毕业设计（论文）-抛光机传动系统设计.doc

诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日 III毕业设计任务书设计题目： 抛光机传动系统设计 系部： 机械工程系 专业： 机械电子 学号： 112012115 学生： 武卫亚 指导教师（含职称）： 胡晋智（副教授）、盖小涛（讲师） 1课题意义及目标 学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解抛光机主电机与抛光轮的连接设计、传动系统的传动方式及传动件等方面的设计规范、计算方法及设计思想等内容，为学生在毕业后从事机械技术工作打好基础。2主要任务1) 查阅抛光机传动系统的相关资料。2) 电动机转速1440r/min,要最后达到144r/min,即所有传动机构的传动比之和为10，每个工件的外径为50mm。3) 通过合理选择传动方式完成传动系统各传动件的设计、校核计算工作。绘制相应零件的工程图，总装图。4) 完成传动系统的运动仿真。3主要参考资料1. 机械设计 （第八版） 高等教育出版社 濮良贵、纪名刚 北京 20012. 蜗轮蜗杆的参数化设计与绘图 煤矿机械 乔桂玲 20073. 齿轮机构设计与应用 机械工业出版社 李华敏 李瑰贤 北京 19994. 机械设计课程设计 华中科技大学出版社 金清肃 北京 2003 4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1发放毕业设计题目及选题2014. 10.312014. 11.142确定设计方案，装配的三维结构设计2014. 11.152015. 03.2711.15-3设计结构优化、修改；装配二维图的制作2015. 03.282015. 04.154零件二维图的制作以及论文资料收集编写2015. 04.162015. 06.275出图、打印、资料整理、准备答辩2015. 06.282015. 07.10审核人： 年 月 日 阀片抛光机传动系统设计摘 要：汽车空调压缩机已成为汽车中具有举足轻重的功能部件。空调压缩机起制冷作用，而空调压缩机的重要组成零件之一就是阀片，压缩机的工作寿命和制冷效果与阀片的品质的好坏及阀片的表面精度息息相关，所以为得到所需的工件质量，要使其精度提高。本文通过查找各种文献，分析国内外各种抛光机的用途及制造，设计出一种用来批量生产汽车空调压缩机阀片的以蜗轮蜗杆为传动系统的6工位自动抛光机。通过以蜗轮蜗杆为传动系统能实现传动的稳定准确以及提高抛光设备的工作寿命。关键词：阀片，抛光，蜗轮蜗杆，传动系统Design of Valve plates polishing machine transmission system Abstract: The automotive air conditioning compressor has become an important functional unit in a car. Air conditioning compressor plays the refrigeration function, and air conditioning compressor is one of the important component parts of the valve, the working life of the compressor , the stand or fall of refrigeration effect and the quality of the valve plate is closely linked to the valve plate surface precision,ensure its accuracy,so as to get the required quality of work-piece, .By searching for all kinds of literature, analyzing all kinds of polishing machine USES and manufacturing both at home and abroad, this paper designs a kind of 6 stations automatic polishing machine used for mass production of automobile air conditioning compressor valve plates composed by worm gear and worm drive system .At the same time through the transmission system composed by worm gear and worm stability can realize the accurately of transmission and improve the working life of the polishing equipment.Keywords: valve sheet, polish, worm wheel and worm, transmission system目录1、前言11.1课题研究的目的及意义11.2国内外发展现状11.3课题的研究内容与思路32、理论基础42.1 抛光机的工作原理概要42.2机械传动系统设计概要42.2.1传动系统的功用42.2.2传动路线的选择52.2.3传动机构类型的选择72.2.4传动机构的布置顺序选择72.3本章小结73、阀片抛光机的总体设计83.1阀片的抛光过程分析83.2传动系统的设计83.2.1传动简图的拟定83.2.2抛光盘尺寸的确定103.2.3电动机的选择103.2.4联轴器的选择113.2.5蜗轮蜗杆的设计与计算123.3、轴与轴承的设计计算183.3.1蜗杆轴的设计183.3.2蜗轮轴的设计233.4键联接的选择与验算273.4.1选择键联接的类型和尺寸273.4.2校核键联接的强度283.5本章小结29参考文献30致谢31II太原工业学院毕业设计1、前言汽车越来越成为人们所依赖的代步工具，它的发展相应地也带动了汽车零部件行业的发展，汽车空调压缩机已是现代车中不可缺少的重要组成部分。空调压缩机起制冷作用，而空调压缩机的重要组成零件之一就是阀片，压缩机的工作寿命和制冷效果与阀片的品质的好坏及阀片的表面精度息息相关，所以为得到所需的工件质量，使其精度提高，需要对压缩机阀片进行表面的机械处理，本课题就是一个抛光阀片的抛光机的传动系统设计。1.1课题研究的目的及意义如今的社会，机械制造行业已经相当发达，各种自动化机械产品层出不群，也是一个国家国力的象征。而我国落后的抛光技术有待加强。比较完善的抛光机系统应满足多工位抛光系统的可靠性和传动的可靠性。 目前烟台安信精密机械有限公司用的车载空调空气压缩机阀板抛光设备其传动系统是采用的皮带传动，皮带传动具有价格低廉、传动平稳、不需润滑、能缓冲减震等优点；能起到过载打滑保护零件的作用；但皮带传动有很大的缺点就是磨损严重，传动比不精确而且最重要的是非常不洁净，使用一段时间后在传动部件表面有很厚一层皮带碎屑，尤其是在抛光机这样精度要求高的机械上面，因此此时提出一种功率范围广、传动比准确稳定效率高、工作寿命长的转盘式抛光机自动传动系统是非常具有实际意义的。1.2国内外发展现状目前我国现在的抛光系统设计有许多不足，存在很多的缺点，特别是对圆形工件的加工抛光，或同时对许多工件进行抛光的，过去像这种对零件表面的机械加工都是通过人力进行的，抛光量大，而且效率还不高，造成的粉尘污染对操作工的身体健康有巨大的危害。近年来，国内外的机械研究工作者在机械抛光机的工作能力和系统稳定性上做了大量的研究，使得抛光行业有了很大的发展，而且目前也研究制造出了许多的新机型。现在的新型抛光设备，正在逐渐代替原来的人工抛光，越来越趋向于多工位化及自动与半自动化。如金世达机械、东莞市创胜机械、邢台三元机械、任县天得机械等公司的产品，在一定程度上能够满足自动抛光的目的。目前我国已有的抛光机有俩种类型：直线式多工位抛光机和单工位抛光机控制系统。抛光机在市场上有很大的发展空间，在不久的将来，我相信会越来越好。任县天得机械厂的1503型单工位抛光机图1-1 1503型单工位抛光机 单工位抛光机不能实现大批量生产，功能单一，工作效率低；需要大量的人力资源，自动化程度低；由于抛光轮正常工作时的位置都是不变的，所以会导致抛光轮在抛光过程中产生磨损，影响抛光的一致性。综上，单工位抛光机要想在这个现代化的社会突出它的重要性，还需要不断地改进和提高。邢台三元机械公司的直线式sy120多工位抛光机图1-2 直线式sy120多工位抛光机直线式的多工位自动抛光机虽然可以大批量的抛光，但是1 控制器单一，所需要控制的环节却较多，线路连接较复杂，制造费用昂贵。2 传动系统通过皮带，不够可靠，存在安全隐患。3 与单工位抛光机一样，抛光轮在抛光过程中产生磨损，影响抛光的一致性。 由以上俩种类型的抛光机的分析，我们可以了解到我国已有的抛光系统还不能满足对工件的抛光要求，与我国机械加工的实际情况有较大的差距。因此我们需要不断学习，不断创新，以研制出能够更大程度上满足现代化需要的自动抛光机。1.3课题的研究内容与思路 设计一台以蜗轮蜗杆为主要传动系统的6工位自动抛光机，用来批量生产汽车空调压 压缩机阀片。我要设计的抛光机由电机、减速器、蜗轮蜗杆、齿轮、抛光盘、载物盘等基 基本工件组成。目前我的基本设计思路是以蜗轮蜗杆、齿轮等工件为基础设计一个传动系统，然后通过这个传动系统连接电机与载物盘，使载物盘能够以一定的速度匀速转动。 载物盘上有6个加工工位，我准备通过行星齿轮连接载物盘使6个加工工位上的被抛光件 件能够实现自转。然后再用一个电机连接抛光盘，再通过一个参数计算就能够投入工作。 最后设计一个抛光罩，这样抛光机就能做到随意移动了。2、理论基础2.1 抛光机的工作原理概要抛光机抛光首先需要使用较粗的磨盘，但抛光损伤层会很厚，而且达不到粗糙度，所以还要再使用较细的磨盘来进行细加工，这样抛光损伤层会较浅，精确度高，但抛光速率低。本设计电动机的转速已知，为1440r/min，传动比也已知为10，所以抛光速率可算出来为144r/min。抛光机抛光时，抛光盘与磨盘应保持相互平行，磨盘能够均匀的轻压在抛光盘上，要防止因压力小被抛工件飞出去和因压力太大而产生新损伤的情况。在抛光过程中，需要不断的加水。湿度太小时，会导致被抛工件温度太高，润滑作用不明显，磨面没有光泽，有的甚至会抛伤表面；湿度太大，抛光的磨痕作用会减弱。在进行粗抛时，转速不要太高，最好不要超过600r/min；去损伤所需要的时间应当比抛光所需的时间短些，因为还有变形层要处理。在进行精抛时，转盘速度要增大，粗抛的损伤层就会得到有效的处理。精抛所需要的时间控制要合适，损伤层被刚好处理掉就好。国内外的机械研究工作者在机械抛光机的工作性能和系统稳定性上做了大量的研究，使得抛光行业有了很大的发展，而且目前也研究制造出了许多的新机型。2.2机械传动系统设计概要2.2.1传动系统的功用工作机与原动机需求和供给的差距有：1) 与原动机相比，工作机的运动形式是千差万别的；2) 一个原动机可以带动多个工作机并可以提供不同类型的速度和运动方式；3) 通过传动系统的作用，原动机所提供的速度和转矩可转变成工作机所需要的速度和转矩；4) 调整原动机的速度很不实际，但工作机在工作中有时需要变速。表2-1 各种传动类型的传动特性对比2.2.2传动路线的选择原动机到工作机之间的传动形式大体可分为单流传动、分流传动和汇流传动三种。如图2-1，由于结构简单，我们选择下图中的单流传动。图2-1 传动形式种类2.2.3传动机构类型的选择选择的基本原则：1 尽量降低制造费用，功率小可选择标准化的、结构简单的传动系统；2 功率大的可以考虑选用高效率的传动系统，达到节约能源，降低费用的作用；3 要求控制传动噪声时，应先行考虑蜗轮蜗杆传动、带传动、螺旋传动或摩擦传动；4 工作中可能有过载的情况，为保护设备，可选择在传动系统中设置摩擦传动，但在易发生静电的环境下，不能选用摩擦传动；5 大批量生产零件时，传动系统应尽量选用标准件，缩小制造周期，降低成本；6 传动比大、速度低的情况下，可考虑选择单级蜗杆传动、多级齿轮传动等，通过综合分析，选择出最佳的传动方案。2.2.4传动机构的布置顺序选择合理布置各机构的顺序考虑以下几方面：1) 运转平稳，减小振动；2) 提高传动系统的效率；3) 结构简单紧凑，易于加工制造；4) 承载能力大，使用寿命长；5) 有利于传动系统润滑与密封；6) 无级变速的布置要合理。2.3本章小结本章首先简要的介绍了抛光机的工作原理，其次为大家介绍了传动系统的作用、 各种传动类型的传动特性以及怎样针对特性来选择合适的传动机构，为下面的蜗轮蜗杆设计提供理论基础。3、阀片抛光机的总体设计抛光机的总体设计是本设计的入手点，也是本设计的关键环节，对所需机构的结构性能和经济性能指标起着决定性作用。抛光机的总体设计是根据设计要求，通过大量的查阅资料，努力专研，掌握抛光机设计的依据，然后进行计算分析确定要设计的零件以及要做怎样的运动。总体布局要克服的困难就是如何使这些运动实现以及需要哪些零件和机构。3.1阀片的抛光过程分析根据本课题阀片抛光机创新设计的要求以及所要实现的抛光功能，即要实现6工位自动抛光这一功能。其整个阀片抛光机的抛光过程如图3-1：装夹阀片启动电动机传动系统抛光盘旋转抛光阀片图3-1 阀片抛光机的抛光过程从抛光过程可以看出，阀片抛光机的主要工作部件是抛光盘的旋转运动，而阀片均匀的固定在抛光盘上，抛光盘做旋转运动带动阀片也在做旋转运动，在抛光盘与阀片的上方有一个与抛光盘一样大小的抛光轮，抛光轮与阀片的相对运动产生摩擦，从而对模孔定径区进行抛光加工。3.2传动系统的设计整机主要由蜗轮蜗杆传动系统、电动机、抛光盘等组成。3.2.1传动简图的拟定传动简图的设计和拟定是设计机器的首要工作，其优劣与总体设计的成败息息相关。首先应对课题做充分的了解，然后根据各类传动的特点，考虑寿命和制造、受力大小、载荷分布、尺寸大小和经济方便等，构思各种各样尽可能想到的方案，通过细致的分析和对比，最终敲定最佳方案，使其满足高效率，低经济，简单便用等要求。对于已经给定的传动设计方案，应当思考其构思设计的合理性。本课题我采用的是蜗轮蜗杆传动系统，传统的传动系统是采用的皮带传动，皮带传动具有价格低廉、传动平稳、不需润滑、能缓冲减震等优点；能起到过载打滑保护零件的作用；但皮带传动有很大的缺点就是磨损严重，传动比不精确而且最重要的是非常不洁净，使用一段时间后在传动部件表面有很厚一层皮带碎屑，尤其是在抛光机这样精度要求高的机械上面。相对而言，蜗轮蜗杆传动系统啮合齿面易于形成油膜，有利于提高承载能力和效率。当使用单头蜗杆时，蜗杆每旋转一周，蜗轮只转过一个齿距，应而还能提供大的传动比。传动比相对其他传动较大。一般为i=580，若只做传递，传动比可以达到1000，由于零件数目少，所以结构特别紧凑。故而采用此方案。看图3-2，是阀片抛光机传动系统的运动简图：图3-2 蜗轮蜗杆传动装置方案3.2.2抛光盘尺寸的确定本课题已知所要被抛光的阀片的尺寸，它的直径为50mm。一次性抛光6个阀片，最好的方案就是让阀片均匀的分布在抛光盘上，抛光盘本身不宜过大或者过小，过大浪费资源，而且抛光盘太大，重量也会很大，不利于设计的顺利进行；抛光盘过小会使被加工的阀片挨得太近或接触，以致不能加工。3.2.3电动机的选择在工业上三相交流异步电动机的应用最为广泛，因此优先选用。Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，具有很多优点，如振动小、性能好等，因此我们首先考虑Y系列电动机。现已知电动机的转速为1440r/min，由Y系列（IP44）三相异步电动机的技术数据表（见下表）可以选择出本课题所需要的电动机的型号为Y132S-4。其主要性能如下：表3-1 型号为Y132S-4电动机的主要性能参数电动机型号额定功率/kW满载转速/（r/min）质量/kgY132S-45.514402.22.368由表3-1可知：P=5.5kW m=68kg由确定的电动机的型号Y132S-4通过下表又可知道此电动机的安装及外形尺寸，由此可查到此电动机的轴的直径为38mm。1. 电动机到工作机的总效率为（3-1） 分别为联轴器、蜗轮蜗杆、轴承的传动效率。查表得：，2. 各轴的输入功率 3. 各轴的输入转矩电动机输出转矩为：轴：轴：3.2.4联轴器的选择在机械传动中联轴器是常用的部件。联轴器已经基本走向标准化和规格化，通常只需根据需要正确选择联轴器的类型、确定联轴器的型号及尺寸即可。特殊情况下对其易损的薄弱环节进行校核计算，检测其负载能力。高转速时，还需验算其弹性元件的变形和外缘的离心应力，以及平衡检验等。1、联轴器类型的选择 选择联轴器类型时，应考虑： (1) 与联轴器相关联的工件的尺寸参数，所要求的转矩以及工作环境等。 (2) 安装方法和结构，为了便于调整、维护和装配所必需的操作空间。对于较大的联轴器，应能在不需任何轴向运动的条件下实现装拆。 此外，要想选择出最适合的联轴器以供使用，在了解不同类型联轴器特征的基础上，还需要考虑一些其它条件，如：使用寿命、运作环境、密封及润滑等。 2、 联轴器型号、尺寸的确定 联轴器的计算转矩： （3-2）式中：T为联轴器的名义转矩(N.m)； Tca为联轴器的计算转矩(N.m)； 为工作情况系数，其值见表10-2 选取该联轴器的型号通过以上公式（3-2）和以下公式（3-3） TcaT （3-3） 式中：T为所选联轴器的许用转矩(N.m)； n为被联接轴的转速(r/min)； 为所选联轴器允许的最高转速(r/min)。1) 类型选择 选用弹性套柱销联轴器，以便使其工作平稳，延长寿命。2) 载荷计算 公称转矩 由表1查得，故由式（3-2）得计算转矩为 3) 型号选择 从GB4323-84中查得LT6型弹性套柱销联轴器的许用转矩为250Nm，许用最大转速为3800r/min，轴径为3242mm之间，故合用。3.2.5蜗轮蜗杆的设计与计算1、 蜗杆传动的特点和应用 组成：蜗杆、蜗轮（一般蜗杆为主动件，蜗轮为从动件）。 作用：传递不同方向的运动和动力。 应用：用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造工业中。最大传递功率为750Kw，通常用在50Kw以下。 特点: 1） 、传动比相对其他传动较大。一般为i=580，若只做传递，传动比可以达到1000，由于零件数目少，所以结构特别紧凑。 2） 、传动平稳、噪声小。 3） 、自锁性，当蜗杆导程角小于齿轮间的当量摩擦角时，可实现自锁。 4）、蜗轮的价格较高，通常使用耐磨性好但贵重的铜合金制造。5）、较低的蜗杆传动效率，其齿面间相对滑动速度大，齿面磨损严重。2、 蜗杆传动的类型选择按照蜗杆的形状不同分为：圆柱蜗杆传动(a)、环面蜗杆传动(b)、锥面蜗杆传动(c)等，如下图3-3： 图3-3 蜗杆传动类型 1）、圆柱蜗杆传动 蜗杆头数越多，效率越高。一般蜗杆头数为4。蜗杆加工由于安装位置不同，产生的螺旋面在相对剖面内的齿廓曲线形状不同。 a. 阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 如图3-4，阿基米德蜗杆是齿面为阿基米德螺旋面的圆柱蜗杆。通常是在车床上用刃角0=20的车刀车制而成，切削刃平面通过蜗杆曲线，其齿面为阿基米德螺旋面。 优、缺点：结构简单，质量不高，制造简单，不能用于精确传递。 应用：头数较少，载荷较小，低速或不太重要的场合。 图3-4 阿基米德蜗杆b. 法向直廓蜗杆（ZN蜗杆） 法向直廓蜗杆加工时，常将车刀的切削刃置于齿槽中线，磨削起来也比较困难，端面齿廓为延长渐开线。 优、缺点：质量较高，可增加蜗杆头数，制造简单。 应用：用于机场的多头精密蜗杆传动。 c. 渐开线蜗杆（ZI蜗杆） 渐开线蜗杆是齿面为渐开线螺旋面的圆柱蜗杆。用车刀加工时，刀具切削刃平面与基圆相切，端面齿廓为渐开线。 优、缺点：质量较高，制造较复杂，可用于精确传递，工作效率较高。 应用：用于成批生产和大功率、高速、精密传动。2）、环面蜗杆传动特点： （1）、较高的抗胶合的承载能力和较高的效率，齿轮表面有较好的油膜形成条件； （2）、同时接触的齿数较多，承载能力为圆柱蜗杆传动的1.54倍； （3）、制造和安装较复杂，对精度要求高； （4）、需要考虑冷却的方式。 3）、锥面蜗杆传动特点： （1）、啮合齿数多，重合度大，传动平稳，承载能力强； （2）、蜗轮用淬火钢制造，节约有色金属。综合考虑，选用渐开线蜗杆（ZI）。3、 确定蜗杆尺寸1) 选择材料蜗杆一般用碳钢和合金钢制成。选蜗杆用45刚;因希望效率要高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45-55HRC.蜗轮用铸锡磷青铜 金属摸铸造.为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯 用灰铸铁HT100制造.2) 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,先以齿面接触疲劳强度入手进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度.由式文献1式(11-12)计算传动中心矩: （3-4）蜗轮上的转矩确定载荷系数K 工作载荷较稳定，故取载荷分布系数；由表参考文献1的表11-5选取使用系数；转速不高，冲击不大，可选取载荷系数;则：确定弹性影响系数 由于选用的蜗杆是45号钢蜗杆，蜗轮是铸锡磷青铜蜗轮，故。确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值为0.35，从图参考文献1图11-18中可查得。确定许用接触应力铸锡磷青铜 用作蜗杆材料，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可以从表11-7中查得蜗轮的基本使用应力。应力循环次数寿命系数则计算中心距由式（3-4）得：根据设计要求传动比i=10，取中心距a=180mm，故从表11-2中取模数m=6.3mm，蜗杆的分度圆直径63mm。这时， ， 从文献11-18中可查得接触系数，因为 ，应此以上结果可用。3) 蜗杆与蜗轮的参数与尺寸蜗杆： 轴向齿距 直径系数 齿顶圆直径 齿根圆直径 分度圆导程角 蜗杆轴向齿厚蜗轮： 蜗轮的齿数Z2=41；变位系数X2=-0.1032； 验算传动比 这时传动比误差为 ， 是允许的。蜗轮分度圆 直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径 蜗轮咽喉母圆半径 4) 校核齿根弯曲疲劳强度（3-5）当量齿数 根据X2=-0.1032，ZV2=51.25，从文献1图11-19中可以查得齿形系数YFa2=2.40。螺旋角系数 许用弯曲应力 从文献1表11-8中查得由制造的蜗轮的基本许用应力。寿命系数 由（3-5）可知弯曲强度是满足的。5) 验算效率（3-6）已知；与相对滑动速度VS有关。 从参考文献1表11-18中用插入值法查得，；代入式（3-6）中求得，稍小于原估计值，因此不用重算。6) 热平衡计算蜗杆传动总效率 由式（3-1）得 散热面积A取传热系数 ，取，从而可以计算出箱体工作温度因为，所以符合要求。3.3、轴与轴承的设计计算3.3.1蜗杆轴的设计将蜗杆和蜗杆轴做成一体，即做成蜗杆轴，因为蜗杆的直径不是很大。蜗杆上的转矩。则作用于齿轮上的圆周力：轴向力： 径向力：初步确定轴的最小直径先按下式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取，于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径。为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，孤需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查文献1表14-1，考虑到转矩变化很小，故取，则：按照联轴器公称转矩应大于计算转矩这个条件，查参考文献2表14-3，选用LT3型弹性柱销联轴器，其公称转矩为31500Nmm。d1=16mm,故取d12=16mm,取L1=30mm，L=42mm。轴上零件的装配方案轴承是轴上必不可少的零部件，在蜗杆轴上，右轴承及右端盖从右面装，左轴承及左端盖从左面装。确定蜗杆轴的长度及各段直径1-2轴段右段需制出一轴肩，故取2-3段直径d23=20mm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=22mm。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=30mm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比L1短一些，现取L12=28mm。我们设定轴的工作寿命为10年，每年按300天计算，且每天工作24h，则大概总的工作时间为：考虑最不利的情况，单个轴承所受的径向力为：向心轴承只承受径向载荷时 由参考文献1式13-6a知基本额定动载荷 N （3-7）查表得： 由式（3-7）得： 表3-2轴承型号外形尺寸（mm）安装尺寸（mm）基本额定动载荷Cr/kN基本额定静载荷Cr/kN7000ACdDBdaminDamaxramax3055133649114.59.85从表3-2得：d34=d78=30mm,L78=18mm。由文献查得h=6mm，则取d67=d45=41mm。所选轴承的外形如下图所示：由已知可以取齿宽b1=25mm，蜗杆齿根圆直径为47.88mm，齿顶圆直径为75.6mm，齿顶圆左端长10mm，右端长15mm。参考文献1表15-2取轴端倒角为。蜗杆轴的校核根据图3-5进行校核：图3-5 蜗杆轴的校核 图3-6 蜗杆轴的设计设蜗杆齿宽的法向中心线的有侧长为，左侧的长度为，则： 水平面的支承反力（图3-6a）垂直面的支承反力（图3-6b）绘水平面的弯矩图绘垂直面的弯矩图绘合成弯矩图该轴所受扭矩为按弯扭合成应力校核轴的强度由图3-6可知轴承上截面C为危险截面，根据文献1及以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表15-1查得。因此0.07d，故取h=4mm，则d56=60mm。轴环宽大于等于1.4h，则取L56=8mm。同时取L23=50mm，L34=20mm,L45=32mm，L67=18mm。所选轴承的外形如前面所选轴承图所示。 蜗轮轴的校核设蜗轮齿宽的法向中心线的有侧长为，左侧的长度为，则： 水平面的支承力：垂直面的支承反力:绘水平面的弯矩图：绘垂直面的弯矩图：绘合成弯矩图：该轴所受扭矩为： 按弯扭合成应力校核轴的强度由图3-7可知轴承上截面C为危险截面，根据文献1式（15-5）及以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，轴的计算应力前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表15-1查得。因此，故安全。由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的，由蜗杆轴受力情况知截面C处应力最大，但其轴径也较大，且应力集中不大，各处应力集中都不大，故蜗杆轴疲劳强度不必校核。3.4键联接的选择与验算3.4.1选择键联接的类型和尺寸本设计中键联接有四处，分别为蜗杆的联轴器处，蜗轮轴的联轴器处，蜗轮与蜗轮轴连接处，最后一处是蜗轮轴与大盘的联接，分别标注为键1、2、3、4。一般8级以上的精度要有定心精度的要求，所以选择用平键联接，由于只是联接的是两根轴，故选用圆头普通平键（A）型。键3也选择圆头普通平键（A）型。键4选用花键。通过以上分析，从资料中查得键1的截面尺寸为：宽度b=5mm，高度h=5mm。由此可查得键1的长度L=20mm（比伸入到联轴器的深度短一些）。查得键2的截面尺寸为：宽度b=9mm，高度h=8mm。同理取此键的长度L=50mm。查得键3的截面尺寸为：宽度b=14mm，高度h=9mm。由此可查得键3的键长L=28mm。3.4.2校核键联接的强度键1的工作长度为l=L-b=25mm-5mm=20mm，键与轮毂的键槽的接触高度为k=0.5h=0.55mm=2.5mm。由文献1的式6-1可得可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。键2的工作长度为l=L-b=50mm-8mm=42mm，键与轮毂的键槽的接触高度为k=0.5h=0.57mm=3.5mm。由文献1的式6-1可得可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。键3的工作长度为l=L-b=28mm-14mm=14mm，键与轮毂的键槽的接触高度为k=0.5h=0.59mm=4.5mm。由文献1的式6-1可得可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。自此抛光机中的所有的键都已经校核完毕，所选用的键均满足使用要求。键的外型图和键槽的安装图如图3-8：图3-8 键的外型图和键槽的安装图3.5本章小结本章主要进行了机械传动系统的设计计算，包括对电机、联轴器、蜗轮蜗杆传动、工作大盘、轴等的设计计算与选型，并相关原理进行了介绍。其中以蜗轮蜗杆传动部分为重点，进行了详细的计算。结论本课程设计通过对蜗轮蜗杆传动设计的反复的计算与校核，以及对电动机、联轴器等的正确选用，终于实现了以蜗轮蜗杆为传动系统的六工位自动抛光机。传动系统通过皮带，不够可靠，存在安全隐患。在抛光机这样精度要求高的机械上面，实现功率范围广、传动比准确稳定效率高、工作寿命长的转盘式抛光机自动传动系统是非常具有实际意义的。我国已有的抛光系统还不能满足对工件的抛光要求，与我国机械加工的实际情况有较大的差距。因此我们需要不断学习，不断创新，以研制出能够更大程度上满足现代化需要的自动抛光机。30参考文献1. 机械设计 （第八版） 高等教育出版社 濮良贵、纪名刚 北京 2