課程設(shè)計---簡易臥式銑床的傳動裝置設(shè)計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　緒論 設(shè)計任務(wù)書 ………………………………………………………2 </p><p>　　第一章 傳動方案的分析和擬定 ………………………………………3</p><p>　　1.1采用帶傳動——蝸桿傳動 …………

2、……………………………………3 </p><p>　　1.2采用二級圓錐——圓柱齒輪傳動 ………………………………………3</p><p>　　1.3采用二級蝸桿——圓柱齒輪傳動 ………………………………………3 </p><p>　　1.4確定傳動方案 ……………………………………………………………4</p>

3、<p>　　第二章 傳動裝置總設(shè)計 …………………………………………………5 </p><p>　　2.1選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式 ……………………………………………5 </p><p>　　2.2選擇電動機(jī)的容量 ………………………………………………………5 </p&

4、gt;<p>　　2.3確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 …………………………………………………………5 </p><p>　　2.4 計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 …………………………6</p><p>　　2.5 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) ………………………………………6 </p><p>　　第三章 蝸桿傳動

5、的設(shè)計計算 …………………………………………7 </p><p>　　3.1選擇蝸桿傳動類型 ……………………………………………………… 7</p><p>　　3.2選擇材料 ……………………………………………………… 7</p><p>　　3.3蝸桿傳動計算 …………………………………………………………7</p&

6、gt;<p>　　第四章 軸的設(shè)計計算 …………………………………………………11 </p><p>　　4.1蝸桿軸的計算 …………………………………………………………11 4.2 渦輪軸的計算 …………………………………………………………19</p><p>　　第五章鍵的選擇和計算 …………………………………………

7、………27</p><p>　　5.1蝸輪軸上鍵的選擇計算 ………………………………………………27</p><p>　　5.2蝸桿軸上鍵的選擇計算 …………………………………………………27</p><p>　　5.3 蝸桿軸的聯(lián)軸器上鍵的選擇計算 …………………………………28 </p><p>　

8、　第六章軸承和聯(lián)軸器的選擇和計算 …………………………………30</p><p>　　6.1軸承和聯(lián)軸器的選擇 …………………………………………………30</p><p>　　6.2軸承的校核計算 …………………………………………………… 30</p><p>　　第七章 箱體的設(shè)計 …………………………………………………32</

9、p><p>　　7.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………… 32</p><p>　　7.2減速器附件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………33</p><p>　　設(shè)計心得體會 …………………………………………………………36 </p><p>　　參考書目

10、 ………………………………………………………………37 </p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　簡易臥式銑床的傳動裝置設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計題目</b></p><p>　　設(shè)計用于簡易臥式銑床的傳動裝置（如下圖）。</p><p&g

11、t;<b>　　設(shè)計數(shù)據(jù)</b></p><p>　　絲杠直徑?50mm，絲杠轉(zhuǎn)矩T=500N·m，轉(zhuǎn)速n=20r/min，</p><p><b>　?。?）工作條件 </b></p><p>　　室內(nèi)工作，動力源為三相交流電動機(jī)，電動機(jī)雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，間歇工作。</p><p>

12、;<b>　?。?）使用期限</b></p><p>　　設(shè)計壽命為12000h，每年工作300天；檢修期間隔為三年。</p><p><b>　　生產(chǎn)批量及加工條件</b></p><p>　　中等規(guī)模的機(jī)械廠，可加工7、8級精度的齒輪、蝸輪。</p><p><b>　　2．設(shè)計任務(wù)&

13、lt;/b></p><p>　　1）確定傳動方案,完成總體方案論證報告；</p><p>　　2）選擇電動機(jī)型號；</p><p>　　3）設(shè)計減速傳動裝置。</p><p><b>　　3．具體作業(yè)</b></p><p><b>　　1）機(jī)構(gòu)簡圖一份；</b>&l

14、t;/p><p>　　2）減速器裝配圖一張；</p><p>　　3）零件工作圖二張（輸出軸及輸出軸上的傳動零件）；</p><p>　　4）設(shè)計說明書一份。</p><p>　　第一章 傳動方案的分析和擬定</p><p><b>　　對本題目進(jìn)行分析：</b></p><p&

15、gt;　　首先，臥式銑床的刀具的行程有工作行程和返回行程，進(jìn)行往返運(yùn)動，這就決定著所設(shè)計的方案中電機(jī)是正反轉(zhuǎn)工作的，在這種情況下，需要將頻繁起動電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的要素考慮到設(shè)計方案中。</p><p>　　其次，臥式銑床作為一種加工工具，是用來滿足一定的使用要求，需要將其精度考慮到設(shè)計方案中。</p><p>　　最后，要滿足臥式銑床的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運(yùn)動形式。此外還要適應(yīng)

16、工作條件（工作環(huán)境、場地、工作制度等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護(hù)便利、工藝性和經(jīng)濟(jì)性合理等要求。要同時滿足這些要求是困難的，在進(jìn)行傳動系統(tǒng)方案設(shè)計時應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，保證重點(diǎn)。根據(jù)機(jī)器的功能要求以及傳動比大小，擬定以下三種傳動方案</p><p>　　1.1采用帶傳動——蝸桿傳動</p><p><b>　　方案一</b></p>

17、<p><b>　　圖 1-1</b></p><p>　　1.2采用二級圓錐——圓柱齒輪傳動</p><p><b>　　方案二</b></p><p><b>　　圖 1-2</b></p><p>　　1.3采用二級蝸桿——圓柱齒輪傳動</p>

18、<p><b>　　方案三</b></p><p><b>　　圖 1-3</b></p><p>　　1.4確定傳動方案 </p><p>　　帶傳動承載能力較小，傳動相同轉(zhuǎn)矩時，其結(jié)構(gòu)尺寸要比其他傳動形式的結(jié)構(gòu)尺寸大，傳動效率中等，傳動精度低，但傳動平穩(wěn)，能緩沖吸振。因此宜布置在高速級。</p>

19、<p>　　蝸桿傳動可實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)。頭數(shù)較少時，效率較低，頭數(shù)多或環(huán)面蝸桿效率高，但加工困難，成本高。其承載能力較齒輪的低，當(dāng)與齒輪傳動同時應(yīng)用時，宜布置在高速級，以減少蝸桿尺寸，節(jié)省有色金屬；另外，由于在高速下，渦輪和蝸桿有較大的齒面相對滑動速度，易于形成動力潤滑油膜，有利于提高承載能力和效率，延長壽命。</p><p>　　圓錐齒輪（特別時大直徑，大模數(shù)的圓錐齒輪）加工困難

20、，所以一般只在需要改變軸的分布方向時采用，并盡量放在高速級和限制傳動比，以減小大錐齒輪的直徑和模數(shù)。</p><p>　　斜齒輪的傳動平穩(wěn)性較直齒輪的好，常用于高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合。</p><p>　　本設(shè)計是簡易臥式銑床的傳動裝置設(shè)計，首先傳動精確，不易用帶傳動；其次，錐齒輪加工困難，且對軸承的要求較高，也不宜采用。故選擇方案一，即采用蝸桿傳動。</p><p

21、>　　第二章 傳動裝置總設(shè)計</p><p>　　2.1選擇電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)電源、工作條件（溫度、環(huán)境、空間尺寸等）和載荷特點(diǎn)（性質(zhì)、大小、啟動性能和過載情況）來選擇。</p><p>　　根據(jù)工作條件和載荷特點(diǎn)應(yīng)選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步交流電動機(jī)，電壓380V。</p><

22、;p>　　2.2選擇電動機(jī)的容量 .</p><p>　　由機(jī)器的工作要求可知：工作機(jī)所需功率Pw應(yīng)由機(jī)器工作轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動參數(shù)計算求得， </p><p>　　電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率，總效率按下式計算：</p><p>　　其中 聯(lián)軸器的效率 ；2頭蝸桿傳動的效率 （已包括一對軸承的效率）；滾動軸承的傳動效率 。</p><p&

23、gt;<b>　　把各效率代入上式得</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　則所需電動機(jī)的功率 </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，電動機(jī)額定功率略大于即可。查《設(shè)計手冊》表12—1，該電動機(jī)的額定功率應(yīng)選擇為1.5kW。</p><p>　　2.3 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速

24、 </p><p>　　絲杠工作轉(zhuǎn)速為，蝸桿傳動比范圍為。</p><p>　　電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍為 </p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750，1000，1500，3000.由于750的轉(zhuǎn)速不符合功率要求，可排除。</p><p>　　轉(zhuǎn)速越高，重量約輕，價格越便宜，但減速器的傳動比越大，外廓尺寸越大，制造成本越高，結(jié)構(gòu)不緊

25、湊。所以，選擇型號為 Y100L-6的電動機(jī)，其轉(zhuǎn)速為，異步轉(zhuǎn)速為，重量為33Kg。</p><p>　　2.4計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比</p><p><b>　　總傳動比 </b></p><p>　　2.5計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p><b>　　0軸（電動機(jī)）</b&

26、gt;</p><p><b>　　渦桿軸</b></p><p><b>　　絲杠</b></p><p>　　將各軸的參數(shù)列入表中</p><p><b>　　表一</b></p><p><b>　　蝸桿傳動的設(shè)計計算</b>

27、</p><p>　　3.1選擇蝸桿傳動類型</p><p>　　根據(jù)GB/T 10085-1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）</p><p><b>　　3. 2 選擇材料</b></p><p>　　考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為

28、45-55HRC。渦輪用鑄錫磷青銅</p><p>　　ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。</p><p>　　3.1.3蝸桿傳動設(shè)計計算</p><p>　　1.蝸桿副的滑動速度</p><p><b>　　因為</b></p><

29、;p><b>　　所以，蝸桿下置</b></p><p><b>　　初選 []值</b></p><p>　　由，查《機(jī)械設(shè)計手冊》表9-8，得</p><p><b>　　°</b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計手冊》圖9-6，的[]=0.43， (z=

30、2)</p><p><b>　　2.中心距計算</b></p><p>　　由，查《機(jī)械設(shè)計手冊》表9-9，得</p><p><b>　　使用系數(shù) </b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速系數(shù) </b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計手冊

31、》表9-1，得</p><p><b>　　彈性系數(shù) </b></p><p><b>　　壽命系數(shù) </b></p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計手冊》表9-7，得</p><p><b>　　接觸系數(shù) </b></p><p><b>

32、;　　接觸疲勞極限 </b></p><p>　　接觸疲勞最小安全系數(shù) </p><p><b>　　中心距 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　3.傳動基本尺寸</b></p><p>

33、<b>　　蝸桿頭數(shù) </b></p><p><b>　　蝸輪齒數(shù) </b></p><p>　　模數(shù) </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　蝸桿分度圓直徑 </p><p><

34、b>　　取 </b></p><p>　　蝸輪分度圓直徑 </p><p>　　蝸桿導(dǎo)程角 得</p><p><b>　　蝸輪寬度 </b></p><p><b>　　1.蝸桿：</b></p><p><b&

35、gt;　　分度圓直徑 </b></p><p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p><b>　　齒根圓直徑</b></p><p><b>　　2.蝸輪：</b></p><p><b>　　分度圓直徑 </b><

36、;/p><p><b>　　齒頂圓直徑 </b></p><p><b>　　齒根圓直徑 </b></p><p>　　齒寬 </p><p>　　4.齒面接觸強(qiáng)度驗算</p><p>　　許用接觸應(yīng)力 </p><p>　　

37、最大接觸應(yīng)力 </p><p><b>　　合格</b></p><p>　　5.輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗算</p><p>　　輪齒彎曲疲勞極限 查《機(jī)械設(shè)計手冊》表9-1，得</p><p>　　彎曲疲勞最小安全系數(shù) </p><p>　　許用彎曲疲勞應(yīng)力 &l

38、t;/p><p>　　輪齒最大彎曲應(yīng)力 </p><p><b>　　6.溫度計算</b></p><p>　　傳動嚙合效率 </p><p>　　軸承效率 </p><p>　　攪油效率 </p><p&g

39、t;　　總效率 </p><p>　　散熱面積 </p><p><b>　　箱體工作溫度 </b></p><p><b>　　°</b></p><p>　　(中等通風(fēng)，取) 合格</p><p>　　

40、7.精度等級公差和表面粗糙度的確定</p><p>　　考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動時動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988圓柱蝸桿、渦輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計手冊》，得蝸桿齒面粗造度 </p><p><b>　　蝸輪齒面粗造度 </b&g

41、t;</p><p>　　8.潤滑油粘度和潤滑方式</p><p><b>　　由，查表得粘度</b></p><p><b>　　潤滑方式為浸油潤滑</b></p><p><b>　　參數(shù) </b></p><p><b>　　渦輪

42、 </b></p><p><b>　　圖如下</b></p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　　第四章 軸的設(shè)計</b></p><p>　　本章中的設(shè)計包括軸的尺寸和形狀設(shè)計，軸的校核以及與軸配合的聯(lián)軸器、鍵和軸承的選擇。<

43、;/p><p>　　4.1 渦桿軸的計算 </p><p>　　4.1.1軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由第二章相關(guān)數(shù)據(jù)得 </p><p><b>　　蝸桿數(shù)據(jù)為 </b></p><p><b>　　渦輪數(shù)據(jù)為 </b></p>

44、<p>　　則 </p><p>　　4.1.2 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)課本表15-3，取,于是有</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查課本表14-1，取</p><p>　　再結(jié)合電動機(jī)的軸 ，查《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑為 ，長度

45、為。 </p><p>　　4.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　軸的尺寸和結(jié)構(gòu)如圖所示</p><p><b>　　圖 4-1</b></p><p>　　1.根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　為了使軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，所以取1—2段的軸徑；為了滿足

46、半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1—2軸段左端需制出一軸肩，故取2—3段的直徑為；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，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(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>　　2.初步選擇滾動軸承</p><p>　　因軸承同時受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)工作要求，并根據(jù)，查《課程設(shè)計手冊》表6—7初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級

47、的單列圓錐滾子軸承30208，其尺寸為，故取 ；而 </p><p>　　3.滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位</p><p>　　由表6—7還可以查出：</p><p><b>　　，所以取 </b></p><p>　　因此：軸段4—5與軸段5—6成為一個軸段；</p><p>　　軸段9—

48、10與軸段10—11成為一個軸段。</p><p><b>　　4.計算蝸桿齒寬 </b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》教材表11—4可查得：</p><p>　　當(dāng) ， 時，的計算公式為：</p><p><b>　　和 中值較大者。</b></p><p>&l

49、t;b>　　通過計算分別得：</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以應(yīng)選 ， 現(xiàn)取 </p><p><b>　　即 </b></p><p>　　5.初步

50、設(shè)計箱體尺寸</p><p>　　由《課程設(shè)計手冊》表11—1可得箱座壁厚，箱蓋壁厚，蝸輪外圓與內(nèi)箱壁距離；它們分別為： ；</p><p>　　由于圓周速度小于 ，所以蝸桿在下，于是：</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　，</b></p>&

51、lt;p><b>　　故取 。</b></p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，軸承端蓋應(yīng)選用凸緣式軸承蓋。查《課程設(shè)計手冊》表11—10可得： </p><p>　　螺釘直徑 ， 螺釘數(shù)為：4 ；</p><p>　　根據(jù)軸承蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計，先取 </p><p>　　由圖可看出，箱體總長度為：</p>

52、;<p><b>　　代入數(shù)據(jù)得：</b></p><p><b>　　從而可得：</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　6.由上一步可知，軸承端蓋的總寬度為： 。</p><p>　　根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，

53、取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離</p><p><b>　　故取 </b></p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p><b>　　圖 4-2</b></p><p>　　確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計》教

54、材表15—2，可得各軸間處的圓角半徑以及軸端倒角。（如圖4—2）</p><p>　　軸左端倒角為 1.6</p><p>　　軸右端倒角為 1.0</p><p>　　2、3截面處的圓角為 1.2</p><p>　　4、9截面處的圓角為 1.6</p><p>　　4.1.4 求軸上的載荷</

55、p><p>　　根據(jù)上圖和有關(guān)數(shù)據(jù)，可求得各支反力和各面的力矩以及合成后的力矩，列表如下</p><p>　　4.1.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度</p><p>　　進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　因為，，故 安全。&

56、lt;/p><p>　　4.1.6精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 </p><p><b>　　1.判斷危險截面。</b></p><p>　　截面、2、3、只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面、2、3、均無需校核。</p><p>　　從

57、應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面4和9處軸肩及過度配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面上的應(yīng)力最大。截面9的應(yīng)力集中影響和截面4的相近，但截面9不受扭矩作用，故不必做強(qiáng)度校核。截面上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面也不必校核。截面6和7顯然更不必校核。因此該軸只需校核截面4左右兩側(cè)既可。</p><p><b>　　2.截面4左側(cè)。</b></

58、p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p>　　截面4左側(cè)的彎矩為：</p><p>　　3.截面4上的扭矩為：</p><p>　　于是得截面上的彎曲應(yīng)力為：</p><p>　

59、　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計》教材表15—1可查得 。</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按教材附表 3—2查取。因 ， ；</p><p>　　經(jīng)插值后可查得 </p><p>　　又由附圖3—1可得軸的材料的敏性系數(shù)為：</p&g

60、t;<p><b>　　， ；</b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按《機(jī)械設(shè)計》教材式（附3—4）為</p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》教材附圖3—2得尺寸系數(shù)；由附圖3—3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。</p><p>　　軸按精車加工，由〈〈機(jī)械設(shè)計〉〉教材附圖3—4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p&g

61、t;<p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按教材中式（3—12）及（3—12）可得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　又由〈〈機(jī)械設(shè)計〉〉教材3—1及3—2得碳鋼</p><p>　　于是，計算安全系數(shù)值，按教材式（15—6）—（15—8）則得</p><p><b>　　故知其安全。</b></p><p&g

62、t;<b>　　4.截面4右側(cè)。</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)為：</b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)為：</b></p><p><b>　　彎矩及彎曲應(yīng)力為：</b></p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：

63、 </p><p>　　由教材表3—2查得 ， ， </p><p>　　又由附圖3—1可得軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　于是，有效應(yīng)力集中系數(shù)與4左側(cè)相同。即：</p&g

64、t;<p><b>　　，</b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》教材附圖3—2得尺寸系數(shù) </p><p>　　由附圖3—3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) </p><p>　　由附圖3—4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按教材中式（3—12）及（3—12）得綜合系數(shù)值為：</

65、p><p>　　所以軸在截面4右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　故該軸在截面4右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。</p><p>　　4.2 渦輪軸的計算</p><p>　　4.2.1軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　由第二章相關(guān)數(shù)據(jù)得 </p><p>　　大齒輪數(shù)據(jù)為 <

66、/p><p>　　則 </p><p>　　4.2.2 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　根據(jù)課本表15-3，取,于是有</p><p>　　聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩，查課本表14-1，取</p><p>　　再結(jié)合電動機(jī)的軸 ，查《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔

67、徑為，長度為，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p>　　4.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　擬定軸上零件的裝配方案是進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提，它決定著軸的基本形式。所為裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系。該裝配方案是：右端軸承、軸承端蓋、半聯(lián)軸器依次從軸的右端向左安裝，左端只裝軸承及其

68、端蓋。（軸的結(jié)構(gòu)簡圖如圖4—3所示）</p><p><b>　　圖 4-3</b></p><p>　　4.2.4軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　1.為了使軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，所以取1—2段的軸徑；為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1—2軸段左端需制出一軸肩，故取2—3段的直徑為；半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，

69、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(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>　　2.初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)工作要求，并根據(jù)，查《課程設(shè)計手冊》表6—7初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為</p><p>　　故取 ；而 </p><p>

70、　　滾動軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，由表6—7還可以查出：</p><p><b>　　3.計算蝸輪齒寬。</b></p><p><b>　　由公式 ，可得</b></p><p><b>　　因此取 </b></p><p>　　4.為了使蝸輪不發(fā)生軸向上的移動，應(yīng)使軸段

71、4-5的長度略小于蝸輪齒寬。 因此取 ；</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，取軸肩 。</p><p>　　為使蝸輪兩側(cè)面距箱體內(nèi)壁的距離相等， </p><p>　　由結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，軸承端蓋的總寬度取為： 。</p><p>　　根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離&l

72、t;/p><p><b>　　故取 </b></p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　　5.確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計》教材表15—2，可得各軸間處的圓角半徑以及軸端倒角。（如圖4-3）</p><p>　　軸左端倒角為 2

73、.0</p><p>　　軸右端倒角為 1.6</p><p>　　2、3、4、5、6截面處的圓角都為 2.0</p><p>　　4.2.5 求軸上的載荷</p><p>　　根據(jù)上圖和有關(guān)數(shù)據(jù)，可求得各支反力和各面的力矩以及合成后的力矩，列表如下</p><p>　　4.2.5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度&l

74、t;/p><p>　　進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力</p><p>　　因為，，故 安全。</p><p>　　4.2.6精確校核軸的疲勞強(qiáng)度</p><p><b>　　1.判斷危險截面。</b></p>

75、;<p>　　截面、2、3、只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面、2、3、均無需校核。</p><p>　　從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面6處軸肩及過度配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面c上的應(yīng)力最大。截面c上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，而且這里軸的直徑最大，故截面也不必校核。因此

76、該軸只需校核截面6左右兩側(cè)既可。</p><p><b>　　2.截面6左側(cè)。</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù) </b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù) </b></p><p>　　截面6左側(cè)的彎矩為：</p><p>

77、<b>　　截面6上的扭矩為：</b></p><p>　　于是得截面上的彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：</p><p>　　軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由《機(jī)械設(shè)計》教材表15—1可查得 。</p><p>　　截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按教材附表 3—2查取。因 ，

78、 ；</p><p>　　經(jīng)插值后可查得 </p><p>　　又由附圖3—1可得軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p><b>　　， ；</b></p><p>　　故有效應(yīng)力集中系數(shù)按《機(jī)械設(shè)計》教材式（附3—4）為 </p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》教材附圖3—2得

79、尺寸系數(shù)；由附圖3—3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 。</p><p>　　軸按精車加工，由〈〈機(jī)械設(shè)計〉〉教材附圖3—4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按教材中式（3—12）及（3—12）可得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　又由〈〈機(jī)械設(shè)計〉〉教材3—1及3—2得碳鋼的特性系數(shù)</p><p>　

80、　于是，計算安全系數(shù)值，按教材式（15—6）—（15—8）則得</p><p><b>　　故知其安全。</b></p><p><b>　　3.截面6右側(cè)。</b></p><p><b>　　抗彎截面系數(shù)為：</b></p><p><b>　　抗扭截面系數(shù)為：&

81、lt;/b></p><p><b>　　彎矩及彎曲應(yīng)力為：</b></p><p>　　扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： </p><p>　　由教材表3—2查得 ， ， </p><p>　　又由附圖3—1可得軸的材料的敏性系

82、數(shù)為：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　于是，有效應(yīng)力集中系數(shù)與6左側(cè)相同。即：</p><p><b>　　， </b></p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計》教材附圖3—2得尺寸系數(shù) </p><p>　　由附圖3—3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) </

83、p><p>　　由附圖3—4得表面質(zhì)量系數(shù)為 </p><p>　　軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按教材中式（3—12）及（3—12）得綜合系數(shù)值為：</p><p>　　所以軸在截面6右側(cè)的安全系數(shù)為：</p><p>　　故該軸在截面6右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的</p><p>　　第五章 鍵的選擇和計算</p>

84、<p>　　5.1蝸輪軸上鍵的選擇計算</p><p><b>　　選B性普通平鍵。</b></p><p>　　由前面的計算制知，軸段直徑d=64mm，蝸輪齒寬為=50mm。所以</p><p><b>　　鍵長 </b></p><p><b>　　，</b>&l

85、t;/p><p>　　故取 L=40mm。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計》教材，初選：。鍵的工作長度為：。應(yīng)用《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》的有關(guān)內(nèi)容，鍵的擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別為。</p><p>　　1.驗算鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　擠壓強(qiáng)度條件： </p><p>　　由前面的計算知：， ， </

86、p><p><b>　　， ；</b></p><p>　　代入上式中得： </p><p>　　2. 驗算鍵的剪切強(qiáng)度</p><p>　　剪切強(qiáng)度條件： </p><p>　　將以知數(shù)據(jù)代入上式中可得： </p><

87、p>　　于是知鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度均滿足要求，因此該鍵符合要求。</p><p>　　5.2蝸桿軸上鍵的選擇計算</p><p><b>　　選A性普通平鍵。</b></p><p>　　由前面的計算制知，軸段直徑d=28mm.</p><p><b>　　輪轂的長度 ，取。</b><

88、/p><p><b>　　所以鍵長 </b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　因此取 L=36mm。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計》可查得 。 </p><p>　　鍵的工作長度為：。應(yīng)用《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》的有關(guān)內(nèi)容，鍵的擠壓應(yīng)力和

89、許用剪切應(yīng)力分別為。</p><p>　　1.驗算鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　擠壓強(qiáng)度條件： </p><p><b>　　由前面的計算知：，</b></p><p><b>　　代入上式中得：</b></p><p>　　2.驗算鍵的剪切強(qiáng)度</p>

90、<p>　　剪切強(qiáng)度條件： </p><p><b>　　由前面的計算知： </b></p><p><b>　　代入上式中得： </b></p><p>　　于是鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度均滿足要求，因此該鍵符合要求。</p><p>　　5.3蝸輪軸的聯(lián)軸器上的鍵選擇</

91、p><p><b>　　選A性普通平鍵。</b></p><p>　　由前面的計算制知，軸段直徑d=50mm.</p><p><b>　　輪轂的長度，取。</b></p><p><b>　　所以鍵長 </b></p><p><b>　　，&

92、lt;/b></p><p>　　因此取 L=70mm。</p><p>　　查《機(jī)械設(shè)計》，可選擇鍵的尺寸為：。鍵的工作長度為：。應(yīng)用《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》的有關(guān)內(nèi)容，鍵的擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別為。</p><p>　　1.驗算鍵的擠壓強(qiáng)度</p><p>　　擠壓強(qiáng)度條件： </p><p>&

93、lt;b>　　由前面的計算知：，</b></p><p><b>　　代入上式中得：</b></p><p>　　2.驗算鍵的剪切強(qiáng)度</p><p>　　剪切強(qiáng)度條件： </p><p><b>　　由前面的計算知： </b></p><p>&l

94、t;b>　　代入上式中得：</b></p><p>　　因此鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度均滿足要求，因此該鍵符合要求。</p><p>　　第六章 軸承和聯(lián)軸器的選擇和計算</p><p>　　6.1軸承和聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　由前面的計算已經(jīng)初步選擇了聯(lián)軸器和軸承的型號。聯(lián)軸器的型號為和。軸承的型號為30208和

95、30212。所以下面只進(jìn)行它們的校核計算即可。</p><p>　　6.2 軸承的校核計算</p><p>　　選用的軸承型號30208，查出C=41.4KN,C=33.4KN</p><p><b>　　1.徑向載荷 </b></p><p><b>　　2.軸向載荷 </b></p&

96、gt;<p><b>　　外部軸向力 ，</b></p><p>　　從最不利受力情況考慮F指向B處2軸承，軸承內(nèi)部軸向力（對角接觸角為15度的角接觸軸承取e=0.4）</p><p><b>　　,</b></p><p>　　軸承2被壓緊為緊端，</p><p>　　計算當(dāng)量動負(fù)載

97、，軸承1：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　載荷系數(shù) f=1.1,</p><p><b>　　驗算軸承壽命</b></p><p>　　因P〈P，故只需驗證2軸承 </p><p><b>　　，</b></p&g

98、t;<p><b>　　具有足夠使用壽命！</b></p><p>　　第七章 減速器箱體及附件的設(shè)計</p><p><b>　　7.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　參考課程設(shè)計書上的參數(shù)，可計算出尺寸下表：</p><p><b>　　表9—1</b

99、></p><p>　　7.2減速器附件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　1.窺視孔及窺視孔蓋</p><p><b>　　圖9-1</b></p><p>　　取窺視孔蓋上的螺紋緊固件的直徑為M6，即，取A=150mm。</p><p><b>　　，??；</b>&l

100、t;/p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　，；</b></p><p><b>　　,??；</b></p><p><b>　　2.通氣器</b></p><p>　　直徑，則相應(yīng)系數(shù)為：</p>

101、<p><b>　　，。</b></p><p><b>　　3.軸承端蓋</b></p><p>　　蝸桿上的軸承端蓋，選用凸緣式軸承蓋。</p><p><b>　　圖9-2</b></p><p>　　由前面的計算知，軸承外徑D=80mm。螺栓直徑選為M8，

102、所以</p><p><b>　　, 取</b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　， 取m=21mm</b></p><p>　　4. 蝸輪上的軸承

103、端蓋，選用凸緣式軸承蓋。</p><p>　　由前面的計算知，軸承外徑D=110mm。螺栓直徑選為M10，所以</p><p><b>　　, 取</b></p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　取 </b></p><p&

104、gt;<b>　　， 取m=21mm</b></p><p><b>　　5.油標(biāo)</b></p><p><b>　　圖9-3</b></p><p>　　如右圖桿式油標(biāo)，螺紋直徑選為M16，</p><p><b>　　則相應(yīng)系數(shù)為：</b></

105、p><p><b>　　6.起吊裝置</b></p><p>　　為方便拆卸，箱體一定要有起吊裝置。</p><p>　　本本設(shè)計選用在箱體表面直接鑄造的方法。</p><p><b>　　設(shè)計心得體會</b></p><p>　　作為一名機(jī)械設(shè)計制造及其自動化的大三學(xué)生，我覺得

106、這次課程設(shè)計非常由意義，而且十分有必要。在已經(jīng)度過的大三時間里，我們接觸的主要是專業(yè)基礎(chǔ)課，在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)機(jī)基礎(chǔ)課的理論，但怎么運(yùn)用到實(shí)踐中呢?這次課程設(shè)計找呢個好給了我們這個機(jī)會。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中，我感受最深的是要查閱大量的設(shè)計手冊，為了讓自己的設(shè)計更加完善，更加符合公稱標(biāo)準(zhǔn)，一次次地翻閱機(jī)械設(shè)計手冊時十分必要，同時也是必不可少的。我們是在做機(jī)械設(shè)計，而不是藝術(shù)家。他們要用高于實(shí)

107、際的目光取看待世界，我們則要從實(shí)際出發(fā)，一切都要有依據(jù)，不能空想。</p><p>　　這次的課程設(shè)計涉及面很廣，包含了《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計》、《材料力學(xué)》中的相關(guān)內(nèi)容，既有我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)的齒輪、渦輪蝸桿、軸承、鍵，還有不太熟悉的軸承、聯(lián)軸器、密封裝置等等；既有以前學(xué)的CAD，還有這學(xué)期學(xué)習(xí)的solid edge，讓我們知道畫圖在設(shè)計中的重要作用，既直觀，又可以動態(tài)仿真，尋找設(shè)計中存在的問題。當(dāng)然在這次課程設(shè)計

108、中，也出現(xiàn)了很多問題。在老師和同學(xué)的幫助下，我找到了它們，并進(jìn)行了改正。</p><p>　　總之，通過這次機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計，使我對機(jī)械設(shè)計制造專業(yè)有了更進(jìn)一步的了解，對我的影響是十分巨大的。在這里，要特別感謝穆塔里夫老師的指導(dǎo)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]：濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計.第 8版

109、. 北京： 高等教育出版社. 2001.</p><p>　　[2]：吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊. 第3版. 北京： 高等教育出版社. 2008.</p><p>　　[3]：張黎驊，鄭嚴(yán).新編機(jī)械設(shè)計手冊. 北京： 人民郵電出版社. 2008.</p><p>　　[4]：盧頌峰，王大康.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社.1993.<