機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)--設(shè)計(jì)加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)裝置　

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　計(jì)算說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：　設(shè)計(jì)加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)裝置　　　　　　　　　　　 </p><p>　　專(zhuān)　 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化　　　　 　</p><p>　　班　　級(jí)： 　　

2、　　　　　　　　</p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： 　　　　　　 </p><p>　　組 員： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 　　　　　　　 </p><p>　　2012年6月15日</p><p

3、><b>　　前言</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程最后一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)也是一次對(duì)我們進(jìn)行全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練。它的目的在于：</p><p>　　一 、綜合運(yùn)用機(jī)械課程和其他相關(guān)課程的理論以及生產(chǎn)實(shí)踐的知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問(wèn)題，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固和深化；</p><p>　　二、 學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法

4、，了解掌握常用機(jī)械零部件、機(jī)械傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程和開(kāi)展方式，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想、解決問(wèn)題的能力，特別是總體設(shè)計(jì)和零部件設(shè)計(jì)的能力；</p><p>　　三 、通過(guò)計(jì)算和繪圖，學(xué)會(huì)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)。圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。</p><p>　　本文主要內(nèi)容是蝸輪減速器的運(yùn)用和計(jì)算，在設(shè)計(jì)計(jì)算中運(yùn)用到了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》、《機(jī)械制圖》、《工程力學(xué)》、《公差

5、與互換性》等多門(mén)課程知識(shí)，并運(yùn)用AUTOCAD、PROE軟件進(jìn)行繪圖，因此是一個(gè)非常重要的綜合實(shí)踐環(huán)節(jié),也是一次全面的、 規(guī)范的實(shí)踐訓(xùn)練。通過(guò)這次訓(xùn)練，使我們?cè)诒姸喾矫娴玫搅隋憻捄团囵B(yǎng)。主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：</p><p>　　（1）培養(yǎng)了我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練了綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和其他相關(guān)課程的基礎(chǔ)理論并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展了相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。&l

6、t;/p><p>　　（2）通過(guò)對(duì)通用機(jī)械零件、常用機(jī)械傳動(dòng)或簡(jiǎn)單機(jī)械的設(shè)計(jì)，使我們掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的程序和方法，樹(shù)立正確的工程設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。</p><p>　?。?）另外培養(yǎng)了我們查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面的能力。</p><p>　　（4）加強(qiáng)了我們對(duì)O

7、ffice軟件中Word功能的認(rèn)識(shí)和運(yùn)用。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)- 3 -</p><p>　　傳動(dòng)方案擬定- 4 -</p><p>　　三、電動(dòng)機(jī)選擇,傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算- 5 -</p><p>　　3.1類(lèi)型和結(jié)構(gòu)

8、形式的選擇- 5 -</p><p>　　3.2功率的確定- 5 -</p><p>　　3.2.1電動(dòng)機(jī)的功率選擇- 6 -</p><p>　　3.2.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇- 7 -</p><p>　　3.3傳動(dòng)比分配- 7 -</p><p>　　3.4動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算- 7 -</p>

9、<p>　　四、傳動(dòng)零件的計(jì)算- 8 -</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿計(jì)算：- 9 -</p><p>　　4.2圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析- 10 -</p><p>　　4.3圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算和剛度驗(yàn)算- 11 -</p><p>　　五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算- 11 -</p><p>　　5

10、.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)- 11 -</p><p>　　5.1.1 選擇蝸桿軸的材料- 11 -</p><p>　　5.1.2初算蝸桿軸的最小軸徑- 12 -</p><p>　　5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 12 -</p><p>　　5.1.4軸的強(qiáng)度校核- 12 -</p><p>　　5.2蝸輪軸的設(shè)計(jì)-

11、 14 -</p><p>　　5.2.1選擇蝸輪軸的材料- 14 -</p><p>　　5.2.2初算蝸輪軸的最小軸徑- 14 -</p><p>　　5.2.3蝸輪軸的校核- 15 -</p><p>　　六、鍵連接的選擇和計(jì)算- 16 -</p><p>　　6.1選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸- 16 -&

12、lt;/p><p>　　6.2 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度- 17 -</p><p>　　七、軸承的選擇和計(jì)算- 17 -</p><p>　　7.1計(jì)算軸承的受力- 18 -</p><p>　　7.1.1計(jì)算軸承所承受的徑向載荷- 18 -</p><p>　　7.1.2計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷- 18 -</p&

13、gt;<p>　　7.1.3計(jì)算軸承壽命- 19 -</p><p>　　八、聯(lián)軸器的選擇- 19 -</p><p>　　1、聯(lián)軸器類(lèi)型的選擇- 19 -</p><p>　　2、聯(lián)軸器型號(hào)、尺寸的確定- 19 -</p><p>　　九、箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算- 21 -</p><p>　　9.1

14、箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料- 21 -</p><p>　　9.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系- 21 -</p><p>　　十、潤(rùn)滑和密封設(shè)計(jì)- 22 -</p><p>　　10.1潤(rùn)滑方式- 22 -</p><p>　　10.2密封設(shè)計(jì)- 23 -</p><p>　　設(shè)計(jì)小結(jié)- 23 -</p&g

15、t;<p>　　參考文獻(xiàn)- 24 -</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　1、課題題目：設(shè)計(jì)加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)裝置。</p><p>　　2、工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微振動(dòng)，使用期10年（每年300個(gè)工作日），小批量生產(chǎn)，一班制工作，輸出機(jī)大齒輪允許誤差為。</p>

16、<p>　　3、傳動(dòng)簡(jiǎn)圖：如下圖</p><p>　　加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p>　　4、加熱爐推料機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)：</p><p><b>　　傳動(dòng)方案擬定</b></p><p>　　傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的設(shè)計(jì)和擬定是設(shè)計(jì)機(jī)器的第一步，其好壞關(guān)系到總體設(shè)計(jì)的成敗或優(yōu)劣。因此，擬定機(jī)器的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖時(shí)，應(yīng)從多方面考慮，

17、首先應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)（如原動(dòng)機(jī)類(lèi)型及特性、工作機(jī)構(gòu)的職能與運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，傳動(dòng)系統(tǒng)的類(lèi)型及各類(lèi)傳動(dòng)的特性、生產(chǎn)和使用等）作充分的了解，然后根據(jù)各類(lèi)傳動(dòng)的特點(diǎn)，考慮受力、尺寸大小、制造、經(jīng)濟(jì)、使用和維修方便等要求。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)將設(shè)計(jì)一個(gè)加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)裝置，且設(shè)計(jì)任務(wù)中已給定傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如下圖（1）：</p><p><b>　　圖（1）</b></p>

18、;<p>　　傳動(dòng)簡(jiǎn)圖中的機(jī)器工作過(guò)程可簡(jiǎn)化如下圖（2）</p><p><b>　　圖（2）</b></p><p>　　結(jié)合圖（1）、圖（2）分析可知該設(shè)計(jì)方案以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，以蝸輪減速器、大齒輪、搖桿作為傳動(dòng)裝置，以滑塊作為工作機(jī)，從而對(duì)加熱爐推料。</p><p>　　下面簡(jiǎn)要分析該傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。</p>

19、;<p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　（1）、使用蝸輪蝸桿減速器，使機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)噪聲，可構(gòu)成自鎖機(jī)構(gòu)，防止機(jī)構(gòu)反向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　?。?）蝸桿布置在了高速級(jí)。蝸桿多用于傳動(dòng)比很大、傳動(dòng)功率不太大的情況下。因其承載能力比齒輪傳動(dòng)低，故應(yīng)布置在傳動(dòng)系統(tǒng)的高速級(jí)，以獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸。蝸桿傳動(dòng)的速度高一些，

20、嚙合的齒面間易于形成油膜，也有利于提高承載能力及效率。</p><p>　?。?）該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各機(jī)構(gòu)的連接緊湊。</p><p>　　缺點(diǎn)：蝸輪蝸桿減速器傳遞效率低，傳遞功率不宜過(guò)多，中高速傳動(dòng)時(shí)蝸輪蝸桿需要造價(jià)貴的錫青銅制造，制造精度高，刀具費(fèi)用高，增加了成本。</p><p>　　綜上所述，設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中給定的傳動(dòng)方案合理。</p><p&

21、gt;　　三、電動(dòng)機(jī)選擇,傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)是一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)性的技術(shù)工作，要合理選取電動(dòng)機(jī)，就必須対電動(dòng)機(jī)的特性做分析，對(duì)其發(fā)熱，起動(dòng)力矩、最大力矩等進(jìn)行核算。而在做機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)時(shí)，只要根據(jù)工作的輸出功率選擇電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　3.1類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、維

22、護(hù)方便、可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自風(fēng)扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率高、性能好、噪聲低、振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。</p><p>　　在經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的工作場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小

23、和過(guò)載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用YZR和YZ系類(lèi)電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　3.2功率的確定</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選擇是否合適，対電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響，電動(dòng)機(jī)的容量主要由電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱又與工作情況有關(guān)。電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或略大于所需電動(dòng)機(jī)的功率，在手冊(cè)中選取相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算如下：&l

24、t;/p><p>　　已知傳動(dòng)方案中：大齒輪的傳遞功率：P =1.3 kW</p><p>　　大齒輪軸的轉(zhuǎn)速：n=32r/mim</p><p><b>　　減速器傳動(dòng)比為：</b></p><p>　　按照設(shè)計(jì)要求以及工作條件先用三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，Y系列，額定電壓380V。</p><p>　　

25、3.2.1電動(dòng)機(jī)的功率選擇</p><p>　　設(shè)：η1——閉式蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)效率</p><p>　　其中：η1=η2×η3×η4</p><p><b>　　η2:嚙合摩擦損耗</b></p><p><b>　　η3:軸承摩擦損耗</b></p><p>

26、<b>　　η4:濺油損耗效率</b></p><p>　　γ：普通圓柱蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角</p><p>　?。寒?dāng)量摩擦角，其值可根據(jù)滑動(dòng)速度查表選取</p><p>　　（直徑系數(shù)q =11.20）</p><p>　　所以γ=5.10184 º</p><p>　　滑動(dòng)速度（單

27、位為m/s）</p><p><b>　　可得：</b></p><p>　　式中：：蝸輪分度圓的圓周速度，m/s;</p><p>　　:蝸輪分度圓直徑，mm</p><p>　　：蝸桿的轉(zhuǎn)速，經(jīng)計(jì)算=r/min，。</p><p><b>　　查表可得：</b></

28、p><p><b>　　所以</b></p><p>　　其中一般取η3×η4=0.95～0.96</p><p>　　所以：η1=η2×η3×η40.95</p><p>　　η5——聯(lián)軸器效率，η5=0.99</p><p>　　η6——對(duì)滾動(dòng)軸承的效率，η6=0.9

29、8</p><p>　　η7——齒輪的傳動(dòng)效率，η7=0.98</p><p>　　ηw——工作機(jī)效率，ηw=0.96</p><p>　　從而得到傳動(dòng)系統(tǒng)的總效率:</p><p>　　=η1η6³η7ηw</p><p>　　=0.96×0.98×0.98³×0.9

30、6=0.85</p><p>　　根據(jù)已知條件得知大齒輪所需有效功率Pw=1.3</p><p>　　則電動(dòng)機(jī)所需提供的功率為：</p><p>　　3.2.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇</p><p>　　根據(jù)已知條件得知 r/mim：</p><p><b>　　r/mim</b></p>

31、<p>　　查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》得 </p><p>　　Ped = 2.2 kw</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選用 Y100L1 = 1430 r/min</p><p><b>　　3.3傳動(dòng)比分配</b></p><p>　　工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/mim</p><p>　　3

32、.4動(dòng)力運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算 </p><p><b>　　功率</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩:</b></p><p>　　=11.47(N﹒m)</p><p><b>　　四、傳動(dòng)

33、零件的計(jì)算</b></p><p>　　（圖3）普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的基本幾何尺寸</p><p>　?。▓D4）  普通圓柱蝸桿傳動(dòng)</p><p>　　4.1蝸輪蝸桿計(jì)算：</p><p>　　通過(guò)查詢(xún)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第3卷》查詢(xún)以及實(shí)際測(cè)量可知：</p><p><b>　　中心距 a=

34、63</b></p><p><b>　　模數(shù) m=2.5 </b></p><p>　　蝸桿的頭數(shù) =1 蝸輪的齒數(shù) =38 </p><p><b>　　傳動(dòng)比 i==38</b></p><p><b>　　齒形角 </b></p><p

35、>　　蝸桿直徑系數(shù)q=11.20 一般頂隙系數(shù) =0.2</p><p>　　蝸桿分度圓=qm=11.2×2.5=28 </p><p>　　蝸輪分度圓=m×=2.5×38=95</p><p><b>　　蝸輪變位系數(shù)</b></p><p><b>　　頂隙</b&

36、gt;</p><p>　　蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ </p><p><b>　　蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角</b></p><p><b>　　蝸桿齒頂高</b></p><p><b>　　蝸輪齒頂高</b></p><p><b>　　蝸桿齒根高&l

37、t;/b></p><p><b>　　蝸輪齒根高</b></p><p><b>　　蝸桿節(jié)圓直徑</b></p><p><b>　　蝸輪節(jié)圓直徑</b></p><p><b>　　蝸桿齒頂圓直徑</b></p><p>

38、;　　蝸輪喉圓直徑：=+=95+2×4=103</p><p>　　蝸桿齒根圓直徑：=-=28-2×3=22</p><p>　　蝸輪齒根圓直徑：=-=95-2×1.5=92</p><p>　　蝸桿軸向齒距：=πm=7.85 </p><p>　　桿齒厚：=0.5πm=3.925</p>

39、<p>　　桿法向齒厚：=cosr </p><p>　　桿分度圓法向弦齒角=m=2.5</p><p>　　蝸輪最大外圓直徑：≤+2m=103+2×2.5=108</p><p>　　蝸輪輪緣寬度：=（0.67-0.75）=0.75×33=24.75</p><p>　　蝸輪咽喉母圓半徑：

40、=a-=63-×103=11.5</p><p>　　輪齒根圓弧半徑：=0.5+0.2m=0.5×33+0.2×2.5=17</p><p>　　蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ=5.10184°</p><p>　　tanr===0.08928 </p><p>　　4.2圓柱蝸桿傳動(dòng)的受力分析</p>

41、;<p>　　蝸桿圓周力 蝸輪軸向力 為：</p><p>　　蝸桿軸向力 蝸輪軸向力 為：</p><p>　　=791.03/tanγ=791.03/0.089=8887.98N</p><p>　　蝸桿徑向力 蝸輪徑向力</p><p><b>　　(α=20º)</b></p&

42、gt;<p><b>　　法向力：</b></p><p>　　4.3圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算和剛度驗(yàn)算</p><p>　　接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：，其中K-為載荷系數(shù)，,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知，載荷分布不均系數(shù)；使用系數(shù)；動(dòng)載荷系數(shù)；故K=1.21。</p><p>　　許用接觸應(yīng)力，N/mm²,對(duì)于青銅蝸輪，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可

43、知=200，=,0.87，=0.8，則=139.2（N/mm²）</p><p>　　則=139.2，故滿(mǎn)足要求。</p><p>　　彎曲強(qiáng)度校核：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，只是當(dāng)>80~100時(shí)，才進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核，而蝸輪=38，故無(wú)需進(jìn)行蝸輪彎曲強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　剛度驗(yàn)算公式：</b></p>

44、;<p>　　式中蝸桿中央部分撓度，經(jīng)計(jì)算=0.046，故滿(mǎn)足剛度要求。</p><p><b>　　五、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　5.1蝸桿軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1.1 選擇蝸桿軸的材料</p><p>　　因傳遞功率不大，并對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺

45、寸無(wú)特殊要求，考慮到經(jīng)濟(jì)性選用常用材料45鋼，調(diào)制處理。</p><p>　　5.1.2初算蝸桿軸的最小軸徑</p><p>　　由已知條件：計(jì)算得蝸桿軸的功率為=η5=1.5294×0.99=1.5141kW,轉(zhuǎn)速為=1216r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)表15-3知值在103126之間，取=110,所以蝸桿軸的最小直徑為 mm，由于軸上有一個(gè)鍵槽，故取=11.834×1.0

46、5=12.4 mm。 </p><p>　　5.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　由于蝸桿直徑很小，可以將蝸桿和蝸桿軸做成一體，即做成蝸桿軸，根據(jù)軸上零件的定位、裝拆方便的需要，同時(shí)考慮到強(qiáng)度的原則，設(shè)計(jì)為階梯軸。</p><p>　　5.1.4軸的強(qiáng)度校核</p><p><b>　　蝸桿軸受力：</b><

47、/p><p>　　軸向力： =791.03/tanγ=791.03/0.089=8887.98N</p><p>　　徑向力： (α=20º)</p><p><b>　　圓周力： </b></p><p>　　結(jié)合輸入軸的最小軸徑，蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩及電動(dòng)機(jī)軸的尺寸選擇LX2型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器。查表得，許用轉(zhuǎn)速[n]

48、=6300r/min，許用轉(zhuǎn)矩[T]=560Nm，軸孔直徑d=36mm，選擇軸孔的長(zhǎng)度為62mm。</p><p>　　圓周力徑向力以及軸向力的作用方向如圖所示：</p><p>　　蝸桿軸的受力如圖（5）所示：</p><p>　　（圖5）蝸桿軸受力圖</p><p>　　在豎直面上， </p>&

49、lt;p><b>　　在水平面上： </b></p><p><b>　　畫(huà)彎矩圖：</b></p><p>　　水平面上A-A剖面處，</p><p>　　豎直面上A-A剖面左側(cè)，</p><p><b>　　A-A剖面右側(cè)，</b></p><p&

50、gt;<b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　A-A剖面右側(cè)，</b></p><p><b>　　A-A剖面左側(cè)， </b></p><p>　　蝸桿左端與軸的連接處：</p><p><b>　　彎矩圖如圖5：</b></p&g

51、t;<p>　　對(duì)于單向傳動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，通常轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)處理，取折合系數(shù) </p><p>　　A-A剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，需校核，其當(dāng)量彎矩為</p><p>　　蝸桿左端與軸的連接處，軸徑較小，又有轉(zhuǎn)矩，其當(dāng)量彎矩為：</p><p>　　對(duì)于45鋼，查表得，由公式</p><p>　　故蝸桿軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足。</p&

52、gt;<p><b>　　5.2蝸輪軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.2.1選擇蝸輪軸的材料</p><p>　　因傳遞功率不大，并對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無(wú)特殊要求，考慮到經(jīng)濟(jì)性選用常用材料45鋼，調(diào)制處理。</p><p>　　5.2.2初算蝸輪軸的最小軸徑</p><p>　　已知蝸輪軸的輸入功率為1

53、.272kW,轉(zhuǎn)速為52.22r/min，查表知C值在106126之間，取=120,所以輸入軸的最小軸徑為 ,由于軸上有1個(gè)鍵槽，故取 </p><p>　　5.2.3蝸輪軸的校核</p><p>　　蝸輪軸受力如下圖所示：</p><p><b>　　蝸輪軸受力</b></p><p><b>　　軸向力

54、 </b></p><p><b>　　徑向力 </b></p><p>　　圓周力 =791.03/tanγ=791.03/0.089=8887.98N </p><p><b>　　在豎直面上， </b></p><p>　　負(fù)號(hào)表示實(shí)際方向與假設(shè)方向相反。<

55、/p><p><b>　　在水平面上，</b></p><p><b>　　畫(huà)彎矩圖見(jiàn)圖（6）</b></p><p>　　水平面上C-C剖面處， </p><p>　　豎直面上C-C剖面左側(cè)，</p><p><b>　　C-C剖面右側(cè)， </b><

56、/p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　C-C剖面右側(cè)， </b></p><p><b>　　C-C剖面左側(cè)， </b></p><p><b>　　彎矩圖如圖（6）。</b></p><p>　　C-

57、C剖面左側(cè)，因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，還有鍵槽引起的應(yīng)力集中，故只需校核C-C剖面左側(cè)。</p><p>　　對(duì)于調(diào)制處理的45鋼，查表得 材料的等效系數(shù)</p><p>　　查表得，許用安全系數(shù)[S]=1.3~1.5，顯然S>[S]，故C-C剖面安全。</p><p>　　六、鍵連接的選擇和計(jì)算</p><p>　　6.1選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺

58、寸</p><p>　　本設(shè)計(jì)中有三處要求使用鍵聯(lián)接，一處為減速器輸入軸（蝸桿）的聯(lián)軸器</p><p>　　處，設(shè)置在蝸桿上的鍵標(biāo)此處為鍵1此處軸的直徑d1=24mm。一處是減速器輸出軸</p><p>　　（蝸輪軸）的聯(lián)軸器處，設(shè)置在蝸輪軸上的鍵標(biāo)此處為鍵2此處軸的直徑d2=24mm。另一處是蝸輪與蝸輪軸的聯(lián)接，標(biāo)記此處的鍵為鍵3此處軸的直徑d3=34mm。一般

59、7級(jí)以上的精度要有定心精度的要求，所以選擇用平鍵聯(lián)接，由于只是聯(lián)接的是兩根軸，故選用單圓頭普通平鍵（C）型。而鍵3的蝸輪在軸的中間，所以也選擇平頭普通平鍵（B）型。</p><p>　　根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，從文獻(xiàn)2表4-1中查得鍵1,2的截面尺寸為：寬度b=8mm，</p><p>　　高度h=7mm。由聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)并參考鍵的長(zhǎng)度系列，可以確定取此鍵的長(zhǎng)度L=40mm。查得鍵3的截面尺寸為：寬

60、度b=10mm，高度h=8mm。由輪轂的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取該鍵的鍵長(zhǎng)L=22mm。</p><p><b>　　三處鍵：</b></p><p><b>　　1 鍵 8×40</b></p><p><b>　　2 鍵 8×40</b></p><p&g

61、t;<b>　　3 鍵 10×22</b></p><p>　　6.2 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度</p><p>　　鍵1,2處鍵、軸和聯(lián)軸器的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯(lián)接由文獻(xiàn)8的表6-2查</p><p>　　得許用擠壓應(yīng)力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。</p><p>　　

62、鍵的工作長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L-b=40mm-8mm=32mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.5×8mm=4mm。由文獻(xiàn)1的式6-1可得</p><p>　　可見(jiàn)聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿(mǎn)足，即該鍵可以正常工作。</p><p>　　鍵3處鍵規(guī)格比鍵2大，且受載相同，不必校核。</p><p>　　自此減速器中的所有的鍵均以校核完畢，所有的鍵均滿(mǎn)足使用要求。&l

63、t;/p><p><b>　　= <</b></p><p><b>　　1、2鍵合適</b></p><p><b>　　= <</b></p><p><b>　　3鍵合適</b></p><p>　　所有的鍵均滿(mǎn)足

64、使用 </p><p>　　七、軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)中有兩處使用到了軸承，一處是在蝸桿軸，已知此處軸徑d=30mm，所以選內(nèi)徑為30mm的軸承，在機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇圓錐滾子軸承；查表6-7，選擇型號(hào)為30206的軸承，右端采用兩個(gè)串聯(lián)。另一處是在蝸輪軸；已知次此處軸徑為d=30mm，所以選內(nèi)徑為30mm的軸承，選擇深溝球軸承；查表可得，選擇型號(hào)為6026的軸

65、承。</p><p>　　7.1計(jì)算軸承的受力</p><p>　　7.1.1計(jì)算軸承所承受的徑向載荷</p><p>　　由前面計(jì)算可知蝸桿圓周力 蝸輪軸向力 為：</p><p>　　蝸桿圓周力 蝸輪軸向力 為：</p><p>　　=791.03/tanγ=791.03/0.089=8887.98N</

66、p><p>　　蝸桿徑向力 蝸輪徑向力</p><p><b>　　(α=20º)</b></p><p><b>　　法向力：</b></p><p>　　蝸桿軸承所承受的徑向載荷</p><p>　　計(jì)算軸承接觸時(shí)的派生軸向力， </p><p

67、>　　查軸承手冊(cè)可知軸承30206, Y=1.6,e=0.37,則</p><p>　　7.1.2計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷</p><p><b>　　由于載荷平穩(wěn)，取</b></p><p><b>　　查軸承手冊(cè)可知</b></p><p><b>　　當(dāng)量動(dòng)載荷</b>

68、</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　7.1.3計(jì)算軸承壽命 </p><p>　　根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式（16-1）</p><p><b>　　兩個(gè)軸承串聯(lián)</b></p><p>　　減速器使用壽命24000h，所以蝸桿軸右端選用軸承串聯(lián)，兩軸

69、承都合適。</p><p>　　同以上計(jì)算，可算出蝸輪處的深溝球軸承也可以使用超過(guò)10年的壽命。</p><p>　　所以這兩種軸承的選用合適。</p><p><b>　　八、聯(lián)軸器的選擇</b></p><p>　　常用聯(lián)軸器大多已標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化，一般情況下只需正確選擇聯(lián)軸器的類(lèi)型、確定聯(lián)軸器的型號(hào)及尺寸。必要時(shí)，可

70、對(duì)其易損的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行負(fù)荷能力的校核計(jì)算，轉(zhuǎn)速高時(shí)，還應(yīng)驗(yàn)算其外緣的離心應(yīng)力和彈性元件的變形，進(jìn)行平衡檢驗(yàn)等。</p><p>　　1、聯(lián)軸器類(lèi)型的選擇</p><p>　　選擇聯(lián)軸器類(lèi)型時(shí)，應(yīng)考慮：　　(1)所需傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)，對(duì)緩沖、減振功能的要求以及是否可能發(fā)生共振等?！　?2)由制造和裝配誤差、軸受載和熱膨脹變形以及部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等引起兩軸軸線(xiàn)的相對(duì)位移程度?！　?

71、3)許用的外形尺寸和安裝方法，為了便于裝配、調(diào)整和維修所必需的操作空間。對(duì)于大型的聯(lián)軸器，應(yīng)能在軸不需作軸向移動(dòng)的條件下實(shí)現(xiàn)裝拆?！　〈送猓€應(yīng)考慮工作環(huán)境、使用壽命以及潤(rùn)滑和密封和經(jīng)濟(jì)性等條件，再參考各類(lèi)聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類(lèi)型。</p><p>　　2、聯(lián)軸器型號(hào)、尺寸的確定</p><p>　　對(duì)于已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化的聯(lián)軸器，選定合適類(lèi)型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等確定聯(lián)

72、軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸。　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：　　　　　　　　　　　Tca=KAT　　式中：T 為聯(lián)軸器的名義轉(zhuǎn)矩(N.m)；　　　　　Tca為聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N.m)；　　　　　KA為工作情況系數(shù)，其值見(jiàn)表10-2(此系數(shù)也適用于離合器的選擇)?！　「鶕?jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸直徑和轉(zhuǎn)速等，由下面條件，可從有關(guān)手冊(cè)中選取聯(lián)軸器的型號(hào)和結(jié)構(gòu)尺寸?！　　　　　　　　　ca[T]　　　　　　　　　　n</p><p

73、>　　式中：[T]為所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩(N.m)；　　　　　n為被聯(lián)接軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；　　　　　為所選聯(lián)軸器允許的最高轉(zhuǎn)速(r/min)?！　《鄶?shù)情況下，每一型號(hào)的聯(lián)軸器適用的軸徑均有一個(gè)范圍。標(biāo)準(zhǔn)中已給出軸徑的最大與最小值，或者給出適用直徑的尺寸系列，被聯(lián)接的兩軸應(yīng)在此范圍之內(nèi)。一般情況下，被聯(lián)接的兩軸的直徑是不同的，兩個(gè)軸端的形狀也可能不同。</p><p>　　表10-2　工作情況系數(shù)

74、KA</p><p>　　因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)速較高，啟動(dòng)頻繁，載荷有變化，宜選用緩沖性較好，同時(shí)具有可移性的彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器?！　∮?jì)算轉(zhuǎn)矩 　　查表10-2得：K＝1.3名義轉(zhuǎn)矩　　　　　　　　　　　所以： 　　查手冊(cè)選用彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,該聯(lián)軸器的額定扭矩為33，最高轉(zhuǎn)速為2400，符合要求。</p><p><b>　　九、箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p&g

75、t;<p>　　9.1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料</p><p>　　采用下置剖分式蝸桿減速器（由于V=1m/s4m/s）</p><p>　　鑄造箱體，材料HT150。</p><p>　　9.2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系</p><p><b>　　十、潤(rùn)滑和密封設(shè)計(jì)</b></p><p

76、><b>　　10.1潤(rùn)滑方式</b></p><p>　　減速器傳動(dòng)零件和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹、冷卻和散熱。</p><p>　　1.蝸輪速度=12 m/s,同理蝸桿圓周速度，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》可知，選用浸油潤(rùn)滑。</p><p>　　傳動(dòng)零件浸油深度推薦值：</p>&l

77、t;p>　　齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油，最低～最高油面距10～20mm，需油量為1.5L左右。</p><p>　　2.軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，選用2L—3型潤(rùn)滑脂，用油量以軸承間隙的1/3～1/2。</p><p><b>　　10.2密封設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.箱座與箱蓋凸緣接合面的密封選用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法。&

78、lt;/p><p>　　2.觀察窗和油孔等處接合面的密封，在觀察窗或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封</p><p>　　3.有空端蓋、無(wú)空端蓋與箱體的結(jié)合面用墊片進(jìn)行密封。</p><p>　　4.有孔端蓋與軸的接觸面用唇形密封圈進(jìn)行密封。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><

79、;p>　　通過(guò)設(shè)計(jì)一級(jí)蝸輪蝸桿減速器，覺(jué)得自己受益非淺。</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它可以讓我們進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)先修課程(如機(jī)械制圖、互換性、材料力學(xué)、工程力學(xué)等)中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái)。而且，本次設(shè)計(jì)是我們學(xué)生首次進(jìn)行完整綜合的機(jī)械設(shè)計(jì)，它讓我樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想

80、，培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力；讓我具有了初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確定傳動(dòng)方案的能力；為我今后的設(shè)計(jì)工作打了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，還提高了我的計(jì)算和制圖能力；我能夠比較熟悉地運(yùn)用有關(guān)參考資料、手冊(cè)、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB等），獲得了一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。</p><p>　　當(dāng)課程設(shè)計(jì)完成

81、的時(shí)候，我的內(nèi)心無(wú)法用文字來(lái)表達(dá)。幾天以來(lái)日日夜夜的計(jì)算與繪圖和在電腦前編輯排版說(shuō)明書(shū)，讓我感覺(jué)做一個(gè)大學(xué)生原來(lái)也可以這么辛苦。但是，所有的這一切，都是值得的，她讓我感覺(jué)大學(xué)是如此的充實(shí)。</p><p>　　在次，我還要感謝鄧小林老師對(duì)我這次課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)付出的苦心與汗水，對(duì)我本次課程設(shè)計(jì)，作出過(guò)幫忙與關(guān)心的同學(xué)表示感謝，謝謝你們，沒(méi)有你們，我一個(gè)人無(wú)法完成本次設(shè)計(jì)。由于時(shí)間倉(cāng)促，個(gè)人能力有限，本設(shè)計(jì)還存在很多不

82、足，出錯(cuò)也在所難免，望鄧小林老師指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李育錫．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)［M］．北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　[2] 王巍，錢(qián)可強(qiáng)．機(jī)械工程圖學(xué) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)學(xué)出版社,2006.</p><p>　　[3] 周開(kāi)勤．機(jī)械零

83、件手冊(cè) [M]．北京：高等教育出版社,2010.</p><p>　　[4] 胡鳳蘭．互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)［M］．北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　[5] 孫恒，陳作模，葛文杰．機(jī)械原理［M］．北京：高等教育出版社，2010.</p><p>　　[6]盧秉恒．機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)學(xué)出版社，2011.</p>&l