1、蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與整體設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師（職稱） 日 期 2012-2-22 摘 要隨著機(jī)械行業(yè)的的發(fā)展，熱處理伴隨其中，熱處理是機(jī)械電子工業(yè)生產(chǎn)中極其重要的工藝，推料機(jī)在熱處理的工藝中起著舉足輕重的地位，從而對(duì)推料機(jī)的設(shè)計(jì)有著較深遠(yuǎn)的意義。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是加熱爐推料機(jī)設(shè)計(jì)。加熱爐推料機(jī)是以間歇的方式將工件輸送到加熱爐中。其動(dòng)力源是電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置、四桿機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)滑架往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作行程時(shí)滑架上的推爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，推爪從工件下滑過，工件不動(dòng)。當(dāng)

2、滑架再次向前移動(dòng)時(shí)，推爪已復(fù)位，并推動(dòng)新工件前移，前方推爪也推動(dòng)前一工件前移。周而復(fù)始，工件不斷前移。本論文論述的是加熱爐推料機(jī)的設(shè)計(jì)過程，主要包括傳動(dòng)系統(tǒng)方案的擬定、電動(dòng)機(jī)的選擇、蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、開式齒輪傳動(dòng)及其軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：加熱爐推料機(jī)；蝸桿減速器；開式齒輪傳動(dòng)；四桿機(jī)構(gòu) ABTRACTWith the development of machinery industry, with one heat treatment, heat treatment is the production of machinery and electronics industr

3、y is extremely important process, push feeder process in the heat treatment plays an important position, thereby pushing feeder design has a more far-reaching significance . The graduation issue is intermittent Feeding Machine. Intermittent Feeding machine is intermittent manner transported to the f

4、urnace in the workpiece. The power source is a motor, electric motor drives, six institutions, driven reciprocating sliding shelf, sliding shelves when working stroke claw push forward a step to promote the work piece, when the sliding frame returns, pushing claw fell off from the workpiece , the wo

5、rkpiece is not moving. When the slide frame to move forward again, the push claw has been reset, and push forward the new parts, front paws also helped push forward the previous piece. Cycle, the workpiece continuously forward. This paper discusses the intermittent feeder pushing the design process,

6、 including transmission programming, the selection of motor and worm gear reducer design, gear and the shafting of open structure design, four organizations in the design, etc . Key words: Intermittent pusher machine; Worm reducer; Open-gear drive; Four institutions目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _To

7、c318732352 摘 要 PAGEREF _Toc318732352 h I HYPERLINK l _Toc318732353 ABTRACT PAGEREF _Toc318732353 h II HYPERLINK l _Toc318732355 1 緒論 PAGEREF _Toc318732355 h 1 HYPERLINK l _Toc318732356 1.1 課題背景 PAGEREF _Toc318732356 h 1 HYPERLINK l _Toc318732357 1.2 在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc318732357 h 1 HYPERLINK l _T

8、oc318732358 1.3 本論文的主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc318732358 h 1 HYPERLINK l _Toc318732359 2 總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732359 h 2 HYPERLINK l _Toc318732360 2.1 傳動(dòng)方案的擬定 PAGEREF _Toc318732360 h 2 HYPERLINK l _Toc318732361 3 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 PAGEREF _Toc318732361 h 4 HYPERLINK l _Toc318732362 3.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型 PAGEREF _Toc318732362 h

9、4 HYPERLINK l _Toc318732363 3.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量 PAGEREF _Toc318732363 h 4 HYPERLINK l _Toc318732364 3.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 PAGEREF _Toc318732364 h 4 HYPERLINK l _Toc318732365 3.4 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比 PAGEREF _Toc318732365 h 5 HYPERLINK l _Toc318732366 3.5 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的確定 PAGEREF _Toc318732366 h 5 HYPERLINK l _Toc318732367 4 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)

10、慣量的確定 PAGEREF _Toc318732367 h 7 HYPERLINK l _Toc318732368 4.1 確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 PAGEREF _Toc318732368 h 7 HYPERLINK l _Toc318732369 5 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732369 h 8 HYPERLINK l _Toc318732370 5.1 蝸輪蝸桿的確定 PAGEREF _Toc318732370 h 8 HYPERLINK l _Toc318732371 5.1.1 選擇材料 PAGEREF _Toc318732371 h 8 HYPERLINK

11、l _Toc318732372 5.1.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比。 PAGEREF _Toc318732372 h 8 HYPERLINK l _Toc318732373 5.1.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732373 h 8 HYPERLINK l _Toc318732374 5.1.4 計(jì)算傳動(dòng)效率 PAGEREF _Toc318732374 h 9 HYPERLINK l _Toc318732375 5.1.5 確定傳動(dòng)的主要尺寸 PAGEREF _Toc318732375 h 9 HYPERLINK l _Toc318732376 5.

12、1.6 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc318732376 h 10 HYPERLINK l _Toc318732377 5.1.7 驗(yàn)算效率 PAGEREF _Toc318732377 h 10 HYPERLINK l _Toc318732378 5.1.8 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 PAGEREF _Toc318732378 h 11 HYPERLINK l _Toc318732379 5.2 軸的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732379 h 11 HYPERLINK l _Toc318732380 5.2.1 蝸桿軸（軸I）的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc31

13、8732380 h 11 HYPERLINK l _Toc318732381 5.2.2 蝸輪軸（軸II）的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732381 h 13 HYPERLINK l _Toc318732382 5.3 蝸桿蝸輪減速器箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算 PAGEREF _Toc318732382 h 15 HYPERLINK l _Toc318732383 6 開式齒輪傳動(dòng)及其軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732383 h 17 HYPERLINK l _Toc318732384 6.1 開式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732384 h 17 HYPERLIN

14、K l _Toc318732385 6.2 大齒輪軸（軸III）的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732385 h 18 HYPERLINK l _Toc318732386 7 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc318732386 h 20 HYPERLINK l _Toc318732387 結(jié)論 PAGEREF _Toc318732387 h 24 HYPERLINK l _Toc318732388 致 謝 PAGEREF _Toc318732388 h 25 HYPERLINK l _Toc318732389 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc318732389 h 261 緒

15、論 課題背景推料機(jī)是一種間歇的輸送工件的機(jī)械，其電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置，工件機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)輸送架作往復(fù)移動(dòng)，工件行程時(shí)滑架上的推爪推動(dòng)工件前移一個(gè)步長(zhǎng)，當(dāng)滑架返回時(shí)，由于推爪下裝有壓縮彈簧，推爪得以從工件底面滑過，工件保持不動(dòng)。當(dāng)滑架再次向前推進(jìn)時(shí)，推爪已復(fù)位并推動(dòng)新工件前移，與此同時(shí)，該推爪前方的推爪前一工位的工件一起再向前移動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng)。如此周而復(fù)始，工件不斷前移。 在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀世界工業(yè)發(fā)展表明，制造技術(shù)的先進(jìn)性是產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的保證，而熱處理技術(shù)的先進(jìn)程度，則是保證機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。推料機(jī)對(duì)熱處理技術(shù)的先進(jìn)程度起著舉足輕重的地位。 本論文的主要內(nèi)容研究此項(xiàng)任務(wù)，一方面可以對(duì)我這幾年來(lái)所學(xué)

16、知識(shí)的一個(gè)檢測(cè)，也是對(duì)我工作能力的提高。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用到了機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖，互換性，材料，機(jī)械原理及工程力學(xué)等多學(xué)科知識(shí)。本文研究?jī)?nèi)容主要包括：（1）怎樣實(shí)現(xiàn)間歇進(jìn)料的問題；（2）分析系統(tǒng)工作時(shí)各部分之間的協(xié)調(diào)問題；（3）對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）推料機(jī)各機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2 總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)包括原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置兩部分：1. 原動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)要求：動(dòng)力源為三相交流電380/220V。故，原動(dòng)機(jī)選用電動(dòng)機(jī)。2. 傳動(dòng)裝置的選擇1）減速器電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高，并且輸出不穩(wěn)定，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)故障或嚴(yán)重過載時(shí)，可能燒壞電動(dòng)機(jī)，所以要有一個(gè)過載保護(hù)裝置。

17、可選用的有：帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)。 鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)雖然傳動(dòng)效率高，但會(huì)引起一定的振動(dòng)，且緩沖吸振能力差，也沒有過載保護(hù)； 帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，噪音小，有緩沖吸震及過載保護(hù)的能力，精度要求不高，制造、安裝、維護(hù)都比較方便，成本也較低，但是傳動(dòng)效率較低，傳動(dòng)比不恒定，壽命短而蝸桿傳動(dòng)雖然效率低，沒有緩沖吸震和過載保護(hù)的能力，制造要求精度高，但還是比較符合本設(shè)計(jì)的要求，所以采用蝸桿傳動(dòng)。 總傳動(dòng)比為45.5，軸所受到的彎扭矩較大，所以初步?jīng)Q定采用蝸輪蝸桿加開式齒輪傳動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)在滿足傳動(dòng)比要求的同時(shí)擁有較高的效率，和比較緊湊的結(jié)構(gòu)。2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作機(jī)應(yīng)該采用往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)?？蛇x擇的有：連桿機(jī)

18、構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)是要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且無(wú)須考慮是否等速，是否有急回特性。所以連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)均可，凸輪機(jī)構(gòu)雖然能較容易獲得理想的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,但要使執(zhí)行滑塊達(dá)到220mm的行程,并保證工作時(shí)處于較小的壓力角范圍,凸輪的徑向尺寸較大,此外凸輪與從動(dòng)件為高副接觸,不宜用于低速重載。且凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)加工復(fù)雜，成本都較高，所以還是連桿機(jī)構(gòu)更合適一些。 在連桿機(jī)構(gòu)中，可以選擇的又有對(duì)心曲柄滑快機(jī)構(gòu)，正切機(jī)構(gòu)和多桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，工作機(jī)應(yīng)該帶動(dòng)推料推板，且結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，所以選擇四桿機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)方案如圖2-1所示。圖2-1 間歇式推料機(jī)傳動(dòng)

19、方案設(shè)計(jì)參數(shù)見表2-1表2-1 設(shè)計(jì)參數(shù)滑塊運(yùn)動(dòng)行程H/mm190滑塊運(yùn)動(dòng)頻率n/(次/min)50滑塊工作行程最大壓力角30機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K構(gòu)件DC長(zhǎng)度lDC/mm1120構(gòu)件CE長(zhǎng)度LCE/mm180滑塊工作行程所受阻力（含摩擦阻力）Fr1/N350滑塊空回行程所受阻力（含摩擦阻力）Fr2/N1003 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 選擇電動(dòng)機(jī)容量1）工作機(jī)所需的功率： kW2）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：傳動(dòng)效率：一對(duì)軸承： 齒式聯(lián)軸器： 蝸輪蝸桿：油潤(rùn)滑頭蝸桿 一對(duì)圓柱齒輪：級(jí)精度 滑塊摩擦：槽形摩擦輪 總傳動(dòng)效率：所以總傳

20、動(dòng)功率為：kW但是由于設(shè)計(jì)了飛輪，使電動(dòng)機(jī)的功率大大的降低；由于等效阻力矩的平均值212.67n.m所以平均功率為：kWKW其中K值得選用與電動(dòng)機(jī)的類型有關(guān)，對(duì)于曲柄壓力機(jī)K值大約在之間，此處取K=對(duì)照7表12-1，電動(dòng)機(jī)的額定功率為kW3.3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速為:nw=20r/min查7表12-1根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率為kW，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min現(xiàn)將電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)和總傳動(dòng)比列于表3-1表3-1 電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比最大轉(zhuǎn)矩 Y90S-61000r/min 910r/min 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比若齒輪的傳動(dòng)比取

21、，則蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率的確定1. 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)速電機(jī)軸：r/min軸：r/min軸：r/min軸：r/min 2. 計(jì)算各軸輸入功率電機(jī)軸： KW1軸： KW2軸： KW3軸： KW推桿： KW3. 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：Nmm1軸：Nmm2軸：Nmm3軸：Nmm將上述計(jì)算結(jié)果列于表3-2，以供查閱。表3-2 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率P / kW轉(zhuǎn)矩T /Nmm轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸9101軸910軸55軸4 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的確定4.1 確定飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 在此畢業(yè)設(shè)計(jì)的加熱爐的自動(dòng)上料裝置中，安裝飛輪不僅可以起到調(diào)速的作用，主要

22、使電動(dòng)機(jī)的功率大大減小。飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 其中為驅(qū)動(dòng)功與阻抗功之差的最大值，稱為最大為平均角速度，為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻數(shù)的許用值。 由于本次課題中機(jī)器的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的常量部分與飛輪的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相比小的多時(shí)，則也可忽略不計(jì)，于是得：，其中n為構(gòu)件每分鐘的轉(zhuǎn)速。在安裝飛輪的情況下，電動(dòng)機(jī)功率可以按照機(jī)器一個(gè)工作循環(huán)所需的平均功率來(lái)計(jì)算。當(dāng)?shù)刃ё枇仄涞刃ё枇氐钠骄禐椋?=Nm =m其中為工作行程曲柄轉(zhuǎn)過角度；為回行程曲柄轉(zhuǎn)過角度?？山普J(rèn)為機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的平均角速度為電動(dòng)機(jī)的額定角速度,于是：平均功率為: N=KW N=KN其中K值的大小與所選電機(jī)類型有關(guān)，對(duì)于曲柄壓力機(jī)K值約為

23、之間，取K=故飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： J=對(duì)于曲柄壓力機(jī)值一般為，取=5 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)5.1 蝸輪蝸桿的確定 選擇材料由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，蝸桿用45鋼，硬度為4555HRC,蝸輪用鑄錫磷青銅。 5.1.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比?？倐鲃?dòng)比 QUOTE i=nmnw=91020=45.5 ,分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)式（2-5）得： QUOTE i=ibig QUOTE ib 為圓柱齒輪傳動(dòng)比，為蝸桿蝸輪傳動(dòng)比。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-1取 QUOTE ib=5 ，即得 QUOTE i=iib=45.55=9.1 ，見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-3取 QUOTE z1=4z

24、2=igz1=9.14=36.4 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1. 初步確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2按照機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)式(8-14)有： QUOTE m2d1kT2(3.25ZEHZ2)2 則N QUOTE T2=T1i=9.55106P1n1i=9.551060.669109.10.9=56727Nmm 2. 確定載荷因數(shù)K因工作載荷平穩(wěn)，見表8-7取3. 確定材料系數(shù)見表8-8.取4. 確定許用接觸應(yīng)力見表8-9，查得基本許用接觸應(yīng)力MPa QUOTE Oh=220MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) QUOTE N=60n2jLn=60n1igjh=609109.111030016=28.8107 壽命系數(shù)： Q

25、UOTE ZN=8107N=810728.81070.65 故許用接觸應(yīng)力 MPa5. 確定m及蝸桿直徑 QUOTE m2d1kT2(3.25ZEHZ2)2=1.1567273.25155143372=565.64mm3 見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-2，初選，此時(shí) QUOTE m2d1=1000mm3 計(jì)算傳動(dòng)效率1. 計(jì)算滑動(dòng)速度 QUOTE n2=9109.1=100 渦輪速度 QUOTE V2=d2n2601000=mZ2n2601000ms=3.14437100601000ms=0.77ms m/s 蝸桿導(dǎo)程角 滑動(dòng)速度 QUOTE Vs=V2sin=0.2381?=? m/s 確定傳動(dòng)的主要

26、尺寸1. 中心距：mm QUOTE a=m2q+z2=4210+37=94mm 2. 蝸桿尺寸 分度圓直徑：mm 齒頂圓直徑： QUOTE da1=d1+2ha=d1+2ha*m=40+214=48mm mm 齒根圓直徑： QUOTE df1=d1-2hf= d1-2ha*+c*m=40-21.24=30.4mm mm 導(dǎo)程角： 軸向齒距： QUOTE px1=m=3.144=12.56mm mm 輪齒部分長(zhǎng)度： QUOTE b1m11+0.06z2=411+0.0637=52.88 mm 取 QUOTE b1=60mm mm3. 蝸輪尺寸 分度圓直徑： QUOTE d2=mz2=437=14

27、8mm mm 齒頂圓直徑： QUOTE da2=d2+2ha=148+214=156mm mm 齒根圓直徑： QUOTE df2=d2-2hf=148-21.24=138.4mm mm 外圓直徑：mm 蝸輪輪齒寬度： QUOTE b20.75da1=0.7548=36mm mm 螺旋角 QUOTE 2=？ 齒寬角 故 QUOTE ：sin2=b2d1=6980=0.8625 2=0.7594 故=1.5188 咽喉母圓半徑：mm QUOTE rg2=a-da22=94-1562=16mm 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 1. 確定齒形因數(shù)當(dāng)量齒數(shù)利用插值法，見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-11，查得 2. 確定螺旋

28、角因數(shù) 3. 確定許用彎曲應(yīng)力壽命系數(shù)見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-12，查得基本許用彎曲應(yīng)力 故許用彎曲應(yīng)力4. 彎曲強(qiáng)度校核故滿足彎曲強(qiáng)度要求。 驗(yàn)算效率已知= , 與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)= =/s由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表8-13查得當(dāng)量摩擦角 所以嚙合效率 由于大于原估計(jì)值，故不用重算。 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于用機(jī)械減速器。GB/T10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇38級(jí)精度，側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T10089-1988。蝸桿與軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，與鑄造鐵心采用H7/S6配合，并加臺(tái)肩和螺釘固定（螺釘選用4個(gè)）。5.2 軸的設(shè)

29、計(jì)5 蝸桿軸（軸 = 1 * ROMAN I）的設(shè)計(jì)1 軸的材料的選擇考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩。選材45鋼，淬火處理。2. 求輸入蝸桿軸上的功率 QUOTE p1 ，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩T1由前表3-2可知：蝸桿軸的功率KW r/min Nmm 確定軸的最小直徑dmin選取蝸桿軸為45鋼，調(diào)質(zhì)處理見機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表11-19，取C=112，由下式初步估算軸的最小直徑 mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 軸段(1)1為使所選的軸直徑d與彈性柱銷聯(lián)軸器JC1227孔徑相配，此處軸直徑d應(yīng)等于聯(lián)軸器孔徑12mm，即：d1=12mm為保證半聯(lián)軸器固定可靠，應(yīng)使軸端擋圈壓在半聯(lián)軸器上而

30、不壓在軸的端面上，故取mm2) 軸段(2)2為滿足聯(lián)軸器的定位要求，軸端(1)的右端需設(shè)計(jì)一軸肩軸肩高度mm mm按標(biāo)準(zhǔn)直徑取mm由軸段（2）可根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-145取軸承mm，mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4-6 4-7得：螺釘直徑mm，螺釘數(shù)為4選擇軸承端蓋： mm mm mm mm mm mm mm考慮軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂，取端蓋外端與半聯(lián)軸器右端面之間的距離為35mm，故取mm3) 軸段(3)3因?yàn)檩S承mm QUOTE d=20mm 所以mm mm4) 軸段(4)4軸肩高度mm mm取mm mm5) 軸段(5)5軸肩高度mm mm取mm mm6) 軸段（6）與軸段

31、（5）相一致，即mm mm7） 軸段（7）與軸段（4）相一致，即mm mm8） 軸段（8）取mm mm9） 軸段（9）取mm mm蝸桿軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖5-1所示： 圖5-1 軸 = 1 * ROMAN I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5 蝸輪軸（軸 = 2 * ROMAN II）的設(shè)計(jì)1 由前表3-2可知：蝸輪輸出軸上的功率：KW 轉(zhuǎn)速：r/min轉(zhuǎn)矩：N2 確定軸的最小直徑 dmin選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。見表11-19，取,由下式初步估算軸的最小直徑： mm因軸的最小直徑是安裝小齒輪(1)處的軸直徑此處有一鍵槽，故軸徑應(yīng)增大5%, 即：mm3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 軸段（1）1直徑d1=23mm2） 軸

32、段（2）2為滿足小齒輪的定位要求，軸段(1) QUOTE 1 的左端需設(shè)計(jì)一軸肩，軸肩高度為：h10.07d1=0.0723=1.61mm 所以 ：d2=d1+2h1=23+21.61=26.22mmmm按標(biāo)準(zhǔn)直徑取mmmm3） 軸段（3）3由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-145 選滾動(dòng)軸承mmmm所以mmmm由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4-6可知：軸段(2) QUOTE 2 的軸承端蓋螺釘直徑mm，螺釘數(shù)目為4，由表4-7可選螺釘聯(lián)接式軸承蓋如下： mm mm mm D-(1015)=62-12=50mm (34)=62-4=58mm mm 62=4） 軸段（4） QUOTE 4 由經(jīng)驗(yàn)選軸段（4）的直徑m

33、m mm5） 軸段（5）軸肩高度h0.07d4=0.0732=2.24 d5=d4+2h=32+22.24=36.48mm 取d5=37mm 由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表3-3蝸輪L的尺寸可知：mm6） 軸段（6） 軸肩高度： QUOTE h0.07d5=0.0737=2.59 d6=d5+2h=37+22.95=42.18mm 取d6=43mm L6=20mm mm 取mm mm7） 軸段（7）由軸段（6）與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-145選的圓錐滾子軸承 mmmm 選軸段（7）的直徑mm mm QUOTE 6與機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8145選的圓錐滾子軸承d=35mm D=72mm，選 軸段7的直徑d7=

34、35mm L7=18mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4-6由圓錐滾子軸承D=72mm選軸承端蓋螺釘直mm 螺釘數(shù)為4根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表4-7可計(jì)算聯(lián)接式軸承端蓋數(shù)據(jù)如下： mm mm mm mm mm mm mm mm至此已初步確定了軸端各段直徑和長(zhǎng)度，見圖5-2所示. 圖5-2 軸 = 2 * ROMAN II的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖5.3 蝸桿蝸輪減速器箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料:箱體采用鑄造工藝，材料選用HT200，因其屬于中型鑄件，鑄件最小壁厚810mm，取=10mm。2鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系見表5-1。表5-1 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸名稱減速器型式及尺寸關(guān)系箱座壁厚=10mm箱蓋壁厚11

35、=0.8= 取1=10mm箱座凸緣厚度b1，箱蓋凸緣厚度b，箱座底凸緣厚度b2b1=1.51=12mmb=1.5=15mmb2=2.5=2.512=20mm地腳螺釘直徑及數(shù)目a100mm 取df=12mm n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1=0.75df=9mm 取d1=10mm蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2=（）df 取d2=8mm聯(lián)接螺栓d2間的間距150200mm軸承端蓋螺栓直徑d3=（）df 取d3=8mm 檢查孔蓋螺栓直徑d4=（）df 取d4=6mmDf，d1，d2至外壁距離 df，d2至凸緣邊緣距離 C1=20,16,14 C2=16,14軸承端蓋外徑 D2=122mm 軸承旁聯(lián)接螺栓距離

36、S=122mm軸承旁凸臺(tái)半徑R1=14mm軸承旁凸臺(tái)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 1=12mm蝸輪輪轂端面與箱內(nèi)壁距離2=10mm6 開式齒輪傳動(dòng)及其軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6.1 開式齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)1. 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)考慮此減速器的功率及現(xiàn)場(chǎng)安裝的限制，故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪。 材料：小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為小齒輪220HBW；大齒輪選用45鋼正火，硬度為170HBW。初步估計(jì)齒輪線速度V10ms,選擇8級(jí)精度2 確定齒輪的許用應(yīng)力1） 查表得：=570MPa =530MPa =200MPa

37、=190MPa S=1 S=2） 由9公式10-13計(jì)算應(yīng)力值環(huán)數(shù)L=1030016=48000hN=60nj =601001（1630010）=1.728108hN=201001（1630010）=5.76107 h 3） 查得：Z=1 Z=1.04 Y=Y=4） 求的許用應(yīng)力=636= =154=1463. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1） T10mm2） 選取K=11選擇小齒輪的齒數(shù)Z=20，大齒輪的的齒數(shù)Z=203=60，因?yàn)槭菓冶鄄贾?，所以?因?yàn)閮蓚€(gè)齒輪材料均為鋼，查得Z=因是軟齒面，由齒面接觸強(qiáng)度公式計(jì)算d=54M=取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=34. 計(jì)算大小齒輪的幾何尺寸d=mz=320=60mm

38、d=mz+2h=322=66mmd=mz-2h-2c=mmd=mz=360=180mmd= mz+2h=362=186mmd= mz-2h-2c=mmh=h=m2h+ c=mma=120mmb=0.460=24mm取b=35mm b=30mm5. 校核齒根彎曲強(qiáng)度查得Y=2.65 Y= Y=1.59 Y=YY=154MPa =146MPa6. 驗(yàn)算齒輪的圓周速度m/s6.2 大齒輪軸（軸 = 3 * ROMAN III）的設(shè)計(jì)1. 該軸的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由表3-2可知：軸 = 3 * ROMAN III的功率KWr/min2. 確定軸的最小直徑1） 選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。 見機(jī)械設(shè)計(jì)基

39、礎(chǔ)表11-19，取，有下列初步估算軸的最小直徑：mm3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 軸段（1） 選取軸段（1）為最小直徑，即：mm mm2） 軸段（2） 該軸段與圓錐滾子軸承相配合，由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表8-145選滾動(dòng)軸承mm mm 所以mm 取mm3） 軸段（3） 軸段（3）與大齒輪相配合，選取該軸段直徑為：mm mm4） 軸段(4) 該軸段與軸段（2）相一致，即：mm mm軸 = 3 * ROMAN III的結(jié)構(gòu)尺寸如圖6-1所示： 圖6-1 軸 = 3 * ROMAN III的結(jié)構(gòu)尺寸7 四連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 根據(jù)題目要求設(shè)計(jì)一四連桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)已知搖桿長(zhǎng)度L=1150mm，行程速比系數(shù)K=

40、首先確定最大擺角在相似三角形中，如圖7-1所示 圖7-1 相似三角形已知mm mm=CM=195mm在DCM中由余弦定理可得cos=利用圖解法進(jìn)行設(shè)計(jì)。由題意可知設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確定曲柄的回轉(zhuǎn)中心A和曲柄和連桿的長(zhǎng)度L,L設(shè)計(jì)過程如圖7-2所示圖7-2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 先按照公式計(jì)算機(jī)位夾角2 選取適當(dāng)?shù)谋壤?u,任取一點(diǎn)D并以此點(diǎn)為頂點(diǎn)作等腰三角形，使之兩腰之長(zhǎng)等于uL,C=選取比例尺u=1:53 連接C作C,再作使。與交與點(diǎn)P4 以PC為直徑作一輔助圓，再使上任取一點(diǎn)A，連接AC,AC,C所以曲柄的回轉(zhuǎn)中心A在此圓弧上5 由L和確定出曲柄長(zhǎng)度L和連桿長(zhǎng)度LL=11mm L=97mm6

41、 由圖直接量取AD,再按比例計(jì)算出實(shí)際的長(zhǎng)度實(shí)L=mm實(shí)mm實(shí)mm2. 假設(shè)曲柄AB等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫出滑塊的和速度的變化規(guī)律曲線1 位移變化規(guī)律曲線滑塊的位移可用交規(guī)法求出。為此，先將原動(dòng)件曲柄AB在整個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的角位移分成若干等分，此處可分12等分。因?yàn)樵瓌?dòng)件均假定為等速運(yùn)動(dòng)，所以分12等分。求得曲柄B一系列的位置，然后分別以曲柄B的這些位置為圓心，以連桿的長(zhǎng)度為半徑畫圓弧與滑塊的導(dǎo)路相交，即得滑塊C的一系列位置。于是距離,便是當(dāng)曲柄在各個(gè)位置時(shí)，滑塊C自起始位置C位移。因此作出滑塊C的位移曲線圖如下。設(shè)取一直角坐標(biāo)系，以縱坐標(biāo)代表滑塊C的位移，其比例尺為(/mm)。的值等于機(jī)構(gòu)圖的比例尺，以

42、橫坐標(biāo)代表時(shí)間比例尺R為(s/mm)，此處 =式中T為曲柄旋轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間；L為橫坐標(biāo)上截取的用來(lái)代表時(shí)間的線段長(zhǎng)度；而n為曲柄每分鐘的轉(zhuǎn)速r/mm。將線段L分為12等分，過各分點(diǎn)作鉛垂線，并將圖中的點(diǎn)C的位移投影在各個(gè)對(duì)應(yīng)的鉛垂線上，最后將點(diǎn)連成一條光滑的曲線，即為滑塊的位移隨時(shí)間變化曲線。又因?yàn)榍缘冉撬俣然剞D(zhuǎn)，橫坐標(biāo)也代表曲柄AB的轉(zhuǎn)角，此時(shí)比例尺為 如圖7-3所示： 圖7-3 用交規(guī)法求滑塊位移變化規(guī)律曲線2 速度變化規(guī)律曲線由理論力學(xué)可知，構(gòu)件上任意一點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是由其隨同該構(gòu)件上另任意一點(diǎn)A的平動(dòng)牽連運(yùn)動(dòng)與繞點(diǎn)A的轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)所合成。因此，點(diǎn)B的速度為V如圖7-4所示：

43、圖7-4 滑塊瞬時(shí)速度的計(jì)算式中V為點(diǎn)B相對(duì)于A的相對(duì)速度，其大小等于該剛體的瞬時(shí)角速度與點(diǎn)AB之間的實(shí)際距離的乘積，即,而方向與點(diǎn)AB的連線垂直，指向與的方向一致?；瑝KC在12個(gè)位置的瞬時(shí)速度都可求出。取一直角坐標(biāo)系，縱軸代表速度(mm/s)；橫軸代表曲柄轉(zhuǎn)角。求得速度變化規(guī)律曲線如圖7-5所示：圖7-5 速度變化規(guī)律曲線 結(jié)論通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，也認(rèn)識(shí)到了機(jī)械的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，它既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)和總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分