【導(dǎo)讀】機(jī)械零件，機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。到鞏固深化，融會(huì)貫通及擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面知識(shí)的運(yùn)用，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想；養(yǎng)學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。設(shè)計(jì)運(yùn)輸機(jī)的蝸桿－圓柱齒輪減速器；使用壽命：8年；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380V；輸送帶速度允許誤差：?1）減速器裝配圖1張；2）零件圖2張；3）設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。=為齒輪傳動(dòng)的效。＝為蝸輪的效率。所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：Wdniin21?因此選擇Y112M-4電機(jī)其主要性能如表1所示，安裝尺寸如表2所示。Ⅱ軸PⅡ＝PⅠ×4?卷筒軸P卷=PⅢ×3?Ⅲ軸TⅢ＝TⅡ×i2×2?軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/轉(zhuǎn)速n/（r?min-1）傳動(dòng)比i效率?取載荷分布不均系數(shù)K?=1，選取選用系數(shù)KA=1，取動(dòng)載系數(shù)KV=，則。設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值d1/a=，因此?確定許用接觸應(yīng)力[H?因此，取m=5，蝸桿分度圓直徑d1=50mm。這時(shí)d1/a=，查圖11—18可查得接觸

　　

【正文】 5㎜ NdTFF tt 85 13 051 04 48 61224334 ????? NFFF ntrr o s 20ta o sta n334 ????? ????? ?? NFFF taa 7 2 682814t a 8 5 1t a n334 ????????? ? 3 初步確定軸的最小直徑，取 0A =112 33330m i n ???? nPAd ㎜ 計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩，取 AK = 3 5 8 3 1 91 0 4 4 8 6 53 ????? TKT c a A N㎜ 選用 HL5 型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為 20xx000N㎜。半聯(lián)軸器的孔徑 Id ＝ 60㎜，故取 IIId? =60 ㎜ ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 L＝ 142㎜，半聯(lián)軸器與配合的轂孔長(zhǎng)度 1L ＝ 107㎜ 4 軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 如圖所示的裝配方案 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， Ⅰ Ⅱ 軸段左端需制定一軸肩，軸肩高度h=3mm,d IIIIId? =66mm。 右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 =68mm,半聯(lián)軸器與軸配合的孔長(zhǎng)度 1L =107mm,故 Ⅰ Ⅱ 段的長(zhǎng)度略短一些，現(xiàn)取 IIIL? =104mm 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，根據(jù) IIIIId? =66㎜ ,選取 7214AC軸承，其尺寸 mmmmmmBDd 241 2 570 ????? 故 VIIIVIIIVIII dd ?? ? ＝ 70 ㎜ 3）取安裝大齒輪處的軸段直徑 VIIVId? =55mm,齒輪的左端與軸承之間采用套筒定位，加擋油環(huán)，為了使套筒可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，其寬度為 100 ㎜，故取 VIIIVIIL? =96mm,齒輪的采用軸環(huán)定位，軸環(huán)高度 h=6mm, VIVd? =87mm, VIVL? =9 ㎜ 4）軸承端蓋的總寬 度為 47mm，由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑要求，取端蓋的外端面于半聯(lián)軸器左端面間的距離15mm，故 IIIIIL? =62mm 5）為了保證斜齒的嚙合，取齒輪端面到內(nèi)機(jī)壁的距離 mma 12? ；考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 2? ,取 2? =10mm，已知滾動(dòng)軸承寬度 mmB 24? ，則 IVIIIL? =B+ 2? +a =46mm, VIVL? =B+ 2? +a +(100－ 96)=50mm 至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 31 6）軸上零件的周向定位 為了保證半聯(lián)軸器與軸的連接，按 IIId? 由表查得平鍵截面 mmmmhb 1118 ??? ，長(zhǎng)為mmL 90? ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 67kH ；按 VI IVId? 由表查得平鍵截面 mmmmhb 1220 ??? ，長(zhǎng)為 mmL 80? ，同時(shí)為了保證齒輪和軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67nH ；滾動(dòng)軸承的配合是由過(guò)盈配合來(lái)保證的 7） 確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 152取軸端倒角 2 45?。各軸肩處的圓角半徑取 R2。 5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1 判斷截面 Ⅶ 左右兩側(cè)為危險(xiǎn)截面 截面 Ⅶ 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) W= = 703 =34300mm3 抗扭截面系數(shù) WT = d3 = 503 =68600 mm3 截面 Ⅶ 右側(cè)的彎矩 M為 M=[ (8648)]/86= mm 截面 Ⅶ 上的扭矩 T3 =1044861N mm 截面上的彎曲應(yīng)力 b? =M/W= 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T? = T3 / WT = 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 151得 B? =640Mpa, 1?? =275Mpa, 1?? =155Mpa 截 面 上 由 于 軸 肩 而 形 成 的 理 論 應(yīng) 力 集 中 系 數(shù) ?? 及 ?? 按表查取，因r/d=,D/d=75/70=,經(jīng)插值后可查得 ?? =， ?? = 軸的材料的敏性系數(shù)為 q? = q? = 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 k? =1+ q? ( ?? 1)= k? =1+ q? ( ?? 1)= 32 由尺寸系數(shù) ?? =,扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ?? = 軸按磨削加工，可得表面質(zhì)量系數(shù) ?? =?? = 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q? =1，則得綜合系數(shù)為 K? = k? / ?? +1/ ?? 1= K? = k? / ?? +1/ ?? 1= 碳鋼的特性系數(shù) ?? =~，取 ?? = ?? =~，取 ?? = 計(jì)算安全系數(shù) Sca 值，則得： S? = 1?? /（ K? a? +?? m? ） = S? = 1?? /（ K? a? + ?? m? ） = Sca =（ S? S? ） /（ S? 2 + S? 2 ） 2/1 =S= 故可知其安全 ③ 截面 Ⅶ 左端 抗彎截面系數(shù) W= = 753 =42188mm3 抗扭截面系數(shù) WT = d3 = 753 =84375mm3 彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為： M= mm b? =M/W= 扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： T3 =1044861N mm T? = T3 / WT = 過(guò)盈配合處的 k? /?? ，用插值法求出，并取 k? /?? = k? /?? ，得 k? / ?? = k? /?? = k? /?? = 軸按磨削加工，得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? =?? = 33 故得綜合系數(shù)為： K? = k? / ?? +1/ ?? 1= K? = k? / ?? +1/ ?? 1= 因此，軸在截面 Ⅶ 左側(cè)的安全系數(shù)為： S? = 1?? /（ K? a? + ?? m? ） = S? = 1?? /（ K? a? + ?? m? ） = Sca =（ S? S? ） /（ S? 2 + S? 2 ） 2/1 =S= 故該軸在截面 Ⅶ 左側(cè)的強(qiáng)度也足夠。 三、其他附件的選擇 1．視孔蓋 選用 A=140mm 的視孔蓋。 2．通氣器 選用簡(jiǎn)易通氣器 M20 3．油面指示器 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)表 ，選用桿式油標(biāo) M20 4．油塞 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)表 ，選用 M20 型油塞和墊片 5．起吊裝置 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)，箱蓋選用吊耳 d=16mm 6．定位銷(xiāo) 根據(jù)指導(dǎo)書(shū)表 ，選用銷(xiāo) GB/T 11720xx A8 35 7．起蓋螺釘 選用螺釘 M12 30 34 四、密封與潤(rùn)滑 1．齒輪的潤(rùn)滑 采用浸油潤(rùn)滑，由于高速級(jí)蝸桿浸油深度 30~50mm，取深 h=32mm。根據(jù)指導(dǎo)書(shū)表161，選用全損耗系統(tǒng)用油 LAN22。 2．滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 選用脂潤(rùn)滑。根據(jù)表 164 ，選用滾動(dòng)軸承脂 ZGN692。密封方法的選取由于凸緣式軸承端蓋易于調(diào)整軸向游隙，軸的軸承兩端采用凸緣式端蓋。 五、總結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主要課程之一，它要求學(xué)生能結(jié)合課本的學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)和技術(shù)知識(shí)，聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際和機(jī)器的具體工作 條件，去設(shè)計(jì)合用的零部件及簡(jiǎn)單的機(jī)械，起到從基礎(chǔ)課程到專(zhuān)業(yè)課程承先啟后的橋梁作用，有對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作者進(jìn)行基礎(chǔ)素質(zhì)培養(yǎng)的啟蒙作用。 在 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的 三個(gè)星期里，我們不僅對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)的基本過(guò)程有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)和了解，也通過(guò)查閱大量的書(shū)籍，對(duì)有關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的各種標(biāo)準(zhǔn)有了一定的認(rèn)識(shí)，也加強(qiáng)了對(duì)課本的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)。 通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到一些問(wèn)題是我們以后必須注意的。第一，設(shè)計(jì)過(guò)程決非只是計(jì)算過(guò)程，零件、部件、和機(jī)器的最后尺寸和形狀，通常都是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取定的，計(jì)算所得的數(shù)字，最后往往會(huì)被結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所修改。結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)在設(shè)計(jì)工作中一般占較大的比重。 第二，我們不能死套教材。我們必須要學(xué)會(huì)查閱各種書(shū)籍和手冊(cè)，利用現(xiàn)有的資源再加上自己的構(gòu)想和創(chuàng)新，才能真正完成一個(gè)具有既有前景和使用價(jià)值又能普遍推廣，價(jià)格低廉的新產(chǎn)品。因此，全力追索不斷增殖的設(shè)計(jì)能力才是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的35 中心思想。 第三，創(chuàng)新在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中體現(xiàn)的更是淋漓盡致，我們所設(shè)計(jì)出來(lái)的東西必須得超過(guò)以前的才具有社會(huì)實(shí)用價(jià)值，因此我們首先要有敢于突破束縛、突破慣例和大膽否定現(xiàn)有的一些東西，同時(shí)也要有寬廣而堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和創(chuàng)新思維與細(xì)心觀察的能力。雖然在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中 大部分都是參照教材和手冊(cè)所設(shè)計(jì)，只有小部分是通過(guò)自己創(chuàng)新所形成，但在選用各種零部件時(shí)是個(gè)人根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選定的，以使各種零部件組裝成最好的一個(gè)減速器。因此也體現(xiàn)了創(chuàng)新的思想。 六、參考文獻(xiàn) 參考書(shū)目 【 1】 王世剛 ，宋寶玉 王樹(shù)才 主編 .機(jī)械設(shè)計(jì) 實(shí)踐與創(chuàng)新 .北京 ： 國(guó)防工業(yè)出版社 ， 20xx 【 2】 濮良貴，紀(jì)名剛主編 . 機(jī)械設(shè)計(jì) . 8 版 . 北京：高等教育出版社， 20xx 【 3】 程友聯(lián) 主編 . 機(jī)械原理 . 1 版 . 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 ， 20xx