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認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

認(rèn)證主體：徐**（實名認(rèn)證）

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IP屬地：湖北 上傳時間：2021-06-29 格式：DOC 頁數(shù)：21 大?。?57.50KB 積分：25 舉報 版權(quán)申訴

1、漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書蝸輪加工系 別：機(jī)電工程系專 業(yè)：機(jī)電一體化學(xué) 號：XXX姓 名：XXX指導(dǎo)老師： 年 月 日 設(shè)計說明書目錄1、 引言（1）2、 蝸輪傳動（9）3、 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明（10）4、 加工工藝路線的擬定（14）5、 選擇表面加工方法（14）6、 加工順序的安排（15）7、 熱處理工序（15）8、 工藝路線方案（15）9、 蝸輪傳動的失效防止措施（17）10、 參考文獻(xiàn)（19）11、 附表（20）引言我國制造業(yè)進(jìn)入了一個空前蓬勃發(fā)展的新時期，對機(jī)械制造類人才產(chǎn)生了巨大的需求。為了適應(yīng)我國現(xiàn)代化發(fā)展出的需求，編寫本設(shè)計說明書。根據(jù)設(shè)計方法適合設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計手段服務(wù)設(shè)計方法設(shè)

2、計思路編寫而成。注重提高，體現(xiàn)務(wù)實嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)品質(zhì)和職業(yè)設(shè)計說明，技術(shù)指標(biāo)分析，結(jié)論為思路，詳細(xì)介紹了蝸輪傳動的功用，蝸輪傳動的特點，蝸輪傳動的精度及要求，蝸輪的材料選擇，蝸輪的傳動的潤滑，蝸輪傳動的傳動效率，蝸輪傳動的失效形式，蝸輪傳動的熱處理，毛坯選擇的基本原理，充分結(jié)合實際，對本次設(shè)計的結(jié)構(gòu)，技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行重點分析，最終得到設(shè)計結(jié)論。一、蝸輪傳動蝸輪是機(jī)械傳動中應(yīng)用最為廣泛的零件之一，其功用是按規(guī)定的傳動比傳遞運動和動力。1、蝸輪傳動的特點蝸輪傳動的主要優(yōu)點是：(1).傳動比大。因為in1/n2z2/z1，z1可以很小或等于1.所以傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。在動力傳遞中，單級傳動比為5-80，在分

3、度機(jī)構(gòu)中，傳動比可達(dá)1000.(2).傳動平穩(wěn)，噪聲小。蝸桿與蝸輪嚙合時漸入漸出，傳動平穩(wěn)。(3).具有自鎖性能。當(dāng)蝸桿的螺旋升角小于當(dāng)量摩擦角時，蝸桿只帶動蝸輪傳動，而蝸輪不能帶動蝸桿。如手動葫蘆，鑄工車間使用的澆注機(jī)械等，常采用蝸桿傳動來保證自鎖。蝸桿傳動的主要缺點是：效率低，制造商成本高。一般效率為0.7-0.9.自鎖效率更低，僅為0.4左右，因此工作時發(fā)熱量大，容易造成散熱不良，則不能持續(xù)工作，影響生產(chǎn)。為了減少摩擦和磨損，蝸桿常用青銅制造，成本高。 2、蝸輪的精度要求運動精度，即傳動運動的準(zhǔn)確性。(1)工作的平穩(wěn)性。要求齒輪傳動運動平穩(wěn)，沖擊振動和噪聲小。(2)吃面接觸的均勻性。為保

4、證齒輪在傳動過程中，齒面所受載荷的均勻性，要求齒輪工作時，齒面接觸均勻，以減少因載荷不均勻，使接觸應(yīng)力過大，引起齒局部磨損或折斷。(3)有一定的齒側(cè)間隙。在齒輪的傳動中，轉(zhuǎn)動方向相反的非工作齒面間應(yīng)留有一定的間隙，以存儲潤滑油以減少摩擦。3、蝸桿，蝸輪和蝸桿蝸輪傳動精度等級12個精度等級，第一集的精度最高，第十二級精度最低。蝸桿和配對的蝸輪精度等級，一般相同，也允許取得不相同。 一般動力傳動常使用7級精度（適用于蝸輪圓周速度V7.5m/s），8級精度（適用于蝸輪圓周速度V3m/s）,9級精度（適用于蝸輪圓周速度V1.5m/s）。 4、蝸輪的材料選擇蝸輪的主要材料為青銅（1）在蝸輪蝸桿相對滑動速

5、度V6-10m/s的場合常用鑄鋁鐵青銅，其強(qiáng)度較高，價格便宜。（2）V5-25m/s連續(xù)工作的重要場合，常用鑄錫磷青銅2CuSn10P,或鑄錫鉛鋅青銅2CuSn5Pb5Zn5，其減摩耐磨和抗膠合性能好。但強(qiáng)度低，價格高。（3）V2m/s的低速輕載場合，以及直徑較大的蝸輪也可使用，HT200，HT300。（4）對受沖擊載荷的的蝸輪傳動，要求材料有較大的機(jī)械強(qiáng)度和較好的沖擊韌性，如選用18CrMnTi等。（5）對高精度蝸輪傳動，要求材料淬火時變形小，并具有較好的精度保持性，可選用38CrMnAi氮化鋼。用蝸輪材料和接觸許用應(yīng)力表蝸輪材料鑄造方法適用滑動速度s/()抗拉強(qiáng)度許用接觸應(yīng)力適用工況蝸桿齒

6、面硬度類型牌號45HRC45HRC鑄錫青銅ZCuSn10P1砂模金屬模1225220310 180200 200220 穩(wěn)定輕、中、重載ZCuSn5PbZn5砂模金屬模1012 200250 110135 125150 穩(wěn)定重載、或不大的沖擊載荷無錫青銅蝸桿副材料滑動速度s/()適用工況蝸輪蝸桿0.250.5123468鑄鋁鐵青銅 ZCuA110Fe3ZCuA110Fe3Mn2鋼、淬火-25023021018016012090重載和較大沖擊載荷鑄錳黃銅ZCuZn38Mn2Pb2鋼、淬火-2152001801501359575穩(wěn)定輕、中載灰鑄鐵HT200HT150(120150HBS)滲碳鋼16

7、013011590-HT150(120150HBS)調(diào)質(zhì)或表面淬火鋼1401109070-穩(wěn)定無沖擊輕載5、蝸輪傳動的失效形式蝸輪傳動的失效形式有齒面膠合，齒面磨損，輪齒折斷，及齒面點蝕等。在閉式蝸輪傳動中，蝸桿和蝸輪齒面間的相對滑動速度大，摩擦發(fā)熱大，潤滑油粘度下降，潤滑條件惡化，容易發(fā)生膠合。在開式蝸輪傳動和滑油不清潔的閉式蝸輪傳動中，磨損是主要失效形式。若蝸輪齒數(shù)較多（Z80）,偶爾也會出現(xiàn)齒輪的彎曲折彎。6、蝸輪傳動的傳動效率。閉式蝸輪傳動的功率損耗包括三部分：蝸桿嚙合時的摩擦損耗，軸承摩擦損耗，攪油損耗。 蝸輪傳動的效率主要取決于n，一般n隨v的增大而提高，但r大于28后，n提高已不

8、明顯，而且大導(dǎo)程角的蝸桿制造困難，所以用r27。7、蝸輪傳動的潤滑潤滑對于蝸桿蝸輪傳動來說，具有非常重要的意義，由于摩擦產(chǎn)生的熱量大，因此要求工作時有良好的潤滑條件，以提高蝸桿蝸輪的傳動效率，防止膠合及減少磨損。蝸桿蝸輪的傳動一般采用油潤滑。對于閉式蝸輪傳動來說，潤滑方式有油池潤滑和噴油潤滑兩種，當(dāng)滑動速度V低于5m/s時，采用油池潤滑，當(dāng)滑動速度V為5-10m/s時，采用噴油潤滑。對于開式蝸桿蝸輪傳動，所采用粘度較高的齒輪油和潤滑油來潤滑。8、蝸輪的熱處理（1）.切齒前的預(yù)備熱處理切齒前常采用的熱處理方法有退貨或正火。（2）.切齒后的熱處理切齒后熱處理主要是為了提高齒面硬度。具體方法有:1.

9、高頻表面淬火2.整體淬火（3）學(xué)熱處理 對于對于含碳量較低的齒坯種類，可采用齒面滲碳淬火及滲氮，氯化等處理。這種齒面硬度很高，齒芯，韌性較好，可用于高速或有沖擊的蝸輪，由于表面硬化層較薄，故不宜用重載齒輪。9、蝸輪的毛坯選擇(1)棒料用于小尺寸，結(jié)構(gòu)簡單且對強(qiáng)度要求低的齒輪(2)鑄件當(dāng)齒輪要求高耐磨性和沖擊韌性時，多選用鑄件。(3)鑄件用于直徑較大，形狀復(fù)雜且受力較大的齒輪。(4)鑄鐵機(jī)械強(qiáng)度較差，但加工性能好，故適用于受力不大，無沖擊的低速齒輪。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計說明蝸輪常用的結(jié)構(gòu)用整體式和組合式兩種。鑄造蝸輪或直徑較小的青銅蝸輪做成整體式，尺寸較大的蝸輪，為了節(jié)省有色金屬，常采用組合式結(jié)構(gòu)，即齒

10、圓采用青銅結(jié)構(gòu)，而輪心用鑄鐵或鋼制造。1、齒圓與輪心的鏈接方式有三種（1）壓配式蝸輪齒圓和輪心用過盈配合連接，在配合處制有定位凸臺，為了可靠起見再用4-6個定位螺釘沿配合面的圓周均勻的進(jìn)行連接，這種結(jié)構(gòu)多用于尺寸不大或工作面溫度變化較小的場合。（2）連接式 蝸輪齒圓和輪心常用語鍛制孔用螺栓進(jìn)行連接，這種結(jié)構(gòu)拆裝方便，常用于尺寸較大或磨損后需要更換齒圓的蝸輪。三、技術(shù)指標(biāo)分析1、蝸輪傳動的基本參數(shù)圓柱蝸桿傳動的主要幾何尺寸的計算公式名 稱 符號 普通圓柱蝸桿傳動 備注 中心距 a a=0.5m(q+z2)a=0.5m(q+z2+2x2)(變位) 蝸桿分度圓直徑 d1 d1=mq 按規(guī)定選取 蝸桿

11、軸向齒距 pa pa=m 蝸桿導(dǎo)程 pz pz=z1pa 蝸桿導(dǎo)程角 =arctg z1/q 是分度圓柱上的導(dǎo)程角 頂隙 c c=c*m c*=0.2 蝸桿齒頂高 ha1 ha1= ha*m一般ha*=1，短齒，ha* =0.8蝸桿齒根高 hf1 hf1=（ha*+c*）m 蝸桿齒高 h1 h1=ha1+hf1 蝸桿齒頂圓直徑 da1 da1=d1+2ha1 蝸桿齒根圓直徑 df1 df1=d1-2hf1 蝸桿螺紋部分長度 b1見下表蝸桿軸向齒厚 Sa1 Sa1=0.5m 蝸桿法向齒厚 Sn1 Sn1=Sa1cos 蝸輪分度圓直徑 d2 d2=mz2 蝸輪齒頂高 ha2 ha2=ha*mha2

12、=m(ha*+x2)(變位)蝸輪齒根高 hf2 hf2=m(ha*+c*)hf2=m(ha*-x2+c*)(變位) 蝸輪喉圓直徑 da2 da2=d2+2ha2 蝸輪齒根圓直徑 df2 df2=d2-2hf2 蝸輪齒寬 b2 b22m(0.5+) 蝸輪齒根圓弧半徑 R1 R1=0.5da1+c R1=0.5da1+c 蝸輪齒頂圓弧半徑 R2 R2=0.5df1+c R2=0.5df1+c 蝸輪頂圓直徑 de2 見下表蝸輪輪緣寬度 B 見下表蝸輪咽喉母圓半徑rg2rg2=a-da2/22、蝸桿蝸輪的傳動的強(qiáng)度計算若不考慮蝸桿和蝸輪齒合過程中齒輪間的摩擦?xí)r，作用在蝸桿齒面上齒合點p處的法向力Fn可

13、分解為圓周力Ft1徑向力Fr1和軸向力Fa各力大小為 Ft1=Fa2=2f1/d1 Fa1=Ft2=2f2/d2 Fr1=Fr2=Ft2tand式中t1.t2.分別為作用在蝸桿和蝸輪上的轉(zhuǎn)矩單位為N.mm，f2=t1in，n為蝸桿和蝸輪傳動的總效率。a1.a2分別為蝸桿和蝸輪的分度圓直徑，單位為mm，a為標(biāo)準(zhǔn)壓力角a=20結(jié)論：綜上所述，適用于本設(shè)計材料為鑄錫鉛鋅青銅2cusn5pb5zn5其減摩耐磨抗膠合性能好，但強(qiáng)度較低，價格較高，考慮 該零件在機(jī)床加工過程中所受沖擊力不大，零件結(jié)構(gòu)有比較簡單，生產(chǎn)類型為批量生產(chǎn)，故選用鑄件毛坯，結(jié)構(gòu)形式為整體式以下是所選毛坯的草圖四、 加工工藝路線的擬定

14、1、 選擇定位基準(zhǔn).粗基準(zhǔn)的選擇以蝸輪的蝸面為主要定位基準(zhǔn)，以外圓表面為輔助基準(zhǔn)。2、 精基準(zhǔn)的選擇考慮到要保證零件加工精度和裝夾的準(zhǔn)確方便，根據(jù)基準(zhǔn)重合原則和基準(zhǔn)統(tǒng)一原則以粗加工后的端面為主要的定位基準(zhǔn)，外圓表面為輔助的定位精基準(zhǔn)。五、 選擇表面加工方法外圓柱面；粗車-半精車-精車端面；粗車-半精車孔的加工；粗鏜-半精鏜-精鏜鍵槽；插輪齒；粗銑-半精銑-精銑六、 加工順序的安排先粗后精先主后次先面后孔基準(zhǔn)先行七、 熱處理工序的安排 1、 預(yù)備的熱處理。機(jī)床加工之前進(jìn)行，主要為了改善工件材料的切削加工的性能，消除毛坯中的參與 應(yīng)力。2、 最終熱處理安排在半精工之后和磨削加工之前進(jìn)行，主要用來提

15、高材料的強(qiáng)度和硬度。3、 消除殘余應(yīng)力處理安排在粗加工后，精加工前進(jìn)行，如人工失效的退火處理。八、 工藝路線方案根據(jù)零件的幾何形狀，尺寸精度及位置精度要求，（鑄造出來的端面粗糙度為R5以達(dá)到技術(shù)要求）及加工方法所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，在生產(chǎn)綱領(lǐng)以確定的情況下?？梢圆捎萌f能型機(jī)車并配以專用的夾具，.，并盡量使工序集中，以此提高生產(chǎn)效率，除此之外，還應(yīng)當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)效果，以降低生產(chǎn)成本，查（機(jī)械制造工藝設(shè)計簡明手冊）選擇一下工藝路線方案蝸輪加工工藝過程卡片材料牌號ZCuSn5Pb5Zn5產(chǎn)品名稱蝸輪毛坯種類鑄件工序號工序內(nèi)容基準(zhǔn)選擇所用機(jī)床夾具加工余量工序尺寸01下料02夾A2，粗車174外圓A2外圓CM

16、6132車床專用夾具2.5175.503夾A2，粗車174端面A2外圓CM6132車床專用夾具15804夾A2，半精車174外圓A2外圓CM6132車床專用夾具1.517405夾A2，半精車174端面A2外圓CM6132車床專用夾具15706夾A1，粗車55外圓A1外圓CM6132車床三爪卡盤15507夾A1，粗車55端面A1外圓CM6132車床三爪卡盤158 08夾A1，半精車55端面A1外圓CM6132車床三爪卡盤15709夾A1，粗車27孔A1外圓CM6132車床三爪卡盤52410夾A1，半精車27孔A1外圓CM6132車床三爪卡盤22611夾A1，精車27孔A1外圓CM6132車床三爪

17、卡盤12712夾A1，中心孔倒角A1外圓CM6132車床三爪卡盤13插82鍵槽A1外圓插床專用夾具14夾A2，調(diào)頭，粗車174端面A2外圓CM6132車床專用夾具15615夾A2，半精車174端面A2外圓CM6132車床專用夾具15516夾A2，粗車55端面A2外圓CM6132車床專用夾具15617夾A2，半精車55端面A2外圓CM6132車床專用夾具15518夾A2，粗車174圓弧槽A2外圓數(shù)控車床專用夾具19夾A2，半精車174圓弧槽A2外圓數(shù)控車床專用夾具20夾A2，中心孔倒角A2外圓CM6132車床專用夾具21夾A2，粗銑174齒面A2外圓滾齒機(jī)專用夾具22夾A2，半精銑174齒面A2

18、外圓滾齒機(jī)專用夾具23去毛刺2427孔，55端面，174端面涂油保護(hù)25終檢九、蝸輪傳動的失效防止措施1、齒面膠合在一般情況下，是表示金屬齒輪材料的熱傳導(dǎo)率及其加工精度以此齒輪潤滑油在質(zhì)量上和數(shù)量方面極不能適應(yīng)齒輪裝置的滑動速度和接觸壓力的一種表現(xiàn)。高速傳動中的齒輪裝置，設(shè)計師應(yīng)考慮 齒輪的輪齒要有足夠的彎曲強(qiáng)度，齒面耐久性及抗膠合性，潤滑油的質(zhì)量和數(shù)量，對齒面膠合也有影響，應(yīng)明確最小油膜厚度，防止 潤滑油的失效，也控制 輪齒溫度。齒面膠合，由高速重在，滑動速度較大，齒面，使用抗膠合能力強(qiáng)的潤滑油。（1）齒面磨損砂礫 金屬屑等外界硬微粒進(jìn)入齒合面造成了齒面磨損，它是開式齒輪傳動失效的主要形式，預(yù)防加強(qiáng)潤滑，注意勤換潤滑油，對于開式齒輪做好加齒輪外置。（2）齒面點蝕齒輪在節(jié)圓附近因交表應(yīng)力而受到很大的油壓，而產(chǎn)生接觸疲勞。預(yù)防，加強(qiáng)潤滑，提高潤滑油的粘度，降低齒面的表面粗糙度。十、參考文獻(xiàn)（1）李國彬，梁建和，（機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)），北京清華大學(xué)出版社.2007（2）張恩澤（機(jī)械基礎(chǔ)）北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004.（3）（機(jī)械設(shè)計手冊）北京機(jī)械工業(yè)出版社.2007（4）韓步越。（金屬切削原理與刀具）北京機(jī)械工業(yè)出版