小型鉆銑組合機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
小型鉆銑組合機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì),小型鉆銑組合機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì),小型,組合,機(jī)床,傳動系統(tǒng),設(shè)計(jì)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 小型鉆銑組合機(jī)床傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動化
班 級： 1201
學(xué)生姓名： 廉政
指導(dǎo)教師： 侯志敏
設(shè)計(jì)提交日期： 2016年 06 月 01 日
設(shè)計(jì)答辯日期： 2016年 06 月 06 日
摘要
本設(shè)計(jì)為小型鉆銑組合機(jī)床傳動裝置設(shè)計(jì)。由于此設(shè)計(jì)需要根據(jù)工廠的具體情況（條件），自行設(shè)計(jì)，制造，能供本廠生產(chǎn)使用的簡單的機(jī)床，所以本設(shè)計(jì)是按照工廠生產(chǎn)需要，進(jìn)行有針對性的設(shè)計(jì)制造。
在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)，可以利用方案有很多種，但是大部分傳動方案由于傳動比和結(jié)構(gòu)方面的原因不能使用，只有采用蝸桿—圓錐齒輪減速器。傳動比的分配本著機(jī)體結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕的原則來確定，傳動零件的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量選用既能滿足要求有是價(jià)格低廉的材料。根據(jù)小型鉆銑床的特點(diǎn)主要使用了兩級傳動裝置，第一級使用了蝸桿減速器，第二級采用了圓錐齒輪減速器，并且這兩級減速器分別獨(dú)立，各為一體。主要是考慮其以后的改裝方便和經(jīng)濟(jì)性易維護(hù)等方面，例如：蝸桿減速器為多用途設(shè)計(jì)，在本設(shè)計(jì)中為下置式，若需要上置式則能很快捷方便的進(jìn)行改裝。
本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分為多功能蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，它能改成蝸桿上置式工作，也能改成蝸桿下置式進(jìn)行工作?？衫糜邢薜奈锪拓?cái)力對機(jī)床做多功能的改造。
關(guān)鍵詞 簡易機(jī)床； 減速裝置； 傳動
Abstract
This design for simple horizontal milling machine transmission device design. As a result of this design needs according to the factory special details (condition), independently to design, the manufacture, can supply this factory production use the simple engine bed, therefore this design defers to the plant production need, carries on has the pointed design manufacture.
Discovered in the design process that, may have very many kinds using the plan, but majority of transmissions plan because the velocity ratio and the structure aspect reason cannot use, only then uses the worm bearing adjuster bevel gear reduction gear. The velocity ratio assignment in line with the body structure simple, the volume is small, the weight light principle determined that, the transmission components design should select as far as possible already can answer the purpose has is the price inexpensive material. Has mainly used two levels of transmission devices according to the horizontal milling machine characteristic, the first level has used the worm reducer, the second level has used the bevel gear reduction gear, and these two levels of reduction gears distinction is independent, each is a body. Mainly is considered its later the reequipping convenience and the efficiency will be easy to maintain and so on the aspect, for example: The worm reducer is the multipurpose design, in this design for down-apex, if needs on to set at the type then can very quick Czechoslovakia facilitate carries on the re equipment.
This design key point and the difficulty partially for the multipurpose worm reducer design, it can alter to on the worm bearing adjuster to set at the type work, also can alter to the worm bearing adjuster down-apex to carry on the work. May use the limited physical resource and the financial resource makes the multipurpose transformation to the engine bed. I am used to reading English for one hour at least every day, reciting the passages and memorizing the words and phrases, I could speak and write in in-fluent English now, and more than a second language, it’s interpenetrate everywhere in my life, it's life partner，I am used to doing exercises, playing basketball, running, fast-walking, playing badminton, tennis and so on, I have a sound body now, seldom grasped by flubs or fevers, thanks to this good habit, besides, I have made acquaintance with some other people who are doing with the same habit, we talk and learn from each other and make our life large and enriched.
Keyword: Simple engine-bed decelerating device transmission
目 錄
第一章 傳動裝置設(shè)計(jì) 1
1.1 銑床的認(rèn)識 1
1.2? 銑床的傳動方式? 2
第二章 選擇電動機(jī) 3
2.1 原始參數(shù) 3
2.2 電動機(jī)的選擇 3
第三章 傳動方案的選擇 4
3.1 計(jì)算總傳動比 4
3.2 選擇傳動形式 4
3.3 傳動方案的選擇 5
3.3.1 方案一： 5
3.3.2 方案二： 6
3.3.3 方案三： 7
3.3.4 方案四： 8
3.4 方案綜合考慮并選用 9
第四章 根據(jù)傳動方案計(jì)算運(yùn)動參數(shù) 10
4.1 傳動比的分配 10
4.2 蝸桿,蝸輪傳動計(jì)算 10
4.2.1 選擇材料 10
4.2.2 選擇蝸桿蝸輪的齒數(shù) 11
4.2.3 確定許用應(yīng)力 11
4.2.4 按接觸強(qiáng)度計(jì)算； 11
4.2.5 求蝸輪的圓周速度， 12
4.2.6 校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度 13
4.2.7 蝸輪齒根強(qiáng)度校核 13
4.2.8 計(jì)算幾何尺寸 13
4.2.9 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
4.2.10 各軸段軸向長度的確定 15
4.2.11 按許用彎曲應(yīng)力校核軸 16
4.2.12 蝸桿，蝸輪簡圖 17
4.3 蝸桿減速器軸承的選用 18
4.3.1 蝸桿軸軸承的選用 18
4.3.2 蝸輪軸軸承的選用 19
4.4 錐齒輪傳動設(shè)計(jì)...... 21
4.4.1 初步設(shè)計(jì)： 21
4.4.2 幾何計(jì)算。... 22
4.4.3 接觸疲勞強(qiáng)度校核 23
4.4.5 計(jì)算接觸應(yīng)力 24
4.4.6 錐齒輪的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
4.4.7 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的直徑 26
4.4.8 軸承的選用 27
第五章 減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 29
5.1 箱體的結(jié)構(gòu) 29
5.2 箱體的設(shè)計(jì) 29
5.3 箱體的附件設(shè)計(jì) 29
5.3.1 觀察孔和觀察孔蓋 29
5.3.2 通氣孔 30
5.3.3 油面指示器 30
5.3.4 軸承端蓋和密封裝置 30
第六章 鍵的選用 31
6.1 蝸桿減速器鍵的校核 31
6.2 圓錐齒輪減速器的鍵的選用 32
第七章 聯(lián)軸器的選擇 33
7.1 高速軸輸入端聯(lián)軸器的選擇 33
7.2 減速器之間的聯(lián)軸器 33
第八章 離合器的選擇 34
結(jié)論 36
參考文獻(xiàn) 37
致謝 38
前言
隨著社會的不斷進(jìn)步，在新經(jīng)濟(jì)的逼迫下我國的制造業(yè)獲得了很大的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，新設(shè)備，新技能的折舊速度也不斷加快。隨著機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)床加工在制造業(yè)中的重要地位是不可動搖的，但有了新的設(shè)備，舊的設(shè)備如何解決呢？只有對這種舊的設(shè)備進(jìn)行改革，創(chuàng)新，進(jìn)行升級改造。
金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，它是制造機(jī)器的機(jī)器。金屬切削機(jī)床是加工機(jī)器零件的主要設(shè)備，它所擔(dān)負(fù)的工作量約占機(jī)器總制造工作的40%---60%。機(jī)床的技術(shù)水平直接影響機(jī)械制造行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。
20世紀(jì)以來，齒輪變速箱的出現(xiàn)，使機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生了根本性的變化，隨著電氣，液壓等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)并在機(jī)床上得到普遍應(yīng)用，使機(jī)床技術(shù)有了迅速發(fā)展。除了通用機(jī)床外，又出現(xiàn)了許多變型品種和各式各樣的專用機(jī)床，在機(jī)床發(fā)展的這個(gè)階段，機(jī)床的動力已有自然力代替了人力，現(xiàn)在人們只需要操縱機(jī)床即可。
自動化，精密化，高效化和多樣化成為機(jī)床發(fā)展的特征，用以滿足社會的各種需要。我國的機(jī)床工業(yè)是在解放后建立起來的，經(jīng)過50多年的發(fā)展，已經(jīng)取得了很大的成就，但與世界先進(jìn)水平相比還有差距。
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，機(jī)械制造加工和制造業(yè)出現(xiàn)在了各個(gè)地方，利用陳舊的機(jī)床設(shè)備來進(jìn)行改裝，使其重新煥發(fā)青春，會有很好的前景。
根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，立足已有的舊設(shè)備對它們進(jìn)行技術(shù)改造是很受工廠青睞的。它主要有以下特點(diǎn)：
（1）經(jīng)濟(jì)性好，便于制造。
（2）小型化，不受場地條件的限制。
（3）專用化，提高了工作效率。
（4）便于維護(hù)，減輕了勞動力。
（5）運(yùn)輸方便。
本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：將機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)，機(jī)構(gòu)運(yùn)動尺寸設(shè)計(jì)，機(jī)械傳動強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，達(dá)到機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決傳動裝置的復(fù)雜工作。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第一章 傳動裝置設(shè)計(jì)
第一章 傳動裝置設(shè)計(jì)
1.1 銑床的認(rèn)識
銑床是用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。
最早的銑床是美國人惠特尼于1818年創(chuàng)制的臥式銑床；為了銑削麻花鉆頭的螺旋槽，美國人布朗于1862年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形；1884年前后又出現(xiàn)了龍門銑床；二十世紀(jì)20年代出現(xiàn)了半自動銑床，工作臺利用擋塊可完成“進(jìn)給-決速”或“決速-進(jìn)給”的自動轉(zhuǎn)換。
1950年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度。尤其是70年代以后，微處理機(jī)的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。
銑床種類很多，一般是按布局形式和適用范圍加以區(qū)分，主要的有升降臺銑床、龍門銑床、單柱銑床和單臂銑床、儀表銑床、工具銑床等。
升降臺銑床有萬能式、臥式和立式幾種，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣；龍門銑床包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件；單柱銑床的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進(jìn)給；單臂銑床的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。單柱銑床和單臂銑床均用于加工大型零件。
儀表銑床是一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件；工具銑床主要用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。其他銑床還有鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，它們都是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。
1.2? 銑床的傳動方式?
銑床中的傳動裝置大部分為減速裝置。如果對其進(jìn)行分析可以知道專用的銑床的減速裝置就是減速器。
減速器是用于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立機(jī)械傳動部件。由封閉在剛性箱體內(nèi)的齒輪傳動或蝸桿傳動組成，具有固定的傳動比，常用來降低轉(zhuǎn)速并相應(yīng)增大轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)工作需要。在某些場合也用來增大轉(zhuǎn)速，稱為增速器。
由于減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，傳遞運(yùn)動準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡單，并可批量生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。
圖1傳動裝置
1
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第二章 選擇電動機(jī)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第二章 選擇電動機(jī)
第二章 選擇電動機(jī)
2.1 原始參數(shù)
圖2 傳動結(jié)構(gòu)
傳動裝置的輸出轉(zhuǎn)矩：；傳動裝置的輸出轉(zhuǎn)速：。
2.2 電動機(jī)的選擇
（1）計(jì)算減速機(jī)構(gòu)所需功率
（2）估算電動機(jī)額定功率P
（3）選用電動機(jī)。
根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)計(jì)的傳動裝置不能過大，應(yīng)該選擇體積小，重量輕的電動機(jī) ； 查表選用Y90L-4電動機(jī)，其主要參數(shù)如下：
表1
電動機(jī)額定功率
1.5KW
電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速
1400r/min
電動機(jī)軸伸出端直徑
24mm
電動機(jī)伸出端安裝長度
50mm
8
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第三章 傳動方案的選擇
第三章 傳動方案的選擇
3.1 計(jì)算總傳動比
根據(jù)前面文中所選的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以確定出總傳動比：
（3-1）
3.2 選擇傳動形式
一般來說，傳動裝置的設(shè)計(jì)要求是：傳動鏈短，傳動效率高，不同類型機(jī)構(gòu)在傳動鏈中的位置順序安排合理。選擇傳動型式的基本原則如下：
（1）簡化傳動環(huán)節(jié)
在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下，傳動環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡短。傳動鏈越短，使用的機(jī)構(gòu)和零件數(shù)就越少。同時(shí)減少了能量損耗，機(jī)器的效率也就提高了，有利于提高機(jī)器的傳動精度和可靠性。
（2）提高傳動效率
（3）合理安排傳動機(jī)構(gòu)的順序
（4）合理的傳動比
合理分配傳動比，是傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。它將直接影響到傳動系統(tǒng)的外廓尺寸，重量，潤滑及傳動機(jī)構(gòu)的中心距等很多方面。
傳動比的具體分配應(yīng)該注意：
①選取每一級的傳動比時(shí)，其值應(yīng)該在常用的范圍內(nèi)。
②分配傳動比應(yīng)該注意使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)合理，避免各零件干涉與安裝不便。
③當(dāng)一級傳動的傳動比過大時(shí)，應(yīng)分成多級傳動，以減少尺寸并改善傳動性能。
3.3 傳動方案的選擇
題中所給的傳動示意圖
圖3 傳動示意圖
3.3.1 方案一：
根據(jù)圖的傳動裝置的路線可知：輸入軸和輸出軸相交，電動機(jī)要水平輸入，然后由傳動裝置垂直輸出到絲桿完成傳動工作，由此可知：傳動裝置要求有變相機(jī)構(gòu)，且這種機(jī)構(gòu)要求簡單可靠，圓錐齒輪在機(jī)械傳動中用于相交兩軸的傳動，因此可以選擇方案如下圖，此方案的優(yōu)點(diǎn)是：
(1)結(jié)構(gòu)簡單可靠，傳動效率高；
(2)運(yùn)動平穩(wěn)，噪聲?。?
缺點(diǎn)是：
(1)傳動比太小，得不到所需要的70的傳動比；
(2)制造安裝精度高；
此方案不行
3.3.2 方案二：
圖4 一級錐齒輪傳動
方案介紹：本方案使用了帶傳動和一級的錐齒輪傳動的組合結(jié)構(gòu)，此方案的優(yōu)點(diǎn)是：
(1)結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率高；
(2)能緩和載荷沖擊，有過載保護(hù)作用；
(3)運(yùn)動平穩(wěn)，無噪聲；
(4)經(jīng)濟(jì)性好，利于生產(chǎn)，維護(hù)；
(5)中心距變化范圍廣；
缺點(diǎn)是：
(6)不能保證可以得到允許高傳動比的狀態(tài)；
(7)有彈性滑動和打滑現(xiàn)象，使效率降低和不能保持準(zhǔn)確的傳動比；
(8)外型尺寸較大。
此方案也不行。
3.3.3 方案三：
圖5 圓柱齒輪減速器
由于照顧到工作環(huán)境和體積，選用閉式齒輪傳動。
為了能達(dá)到要求的傳動比，可以使用兩極圓錐——圓柱齒輪減速器，齒輪可以做成直齒，斜齒或曲線齒，特點(diǎn)是：
可以用于兩軸垂直相交的傳動中，也可以用于兩軸垂直相錯(cuò)的運(yùn)動中。
缺點(diǎn)是：
制造安裝復(fù)雜，成本較高，僅在傳動布置需要時(shí)才采用。
此減速器用于輸入軸與輸出軸相交且傳動比大的傳動，可以達(dá)到所需的傳動模式，但其致命的缺點(diǎn)是傳動比最大為40，小于70，因此此方案也不行。
為了達(dá)到要求的傳動比可以采用三級圓柱——圓錐齒輪減速器，這樣就可以得到高傳動比和變向模式，但是采用大傳動比后，減速器體積變的極為龐大，噪音也很大，潤滑要求高，不利于維護(hù)修理。
3.3.4 方案四：
圖5 蝸桿減速器
選擇蝸桿減速器，其傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動效率低，用于中小功率，輸入軸與輸出軸垂直交錯(cuò)的傳動，下置式蝸桿減速器潤滑條件較好，應(yīng)優(yōu)先使用由傳動裝置路線：水平輸入,垂直輸出,因此可以選擇蝸桿減速器中的立式蝸桿減速器。其傳動比最大可得到80，大于70，理論上可行，但手冊推薦值為在i小于63的范圍內(nèi)最合適，因?yàn)閭鲃颖却蠛笃涑叽琮嫶?，加工時(shí)就很困難，價(jià)格昂貴；綜合上述：傳動比太大帶來的后果是蝸輪直徑變大，蝸輪的材料價(jià)格較高，且蝸輪軸為豎直放置，下端的密封要求較高，不利于維護(hù)和工廠的改造，本著改造和合理節(jié)約利用的條件，此方案不用。
3.4 方案綜合考慮并選用
由前述的機(jī)械運(yùn)動方案可知，對于同一種功能，可選用不同的工作原理來滿足要求，而同一種工作原理，還可選用，創(chuàng)造不同的機(jī)構(gòu)及其組合來實(shí)現(xiàn)。因此，對于要求滿足某種功能的機(jī)械，可能的運(yùn)動方案就有多種，故有必要對機(jī)械運(yùn)動方案進(jìn)行比較和優(yōu)選。
因?yàn)榭偟膫鲃颖葹?0，比較大，考慮其為簡易機(jī)床，所以要求其重量輕，體積小，易于改造，即：傳動比大，體積方便布置。總結(jié)以上幾種方案：將其中的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，可以組成所需要的方案。方案如下：利用蝸桿減速器能很好降速，圓錐齒輪能變向，選用下置式的蝸桿減速器進(jìn)行第一級的降速，變向傳動，電動機(jī)的水平輸入，經(jīng)過降速，蝸輪軸與輸入軸垂直相交，且在同一水平面上，第二級用圓錐齒輪變速器并主要起變向的作用，其輸入軸與蝸桿軸用聯(lián)軸器連接，然后使用圓錐齒輪的輸出軸豎直輸出，使其與絲桿離合器相聯(lián)，機(jī)構(gòu)簡圖如下：
-
圖6 蝸桿減速器連接裝置
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第四章 根據(jù)傳動方案計(jì)算運(yùn)動參數(shù)
第四章 根據(jù)傳動方案計(jì)算運(yùn)動參數(shù)
4.1 傳動比的分配
根據(jù)上述方案比較，確定兩級減速裝置的傳動比，并且合理進(jìn)行分配。
（4-1）
可以得到
4.2 蝸桿,蝸輪傳動計(jì)算
圖7 箱體的蝸輪蝸桿
4.2.1 選擇材料
考慮到傳動功率不大,轉(zhuǎn)速不高,選用ZA蝸桿傳動,精度等級為8,GB10089-1988
蝸桿用45#鋼,表面淬火,表面硬度為45~55HRC,
蝸輪輪緣選用ZCuSn10P1金屬模鑄造.
4.2.2 選擇蝸桿蝸輪的齒數(shù)
傳動比: i=40
參考圖表,取=1,=i=401=40
4.2.3 確定許用應(yīng)力
(4-2)
由表16.5-14查得220N/，=70 N/，
按圖16.5-2查得。再查圖16.5-3，采用浸油潤滑，得=0.95。
輪赤應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，
查圖16.5-4得=0.90，=0.74
2200.950.90=188.1，
==700.74=51.8
4.2.4 按接觸強(qiáng)度計(jì)算；
（4-3）
載荷系數(shù)取K=1.2
蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩：
=
帶入上式
查表16.5-4，接近于1250，相應(yīng)m=5，
查表16.5-6，按i=40 ，m=5，
其a=125mm，，，
蝸輪分度圓直徑：
導(dǎo)程角
4.2.5 求蝸輪的圓周速度，并校核效率，實(shí)際傳動比：
蝸輪的圓周速度
滑動速度：
求傳動的效率，按式（16.5-3）
（4-3）
式中
查表16.5-16查得
取=0.96；=0.98，則
與前面0.72接近
4.2.6 校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度
按表16.5-10，齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式
式中查表16.5-11得=
按表16.5-12取=0.9（間歇工作）；取=1.1，取=1.1；
蝸輪傳遞的實(shí)際轉(zhuǎn)矩
當(dāng)=3.68m/s時(shí)，查圖16.5-3得 ；
所以=。
將上述值代入公式
4.2.7 蝸輪齒根強(qiáng)度校核
按表16.5-10，齒根的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算公式：
式中，按 ，及 ，
查圖16.5-4得，，
4.2.8 計(jì)算幾何尺寸
已知：a=125， =1 ， =41 ，，，，，m=5.
.
取
蝸桿齒
4.2.9 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
蝸輪軸的材料用45#鋼
由表19.3-2選取A=118，則得
（4-4）
取軸的最小直徑為d1=40mm.
d1 d2 d3 d4 d5 d6
圖9 渦輪軸
由軸承表查出軸承的安裝尺寸d3=d6=50mm
齒輪d4=52mm
d2 =45mm
軸肩定位高度d5=57mm
圖10 渦輪軸簡圖
4.2.10 各軸段軸向長度的確定
按軸上零件的軸向尺寸及零件的相對位置，查表確定出軸向長度，如圖所示。
4.2.11 按許用彎曲應(yīng)力校核軸
(1)軸上離的作用點(diǎn)及支點(diǎn)跨距的確定
齒輪對軸的力的作用點(diǎn)按簡化原則應(yīng)在齒輪寬的中點(diǎn)，因此可決定蝸輪的作用點(diǎn)位置。具體尺寸見圖。
(2)對軸進(jìn)行受力計(jì)算并校核
求嚙合處的作用力
（4-5）
求出軸承的支反力
求嚙合出的作用力
，，
求出軸承的支反力：
根據(jù)蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，??；
作出蝸輪軸的受力簡圖，并表示出作用線及其方向，圖2-10
作出蝸輪軸垂直面上的受力簡圖，并求出L、N兩處的支反力見圖2-1
作出蝸輪軸垂直面上的相應(yīng)彎矩圖，;
作出蝸輪軸垂直面上的受力簡圖，并求出L、N兩處的支反力;
作出蝸輪軸水平面上的受力簡圖，;
作出蝸輪軸的合成彎矩圖，;
作出蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩圖，.
（4-6）
危險(xiǎn)截面處當(dāng)量彎矩：
，危險(xiǎn)截面處軸的直徑：，考慮到鍵槽對軸的強(qiáng)度的削弱，故所以該軸的設(shè)計(jì)也合格。
4.2.12 蝸桿，蝸輪簡圖
圖11 蝸桿圖
圖12 蝸桿工作圖
4.3 蝸桿減速器軸承的選用
4.3.1 蝸桿軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號為30207
（1）d=35 D=72 B=17
查表15-24 c=51500N；；（脂潤滑）。
e=0.37
時(shí)，X=0.4，Y=1.6；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=0.9，
時(shí)，
（2）按額定載荷計(jì)算
；；
查表15-12，
由式 ，
，均小于51500N，滿足要求。
4.3.2 蝸輪軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號為30310
（1）d=50 D=110 B=27
查表15-24 c=130000N；；（脂潤滑）。
e=0.35
時(shí)，X=0.35，Y=1.7；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=1，
時(shí)，
（2）按額定載荷計(jì)算
（4-7）
；；
查表15-12，
由式 ，
同上，均小于51500N，滿足要求。
4.4 錐齒輪傳動設(shè)計(jì)
圖13 錐齒輪剖面圖
4.4.1 初步設(shè)計(jì)：
小齒輪選用45號鋼調(diào)質(zhì)，HB=260，大齒輪用45號鋼正火，HB=180。
（查表14-23，閉式直齒錐齒輪）。
載荷系數(shù) K=1.5
傳動比
估計(jì)時(shí)的齒輪許用接觸應(yīng)力
（4-8）
式中，試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （查圖12-12），估計(jì)時(shí)的安全系數(shù)
估算結(jié)果
4.4.2 幾何計(jì)算。
齒數(shù) 取，
分錐角
大端模數(shù) 取，
大端分度圓直徑：
外錐距
齒寬系數(shù) 取
齒寬
取b=36.
實(shí)際齒寬系數(shù)
中點(diǎn)平均模數(shù)
頂隙：（GB12369-90）齒制
大端齒頂高 ；；
大端齒根高
全齒高
大端齒頂圓直徑
大端分度圓齒厚
；
當(dāng)量齒數(shù) =31.308
4.4.3 接觸疲勞強(qiáng)度校核
計(jì)算公式
（4-9）
中點(diǎn)分度圓的切向力
使用系數(shù)
動載荷系數(shù)
載荷分布系數(shù)
載荷分配系數(shù)
（按 查表13-26）
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
彈性系數(shù)
重合度和螺旋角系數(shù)：
4.4.5 計(jì)算接觸應(yīng)力
許用接觸應(yīng)力 （4-10）
=1300N/m
=1
=0.985
=1
=1
=1.1
〈1164.09
合適通過
4.4.6 錐齒輪的軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖14 錐齒輪展開圖
右端軸的設(shè)計(jì)是根據(jù)聯(lián)軸器的選擇而定的直徑為40mm
中間的跨度不能太大，所以直徑為50mm長度在65mm
左端的軸的直徑根據(jù)錐齒輪的具體尺寸可以得到直徑為40mm，長度為60mm
圖15 錐齒輪軸圖
根據(jù)軸的強(qiáng)度結(jié)構(gòu)來確定軸的結(jié)構(gòu)尺寸：
左邊為安裝錐齒輪的軸頭直徑為50mm，長度由錐齒輪的結(jié)構(gòu)確定，為60mm；
軸承部分為52mm,長度由軸承確定L為21；
中間軸肩為64mm,長度為90mm；
4.4.7 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的直徑
根據(jù)前面圓錐齒輪的相關(guān)數(shù)據(jù)
（1）做出軸的空間受力簡圖
（2）做出垂直面受力圖，彎矩土圖。2567N 2553N
（3）做出水平面受力圖，彎矩圖。
（4）合成彎矩圖。
（5）做出扭矩圖。（為0.6）
（6）校核軸的強(qiáng)度。查得
< ,滿足強(qiáng)度要求。
圖17 錐齒輪軸工作圖
同上述計(jì)算其它軸的校核也合格。
4.4.8 軸承的選用
圓錐齒輪軸軸承的選用
選用圓錐滾子軸承，軸承代號為30207
（1） d=35 D=72 B=17
查表15-24 c=51500N；；（脂潤滑）。
e=0.37
時(shí)，X=0.4，Y=1.6；
時(shí)，X=1，Y=0；
時(shí)，其中=0.9，
時(shí)，
（2）按額定載荷計(jì)算
；；
查表
由式 ，
，均小于51500N，滿足要求。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第五章 減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第五章 減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)
第五章 減速器箱體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)
5.1 箱體的結(jié)構(gòu)
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的機(jī)座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況，為了保證減速器的工作性能，加工工藝，材料的消耗及成本等采用了灰鐵鑄造。灰鑄鐵具有鑄造性好，易于切削加工，承壓強(qiáng)度高和件振性好等優(yōu)點(diǎn)。
機(jī)體可以做成整體式或是剖分式，整體式機(jī)體一般用于蝸輪蝸桿減速器中，其加工量少，重量輕。零件少，但是裝配比較麻煩，而大多數(shù)的減數(shù)器都是采用的剖分式箱體，剖分式的剖分面與傳動軸線在同一平面內(nèi)，裝配方便。
本設(shè)計(jì)的分為兩部分，為了密封性和其他的裝配關(guān)系采用整體結(jié)構(gòu)。
5.2 箱體的設(shè)計(jì)
箱體是減速器中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件，目前還沒有完整的理論設(shè)計(jì)方法，因此都是在滿足強(qiáng)度，剛度的前提下，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)緊湊，制造方便，重量輕等方面要求作經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
具體的尺寸如附圖中的裝配圖的CAD圖紙中。
5.3 箱體的附件設(shè)計(jì)
為了保證減速器正常工作，除了對齒輪，軸，軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)給予足夠重視外，還應(yīng)考慮為減速器潤滑油池注油，排油，檢查油面高度及其他附屬零件的設(shè)計(jì)。
5.3.1 觀察孔和觀察孔蓋
為了檢查傳動零件的嚙合情況，接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙，并向箱體內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的上部適當(dāng)位置設(shè)置觀察孔。
在本設(shè)計(jì)中的蝸桿減速器部分中，由于蝸桿減速器是多功能式，為了密封安全，所以沒有觀察孔蓋，而是采用了通氣器和排油孔一體的設(shè)計(jì)。
5.3.2 通氣孔
減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)工作溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。為使箱體內(nèi)受熱膨脹的空氣能自由排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥偷男孤逗拖潴w變形，通常在箱體頂部裝通氣器。
考慮其對環(huán)境的適應(yīng)性，其規(guī)格與尺寸為：
表2 減速器的規(guī)格
d
D
S
L
l
a
30
25.4
22
28
15
4
6
5.3.3 油面指示器
油面指示器應(yīng)設(shè)置在便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位。為了保證箱體結(jié)構(gòu)的完整和對箱體的具體要求本設(shè)計(jì)采用了圓形油標(biāo)。具體結(jié)構(gòu)尺寸見裝配圖。
5.3.4 軸承端蓋和密封裝置
為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋密封。根據(jù)設(shè)計(jì)，采用了凸緣式軸承蓋，利用六角螺釘固定在箱體上。其優(yōu)點(diǎn)是：拆裝，調(diào)整軸承方便，但和嵌入式相比，零件數(shù)目多，尺寸大，外觀不夠平整。
本設(shè)計(jì)的箱體均為整體鑄造式，為了達(dá)到所需的結(jié)構(gòu)和尺寸關(guān)系，采用了凸緣式軸承蓋。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第七章 聯(lián)軸器的選擇
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第六章 鍵的選用
第六章 鍵的選用
6.1 蝸桿減速器鍵的校核
（1）蝸桿軸
①選用圓頭普通平鍵（A型），鍵的材料用45鋼
安裝聯(lián)軸器處的軸直徑是，，所以選擇鍵：
軸的， 轂的；
②鍵的強(qiáng)度校核
因?yàn)檩d荷分布均勻，可以知道平鍵的擠壓條件為：；鍵的工作長度：
； （6-1）
所以鍵的強(qiáng)度為：
；鍵的選擇是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵845 GB1096-79.
（2）蝸輪軸
①選用圓頭普通平鍵（A型），鍵的材料用45鋼
安裝聯(lián)軸器處的軸直徑是，，所以選擇鍵：
②.鍵的強(qiáng)度校核
因?yàn)檩d荷分布均勻，可以知道平鍵的擠壓條件為：；鍵的工作長度：
；
所以鍵的強(qiáng)度為：
；鍵的選擇是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵1650 GB1096-1979.
6.2 圓錐齒輪減速器的鍵的選用
兩根軸的鍵采用相同的尺寸。
過程同7.1，經(jīng)過校核，鍵是安全的。
鍵的標(biāo)記為：鍵1228 GB1096-1979.
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第七章 聯(lián)軸器的選擇
第七章 聯(lián)軸器的選擇
7.1 高速軸輸入端聯(lián)軸器的選擇
高速級的轉(zhuǎn)速較高，選用有緩沖功能的彈性套柱銷聯(lián)軸器
由手冊表查出載荷系數(shù)K=1.5，則
計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （7-1）
工作轉(zhuǎn)速n=1400
軸徑，電動機(jī)，
查手冊表選用聯(lián)軸器為：
合乎上述工作要求。
7.2 減速器之間的聯(lián)軸器
兩根軸的尺寸均為40mm，所以選擇的聯(lián)軸器為
。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 第八章 離合器的選擇
第八章 離合器的選擇
考慮到設(shè)計(jì)中有過載保護(hù)的作用，能夠可以自動結(jié)合和脫開。牙嵌式離合器常用于安裝在動力傳動系中間，通過電流控制其吸合或者斷開，主要性能特點(diǎn)如下：
(1) 大扭矩，牙嵌離合器的動力傳遞扭矩是其他類型離合器的5－10倍；
(2)小體積，有效節(jié)約了機(jī)械的安裝空間；
圖17 牙嵌離合器
本設(shè)計(jì)主要采用的是梯形齒（雙向轉(zhuǎn)動）牙嵌離合器。
牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故應(yīng)用較廣，但牙嵌離合器只在兩軸不回轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速差很小的時(shí)候接合，否則牙齒可能會因受撞擊而折斷。本設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速為20r/min,屬于低速，所以是適合的。
具體的尺寸為：
表3 離合器規(guī)格
離合方法
齒數(shù)
D
b=(D-D1)2
h
正常齒，自動結(jié)合
5
40
6
4
5
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 結(jié)論
結(jié)論
本設(shè)計(jì)根據(jù)小型鉆銑組合機(jī)床的實(shí)際工作條件和環(huán)境，從給定的已知條件出發(fā)，通過實(shí)地調(diào)查，查閱大量的相關(guān)書籍、手冊結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源的了解，對臥式機(jī)床有了一個(gè)較為全面的認(rèn)識。確定電動機(jī)以后，傳動裝置的設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，方案的對比分析是做好設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)和重點(diǎn)，從其中擇優(yōu)選擇進(jìn)行分析計(jì)算。在設(shè)計(jì)過程中，遇到了很多困難，在指導(dǎo)老師的大力支持和幫助下，并且結(jié)合自己在大學(xué)期間的所學(xué)習(xí)的知識，才得以完成本次設(shè)計(jì)任務(wù)。此次設(shè)計(jì)或許還有需要改進(jìn)的地方。還有許多問題需要討論和解決，如模架的合理選擇和排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)的。設(shè)計(jì)中，所有步驟都要經(jīng)過認(rèn)真的思考，才能拿出相對比較科學(xué)的方案。在整個(gè)的設(shè)計(jì)過程中，翻閱了大量的文獻(xiàn)資料，參考了大量的書籍，除了獲得設(shè)計(jì)所需的資料外，還學(xué)到了其他許多的知識。當(dāng)然，在這期間，我也遇到了一些困難，也走了不少彎路。但是在老師的悉心指導(dǎo)下，通過自己的學(xué)習(xí)和摸索完成這個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，感覺受益良多。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 致謝
致謝
本畢業(yè)設(shè)計(jì)在選題及研究過程中得到侯志敏老師的悉心指導(dǎo)，加以修改，幫我開拓研究思路，使我在設(shè)計(jì)的速度與準(zhǔn)確方面都有所提高。感謝老師在學(xué)習(xí)、為人處世等方面給我的關(guān)心和幫助！他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和富于創(chuàng)造的精神都深深地影響著我，使我在設(shè)計(jì)中遇到的疑點(diǎn)、難點(diǎn)迎刃而解。在他耐心的點(diǎn)撥和啟發(fā)下，使我能及時(shí)擺脫不佳的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的同時(shí)視野也顯得更加開闊，為我以后能夠更好的融入工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
除此以外感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間幫助過我的同學(xué)們，正因?yàn)樵诖蠹业墓膭顜椭?，共同協(xié)作下，我的設(shè)計(jì)才能夠順利地完成。通過設(shè)計(jì)的全過程不僅知識方面有了進(jìn)步，也加深了同學(xué)間的友誼。
最后，向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！
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