机械设计课程设计计算及说明 所以 d?A03P?112?32.85/36?48.1mm n （2）.因为轴上会开键槽，d小于100mm，所以轴径要增大5%~7%，我们取6%。所以初步定d为52mm。 （3）.因为蜗轮分度圆d2?252mm. 2轴上的转矩为756.76N?m?756760N?mm。 2轴的最小直径就是安装联轴器处的轴的直径。为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径适应，所以需同时选取联轴器型号。 联轴器的转矩计算公式： Tca?KAT 其中，KA是工作情况系数因为卷扬机的转矩变化和冲击载荷较大，根据表，选取KA=2.3。 Tca?KAT?2.3?756760?1740548N?mm 因为轴2上的转矩较大，但转速低，所以选用轮胎式联轴器。因为是非金属弹性元件。Tca?1740548?1.1?1914603N?mm，所以选用UL13型滑块联轴器。公称转矩Tn?2500N?m?Tca，瞬时最大转矩为，6300N?m，许用转速[n]?1800r/min?n。适用于启动频繁，正反转多变，冲击，震动较大的轴系传动，可在粉尘，水分工况的环境下工作。可见，是适合本系统的。 轴孔的d?63mm~95mm,。所以是合用的。 我们初步选取孔径为70mm的UL13型联轴器，所以初步确定轴2的最小直径为70mm。孔的长度为107mm。（J型）。所以半联轴器的与轴配合的长度为L?107mm。 3.1.4轴的结构设计 1）装配方案的拟订 1轴上从左到右依次装配的零件为联轴器，端盖1，滚动轴承1，套筒，蜗轮，滚动轴承2，端盖2。 如图所示。 机械设计课程设计计算及说明 2）.根据轴向定位要求确定轴的各段直径和长度 因为要满足半联轴器的轴向定位要求，轴的1---2段左端要制出一轴肩。取h=0.1d=0.05?70?3.5mm，所以2---3段的直径取为77mm。右端用轴端挡圈定位，取80mm。半联轴器的与轴配合的长度为L?107mm。为了保证挡圈只压在半联轴器上，1---2段的长度应有所减小，取105mm。 3）.初步选择滚动轴承 轴承同时受轴向力和径向力，选用圆锥滚子轴承。代号为32016。 d=80mm,D=125mm.T=29mm,B=29mm.安装尺寸da?87mm。所以轴3---4的直径为80mm，长度分为两部分，一部分和轴承相配，为29-2=27mm。另一部分和套筒相配。轴4---5段和蜗轮相配，因为相配的长度和蜗轮的宽度一样 ，所以为56.7mm。但轴应该要短一些，4---5段的长度取为55mm。直径设计为86mm。.轴5—6段长度设计为12mm, 直径为0.07?86?86?92mm。轴6---7段是一个过渡轴，直径为87mm。而轴7—8段按轴承的安装尺寸确定为长度27mm。直径为80mm。 为了使蜗轮轴受力均匀，从蜗轮中心到轴承支点的距离设计为相等，先使从蜗轮中心到轴肩3和左边的轴端的距离相等。为了防止各零件干扰，初步确定距离为130mm。这样，两个支点间的距离只有不到260mm。距离不是很大，也可以采用双支点单向固定的方法固定轴承。 轴承端盖的总宽度设计为20mm 。（由减速器及轴承端盖的结构设计而定。）根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖外端面和联轴器的端面的距离30mm。所以轴2---3段的长度为50mm。 4）.轴上零件的周向定位 半联轴器的周向固定用平键连接。查表得，当d大于65mm，小于75mm时，b=20mm,h=12mm.。键槽用键槽铣刀加工，长取为90mm。联轴器和轴的配合为H7/k6。轴承和轴的配合为H7/m6。蜗轮和轴的配合为H7/n6。 半联轴器的周向固定用平键连接。查表得，当d大于85mm，小于95mm时，b=25mm,h=14mm.。键槽用键槽铣刀加工，长取为40mm。联轴器和轴的配合为H7/k6。 5）确定轴上圆角和倒角尺寸 根据表得，轴端倒角为2?450，轴肩处的圆角半径详情见图。 Fa2?Ft1?2T127380??2?789N d169.42T2804970??2?5034N d2319.8 Ft2?Fa1? Fr2?Fr1?Fa1?tan??5034?tan23?2137N Fn?Fa1Ft22T2?? cos?ncos?cos?ncos?d2cos机械设计课程设计计算及说明 四.箱体的设计 4.1.确定箱体的结构尺寸 机座壁厚?，因为是蜗杆减速器，所以用公式算得 ??0.04a?3?10.66?8，取??15mm。 机盖壁厚?1，因为蜗杆在下，所以是0.85?，取为13mm。 机座凸缘的厚度b?1.5??22.5mm。 机盖凸缘的厚度b1?1.5?1?19.5mm。 机座底凸缘厚度b2?2.5??37.5mm 地脚螺钉直径df?0.036a?15?0.036?200?15?24mm 地脚螺钉的数目为4个。 轴承旁联接螺栓直径d1?0.75df?0.75?24?18mm，取20mm. 机盖与机座联接螺栓直径d2?(0.5~0.6)df?0.6?24?14.4mm，取16mm. 联接螺栓d2的间距l?150~200mm。 轴承端盖螺钉直径d3?(0.4~0.5)df?0.4?24?10mm 窥视孔盖螺钉直径d4?(0.3~0.4)df?0.4?24?10mm 定位销直径d?(0.7~0.8)d2?0.8?16?12.8mm,取16mm. d1， d2，df到外机壁的距离分别为： df的c1fmin?34mm，d1的c11min?26mm，d2的c12min?22mm d1， d2到凸缘边缘的距离分别为： d1的c21min?24mm，d2的c22min?20mm。 机械设计课程设计计算及说明 轴承旁凸台半径 R1?C21min?24mm。 凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。 外机壁到轴承座端面距离l1?c1?c2?8?50mm 大齿轮顶圆与内机壁的距离?1?1.2??18mm，取为18mm。 蜗轮外圆与内机壁 的距离也取为20mm。 机盖，机座的肋厚m1?0.85?1?0.85?13?12mm。 m?0.85??0.85?15?13mm。 轴承端盖外径 D2?轴承孔径?5d3。 D21?125?5?10?175mm，D22?110?5?10?160mm。 轴承端盖凸缘厚度t?1.2d3?12mm。 轴承旁联接螺栓距离 ：以Md1和Md3不干涉为准。 箱体的其余尺寸和详细结构，请参考装配图和零件图。 4.2.蜗轮上的螺栓的确定 因为蜗轮上的螺栓同时受到拉伸和扭转的作用，所以算出的预警力要增大30%。 螺栓危险截面的拉伸力 ?? F0?4 2d 其中，F0是螺栓的预警力，取F0?F/f。 F是剪切力为F?2137N，f是摩擦因数，取0.12。 所以F0?F/f?2137/0.12?17808N。取F0?17900N。 所以F0?17900?1.3?23270N。（螺栓材料用中碳钢，性能等级5.8。 屈服极限400MPa。安全系数取1.5。 计算及说明 要使??F0 ?4?[?]?400/1.5?266.7MPa 2d d??4?23270 我们取螺栓的直径为10mm。 （箱体的散热面积足够大，不需散热装置。） 参考文献 1机械工业出版社 2004年10月 吴宗泽主编 〈〈机械零件设计手册〉〉。 2高等教育出版社 2004年2月 西北工业大学机械原理及机械零件教研室主编 〈〈机械设计〉〉 3高等教育出版社 2004年4月 〈〈机械设计课程设计指导书〉〉 4重庆大学出版社 2000年8月 何玉林 沈荣辉主编 〈〈机械制图〉〉

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