說(shuō)明書(shū)JWB100滾珠絲杠升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、 摘 要 本論文所研究的題目是JWB100滾珠絲杠升降機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要是對(duì)蝸輪蝸桿、蝸輪絲杠的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，以絲杠、蝸桿、蝸輪為主要的研究對(duì)象，對(duì)其工作受力性，材料的強(qiáng)度、剛度、韌性和散熱性等進(jìn)行了分析，并以升降機(jī)裝置的使用特點(diǎn)及用途出發(fā)，確定了以蝸輪蝸桿、蝸輪絲杠兩種傳動(dòng)裝置為主要傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方案，制定了蝸輪、蝸桿、絲杠之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，用畫(huà)圖輔助工具Auto CAD繪制了3張A0圖紙，清楚地表達(dá)了JWB100滾珠絲杠升降機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用性能。 設(shè)計(jì)的蝸輪絲桿升降機(jī)即可以單臺(tái)使用，也可以組合使用。能按一定程序準(zhǔn)確地控制調(diào)整提升或推進(jìn)的高度，可以用電動(dòng)機(jī)或其他

2、動(dòng)力直接帶動(dòng)，也可以手動(dòng)。它有不同的結(jié)構(gòu)形式和裝配形式，該裝置可以自鎖。廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、建筑、水利設(shè)備等行業(yè)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、動(dòng)力源廣泛、無(wú)噪音、安裝方便、使用靈活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)等許多優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：升降機(jī)；絲杠；蝸輪；蝸桿 I Abstract The paper studies on the topic of JWB100Ball screw elevator design. Mainly on the worm gear, worm gear screw transmission parts of the design,

3、 with the lead screw, worm, worm gear as the main research object, its work force, material strength, stiffness, toughness and thermal performance were analyzed, and the lift device characteristics and use, to determine the worm gear, worm screw two transmission devices as the main transmission desi

4、gn, developed a worm gear, worm, screw between the structural design. To complete the structure design, drawing auxiliary tool for drawing Auto CAD 3 A0 drawings, clear expression of the JWB100Ball screw lift structure characteristics and performance. Design of the worm screw lift that can be used

5、 in single machine, also can be used in combination. According to certain procedures to accurately control the restructuring to enhance or promote height, can be used to directly drive the motor or other power, and can also manually. It has different forms of structure and form of the assembly, the

6、device can lock. Widely used in machinery, metallurgy, construction, water conservancy facilities and other industries, has the advantages of compact structure, small volume, light weight, wide range of power, no noise, convenient installation, flexible use, multiple functions, supporting form, high

7、 reliability, long life and many other advantages. Keywords: Elevator；Screw；Worm；Crane II 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 引言 1 1.1蝸輪絲桿升降機(jī)設(shè)計(jì)概論 1 1.1.1蝸輪絲桿升降機(jī)設(shè)計(jì)概論 1 1.1.2蝸輪絲桿升降機(jī)型號(hào)、規(guī)格及表示方法 1 1.2國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.2國(guó)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 3 1.3 本文研究的主要內(nèi)容 4 第2章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 5 2.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)

8、 5 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 5 2.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇類(lèi)型 5 2.2.2確定傳動(dòng)裝置效率 5 2.2.3選擇電機(jī)的型號(hào) 6 2.2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 7 第3章 滾珠絲杠傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 9 3.1滾珠絲杠與滑動(dòng)絲杠對(duì)比 9 3.2滾珠絲杠傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 9 3.2.1滾珠絲杠副的工作原理、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式 9 3.2.2滾珠絲杠副的選用及計(jì)算 10 3.3螺母的設(shè)計(jì) 18 3.3.1選取螺母材料 18 3.3.2確定螺母的高度 18 3.3.3確定螺文工作圈數(shù) 19 3.3.4螺母的實(shí)際高度 19 3.3.5螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 19 3.3.6螺母

9、外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算 21 第4章 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 24 4.1 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)概述 24 4.1.1 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 24 4.2 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)及其選擇 24 4.2.1 圓弧圓柱蝸桿的參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 25 4.3 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì) 26 4.4 圓弧圓柱蝸桿剛度計(jì)算 30 4.5 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 31 4.6 蝸桿傳動(dòng)的效率 32 4.7 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 33 4.8 蝸桿傳動(dòng)的的熱平衡設(shè)計(jì) 33 第5章 滾動(dòng)軸承的選擇和設(shè)計(jì) 36 5.1蝸桿軸承的選擇設(shè)計(jì) 36 5.2蝸桿軸承的校核 36 第6章

10、 結(jié)論 40 參考文獻(xiàn) 41 致 謝 42 IV 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第1章 引言 1.1蝸輪絲桿升降機(jī)設(shè)計(jì)概論 1.1.1蝸輪絲桿升降機(jī)設(shè)計(jì)概論 主要由精密滾珠絲杠副和高精度蝸輪蝸桿副組成的JWB滾珠絲杠升降機(jī)，應(yīng)用于速度快，頻率高和性能高的裝置中。 效率高：獲得很大的推動(dòng)力只需很小的驅(qū)動(dòng)源，用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，使升降機(jī)的效率得到提高。 高速化：在速度上比梯形絲杠有明顯的提高，可以運(yùn)轉(zhuǎn)的輕松和高速。 使用壽命長(zhǎng)：由于使用的滾珠絲杠質(zhì)量高，工作壽命可以提高3倍以上。 1.1.2蝸輪絲桿升降機(jī)型號(hào)、規(guī)格及表示方法 1、結(jié)構(gòu)形式：

11、 1型——絲桿作軸型移動(dòng)； 2型——絲桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、螺母作軸向移動(dòng)。 2、裝配形式： A型——螺母（或絲杠）向上運(yùn)動(dòng)； B型——螺母（或絲杠）向下運(yùn)動(dòng)。 3、絲桿頭部形式： 1型結(jié)構(gòu)形式的絲杠頭部分為圓柱型、螺紋型、扁頭型、法蘭型、四種形式； 2型結(jié)構(gòu)形式的絲桿頭部分為圓柱型、螺紋型二種形式。 1.2國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 滾珠絲杠升降機(jī)有著重要的作用在工作和生產(chǎn)中。伴隨著社會(huì)的發(fā)展，滾珠絲杠升降機(jī)的類(lèi)型也在增加，滾珠絲杠升降機(jī)分為壁掛式，固定式，自行式，車(chē)載式，牽引式[1]?，F(xiàn)在滾珠絲杠升降機(jī)正處在高速發(fā)展觀的狀態(tài)，

12、并朝著集群化和產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。 我國(guó)的城市建設(shè)在改革開(kāi)放三十年以來(lái)處于高速迅猛的發(fā)展，使我國(guó)升降機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速,在城市的大街小巷已經(jīng)隨處可見(jiàn)作為垂直交通工具的升降機(jī). 1978年，黨的十一屆三中全會(huì)決定推動(dòng)改革開(kāi)放。最開(kāi)始我們有獨(dú)立研發(fā)、生產(chǎn)和對(duì)升降機(jī)的安裝發(fā)展到通過(guò)引進(jìn)外資建立升降機(jī)廠，很多升降機(jī)合資企業(yè)建立了起來(lái)。如：1980年7月4日中國(guó)迅達(dá)升降機(jī)有限公司成立，由瑞士迅達(dá)股份有限公司、中國(guó)建筑機(jī)械總公司、香港怡和迅達(dá)（遠(yuǎn)東）股份有限公司3方合資組建，這是自從在改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)的第一家合資企業(yè)在機(jī)械領(lǐng)域。該公司的建立在中國(guó)升降機(jī)行相繼掀起了引進(jìn)外資的熱潮；1984年12月1日，天津市

13、升降機(jī)公司、中國(guó)國(guó)際信托投資公司與美國(guó)奧的斯升降機(jī)公司合資組建的天津奧的斯升降機(jī)有限公司正式開(kāi)業(yè)[2]。 通過(guò)引進(jìn)外資和共同廠不僅能使城市快速發(fā)展對(duì)于我國(guó)升降機(jī)行業(yè)的發(fā)展也有重要影響。從自1979年至今升降機(jī)的產(chǎn)量有了飛速的增長(zhǎng)：不僅如此產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了明顯的變化：老的直流升降機(jī)已被淘汰，交流雙速梯、acvv交流調(diào)速梯逐漸被vvvf交流變頻變壓調(diào)速升降機(jī)所取代，控制系統(tǒng)已在大量采用plc和微電腦控制技術(shù)，最高梯速已達(dá)到4m/s[3]；行業(yè)出現(xiàn)了翻天覆地的變化：升降機(jī)企業(yè)的生產(chǎn)條件、員工素質(zhì)、管理水平有了極大的改善與提高。在黨的十一屆三中全會(huì)上隊(duì)以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的總方針使我國(guó)的科技水平得到提

14、高。由于改革開(kāi)放的政策促進(jìn)了大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，使升降機(jī)市場(chǎng)和升降機(jī)行業(yè)得到了迅猛發(fā)展。 自從升降機(jī)企業(yè)大量建立，中國(guó)升降機(jī)行業(yè)不停的對(duì)管理和技術(shù)進(jìn)行規(guī)范。1984年5月，中國(guó)建筑機(jī)械化協(xié)會(huì)建筑機(jī)械制造協(xié)會(huì)升降機(jī)分會(huì)在1984年5月的西安召開(kāi)，中國(guó)升降機(jī)協(xié)會(huì)的前身是升降機(jī)三級(jí)協(xié)會(huì)。1986年1月1日，“中國(guó)建筑機(jī)械化協(xié)會(huì)建筑機(jī)械制造協(xié)會(huì)升降機(jī)分會(huì)”更名為“中國(guó)建筑機(jī)械化協(xié)會(huì)升降機(jī)協(xié)會(huì)”，發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。因此升降機(jī)行業(yè)首次有了組織。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 7588-87《升降機(jī)制造與安裝安全規(guī)范》在1987年頒布。與歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN81-1《升降機(jī)制造與安裝安全規(guī)范》（1985年12月修訂版）相似。國(guó)家

15、標(biāo)準(zhǔn)GB 7588-87《升降機(jī)制造與安裝安全規(guī)范》對(duì)保障升降機(jī)的生產(chǎn)和安裝有十分重要的意義。 行業(yè)分析師分析：升降機(jī)應(yīng)用到了各行各業(yè)有建筑工地、酒店、企業(yè)、工業(yè)、市政施工、私家庭院。因此，我國(guó)升降機(jī)的發(fā)展有著光明的前景。升降機(jī)在我國(guó)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段，并能堅(jiān)持這樣的趨勢(shì)進(jìn)行有力的發(fā)展。 在現(xiàn)如今這種豎立著高樓大廈，建筑施工如此多的社會(huì)，大批工廠基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目開(kāi)工，自動(dòng)化流水線也大批投入，使升降機(jī)的重要作用也凸顯出來(lái)。我國(guó)升降機(jī)行業(yè)在改革開(kāi)放后的市場(chǎng)需求強(qiáng)勁帶動(dòng)下逐漸的發(fā)展起來(lái)。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)升降機(jī)市場(chǎng)一切向好的方向發(fā)展，我國(guó)升降機(jī)產(chǎn)品幾乎滿(mǎn)足了各個(gè)方面的需要。另外，我國(guó)在出口升降機(jī)發(fā)面也有了重

16、大的進(jìn)步，升降機(jī)的出口類(lèi)型也各種各樣，出口國(guó)家從東南亞擴(kuò)展到非洲、美洲，一些發(fā)展國(guó)家也成為我國(guó)液壓升降機(jī)的出口國(guó)，出口技術(shù)含量和附加值也在提高。 目前，我國(guó)升降機(jī)的生產(chǎn)中心主要集中在華東、華北和華南地區(qū)。隨著升降機(jī)產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)和集群發(fā)展逐漸明顯，升降機(jī)將向高新技術(shù)發(fā)展，我國(guó)將網(wǎng)絡(luò)化、信息化、和綠色環(huán)保作為升降機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)，升降機(jī)也將采用藍(lán)牙技術(shù)。隨著我國(guó)升降機(jī)行業(yè)優(yōu)化升級(jí)的效果更加明顯，升降機(jī)企業(yè)銷(xiāo)售量在不斷攀升，營(yíng)業(yè)額逐年增長(zhǎng)，但利潤(rùn)率有所下降，這是行業(yè)走向成熟的必然結(jié)果[4]。 1.2.2國(guó)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)在世界上的升降機(jī)每年賣(mài)出的銷(xiāo)售額能達(dá)到75億美元，主要生產(chǎn)國(guó)有日本、法國(guó)、德

17、國(guó)、美國(guó)、意大利等。世界頂級(jí)公司有10多家，主要集中在北京，日本和歐洲。 美國(guó)不僅是升降機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó)，也是世界上最大的市場(chǎng)之一，在20世紀(jì)60-70年代美國(guó)廠家由于德國(guó)日本升降機(jī)的高速發(fā)展和RT、AT產(chǎn)品的興起導(dǎo)致在世界市場(chǎng)中的主導(dǎo)地位逐步的消弱，從而形成美國(guó)、日本和德國(guó)三足鼎立之勢(shì)，最近幾年美國(guó)的市場(chǎng)活躍，外國(guó)廠家都來(lái)參與競(jìng)爭(zhēng)使美國(guó)的經(jīng)濟(jì)回升。英國(guó)制造商的實(shí)力也有所增加，特雷克斯升降機(jī)公司的崛起既是例證[5]。特雷克斯升降機(jī)公司前身是美國(guó)科林升降機(jī)廠1995年以來(lái)，其通過(guò)一系列的兼并活動(dòng)，已發(fā)展成為世界頂級(jí)公司之一。 日本從20世紀(jì)70年代起生產(chǎn)升降機(jī)的質(zhì)量和數(shù)量有了明顯的提高主要出口

18、到歐美市場(chǎng)，年總產(chǎn)量居世界第一使之成為工程升降機(jī)生產(chǎn)大國(guó)。自1992年以來(lái)，因?yàn)槿赵纳?，亞洲金融危機(jī)和日本基建投資下降的影響，每年生產(chǎn)升降機(jī)一直處于下降趨勢(shì)。現(xiàn)在日本市場(chǎng)每年的需求量為3100左右。歐洲各個(gè)工業(yè)國(guó)不僅是工程升降機(jī)的出口國(guó)，還是重要的進(jìn)口國(guó)。歐洲的市場(chǎng)潛力很大。歐洲最大的市場(chǎng)是德國(guó)，其次為法國(guó)、意大利、英國(guó)等國(guó)。在德國(guó)AT產(chǎn)品市場(chǎng)份額中，利勃海爾占52%，格魯夫占 17%，德馬泰克占14%，多田野和特雷克斯各占9%和6%左右。 升降機(jī)行業(yè)的生產(chǎn)和制造的流程與汽車(chē)極為相似，在汽車(chē)行業(yè)中，福特、雷諾、通用汽車(chē)、寶馬、大眾梅賽德斯、等大公司都在聯(lián)合之路上走了很遠(yuǎn)，這兩個(gè)行業(yè)的世界

19、市場(chǎng)已趨向統(tǒng)一化。如果想要在完善的世界市場(chǎng)中得到市場(chǎng)份額并保持逐步增長(zhǎng)，購(gòu)買(mǎi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是捷徑，把爭(zhēng)奪世界市場(chǎng)的支配地位作為長(zhǎng)期目標(biāo)。在升降機(jī)行業(yè)，某種意義上，打入世界市場(chǎng)就意味著進(jìn)入北美、中國(guó)（亞洲）和歐洲三大市場(chǎng)。世界頂級(jí)公司都對(duì)世界市場(chǎng)具有強(qiáng)大影響力，但迄今還沒(méi)有一家公司在上述三大市場(chǎng)取得主導(dǎo)地位。有4家公司已在兩大市場(chǎng)建立了根據(jù)地：格魯夫和特雷克斯在北美與歐洲；多田野在亞洲和歐洲。 1.3 本文研究的主要內(nèi)容 研究?jī)?nèi)容：升降機(jī)的最大起升力98KN，起升速度1.75～0.015 1. 升降機(jī)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 2. 滾珠絲杠傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3. 圓弧圓柱蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4. 蝸桿軸設(shè)計(jì)

20、5. 滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、鍵、潤(rùn)滑和密封形式的設(shè)計(jì)和選擇 第2章 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 2.1傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 擬定總傳動(dòng)比：蝸桿頭數(shù)3， 蝸輪齒數(shù)28， 按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線為：電機(jī)——彈性聯(lián)軸器——蝸桿減速器——滾珠絲杠升降機(jī)。 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度V≤4——5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見(jiàn)，采用此布置結(jié)構(gòu)，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤(rùn)滑均較好。 單機(jī)蝸桿減速器是由滾動(dòng)軸承、電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、檢查孔、蝸輪軸與定位銷(xiāo)這樣的附件組

21、成，還有一些其他的標(biāo)準(zhǔn)件。 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì) 2.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇類(lèi)型 我國(guó)80年代替代原來(lái)的產(chǎn)品是現(xiàn)在大部分使用的Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)，這個(gè)電動(dòng)機(jī)具有效率高、節(jié)約能源、振動(dòng)幅度小、噪音小以及能夠安全的運(yùn)行等特點(diǎn)，Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)安裝的尺寸和功率等級(jí)都符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以廣泛的應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。 由于蝸輪絲杠升降機(jī)屬于起重機(jī)械。對(duì)于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和換向的這類(lèi)機(jī)械，宜選用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、過(guò)載能力強(qiáng)、允許有較大振動(dòng)和沖擊的YZ型或YZR型三相異步電動(dòng)機(jī)[6]。 由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，即YZ型或YZR型。 2.2.2確定傳動(dòng)裝置效

22、率 式中：蝸桿傳動(dòng)效率 ； 攪油效率 ； 滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）； 聯(lián)軸器效率； -------工作機(jī)的效率，取 2.2.3選擇電機(jī)的型號(hào) 1．計(jì)算升降機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率 (2-1) 式中：P---驅(qū)動(dòng)功率，KW；---起升力，； ---傳遞總效率； ----起升速度， 2． 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率 電動(dòng)機(jī)的額定功率按下式計(jì)算 ～ 3． 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 滾珠絲杠升降機(jī)的轉(zhuǎn)速為 (2-2) 式中：----起升速度，；---螺桿的導(dǎo)程，mm； ---升降機(jī)的轉(zhuǎn)速

23、故：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 通過(guò)查詢(xún)一些電動(dòng)機(jī)手冊(cè)尋找符合這一轉(zhuǎn)速的電機(jī)，綜合考慮總傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)尺寸及成本，選擇堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩較大的Y系列（IP44）三相異步電機(jī)[7]。 結(jié)論：電動(dòng)機(jī)型號(hào)定Y132M2-6為，其技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-1： 表2-1 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 同步轉(zhuǎn)速 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 額定功率 1000 960 5.5 2.2.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1．計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸：960 蝸桿軸：960 絲桿軸： 2．計(jì)算各軸輸入功率

24、 電動(dòng)機(jī)軸：==5.5 蝸桿軸： 蝸輪軸： 3．計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 (2-3) 1軸（蝸桿軸）： 2軸（蝸輪軸）： 第3章 滾珠絲杠傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.1滾珠絲杠與滑動(dòng)絲杠對(duì)比 滾珠絲杠是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的理想的產(chǎn)品。 滾珠絲杠是工具機(jī)和精密機(jī)械上最常使用的傳動(dòng)元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反覆作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。 1)與滑動(dòng)絲杠副相比驅(qū)動(dòng)力矩為1/3 2)高精度的保證 3)微進(jìn)給可能

25、 4)無(wú)側(cè)隙、剛性高 5)高速進(jìn)給可能 3.2滾珠絲杠傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 3.2.1滾珠絲杠副的工作原理、特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)形式 　　1.滾珠絲杠副的工作原理及特點(diǎn) 　 (1)滾珠絲杠副的工作原理。滾珠絲杠副是在絲杠和螺母之間放入適量的滾珠,使絲杠與螺母之間由滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的絲杠傳功。滾珠絲杠副在機(jī)械傳動(dòng)中的作用,同樣是可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。也可以將直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)[8]。 滾珠絲杠副一般是由絲杠1、螺母2、滾珠(鋼球)3及滾珠循環(huán)返回裝置4四個(gè)部分組成,如圖1所示 。 　　(2)滾珠絲杠副的特點(diǎn)由上述工作原理可知,滾珠絲杠副與滑動(dòng)絲杠副比較,滾動(dòng)摩擦代替了滑動(dòng)摩擦,因

26、此,具有以下特點(diǎn): 　　摩擦損失小、傳動(dòng)效率高; 磨損小、壽命長(zhǎng); 　　軸向剛度高; 　　摩擦阻力小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn); 　　不能自鎖、具有傳動(dòng)的可逆性。 　　2.滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)型式 　　1 ) 螺紋法向截型。螺紋法向截型(或稱(chēng)滾道型面)是指通過(guò)滾珠中心的螺旋線的法向平面與絲杠或螺母滾道面的交線的形狀。目前,較常用的滾道型面為單圓弧和雙圓弧兩種。 　　在兩種螺紋法向截型中,通過(guò)滾珠中心與滾道接觸點(diǎn)的連線與螺紋軸線的垂線間的夾角β ,稱(chēng)為接觸角。接觸角β越大,滾珠螺旋傳動(dòng)的承載能力和剛度就越大,傳動(dòng)效率越高。接觸角β很小時(shí),絲杠能承受的軸向力變小,同時(shí)在相同的軸向負(fù)荷的作用下,會(huì)使得徑

27、向力增大,即使擠壓滾珠的壓力加大,這將會(huì)降低絲杠的使用壽命。 　　3.滾珠循環(huán)方式 (1)外循環(huán)。 (2)內(nèi)循環(huán)。 3.2.2滾珠絲杠副的選用及計(jì)算 　　1.滾珠絲杠副的選用原則 　　對(duì)于各種不同載荷、轉(zhuǎn)速和工作狀態(tài),滾珠絲杠據(jù)使用壽命的大小也是不相同的。滾珠絲杠副有如下選用原則: 　　一是在高速或較高速和定工作載荷的情況下選用滾珠絲杠副； 　　二是在變工作載荷和變轉(zhuǎn)速的情況下選用滾珠絲杠副； 　　三是在承受動(dòng)載荷的情況下選用滾珠絲杠副； 　　四是按額定靜載荷選用滾珠絲杠副。 　　2.滾珠絲杠副的校核計(jì)算 　　滾珠絲杠副由于精度要求高,制造比較復(fù)雜,所以一般均由專(zhuān)業(yè)廠

28、生產(chǎn),使用者在設(shè)計(jì)一般以校驗(yàn)為主。一般情況下,滾珠絲杠副的承載能力取決于其抗疲勞能力,故首先應(yīng)按壽命條件及額定動(dòng)載荷選擇或校核其基本參數(shù),同時(shí)檢驗(yàn)其載荷是否超過(guò)額定靜載荷。絲杠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性也要進(jìn)行校驗(yàn)。 工作臺(tái)重量=80KG=800N 工件及夾具最大重量=200N 工作臺(tái)最大行程=950mm工作臺(tái)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為u=0.1 快速進(jìn)給速度=4m/min ， 定位精度為20um/300mm,全行程25um,重復(fù)定位精度為10um 要求壽命為10000小時(shí)（單班制工作十年）。各種切削方式的縱向切削力Fa,速度V和時(shí)間比例q及其他見(jiàn)下表 表3-1各種切削方式的縱向切削力Fa,速度

29、V和時(shí)間比例q 切削方式 縱向切削力Pxi(N) 垂向切削力Pzi(N) 進(jìn)給速度 Vi(m/min) 工作時(shí)間百分比% 絲杠軸向載荷(N) 絲杠轉(zhuǎn)速r/min 強(qiáng)力切削 一般切削 精切削 快速進(jìn)給 2000 1000 500 0 1200 500 200 0 0.6 0.8 1 4 10 30 50 5 2200 1150 620 1000 60 80 100 375 圖3-1 進(jìn)給用滾珠絲杠裝配圖 1） 確定滾珠絲杠副的導(dǎo)程 ：

30、工作臺(tái)最高移動(dòng)速度 ：電機(jī)最高轉(zhuǎn)速； I ：傳動(dòng)比 電機(jī)與絲杠間為齒輪連接式，i=4（取一級(jí)減速齒輪） 由上表查得=4m/min， =1500r/min 代入得0.67mm 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》取5mm 確定當(dāng)量轉(zhuǎn)速與當(dāng)量載荷 （1） 各種切削方式下， 絲杠轉(zhuǎn)速 (3-1) 由上表查的=0.6, =0.8, =1, =4 代入得120，160，200，800 各種切削方式下，絲杠軸向載荷 ：絲杠軸向載荷，：縱向切削力，：垂向切削力 由上表得(i=1,2,3,4)分別為2000 N,1000N,500N,0N

31、 (i=1,2,3,4)分別為1200N,500N,200N,0N 已知＝800 N，＝200 N 代入得 (i=1,2,3,4)分別為2200N，1150N，620N，1000N （2） 當(dāng)量轉(zhuǎn)速 (3-2) /100+/100+/100+/100數(shù)據(jù)代入得240r/min （3） 當(dāng)量載荷 (3-3) 帶入數(shù)據(jù)得＝1057N 2） 初選滾珠絲杠副 由公式《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》（3.7－24）知 (3-4) 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》表（

32、3.7－51）—表（3.7－54） 得＝1，＝1，＝1，＝0.53，=1.3，＝10000h 代入數(shù)據(jù)可求得＝13589N=13.58KN 3)確定允許的最小螺紋底徑 （1）估算絲杠允許的最大軸向變形量 ①（1/3—1/4）重復(fù)定位精度 ② (1/4—1/5 )定位精度 ：最大軸向變形量 已知重復(fù)定位精度10 定位精度25 ③＝3，②＝6 取兩種結(jié)果最小值＝3 （2）估算最小螺紋底徑 絲杠要求預(yù)拉伸，取兩端固定的支承形式 (3-5) ：最小螺紋底徑mm L＝（1.1—1.2）行程+(10—14) 靜摩擦力= 已知行程950

33、mm，＝800N, =0.2 代入數(shù)據(jù)得L=1110mm，＝160N, =9.5mm 4）確定滾珠絲杠副得規(guī)格代號(hào) ⑴選內(nèi)循環(huán)浮動(dòng)式法蘭，直筒螺母型墊片預(yù)緊形式 ⑵由計(jì)算出的，，在《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中選取相應(yīng)規(guī)格的滾珠絲杠副FFZD4005-5 =5, =22000N>=13589N 5)確定滾珠絲杠副預(yù)緊力 = 其中＝2200 ＝733N 6)行程補(bǔ)償值與拉伸力 （1）行程補(bǔ)償值C=11.8 式中＝ 查《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》＝950 ＝110，＝（2—4）＝15 溫差取 代入數(shù)據(jù)得C=32 (2)預(yù)拉伸力 ＝1.95 代入得＝4

34、807N 7）確定滾珠絲杠副支承用得軸承代號(hào)，規(guī)格 （1）軸承所承受得最大軸向載荷 ＝4807＋2200＝7007 （2）軸承類(lèi)型 兩端固定的支承形式，選背對(duì)背60角接觸推力球軸承 （3）軸承內(nèi)徑 d略小于＝40，=，取d＝30 帶入數(shù)據(jù)得＝2336N （4） 軸承預(yù)緊力：預(yù)力負(fù)荷 （5） 按《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取軸承型號(hào)規(guī)格 當(dāng)d＝30mm，預(yù)加負(fù)荷為： 所以送7602030TVP軸承 d＝30，預(yù)加負(fù)荷為2900>＝2336N 8)滾珠絲杠副工作圖設(shè)計(jì) (1)絲杠螺紋長(zhǎng)度 由表查得余程 （2）兩固定支承距離，絲杠L (3)行程起點(diǎn)離固定支承距離 ＝1

35、290，＝1350 ＝1410，＝30 9）傳動(dòng)系統(tǒng)剛度 （1）絲杠抗壓剛度 1）絲杠最小抗壓剛度 ＝6.6 (3-6) :絲杠底徑 ：固定支承距離 代入數(shù)據(jù)＝782N/ 2）絲杠最大抗壓剛度 ＝6 .6 (3-7) 代入數(shù)據(jù)得9000 N/ （2）支承軸承組合剛度 1）一對(duì)預(yù)緊軸承的組合剛度 (3-8) ：滾珠直徑mm， Z：滾珠數(shù) ：最大軸向工作載荷N 軸承接觸角 由《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 7602030TVP軸承是預(yù)加載荷得3倍 ＝8700N/

36、 =375 N/ 2）支承軸承組合剛度 ＝750 N/ 3)滾珠絲杠副滾珠和滾道的接觸剛度 ：《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》上的剛度 ＝2150 N/, =2200N, =733N 代入數(shù)據(jù)得＝1491 N/ 10）剛度驗(yàn)算及精度選擇 =3.5，Z＝17，＝ （1） (3-9) 代入前面所算數(shù)據(jù)得＝ 代入前面所算數(shù)據(jù)得 已知＝800N, =0.2, =160N :靜摩擦力，：靜摩擦系數(shù)，：正壓力 （2）驗(yàn)算傳動(dòng)系

37、統(tǒng)剛度 ＝；已知反向差值或重復(fù)定位精度為10 ＝30>25.6 （3）傳動(dòng)系統(tǒng)剛度變化引起得定位誤差 ＝（－），代入＝5 （4）確定精度 ：任意300mm內(nèi)行程變動(dòng)量對(duì)系統(tǒng)而言 0.8定位精度－ 定位精度為20/300 <14.3,絲杠精度取為3級(jí) ＝12<14.3 （5）確定滾珠絲杠副得規(guī)格代號(hào) 已確定得型號(hào)：FFZD 公稱(chēng)直徑：40，導(dǎo)程：5 螺紋長(zhǎng)度1290，絲杠長(zhǎng)度1410 P類(lèi)3級(jí)精度 所選規(guī)格型號(hào)：FFZD4005-3-P3/14101290 11）驗(yàn)算臨界壓縮載荷 絲杠所受大軸向載荷小于絲杠預(yù)拉伸力F，不用驗(yàn)算 12）驗(yàn)算臨界轉(zhuǎn)速 ：臨

38、界轉(zhuǎn)速n/min f：與支承形式有關(guān)的系數(shù) ：絲杠底徑 ：臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度mm 由《現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得f＝21.9, =40, = 可得＝5028>=1500 3.3螺母的設(shè)計(jì) 3.3.1選取螺母材料 螺旋傳動(dòng)常用的材料 1．ZCuSn10P1,ZCuSn5PbZn5（鑄錫青銅）： 這類(lèi)材料耐磨性好，適用于一般傳動(dòng)。 2．ZCuAl9Fe4Ni4Mn2（鑄鋁青銅）、ZCuZn25Al6Fe3Mn（鑄鋁黃銅）： 這類(lèi)材料耐磨性好，強(qiáng)度高，適用于重載、低速的傳動(dòng)。對(duì)于尺寸較大或高速傳動(dòng)，螺母可以采用鋼或鑄鐵制造，內(nèi)孔澆注青銅或巴氏合金。

39、 綜上所述螺母材料選用ZCuSn10Pb1（鑄錫青銅）。 3.3.2確定螺母的高度 mm 取65mm 式中：-----螺母的高度，/mm ； d2----螺紋中經(jīng)，/mm ； Ф=1.1～3.5，取Ф=1.5 3.3.3確定螺文工作圈數(shù) 對(duì)于整體螺母，由于磨損后不能調(diào)整間隙，為了使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不宜過(guò)多，應(yīng)小于10。 ＜10 圓整后取7 3.3.4螺母的實(shí)際高度 3.3.5螺母螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 螺紋牙多發(fā)生剪切和擠壓破壞，一般螺母的材料強(qiáng)度低于螺桿因此，需進(jìn)行螺母螺紋牙剪切強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度計(jì)算[9]。 如圖2-3所示，如將一

40、圈螺紋牙沿螺母的大徑D展開(kāi)，則可看作寬度為πD的懸臂梁。螺母每圈螺紋所受的平均壓力為F / u，并作用在以螺紋中徑D2為直徑的圓周上，則螺紋牙危險(xiǎn)截面a－a上的剪切強(qiáng)度條件為： 圖3-2螺母螺紋圈的受力 (3-10) 式中：b----螺紋牙根部的厚度，/mm ；對(duì)于梯形螺紋b=0.65P，P為螺紋螺距，/mm。 D------螺母螺紋大經(jīng)，/mm ； -----螺母材料的許用切應(yīng)力，/Mpa ；可取[τ]＝80～100MPa[ ]； ＜

41、結(jié)論：螺母剪切強(qiáng)度夠 螺紋牙危險(xiǎn)截面a－a上的彎曲強(qiáng)度條件為： (3-11) 式中： l──彎曲力臂，/mm。l＝(D－D2）/ 2； [σb] ──螺母材料的許用彎曲應(yīng)力，/MPa；可取[σb]＝100～150MPa[ ]。 ＜[σb] 結(jié)論：螺母彎曲強(qiáng)度夠 3.3.6螺母外徑與凸緣的強(qiáng)度計(jì)算 圖3-3螺旋起重器的螺母結(jié)構(gòu) 螺母結(jié)構(gòu)如圖3-3所示，在起重載荷F作用下，螺母下段懸置部分有拉伸應(yīng)

42、力，螺母凸緣與底座的接觸面上會(huì)產(chǎn)生擠壓壓力，凸緣根部則有彎曲及剪切應(yīng)力。它們的強(qiáng)度條件計(jì)算式分別為： 螺母下段懸置部分的抗拉強(qiáng)度條件為： 螺母凸緣的擠壓強(qiáng)度條件為： 螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度條件為： (3-12) 式中：[σ] ──螺母材料的許用拉伸應(yīng)力，/MPa?？扇σ

43、]＝0.83[σb]； [σP]──螺母材料的許用擠壓應(yīng)力，/MPa?？扇σp]＝（1.5～1.7）[σb] 則： 59.9Mpa＜0.83150=124.5Mpa 結(jié)論：螺母抗拉強(qiáng)度夠 26.5Mpa＜[σp]＝（1.5～1.7）[σb]=1.560=90Mpa 結(jié)論：螺母接觸表面的擠壓強(qiáng)度夠 ＜[σb]=120 Mpa 結(jié)論：螺母凸緣根部的彎曲強(qiáng)度夠 圖3-5絲桿 第4章 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.1 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)概述 圓弧圓柱蝸桿（ZC蝸桿）傳動(dòng)是一種新型的蝸桿傳動(dòng)。實(shí)踐證明，這種蝸桿傳

44、動(dòng)比普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的承載能力大，傳動(dòng)效率高，適用壽命長(zhǎng)。因此圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)有逐漸代替普通圓柱蝸桿傳動(dòng)的趨勢(shì)[9]。 4.1.1 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 這種蝸桿傳動(dòng)和其他蝸桿傳動(dòng)一樣，可以實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)，蝸桿能安裝在蝸輪的上、下方和側(cè)面。它的主要特點(diǎn)有： 1． 傳動(dòng)比范圍大，可實(shí)現(xiàn)1:100的大傳動(dòng)比傳動(dòng)； 2． 蝸桿與蝸輪的齒廓呈凸凹嚙合，接觸線與相對(duì)滑動(dòng)速度方向間的夾角大，有利于潤(rùn)滑油膜的形成； 3． 當(dāng)蝸桿主動(dòng)時(shí)，嚙合效率可達(dá)95℅以上，比普通圓柱傳動(dòng)的嚙合效率提高10℅～20℅； 4． 傳動(dòng)的中心距難以調(diào)整，對(duì)于中心距誤差的敏感性較強(qiáng)。 4.2 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)

45、的主要參數(shù)及其選擇 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)有齒形角、變位系數(shù)及齒廓圓弧半徑 1．齒形角 依據(jù)嚙合分析，選取齒形角 2．變位系數(shù) 一般推薦 。代替普通圓柱蝸桿傳動(dòng)時(shí)，一般選取 。當(dāng)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，應(yīng)盡量選取較大的變位系數(shù)，取。此外，當(dāng)＞2時(shí)，??；當(dāng)≤2時(shí)，取。 3．齒廓圓弧半徑 齒廓圓弧半徑可按計(jì)算。 實(shí)際應(yīng)用中，推薦（m為模數(shù)）。當(dāng)=1、2時(shí)，??； =3時(shí)，；=4時(shí)， 4.2.1 圓弧圓柱蝸桿的參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 齒形角 取 模數(shù) m=3.5 蝸桿齒厚s 蝸桿齒間寬e 蝸桿軸向齒距

46、齒廓圓弧半徑 齒廓圓弧中心到蝸桿軸線的距離 齒廓圓弧中心到蝸桿齒對(duì)稱(chēng)線的距離L 齒頂高 齒根高 齒全高 頂隙c 蝸桿齒頂厚度 =2.06mm 蝸桿齒根厚度 =4.14mm 蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角 法面模數(shù) 蝸桿法面齒厚 齒廓圓弧半徑最小界限值 4.3 圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)

47、強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1．選擇材料 蝸桿采用42CrMo，要求耐磨性好，故蝸桿螺旋齒面要求淬火。硬度為調(diào)質(zhì)HB241—269。蝸輪用ZCuSn10Pb1（鑄錫青銅），金屬模鑄造。 2．圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)基本幾何尺寸計(jì)算 根據(jù)功率==5.5，960， 初步確定蝸桿傳動(dòng)的中心距a=63mm 初步確定圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)基本幾何尺寸 中心距 a=63mm 傳動(dòng)比 i=28／3 蝸桿分度圓直徑d1 蝸輪分度圓直徑d2 蝸桿節(jié)圓直徑 蝸桿齒頂圓直徑 蝸輪齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸

48、輪頂圓直徑 蝸輪寬度B 蝸桿齒寬b1 3． 校核蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù) (4-1) 式中：---蝸輪齒面接觸應(yīng)力，單位Mpa ---蝸輪齒面接觸疲勞極限，單位Mpa ---最小安全系數(shù)見(jiàn)表4-1，選取2.0 表4-1 最小安全系數(shù) 蝸輪的圓周速度 ＞10 ≤10 ≤7.5 ≤5 精度等級(jí)

49、 5 6 7 8 1.2 1.6 1.8 2.0 蝸輪齒面接觸應(yīng)力： （4-2） 式中： ---蝸輪分度圓上的圓周力，單位N --系數(shù) ---蝸輪平均齒寬，單位mm ---蝸桿齒的齒形系數(shù)見(jiàn)表4-2，選取0.618 表4-2 蝸桿齒的齒形系數(shù) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.695 0.666 0.638 0.618 0

50、.60 0.59 0.583 0.58 0.576 0.575 蝸輪齒面接觸疲勞極限 式中：----蝸輪與蝸桿的配對(duì)材料系數(shù)，取=7.84 ----壽命系數(shù)，預(yù)測(cè)壽命6000小時(shí)。見(jiàn)表4-3 ---載荷系數(shù)，載荷平穩(wěn)，取 ---速度系數(shù)，轉(zhuǎn)速不變?nèi)∫?jiàn)表4-4 表4-3 壽命系數(shù) 0.75 1.5 3 6 12 24 48 96 190 2.5 2.0 1.6 1.26 1.0 0.8 0.63 0.50 0.40 表4-4 速度系數(shù) 0.1 0.4

51、 1.0 2.0 4.0 8.0 12 16 24 0.935 0.815 0.666 0.526 0.38 0.268 0.194 0.159 0.108 ＞ 結(jié)論：蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度安全 4．校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù) （4-3） 式中：---蝸輪齒根應(yīng)力系數(shù)極限值，單位Mpa，取 見(jiàn)表4-4 ---蝸輪齒根最大應(yīng)力系數(shù)，單位Mpa （4-

52、4） 式中：---蝸輪平均圓（以蝸輪的齒頂圓直徑和喉圓直徑的平均值為直徑所做的圓）上的最大圓周力。 ---蝸輪齒弧長(zhǎng) 表4-5 蝸輪齒根應(yīng)力系數(shù)極限值 蝸輪齒圈材料 錫青銅 銅鋁合金 39.2 18.62 ＞1 結(jié)論：蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度安全 4.4 圓弧圓柱蝸桿剛度計(jì)算 蝸桿受力后如產(chǎn)生過(guò)多的變形，就會(huì)造成輪齒上的載荷集中，影響蝸桿與蝸輪的正確嚙合,所以蝸桿還需進(jìn)行剛度校核。校核蝸桿的剛度時(shí)，通常是把蝸桿螺旋部分看作以蝸桿齒根圓直徑為直徑的軸段，主要

53、是校核蝸桿的彎曲剛度[7]。其剛度條件為： （4-5） 式中：----蝸桿所受的圓周力，單位N； ---蝸桿所受的徑向力，單位N； ---蝸桿材料的彈性模量，單位為Mpa； ----蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩，單位為； --蝸桿兩端支承間的跨距，單位 --許用最大撓度，單位 圓周力： 徑向力： 蝸桿兩支承間跨距： 危險(xiǎn)截面慣性矩： 許用最大撓度： 蝸桿軸撓度： 結(jié)論：蝸桿剛度合格 4.5 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳

54、動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089—1988圓柱蝸桿、蝸輪精度等級(jí)中選擇7級(jí)精度，側(cè)隙種類(lèi)為f，標(biāo)注為8f GB/T10089—1988，然后從有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目，及表面粗糙度[8]。 4.6 蝸桿傳動(dòng)的效率 閉式蝸桿傳動(dòng)的功率損耗一般包括三部分，即嚙合摩擦損耗、軸承摩擦損耗及浸油池中的零件攪油損耗。因此總效率為 (4-6) 式中：---嚙合摩擦損耗的效率； ---軸承摩擦損耗的效率； ---濺油損耗時(shí)的效率 式中：--普通圓柱蝸桿分度圓上的導(dǎo)程角； --當(dāng)量摩擦角， ，其值根

55、據(jù)滑動(dòng)速度選取。 式中：---蝸桿分度圓的圓周速度，單位為m/s； --蝸桿分度圓直徑，單位為mm； ---蝸桿的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 查得當(dāng)量摩擦角 一般取～0.96 4.7 蝸桿傳動(dòng)的潤(rùn)滑 潤(rùn)滑對(duì)于蝸桿傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，具有特別重要的意義。因?yàn)楫?dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)，傳動(dòng)效率將顯著降低，并且會(huì)帶來(lái)劇烈的磨損和產(chǎn)生膠合破壞的危險(xiǎn)，所以往往采用粘度大的礦物油進(jìn)行良好的潤(rùn)滑，在潤(rùn)滑油中還常加入添加劑，使其提高抗膠合能力。 1． 潤(rùn)滑油 潤(rùn)滑油的種類(lèi)很多，需根據(jù)蝸桿、蝸輪配對(duì)材料和運(yùn)轉(zhuǎn)條件合理選用。選用L-CKE/P蝸輪蝸桿油[10]，代號(hào)N220，運(yùn)動(dòng)

56、粘度（）為198～242，閃點(diǎn)不低于2000C 2． 潤(rùn)滑油粘度及給油方法 潤(rùn)滑油粘度及給油方法，一般根據(jù)相對(duì)滑動(dòng)速度及載荷類(lèi)型進(jìn)行選擇。選擇油池潤(rùn)滑或噴油潤(rùn)滑。 3． 潤(rùn)滑油量 對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)采用油池潤(rùn)滑時(shí)，在攪油損耗不至于過(guò)大的情況下，應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)挠土?。這樣不僅有利于動(dòng)壓油膜的形成，而且有助于散熱。對(duì)于蝸桿下置或蝸桿側(cè)置式的傳動(dòng)，浸油深度應(yīng)為蝸桿的一個(gè)齒高。 4.8 蝸桿傳動(dòng)的的熱平衡設(shè)計(jì) 蝸桿傳動(dòng)由于效率低，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂專(zhuān)瑥亩龃竽Σ翐p失，甚至發(fā)生膠合。所以必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量等于同時(shí)間內(nèi)

57、的散熱量的條件進(jìn)行熱平衡計(jì)算，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)[10]。 由于摩擦損耗的功率為，則產(chǎn)生的熱流量為 （4-7） 式中：p---蝸桿傳遞的功率，單位為kw 以自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周?chē)諝馊サ臒崃髁繛? （4-8） 式中：---箱體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，可取～, 當(dāng)周?chē)諝馔L(fēng)良好時(shí)，取 S ---內(nèi)表面能被潤(rùn)滑油所飛濺到，而 外表面又可為周?chē)諝馑鋮s的箱體表面面積，單位為。 ---油的工作溫度，一般限制在60～700，最高不應(yīng)超過(guò)800。

58、 ----周?chē)諝獾臏囟?，常溫情況可取200。 按熱平衡條件，可求得在既定工作條件下的油溫為 工作環(huán)境溫度按一般情況，，油的工作溫度限制在700。 則在既定條件下，保持正常工作溫度所需的散熱面積為  圖4-1 蝸桿零件圖 圖4-2 蝸輪零件圖 第5章 滾動(dòng)軸承的選擇和設(shè)計(jì) 5.1蝸桿軸承的選擇設(shè)計(jì) 蝸桿軸采用一端固定一端游動(dòng)的支撐方案，固定端采用兩個(gè)角接觸球軸承，以承受蝸桿軸向力，按軸徑初選7211AC；游動(dòng)端采用一個(gè)深溝球軸承，只承受徑向力，按軸徑初選6202。

59、 5.2蝸桿軸承的校核 1．軸承的主要性能參數(shù) 查手冊(cè)7211AC軸承主要性能參數(shù)如下： 查手冊(cè)6202軸承主要性能參數(shù)如下： 2．軸承受力情況 ；； ； X、Y值 沖擊載荷系數(shù) 3．當(dāng)量動(dòng)載荷 4．軸承壽命 （球軸承） <48000h 壽命合格 5．當(dāng)量靜載荷 、 、 、 兩式中取大值 安全系數(shù) 6．計(jì)算額定靜載荷 ＜靜載合格 載荷系數(shù)

60、 載荷分布系數(shù) 7．許用轉(zhuǎn)速 大于工作轉(zhuǎn)速1440r/min 結(jié)論：所選軸承能滿(mǎn)足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。 圖5-1 JWB100蝸輪絲桿升降機(jī)裝配圖 第6章 結(jié)論 本設(shè)計(jì)為JWB100滾珠絲杠升降機(jī)，主要是對(duì)蝸輪蝸桿、蝸輪絲杠的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中升降機(jī)所處的工作環(huán)境、工作壓力、傳動(dòng)方式以及結(jié)構(gòu)、材料選擇等其他各項(xiàng)數(shù)據(jù)參照進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)選材在進(jìn)行了比較之后主要以絲杠為40Cr，蝸桿為42CrMo

61、，蝸輪為ZCuSn10Pb1,作為主要的研究對(duì)象，對(duì)其工作受力性、材料的剛性、韌性、散熱性等進(jìn)行了分析，并以升降機(jī)裝置的使用特點(diǎn)及用途出發(fā)，確定了以蝸輪蝸桿、蝸輪絲杠兩種傳動(dòng)裝置為主要傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方案，制定了蝸輪、蝸桿、絲杠之間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并制定了檢測(cè)方案。 在設(shè)計(jì)中，對(duì)升降機(jī)的結(jié)構(gòu)、零件的選擇是設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。在參考了大量的文獻(xiàn)資料之后，對(duì)升降機(jī)零件的選用及校核，是這次設(shè)計(jì)中重點(diǎn)部分，采用了圓弧圓柱蝸輪蝸桿裝置，故在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面是不錯(cuò)的。 唯一不足之處就是對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置中易出現(xiàn)的溫度過(guò)高，效率低等問(wèn)題沒(méi)有進(jìn)行更加細(xì)致的研究。 本設(shè)計(jì)還存在一些不足之處，主要由于本人對(duì)設(shè)計(jì)方法的經(jīng)

62、驗(yàn)不足，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，今后還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這方面知識(shí)的學(xué)習(xí)。 參考文獻(xiàn) [1] 邱棟良. 國(guó)內(nèi)外升降機(jī)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].起重運(yùn)輸機(jī)械，1999(7):5～9 [2] 須雷. 現(xiàn)代升降機(jī)的特征和發(fā)展趨向[J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，1997(10)：3～7 [3] 王秀彥，蔡生理.升降式工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].液壓傳動(dòng)，1999(3):10～15. [4] 樊錦波.車(chē)抗移動(dòng)式液壓舉升機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].機(jī)床與液壓，2002(5):36～40. [5] 魏桂香，鏡蓋自動(dòng)開(kāi)合裝置設(shè)計(jì)[J].電光系統(tǒng)，2004 [6] 張質(zhì)文. 升降機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 中國(guó)鐵道出版社，1998. [

63、7] 王旭，王積森.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [8] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京: 高等教育出版社，2001. [9] 陳道南，盛漢中.升降機(jī)課程設(shè)計(jì)[M].北京:冶金工業(yè)出版社，1983. [10] 胡宗武，顧迪民.升降機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京:北京科學(xué)技術(shù)出版社，1989. [11] 須雷. 升降機(jī)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法[J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械，1996(8)：3～8. [12] 耿金萍，高頂，孫合新，郭亞彬.基于pro/E的蝸桿蝸輪參數(shù)化造型及分析[J].煤礦機(jī)械，2010 [13] Machine Tools N.chernor 1984. [

64、14] Machine Tools Netalworking John L.Feirer 1973. [15] Handbook of Machine Tools Manfred weck 1984. 致 謝 經(jīng)過(guò)16周的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有指導(dǎo)老師的監(jiān)督指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師劉麗老師，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從課題資料查閱，到設(shè)計(jì)方案的確定和修改、中期檢查、后期詳細(xì)設(shè)計(jì)、裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我細(xì)心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜繁瑣，但是劉老師仍然細(xì)心地糾正圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中的錯(cuò)誤。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)，使我們從大一剛?cè)胄５那酀D(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的成熟。 最后要感謝我的母?！蜿?yáng)工大學(xué)四年來(lái)對(duì)我的大力栽培！ 附錄 圖1 滾珠絲杠升降機(jī)系統(tǒng) 44