人力提升機主要傳動件的計算設計工藝擬定論文[帶圖紙]

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 人力提升機主要傳動件的設計、 </p><p>　　計算、工藝擬定

2、</p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)</p><p>　　學 號： 　　　　　　　</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： （職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年

3、5月25日</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 人力提升機主要傳動件的設計、計算、工藝擬定 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢

4、業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級： 機械97 </p><p>　　學 號： </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　

5、摘 要</b></p><p>　　人力提升機在我們國家目前還沒有申請專利，現(xiàn)代社會上運用最多的是電動機帶動的電力提升機，此項設計是傳統(tǒng)的結構與創(chuàng)新的思想結合的成果。人力提升機是用于建筑外墻裝飾和野外電力設備安裝等專用設備，人力在無電源供應的情況下可輕松操縱，從而實現(xiàn)上下輸送物料和人員填補該產品系列中的缺失，此項設計結構簡單，操作方便。</p><p>　　人力提升機因其安裝拆

6、卸方便、結構牢固、安全可靠而廣泛應用于采礦、冶煉、碼頭、建筑等行業(yè)中，作提升運輸物料及產品之用。本提升機適于輸送粉狀，粒狀及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石塊、砂、粘土、礦石等。</p><p>　　本課題是針對機械原理、機械制造技術、材料力學、理論力學進行設計的，對一級齒輪蝸桿傳動機構、二級齒輪傳動的優(yōu)化設計、傳動部件裝配結構設計，以及其他幾種常見機構進行詳盡的分析，選擇合適的方案進行設計計算。</p&g

7、t;<p>　　本設計內容包括一級齒輪傳動，二級齒輪傳動，鋼絲繩的繞法，軸的傳動，蝸桿的傳動。用所學的工程圖學和三維制圖UG的知識畫出裝配圖，和零件圖，實現(xiàn)整個運動。 </p><p>　　關鍵詞： 提升機；齒輪；蝸桿；機械設計</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Manpower h

8、oist in our country there is no patent application, using the most modern society is the electric hoist motor drive, the design of structure is the traditional and innovative ideas combining with the results. Human hoist

9、ing machine is used for building exterior wall decoration and outdoor power equipment installation of special equipment, such as human in the case of no power supply can be easily manipulated, thus conveying material and

10、 up and down to fill the absence of the product se</p><p>　　Because of its easy installation and removal, the structure solid, safe, reliable and widely used in mining, smelting, docks, and construction indu

11、stries, to enhance the transport of materials and products for use. The hoist is suitable for conveying powder, granular and non-small-block mill and grinding of small materials, such as: coal, cement, stones, sand, clay

12、, ore and so on。</p><p>　　This topic is in view of the mechanical principle, mechanical manufacturing technology, material mechanics, theoretical mechanics, the level of gear and worm drive, secondary optimi

13、zation design of gear transmission, transmission parts assembly structure design, and other detailed analysis of several common institutions, choose the right solution for design calculation.</p><p>　　This d

14、esign content including level gear transmission, the secondary gear transmission, wire rope winding, drive shaft, worm drive. With what they have learned knowledge of engineering graphics and 3 d drawing UG draw assembly

15、 drawings, and part drawing, realize the whole movement.</p><p>　　Key words : lifting machine;gear;worm;mechanical design </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要............

16、................................................................................................ III</p><p>　　ABSTRATE.................................................................................. .IV &l

17、t;/p><p>　　目錄............................................................................................ V</p><p>　　1 緒論............................................................................

18、..............1 </p><p>　　1.1本課題的研究內容和意義..........................................................................1</p><p>　　1.2 國內外的發(fā)展概況.........................................................

19、...................... ..1</p><p>　　1.3 提升機的概述.................................................................................. ......1</p><p>　　1.4 本提升機的構架和原理..................................

20、.................................. .......1</p><p>　　2 傳動機構的設計計算......................................................................................4</p><p>　　2.1 確定傳動裝置的總傳動比..................

21、.......................................................4</p><p>　　2.2 確定傳動裝置分配傳動比........................................................................4</p><p>　　3 齒輪的設計.......................

22、............................................................................6</p><p>　　3.1 齒輪設計的一般步驟...............................................................................6</p><p>　　3.2

23、主動軸齒輪傳動的設計計算.....................................................................6</p><p>　　3.3 從動輪齒輪傳動的設計計算.....................................................................10</p><p>　　3.4 蝸

24、輪傳動...............................................................................................14</p><p>　　4 箱體的設計..........................................................................................

25、.........16</p><p>　　5 軸的設計......................................................................................................18</p><p>　　5.1軸的設計過程............................................

26、..............................................18</p><p>　　6 軸承的校核...................................................................................................30</p><p>　　6.1 主動軸上的軸承校核.....

27、..........................................................................30</p><p>　　6.2 中間軸上的軸承校核............................................................................ ....31</p><p>　　7

28、潤滑密封設計.................................................................................................32</p><p>　　8 聯(lián)軸器設計.....................................................................................

29、 ..............33</p><p>　　9 總結................................................................................................. ...........34</p><p>　　致謝........................................

30、.....................................................................35</p><p>　　參考文獻.......................................................................................................36</p><p

31、><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 本課題的研究內容和意義</p><p>　　人力提升機是用于建筑外墻裝飾和野外電力設備安裝等專用設備。在無電源供應的情況下可人力輕松操縱上下輸送物料和人員填補該產品系列中的缺失。隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，住宅建筑、高層建筑越來越多，外墻涂層、裝飾以及物業(yè)管理清洗所需的高處作業(yè)人力提升機已經被廣大的用戶所采用

32、。租賃高處作業(yè)人力提升機的市場正在我國城鄉(xiāng)建設市場逐步形成。用人力提升機取代傳統(tǒng)的腳手架和大繩高處作業(yè)省時，省工、省費用，且移動方便，使用、安全，大大的減輕了工人勞動強度，提高了施工進度。</p><p>　　1.2 國內外的發(fā)展概況</p><p>　　人力提升機在國內尚無申請專利，運用較多的是電力提升機和電力升降機。此項設計是傳統(tǒng)的結構與創(chuàng)新的思想結合的成果。任務來源于社會生產實踐。面

33、對高處作業(yè)人力提升機使用日益增多的今天，人力提升機產品安全質量成為人們關注的焦點問題。這就要求：從事高處作業(yè)人力提升機的設計制造部門應該加強人力提升機產品安全性能的開發(fā)。</p><p>　　1.3 本課題應達到的要求</p><p>　　應用此提升機在無電源供應的情況下可人力輕松操作上下輸送物料和人員填補改產品中的缺失，能夠依靠人力提升最大重量為500kg，最大速度為8m/min的貨物。

34、</p><p>　　提升機是現(xiàn)代高層施工中與大型塔機相配合的必不可少的重要施工設備，特別是在高層、超高層建筑施工擔任了極其重要的任務,對于保證施工工期與安全,降低施工成本,減輕勞動強度起著不可替代的作用，同時也是建筑隊伍裝備水準的重要標志。</p><p>　　1.4 本提升機的構架和原理</p><p>　　本提升機主要由傳動部分、繞線部分組成。</p&g

35、t;<p>　　傳動部分是提升機的核心部分，是傳動動力的媒介，主要在提升機的機殼內部，由主軸箱、大齒輪系、蝸桿和摩擦片等組成。工作時由人驅動搖柄從而來帶動主動軸的轉動，此時主動軸是傳動軸，齒輪與主動軸為一體的，因而隨之轉動，齒輪的轉動又帶動裝在兩個蝸桿上的兩個齒輪傳動，所以兩個蝸桿也隨著齒輪的轉動做同向轉動，從而帶動整個機器的運動。繞線部分由兩個齒輪、兩個壓緊輪裝置、兩彈簧、防護罩以及外殼組成，鋼絲繩則繞在兩個槽輪的繞線槽

36、中。槽輪被用來將主動件的連續(xù)轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉動。槽輪機構有外嚙合和內嚙合以及球面槽輪等，外嚙合槽輪機構的槽輪和轉臂轉向相反,而內1嚙合則相同，球面槽輪可在兩相交軸之間進行間歇傳動。本槽輪繞線槽的截面是梯形狀，屬于外嚙合，鋼絲繩在其中越壓越緊，從而保證鋼絲繩與齒輪之間沒有相對滑動，避免打滑。兩個壓緊輪裝置如同帶輪的壓緊輪功能一樣，主要是控制了鋼絲繩在繞線槽中的包角，增加此部分的傳動效率。防護罩的主要功能是保證鋼絲繩

37、順利穿過槽輪，并且可以防止當繞線繩跑出繞線槽。</p><p>　　圖1.1 主要的傳動軸</p><p>　　圖1.2 提升機的主視圖</p><p>　　圖1.3 提升機的左視圖</p><p>　　圖1.4 提升機的俯視圖</p><p>　　2 傳動機構的設計計算</p><p>　　

38、2.1 確定傳動裝置的總傳動比</p><p>　?。?）根據(jù)本系統(tǒng)的要求首先確定槽輪的直徑。通過《起重機械手冊》查得，初設槽輪的最小直徑為</p><p>　　（2）由提升機提升的速度為5m/min得，</p><p>　　(2.1) </p><p>　　（3）又因為，可得n3=17.6r/min,即輸出軸

39、的轉速為17.6r/min</p><p>　　確定總的傳動比，初設手搖柄的轉速為n1=75r/min，即輸入軸的轉速為75r/min，所以 (2.2) </p><p>　?。?）本系統(tǒng)為二級傳動即，分別為一級齒輪和二級齒輪的傳動，為使一級齒輪結構不過大，初步?。?/p>

40、1.25，則二級齒輪傳動比為</p><p>　　(2.3) </p><p>　　2.2 確定傳動裝置分配傳動比</p><p><b>　?。?）各軸的轉速</b></p><p>　　(2.4)

41、 </p><p>　?。?）各軸的輸入功率,根據(jù)人提升的力，假設</p><p>　　＝×η2×＝0.1×0.98×0.95＝0.0931kW (2.5) </p><p>　?。?#215;η2×＝0.0931×0.98×0.95＝0.0867kW

42、 (2.6)</p><p>　?。?) 各軸的輸入轉矩</p><p><b>　　(2.7)</b></p><p><b>　　(2.8)</b></p><p><b>　　(2.9)</b></p><p>　　表2-1 所求各參數(shù)

43、</p><p><b>　　3 齒輪的設計</b></p><p>　　3.1 齒輪設計的一般步驟</p><p>　?。?）根據(jù)給定的工作條件，選取合適的齒輪材料、熱處理方法及精度等級，確定齒輪的接觸疲勞許用應力和彎曲疲勞許用應力；</p><p>　?。?）根據(jù)設計準則進行設計計算，確定齒輪的分度圓直徑或模數(shù)；&l

44、t;/p><p>　?。?）選擇齒輪的基本參數(shù)并計算主要幾何尺寸；</p><p>　?。?）校核齒輪齒根彎曲疲勞強度或齒面接觸疲勞強度；</p><p>　　（5）確定齒輪的結構尺寸。</p><p>　　3.2 主動軸齒輪傳動的設計計算</p><p>　　3.2.1 上齒輪傳動的設計計算</p><

45、;p>　　(1)齒輪材料，熱處理及精度</p><p>　　選擇硬齒面齒輪設計，考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪。由《機械設計基礎》表10-1查的，選擇小齒輪材料是40Cr（調制），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調制）硬度為240HBS。初步估計齒輪的線速度為，由表7-7選擇9級精度。取小齒齒數(shù)=20，則大齒輪</p><p>　　Z2

46、=i1×Z1=1.25×20=25 (3.1)</p><p><b>　　取Z2=25。</b></p><p>　　(2)確定齒輪許用應力</p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設計，選取螺旋角。初選螺旋角</p><p>　　有設計計算公

47、式進行運算，即</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　　(3)確定公式中各數(shù)值</p><p><b>　　試選K=1.6；</b></p><p>　　由圖10-30 選擇區(qū)域系數(shù)ZH=2.420；</p><p>　　由圖10-26查得，，則；

48、</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉矩，由前面計算可知：</p><p>　　T1=12.73N.m (3.3)</p><p>　　有表10-7選取齒寬系數(shù)=1[2]。由表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MPa[2]；由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90；K=0.95[2

49、]。</p><p>　　如《機械設計基礎》圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度查的。</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p><b>　　(3.5)</b></p><p>　　(4)計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為

50、1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得許用應力</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p><b>　　(3.7)</b></p><p><b>　　許用接觸應力</b></p><p><b>　　(3.8)</b></p

51、><p>　　3.2.2 設計計算</p><p>　　(1)小齒輪的分度圓直徑d，</p><p><b>　　(3.9) </b></p><p><b>　　(2)計算圓周速度</b></p><p><b>　　(3.10)</b></p>

52、;<p><b>　　(3)計算齒寬b。</b></p><p>　　b== (3.11)</p><p>　　(4)計算齒寬與高之比</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　(3.12)</b>

53、</p><p><b>　　齒高</b></p><p><b>　　(3.13)</b></p><p><b>　　(3.14)</b></p><p><b>　　計算縱向重合度</b></p><p><b>　

54、　(3.15)</b></p><p>　　(5)計算載荷系數(shù)K</p><p>　　根據(jù)v=0.124m/s，7級精度，由課本圖10-8查的動載荷系數(shù)=1.05；</p><p>　　由表10-2查的使用系數(shù)；</p><p>　　由表10-4用插值法查的7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，。</p><p

55、>　　由，查圖10-23得；</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(3.16)</b></p><p>　　(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得</p><p>　　d=d= mm (3.1

56、7)</p><p><b>　　(7)計算模數(shù)</b></p><p>　　mm (3.18)</p><p>　　3.2.3 齒根彎曲疲勞強度設計</p><p>　　由式（10-17）彎曲強度的設計公式</p><p>　　≥

57、 (3.19)</p><p>　　確定公式內各計算數(shù)值</p><p>　　(1)計算載荷系數(shù)；</p><p><b>　　(3.20)</b></p><p>　　根據(jù)縱向重合度=1.586，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0.89</p><p><b>　　(2)計算當量齒

58、數(shù)</b></p><p><b>　　(3.21)</b></p><p><b>　　(3.22)</b></p><p><b>　　(3)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查得=2.73，=2.56；</p><p&g

59、t;　　(4)查取應力校正系數(shù)</p><p>　　由表10-5 查得=1.567，=1.603；</p><p>　　(5)由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限；</p><p>　　(6)由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，</p><p>　　(7)計算 彎曲疲勞許用應力。</p>

60、<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得</p><p><b>　　(3.23)</b></p><p><b>　　(3.24)</b></p><p>　　(8)計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　(3.25)</b>

61、</p><p><b>　　(3.26)</b></p><p>　　大齒輪的數(shù)值大,選用。</p><p>　　3.2.4 設計計算</p><p><b>　?。?）計算模數(shù)</b></p><p>　　mm (3.27)</p><p&g

62、t;　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算</p><p>　　的法面模數(shù)，按機械原理P180 GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=1.5mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d=32.88mm。于是由:</p><p><b>　　(3.28) </b></p><p

63、><b>　　取z=21。</b></p><p>　　那么z=1.25×21=26.25；取。</p><p><b>　　(2)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　計算中心距</b></p><p><b>　　(3.29)</

64、b></p><p>　　將中心距圓整為37mm;按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　(3.30)</b></p><p>　　因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正。</p><p>　　計算大.小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　　(3.31)<

65、/b></p><p><b>　　(3.32)</b></p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p>　　B= (3.33)</p><p><b>　　圓整后取，。</b></p>

66、<p>　　3.3 從動輪齒輪傳動的設計計算</p><p>　　3.3.1 齒輪傳動的設計計算</p><p>　?。?）齒輪材料，熱處理及精度</p><p>　　選擇硬齒面齒輪設計，考慮此減速器的功率及現(xiàn)場安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪。由《機械設計基礎》表10-1查的，選擇高速級小齒輪材料是45號鋼調制，齒面硬度為280HBS，

67、大齒輪材料為45號鋼正火，齒面硬度為240HBS。初步估計齒輪的線速度為，由表7-7選擇9級精度。取小齒齒數(shù)Z3=22，則大齒輪</p><p>　　Z4=×Z3=3.408×22=74.976 (3.34)</p><p><b>　　取Z4=75。</b></p><p>

68、　?。?）確定齒輪許用應力</p><p>　　按齒面接觸疲勞強度設計;選取螺旋角。初選螺旋角</p><p>　　由設計計算公式進行運算，即</p><p><b>　　(3.35)</b></p><p>　　（3）確定公式中各數(shù)值</p><p><b>　　試選K=1.6；<

69、;/b></p><p>　　根據(jù)由圖10-30選擇區(qū)域系數(shù)ZH=2.420；</p><p>　　由圖10-26查得，，則；</p><p>　　計算小齒輪傳遞的轉矩，由前面計算可知，T2=14.82N.m。</p><p>　　由表10-7選取齒寬系數(shù)=1[2]。由表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)Z=189.8MP[2]；由圖10-

70、19取接觸疲勞壽命系數(shù)K=0.90；K=0.95[2]。</p><p>　　如《機械設計基礎》圖10-21d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度查的。查的，。</p><p>　　計算解除疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得許用應力</p><p><b>　　(3.36)<

71、/b></p><p><b>　　(3.37)</b></p><p><b>　　許用接觸應力</b></p><p><b>　　(3.38)</b></p><p>　　3.3.2 設計計算</p><p>　　(1)小齒輪的分度圓直徑d，

72、</p><p><b>　　(3.40)</b></p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p><b>　　(3.41)</b></p><p><b>　　(3)計算齒寬</b></p><p>　　b

73、==mm (3.42)</p><p>　　(4)計算齒寬與高之比</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　(3.43)</b></p><p><b>　　齒高</b></p><p>&l

74、t;b>　　(3.44)</b></p><p><b>　　(3.45)</b></p><p><b>　　計算縱向重合度</b></p><p><b>　　(3.46)</b></p><p>　　(5)計算載荷系數(shù)K</p><p

75、>　　根據(jù)v=0.095m/s，7級精度，由課本圖10-8查的動載荷系數(shù)=1.05；；</p><p>　　由表10-2查的使用系數(shù)；</p><p>　　由表10-4用插值法查的7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，。</p><p>　　由，查圖10-13得；</p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b>&l

76、t;/p><p><b>　　(3.47)</b></p><p>　　(6)按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得</p><p>　　d3=d2t= mm (3.48)</p><p><b>　　(7)計算模數(shù)</b></p>

77、;<p>　　mm (3.49)</p><p>　　3.3.3 齒根彎曲疲勞強度設計</p><p>　　由式（10-17）彎曲強度的設計公式</p><p><b>　　(3.50)</b></p><p>　　確定公式內各計算數(shù)值</p><p

78、><b>　　(1)計算載荷系數(shù)</b></p><p><b>　　(3.51)</b></p><p>　　據(jù)縱向重合度=1.586，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0.89</p><p><b>　　(2)計算當量齒數(shù)</b></p><p><b>

79、　　(3.52)</b></p><p><b>　　(3.53)</b></p><p><b>　　(3)查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　由表10-5查得=2.91，=2.62；</p><p><b>　　查取應力校正系數(shù)</b></p>

80、<p>　　由表10-5 查得=1.53，=1.59；</p><p>　　由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度</p><p><b>　　極限；</b></p><p>　　由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，</p><p>　　(4)計算彎曲疲勞許用應力。</p&g

81、t;<p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得</p><p><b>　　(3.54)</b></p><p><b>　　(3.55)</b></p><p>　?、?計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　(3.56)</b&g

82、t;</p><p><b>　　(3.57)</b></p><p>　　大齒輪的數(shù)值大.選用.</p><p>　　3.3.4 設計計算</p><p><b>　　(1)計算模數(shù)</b></p><p>　　mm (3.58)</p>

83、<p>　　對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數(shù)，按GB/T1357-1987圓整為標準模數(shù),取m=1.5mm但為了同時滿足接觸疲勞強度，需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d3=31.41mm.于是由,</p><p><b>　　(3.59)</b></p><p><b>　　取Z3=22。&

84、lt;/b></p><p>　　那么Z4=3.408×22=74.9，取整為75。 </p><p><b>　　(2)幾何尺寸計算</b></p><p><b>　　計算中心距</b></p><p><b>　　(3.60)</b></p

85、><p>　　將中心距圓整為75mm</p><p>　　按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p><b>　　(3.61)</b></p><p>　　因值改變不多,故參數(shù),,等不必修正.</p><p>　　計算大.小齒輪的分度圓直徑</p><p><b>　

86、　(3.62)</b></p><p><b>　　(3.63)</b></p><p><b>　　計算齒輪寬度</b></p><p>　　B= (3.64)</p><p><b>　　圓整后取，。</b><

87、/p><p>　　表3-1 齒輪主動軸傳動參數(shù)表</p><p><b>　　3.4 蝸輪傳動</b></p><p>　　3.4.1 蝸輪蝸桿的計算</p><p><b>　　1選擇蝸輪傳動類型</b></p><p>　　根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸

88、桿（ZI）。</p><p><b>　　2選擇材料</b></p><p>　　考慮到蝸桿的傳動功率不大，速度很小，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸輪螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55 HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的金屬，只有齒圈用青銅制造，輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>

89、　　3蝸桿的輸入功率為0.0931，轉速r/min，傳動比。</p><p>　　4按齒面接觸疲勞強度進行設計</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由式（11-12），傳動中心距</p><p><b>　　(3.65)</b></p><p>　　(1)

90、 確定載荷系數(shù)K</p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)；有書本表11-5選取使用系數(shù)；由于轉速不高，沖擊不大可取動載荷系數(shù)；所以</p><p><b>　　(3.66)</b></p><p>　　（2）確定彈性影響系數(shù)ZE </p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪與鋼蝸桿相匹配，故。&l

91、t;/p><p><b>　?。?）確定接觸系數(shù)</b></p><p>　　先假設蝸桿分度圓直徑和傳動中心距 的比值，從圖11-18中可查的。</p><p>　　（4）確定許用接觸應力</p><p>　　根據(jù)蝸桿材料為ZCuSn10P1，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可從表11-7中查得蝸輪的基本許用應力=265

92、MPa。</p><p><b>　?。?）計算中心距</b></p><p>　　mm (3.67) 取中心距mm，有課本表11-2中取模數(shù).6，蝸桿的分度圓直徑mm 這時，從圖11-18中可以查的接觸系數(shù)，因為，因此以上計算結果可用 。

93、 。</p><p><b>　?。?）蝸桿</b></p><p>　　軸向齒距mm (3.68)</p><p>　　直徑系數(shù) (3.69)</p><p>　　齒頂圓直徑mm

94、 (3.70)</p><p>　　齒根圓直徑mm (3.71)</p><p><b>　　分度圓導程角， </b></p><p>　　蝸桿的軸向齒厚 (3.72)</p><p><b>　　齒寬mm</b></p>

95、<p>　　蝸桿的分度圓直徑為 (3.73)</p><p><b>　　4 箱體的設計</b></p><p>　?。?）人力提升機的箱體采用鑄造（HT200）制成，對鑄件提出的技術要求是合理的，直接影響鑄件的質量，成本，生產率及勞動條件。</p><p>　　合理鑄件結構應保證以下幾個方面：</p>

96、;<p>　　①利于得到優(yōu)質鑄件。</p><p>　?、谏a鑄件的工藝裝配簡單，易于制作。</p><p>　　③整個鑄件工藝過程操作，檢驗的方法簡便，易于掌握。</p><p><b>　　（2）材料的特點：</b></p><p>　?、倬C合機械性能高，抗壓強度與本身的抗拉強度相等，消震性差。<

97、/p><p>　?、诒诤褡兓瘜C械性能影響較小，壁厚增大，機械性能不是成比例的增大，由于壁越厚，冷卻速度越慢，組織粗松，在一定條件下性能反而降低。</p><p>　?、坭T造性能差，流動性不好，對缺口的敏感性大，因此易產生變形，開裂，縮孔，縮松等現(xiàn)象。</p><p>　　（3）考慮到機體內零件的潤滑，密封散熱。</p><p>　　因其傳動件速

98、度小于2m/s，故采用油脂潤油；為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為Ra的上限值為6.2mm</p><p>　?。?）機體結構有良好的工藝性.</p><p>　　鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機體外型簡單，拔模方便。</p><p>　　根據(jù)所學減速器的制造過程，以減速的箱體的參數(shù)作為參考，可以確定人力提升機所需

99、要的參數(shù)。</p><p>　　表4-1 減速器機體結構尺寸如下</p><p><b>　　5 軸的設計</b></p><p>　　5.1 軸的設計過程</p><p>　　5.1.1 軸的設計要素</p><p>　?。?）軸是機械傳動中必不可少的的重要的非標件之一，主要用于支承轉動的帶

100、轂零件(如齒輪、帶輪等)并用來傳遞運動和動力，同時它被滑動軸承或滾動軸承所支承。進行軸的結構設計時，應綜合考慮的因素有：</p><p><b>　?、佥S的毛配種類。</b></p><p>　?、谧饔迷谳S上的載荷大小、方向及其分布情況。</p><p>　　③軸承類型、尺寸和位置。</p><p>　?、茌S上零件安裝、

101、位置、固定、配合等。</p><p>　?、葺S的加工方法及其他特殊要求等。</p><p>　?。?）由于影響因素很多，并且軸的結構形式隨不同的情況而不同，因此軸沒有標準的結構形式，設計具有較大的靈活性和多樣性。但不論具體情況如何,軸的結構應滿足的基本要求是：</p><p>　?、俦ＷC軸和軸上零件有準確的位置。</p><p>　?、诒阌谳S

102、上零件的裝拆、調整和維護。</p><p>　?、圯S的受力合理，有利于提高軸的強度和剛度。</p><p>　?、芄?jié)約材料和減輕重量。</p><p>　?、菪螤畋M量簡單，減少應力集中。</p><p>　?、蘧哂辛己玫墓に囆?。</p><p>　　機器上所安裝的零件，例如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器和離合器等都必須用軸來支承，

103、才能正常工作，因此軸類零件是機械中必不可少的重要零件。本節(jié)將要討論軸的類型、軸的材料和輪轂聯(lián)接及軸的設計問題，其包括軸的結構設計和強度計算。結構設計是合理確定軸的形狀和尺寸，它除了要考慮軸的強度和剛度外，還要考慮適用性，加工和裝配等方面的許多因素。</p><p>　　5.1.2 軸的結構設計</p><p>　　1、軸的結構應力求簡單合理，有利于軸上零件的裝拆、固定和調整。 2、軸

104、上零件應定位準確、固定可靠； 3、軸的結構有利于提高軸的強度和剛度； 4、具有良好的潤滑和密封條件； 5、具有較好的結構工藝性和經濟性。 （1.用輔助零件代替軸上不必要的臺階。2.為了便于裝配，減少應力集中，應取相同的倒角、圓角尺寸。3.取相同的越程槽、退刀槽。4.取相同的鍵槽尺寸且布置在軸的同一母線上。5.各段軸的尺寸盡量取標準值（減少刀具數(shù)目，便于測量）。6.規(guī)定合理的加工精度和表面粗糙度。） 5.1.3

105、手動輸入軸的計算</p><p>　　(1)初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15-2）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調制處理，根據(jù)表15-3，取A0 =120，于是得</p><p>　　mm (5.1)</p><p>　　（2）從左向右先做定各段直徑的大小</p>

106、;<p>　　由最小直徑=13.21mm可得第一段的直徑，又因為在最小直徑上打孔，為了增大其承受能力，故取第一段的直徑mm。</p><p>　　第二段和第六段是放相同型號、相同大小的軸承，經考慮，首先選擇滾動軸承，因軸承主要承受徑向方向的力，也承受少量的軸向力，為了結構緊湊故先選擇圓錐滾子軸承，由軸承產品目錄中初步選擇軸承代號，其尺寸為，因而第二段與第六段的直徑為mm。</p>&l

107、t;p>　　第三段和第五段都是對軸承的軸向固定，定位軸肩的高度h一般取為，d為與零件想匹配處的軸的直徑，故取直徑為mm。</p><p>　　第四段放的齒輪，對于直徑很小的鋼制齒輪，當為圓柱齒輪時，若齒根圓到鍵槽底部的離，均應將齒輪和軸做成一體，叫做齒輪軸，所以 </p><p><b>　　(5.2)</b></p><p><b

108、>　　(5.3)</b></p><p>　　所以故與齒輪相匹配，參數(shù)詳見齒輪1。</p><p>　　其結構與直徑如下圖5.1。</p><p>　　圖5.1 輸入軸的結構與直徑</p><p><b>　　(3)各段的長度</b></p><p>　　根據(jù)標準件我們可以查表

109、初步確定mm，mm，mm，其余長度尺寸我們可以邊畫圖邊查手冊邊確定，查手冊的取長軸mm，畫圖的mm，mm。</p><p>　?。?）確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考書本表15-2，取第一段的倒角為，最后一段的倒角為，各軸肩處的圓角半徑詳見輸入軸的工作圖。</p><p><b>　　求軸上的載荷</b></p>

110、<p>　　首先根據(jù)軸的結構圖做出軸的計算簡圖。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖</p><p>　　軸傳遞的轉矩： T1=12730N?mm (5.4)</p><p>　　齒輪圓周力： (5.5)</p><p>&l

111、t;b>　　齒輪徑向力：</b></p><p><b>　　(5.6)</b></p><p><b>　　齒輪徑向力：</b></p><p><b>　　(5.7)</b></p><p>　　計算作用在軸上的支反力:</p><p&

112、gt;　　圖5-2 軸上的支反力</p><p>　　圖5-3 水平方向受力分析</p><p>　　圖5-4 垂直方向受力分析</p><p><b>　　水平方向的：</b></p><p><b>　　(5.8)</b></p><p><b>　　

113、(5.9)</b></p><p>　　解得RVA2=116.45N，RVB=179.05N </p><p><b>　　垂直方向：</b></p><p><b>　　(5.10)</b></p><p><b>　　(5.11)</b></

114、p><p><b>　　畫彎矩圖和扭矩圖：</b></p><p>　　圖5-5 彎矩圖和扭矩圖</p><p><b>　　C處合成彎矩：</b></p><p><b>　　(5.12)</b></p><p>　　(6)按彎扭合成應力校核軸的強

115、度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受能力最大的彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強度。根據(jù)書本式（15-5）及上圖中的數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，進行彎扭合成得：通過彎扭合成MCA=，α=0.6，則最大是25670.8N?mm</p><p><b>　　軸的計算應力</b></p><p><

116、;b>　　(5.13)</b></p><p>　　前已經選定軸的材料是45號鋼，調制處理，有書本表15-1查的MPa。以此，故安全。</p><p>　　(7)精確校核軸的疲勞強度判斷危險截面)</p><p>　　從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面C和D處過盈配合所引起的應力集中最嚴重；從受載的情況來看，截面C上的應力最大，C處已滿足強度

117、要求故不再校核。對于D剖面，軸的突變較大，且同時受有扭矩和彎矩作用，應力集中也較大，故應對Ⅳ剖面作安全系數(shù)的驗查，即疲勞強度的校核。</p><p><b>　　抗彎剖面模數(shù)：</b></p><p><b>　　(5.14)</b></p><p><b>　　抗扭剖面模數(shù)：</b></p&g

118、t;<p><b>　　(5.15)</b></p><p><b>　　彎曲平均應力 </b></p><p><b>　　扭轉平均應力</b></p><p><b>　　查表得</b></p><p>　　則彎矩和扭矩時的安全系數(shù)為：&

119、lt;/p><p><b>　　(5.16)</b></p><p><b>　　(5.17)</b></p><p><b>　　(5.18)</b></p><p><b>　　故安全</b></p><p>　　5.1.4 中間軸

120、的計算</p><p>　?。?）初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先按式（15-2）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調制處理，根據(jù)表15-3，取A0 =120，于是得</p><p>　　mm (5.19)</p><p>　　其結構與直徑如下圖5.2。</p><p&

121、gt;　　圖5.2 輸出軸的結構與直徑</p><p>　?。?）軸各段的的直徑</p><p>　　因為此軸最右端是齒輪，又因為此齒輪與軸的尺寸，故做成齒輪和軸分開的。從左往右，第一段安裝的是軸承，查表選取圓錐滾子軸承30205，，所以第一段的直徑為mm；第二段放的齒輪，因為齒輪的分度圓直徑和基圓直徑明顯的大于軸的直徑，故做成齒輪和軸分開的，此軸不是定位的軸，所以第二段的直徑為mm；第

122、三段是齒輪的軸向固定，定位軸肩的高度h一般取為，d為與零件想匹配處的軸的直徑，故取第三段直徑為mm；第四段是蝸桿，所有的參數(shù)都是蝸桿的分度圓直徑和齒根高直徑等，詳見蝸桿的傳動，第五段是右軸承的軸向固定，起到了定位的作用，所以第五段的直徑是mm，第六段是用來安裝軸承的，與左面成對使用，所以第六段的直徑mm，第七段安裝的齒輪，同時又起到了了最右端軸承的軸向固定，故取mm，第八段是安裝軸承的，此處所受的只有軸向力，所以選擇深溝球軸承，軸承代號

123、6005，基本尺寸為，故第八段的直徑為mm。</p><p><b>　　軸各段的長度</b></p><p>　　第一段放的是軸承和固定軸承的套筒，經查手冊確定軸的長度為mm；第二段是放的齒輪，因為要比齒輪的長度小1~2mm，故取mm；第三段經查表和課本第369頁的簡圖，可以確定其總長度，即mm；第四段是蝸輪的長度，經算的蝸輪的長度為40mm；第五段經查表確定其長度

124、為；第六段是放的軸承，與左軸承對稱使用，故取長度為mm；第七段經查表和齒輪的寬度可以確定其長度為mm；第八段安裝的是深溝球軸承，其長度也已經確定mm。</p><p>　?。?）確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考書本表15-2，取第一段的倒角為，各軸肩處的圓角半徑詳見輸入軸的工作圖。</p><p><b>　　（5）求軸上的載荷</

125、b></p><p>　　首先根據(jù)軸的結構圖做出軸的計算簡圖。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖</p><p>　　軸傳遞的轉矩： T2=14820N?mm (5.20)</p><p>　　大齒輪圓周力: (5.21)</p>