【正文】 ，可將蝸輪安裝在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面用軸肩定位，右端面用軸端蓋定位，軸向 采用鍵和過度配合，兩軸承分別以軸承肩和軸端蓋定位，周向定位則采用過度配合或過盈配合，軸呈階梯狀，左軸承從左面裝入，右軸承從右面裝入。 計算所得直徑應(yīng)為安裝蝸桿的最小直徑，取 d=20mm. 輸入軸的設(shè)計 蝸桿上的功率 PI 轉(zhuǎn)速 NI 和轉(zhuǎn)矩分 TI 別如下： PI = 185w NI =1470r/min TI =36100Nm 按扭矩初算軸徑 選用 40Cr，硬度為 HBS255217? 根據(jù)文獻 )215(370 ?P 式，并查教材表 153，取 110A? 33 3 . 5 2 2 31 1 0 1 6 . 9 6 7 5960pd A m mn? ? ? （ 52） 考慮到有鍵槽，將直徑增大 7%，則： 17 (1 7% ) m m m m? ? ? ? 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 因此選 mmd 20? 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1） 蝸桿上零件的定位，固定和裝配 二級蝸桿減速器可將蝸輪安排在箱體中間，兩隊軸承對成分布，蝸桿由軸肩定位，蝸桿周向用平鍵連接和定位。 軸的設(shè)計 從設(shè)計機床的工作特點來看，主軸要同時承載彎矩和轉(zhuǎn)矩作用。 =56MPa 壽命系數(shù) 9 6710 0 .6 7 2 43 .5 5 7 4 1 0FNK ??? （ 410） ? ? 56 0. 67 24 37 .6 54 4F M P a? ? ? ? 1 . 5 3 1 . 2 1 8 1 7 2 0 0 . 8 7 7 2 . 5 5 0 . 9 5 9 2 2 3 . 3 1 4 48 0 2 4 8 8F M P a? ? ? ? ????? 可以得到： F? ? ?F? 因此彎曲強度是滿足的。由文獻 [1]P254 式（ 1112）， 傳動中心距 3 2()HZeZa KT ??? （ 46） 由 前面的設(shè)計知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2，按 Z1 =2,估取 ?? ，則： 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 662121216 5 10 10 10 PPTnniNm?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù) ??K ；由文獻 [1]P253 表 115 選取使用系數(shù) ? ；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動載系 ?vK ；則 5 1 5 1AvK K K K?? ? ? ? ? （ 47） （ 3）確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的是 45 鋼的蝸桿和蝸輪用 ZCuSn10P1 匹配的緣故，有 21160MPaZE ? （ 4）確定接觸系數(shù) Z? 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和中芯距 a 的比值 1 ? ，從文獻 [1]P253 圖1118 中可查到 ?? （ 5）確定許用接觸應(yīng)力 ? ?H? 根據(jù)選用的蝸輪材料為 ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度 ＞45HRC，可從文獻 [1]P254 表 117 中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 ? ?39。公式為： ? ?1211000 ttkAP ??）（ ? （ 43） 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 式中， P=，在通風良好的條件下，取 k=15W/(m2?Z ?Z ， 因此以上計算結(jié)果可用。 基于蝸桿傳動的特點，蝸桿副的材料組合首先要求具有良好的減摩、耐磨、易于跑合的特性和抗膠合能力，此外要求有足夠的強度。 m 表 各軸之間的傳動比及效率 參數(shù) 1軸 2軸 傳動比 i 40 35 效率 ? 表 各軸的運動參數(shù)表 軸號 功率 )(kwP 轉(zhuǎn)矩 (N 1 軸： T1=9550P1/n1= (N 初步確定蝸桿頭數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗可以初步定出各級蝸輪齒數(shù)和蝸桿頭數(shù)，如表 所示。 使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等。 焊接線速度： U 線 =400~450mm/min。焊接開始時，焊絲與焊件接觸，并被固體顆粒狀的焊劑覆蓋著。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 表 11 常用堆 焊方法特點比較 堆焊方法 稀釋率 /% 熔敷速度 /（ kg/h） 最小堆焊厚度 /mm 熔敷效率 /% 氧 乙炔焰堆焊 手工送絲 1~10 ~ 100 自動送絲 1~10 ~ 100 手工送絲 1~10 ~ 85~95 焊條電弧焊堆焊 10~20 ~ 65 鎢極氬弧焊堆焊 10~20 ~ 98~100 埋弧堆焊 單絲 30~60 ~ 95 多絲 15~25 ~ 95 串聯(lián)電弧 10~25 ~ 95 單帶極 10~20 12~36 95 多帶極 8~15 22~68 95 等離子弧堆焊 自動送絲 5~15 ~ 85~95 手工送絲 5~15 ~ 98~100 自動送絲 5~15 ~ 98~100 雙熱絲 5~15 13~27 98~100 注 :表中稀釋率為單層堆焊結(jié)果。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 總之，只有全面考慮上述特點，才能在工程實踐中正確選擇堆焊合金系統(tǒng)與 堆焊工藝，獲得符合技術(shù)要求的經(jīng)濟性好的表面堆焊層 堆焊的應(yīng)用 堆焊工藝是焊接領(lǐng)域中的一個重要分支，它在礦山、電站、冶金、車輛、農(nóng)機等工業(yè)部門的零件修復(fù)和制造中都有廣泛的使用。由此可見，堆焊具有 一般焊接方法的特點，但又有其特殊性。西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 堆焊簡介 堆焊的特點 焊 接是借助于原子的結(jié)合把兩個分離的物體聯(lián)合成一個整體的過程。開展了新的焊絲、焊齊材料和高效率的多絲帶極堆焊設(shè)備的研究工作。堆焊已由自動埋弧焊發(fā)展到電渣堆焊。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 堆焊不僅可以修復(fù)舊金屬工件，而且可以在金屬工件表面形成復(fù)合層，使其具有特殊的性能，而且達到提高耐磨性、延長使用壽命、節(jié)約能源、減少合金消耗、縮短加工周期、降低成本和改進設(shè)計等效果。當出現(xiàn)更換外齒圈或維修齒輪軸上零件等情況時，需要將齒輪解體，此時外齒圈將從輪芯外表面中被強行拉出，配合面就會被破壞，齒輪輪芯也容易受到磨損。 齒輪是大型機車的重要傳動部件。 堆焊機是將焊條平敷在金屬的表面 ,來提高焊口的高度 ,所特用的一種焊接設(shè)備 .堆焊機是由包括機架、機頭、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)、控制設(shè)備構(gòu)成，所述控制設(shè)備通過機頭控制卡與機頭相連接，同時通過控制電路板、驅(qū)動器與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走機構(gòu)相連接，以實現(xiàn)行走機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的協(xié)同精確轉(zhuǎn)動和移動，機頭為兩個，一個是絲極機頭 ， 一個是帶極機頭，分別安裝在行走機構(gòu)的兩條導(dǎo)軌上進行焊接 。動力頭減速器的結(jié)構(gòu)有很多種類，本文首要滿足的性能是速比和強度，之后再從裝備方便、縮小體積、降低成本等方面加以考慮。外齒圈和輪芯采用過盈配合，用溫差法裝配。為了不影響齒輪的工作狀態(tài)，輪芯外表面需堆焊及機加工，恢復(fù)輪芯外表面及其光潔度。為了實現(xiàn)焊接過程，必須使兩個被焊的物體接近到原子間的力能夠發(fā)生相互作用的程度。為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能，即優(yōu)質(zhì)、高效、低稀釋率的堆焊技術(shù) 。以前通常是把機車上的受 2 損大齒輪卸掉在從新安裝新的大齒輪軸以免對機車造成不必要的損傷。本文所設(shè)計堆焊機動力頭就用于此工序 。早在 50 年代我國就用此技術(shù)修復(fù)工件。 3 我國堆焊技術(shù)多年來由于科研工作不配套管理跟不上焊絲、焊劑材料品種單一。近幾年來，表面堆焊技術(shù)應(yīng)用于電站、核能、石化、冶金、煤炭、礦山、建筑、橋梁、船舶、汽車、機車、航天、海洋工程等行業(yè)的設(shè)備修復(fù)。 隨著 科學(xué)技術(shù)的進步，各種產(chǎn)品、機械裝備正向大型化、高效率、高參數(shù)的方向發(fā)展，對產(chǎn)品的可靠性和使用性能要求越來越高。根據(jù)具體的情況選擇堆焊合金系統(tǒng)。 堆焊工藝可以采用不同的基體，在這些基體上使用不同的堆焊 材料使表面達到我們所需要的性能，如耐磨性、耐蝕性、耐熱性等等。 堆焊機是將焊條平敷在金屬的表面 ,來提高焊口的高度 ,所特用的一種焊接設(shè)備 .堆焊機是由包括機架、機頭、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)、控制設(shè)備構(gòu)成，所述控制設(shè)備通過機頭控制卡與機頭相連接，同時通過控制電路板、驅(qū)動器與翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和行走機構(gòu)相連接，以實現(xiàn)行走機構(gòu)和翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的協(xié)同精確轉(zhuǎn)動和移動，機頭為兩個，一個是絲極機頭 ， 一個是帶極機頭，分別安裝在行走機構(gòu)的兩條導(dǎo)軌上進行焊接 。電弧在孔穴內(nèi)繼續(xù)燃燒，這樣就隔絕了大氣對電弧和熔池的影響，并防止了熱量的迅速散失。 動力頭的設(shè)計 電動機的選取 由于要滿足縮小體積， 減輕重量的要求，所以優(yōu)先選用 110SZ51 型電動機，其額定參數(shù)如下。其主要原因在于蝸桿傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪音小，既滿足了大傳動比的要求又滿足了結(jié)構(gòu)緊湊的要求但傳動比率較低。 2 軸（低速級蝸桿軸）： n2=n1/i =(70/2)=(r/min) m) 其主要優(yōu)點為傳動比大，工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，當蝸桿導(dǎo)程角小于摩擦角是可以自鎖。425( rc t a n11 ?? ??? ?? 即d mZ )s/m( os100060 11 ???? ??? nd 式中 Z1—— 蝸桿頭數(shù)； m—— 模數(shù)， mm； d1—— 蝸桿分度圓直徑， mm； λ—— 蝸桿分度圓柱上螺旋升角； s? —— 滑動速度， m/s。425? 齒距 p 特性系數(shù) q 20 壓力角 ?20 螺旋方向 左旋 蝸桿變位系數(shù) X 0 熱平衡計算 蝸桿傳動的特點是效率較低，發(fā)熱量較大。 在實際使用中，蝸輪輪齒折斷的情況很少發(fā)生，這是因為蝸輪輪齒彎曲強度所限定的承載能力，超過齒面點蝕和熱平衡計算所限定的承載能力。 從圖中 1118 中可查39。?vf ??v? 代入式西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 中，得 ?? 大于原估計值，因此不用重算。主軸材料選擇 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查《機械設(shè)計手冊》得：硬度為 241~286HBS， σb=750MPa， σs=550MPa。 II 端：因為定位銷鍵高度， 6h mm?取 因此， mmhdd IIIIIII 4421 ??? ?? 。 表 52 蝸輪軸聯(lián)軸器參數(shù) 型號 公稱轉(zhuǎn)矩 )( mN? 許 用 轉(zhuǎn) 速min)/(r 1L ? ?mm L ? ?mm 軸孔直徑 ? ?mm HL4 1250 4000 84 112 55 III 段： mmd III 50?? ， 82I IIL mm? ? 。按 mmd VIV 70?? 由 文獻[1]P106 表 61 查得平鍵截面 1220???hb ，鍵槽用銑刀加工，長為 80mm，同時為了保證齒輪與軸配合由良好的對稱，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為6r7H ；同樣半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵分別為為 mmmmmm 701016 ?? ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 6k7H 。 精度校核軸的疲勞強度 （ 1）判斷危險截面 截面 II、 III、 IV只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面 II、 III、 IV 均無需校核。本設(shè)計因無大的瞬時過載及嚴重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，故可略去靜強度校核。2 11 91 .2 5rP F N?? 所以 12PP? ，應(yīng)用 1P 核算軸承的壽命 因為是滾子軸承，所以取指數(shù) 3?? 軸承計算壽命 36 6 3 51 0 1 0 3 8 .5 1 0 3 .1 5 7 6 1 06 0 6 0 9 6 0 1 4 6 3 .9 7 5h CLhnP? ?????? ? ? ???????? ?? （ 62） 減速器設(shè)計壽命 3