【正文】 再計(jì)算： 1 1 1 09 238 974 .44 25drF e F N? ? ? ? 2 2 2 238 917 .2625drF e F N? ? ? ? 12 119 5 917 .26 259 53 210 125a ae dF F F N? ? ? ? ? 22 F N?? 102 1 0 8 .5 1 2 50 .0 3 8 255200aFC ?? 2
。 1 1 9 1 .2 5ae NVF F N?? 238 953drF F N? ? ? ? 238 953drF F N? ? ? ? 按文獻(xiàn) [1]P322 式（ 1311）得 139。 輸出軸上的軸承 （ 1）軸承的選擇 選擇使用圓錐滾子軸承，根據(jù)軸直徑 d=60mm，選用圓錐滾子軸承的型 號為 30212。 =8 3 00 8 192 00hLh? ? ? 所以 39。 2 3 8 2 .5 1 1 9 1 .2 522rrF F N? ? ? ? 當(dāng)量動(dòng)載荷 39。 B 15m m 。 =8 3 00 8 192 00hLh? ? ?。至此蝸桿軸的設(shè)計(jì)即告結(jié)束。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 （ 3）截面 E 右側(cè) 抗截面系數(shù)按 文獻(xiàn) [1]P373 表 154 中的公式計(jì)算 3 3 80 51200W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 80 10 24 00TW d m m? ? ? ? 彎矩 3T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 1 1 0 6 5M = 8 0 0 6 1 9 . 9 2 5 4 7 4 2 . 6 9 5 5110 N m m?? ? ? 3 8 0 0 6 1 9 .9 7 .8 1 8 6102400TTT M P aW? ? ? ? 3 n mm?? 2 5 4 7 4 2 . 6 9 5 5 4 . 9 7 5 451200b M P a? ?? 過盈配合處???K 由 文獻(xiàn) [1]P43 附表 38 用插值法求出并取 ???? ?? KK ? ???K =，故 ??????K 按磨削加工， 文獻(xiàn) [1]P44 附圖 34 表面質(zhì)量系數(shù) ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 q 1?? ， 則按 文獻(xiàn) [1]P25 式（ 312）和文獻(xiàn) [1]P25 式（ 312a） 故得綜合系數(shù)為 ???? ?????? kK ???? ?????? kK 又由 文獻(xiàn) [1]P39 附表 31 與 文獻(xiàn) [1]P40 附表 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~?c? 取 ?c? ； ~??? ，取 ??? 計(jì)算安全系數(shù) Sca 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 1275 1 7 .0 0 6 83 .2 5 4 .9 7 5 4 0 .1 0mS K???????????? ? ? 1155 14 .8 49 87. 8 18 6 7. 8 18 62. 6 2 0. 0 522mS K???????????? ? ? 22 1 1 .1 8 5 1 1 .5rSSSSSS????? ? ? ? ?? （ 57） 故該軸在截面右 側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。 （ 2）截面 E 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 55 d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 55 33 27 5rW d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎矩 1 1 0 6 53 5 5 0 8 0 1 4 5 2 6 0110M N m m?? ? ? ? 截面 E 上扭矩 3T = mmn? 145260 8 . 7 3 0 91 6 6 3 7 . 5b M M P aW? ? ? ? 3 8 0 0 6 1 9 .9 2 4 .0 6 0 733275TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由 文獻(xiàn) [1]P362 表 151 查得 ? ? 1 5 5,2 7 5,60,6 4 0 111 ???? ??? ???? M P aM P aB 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按 文獻(xiàn) [1]P40 附表 32 查取，因 38 552rd ?? ， 80 ?? ??? , ??? 又由 文獻(xiàn) [1]P41 附圖 31 可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應(yīng)力集中系數(shù) 1 ( 1) 1 .8 2rkq???? ? ? ? )1(1 ???? ??? ?qk 文獻(xiàn) [1]P42 附圖 32 尺寸系數(shù) ??? ， ??? 文獻(xiàn) [1]P44 附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 1 1 2 . 8kK??? ???? ? ? ? ???? ?????? kK 又由 文獻(xiàn) [1]P39 表 31 與 文獻(xiàn) [1]P40 表 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 。中芯截面上雖然應(yīng)力集中最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截中芯面也不必校核。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看， 截面 V 和 VI 與蝸輪嚙合的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，中芯截面上的應(yīng)力最大。根據(jù)文獻(xiàn) [1]P373 式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，軸的計(jì)算應(yīng)力： ? ?? ?2213322231() 3800. 1 707. 3 92 3 60caMTdM P a M P a??? ???????? ? ?， （ 54） 故安全。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距 ? ?L 45 65 2 22 0m m m m m m? ? ? ? 根據(jù)軸的計(jì)算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖 ）可以看出中間截面是軸的危險(xiǎn)截面。在確定軸承的支點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)從文獻(xiàn) [3]中查取得 a 值。滾動(dòng)軸承的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 圖 52 蝸輪軸結(jié)構(gòu) （ 3）軸上零件的周向定位 蝸輪、半聯(lián)軸器與軸的定位均采用平鍵連接。 Ⅳ V 段：為安裝蝸輪軸段， mmd VIV 70?? ，蝸輪齒寬 ，渦輪 VIVVIVa dLmmdL ?? ????? )~(, 1 取 L VIV? =90mm，由于為了使套筒能壓緊蝸輪則 86V VIL? ? mm。 Ⅲ IV 段：初選用角接觸球軸承，參照要求取型號為 30212 型圓錐滾子軸承60 11 0 20d D B mm mm mm? ? ? ? ?，考慮到軸承右端用套筒定位，取齒輪距箱體內(nèi)西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 壁一段距離 a=20mm，考慮到箱體誤差在確定滾動(dòng)軸承時(shí)應(yīng)據(jù)箱體內(nèi)壁一段距離S ，取 S=8 。軸上鍵槽取 1016? ， mmL 70? 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選用 HL5彈性柱銷聯(lián)軸器。 查文獻(xiàn) [1]P250 表 114 材 料 變 形 系 數(shù) mmx ?? 所 以 蝸 輪 齒 寬? ?12( 1 1 0 .0 6 ) 8 0 .0 6 8 0 1 .6 2 1 .6b Z m m m? ? ? ? ? ? ? 綜合考慮要使蝸輪 與內(nèi)壁有一定的距離 故選 L VIV? =130mm 圖 51 蝸桿軸結(jié)構(gòu) 輸出軸的設(shè)計(jì) 按扭矩初算軸徑 （ 1）輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩： PII =111w , NII=,TII = （ 2）求作用在軸上的力 221212112 1 22 2 105 1402 2 361 20ta n 532 8 69 160 taatr r tTF F NdTF F NdF F F N??? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 3）初步確定軸徑的最小直徑 選用 45 鋼，硬度 HBS255217? 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 根具文獻(xiàn) [1]P370 中 (15 2)? 式，并查文獻(xiàn) [1]P370 表 153，取 ,1120 ?A 33. 1 2 4 2 .6 8 9 5pd C mmnd mm?? ? ? （ 53） 考慮到鍵槽，將直徑增大 10%，則； ? ?5 0 .3 5 1 7 % 4 8 .0 9 7 8d m m m m? ? ? ? 所以，選用 mmd 50? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）軸上的零件定位，固定和裝配 蝸輪蝸桿二級減速裝置中，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。 V? 段：直徑 ? ?1 25 2 40 ,IV Vd m m? ? ? ? ?軸環(huán)寬度 b ? ,在滿足強(qiáng)度下，西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 又要節(jié)省材料取軸肩寬度為 ? ?1L 10IV V mm? ?； ? ?2 52IV Vd mm? ?， ? ?2L 35IV V mm? ?；L 3 5 1 0 4 5IV V mm? ? ? ?。軸承端蓋的總長為 20mm,根據(jù)拆裝的方便取端蓋外端面于聯(lián)軸器右端面間的距離為 mmL 30? 所以， 3 0 2 0 5 0II IIIL m m? ? ? ? ??? 段：初選用圓錐滾子軸承，參考要求因 d IIIII? =44，查文獻(xiàn)選用 30205 型號滾子承 2 5 5 2 1 5d D B? ? ? ? ?。 表 51 蝸桿軸聯(lián)軸器參數(shù) 型號 公稱轉(zhuǎn)距 )( mN? 許用轉(zhuǎn)速 min)/(r 1L ? ?mm L ? ?mm 軸的直徑? ?mm 6HL 250 3800 60 82 32 因此 I 選擇段 32 ,I IId mm? ? 長度取 1 82 ,IIL mm? ? 軸上鍵槽鍵寬和鍵高以及鍵長為10 8 70?? 。 計(jì)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(jì) 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(xiàn) )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(jì)（論文） 22 因此選 mmd 20? 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 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(duì)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。 C—— 系數(shù)。 ②按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑。 ①選擇軸的材料。 軸的設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)機(jī)床的工作特點(diǎn)來看，主軸要同時(shí)承載彎矩和轉(zhuǎn)矩作用。詳細(xì)情況見零件圖。 精度等級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/T100891988 圓柱蝸桿，蝸輪精度選擇 8 級精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f GB/T100891988。 smndv s / os100060 11 ??? ?? 從文獻(xiàn) [1]P264 表 1118 中用差值法查得： 。 =56MPa 壽命系數(shù) 9 6710 0 .6 7 2 43 .5 5 7 4 1