蜗轮轴的设计与加工
目录
引言 1
一、工作条件 2
二、蜗轮轴的材料选择 2
三、估算轴的最小直径 3
四、轴的结构设计 3
（一）联轴器类型和规格的选择 3
（二）轴上零件位置和固定方式的确定 4
（三）各段轴直径的确定 4
（四）各段轴长度的确定 6
五、轴的强度校核 7
（一）抗扭强度校核 7
（二）弯扭组合强度校核 8
（三）键的强度校核 8
六、绘制零件图 8
七、加工工艺分析 9
（一）图纸分析 9
（二）工艺路线的制定 10
（三）选用加工设备 10
（四）刀具和切削用量的选用 10
（五）制作工艺卡 11
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成，是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可以为任意值，常用的为90?。这种传动由于结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定条件下具有自锁性等优点，广泛应用于工业中。
蜗轮轴是蜗杆传动组成部分之一，它支撑蜗轮，传递蜗轮的运动和动力，同时保证轴上所有零件有确定的轴向工作位置，因此蜗轮轴需要承受很强的扭矩和转矩，容易变形或损坏，影响蜗轮蜗杆传动的工作效率。
本课题将根据蜗轮轴具体的工作条件，考虑各方面因素，确定出材料合理，结构科学，尺寸合适的蜗轮轴设计方案，提高工作效率。
一、工作条件
图1-1为蜗杆传动传动图。蜗杆传动中蜗轮轴的传递功率为P=2.97kW，蜗轮大齿轮的转速为n=40 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
r/min，大齿轮分度圆直径d=226.8 mm，压力角α=20?，轮毂宽为b=85mm，蜗轮轴孔直径D=67mm，蜗轮单向转动，轴承采用6200型。
1-蜗杆
2-蜗轮
图1-1 蜗杆蜗轮传动图
二、蜗轮轴的材料选择
蜗轮轴工作时主要承受蜗轮工作带来的玩具和扭矩，是交变应力作用，疲劳破坏是起主要的失效形式。所以在选择材料时，材料的强度、刚度、耐腐蚀性、耐磨性等方面都要满足要求，并且要有很低的应力集中敏感度。当然，是否易于加工和经济性也是必须考虑的。
轴的毛坯多采用轧制圆钢和锻件，常用材料及力学性能如表2-1所示。
图2-1 轴的数控加工刀具卡片1
材料牌号
热处理
毛坯直径
/mm
硬度/HBW
抗拉强度极限σb
拉伸屈服极限σs
弯曲疲劳极限σ-1
剪切疲劳极限τ-1
许用弯曲应力[σ-1]
备注
MPa
45
正火
≤100
170～217
590
295
255
140
55
应力集中敏感性低，热处理后可改变综合力学性能，应用最广泛
回火
>100～300
162～217
570
285
245
135
调质
≤200
217～225
640
355
275
155
60
40Cr
调质
≤100
241～286
735
540
355
200
70
用于载荷较大而无很大冲击的重要轴
>100～300
685
490
335
185
40CrNi
调质
≤100
270～300
900
785
440
280
75
用于很重要的轴
>100～300
240～270
785
570
370
210
38SiMnMo
调质
≤100
229～286
735
590
365
210
70
用于重要的轴，性能接近40CrNi
38SiMnMo
调质
>100～300
217～269
685
540
345
195
38CrMoAl
调质
≤160
293～321
930
785
440
280
75
用于要求较高的耐腐蚀性、高强度且热处理变形很小的轴
>60～100
277～302
835
685
410
270
>100～160
241～277
785
590
375
220
20Cr
渗碳
490
转轴是蜗杆传动的低速轴，动力输出端和联轴器相接，考虑到结构要求，输出端轴颈最小。又轴的直径计算公式为d≥A,查表3-1可知A=105。故
通过估算已知最小轴径dmin=45mm，取d=48mm，查表4-1可确定联轴器定位轴肩高hmin=3.5mm，故选择E段轴直径为55mm；按优先数系制定的轴头标准直径，选择安装两滚动轴承的A、D段轴颈直径为60mm。查表4-2，表4-3，表4-4，根据已知条件选择6212型轴承。查机械制图附表4，按滚动轴承内径的标准系列要求，可以确定B段直径和套筒外径为取72mm，圆角r=1.5mm；与齿轮相配的C段轴头直径取齿轮轴孔的直径67mm；又查表4-1可知定位轴环h=5mm，轴环直径为77mm。其余圆角均为1.5mm。
引言 1
一、工作条件 2
二、蜗轮轴的材料选择 2
三、估算轴的最小直径 3
四、轴的结构设计 3
（一）联轴器类型和规格的选择 3
（二）轴上零件位置和固定方式的确定 4
（三）各段轴直径的确定 4
（四）各段轴长度的确定 6
五、轴的强度校核 7
（一）抗扭强度校核 7
（二）弯扭组合强度校核 8
（三）键的强度校核 8
六、绘制零件图 8
七、加工工艺分析 9
（一）图纸分析 9
（二）工艺路线的制定 10
（三）选用加工设备 10
（四）刀具和切削用量的选用 10
（五）制作工艺卡 11
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
蜗杆传动是由蜗杆和蜗轮组成，是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种传动，两轴线间的夹角可以为任意值，常用的为90?。这种传动由于结构紧凑、传动比大、传动平稳以及在一定条件下具有自锁性等优点，广泛应用于工业中。
蜗轮轴是蜗杆传动组成部分之一，它支撑蜗轮，传递蜗轮的运动和动力，同时保证轴上所有零件有确定的轴向工作位置，因此蜗轮轴需要承受很强的扭矩和转矩，容易变形或损坏，影响蜗轮蜗杆传动的工作效率。
本课题将根据蜗轮轴具体的工作条件，考虑各方面因素，确定出材料合理，结构科学，尺寸合适的蜗轮轴设计方案，提高工作效率。
一、工作条件
图1-1为蜗杆传动传动图。蜗杆传动中蜗轮轴的传递功率为P=2.97kW，蜗轮大齿轮的转速为n=40 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
r/min，大齿轮分度圆直径d=226.8 mm，压力角α=20?，轮毂宽为b=85mm，蜗轮轴孔直径D=67mm，蜗轮单向转动，轴承采用6200型。
1-蜗杆
2-蜗轮
图1-1 蜗杆蜗轮传动图
二、蜗轮轴的材料选择
蜗轮轴工作时主要承受蜗轮工作带来的玩具和扭矩，是交变应力作用，疲劳破坏是起主要的失效形式。所以在选择材料时，材料的强度、刚度、耐腐蚀性、耐磨性等方面都要满足要求，并且要有很低的应力集中敏感度。当然，是否易于加工和经济性也是必须考虑的。
轴的毛坯多采用轧制圆钢和锻件，常用材料及力学性能如表2-1所示。
图2-1 轴的数控加工刀具卡片1
材料牌号
热处理
毛坯直径
/mm
硬度/HBW
抗拉强度极限σb
拉伸屈服极限σs
弯曲疲劳极限σ-1
剪切疲劳极限τ-1
许用弯曲应力[σ-1]
备注
MPa
45
正火
≤100
170～217
590
295
255
140
55
应力集中敏感性低，热处理后可改变综合力学性能，应用最广泛
回火
>100～300
162～217
570
285
245
135
调质
≤200
217～225
640
355
275
155
60
40Cr
调质
≤100
241～286
735
540
355
200
70
用于载荷较大而无很大冲击的重要轴
>100～300
685
490
335
185
40CrNi
调质
≤100
270～300
900
785
440
280
75
用于很重要的轴
>100～300
240～270
785
570
370
210
38SiMnMo
调质
≤100
229～286
735
590
365
210
70
用于重要的轴，性能接近40CrNi
38SiMnMo
调质
>100～300
217～269
685
540
345
195
38CrMoAl
调质
≤160
293～321
930
785
440
280
75
用于要求较高的耐腐蚀性、高强度且热处理变形很小的轴
>60～100
277～302
835
685
410
270
>100～160
241～277
785
590
375
220
20Cr
渗碳
490
转轴是蜗杆传动的低速轴，动力输出端和联轴器相接，考虑到结构要求，输出端轴颈最小。又轴的直径计算公式为d≥A,查表3-1可知A=105。故
通过估算已知最小轴径dmin=45mm，取d=48mm，查表4-1可确定联轴器定位轴肩高hmin=3.5mm，故选择E段轴直径为55mm；按优先数系制定的轴头标准直径，选择安装两滚动轴承的A、D段轴颈直径为60mm。查表4-2，表4-3，表4-4，根据已知条件选择6212型轴承。查机械制图附表4，按滚动轴承内径的标准系列要求，可以确定B段直径和套筒外径为取72mm，圆角r=1.5mm；与齿轮相配的C段轴头直径取齿轮轴孔的直径67mm；又查表4-1可知定位轴环h=5mm，轴环直径为77mm。其余圆角均为1.5mm。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/1755.html
