機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)渦輪減速器

1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目: 蝸 輪 減 速 器 班 級(jí): 設(shè) 計(jì) 者: 指導(dǎo)教師: 完成日期: 2013年10月 日 工業(yè)制造學(xué)院【機(jī)械設(shè)計(jì)】課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)題目蝸輪減速器設(shè)計(jì)者機(jī)設(shè) 級(jí) 班姓名： 題目數(shù)據(jù)工作機(jī)輸入功率(kW)1.35工作機(jī)轉(zhuǎn)速(rpm)37.5 電動(dòng)機(jī)(未畫(huà)出)與減速器輸入軸用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，減速器輸出軸與工作機(jī)用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。工作條件1、連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)；2、載荷較平穩(wěn)；3、兩班制；4、結(jié)構(gòu)緊湊；5、工作壽命5年。設(shè)計(jì)內(nèi)容1、 減速器裝配圖1張(0號(hào)圖)；2、零件圖23張；3、設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1份。設(shè)計(jì)期限自 年 月 日至 年 月 日答辯日期指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)成績(jī)目

2、錄機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)51、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備52、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)5（1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型5（2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量5（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速53、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算6（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型6（2）選擇材料6（3）計(jì)算中心距7（4）蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸7（5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度8（6）驗(yàn)算效率8（7）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定84、裝配圖的設(shè)計(jì)9（1）裝配草圖設(shè)計(jì)9（2）裝配工作圖設(shè)計(jì)16參考文獻(xiàn)17機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)減速器輸入功率1.35KW，減速器輸出轉(zhuǎn)速37.5r/min1、設(shè)計(jì)準(zhǔn)備 認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)要求和工作條件，通過(guò)看實(shí)物，模型，錄像級(jí)減速器拆裝實(shí)驗(yàn)等來(lái)了解設(shè)計(jì)對(duì)象，復(fù)習(xí)課程

3、有關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)零部件的設(shè)計(jì)方法和步驟，準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書(shū)，資料和用具，擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等。2、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 確定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案：一級(jí)蝸桿減速器； 選定電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和型號(hào)： （1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型按工作要求和工作條件選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，全封閉自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓380V；（2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量 工作機(jī)的有效公率：Pw=1.35KW； 從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)間的總功率：總=1×2×3×4；由表9.1?。?彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：1=0.995； 剛性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：2=0.995； 軸承傳動(dòng)效率：3=0.98； 雙頭蝸桿傳動(dòng)效率：4=0.8；則總=0.995&

4、#178;×0.98×0.8=0.776所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：P=1.35總=1.71KW； （3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按表9.1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，一級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)比i=1040，而工作機(jī)轉(zhuǎn)速n=36.5rmin ； 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=i×n=（1040）×37.5=（3751500）rmin； 綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格等因素，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表14.1選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y112M-6。 其主要性能如下表：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速（rmin)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y112M-62.29402.

5、02.0 電動(dòng)機(jī)的主要安裝尺寸和外形尺寸如下表：型號(hào)HABCDEF×GDGKbb1b2hAABBHAL1Y112M-61121901407028608×724122451901152655018015400 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)（確定總的傳動(dòng)比，計(jì)算各軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩）； 總的傳動(dòng)比：i=94037.5=25.07； 各軸的轉(zhuǎn)速：輸入軸 n=940rmin； 輸出軸 n=37.5rmin； 各軸的輸入功率：輸入軸 P=1.35(0.995×0.98×0.8)=1.73KW; 輸出軸P=1.35(0.995×0.98)=1.38KW;

6、 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9.55×106×Pn=1.77×104N·mm； 輸入軸的輸入轉(zhuǎn)矩T=Td×0.995=1.76×104N·mm； 輸出軸的輸入轉(zhuǎn)矩T=T×0.98×0.8×i=3.53×105N·mm；3、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 根據(jù)GBT 10085-1998的推薦，采用漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿（ZI）； （2）選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿旋齒面要求淬火，硬度4555H

7、RC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 （3）計(jì)算中心距根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。則傳動(dòng)中心距： a³KT2(Ze×ZH) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 按ZI=2，估取效率=0.8，則 T2=3.53×105N·mm； 確定載荷系數(shù)K 因?yàn)楣ぷ鬏d荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1；由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-5選取使用系數(shù)KA=1.15,；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取KV=1.05；則 K=KA×K×KV

8、=1.15×1×1.05=1.21 確定彈性影響系數(shù)Ze 因選用的是鑄錫磷青銅與鋼蝸輪相配，故Ze=160MPa½； 確定接觸系數(shù)Z 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值為0.3，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-18中科查得Z=3.1. 確定許用接觸應(yīng)力H 根據(jù)蝸輪材料為蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋面硬度45HRC,可從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力H=268MPa； 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60×1×37.5×43800=9.855×107 壽命系數(shù)KHN=8(1075.256

9、15;107)=0.7513 則H=0.7513×268MPa=201.34MPa 計(jì)算中心距 a³KT2 (Ze×ZH)=137.369mm；取中心距a=200，因i=25.07，故從機(jī)械設(shè)計(jì)教課書(shū)表11-2中取模數(shù)m=6.3，蝸桿分度圓直徑d1=63mm，這是d1a=0.315，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-18可查得Z'=3.07，則Z'Z，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 （4）蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距Pa=19.792，直徑系數(shù)q=10，齒頂圓直徑da1=75.6mm，齒根圓直徑df1=47.88mm，分度圓導(dǎo)程角=11.31

10、86;；蝸桿軸向齒厚Sa=9.896mm. 蝸輪 蝸輪齒數(shù)z2=53，變位系x2=+0.2460； 驗(yàn)算傳動(dòng)比 i=z2z1=532=26.5，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為（26.525.07）25.07=5.7%，是允許的。蝸輪分度圓直徑d2=mz2=6.3×53=333.9mm;蝸輪喉圓直徑da2=349.6mm；蝸輪齒根圓直徑df2=321.9mm；蝸輪咽喉母圓直徑rg2=ada22=25.2mm； （5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 F =（1.53KT2d1d2m）YFa2×YF 當(dāng)量齒數(shù)ZV2=Z2cos3=53cos311.31º=53.07 根據(jù)x2=+0.2460，

11、ZV2=53.07，從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)圖11-19中查得YFa2=2.87。 螺旋角系數(shù) Y=111.31º140º=0.9192 許用彎曲應(yīng)力F=F'×KFN 從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力F'=56MPa 壽命系數(shù)KFN=91069.855×107=0.644 F=56×0.6MPa=33.626MPa F =（1.53KT2d1d2m）YFa2×Y=13.001MPa 彎曲強(qiáng)度是滿(mǎn)足的。 （6）驗(yàn)算效率 =（0.950.96）tantan(+V) 已知=11.31&#

12、186;；V=arctantfV；fV與相對(duì)滑動(dòng)速度vs有關(guān)。 Vs=n1d160×1000cos=3.162ms 從機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-18中插值法查得fV=0.0276，V=1º34'；則 代入式中=0.8322，大于原估計(jì)值，因此不用重算。 （7）精度等級(jí)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)式動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB-T10089-1998圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類(lèi)為f，標(biāo)注為8f GB-T10089-1998。 蝸桿的齒厚極限偏差為標(biāo)準(zhǔn)值 蝸輪的齒厚極限偏差為標(biāo)準(zhǔn)值 蝸桿的三個(gè)公差組的精度等級(jí)為8 蝸輪的三個(gè)公差組的精

13、度等級(jí)為8 蝸桿，蝸輪的齒坯尺寸和形狀公差 孔 尺寸公差 IT7 形狀公差 IT6 軸 尺寸公差 IT6 形狀公差 IT5 蝸桿，蝸輪的表面粗糙度Ra推薦值 蝸桿 齒面 1.6um 頂圓 1.6um 蝸輪 齒面 1.6um 頂圓 3.2um 傳動(dòng)標(biāo)注為 傳動(dòng) 8f GB-T10089-1998。4、裝配圖的設(shè)計(jì) （1）裝配草圖設(shè)計(jì) 選擇聯(lián)軸器，初定軸的基本直徑，選擇軸承類(lèi)型，確定減速器箱體結(jié)構(gòu)方案和主要結(jié)構(gòu)尺寸 與電動(dòng)機(jī)連接的軸，既輸入軸 ZI蝸桿的法向壓力角n為20º，蝸桿的軸向壓力角和法向壓力角關(guān)系為 tana=tanncos 求作用在蝸桿齒上的力 圓周力Ft1=Fa2=2Td1

14、=558.73N 而 軸向力Fa1=Ft2=2Td2=2114.41N 徑向力Fr1=Fr2=Ft2×tana=784.82N 法向力Fn=Fa1cosncos=Ft2cosncos=2Td2cosncos=2294.67N 各力的方向如圖機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)15-24所示。 初定該軸的最小直徑dmin 先按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-3，取A0=110，于是得 dmin=A0×3Pn=110×31.73940=13.48mm 輸入軸的最小直徑顯然是與聯(lián)軸器連接，此處該有一鍵槽，將計(jì)算值加大4%

15、，則 dmin=14.02mm 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用HL型彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（GBT5014-1985）。 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KA×T 查械設(shè)計(jì)教科書(shū)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.5則 Tca=1.5×1.76×104N·mm=26.4N·mm； 根據(jù)Tca=26.4N·m，Y112M-6型電動(dòng)機(jī)安裝尺寸D=28mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)表13.1HL型聯(lián)軸器HL2型聯(lián)軸器就能滿(mǎn)足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求（Tn=315N·mTC），其孔直徑選擇d=25mm；可滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)軸徑要求。其半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=62

16、mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=44mm。 最后確定的減速器輸入軸軸伸處最小直徑 dmin=25mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定軸上的零件裝配方案 初步大體選用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)蝸桿減速器圖號(hào)37所示的輸入軸裝配方案。 從左到右各段軸依次為，軸，以便說(shuō)明，軸和軸分別為與聯(lián)軸器連接軸和蝸桿軸，其它的軸對(duì)稱(chēng)布置設(shè)計(jì)。 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，軸右端需制出一軸肩，故軸直徑d=dmin+7=32mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑d=25取D=35mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L1=44mm，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，故軸的

17、長(zhǎng)度比L1稍短一些，現(xiàn)去L=42mm。2 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)d=d=32mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207，其尺寸為d×D×T=35mm×72mm×18.25mm，故d=35mm，加上擋油環(huán)寬10mm，因而L=28.25mm。 兩端軸承都采用軸肩進(jìn)行軸向定位。取d=48mm，設(shè)計(jì)L=8mm。3 已知蝸桿的分度圓直徑d1=63mm，蝸桿的齒頂圓直徑da1=75.6mm，蝸桿的齒根圓直徑df1=47.88mm，則L由蝸桿的齒頂圓直徑

18、確定L=75.6mm，其長(zhǎng)度L按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-4計(jì)算得b1=128mm，蝸桿經(jīng)磨削處理，既L=128mm，d=75.6mm。4 軸的直徑應(yīng)小于蝸桿的齒根圓直徑，設(shè)計(jì)為d=40，其長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為L(zhǎng)=51.73mm。5采用對(duì)稱(chēng)式設(shè)計(jì)：取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離L=50mm，則L=119.35mm。 因此，輸入軸的各段直徑和長(zhǎng)度確定了。 則輸入軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=L+ L+ L+L+L+L+ L+L+L=42+119.35+28.25+8+51.73+128+51.73+8+28.25=465.31mm。 軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。按d=25mm由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)

19、表6-1查得平鍵截面b×h=8mm×7mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為28mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為H7K6；半聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸頸的配合為H7K6；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)度配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。則最后聯(lián)軸器標(biāo)記為 HL2聯(lián)軸器 JC28×44JB25×44 GBT 50142003 確定軸上的圓角和倒角尺寸 參照機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-2，取軸端倒角為2×45º，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖。 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，查軸承相關(guān)尺寸得a=15.25mm,可以得知作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為兩軸

20、承中心距 L=18.25+8+51.73+128+51.73+8 +18.25-15.25-15.25=253.46mm。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出蝸桿中間截面為危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MH，MV及M的值列于下表： 載荷 水平面H 垂直面V 支反力FNH1=FNH2=Ft12=274.605NFNV1=FNV2=Fr12=193.98N 彎矩MH=FNH1×125=34325.625N·mmMV=FNV1×125=24247.5N·mm 總彎矩 M=MH²+MV²=42026.06N·mm 扭矩 T=

21、T=1.73×104N·mm 按彎扭合成應(yīng)力校核該軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上守最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)式15-5及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 ca=M²+(T)²W=3.94MPa；前面選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，有機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-1查得-1=60MPa。因此 ca-1，故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 從軸的各段受彎矩和扭矩分析來(lái)看，最后確定輸入軸只需校核段軸。 軸左側(cè)有關(guān)數(shù)據(jù) 抗彎截面系數(shù) W=0.1d³=0.1×40&#

22、179;mm=6400mm³； 抗扭截面系數(shù) WT=0.2d³=0.2×40³mm=12800mm³ 截面所受彎矩M M=M×(125-64)125=20508.72N·mm； 扭矩T=T=1.73×104N·mm； 截面上的彎曲應(yīng)力 b=MW=3.20MPa； 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T=TWT=1.35MPa； 軸右側(cè)有關(guān)數(shù)據(jù) W=0.1df1³=10976.5mm³； WT=0.2df1³=21952.9mm³； 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 M=M×(125-6

23、4)125=20508.72N·mm； b=MW=1.87MPa； 扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 T=T=1.73×104N·mm； T=TWT=0.79MPa； 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。有機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-1查得B=640MPa,-1=275MPa,-1=155MPa。故安全。本題因無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱(chēng)性，故可忽略去靜強(qiáng)度校核。至此，軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)束。校核輸入軸上一對(duì)軸承的額定壽命查單列圓錐滾子軸承30207的基本額定動(dòng)載荷C=54200N，基本基本額定靜載荷C0=63500N。 求軸承受到的頸向載荷由前面的計(jì)算可以知道：此軸承受到的外加軸上載荷

24、Fae=Fa1=Ft2=2Td2=1045.22N，作用在軸上的徑向力Fre=Fr1=Fr2=Ft2×tana=387.96N。設(shè)計(jì)軸承的安裝為正裝 計(jì)算兩軸承的軸向力則如果把派生軸向力的方向與外加軸向載荷的方向一致的軸標(biāo)為2，另一端標(biāo)為1，達(dá)到軸向平衡時(shí)有 FaeFd2=Fd1圓錐滾子軸承派生軸向力Fd=Fr2Y 由軸的相關(guān)數(shù)據(jù)知道Y=1.6，e=0.37。因?yàn)檩S承與受到的徑向力對(duì)稱(chēng)布置設(shè)計(jì)，則Fd2=Fd1=Fr12Y=121.24N。既FaeFd2Fd1，則軸承有向左竄動(dòng)的趨勢(shì)，相當(dāng)于軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”，所以軸承1受到的總軸向力Fa1=FaeFd2=1166.4

25、6N。 軸承2受到的總軸向力Fa2=Fd2=121.24N。 軸承1，2收到的徑向力Fr1'=Fr2'=Fr1²+Ft1²2=336.21N。 求軸承當(dāng)量載荷P1和P2 因?yàn)?Fa1Fr1'=3.47e； Fa2Fr2'=0.37=e； 由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表13-5分別進(jìn)行查表和插值法計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對(duì)軸承1 X1=0.4 Y1=Y=1.6； 對(duì)軸承2 X2=1 Y2=0； 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中無(wú)或輕微沖擊載荷，按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表13-6，fp=1.01.2，取fp=1.2. 則 P1=fp（X1×Fr1'Y1&#

26、215;Fa1）=2400.98N； P2=fp（X2×Fr2'Y2×Fa2）=403.45N； 驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)镻1P2，所以按軸承1受力大小驗(yàn)算 Lh=106×（542002400.98）³(60×940)=203963.53h24000h； 故所選軸承滿(mǎn)足壽命要求。與工作機(jī)連接的軸既輸出軸的設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表11-4得蝸輪齒寬B0.75da1=56.7mm；取B=56mm。 蝸輪的端面模數(shù)，壓力角與蝸桿的軸面模數(shù)，壓力角相等 mt2 =ma1=m at2=aa1 作用在蝸輪齒上的力由前面已經(jīng)算出； 圓周力Ft1=Fa2=2

27、Td1=558.73N 而 軸向力Fa1=Ft2=2Td2=2114.41N 徑向力Fr1=Fr2=Ft2×tana=784.82N 法向力Fn=Fa1cosncos=Ft2cosncos=2Td2cosncos=2294.67N 各力的方向如圖機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)15-24所示。 初定該軸的最小直徑dmin 先按機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表15-3，取A0=110，于是得 dmin=A0×3Pn=110×31.3837.5=36.47mm 輸出軸的最小直徑顯然是與聯(lián)軸器連接，此處該有一鍵槽，將計(jì)算值

28、加大4%，則 dmin=38.05mm 選擇聯(lián)軸器 根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用凸緣聯(lián)軸器（剛性）（GBT5843-2003）。 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tca=KA×T 查機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，取KA=1.5則 Tca=1.5×3.53×105N·mm=5.30×105N·mm； 根據(jù)Tca=529.5N·m，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-2凸緣聯(lián)軸器GY6型聯(lián)軸器就能滿(mǎn)足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求（Tn=900N·mTca），其孔直徑選擇d=40mm；其軸孔長(zhǎng)度L=112mm， 最后確定的減速器輸入軸軸伸處最小直徑 dmi

29、n=40mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擬定軸上的零件裝配方案 初步大體選用機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)蝸桿減速器圖號(hào)37所示的輸出軸裝配方案。 從左到右各段軸依次為，軸，以便說(shuō)明，軸，軸與軸承連接 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，軸右端需制出一軸肩，故軸直徑d=dmin+7=47mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑d=40取D=50mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度L=112mm，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，故軸的長(zhǎng)度比L稍短一些，現(xiàn)去L=110mm。2 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根

30、據(jù)d=50mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承30310，其尺寸為d×D×T=50mm×110mm×29.25mm，故d=d=50mm，加上擋油環(huán)寬10mm，則L=39.25mm。 左端軸承采用套筒定位，進(jìn)行軸向定位。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得30210型軸承的定位高度h=5mm，套筒的內(nèi)徑也為50mm，設(shè)計(jì)套筒寬為32mm，為了套筒的端面可靠的壓緊軸承，則加上10mm寬的擋油環(huán)，L=29.25+32+10=71.25mm。3 已知蝸輪的分度圓直徑d2=333.9mm，蝸輪喉圓直徑da2=349.6mm，蝸輪的齒根圓直徑df

31、2=321.9mm，取安裝蝸輪處的軸的直徑d=56mm，已知蝸輪寬B=56mm，為了套筒的端面可靠的壓緊蝸輪此段軸應(yīng)略小于蝸輪寬度，取L=54mm，蝸輪右端采用軸肩定位，軸肩高度其高度h0.07=3.92mm，取h=4mm,則d=56+8=64mm，其寬度b1.4h=5.6，取b=30mm，則L=30mm。4 軸承端蓋的總寬度為30mm(由減速器的及軸承端蓋的設(shè)計(jì)而定)。根據(jù)軸承端蓋的拆裝機(jī)便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離L=50mm，則L=80mm。 因此，輸入軸的各段直徑和長(zhǎng)度確定了。 則輸入軸的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=L+L+L+L+L+L=110+80+71.25+54+30+39.25=384.5mm。 軸上零件的周上定位 半聯(lián)軸器與軸和蝸輪與軸的周向定位采用平鍵連接，。按d=40mm由機(jī)械設(shè)計(jì)教科書(shū)表6-1查得平鍵截面