减速器论文

目录1.绪论...........................................................41.1减速器现状.....................................................41.2课题研究的内容及拟采取的技术、方法.................................42.弹簧...........................................................62.1弹簧概述.......................................................62.2簧丝力学计算...................................................93.弹簧卷制机....................................................103.1减速器的作用..................................................103.2减速器的种类..................................................103.3蜗轮蜗杆传动..................................................113.4主要参数及选择.................................................124.蜗轮蜗杆传动..................................................204.1蜗杆传动的失效形式、设计准则及常用材料............................204.2蜗杆传动的受力分析.............................................214.3蜗杆传动强度计算...............................................224.4蜗杆的刚度计算.................................................264.5普通圆柱蜗杆传动的精度等级及其选择................................265.卷制机的附件描述..............................................275.1选择电动机....................................................275.2离合器的选择..................................................275.3芯轴的设计....................................................28宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计6．设计思路.....................................................297.结论..........................................................318.参考文献......................................................329.谢辞..........................................................33宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计摘要概要：本文通过对弹簧卷制机即单级蜗杆减速器的结构形状进行分析，得出总体方案。主要针对实际生产中客户对弹簧的使用要求而做出的弹簧卷制机设计，面向的对象是非标准、小批量、小规模的手工加工。关键词：弹簧；减速器；蜗轮蜗杆Abstract:Inthispaper,theauthoranalysisthespringrollingmachine,namedsingle-stagewormreducer,includingitsshapeandthestructureofthereducer.Thenwritergettheoverallplan.Theplanmainlyfacedtothecustomerswhorequestactualspringproduction;thekindofthespringrollingmachinedesignistheobject-oriented,non-standard,low-volume,small-scalemanualprocessing.Keywords:spring;reducer;wormgear宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计1.绪论弹簧广泛应用于机械、仪表、电器、交通运输工具以及日常生活器具等，所以它是一个影响面比较大的基础零件。今年来，国内外在弹簧的研究和生产技术方面都有很大的发展，本文就生产实际中的弹簧卷制过程以及弹簧卷制机的设计计算；弹簧应用广泛、类型繁多，随着科学技术的发展和要求，新的类型不断出现。本文就实际生活多应用较多的圆柱螺旋弹簧及其卷制机的设计做出计算，面向的是小批量，间歇的工作方式，主要针对ф1-ф4的簧丝，以满足客户的使用要求为主。1.1减速器现状1.1.1国内的发展概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。1.1.2国外发展概况国外的减速器，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传动为主，体积和重量问题，也未解决好。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。1.2课题研究的内容及拟采取的技术、方法本设计是弹簧卷制机的设计，设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。本设计通过用三维实体造型软件SolidWorks来对弹簧卷制机进行实体造型。更加清晰宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计的向大家展示作者的设计思路及其思考问题的方式方法。宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计2.弹簧弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛用于机器、仪表中。按形状分，主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧等。其主要功能有：①控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等。②吸收振动和冲击能量，如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等。③储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧、枪械中的弹簧等。④用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。按受力性质，弹簧可分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧，按形状可分为碟形弹簧、环形弹簧、板弹簧、螺旋弹簧、截锥涡卷弹簧以及扭杆弹簧等。普通圆柱弹簧由于制造简单，且可根据受载情况制成各种型式，结构简单，故应用最广。弹簧的制造材料一般来说应具有高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性及良好的热处理性能等，常用的有碳素弹簧钢、合金弹簧钢、不锈弹簧钢以及铜合金、镍合金和橡胶等。弹簧的制造方法有冷卷法和热卷法。弹簧丝直径小于8毫米的一般用冷卷法，大于8毫米的用热卷法。有些弹簧在制成后还要进行强压或喷丸处理，可提高弹簧的承载能力。2.1弹簧概述弹簧是机械和电子行业中广泛使用的一种弹性元件，弹簧在受载时能产生较大的弹性变形，把机械功或动能转化为变形能，而卸载后弹簧的变形消失并回复原状，将变形能转化为机械功或动能。1.弹簧的主要功用有：①测力，如弹簧秤和测量计的弹簧等；②控制运动，如离合器、制动器和阀门控制弹簧；③减振和缓冲，如缓冲器、减振器的弹簧等；④储能或输能，如钟表、仪表和自动控制机构上的弹簧等。2．弹簧的类型：弹簧的类型很多，常见的有压缩弹簧、拉伸弹簧、扭转弹簧和金属线成型等。（1）压力弹簧：宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计压力弹簧的设计数据，除弹簧尺寸外，更需要计算出最大负荷及变位尺寸的负荷；弹簧常数：以k表示，当弹簧被压缩时，每增加1mm距离的负荷(kgf/mm)；弹簧常数公式（单位：kgf/mm）：K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）G=线材的钢性模数：琴钢丝G=8000；不锈钢丝G=7300；磷青铜线G=4500；黄铜线G=3500d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数Nc=有效圈数=N-2弹簧常数计算范例:线径=2.0mm,外径=22mm,总圈数=5.5圈,钢丝材质=琴钢丝K=(G×ｄ４)／（８×Ｄｍ３×Ｎｃ）＝（８０００×２４）／（８×２０３×３．５）＝０．５７１ｋｇｆ／ｍｍ（2）拉力弹簧：拉力弹簧的k值与压力弹簧的计算公式相同。拉力弹簧的初张力：初张力等于适足拉开互相紧贴的弹簧并圈所需的力，初张力在弹簧卷制成形后发生。拉力弹簧在制作时，因钢丝材质、线径、弹簧指数、静电、润滑油脂、热处理、电镀等不同，使得每个拉力弹簧初始拉力产生不平均的现象。所以安装各规格的拉力弹簧时，应预拉至各并圈之间稍为分开一些间距所需的力称为初张力。初张力=P-（k×F1）=最大负荷-（弹簧常数×拉伸长度）（3）扭力弹簧：弹簧常数：以k表示,当弹簧被扭转时，每增加1°扭转角的负荷(kgf/mm).弹簧常数公式（单位：kgf/mm）:K=(Ｅ×ｄ４)／（１１６７×Ｄｍ×ｐ×Ｎ×Ｒ）E=线材之钢性模数：琴钢丝E=21000,不锈钢丝E=19400,磷青铜线E=11200,黄铜线E=11200d=线径Do=OD=外径Di=ID=内径Dm=MD=中径=Do-dN=总圈数R=负荷作用的力臂p=3.1416宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计3.弹簧各部分名称及尺寸关系:（1）谈弹簧丝直径d:制造弹簧的钢丝直径。（2）弹簧外径D:弹簧的最大外径。（3）弹簧内径D1：弹簧的最小外径。（4）弹簧中径D2：弹簧的平均直径。它们的计算公式为：D2＝（D＋D1）÷2＝D1＋d＝D－d（5）t:除支撑圈外，弹簧相邻两圈对应点在中径上的轴向距离成为节距，用t表示。（6）有效圈数n:弹簧能保持相同节距的圈数。（7）支撑圈数n2：为了使弹簧在工作时受力均匀，保证轴线垂直端面、制造时，常将弹簧两端并紧。并紧的圈数仅起支撑作用，称为支撑圈。一般有1.5T、2T、2.5T，常用的是2T。（8）总圈数n1:有效圈数与支撑圈的和。即n1=n+n2.（9）自由高H0:弹簧在未受外力作用下的高度。由下式计算：H0=nt+(n2-0.5)d=nt+1.5d(n2=2时)（10）弹簧展开长度L：绕制弹簧时所需钢丝的长度。L≈n1(ЛD2)2+n2(压簧)L=ЛD2n+钩部展开长度（拉簧）（11）螺旋方向：有左右旋之分，常用右旋，图纸没注明的一般用右旋。4．弹簧的规定画法：（1）在平行螺旋弹簧线的视图上，各圈的轮廓线画成直线。宁夏大学机械工程学院2008届毕业设计（2）有效圈数在4圈以上的弹簧，可只画出其两端1～2圈（不含支撑圈）。中间用通过弹簧钢丝中心的点画线连起来。（3）在图样上，当弹簧的旋向不作规定时，螺旋弹簧一律画成右旋，左旋弹簧也画成右旋，但要注明“左”字。2.2簧丝力学计算针对客户需要，我们所选用的是碳素弹簧钢丝（B级GB4357）,抗拉强度b=1320MPa，根据材料力学弯