1、簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 茲呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考的其他個(gè)人或集體的研究成果，均在文中以明確方式標(biāo)明。本人依法享有和承擔(dān)由此論文而產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。 聲明人（簽名）：年 月 日目錄 摘要1英文摘要11 引言21.1 選題的意義21.2 研究?jī)?nèi)容21.3 研究思路22 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)32.1 設(shè)計(jì)任務(wù)32.1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容32.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù)32.2 總體方案設(shè)計(jì)32.3 電動(dòng)機(jī)的選型42.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇42.3.2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定43 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及其分配5 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比53.2

2、合理分配各級(jí)傳動(dòng)比53.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算53.3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算53.3.2 各軸輸入功率的計(jì)算53.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算64 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及計(jì)算7 4.1 凸輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算74.1.1 凸輪的參數(shù)設(shè)計(jì)74.1.2 凸輪的輪廓設(shè)計(jì)74.2 圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算94.2.1 選擇材料及精度94.2.2 齒輪相關(guān)參數(shù)的計(jì)算94.2.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)124.3 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算124.3.1 蝸桿傳動(dòng)類型選擇12 4.3.2 選擇材料134.3.3 蝸輪蝸桿相關(guān)參數(shù)計(jì)算134.3.4 蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.4 V帶1的計(jì)算164.4.1 選擇材料164.4.2 V帶1相

3、關(guān)參數(shù)計(jì)算164.5 V帶2的設(shè)計(jì)174.5.1 選擇材料174.5.2 V帶2相關(guān)參數(shù)計(jì)算175 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算195.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)195.1.1 蝸桿軸的受力分析195.1.2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.1.3 蝸桿軸的校核設(shè)計(jì)215.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì)225.2.1 蝸輪軸的受力分析225.2.2 蝸輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)235.2.3 蝸輪軸的校核設(shè)計(jì)245.3 大齒輪軸的設(shè)計(jì)265.3.1 大齒輪軸的受力分析265.3.2 大齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)275.3.3 大齒輪軸的校核設(shè)計(jì)286 滾動(dòng)軸承的選型與校核316.1 蝸桿軸的軸承316.2 蝸輪軸的軸承326.3 大齒輪軸的軸承337 鍵連接的選擇

4、及校核計(jì)算347.1 蝸輪軸軸上的鍵347.1.1 鍵的位置與尺寸347.1.2 鍵的校核347.2 大齒輪軸上的建347.2.1 鍵的位置和尺寸347.2.2 鍵的校核358 減速器其他附件的選擇368.1 聯(lián)軸器型號(hào)的確定368.2 其他附件確定369 箱體的設(shè)計(jì)3710 潤(rùn)滑與密封3810.1 蝸輪蝸桿和齒輪的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑油的選擇3810.2 軸承的潤(rùn)滑與潤(rùn)滑油的選擇3810.3 密封形式的選擇3811 設(shè)計(jì)小結(jié)3912 參考文獻(xiàn)40致謝41 簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 機(jī)電工程學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 摘要： 本文主要講述的是簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)工

5、作。首先，要擬定總的傳動(dòng)方案。本文選擇的傳動(dòng)裝置是蝸桿-齒輪減速器。然后是電動(dòng)機(jī)的選擇、工作機(jī)的選擇、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核、軸承、聯(lián)軸器以及鍵的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核、各種傳動(dòng)和軸承的潤(rùn)滑。本文的減速器是要根據(jù)參數(shù)要求、工作環(huán)境和成本來(lái)綜合確定的。最后，本文還運(yùn)用了Auto CAD軟件對(duì)減速器進(jìn)行了平面設(shè)計(jì)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理和機(jī)械制圖等等機(jī)械知識(shí)。從中我學(xué)會(huì)了將理論知識(shí)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際解決問題，學(xué)會(huì)了查閱資料和圖表，學(xué)會(huì)了數(shù)據(jù)的處理和各種工具的運(yùn)用。關(guān)鍵詞： 機(jī)械傳動(dòng)裝置；減速器；工作臺(tái) The Design of Worktable Transmission Device for

6、 Simple Semi-automatic Triaxial Drilling Machine Director: Teaching Assistant）Abstract: This article mainly tells the simple semi-automatic three axis of drilling machine workbench transmission device design work. First of all, to formulate the overall transmission scheme. This paper choose the actu

7、ator is worm - gear reducer. Then is the choice of motor, the choice of working machine, the design of transmission parts and intensity, bearing, coupling, and key of the design and strength check, all kinds of transmission and lubrication of bearings. In this paper, the speed reducer is according t

8、o the parameter requirements, work environment and comprehensive determine cost. Finally, this article also use Auto CAD software reducer for the plane design. The graduation design USES a mechanical design, mechanical principle and mechanical drawing mechanical knowledge, and so on. I learned from

9、the theoretical knowledge combined with the actual production to solve the problem, learned to check data and charts, data processing and the use of a variety of tools.Keywords: mechanical transmission device；speed reducer； the workbench1 引言 1.1 選題的意義 本文的題目是簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置中的核心部分就是減速器的設(shè)計(jì)。減速器

10、是一個(gè)封閉的、獨(dú)立的用于增大轉(zhuǎn)矩、降低速度的傳動(dòng)裝置。國(guó)外的減速器猶以德國(guó)和日本的技術(shù)處于領(lǐng)先地位，不管是材料和工藝還是效率和壽命都領(lǐng)先于其他國(guó)家。且由于他們的減速器的傳動(dòng)形式以定軸齒輪傳動(dòng)為主，那么體積和重量就成了待解決問題 國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪、蝸桿傳動(dòng)為主，但是功率與重量比小、傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題也普遍存在。同時(shí)，材料和工藝、壽命和效率也存在著不小的問題。所以不管是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，在減速器的制造上都是有各自的缺陷的，我們可以通過精選材料，改善加工工藝水平以及傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新來(lái)提高減速器的品質(zhì)。因此生產(chǎn)出大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)、高水平和高性能的減速器以

11、滿足機(jī)床等需要傳動(dòng)裝置的機(jī)器就是本文選題的意義之所在。 1.2 研究?jī)?nèi)容 本文研究的內(nèi)容是簡(jiǎn)易半自動(dòng)三軸鉆床工作臺(tái)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，主要研究?jī)?nèi)容是減速器的設(shè)計(jì)。具體的內(nèi)容是：減速器內(nèi)傳動(dòng)件和軸的設(shè)計(jì)與校核、減速器外部傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)、原動(dòng)機(jī)的選擇、工作機(jī)的設(shè)計(jì)以及整個(gè)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑保養(yǎng)等等。這其中還要包括相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，圖表建立，受力分析以及傳動(dòng)方案的擬定等等。 1.3 研究思路 首先，根據(jù)任務(wù)書給定的設(shè)計(jì)參數(shù)結(jié)合機(jī)器工作的環(huán)境查閱相關(guān)資料確定總的傳動(dòng)方案。然后，根據(jù)傳動(dòng)方案確定傳動(dòng)裝置即減速器類型，根據(jù)工作臺(tái)所要實(shí)現(xiàn)的工作動(dòng)作選用合適的工作機(jī)。最后，通過給定的設(shè)計(jì)參數(shù)和所選的工作機(jī)、減速器計(jì)算相應(yīng)

12、的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)。依據(jù)這些計(jì)算出的運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力參數(shù)計(jì)算分析設(shè)計(jì)校核具體零部件，直到最后完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。 2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2.1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 擬定工作臺(tái)部分傳動(dòng)方案；2) 根據(jù)傳動(dòng)方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪出裝配圖；3) 制作主、從動(dòng)軸零件圖和大齒輪零件圖各一張。4) 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份。 2.1.2 設(shè)計(jì)參數(shù) 參數(shù)如表2-1所示： 表2-1 參數(shù)表切削速度v/(m/s)孔徑D/mm總切削力矩T/(N·m)工作臺(tái)及附件重量/Kg工作臺(tái)進(jìn)給速度/(m/s)切削時(shí)間S工作臺(tái)切削阻力/N0.2281404800.0171580 2.2 總體方案設(shè)計(jì) 根據(jù)題目所給的

13、參數(shù)，本文的傳動(dòng)裝置是由蝸桿-齒輪減速器、V帶傳動(dòng)和凸輪在組成的。傳動(dòng)方案如圖2-1所示。圖2-1 傳動(dòng)方案圖 2.3 電動(dòng)機(jī)的選型 2.3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 經(jīng)過比較，我選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)適用于電源電壓380V要求的機(jī)器上。電動(dòng)機(jī)容量計(jì)算如下1： .電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率 由任務(wù)書所給的數(shù)據(jù)可算出=0.0638kw （2-1）=7.716kw所選零部件的傳遞效率如下：V帶即=0.95 聯(lián)軸器即=0.99 齒輪即=0.94 蝸桿即=0.8則=0.95x0.95x0.99x0.99x0.94x0.8=0.67 =0.79 （2-2）有以上數(shù)據(jù)可得：=kw=9.862kw （2-3） 2.3.

14、2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定由電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率為9.0862kw查表選Y160M-4電動(dòng)機(jī)，=11kw 滿載轉(zhuǎn)速=146023 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及其分配 3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比 （3-1） 3.2 合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 V帶的傳動(dòng)比=2 =4 蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比=20 齒輪傳動(dòng)比=4.563 3.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 0軸 1軸 = 2軸 （3-2） 3軸 4軸 3.3.2 各軸輸入功率的計(jì)算 0軸 1軸 （3-3） 2軸 3軸 （3-3） 4軸 3.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 0軸 1軸 2軸 （3-4） 3軸 4軸 經(jīng)上述計(jì)算和設(shè)計(jì)得到總體參數(shù)如表3-1所示4

15、表3-1 總體參數(shù)功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/N·m轉(zhuǎn)速n/(r·min-1)傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出0軸64.5146020.951軸9.370.095122.5873040.952軸0.0850.08074.454.2275182.5200.83軸0.0670.063470.165.99.1254.560.944軸0.0630.060301282.92 4 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 4.1 凸輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 4.1.1 凸輪的參數(shù)設(shè)計(jì) 參數(shù)如表4-1所示7： 表4-1 凸輪數(shù)據(jù)表項(xiàng)目快進(jìn)工進(jìn)停頓快退停止時(shí)間2s7s2s4s15s高度5mm15mm020mm0角度 4.1.2 凸輪

16、的輪廓設(shè)計(jì) 綜合分析選擇的是偏置直動(dòng)尖底從動(dòng)件盤型凸輪機(jī)構(gòu)，輪廓設(shè)計(jì)運(yùn)用反轉(zhuǎn)法原理。 取凸輪的基圓半徑即輪廓線的最小半徑，偏距，凸輪圓心O偏于從動(dòng)件右端，凸輪按順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速。 凸輪輪廓線的設(shè)計(jì)步驟如下所示： 選取合適比例尺用于位移和凸輪轉(zhuǎn)角，且二者比例尺相同。位移曲線如圖4-1所示，將位移曲線的橫坐標(biāo)等分成20段分別標(biāo)為120二十個(gè)數(shù)。 以O(shè)為圓心為半徑畫出輪廓線的基圓，基圓與從動(dòng)件的中心軸線交于點(diǎn)如圖所示。同樣以O(shè)為圓心為半徑畫偏距圓，偏距圓切從動(dòng)件中心軸線于Q，從Q開始按逆時(shí)針方向?qū)⑵鄨A等分成二十段分別標(biāo)為119十九個(gè)數(shù)如圖所示。 從偏距圓上的二十個(gè)點(diǎn)引射線且都與偏距圓相切，射線交基

17、圓于. 分別從這些射線與基圓的交點(diǎn)向外延伸到對(duì)應(yīng)的點(diǎn),使以此類推，最后將這些點(diǎn)用光滑的曲線連接起來(lái)得到的就是凸輪的輪廓線。如圖4-2所示12。圖4-1 位移曲線圖 圖4-2 輪廓圖 4.2 圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 選擇材料及精度 材料的選擇，制造精度為7級(jí)。 大齒輪：調(diào)制處理的45號(hào)鋼，硬度240HBS 小齒輪：調(diào)制處理的40Cr，硬度280HBS 相差40HBS符合要求5 齒數(shù)的確定： 選小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù) 先選螺旋角 4.2.2 齒輪相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算與檢驗(yàn)6 （4-1） A確定上式中的數(shù)值 a 初選 b 查圖可得區(qū)域系數(shù)， ，查表可知，齒寬系數(shù) c 查

18、圖得到 小齒輪： 大齒輪： d 計(jì)算確定應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （4-2） e 查圖得壽命系數(shù) 則： （4-3） B計(jì)算相關(guān)數(shù)值并確定 a 小齒輪分度圓直徑的確定 （4-1） b計(jì)算齒輪的相關(guān)數(shù)據(jù) 圓周速度： （4-4） 齒寬： （4-5） 模數(shù)： （4-6） （4-7） 縱向重合度：（4-8） c 載荷系數(shù)的確定 查表和相關(guān)圖形得：使用系數(shù),又因?yàn)椋沂?級(jí)精度取動(dòng)載系數(shù) 因此可以得到 （4-9） d求實(shí)際分度圓直徑 （4-10） e真實(shí)模數(shù)的確定： （4-11）根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算及其驗(yàn)證 （4-12）A 查表或圖確定上式中的數(shù)據(jù) a 類似于中的K求得 b 查表螺旋角影響系數(shù) c 當(dāng)量齒數(shù)的計(jì)算

19、與確定 （4-13） d 查表和圖得到以下相關(guān)數(shù)據(jù)： 應(yīng)力校正系數(shù)： 齒形系數(shù);B 計(jì)算相關(guān)數(shù)值 a 查表和圖可得到如下數(shù)據(jù)： 小齒輪： 大齒輪： 彎曲疲勞壽命系數(shù)： b 彎曲疲勞許用應(yīng)力的確定 取則： （4-14）c計(jì)算比較大小齒輪的值 (4-15)從上述值的計(jì)算和比較可以看出大齒輪的數(shù)值較大 d 根據(jù)開頭的公式可得： (4-16)比較得：，所以取滿足要求。 則： (4-17)則 4.2.3 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 中心距： (4-18) 螺旋角修正得： (4-19)改變不多，不必修正。 修正后的大小齒輪的分度圓直徑分別為： (4-20)齒輪寬度： （4-21）取大齒輪齒寬 小齒輪齒寬 4.3 蝸輪蝸桿

20、的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1 蝸桿傳動(dòng)類型選擇 綜合分析采用ZI型圓柱蝸桿傳動(dòng) 4.3.2 選擇材料 蝸桿材料：調(diào)制處理的45號(hào)鋼，硬度220-300HBS 蝸輪材料：沙漠鑄造 鑄錫磷青銅（) 4.3.3 蝸輪蝸桿相關(guān)參數(shù)計(jì)算 蝸輪蝸桿的齒數(shù)計(jì)算 依據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算查表得式 傳動(dòng)中心距 （4-22） A蝸桿的傳動(dòng)效率 則 B載荷系數(shù)的確定由于工作穩(wěn)定，載荷平穩(wěn)查表得： 則 （4-23）C彈性影響系數(shù)的確定由蝸輪蝸桿的材料相匹配，取D接觸系數(shù)，許用接觸應(yīng)力的計(jì)算 a設(shè)我干分度圓直徑和中心距a的比值查圖的 b查表的基本許用應(yīng)力 C應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （4-24） d壽命系數(shù) （4-25） 因此得到 （4

21、-26）E傳動(dòng)中心距的確定 （4-27）根據(jù)上述信息查表得：取a=125mm，由于，則模數(shù)m=5mm，蝸桿分度圓直徑的，則查表得滿足要求。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的檢驗(yàn)和校核計(jì)算 （4-28）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) （4-29）又因?yàn)椴閳D得：計(jì)算螺旋角系數(shù) (4-30)根據(jù)蝸輪的材料查表得 計(jì)算壽命系數(shù)得;又因?yàn)闈M足要求。 蝸桿的軸剛度檢驗(yàn)和校核 A計(jì)算蝸桿的徑向力 B計(jì)算蝸桿的圓周力 (4-31) C計(jì)算危險(xiǎn)界面的慣性矩 D計(jì)算蝸桿倆支撐之間的距離 E，滿足要求。 (4-32) 4.3.4 蝸輪蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 蝸桿 a直徑系數(shù) b蝸桿軸向齒距 c蝸桿軸向尺厚 (4-33) d齒根圓直徑 e齒頂圓直徑蝸輪 a

22、齒數(shù),變位系數(shù)則,所以傳動(dòng)比誤差為=2.5滿足要求。b蝸輪齒根圓直徑 c蝸輪咽喉母圓半 d分度圓直 (4-34)e蝸輪喉圓直徑 檢驗(yàn)效率 (4-35)查表可以得出，求得滿足要求 熱平衡計(jì)算 取室溫 (4-36)由此可得出 (4-37) 4.4 V帶1的計(jì)算 4.4.1 選擇材料 大帶輪:腹板式，小帶輪:實(shí)心式。 4.4.2 V帶1相關(guān)參數(shù)計(jì)算 計(jì)算功率的確定 (4-38) 據(jù)上述數(shù)據(jù)查表的選B型V帶 帶輪的基準(zhǔn)直徑的確定以及帶速的檢驗(yàn) A.選小帶輪的基準(zhǔn)直徑=140 滿足要求 (4-39) B大帶輪的基準(zhǔn)直徑 (4-40) a和的確定 因?yàn)椋?(4-41)查表選 (4-42) 則 小帶輪包角的

23、檢驗(yàn) (4-43) 根數(shù)的確定查表的 則 (4-44) 單根V帶的初壓力確定查表的：= (4-45) 壓軸力的計(jì)算 (4-46) 帶輪寬度查表取：e=19mm f=12mm (4-47) 4.5 V帶2的設(shè)計(jì) 4.5.1 選擇材料 大帶輪:腹板式,小帶輪:實(shí)心式。 4.5.2 V帶2相關(guān)參數(shù)計(jì)算 計(jì)算功率的確定 (4-48) 據(jù)上述數(shù)據(jù)查表的選Z型V帶11 帶輪的基準(zhǔn)直徑的確定以及帶速的檢驗(yàn) A.選小帶輪的基準(zhǔn)直徑=71 滿足要求 (4-49) B大帶輪的基準(zhǔn)直徑 查表取 (4-50) a和的確定 因?yàn)椋?(4-51)查表選 (4-52) 則 (4-53) 小帶輪包角的檢驗(yàn) (4-54) 根數(shù)

24、的確定查表的 則 (4-55) 單根V帶的初壓力確定查表的：= (4-56) 壓軸力的計(jì)算 (4-57) 帶輪寬度查表取： f=8mm (4-58) 5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 5.1.1 蝸桿軸的受力分析 材料選擇：正火處理的45號(hào)鋼，硬度：170217HBS 有前面的計(jì)算可知蝸桿軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為：。 通過計(jì)算求出作用在蝸桿上的力，受力分析如圖5-2所示： 因?yàn)槲佪單仐U的分度圓直徑分別為： 則：圓周力： 軸向力: (5-1) 徑向力： 5.1.2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于蝸桿軸的最小直徑進(jìn)行初步估計(jì) 由于選材的緣故取則： 取,則得 (5-2) 查表選TL型彈性套柱銷聯(lián)軸器，

25、其額定轉(zhuǎn)矩為，取， 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算A軸上零件裝配方案確定，如圖5-1所示：圖5-1 零件裝配方案圖 B各軸段長(zhǎng)度與直徑的計(jì)算a受到半聯(lián)軸器的限制，1-2段右端設(shè)定軸肩定位 ，則;左端可以用直徑22mm的擋圈來(lái)定位。因?yàn)椋沂箵跞χ粔喊肼?lián)軸器不壓軸端面，則取 b通過計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)確定滾動(dòng)軸承 選單列圓錐滾子軸承，又因?yàn)樗赃x擇的型號(hào)為302049，則，用軸肩軸向定位確定右端的滾動(dòng)軸承，經(jīng)查定軸肩高端，則：。 c 根據(jù)前面的計(jì)算取設(shè)計(jì)蝸桿軸的直徑，蝸桿的齒寬取，軸承端蓋與半聯(lián)軸器右端面間距15mm，端蓋總厚20mm，;. 零件周向定位與軸的倒角和圓角的尺寸 A 用平鍵連接查表的：鍵長(zhǎng)為，軸與聯(lián)軸器

26、的配合為,過盈配合確保軸承與軸的軸向定位10。 B 查表確定軸肩的圓角半徑，軸端倒角。 5.1.3 蝸桿軸的校核設(shè)計(jì) 因?yàn)檫x取的的軸承為30204查表得，因此通過空間力系分析得： 水平反力 垂直反力 水平彎矩 (5-3)垂直面彎矩 總彎矩 轉(zhuǎn)矩 彎矩圖、扭矩圖如圖5-2所示8：圖5-2 彎矩、扭矩及受力分析圖 有上述數(shù)據(jù)以及查表可得：55Mpa (5-4) 所以是安全的。 5.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 5.2.1 蝸輪軸的受力分析 材料選擇：正火處理的45號(hào)鋼，硬度：170217HBS 由前面的計(jì)算可知蝸輪軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為：， 大齒輪軸的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為： 通過計(jì)算求出作用在蝸輪和小齒輪上的

27、力，受力分析如圖5-4所示 則蝸輪上： 圓周力： 軸向力; (5-5) 徑向力： 則小齒輪上：有前面計(jì)算得大齒輪分度圓直徑 圓周力： 軸向力： (5-6) 徑向力: 5.2.2 蝸輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于蝸輪軸的最小直徑進(jìn)行初步估計(jì)由于選材的緣故取則： (5-7)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算A軸上零件裝配方案確定如圖5-3所示： 圖5-3 零件裝配方案圖 B各軸段長(zhǎng)度與直徑計(jì)算 a通過計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)確定滾動(dòng)軸承 根據(jù)所算出的最小直徑的結(jié)果查表可選擇。根據(jù)上述的計(jì)算結(jié)果綜合分析確定選擇7305C接觸球軸承，則13 b 設(shè)計(jì)2-3段安裝蝸輪，4-5段安裝小齒輪，則，用套筒定位齒輪和軸承；用擋油環(huán)使套筒壓緊齒輪。因?yàn)槲?/p>

28、輪寬度，小齒輪寬度，因此取：，小齒輪左端用軸肩定位，。 c 取蝸輪的端面與內(nèi)機(jī)壁間距，小齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁間距，這樣可以使蝸輪蝸桿，大小齒輪準(zhǔn)確嚙合。由于制造過程中存在誤差，設(shè)一個(gè)軸承與內(nèi)壁的小間距，查表可知軸承寬度為。則： (5-8) 14。 零件周向定位與軸的倒角和圓角的尺寸 A 因?yàn)椋闷芥I連接查表的：鍵長(zhǎng)為，因?yàn)椋x用平鍵連接，查表得：，鍵長(zhǎng)為。軸與齒輪輪轂的配合為,過盈配合確保軸承與軸的軸向定位。 B 查表確定軸肩的圓角半徑，軸端倒角。 5.2.3 蝸輪軸的校核設(shè)計(jì)因?yàn)檫x取的的軸承為7305C查表得，因此通過空間力系分析得： 水平反力 垂直反力 (5-9) 水平彎矩 垂直面彎矩 總彎矩

29、 (5-10)轉(zhuǎn)矩 彎矩圖、扭矩圖如圖5-4所示：圖5-4 彎矩、扭矩及受力分析圖 有上述數(shù)據(jù)以及查表可得：55Mpa (5-11) 所以是安全的。 5.3 大齒輪軸的設(shè)計(jì) 5.3.1 大齒輪軸的受力分析 材料選擇：正火處理的45號(hào)鋼，硬度：170217HBS 由前面的計(jì)算可知大齒輪軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為： 。 通過計(jì)算求出作用在大齒輪上的力，受力分析如圖5-6所示 因?yàn)榇簖X輪的分度圓直徑為： 則：圓周力： 軸向力： (5-12) 徑向力: 5.3.2 大齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于大齒輪軸的最小直徑進(jìn)行初步估計(jì)由于選材的緣故取則： 取,則得 (5-13) 查表得選用HL3型彈性柱銷聯(lián)軸器，其額定轉(zhuǎn)

30、矩為，取，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算A軸上零件裝配方案確定如圖5-5所示： 圖5-5 零件裝配方案圖 B各軸段長(zhǎng)度和直徑計(jì)算 a受到半聯(lián)軸器的限制，1-2段右端設(shè)定軸肩定位 ，則;左端可以用直徑50mm的擋圈來(lái)定位。因?yàn)椋沂箵跞χ粔喊肼?lián)軸器不壓軸端面，則取 b通過計(jì)算相應(yīng)數(shù)據(jù)確定滾動(dòng)軸承 通過上述計(jì)算綜合分析選接觸球軸承，又因?yàn)樗赃x擇的型號(hào)為7210AC，則。 c 設(shè)計(jì)6-7段安裝大齒輪，根據(jù)前面的計(jì)算取設(shè)計(jì)大齒輪軸的直徑，用套筒定位軸承與大齒輪，且要加上擋油環(huán)使套筒壓緊齒輪。大齒輪的寬度，則；設(shè)計(jì)軸環(huán)高度，則。 d 取軸承端蓋寬度為40mm，為了方便安裝拆卸，聯(lián)軸器與端蓋應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)15mm的間距，

31、所以得到；取大齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁間距以使其與小齒輪準(zhǔn)確嚙合，由于制造誤差的影響，設(shè)計(jì)軸承與內(nèi)機(jī)壁有個(gè)的間距，查表可以得到所選軸承寬度則： (5-14)取：， 零件周向定位與倒角和圓角的尺寸 A 根據(jù)計(jì)算分析且因?yàn)橛闷芥I連接查表的：鍵長(zhǎng)為，軸與聯(lián)軸器的配合為,過盈配合確保軸承與軸的軸向定位；因?yàn)椋x用平鍵連接查表得：，鍵長(zhǎng)，軸與大齒輪的輪轂為配合，用過盈配合使軸承的配合得到確保。 B 查表確定軸肩的圓角半徑，軸端倒角。 5.3.3 大齒輪軸的校核設(shè)計(jì) 因?yàn)檫x取的的軸承為7210AC查表得，因此通過空間力系分析得： 水平反力 垂直反力水平彎矩 (5-15)垂直面彎矩 總彎矩 轉(zhuǎn)矩 彎矩圖、扭矩圖如圖

32、5-6所示:圖5-6 彎矩、扭矩及受力分析圖 有上述數(shù)據(jù)以及查表可得：55Mpa (5-16) 所以是安全的。 6 滾動(dòng)軸承的選型與校核 6.1 蝸桿軸的軸承軸承的選型選單列圓錐滾子軸承，因?yàn)樗圆楸磉x擇的型號(hào)為30204，軸承的強(qiáng)度校核A依據(jù)所選30204軸承查表得： 基本額定動(dòng)，靜載荷分別為： 因?yàn)? 則： (6-1) 根據(jù)公式得； 由于在工作機(jī)中軸承工作穩(wěn)定載荷平穩(wěn)，查表的，由此可得： (6-2) B由于,因此按照第一個(gè)軸承來(lái)計(jì)算，48000h (6-3)所以上述所選軸承滿足壽命要求15。 6.2 蝸輪軸的軸承軸承的選型選接觸球軸承，因?yàn)椋圆楸泶_定選擇7305C接觸球軸承 ，軸承的強(qiáng)

33、度校核A依據(jù)所選7305C軸承查表得： 基本額定動(dòng)，靜載荷分別為： 因?yàn)? 則： (6-4) 根據(jù)公式得； 由于在工作機(jī)中軸承工作穩(wěn)定載荷平穩(wěn)，查表的，由此可得： (6-5) B由于,因此按照此軸中的第一個(gè)軸承來(lái)計(jì)算，48000h (6-6)所以上述所選軸承滿足壽命要求。 6.3 大齒輪軸的軸承軸承的選型選接觸球軸承，因?yàn)樗圆楸磉x擇的型號(hào)為7210AC，軸承的強(qiáng)度校核A依據(jù)所選7210AC軸承查表得： 基本額定動(dòng)，靜載荷分別為： 因?yàn)? 則： (6-7) 根據(jù)公式得； 由于在工作機(jī)中軸承工作穩(wěn)定載荷平穩(wěn)，查表的，由此可得： (6-8) B由于,因此按照第二個(gè)軸承來(lái)計(jì)算， 48000h (6-

34、9)所以上述所選軸承滿足壽命要求。7 鍵連接的選擇及校核計(jì)算 7.1 蝸輪軸軸上的鍵 7.1.1 鍵的位置與尺寸鍵的位置 蝸輪軸上的鍵有兩個(gè)分別位于安裝小齒輪軸段中間位置和安裝蝸輪的軸段中間位置。鍵的類型和尺寸 類型：普通圓頭平鍵尺寸：蝸輪用鍵和小齒輪用鍵是相同的。 7.1.2 鍵的校核 蝸輪軸上的輸入轉(zhuǎn)距， 由此可得：, (7-1)所以鍵的強(qiáng)度是合格的。 7.2 大齒輪軸上的建 7.2.1 鍵的位置和尺寸鍵的位置大齒輪上的鍵有兩個(gè)分別位于連接聯(lián)軸器端的軸端中間位置和安裝大齒輪的軸端中間位置。鍵的類型和尺寸A聯(lián)軸器用鍵的類型和尺寸 類型：普通圓頭平鍵 尺寸：B大齒輪用鍵的類型和尺寸 類型：普通

35、圓頭平鍵 尺寸： 7.2.2 鍵的校核A聯(lián)軸器用鍵的校核 大齒輪軸上的輸入轉(zhuǎn)矩 ， 由此可得：， (7-2)所以鍵的強(qiáng)度是合格的。B大齒輪用鍵的校核 大齒輪軸上的輸入轉(zhuǎn)矩 ， 由此可得：， (7-3) 所以鍵的強(qiáng)度是合格的。8 減速器其他附件的選擇 8.1 聯(lián)軸器型號(hào)的確定 聯(lián)軸器的選擇主要依據(jù)的是配合軸段直徑和扭矩，同時(shí)聯(lián)軸器也要滿足的強(qiáng)度要求。其中K為載荷系數(shù)，T為傳遞轉(zhuǎn)矩。 V帶軸與蝸桿軸之間的聯(lián)軸器選擇 用TL2型，彈性套柱銷聯(lián)軸器，；。 大齒輪軸與凸輪之間的聯(lián)軸器選擇 用HL3型，彈性柱銷聯(lián)軸器，；。 8.2 其他附件確定 表8-1 附件視孔蓋和窺視孔機(jī)體上開窺視孔與凸緣一起，蓋板用

36、鑄鐵制成。機(jī)蓋頂部開窺視孔便于觀察內(nèi)部情況和操作。油螺塞油螺塞是用來(lái)堵住減速器底部的放油孔的并用封油圈加以密封。油標(biāo)不能有油進(jìn)去，用于查看減速器內(nèi)油情況。通氣孔利于內(nèi)部干燥且維持內(nèi)外壓力平衡。蓋螺釘為保護(hù)螺紋，頂桿應(yīng)為圓柱形。蓋螺釘?shù)穆菁y長(zhǎng)度應(yīng)大于凸緣的厚度。位銷與機(jī)體連接的凸緣上安裝一定位銷確保精度。吊鉤直接鑄造出用于起吊的吊鉤和吊環(huán)。 9 箱體的設(shè)計(jì) 表9-1 箱體設(shè)計(jì)名稱符號(hào)減速器及其形式關(guān)系機(jī)座壁厚0.04a+3mm=13.8mm,取14mm機(jī)蓋壁厚1機(jī)座凸緣厚度b1.5d =13.5mm機(jī)蓋凸緣厚度b11.5 =18mm機(jī)座底凸緣厚度2.5= 30mm地腳螺釘直徑df20mm地腳螺釘

37、數(shù)目n6個(gè)軸承旁連接螺栓直徑d10.75df=15mm機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2(0.50.6)df=12mm連接螺栓d2的間距150200mm軸承端蓋螺釘直徑d3M10窺視孔蓋螺釘直徑d4M8定位銷直徑d(0.70.8)d2=9mm大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁間距118mm齒輪面與內(nèi)機(jī)壁間距216mm機(jī)蓋肋厚機(jī)座肋厚軸承端蓋外徑D210 潤(rùn)滑與密封 10.1 蝸輪蝸桿和齒輪的潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑油的選擇 蝸輪蝸桿 給油方式：由蝸桿的相對(duì)滑動(dòng)速度查表確定：蝸桿軸采用油池潤(rùn)滑的形式潤(rùn)滑，浸油深度要高過蝸桿的螺紋高度，蝸輪的浸油深度為蝸輪外徑的1|3。潤(rùn)滑劑的類型：查表采用N220 CKE輕負(fù)荷蝸輪蝸桿油，參考。

38、 齒輪 給油方式：浸油潤(rùn)滑，不超過齒高就可以了。 潤(rùn)滑劑的類型：查表用N68普通開式齒輪油，參考。 10.2 軸承的潤(rùn)滑與潤(rùn)滑油的選擇 給油方式：脂潤(rùn)滑，裝脂量為軸承內(nèi)部空間的最好。 潤(rùn)滑劑類型：鋰基潤(rùn)滑脂 10.3 密封形式的選擇 在機(jī)器工作中是不允許外部的物件進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部的，同時(shí)也不允許內(nèi)部物價(jià)隨意的出去，這樣不僅不安全，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的損壞。所以我們要對(duì)機(jī)器采取必要的密封措施。密封形式如表10-1所示： 表10-1 密封形式外部界面軸承蓋間輸入軸與軸承蓋間輸出軸與軸承蓋間接觸式密封粗羊毛氈封油圈橡膠密封圈粗羊毛氈封油圈11 設(shè)計(jì)小結(jié)經(jīng)過不懈的努力，我終于完成了畢業(yè)論文的整體設(shè)計(jì)工作即工作臺(tái)傳動(dòng)裝置的整體設(shè)計(jì)。其中包括減速器的設(shè)計(jì)、電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和凸輪機(jī)的設(shè)計(jì)等等。我是通過查閱資料，處理計(jì)算參數(shù)，建立相關(guān)圖表，運(yùn)用相關(guān)工具測(cè)量以及咨詢指導(dǎo)老師等等途徑來(lái)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的。最終完成了動(dòng)力從電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器作用凸輪機(jī)進(jìn)而完成工作臺(tái)所需要的重復(fù)上下運(yùn)動(dòng)的要求。在設(shè)計(jì)過程中，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。我認(rèn)為減速器類型的選擇應(yīng)該更加嚴(yán)格和專業(yè)