毕业设计（论文）-焊接转位装置的转角控制装置设计.doc

襄 樊 学 院毕业设计(论文)题目 焊接转位装置的转角控制装置设计专业 机械设计制造及其自动化班级机制0812姓名学号指导教师职称 2012年 5月 22 日36摘 要在我国，焊接变位机已成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业，有了较大的发展，并获得了广泛的应用。使用焊接变位机械可缩短焊接辅助时间，提高劳动生产率，减轻工人劳动强度，保证和改善焊接质量，并可充分发挥各种焊接方法的效能。手动焊接变位机正是当前众多焊接机械产品的一种，它通过一些机械传动机构，用来实现焊接工件的回转、倾斜，使得焊工操作的更加方便快捷，提高工作效率。在本次设计中，参照设计数据和相关资料，首先选择机构和传动方式，确定机构各个部分的传动功率、转矩和进行强度计算和校核，保证机构的合理性，使得设计出的装备能在给定年限内正常工作；然后对各个机构进行连接设计，画出结构简图；最后设计细节问题，画出总装图，保证产品的可生产性，便于规模化生产。常用的人工焊接变位机基本型式有：伸臂式、倾翻回转式和双立柱单回转式等。由于受到回转自由度的限制，这几种变位机均不能实现被焊工件在空间内的任意旋转，不能使各类焊缝转动到所需要的最佳位置。以前我厂也从各地引进多种焊接变位机，但现场使用都不方便从而被淘汰，投资高浪费大。为开发适宜的变位机，我们经过多年的工作实践，调研分析，主要思路启发于从国外引进的结构件焊接机器人。焊接机器人上配备的焊接变位机的型式先进，适合国内工程机械行业结构件的焊接。根据现场使用经验，现分析介绍焊接变位机选型及常用几种变位机的形式等。本次设计的主要内容是一个倾斜机构，采用了涡轮蜗杆机构，用来减小尺寸和实现传动机构的自锁。整个机构简单可靠，操作方便。关键词：手动式焊接变位机；回转机构；倾斜机构；轴；齿轮；涡涡轮蜗杆the design of manual welding shifts machineabstractwelding positioner has become an indispensable device of manufacturing field in our country. it is divided into auxiliary machinery. this product has gained lots of progress and been access to a wide range of applications in construction machinery field last decade. it can not only reduce auxiliary time in welding, lout also improve labor productivity. the welding positioner can assure and improve product quality, and make the most of performance of various welding methods.manual welding positioner is currently a large number of welding machinery products, which by some mechanical drive mechanism used to achieve the welding of the work piece rotation, tilt, making the welding operation faster and more convenient, improve work efficiency. in this design, the reference design data and related information, first select the institutions and the transmission mode to determine the body parts of the transmission power, torque and the strength calculation and verification to ensure the rationality of institutions so that the equipment can be designed in a given period of normal work; and then connect the various agencies designed to draw the structure diagram; the final design details, to draw the total picture, to ensure product manufacturability, ease of scale production.the design of the main content is a tilt mechanism, using the worm body, to reduce the size and achieve self-locking transmission. the entire organization is simple, reliable, easy to operatekeywords: manual type welding displacements machine; rotary organization; tilt institutions; axis; gear; worm gear 目 录1 引言11.1开发焊接变位机的意义和目的11.2焊接变位机目前的发展状况11.2.1使用工程机械结构件焊接变位机的意义11.2.2结构件焊接变位机的选型22 手动焊接变位机总体方案设计52.1 设计方案的确定52.2设计要求、技术要求6 2.3回转机构的确定62.3.1回转轴强度计算72.3.2根据回转轴直径及受力情况选择轴承72.3.3设计回转轴结构尺寸、选择键82.3.4回转机构驱动功率计算及电机选择82.3.5设计回转轴减速机构92.3.6回转主轴受力分析及校核，轴承校核102.4倾斜机构的确定102.4.1方案确定102.4.2最大倾斜力矩计算112.4.3v带传动122.4.4涡轮蜗杆传动132.4.5扇形齿轮机构132.4.6倾斜轴及轴承设计 132.5机构预期寿命估算133倾斜机构设计143.1方案确定143.2倾斜力矩的计算143.2.1最大倾斜力矩143.2.2计算传动功率，确定传动比143.2.3传动比分配143.2.4选材153.2.5按齿面接触强度设计153.2.6计算接触疲劳许用应力153.2.7计算圆周速度v163.2.8计算载荷系数163.2.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径163.2.10计算弯曲疲劳应力173.2.11几何尺寸计算184 涡轮蜗杆机构设计184.1选择蜗杆传动类型184.2选择材料184.3按齿面接触疲劳强度进行设计184.3.1确定作用在涡轮上的转矩184.3.2 确定载荷系数k184.3.3 确定弹性影响因素 194.3.4 确定接触系数194.3.5 确定许用接触应力194.3.6 计算中心距194.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸194.4.1 蜗杆194.4.2 涡轮104.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度105倾斜轴的设计205.1选取轴的材料205.2初步估算轴的最小直径205.3轴上结构设计205.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度205.3.2轴上零件的周向定位205.4求轴上的载荷205.4.1 v平面内倾斜轴轴受力分析21 5.4.2按弯扭合成应力校核轴的强度215.4.3校核倾斜轴的轴承215.4.4倾斜轴上键的校核216蜗轮轴的设计216.1选取轴的材料22 62初步估算轴的最小直径226.3.轴上结构设计226.3.1拟定轴上零件的装配方案236.3.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 246.3.3轴上零件的周向定位256.3.4求轴上的载荷266.3.5按弯扭合成应力校核轴的强度276.3.6校核倾斜轴的轴承286.3.7倾斜轴上键的校核297蜗杆轴的设计307.1蜗杆轴结构设计及各部分尺寸327.1.1蜗杆轴结构设计如图327.1.2确定蜗杆轴各段轴尺寸327.2蜗杆轴轴承的选择337.3蜗杆轴键的选择347.4蜗杆轴受力分析及校核357.4.1蜗杆轴受力分析367.4.2蜗杆轴强度校核377.4.3按弯扭合成应力校核轴的强度377.4.4蜗杆轴滑动轴承的选择377.4.5蜗杆轴键的校核388其它重要数据399 结语40参考文献 41致 谢421 引言1.1开发焊接变位机的意义和目的在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择合适的焊接位置的情况，针对这些实际需要，我们设计研制了焊接变位机，它可以通过工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位机与焊接操作机配合使用，可以实现焊接的机械化、自动，提高了焊接的效率和焊接质量。焊接变位机可以应用于化工、锅炉、压力容器、电机电器、铁路交通、冶金等工业部门的自动焊接系统。在现在加工和制造过程中，焊接变位机已悄然成为一种不可缺少的设备，其作用越来越突出。特别是近十年来，这一产品在我国工业机械行业有了很大的发展，获得了广泛的应用。各种机械产品和机械设备的结构件大多数都很复杂，尤其是各种机械的主要关键部位，其焊接质量的好坏直接影响整机性能，而选择合适的变位机能提高焊接质量和生产效率，降低工人的劳动强度和生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共识，对着方面的投入都在加大。1.2焊接变位机目前的发展状况在我国，焊接变位机也已悄然成为制造业的一种不可缺少的设备，在焊接领域把他划为焊接辅机。近十年来，这一产品在我国工程机械行业有了较大的发展，获得了广泛的应用。就型式系列和品种规格而言，已问世的约有十余个系列，百余品种规格，正在形成一个小行业。在国际上，焊接变位机包括各种功能的产品在内，有百余系列。在技术上有普通型的，有无隙传动私服控制型的，产品的额定负荷范围，达到0.1kn18000kn。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，中、小、大发展齐全的产品。1、使用工程机械结构件焊接变位机的意义挖掘机、压路机、装载机等工程机械的结构件大多数都很复杂，而且是整机主要关键部件，其焊接质量的好坏直接影响整机性能。选择合适的变位机能提高焊接质量及生产效率，降低工人的劳动强度及生产成本，加强安全文明生产，有利于现场管理。特别是入世的冲击，工程机械市场竞争将会越来越激烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等基础设备投入达到生产能力的革命。 2、结构件焊接变位机的选型根据焊接结构件的结构特点选择合适的焊接变位机。如：装载机后车架、压路机机架可用双立柱单回转模式，装载机的前车架可选l型双回转式，装载机铲斗焊接变位机可设计成c型双回转式，挖掘机车架、大臂等可用双座式头尾双回转型式，对于一些小总成焊接件可选取目前市场上已系列化生产的座式通用变位机。根据手工焊接作业的情况，所选的焊接变位机能把被焊工件的任意一条焊缝转到平焊或船焊位置，避免立焊和仰焊，保证焊接质量。选择开敞性好，容易操作，结构紧凑占地面积小的焊接变位机，工人操作高度尽量低，安全可靠。工装设计要考虑工件装卡简单方便。工程机械大型的焊接结构件变位机的焊接操作高度很高，工人可通过垫高的方式进行焊接。焊接登高梯的选取直接影响焊接变位机的使用，视高度情况可用小型固定式登高梯、三维或两维机械电控自动移动式焊接升降台。 3、几种常用变位机结构双立柱单回转式变位机：该种变位机适合装载机的后车架、压路机机架等工程机械长方形结构件的焊接，形式如图示1两种样式，其主要特点是立柱一端电机驱动工作装置沿一个回转方向运转，另一端随主动端从动。两侧立柱可设计成可升降式，以适应不同规格产品。这种型式变位机的缺点只能在一个圆周方向回转，选择时要注意焊缝形式是否适合。 u型双座式头尾双回转型式：与第一种变位机型式相比，即在图1第二种的基础上被焊结构件在另外一个空间又增加一个旋转自由度。如图2这种型式的变位机焊接空间大，工件可被旋转到需要的位置，设计先进，目前已在工程机械许多厂家成功使用。该变位机可根据各厂的工艺情况在装载机、挖掘机、压路机等结构件焊接时应用。l型双回转焊接变位机：该种变位机如图3所示，其工作装置l型，有两个方面的回转自由度，且两个方向都可以360任意回转。此变位机与其它类型变位机相比，开敞性好，容易操作。l型变位机已在装载机前车架焊接中成功的使用，而且使用效果很好，深受现场操作工的欢迎。c型双回转焊接变位机：如图示4，c型回转形式与l型机相同，只是为了方便夹具体的设计，根据结构件的外形，变位机的工作装置稍作变动。该种型式焊接变位机，适合装载机的铲斗、挖掘机的挖斗等焊接。座式通用变位机：如图5座式焊接变位机工作台有一个整体翻转的自由度，可以将工作翻转至理想的焊接位置进行焊接。另外工作台还有一个旋转的自由度。该种变位机已被多个厂家系列化生产，其适合工程机械的小型焊接件及一些管类、轴类、盘类等中小型复杂结构的焊接。 从几种变位机的示意图可以看出，变位机的总体型式可分两大类，一类双底座回转式（示意图1、示意图2），另一类是单机座工作装置悬伸式（示意图3、示意图4）。两结构形式的显著特点决定在设计这两种焊接变位机时侧重点不同，如l型、c型变位机要充分考虑平衡性。在选择变位机时要根据工件的形状、焊缝的形式及工艺现状选取，否则，有可能不好用或不能用。2 手动焊接变位机总体方案设计2.1 设计方案的确定图2-1 焊接变位机结构示意图2.2设计要求、技术要求 表2-1 设计要求、技术要求工作台回转工作台倾斜载重量/kg回转速度/ r/min倾斜速度/ r/min工作台尺寸/mm重心高度/mm偏心距/mm工作台倾斜角度/电机驱动手柄3000-10-16002001500-1352.3回转机构的确定由于工作台回转速度低，额定功率低，故可取手柄传动；因传动比比较大，并要求有自锁功能，故选择蜗轮蜗杆传动，选用一级齿轮。2.4倾斜机构的确定工作台的倾斜是为了使工件定位，其倾斜运动一般是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。因此次设计的载重量不是很大，故采用人工手柄带动，采用两级减速，蜗轮蜗杆减速及半圆齿轮机构，从而形成的调速范围。3倾斜机构设计3.1方案确定倾斜机构是手柄经涡轮蜗杆减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜。减速器+扇形齿轮3.2倾斜力矩的计算3.2.1最大倾斜力矩由力学知识分析知，最大倾斜力矩出现在a= amin，b=90时及a= 90，b=0时3.2.2计算传动功率，确定传动比涡轮蜗杆传动， 圆柱齿轮二级传动总效率： 传动功率：3.2.3传动比分配总传动比 减速涡轮蜗杆 齿轮减速图1 伸臂式焊接变位机（1） 座式焊接变位机图2 座式焊接变位机（2） 双座式焊接变位机图3 双座式焊接变位机焊接变位机的基本结构形式虽只有上述三种，但其派生形式很多，有些变位机的工作台还具有升降功能，如图4图4 变位器的派生形式示意图1工作台 2轴承 3机座 4推举液压缸 5伸臂用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备，称焊接变位机。也就是说，把工件装夹在一个设备上，进行施焊作业。焊件待焊焊缝的初始位置，可能处于空间任一方位。通过回转变位运动后，使任一方位的待焊焊缝，变为船角焊、平焊或平角焊施焊作业。完成这个功能的设备称焊接变位机。它改变了可能需要立焊、仰焊等难以保证焊接质量的施焊操作。从而，保证了焊接质量，提高了焊接生产率和生产过程的安全性。 3.2.5按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行计算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数=1.3计算小齿轮传递的转矩由表10-7选取齿宽系数=0.5查表10-6得材料的弹性影响系数由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限；大齿轮的接触疲劳强度极限由式10-13计算应力循环系数取接触疲劳寿命系数=1.5 =1.343.2.6计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数s=1，由式（10-12）得计算试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。3.2.7计算圆周速度v计算齿宽计算齿宽与齿高之比模数齿高 3.2.8计算载荷系数根据，七级精度，由图10-8查得动载系数直齿轮，由表10-2查得使用系数,由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承悬臂布置时由，查图10-13得；故载荷系数3.2.9按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径由式（10-10a）得计算模数m按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为确定公式内的各计算数值由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲强度极限由图10-18查得弯曲疲劳寿命系数，3.2.10计算弯曲疲劳应力取弯曲疲劳安全系数s=1.4，由式(10-12)得计算载荷系数k查取齿形系数由表10-5查得；查取应力校正系数由表10-5查得；计算大、小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数5按接触强度算得的分度圆直径大齿轮齿数这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。3.2.11几何尺寸计算计算分度圆直径计算中心距 计算齿轮宽度取，4 涡轮蜗杆机构设计蜗杆转速 80r/min ，传动比 i = 32 ，使用寿命为12000小时。4.1选择蜗杆传动类型根据 gb/t 10085 1988 的推荐，采用渐开线蜗杆。4.2选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度很低，故蜗杆用45钢；因希望效率高写，耐磨性好些。故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45-55hrc，涡轮用铸锡磷青铜zcusn10p1，金属模铸造。为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁ht100制造。4.3按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-12）传动中心距4.3.1确定作用在涡轮上的转矩 按=1,传动效率 =0.43则4.3.2 确定载荷系数k 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数;由表11-5 选取使用系数;由于转速不高，冲击不大，可取动载系数；则4.3.3 确定弹性影响因素 因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故 4.3.4 确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值，从图11-18可查得。4.3.5 确定许用接触应力 根据蜗杆材料为铸锡磷青铜zcusn10p1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45hrc，可从表11-7中查得涡轮的基本许用应力。应力循环次数寿命系数则 4.3.6 计算中心距故取中心距mm，从表11-2中取模数mm，蜗杆分度圆直径mm。这时。从图11-18中可查得接触系数,因为，因此以上计算结果可用。4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸4.4.1 蜗杆轴向齿距mm；直径系数；齿顶圆直径mm;齿根圆直径mm;分度圆导程角；蜗杆轴向齿厚mm4.4.2 涡轮涡轮齿数；涡轮分度圆直径mm；涡轮喉圆直径mm；涡轮齿根圆直径mm；涡轮咽喉圆半径mm4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度当量齿数根据，从图11-19中可查得齿形系数。螺旋角系数 许用弯曲应力 从表11-8中可查得由zcusn10p1制造的涡轮的基本许用弯曲应力 。寿命系数 所以弯曲强度是满足的。5倾斜轴的设计5.1选取轴的材料选45钢调质处理，由表15-1可查取如下参数：硬度：hbs=220；抗拉强度极限：=650 m pa；弯曲疲劳极限：=275 m pa；屈服极限强度：=355 m pa；剪切疲劳强度：=155 m pa；许用弯曲应力：=60 m pa。5.2初步估算轴的最小直径 由前面计算可知=1r/min，p=0.075kw。查表15-3可取115。若考虑键槽直径应增加15%，则5.3轴上结构设计拟定轴上零件的装配方案如图（5-1）图5-1 零件的装配方案5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴肩为h=2.5，左端用垫圈和螺栓定位初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力，所以选用深沟球轴承，选用0组基本游隙组，初步选取深沟球轴承6213，其尺寸为。右端深沟球轴承采用轴肩进行轴向定位，由手册查得深沟球轴承6213的轴肩为h=4.5轴承端盖的总宽度为20mm取轴与箱体连接部分的长度为68至此。轴的各段直径和长度已确定。5.3.2轴上零件的周向定位扇形齿轮与轴的连接和轴与箱体的连接均采用圆头平键连接。扇形齿轮与轴的连接的间的尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为80mm，同时为了扇形齿轮和轴有很好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为，同样轴与箱体的连接的键的尺寸，键槽用铣刀加工。轴与箱体的配合为，滚动轴承与轴的配合定位是由过度配合来确定的，此处选轴的直径公差为m6确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径r=25.4求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时应从手册查取图5-2 倾斜轴的简图图5-3 轴的受力分析图5.4.1 v平面内倾斜轴轴受力分析(1)垂直平面内受力分析如下图图5-4 垂直面受力分析图（2）做出倾斜轴在v面内的弯矩图图5-5 倾斜轴在v面内的弯矩图图5-6 倾斜轴在h面的受力分析（3）对倾斜轴在h面内进行受力分析（4）做出倾斜轴在h面内的弯矩图图5-6 倾斜轴在h面的弯矩图（5）将倾斜轴在v面和h面内的弯矩进行合成，并做出弯矩图如下图图5-7 倾斜轴弯矩合成图（6）做出倾斜轴的扭矩图图5-8 倾斜轴的扭矩图5.4.2按弯扭合成应力校核轴的强度轴双向旋转，扭转切应力为对称循环应力取，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得。因此，故安全。5.4.3校核倾斜轴的轴承（1）求比值（2）初步计算动载荷根据式(13-8a)按照表13-6，=1.01.2，取=1.2按照表13-5，x=0.56，y值需在已知型号和基本静载荷后才能求出。由于初选轴承为6211深沟球轴承，此轴承的基本额定静载荷求当量动载荷p（3）验算轴承的寿命根据式(13-5)所以轴承选择符合要求。5.4.4倾斜轴上键的校核由机械设计，可得键连接强度校核公式(6-1)式中：t传递的转矩，； k键与轮毂键槽的接触高度，； 键的工作长度，； d轴的直径，。（1）倾斜轴与扇形齿轮键的校核已知；键的工作长度；键与轮毂键槽的接触高度由式（6-1）得查机械设计表6-2，得因,所以满足强度要求。（2）倾斜轴与箱体键的校核已知键的工作长度键与箱体键槽的接触高度由式（6-1）得查机械设计表6-2，得因,所以满足强度要求6蜗轮轴的设计6.1选取轴的材料选45钢。调质处理，由表15-1查得参数如下，硬度为hbs=220抗拉强度极限，弯曲疲劳极限屈服极限强度剪切疲劳极限许用弯曲应力62初步估算轴的最小直径考虑有键槽，直径增大12%所以取为45mm6.3.轴上结构设计6.3.1拟定轴上零件的装配方案图6-1 涡轮轴的装配方案6.3.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴肩为h=2.5，左端用垫圈和螺栓定位初步选择滚动轴承。因轴承仅受径向力，所以选用深沟球轴承，选用0组基本游隙组，选用的深沟球轴承6210，其尺寸为右端深沟球轴承采用轴肩进行轴向定位，由手册查得深沟球轴承6210的轴肩为h=3.5轴承端盖的总宽度为20至此。轴的各段直径和长度已确定。6.3.3轴上零件的周向定位扇形齿轮与轴的连接和轴与箱体的连接均采用圆头平键连接。扇形齿轮与轴的连接的间的尺寸为，键槽用键槽铣刀加工，长为80mm，同时为了扇形齿轮和轴有很好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为，同样轴与涡轮的连接的键的尺寸，长为63，同时为了保持涡轮和轴的对中性，选择齿轮轮毂与轴的配合为键槽用铣刀加工。滚动轴承与轴的配合定位是由过度配合来确定的，此处选轴的直径公差为m6确定轴上圆角和倒角尺寸取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径r=16.3.4求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时应从手册查取图6-2 涡轮轴的简图图6-3 涡轮轴的受力分析（1）蜗轮轴在v面内进行受力分析图6-4 涡轮轴在v面的受力分析图（2）做出蜗轮轴在v面内的弯矩图图6-5 涡轮轴在v面的弯矩图（3）蜗轮轴在h面内进行受力分析图6-6 涡轮轴在h面的受力分析（4）列出静平衡方程，并对b点取弯矩图6-7 倾斜轴b点的弯矩图图6-8 涡轮轴的扭矩图（5）做出涡轮轴的扭矩图6.3.5按弯扭合成应力校核轴的强度轴双向旋转，扭转切应力为对称循环应力取，轴的计算应前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得。因此，故安全。6.3.6校核倾斜轴的轴承求比值初步计算动载荷根据式(13-8a)按照表13-6，=1.01.2，取=1.2按照表13-5，x=0.56，y值需在已知型号和基本静载荷后才能求出。由于初选轴承为6210深沟球轴承，此轴承的基本额定静载荷求当量动载荷p验算轴承的寿命根据式(13-5)所以轴承选择符合要求。6.3.7倾斜轴上键的校核由机械设计，可得键连接强度校核公式(6-1)式中：t传递的转矩，； k键与轮毂键槽的接触高度，； 键的工作长度，； d轴的直径，。（1）涡轮轴与小齿轮的键的校核已知键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度由式（6-1）得查机械设计表6-2，得因,所以满足强度要求（2）涡轮轴与涡轮键的校核已知键的工作长度键与轮毂键槽的接触高度由式（6-1）得查机械设计表6-2，得因,所以满足强度要求7蜗杆轴的设计7.1蜗杆轴结构设计及各部分尺寸7.1.1蜗杆轴结构设计如图图7-1 蜗杆轴结构图7.1.2确定蜗杆轴各段轴尺寸 径向尺寸 轴向尺寸 7.2蜗杆轴轴承的选择查机械零件手册，选择滑动轴承，滑动轴承座型号为hz050，其各部分参数为，。7.3蜗杆轴键的选择根据4轴段，查机械零件手册选择圆头普通平键，公称直径，键长取。7.4蜗杆轴受力分析及校核7.4.1蜗杆轴受力分析蜗杆轴受力如图图7-2 蜗杆轴受力分析图(1)h平面内蜗杆轴受力分析水平面内蜗杆轴受力如图图7-3 蜗杆轴h平面内受力图根据蜗杆轴结构和各个轴段尺寸可得，故。已知，因各个力对a点弯矩之和为零得则 因 故 b截面处得弯矩则水平面内蜗杆轴弯矩图如图图7-4 蜗杆轴h平面内弯矩图(2)v平面内蜗杆轴受力分析水平面内蜗杆轴受力如图图7-5 蜗杆轴v平面内受力图已知 则因各个力对b点弯矩之和为零可得即又因轴受力应该平衡，得 即 计算可得 b截面处所受弯矩则垂直平面内蜗杆轴弯矩图如图图7-6 蜗杆轴v平面内弯矩图(3)合成弯矩图b截面处则蜗杆轴合成弯矩图如图图7-7 蜗杆轴合成弯矩图因,则蜗杆轴所受扭矩图如图图7-8 蜗杆轴弯矩图7.4.2蜗杆轴强度校核按弯扭合成应力校核轴的强度根据机械设计，可得回转轴强度校核公式式中：轴的计算应力，； 轴所受的弯矩，； 轴所受的扭矩，； 轴的抗弯截面系数，。轴上承受最大弯矩和扭矩的截面是b面，因扭转切应力为脉动循环变应力，故取。已知则根据机械设计表15-4得 抗弯截面系数 因此轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1查得，因，故满足强度要求。7.4.3按弯扭合成应力校核轴的强度根据机械设计，可得回转轴强度校核公式 式中：轴的计算应力，； 轴所受的弯矩，； 轴所受的扭矩，； 轴的抗弯截面系数，。轴上承受最大弯矩和扭矩的截面是b面，因扭转切应力为脉动循环变应力，故取。已知则根据机械设计表15-4得 抗弯截面系数 因此轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表15-1查得，因，故满足强度要求。7.4.4蜗杆轴滑动轴承的选择a处轴承所受径向力c处轴承所受径向力a处受力大，故只需满足a处轴承的要求就可以满足c处轴承要求。(1