2024年3月4日发(作者：迈凯伦跑车图片)

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目 录

中文摘要…………………………………………………………………………II

英文摘要……………………………………………………………………… III

前 言 …………………………………………………………………………1

第1章 自动线的介绍……………………………………………………………3

1.1 主要用途 ………………………………………………………………3

1.2 自动生产线主要结构性能特点 ………………………………………3

1.3 自动线技术参数 ………………………………………………………3

1.4 自动化生产线加工工艺流程 …………………………………………3

1.5 自动线组成及主要结构 ………………………………………………4

1.6 自动线的维护和保养 …………………………………………………5

第2章 轴承自动线工件输送的自动控制及轴承代号…………………………6

2.1 自动控制 ………………………………………………………………6

2.2 轴承的代号 ……………………………………………………………6

2.3 滚动轴承的失效形式及计算准则 ……………………………………6

2.4 滚动轴承类型的选择 …………………………………………………7

第3章 圆盘上料机构传动部分设计……………………………………………9

3.1 原始数据 ………………………………………………………………9

3.2 工作条件 ………………………………………………………………9

3.3 运动学与动力学计算 …………………………………………………9

3.4 传递零件的设计计算…………………………………………………11

3.5 轴的设计计算及校核…………………………………………………13

3.6 箱体的设计……………………………………………………………15

3.7 键等相关标准的选择…………………………………………………16

毕业设计心得……………………………………………………………………18

参考文献…………………………………………………………………………19

致谢………………………………………………………………………………20

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轴承磨加工自动线上料有序化排列传送机构

摘要

本课题主要是解决轴承自动线上料的有序化排列问题，设计这样的一个传动机构主要是为了能在满足轴承加工的同时能有效提高劳动生产率，从而降低生产加工成本而使得利润的最大化。此条生产线，一方面要保证轴承加工的全自动，另一方面也要保证轴承在不同工序之间的顺利运转。

关键词：轴承 排列 上料 蜗轮 蜗杆 自动化

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The Auto Bearing Line Feeding of the transmission is to

bearing in meeting

Abstract

This issue mainly is to solution the Auto Bearing Line Feeding with the problem of ordering,

The design of such a transmission is to bearing in meeting at the same time processing can

effectively improve the labor productivity, Thereby reducing processing costs and enable

production to maximize profits. This production line, bearing on the one hand, to ensure that the

automatic processing, on the other hand, it must make sure that between the different sectors of

the music in the smooth functioning of.

Key words: bearing; Feeding；Auto

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前言

我的毕业设计题目是轴承磨加工自动线上料有序化排列传送机构，这个设计课题最核心的问题是解决小型轴承的上料有序化排列，使得轴承能顺利进入整条柔性生产制造单元，提高生产率。

在中国古籍中，关于车轴轴承的构造早有记载。1279年，中国的郭守敬创造的天文简仪，其作用与现代推力滚子轴承相似。1772年，英国的C.瓦洛设计制造球轴承，并装在邮车上试用。1794年，英国的P.沃思取得球轴承的专利。19世纪中叶，欧洲随着轴承材料、润滑剂和机械制造工艺方面的进步，开始有了比较完善的滑动轴承。1881年，德国的H.R.赫兹发表关于球轴承接触应力的论文。在赫兹成就的基础上，德国的R.施特里贝克、瑞典的A.帕姆格伦等人又进行了大量的试验，对发展滚动轴承的设计理论和疲劳寿命计算作出了贡献。1883年，俄国的N.P.彼得罗夫应用牛顿粘性定律计算轴承摩擦，同年英国的B.托尔在测定车辆轴承的摩擦系数时发核潜艇用轴承现轴承中有油膜压力存在，并测出油膜压力分布曲线。1886年，英国的O.雷诺对托尔的发现进行了数学分析，导出了雷诺方程，从此奠定了流体动压润滑理论的基础。20世纪60年代后，弹性流体动压润滑理论逐渐成熟，按这一理论设计滚动轴承使寿命大为增加。

新中国成立后，特别是20世纪70年代以来，在改革开放的强大推动下，轴承工业进入了一个崭新的高质快速发展时期。建国以来，中国轴承工业已取得举世瞩目的辉煌成就。

2007年1-11月，中国轴承制造规模以上企业实现累计工业总产值77,627,946,000元，比上年同期增长了29.35%；实现累计产品销售收入73,824,360,000元，比上年同期增长了27.07%；实现累计利润总额4,238,615,000元，比上年同期增长了23.95%。

2008年1-11月，中国轴承制造规模以上企业实现累计工业总产值98,300,239,000元，比上年同期增长了27.53%；实现累计产品销售收入94,560,264,000元，比上年同期增长了27.22%；实现累计利润总额5,773,170,000

南京轴承有限公司专业生产汽车离合器分离轴承，汽车底盘及变速箱用圆锥滚子轴承，汽车变速箱用深沟球轴承，尤以在国内率先研制开发生产汽车离合器分离轴承近三十年的历史而著称全国。产品品种规格近400余种，其中汽车离合器分离轴承达300余种。公司主导产品汽车离合器分离轴承多次获得省、市优秀新产品，中国质量协会全国质量稳定合格产品、全国高新技术新产品、江苏省高新技术产品、南京市高新技术产品，并被国家经贸委国家科委认定为国家级新产品，中国市场质量跟踪调查轴承行业十佳品牌，江苏省著名商标，南京市著名商标，南京市名牌产品。公司研发生产的角接触离合器分离轴承及其单元，自动调心离合器分离轴承单元和拉式离合器分离轴承单元广泛适用于微型车、轿车、轻型车、中型车和重型车等各种车型。主要为解放、东风、跃进、陕汽、红岩、依维柯、金龙、福田、得（富）利卡、长安、昌河、松花江、江淮、江铃、金杯、中华、中意、民

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意、佳宝、路宝，菱帅、五菱、夏利、威姿、威驰、吉利、奇瑞、奥拓、羚羊、云雀等车型及其零部件主机厂配套，并出口欧美、中东及俄罗斯等地区。具有国际先进水平的自动调心离合器分离轴承已被市场充分认可，并得到迅猛发展。新一代拉式离合器轴承投放市场以来，显示了良好的发展势头。“精宁”牌汽车离合器分离轴承已成为众多汽车整车厂、发动机厂、变速箱厂和离合器主机厂选择的强势品牌。

在这样的一种形式下，如何提高轴承的生产效率和质量等级，对于公司的发展是非常有意义的。此课题的出现，重在解决轴承的上料问题，这条生产线综合了轴承的磨、退磁和清洗等工序，因此如何保证轴承能有序顺利的进入到不同机床中是个非常值得探讨的问题，当轴承杂乱无章地放到圆盘中时，传动机构能辨别出不同的轴承的基面，通过对挡料板的调整，使得符合条件的轴承进入机床进行加工，不符合的流出上料盘，这样不但提高了劳动生产率而且还在一定程度上大大解放了工人的双手。

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第一章 自动线的介绍

1．1主要用途

本自动生成线为中小型深沟球轴承套圈的磨加工及超精研加工自动生产线，主要用于P5级以及P5级以上级轴承套圈的加工，是生产低噪音球轴承的首选设备。

1．2自动生产线主要结构性能特点

（1）本自动生产线采用机床内平带传输装置，附以部分机外平送装置。传送工件时工件放在输料带上，不做滚动，这样工件在传输过程中十分平稳，有效地避免了工件划伤。工件的退磁、清洗机床内完成，既节省了空间又有效防止了清洗时的漏水现象。该输料装置可以适应多种工件型号，适应范围广。同时更换方便，在更换工件型号时，只需做简单调整，有效地提高了工作效率。

（2）床身等主要精密部件采用精密铸造工艺，表面平整美观，结构布局合理，吸振性好且不变形。

（3）在自动线中，内圈沟磨床、外圈沟磨床以及内圆磨床均采用伺服电动机、滚珠丝杠进给系统，充分保证了加工工件的精密程度及其加工的稳定性。各磨床主机采用三菱数控系统，机床造型美观，适应能力强，在整体生产线的稳定性上体现的较为完美。

（4）机床具有机外予调装置，更换工件方便、迅速，这对提高整条线的高效稳定运转提供了保障。

（5）具有故障报警装置，有效控制故障及违章操作。

（6）整条生产线安照合理化要求统一设计，外表造型美观，具有良好的人机界面。

1.3自动线技术参数

工件外径： ?26～?73mm

工件内径：?20～?50mm(超精机?70mm,磨床?75mm)

工件宽度：8～28mm

1.4自动化生产线加工工艺流程

小型球轴承套圈自动化生产线分为外圆磨超自动化生产线和内圈磨超自动化生产线，其流程如下：

1.4.1外圈超自动生产线

供料——提升——外圈沟粗磨——退磁，清洗——提升——外圈沟精磨——退磁，清洗——提升——外圈沟超精——排料

具体步骤为：

（1）上料机供料

（2）工件经提升机进入外圈沟磨床，先由主动测量仪进行检测，基面不正确的工件，不进行磨削直接下料，同时汽杠杆直接伸出，工件通过挡料块进入机外接料盒内，基面正

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确的工件进行粗磨。

（3）外圈沟粗磨完毕，在机床内进行退磁，退磁完毕，工件由平输料装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（4）清洗完毕，工件经提升机进入外圈沟磨床进行粗磨。

（5）外圈沟精磨完毕，在机床内进行退磁，退磁完毕，工件由平输料装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（6）工件经提升机，进入外圈沟超精机。

（7）超精完毕，工件在出料口自动排料。

1.4.2内圈磨超自动生产线

供料——提升——内圈沟磨削——退磁，清洗——提升——内圈外径磨削——退磁，清洗——内圆磨床——退磁，清洗——提升——内圈沟超精——排料

上料机自动排除掉。

（2）工件进入提升机，由提升机将工件送至内圈沟磨床。

（3）内沟磨削完毕，在机床内进行退磁，退磁完毕，工件由平输料装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（4）清洗完毕，工件经提升机进入外径磨床磨削内圆外径。

（5）外径磨削完毕，工件在机床内进行退磁，退磁完毕，工件由平输送装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（6）如果工件不需磨削外径，也可以通过调整护栏杆的高低位置，由外滚道磨床上方的平送装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（7）工件由磨床出口进入提升机，由提升机带将工件送至内圈磨床。

（8）内圈磨削完毕，工件在机床内进行退磁，退磁完毕，工件由平输料装置输送到防护罩外，并在输送过程中进行清洗。

（9）工件经提升机进入内圈沟超精机。

（10）超精完毕，工件在出料口自动排料。

（1）上料机供料，通过调整检测块，判断工件的基准面是否正确，不正确的工件由1.5自动线组成及主要结构

1.5.1自动线组成

1、外圈线主要组成为：

数控轴承外圈沟磨床 3MK147B 1台（粗磨）

数控轴承外圈沟磨床 3MK147B 1台（精磨）

数控球轴承外圈沟超精机 3MK329A 1台

供料机 SL800 1台

排料机 PLJ 1台

退磁、清洗装置 2套

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垂直提升装置 2套

2、内圈线主要组成为：

数控轴承内圈沟磨床 3MK136B 1台

数控轴承内圈滚道磨床 3MK216B 1台

数控轴承内径磨床 3MK205B 1台

数控球轴承内圈沟超精机 3MK316A 1台

供料机 SL800 1台

排料机 PLJ 1台

退磁、清洗装置 3套

水平输送装置 1套

3、供料机

圆盘式供料机是专门对球轴承套圈自动供料而设计的，料盘的转动由底部的减速电机提供动力，通过联轴器轴套带动料盘转动，料盘带动工件一起做圆周运动。根据工件的直径和厚度，调整刮料板1距料圈边距和高度，将工件推向料盘边缘；调整节杆5，使料道挡板8和10的距离前后一致，过料顺畅；通过调节杆7和调整压杆9，再次保证工件不得重叠下料，此时上料机便可完成供料任务。如果工件型号差异较大时，按上述步骤略作调整即可。当需要判断工件几面是否正确，只需装上检测块10，调整检测块的距离和适当高度即可。

4、退磁、清洗装置

退磁器型号为：RST-80-40 清洗均在机床内清洗盒完成

5、提升、平送装置

在主机操作面板上方设有“提升”和“平送”按钮，控制送料速度，在供料机下侧料道上和各主机料道上均设有料少喝料满节点开关，当两个开关均亮时，供料机和提升相应停止，当两个开关均灭时，供料和提升相应启动。当主机右侧的节点开关常亮时，说明提升机前料已满，平送停止，该开关灭时，平送启动。当换不同型号的工件时需对节点开关稍作调整。

1.6自动线的维护和保养

正常的维护和保养可以延长机床的使用寿命，保养如下：

（1）每班 结束后将机床和料道清理干净，以免影响工件顺利通过。

（2）开机前仔细检查是否有损坏出现，几十更换或修理。

（3）开机前检查各冷却系统，确保清洗液的充足。

（4）定期检查有无漏气现象，各部件轮滑情况。

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第二章 轴承自动线工件输送的自动控制及轴承代号

2.1自动控制

一条轴承综合自动生产线是由许多设备和工件输送装置组成。能否正常生产运行，除了与设备的故障率有关外，还与输送装置是否能稳定和准确地按生产节拍将工件送往预定目标密切相关。如果输送装置的控制系统经常失灵，电控线路过分复杂给维修带来不便，停机时间过长造成工件不能按生产节拍及时供应给下工序的加工机床，就要造成加工机床的待料停机，影响生产。因此，有必要对轴承自动生产线的控制电路进行探讨。本生产线是由一台工件提升机供料，将工件按顺序非配给四台机床的简单顺空电路，适当延时后，提升机又向待料的机床供料，当工件堆积在主料槽时，提升机必须停止供料，工件经过检测开关时不发出检测信号，唯当工件停留在检测开关前此时称机床料满，检测开关发出料满信号。

2.2轴承的代号

轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，表达格式：

前置代号

基本代号

后置代号

2.2.1前置代号

前置代号用字母表示，置于基本代号左边，一般轴承无需说明时无前置代号。

2.2.2基本代号

基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号以及内径代号三部分组成，基本代号中右起第一、二位数字为内径代号，表示轴承的内径，右起第三、四位数字为尺寸系列代号，其中尤其第三位数字为直径系列代号，右起第四位数字为宽度系列代号。

2.2.3 类型代号

常用类型代号如下：

双列角接触球轴承------0

调心球轴承------------1

圆锥滚子轴承----------3

双列深沟球轴承--------4

推力球轴承------------5

深沟球轴承------------6

角接触球轴承----------7

2.3 滚动轴承的失效形式及计算准则

2.3.1失效形式

滚动轴承的失效形式主要有：疲劳点蚀、塑性变形和磨损

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（1）疲劳点蚀 当轴承转速n＞10r/min时，轴承各元件是在交变应力下工作的，如果制造保管安装使用条件都良好时，经试验得出，各元件接触表面上可能发生疲劳点蚀，这是关东轴承的主要失效形式。点蚀发生后，噪音和振动加剧，回转精度降低且温度升高，使轴承丧失正常的工作能力。

（2）塑性变形 当轴承转速n≤1r/min时，轴承工作元件在整个工作时期内的应力循环次数就很少，故可近似地认为各元件是在静应力下工作。如果在过大的静载荷或者冲击载荷作用下，滚动体与套圈滚道表面上将出现不均匀的塑性变形凹坑。这时就会增加轴承的摩擦力矩、振动和噪声，降低旋转精度。

（3）磨损 在多尘条件下工作的轴承，虽然采用密封装置，滚动体与套圈仍有可能出现魔粒磨损。导致游隙增大，旋转精度降低。

除上述失效形式外，还可能出现内、外圈破裂、滚动体破裂、保持架损坏等失效形式，这些是往往由于安装和使用不当造成的。

2.3.2 设计计算准则

当选择滚动轴承类型后就要确定其轴承尺寸，为此需要针对轴承的主要失效形式进行计算，其计算准则为：

（1）对于一般转速的轴承，如果轴承的制造、保管、安装、使用等条件均良好时，轴承的主要失效形式主要为疲劳点蚀，因此应以疲劳强度计算为依据进行轴承的寿命计算。

（2）对于高速轴承，除疲劳点蚀外其余各元件的接触表面的过热也是重要的失效形式，因此除了需进行寿命计算外还应校验其极限转速。

（3）对于低转速轴承，可以近似认为轴承各元件是在静应力作用下工作的，其时效形式为塑性变形，应进行以不发生塑性变形为准则的静强度计算。

2.4滚动轴承类型的选择

机械设计中，首先应根据轴承所承受载荷大小、方向和性质，轴承组合的结构、装配条件和经济性等因素，选择轴承类型，然后确定他的尺寸。

2.4.1 影响承载能力的几个参数

除滚动体为球与滚子承载能力不同外，还需注意滚动轴承的几个参数：

（1） 游隙

内外圈滚道与滚动体之间的间隙称为游隙，即在一个套圈工作时，另一个套圈沿径向或者轴向的最大移动量u。游隙的大小可影响运动精度、噪声、寿命、载荷和温升。

（2） 接触角

由轴承结构类型所决定的接触角称为公称接触角。当承载后，接触角可能会发生变动，这时所确定的公称角称为实际接触角。

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（2） 偏位角

轴承的安装误差或轴的变形都会引起内外圈中心线发生相对倾斜，其倾斜角称为偏位角。对于“1”“2”类的轴承允许有较大的偏位角，适用于刚性不高、易变形的轴。如实际工作时，轴承的偏位角超过允许值，则会造成轴承的摩擦力矩增大，轴承运转不灵活、噪声增大、发热严重。

2.4.2 滚动轴承类型的选择

1. 球轴承（“6”类、“1”类、“5”类“7”类）

（1）极限转速高，但抗冲击能力小

（2）主要承受径向载荷（如“6”类）、轴向载荷（如“5”类）等主要载荷，“6”类载荷轴承尚可承受一点轴向载荷，而7类轴承则可承受径向载荷和较大的轴向载荷

（3）结构简单、成本低、便于安装

2. 滚子轴承

（1）同样尺寸时比球轴承承载能力大

（2）极限转速较低

（3）抗冲击能力较强

（4）生产成本较高

3.推力轴承（如“5”类“8”类）

（1）只承受轴向载荷

（2）“5”类适用于中速的载荷较大的轴向载荷

（3）高速重载时应选“7”类，而不选推力轴承

4.向心推力轴承（“3”类“7”类）

（1）可同时承受径向载荷和较大的轴向载荷

（2）应成对使用

（3）如果径向载荷、轴向载荷均较大时，可以使这三种载荷分别由向心轴承和推力轴承承受

综上所述，在选择轴承时必须重视经济性。在满足使用要求的情况下优先选用价格低廉的轴承。一般球轴承的价格低于滚子轴承。轴承的精度越高价格越贵。在同精度的轴承中，深沟球轴承的价格最低，同型号不同公差等级轴承的价格比为：P0:P6:P5:P4=1:1.5:1.8:6

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第三章．圆盘上料机构传动部分设计

3.1原始数据

拉力 = 2.2KN

速度 = 0.9m/s

圆盘直径 = 800mm

3.2工作条件

单项运转，连续工作，空载启动，载荷平稳，三班制工作，减速器使用寿命不低于10年，输送带速度允许误差±5%，机构运动简图如图3-1所示：

图 3-1 机构运动简图

3.3运动学与动力学计算

3.3.1电动机的选择与计算

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龙型三相异步电动机

2、选择电动机的容量

电动机输出功率：

Pd=

工作机所需的功率：

pwkw

?aPw=

所以

FVkw

1000Pd=

FVkw

1000?a电动机至工作机构之间的总效率：

?a=

?1?2?3?4?5?6

其中?1?2?3?4?5?6分别为联轴器、轴承、蜗杆、齿轮、圆盘的传动效率

查表可知

?1=0.99（弹性联轴器）

?2=0.98（滚子轴承）

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?3=0.73（单头蜗杆）

?4=0.90（铸造的开式齿轮传动）

?5=0.96（滚子链）

?6=0.96（圆盘）

所以：?a=0.99×0.98×0.73×0.90×0.96×0.96= 0.55

pd=3.6kw

60*1000V60*1000*0.9圆盘轴的工作转速为

nw===49.1r/min

?*350?*350根据《机械设计基础》查的蜗杆传动比在一般传动中i=10--80

电动机的转速范围为N=（20～80）* 49.1=982～3928r/min

在此范围电动机的同步转速为1000r/min 、1500r/min、3000r/min三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置的情况来确定最后的转速，为降低电动机的重量和成本选择转速1500r/min。查表确定电动机型号为Y112M-4

3.3.2计算总传动比和各级传动比的分配

1、计算总传动比

4ia=nm1440= =29.3

nw49312、各级传动比的分配

由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上。

3、计算传动装置的运动和动力参数

蜗轮转速：

1440n==49.1r/min

29.3圆盘转速和蜗轮转速相同

4、功率

蜗杆的功率：p=3.6×0.99=3.564kw

蜗轮的功率：p=3.564×0.8×0.99=2.822kw

圆盘的功率：p=2.822×0.97×0.98=2.683kw

p3.6 Td=9550*m=9550×=23.88N.m

1440nm T蜗杆=Td*i1*?01=23.88×1×0.99=23.64N.m

T蜗轮=T蜗杆*i2*?12=23.64×29.3×0.99×0.98=672N.m

T圆盘=T蜗轮*i3*?23=672×1×0.99×0.97=645.33N.m

计算结果如表3-1所示：

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表 3-1 计算结果

参数

机 构

电动机 蜗杆 蜗轮 圆盘

转速r/min 1440 1440 49.1 49.1

功率P/KW

转矩N.m

传动比i

3.6

23.88

3.564

23.64

29.3

2.822

672

2.683

645.33

3.4传动零件的设计计算

3.4.1蜗杆蜗轮设计计算

1、选择材料并确定许用应力

（1）查表确定蜗杆材料为45钢，调制处理220～240HBS

（2）查表确定蜗轮材料为ZcuSn10P1,砂模铸造，??H?=180Mpa,??F?=51Mpa(单向运转)

2按蜗轮齿面接触疲劳强度设计

（1）确定蜗杆头数z1=2,则z2=iz1=29.3×2=58.6取59

（2）出估效率?\'=0.8

/3.5646(3)计算蜗轮转矩T2=i*??T1=29.3×0.8×9.55×10× =

1440(4)确定载荷系数K

查表取工作情况系数KA=1.0,取载荷分布系数K?=1.0（载荷平稳），取动载荷系数K?=1.05（初估v2<3m/s）。则

K=KA* K?*K?=1.0?1.0?1.05 = 1.05

(5) 确定模数m 和蜗杆分度圆直径d1,蜗杆分度圆直径d2

2\'?480?2233480???=1.05?554033.7??md1>=KT2?mm=1188.4mm

??z2?????59?180?H??查表12.1得md1=1250mm,m =5mm,q=10,d1=50mm

则d2=mz2=5?50 mm =250 mm

（6）计算蜗杆导程角?，滑动速度vs,蜗轮切向速度v2

??2z?? Tan

?=1==0.2

?=11.31=111836

q10?d1n1??63?1440vs= = m/s=4.88m/s

60?1000cos?60?1000?cos11.31?

23

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v2=?d2n2?d2n2??250?1440==m/s=0.18m/s

60?1000i60?1000i60?1000?29.3v2=0.96m/s<3m/s ,初选Kv=1.05合适

（7）计算总效率?

锡青铜蜗轮，蜗轮齿面硬度<45 HRC

tan??=0.96?1=0.96= 0.832

tan(???v)总效率?=0.832与初估效率??=0.80有一定偏差，需复核md1

（8）复核m2d1

2\'?480?20.832233480???=1.05?554033.7???md1= KT2?mm<2500 mm

??z2????0.80?50?180?H??原设计合用。

3、校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度

（1）确定蜗轮齿形系数YF

59z2当量齿数 zv===62.58

33?cos?cos11.31?根据zv=62.58，?=11.31，按插值法查表得YF=2.138

(2)确定蜗轮螺旋角系数Y?

??11.31 Y?=1-=0.92

?=1-?1401402（3）复合蜗轮转矩T2

T2?T2\'?0.832?554033.7?N?mm?576195N?mm

0.8?\'（4）校核蜗轮弯曲强度

1.64?1.05?554033.71.64KT2

?F=YFY?=×2.138×0.92Mpa=30.03Mpa

50?250?5d1d2m弯曲强度足够

4、热平衡计算

?2?（1）确定室温t、允许油温?t?=70C,Ks=14W/(m?c)

01（2）计算工作油温t1

?1000(1??)P1000??1?0.832??3.5641?t0??20?48.5?c<

?t1?=70C 合适 t1=KSA14?1.55、蜗杆传动润滑方式及精度等级的选择

（1）选用润滑油粘度为v40?350cSt,润滑方式为油池润滑

（2）选用8级精度

3.4.2蜗杆轴的设计

1、轴的材料的选择，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，轴主要传递涡轮的转矩。

2、按扭转强度，初步估计轴的最小直径

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d≥3p3.564?110?3?14.8mm

n1440轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用弹性拄销联轴器，由转速n和转矩Tc=KT=1.5×23.77=35.66N?mm

查表GB 4323-84选用HL2弹性拄销联轴器，标准孔径d=30mm，即轴伸直径为30mm

3、轴承

采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定。

4、轴的结构设计

5.2.4.1径向尺寸的确定

从轴段d1=30mm开始逐渐选取轴段直径，d2起固定作用，定位轴肩高度可在（0.07～0.1）d范围内，故d2=d1+2h≥30×(1+2×0.07)=34.2mm，该直径处安装密封毡圈，标准直径。应取d2=35.5mm;d3与轴承的内径相配合，为便与轴承的安装，取，选定轴承型号为7208CJ。d4起定位作用，由h=(0.07～0.1)×d3=(0.07～0.1)×40=2.8～4mm，取h=3mm,d4=d8=40+3=43mm,d5?d7?35mm,d6取蜗杆齿顶圆直径d6=60mm.

5.2.4.2轴向尺寸的确定

由GB5014-85查连轴段长度80mm，与轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为18mm,取挡油板厚为1mm，其他轴段的尺寸长度与箱体等的设计有关，蜗杆端面与箱体的距离取10～15mm，轴承端面与箱体内壁的距离取5mm；分箱面取55~65mm,轴承盖螺钉至联轴器距离10～15mm，轴承环宽度为8mm，蜗杆轴总长460mm

3.5轴的设计计算及校核

3.5.1输出轴的设计

1、轴的材料的选择，确定许用应力

该减速器传递的功率属于中小型功率，对材料无特殊要求，故选用45钢并经调质处理。查的强度极限=637Mpa，许用弯曲应力=60Mpa。

2、按扭转强度估算轴的最小直径

估算轴径（最小直径）d≥CA3p2.822?110?=42.4mm 按设计标准取45mm轴伸安装n49.1联轴器，考虑补偿轴的可能移位，选用无弹性元件的联轴器，查表GB4323-84HL3选无弹性扰性联轴器，标准孔径d=38mm，即轴伸直径为38mm。

3、轴承和键

采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定，轴伸处用C型普通平键联接，实现周向固定。用A型普通平键连接涡轮与轴。

4、轴的结构设计

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1）径向尺寸的确定

从轴段d1=38mm开始逐渐选取轴段直径，d2起固定作用，定位轴肩高度可在（0.07～0.1）d范围内，故注意，该直径处安装密封毡圈，标准直径。应取d2=45mm；d3 与轴承的内径相配合，为便与轴承的安装，取d3=50mm，选定轴承型号为7210CJ,d4与涡轮孔径相配合。按标准直径系列，取d4=53mm；d5起定位作用，由注意，取h=4mm,d5=60mm,d7与轴承配合，取d7=d2=50mm,取h=4mm,d5=60mm;d7与轴承配合，取d7=d3=50mm;d6为轴承肩，查机械设计手册，取d6=57mm.

2）轴向尺寸的确定

与传动零件相配合的轴段长度，略小于传动零件的轮毂宽。轮毂的宽度B2=（1.2～1.5）d4=(1.2～1.5)×53=63.6～7935,取b=70mm，联轴段L4=68mm，联轴器十字滑块联轴器B2=60mm，取联轴段L1=58mm。与轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为20mm，取挡油板厚为1mm，则L7=21mm，其他轴段的尺寸长度与箱体等的设计有关，涡轮端面与箱体的距离取10～15mm，轴承端面与箱体内壁的距离取5mm；分箱面取55～65mm，轴承盖螺钉至联轴器距离10～15mm，初步估计L2=55mm，轴承环宽度为8mm，两轴承的中心的跨度为130mm，轴的总长为263mm。

3）轴的强度校核

A.计算蜗轮受力

涡轮的分度圆直径d=334mm;转矩T=513.27N·m

涡轮的切向力Ft=2T/d=2×513.27/334=3073.47N

涡轮的径向力Fr=F×tan?/cos?=3073.47*tan20?/cos11?18?36??=1158.5N

涡轮轴向力Fx=F×tan?=3073.47×tan11?18?36??=619.73N

B.计算支承反力

水平平面

F*d/2?65Fr619.73?334/2?1158。4??1175.4N FH1=x130130垂直平面

Fv1=Ft/2=3073.47/2=1536.74N

C.弯矩

水平平面弯矩：

?=65FH1=65×1175.4=76394.5N?mm

MHb??b?MH?b?Fx*d/2?76394MH.5?619.73?334/2??27098.7N?mm

垂直平面弯矩

Mvb=65Fv1=65×1536.74=99888.1N?mm

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合成弯矩：

??MHb??MHb???76394Mb.52?27098.72?81058.4N?mm

22???MHb???Mvb?27098Mb.72?99888.12?103498.7N?mm

22D.当量弯矩

单向运转，转矩为脉动循环

a=0.6

aT=0.6×513270=307962N?mm

截面

??Mb??(aT2)?81058.42?3079622?318451N?mm

Meb2???Mb???(aT)2?103498Meb.72?307962?32488.6N?mm

2da=3db=3E.分别校核

Mea307962?3?36.02mm

0.1????10.1?55Meb318451?3?38.69mm

0.1????10.1?55M=aT=0.6

考虑到键d1=105%×36.02=37.821mm,d2=105%×38.69=40.62mm。实际直径分别为38mm和53mm，强度足够。

应为选用A型平键联接，根据轴径d=53,由GB1095～79,查键宽b=16mm;键高h=10mm,因为轮毂的长度为70mm，故取标准键长60mm。

l=L-b=60-16=44mm,k=0.4h=0.4×10=4mm

2T?1032?428.43?103??91.58MPa

?p=k*l*d4?44?53查得静荷时的许用挤压应力注意，所以挤压强度足够

由普通平键标准查得轴槽深t=6mm,毂槽深t1=4.3mm

3.6箱体的设计

3.6.1箱体的结构形式和材料

采用下置剖分式蜗杆减速器(由于V<4m/s),采用铸造箱体，材料HT150

3.6.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系

箱座壁厚??11mm

箱盖壁厚?1?10mm

箱座凸缘厚度b1=1.5?1=15mm

箱座底凸缘厚度b2=2.5?=28mm

箱盖凸缘厚度=1.5?=16mm

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地脚螺钉直径及数目： df=19mm n=6

轴承旁连接螺栓直径d1=14mm

箱盖、箱座连接螺栓直径 d2=10mm

螺栓间距150mm

轴承端盖螺钉直径 d3=9mm

螺钉数目4

检查孔盖螺钉直径

d4=6mm

df、d1、d2至外壁距离 C1=26，20，16

df d2至凸缘边缘距离 C2=24，14

轴承端盖外径 D2=140mm

轴承旁连接螺栓距离 S=140mm

轴承旁凸台半径 R1=16mm

箱盖、箱座筋厚 m1=9mm m2=9mm

蜗轮外圆与箱内壁间距离12mm

3.7键等相关标准的选择

本部分含键的选择、联轴器的选择，螺栓，螺母，螺钉的选择垫圈，垫片的选择，具体内容如下：

3.7.1键的选择

查表10-33《机械设计基础课程设计》：A型普通平键，b*h=8*7

GB1095-79||轴与相配合的键：A型普通平键，b*h=16*10

GB1095-79,3轴与联轴器相配合的键A型普通平键b*h=12*8

3.7.2联轴器的选择

根据轴设计中的相关数据，查表10-43《机械设计基础课程设计》选用联轴器的型号5014-85

3.7.2螺栓，螺母，螺钉额选择

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,M10*35 数量为3个

M12*100 数量为6个

螺母GB6170-86 M10 数量为2个

M12 数量为6个

螺钉GB5782-86 M6*20 数量为2个

M8*25 数量为24个

M6*16 数量为12个

*（参考《机械设计基础课程设计》图10-8装配图）

3.7.3销，垫圈垫片的选择

选用销GB117-86,b8*30，数量为2个

选用垫圈GB93-87 数量为8个

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选用止动垫片1个

选用石棉橡胶垫片2个

选用08F调整垫片4个

*（参考《机械设计基础课程设计》图10-8装配图）

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毕业设计心得

此次毕业设计对于我来说是非常难得的一次机会，之所以这么说是因为我觉得通过此次毕业设计我学到了很多东西，这些甚至是在平时的学习中没有涉及甚至是没有去认真体会的地方。

此次毕业设计，让我重温了之前学过的课程，特别是《机械制图》这门课，经过许多次的翻阅，很多平时没有注意的细节之处都渐渐变得熟悉，新的国标也在慢慢被我了解着，《工程材料成型》这门课，我现在深刻的体会到是一门非常实用的课程，平时学好了日后会受益匪浅。我非常想提及的一门课是《机械设计基础》，虽然说是一门基础课，但是我现在觉得在整个毕业设计过程中它起着举足轻重的作用，甚至可以说它是我的毕业设计的主体。《材料力学》这门课程在今后的工作中，特别是对于即将从事设计的工程技术人员来讲是一门具有重大指导意义的课程，我们所设计的零件是否真的能应用于生产实践，没有材料力学的指导是茫然的。在此次的毕业设计过程中，我发现对于以前学过的那么多门课程我都在一定程度上感到陌生，用起来总有点不得心应手，感触最深的是CAD这门课程，先前的确学过，但长时间的不练，最终导致自己画图的缓慢与出错。实事求是地说，我现在感到有点羞愧，原因在于现在我深深的意识到自己在大学的任务并没有真正意义上的完成，当我走出校园走入社会时我真的体会到了所谓人与人之间的差别，别人会的我不会，别人懂的我还不懂，在今后的工作中，我想这样的差距还会在一段时间内存在着，只有通过自己的不懈努力才能缩小这种原本不该存在的差距。我很想对后来人说，能利用有限的时间学好我们所开设的相关课程，当毕业的时候也能做到坦坦荡荡而问心无愧，当自己以一种胜利者的姿态走出校门时，心里自然能有天高任鸟飞，海阔凭鱼跃的自信与从容。

当然，本次毕业设计中我也遇到了很多问题，但是通过各种方法我都在一定程度上得以解决，虽然还存在着不少瑕疵之处，但我相信，只要不断努力我会不断进步。

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参考文献

[1] 南京轴承有限公司产品说明书

[2] 新乡日升机床有限公司产品说明书

[3] 李晓晖.机械制造技术.上海：上海交通大学出版,2000

[4] 陈立德.机械制造装备设计.北京：高等教育出版社，2006

[5] 陈立德.机械设计基础.北京：高等教育出版社，2004

[6] 谌康焘.机械制图.上海：上海交通大学出版社，2003

[7] 杨叔子、杨克冲.机械工程控制基础.武汉：华中科技大学出版社，2005

[8] 王伯平.互换性与测量技术基础.北京：机械工业出版社，2004

[9] 马功勋.工程力学.南京：东南大学出版社，2003

[10] 姜培刚 盖玉先.机电一体化系统设计.北京：机械工业出版社，2003

[11] 齐乐华.工程材料及成型工艺基础.北京：高等教育出版社，2001

[12] 刘炜.材料力学.北京：国防工业出版社，2006

[13] 刘小年、郭克希.机械制图.北京：机械工业出版社，2004

[14] 赵雪松、赵晓芬.机械制造技术基础.武汉：华中科技大学出版社，2006

[15] 姜继海、宋锦春.液压与气压传动.北京：高等教育出版社，2002

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致谢

本次毕业设计，我非常感谢南京轴承有限公司冯富余工程师的精心指导，没有冯工一次次的耐心指导，可能我真完成不了此次毕业设计，对于他能在百忙之中抽出时间来指导我的毕业设计，我仅表示由衷的感谢。同时，谌康涛老师也为我们这次的毕业设计做出了很多贡献，带领我们深入不同工厂进行调查研究，并在我们毕业设计需要帮助的时候，不厌其烦地为我们解决各种困难，对他无私的奉献我表示深深地敬意。我也对所有在我毕业设计中帮助过我的同学说声谢谢。

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