机械毕业设计（论文）-滚动轴承滚道面自动检测装夹系统传动设计【全套图纸】 .docVIP

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）前言铁路货车滚动轴承是关系到铁路运输安全的关键部件，由于轴承故障引发的车辆热轴、切轴事故是威胁行车安全的重要因素，因此铁路部门对轴承的检修非常重视。货车无轴箱滚动轴承检修工作规定，货车滚动轴承检修分为一般检修和大修两级修程。车辆段对货车滚动轴承定期维修，货车进入车辆段进行一般检修时，先作不分解诊断，诊断结果为分解和不分解，对于需分解的轴承，退卸、清洗、分解后，对照铁道部制定的标准图谱，用人工凭目测、手感、经验来判断轴承内、外圈及滚子的表面缺陷类型及损伤程度。特别是作一般检修时，不允许分解内圈组件，要在滚子与保持架的缝隙中观察内圈滚动面，很容易造成漏检。滚动轴承工件的表面缺陷主要包括麻点、擦伤、压痕、电蚀、剥离、裂损等。这种检测方法依赖于检测人员的经验和责任心，劳动强度大，工作效率低，长时间重复作业易引起视觉疲劳，检测结果随意性大，给铁路运输生产埋下了一定的隐患。为解决人工目视检测方式存在的问题，满足生产的需要，有必要设计一种新的检测方法“滚动轴承表面缺陷自动检测”。通过本次的设计，实现轴承工件表面缺陷检测的自动化，代替人工目测。 第一章绪论 1.1滚动轴承的应用与检测 1.1.1滚动轴承的发展史自1880年英国率先生产轴承至今，世界轴承工业已经走过了漫长的122年（1880年-2002年）的历程。随着人类文明的不断进化和科学技术的高速发展，世界轴承工业从弱小起步，艰难创业，激烈竞争，曲折发展，由昔日少数几家小厂发展到现今遍布全球、年销量额达300亿美元的规模，取得了惊人的成就。可以毫不愧色地说，世界轴承工业在不断自我完善和壮大中，为世界的工业、农业、国防和科学技术的发展以及为人类生产的改善和提高都做出了巨大的贡献。在人类迈进二十一世纪的激动人心的时刻，回顾世界轴承工业的形成、发展以及对未来的预测，对于振兴轴承工业、推动世界经济建设和科技的发展都具有重大的意义。轴承（西方人写作“bearing”，日本人称“轴受”）是当代机械设备中一种举足轻重的零部件，它的主要功能是支承旋转轴或其它运动体，引导转动或移动运动并承受由轴或轴上零件传递而来的载荷。滚动轴承是采用滚动摩擦原理工作的支承件，具有摩擦力小、易于启动、升速迅速、结构紧凑、“三化”（标准化、系列化、通用化）水平高、适应现代各种机械要求的工作性能和使用寿命以及维护保养简便等特点。它广泛应用于工业（机床、矿山、冶金、石化、轻纺、电机、医疗、工程等机械和各类仪器、仪表上）、农业（拖拉机等农业机械）、交通运输（铁路机车、汽车、摩托车、船舶、飞机等）、国防（舰船、坦克、导弹等）、航空航天（卫星、火箭、宇宙飞船等）、家用电器（电风扇、洗衣机、吸尘器、录像机等）、办公机械（复印机、电脑硬盘驱动器等）和高科技（原子能、核反应堆等）等领域，与国计民生息息相关。全世界大约有80%的轴承应用于工农业机械、汽车、火车、飞机等运输设备中。各类主机的工作精度、性能、寿命、可靠性和各项经济指标，都与轴承有着密切的关系；尤其是学技术的发展，各类主机对轴承提出了很多特殊的要求，这些要求反过来又促进了轴承工业的发展，研制和生产出许多特殊种类的轴承。轴承在国民经济发展和国防建设中正起着越来越突出的作用，因此可以毫不夸张地说：轴承技术代表着世界整个工业的发展水平。1.1.2滚动轴承的检测车辆段对货车滚动轴承定期维修，用人工凭目测、手感、经验来判断轴承内、外圈及滚子的表面缺陷类型及损伤程度。这种检测方法依赖于检测人员的经验和责任心，劳动强度大，工作效率低，长时间重复作业易引起视觉疲劳，检测结果随意性大，给铁路运输生产埋下了一定的隐患。为解决人工目视检测方式存在的问题，满足生产的需要，有必要设计一种新的检测方法“滚动轴承表面缺陷自动检测”。常用的滚动轴承表面缺陷检测方法1、漏磁检测法在直流磁场作用下，工件被磁化并接近饱和状态，此时在缺陷部位有几乎与缺陷的体积成比例的磁场向外泄漏，通过磁传感器可以把泄漏的磁场检测出来，信号处理后可测定缺陷的大小。漏磁检测法的主要优点有：（1）不仅能检测表面缺陷，而且还能检测内部微小缺陷。（2）检测精度高，可检测到510-4mm3的微小内部缺陷。（3）造价比较低廉。（4）漏磁检测法的主要缺点有：（5）只能用于金属材料的检测。（6）无法识别缺陷的形状。（7）抗干扰能力差，对检测环境要求高。2、红外检测法3、光学检测法开始于70年代中期，在30多年的发展历程中，根据其采用的扫描装置不同，光学检测法可以分为三个发展阶段：激光点扫描器、线阵ccd摄像头、面阵ccd 摄像头阶段。与轴承表面缺陷的计算机自动检测与识别相关的方法和技术在以下领域有着广泛的应用与研究：（1）冷轧带钢表面缺陷实时在线检测印刷电路板缺陷检测（2）焊缝缺陷检测（3）玻璃制品裂纹检测（4）磁粉探伤中磁痕图像的处理与识别（5）汽车发动机缸孔表面缺陷检测（6）列车轮对踏面缺陷检测新的检测方法要求必须不拆卸支撑架的条件下，进行滚动轴承内圈滚道面的磨损检测，并且提供故障数据库。由于肉眼观察内圈滚道面容易疲劳，我们提出采用ccd摄像头来代替肉眼，用工控机代替人脑分析，并且将拍摄图像存入数据库系统。通过机械装置夹紧支撑架，使其不转动，通过背光源，用ccd相机两个滚珠之间的缝隙，形成图片，转动内圈，由于滚珠不动，镜头不动，拍摄出内圈的另一段表面，内圈旋转一周则可拍摄出整个内圈外表面，并通过工控机输入数据库。 将拆卸并清洗干净的轴承工件安装到转速可控的旋转台上，通过扫描方式用图像传感器获取轴承工件表面图像并输入到计算机，经过计算机分析得出轴承工件的缺陷类型。下图是系统工作流程图。 图1.1 系统工作流程图 这种检测方法简化了工人的操作，减小了劳动强度，改善了劳动条件。节省时间，缩短了检测时间，工作效率显著提高了。这是一种机械自动化检测方法，技术复杂，成本高。在我国目前阶段，大多数工厂仍采用人工目视检测滚动轴承磨损情况。随着计算机系统与微型计算机的迅速发展，这种新的检测技术正在不断地扩展。 第二章设计整体方案 本次的设计题目为滚动轴承滚道面装夹系统传动设计，该设计主要是用于检测滚动轴承滚道面的磨损情况，其传动方案为：电动机联轴器减速器锥齿轮传动转台转动。本设计传动部分采用了机械传动，机械传动具有结构紧凑、传动平稳、效率高的特点。 驱动装置采用的是步进电动机，减速器采用的是单级蜗杆减速器，夹紧装置采用的是液压系统夹紧装置。 2.1传动装置的设计和特点本设计传动部分采用了机械传动，驱动装置采用的是步进电动机。步进电动机是一种利用电磁铁的作用将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机，近年来在数字控制装置中的应用日益广泛。步进电机具有结构简单、维护方便、精确度高、启动灵敏、控制十分方便等性能。步进电动机具有的特点归纳起来有： (1)可以用数字信号直接进行开环控制，整个系统简单廉价。 (2)位移与输入脉冲信号数相对应，步距误差不长期积累，可以组成结构较为简单而又具有定精度的开环控制系统，也可在要求更高招度时组成闲环控制系统。(3)无刷，电动机本体部件少，可靠性高。 (4)易于起动、停止、正反转及变速响应性也好 (5)停止时，可有自锁能力。 (6)步距角选择范围大，可在几角分至180度大范围内选择。在小步距情况下通常可以在超低速下高转矩稳定运行、通常可以不经减速器直接驱动负载。 (7)速度可在相当宽范围内平滑调节。同时用一台控制器控制几台步进电动机 可使它们完全同步运行。 (8)步进电动机带惯性负载的能力较差。 (9)由于存在失步和共振，因此步进电动机的加减速方法根据利用状态的不向 而复杂化。现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机、永磁式步进电机、混合式步进电机.。反应式步进电动机，步距角小，运行频率高，价格较低，但功耗较大。永磁式步进电动机，功耗 较小，断电后仍有制动力矩，但步距角较大，启动运行频率低。混合式步进电动机，它具备上述两种电动机的优点，但价格较高。所以选用的是反应式步进电机。减速器采用的是单级蜗杆减速器，其特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声比较小。2.2夹紧装置的设计和特点夹紧装置采用的是液压系统控制的夹紧装置，其特点是体积小，重量轻，惯性小，结构紧凑，操作方便，易于实现频繁的换向，易于实现自动化，工作比较平稳。由于液压原件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。但同时液压系统也有不可避免的问题：易泄漏、对油温敏感、制造精度高，找故障难。液压传动12.3设计参数1、被测滚动轴承内圈的内径r=130mm，高度2、被测滚动轴承内圈的外径，3、被测滚动轴承每转动一次的角度。第三章 设计计算根据上文中的设计参数进行以下计算：传动装置总效率滚动轴承的效率 ,蜗杆传动效率,联轴器效率，锥齿轮传动效率。故 3.1 电动机的选型与计算3.1.1 计算折算到电机轴上的负载惯量（1）计算联轴器的转动惯量,已知联轴器的密度（材料为钢）。 （31） （2）计算减速器的蜗轮与蜗杆的转动惯量（3）滚动轴承的转动惯量 （32） （4）转台转动惯量 （33） （5）由式,计算折算到电动机轴上总的负荷转动惯量。 （34） 3.1.2 计算折算到电动机轴上的负载力矩（1）计算折算到电动机轴上的摩擦负载力矩 已知滚动轴承内圈的摩擦系数为0.015故 （35） （36）（2）计算折算到电动机轴上的轴向负载力矩 （37）（3）计算折算到电动机轴上的总负载力矩 （38） 3.1.3 选择驱动电机的型号根据以上计算和表a-5,选用国产110bf003型反应式步进电动机，主要技术参数如下：相数：3，步距角，最大静转矩,转动惯量,最大启动频率1500hz，最大运行频率7000hz.分配方式三相六拍，质量6.00kg。数控技术课程设计2（1）确定最大静转矩 由表2-48给出的机械传动系统空载启动力矩所需的步进电机的最大静转矩的关系可得。可以在规定的时间里正常启动，故满足需求。（3）验算惯量匹配为了使机械传动系统的惯量达到较合理的匹配，系统的负荷惯量 与伺服电动的转动惯量之比一般应满足式（2-67），。因故满足惯量匹配要求。（4）步进电动机的安装尺寸 表3.1 电动机的安装尺寸参数步进电动机型号轴颈止扣直径螺孔，通孔110bf00315 851324外径d长度lb b25 4110160112 112(5) 电动机转速n 其电机通电的脉冲频率实指细分倍数（步进电机采用整步，）3.2 蜗轮蜗杆的设计与计算3.2.1 选择蜗杆传动类型根据gb/t10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（zi）3.2.2 选择材料考虑到蜗杆的传动效率不大，速度只是中等，故蜗杆采用45钢，因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555hrc,蜗轮用铸锡磷青铜金属模铸造。为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁ht200制造。3.2.3 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。机械设计3 （39）（1）确定作用在蜗轮上的转矩 =9550 （310）（2）确定载荷系数k因工作载荷较稳定，故载荷分布不均系数=1；由表11-5选取使系数=1.15，由于转速不高，冲击不大，可取动载系数=1.05，则k=1.1511.05 （311）（3）确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传递中心距a的比值，从图11-18中可查得=2.9。（4）确定许用接触应力根据蜗杆材料为铸锡磷青铜，金属模铸造，蜗杆齿面硬可从表11-7中查得蜗杆的基本许用应力=268mpa,应力循环次数 （312）寿命系数 （313）则 =0.8134（5）计算中心距取中心距a=160mm，因i=30，故从表11-2中取m=8，蜗杆分度圆直径这时从图11-18中可查得接触系数=2.8. 3.2.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 （1）蜗杆 轴向齿距 mm,直径系数 q=10；齿顶圆直径 mm，分度圆导程角 54238，蜗杆轴向齿厚 。（2）蜗轮 蜗轮齿数，变位系数；机械原理4验算这时传动比误差为 ，是允许的。蜗轮分度圆直径 蜗轮喉分度圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆半径 3.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数根据=-0.5,=31.472,从图11-19中可查得齿形系数=3.27螺旋角系数许用弯曲应力从表11-18中查得由,制造的蜗轮的其许用弯曲应力 。寿命系数 （314） 弯曲强度是满足的。3.2.6验算效率 （315）已知38 ，与相对滑动速度有关。 （316） 从表11-18中插值法查得，代入式中得，大于原估计值，因此不用重算。3.2.7精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械的减速器，从gb/t10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为,标注为 gb/t10089-1988.3.3热平衡计算 由于蜗杆传动效率低，所以工作时发热量大。闭式传动中，如果产生的热量不能及时散逸，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至发生胶合。所以必须进行热平衡计算，以保证油温稳定于规定的范围内。新编机械设计手册5对于连续工作的闭式传动，有时固定传动温升过高而损坏了润滑，引起传动的破坏。传动工件中损耗的功率为 （317） 此损耗功率变为热量，使传动温度升高，同时传动因温差而向周围散热。传动在允许的温度范围内，它所能散出的功率 要大于或等于损耗功率，。 箱体表面散出的热量折合为功率 （318）k热导率，一般可在下列范围内选取,k=8.717.5a传动装置散热的计算面积润滑油的温度,蜗杆传动允许到95 周围空气的温度，一般可取。 传动装置箱体同周围空流动及油泄中的流动条件良好时（如有较好的自然通风，外壳上无灰尘杂物，箱体内边无筋板阻碍油的流动、油的运动速度以及油的运动粘度小等）可取较大值，反之则取较小值。在自然通风良好的地方 k=（1417.5）；取k=15 （319）由减速器装配图估算箱壳散热面积a =1.37 按式（317），损耗的功率为 根据表15-13自然通风，箱体表面散出的功率为 （320）其中k=15；。当时，平衡温度为 （321） 是允许范围内的，可以。3.4轴的设计及强度校核3.4.1蜗杆轴的设计及强度校核（1）蜗杆轴上的功率、 转速 、转矩 （322） kw （323） （2）初步确定轴的最小直径d 先按式（15-2）初步估算蜗杆轴的最小直径。选取蜗杆轴的的材料为45钢，调质处理，根据表15-3，取=112，于是得mm （324）因蜗杆轴最小直径处安装联轴器，设有一个键槽，故取（3）蜗杆轴的结构如下图所示蜗杆螺旋部分的直径不大，所以场合轴做成一个整体，结构形式见下图所示，这种结构装拆比较方便。机械制图6 图3.1 蜗杆轴结构1） 为了满足半联轴器的轴向定位要求，安装联轴器=18mm，半联轴器长度mm,半联轴器与轴配合的毂孔长度mm。2）安装挡圈取mm，左端用轴承挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径d=35mm.3）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚字轴承。参照工作要求，选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30208，其尺寸为，简明机械零件设计手册7故,右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得30208型轴承的定位轴肩高度，故取,因此，因轴环宽度，。4)取，。5)取，。6)取，。7) 取，。8）取，。9）取，。(4)轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。按由表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为22mm,半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。（5）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角分别为和。 （6）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，应从手册中查得a=15.3mm。因此作为简支梁的轴支承跨距为220mm。c到左支点a的距离，c到支点b的距离。 1）计算蜗杆轴上的作用力机械设计课程设计8 （325） （326） （327） 2)计算水平面支反力由绕支点b的力矩和。 （328） 方向向上。同理绕支点a的力矩和 （329） 方向向上。由轴上的合力，校核 计算无误。3）垂直面支反力 由绕支点b的力矩和，得 （330） 方向向上。同理由绕支点a的力矩和，得 （331） 方向向下。由轴上的合力,校核 计算无误。4）a点总支反力 （332） b点总之反力 （333） 5）绘制转矩、弯矩图 水平面c处弯矩 （334） 垂直面c处弯矩 （335） 合成弯矩 （336） （337） 转矩 （338） 现将计算出的支反力、弯矩、转矩数值列于下表 载荷 水平面h垂直面v支反力，, 弯矩, 总弯矩， 扭矩弯扭矩图如下：材料力学9 图3.2 轴的载荷分析图（7）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核和时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度。根据上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 （339） 前已选定蜗杆轴的材料45钢，由表15-1查得。 因此，故安全。3.4.2键的选则与校核 半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。 标记为键。联轴器轴段。键的工作长度。 键的接触高度。 传递的扭矩 。 按所引用教材表6-2查出键静连接时的挤压许用应力。 （340） ，键连接的强度足够。3.4.3滚动轴承的选择与校核1、滚动轴承的选择根据载荷及速度情况，拟选用圆锥滚子轴承。选取30207型，其尺寸为。其基本参数查表12-4，, ，。机械零件设计手册（中）102、滚动轴承的校核轴承受力如图所示 图3.3 轴承力分析（1）径向载荷根据轴的分析，可知a点总支反力，b点总支反力（2）轴向载荷外部轴向力从最不利受力情况考虑，指向b处2轴承（方向向右），轴承派生轴向力，由圆锥滚子轴承的计算公式,求出 （341） （342）因 所以b处2轴承被压紧，a处轴承1被放松。故（3）当量载荷p根据工况（无冲击或轻微冲击），由所引用教材表13-6查出载荷系数。 1轴承：因，由表12-6可知, 。 （343） 2轴承：因，由表12-6可知, 。 （4）验算轴承寿命 因，故只需验算2轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为 10（年）300（天）16（小时）= 。 （344） 其中，温度系数，（轴承工作温度小于120），轴承具有足够寿命。3.4.4联轴器的选择 联轴器是机械传动中常用的部件，它们主要用来连接轴与轴（或连接轴与其它回转部件），以传递动力与转矩；联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；安全联轴器在机器工作时，如果转矩超过规定值，这种联轴器即可进行断开或打滑，以保证机器中主要零件不致因过载而损坏。由于机器的工况各异，因而对联轴器提出了各种不同要求，如传递扭矩的大小、转速高低、扭转刚性变化情况、体积大小、缓冲吸振能力等，为了适应这些不同的要求，联轴器已出现了很多类型。弹性柱销联轴器，工作时转矩是通过主轴上的键、半联轴器、弹性注销、另一半联轴器及键而传到从动轴上去的。为了防止柱销脱落，在半联轴器的外侧，用螺钉固定了挡板。这种联轴器和弹性套柱销联轴器很相似，但传递转矩的能力很大，结构更为简单，安装、制造方便，耐久性好，弹性柱销有一定的缓冲和吸振能力，允许被连接两轴有一定的轴向位移以及少量的径向位移和角位移，适用于轴向窜动较大，正反转变化较多和启动频繁的场合，由于尼龙柱销对温度较敏感，故使用温度限制在的范围内。实用机械设计手册（下）11根据工作要求，为了缓和冲击，保证减速器的正常工作，输出轴选用弹性柱销联轴器。考虑到转矩变化很小，取，则 （345） 按照计算转矩，小于联轴器公称转矩的条件，查标准或手册,选用型弹性注销联轴器，其许用转矩为，孔径， ，许用转速为故适用。3.5蜗轮轴的设计及强度校核3.5.1蜗轮轴的设计（1）功率,转速,转矩 （346） （347） （348） （2）蜗轮上力（3）确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取蜗轮轴的材料为45钢调质处理，根据表15-3，取，于是得 。 （349）蜗轮轴的最小直径处显然是安装锥齿轮的直径。为了使所选的轴直径与锥齿轮的孔径相适应，故取（4）蜗轮轴的结构设计1蜗轮轴的结构如下图所示 图3.4 蜗轮结构图（1）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足锥齿轮的的轴向定位要求，i-ii轴段右端需制出一轴肩，故取 段的直径，左端用轴端挡圈定位，按轴承直径取挡圈直径d=60mm。 （b）初步选择滚动轴承。机械设计手册第3卷12因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚字轴承。参照工作要求，选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30212尺寸为，故，。 右端滚动轴承采用轴肩定位。轴肩h0.07d,故取,因此取, ,。（c）安装蜗轮处的轴段的直径，已知蜗轮轮毂宽度为，为了使筒可靠地压紧蜗轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。蜗轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取，则轴环处直径，轴环宽度b1.4h，取。(d） 轴承端盖总宽度为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。（e）取，。 （2）蜗轮轴上零件的周向定位蜗轮、锥齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。锥齿轮与轴的连接，选用平键为，键槽长为。锥齿轮与轴的配合为。同样，按由表6-1查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为，同时为了保证蜗轮与轴配合有良好的对中性，故选择蜗轮与轴的配合为。滚动轴承的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。（3）确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表15-2，取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径为，（4）求轴上的载荷首先根据轴的结构做出轴的计算简图。在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取值。对于30212型圆锥滚子轴承，由手册查得，因此做为简支梁的轴的之承跨距为。c点到d点的距离，c 点到支点e的距离。1)计算轴上的作用力蜗轮上的圆周力 ，蜗轮上的轴向力 蜗轮上的径向力 。2）计算水平面之反力由绕之点e的力矩和 （350） 方向向下同理绕支点d的力矩和 （351） 方向向下。由轴上的合力为,校核计算无误。3）计算垂直面支反力由绕之点e的力矩和 （352） 方向向上同理绕支点d的力矩和。 （353） 方向向下。由轴上的合力为,校核计算无误。4）d点总支反力 e点总支反力 5)绘制弯矩转矩图 水平面c处弯矩 （354） 垂直面c处弯矩 （355） （356） 合成弯矩 扭矩 （357）现将计算出的支反力、弯矩、转矩数值列于下表 载荷水平面h垂直面v支反力弯矩，总弯矩，扭矩图3.6 弯矩扭矩图(5)按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核和时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度。根据上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力 （358） 前已选定蜗杆轴的材料45钢，由表15-1查得。因此，故安全。3.5.2键的选择与校核1）锥齿轮与轴的的周向定位采用平键连接， 键的工作长度。 键的接触高度。 传递的扭矩 。 按所引用教材表6-2查出键静连接时的挤压许用应力， （359） ，故键的连接强度足够。 2）蜗轮与轴的周向定位采用平键连接， 标记键.。蜗轮轴段。 键的工作长度。 键的接触高度。 传递的扭矩。 按所引用教材表6-2查出键静连接时的挤压许用应力， （360） ，故键的连接强度足够。3.5.3滚动轴承的选择与校核（1）滚动轴承的选择1）根据载荷及速度情况，拟定选用圆锥滚子轴承。选取30212型，其尺寸为，其基本参数查表12-4，。（2）滚动轴承的校核轴承受力如图所示(a)径向载荷根据轴的分析，可知a点总支反力，e点总支反。（b）轴向载荷从最不利受力情况考虑，指向d出1轴承（方向向左），轴承派生轴向力圆锥滚子轴承的计算公式求出。因，。所以d处1轴承被压紧，e处2轴承放松。故（c）当量动载荷p根据工况（无冲击或轻微冲击）由所引用教材表13-6查出载荷系数。1轴承：因，由表12-6可知，。 （361） 2轴承：因，由表12-6可知，。 （362） （d）验算轴承寿命因，故只需验算1轴承。轴承预期寿命与整机寿命相同，为10（年）300（天）16（小时）= 。 （363） 其中，温度系数，（轴承工作温度小于120），轴承具有足够寿命3.6箱体及其附件设计3.6.1箱体的结构尺寸 （1）选择蜗杆减速器的箱体形式为剖分式。（2）箱体材料的选择与毛坯种类的确定 根据蜗杆减速器的工作环境，可选箱体材料为灰铸铁,由于铸造箱体刚性好，易得到美观外形，灰铸铁铸造的箱体还易于切削，吸收振动和消除噪音等优点，可采用铸造工艺获得毛坯。机械设计手册第3卷13（3）箱体主要结构尺寸计算箱座壁厚 箱盖壁厚 箱盖凸缘厚度 箱座凸缘厚度 箱底座凸缘厚度 地脚螺钉直径 地脚螺钉数目 轴承旁连接螺栓直径 , 取箱座、箱盖连接螺栓直径 ，取箱座、箱盖连接螺栓的间距 轴承端盖螺钉直径 ，取 视孔盖螺钉直径 ，取吊环螺钉直径 定位销直径 ， 螺栓至箱体外壁距离 螺栓至凸台边缘距离 轴承旁凸台半径 凸台高度 根据蜗轮轴承的外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离 ，取箱盖、箱座肋厚 蜗杆轴承端盖固定螺钉中心分布圆直径蜗杆轴承凸缘外径 蜗轮轴承端盖固定螺钉中心分布圆直径蜗轮轴承凸缘外径 轴承旁连接螺栓距离 ，3.6.2箱体的附件（1）游标尺游标构造简单，通过油齿上的两条刻线来检查油面的合适位置，以保证有正常的油量。如果油面的油印高于上面的刻线，表明此时油面高于规定的位置，若油面的油印低于下面的刻线，表明油量太少，需要补充加油。游标安装位置不能太低，以避免油溢出标尺座孔。箱座游标尺座孔的倾斜位置应便于加工和使用。（2）套杯由轴承减速器的结构而进行设计计算。（3）通气塞和通气孔减速器工作时温度的升高，使油箱空气膨胀，为防止箱体的剖分面和轴的密封处漏油，必须使箱内热空气能从通气器或通气塞排箱外，也可使冷空气进入箱体内。通气器一般安装在机盖顶部或窥视孔盖