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【正文】 螺旋角系數(shù) =1 = 許用彎曲應力 [ ]= [ ]ˊ 從表 711 中查得由 ZCuSn10Pb1 制造的渦輪的基本許用彎曲應力 [ ]ˊ =56MPa 壽命系數(shù) = = = [ ] = 56 = = = [ ] 彎曲強度滿足要求 。 6 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動 ， 屬于通用機械 ， 從 GB/T100891998 圓柱蝸桿 、35 渦輪精度中選擇 8 級精度，側隙種類為 f，標注為 8f GB/T100891998。 然后由有關手冊確定公差項目及表面粗糙度 。 7 熱平衡計算 因為箱體面積很小而且蝸輪蝸桿發(fā)熱量大，所以需要在傳動箱內加裝循環(huán)冷卻管。 人字齒輪 由于人字齒輪可看做是兩個斜齒輪組成的，所以計算參照斜齒輪計算。 1 選擇齒輪材料 、 熱 處理方式和精度等級 用鋼和鑄鐵制造的齒輪應常進行一些熱處理，以改善材料的性能，滿足齒輪不同的工作需求。正火和調制時獲得軟齒面齒輪的熱處理方法，其精度可以達到 9級。由于小齒輪的盈利循環(huán)次數(shù)要比大齒輪的要多，且小齒輪的根部強度較弱，為使大小齒輪的強度接近，應使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高 30 50HBS，通常采用調制的小齒輪與調制或正火的大齒輪配對，適用于對齒輪尺寸和精度要求不高的傳動中。整體淬火和表面熱處理是獲得 硬齒面齒輪的熱處理方法 ， 其精度可達 5 級，適用于高速、重 載和精密的傳動中。 本設計中 ， 大小齒輪均為軟齒面 ， 小齒輪用 40 調制，平均硬度為 270HBS，大齒輪用45 鋼調制，平均硬度為 230HBS，選用 8 級精度。 2 初步計算齒輪參數(shù) 齒輪主要的失效形式為輪齒的失效 ， 分輪齒折斷 、 齒面點蝕 、 齒面磨損 、 齒面膠合 、塑性變形。在設計時，對于閉式軟齒面齒輪（齒面硬度≤ 350HBS） ,首先保證齒面接觸疲勞強度，對于硬齒面齒輪（齒面硬度＞ 350HBS） ,首先保證齒根彎曲疲勞強度。由前面所述，采用的為軟齒面齒輪。對于閉式軟齒面齒輪傳動，其失效形式主要是齒面點蝕 ，其次是齒面折斷，所以先按齒面接觸疲勞強度進行設計，確定齒輪的主要參數(shù)后，再校核齒根彎曲強度。按齒面接觸疲勞強度初步計算齒輪參數(shù) ≥ ① 試選載荷系數(shù) = ，取 =； ② 計算小齒輪轉矩 由前面計算可知： =42373N178。 mm； 36 ③ 齒寬系數(shù) 載荷一定時，齒寬系數(shù)大，可減 小齒輪的直徑或中心距，能在一定程度上減輕整個傳動系統(tǒng)的重量，但卻增加了軸向尺寸，增加了載荷沿齒寬發(fā)布的不均勻性，經查表取齒輪相對軸承不對稱布置時， = ，當為斜齒輪和人字齒輪時取最大值，取 =； ④ 齒數(shù)比 u 由于沒有傳動比可分配 ， 此處傳動比采用 1∶ 1 傳動，即 1u = i = =1； ⑤ 齒數(shù) Z 對于閉式軟齒面齒輪傳動 ， 在保持分度圓直徑 d 不變和滿足彎曲強度的條件下，齒數(shù) Z應選的大些，以提高 傳動的平穩(wěn)性和減少噪音。齒數(shù)增多，模數(shù)減小，還可以減少金屬的切削量，節(jié)省制造費用。同時模數(shù)減小還能降低齒高，減少滑動系數(shù)，減少磨損，提高抗膠合能力。一般可取 =20 40。這里取 =50，則 =51， 初選螺旋角 =30176。 （ β=25176。 40176。 ）， 則可得斜齒輪傳動的端面重合度 =[( )] =[( )] =； ⑥ 區(qū)域系數(shù) 由 =30176。 查圖可得 = ⑦ 彈性影響系數(shù) 查表可得彈性影響系數(shù) = ； ⑧ 許用接觸應力 小齒輪材料為 40 ，查表可知接觸疲勞極限 =600M ；大齒輪材料為 45鋼調制，查表可知接觸疲勞極限 =550M ； 設齒輪每天工作 8小時，預計使用壽命 5年，則可得： 37 應力循環(huán)次數(shù) =60j =60179。 1179。 1000179。 (8179。 300179。 5)=179。 = /u=179。 /=179。 查圖可知接觸疲勞壽命系數(shù) == 對接觸疲勞強度的計算 ， 由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪音 ， 振動增大 ， 并不立即導致不可工作 ， 故可取安全系數(shù) =，則 = = =600 M = = =550 M ∵ ＞ ∴取 = =550 M ； ⑨計 算小齒輪分度圓直徑 ≥ = = 3 確定傳動尺寸 ① 計 算圓周速度 v V= = =查表可知 8級斜齒圓柱齒輪圓周速度 v≤ 12m/s， 故 8級精度合用。 ② 計算載荷系數(shù) K 因工作穩(wěn)定 ， 查表可得使用系數(shù) =1； 由 v=， 查圖中 8 級精度曲線，得動載系數(shù) =； 查表得齒間載荷分配系數(shù) =； 查圖得齒向載荷分布系數(shù) =； 38 則 ： K= =1179。 179。 179。 = ③ 對 進行修正 = =179。 = ④ 確定模數(shù) = = = 取標準模數(shù)為 =2mm ⑤ 計算中心距 a a= = = 圓整為 a=90mm ⑥ 精算螺旋角 = == = 因為 β值與所選值相差較小 ， 所以 與β相關的數(shù)據(jù)無需修正。 ⑦ 精算分度圓直徑 d = = = ( ＞ 合適 ) = = = ⑧ 計算齒寬 b b= =179。 =， 取整為 b=74， 對于圓柱齒輪傳動 ， 為補償安裝時的軸向偏移 ， 應取大齒輪齒寬 =b，小齒輪齒寬 = +（ 5 10） =80mm 4 校核齒根彎曲強度 斜齒輪的接觸線是傾斜的，因而受載時齒輪的失效形式往往是局部折斷，按齒根彎曲強度校核，其校核公式是 39 = ≤ [ ] 式中各參數(shù)如下 ： ① K、 、 b、 、 、 值同前 ； v 由當量齒數(shù) = = = = = = 由 查表用插值法求得 =， = =， = ③ 螺旋角影響系數(shù) 斜齒輪縱向重合度 = =179。 179。 35179。 = 則查圖可得 = ④ 許用彎曲應力 [ ]，即按 [ ]= 計算 查圖得彎曲 疲勞強度 =200MPa， =160MPa； 查圖得彎曲疲勞強度 = =； 取應力修正系數(shù) =； 對于安全系數(shù)，一旦發(fā)生事故，后果往往比較嚴重。取 =，故 = = =400MPa 40 = = =307MPa ⑤ 校核齒根彎曲疲勞強度 = = 179。 179。 179。 =＜ = =179。 =＜ 滿足齒根彎曲疲勞強度。 軸的設計 選擇軸的材料 考慮到軸的失效形式，其材料具有一定的強度、剛度和耐磨性；同時還應考慮工藝性和經濟要求。軸的常用材料為合金鋼和碳素鋼。 通過已知條件和查閱相關的設計手冊得知，該傳動機所傳遞的功率屬于中小型功率。因此軸所承受的扭矩不大。故選擇 45 號鋼，并進行調質處理。（由于 45 號鋼成本適中，且經過調質處理后，可提高其綜合性能，所以選為本軸的制作材料。）由表可得 =640MPa，彎曲疲勞強度 =275MPa， 剪切疲勞強度 =155MPa。 初算軸的最小軸徑 由表 ， 當選取軸的材料為 45 鋼時 ，取 C=110 由前面計算可知 得 =C =110 = 輸出軸的最小軸徑顯然為安裝聯(lián)軸器的軸徑 。 考慮到軸上開有鍵槽對軸的強度的削弱 ， 軸徑增大 5%，故 =179。 =。 垂直主軸的最小軸徑可確定為 35mm，水平軸的最小軸徑為 35mm，水平渦輪軸的最小軸徑為 30mm。各軸跨距偏小剛度和強度均無需校核。 41 聯(lián)軸器的選擇 為使所選軸徑與聯(lián)軸器相適應 ， 要選擇合適的聯(lián)軸器 。 彈性套柱銷聯(lián)軸器制造 容易， 裝拆方便 ， 成本低 ， 不僅可以補償兩軸間的相對位移 ，而且具有緩沖吸震的能力適用于連接載荷平穩(wěn) 、 需要正反轉或啟動頻繁的傳遞中小轉矩的軸 。 本設計選擇這種聯(lián)軸器 。 聯(lián)軸器的計算轉矩 = T=179。 =178。 mm 式中 ： — 工況系數(shù)，查表知 = T — 工稱轉矩，由前面計算可知 T=178。 mm 可選輸入軸的聯(lián)軸器型號為 LT6 ：主動端為 J型軸孔， A型鍵槽， =3Omm， =35mm 從動端為 J 型軸孔， A 型鍵槽， =25mm，=35mm 鍵的選用 鍵常用于軸上零件與軸的周向定位和固定 ， 利用鍵作為連接過渡零件傳 動力和運動 。 其中 ，平鍵連接是結構最簡單的一種 ， 它能傳遞較大的扭矩 ， 且易加工 ， 裝拆方便 ， 應用廣泛 。本次設計 根據(jù)裝齒輪段的軸徑選用圓頭普通平鍵 A型。具體型號見轉配圖。 滾動軸承的選擇 滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一，它是依靠主要元件之間的滾動接觸來支承轉動零件的，具有摩擦力小、啟動靈活、效率高、潤滑方便和互換性好等優(yōu)點。 根據(jù)軸 的結構及受力情況蝸桿 軸裝軸承處的軸徑為 d=30mm， 則選軸承型號為 30206，采用接觸式密封。垂直主軸 上端 裝軸承處的軸徑 d=45mm,則選軸承型號為 30209，承受雙向 軸向力，同時承受徑向力，采用接觸式密封。下端采用圓柱滾子軸承 N206E。 水平主軸采用軸承為一對圓錐滾子軸承 30206，設有擋油盤，采用接觸式密封。 潤滑 由 蝸桿傳動的工作條件及滑動速度 ，查表得齒輪傳動中潤滑油的黏度為 177 /s。42 根據(jù)黏度，選用 CKE320 號 潤滑油 。 下置式蝸桿 采用浸油潤滑。 蝸桿浸入油池約 1個齒高。 由于軸承轉速較低 ， 用脂潤滑 。 脂潤滑易于密封 ， 結構簡單 ， 維護方便 。 結論 及致 謝 時光飛逝，一轉眼，畢業(yè)設計也接近的尾聲 .說起畢業(yè)設計，我認為最重要的就是做好設計的預習，認真的研究老師給的題目，其次，老師對題目的講解要一絲不茍的去聽去43 想，因為只有都明白了，做起設計就會事半功倍，如果沒弄明白，就迷迷糊糊的去選題目做設計，到頭來一點收獲也沒有。在這兩周來，也暴露了自己很多問題，第一、不夠細心比如由于粗心大意畫錯了線，由于對課本理論的不熟悉導致出現(xiàn)錯誤。第二，是在學習態(tài)度上，這次畢業(yè)設計是對我的學習態(tài)度的一次檢驗。我的第一大心得體會就是作為一名工程技術人員，要求具備的首要素質絕對應該是嚴謹 。我們這次實習所遇到的多半問題多數(shù)都是由于我們不夠嚴謹。第三，在做人上，我認識到，無論做什么事情，只要你足夠堅強，有足夠的毅力與決心，有足夠的挑戰(zhàn)困難的勇氣，就沒有什么辦不到的。在這次難得的課程設計過程中我鍛煉了自己的思考能力和動手能力。 再次感謝 黃 老師的輔導以及同學的幫助，是他們讓我有了一個更好的認識： 無論是學習還是生活， 都要腳踏實地、勤學好問 。 最后祝愿全體老師們工作順利，祝愿 20xx 屆全體學子前程似錦。 參考文獻 【 1】文懷興，夏田 . 數(shù)控機床系統(tǒng)設計 .北京：化學工業(yè) 出版社， . 【 2】李名望 . 機床夾具設計實例教程 .北京：化學工業(yè)出版社， .. 44 【 3】李存霞 . 機床夾具設計與應用 .北京：清華大學出版社， . 【 4】陳嬋娟 . 數(shù)控車床設計 .北京： 化學工業(yè)出版社， .. 【 5】駱素君 . 機械課程設計簡明手冊 .北京：化學工業(yè)出版社， . 【 6】唐曾寶 . 機械設計課程設計 .武漢：華中科技大學， 【 7】傅燕鳴 . 機械設計課程設計教程 .上海：上海科技技術出版社， . 【 8】關慧貞，馮辛安 . 機 械制造裝備設計第 3版 .北京：機械工業(yè)出版社， . 【 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