本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題 目 5T 機(jī)動(dòng)絞磨裝置變速箱、減速箱設(shè)計(jì)專 業(yè) 學(xué)生姓名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 二〇 年 月 日I摘要在論文中，首先，對(duì)絞磨機(jī)作了簡(jiǎn)單的介紹，接著，闡述了絞磨機(jī)的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了環(huán)面絞磨機(jī)減速器。接著對(duì)減速器的部件組成進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了絞磨機(jī)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程。對(duì)其他的絞磨機(jī)的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。目前，在環(huán)面絞磨機(jī)減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)制造環(huán)面絞磨機(jī)減速器過(guò)程中存在著很大程度上的缺點(diǎn)，正如論文中揭示的那樣，重要的問(wèn)題如：輪齒的根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；絞磨機(jī)的校核。關(guān)鍵詞：絞磨機(jī)減速器, 蝸桿, 滾動(dòng)軸承IIAbstractIn the paper, first, the cutter mill gave a brief introduction, then, he describes the cutter mill design principles and theoretical calculations. Then follow the design criteria and design theory designed toroidal cutter mill reducer. Then the gear unit size of components were calculated and checked. The design represents the general process of mill cutter design. For other cutter mill design work also has some value.At present, the torus cutter mill reducer design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there is still a wide gap. In the design and manufacture of domestic torus cutter mill reducer shortcomings exist in the process a large extent, as the paper reveals, important issues such as: tooth undercut; worm blank correct design; cutter mill checked.Keywords:cutter mill reducer, worm, RollingIII目 錄摘要…… IAbstract .II第 1 章 緒論11.1 絞磨機(jī)概況 .11.2 絞磨機(jī)減速器概述 .2第 2 章 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)減速器變速器裝置設(shè)計(jì)初步計(jì)算 102.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)要求 102.2 鋼絲繩的選擇 102.3 滑輪卷筒的計(jì)算 112.4 傳動(dòng)方案分析 122.4.1 電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算.122.4.2 總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比分配.132.4.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算.132.4.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.142.4.5 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算.212.4.6 滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算.262.4.7 鍵連接的選擇和計(jì)算.282.4.8 聯(lián)軸器的選擇計(jì)算.302.4.9 潤(rùn)滑和密封說(shuō)明30第 3 章 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說(shuō)明323.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料 .323.2 鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系 .32總論34參考文獻(xiàn)36致 謝371第 1 章 緒論1.1 絞磨機(jī)概況絞磨槽是用來(lái)直接和鋼絲繩連接的牽引槽，以汽油機(jī)或柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，經(jīng)過(guò)變速箱的變速來(lái)達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速，整機(jī)坐落于鋼結(jié)構(gòu)上，穩(wěn)固且移動(dòng)方便。機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)由滾筒輪、變速箱、柴油機(jī)或汽油機(jī)和底座框架組成，機(jī)動(dòng)絞磨工作原理：絞磨機(jī)的分類汽油機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)，柴油機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)，拖拉機(jī)絞磨機(jī)（泰山 280、500 型改裝而成）絞磨機(jī)的型號(hào)：3T 5T 5T操作方法：1、 機(jī)械開(kāi)機(jī)前，請(qǐng)先打開(kāi)絞磨機(jī)傳動(dòng)離合器，把前后變擋桿撥至空擋的位置，然后才能開(kāi)機(jī)運(yùn)行。2、 在撥動(dòng)離合器時(shí)，動(dòng)作應(yīng)快捷干脆，否則聯(lián)鎖剎車不起作用，形成增加自動(dòng)剎車棘爪的沖擊力。在開(kāi)機(jī)時(shí)不宜過(guò)于用力，至皮帶輪能帶動(dòng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)不致走滑為宜。3、 換檔時(shí)必須打開(kāi)傳動(dòng)離合器，否則有可能損壞齒輪，變檔后應(yīng)該檢查變檔過(guò)程是否牢合，以防發(fā)生跳擋亂擋的現(xiàn)象。4、 變擋過(guò)程當(dāng)中，若出現(xiàn)變擋入擋困難時(shí)，不可強(qiáng)行換擋，可使用手搖裝置幫助入擋，具體做法：用扳手撥動(dòng)手搖裝置，使其旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，即可入擋。5、卷筒上的允許負(fù)荷是 HB-3T：慢轉(zhuǎn)時(shí) 3000 公斤，絞磨機(jī)的維修和安全使用為了保持絞磨機(jī)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)絞絞磨機(jī)的使用壽命，必須加強(qiáng)對(duì)絞磨機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)。操作者必須了解整套機(jī)械的結(jié)構(gòu)、性能，熟練地掌握使用方法。1、 卷筒上的允許負(fù)荷是 3T：慢轉(zhuǎn)時(shí) 3000 公斤，快轉(zhuǎn)時(shí) 1800 公斤；5T 慢轉(zhuǎn)時(shí) 5000 公斤，快轉(zhuǎn)時(shí) 2500 公斤，不得超負(fù)荷運(yùn)行。2、 變速齒輪箱內(nèi)必須保持 1/4 之潤(rùn)滑機(jī)油。3、 為防止跳擋現(xiàn)象，在撥擋叉內(nèi)裝有彈簧鋼珠作為變檔定位之作用。因2此，在使用時(shí)，要注意檢查彈簧鋼珠是否頂牢。如不牢，必須更換彈簧后方可使用。4、 對(duì)自動(dòng)剎車和聯(lián)鎖剎車應(yīng)經(jīng)常檢查膠木的磨損狀況，自動(dòng)剎車齒輪旋轉(zhuǎn)及回松間隙為 0.5 毫米，大于 1 毫米必須更換膠木，否則易造成剎車失靈而發(fā)生事故。5、 自動(dòng)剎車裝置在變速齒輪箱內(nèi)，在起吊時(shí)，自動(dòng)剎車齒輪發(fā)出“篤、篤、篤”響聲，證明速齒工作正常，回松時(shí)則沒(méi)有此響聲。6、 機(jī)座的錨固方法：靠卷筒兩側(cè)的軸承支座（有兩個(gè)孔）為錨固點(diǎn)，不能以其它位置作為錨固點(diǎn)。7、 卷筒軸承座的鎖釘，必須與相應(yīng)的孔配合，禁止使用其它螺絲代替鎖釘。8、 變速齒輪箱外殼是鋁合金鑄成，其上的螺絲不宜過(guò)緊和不必要拆裝，更不能用錘敲擊。9、 本機(jī)經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸后，必須進(jìn)行詳細(xì)的檢查，各部件緊固螺絲有無(wú)松動(dòng)，潤(rùn)滑油是否正常。10、 原動(dòng)機(jī)是汽油、柴油機(jī)、均可按該機(jī)的使用規(guī)范要求進(jìn)行。11、 每次使用機(jī)器前，應(yīng)檢查機(jī)身有無(wú)雜物，周圍有無(wú)影響機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的障礙，同時(shí)應(yīng)檢查各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，一切正常后，方可使用。12、 機(jī)器每次使用完畢后，應(yīng)及時(shí)清除機(jī)器上的灰塵、油污等臟物，所有清潔工作應(yīng)在機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后進(jìn)行。1.2 絞磨機(jī)減速器概述1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20 世紀(jì) 70－80 年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。 其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪—蝸桿減速器；行星齒輪減速器。 2、一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、絞磨機(jī)減速器、行星摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)等等。1）圓柱齒輪減速器 3單級(jí)、二級(jí)、二級(jí)以上二級(jí)。布置形式：展開(kāi)式、分流式、同軸式。 2）圓錐齒輪減速器 用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場(chǎng)合。 3）蝸桿減速器 主要用于傳動(dòng)比 i10 的場(chǎng)合，傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器。 4）齒輪—蝸桿減速器 若齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)，則結(jié)構(gòu)緊湊； 若蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)，則效率較高。 5）行星齒輪減速器 傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比范圍廣，傳動(dòng)功率 12W~50000KW，體積和重量小。 3、 常見(jiàn)減速器的種類 1） 減速器 的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，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。2） 諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。 3） 行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。 減速器: 簡(jiǎn)言之，一般機(jī)器的功率在設(shè)計(jì)并制造出來(lái)后，其額定功率就不在改變，這時(shí)，速度越大，則扭矩（或扭力）越??；速度越小，則扭力越大。目的：隨著科技高速發(fā)展，減速器技術(shù)逐步向小型化、高速化、低噪聲、高可靠度的方向發(fā)展，微小型減速器在國(guó)防及工業(yè)生產(chǎn)中越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。本文為適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)開(kāi)發(fā)出可應(yīng)用在航空航天等領(lǐng)域的絞磨機(jī)減速器傳動(dòng)。該減速器具有重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、傳動(dòng)效率高、潤(rùn)滑性能好、能自鎖等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防、冶金礦山、石油化工、汽車等生產(chǎn)部門有著廣闊的應(yīng)用前景。而目前在我國(guó)，絞磨機(jī)減速器傳動(dòng)作為一種傳動(dòng)形式，對(duì)其進(jìn)行一系列系統(tǒng)、深入的理論研究。4意義：隨著科技的高速發(fā)展，現(xiàn)代機(jī)械逐步向高速、精密、等方向發(fā)展，而減速器作為現(xiàn)代機(jī)械中的關(guān)鍵傳動(dòng)部件，也隨之對(duì)其提出了更高的要求。當(dāng)今世界各國(guó)減速器技術(shù)發(fā)展總趨勢(shì)是小型化、輕量化、高速化、低噪聲和高可靠度。減速器的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。因此，開(kāi)拓和發(fā)展減速器技術(shù)在我國(guó)有著廣闊的前景。絞磨機(jī)減速器是為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械的高速發(fā)展而成功開(kāi)發(fā)的齒輪傳動(dòng)，因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使之具有傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)不可比擬的優(yōu)越性能，在一定的工作條件下，是傳統(tǒng)齒輪傳動(dòng)理想的替代產(chǎn)品。本課題研究的減速器具有重量輕、 體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)誤差小、潤(rùn)滑性能好、性能價(jià)格比高、防止逆?zhèn)鲃?dòng)等優(yōu)點(diǎn)，它可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、冶金礦山、石油 化工、汽車、電子儀表、建筑工程、機(jī)床、鍋爐等生產(chǎn)部門。將產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化后，加工成本低于同類進(jìn)口減速器產(chǎn)品價(jià)格的一半，具有很高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。（二）國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.國(guó)外減速器現(xiàn)狀減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。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(wèn)題，也未解決好。日本住友重工研制的 FA 型高精度減速器，美國(guó) Alan-Newton 公司研制的 X-Y 式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與此類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例，減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。國(guó)內(nèi)減速器現(xiàn)狀國(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5小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw 以上） ，多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開(kāi)始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw 。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)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。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學(xué)研制成功的“內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器”不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)外，還有著大的功率/重量（或體積）比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線上的優(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過(guò)一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開(kāi)展了一些工作。（二）減速器的作用6減速器在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，二者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。70～80 年代，世界減速器技術(shù)有了很大發(fā)展。通用減速器體現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：（1）高水平、高性能。（2）積木式組合設(shè)計(jì)?；緟?shù)采取優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊、零件通用性和互換性強(qiáng)、系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。（3）形式多樣化、變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。促進(jìn)減速器水平提高的主要因素有：（1）硬齒面技術(shù)的發(fā)展和完善，如大型磨齒技術(shù)、滲碳淬火工藝、齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形及三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根強(qiáng)化及其元化過(guò)渡、新結(jié)構(gòu)等。（2）用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平高。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。（4）加工精度提高到 ISO5-6 級(jí)。（5）軸承質(zhì)量和壽命提高。（6）潤(rùn)滑油質(zhì)量提高。齒輪減速器的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬(wàn)千瓦，圓周速率可達(dá) 200m/s。齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)主要有：1 效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率最高。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá) 99℅。2 結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般比較小。73 工作可靠，壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一，二十年，這也是其它機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。4 傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)能廣泛應(yīng)用，也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格昂貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。蝸桿減速器的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種機(jī)構(gòu)，兩軸交錯(cuò)的夾角可為任意值，常用的為 90 度，這種傳動(dòng)由于具有下述特點(diǎn)，故應(yīng)用頗為廣泛。1 當(dāng)使用單頭蝸桿時(shí)，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過(guò)了一個(gè)齒距，因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比。在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比 I=5-80;在分度機(jī)構(gòu)或手動(dòng)機(jī)構(gòu)中，傳動(dòng)比可達(dá) 300；若只傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比可達(dá) 1000。由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。2 在桿蝸傳動(dòng)中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低。3 當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)更具有自鎖性。4 蝸桿傳動(dòng)與螺旋齒輪傳動(dòng)相似，在嚙合處有相對(duì)滑動(dòng)。當(dāng)滑動(dòng)速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨擦和磨損，從而引起過(guò)分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。因此磨損較大，效率低；當(dāng)蝸桿傳動(dòng)具有自鎖性時(shí)，效率僅為 0.4左右。同時(shí)由于摩擦與磨損嚴(yán)重，常需耗用有色金屬制造蝸輪，以便與鋼制的蝸桿配對(duì)組合成減磨性良好的滑動(dòng)摩擦劑。根據(jù)蝸桿分度曲面的形狀，蝸桿傳動(dòng)可以分成三大類：圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)、錐蝸桿傳動(dòng)。蝸桿分度曲面是圓環(huán)內(nèi)表面的一部分，蝸桿軸線平面內(nèi)理論齒廓為直線的蝸桿傳動(dòng)稱為直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，俗稱“球面蝸輪傳動(dòng)”。它始于 1921 年的美國(guó)造船業(yè)，其代表產(chǎn)品是美國(guó) CONE DRIVE，50 年代起在我國(guó)得到推廣應(yīng)用。與8普通圓柱蝸桿傳動(dòng)相比，這種蝸桿同時(shí)包容齒數(shù)多，雙線接觸線形成油膜條件好，兩齒面接觸線誘導(dǎo)法曲率半徑大。因此，承載能力是相同中心矩普通蝸桿的 1.5～3 倍（小值適應(yīng)于小中心矩，大值適應(yīng)于大中心矩）。在傳遞同樣功率時(shí)，中心矩可縮小 20%-40%。由于性能優(yōu)良，美國(guó)、日本、俄羅斯等國(guó)都將這種傳動(dòng)作為動(dòng)力傳動(dòng)中的主要形式之一廣泛使用。美國(guó)生產(chǎn)產(chǎn)品系列中心矩為15～1320㎜；速比為 5～343000；最高傳動(dòng)效率可達(dá) 97%。我國(guó)經(jīng)過(guò) 40 年的研究和發(fā)展，目前這種蝸桿的生產(chǎn)品種也十分可觀，最大中心矩可達(dá)到 1200㎜；最少齒數(shù)比為 5；蝸桿頭數(shù)達(dá) 6；最高傳動(dòng)效率可達(dá) 94%。這種蝸桿傳動(dòng)分為“原始型”和“修整型”兩種?！霸夹汀敝崩h(huán)面蝸桿的螺旋齒面的形成為：一條與成形圓相切、位于蝸桿軸線平面內(nèi)的直線，在繞成形圓的圓心作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，又與成形圓一起圍繞蝸桿的軸線作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這條直線在空間形成的軌跡曲面，就是直廓環(huán)面蝸桿的齒面。由于蝸桿齒面的發(fā)生線是直線刀刃，蝸桿螺旋面是直線刀刃形成的不可展直紋面而不是由包絡(luò)產(chǎn)生的，難以實(shí)現(xiàn)磨削，這種蝸桿制造鋼筋工藝比較復(fù)雜，不易獲得高精度的傳動(dòng)，這是直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)。“修整型”直廓環(huán)面蝸桿螺旋面的形成，基本上與“原始型”相同，不同之處在于加工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的修形曲線，將加工參數(shù)加以改變。一般常用的有：變位異速修形和變速比修形兩種工藝方法。變位異速修形方法就是在加工蝸桿時(shí)，刀具位置及固定傳動(dòng)比不同于蝸桿副工作時(shí)的位置及速比。變速比修形方法則是加工時(shí)瞬時(shí)傳動(dòng)比按一定規(guī)律變化。用修形加工方法加工的蝸桿與由修形滾刀加工成的蝸輪組成“修整型”直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，消除了蝸輪齒面中部棱線接觸，不僅改善了裝配條件，減少了誤差敏感性，更重要的是：與“原始型”蝸桿傳動(dòng)比較，接觸區(qū)擴(kuò)大，形成油膜條件好，包容齒數(shù)間載荷有平均作用，因而其承載能力、嚙合性能和傳動(dòng)效率均較“原始型”高。準(zhǔn)平行嚙合線二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿是河南省焦作市科林齒輪有限公司的一項(xiàng)科研成果。蝸輪滾刀是可鏟背可磨削的，蝸輪齒面沒(méi)有脊線，運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生干涉。工裝和理論相吻合。和同類蝸桿相比，它還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1 瞬時(shí)接觸線和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度方向夾角穩(wěn)定，且接近 90 度。92 蝸輪齒面是用鏟背滾刀制造加工而成，因此蝸輪齒面接觸面大、質(zhì)量穩(wěn)定。3 同時(shí)參加嚙合的蝸輪齒數(shù)多，一般可達(dá) 為蝸桿齒數(shù)）。2(9Z4 蝸輪齒面無(wú)脊線，傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干涉。因此這種蝸桿傳動(dòng)承載功率大，動(dòng)壓油涵穩(wěn)定傳動(dòng)、噪聲低、平衡溫度低等特征。由以上分析可以看出，雖然普通齒輪減速器具有效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是不具備設(shè)計(jì)條件中重點(diǎn)要求的自鎖性，所以不能選用；而準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器，它具有普通環(huán)面蝸桿減速器所不具備的很多優(yōu)點(diǎn)。二、傳動(dòng)方案分析1．蝸桿傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，尺寸緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率較低，適用于中、小功率的場(chǎng)合。采用錫青銅為蝸輪材料的蝸桿傳動(dòng)，由于允許齒面有較高的相對(duì)滑動(dòng)速度，可將蝸桿傳動(dòng)布置在高速級(jí)，以利于形成潤(rùn)滑油膜，可以提高承載能力和傳動(dòng)效率。因此將蝸桿傳動(dòng)布置在第一級(jí)。2．斜齒輪傳動(dòng)斜齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性較直齒圓柱齒輪傳動(dòng)好，常用在高速級(jí)或要求傳動(dòng)平穩(wěn)的場(chǎng)合。因此將斜齒輪傳動(dòng)布置在第二級(jí)。3．圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪加工較困難，特別是大直徑、大模熟的圓錐齒輪，只有在需要改變軸的布置方向時(shí)采用，并盡量放在高速級(jí)和限制傳動(dòng)比，以減小圓錐齒輪的直徑和摸數(shù)。所以將圓錐齒輪傳動(dòng)放在第三級(jí)用于改變軸的布置方向。4．鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適于高速傳動(dòng)，應(yīng)布置在低速級(jí)。所以鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)布置在最后。因此，蝸桿傳動(dòng)—斜圓柱齒輪傳動(dòng)—圓錐齒輪傳動(dòng)—鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，這樣的傳動(dòng)方案是比較合理的。10第 2 章 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)減速器變速器裝置設(shè)計(jì)初步計(jì)算2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)要求本題目設(shè)計(jì) 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì)。 要求如下：1.8T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)變速箱、減速箱的 3D 設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)計(jì)算；2. 8T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)變速箱、減速箱的 3D 計(jì)算機(jī)輔助裝配；3. 8T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)變速箱、減速箱的總裝繪制及主要零件的工程圖設(shè)計(jì)；4.撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述(3000 字、參考文獻(xiàn) 15 篇以上)、開(kāi)題報(bào)告；5.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份(字?jǐn)?shù) 15000 字以上)；6.畢業(yè)實(shí)習(xí)及撰寫(xiě)畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告。2.2 鋼絲繩的選擇根據(jù) 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì)的額定起重量，選擇雙聯(lián)起升機(jī)構(gòu)滑輪組倍率為 1.（1）鋼絲繩所受最大靜拉力：（N）組η2mGQS???絲ax式中 ——額定起重量； =50kN(起重重量 5T)Q——吊鉤組重量， =0.12kN（吊鉤掛架的重量一般約占額定起重量的絲 絲2～4%，這里去吊鉤掛架重量為 0.12kN） ；——滑輪組倍率， =1；mm——滑輪組效率， =0.98.組η組η=40.87KNmax80.129s???（2）鋼絲繩的選擇：所選擇鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)滿足：???絲絲絲 SanSmaxn 繩——鋼絲繩安全系數(shù)，對(duì)于小型工作類型 n 繩=2由上式可得：11=3.74max1.592=08Sn????繩絲 （ ）根據(jù)查鋼絲繩產(chǎn)品目錄可選用：鋼絲繩 6W(19)-20-185-I-光-右順(GB1102-74)，不松散瓦林吞型鋼絲繩直徑 d=5mm。2.3 滑輪卷筒的計(jì)算（1）滑輪、卷筒的最小直徑的確定為了確保鋼絲繩具有一定的使用壽命，滑輪、卷筒的直徑（自繩槽底部算起的直徑）應(yīng)滿足：D≥（e-1 ） 絲d式中 e——系數(shù)，對(duì) 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì)，取 e=25。所以=120mm25-1D??（ ）取卷筒直徑和滑輪直徑 D=200mm。（2）卷筒長(zhǎng)度和厚度的計(jì)算圖 2-1 卷筒結(jié)構(gòu)而 tnDHmL)(00???式中 ——最大起升高度， =4m；max maxHn——鋼絲繩安全圈數(shù)，n≥11，取 n=2；t——繩槽節(jié)距，t=d 繩+ （ 2～4）=7～11，取 t=10mm；12， ——空余部分和固定鋼絲繩所需要的長(zhǎng)度， = =3t；1L2 1L2——卷筒的計(jì)算直徑（按纏繞鋼絲繩的中心計(jì)算） ，0D=205mm=+d5繩——卷筒左右繩槽之間不刻槽部分長(zhǎng)度，根據(jù)鋼繩允許偏斜角確定：絲L23tanαHmi??絲其中 ——吊鉤組兩側(cè)滑輪繩槽中心線之間的距離， =103mm；3L 3L——當(dāng)?shù)蹉^滑輪組位于上部極限位置時(shí)，卷筒軸和滑輪軸之間的距離，min=400mmminα2——卷筒上繞出的鋼絲繩分支相對(duì)于鉛垂線的允許偏斜角 α2≤5°～6° ，取tanα2=tan6°=0.1.2ta?=80mm=240.1L?光——卷筒半邊的繩槽部分長(zhǎng)度0=107mm+03.1425?（ ）卷筒長(zhǎng)度 =414mm,取 L 雙 =500mm，卷筒材料采用=738L雙 （ ）HT20-40，其壁厚可按經(jīng)驗(yàn)公式確定δ=0.02D+（6 ～10）=0.02*200+6=10，取 δ=15mm。2.4 傳動(dòng)方案分析傳動(dòng)方案：電機(jī)→帶傳動(dòng)→蝸桿 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì) →工作機(jī)給定條件：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì)類型選擇：選用蝸桿 5T 機(jī)動(dòng)絞磨機(jī)絞磨裝置設(shè)計(jì).方案分析：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但齒輪相對(duì)于軸承的位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度。2.4.1 電動(dòng)機(jī)選擇計(jì)算卷筒所需功率 50.180.91wFvPkw???取 η1=0.99（連軸器）,η2=0.98（軸承） ,η3=0.97（斜齒輪）,η4=0.72（蝸13桿）,η5=0.93（圓錐齒輪） ；ηa=η1×( η2)3 × η3× η4×η5=0.605電動(dòng)機(jī)功率 Pd=Pw / ηa=1.488 kw卷筒鏈輪節(jié)圓直徑 1052sin(18/)sin(8/6)pDmz??鏈輪轉(zhuǎn)速 60/in3.4vr???取圓錐齒輪傳動(dòng)比 i1’=2~4 ; 蝸桿傳動(dòng)比 i2’=60~90則電動(dòng)機(jī)總傳動(dòng)比為 ia’=i1’×i2’=120~360故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍是 nd’=ia’×n=(120~360)×5.6=670~2012 r / min故選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90L-4主要參數(shù)： 150/mi;24dnrD??2.4.2 總傳動(dòng)比確定及各級(jí)傳動(dòng)比分配由電動(dòng)機(jī)型號(hào)查表得 nm=1440 r / min；ia=n m / n=1440 / 5.6=257取蝸桿傳動(dòng)比 i1=31；直齒圓柱齒輪傳動(dòng)比 i2=0.05（ia / i3）=3 ；圓錐齒輪傳動(dòng)比 i3=2.772.4.3 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算設(shè)蝸桿為 1 軸，蝸輪軸為 2 軸，圓柱齒輪軸為 3 軸,鏈輪軸為 4 軸，1.各軸轉(zhuǎn)速：n1=nm / i1=1440 / 31 =46.45 r / minn2=nm / i2=46.45 / 3= 15.48 r / minn3=nm / i3=15.48 / 2.77=5.59 r / min2.各軸輸入功率：P1=Pd×η01=1.488×0.99=1.473kwP2=P1×η02=1.473×0.98×0.72=1.039kwP3=P2×η34=1.039×0.98×0.72=0.988kwP4=P3×η45==0.988×0.98×0.97=0.900kw3.各軸輸入轉(zhuǎn)距：Td=9550×Pd/nm=9550×1.488/1440=9.868N·mT1=Td×η01=9.868×0.99=9.77 N·m14T2=T1×i1×η12=9.77×31×0.98×0.72=213.7 N·mT3=T2×i2×η34=213.7×3×0.98×0.97=609.43 N·mT4=T3×i3×η45=609.43×2.77×0.98×0.93=1538.55 N·m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表：效率 P(kw) 轉(zhuǎn)距 T(N·m)軸名 輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)速n(r/min)傳動(dòng)比i效率 η電動(dòng)機(jī)軸 1.488 9.87 1440.00 1.00 0.99 一軸 1.473 1.444 9.770 9.57 1440.0031.0 0.71二軸 1.093 1.018 213.7 209.4 46.453.00 0.95 三軸 0.988 0.968 609.4 597.2 15.48四軸 0.900 0.882 1538.6 1507.8 5.592.77 0.91 2.4.4 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算1．蝸桿蝸輪的選擇計(jì)算(1).選擇蝸桿的傳動(dòng)類型根據(jù) GB/T 10085—1988 的推薦,采用漸開(kāi)線蝸桿 (ZI)。(2).選擇材料蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度中等，故蝸桿用 45 鋼，蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10P1，金屬膜鑄造。輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。(3).按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算根據(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。傳動(dòng)中心距 6010.15.6/min3.42vnrD?????15①確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距 T2z1=1，η=0.7 ,66 5212 62.4730.9.5109.509512.0//PTnni?????????N·mm②確定載荷 K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) Kβ =1， 《機(jī)械設(shè)計(jì) 》250 頁(yè)查表 11-5 取KA=1.15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取 KV=1.05；則K=KA×Kβ× KV =1.15×1×1.05≈1.21③確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 ZE=160MPa1/2④確定接觸系數(shù) Zρ先假設(shè)分度圓直徑 d1 和傳動(dòng)中心距 a 的比值 d1/a=0.35，從圖 11-18 中查得Zρ=2.9⑤確定許用接觸應(yīng)力[σ H]9根據(jù)蝸輪材料為鑄錫青銅 ZCuSn10P1，金屬鑄造膜，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，可從表 11-7 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [σ H]’=268MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 821406072.103hNjnL????壽命系數(shù) 785.68.HK?則 [][]'0.214.NHMPa???⑥計(jì)算中心距536.91.247.31842a m????????取 從表 11-2 中查得 m=5，蝸桿分度圓直徑。這時(shí) ，10,ami? 1/0.5da?從圖 11-18 中查得 2.37，因 ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。'Z??'Z??(4).蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸①蝸桿16軸向齒距 =15.7mm；直徑系數(shù) q=10；齒頂圓直徑 =60mm；分度圓ap 1ad導(dǎo)程角 ；蝸桿軸向齒厚 7.85mm542'38“o??12asm??②蝸輪蝸輪齒數(shù) z2=31；變位系數(shù) x2=-0.5；驗(yàn)算傳動(dòng)比 i = z2/z1=31；傳動(dòng)比誤差為 0蝸輪分度圓直徑 d2=m×z2=5×31=155mm蝸輪喉圓直徑 da2=d2+2×ha2=155+2×5=165mm蝸輪齒根圓直徑 df2=d2-2×hf2=155-2×1.2×5=143mm蝸輪咽喉母圓半徑 rg2= a-0.5×da2=100-0.5×165=17.5mm(5).校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度21.53[]FFaFKTYdm?????當(dāng)量齒數(shù) 2331.47cos(54'8“)VoZ??由此，查表 11-19 可得齒形系數(shù) 。2.FaY螺旋角系數(shù) .710.954OY???許用彎曲應(yīng)力 []'FFNK??從表 11-8 中查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用應(yīng)力 =56MPa[]'F?壽命系數(shù) 69510.2.FN??[]8.4HMPa?51.530.13.0927.8MPaF????滿足彎曲強(qiáng)度。(6).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/T 1710089—1988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f GB/T 10089—1988。(7).熱平衡核算。由于摩擦損耗的功率 ，則產(chǎn)生的熱流量為(1)fP???10()P????P——蝸桿傳遞的功率以自然方式 2()doaSt??——箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取 ；d? 215/()dWmC????S——內(nèi)表面能被論化油所飛濺到，而外表面又可為周圍空氣所冷卻的箱體表面面積，單位為 m2；取 S=0.5 m2——油的工作溫度，可取 ；Ot []65OtC??——周圍空氣的溫度，常溫情況可取 ；a 20at按熱平衡條件 ，可求得在即定工作條件下的油溫12?? 0()1(.7)205.3OadPt CS??????????[]Ot滿足溫度要求。2．斜齒輪傳動(dòng)選擇計(jì)算(1).選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)①運(yùn)輸機(jī)一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度。②材料選擇。有表 10-1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。③選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)124,z?27,z?④選取螺旋角。初選螺旋角 。1o?(2).按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)21312tHEtdKTZu?????????????18①確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值a.試選 1.6tK?b.由圖 10-30 選取區(qū)域系數(shù) ZH=2.433c.由圖 10-26 查得 則120.7,.8,aa??12.65aa???d.小齒輪傳遞轉(zhuǎn)距N·mm55511.0399./9104TPn???e.由表 10-7 選取齒寬系數(shù) d??f.由表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) 1/28.EZMPag.由圖 10-21d 查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim60H??h.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81604.51352.10hNnjL???i.由表 10-19 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN=1.07j.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取安全系數(shù) S=1lim1.076[] 42HNhKMPaS???②計(jì)算 iua.試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值1td[]H25312.604.3189.65.1td m???????????b.計(jì)算圓周速度123.650./6001tnv s???c.計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm115.86.coscos142.622.5.98/658/90dttntnt mzhb????????d.計(jì)算縱向重合度 ??1910.38tan0.31824tan1.903dz ?????????e.計(jì)算載荷系數(shù) K由表 10-2 查得使用系數(shù) A根據(jù) v=0.16m/s，7 級(jí)精度，有圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) ，故 1VK?2331.208(1.6)0581.4HdKb?????????由表 10-13 查得 1.35F?由表 10-3 查得 .HK??故載荷系數(shù) 1.421.56AVHK?????f.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑331/65.8./.ttd m?g.計(jì)算模數(shù) nm1cos.2cos142.6tnz????(3).按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)213cos[]FaSndKTYmz???????①確定計(jì)算參數(shù)a.計(jì)算載荷系數(shù)1.351.48AVHKK??????b.根據(jù)縱向重合度 ，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)1.093?? 0.8Y??c.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)201332426.7cos8.Vz????d.查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 1212.59,.4,.596,1.75FaFaSaSaYY??e.計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較[]S?12.591.60.3[]37.4.48FaSFY????大齒輪的數(shù)值大。 ②設(shè)計(jì)計(jì)算mm523221.48.3610.8cos140.62.8nm??????因此取 ，可滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。為滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度取?165.2td1cos65.2cos142.3ndzm????取 ，則12?21uz?(4).幾何尺寸計(jì)算①計(jì)算中心距12()(163)29.86coscos4nzmam??????將中心距圓整為 130mm②按圓整后的中心距修正螺旋角12()(2163)arcosarcos415'0“nz ????????因 β 值改變不多，故 等值不必修正。,HKZ???21③計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑1256.0cos41'39.'nzmdm?????④計(jì)算齒輪寬度165dbm???所以取 。2;70B2.4.5 軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算1.初步計(jì)算軸徑軸的材料選用常用的 45 鋼當(dāng)軸的支撐距離未定時(shí)， 無(wú)法由強(qiáng)度確定軸徑，要用初步估算的方法，即按純扭矩并降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力確定軸徑 d，計(jì)算公式為：3PdAn??1，3 軸為外伸軸，初算軸徑作為最小直徑，應(yīng)取較小的 A 值；2 軸為非外伸軸，初算軸徑作為最大直徑，應(yīng)取較大的 A 值；查表 15-3，取A1=A3=110， A2=120。133122333.4701.08.9.650.814.PdmnAdn????????考慮到 1 軸要與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接，初算直徑 d1 必須與電動(dòng)機(jī)軸和聯(lián)軸器空相匹配，所以初定 d1=24mm取 d2 =35mm；d 3 =45mm2．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1 軸的初步設(shè)計(jì)如下圖：22端 蓋聯(lián) 軸 器 并 列 向 心 軸 承 滾 動(dòng) 軸 承裝配方案是：套筒、左端軸承、端蓋、聯(lián)軸器依次從軸的左端向又端安裝，右端只安裝軸承和軸承座。軸的徑向尺寸：當(dāng)直徑變化處的端面用于固定軸上零件或承受軸向力時(shí)，直徑變化值要大些，可取（6~8）mm，否則可?。?~6）mm軸的軸向尺寸：軸上安裝傳動(dòng)零件的軸段長(zhǎng)度是由所裝零件的輪轂寬度決定的，而輪轂寬度一般是和軸的直徑有關(guān)，確定了直徑，即可確定輪轂寬度。軸的端面與零件端面應(yīng)留有距離 L，以保證零件端面與套筒接觸起到軸向固定作用，一般可取 L=（1~3）mm 。軸上的鍵槽應(yīng)靠近軸的端面處。3 軸的初步設(shè)計(jì)如下圖： 斜 齒 輪 端 蓋 圓 錐 齒 輪滾 動(dòng) 軸 承 滾 動(dòng) 軸 承裝配方案：左端從左到右依次安裝斜齒輪、套筒和滾動(dòng)軸承，右端從右到左依次安裝套筒、滾動(dòng)軸承、端蓋和圓錐齒輪。尺寸設(shè)計(jì)準(zhǔn)則同 1 軸2 軸的初步設(shè)計(jì)如下圖：23輪 齒 蝸 輪角 接 觸 球 軸 承 角 接 觸 球 軸 承裝配方案：左端從左到右依次安裝套筒、滾動(dòng)軸承，右端從右到左依次安裝蝸輪、套筒、滾動(dòng)軸承和端蓋。尺寸設(shè)計(jì)準(zhǔn)則同 1 軸3．2 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算由 2 軸兩端直徑 d=35mm，查《機(jī)械零件手冊(cè)》得到應(yīng)該使用的軸承型號(hào)為7207C，D=72mm，B=17mm，a=15.7mm（軸承的校核將在后面進(jìn)行） 。(1).求作用在齒輪上的力，蝸輪、軸承對(duì)軸的力，軸上的彎距、扭距，并作圖齒輪上的作用力： 123.710854tTFNd???11tantan2310coscos'r ???t854t5'7aFN????蝸輪對(duì)軸的作用力： 213.702.35tTd22tantan.108.6coscos4'“rF N??????2422tan108.6tan542'38“75.aFN?????再由下圖求出軸承對(duì)軸的作用力 121' '9.NVaNVF????1231232320()()0trt raFLLLFr?????65.;87.NVNV1231123230()()0HrtHartFFLLL????????147.9;8.6NN?作出 2 軸的力學(xué)模型，如下圖再計(jì)算出各個(gè)作用點(diǎn)處的彎距和扭距 11625.493/108.2VNMFLNm????2387592(.7.1)/094.63VNar Nm??????11493/06HFLN?????26.5(1)2.5aMr?380/7.HN m?21115.VHN???2276?1218.4VHMm?22190N??12567.35128.ttTFr Nm?????彎距圖和扭距圖如下：2549.39340.315.7 15.7Fr1at Fr2at'NV1H NVH2LL2L3t1r2FNV1 NV' aMVMV1FNH1r1Ft1NH2M'VFaa2T2MH122軸的受力分析及彎距、扭距圖26(2).校核軸的強(qiáng)度由軸的扭距、彎距圖可知，齒輪軸的輪齒處存在危險(xiǎn)截面，因此在該處計(jì)算應(yīng)力224()ca?????（因扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，故引入折合系數(shù) α）取 0.3??抗彎截面系數(shù) 33 5650.1.2.7120dW???????????截面上的彎曲應(yīng)力 57MMPa????截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 128.3.0T??軸的彎扭強(qiáng)度條件為 1[]ca???查表 15-1 得 MPa60?所以 221.54(.3)1.6[]ca MPa??????符合彎扭強(qiáng)度條件2.4.6 滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算1．1 軸上的軸承的選擇和壽命計(jì)算左端采用雙列角接觸球軸承，根據(jù)軸直徑 d=45mm，選擇角接觸球軸承的型號(hào)為7209C，主要參數(shù)如下：D=85mm;B=19mm;a=18.2mm基本額定靜載荷 Co=27.2 kN基本額定動(dòng)載荷 C =38.5 kN極限轉(zhuǎn)速 Vmax=6700 r / min右端采用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑 d’ =45mm，選擇深溝球軸承代號(hào)為 6209，主要參數(shù)如下： D=85mm;B=19mm基本額定靜載荷 Co=20.5 kN基本額定動(dòng)載荷 C =31.5 kN極限轉(zhuǎn)速 Vmax=7000 r / min因 1 軸所受的軸向力向左，所以只有最左邊的角接觸球軸承受軸向力