【文章內(nèi)容簡介】 4 7 3 4 6 4 2 . 8 7 0 . 9 1 9 2 2 1 . 3 5 26 3 2 5 8 . 3 6 . 3FF M P a M P a????? ? ? ? ??? 彎曲強(qiáng)度是滿足。 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 100891988 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 8fGB/T 100891988。然后由《機(jī)械設(shè)計(jì) 手冊(cè) 》 查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度。 蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì) 蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率 P=，滿載轉(zhuǎn)速為 710r/min，電動(dòng)機(jī)軸徑 mmd 38?電機(jī) ，軸伸長 E=80mm 軸上鍵槽為 10x8。 初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑 d=（ ～ ） 電機(jī)d =～ 38mm 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 2 473 464 710 196cT KT N m m? ? ? ? ? 由 Tc、 d根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 》第二版表 83可查得選用 GICL2 型鼓形齒式聯(lián)軸器。 確定蝸桿軸外伸端直徑為 38mm。 GICL2 型鼓形齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸 如圖 31 圖 31 GICL2型 鼓形齒 式 聯(lián)軸器 型號(hào) : GICL2 公稱轉(zhuǎn)矩 :1120nT N m? 許用轉(zhuǎn)速 [ ]: 4000 minrn 軸孔直徑 1d 、 2d 、 zd : 30 32 35 3 、 、 軸孔長度 L GICL, Y 型 : 82 軸孔長度 L GICL,J、 Z型 : 60 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 D: 144 D1: 120 D2: 75 D3: 95 B: 67 A: 44 C1: C2: 30 C: e : 30 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 : m? 潤滑脂用量 : 100ml 重量 : 許用徑向位移 :? 根據(jù) GICL2 型鼓形齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸 ， 確定蝸桿軸外伸端直徑為 38mm 的長度為60mm。由 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 手冊(cè) 》 第二版 表 101 可查得 普通平鍵 GB1096— 79A 型鍵10 40，蝸桿軸上的鍵槽寬 ? mm，槽深為 ? mm，聯(lián)軸器上槽深 mmt ? ，鍵槽長L=40mm。 初步估計(jì) d=64mm。 設(shè)計(jì) 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表 113 及表 114 可計(jì)算得 蝸輪 基本尺寸 。 蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（ ?2d 100mm） ,輪芯選用灰鑄鐵 HT100 ，輪圈選用鑄錫磷青銅 ZcuSn10P1 單位： mm 中心距 a=160 蝸桿頭數(shù) 1=2Z 蝸桿齒數(shù) 2=41Z 齒形角 0=20α 模數(shù) m= 傳動(dòng)比 i=20 齒數(shù)比 u=20 蝸輪變位系數(shù) ??x ； 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 蝸桿直徑系數(shù) q=10 蝸桿軸向齒距 82m mapm??? 蝸桿導(dǎo)程 1 3 9 .5 6 4 m mzp m z??? 蝸桿分度圓直徑 1d =mq=63mm 蝸桿齒頂圓直徑 *a 1 1 a 1 1 ad = d + 2h = d + 2h m = 75 .6 mm 蝸桿齒根圓直徑 *f 1 1 f 1 1 ad = d 2 h = d 2 ( h m + c ) = 4 7 .8 8 mm 頂隙 * c m mm?? 蝸輪分度圓直徑 22d =m z = 258 .3mm 蝸輪喉圓直徑 2 2 a 2= d + 2 h = 2 7 0 .9ad m m 蝸輪齒根圓直徑 2 2 f2= d 2h = 24 3. 18fd m m 蝸輪齒頂高 *a 2 2 2 21h = ( ) ( ) 3 . 1 52 aad d m h x m m? ? ? ? 蝸輪齒根高 **f 2 2 2 21h = ( ) ( ) 1 0 . 7 12 fad d m h x c m m? ? ? ? ? 蝸輪齒高 2 2 2 21 ( ) 1 3 .8 62a f a fh h d d? ? ? ? ?2h 蝸輪咽喉母圓半徑 221 3 0 .8 52gar a d m m? ? ? 蝸桿軸向齒厚 1 aS m mm??? 蝸桿法向齒厚 c o s 9 .7 1naS S m m??? 蝸桿節(jié)圓直徑 39。1 1 2 22 ( 2 ) 56 .7d d x m m q x m m? ? ? ? ? 蝸輪節(jié)圓直徑 39。22 d mm?? 蝸輪寬度 5 5 75. 6 56. 7aB d m m m m? ? ? ? 頂圓直徑 22 1 .5 2 7 0 .9 1 .5 6 .3 2 8 0 .3 5ead d m m m m m? ? ? ? ? ? 蝸 桿齒寬 12( 8 6 ) ( 8 6 41 ) 65. 898b z m m m m m? ? ? ? ? ? ? 蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 蝸輪軸的材料為 45鋼并調(diào)質(zhì) 軸的直徑與長度的確定 求輸出軸上的功率 3P ,轉(zhuǎn)速 3n 和轉(zhuǎn)矩 3T 若取齒輪傳動(dòng)效率 1 ?? ,蝸桿傳動(dòng)效率 2 ?? （均包括軸承效率），則 3 1 2 2 .2 0 .9 7 0 .8 1 .7 1P P k w??? ? ? ? ? 又31 117 5 0 3 7 . 5m in m in20 rrnn i? ? ? ? 于是 33 3 1 . 7 19 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 4 3 5 4 8 03 7 . 5PT N m m N m mn? ? ? ? ? ? 求作用在蝸輪上的力 因已知蝸輪分度圓直徑為 22 41 258 .3d m z m m m m? ? ? ? 而 圓周力 322 2 4 3 5 4 8 0 33722 5 8 . 3t TFNd ?? ? ? 徑向力 00ta n ta n 2 03 3 7 2 1 2 5 2 . 4c o s c o s 1 1 . 3 1nrtF F N N??? ? ? ? 軸向力 0ta n 3 3 7 2 ta n 1 1 .3 1 6 7 4 .4atF F N N?? ? ? ? 初步確定軸的最小直徑 先按式（ 152）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表 153，取 0 112A? ，于是得 3 33m i n 031 . 7 11 1 2 4 03 7 . 5Pd A m m m mn? ? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 6d 。 為了使所選的軸直徑 6d 與聯(lián)軸器的孔徑想適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn) 矩 3ca AT KT? ，查表 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化小，故取 ? ，則： 3 435 480 653 220c a AT K T N m m N m m? ? ? ? ? ? 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 501485，選用 HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器 ，如圖 32。 圖 32 HL4 型彈性柱銷聯(lián)軸器 型號(hào) : 4HL 公稱轉(zhuǎn)矩 :1250nT N m? 許用轉(zhuǎn)速 [ ]: 3870 minrn 軸孔直徑 1d 、 2d 、 zd : 55mm 軸孔長度 Y 型 L : 112mm 軸孔長度 J , 1J ,Z 型 1L : 84mm 軸孔長度 J , 1J ,Z 型 L : 112mm D : 195mm 1D : 100mm b : 45mm S : 3mm 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I : m? 質(zhì)量 m : 22kg Y型軸孔，其公稱轉(zhuǎn)矩為 1250000Nmm? 。半聯(lián)軸器的孔徑 55d mm? ，故取 6 55d mm? ； 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 半聯(lián)軸器長度 112L mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 84L mm? 。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬定軸上零件的裝配方案 a) b) 圖 33 軸上零件的裝配方案 顯而易見，圖 b較圖 a中多了一個(gè)用于軸向定位的長套筒，使機(jī)器的零件增多，質(zhì)量增大。相比之下，可知圖 a 中的裝配方案較為合理。 根據(jù)軸 向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 圖 34 蝸輪軸的基本尺寸結(jié)構(gòu)圖 （ 1） 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， Ⅷ 軸段右端需制出一軸肩，故取 Ⅶ 段的直徑 5 62D mm? ；右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 65D mm? 。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1 84L mm? ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 Ⅷ 段的長度應(yīng)比 1L 略短一些，現(xiàn)取 80l mm?Ⅷ 。 （ 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) =62d mmⅦ ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30313，其尺寸為 65 14 0 36d D T mm mm mm? ? ? ? ?，故 = =65d d mmⅥ Ⅰ 。 左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由 GB/T 29794 查得 30313 型軸承的定位軸肩處直徑 77ad mm? ，因此，取 =77d mmⅡ 。 30313 圓錐滾子軸承的校核 徑向力 00ta n ta n 2 03 3 7 2 1 2 5 2 . 4c o s c o s 1 1 . 3 1nrtF F N N??? ? ? ? 軸向力 0ta n 3 3 7 2 ta n 1 1 .3 1 6 7 4 .4atF F N N?? ? ? ? 軸承轉(zhuǎn)速 minrn? ,裝軸承處的軸頸直徑 65mm ，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有輕微沖擊，預(yù)期計(jì)算壽命 39。 20210 ~ 30000hLh? 。 求比值 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 rFF ?? 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 135，圓錐滾子軸承的最大 e 值為 ，故此時(shí) arF eF? 。 初步計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載 荷 P，根據(jù)式（ 138a） ()p r aP f XF YF?? 按照表 136， 1 .0 ~ 1 .2 , 1 .2ppff??取 按照表 135， X=， Y=，則 ( ) N N? ? ? ? ? ? 根據(jù)式（ 136），求軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)載荷值 39。 36660 6 0 3 7 . 5 2 5 0 0 01 9 7 6 . 9 7 5 7 4 . 61 0 1 0nnLC P N N? ??? ? ? ? 按照軸承樣本查得此軸承的基本額定靜載荷 0 24200CN? 。驗(yàn)算如下： 校核 30313 型圓錐滾子軸承的壽命，根據(jù)式 （ 135） 66 31 0 1 0 1 9 5 0 0( ) ( ) 5 0 0 0 0 0 3 0 0 0 06 0 6 0 3 7 . 5 1 8 1 5 . 1h CL h h hnP ?? ? ? ?? 即遠(yuǎn)高于于預(yù)期壽命，所以絕對(duì)滿足。 （ 3） 安裝蝸輪處的軸段Ⅳ的直徑 =70d mmⅣ ；蝸輪的右端與右軸承之間采用套筒定位。已知蝸輪的寬度 54B mm? ，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 =50l mmⅣ 。蝸輪的左端采取軸肩定位，軸肩高度 ? ，取 5h mm? ，則軸環(huán)處直徑 80d mm?Ⅲ 。軸環(huán)寬度 ? ，取 =10l mmⅢ 。 （ 4） 軸承端蓋的總寬度為 12mm 。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便利對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器端面的距離 30l mm? ，故取 =42l mmⅦ 。 （ 5） 取蝸輪距箱體內(nèi)壁之距離 16a mm? ?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 s ，取 8s mm? ，已知滾動(dòng)軸承寬度 36T mm? ，則 = ( 5 4 5 0 ) 3 6 8 1 6 4 6 4l T s a m m? ? ? ? ? ? ? ? ?Ⅴ Ⅵ 長沙學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 21 16 8 10 34l a s l m m? ? ? ? ? ? ?Ⅱ Ⅲ 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。 3） 軸上零 件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 dⅣ 由手冊(cè)查得平鍵截面1 8 1 1 m mb h mm? ? ?（ GB/T 109679），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 40mm (標(biāo)準(zhǔn)鍵長GB/T 109579)， 蝸輪軸鍵槽深度 0. ?? 聯(lián)軸器上鍵槽深度 0. ??同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇蝸輪輪轂 與軸的配合為 7 6Hk 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 6m 。 4） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152，取軸端倒角為 02 45? ，各個(gè)軸肩處圓角半徑分別為 和 R2。 軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見零件圖 2（蝸輪中間軸）。 裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計(jì)及鍵的選擇 當(dāng) 軸上裝有平鍵時(shí)，鍵的長度應(yīng)略小于零件軸的接觸長度，一般平鍵長度比輪轂長度短 5— 10mm，由參考文獻(xiàn) 1表 — 30 圓整，可知該處選擇鍵 110，高 h=14mm，軸上鍵槽深度為 ??t ，輪轂上鍵槽深度為 ??t ，軸上鍵槽寬度為0 ??b 輪轂上鍵槽深度為 25???b 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)