【正文】 F 和 2rF 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面（圖 b）和水平面（圖 c）兩個平面力系。 10 1060 110 hh h L hncLP? ? ? ? ? ??????? 故該軸承使用合適。至此， 蝸輪 軸的設計計算已告結(jié)束。 因此 1[]ca???? ， 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 23 故此 軸的各項要求是安全的。 22 00 .8 936 12 .2 399 1. 64NVNVNVNNNFFF???? 彎矩 M 35 NmM ?? 123 5 4 .0 09 7 .1 8VVNmNmMM??? ? ? 總彎矩 221 4 9 9 . 7 83 5 2 . 8 3 5 4 . 0 0 NmM ? ? ? ? ? ? 222 3 6 5 .9 49 7 . 1 83 5 2 . 8 NmM ? ? ? ?? 扭矩 T 15 21 .22T N m?? 表 43 、按彎扭合成應力來校核軸的強度進行校核時，通常只是校核軸上受最大彎矩和扭矩（即危險截面 C）的強度。 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 21 圖 44 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險截面。因此，作簡支梁的軸的支承跨距 196l mm? 。在確定軸承的支點位置時，應從手冊中查取 a 值。 （ 4） 、確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45? ，各軸肩處的圓角半徑均為 2mm。按蝸輪用 A 型平鍵，按45 90mmd ? ?,查 機械設計 手冊 GB/T 10952021 和 GB/T10962021 得 A型平鍵截面 2 5 1 4b h mm mm? ? ? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 100mm ，同時為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性，故選取蝸輪輪轂與軸的配合 為 H7/r6 ； 聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，用 A型平鍵為 2 0 1 2b h mm mm? ? ?， 聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/n6 。 故取23 80mml ? ? 。軸環(huán)寬度 b，取 56 10mml ? ? 。已知齒輪輪轂的寬度為 135l mm? ，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取45 132mml ? ?。因軸承同時受徑向力和軸向力的作用，故選用 圓錐滾子 軸承。 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 19 圖 43 蝸輪軸 （ 2） 、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1)為了滿足 聯(lián)軸器的軸向定位要求， 根據(jù)已經(jīng)計算的數(shù)據(jù)可選12 75mmd ? ?,1— 2 軸段右端需制出一軸肩，故取23 80mmd ? ?； 聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 107L 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 1— 2段的長度應比 L 短 12mm ，現(xiàn)取 12 105mml ? ?。 所以選用 GY8 型聯(lián)軸器 能滿足要求。 可選取聯(lián)軸器軸孔 1 70mmd ?, 2 70mmd ?。 對蝸輪軸的設計 由前面的計算可知軸的主要參數(shù) 2 ? 又 2 46 .4 56 / m inrn ? 2 14 76 .0 NmT ?? 求作用在蝸輪上的力 已知軸上的蝸輪的分度圓直徑為2 410mmd ? 則 圓周力 ： 22 22 2 1 5 2 1 2 2 0 7 4 2 0 . 5 9410t NTF d ?? ? ? 徑向力 ： 22 2 7 0 0 .8 7ta n 2 0rt NFF ??? 軸向力 ： 12 12 2 9 9 0 4 0 2 2 0 0 . 8 990a NTF d ?? ? ? 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 18 初步定軸的最小直徑 初步估算低速軸的最小直徑，選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，軸的計算應力： ? ?? ?? ?3222 214 2caTMMTW W W??????? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 3 37 1 5 6 9 .4 132dW m m??? 并取 ?? ，軸的計算應力為 ? ? 22 60715 ca M pa M pa??? ? ?? 故安全 。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖） 可以看出中間截面是軸的危險截面。 蝸桿軸的校核 求軸上的載荷 圖 42 受力分析圖 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 16 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 做出軸的計算簡圖 。 （ 5） 12段 ：軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑 1 48d mm? ，故同時選用聯(lián)軸器的轉(zhuǎn) 計河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 15 算 1ca AT KT? ，查教材 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 , 128 .75a c aK T N m? ? ? ? ?則 按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件和考慮 到蝸桿與電動機連接處電動機輸出軸的直徑查機械 設計手冊由 GB/T43232021 選用 LT7 型號彈性套柱銷聯(lián)軸器。 56 端處選取深溝球軸承 6014 型軸承，其尺寸為 7 0 1 1 0 2 0d D B mm? ? ? ? ?右端利用擋油環(huán)與軸肩進行定位，左端利用螺母與蝸桿相固定，這樣左端的軸承為游動端。 1112段處應采固定，可選取兩個正裝的 32021 型圓錐滾子軸承 ，其尺寸為70 11 0 25 25d D T B? ? ? ? ? ? ?，其左端采用套杯進行定位固定，右端利用軸承端蓋進行固定，同時用 圓 螺母與軸承固定，這樣蝸桿右端就成了固定端。在固定端采用一對正裝圓錐滾子軸承，游動端采用深溝球軸承。 （ 3）由于減速器的裝配位置及相應位置關(guān)系，可初步選取 7 8 9 10 100l l mm???? ，由于要將軸承進行軸向定位，應設計出兩個軸肩， 在滿足要求的前提下，又減少材料， 可初步設計6 7 10 11 10l l mm????， 6 7 10 11 80d d mm????,考慮到與軸承端蓋的距離，可初步選 16 222l mm? ? ， 11 14 100l mm? ? 。蝸輪主要參數(shù)如 下表所示 ； 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 13 傳動類型 ZI 型蝸桿副 蝸輪端 在模數(shù) m 10 蝸輪齒數(shù) 2z 41 導程角 ? 螺旋方向 右旋 蝸桿軸向剖面內(nèi)的齒形角 ? 20 蝸輪變位系數(shù) 2? 0． 000 中 心距 a 250 配對蝸輪圖號 精度等級 7 級 GB100891988 蝸輪齒距累積公差 pF 齒距極限偏差 ptf ? 蝸輪齒形公差 2ff 表 32 軸的設計 蝸桿軸 的 設計 蝸桿上的功率 PI 轉(zhuǎn)速 NI 和轉(zhuǎn)矩分 TI 別如下： PI = kw NI =970r/min TI = Nm 按扭矩初算軸徑 選用 45 鋼調(diào) 質(zhì)處理 ，硬度為 HBS255217 ? 根據(jù)教材 )215(370 ?P 式，并 查機械設計手冊 ， 估 取 0 110A? 330 1 0 . 0 61 1 0 2 3 . 9 9970pd A m mn? ? ? 考慮到有鍵槽和聯(lián)軸器相聯(lián)，故將直徑增大 ， 因此選 48d mm? 蝸桿的結(jié)構(gòu)設計 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 14 圖 41 蝸桿軸 （ 1）蝸桿上零件的定位，固定和裝配 一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。 90d mm? 。 圖 31蝸輪的工作 輪幅打均分的 4個圓孔，直徑為 25mm ，其厚度 80 20c b mm? ? ? ? ?mm，則取25c? mm。并采用 H7/m6 配合，并加臺肩和螺釘固定，此 蝸輪直徑較大，采用 6 個螺釘平均分布。 蝸輪的結(jié)構(gòu)如下 圖所示，齒圈厚度 1. 7 1. 7 10 17m mm? ? ? ? ?。 傳動類型 ZI型蝸桿副 蝸桿頭數(shù) Z 2 模數(shù) m 10 導程 角 ? 螺旋線方向 右旋 齒形角 ? 20 精度重等級 7 級 GB100891988 中心距 a 250 軸向齒距累積公差 pxf 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 12 軸向齒距極限偏差 pxLf 蝸 桿 齒槽徑向跳動公差 rf 蝸桿齒形公差 1ff 表 31 因為蝸輪用鑄錫青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。 因為蝸桿的結(jié)構(gòu)單一，幾何參數(shù)為所查資料得，根據(jù)經(jīng)驗可知不需對蝸桿的結(jié)構(gòu)及剛度不做特別設計和驗算。 螺旋角影響系數(shù) ： 1 2 .5 31 1 0 .9 1 0 51 4 0 1 4 0Y ? ?? ? ? ? ? 許用彎曲應力 ： ? ? ? ?39。 22121 .5 3 F a FKT YYF d d m ? ?? ?? 式中： F? 蝸輪齒根彎曲應力，單位為 MPa； 2FaY 蝸輪齒形系數(shù)； Y? 螺旋角影響系數(shù)； 河北工程大學機電工程學院機械產(chǎn)品設計說明書 11 ? ?F? 蝸輪的許用彎曲應力，單位為