畢業(yè)設計---小型焊接滾輪架的工程設計

1、<p>　　小型焊接滾輪架的工程設計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　焊接裝備就是在焊接生產中與焊接工序相配合，有利于實現焊接生產機械化，自動化，有利于提高裝配焊接質量，促使焊接生產過程加速進行的各種輔助裝置和設備。焊接滾輪架是借助主動滾輪與焊件之間的摩接力帶動焊接旋轉的變位機械。焊接滾輪架主要用于筒形焊件的裝配與焊接。

2、焊接滾輪架按結構形式分為兩類：第一類是長軸式滾輪架。第二類是組合式滾輪架。本文主要對組合式小型焊接滾輪架進行設計，并對軸、鍵等主要構件進行了校核。結果表明各主要部件符合要求。該滾輪架結構簡單，使用方便靈活，對焊件的適應性很強。設計中充分的考慮了滾輪架的合理性和經濟性等因素。</p><p>　　關鍵詞：焊接 工裝夾具 滾輪架</p><p>　　Small welding roller

3、 stand</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Welding equipment is a machine which is used in welding production and welding processes, and it is conducive to welding production mechaniza

4、tion and automation, to improving assembly welding-quality. Then it could prompte to speed up the process of welding production of the various assistive devices and equipment. Welding roller is used initiative and weldin

5、g pieces of the wheel between the Mount relay driven welding rotating mechanical deformation. Welding roller stands for the main pieces of </p><p>　　Key Words：weld; frock clamp; turning rolls </p><

6、;p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1. 方案的選擇與確定1</p><p>　　1.1滾輪架簡介1</p><p>　　1.2滾輪架結構特點1</p><p>　　1.3焊接滾輪架的設計：1</p><p>　　1.4組合式滾輪架特點3</p>

7、<p><b>　　1.5結構設計4</b></p><p>　　1.6關于滾輪架軸向竄動的問題5</p><p>　　1.7傳動方案設計6</p><p>　　2. 焊接滾輪架的設計與計算8</p><p>　　2.1焊接滾輪架主要技術參數：8</p><p>　　2.2計算

8、總傳動效率8</p><p>　　2.3無級變速器的選用：8</p><p>　　2.4減速器的選擇：8</p><p>　　2.5聯軸器的選擇9</p><p>　　2.6滾輪架滾輪的設計11</p><p>　　2.7軸的結構設計11</p><p>　　2.8軸承的選擇12&

9、lt;/p><p>　　2.9軸承端蓋的設計13</p><p>　　2.10絲桿的設計14</p><p>　　2.11鍵的設計15</p><p>　　2.12機架的設計15</p><p>　　2.13表面粗糙度的計算16</p><p>　　2.14驅動圓周力與摩擦阻力的計算：1

10、7</p><p>　　2.15滾輪支反力的計算18</p><p>　　2.16驅動圓周力與支反力的分析及中心角的確定19</p><p>　　2.17滾輪軸上載荷與驅動功率的計算22</p><p>　　2.18附著力的計算23</p><p>　　2.19軸承壽命的計算24</p><

11、;p>　　2.20軸承的強度計算：25</p><p>　　2.21電動機的選型26</p><p>　　2.22普通圓柱蝸桿傳動主要參數及幾何尺寸計算27</p><p>　　2.22.1模數m和壓力角a27</p><p>　　2.22.2蝸桿的分度圓直徑27</p><p>　　2.22.3蝸桿頭

12、數27</p><p>　　2.22.4導程角Y27</p><p>　　2.22.5傳動比i和齒數比u28</p><p>　　2.22.6蝸輪齒數28</p><p>　　2.22.7蝸桿傳動的標準中心距a28</p><p>　　2.23軸的校核30</p><p>　　2.2

13、4焊接滾輪架的底架設計30</p><p><b>　　結語31</b></p><p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p>　　第一章 方案的選擇和確定</p><p><b&g

14、t;　　1.1滾輪架簡介</b></p><p>　　隨著焊接生產技術的高速發(fā)展，對焊接生產的機械化和自動化提出了越來越高的要求，焊接機械設備的需求量也越來越大。焊接滾輪架設備正是為滿足市場需要而設計生產的。它是借助焊件與主動滾輪間的摩擦力來帶動圓筒形焊件旋轉的機械裝置，主要用于圓筒形焊件的焊接與裝配。</p><p>　　焊接滾輪架是借助主動滾輪與工件之間的摩擦力帶動筒形工件

15、旋轉的焊接變位機械。它主要應用于筒形工件的縱向焊縫,環(huán)向焊縫的裝配和焊接作業(yè),也可以在焊接滾輪架上進行修整,割孔及探傷等作業(yè)。滾輪架是容器生產中最常用的一種工藝裝備。</p><p>　　焊接滾輪架按結構形式分為兩類。第一類是長軸式滾輪架,主動滾輪裝置一根有電動機驅動，從動輪裝在另一公共軸，滾輪中心距一般是可調節(jié)，適用于焊接薄壁，長度大的筒形工件。第二類是組合式滾輪架，主動滾輪架與從動滾輪架各自獨立，可根據工件的

16、長度任意組合，使用方便、靈活、適應性強。是目前應用最廣一種的滾輪架。</p><p>　　1.2滾輪架結構特點</p><p>　　1)可根據焊件的重量、長度任意組合，使用方便、靈活；</p><p>　　2)在規(guī)定的范圍內自動調節(jié)滾輪中心距，適用不同直徑的焊件，圓筒體焊件放置平穩(wěn)；</p><p>　　3)采用可控硅供電直流電動機驅動，無級

17、調速，焊速范圍大，速度穩(wěn)定；</p><p>　　4)適用性強，使用廣泛；</p><p>　　5)采用組合式滾輪，鋼輪外包橡膠，傳動平穩(wěn)，摩擦力大，壽命長；</p><p>　　6)對工件輪壓小，可避免工作表面產生冷作硬化。</p><p>　　1.3焊接滾輪架的設計</p><p>　　焊接滾輪架是借助主動滾輪與焊

18、件之間的摩接力帶動焊接旋轉的變位機械。焊接滾輪架主要用于筒形焊件的裝配與焊接。若對主、從動滾輪的高度作適當調整，也可進行錐體、分段不等徑回轉體的裝配與焊接。對于一些非圓長形焊件，若將其裝卡在特制的環(huán)形卡箍內，也可在焊接滾輪架上進行裝焊作業(yè)。為了焊接不同直徑的焊件，焊接滾輪架的滾輪間距應能調節(jié)。調節(jié)方式有兩種：一種是自調式的；一種是非自調式的。如圖1-1，1-2</p><p>　　圖1-1自調式焊接滾輪架<

19、/p><p>　　圖1-2非自調式焊接滾輪架</p><p>　　焊接滾輪架按結構形式分為兩類：</p><p>　　第一類是長軸式滾輪架（如圖1-3）。滾輪沿兩平行軸排列，與驅動裝置相連的一排為主動滾輪，另一排為從動滾輪。長軸式滾輪多是用戶根據焊件特點自行設計制造的，市場可采用的定型產品很少</p><p>　　圖1-3長軸式滾輪架</p

20、><p>　　第二類是組合式滾輪架（如圖1-4），它的主動滾輪架，從動滾輪架，混合式滾輪架都是獨立的，使用時可根據焊件的重量和長度進行任意組合，其組合比例也不僅是1與1的組合。因此，使用方便靈活，對焊件的適應性很強，是目前應用最廣泛的結構形式。</p><p>　　圖1-4組合式滾輪架</p><p>　　1.4組合式滾輪架特點</p><p>

21、　　1)主從動滾輪架各自獨立，可根據焊件的重量，長度任意組合，使用方便靈活 滾輪架靠滾輪對的自由擺動或靠絲杠的調節(jié)作用在規(guī)定范圍內調節(jié)滾輪中心距，適用不同直徑的焊件，圓筒體焊件放置平穩(wěn)</p><p>　　2)可無級調速，焊速范圍大，速度穩(wěn)定。</p><p>　　3)為了便于調節(jié)滾輪架之間的距離，以適應不同長度焊件的裝焊要求，有的滾輪架上還安有機動或飛機動行

22、走機構，沿軌道行走，調節(jié)相互之間的距離。</p><p>　　焊接滾輪架多采用直流電動機驅動，降壓調速。這種方式沿用已久，技術很成熟，電動機的機械特性較硬，啟動力矩較大，是目前滾輪架使用最廣的拖動調速方式。缺點是電動機結構復雜，調速范圍較窄，一般恒轉矩的調速范圍為1：10左右低速時的速度不夠穩(wěn)定，有爬行現象。也有滾輪架是采用交流異步電動機拖動，變頻調速。</p><p>　　近幾年隨著晶體

23、管變頻器性能的完善以及價格的下降，采用交流電動機驅動，變頻調速的滾輪架也日趨增多。其優(yōu)點是調速范圍寬，可達1：20，轉動平滑性好，低速特性硬。缺點是低速段過載倍數降低較大，變頻電源的價格也較高。但隨著電動機額定功率的增加，價格上升則相對平緩，所以在重型焊接滾輪架上，采用交流異步電動機拖動和變頻調速較為適合。本次設計的焊接滾輪架噸為4噸，采用直流電動機。</p><p>　　為是焊接滾輪架的滾輪間距離調節(jié)更為方便，

24、機動性更強，組合更加便利，采用單獨驅動的焊接滾輪架日益增多。但是每一主動滾輪均由一臺電動機驅動時，應解決好個滾輪之間的同步問題。由于制造工藝，材料性能等因素的影響，其額定轉速實際上并不一致，因此，要把實測數據較為接近的一組電動機做為焊接滾輪架的拖動電動機。另外，對重型焊接滾輪架，還應考慮以測速發(fā)電機為核心的速度反饋裝置來保證各滾輪轉速的同步。</p><p>　　焊接滾輪架的金屬滾輪多采用鑄鐵和合金球磨鑄鐵制作，

25、其表面熱處理硬度約為50HRC，滾輪直徑多在200~700mm之間。</p><p>　　國外滾輪架品種很多，系列較全，承載量1~1500t，使用焊件直徑1~8m的標準組合式滾輪架（即兩個主動輪座與兩個從動輪座的組合）均成系列供應。其滾輪線速度多在6~90m／h之間無極可調有的還有防止焊件軸向竄動的功能。</p><p>　　我國已有不少廠家生產焊接滾輪架，最大承載量已達400t，適用焊件

26、直徑可達6m，滾輪線速度多在6~60m／h之間無級調速。防軸向竄動的滾輪架已有生產，但性能質量尚待提高。</p><p>　　我國在1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標準（ZBJ/T33003-1990）中規(guī)定：主動滾輪的圓周速度應在6－60m/h范圍內無級可調，速度波動量按不同的焊接工藝要求，要低于±5％~±10％，滾輪轉速應穩(wěn)定、均勻，不允許有爬行現象。按GB150規(guī)定制造的筒體類工件在防軸

27、向竄動滾輪架上進行焊接時，在整個焊接過程中允許工件的軸向竄動量為±3mm。傳動機構中渦輪副齒輪副等傳動零件，應符合國標中的8級精度等級。</p><p><b>　　1.5結構設計</b></p><p>　　結合所設計殼體的實際尺寸，工裝采用非自調式滾輪架。</p><p>　　非自調式焊接滾輪架是利用主動滾輪與焊件之間的摩擦力帶動

28、焊件旋轉的一種焊接變位機械，可根據工件直徑大小不同，移動滾輪組，調節(jié)滾輪中心距。非自調式焊接滾輪架結構形式如圖1-5所示。</p><p>　　圖1-5非自調式滾輪架</p><p>　　1.底座2.滾輪架3.蝸桿減速器4.電動機5.聯軸器6.無級變速器7.滾輪調節(jié)裝置</p><p>　　1.6關于滾輪架軸向竄動的問題</p><p>　　

29、如果滾輪和焊件都是理想的圓柱體，且各滾輪尺寸一致，并且其轉動軸線都在同一水平面內并與焊件軸線平行時，放在滾輪架上的焊件是不會產生軸向竄動的，這是理想情況。但實際上是不可能做到的，尤其是焊件就不可能做到理想中的圓柱體。 多次試驗證明將主、從滾輪架在水平和軸向上的位置找好，固定下來，下次再用時仍會竄動。即便是同一個焊件，此時調整后已不再竄動，但換個方向旋轉或將該焊件吊起移動位置后再放到滾輪架上，該焊件又會竄動了，更不用說換另外一個

30、焊件了。 國內一些工廠采用在焊件端頭硬頂的辦法，這種辦法對設備和焊件都有損害，實屬無奈。國外制作的防竄滾輪架，雖能滿足要求，可惜價格較昂貴。 理論和實踐都證明：影響焊件做軸向竄動的主要原因是滾輪各軸線與焊件軸線的平行度。因此，在制造和使用焊接滾輪架時，首先要盡量做到：①主、從滾輪架都位于同一中心線上。②各滾輪的軸線都在一個水平面內且相互平行。③滾輪間距相等。實際上，焊件在滾輪架上的軸向竄動，其焊件本身是在作螺旋運動，如

31、能采取措施，把焊件的左旋及時地改為右旋或將右旋改為左旋，直至焊件不再作螺旋運動為止。[9] 目前，已有三種執(zhí)行機</p><p><b>　　1.7傳動方案設計</b></p><p>　　確定焊接滾輪架方案時，其合理性和經濟性是主要考慮的因素。當焊件的焊接方法及工藝確定后，所選夾具結構，首先要能保證焊接工藝的實施。同時，焊件結構尺寸以及組成焊件坯料的制作工藝

32、和制造精度，則是確定夾具定位方法、定位基準和夾緊機構方案的重要依據。除此之外，還應考慮經濟上的因素，使夾具的制造、使用費用最低而取得的經濟效益最大。由于上述各因素都不是孤立存在的，它們之間往往有聯系又有制約，所以在確定夾具方案時要對上述各因素進行綜合分析，只有通盤考慮，才能制定出最佳的設計方案具體確定設計方案時，應聯系以下幾個方面進行考慮： </p><p>　　1)焊件的整體尺寸和制造精度以及組成焊件的各個坯件

33、的形狀、尺寸和精度。其中．形狀和尺寸是確定夾具設計方案、夾緊機構類型和結構形式的主要依據，并且直接影響其幾何尺寸的大??；制造精度是選擇定位器結構形式和定位器配置方案以及確定定位器本身制造精度和安裝精度的主要依據。</p><p>　　2)裝焊工藝對夾具的要求。例如與裝配工藝有關的定位基面裝配次序、夾緊方向對夾具結構提出的要求。再如，不同的焊接方掃對夾具提出的要求，像埋弧焊，可能要求在夾具上設置焊劑墊；電渣焊要求夾

34、具保證能在垂直位置上施焊；電阻焊要求夾具本身就是電極之一等。</p><p>　　3)裝、焊作業(yè)能否在同一夾具上完成，或是需要單獨設計裝固夾具和焊接夾具。</p><p>　　焊接滾輪架是采用摩擦接合的機械傳動，主要用來焊接圓形工件的環(huán)形焊縫。本設計選用的是非自調式焊接滾輪架，其傳動系統(tǒng)如圖1-6所示。</p><p>　　圖1-6傳動系統(tǒng)示意圖</p>

35、<p>　　1.電動機2.無級變速器3.標準蝸桿減速器4.蝸桿減速器5.滾輪</p><p>　　第二章 焊接滾輪架的計算</p><p>　　2.1焊接滾輪架主要技術參數</p><p>　　額定載重量：4t； </p><p>　　工件直徑：250~1600mm； </p><p>　　滾輪直徑：

36、450mm；</p><p>　　滾輪寬度：170mm; </p><p>　　滾輪圓周速度：6~60m／h </p><p>　　2.2計算總傳動效率</p><p>　　查《機械設計手冊》上冊得：蝸輪蝸桿傳動效率η1=0.72；軸承傳動效率η2=0.99；聯軸器效率η3=0.99?？倐鲃有剩害强?η無極×η12

37、15;η26×η33。</p><p>　　代入數值得: =0.9×0.722×0.996×0.993=0.41</p><p>　　2.3無極變速器的選擇</p><p>　　為適應不同焊接速度的要求，主動滾輪要經常變更轉速。在電動機與蝸桿減速器之間。常采用一級無極變速器。</p><p>　　當輸入

38、軸轉速n1一定時，輸出軸最快轉速n2max與最慢轉速n2min之比，即變速范圍R。且R=imax/imin,一般設計為對稱調速，即升速比與降速比相等。選用調速范圍4：1，即R=4。升速比imax=i= =2，降速比imin=1/i=1/ =0.5。</p><p><b>　　2.4減速器的選擇</b></p><p>　　蝸桿減速器按蝸桿外形結構分為圓柱蝸桿減速器，

39、環(huán)面蝸桿減速器，錐蝸桿減速器三大類。</p><p>　　本次采用圓弧圓柱蝸桿減速器。蝸桿傳動是傳遞交錯軸之間的動力常用的交錯角∑=90°。它具有單級轉動比大工作平穩(wěn)，振動小，噪音低及可做成自鎖形式等特點。</p><p>　　圓弧蝸桿傳動除具有普通蝸桿傳動的優(yōu)點外，還有以下特點：齒形優(yōu)良，蝸桿渦輪齒面為凹凸共軛嚙合，當量曲率小，齒面間潤滑油膜容易形成，齒面接觸應力低具有良好的強

40、度和潤滑集合條件。接觸線及形狀分布合理。蝸桿和渦輪嚙合時瞬間接觸線相對滑動方向形成的夾角近于直角。</p><p>　　減速器選用標準件，其型號的選定是根據傳動比和中心距綜合考慮選定的。中心距不能超過滾輪安裝的高度，即滾輪中心軸離地面的距離。選定中心距為100。</p><p>　　再根據工作條件：工作荷載平穩(wěn)無沖擊，每日工作8小時，每小時啟動10次，啟動轉矩為輸出轉矩的2.5倍。[4]&

41、lt;/p><p>　　根據《機械傳動裝置選用手冊》：</p><p>　　與滾輪相連的減速器選擇型號： CWU 100－30－Ⅰ JB/T7935－95 外形尺寸查看了《機械傳動裝置選用手冊》表3.1－1，是蝸桿在渦輪之下的圓柱蝸桿減速器。</p><p>　　與電動機相連的減速器選擇型號：SCWO 100－25－Ⅰ JB/T7935－95 外形尺寸參看《機械

42、傳動裝置選用手冊》表3.1－11，是蝸桿在渦輪之上的圓柱蝸桿減速器。</p><p>　　減速器第一次使用時當運轉150~300h后需更換潤滑油，在以后的使用中應定期檢查油的質量。對于混入雜質或變質的油需及時更換。一般情況下，對于長期連續(xù)工作的減速器，每500~1000h必須換油一次。應加入與原來牌號相同的油，不得不同品牌混用。牌號相同而粘度不同的油允許混合使用。</p><p>　　工作

43、中，當發(fā)現油溫溫升超過80度或油池溫度超過100度及產生不正常噪音時，應停止使用，檢查原因。</p><p>　　減速器應定期檢修如發(fā)現膠合或顯著磨損，必須采取有效措施予以制止或排除，備件必須按標準制造。</p><p>　　2.5連軸器的選擇：</p><p>　　聯軸器的類型很多．根據其是否包含彈件元件，可以劃分為剛性聯軸器和彈性聯軸器兩大類。剛性聯軸器根據正常

44、工作時是否允許兩個半聯軸器軸線產生相對位移又分為固定式剛性聯袖器和可移式剛性聯袖器。固定式剛性聯軸器，要求被聯接兩軸軸線嚴格對中，因為它不能補償兩軸的相對位移。其常用類型有夾殼聯軸器和凸緣聯軸器等。可移式剛性聯軸器可以通過兩半聯軸器間的相對運動來補償被聯接兩軸的相對位移。其常用類型有十字滑塊聯軸器、齒輪聯軸器和萬向聯軸器等。</p><p>　　彈性聯軸器包含有彈性元件，不僅具有吸收振動和緩解沖擊的能力，而且能夠

45、通過彈性元件助變形來補償兩軸的相對位移。其常用類型有——彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器和輪胎式聯軸器等。[4]</p><p><b>　　根據以上特點:</b></p><p>　　與電動機相連的聯軸器采用NZ撓性爪型聯軸器,再根據軸徑大小查《機械設計與制造簡明手冊》選用代號為Q\ZB110.2.00型號NZ2 （兩個）。</p><p>

46、　　與滾輪相連的聯軸器采用凸緣連軸器再根據軸徑大小查《機械設計與制造簡明手冊》選用YL8型 （一個）。</p><p>　　兩蝸桿減速器之間采用十字滑塊聯軸器，根據軸徑大小查《機械設計與制造簡明手冊》選用JB\ZQ4384—86 KL型 十字滑塊聯軸器 （兩個）。 </p><p>　　表2—1 聯軸器選擇</p><p>　　2.6滾輪架滾輪的設計（圖附錄1）&

47、lt;/p><p>　　滾輪架的滾輪結構主要有四種類型，其特點和使用范圍見表2-2。</p><p>　　表2—2 滾輪形式選擇</p><p>　　由于滾輪架的額定載荷是4t，所以選用膠輪結構。橡膠輪緣的滾輪常因結構不合理，或橡膠質量不佳或掛膠工藝不完善，使用不久就會發(fā)生擠裂，脫膠而破壞。為此，設計滾輪時，常常在橡膠輪緣兩側開出15度的倒角，以留出承載后橡膠變形的空間

48、，避免擠裂。另外，常在橡膠輪輞與金屬的結合部，將金屬輪面開出多道溝槽，以增加橡膠與金屬的接觸面積，強化結合牢度，避免脫膠。至于橡膠成分和掛膠工藝，在美國是一項專利，國內蘭州石油化工機器廠，將國產橡膠輪緣的坦克支重輪用在焊接滾輪架上，取得了很好的效果，使?jié)L輪壽命延長了許多。</p><p>　　如圖附錄1所示。滾輪直徑為250mm，寬150mm。滾輪邊緣采用橡膠來增大摩擦力。</p><p>

49、;　　2.7軸的結構設計（圖附錄2）</p><p>　　軸主要是用來支承轉動的機械零件，如齒輪、帶輪等，并傳遞運動和動力。根據軸所受載荷的不同，可分為心軸、傳動軸和轉軸三種。</p><p>　　只承受彎距作用的軸稱為心軸。心軸可以是轉動的，如火車的輪軸。也可以是固定的，如自行車的輪軸。傳動軸是只傳遞轉矩的軸。如聯接汽車變速箱與后橋的軸。既承受彎矩又傳遞轉矩的軸稱為轉軸。轉軸是機器中最常

50、見的軸，如齒輪減速箱中的軸均是轉軸。此次設計的軸為轉軸，即承受彎矩又傳遞轉矩。</p><p>　　軸在工作時常受到變應力的作用，其失效形式多為疲勞斷裂。因此軸的材料首先應具有一定的疲勞強度，同時還應滿足工藝性和經濟性方面的要求。鈾的常用材料主要是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼分普通碳素鋼和優(yōu)質碳素鋼。常用的有35，40，45，50號優(yōu)質碳素鋼，其中以45號鋼應用最普遍。與合金鋼相比，碳素鋼價廉，對應力集中的敏感性小。并

51、且經過正火或調質等熱處理后，其綜合機械性能都會有很大改善相提高。本次設計的軸采用45號碳素鋼，并進行調質處理。</p><p>　　軸的結構設計就是要確定軸的合理外形和全部結構尺寸。影響軸結構的因素很多，如軸上載荷的大小、分布及性質，軸上零件的數目、類型、布置及固定方式，軸的加工和裝配方法等。所以在設計時，要根據具體的工作情況，綜合考慮各種影響因素，經濟合理地確定軸的結構。</p><p>

52、;　　如圖附錄2所示，這次設計的軸分三段，中間段與滾輪通過鍵鏈接在一起。左右段各安裝一個滾動軸承。同時左段還與聯軸器通過鍵鏈接在一起。</p><p>　　中間軸段軸徑尺寸為50mm與滾輪的間隙配合采用的優(yōu)先配合，中段軸長150mm，左段軸長138mm，右段軸長58mm。</p><p><b>　　2.8軸承的選用</b></p><p>　

53、　軸承分為滾動軸承，滑動軸承兩類[12]</p><p>　　滑動軸承工作時，軸與軸承之間存在滑動摩擦。其缺點是摩擦損耗較大，使用維護也較復雜。而滑動軸承的優(yōu)點是：</p><p>　　(1)結構簡單，制造、裝拆方便。</p><p>　　(2)具有良好的耐沖擊性和良好的吸振性能，</p><p>　　(3)承載能力大，使用壽命長。</

54、p><p>　　因此滑動軸承在高速、精密機構和低速重載、床、沖壓機械和農業(yè)機械中如高速精密機、沖壓機械和農業(yè)機械中應用較多。</p><p><b>　　圖2-1滾動軸承</b></p><p>　　滾動軸承是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉動零件的。其基本結構如圖2-1所示，它一般是由內圈1、外圈2、滾動體3和保持架4等組成。內圈安裝在軸頸上并一

55、起轉動，外圈安裝在軸承座上。滾動軸承的內、外圈上加工有滾道，當內、外圈相對轉動時，滾動體即在內、外因的滾道中滾動。常用的滾動體有球、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對稱球面滾子等。保持架用于將滾動體彼此分開，以免它們之間相互接觸產生摩擦</p><p>　　與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦阻力小、功耗少、啟動靈活、互換性好等優(yōu)點，因而獲得了廣泛的應用，其缺點是抗沖擊能力差，轉速過高時易出現噪音等。滾動軸承已

56、標準化，并由專業(yè)廠家生產。此次設計的4噸焊接滾輪架，根據軸徑50mm選用圓柱滾子軸承 ，型號2309</p><p>　　2.9軸承端蓋的設計（圖附錄3）</p><p>　　首先，根據軸承座孔（外圈）直徑100mm由《機械設計課程設計》表4—6查得軸承端蓋螺釘直徑為d3=10mm，螺釘數目為4個。</p><p>　　如圖附錄3所示，由《機械設計課程設計》表4—7

57、可知，</p><p>　　D4=D-(10~15mm) 得D4=85mm</p><p>　　D0=D+2.5D3 D0=125</p><p>　　e=1.2d3 e=12 </p><p>　　D2=D0+2.5D3 D2=150</p><p>

58、　　軸承端蓋、軸承透蓋都是按照此尺寸設計。</p><p>　　2.10絲桿的設計（圖附錄4）</p><p>　　所謂絲杠傳動就是由絲杠副聯接相鄰構件而組成的傳動機構。在機械傳動中，絲杠副是較常用的機構之一。</p><p>　　絲杠傳動（或稱螺旋傳動）可以把旋轉運動變成直線運動，也可以把直線運動變成旋轉運動。絲杠傳動即可以傳遞能量或動力，也可以用來傳遞運動或用來

59、調整零件的相互位置。因此，在機床、起重設備、鍛壓機械、測量儀器、船舶等傳動機構中都廣泛的應用了絲杠副。最常見的絲杠副為滑動絲杠副和滾珠絲杠副兩種</p><p>　　滑動絲杠副有以下特點:</p><p>　　1) 結構簡單，制造容易。</p><p>　　由于滑動絲杠副為一般的絲杠、螺母所組成故其結構簡單。制造容易</p><p><

60、b>　　2）減速傳動比大</b></p><p>　　由于當絲杠轉過一圈時，螺母只移動一個導程，而導程可以做的很小。因此可以做到很大的減速比</p><p>　　3）運轉平穩(wěn) 由于絲杠與螺母的嚙合是連續(xù)的而且同時嚙合的圈數較多．所以其運轉平穩(wěn)、無噪聲。但低速或微調時可能出現爬行。</p><p><b>　　滑動絲杠副的材料</b&

61、gt;</p><p>　　由于以上原因，本次設計采用滑動絲杠來調節(jié)滾輪之間的中心距以適應不同直徑的筒體工件的焊接要求。</p><p>　　根據絲杠副工作時的受力特點，絲杠和螺母的材料應具有足夠的強度、耐磨性和良好切削加工性能。對于精密傳動的絲扛．還要求在熱處理后有較好的尺寸穩(wěn)定件。一般的滑動絲杠選用35、45、50號等中碳鋼并經調質處理。此次設計采用經調質處理的45號中碳鋼做為絲杠的材

62、料。</p><p>　　如圖附錄4所示，螺母的螺紋分兩段設計，左段螺紋左旋，右段螺紋右旋。這樣才可以保證調節(jié)滾輪間距的功能。對螺紋的技術要求是：</p><p>　　初車螺紋后，時效處理。 一個螺距誤差不大于0.025，螺距最大積累誤差：在<25時，不大于0.035，在<100時不大于0.05.</p><p><b>　　2.11鍵的設計

63、</b></p><p>　　鍵的鏈接采用普通平鍵聯接，這種鍵應用最廣，普通平鍵按照鍵的端部形狀分為</p><p>　　圓頭、方頭、和單圓頭三種。</p><p>　　本次設計采用圓頭鍵，尺寸參考了《機械設計基礎》表2—5。</p><p>　　2.12機架的設計（圖附錄5）</p><p>　　機架零件

64、支撐著機器中的全部零件，保證組成機器的各零件處于正確的工作位置，承受各零件的作用力，并傳遞到基礎上。</p><p>　　每臺機器都有各自的特殊功能，因而，為滿足這些特殊要求，機架零件具有各自的結構形狀。常見的機架結構形狀可以分為以下幾類機座類，如各種機床的機身；底座類，如由電動機、減速器和卷筒組成的電動絞車的底座；箱體類，如速器的機體。</p><p>　　由于機架零件形狀復雜，一般多采

65、用鑄件。鑄鐵因具有鑄造性能好、價廉、吸收振動能力強及剛度高等特點，在機架零件中應用最廣。受載情況嚴重的機架零件，可用鑄鋼。</p><p>　　對于結構簡單、生產批量不大的大中型機架，常用由型鋼和鋼板焊接成的焊接件。它質量小，生產工期短，不同部件可用不同牌號的鋼材。焊接的機架零件質量比鑄造的可減輕40％左右。為提高強度和剛度在接頭處常焊以加強板和加強筋。為減少機械加工，應在機架上安裝各部件的支承面處焊有鋼板，以便

66、區(qū)分加工面。焊后應熱處理消除內應力。</p><p>　　由于結構簡單，生產批量不大，所以4噸焊接滾輪架的機架部分采用工字鋼和鋼板焊接而成。</p><p>　　如圖附錄5所示，支撐滾輪的機架可以在底座機架之上滑動，滾輪機架兩端與工字鋼兩端非固定式結合，結合方式見圖。兩部分的機架由絲杠鏈接完成滾輪之間間距的調節(jié)。滾輪機架架在兩根10號工字鋼之上。這兩根工字鋼是由與其垂直的10號工字鋼相連的

67、。鏈接方式采用焊接。左邊蝸桿減速器也是架在兩根10號工字鋼之上，這兩部分是由一塊鋼板經過焊接相連的。右邊的蝸桿減速器直接安放在鋼板之上。電動機安裝在兩根14號工字鋼之上。14號工字鋼和電動機之間墊了兩塊鋼板以保證其位置的正確性。</p><p><b>　　2.13表面粗糙度</b></p><p>　　零件表面經機械加工后，由于機床、刀具的振動，切屑分離時產生的塑性

68、變形以及刀痕等原因，零件的表面不可能是一個理想的光滑表面，經放大后可看出表面仍然是高低不平，這種加工表面具有較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為表面粗糙度。</p><p>　　在規(guī)定表面粗糙度參數的允許值時，應考慮如下原則：</p><p>　　1)在滿足零件功能和外觀要求的前提下，盡量取大的粗糙度參數值。</p><p>　　2)同一零件上，工作表面的粗

69、糙度值應小于非工作表面。</p><p>　　3)摩擦表面的粗糙度值應小于非摩擦表面；滾動摩擦表面的粗糙度值應小于滑動摩擦表面；運動速度高、單位壓力大的摩擦表面的粗糙度值應小于運動速度低、單位壓力小的摩擦表面。</p><p>　　4)對承受變動載荷的零件表面，以及最容易產生應力集中的部位，例如零件的團角、溝槽處，粗糙度值應較小。</p><p>　　5)配合性質要

70、求高的結合面、密封面以及要求聯接可靠、受重載的過盈配合表面和配合間隙小的間隙配合都應方小的粗糙度值。</p><p>　　6)同一公差等級的零件，小尺寸比大尺寸、軸比孔的租糙度值要求小。</p><p>　　7)要求耐腐蝕的零件表面，粗糙度值應較小。</p><p>　　8)表面粗糧度要求應與尺寸及形狀公差相協(xié)調，一般來說，尺寸及形狀公差要求較高時，粗糙度值應較小。

71、[3]</p><p>　　根據以上原則標注了個零件的表面粗糙度，在機架上采用了12.5的表面粗糙度。</p><p>　　除此之外，在設計過程中還要處理好公差配合的問題，加工出來的焊接滾輪架才能正常平穩(wěn)的運行。</p><p>　　2.14驅動圓周力與摩擦阻力的計算</p><p>　　圖 2-2焊接滾輪架受力圖</p>&l

72、t;p>　　1-焊件 2-主動滾輪 3-從動滾輪</p><p>　　當重量G=4T，其偏心距為e=0的焊件1靜置在主從滾輪座上時，則主從動滾輪上的支反力相等，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中： ————中心角</p><p>　　D ————-焊件直徑</p

73、><p>　　Dr ————滾輪直徑</p><p>　　L ————主，從動滾輪之間的橫向距離</p><p>　　當偏心距時滾輪切向摩擦力</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：-------中心角</p><p>　　b-------

74、與滾輪幾何尺寸和材料有關的系數</p><p><b>　　其中</b></p><p><b>　　(2-3)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Dr————滾輪直徑</p><p><b>　　————

75、滾輪直徑</b></p><p>　　f ———— 滾輪與滾輪軸摩擦因數（滾動軸承f=0.02）</p><p>　　u ———— 滾輪與焊件表面之間的摩擦因數（鋼輪為=0.6~0.8，橡膠輪為=2.5~3.5）。這里取=3.5</p><p>　　2.15滾輪支反力的計算</p><p>　　架在滾輪座上的簡體轉動時，驅動圓周力

76、Fl和反力F2將使支反力Ff1、Ff2發(fā)生變化。實際上，焊件只有按圖所示位置逆時針轉動時，因Fl、F2力的方向向下，才使Ff1、Ff2數值增大，且增大的份額往往超過因角增加或者摩擦因數 增加而增大的份額。如果焊件順時針轉動，則F1、F2方向向上，、的數值減小。所以,計算滾輪最大支反力時，應以圖2-2所示的焊件重心位置和轉向為準進行計算。[1]</p><p><b>　　經公式推導得：</b&g

77、t;</p><p>　　(2-4) (2-5)</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　經過數據代入計算 ：可以得出 </p><p>　　2.16驅動圓周力與支反力的分析及中心角的確定</p><p>　　圖2-3Kf與的關系曲線&

78、lt;/p><p>　　1—圓錐滾子軸承 2—滑動軸承</p><p>　　圖2-3是單位焊接重量圓周力與中心角的關系曲線。兩條曲線都是用滾輪直徑=410mm，滾輪軸徑=70mm的標準組合式滾輪架按單位焊接重量圓周力、支反力與中心角的關系作出的，但曲線1所用為圓錐滾子軸承，軸承的誘導摩擦因數f=0.02，滾輪處的滾動摩擦因數=3mm；曲線2所用為滾動軸承，f=0.1，=3mm。圓周力F1是根

79、據公式算出的，所以該曲線反應的是e=0時角對應的最大值[1]</p><p>　　圖2-4Kf與的關系曲線</p><p>　　圖2-4是單位焊件重量支反力與中心角的關系曲線，關系曲線的建立條件與圖2-3相同。滾輪作用在焊件上的支反力是根據：公式2-6算出的，所以該曲線反映的是e＝0時角對應的最大值。</p><p>　　分析圖2-3和圖2-4可得出如下結論：<

80、;/p><p>　　1)當G一定時，在＝20°~70°范圍內，支反力和驅動圓周力的變化較小。對滾動軸承，圓周力F1約等于0.01G；對滑動軸承，F1約等于0.02G；支反力 (0．5—0．6)G。即滾輪軸承無論采用滾動的或是滑動的，都對Ff值影響不大，但對Fl值的影響較大。</p><p>　　2)當由70°增至130時，主動滾輪的驅動圓周力將增加1倍。對滾動軸承

81、，F1≈0.02G，對滑動軸承，F1≈G；支反力也增加了1倍，1．2G。</p><p>　　3)當＞130°時，支反力和驅動圓周力急劇增大，在160°~165°時達到崩潰值，因此角的許用上限應小于130°，一般不超過120°</p><p>　　4)在同一值的情況下，若將滾輪軸上的滾動軸承改為滑動軸承，則驅動圓周力將增加一倍，但支反力變化

82、不大</p><p>　　因此，從降低能耗、節(jié)省運行費用的角度出發(fā)，應設計或選用滾輪軸承為滾動軸承的焊接滾輪架。另外，中心角的使用上限應不大于120°。</p><p>　　中心角的使用下限，主要受焊件靜載穩(wěn)定性的制約。如圖3—4所示，當角給定后，偏心距只有滿足</p><p>　　圖3—3 防焊件從滾輪架上傾覆的分析用途</p><p

83、><b>　　(2-7) </b></p><p>　　式中： e———— 偏心距D————工件直徑 ———— 中心角</p><p>　　焊件才不致從滾輪架上掉下而破壞其穩(wěn)定性。</p><p>　　實際應用中，為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性并保證焊件能夠平穩(wěn)地轉動，通常中心角應不小于40°，在偏心距等于零時，也應采用

84、此值。</p><p>　　由表2-3可知本次設計的4000kg滾輪架選取滾輪直徑為250mm，則筒體工件的直徑范圍為250~~1600mm,當中心角的>130時支反力和圓周力急劇增大，相反，當角太小時，滾輪架上的筒體焊件放置有可能不穩(wěn)定。因此在實際應用中為使焊件在滾輪架上獲得可靠的穩(wěn)定性，并保證焊件可以平穩(wěn)的轉動應小于40度我國制定的焊接滾輪架行業(yè)標準（ZBJ/T33003-1990）中規(guī)定中心角應在45

85、度到110度之間。</p><p>　　表2-3 滾輪直徑選擇</p><p>　　由中心角應在45度到110度之間。工件直徑在250mm~1600mm之間，經過三角函數的關系得出：</p><p>　　當工件直徑為250mm時，兩滾輪間距在191.34mm~409mm之間適合。</p><p>　　當工件直徑為1600mm時，兩滾輪間距在

86、706mm~1514mm之間適合。</p><p>　　因此兩滾輪間距的調節(jié)范圍選定為：255mm~800mm之間。</p><p>　　在計算是選取角的最大允許值</p><p>　　2.17滾輪軸上的載荷與驅動功率的計算</p><p>　　當已知滾輪架上的驅動圓周力和支反力后，每個滾輪和軸徑上的計算載荷為</p><

87、p>　?。?-8） </p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中 ——作用在一個主動輪上的載荷</p><p>　　——作用在一個從動輪上的載荷</p><p>　　——同一列上的滾輪座數量</p><p>　　——載荷作用不均勻系數，當=2時，=1

88、.當 時，=1.2～1.3</p><p><b>　　==17905</b></p><p>　　對獨立驅動的主動滾輪，每一輪軸的扭矩</p><p><b>　　（2-10）</b></p><p>　　式中： ————輪軸的扭矩</p><p>　　————滾輪切向摩

89、擦力</p><p><b>　　————滾輪直徑</b></p><p>　　————滾輪與滾輪軸摩擦因數</p><p>　　————主動滾輪上的支反力</p><p>　　————荷載作用不均勻系數，當=2是，</p><p>　　————同一列上滾輪座數量</p><p

90、><b>　　經計算：</b></p><p>　　焊接滾輪架的電動機驅動功率：</p><p>　　式中：N————每個主動滾輪電動機驅動功率</p><p>　　————主動滾輪軸的傳遞轉矩（N*m）</p><p>　　n————主動滾輪的轉速，即許用最高轉速（r/min）</p><p&

91、gt;　　————傳動機構總效率</p><p>　　其中：由于我國在1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標準（ZBJ/T33003-1990）中規(guī)定：主動滾輪的圓周速度應在6－60m/h范圍內無級可調。主動滾輪按最大線速度進行計算：</p><p><b>　　主動滾輪轉速 </b></p><p><b>　　(2-11)</

92、b></p><p>　　式中： n————主動滾輪的轉速</p><p><b>　　R————滾輪直徑</b></p><p>　　經計算：n=3.24（r/min）</p><p><b>　　所以</b></p><p>　　2.18附著力的驗算</p&

93、gt;<p>　　為了保證焊件在主動滾輪上不打滑，焊件在滾輪上的附著力應滿足</p><p>　　式中 ——焊件在滾輪上的附著系數，即滑動摩擦因數，對于橡膠輪，=0.3～0.4</p><p><b>　　=6.8</b></p><p>　　2.19軸承壽命計算</p><p>　　軸承預期壽命的選擇如

94、表2-4所示：</p><p>　　表2-4軸承預期壽命參考</p><p>　　因為是4T焊接滾輪架，設滾輪架上工件為4T進行計算。</p><p><b>　　當量動載荷:</b></p><p><b>　　(2-12)</b></p><p><b>　　式

95、中：</b></p><p><b>　　P — 當量載荷</b></p><p>　　— 動載荷系數（查《機械設計基礎》表14—9可知，平穩(wěn)或有輕微沖擊時，為1.0-1.2。選擇=1.2進行設計）</p><p><b>　　R — 徑向荷載</b></p><p><b>

96、;　　A — 軸向荷載</b></p><p>　　X — 徑向荷載系數（查《機械設計基礎》表14—10可知X=1）</p><p>　　Y — 軸向荷載系數</p><p>　　因為采用的是圓柱滾子軸承，軸向力為0.</p><p><b>　　軸承壽命為：</b></p><p>

97、<b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—— 以小時計算的軸承基本額定壽命</p><p>　　n —— 軸承轉速（根據公式3—6， n=1.27）</p><p>　　C —— 基本額定動載荷（查《機械設計課程設計》表8—142知C

98、=64.9kN）</p><p>　　P —— 當量動載荷</p><p>　　—— 壽命指數（對滾子軸承=10/3）</p><p><b>　　經計算：</b></p><p>　　=52437h>14000~30000h</p><p><b>　　每六年需更換</

99、b></p><p>　　2.20軸承的強度計算</p><p>　　為限制滾動軸承在靜載荷或沖擊載荷作用下產生過大的塑性變形，應進行靜強度計算。</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p>　　式中：R、A——軸承所受的徑向載荷和軸向載荷，</p><p>　　X0、

100、Y0 ——計算當量靜載荷時的徑向載荷系數和軸向載荷系數。</p><p>　?。ú椤稒C械設計課程設計》表14-10知X0=1，Y0=0）</p><p>　　經計算P0=35785.3N</p><p><b>　　當量靜載荷應滿足：</b></p><p><b>　　(2-15)</b><

101、/p><p>　　式中：P0——當量靜載荷</p><p>　　C0——基本額定靜載荷（查簡明機械設計手冊表15-20知，C0=42770N)</p><p>　　S0——靜載荷安全系數(查機械設計基礎表14-12知，S0=0.9）</p><p>　　經計算=36524.8，P0=35785.3，軸承強度滿足要求</p><

102、p>　　2.21電動機的選型</p><p>　　為了滿足工藝過程的要求，一般生產機械的運動速度比較低，而電動機多數具有較高的速度，因此電動機不能與生產機械直接連接，而需要在兩者之間加裝減速傳動機構。上面2.17計算出的電動機功率為0.18kw，但根據目前廠家生產的4000kg滾輪架的實際產品。電動機功率應進行放大。這是因為滾輪或工件不能做到絕對的平滑，尤其是許多筒狀工件都有橫向焊縫，當橫向焊縫通過滾輪是會

103、產生很大的附加力矩?？紤]上訴因素功率應留足夠余量才能使?jié)L輪架穩(wěn)定工作。另外1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標準（ZBJ/T33003-1990）中規(guī)定了不同噸位的焊接滾輪架的電動機最小功率見表2-5。</p><p>　　表2-5 電動機功率</p><p>　　根據上訴情況電動機功率應放大數倍，電動機功率選定為：</p><p>　　型號：JO2-214<

104、/p><p>　　功率：P=1.1KW </p><p>　　轉速：N=1500r/min</p><p><b>　　根據公式</b></p><p><b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　式中：</b></p>&l

105、t;p><b>　　i—————傳動比</b></p><p>　　—————電動機轉速</p><p>　　—————主動滾輪轉速</p><p>　　根據總傳動比i=793決定選用兩臺蝸桿減速器進行減速。傳動比分別選用30，25</p><p>　　2.22普通圓柱蝸桿傳動的主要參數及幾何尺寸計算</p&

106、gt;<p>　　2.22.1模數m和壓力角a</p><p>　　蝸桿和蝸輪嚙合時，在中間平面上，蝸桿的軸向模數、壓力角與蝸輪的端面模數、壓力角相等，即，ZA蝸桿的軸向壓力角a為標準值，其余三種(ZN、ZI、ZK)蝸桿的法向壓力角a一為標準值，蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關系為：</p><p><b>　?。?-17）</b></p>

107、<p><b>　　式中：Y為導程角。</b></p><p>　　2.22.1蝸桿的分度圓直徑</p><p>　　在蝸桿傳動中，為了保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合，常用與蝸桿具有同樣尺寸的蝸輪滾刀來加工與其配對的蝸輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就得有一種對應的蝸輪滾刀。對于同一模數，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對每一模數就要配備很多蝸輪滾刀。顯然，這樣

108、很不經濟。為了限制蝸輪的數目及便于滾刀的標準化，就對每一標準，模數規(guī)定了一定數量的蝸桿分度圓直徑dl，而把比值q：稱為蝸桿的直徑系數。d與q已有標準值，常用的標準模數m和蝸桿分度圓直徑d1及直徑系數q見《機械設計》(西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室)表1 l--2。如果采用非標準滾刀或飛刀切制蝸輪，dl與q值可不受標準的限制。</p><p>　　2.22.3蝸桿頭數</p><p>

109、　　蝸桿頭數z1可根據要求的傳動比和效率來選定。單頭蝸桿傳動的傳動比可</p><p>　　以較大，但效率較低。如果要提高效率，應增加蝸桿的頭數。但蝸桿的頭數過</p><p>　　多，又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數取為l、2、4、6。</p><p>　　2.22.4導程角Y</p><p>　　蝸桿的直徑系數和蝸桿頭數選定之后，蝸

110、桿分度圓梓上的導程角也就確定了。</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　式中：p為蝸桿軸向齒距</p><p>　　2.22.5傳動比i和齒數比u</p><p>　　傳動比i= （2-19）</p>

111、<p>　　式中：、分別為蝸桿和蝸輪的轉速，單位為r/min。</p><p>　　齒數比u=Z2/Z1</p><p>　　式中：z2為蝸輪的齒數為 1 7．</p><p>　　當蝸桿為主動時，i=n1/n2=z2/z1=u=50</p><p>　　2.22.6蝸輪齒數</p><p>　　蝸

112、輪齒數z：主要是根據傳動比來確定。應注意：為了避免滾刀切制蝸輪時產生根切與干涉，理論上應使Z2min≥17，但當z2小于26時，嚙合區(qū)要顯著減小，將影響傳動的平穩(wěn)性，而在z2≥30時，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定z2>28，對于動力傳動，一般z2≤80，這是因為當蝸輪直徑一定時，z2越大，模數越小，將使輪齒的彎曲強度削弱，當不變時，蝸輪的尺寸將要增大，使相嚙合的蝸桿支承間距加長，這將降低蝸桿的彎曲剛度，容易產生撓曲

113、，而影響正常工作，根據蝸輪減速器所分配的傳動比i=50，查表11．1得zl=l，z2=50。</p><p>　　2.22．7蝸桿傳動的標準中心距a</p><p>　　(1)根據GB＼T 10085．1988的推薦，采用漸開線蝸桿(z1)。這種蝸桿的端面齒廓為漸開線，所以它相當于一個少齒數(齒數等于蝸桿頭數)、大螺旋角的漸開線圓柱斜齒輪。這種蝸桿可以在專用機床上加工。</p>

114、<p>　　(2)根據庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中速，故蝸桿選用45號鋼，因傳遞效率高，耐磨性好些，故蝸桿螺旋面要求淬火，硬度為45～55t-IRC，蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSnl0Pl，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵}IT200制造,在校核齒根彎曲疲勞強度，有公式 </p><p>　　按z=l，估取效率rl=0．7，則</

115、p><p>　?。?)確定載荷系數K</p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數K B=l，由表11．5選取工作情況系數鼬=1，轉速不高，沖擊不大，由圖10．8可取動載系數KFl．0l(《機械設計》)。</p><p>　　則K=K B·KA·KV×1．01×l=1．0l</p><p>　

116、?。?)確定彈性影響系數Ze</p><p>　　因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，查表10．6，故z=160MPa</p><p>　　（5)確定接觸系數面</p><p>　　先假設蝸桿分度圓直徑dl和傳動中心距的比值d1／a=0．35，從《機械設計》圖11．18中可奮得Z，=2．9。</p><p>　　（6)確定許用接觸應力<

117、;/p><p>　　根據蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSnl0Pl，金屬模制造，蝸桿硬度>45HRC，可從《機械設汁》表1l一7中查得蝸輪的基本許用應力</p><p>　　本蝸輪減速器的壽命要求為L^=12000h，應力循環(huán)次數</p><p>　　N=60×l×30×12000=2．16×1000000</p>