀的的造型效果與造型速度。3.裝配模塊。運行UG的裝配模塊可以很簡單的地完成全部零件的裝配工作。并且在組裝過程中，我們可以選擇從上到下的裝配方法，可以迅速的跨越裝配層來直接訪問所有組件或子裝配圖的設(shè)計模型。4.制圖模塊。運行UG三維模型繪制工程圖機器簡單方便，用戶只需對自動繪成的視圖進(jìn)行基本的的修改以及標(biāo)注就可以完成工程圖的制作。與此同時，如果在實體模型或工程圖二者之一做任何修改，其修改結(jié)果就會馬上反應(yīng)到另一個中，這樣讓工程圖的繪制更加方便快速。這次二級減速器造型設(shè)計能夠使我們學(xué)習(xí)機械產(chǎn)品CAD設(shè)計基本方法，鞏固課程知識，提高動手實踐能力，進(jìn)一步提高運用計算機進(jìn)行三維造型及裝配設(shè)計、工程圖繪制方面的能力，了解軟件間的數(shù)據(jù)傳遞交換等運用，掌握CAD軟件應(yīng)用。1.2減速器簡介基本介紹減速器的本質(zhì)是原動機與工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，它是用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩的，以此來滿足工作的需要，不光如此減速器某些場合也可以用來增加速度，稱為增速器。選擇減速器時需要依據(jù)工作機的選用條件，技術(shù)方面的參數(shù)，動力機的性能，經(jīng)濟(jì)性等許多因素，通過比較不相同的類型、品種的減速器的外廓尺寸，傳動的效率，承載能力，質(zhì)量好壞，價格是否具有性價比等，采用最適合的減速器。渦輪蝸桿減速器與其他裝置比是一種特別精密的機械，運用它的目的是使轉(zhuǎn)速降低，來增加轉(zhuǎn)矩。減速器的主要構(gòu)造是由傳動零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體和其附件共同組成。33沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 減速器設(shè)計總方針及各部件的選取第二章 減速器設(shè)計總方針及各部件的選取2.1 減速器設(shè)計總要求機械零部件的設(shè)計是整個機器在設(shè)計工作過程中一個非常重要的內(nèi)容，因此此次設(shè)計將會會從機器整體出發(fā)來考慮零件的設(shè)計。這次我的步驟包括：零件類型的選擇；零件上載荷確定；零件失效的分析；零件材料的選擇；通過對承載能力的計算確定初步零件的主要尺寸；對零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行和理性分析；作出零件的工作圖和零部件的裝配圖。對工廠大批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)零件主要是根據(jù)機器工作要求和承載能力計算，由標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。參照工藝性原則及標(biāo)準(zhǔn)化原則對零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，這將會是分析零部件的結(jié)構(gòu)合理性的基礎(chǔ)。通過準(zhǔn)確的分析和計算，過程中如果零件的結(jié)構(gòu)不符合要求，不但浪費材料，甚至?xí)沽慵南嗷ソM合不能裝配成合理的機器工作和符合維修要求的良好部件，嚴(yán)重的就根本裝備不起來。經(jīng)濟(jì)性是機器的一個綜合性非常重要的指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)性是設(shè)計機器首先也是最值得要考慮的。當(dāng)下經(jīng)濟(jì)性的解決方案如下：首先用先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計理論方法，保證參數(shù)最優(yōu)化，應(yīng)用CAD技術(shù)，加速設(shè)計的進(jìn)度，力求設(shè)計成本的降低；組織設(shè)計和制造過程要符合理論；盡力采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的零部件；對選擇材料，改善零件的結(jié)構(gòu)工藝性要力求合理，要采用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝和新技術(shù)，盡量讓其用料少、使其質(zhì)量輕、加工費用最低、方便裝配改良機器的造型上的設(shè)計，讓其銷量增加。在提高機器使用經(jīng)濟(jì)性方法主要有：使機器的機械化、自動化水平增加，來提高機器的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量；選擇效率高的傳動系統(tǒng)和支承裝置質(zhì)量好的產(chǎn)品，通過這些來使能源消耗和生產(chǎn)成本的降低；通過用正確的的防護(hù)、潤滑等密封裝置，來增加機器的使用壽命，并且為了避免環(huán)境污染。在機器的預(yù)先設(shè)定的工作期內(nèi)務(wù)必具有有一定的可靠性。從而將機器的可靠度提高。不光如此，從機器的設(shè)計角度出發(fā)來考慮，確定準(zhǔn)確的可靠性水平，保證結(jié)構(gòu)簡單化，通過減少零件的數(shù)目，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件和可靠零件，在設(shè)計機器的組件和部件時保證其合理性，并且選擇安全系數(shù)大的，這些對機器的提高可靠度十分有效。2.1.1 設(shè)計運用于帶式運輸機上的蝸輪蝸桿減速器工作條件的要求運輸機可以連續(xù)工作單向運轉(zhuǎn)，可以空載啟動，且載荷較平穩(wěn)，室外工作壽命為10年，工作環(huán)境清潔，每年工作300天。運輸鏈允許速度誤差5%，小批量生產(chǎn)，如下圖2-1所示。原始數(shù)據(jù)運輸帶拉力：F=2100N，運輸帶的速度：v=1.25m/s，卷筒的直徑：=350m。 圖2-1傳動裝置簡圖2.2 電動機的選擇按照工作要求和條件，將選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y型。2.2.1 電動機容量的選擇電動機需要的工作功率按設(shè)計指導(dǎo)書式（1） （2-1）由設(shè)計指導(dǎo)書公式（2）所以 通過估算從電動機到運輸帶傳動的總效率得出為聯(lián)軸器的傳動效率根據(jù)設(shè)計指導(dǎo)書參考表1初選是蝸桿傳動時的傳動效率0.75是軸承的傳動時效率是卷筒的傳動時效率=0.990.750.980.96=0.664Pd=Fv1000=23001（10000.664）=3.571kw2.2.2 電動機轉(zhuǎn)速的確定通過已知道的可算出卷筒的轉(zhuǎn)速是N=601000v(D)=6010001.25390=61.24rmin通過指導(dǎo)書表1里面的推薦的合理范圍，閉式為蝸桿的傳動結(jié)構(gòu)形式式，并且決定采用雙頭傳動方式，通過查表得知傳動機構(gòu)的傳動比為1040。通過上述可以得出該電動機轉(zhuǎn)速可以選擇范圍為 nd=（10-40）61.24=612.4-2449.6通過對電動機和傳動裝置的尺寸的大小，質(zhì)量的好壞，價格的高低和其傳動比，決定采用電動機型號為Y-132M1-6。表1 Y-132M1-6電動機數(shù)據(jù)表如下型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速滿載電流Y132M1-6 4kw 960rmin2.0N/m 2.2.3 總傳動比的確定通過上述的電動機的滿載轉(zhuǎn)速nm 以及工作機主軸的轉(zhuǎn)速 n，我們可計算出傳動裝置總的傳動比為：i =nm/n=960/61.24=15.68i是在1427的范圍內(nèi)，可以選擇的雙頭閉式傳動。2.3 傳動裝置運動和動力參數(shù)2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計算是蝸桿的轉(zhuǎn)速，因為其是和電動機用聯(lián)軸器接在一起的，所以它轉(zhuǎn)速與電動機的轉(zhuǎn)速一致。 是蝸輪的轉(zhuǎn)速，因為其是和工作機接在一起的，所以它的轉(zhuǎn)速與工作軸的轉(zhuǎn)速一致。n1= 960r/min n2=61.24r/min2.3.2 各軸輸入功率的計算P是電動機的功率P=3.571kw P1是蝸桿軸的功率P1=P0.99=3.535kw P2是蝸輪軸的功率P2 =3.5350.980.75=2.598kw P3是卷筒的功率P3=2.5980.980.990.96=2.419kw2.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩的計算T是電動機軸上的轉(zhuǎn)矩 T=P/n9550=3.571/9609550=32.74N/mT1是蝸桿軸上的轉(zhuǎn)矩 T1=P1/n19550=35.17N/mT2是蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩 T2=P2/n29550=405.14N/m2.4 確定蝸輪蝸桿的尺寸2.4.1 蝸桿傳動類型的選擇 滑動的速度v=0.0253Pn=3.74m/s 通過GBT 10087-88的推薦，決定使用漸開線蝸桿（ZI）2.4.2 選擇的材料因為蝸桿傳遞的傳動功率并不大，其速度為中等，所以蝸桿決定使用45鋼調(diào)制來處理，為了高效率，決定使用雙頭蝸桿。2.4.3 根據(jù)齒面接觸疲勞的強度設(shè)計以閉式蝸桿設(shè)計準(zhǔn)則，首先根據(jù)齒面接觸疲勞的強度設(shè)計，然后檢查齒根的彎曲疲勞強度。根據(jù)文獻(xiàn)1式（11-12）計算出傳動中心距 （2-2）=414.829N.mm（1）得出載荷系數(shù)K載荷系數(shù)=1.1。（2）確定出彈性影響系數(shù)，采用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿的組合，得出（3）確定接觸系數(shù)首先假設(shè)蝸桿的分度圓直徑與傳動中心的比為/ a=0.3根據(jù)文獻(xiàn)1圖11-18中可查得=2.8（4）確定許用接觸應(yīng)力因為蝸輪的材料是鑄錫磷青銅，砂模鑄造，并且蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，所以在文獻(xiàn)1表11-7中找出得蝸輪的許用應(yīng)力為 =220Mpa（5）中心距的數(shù)量計算NH=10300166066.21190000000使用壽命系數(shù)為KH=810000000/NH=0.691=0.69220=151.8N/m=151.7mm0.68 a0.875=0.68151.70.87580 mmi=14.07 通過查p192表12-2 Z1=2 Z2=214.0729則 i=29/2=14.5m=2-d1/Z2=7.7由表查的取模數(shù)m=8,通過驗證=m(q+Z2）/2=156mm=mq=80mm /=0.5 =2.43.74m/s符合要求 經(jīng)過查表12-7得出 p，=1.35=0.96tan/tan（+p，）86%2.4.7 蝸桿傳動的熱平衡核算因為蝸桿傳動的效率低，并且其在工作時發(fā)熱量大。所以在閉式傳動里，工作時的熱量不能迅速散開，這樣會導(dǎo)致因油熱不斷上升從而使?jié)櫥妥冡?，?dǎo)致增大摩擦，嚴(yán)重時會發(fā)生膠合。因此對熱平衡的計算是必要的，從而確保油溫穩(wěn)處于允許的范圍內(nèi)。在規(guī)定條件下允許工作溫度需要的散熱面積為取t=15 t=60-70 A1000P(1-)/t t=0.62-0.53m2.5 減速器軸的設(shè)計計算2.5.1 蝸桿軸的設(shè)計因為蝸桿直徑較小，所以將蝸桿和蝸桿軸做成一體的，即做成蝸桿軸。蝸桿上的轉(zhuǎn)矩為T1=38.93Nm求作用在蝸桿及蝸輪上的力圓周力為 Ft1=Fa2=2T1/d1=3576N軸向力為 Fa2=Ft1=2T2/d2=973.3N徑向力為 初步得出軸的最小直徑所以先按文獻(xiàn)1中的式15-2先估算出蝸桿的最小直徑，選取的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)1中的表15-3，得C=110，則 （2-4）17.61.07=18.8mm 取d=20mm由上的確定電動機為Y132M16它的輸出軸直徑為38mm，因為使所選的軸的直徑d與聯(lián)軸器的孔相匹配，所以需要同時選取聯(lián)軸器的型號.。因為聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，所以我選取Ka =1.5，所以可以得出：m （2-5）通過計算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)該要小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，通過標(biāo)準(zhǔn)GBT5014-1985，得出選用TL Z6型彈性套柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩是250。聯(lián)軸器的尺寸是d=38mm,L=82mm。2.5.2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）通過擬定蝸桿上零件的裝配策略與蝸桿是直接和軸做成一起的，（2）通過軸向與周向定位的要求，計算出各段的直徑與長度，因此第一段d=32mm，L=82mm，第二段d=44mmL=50mm，第三段d=45所以采用圓錐滾子軸承30209，d=45mmD=85mmB=19mm,L=3+19=22mm,第四段d=45mm，L=10+30=40mm2,第五段d=80查表，蝸桿齒寬B=77.92，L計算選為120mm。第六段L=19mm。 第七段，與減速器連接部分21mm，L蝸桿=394mm。如圖2-2所示：圖2-2軸的結(jié)構(gòu)示意圖2.5.3 軸的校核（1）垂直面的支承反力（圖b）Fr=tan20Fa=1301.5N L=244mm （2-6）（2）水平面的支承反力為（圖c）（3）繪垂直面的彎矩圖（圖b）的材料是45鋼，調(diào)質(zhì)處理 （2-7）葪（4）繪水平面的彎矩圖（圖c） （2-8）（5）求合成彎矩（圖d） （2-9）（6）該軸所受扭矩T=38932N.mm（7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度通過文獻(xiàn)1式（15-5）和以上數(shù)據(jù)，得出并采用=0.6，軸的計算應(yīng)力前已選定軸：Me=d3Me/0.1=17.2mm3Me/0.1=21.9mm70mm此前已確定軸的材料=45鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)文獻(xiàn)1表15-1得。因此e 所以X=0.4 Y=1.10已知 P=(XFr+YFa） （2-16）X=0.4 Y=1.10P=0.4325.4+1.10973.3=1201NFr,=Fr2/2=650.8N 則P2=650.8N計算軸承壽命 （2-17） 根據(jù)已知為滾子軸承=10/3 Ln=10200000h大于48000h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的符合要求。2.6.2 蝸輪軸上軸承的選擇和計算蝸輪軸；由上可得次此處軸徑為d=55mm，故選內(nèi)徑為55mm的軸承，采用圓錐滾子軸承；采用型號是30213的軸承，D=120mm,B=23mm,=23.8，基本額定動載荷為C=120kw,極限轉(zhuǎn)速為3200r/min. Fae=650.8N Fr=1301N Fd1=0.66Fr1=858.7NFd2=0.66Fr2=858.7N Fa1=1509.46NFa2=858.7N Fa1/Fr1=1.160.66則X1=0.4 Y1=0.91 Fa2 /Fr2=0.6610.66 則X2=0.4 Y2=0.91已知 P=fe(XFr+YFa）軸承包含中度的沖擊載荷，fe=1.5P1=2841N P2=1952.7N P1P2 取P2 Ln=4800000h48000h因此符合要求。2.7 鍵聯(lián)接的選擇與驗算2.7.1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸在此次設(shè)計中包含三處要求使用鍵聯(lián)接，一處為減速器的輸入軸（蝸桿）的聯(lián)軸器處。一處為減速器的輸出軸（蝸輪軸）的聯(lián)軸器處。另一處為蝸輪和蝸輪軸的聯(lián)接。通常情況下8級以上的精度需要有定心精度的要求，因此我打算采用平鍵聯(lián)接，因為只是單純的聯(lián)接的是兩根軸，因此采用圓頭普通平鍵（A）型。并且鍵3的蝸輪在軸的中間，因此也選擇同樣的鍵。2.7.2 校核鍵聯(lián)接的強度因為蝸桿上的鍵，軸徑為d1=32mm，L=82mm并且是靜聯(lián)接，所以通過P156的表10-9查詢，得許用擠壓應(yīng)力是p=100-120MPa,采用平均值，p=110MPa。鍵為L=70mm,b=10mmh=8mm，p=8.78Mpap綜上可知聯(lián)接的擠壓強度滿足，即此鍵符合工作要求。蝸輪上的鍵、軸和 蝸輪的材料選取的是鋼和鑄鐵，不僅如此還屬于靜聯(lián)接，通過查得許用擠壓應(yīng)力是p=100-120MPa,采用平均值，p=110MPa。鍵的為L=80mm,b=20mm,h=12mm （2-18） p =24.2Mpap由上可知聯(lián)接的擠壓強度符合要求，即該鍵可以正常運行。并且蝸輪上另一處鍵，L=70mm,b=16mm,h=10mmp=110MPa p =43.1MpaTca允許用轉(zhuǎn)速n=3300r/min960r/min經(jīng)過檢驗合格。該蝸輪軸上聯(lián)軸器，已知的d=55mm，決定采用LTZ8彈性套柱銷聯(lián)軸器。所以Tca=1.5414.8=622.2N/m66.2r/min,經(jīng)檢驗合格。2.9 潤滑與密封的設(shè)計鑒于本次設(shè)計蝸桿減速器采用的是鋼蝸桿配青銅蝸輪，所以根據(jù)參考文獻(xiàn)3，采用型號為L-AN32的全損耗系統(tǒng)用油，這個系統(tǒng)油對于蝸桿的給油方式，是從蝸桿的相對滑動速度和載荷類型選擇出來的，鑒于設(shè)計的蝸桿減速器蝸桿的相對滑動速度是4.m/s內(nèi)，不但如此使用的是閉式傳動，它的傳動載荷中等，采用的油浴潤滑。這次蝸桿傳動的潤滑用油量，因為選擇的是閉式蝸桿傳動，攪油損耗應(yīng)該較小，而且選擇的是的是蝸桿下置式的傳動的方式，因此浸油的深度準(zhǔn)確應(yīng)該為蝸桿的一個齒那么高。蝸輪的潤滑是主要通過蝸桿的帶油作用這種方式來進(jìn)行潤滑。該軸承的潤滑方式，在蝸桿軸承上選擇浸油潤滑。并且該蝸輪軸承上的潤滑選擇的是通過刮油板刮蝸輪上的油通過箱體上的油槽潤滑的方式。除此之外在安裝的過程中，是需要對軸承的潤滑實施妥善的處理，需要用潤滑油脂實施完全的潤滑。因為軸承的密封設(shè)計是選擇了軸承端蓋且還在當(dāng)中使用了了密封圈。讓整個箱體呈現(xiàn)全密封的。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 三維實體設(shè)計第三章 三維實體設(shè)計蝸輪蝸桿減速器的主要部件有：上下箱體，蝸輪，蝸桿，軸承，端蓋等。UG 給其提供了多種建模方法，在建立渦輪蝸桿減速器的各零部件模型過程中, 是可以采取對曲線、草圖的拉伸、旋轉(zhuǎn)建立各種掃描實體的 , 同時也可以用系統(tǒng)提供的特殊的復(fù)制功能創(chuàng)建各種各樣的特征體。所以我們需要針對各類零件具有的特點,采用合理的建模方案 , 從而提升建模的效率值。具體零部件的建模過程在此不作介紹，如下圖所示：圖3-1螺釘圖3-2螺釘螺母圖3-3螺釘螺母連接圖圖3-4左右基本骨架圖3-5連接裝置圖3-6前蓋圖3-7底座圖3-8軸孔圖3-9齒輪圖3-10軸圖3-11傳動裝置完成圖3-12箱體圖3-13箱體圖3-14箱蓋圖3-15完整箱蓋圖3-16渦輪蝸桿減速器完整圖沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 蝸輪蝸桿減速器常見問題及原因分析第四章 蝸輪蝸桿減速器常見問題及原因分析蝸輪蝸桿減速器是一種結(jié)構(gòu)非常緊湊、傳動比較大大，并且在特有的條件下含有自鎖功能的傳動機械。不僅如此該減速器安裝很方便、其結(jié)構(gòu)較合理，問世以來得到特別多的廣泛的應(yīng)用。在這里我們簡單的總結(jié)下常見問題和其原因：（1）渦輪蝸桿減速器發(fā)熱以及漏油。為了提升工作時候的效率，蝸輪減速器通常全部選擇有色金屬來作為蝸輪，蝸桿則使用比較硬的鋼材來制作。因為是滑動摩擦傳動，所以運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這樣會讓減速機的各個零件以及密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異，導(dǎo)致在各配合面形成空隙，并且潤滑油液因為溫度的變高產(chǎn)生稀疏現(xiàn)象，這樣會導(dǎo)致泄漏現(xiàn)象。導(dǎo)致這種情況的罪魁禍?zhǔn)淄ǔＳ兴狞c，一是材質(zhì)互相的的搭配的不合理性；二是嚙合摩擦面表面的質(zhì)量不符合要求較差；三是潤滑油進(jìn)行添加時添加量的選擇錯誤；四是裝配的質(zhì)量以及使用時候環(huán)境較差。（2)蝸輪磨損。在通常情況下蝸輪一般選擇錫青銅，和其匹配的的蝸桿材料選擇45鋼淬硬至HRC4555，或40Cr淬硬HRC5055后采取蝸桿磨床磨削到粗糙度Ra0.8m左右。渦輪蝸桿減速器通常運行時的磨損會很慢，其壽命使用10年以上甚至更久。但是在磨損速度較快的情況下，就要想想使用的選擇是否正確，是否存在超過負(fù)荷的運行，和蝸輪蝸桿的材質(zhì)是否正確、裝配質(zhì)量是否過關(guān)或使用環(huán)境是否符合要求等原因。（3）傳動小斜齒輪磨損。通常會發(fā)生在立式安裝的渦輪蝸桿減速器上，主要是因為與潤滑油的添加量和潤滑油品種有關(guān)。在立式安裝時，及其容易產(chǎn)生潤滑油量不足的情況，從而導(dǎo)致渦輪蝸桿減速器停止運轉(zhuǎn)時，在電機與渦輪蝸桿減速器之間傳動齒輪的油流失，致使齒輪得不到充足的潤滑保護(hù)。在渦輪蝸桿減速器開啟式時，因為齒輪得不到及時的效潤滑以致機械產(chǎn)生磨損嚴(yán)重甚至損壞。（4）在蝸桿的軸承損壞發(fā)生故障時，就算減速的箱密封良好，但還會經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速器內(nèi)的齒輪油被乳化的現(xiàn)象，軸承會生銹、腐蝕、損壞。其實這因為減速器在工作運行一段時間后，齒輪的油溫變高又冷卻后生成的的凝結(jié)水與水混合在一起了。當(dāng)然，這和軸承的質(zhì)量好壞及裝配工藝密切度息息相關(guān)。蝸輪蝸桿減速器的解決方法（1）為了確保裝配質(zhì)量高，可購買或者自己制造一些專用的小工具，拆卸與安裝減速器零部件時，要盡可能的減少使用錘子等其他工具敲擊；在更換齒輪、蝸輪蝸桿時需要盡可能的選擇原廠配件還有成對的更換；在進(jìn)行裝配輸出軸時，要留心公差配合；要采用防粘劑或紅丹油等來保護(hù)空心軸，要避免磨損生銹或配合面產(chǎn)生積垢，維修時難拆卸。（2）潤滑油與添加劑的選擇，蝸齒減速器通常會選擇4403#合成齒輪油，這對重負(fù)荷、啟動較頻繁、使用環(huán)境較差的減速器而言，需要選用一些潤滑油做添加劑，使減速器在不運轉(zhuǎn)時齒輪油仍然依附在齒輪的表面，從而形成保護(hù)膜，來防止重負(fù)荷、低速、高轉(zhuǎn)矩與在啟動時金屬之間的直接接觸。在添加劑中含有密封圈調(diào)節(jié)劑與抗漏劑，用來密封圈保持柔軟和彈性，可以減少潤滑油的泄漏。（3）減速器安裝位置的選擇位置符合規(guī)定的情況下，盡可能不選擇立式安裝。在立式安裝時，這時候潤滑油的添加量會比水平安裝要多很多，這樣極度造成減速器發(fā)熱以及漏油。（4）在建立潤滑維護(hù)制度可依照潤滑工作“五定”原則對減速器采取維護(hù)，從而保證每一臺減速器都有專門責(zé)任人定期檢查，在發(fā)現(xiàn)溫度明顯升高時候，超過40或油溫超過80，油的質(zhì)量會迅速下降或在油中會發(fā)現(xiàn)許多的銅粉并且產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時，應(yīng)該馬上停止使用，立刻檢修，排除故障，更換潤滑油。其中在加油時，務(wù)必注意油的量，從而是減速機得到正確的潤滑。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 減速器的基本結(jié)構(gòu)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀第五章 減速器的基本結(jié)構(gòu)及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀5.1 減速器的基本結(jié)構(gòu)它的基本結(jié)構(gòu)大致有三大部分：1.齒輪、軸和軸承組合小齒輪與軸制成一體，叫做齒輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑和軸的直徑相關(guān)不是很大的情形下，如果軸的直徑為d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當(dāng)df-d67mn時候，應(yīng)選擇這種結(jié)構(gòu)。而當(dāng)df-d67mn時，選擇齒輪和軸分開成為兩個零件的結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)退佥S和大齒輪。這時齒輪和軸的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩個軸全部選擇深溝球軸承。這種組合，適用于承受徑向載荷與不減速器大的軸向載荷的情況。當(dāng)軸向載荷很大時，應(yīng)選擇角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承和推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的比較稀的油，以此來起到潤滑的作用。箱座中油池里面的的潤滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛粘到箱蓋的內(nèi)壁上面，順著內(nèi)壁流到分箱面坡口后，在通過導(dǎo)油槽進(jìn)入軸承。當(dāng)浸油齒輪圓周速度2m/s時，我們該選擇潤滑脂潤滑軸承，為了避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂，可選擇擋油環(huán)將其分開。為了防止?jié)櫥土魇б约巴饨缁覊m進(jìn)入到箱內(nèi)，會在軸承端蓋與外伸軸之間安裝密封元件。2.箱體是減速器的非常重要組成部件。它是傳動零件的基座，應(yīng)具有非常強的強度和剛度。箱體一般用灰鑄鐵來制造，當(dāng)然這對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，目的為了簡化工藝、降低成本，可選擇鋼板焊接的箱體?；诣T鐵具有很棒的的鑄造性能以及減振性能。目的便于軸系部件的安裝與拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體是用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡可能的靠近軸承座孔，但是軸承座旁的凸臺，應(yīng)具背足夠的承托面，以方便安放聯(lián)接螺栓，還要保證旋緊螺栓時具有的的扳手空間。為了保證箱體存在足夠的剛度，在軸承孔周圍增加支撐肋。目的是保證減速器安放在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡最大力度減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座通常不選擇完整的平面。3.減速器附件目的是保證減速器的正常運行，不但對齒輪、軸、軸承組合以及箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為了減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工和拆裝檢修時箱蓋和箱座的精確定位、吊裝等輔助零件與部件的合理選擇與設(shè)計。減速器（1）檢查孔為了檢查傳動零件的嚙合情況，并且向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的恰當(dāng)位置安放檢查孔。檢查孔安放在上箱蓋頂部能最快觀察到齒輪嚙合部位位置。在平時，檢查孔的蓋板用螺釘連接在箱蓋上。（2）通氣器減速器在工作時，箱體內(nèi)溫度不斷變高，氣體會膨脹，壓力變大，為了使箱內(nèi)熱脹空氣能盡快排出，從而保持箱內(nèi)外部壓力平衡，不會導(dǎo)致出現(xiàn)潤滑油沿分箱面或軸伸密封件等其他縫隙滲漏現(xiàn)象，一般會在箱體頂部裝設(shè)通氣器。（3）軸承蓋為固定軸系部件的軸向位置并且能承受軸向載荷，軸承座孔兩端采用軸承蓋封閉的方式。軸承蓋會有凸緣式以及嵌入式兩種情況。用六角螺栓連接在箱體上，外伸軸上的軸承蓋是通孔，其中裝有密封的裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點是拆裝、調(diào)整軸承方便極其方便，然而和嵌入式軸承蓋相比較，零件數(shù)目多，尺寸較大，外觀不是很平整。（4）定位銷目的是保證每次拆裝箱蓋的時候，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，所以應(yīng)在精加工軸承孔前面，在箱蓋和箱座的聯(lián)接凸緣上安裝定位銷。安放在箱體縱向兩側(cè)聯(lián)接凸緣上面，這對稱箱體應(yīng)呈相互對稱放置，從而避免錯裝發(fā)生。（5）油面指示器是檢查減速器內(nèi)油池里油面的高度的，所以應(yīng)該經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的油，通常在箱體便于觀察、油面相對穩(wěn)定的部位，安裝油面指示器。（6）在放油螺塞換油時候，排放污油以及清洗劑，會在箱座底部上面，在油池的最低位置上安放放油孔，它平常時候會用螺塞將放油孔堵住，當(dāng)放油螺塞與箱體接合面間應(yīng)加強防漏用的墊圈。（7）啟箱螺釘為加強密封效果，一般在裝配時在箱體剖分面上面涂以水玻璃或者密封膠，故在拆卸時通常會因為膠結(jié)緊密打不開蓋子。因此常常在箱蓋聯(lián)接凸緣的恰當(dāng)部位，加工出2個螺孔，當(dāng)旋入啟箱用的圓柱端或者平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可以將上箱蓋頂起來。小型減速器可以不設(shè)啟箱螺釘，啟蓋時用起子撬開箱蓋，啟箱螺釘?shù)拇笮∫部梢酝谕咕壜?lián)接螺栓。5.2 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀國外的減速器，是以德國、丹麥以及日本處于領(lǐng)先地位，尤其是在材料與制造工藝方面占據(jù)絕對的優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。然而其傳動形式還是以定軸齒輪傳動為主，體積以及重量問題，仍未解決好。現(xiàn)如今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率與使用壽命長的方向發(fā)展。20世紀(jì)60年代的減速器通常是參考蘇聯(lián)20世紀(jì)4050年代的技術(shù)制造的，后來即使有所發(fā)展，但限于當(dāng)時的設(shè)計、工藝水平和裝備條件，其總體水平和國際水平有很大差距。自20世紀(jì)60年代以來，我國先后制訂了JB113070圓柱齒輪減速器等一批通用減速器的標(biāo)淮，除了主機廠自制配套使用外，還形成了一批減速器專業(yè)生產(chǎn)廠。目前，全國生產(chǎn)減速器的企業(yè)有數(shù)百家，年產(chǎn)通用減速器25萬臺左右，這對發(fā)展我國的機械產(chǎn)品作出了不可磨滅功勞。改革開放以來，我國引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)與科研攻關(guān)，慢慢掌握了各種高速以及低速重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料與熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有很大的提升，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB17960的89級提升到GB1009588的6級，高速齒輪的制造精度可保持在45級。部分減速器選擇硬齒面后，體積以及質(zhì)量明顯變小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了非常大的提升，這對節(jié)能以及提高主機的總體水平起到無與倫比的作用。我國自行設(shè)計制造的高速齒輪減（增）速器的功率已達(dá)42000kW，齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。然而，我國絕大多數(shù)減速器的技術(shù)水平還較低，老產(chǎn)品不可能馬上被取代，新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段很久的時間。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1徐灝,蔡春源,周士昌等.機械設(shè)計手冊M.第二版機械工業(yè)出版社,2003.:222楊曉蘭.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計M.華中科技大學(xué)出版社，2007:1323聞邦椿.機械設(shè)計手冊第M.五版電子工業(yè)出版社，2007.:51-554葉偉昌.機械工程及自動化簡明手冊（上冊）M.機械工業(yè)出版社，2001.:165陳定國.機械設(shè)計基礎(chǔ)M.機械工業(yè)出版社,，2005.：6成大先.機械設(shè)計手冊（第四版 第4卷）M.化學(xué)工業(yè)出版社，2002 .：317董玉平.機械設(shè)計基礎(chǔ)機M.械工業(yè)出版社，2001.：6-118曾正明.機械工程材料手冊M.北京機械工業(yè)出版社，2003.:779徐錦康.機械設(shè)計2M.北京高等教育出版社，2004.:3-810葛常清.機械制圖（第二版）M.中國建材工業(yè)出版社，2000.:46-4811朱 敬.,孫明，邵謙謙.AutoCADM.電子工業(yè)出版社，2004 .:2412董玉平.機械設(shè)計基礎(chǔ)M.機械工業(yè)出版社，2001.:6613曾正明.機械工程材料手冊R.機械工業(yè)出版社，2003.:12-1314周昌治, 楊忠鑒，趙之淵，陳廣凌.機械制造工藝學(xué)重M.慶大學(xué)出版社，1999.:56-5915曲寶章, 黃光燁.機械加工工藝基礎(chǔ)M.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.:1616張福潤.,徐鴻本，劉延林.機械制造基礎(chǔ)（第二版）M.華中科技大學(xué)出版社，2002.:2817徐錦康.機械設(shè)計M.高等教育出版社，2004.:3618寧汝新, 趙汝嘉.CAD/CAM技術(shù)M.機械工業(yè)出版社，2003.:30-3319司徒忠, 李璨.機械工程專業(yè)英語M.武漢理工大學(xué)出版社，2001.:2-820牛又奇,孫建國.新編Visual Basic程序設(shè)計教程蘇M.州大學(xué)出版社，2002.:34-3721甘登岱.AutoCAD2000M.航空工業(yè)出版社，2000.:12-1422甘永立.幾何量公差與檢測M.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004.:31沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝致謝對于這次設(shè)計的完成,首先感謝母校沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院的辛勤培育，感謝學(xué)校給我提供了如此難得的學(xué)習(xí)環(huán)境和機會，使我學(xué)到了許多新的知識、知道了知識的可貴與獲取知識的辛勞。承蒙英璐老師的耐心指導(dǎo)，我順利地完成了我的畢業(yè)設(shè)計。在此深深感謝我的老師英璐給予我的耐心指導(dǎo)和幫助,這也體現(xiàn)了她對工作高度認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神，在我的設(shè)計過程中，還得到了眾多同學(xué)的支持和幫助，在此，我對這些同學(xué)表示我衷心的感謝和永遠(yuǎn)的祝福！ 對于這次的畢業(yè)設(shè)計，還有許多美好的設(shè)想由于時間和自身因素?zé)o法得以實現(xiàn)，這不能不說是本次設(shè)計的遺憾之處。不過，至少它啟發(fā)了我的思維，提高了我的動手能力，豐富了我為人處世的經(jīng)驗，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)知識，這為我在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中奠定了堅實的基礎(chǔ)以后在自己的工作崗位上發(fā)揮才能奠定了堅實的基礎(chǔ)。我會繼續(xù)努力！