300公斤手动焊接变位机的设计（机械CAD图纸）

1、河南农业大学本科生毕业设计论文题 目 300公斤手动焊接变位机的设计 学 院 机电工程学院 专业班级 学生姓名 指导老师 撰写日期：2021年5月10日摘 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，有了较大的开展，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。300公斤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，

2、参照设计数据和相关资料，首先选择机构和传动方式，确定机构各个局部的传动功率、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。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 300 Kilograms Manual Welding Shifts MachineAbstractWelding po

3、sitioner 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 we

4、lding, lout also improve labor productivity. The welding positioner can assure and improve product quality, and make the most of performance of various welding methods.300 kg of manual welding positioner is currently a large number of welding machinery products, which by some mechanical drive mechan

5、ism 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 o

6、f 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

7、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 w

8、elding displacements machine; Rotary organization; Tilt institutions; Axis; Gear; worm gear 目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293414853 1 引言 PAGEREF _Toc293414853 h 1 HYPERLINK l _Toc293414854 开发焊接变位机的意义和目的 PAGEREF _Toc293414854 h 1 HYPERLINK l _Toc293414855 焊接变位机目前的开展状况 PAGEREF _Toc293414855 h 1

9、HYPERLINK l _Toc293414856 国内焊接变位机的产品简介 PAGEREF _Toc293414856 h 1 HYPERLINK l _Toc293414857 国外焊接变位机的的产品简介 PAGEREF _Toc293414857 h 2 HYPERLINK l _Toc293414862 2 手动焊接变位机总体方案设计 PAGEREF _Toc293414862 h 3 HYPERLINK l _Toc293414863 2.1 设计方案确实定 PAGEREF _Toc293414863 h 3 HYPERLINK l _Toc293414864 设计要求、技术要求 P

10、AGEREF _Toc293414864 h 3 HYPERLINK l _Toc293414865 回转机构确实定 PAGEREF _Toc293414865 h 3 HYPERLINK l _Toc293414866 倾斜机构确实定 PAGEREF _Toc293414866 h 3 HYPERLINK l _Toc293414867 机构预期寿命估算 PAGEREF _Toc293414867 h 3 HYPERLINK l _Toc293414868 3倾斜机构设计 PAGEREF _Toc293414868 h 4 HYPERLINK l _Toc293414869 方案确定 PAG

11、EREF _Toc293414869 h 4 HYPERLINK l _Toc293414870 倾斜力矩的计算 PAGEREF _Toc293414870 h 4 HYPERLINK l _Toc293414871 最大倾斜力矩 PAGEREF _Toc293414871 h 4 HYPERLINK l _Toc293414872 计算传动功率，确定传动比 PAGEREF _Toc293414872 h 4 HYPERLINK l _Toc293414873 传动比分配 PAGEREF _Toc293414873 h 4 HYPERLINK l _Toc293414874 选材 PAGERE

12、F _Toc293414874 h 5 HYPERLINK l _Toc293414875 按齿面接触强度设计 PAGEREF _Toc293414875 h 5 HYPERLINK l _Toc293414876 计算接触疲劳许用应力 PAGEREF _Toc293414876 h 5 HYPERLINK l _Toc293414877 计算圆周速度v PAGEREF _Toc293414877 h 6 HYPERLINK l _Toc293414878 计算载荷系数 PAGEREF _Toc293414878 h 6 HYPERLINK l _Toc293414879 按实际的载荷系数校正

13、所算得的分度圆直径 PAGEREF _Toc293414879 h 6 HYPERLINK l _Toc293414880 计算弯曲疲劳应力 PAGEREF _Toc293414880 h 7 HYPERLINK l _Toc293414881 几何尺寸计算 PAGEREF _Toc293414881 h 8 HYPERLINK l _Toc293414882 4 涡轮蜗杆机构设计 PAGEREF _Toc293414882 h 8 HYPERLINK l _Toc293414883 选择蜗杆传动类型 PAGEREF _Toc293414883 h 8 HYPERLINK l _Toc2934

14、14884 选择材料 PAGEREF _Toc293414884 h 8 HYPERLINK l _Toc293414885 按齿面接触疲劳强度进行设计 PAGEREF _Toc293414885 h 8 HYPERLINK l _Toc293414886 确定作用在涡轮上的转矩 PAGEREF _Toc293414886 h 8 HYPERLINK l _Toc293414887 4.3.2 确定载荷系数K PAGEREF _Toc293414887 h 8 HYPERLINK l _Toc293414888 4.3.3 确定弹性影响因素 PAGEREF _Toc293414888 h 9

15、HYPERLINK l _Toc293414889 4.3.4 确定接触系数 PAGEREF _Toc293414889 h 9 HYPERLINK l _Toc293414890 4.3.5 确定许用接触应力 PAGEREF _Toc293414890 h 9 HYPERLINK l _Toc293414891 4.3.6 计算中心距 PAGEREF _Toc293414891 h 9 HYPERLINK l _Toc293414892 4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸 PAGEREF _Toc293414892 h 9 HYPERLINK l _Toc293414893 4.4.1

16、蜗杆 PAGEREF _Toc293414893 h 9 HYPERLINK l _Toc293414894 4.4.2 涡轮 PAGEREF _Toc293414894 h 10 HYPERLINK l _Toc293414895 4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度 PAGEREF _Toc293414895 h 10 HYPERLINK l _Toc293414896 5倾斜轴的设计 PAGEREF _Toc293414896 h 11 HYPERLINK l _Toc293414897 选取轴的材料 PAGEREF _Toc293414897 h 11 HYPERLINK l _Toc293

17、414898 初步估算轴的最小直径 PAGEREF _Toc293414898 h 11 HYPERLINK l _Toc293414899 轴上结构设计 PAGEREF _Toc293414899 h 11 HYPERLINK l _Toc293414900 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 PAGEREF _Toc293414900 h 11 HYPERLINK l _Toc293414901 轴上零件的周向定位 PAGEREF _Toc293414901 h 12 HYPERLINK l _Toc293414902 求轴上的载荷 PAGEREF _Toc293414902 h 1

18、2 HYPERLINK l _Toc293414903 5.4.1 V平面内倾斜轴轴受力分析 PAGEREF _Toc293414903 h 13 HYPERLINK l _Toc293414910 按弯扭合成应力校核轴的强度 PAGEREF _Toc293414910 h 15 HYPERLINK l _Toc293414911 校核倾斜轴的轴承 PAGEREF _Toc293414911 h 16 HYPERLINK l _Toc293414915 倾斜轴上键的校核 PAGEREF _Toc293414915 h 16 HYPERLINK l _Toc293414918 6蜗轮轴的设计 P

19、AGEREF _Toc293414918 h 17 HYPERLINK l _Toc293414919 选取轴的材料 PAGEREF _Toc293414919 h 17 HYPERLINK l _Toc293414920 62初步估算轴的最小直径 PAGEREF _Toc293414920 h 17 HYPERLINK l _Toc293414921 6.3.轴上结构设计 PAGEREF _Toc293414921 h 18 HYPERLINK l _Toc293414922 拟定轴上零件的装配方案 PAGEREF _Toc293414922 h 18 HYPERLINK l _Toc293

20、414924 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 PAGEREF _Toc293414924 h 18 HYPERLINK l _Toc293414925 轴上零件的周向定位 PAGEREF _Toc293414925 h 18 HYPERLINK l _Toc293414926 求轴上的载荷 PAGEREF _Toc293414926 h 19 HYPERLINK l _Toc293414932 按弯扭合成应力校核轴的强度 PAGEREF _Toc293414932 h 21 HYPERLINK l _Toc293414933 校核倾斜轴的轴承 PAGEREF _Toc29341493

21、3 h 21 HYPERLINK l _Toc293414934 倾斜轴上键的校核 PAGEREF _Toc293414934 h 22 HYPERLINK l _Toc293414937 7蜗杆轴的设计 PAGEREF _Toc293414937 h 23 HYPERLINK l _Toc293414938 蜗杆轴结构设计及各局部尺寸 PAGEREF _Toc293414938 h 23 HYPERLINK l _Toc293414939 蜗杆轴结构设计如图 PAGEREF _Toc293414939 h 23 HYPERLINK l _Toc293414941 确定蜗杆轴各段轴尺寸 PAG

22、EREF _Toc293414941 h 23 HYPERLINK l _Toc293414942 蜗杆轴轴承的选择 PAGEREF _Toc293414942 h 24 HYPERLINK l _Toc293414943 蜗杆轴键的选择 PAGEREF _Toc293414943 h 24 HYPERLINK l _Toc293414944 蜗杆轴受力分析及校核 PAGEREF _Toc293414944 h 24 HYPERLINK l _Toc293414945 蜗杆轴受力分析 PAGEREF _Toc293414945 h 24 HYPERLINK l _Toc293414950 蜗杆

23、轴强度校核 PAGEREF _Toc293414950 h 27 HYPERLINK l _Toc293414951 按弯扭合成应力校核轴的强度 PAGEREF _Toc293414951 h 28 HYPERLINK l _Toc293414952 蜗杆轴滑动轴承的选择 PAGEREF _Toc293414952 h 29 HYPERLINK l _Toc293414958 蜗杆轴键的校核 PAGEREF _Toc293414958 h 30 HYPERLINK l _Toc293414959 8其它重要数据 PAGEREF _Toc293414959 h 30 HYPERLINK l _T

24、oc293414960 9 结语 PAGEREF _Toc293414960 h 31 HYPERLINK l _Toc293414961 参考文献 PAGEREF _Toc293414961 h 32 HYPERLINK l _Toc293414962 致 谢 PAGEREF _Toc293414962 h 331 引言在焊接生产中，经常会遇到焊接变位及选择适宜的焊接位置的情况，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

25、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开展，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，而选择适宜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本钱，加强平安文明生产，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剧烈，国内企业必须适应形势，通过焊接变位机等根底设备投入到达生产能力的革命。因此，近年来焊接变位机得到国内工程机械行业的广泛共

26、识，对着方面的投入都在加大。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开展，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，到达0.1KN18000KN。可以说，焊接变位机是一个品种多，技术水平不低，中、小、大开展齐全的产品。下面对焊接变位机在国内外的开展状况作简要介绍：国内焊接变位机的产品简介现在我国生产焊接变位机的的厂家已经不少，

27、大都不成规模。以变位机为主导产品开展起来的企业尚未形成。天津鼎盛工程机械、无锡市阳通机械设备、长沙海普公司、威达自动化焊接设备公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。到2000年，国内已开发的变位机产品约70余品种规格，以下简述这些变位机的根本型式，根本型产品开展了17个系列，主要为普通型，用于手把焊，此外，还有调速型、联控型PLC、微机控制和机器人配套型产品。与机器人配套用的变位机，开发了十余个品种。包括工位变换变位机不参与焊接，如立式双工位、四工位、八工位变位机，双座单回转式八工位和倾翻回转式双工位变位机等：与机器人配套焊接变位机机器人外部轴，如倾翻-回转伺服传动式、双座单回转伺服传动式

28、、多轴单回转伺服传动式等。国外焊接变位机的的产品简介一般来说，生产焊接操作机、滚轮架、焊接系统及其他焊接设备的厂家，大都生产焊接变位机；生产焊接机器人的厂家，大多生产与机器人配套的焊接变位机。但是，以焊接变位机为主导产品的企业非常少见。德国Severt公司，美国Aroson公司，我国天津鼎盛工程机械等，算是比拟典型的生产焊接变位机的企业。德国的CLOOS、奥地利的IGM、日本松下机器人公司等，都生产伺服控制与机器人配套的焊接变位机。以下仅就变位机型式、第一主参数等做些介绍。1德国Severt公司该公司主要生产8种类型的产品，其中7种是焊接变位机。每种型式的焊接变位机，按其功能讲，均包括根本型、

29、调速型、CNC程控型和机器人配套型等4种产品。2德国LCOOS公司德国LCOOS公司是国际上生产焊接设备的大型公司之一。生产焊接机器人、焊机等产品，也生产作为焊接机器人外部轴的焊接变位机。在我国，除可见到与焊接机器人系统配套进口的L型双回转式、倾翻-回转式和单回转式变位机外，还生产卧式单座单回转WPV、立式单回转RR502以及各种多轴焊接机器人配套的变位机。3美国Aroson公司美国Aroson公司生产的焊接设备有焊接变位机、操作机、滚轮架等，可称世界之最。这个公司生产的焊接变位机主要类型为倾翻-回转式、倾翻-回转升降式、双座双回转式、双座单回转式和双座单回转升降式，其承载能力范围为11Kg1

30、810吨。4日本松下Panasonic公司日本松下公司也是机器人制造公司。这个公司生产的机器人外部设备焊接变位机有12个系列。他们把传动装置、机座、夹具体等做成了标准模块，集合而成这些产品系列，按轴数和结构型式分类。2 手动焊接变位机总体方案设计2.1 设计方案确实定图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3000-10-16002001500-135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

31、比比拟大，并要求有自锁功能，应选择蜗轮蜗杆传动，选用一级齿轮。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开工作台倾斜。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。机构预期使用寿命为5年，由于变位机上面焊件不总是在全自动化条件下焊接及安装和取放，即不是连续工作，那么按运行时间按工作时间的50%计算。以每天两班制，全年工作300个工作日记那么其使用寿命为小时。图2-2 手动焊接变位机简图根据?焊接工装夹具及变位机械图册?初步设计焊接变位机简图，如图2-2所示。3倾斜机构设计定倾斜机构是手柄经涡轮

32、蜗杆减速器减速后通过扇形齿轮带开工作台倾斜。减速器+扇形齿轮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：传动比分配总传动比 减速涡轮蜗杆 齿轮减速.4选材 因为翻转速度不高，选用7级精度大小齿轮均选用40Cr调质，火焰外表淬火，硬度为280HRC选小齿轮齿数Z1=24，大齿轮齿数Z2=24X2.5=60.5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计算小齿轮传递的转矩由表10-7选取齿宽系数查表10-6得材料的弹性影响系数

33、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 .6计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，平安系数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。.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 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

34、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，计算弯曲疲劳应力取弯曲疲劳平安系数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、小齿轮的并加以比拟大齿轮的数值大设计计算比照计算结果，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

35、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，防止浪费。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。根据 GB/T 10085 1988 的推荐，采用渐开线蜗杆。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。根据闭式蜗杆传动的设计准那么，先按齿面接触疲劳强度进行设计

36、，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式11-12传动中心距确定作用在涡轮上的转矩 按=1,传动效率 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；那么 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 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。 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中查得涡轮的根本许用应力。应力循环次数寿命系数那么 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。

37、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 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mm 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制造的涡轮的根本许用弯曲应力 。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

38、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。 由前面计算可知=1r/min，P=0.075Kw。查表15-3可取115。假设考虑键槽直径应增加15%，那么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组根本游隙组，初步选取深沟球轴承6213，其尺寸为轴承端盖的总宽度为20mm取轴与

39、箱体连接局部的长度为68至此。轴的各段直径和长度已确定。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，应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=2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 V平面内倾斜轴轴受力分析(1)垂

40、直平面内受力分析如下列图图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，并做出弯矩图如下列图图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，故平安。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

41、按照表13-5，X=0.56，Y值需在型号和根本静载荷后才能求出。由于初选轴承为6211深沟球轴承，此轴承的根本额定静载荷求当量动载荷P3验算轴承的寿命根据式(13-5)所以轴承选择符合要求。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；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蜗轮轴的设计选45

42、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45mm拟定轴上零件的装配方案图6-1 涡轮轴的装配方案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组根本游隙组，选用的深沟球轴承6210，其尺寸为轴承端盖的总宽度为20至此。轴的各段直径和长度已确定。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

43、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，应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=1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

44、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，故平安。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，取按照表13-5，X=0.56，Y值需在型号和根本静载荷后才能求出。由于初选轴承为6210深沟球轴承，此轴承的根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

45、)所以轴承选择符合要求。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蜗杆轴的设计蜗杆轴结构设计如图图7-1 蜗杆轴结构图确定蜗杆轴各段轴尺寸 径向尺寸 轴向尺寸 查?机械零件手册?，选择滑动轴承，滑动轴承座型号为HZ050，其各局部参数为，。根据4轴段，查?机

46、械零件手册?选择圆头普通平键，公称直径，键长取。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。，因各个力对A点弯矩之和为零得那么 因 故 B截面处得弯矩那么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 那么因各个力对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截面处所受弯矩那么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截面处那么蜗杆

47、轴合成弯矩图如图图7-7 蜗杆轴合成弯矩图因,那么蜗杆轴所受扭矩图如图图7-8 蜗杆轴弯矩图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。那么根据?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。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，

48、。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。那么根据?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。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)选择轴承宽径比根据机床轴承常用的宽径比范围，取宽径比为1。(2)计算轴承宽度(3)计算轴颈圆周速度(4)计算轴承工作压力(5)选择轴瓦材料查?机械设计?表12-2，在保证,条件下，选定轴承材料为铸锡磷青铜。蜗杆轴键的校核由?机械设计?，可得键连接强度校核公式式中：T传递的转矩，； k键与轮毂键槽的接