一级涡轮蜗杆设计说明书
第二章. 传动方案选择
2.1.1电动机的选择和运动参数的计算
1. 选择电动机的类型
按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。
2.选择电动机容量
（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率。
工作机的有效传递效率Pw=1.3kw
此蜗杆为单头蜗杆，其传递效率由表9.1得η=（0.70—0.75）。取η=0.73
ηΣ=η12η2η3
η 1 η 2 η 3 分别为弹性联轴器，涡轮蜗杆，卷筒轴的传递效率。
ηΣ=0.992×0.73×0.96=0.69
P d=P w/ηΣ=1.88kw
3.电动机的转速
工作机卷筒轴的转速为：n w=34.5r/min
一级蜗杆传动比范围：iΣ=10～40
则电动机转速的可选范围为：n d=iΣn w=（10～40）×34.5
=（345～1380）r/min 根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min。
由表14.1得选取电动机Y112M-6
2.2运动及动力参数的计算
1.各轴转速计算
（1）实际总传动比及各级传动比配置：
由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。
则总传动比iΣ=n m/n w=710/34.5=20.
（2）各轴转速：
蜗杆轴转速：n1=710r/min
蜗轮轴转速：n2=34.5r/min
2.各轴输入功率计算
电动机功率：p d=2.2kw
电动机转矩：T d=9550×p d/n m=9550×2.2÷710=29.59N●m
蜗杆轴功率：P蜗杆=p d×η联轴器×η滚动轴承=2.2×0.99×0.98=2.13kw
蜗杆转矩：T杆=T d×i×η联轴器×η滚动轴承=2.2×1×0.99×0.98=28.7 N●m
蜗杆轴功率：P蜗轮=p d×η涡轮蜗杆=2.13kw×0.73=1.55kw 蜗杆转矩：T轮=T杆×i×η涡轮蜗杆=28.7×20.6×
0.73=431.6 N ●
m
卷筒轴功率：P 滚筒= p
涡轮×
η
联轴器×
η
滚动轴承=1.55×0.99×
0.98=1.5kw
卷筒轴转矩：T 卷=T 轮×
i ×η
联轴器×
η
滚动轴承
=431.6×0.99×
0.98=418.74 N
●
m
第三章. 传动零件的设计计算
3.1选择蜗杆类型
根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）。
3.2材料选择
考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC ；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；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
3.3按齿面接触强度设计
根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。
则传动中心距为a ≥
2
H P
E 23
ZQ
Z Z KT ???
? ?? 由于i=20.58 则由表11-1（机械设计）得Z 1=2 Z 2=29～61 （1)确定作用在蜗杆上的转矩T 2 T 2=9.55×106
×
2
2
n P =429085 N ●mm (2)确定载荷系数K
因为工作载荷稳定，取载荷分布不均系数k β=1
由教材表11—5（机械设计）选取使用系数K A =1.15(不均匀，冲击小)
由于转速不高,冲击不大,可取动载系数K V =1.05(1.0～1.1)
K=k βK A K V =1×1.15×1.05=1.2075≈1.21
(3)确定弹性影响系数
因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故Z E =160Mpa 2
1 (4)确定接触系数
先假设蜗杆分度圆直径d 1和传动中心距a 的比值a
d 1
=0.35 校核系数为Z ρ=2.9
(5)确定许用接触应力
根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P 1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC,可从从教材P254表11—7查得蜗轮的基本许用应力〔Q H 〕′=268Mpa
应力循环次数：N=60jn 2h 2=60×34.5r/min ×5×16×1=5.96×106
寿命系数: K HN =37
7105.9610
?=0.55
许用接触应力:〔Q H 〕=0.55×268Mpa=147.4Mpa (6)计算中心距
a ≥
2
3
147.42.91604290581.21??
?
?????=172.63mm
（7）选取中心距a=200，由于i=20.58，所以选m=8 分度圆直径d 1=80 由表11-2得d 1=80 d 1/a=0.4
由图 11—18（机械设计）中可查得接触系数Z ρ′ 3.4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 （1)蜗杆 轴向尺距p a =3.14×8=25.1mm; 直径系数q=10.0mm 齿顶圆直径da 1=d 1+2h a *m =80+2×1×8=96mm 齿根圆直径df 1=d 1-2（h a *m+c ）=60.8mm 分度圆导程角γ=11o18′36" 蜗杆轴向齿厚S a =πm/2=3.14×8÷2=12.5664mm (2)蜗轮 蜗轮齿数 Z 2=41 变位系数 x 2=-0.5 验算传动比：i=z 2/z 1=20.5 传动误差 ：ε=（20.58-20.5）÷20.58=3.8% 蜗轮分度圆直径 ：d 2=mz 2=8×41mm=328mm 蜗轮喉圆直径：da 2=d 2+2h a2=328mm+2×8mm=344mm 涡轮齿根圆直径：df 2=d 2-2h f2=328mm-2×1.2×8=308.8mm 涡轮咽喉母圆半径：r g2=a-2 1 d a2=200mm-2 1×344mm=28mm 3.5、校核齿根弯曲疲劳强度 Q F = m d d 1.53KT 212Y Fa2Y β≤〔Q F 〕 当量齿数z v2=z 2/cos 3γ=41÷（cos11.31）3=43.48 根据x 2=-0.5 z v2=43.48 图11-19得Y Fa2=2.87 螺旋角系数 ：Y β=1- 140γ =0.9192 许用弯曲应力：〔Q F 〕=〔Q F 〕′K FV 表11-8中得2CuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力〔Q F 〕=56Mpa 寿命系数K FN =97 6 10 5.2210 ?=0.644 〔Q F 〕=56×0.644Mpa=36.086Mpa Q F = 8 32880429058 1.211.53????× 2.87×0.919210Mpa 3.6、验算效率η η=（0.95～0.96） ） （v ?γγ +tan tan 已知γ=11o18′36"=11.31o φv =arctanf v f v 与相对滑动速度v s 有关。 v s = γ π1000cos 60n d 1 1???= ? ????cos11.31100060710 80π=3.033m/s 表11-8中用插值法f v =1.1687 代入上式得η=0.86 大于原估算值不用重算 3.7.精度等级公差和表面粗糙度的确定 8级精度 侧隙种类为f 标准为8f 第四章 轴的设计计算及校核 4.1轴的材料选择及热处理 （1） 因传递功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选45钢。 由表15-1得硬度HBS=217～255Mpa 抗拉强度极限σB =640Mpa σs =355Mpa σ-1=275Mpa t -1=155Mpa 〔σ-1〕=60Mpa （2）蜗杆轴上的功率.转速，转矩 由前面算得：p 1=1.82kw n 1=710r/min T 1=1.85×104 N ● mm （3）求作用在蜗杆上的力 已知蜗杆分度圆直径为80mm 切向力：F t1=2T 1/d 1=2×28.7×104r/min ÷328mm=717.5N 轴向力：F a1=F t2=2T 2/d 2=2×4.316 r/min ×105÷328mm=2631.7N 径向力：F r1=F r2= F t2tan α=957.86N （4）按钮转强度，初步确定涡轮轴的最小直径 选取轴的材料为45钢，调质处理。由表15-3的A 0=112 d min=A 032 2n p =112×334.5 1.55=39.8mm 为了使与联轴器相适应，且要求输出轴用刚性联轴器 计算转矩 T ca =K A T 2=1.3×431.6=561.1N ● m 由表13.2选取型号GY6 孔直径d 1=40mm 半连轴器与配合毂孔长为L=84mm 半连轴器长度为L=112mm 4.2轴的结构设计 (1)根据轴向定位的要求确定各段直径和长度。 （2）为了满足半连轴器的轴向定位要求，d 1右端需割出一轴肩，定位轴肩高度在（0.07～0.1）d 的范围内， 则d 2=d 1+2h=40（1+2×0.07）=25.08 标准直径d 2=28mm 为了保证轴端挡圈压在半连轴器上，而不压在轴的端面上L 的长度应该比d 1段的长度L1长点： 则 L 1=82mm （L=84mm ） （3）初选滚动轴承 根据d2=40mm，初步选取0基本游隙组，标准级精度的单列圆锥滚子轴承30309，其尺寸为：d×D×T=45mm×100mm×27.25mm 故选 d2=45mm L2=90mm （4）涡轮的轴段直径 涡轮轴段的右端为定位轴肩，则d3=d4-2h 得 d4=50mm 与传统零件相配合的轴段，略小于传动零件的轮毂宽。则涡轮轮毂的宽度为B2=(1.2～1.5)d4=(1.2～1.5) ×50=60～75 取b=78mm 即 L3=78mm （5）取涡轮轴段的直径的定位轴肩长度为10mm 取右端放轴承处的长度为40mm 其中20mm为轴承占用长度，剩下20mm为挡油盘占用长度，所以L5=40mm 轴长：L总=82mm+90mm+78mm+10mm+40mm=300mm （6）轴向力见的同向定位 涡轮，半连轴器与轴的同向定位为评鉴链接，由表4-1得b×h=14mm×9mm。键槽用键槽铣刀加工长度为70mm，同时为了确保对中 H7。同样半连轴器与轴的连接选用平键性，涡轮轮毂与轴段配合为 h6 H7。滚动轴承与轴的同向定12mm×8mm×63mm，半连轴器与轴的配合 k6 位是由过度配合来保证的选轴直径尺寸公差为m6。 （7）确定轴上的圆角和倒角尺寸 取倒角为2×45o各轴肩处的圆角半径为2mm 4.3轴的强度校核 (1)确定各向应力和反力 涡轮上分度圆直径d1=328mm 转矩T2=431.6mm 涡轮的切向力为F t =2T 2/d=2×431.6÷328=2632N 涡轮的径向力为Fr=F t ×tan α/tan β=976.56N 涡轮的轴向力为F α= F t tan β=525.9N (2)垂直平面上 支撑反力：F NV1= 144 976.56 672d F 2a ?+÷?=1053.3N F NV2=F r - F NV1=976.56-1.53.3=-76.74 其中144为两轴承中心的跨度，67为涡轮中心到右边轴承中心的距离。 水平平面: F H1= 144 67 F t ?=1224.6N F H2=F t - F H1=2632-1224.6=1407.4N 确定弯矩：M H =67×F H2=67×1407.4=94295.8N 垂直弯矩：M V1=1053.5N ×77=81119.5N M V2= M V1-F a ×d/2=8111+.5-525.9×328÷2=-5128.1N ● mm 合成弯矩：M 1=212H MV M +=2281119.594295.8+=124387 N ● mm M 2 = 2 22 H MV M +=94435 N ● mm 扭矩:T=431.6 N ● mm （3）按弯矩合成应力校核轴端强度 进行校核是，通常只校核承受最大弯矩和扭矩的截面（危险截面）。轴单向旋转扭转切应力为脉动循环变应力取α=0.6 轴端应力σca =W T)(M 2 2 1α+=19.44Mpa<[σ-1]=60Mpa 所以为安全。 4.2蜗杆轴的设计 （草图） （1）轴的材料选择，确定许用应力 考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置轴主要传递涡轮转矩。选材45钢，淬火处理。 得[σb]=600Mpa [σb-1]=55Mpa （2）按钮转强度，初步估计轴的最小直径 d min≥A0 3 n p=112× 3 710 2.13=16.15mm T ca=K A T2=1.3×28.7=37.31 N●m 要求使用弹性柱销钢，则选用LH1 查得公称转矩为160r/min，标准孔径d1=22mm，联轴器轴孔长L=38mm （2）轴的结构设计 从轴段d1=22mm开始逐渐选取轴段直径，d1右端非定位轴肩，且安装密封垫圈。取d2=28mm；d2段与轴承的内径相配合，为了便于轴承的安装，选定轴承型号为30306.取d3=30mm。 d×D×T=30×72×20.75 d4起定位作用，并且做切制蜗杆齿的退刀槽。所以取d5=d7=46mm d4和d8为退刀槽，选d4=d8=24mm d6取蜗杆齿顶圆直径 d6=96mm=d a1 L1=联轴器轴孔长度-2=36mm d2的长度为：轴承端盖总长度（40mm）端盖的开端面，与半连轴器左端面间的距离l=20mm，故L2=40+20=60mm d 3轴段的长度：取30mm ，所以L 3=30mm 。 d 4和d 5为退刀槽那段轴端长度：L 4+L 5=45mm d 6轴段的长度：Z 1=2 L6≥(11+0.1Z V )m 。可得：L 6=90mm L 7+L 8=L 4+L 5=45mm L 9=L 3=30mm L=L 1+L 2+L 3+L 4+L 5+L 6+L 7+L 8+L 9=336mm 4.3轴承的校核 （1）校核30309 查表得：额定动载荷Cr=108KN 基本额定静载荷C or =130KN （2）求两轴承受到的径向载荷F r1，F r2 F r1V =F NV1=1053.3N F r2V =F NV2=-76.74N F r1H =F H1=1224.6N F r2H =F H2=1407.4N F r1=2r1H 2r1V F F +=1615.3N F r2=2r2H 2r2V F F +=1407.43N （3）求两轴承的轴向力F a1，F a2 查表的e=0.4 F d1=F r1×0.4=646.12N F d2=F r2×0.4=562.97N 轴向力F ae =525.9N F ae + F d2=525.9N+562.97N=1088.87N=F a1 F a2=F d2=563.97N (4)求当量动载荷p 1，p 2 r1a1F F = 1615.3N 1088.87N =0.6>e r2a2F F = 1407.43N 562.97N =0.4=e 由表13-5得径向载荷和轴向载荷系数 X 1=0.4 Y 1=1.7 f p =1.5 P 1= f p （X 1 F r1+ Y 1F a1）=1.5×（0.4×1615.3+1.7×1088.87）=3745.8N P 2= f p （1×F r2）=1.5×1407.43=2111.145N (4)验算轴承寿命 P 1> P 2 则L h = 3 10 16 p c 60n 10???? ??=3 106 3745.813000034.56010?? ? ???=136279.8 H:16×360×5×28800 得L h >h 所以满足寿命要求。 （5）键的强度校核 第一个键：B ×h=12×8mm L=63mm l=L-b=63-12=51mm k=0.5×h=0.5×8=4mm σp =kld 102T 3?=4051410431.623????=105.8<[σp ]=110Mpa 第二个键：：B ×h=14×9mm L=70mm l=L-b=70-14=56mm k=0.5×h=0.5×9=4.5mm σp =kld 102T 3?=50564.510431.623 ????68.51<[σp ]=110Mpa 第五章 箱体的设计 5.1箱体的结构形式和材料 箱体采用铸造工艺，材料选择HT200 因其属于中型铸件，铸件的最小壁厚10～20mm ，取σ=10mm 5.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系 第六章键等相关标准选择 6.1键的选择 表4-1 涡轮，半连轴器与轴的配合键：b×h=14×9mm 半连轴器与轴的链接：b×h=12×8mm 蜗杆轴与半连轴器的配合:b×h=6×6mm 6.2联轴器的选择 根据计算要求：选用联轴器为LH1，GY6 6.3螺栓，螺母，螺钉的选择 考虑到减速器的工作条件，后续箱体附件的结构，以及其他因素的影响，选用： 螺栓GB5782-86 M8*20 数量为12 M12*110 数量为4 M8*25 数量为12 M10*40 数量为2 M6*16 数量为4 螺母GB6170-86 M12 数量为4 M10 数量为2 6.4销，垫圈，垫片的选择 选用销GB11-86,A8*40 数量为2个 选用垫圈GB93-87, 数量为8个 弹簧垫圈4个石棉橡胶垫片2个 选用08F调整垫片2组 第七章减速器结构与润滑，密封方式的概要说明 7.1、齿轮的润滑 因齿轮的圆周速度<12 m/s，所以采用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油面高度约0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油面高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。 7.2、滚动轴承的润滑 因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V≥1.5～2m/s所以采用飞溅润滑。 7.3、密封 轴承盖上均装垫片，透盖上装密封圈。 7.4、减速器附件简要说明 该减速器的附件含窥视孔，窥视孔盖，排油孔与油盖，通气空，油标，吊环螺钉，吊耳和吊钩，起盖螺钉. 7.5减速器的结构 本课题所设计的减速器，其基本结构设计是在参照《机械设计基础课程设计》图10-8装配图的基础上完成的，该项减速器主要由传动零件（蜗轮蜗杆），轴和轴承，联结零件（键，销，螺栓，螺母等）。箱体和附属部件以及润滑和密封装置等组成。 箱体为剖分式结构，由I箱体和箱盖组成，其剖分面通过蜗轮传动的轴线；箱盖和箱座用螺栓联成一体；采用圆锥销用于精确定位以确保和箱座在加工轴承孔和装配时的相互位置；起盖螺钉便于揭开箱盖；箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮啮合情况及润滑情况用于加住 润滑油，窥视孔平时被封住；通气器用来及时排放因发热膨胀的空气，以放高气压冲破隙缝的密封而致使漏油；副标尺用于检查箱内油面的高低；为了排除油液和清洗减速器内腔，在箱体底部设有放汕螺塞；吊环螺栓用来提升箱体，而整台减速气的提升得使用与箱座铸成一体的吊钩；减速气用地脚螺栓固定在机架或地基上。 7.6、注意事项 （1）装配前，所有的零件用煤油清洗，箱体内壁涂上两层不被机油浸蚀的涂料； （2）箱盖与接触面之间禁止用任何垫片，允许涂密封胶和水玻璃，各密封处不允许漏油； （4）减速器装置内装CKC150工业用油至规定的油面高度范围； （5）减速器外表面涂灰色油漆； （6）按减速器的实验规程进行试验。 机械设计说明书 题目：一级蜗杆减速器设 计 学校： 系别：机械学院 专业: 学生姓名： 学号： 指导教师： 目录 摘要 (4) 1.蜗轮蜗杆减速器的介绍 (4) 1.1蜗轮蜗杆减速器简介 (4) 1.2蜗杆传动特点 (5) 2总体传动方案的选择与分析 (5) 2.1传动方案的选择 (5) 2.2传动方案的分析 (6) 2.3电动机的选择 (7) 2.3.1. 电动机功率的确定 (7) 2.3.2. 确定电动机的转速 (7) 3.传动装置运动及动力参数计算 (8) 3.1 各轴的转速计算 (8) 3.2. 各轴的输入功率 (9) 3.3 各轴的输入转矩 (9) 4.蜗轮蜗杆的设计，三维结构及其参数计算 (10) 4.1蜗轮三维图 (10) 4.2蜗杆三维结构 (12) 4.3传动参数 (12) 4.4蜗轮蜗杆材料及强度计算 (13) 4.5计算相对滑动速度与传动效率 (13) 4.6确定主要集合尺寸 (14) 4.7热平衡计算 (14) 4.8蜗杆传动的几何尺寸计算 (15) 5联轴器选择与轴承的设计计算与校核 (16) 5.1联轴器的选择 (16) 5.1．1载荷计算 (16) 5.1.2选择联轴器的型号 (16) 5.2轴承的选择及校核与三维图 (17) 5.2.1蜗轮的轴承 (17) 5.2.2蜗杆的轴承 (18) 5.2.3初选输入轴的轴承型号 (18) 5.2.5计算轴承内部轴向力 (19) 5.2.6计算轴承的轴向载荷 (19) 5.2.7计算当量动载荷 (19) 5.2.8计算轴承实际寿命 (20) 6轴的结构设计 (21) 6.1蜗杆工程图如下： (21) 目录 第一章总论......................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的容......................................... - 2 - 二、设计任务..................................................... - 2 - 三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 - 一、电动机的选择................................................. - 4 - 二、传动比及其分配............................................... - 4 - 三、校核转速..................................................... - 5 - 四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 - 二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 - 二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 - 第七章联轴器...................................................... - 20 - 第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 - 第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 - 第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 - 课程设计小结........................................................ - 21 - 参考文献............................................................ - 22 - 机电及自动化学院《机械制造工艺学》课程设计说明书设计题目：输出轴工艺规程设计 目录 1、零件的分析 1.1、计算生产纲领，确定生产类型------------------------- 3 1.2、零件的作用-----------------------------------------3 1.3、零件的工艺分析-------------------------------------3 2、工艺规程设计 2.1、确定毛坯的制造形式---------------------------------3 2.3、制定工艺路线---------------------------------------4 2.3.1、加工方法的选择---------------------------------4 2.3.2、加工顺序的安排---------------------------------4 2.3.3、拟定加工工艺路线-------------------------------5 2.3.4、加工路线的确定--------------------------------6 2.3.5、加工设备的选择--------------------------------6 2.3.6、刀具的选择------------------------------------7 3、机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定-------------7 4、确定切削用量及加工时间 4.1、切削用量选定--------------------------------------10 4.2、基本加工时间确定-----------------------------------14 5、小结----------------------------------------------------18 6、参考文献------------------------------------------------19 7、附件---------------------------------------------19 第一章零件的分析 1.1计算生产纲领，确定生产类型 如下面零件图所示为输出轴，该产品年产量为5000台，设其备品率为16%，机械加工废品率为2%，现制订该零件的机械加工工艺规程。 技术要求如下： ①锻件消除内应力； ②未注明倒角为1×45o； ③调质处理217~255HBS； ④材料45钢，N=Qn(1+a%+b%)=5000×1×(1+16%+2%)=5900(件/年）。 输出轴的年生产量为5900件，现通过计算，该零件质量约为3kg。根据教材表2-3，生产纲领与生产类型的关系，可确定其生产类型为大批量生产。 前言 在本学期临近期末的近半个月时间里，学校组织工科学院的学生开展了锻炼学生动手和动脑能力的课程设计。在这段时间里，把学到的理论知识用于实践。 课程设计每学期都有，但是这次和我以往做的不一样的地方：单独一个人完成一组设计数据。这就更能让学生的能力得到锻炼。但是在有限的时间里完成对于现阶段的我们来说比较庞大的“工作”来说，虽然能够按时间完成，但是相信设计过程中的不足之处还有多。希望老师能够指正。总的感想与总结有一下几点： 1.通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的 训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。 2.由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计 中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准 3.在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程 的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。 最后，衷心感谢老师的指导和同学给予的帮助，才能让我的这次设计顺利按时完成。 目录 一．传动装置总体设计 (4) 二．电动机的选择 (4) 三．运动参数计算 (6) 四．蜗轮蜗杆的传动设计 (7) 五．蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 (13) 六．蜗轮轴的尺寸设计与校核 (15) 七．减速器箱体的结构设计 (18) 八．减速器其他零件的选择 (21) 九．减速器附件的选择 (23) 十．减速器的润滑 (25) 湖南农业大学工学院 课程设计说明书 课程名称：机械制造工艺学 题目名称：输出轴加工工艺及夹具设计 班级：2005级机械设计制造及自动化专业 3班姓名：朱汪波 学号：200540601322 指导教师： 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 20年月日 目录 前言 (3) 1、零件的工艺分析及生产类型的确定 (3) 技术要求分析 (3) 零件的工艺分析 (3) (3) 2、选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯图 (3) 选择毛坯 (3) 毛坯尺寸的确定 (4) 3、选择加工方法，制定加工艺路线 (5) 定位基准的选择 (5) 零件表面加工方法的选择 (5) 制定艺路线 (6) 4、工序设计 (7) 选择加工设备与工艺装备 (7) 选择机床根据工序选择机床 (7) 选用夹具 (7) 选用刀具 (8) 选择量具 (8) 确定工序尺寸 (8) 5、确定切削用量及基本工时 (10) 切削用量。 (10) 基本时间 (12) 6、夹具设计 (12) 定位方案 (12) 分度设计 (13) 切削力和夹紧力的计算 (13) 7、结论 (14) 参考文献 (14) 致谢 (15) 附录 (15) 输出轴加工工艺及夹具设计 摘要：机械制造业的发展对世界经济起着非常重要的作用，而机械加工工艺的编制是机械制造技术的重要组成部分和关键工作。本文论述的是输出轴的加工工艺和夹具设计，着重于几个重要表面的加工，具有一定的尺寸、形状、位置要求，还有一些强度、表面粗糙度要求等，然而这些都会在文中得以体现。 关键词：制造；输出轴；加工工艺；夹具； 前言 机械制造工艺学课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业之后进行的。这是我们进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的链接，也是一次理论联系实际训练。因此，它在我们的大学学习生活中占有十分重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下一个良好的基础。我也相信通过课程设计能将零碎的知识点都联系起来，系统而全面的做好设计。 本次课程设计是机械制造工艺学这门课程的一个阶段总结，是对课堂中学习的基本理论和在生产实习中学到的实践知识的一个实际应用过程。由于知识和经验所限，设计会有许多不足之处，所以恳请老师给予指导。 零件的工艺分析及生产类型的确定 技术要求分析 题目所给定的零件车床输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。综合技术要求等文件，选用铸件。 零件的工艺分析 从零件图上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有φ55、φ60、φ65、φ75、φ176的外圆柱面，φ50、φ80、φ104的内圆柱表面，10个φ20 2 单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书配图 汇总 题目：和面机的传动设计（单级蜗轮蜗杆减速器设计）完成期限： 学习中心： 专业名称： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 和面机的传动设计 一、绪论 1、和面机发展前景 中国和面机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理 产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家； 生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、 对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后 从什么角度分析中国和面机产业的发展状况？以什么方式评价中国和面机产业 的发展程度？中国和面机产业的发展定位和前景是什么？中国和面机产业发展 与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是和面机产业发展必须面对和 解决的问题——中国和面机产业发展已到了岔口；中国和面机产业生产企业急需 选择发展方向。 2、面机概述 用以和面的机械。有真空式和面机和非真空式和面机。分为卧式、立式、单轴、双轴、半轴等。 同义词：和粉机、搅拌机。 和面机功能介绍：功能多样，用途广泛，能够用来： 图1.和面机 搅---搅黄油、搅奶酪、搅鲜奶、打鸡蛋等； 揉---揉面团 拌---打果汁、拌果酱、拌面、拌冰沙、拌凉菜等； 在酒店，面包房，蛋糕店，咖啡厅，酒吧，茶厅，家庭等场合都有着广泛的用途 3、面机设计目的及内容要求 一本课程设计的内容选择具有代表性中小型作为设计课题使学生能在较短时间内（二周）完成和面机整体设计全部过程和基本训练 （1）设计内容 A.数设计根据课题要求确定和面机种类用途及生产能能力来确定和面机主要部件（例如桨叶、容器、电机、冲动部分）结构形 目录 摘要 (2) 1绪论 (3) 1.1国内外机械发展概况 (4) 2零件分析 (5) 2.1零件的结构特点 (5) 2.2.1零件图纸的工艺分析 (6) 2.2.2加工内容以及相关要求 (6) 2.2.3加工要点分析 (7) 2.2.4零件的精度要求 (7) 3毛坯的选择 (8) 3.1分析毛坯的加工余量 (8) 3.2零件毛坯形状及余量的确定 (9) 4零件加工定位基准的选择 (9) 5.1零件粗基准的选择 (9) 5.2零件精基准的选择 (9) 6工艺方案的制订 (9) 7工艺装备的确定 (9) 7.1刀具的选择 (9) 7.2切削用量的确定 (10) 7.2.1主轴转速的确定 (10) 7.2.2进给速度的确定 (10) 7.2.3背吃刀量的确定 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 摘要 输出轴是位于原动机和动作机之间的机械传动装置。在实际生产中常用的轴已经标准化和规格化。本次设计根据工作条件和需要进行了规格的选择，以及相关数据的计算。本次的输出轴轴的毕业设计是根据工作条件的选择而设计的非标准型的轴。机器常由电动机，传动装置，和工作机三部分组成。电动机的选择直接影响了整个设计的成本，合理的功率以及电动机的构造是选择的主要考察标准。传动零件的配合和选择则以设计数据为标准设计计算以及查表，主要由4部分构成：V带的根数以及型号，齿轮的主要参数以及主要几何尺寸，各传动轴设计以及加工方法，联轴器的类型选择以及型号选择，滚动轴承的选择和校核。合理的传动方案不仅满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠，建构简单紧凑加工方便，成本低，传动效率高以及使用和维护方便。润滑方式选择，也是设计中重要的一个环节，在设计制造后，维护对整个变速器的寿命以及效率有着举足轻重的地位。最后就是变速器的密封件的选择，根据轴承的外径选择。 输出轴是位于原动机和动作机之间的机械传动装置。在实际生产中常用的减速器已经标准化和规格化。本次设计根据工作条件和需要进行了规格的选择，以及相关数据的计算。本次轴毕业设计中的减速器是根据工作条件的选择而设计的非标准型轴。机器常由电动机，传动装置，和工作机三部分组成。电动机的选择直接影响了整个设计的成本，合理的功率以及电动机的构造是选择的主要考察标准。传动零件的配合和选择则以设计数据为标准设计计算以及查表，主要由4部分构成：V带的根数以及型号，齿轮的主要参数以及主要几何尺寸，各传动轴设计以及加工方法，联轴器的类型选择以及型号选择，滚动轴承的选择和校核。合理的传动方案不仅满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠，建构简单紧凑加工方便，成本低，传动效率高以及使用和维护方便。润滑方式选择，也是设计中重要的一个环节，在设计制造后，维护对整个变速器的寿命以及效率有着举足轻重的地位。最后就是变速器的密封件的选择，根据轴的外径选择。 蜗轮蜗杆传动 蜗杆传动是用来传递空间交错轴之间的运动和动力的。最常用的是轴交角∑=90°的减速传动。蜗杆传动能得到很大的单级传动比，在传递动力时，传动比一般为5~80，常用15~50；在分度机构中传动比可达300，若只传递运动，传动比可达1000。蜗轮蜗杆传动工作平稳无噪音。蜗杆反行程能自锁。 重点学习内容 本章中阿基米德蜗杆传动的失效形式、设计参数、受力分析、材料选择、强度计算、传动效率等为重点学习内容。对热平衡计算、润滑方法、蜗杆蜗轮结构等也应 一、蜗杆传动的类型 与上述各类蜗杆配对的蜗轮齿廓，完全随蜗杆的齿廓而异。蜗轮一般是在滚齿机上用滚刀或飞刀加工的。为了保证蜗杆和蜗轮能正确啮合，切削蜗轮的滚刀齿廓，应与蜗杆的齿廓一致；深切时的中心距，也应与蜗杆传动的中心距相同。 圆柱蜗杆传动 １、通圆柱蜗杆传动 （１）阿基米德蜗杆 这种蜗杆，在垂直于蜗杆轴线的平面(即端面)上，齿廓为阿基米德螺旋线，在包含轴线的平面上的齿廓(即轴向齿廓)为直线，其齿形角α0=20°。它可在车床上用直线刀刃的单刀(当导程角γ≤3°时)或双刀(当γ>3°时)车削加工。安装刀具时，切削刃的顶面必须通过蜗杆的轴线。这种蜗杆磨削困难，当导程角较大时加工不便。 （２）渐开线蜗杆 渐开线蜗杆(ZI蜗杆)蜗杆齿面为渐开螺旋面，端面齿廓为渐开线。加工时，车刀刀刃平面与基圆相切。可以磨削，易保证加工精度。一般用于蜗杆头数较多，转速较高和较精密的传动。 （３）法向直廓蜗杆 这种蜗杆的端面齿廓为延伸渐开线，法面(N-N)齿廓为直线。ZN蜗杆也是用直线刀刃的单刀或双刀在车床上车削加工。车削时车刀刀刃平面置于螺旋线的法面上，加工简单，可用砂轮磨削，常用于多头精密蜗杆传动。 （４）锥面包络蜗杆 这是一种非线性螺旋曲面蜗杆。它不能在车床上加工，只能在铣床上铣制并在磨床上磨削。加工时，盘状铣刀或砂轮放置在蜗杆齿槽的法向面内，除工件作螺旋运动外，刀具同时绕其自身的轴线作回转运动。这时，铣刀(或砂轮)回转曲面的包络面即为蜗杆的螺旋齿面，在I-I及N-N截面上的齿廓均为曲线。这种蜗杆便于磨削，蜗杆的精度较高，应用日渐广泛。 机械设计课程设计 设计说明书 设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器的设计 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 20**年6月30日 目录 1、机械设计课程设计任务书------------------------------第2页 2、运动学与动力学计算------------------------------------第3页 3、传动零件设计计算----------------------------------------第7页 4、轴的设计计算及校核-------------------------------------第12页 5、箱体的设计-------------------------------------------------第22页 6、键等相关标准的选择-------------------------------------第24页 7、减速器结构与润滑、密封方式的概要说明----------第26页 8、参考文献----------------------------------------------------第28页 9、设计小结----------------------------------------------------第29页 1.《机械设计》课程设计任务书 一、设计题目 设计用于带式运输机的传动装置。 二、工作原理及已知条件 工作原理：带式输送机工作装置如下图所示。 己知条件 工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支撑件，包括 卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考 虑）。 使用期限：十年，大修期三年。 生产批量：10台。 动力来源：电力，三相交流，电 压380／220 V。 运输带速度允许误差：±5％。 生产条件：中等规模机械厂， 可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。 滚筒效率：ηj=0.96（包括滚筒与轴承）。 设计工作量： 1.减速器装配图一张（A0或A1）。 2.零件图1-2张。 3.设计说明书一份。 已知条件传送带工作拉 力F（N）传送带工作速 度v（m/s） 滚筒直径D （mm） 参数1955 1.2 240 圆柱蜗轮、蜗杆设计参数选择 蜗轮和蜗杆通常用于垂直交叉的两轴之间的传动（图1）。蜗轮和蜗杆的齿向是螺旋形的，蜗轮的轮齿顶面常制成环面。在蜗轮蜗杆传动中，蜗杆是主动件，蜗轮是从动件。蜗杆轴向剖面类是梯形螺纹的轴向剖面，有单头和多头之分。若为单头，则蜗杆转一圈蜗轮只转一个齿，因此可以得到较高速比。计算速比（i）的公式如下： i=蜗杆转速n1 蜗轮转速n2 = 蜗轮齿数z2 蜗杆头数z1 1、蜗轮蜗杆主要参数与尺寸计算 主要参数有：模数（m）、蜗杆分度圆直径（d1）、导程角（r）、中心距（a）、蜗杆头数（或线数z1）、蜗轮齿数（z2）等，根据上述参数可决定蜗杆与蜗轮的基本尺寸，其中z1、z2由传动要求选定。 （1）模数m 为设计和加工方便，规定以蜗杆轴项目数mx和蜗轮的断面模数mt 为标准模数。对啮合的蜗轮蜗杆，其模数应相等，及标准模数m=mx=mt。 标准模数可有表A查的，需要注意的是，蜗轮蜗杆的标准模数值与齿轮的标准模数值并不相同。 表A 图1 图2 （2）蜗杆分度圆直径d1 再制造蜗轮时，最理想的是用尺寸、形状与蜗杆完全相同的蜗轮滚刀来进行切削加工。但由于同一模数蜗杆，其直径可以各不相同，这就要求每一种模数对应有相当数量直径不同的滚刀，才能满足蜗轮加工需求。为了减少蜗轮滚刀数目，在规定标准模数的同时，对蜗杆分度圆直径亦实行了标准化，且与m 有一定的匹配。蜗杆分度圆直径d1与轴向模数mx之比为一标准值，称蜗杆的直径系数。即 q= 蜗杆分度圆直径 模数 = d1 m d1=mq 有关标准模数m与标准分度圆直径d1的搭配值及对应的蜗杆直径系数参照表A （3）蜗杆导程角r 当蜗杆的q和z1选定后，在蜗杆圆柱上的导程角即被确定。为导程角、导程和分度圆直径的关系。 tan r= 导程 分度圆周长 = 蜗杆头数x轴向齿距 分度圆周长 = z1px d1π = z1πm πm q = z1 q 相互啮合的蜗轮蜗杆，其导程角的大小与方向应相同。 （4）中心距a 蜗轮与蜗杆两轴中心距a与模数m、蜗杆直径系数q以及蜗轮齿数z2间的关系式如下： a=d1+d2 2 = m q (q+z2) 蜗杆各部尺寸如表B 蜗轮各部尺寸如表C 2、蜗轮蜗杆的画法 (1) 蜗杆的规定画法参照图1图2 （2）蜗轮的规定画法参照图1图2 （3）蜗轮蜗杆啮合画法参照图1图 2. 变速箱输出轴设计说明书 手动五档变速箱，参考同类变速箱得最大转矩为294N ·m 。初取轴的材料为40Cr ，算取轴的最小直径： d ≥ T n [τ]3 d--最小直径。 T--最大力矩 n —转速 d ≥ 294 2000?523 =14.1mm 按照轴的用途绘制轴肩和阶梯轴，得到零件图。 从左向右传动比齿轮依次为1，同步器，1.424，2.186，同步器，3.767，同步器，6.15，倒档齿轮。 5 变速器轴的设计与校核 5.1 变速器轴的结构和尺寸 5.1.1轴的结构 第一轴通常和齿轮做成一体，前端大都支撑在飞轮内腔的轴承上，其轴颈根据前轴承内径确定。该轴承不承受轴向力，轴的轴向定位一般由后轴承用卡环和轴承盖实现。第一轴长度由离合器的轴向尺寸确定，而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑。第一轴如图5–1所示： 中间轴分为旋转轴式和固定轴式。本设计采用的是旋转轴式传动方案。由于一档和倒档齿轮较小，通常和中间轴做成一体，而高档齿轮则分别用键固定在轴上，以便磨损后更换。其结构如下图所示： 5.1.2轴的尺寸 变速器轴的确定和尺寸，主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺[7]要求而定。在草图设计时，由齿轮、换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定，也可由下列经验第二轴和中间轴： d=（0.4～0.5）A，mm （5–1） 第一轴： 3emax 6.4-4T d ）（ ，mm （5–2） 式中T e max —发动机的最大扭矩，Nm 为保证设计的合理性，轴的强度与刚度应有一定的协调关系。因此，轴的直径d 与轴的长度L 的关系可按下式选取： 第一轴和中间轴： d/L=0.16～0.18； 第二轴： d/L=0.18～0.21 5.2 轴的校核 由变速器结构布置考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸，一般来说强度是足够的，仅对其危险断面进行验算即可。对于本设计的变速器来说，在设计的过程中，轴的强度和刚度[8] 都留有一定的余量，所以，在进行校核时只需要校核一档处即可；因为车辆在行进的过程中，一档所传动的扭矩最大，即轴所承受的扭矩也最大。由于第二轴结构比较复杂，故作为重点的校核对象。下面对第一轴和第二轴进行校核。 5.2.1第一轴的强度和刚度校核 因为第一轴在运转的过程中，所受的弯矩很小，可以忽略，可以认为其只受扭矩。此种情况下，轴的扭矩强度条件公式为 蜗轮蜗杆的设计计算 1、根据GB/10085-1988推荐采用渐开线蜗杆（ZI ）。 2、根据传动功率不大，速度中等，蜗杆45钢，因为希望效率高些，耐磨性好，故蜗杆螺旋 齿面要求淬火，硬度45-55HRC ，蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1金属铸造，为节约贵重金的有色金属。仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100铸造。 3、按持卖你接触疲劳强度进行设计 a ≥32H 2])] [(σP E z z KT （1）作用在蜗轮上的转矩2T （2） 按1Z =2 ，η= 2T =?610?2p 2n =?610??mm ?N 确定载荷系数K ， 取A K = βK =1 v K = 所以得K= A K ? βK ?v K =?? （3）确定弹性影响系数E Z =16021MPa （铸锡青铜蜗轮与钢蜗杆相配） （4）确定接触系数p Z 假设a d 1= 从表11-18查得p Z = （5）确定接触应力[H σ] 根据材料ZCuSn10P1，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC ，从表11-7查得蜗轮许用应力 '][H σ=268MPa N=60j 2n h L =???20=?8 10 寿命系数HN K =8871074.110?=067则 [H σ] =HN K ?'][H σ=?= （6）计算中心距 a ≥32])56 .1799.2160(8625821.1??? = 取a=100.因为i-15 故从表11-15中取模数m=5 1d =50mm 这时 a d 1=100 50= 从图11-18，可查的接触系数'Z ρ=<,所以计算结果可用。 4、蜗杆蜗轮的主要参数 （1）蜗杆：轴向齿距Pa=得直径系数q=10 齿顶园直径a1d =60，齿根圆f1d =38，分度圆导角r=11 18 36 ，蜗杆轴向齿厚Sa=5π/2= （2）蜗轮 齿数2Z =31 变位系数2x = 验算传动比i=2Z /1Z =31/2= 误差为15 155.15-=%，在允许范围内，所以可行。 蜗轮分度圆直径2d =m ?2Z =5?31=155mm 蜗轮喉圆直径a2d =2d +2a2h =155+2?5=165mm 蜗轮齿根圆直径f2d =2d +2f2h =??=143mm 蜗轮喉母圆半径g2r =a-a2d 21=100-1552 1?= 5、校核齿根弯曲疲劳强度 F σ=m d d KT 53.12122Fa Y βY ≤][F σ 当量齿数v2Z = 31.11cos 2 Z =31/ = 根据2x = v2Z =从图11-19查得齿形系数2Fa Y = βY =1-r/140=140= F σ=][F σFN K ，2从11-8查得ZCuSn10P1制造蜗轮时许用弯曲应力][F σ=56MPa 寿命系数 FN K =98 61074.110?= F σ=5 501558625821.153.1??????，弯曲强度满足要求。 6、验算效率 课程设计说明书参考范例 ××××学院 机械加工工艺与装备课程设计任务书 题目：离合器齿轮零件机械加工工 艺规程设计 所属系部： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年月日 1 前言 2 零件的分析 2.1 零件的作用 2.2 零件的工艺分析 2.3 零件的生产类型 3 选择毛坯，确定毛坯尺寸，设计毛坯-零件合图3.1 选择毛坯 3.2 确定机械加工余量、毛坯尺寸和公差 3.3 确定机械加工余量 3.4 确定毛坯尺寸 3.5 确定毛坯尺寸公差 3.6 绘制毛坯图 4 选择加工方法，制定工艺路线 4.1 定位基准的选择 4.2 零件表面加工方法的选择 4.3 制订工艺路线 5 工序设计 5.1 选择加工设备与工艺装备 5.2 确定工序尺寸 6 确定切削用量及基本时间 6.1 工序Ⅰ切削用量及基本时间的确定 6.2 工序Ⅱ、Ⅲ等切削用量及基本时间的确定 7 夹具设计 8 小结（略） 9 参考文献 输出轴零件的工艺规程及夹具设计 1 前言 机械加工工艺与装备课程设计是我学完了大学的全部基础课、专业技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，它在我的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 2零件的工艺分析及生产类型的确定 2.1零件的作用 题目所给定的零件为输出轴，其主要作用，一是传递转矩，使主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。 一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书 第一章绪论 1.1本课题的背景及意义 计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。 1.1.1 本设计的设计要求 机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计。设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸；分析零部件的结构合理性；作出零件工作图和不见装配图。对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。 根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础。有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 1.2.（1）国内减速机产品发展状况 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。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。 （2）国外减速机产品发展状况 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮 转动为主，体积和重量问题也未能解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 1.3.本设计的要求 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 机器的经济性是一个综合性指标，设计机器时应最大限度的考虑经济性。提高设计制造经济性的主要途径有：①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力求参数最优化，以及应用CAD技术，加快设计进度，降低设计成本；②合理的组织设计和制造过程；③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件； ④合理地选择材料，改善零件的结构工艺性，尽可能采用新材料、新结构、新工艺和新技术，使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配⑤尽力改善机器的造型设计，扩大销售量。 提高机器使用经济性的主要途径有：①提高机器的机械化、自动化水平，以提高机器的生产率和生产产品的质量；②选用高效率的传动系统和支承装置，从而降低能源消耗和生产成本；③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延长机器的使用寿命，并避免环境污染。 机器在预定工作期限内必须具有一定的可靠性。提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。此外，从机器设计的角度考虑，确定适当的可靠性水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计机器的组件和部件以及必要时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十分有效的。 1.4.研究内容（设计内容） （1）蜗轮蜗杆减速器的特点 机械制造课程设计 目录 一．输出轴工艺分析 1.1输出轴的作用 1.2输出轴的材料 1.3输出轴的工艺分析 1.3.1零件的组成表面： 1.3.2零件的重要表面： 1.4零件的技术要求 二．确定毛胚 三．工艺路线的确定 3.1基准的选择 3.1.1 粗基准的选择 3.1.2精基准的选择 3.2各表面加工方法的确定 3.3确定工艺路线 四．切削用量的选择 五．加工余量的选择 六．设备工装 6.1刀具的选择 6.2选择量具 6.3夹具设计 七．设计体会 八．三维图 九．二维图 十．工艺路线单 十一.工序卡片 十二. 检验卡片 一输出轴工艺分析 1.1输出轴的作用 输出轴主要应用在动力输出装置中，是输出动力的主要零件之一。其主要作用是传递转矩，使主轴获得旋转的动力，其工作中要承受较大的冲击载荷和扭矩。因此，该零件需具有足够的耐磨性和抗扭强度。 1.2输出轴的材料 45号钢的性能如下表所示。 相对加工性能为Kr=1 因此零件材料为45号钢 1.3输出轴的工艺分析 1.3.1零件的组成表面： Φ55. Φ60.Φ65.Φ75.Φ176外圆 30°的锥面 2X Φ8的两个斜孔 10X Φ20的孔 Φ50.Φ80.Φ104的内孔 600MPa 355MPa 16% 39J 179~229HBS 40% 键槽、倒角 1.3.2零件的重要表面： 1.Φ55.Φ60.Φ65.Φ75的外圆要求较高，为了保证输出轴旋转时的速度， 表面粗糙度有较高的要求，外圆的粗糙度要求都为Ra1.25um，内孔为 Ra3.2um，其他为Ra12.5um 1.4零件的技术要求 调质处理200HBS，10-Φ20均布孔相对与中轴线的位置度公差为Φ0.05，键槽相对于中轴线的平行度公差为0.08, Φ55外圆相对于A、B外圆的圆跳度公差为0.04，Φ80内孔相对于A、B的圆跳动公差为0.04除大端端面、Φ80内孔面以及10-Φ20均布孔的表面粗糙度为Ra3.2，其余都是12.5。 二、确定毛胚 因为使用45钢（碳素钢），且输出轴既承受弯矩又承受转矩，力学性能要求高，所以选择棒料。 三、工艺路线的确定 基面先行原则 该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和φ55外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。 按照先加工基准面，先粗后精，基准统一等原则，该零件加工可按下述工艺路线进行。 3.1基准的选择 1总体传动方案的选择与分析 该传动方案在任务书中已确定，采用一个单级蜗杆减速器传动装置传动，如下图所示： 1 电动机 2 联轴器 3 减速器 4 联轴器 5 卷筒 2.运动学与动力学计算 2.1电动机的选择 2.1.1电动机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380Ｖ，型号选择Y 系列三相异步电动机。 2.1.2电动机的容量 电动机输出功率： a w P d P η=kw 工作机所需的功率： a a T d P ηη9550=kw 由电动机至工作机之间的总效率： 4332 21ηηηηη=a 其中1η 2η 3η 4η分别为蜗杆，联轴器，轴承和卷筒的传动效率。 查表可知1η=0.725（蜗杆）2η=0.99（联轴器）3η=0.98（滚子轴承） 4η=0.96 所以：66.096.098.099.0725.022=???=a η 工作机输入功率 kw P a T w 66.39550 50 *7009550 == = η 所以电动机所需工作效率为： kw P P w d == = 66 .066 .3a max η 2.1.3电动机的转速 工作机的转速n=50r/min 所以电动机转速的可选范围为： min /2000~50050)40~10(.r i n n d =?== 根据《机械设计手册》中查的蜗杆的传动比在一般的动力传动中 在这个范围内的电动机的同步转速有1000r/min 和1500r/min.两种传动比方案如下表： 方案 型号 额定功率 同步转速 满载转速 质量 1 Y160M-6 7.5 1000 970 119 a η=0.66 w P =3.66kw d P =5.55kw 指导老师: 戴老师 年级: 10机设(4)班 姓名: 马侦 学号: 0435 目录 1、工艺选择说明 (1) 零件图工艺分析 (1) 毛胚的选择及尺寸的确定 (1) 基准的选择 (2) 确定工序尺寸及加工余量 (3) 2、工艺流程 (4) 输出轴各部分尺寸及加工精度要求 (4) 具体工艺流程 (5) 3、小结 (7) 4、参考文献 (7) 附：产品零件图 一、工艺选择说明 1、零件图工艺分析 我的题目是输出轴加工工艺设计，输出轴是典型的阶梯轴，其作用主要用来传递转矩和动力。现在对零件图的结构特点和技术要求进行分析： ①载荷分析：输出轴承受的载荷比较大，要求输出轴材料应具有足 够强的硬度和耐磨性能； ②尺寸公差分析：零件图上的轴颈Φ60的公差为,查公差表可知，其 精度等级达到了IT5，另外，两个轴头Φ和Φ80的公差分别为、,查公差表可知，其精度等级也都已达到了IT6精度，因此，在加工过程中要特别注意轴颈和轴头的加工； ③位置度分析：两轴头的同轴度为,在加工过程中必须打中心空以保 证同轴度，另外，对键槽的直线度也有要求。 ④热处理：零件图要求调质处理28~32HRC。 2、毛胚的选择及其尺寸的确定 2．1确定毛坯种类 毛坯种类的选择不仅影响毛坯的制造工艺及费用，而且也与零件的机械加工工艺和加工质量密切相关。为此需要毛坯制造和机械加工 两方面的工艺人员密切配合，合理地确定毛坯的种类、结构形状。毛坯种类有： 1）铸件 对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。目前大多数铸件采用砂型铸造，对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造，如永久型铸造、精密铸造、压力铸造、熔模铸造成和离心铸造等。2）锻件 锻件毛坯由于经锻造后可得到连续和均匀的金属纤维组织。因此锻件的力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。其中自由锻件的精度和生产率较低，主要用于小批生产和大型锻件的制造。模型锻造件的尺寸精度和生产率较高，主要用于产量较大的中小型锻件。 3）型材 型材主要有板材、棒材、线材等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热轧和冷拉两大类。 热轧型材尺寸较大，精度较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较高的中小型零件。4）焊接件 目录机械制造工艺课程设计 (1) 一、序言 (3) 二、设计任务 (4) 三、输出轴零件的工艺分析 (4) 1.零件的作用 (4) 2.零件的图样分析 (4) 四、工艺规程设计 (4) 1.确定毛坯的制造形式 (4) 2.基面的选择 (4) 3.制定工艺路线 (4) 4.机械加工余量及工序尺寸的确定 (6) 5.确定切削用量及基本工时 (7) 五、参考文献 (17) 一、序言 机械制造工艺课程设计是在我们完成了全部基础课、技术基础课、大部分专业课以及参加了生产实习之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 通过本次课程设计，应该得到下述各方面的锻炼： 1. 能熟练运用机械制造工艺设计中的基本理论以及在生产实习中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。 2. 通过绘制零件图和工序图,提高自己的计算机绘图能力. 3. 学会使用手册及图表资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处、能够做到熟练运用。 就我个人而言，通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计。并学会了使用和查阅各种设计资料、手册和国家标准等。最重要的是综合运用所学理论知识，解决现代实际工艺设计问题，巩固和加深了所学到的东西。并在设计过程中，学到了很多课堂上没有学到的东西。 本说明书主要是CA6140卧式车床上的输出轴的有关工艺规程的设计说明,由于自身能力水平有限，设计存在许多错误和不足之处，恳请老师给予指正，谢谢！ 二、设计任务 分析输出轴的技术要求，并绘制零件图。设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。设计零件机械加工工艺装备。 三.输出轴零件的工艺分析 1. 零件的作用 题目所给定的零件是车床的输出轴，主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好。 2．零件的图样分析 （1）两个0.024 0.01160++?mm 的同轴度公差为0.02?mm 。 （2）0.05054.4++?mm 与0.0240.01160++?mm 的同轴度公差为0.02?mm 。 （3）0.0210.00280++?mm 与0.0240.01160++?mm 的同轴度公差为0.02?mm 。 （4）保留两端中心孔A1，A2。 （5）调质处理28-32HRC 。 四．工艺规程设计 1. 确定毛坯的制造形式一级蜗轮蜗杆课程设计说明书
机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动
输出轴《机械制造工艺学》课程设计说明书
蜗杆减速器及其零件图和装配图(完整)
机械制造课程设计说明书《输出轴》
单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书配图汇总
轴设计说明书
蜗轮蜗杆设计
一级蜗轮蜗杆减速器的设计
蜗轮蜗杆设计参数选择
变速箱输出轴设计说明书
蜗轮蜗杆的设计计算
输出轴设计说明书
蜗轮蜗杆减速器说明书
输出轴课程设计说明书
一级涡轮蜗杆减速器设计说明书
输出轴零件图工艺设计说明书
机械制造工艺学输出轴课程设计