毕业设计（论文）-减速器输入轴的设计.doc

13襄樊职业技术学院（毕业）论文襄樊职业技术学院（毕业）论文减速器输入轴的设计专 业：模具设计与制造学 生：指导教师：教学单位：襄樊职业技术学院学 号：052310345 毕 业 届： 2008届2008年6月8日郑重声明本设计（论文）系本人在范兴平老师指导下独立完成的设计（论文），本人拥有自主知识产权，没有抄袭、剽窃他人成果，由此造成的知识产权纠纷由本人负责。学生：何伟2008年6月8日襄樊职业技术学院机械电子信息工程学院毕 业 设 计（论 文）课 题 任 务 书机械电子信息工程学院 模具专业0503班 学生：何伟一、 毕业设计(论文)课题 减速器输入轴的设计 二、 毕业设计(论文)工作自 2008年 05月 01日起至 2008年 06月 01日止三、 毕业设计(论文)进行地点 ： 襄樊职业技术学院 四、 毕业设计(论文)的课题要求：xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx（课题要求由指导教师完成）五、 教师指定的主要参考文献1. xxx著. xxxxx. xxxx出版社,xx:xxxxxxx序号 作者 署名 出版社 年份 起止页2.3.4.指导教师：范兴平：目 录目 录4摘要4关键词41轴的材料的选择42.轴的初步计算 4 21初步确定输入轴的最小直径：5 3.轴的结构设计531根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度6 32轴上零件的周向定位 6 33确定轴上圆角和倒角尺寸 6 34求轴上的载荷7 35扭矩合成应力校核轴的强度8 36精确校核轴的疲劳强度 8 致谢11 参考文献12 减速器输入轴的设计 学生：何伟指导教师：范兴平机械电子信息工程学院摘要：国内减速器现状?国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点?。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的内平动齿轮减速器不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量（或体积）比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位当今发展国民经济的一个重要保障就是机械制造工业的飞速发展。随着时间的发展，机械设计水平的高低已成为衡量一个国家科学技术、经济水平以及国防力量的重要标志之一。所以进行零件机械加工工艺规程及夹具的设计有着重要的意义。关键词：输入轴轴的结构图 1 输入轴的设计与计算1.轴的材料的选择轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳度，故采用碳钢制造尤为广泛。材料选择：45#钢，采用热处理（调质）和表面未强化处理，由机械手册查得，45号钢采用调质处理硬度为217255hb。2.轴的初步计算1 初步确定输入轴的受力计算：已知：输入轴上的输入功率p=14.85kw；转速；转矩；前面已经算出轴上齿轮分度圆直径: ，；求作用在蜗杆上的力； 圆周力，径向力，轴向力的方向如图 42所示。2 初步确定输入轴的最小直径：；式中：查表15-3，初步选定为120，代入上式可得：；轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径d1-2直径与联轴器的孔径，以及电动机的输出轴相适应，故需先确定联轴器的型号。联轴器的计算转矩：；由于提升机的工作效率不大，工作转矩变化小，原动机为电动机。查表14-1，考虑到转矩变化很小，故选；则：=按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册选用hl1型弹性柱销联轴器，其公称转矩为160000。半联轴器的孔径=24mm，故取=24mm；半联轴器长度32mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度。3.轴的结构设计图41 输入轴的结构（1）根据轴向定位的要求确定轴各段的直径和长度1、为使12轴段满足半联轴器的配合要求，需制出一轴肩，取12段直径。左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径d=34mm。又因为所选联轴器与轴配合的轴孔长度l=27mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在端面上，故12轴段的长度l略短一些，取l=25mm。2、初步选择滚动轴承因所选用的齿轮为斜齿轮，则轴承同时承受有径向和轴向力的作用，鼓选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据d=30mm，查手册，初步选取0基本游隙组标准精度级的单列圆锥滚子轴承31307，其尺寸为,故。3、两端都采用套筒定位，所以，在4处设计成轴环，h0.07d,所以取h=3.5mm,因为1.4h,所以取b=10mm，即。4、轴承端盖的总宽度20mm，根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取。5、取蜗轮距箱体内壁之距离a=16mm，因为上面已经算了蜗轮的分度圆的直径，即，所以6的左面的轴肩h取值为5mm， ，而直径。又已知，因为，取，而，取蜗轮与箱壁的距离为16mm,所以至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。（2） 轴上零件的周向定位根据轴12处的直径，查手册得键的型号为，滚动轴承与轴的周向定位是借过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6，半联轴器与轴的配合为h7/k6。（3） 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取左轴端倒角为，右轴端倒角，2、3处倒圆r=1.0mm，6、7、8、9处r=2.0mm,其它处倒圆r=1.3mm。（4） 求轴上的载荷根据轴的结构图41，作出轴的计算简图42，在确定轴承的支点位置时，应根据手册查取a值。对于32217型的滚动轴承，由手册查得a=17mm。又滚动轴承如图5-1正装，则作为简支梁的轴承跨距l=。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图42。图42 轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图从轴的机构图以及扭矩图中可以看出，c截面是轴的危险截面。1、求轴承的支反力和2、截面c上的、则：总弯矩为：；（5） 扭矩合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度，根据以上所算得的数据，并取=0.6，轴的计算应力为：前已选定轴的材料为45钢，由表15-1查得=60，故轴工作安全。（6） 精确校核轴的疲劳强度1 判断危险截面： 此蜗杆312是关于中心线对称的。面1、2、3、4只受扭矩的作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕来确定的，所以以上截面无需在校核。从应力集中对疲劳强度的影响来看，截面6、7、8、处应力集中严重。从受载的情况来看，截面c上的应力最大。其中截面5、6、7、8、9、10、11，截面8、9、10、11不受扭矩作用，故不必作强度校核。截面c虽然应力最大，但不集中，故也不用校核。6和7比较，7处的直径比6处的直径要大，因而该轴只需校核截面6，因为右侧半径比左侧半径大，那么校核截面6左侧就可。2 对危险截面6左侧校核：抗弯截面系数：；抗扭截面系数：；截面左侧的弯矩m为：;截面上的弯曲应力：；截面上的扭转切应力：；轴的材料为45钢，调质处理。由表15-1查得，。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按附表3-2查取。因为；，经插值后可查得：；又由附图3-1可得轴的材料的敏感系数为：；有效集中系数：；由附图3-2得尺寸系数；由附图3-3得扭转尺寸系数：；轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数； 轴未经表面强化，即则得综合系数值为：；碳钢的特性系数：，取；，取；计算安全系数值：；s=1.5；故可知其安全。致 谢本论文是在我和孟灵老师亲切关怀和悉心指导下完成的。她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从论文题目的选择到论文的最终完成，孟老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。孟老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向孟老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 在此，我还要感谢在一起愉快的度过研究论文生生活的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。他们对本论文做了不少工作，给