《農(nóng)業(yè)用大棚卷簾機(jī)的減速器設(shè)計(jì)》13000字（論文）

農(nóng)業(yè)用大棚卷簾機(jī)的減速器設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u5690摘要 II5118目錄 IV67411前言 -1-239631.1設(shè)計(jì)背景 -1-146141.2設(shè)計(jì)目的和意義 -1-323071.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 -3-45771.4常用減速器的分類 -4-124741.4.1齒輪減速器 -4-321781.4.2蝸輪蝸桿減速器 -4-134881.4.3行星輪減速器 -5-99121.5本課題研究主要內(nèi)容 -5-311102減速器總體設(shè)計(jì)方案 -6-318932.1設(shè)計(jì)任務(wù) -6-241752.2設(shè)計(jì)要求 -6-80632.3傳動(dòng)方案的確定 -6-290302.4技術(shù)路線 -7-86042.4.1零件技術(shù)路線 -7-122052.4.2軸的技術(shù)路線 -8-143512.5本章小節(jié) -8-69403動(dòng)力設(shè)計(jì) -9-3943.1電動(dòng)機(jī)的選擇： -9-212303.2確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 -9-303143.2.1確定各軸參數(shù)： -10-51034減速器設(shè)計(jì) -11-303684.1蝸輪設(shè)計(jì) -11-254094.1.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)[7] -11-194444.1.2按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 -12-94.1.3蝸輪幾何參數(shù)： -13-275024.2蝸桿的設(shè)計(jì) -14-234934.2.1最小軸徑的計(jì)算 -14-222404.2.2零件的周向定位 -15-56624.2.3計(jì)算蝸桿上的載荷 -15-184084.2.4校核蝸桿的強(qiáng)度 -17-83004.2.5蝸桿幾何參數(shù)： -18-225044.3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 -20-36624.3.1選定齒輪材料： -20-135004.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) -20-10234.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) -22-123534.3.4幾何尺寸計(jì)算 -23-307974.4蝸桿軸的設(shè)計(jì) -24-104674.4.1最小軸徑的計(jì)算 -24-285144.4.2蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -25-316944.4.3軸上力和載荷的計(jì)算 -26-155534.4.4蝸桿軸的強(qiáng)度校核 -30-300704.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) -30-36104.5.1最小軸徑的計(jì)算 -30-70604.5.2傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -31-199474.5.3軸上力和載荷的計(jì)算： -32-173484.5.4傳動(dòng)軸軸的強(qiáng)度校核 -35-92284.6齒輪軸的設(shè)計(jì) -37-175184.6.1最小軸徑的計(jì)算 -37-193384.6.2齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) -38-147534.6.3軸上力和載荷的計(jì)算 -39-288074.6.4軸的強(qiáng)度校核 -41-261134.7箱體的設(shè)計(jì) -43-76764.8本章小節(jié) -44-143375結(jié)論 -45-17029參考文獻(xiàn) -46-1前言1.1設(shè)計(jì)背景中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)發(fā)展在國(guó)內(nèi)所占經(jīng)濟(jì)比重較大。對(duì)于農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，賴以生存的就是光照時(shí)間和適合的溫度。在北方，夏季光照時(shí)間十分充足，雖然降雨量比南方少，濕度不如南方地區(qū)大，但是農(nóng)民可以利用井水灌溉來(lái)保證農(nóng)作物得到充足的水分。但是在冰冷的冬季，陽(yáng)光光照時(shí)間比夏季短，而且室外溫度低、光照強(qiáng)度較弱，對(duì)植物的生長(zhǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，及時(shí)的開關(guān)草簾成為了延長(zhǎng)光照時(shí)間、保證溫室大棚內(nèi)溫度合適、確保農(nóng)作物茁壯生長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。由于草簾收放時(shí)間比較集中，而且耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)冬暖式溫室大棚的發(fā)展空間產(chǎn)生了極大影響，給農(nóng)民帶來(lái)極大的困擾，而如今隨著冬暖式大棚的迅速發(fā)展，這一問(wèn)題亟待解決。圖1.1正在使用的某大棚卷簾機(jī)1.2設(shè)計(jì)目的和意義2020年，我國(guó)已經(jīng)按照“三步走”的戰(zhàn)略安排將全面實(shí)現(xiàn)小康社會(huì)，互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)人民生活向著智能化發(fā)展，溫室大棚也開始淘汰全人工操作，逐漸走向機(jī)械化、智能化。如今，青年人大多數(shù)不愿意去做既辛苦，而且又臟又累的農(nóng)業(yè)勞作，因此從事農(nóng)業(yè)勞作的農(nóng)民大都是40歲以上的中年及中老年人。一個(gè)長(zhǎng)度為70米的大棚，每天都要用大約30多分鐘左右來(lái)完成草簾的收放過(guò)程。在北方的酷寒冬季，為了滿足大棚內(nèi)農(nóng)作物茁壯成長(zhǎng)的溫度和濕度，這些上了年紀(jì)的農(nóng)民日復(fù)一日的在凌晨和傍晚站在溫室大棚頂上從事著冬暖式大棚中最費(fèi)時(shí)費(fèi)工的卷鋪草簾工作，他們必須盡快的完成對(duì)草簾的收放，這樣農(nóng)作物才會(huì)茁壯成長(zhǎng)。電動(dòng)卷簾機(jī)自發(fā)明以來(lái)受到廣泛使用，農(nóng)民不再辛辛苦苦的用雙手進(jìn)行收放草簾的艱苦勞作，電動(dòng)卷簾機(jī)的操作十分簡(jiǎn)單，工作效率比人工高好幾倍，以前一個(gè)大棚如果想要快速收放卷簾必須兩個(gè)人共同工作，但是現(xiàn)在有了電動(dòng)卷簾機(jī)的幫助，完全可以實(shí)現(xiàn)一人放簾、一人收簾，另外一人可以繼續(xù)勞作，這對(duì)上了年紀(jì)的農(nóng)民來(lái)說(shuō)極大地節(jié)省了人力，同時(shí)農(nóng)作物產(chǎn)量也會(huì)逐漸增加。另外，卷簾機(jī)的卷?xiàng)U被減速器完全帶動(dòng)，隨著電動(dòng)機(jī)的持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)草簾的整體卷動(dòng)，這樣可以對(duì)草簾起到一定的保護(hù)作用，能夠延長(zhǎng)草簾使用壽命，抗風(fēng)能力大大增強(qiáng)。電動(dòng)卷簾機(jī)的使用極大地改變了農(nóng)民收放卷簾的傳動(dòng)方式，推動(dòng)了溫室大棚產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，所以本課題對(duì)減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)于我而言十分具有意義。圖1.2常用的大棚卷簾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在我國(guó)，減速器行業(yè)的發(fā)展道路十分坎坷。以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主的減速器普遍存在傳動(dòng)比大但效率低、重量大、體積大等問(wèn)題。而材料品質(zhì)粗糙和工藝水平偏低等問(wèn)題在大型減速器中尤為突出，進(jìn)而導(dǎo)致使用壽命不長(zhǎng)等一系列問(wèn)題。因此，我國(guó)不得不花費(fèi)大量外匯資金從丹麥、德國(guó)等國(guó)外進(jìn)口大型減速器（500kw以上）。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)投入了大量資金生產(chǎn)小齒差傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)和擺線針輪傳動(dòng)等減速器。1995年，北京理工大學(xué)成功研制出“內(nèi)移動(dòng)齒輪減速器”，不僅具有齒輪減速器的優(yōu)點(diǎn)，而且具有功率/重量比大的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，輸出軸和輸入軸設(shè)計(jì)在同一軸上，解決了使用中存在的問(wèn)題。該項(xiàng)研究在當(dāng)時(shí)我國(guó)減速器行業(yè)處于領(lǐng)先地位。國(guó)外的減速器在材料和制造工藝方面由德國(guó)、丹麥以及日本占據(jù)優(yōu)勢(shì)，處于減速器行業(yè)的領(lǐng)先地位。工作可靠性好、受用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)特別突出，但定軸輪傳動(dòng)形式依然在減速器設(shè)計(jì)形式中占主導(dǎo)地位，因此也存在體積和重量過(guò)大等問(wèn)題。在日本，住友重工研制的FA型高精度減速器占據(jù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。同樣在美國(guó)，Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器是齒輪減速器中的領(lǐng)頭羊，這兩類減速器在傳動(dòng)原理以及設(shè)計(jì)構(gòu)架上與定軸齒輪傳動(dòng)相類似。國(guó)外對(duì)減速器材料的品質(zhì)和工藝研制水平的提高投入了大量資金，現(xiàn)如今，許多機(jī)構(gòu)對(duì)超小型減速器投入大量精力進(jìn)行研究，但是研究成果并不明顯。微型發(fā)動(dòng)機(jī)基本研制成功并且在生物醫(yī)療、AI機(jī)器人和醫(yī)療等領(lǐng)域中大展拳腳。圖1.3某大棚卷簾機(jī)的減速器1.4常用減速器的分類本課題研究的是大棚卷簾機(jī)的減速器，減速器不光在卷簾機(jī)中使用，在工業(yè)中的各個(gè)方面都有所應(yīng)用。減速器的種類最多，但常用的類型就齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星輪減速器三大類，一只手就可以概括。而其他五花八門的減速器只在特定場(chǎng)合使用，屬于小眾的減速器。1.4.1齒輪減速器在常用減速器當(dāng)中，最最常用的當(dāng)之無(wú)愧就是齒輪減速器，齒輪速器還可以細(xì)分為直齒圓柱齒輪，斜齒輪、錐齒輪、以及不同齒輪類型混合的多級(jí)減速器。實(shí)際上在工業(yè)中使用的減速器很少有單一齒輪類型的減速器，當(dāng)然單級(jí)減速器除外。大部分的減速器都是二、三級(jí)減速，也就是直齒和斜齒輪配合減速或者直齒和斜齒加錐齒輪減速。這兩種類型是工業(yè)中最常見的，之所以應(yīng)用廣是因?yàn)樗麄兊钠?shí)耐用，傳遞力巨大，而且不同類型的齒輪搭配也彌補(bǔ)了各自的不足。很多工廠里使用的齒輪減速器，其年齡往往比操作人員的年紀(jì)還大，這就是齒輪減速器皮是耐用的最直接證明。但是它也不是沒(méi)有不足，它的顯著不足有兩點(diǎn)，第一點(diǎn)它體積比較大、特別是多級(jí)減速時(shí)沒(méi)辦法把體積做的太小，第二就是單級(jí)齒輪的傳動(dòng)比有限。當(dāng)然了這兩點(diǎn)對(duì)于大部分工業(yè)中的機(jī)器來(lái)說(shuō)影響不大，因?yàn)楹芏鄼C(jī)器它本來(lái)體積就很大，齒輪減速器體積大大小對(duì)它來(lái)說(shuō)影響不大，第二很多機(jī)器它的工作速度不需要非常低，所以有個(gè)兩三級(jí)減速以后就能夠滿足要求了。但也有一小部分的機(jī)器，它既要求減速器體積小，同時(shí)要求單級(jí)減速效果明顯，也就是傳動(dòng)比較大。所以人們又研制出了蝸輪蝸桿減速與行星輪減速。1.4.2蝸輪蝸桿減速器蝸輪蝸桿減速器聽名字就感覺(jué)很慢，因?yàn)橐惶岬轿佔(zhàn)?，大家就?huì)聯(lián)想到蝸牛，蝸牛的爬行速度非常慢，這也非常直觀的形容了蝸輪蝸桿傳動(dòng)。他們的單級(jí)傳動(dòng)比非常大，而且體積可以做的比較小。同樣的傳動(dòng)比，要用齒輪減速器來(lái)達(dá)到的話，可能需要好多級(jí)的齒輪減速才能達(dá)到，而且體積會(huì)非常的大。但蝸輪蝸桿減速它突出的優(yōu)點(diǎn)恰恰也給他帶來(lái)了突出的缺點(diǎn)，這也印證了一句話，凡事都是有舍就有得，有好就有壞。他的大傳動(dòng)比小體積帶給他發(fā)熱大、磨損嚴(yán)重的缺點(diǎn)。為了解決這一問(wèn)題，人們可謂動(dòng)足了腦筋，在制造蝸輪的材料上做足了文章。因?yàn)閭鲃?dòng)時(shí)蝸輪的磨損大,所以就用耐磨的錫青銅來(lái)制造蝸輪,但青銅的價(jià)格比鋼鐵貴多了，所以只有蝸輪的輪轂部分用青銅制造，這樣做一方面節(jié)約了寶貴的青銅，第二方面當(dāng)蝸輪磨損時(shí)，只需要把輪轂拆卸下來(lái)更換即可，不需要將整個(gè)蝸輪都重新制造。1.4.3行星輪減速器行星輪減速器要深究起來(lái)其本質(zhì)上仍然屬于齒輪減速器的一種，但人們之所以習(xí)慣把它單獨(dú)拎出來(lái)說(shuō)，是因?yàn)樗蟛糠值凝X輪減速器都不一樣，比較另類所以習(xí)慣把它單獨(dú)作為一類。普通的齒輪減速器，它不管你是二級(jí)三級(jí)還是多少級(jí)，它各個(gè)傳動(dòng)軸的軸線都分布在同一平面上，且軸線之間不是垂直的關(guān)系就是平行的關(guān)系。而行星輪減速它就不是這樣，它的各傳動(dòng)軸線的排列與宇宙中行星的運(yùn)行類似，中心齒輪好比是太陽(yáng)，而一周的行星齒輪就好比是各大行星圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，正因?yàn)檫@樣得名行星輪減速。它的特點(diǎn)與蝸輪蝸桿類似也是單級(jí)傳動(dòng)比大，而且體積能做的比較小。那么有人要問(wèn)了，既然它的特點(diǎn)與蝸輪蝸桿類似，為什么還要有行星輪減速，直接用蝸輪蝸桿減速不就行了。凡事存在必有它的道理，同樣的行星輪減速器，他也有蝸輪蝸桿減速器所不能企及的地方，行星輪減速器的箱體不像蝸輪蝸桿減速器是較規(guī)則的方形箱體，它的箱體是套筒裝，且與輸入輸出軸在同一軸線上，根據(jù)減速器的級(jí)數(shù)不同，單級(jí)的它的箱體是單一的圓柱裝，多級(jí)的箱體是臺(tái)階軸狀。正因?yàn)樾行禽啘p速器有著如此特殊的箱體結(jié)構(gòu)，它才能夠用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)、家用洗衣機(jī)等特殊的場(chǎng)合。1.5本課題研究主要內(nèi)容本課題主要內(nèi)容就是完成大棚卷簾機(jī)減速器的設(shè)計(jì)，在研究大棚卷簾機(jī)減速器時(shí)，首先參考類似卷簾機(jī)減速器的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)思路，然后對(duì)大棚卷簾機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)方案?？傮w方案設(shè)計(jì)完成以后分別設(shè)計(jì)大棚卷簾機(jī)的各個(gè)傳動(dòng)部件，尤其是減速器內(nèi)的各個(gè)部件，對(duì)減速器各部件進(jìn)行詳細(xì)的尺寸計(jì)算和強(qiáng)度校核，保證減速器各部件能夠滿足大棚卷簾機(jī)正常工作的要求。2減速器總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一種冬暖式大棚卷簾機(jī)使用的減速器，要求結(jié)構(gòu)緊湊、扭矩大，采用蝸桿蝸輪傳動(dòng)。學(xué)生應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算、各零件的設(shè)計(jì)與校核，畫出若干零件圖、總裝配圖。2.2設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)卷簾機(jī)減速器機(jī)構(gòu)工作情況為日工作時(shí)間大約分鐘，早晚各分鐘左右，因此使用需要達(dá)到工作壽命年，年工作日達(dá)到250天，其余時(shí)間由于溫度、光照時(shí)長(zhǎng)等因素不滿足機(jī)器的使用條件，因此該期間為設(shè)備停用整理期；配備有三相交流電源；本設(shè)計(jì)應(yīng)用于長(zhǎng)度不超過(guò)100米的冬暖式大棚，采用TYPEY100L1--4三相異步電動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速達(dá)到6轉(zhuǎn)/分鐘，輸出扭矩大于等于。2.3傳動(dòng)方案的確定目前很多大棚卷簾機(jī)，它的傳動(dòng)系統(tǒng)會(huì)用到蝸輪蝸桿傳動(dòng)，有的會(huì)用到雙級(jí)的齒輪減速器傳動(dòng)。如果只單一采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，這樣整個(gè)大棚卷簾機(jī)的傳動(dòng)減速就完全依賴于蝸輪蝸桿傳動(dòng)，因此就勢(shì)必要使用傳動(dòng)比特別大的蝸輪蝸桿減速器。因?yàn)槲佪單仐U傳動(dòng)它的單級(jí)傳動(dòng)比過(guò)大，而且減速器本身結(jié)構(gòu)也又比較小，這樣就會(huì)造成蝸輪蝸桿減速器散熱特別困難，會(huì)加大蝸輪的磨損，這在很大程度上就影響到了大棚卷簾機(jī)的使用壽命。相比之下，有的卷簾機(jī)采用雙級(jí)齒輪減速器，雙級(jí)齒輪減速器由于它的結(jié)構(gòu)比較的寬松，相比于蝸輪蝸桿傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，它的使用壽命要更加的長(zhǎng)，但同時(shí)又帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，雙級(jí)齒輪減速器結(jié)構(gòu)非常的笨重，會(huì)讓卷簾機(jī)的重量大大提升，這就不利于卷簾機(jī)的安裝。因?yàn)榫砗煓C(jī)是安裝在大棚上的，而大棚本身的強(qiáng)度是有限的，如果再安裝一個(gè)重量非常重的卷簾機(jī)，很有可能會(huì)對(duì)大棚的整體剛性造成很大的不利影響。針對(duì)這些問(wèn)題，本設(shè)計(jì)結(jié)合了蝸輪蝸桿傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)減速的特點(diǎn)，采用了一個(gè)折中的方案，它既兼顧蝸輪蝸桿傳動(dòng)的大傳動(dòng)比，同時(shí)又避免采用雙級(jí)齒輪減速的笨重結(jié)構(gòu)。因此本設(shè)計(jì)減速器傳動(dòng)方式見下圖2.1。圖2-1減速器傳動(dòng)方式示意圖1電機(jī)2主動(dòng)帶輪3從動(dòng)帶輪4蝸輪蝸桿傳動(dòng)5減速器箱體6主動(dòng)齒輪7右側(cè)卷繩管8從動(dòng)齒輪9聯(lián)軸器10左側(cè)卷繩管2.4技術(shù)路線2.4.1零件技術(shù)路線2.4.2軸的技術(shù)路線2.5本章小節(jié)本章節(jié)完成了大棚卷簾機(jī)的總體傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)。在總體方案設(shè)計(jì)分析時(shí)，首先分析了大棚卷簾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，然后結(jié)合目前傳動(dòng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，制定了本設(shè)計(jì)大棚卷簾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案，尤其是減速器的方案；其次敘述了技術(shù)路線。3動(dòng)力設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)機(jī)的選擇：首先選電動(dòng)機(jī)第一考慮的就是應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)用場(chǎng)合分為幾個(gè)方面去考慮：首先需要使用電機(jī)的設(shè)備，他對(duì)運(yùn)動(dòng)的精度要求高不高，如果要求很高，比如是精密的機(jī)床設(shè)備，那么我們必須要使用伺服電機(jī)，如果是簡(jiǎn)單的農(nóng)用機(jī)械，只要輸出轉(zhuǎn)速就行，那么就選用異步電機(jī)即可；第二個(gè)要考慮的是電機(jī)供電，比如有的設(shè)備只能提供直流電，那么必須使用直流電機(jī)，這樣交流電機(jī)就被排除了，反之也是一樣的；第三個(gè)要考慮的是經(jīng)濟(jì)型，高精密的設(shè)備選用的肯定是價(jià)格高的精密電機(jī)；經(jīng)濟(jì)型的設(shè)備選用的往往都是價(jià)格低廉的電機(jī)，但是這樣的話就會(huì)造成很多設(shè)備使用一段時(shí)間以后電機(jī)故障頻發(fā)。這種功利的心理在科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾姍C(jī)選型上是不允許存在的?？紤]完應(yīng)用場(chǎng)合以后再來(lái)看電機(jī)的功率和輸出轉(zhuǎn)速是否合乎要求，很多人會(huì)把選擇電機(jī)功率與選擇電機(jī)的類型劃上等號(hào)，甚至有的人選擇電機(jī)時(shí)只看電機(jī)的功率，只要發(fā)現(xiàn)電機(jī)功率滿足要求就選它，這種簡(jiǎn)單粗暴的選擇方式缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?？茖W(xué)的選擇方法是電機(jī)額定功率在滿足要求情況下，再放適當(dāng)?shù)挠嗔?，避免電機(jī)過(guò)載燒毀。電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速也是比較重要的，對(duì)于電機(jī)的選型而言，額定轉(zhuǎn)速必須要滿足要求，比如旋翼飛行器額定轉(zhuǎn)速要達(dá)到五六千專才行。而普通機(jī)械一般只要求輸出一千多轉(zhuǎn)。額定轉(zhuǎn)速滿足要求時(shí)，還要考慮到電機(jī)耐熱性、絕緣性等。綜上所述，本次設(shè)計(jì)使用電動(dòng)機(jī)為系列三相異步電動(dòng)機(jī)；電機(jī)型號(hào)YCJ71配用電機(jī)90SF1-4，輸出功率1.1kw；輸出轉(zhuǎn)速，輸出轉(zhuǎn)矩42N·m，極數(shù)4，電動(dòng)機(jī)安裝形式為B3基本安裝型。3.2確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比總傳動(dòng)比為： (3-1)第一級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)比；第二級(jí)齒輪傳動(dòng)比。3.2.1確定各軸參數(shù)： (3-2) (3-3)、、依次為電動(dòng)機(jī)與蝸桿、桿與傳動(dòng)軸、傳動(dòng)軸與輸出軸之間的傳動(dòng)效率。根據(jù)手冊(cè)取[5]，，；、、依次為蝸桿、傳動(dòng)軸和輸出軸上的輸入功率，則各軸功率及轉(zhuǎn)矩為： (3-4) (3-5) (3-6) (3-7) (3-8) (3-9)4減速器設(shè)計(jì)4.1蝸輪設(shè)計(jì)蝸輪材料采用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1金屬模鑄造；灰鑄鐵HT100制輪芯。根據(jù)已知數(shù)據(jù)求得： (4-1)求得傳動(dòng)比：i=30。蝸輪齒數(shù)，變位系數(shù)驗(yàn)算傳動(dòng)比i==31，傳動(dòng)比誤差為，因此傳動(dòng)比可采用。4.1.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)[7]確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距，確定載荷系數(shù)K查表取載荷分布不均系數(shù)，查手冊(cè)得，，則帶入公式： (4-2)計(jì)算可得載荷系數(shù)K≈1.32根據(jù)已知數(shù)據(jù)求得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： (4-3)壽命系數(shù)： (4-4)根據(jù)蝸輪材料信息可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-5)求得蝸輪許用接觸應(yīng)力根據(jù)已知條件：轉(zhuǎn)矩，載荷系數(shù)K≈1.32，蝸輪齒數(shù)，許用接觸應(yīng)力將上述條件可得出實(shí)際中心距，取整中心距為a=，查表選取相應(yīng)的模數(shù)，。根據(jù)已知：a=160mm,m=8mm, (4-6)求得蝸輪分度圓直徑：根據(jù)已知： (4-7)求得導(dǎo)程角根據(jù)已知可求得實(shí)際傳動(dòng)比： (4-8) (4-9)則蝸輪圓周速度 (4-10)則滑動(dòng)速度 (4-11)4.1.2按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算公式： (4-12)根據(jù)可求得當(dāng)量齒數(shù)： (4-13)又根據(jù)變位系數(shù)，查得齒型系數(shù)

則螺旋角系數(shù)： (4-14)查手冊(cè)得蝸輪基本許用彎曲應(yīng)力將上述諸值代入公式： (4-15)綜上所述，彎曲強(qiáng)度滿足。4.1.3蝸輪幾何參數(shù)：根據(jù)數(shù)據(jù)a=160mm，，，，通過(guò)計(jì)算得出各項(xiàng)參數(shù)值列于下表4-1：表4-1蝸輪參數(shù)名稱代號(hào)數(shù)值分度圓248mm齒頂高8mm齒根高9.6m齒頂圓直徑264mm齒根圓直徑220mm齒頂圓弧半徑32mm齒根圓弧半徑49.6mm頂圓直徑268mm齒寬100mm中心距a160mm設(shè)計(jì)完成之后的齒輪如圖4-1圖4-1蝸輪零件圖4.2蝸桿的設(shè)計(jì)4.2.1最小軸徑的計(jì)算蝸桿材料選用45鋼漸開線蝸桿（）；通過(guò)采用調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)其性能；螺旋齒面硬度為；選用GB/T889-1988的8級(jí)圓柱蝸桿齒輪精度，齒隙類型記為8F。根據(jù)已知，，及查表取 (4-16)求得最小軸徑：則取查表選取聯(lián)軸器孔徑為28mm。則聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩[10] (4-17)根據(jù)以上數(shù)據(jù)查手冊(cè)選取公稱轉(zhuǎn)矩為的HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度,蝸桿與半聯(lián)軸器配合長(zhǎng)度。4.2.2零件的周向定位零件的周向定位選用平鍵為作為半聯(lián)軸器與蝸桿的鏈接，半聯(lián)軸器與蝸桿的配合為，查表得直徑尺寸公差為。4.2.3計(jì)算蝸桿上的載荷[11]在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查找值，則蝸桿的支撐跨度為；簡(jiǎn)支梁蝸桿支撐跨距,；蝸桿載荷分析圖如下圖4-2。圖4-2載荷分析圖根據(jù)圖4-2進(jìn)行分析，蝸桿的危險(xiǎn)截面是蝸桿示意圖中的第3大段——C段，因此現(xiàn)將計(jì)算出截面C處的以及值列于下表4-2。表4-2蝸桿支反力和扭矩彎矩?cái)?shù)值載荷水平面H垂直面V支反力彎矩總彎矩扭矩4.2.4校核蝸桿的強(qiáng)度由圖4-2可知只校核第五段截面的左右兩端。對(duì)第五段截面右側(cè)進(jìn)行校核，根據(jù)d=92mm得出抗彎截面系數(shù)： (4-18)抗扭截面系數(shù) (4-19)截面上的彎矩 (4-20)截面上的扭矩：彎曲應(yīng)力 (4-21) 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 (4-22)對(duì)第五段截面左側(cè)進(jìn)行強(qiáng)度校核，根據(jù)d=58mm得抗彎截面系數(shù)： (4-23)抗扭截面系數(shù) (4-24)彎矩 (4-25)彎曲應(yīng)力 (4-26)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 (4-27)根據(jù)以上數(shù)據(jù)按照彎扭合成應(yīng)力對(duì)軸進(jìn)行校核，按照軸的材料是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，查表得：，校核：則該蝸桿符合強(qiáng)度要求，即安全。綜上所述可知蝸桿第五段左右兩側(cè)強(qiáng)度足夠，因此不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閺?qiáng)度因素而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)載等情況，所以可以對(duì)靜強(qiáng)度校核進(jìn)行省略。截止到此,蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算已基本完成。4.2.5蝸桿幾何參數(shù)：根據(jù)數(shù)據(jù)a=160mm，，，，通過(guò)計(jì)算得出各項(xiàng)蝸桿尺寸參數(shù)列于下表4-3：表4-3蝸桿參數(shù)名稱代號(hào)數(shù)值分度圓80mm齒頂高8mm齒根高9.6m齒高17.6mm齒頂圓直徑99.6mm齒根圓直徑60.8mm軸向齒距P25.12mm導(dǎo)程25.12mm分度圓導(dǎo)程角齒寬72mm中心距a160設(shè)計(jì)完成的蝸輪蝸桿如下圖4-3所示：圖4-3蝸桿結(jié)構(gòu)圖4.3齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1選定齒輪材料：齒輪和軸作為傳動(dòng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，他們是直接傳遞動(dòng)力和扭矩的，可以說(shuō)是傳動(dòng)系統(tǒng)中的中流砥柱。所以他們使用的材料都是有講究的，強(qiáng)度剛度要滿足要求自然不用說(shuō)，另外還要有一定的韌性要求；齒輪和軸由于有太多的相似之處，所以軸用的材料齒輪也可以用，軸用的熱處理齒輪也需要，軸能用的辦法齒輪照樣可以用；也就是說(shuō)常規(guī)的齒輪用45鋼或40Gr，要求高的齒輪用合金鋼加熱處理。根據(jù)要求及結(jié)合實(shí)際情況，查表得小齒輪材料為通過(guò)采用調(diào)制處理增強(qiáng)其性能后的硬度為280Hbs的40cr；大齒輪材料為通過(guò)采用調(diào)制處理增強(qiáng)其性能后的硬度為240Hbs的45鋼，兩種材料的硬度差為40Hbs[15]；選取小齒輪齒數(shù)初選螺旋角4.3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)公式： (4-28)確定公式內(nèi)各數(shù)值：載荷系數(shù)，小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩：，齒寬系數(shù)，，，，彈性影響系數(shù)，小齒輪，大齒輪，選取區(qū)域系數(shù)根據(jù)已知數(shù)據(jù)得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： (4-29)則查表得失效概率為1%，安全系數(shù)S=1,接觸疲勞壽命系數(shù)：，，則接觸疲勞許用應(yīng)力： (4-30) (4-31)根據(jù)得接觸許用應(yīng)力： (4-32)則小齒輪分度圓直徑 (4-33)由，得圓周速度： (4-34)將已知數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算求得齒寬及模數(shù)： (4-35) (4-36) (4-37) (4-38)根據(jù)已知求得縱向重合度 (4-39)已知使用系數(shù)，查得動(dòng)載系數(shù) (4-40)查表得,故載荷系數(shù) (4-41)根據(jù)已知求得分度圓直徑： (4-42)則模數(shù)： (4-43)4.3.3按齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) (4-44)查表得小齒輪，大齒輪；安全系數(shù)1.4，彎曲疲勞壽命系數(shù)，則彎曲疲勞許用應(yīng)力： (4-45) (4-46)查表得，根據(jù)已知查得動(dòng)載系數(shù) (4-47)查表得,故載荷系數(shù) (4-48)查表得螺旋角影響系數(shù)，根據(jù)上述數(shù)據(jù)求得當(dāng)量齒數(shù)： (4-49) (4-50)根據(jù)已知求得法面模數(shù)： (4-51)選取，查表得分度圓直徑， (4-52)取，，4.3.4幾何尺寸計(jì)算將已知數(shù)據(jù)代入公式： (4-53)可求得中心距：，取整為292mm根據(jù)已知修正螺旋角 (4-54)因值未有過(guò)多改變，則不必修正、、。則大、小齒輪分度圓直徑為 (4-55) (4-56)齒寬為： (4-57)取，因齒頂圓直徑，故腹板式結(jié)構(gòu)最為合適。設(shè)計(jì)完成以后的大齒輪結(jié)構(gòu)如下圖4-4所示，（下圖是CAD圖縮小后的截圖，對(duì)于原圖幅較大，所以有些尺寸截圖可能看不清楚，具體尺寸可以見CAD零件圖原圖）。圖4-4齒輪結(jié)構(gòu)圖4.4蝸桿軸的設(shè)計(jì)4.4.1最小軸徑的計(jì)算軸的材料選擇經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，已知各參數(shù)：蝸桿傳動(dòng)效率,,，，則根據(jù)公式： (4-58)通過(guò)計(jì)算可求得：，查表得，蝸桿軸最小直徑是安裝聯(lián)軸器的軸徑，安裝鍵將軸徑增大5%則將上述數(shù)據(jù)代入以下公式： (4-59)經(jīng)過(guò)計(jì)算可求得最小軸徑取。根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表選取，則： (4-60)由上述數(shù)據(jù)查手冊(cè)選取彈性柱銷聯(lián)軸器4.4.2蝸桿軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿軸示意圖如下圖4-5：圖4-5蝸桿軸示意圖（1）根據(jù)示意圖設(shè)定第二段直徑，軸與聯(lián)軸器配合輪轂長(zhǎng)；故。（2）根據(jù)查表選擇尺寸為的0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30220滾子軸承；故；取非定位軸肩高度h=2.5mm,則。（3）查表選取蝸桿軸軸肩高度h=2.5mm,則，（4）取作為軸承端蓋總寬度；取半聯(lián)鈾器左端面與端蓋的外端面間的距離，則故?。?）確定軸上圓角和倒角尺寸和周向定位取軸端倒角為C1.5，各軸肩處的圓角半徑則由各軸肩決定；采用配合是為平鍵聯(lián)接作為半聯(lián)軸器與軸的周向定位；軸的直徑尺寸公差為。蝸桿軸各段參數(shù)列于下表4-4。表4-4軸各段參數(shù)值軸段第一段第二段第三段第四段第五段第六段直徑（mm）283236383628長(zhǎng)度（mm）5848187218684.4.3軸上力和載荷的計(jì)算根據(jù)已知數(shù)據(jù)，，則該軸作用在齒輪上的圓周力： (4-61)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)已知求得徑向力: (4-62)通過(guò)計(jì)算得則軸的受力分析圖如下圖4-6所示：圖4-6蝸桿軸的受力圖對(duì)于30211型圓錐滾子軸承，從手冊(cè)中查得。則作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。計(jì)算軸上的支反力：在水平面內(nèi)以A點(diǎn)作為參考，則根據(jù)公式： (4-63)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-64)通過(guò)計(jì)算可得：在垂直面內(nèi)以B點(diǎn)作為基點(diǎn)，則根據(jù)公式： (4-65)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-66)通過(guò)計(jì)算得：軸的彎矩計(jì)算并制作彎矩圖：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出第三段截面在水平面H的彎矩，根據(jù)公式： (4-67)通過(guò)計(jì)算可得：制作水平面的彎矩圖如下圖4-7：圖4-7水平面彎矩圖根據(jù)數(shù)據(jù)可計(jì)算第三段截面在垂直面V的彎矩可根據(jù)公式： (4-68)制作垂直面的彎矩圖如下圖4-8：圖4-8垂直面彎矩圖由上述數(shù)據(jù)求得第三段截面處總彎矩，根據(jù)公式： (4-69)通過(guò)計(jì)算可求得：制作合成彎矩圖如下圖4-9圖4-9合成彎矩圖扭矩已在上述計(jì)算中求得，則該截面扭矩圖如下圖4-10所示：圖4-10截面扭矩圖4.4.4蝸桿軸的強(qiáng)度校核扭矩已在上述計(jì)算中求得，則該截面扭矩圖如下圖4-8所示：由圖可知：第三段左側(cè)受到彎矩的作用較大，同時(shí)還作用轉(zhuǎn)矩，則該截面為危險(xiǎn)截面，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校核。根據(jù)已知即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)： (4-70)抗扭截面系數(shù) (4-71)根據(jù)以上所求得數(shù)據(jù)，即可通過(guò)計(jì)算得出最大彎曲應(yīng)力為： (4-72)那么截面上的剪切應(yīng)力為： (4-73)按照彎扭合成應(yīng)力對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)應(yīng)該對(duì)危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核。根據(jù)以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)及按照軸的材料是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，查表得：，則將上述數(shù)據(jù)代入以下公式中得： (4-74)由上述數(shù)據(jù)即可分析得出該軸第四段左側(cè)的強(qiáng)度足夠，因此不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閺?qiáng)度因素而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)載等情況，所以可以對(duì)靜強(qiáng)度校核進(jìn)行省略。截止到此,該傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已基本完成。4.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)4.5.1最小軸徑的計(jì)算軸的材料均采用45鋼，通過(guò)采用調(diào)制處理增強(qiáng)其性能。已知蝸輪與傳動(dòng)軸傳動(dòng)效率，，查表取，則根據(jù)公式：將上述數(shù)據(jù)代入以下公式： (4-75)經(jīng)過(guò)計(jì)算可求得最小軸徑取。4.5.2傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)圖：圖4-11傳動(dòng)軸示意圖確定軸各段直徑和長(zhǎng)度于下表4-5表4-5周各段參數(shù)值軸段第一段第二段第三段第四段第五段直徑（mm）6066706655長(zhǎng)度（mm）48701010548確定軸上圓角和倒角尺寸和周向定位取軸端倒角為C1.5，各軸肩處的圓角半徑則由各軸肩決定。采用平鍵聯(lián)接作為齒輪、蝸輪與軸的周向定位。查表得平鍵截面，選擇蝸輪輪轂與軸的配合為；齒輪與軸的聯(lián)接選用平健為,蝸輪輪轂與軸的配合為；查表得軸直徑尺寸公差為。截止到此，已完成對(duì)軸各段直徑和長(zhǎng)度的計(jì)算。4.5.3軸上力和載荷的計(jì)算：根據(jù)已知數(shù)據(jù)，，則作用在蝸輪上的圓周力： (4-76)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)上述條件求得徑向力: (4-77)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)已知條件：，，求得傳遞扭矩: (4-78)通過(guò)計(jì)算得則根據(jù)已知條件求得作用在齒輪上的圓周力： (4-84)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)上述條件求得徑向力: (4-79)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)上述條件求得: (4-80)則傳動(dòng)軸軸的受力分析圖如下圖4-12所示：圖4-12傳動(dòng)軸受力圖計(jì)算軸上的支反力：對(duì)于30211型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。在水平面內(nèi)以A點(diǎn)作為參考，則根據(jù)公式： (4-81)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-82)通過(guò)計(jì)算可得：在垂直面內(nèi)以B點(diǎn)作為基點(diǎn)，則根據(jù)公式： (4-83)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-84)通過(guò)計(jì)算得：軸的彎矩計(jì)算并制作彎矩圖：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出截面在水平面H的彎矩，根據(jù)公式： (4-85)通過(guò)計(jì)算可得：由上述數(shù)據(jù)制作水平面的彎矩圖(b)。根據(jù)數(shù)據(jù)可計(jì)算截面在垂直面V的彎矩可根據(jù)公式： (4-86)通過(guò)數(shù)據(jù)制作垂直面的彎矩圖(c)。由上述數(shù)據(jù)即可求得截面處總彎矩，根據(jù)公式： (4-87)通過(guò)計(jì)算可求得：作合成彎矩圖（d）。扭矩已在上述計(jì)算中求得，因此截面的彎矩扭矩圖如下圖4-13所示：圖4-13傳動(dòng)軸彎矩扭矩圖4.5.4傳動(dòng)軸軸的強(qiáng)度校核由圖可知只需校核第五段截面的左右兩端即可。校核第五段截面左側(cè)，根據(jù)已知d=50mm即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)： (4-88)抗扭截面系數(shù) (4-89)截面上的彎矩為 (4-90)根據(jù)以上所求得數(shù)據(jù)，即可通過(guò)計(jì)算得出最大彎曲應(yīng)力為： (4-91)又因，，那么截面上的剪切應(yīng)力為： (4-92)對(duì)第五段截面右側(cè)進(jìn)行校核，根據(jù)已知d=55mm即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)：根據(jù)已知：d=55mm即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)： (4-93)抗扭截面系數(shù) (4-94)截面上的彎矩為 (4-95)根據(jù)以上所求得數(shù)據(jù)，面即通過(guò)計(jì)算求得最大彎曲應(yīng)力為 (4-96)又因，，那么截面上的剪切應(yīng)力為： (4-97)按照彎扭合成應(yīng)力對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)應(yīng)該對(duì)危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核。根據(jù)以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)及按照軸的材料是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，查表得：，則將上述數(shù)據(jù)代入以下公式中得： (4-98)由上述數(shù)據(jù)即可分析得出該軸第五段左側(cè)的強(qiáng)度足夠，因此不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閺?qiáng)度因素而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)載等情況，所以可以對(duì)靜強(qiáng)度校核進(jìn)行省略。截止到此,該傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已基本完成。4.6齒輪軸的設(shè)計(jì)4.6.1最小軸徑的計(jì)算軸的材料選擇經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，已知各部件傳動(dòng)效率：蝸輪傳動(dòng)效率,齒輪傳動(dòng)效率，，則根據(jù)公式： (4-99)通過(guò)計(jì)算可求得：查得，因齒輪軸最小直徑為聯(lián)軸器軸徑安裝處，故軸徑應(yīng)該增大7%則將上述數(shù)據(jù)代入以下公式： (4-100)經(jīng)過(guò)計(jì)算可求得最小軸徑取。根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表選取，則大負(fù)載轉(zhuǎn)矩為。 (4-101)查手冊(cè)選取型無(wú)鍵聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩。4.6.2齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)齒輪軸結(jié)構(gòu)示意圖如下圖4-14：圖4-14齒輪軸示意圖確定各段直徑和長(zhǎng)度：表4-6軸各段參數(shù)值軸段第一段第二段第三段第四段第五段第六段第七段第八段第九段直徑（mm）90961001061181101009690長(zhǎng)度（mm）904337.51881298514390確定軸上圓角和倒角尺寸和周向定位：取軸端倒角為C1.5，各軸肩處的圓角半徑則由各軸肩決定；采用尺寸為的軸套聯(lián)接作為齒輪與軸的周向定位；軸的直徑尺寸公差為，選擇齒輪輪轂與軸的配合為；平鍵聯(lián)接軸與齒輪，尺寸為。4.6.3軸上力和載荷的計(jì)算根據(jù)已知數(shù)據(jù)，，，通過(guò)以下公式： (4-102)將上述條件代入公式進(jìn)行計(jì)算可得輸出軸上傳遞扭矩因此該軸作用在齒輪上的圓周力： (4-103)通過(guò)計(jì)算得根據(jù)上述條件即可求得徑向力: (4-104)通過(guò)計(jì)算得對(duì)于30211型圓錐滾子軸承，從手冊(cè)中查得。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距。則軸的受力分析圖如下圖4-15所示：圖4-15軸的受力圖計(jì)算軸上的支反力：在水平面內(nèi)以A點(diǎn)作為參考，則根據(jù)公式： (4-105)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-106)通過(guò)計(jì)算可得：在垂直面內(nèi)以B點(diǎn)作為基點(diǎn)，則根據(jù)公式： (4-107)通過(guò)計(jì)算可得：將上述數(shù)據(jù)代入公式： (4-108)通過(guò)計(jì)算得：軸的彎矩計(jì)算并制作彎矩圖：根據(jù)以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出截面在水平面H的彎矩，根據(jù)公式： (4-109)通過(guò)計(jì)算可得：由上述數(shù)據(jù)制作水平面的彎矩圖（圖b）。根據(jù)數(shù)據(jù)可計(jì)算截面在垂直面V的彎矩可根據(jù)公式： (4-110)通過(guò)數(shù)據(jù)制作垂直面的彎矩圖（圖C）。由上述數(shù)據(jù)即可求得截面處總彎矩，根據(jù)公式： (4-111)通過(guò)計(jì)算可求得：作合成彎矩圖（圖d）扭矩已在上述計(jì)算中求得，因此截面的彎矩扭矩圖如下圖4-16所示：圖4-16輸出軸彎矩扭矩圖4.6.4軸的強(qiáng)度校核由圖可知：第二段截面應(yīng)力集中不大，則不需要進(jìn)行校核；第四段截面和第五段截面的相似之處在于應(yīng)力集中，不同點(diǎn)是第四段截面不受扭矩作用，則沒(méi)有必要做強(qiáng)度校核；則只校核第四段截面的左右兩端。校核第四段截面左側(cè)，根據(jù)已知d=120mm即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)： (4-112)抗扭截面系數(shù) (4-113)截面上的彎矩為 (4-114)根據(jù)以上所求得數(shù)據(jù)，即可通過(guò)計(jì)算得出最大彎曲應(yīng)力為： (4-115)又因，，那么截面上的剪切應(yīng)力為： (4-116)校核第四段截面右側(cè)，根據(jù)已知d=100mm即可通過(guò)計(jì)算得出抗彎截面系數(shù)： (4-117)抗扭截面系數(shù) (4-118)截面上的彎矩為 (4-119)根據(jù)以上所求得數(shù)據(jù)，即通過(guò)計(jì)算求得最大彎曲應(yīng)力為 (4-120)又因，，那么截面上的剪切應(yīng)力為： (4-121)按照彎扭合成應(yīng)力對(duì)軸進(jìn)行校核時(shí)應(yīng)該對(duì)危險(xiǎn)截面的強(qiáng)度進(jìn)行校核。根據(jù)以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)及按照軸的材料是經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理增強(qiáng)性能后的45鋼，查表得：，則將上述數(shù)據(jù)代入以下公式中得： (4-122)由上述數(shù)據(jù)即可分析得出該軸第四段左側(cè)的強(qiáng)度足夠，因此不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閺?qiáng)度因素而導(dǎo)致出現(xiàn)過(guò)載等情況，所以可以對(duì)靜強(qiáng)度校核進(jìn)行省略。截止到此,該傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算已基本完成。4.7箱體的設(shè)計(jì)選擇鑄鐵作為箱體的材料，用HT150制成。 (4-123)圓整后取。通過(guò)計(jì)算可得箱體具體參數(shù)：箱座壁厚；箱蓋壁厚；齒輪斷面與內(nèi)箱壁距離；大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離；定位銷直徑；鑄造過(guò)度尺寸；蓋與座聯(lián)接螺栓直徑；軸承旁聯(lián)接螺栓直徑；聯(lián)接螺栓直徑的間距；軸承端蓋螺釘直徑；地角螺釘、蓋與座聯(lián)接螺栓、軸承旁聯(lián)接螺栓至外箱臂距離；地腳螺釘、蓋與座聯(lián)接螺栓至凸緣邊緣距離；外箱壁至軸承座斷面距離；箱蓋、箱座肋厚；軸承旁聯(lián)接螺栓距離；軸承端蓋外徑。4.8本章小節(jié)本章節(jié)完成了大棚卷簾機(jī)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算。首先選定了驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后分配了大棚卷簾機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的傳動(dòng)比以及轉(zhuǎn)速。緊接著對(duì)蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速裝置進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后對(duì)齒輪傳動(dòng)減速也進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算。到這里大棚卷簾機(jī)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算就完成了，5結(jié)論本文通過(guò)對(duì)冬暖式大棚卷簾機(jī)減速器的工藝規(guī)程進(jìn)行細(xì)致分析，經(jīng)過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、多次詢問(wèn)指導(dǎo)老師意見之后進(jìn)行總結(jié)，最終確定總體設(shè)計(jì)方案。根據(jù)指導(dǎo)老師的意見，首先明確設(shè)計(jì)任務(wù)，制定傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案，整理好減速器技術(shù)路線，按照技術(shù)路線分別對(duì)蝸輪蝸桿、軸和齒輪等零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核計(jì)算，在經(jīng)過(guò)反復(fù)校核計(jì)算后確定最合理零部件尺寸，最后整理得出設(shè)計(jì)圖紙。本課題的創(chuàng)新之處在于采用二級(jí)蝸桿—圓柱齒輪傳動(dòng)，第一級(jí)是蝸輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有低損耗、高轉(zhuǎn)速的優(yōu)點(diǎn)；第二級(jí)是齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)易、傳動(dòng)比大且平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，為了滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)增大轉(zhuǎn)矩和減小負(fù)載的目的，因此本設(shè)計(jì)的減速機(jī)有二個(gè)輸出軸，卷繩管分別與其對(duì)應(yīng)的輸出軸相連接，這種傳動(dòng)的方式極大改善了現(xiàn)如今的減速器劣勢(shì)，解決了減速器在使用過(guò)程中的諸多動(dòng)力問(wèn)題。本設(shè)計(jì)針對(duì)二級(jí)蝸桿—圓