畢業(yè)設(shè)計（論文）攪拌桶焊接裝置升降裝置

分類號 UDC 單位代碼 10644 密 級 公 開 學(xué) 號 xxxxxxx 本科畢業(yè)設(shè)計 攪拌桶焊接裝置-升降裝置設(shè)計 學(xué)生姓名： xxxx 二級學(xué)院： 物理與機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械工程及自動化 班 級： 201xx級x班 學(xué) 號： 2011xxx 指導(dǎo)教師： xxxxxx 完成時間： 年 月 日 中 國 達 州 年 月1 摘要- 1 -Abstract:.- 2 -1.引言- 3 -2. 總體方案設(shè)計與選擇- 4 -3. 電動機的選擇- 5 -3.1電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇- 5 -3.1.1電動機容量的選擇- 5 -3.1.2電動機轉(zhuǎn)速的選擇- 5 -4.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)- 6 -4.1傳動裝置的總傳動比及其分配- 6 -4.1.1計算總傳動比- 6 -4.1.2合理分配各級傳動比- 6 -4.2各軸轉(zhuǎn)速- 6 -4.3各軸的輸入功率- 6 -4.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩- 7 -4.5運動和動力參數(shù)表- 7 -5.傳動零件的設(shè)計計算- 8 -5.1傳動零件類型- 8 -5.2 V帶傳動的設(shè)計- 8 -5.2.1計算的功率- 8 -5.2.2選擇V帶的類型- 8 -5.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速v- 8 -5.2.4確定中心距,并選擇V帶的基準(zhǔn)長度- 9 -5.2.5驗算小帶輪上的包角- 9 -5.2.6確定帶的根數(shù)Z- 10 -5.2.7確定帶的初拉力- 10 -5.2.8計算帶傳動的壓軸力- 10 -5.3V帶輪的設(shè)計- 10 -5.3.1V帶輪的設(shè)計內(nèi)容- 11 -5.3.2帶輪的材料- 11 -5.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)形成- 11 -5.3.4帶的尺寸- 12 -5.3.5 V帶輪的輪槽- 12 -5.4蝸輪蝸桿的設(shè)計及其參數(shù)計算- 13 -5.4.1傳動參數(shù)- 13 -5.4.2 蝸輪蝸桿材料及強度計算- 13 -5.4.3 計算相對滑動速度與傳動效率- 14 -5.4.4確定主要集合尺寸- 15 -5.4.5熱平衡計算- 15 -5.4.6蝸桿傳動的幾何尺寸計算- 15 -5.5.2按齒面接觸強度設(shè)計- 16 -5.5.3幾何尺寸計算- 17 -5.6直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計- 18 -5.6.1齒輪的材料及熱處理方法- 18 -5.6.2齒輪疲勞強度設(shè)計- 18 -5.6.3驗算輪齒彎曲疲勞強度- 19 -6.絲杠的選擇- 19 -7.平臺的受力計算及校核- 19 -7.1平臺的材料及材料的形狀- 19 -7.2平臺的受力分析- 20 -7.3平臺的支撐桿受力校核- 20 -7.4平臺的支撐桿穩(wěn)定性的校核- 21 -8.軸的設(shè)計計算及校核- 22 -8.1輸出軸的設(shè)計- 22 -8.1.1選擇軸的材料及熱處理- 22 -8.1.2初算軸的最小直徑- 22 -9.聯(lián)軸器的選擇- 24 -9.1載荷計算- 24 -9.2選擇聯(lián)軸器的型號- 24 -10.軸承的選擇及校核- 25 -10.1初選輸入軸的軸承型號- 25 -10.1.1計算蝸桿軸的受力- 25 -11.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計- 27 -11.1蝸桿軸的結(jié)構(gòu)- 27 -11.2蝸桿軸的徑向尺寸的確定- 27 -11.3蝸桿軸的軸向尺寸的確定- 28 -11.4蝸輪軸的結(jié)構(gòu)- 28 -造型如下：- 28 -11.5蝸輪軸的軸上零件的定位、固定和裝配- 29 -11.6蝸輪軸的徑向尺寸的確定- 29 -11.7蝸輪軸的軸向尺寸的確定- 29 -11.8蝸輪的強度校核- 30 -12.鍵連接設(shè)計計算- 32 -12.1蝸桿聯(lián)接鍵- 32 -12.2蝸輪鍵的選擇與校核- 32 -13.箱體的設(shè)計計算- 33 -13.1箱體的構(gòu)形式和材料- 33 -13.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系- 33 -14.螺栓等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇- 34 -14.1螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇- 34 -14.2銷，墊圈墊片的選擇- 35 -14.3減速器結(jié)構(gòu)與潤滑的概要說明- 35 -14.4減速器的結(jié)構(gòu)- 35 -14.5減速箱體的結(jié)構(gòu)- 36 -14.6速器的潤滑與密封- 36 -14.7減速器附件簡要說明- 36 -15.總結(jié)- 37 -參考文獻- 38 -謝 辭- 39 -III攪拌桶焊接裝置-升降裝置 機械工程及自動化2011級xx班：xxx 指導(dǎo)教師：xxxx摘要：隨著當(dāng)代機械業(yè)的快速發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求也越來越高，因此，具有緊湊結(jié)構(gòu)，操作方便，升降平穩(wěn)等優(yōu)點的升降裝置起著極其重要的作用。同時，升降裝置對提高搬運效率，減輕了勞動強度等都有著重要的意義。為此，我們針對焊接攪拌桶的特點，提出了專門用于焊接的升降裝置的方法。本文對傳動零件的設(shè)計和加工工藝進行了研究。本文根據(jù)實際生產(chǎn)情況和研究的需求，通過分析根據(jù)需要算出相應(yīng)的參數(shù)。關(guān)鍵詞：升降裝置；齒輪；軸承；減速器Centrifugal Fan ImpellerMechanical engineering and automationThe class x of grade 2011: xxxx The instructor: xxxxAbstract:Withtherapiddevelopmentofmodernmechanics,societyisbecomingmoreandmorehightotherequirementofproductivity,therefore,hasacompactstructure,convenientoperation,steadyliftingtheadvantagesofliftingdeviceplaysanextremelyimportantrole.Atthesametime,theliftingdevicetoimprovethehandlingefficiency,reducethelaborintensityandsoonallhaveimportantmeaning.Tothisend,weaccordingtothecharacteristicsoftheweldingstirringbarrels,speciallyfortheweldingoftheliftinggearmethodisproposed.Inthispaper,thedesignofthetransmissionpartsandprocessingtechnologywerestudied.Inthispaper,accordingtotheactualproductionsituationandresearchneeds,throughtheanalysisaccordingtotheneedtocalculatethecorrespondingparameters.Key words: Liftinggear; Gear; Bearing ; Reducer1.引言畢業(yè)設(shè)計是考察學(xué)生全面在掌握基本理論知識的重要環(huán)節(jié)。本次是設(shè)計一個攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)，攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)是用于攪拌桶焊接過程中調(diào)節(jié)焊接的高度的升降的一個傳動裝置。本攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)（電機減速器傳動裝置平臺），本人是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成的。該課程設(shè)計內(nèi)容包括：參數(shù)選擇，傳動裝置總體設(shè)計，電動機的選擇，運動參數(shù)計算，V帶及V帶輪的設(shè)計，蝸輪蝸桿傳動設(shè)計，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計，蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核，直齒輪和變相齒輪的設(shè)計計算，平臺的設(shè)計及校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，減速器其他零件的選擇，減速器的潤滑等。設(shè)計參數(shù)的確定和方案的選擇通過查詢有關(guān)資料所得。攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)的計算機輔助機械設(shè)計，計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，通過本課題的研究，將進一步深入地對這一技術(shù)進行深入地了解和學(xué)習(xí)。本文主要介紹攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程及其相關(guān)零、部件的CAD圖形。計算機輔助設(shè)計（CAD），計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，能清楚、形象的表達減速器的外形特點。該攪拌焊接裝置的升降結(jié)構(gòu)的設(shè)計基本上符合生產(chǎn)設(shè)計要求，限于作者初學(xué)水平，錯誤及不妥之處望老師批評指正。2. 總體方案設(shè)計與選擇 通過對設(shè)計要求的閱讀了解，大體總結(jié)并設(shè)計出了以下兩個方案：方案一：用一個折疊式的升降形式，通過折疊結(jié)構(gòu)的收縮達到預(yù)期的要求，能夠運動的范圍較廣，但支撐穩(wěn)定性較差，速度控制一般；方案二：用一個絲杠作為支撐，通過絲杠的轉(zhuǎn)動達到預(yù)期的要求，運動范圍稍小，但支撐穩(wěn)定性較好，速度控制較好。通過對兩個方案進一步的了解加深，由于該裝置的運動范圍的要求較低，穩(wěn)定性要求較高，速度控制要求較高，故選擇方案二。下面則為方案二的部分傳動結(jié)構(gòu)簡圖：3. 電動機的選擇 3.1電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇 因為本傳動的工作狀況是：載荷較平穩(wěn)、雙向-旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)系列的電動機。其中V帶傳動；渦輪蝸桿減速器聯(lián)軸器；錐齒輪傳動；圓柱齒輪傳動；絲杠傳動。3.1.1電動機容量的選擇 工作機所需功率Pw 初步估算工作臺總量G=15000N 運動速度 傳動裝置的總效率 電動機的輸出功率初定絲杠選擇為10016-4 故 3.1.2電動機轉(zhuǎn)速的選擇 推算電動機轉(zhuǎn)速可選范圍，查得渦輪蝸桿傳動比范圍=1080，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為：初選同步轉(zhuǎn)速分別為1000r/min和1500r/min的兩種電動機進行比較后，選定同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y90S-6，參數(shù)如下：表3-1 電機型號選擇電動機型號額定功率（kw）滿載功率（r/min）軸徑（mm）Y90S-60.759102.02.0244.計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 4.1傳動裝置的總傳動比及其分配 4.1.1計算總傳動比由電動機的滿載轉(zhuǎn)速和工作機主動軸轉(zhuǎn)速可確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為：=29.12 4.1.2合理分配各級傳動比 分別為渦輪蝸桿減速器傳動比、直齒輪傳動裝置傳動比、錐齒輪傳動裝置減速器、V帶傳動裝置傳動比。故: 4.2各軸轉(zhuǎn)速； ； ； ； ； ； ； ； 4.3各軸的輸入功率 4.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 用公式計算; ; ; ; 4.5運動和動力參數(shù)表表4-1 運動和動力參數(shù)項目電動機軸一級渦輪蝸桿減速器變相錐齒輪112356轉(zhuǎn)速(r/min)91091031.2531.2531.25功率(kw)0.750.7050.49350.24190.2395轉(zhuǎn)矩(N*m)7.8717.399150.81 73.92 73.19傳動比129.121效率0.940.700.94項目中間軸直齒輪變相錐齒輪24789轉(zhuǎn)速(r/min)31.2531.2531.2531.25功率(kw)0.24430.24430.22960.2158轉(zhuǎn)矩(N*m)74.6674.6670.18 65.96傳動比111效率0.990.940.94 5.傳動零件的設(shè)計計算 5.1傳動零件類型 （1）V帶；（2）渦輪蝸桿減速器；（3）直齒輪傳動；（4）錐齒輪傳動； 5.2 V帶傳動的設(shè)計 5.2.1計算的功率 ； ； 5.2.2選擇V帶的類型 根據(jù)計算功率 ；和小帶輪的轉(zhuǎn)速，從機械設(shè)計基礎(chǔ)圖8-11選取普通V帶的類型 選擇Z型 5.2.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速v 1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)V帶的帶型，參考機械設(shè)計基礎(chǔ)表8-6和表8-8確定小帶輪的基準(zhǔn)直， 且使 選擇2） 驗算帶速v 根據(jù)式 符合條件3） 計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 由，得 5.2.4確定中心距,并選擇V帶的基準(zhǔn)長度1） 中心距的計算 根據(jù)帶傳動總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合式： 初定 得到 初定 2）計算相應(yīng)的帶長 由此初定 3）計算中心距及其變動范圍 傳動的實際中心距近似為 變動范圍 5.2.5驗算小帶輪上的包角由式：可知，小帶輪上的包角大于等于大帶輪上的包角又由式可知，小帶輪上帝總摩擦力相應(yīng)的小于大帶輪上的總摩擦力。因此打滑也只可能在小帶輪上發(fā)生，為提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使 5.2.6確定帶的根數(shù)Z 取帶的根數(shù)為3 5.2.7確定帶的初拉力 由式： 并計入離心力和包角的影響，可得單根V帶所需的最小初拉力為： 安裝初拉力 運轉(zhuǎn)后初拉力 5.2.8計算帶傳動的壓軸力 為了設(shè)計帶輪軸的軸承，需要計算帶傳動作用在軸上的壓軸力5.3V帶輪的設(shè)計 5.3.1V帶輪的設(shè)計內(nèi)容 根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑和帶輪轉(zhuǎn)速等已知條件，確定帶輪的材料，結(jié)構(gòu)形式、 輪槽、輪輻和輪轂的幾何尺寸、公差和表面粗糙度以及相關(guān)技術(shù)要求。 5.3.2帶輪的材料 常用的帶輪材料為HT150或者HT200，轉(zhuǎn)速較高時可以采用鑄鋼或者用鋼板沖壓后焊接而成，小功率時可采用鑄鋁或塑料。 帶輪的轉(zhuǎn)速為： 材料選用HT200 5.3.3帶輪的結(jié)構(gòu)形成 V帶輪由輪緣、輪輻和輪轂組成 V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為（d為安裝帶輪的軸的直徑，mm）時，可采用實心式，當(dāng)時，可采用腹板式；當(dāng)同時時，可采用孔板式；當(dāng)時，可采用輪輻式。 采用腹板式輪轂和輪輻的尺寸參見機械設(shè)計基礎(chǔ)圖8-14中的經(jīng)驗公式得： 圖5-1 V帶輪的結(jié)構(gòu) 5.3.4帶的尺寸 Z型 ； 5.3.5 V帶輪的輪槽 V帶輪的輪槽與所選用的V帶的型號相對應(yīng) V帶繞在帶輪上以后發(fā)生彎曲變形，使V帶工作面的夾角發(fā)生變化。 為了使V帶的工作面與帶輪的輪槽工作面緊密結(jié)合，將V帶輪輪槽的工作面夾角做成小于40V帶安裝到輪槽中后，一般不應(yīng)超出帶輪外圓，也不應(yīng)與輪槽底部接觸。為此規(guī)定了輪槽基準(zhǔn)直徑到帶輪外圓和底部的最小高度輪槽工作表面的粗糙度為1.6或3.2；圖5-2 V帶的結(jié)構(gòu)5.4蝸輪蝸桿的設(shè)計及其參數(shù)計算 5.4.1傳動參數(shù)蝸桿輸入功率P=0.705 kW，蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速，理論傳動比i=29.12，實際傳動比i=29，蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)為 蝸輪轉(zhuǎn)速 5.4.2 蝸輪蝸桿材料及強度計算減速器的為閉式傳動，蝸桿選用材料45鋼經(jīng)表面淬火，齒面硬度 >45 HRC,蝸輪緣選用材料ZCuSn10Pb1,砂型鑄造。蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力，由機械設(shè)計基礎(chǔ)表4-5可知,=180MPa.估取嚙合效率： 蝸輪軸轉(zhuǎn)矩： 載荷系數(shù)：載荷平穩(wěn)，蝸輪轉(zhuǎn)速不高，取K=1.1.計算值 = =模數(shù)及蝸桿分度圓直徑由機械設(shè)計基礎(chǔ)表4-1取標(biāo)準(zhǔn)值，分別為：模數(shù) m=5 蝸桿分度圓直徑 5.4.3 計算相對滑動速度與傳動效率蝸桿導(dǎo)程角 蝸桿分度圓的圓周速度 相對活動速度 當(dāng)量摩擦角取 驗算嚙合效率 （與初取值相近）。傳動總效率 （在表4-4所列范圍內(nèi)）。 5.4.4確定主要集合尺寸蝸輪分度圓直徑： 中心距 5.4.5熱平衡計算環(huán)境溫度 取工作溫度 取傳熱系數(shù) 取需要的散熱面積 5.4.6蝸桿傳動的幾何尺寸計算名 稱公式說明及結(jié)果表5-1 蝸桿傳動的幾何尺寸計算 所以 ，與蝸桿螺旋線方向相同蝸桿齒距 蝸桿齒頂高 蝸桿頂隙 蝸桿齒根高 蝸桿齒高蝸桿分度圓直徑 蝸桿齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑蝸 桿 導(dǎo) 程 角蝸 桿 齒 寬 蝸輪分度圓直徑蝸輪 喉圓 直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪 外圓 直徑蝸輪咽喉母圓半徑蝸 輪 螺 旋 角 蝸 輪 齒 寬中 心 距 5.5直齒輪的設(shè)計計算 5.5.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）按照總的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 2）該齒輪只是用于傳動，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。 3）材料選擇。由機械設(shè)計基礎(chǔ)表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。 4）選擇小齒輪的齒數(shù)z124，大齒輪齒數(shù)z224 5.5.2按齒面接觸強度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進行計算，即 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選1.6，1.0， ；=189.8，KHN10.90；KHN20.95；=600MPa，S1=1,550MPa， =540MPa, =522.5MPa, =531.25MPa則72.48mm，圓周速度v=0.119，b=72.48mm， ， ， 計算載荷系數(shù)K。 已知載荷平穩(wěn)，所以取KA=1，=1.04，=1.4，=1.3， 故載荷系數(shù)=2.23按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 計算模數(shù) 按齒根彎曲強度設(shè)計 mn 確定計算參數(shù) 計算載荷系數(shù)=2.07查表得=1.58，0.75YFa1=2.80，YFa2=2.20Ysa1=1.55；Ysa2=1.78小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪彎曲強度極限；彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85，=0.88，彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4， =303.57MPa =238.86MPa 計算大、小齒輪的并加以比較=0.0143，=0.0164 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計計算 1.3mm，故取=2.0mm，已可滿足彎曲強度。 但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得分度圓直徑=80.95mm 來計算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由=24.02，取=24，則=24，取=24 5.5.3幾何尺寸計算 計算中心距 圓整后取81mm 計算大、小齒輪的分度圓直徑 計算齒輪寬度 b=72.48mm，圓整后取B2=75mm，B1=80mm。5.6直齒圓錐齒輪傳動設(shè)計 5.6.1齒輪的材料及熱處理方法小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度220HBS，HBS1-HBS2=260-220=40,合適。查得Flim1=240Mpa, Flim2=240Mpa,SF=1.3故粗選8級精度；取小齒輪齒數(shù)Z1=24 大齒輪齒數(shù)Z2=24 ,與要求一致 5.6.2齒輪疲勞強度設(shè)計 查表，取載荷系數(shù)K=1.1，推薦齒寬系數(shù)R=0.25-0.3，取R=0.3 （1）計算分度圓錐角1=arctan= arctan=45；2=90-1=90-45=45 （2）計算當(dāng)量齒數(shù)Zv1=46； Zv2=46 （3）計算模數(shù) 查的YF1=3.02, YF2=2.16 因為=0.023，=0.011；，故將代入計算。mm （4）計算大端模數(shù)m =3.67；查表取m=4.5 （5）計算分度圓直徑d1=mZ1=4.524=108mmd2=mZ2=4.524=108mm (6)計算外錐距R=152.74mm (7)計算齒寬b=RR=0.3152.74=45.82mm；取b1=b2=50mm (8)計算齒輪的圓周速度 齒寬中點處直徑dm1=d1(1-R)=108(1-0.3)=75.6mm則圓周速度 v =由表可知，選擇8級精度合適。 5.6.3驗算輪齒彎曲疲勞強度 F1=47.29Mpa F1=129Mpa, F1F1，故安全。6.絲杠的選擇 根據(jù)任務(wù)要求，工作臺的重量不超過1500KG，移動速度為0.5m/min，通過最開始的傳動分配中可知，絲杠的轉(zhuǎn)動速度約為31.25r/min，由此，初定絲杠選擇為10016-4，10016-4的承重量為2000KG，導(dǎo)程為16mm，速度V=16mm31.25r/min=0.5m/min 故：10016-4的絲杠符合要求7.平臺的受力計算及校核7.1平臺的材料及材料的形狀 考慮到平臺的承重為1500KG，故選Q235B鋼，鋼的類型選擇角鋼7.2平臺的受力分析7.3平臺的支撐桿受力校核圖中G為平臺的自重，F(xiàn)為站在平臺上的工作人員的重量，F(xiàn)n為絲杠的支持力Fe和Ft分別為豎的支撐架的支持力，其中G=15000N,F=3000N,每根橫鋼和豎鋼長度L=1.2m有圖可得：橫桿與豎桿的接觸點的彎矩為零 桿所受的壓力在承受范圍之內(nèi)7.4平臺的支撐桿穩(wěn)定性的校核查閱資料知，本次采用的角鋼為10規(guī)格的45鋼制成，其中，桿的相關(guān)查閱數(shù)據(jù)如下：1） 由題得：支撐桿簡化成兩端鉸支桿，=1。截面為L型，。柔度為所以不能用歐拉公式計算臨界壓力。為確定如用直線公式，由材料力學(xué)表9.2查得優(yōu)質(zhì)碳鋼的a和b分別是：可見桿的柔度滿足，是中等柔度壓桿。由直線公式求出臨界應(yīng)力為臨界壓力是支撐桿的工作安全因素為所以支撐桿滿足穩(wěn)定性要求8.軸的設(shè)計計算及校核8.1輸出軸的設(shè)計 8.1.1選擇軸的材料及熱處理考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，其傳遞的功率不大，對其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 8.1.2初算軸的最小直徑已知軸的輸入功率為0.705kW，轉(zhuǎn)速為910 r/min.根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-4可知，C值在106118間。渦輪蝸桿輸入軸的最小直徑： 但是，由于軸上有1個鍵槽，計入鍵槽的影響： 已知輸出軸的輸入功率為0.4935kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則渦輪蝸桿輸出軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知變相齒輪1輸入軸的輸入功率為0.2419kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則變相齒輪輸入軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知變相齒輪1輸出軸的輸入功率為0.2395kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則變相齒輪輸出軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知中間軸的輸入功率為0.2443kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則中間軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知直齒輪輸入軸的輸入功率為0.2443kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則直齒輪輸入軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知直齒輪輸出軸的輸入功率為0.4935kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則直齒輪輸出軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知變相錐齒輪2輸入軸的輸入功率為0.2158kW，轉(zhuǎn)速為31.25r/min，則變相錐齒輪2輸入軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 9.聯(lián)軸器的選擇9.1載荷計算已知蝸輪軸計算轉(zhuǎn)矩為150.81N.m，直齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為74.66N.m，中間軸的轉(zhuǎn)矩74.66N.m，變相齒輪的計算轉(zhuǎn)矩為73.92N.m9.2選擇聯(lián)軸器的型號查機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表14.2可知，渦輪的直徑D=32mm，直齒輸入端直徑d=25mm，中間軸直徑d=25mm,變相齒輪輸入端直徑d=25mm查機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表13.1可知，渦輪軸的輸出端選用GYH4型彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標(biāo)記 GYH4聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 查機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表13.1可知，中間軸的輸入端選用GYH3型彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標(biāo)記 GYH3聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 查機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表13.1可知，中間軸的輸入端選用GYH3型彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標(biāo)記 GYH3聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 10.軸承的選擇及校核10.1初選輸入軸的軸承型號據(jù)已知工作條件和渦輪蝸桿輸入軸的軸頸，由機械設(shè)計基礎(chǔ)附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30302（一對），其尺寸：D=42mm,d=15mm,B=13mm。據(jù)已知工作條件和渦輪蝸桿輸出軸的軸頸，由機械設(shè)計基礎(chǔ)附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承32907（一對），其尺寸：D=55mm,d=35mm,B=14mm。據(jù)已知工作條件和變相齒輪輸入軸的軸頸，由機械設(shè)計基礎(chǔ)附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30206（一對），其尺寸：D=62mm,d=30mm,B=16mm。據(jù)已知工作條件和變相齒輪輸出軸的軸頸，由機械設(shè)計基礎(chǔ)附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30206（一對），其尺寸：D=62mm,d=30mm,B=16mm?；绢~定動載荷 C=63000N計算系數(shù) e=0.37軸向載荷系數(shù) Y=1.6 10.1.1計算蝸桿軸的受力蝸桿軸的切向力，軸向力和徑向力蝸桿軸： 蝸輪軸： 1)計算軸承內(nèi)部軸向力軸承的內(nèi)部軸向力： 2)計算軸承的軸向載荷軸承2的軸向載荷 由已知得，與方向相同，其和為 （軸承2為“壓緊”端），所以 軸承1的軸向載荷 （軸承1為“放松”端） 3)計算當(dāng)量動載荷軸承1的載荷系數(shù) 根據(jù)，由表8-8可知軸承2的載荷系數(shù) 根據(jù)，由表8-8可知軸承1的當(dāng)量動載荷 軸承2的當(dāng)量動載荷 所以軸承的當(dāng)量動載荷取、中較大者，所以 4)計算軸承實際壽命溫度系數(shù) 由機械設(shè)計基礎(chǔ)表8-6可知載荷系數(shù) 由機械設(shè)計基礎(chǔ)表8-7可知壽命指數(shù) 滾子軸承 軸承實際壽命 軸承預(yù)期壽命 結(jié)論 由于 軸承30208滿足要求11.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計11.1蝸桿軸的結(jié)構(gòu)造型如下：11.2蝸桿軸的徑向尺寸的確定從聯(lián)軸段開始逐漸選取軸段直徑，起固定作用，定位軸肩高度，故 。該直徑處安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑，應(yīng)取；與軸承的內(nèi)徑相配合，為便與軸承的安裝，取，選定軸承型號為30208，與蝸輪相配合，取蝸桿的齒根圓直徑，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取；與軸承的內(nèi)徑配合，與相同，故?。黄鸲ㄎ蛔饔?，定位軸肩高度故，取。11.3蝸桿軸的軸向尺寸的確定聯(lián)軸段??；軸肩段??；與軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為18mm；左軸承到蝸桿齒寬；蝸桿齒寬；即，??；蝸桿齒寬右面到右軸承間的軸環(huán)與左面相同取；與右軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為18mm；軸的總長為320mm。11.4蝸輪軸的結(jié)構(gòu)造型如下：圖11-1 輸出軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩11.5蝸輪軸的軸上零件的定位、固定和裝配單級減速器中，可將蝸輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸固定，軸向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別一軸肩和套筒定位，軸向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位，右面用軸端擋圈軸向固定，鍵聯(lián)接作軸向固定。軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，蝸輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝到軸上。11.6蝸輪軸的徑向尺寸的確定從左軸承段與軸承的內(nèi)徑相配合，為便與軸承的安裝取，選定軸承型號為30214開始逐漸選取軸段直徑，起固定作用，定位軸肩高度，該直徑處安裝密封氈圈，標(biāo)準(zhǔn)直徑，應(yīng)?。慌c蝸輪孔徑相配合，取蝸輪的內(nèi)徑，按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取； 與軸承的內(nèi)徑配合，與相同，故??；聯(lián)軸段；起定位作用，定位軸肩高度故??；11.7蝸輪軸的軸向尺寸的確定 左面與軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為；左軸承到蝸輪齒寬間的套筒?。晃佪嘄X寬，故?。晃佪嘄X寬右面到右軸承間的軸環(huán)與左面相同??；與右軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為24mm；右軸肩段，聯(lián)軸段，故軸的總長為280mm。11.8蝸輪的強度校核已知蝸輪的切向力 蝸輪的徑向力 蝸輪軸向力 求水平面支反力： 水平面彎矩： 垂直面支反力，由,即 ，得 在鉛垂方向上，由，即,得 垂直面彎矩 根據(jù)合成彎矩 得C截面左側(cè)彎矩 C截面右側(cè)彎矩 轉(zhuǎn)矩T 當(dāng)量彎矩 由當(dāng)量彎矩圖和軸的結(jié)構(gòu)圖可知，C和D處都有可能是危險截面，應(yīng)分別計算其當(dāng)量彎矩，此處可將軸的鈕切應(yīng)力視為脈動循環(huán)，取，則C截面左側(cè)當(dāng)量彎矩 C截面右側(cè)當(dāng)量彎矩 所以C截面處當(dāng)量彎矩在以上兩數(shù)值中取較大者，即D截面彎矩 D截面合成彎矩 D截面當(dāng)量彎矩 求危險截面處軸的計算直徑 許用應(yīng)力，軸的材料用45鋼，由機械設(shè)計基礎(chǔ)表7-1可知，C截面直徑計算 D截面直徑計算 經(jīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖比較，C截面和D截面的計算直徑分別小于其結(jié)構(gòu)設(shè)計確定的直徑，故軸的強度足夠。12.鍵連接設(shè)計計算12.1蝸桿聯(lián)接鍵表12-1 蝸桿鍵的選擇鍵的選擇和參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。由機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表11.27查得d=30mm時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096轉(zhuǎn) 矩鍵長接觸長度許用擠壓應(yīng)力校 核查機械設(shè)計基礎(chǔ)表2-12鍵連接鋼的許用擠壓應(yīng)力為故滿足要求12.2蝸輪鍵的選擇與校核表12-2 渦輪鍵的選擇鍵的選擇和參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。由機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表11.27查得d=55時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096轉(zhuǎn) 矩鍵長接觸長度許用擠壓應(yīng)力校 核查機械設(shè)計基礎(chǔ)表2-12鍵連接鋼的許用擠壓應(yīng)力為故滿足要求鍵的選擇和參數(shù)選擇普通平鍵，圓頭。由機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書表11.27查得d=55時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096轉(zhuǎn) 矩鍵長接觸長度許用擠壓應(yīng)力校 核查機械設(shè)計基礎(chǔ)表2-12鍵連接鋼的許用擠壓應(yīng)力為故滿足要求13.箱體的設(shè)計計算13.1箱體的構(gòu)形式和材料采用下置剖分式蝸桿減速器（由于V=5m/s）鑄造箱體，材料HT150。13.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系表13-1 箱體的選擇 名稱 減速器型式及尺寸關(guān)系箱座壁厚 =11mm 箱蓋壁厚1 1=10mm箱座凸緣厚度b1，箱蓋凸緣厚度b，箱座底凸緣厚度b2 b=1.5=16mm b1=1.51=15mm b2=2.5=28mm地腳螺釘直徑及數(shù)目 df=19mm n=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1=14mm箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑 d2=10mm 螺栓間距 150mm軸承端蓋螺釘直徑 d3=9mm 螺釘數(shù)目4檢查孔蓋螺釘直徑 d4=6mmDf，d1，d2至外壁距離 df，d2至凸緣邊緣距離 C1=26,20,16 C2=24,14軸承端蓋外徑 D1=80mm D2=125mm軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S=140mm軸承旁凸臺半徑 R1=16mm軸承旁凸臺高度 根據(jù)軸承座外徑和扳手空間的要求由結(jié)構(gòu)確定箱蓋，箱座筋厚 m1=9mm m2=9mm蝸輪外圓與箱內(nèi)壁間距離 12mm蝸輪輪轂端面與箱內(nèi)壁距離 10mm14.螺栓等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下：14.1螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇表14-1 螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用螺栓GB5782-86 M10*35 數(shù)量為3個 M12*100 數(shù)量為6個螺母GB6170-86 M10 數(shù)量為2個 M10 數(shù)量為6個螺釘GB5782-86 , M6*20 數(shù)量為2個 M8*25 數(shù)量為24個 M6*16 數(shù)量為12個*（參考裝配圖）M10*35M12*100M10M12M6*20M8*25M6*1614.2銷，墊圈墊片的選擇表14-2 銷，墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86，B8*30， 數(shù)量為2個選用墊圈GB93-87 數(shù)量為8個選用止動墊片 1個選用石棉橡膠墊片 2個選用08F調(diào)整墊片 4個*（參考裝配圖）GB117-86B8*30GB93-87止動墊片石棉橡膠墊片08F調(diào)整墊片有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖14.3減速器結(jié)構(gòu)與潤滑的概要說明在以上設(shè)計選擇的基礎(chǔ)上，對該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤滑與密封，減速器的附件作一簡要的闡述。14.4減速器的結(jié)構(gòu)本課題所設(shè)計的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是在參照裝配圖的基礎(chǔ)上完成的，該項減速器主要由傳動零件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結(jié)零件（鍵，銷，螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤滑和密封裝置等組成。箱體為剖分式結(jié)構(gòu)，由I箱體和箱蓋組成，其剖分面通過蝸輪傳動的軸線；箱蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承孔和裝配時的相互位置；起蓋螺釘便于揭開箱蓋；箱蓋頂部開有窺視孔用于檢查齒輪嚙合情況及潤滑情況用于加住潤滑油，窺視孔平時被封??；通氣器用來及時排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺減速氣的提升得使用與箱座鑄成一體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機架或地基上。（具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖）14.5減速箱體的結(jié)構(gòu)該減速器箱體采用鑄造的剖分式結(jié)構(gòu)形式，具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖14.6速器的潤滑與密封蝸輪傳動部分采用潤滑油，潤滑油的粘度為118cSt（100C）查表10.6機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 潤滑油118Cst軸承部分采用脂潤滑，潤滑脂的牌號為ZL-2查表10.7設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 潤滑脂ZL-214.7減速器附件簡要說明該減速器的附件含窺視孔，窺視孔蓋，排油孔與油蓋，通氣空，油標(biāo)，吊環(huán)螺釘，吊耳和吊鉤，起蓋螺釘，其結(jié)構(gòu)及裝配詳見裝配圖。 15.總結(jié)攪拌桶焊接裝置升降裝置的設(shè)計是一個較為復(fù)雜的過程，通過這次設(shè)計覺得自己受益匪淺。機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的一個重要環(huán)節(jié)，它可以讓我們進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，通過設(shè)計把機械設(shè)計及其他有關(guān)先修課程（如機械制圖、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來。而且，本次設(shè)計是我們學(xué)生首次進行完整綜合的機械設(shè)計，它讓我樹立了正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)了我對機械工程設(shè)計的獨立工作能力；讓我具有了初步的機構(gòu)選型與組合和確定傳動方案的能力；為我今后的設(shè)計工作打了良好的基礎(chǔ)。通過本次畢業(yè)設(shè)計，還提高了我的計算和制圖能力；同時對減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解，對之前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié)，設(shè)計中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補。設(shè)計過程中我能夠比較熟悉地運用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB等），獲得了一個工程技術(shù)人員在機械設(shè)計方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。當(dāng)一份比較象樣的畢業(yè)設(shè)計完成的時候，我的內(nèi)心無法用文字來表達。幾天以來日日夜夜的計算與繪圖和在電腦前編輯排版說明書，讓我感覺做一個大學(xué)生原來也可以這么辛苦。但是，所有的這一切，都是值得的，它讓我感覺大學(xué)是如此的充實。參考文獻【1】宋寶玉.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京:高等教育出版社，2006.8【2】李秀珍.機械設(shè)計基礎(chǔ)(少學(xué)時).北京：機械工業(yè)出版社，2005.1【3】羅宗澤.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊.北京：高等教育出版社，2012.5【4】孫桓.機械原理.北京：高等教育出版社，2006.5【5】孫成奇.理論力學(xué).北京：高等教育出版社，2009.7【6】劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，2011.1【7】濮良貴、紀(jì)名剛.機械設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006.5【8】趙衛(wèi)軍.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京：高等教育出版社，2006 謝 辭 在畢業(yè)設(shè)計即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到設(shè)計的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！同時我還要特別感謝謝趙宗銀老師對我這次課程設(shè)計指導(dǎo)付出的苦心與汗水，謝謝你們。要是沒有你們的指導(dǎo)與幫助，我想也許我自己一個人無法這么快這么順利的完成了。- 40 -