毕业设计说明书 (3).doc

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1、隔水管横焊缝自动对中装置底座的设计专业：机械设计制造及其自动化 姓名：陈浩 指导老师：刘安民 匡建新 摘要 随着科学技术的发展，自动化技术的运用越来越广泛，已经渗入生产生活的大部分过程。 快速接头隔水管系列产品，是南海西部石油合众近海建设公司为海洋石油田打井作业配套的专用产品。分析了该公司新型产品（包括SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列）的生产工艺、处理过程及生产效率后，设计出一套以V型装置为主包括导轨、驱动轮、链传动、减速器、电动机、联轴器、轴、轴承、键、弹性挡圈及滚动轮等零部件的装置,并完成相关选材及相应的力学校核，用以实现两根需要正对焊接的隔水管自动对中

2、，并在对中点焊后同步转动以完成进一步的焊接。关键词 隔水管;自动对中;V型装置。Abstract Along with the science and technology development, the automated technology utilization is more and more widespread, already permeated the production life the majority of processes. The fast attachment marine riser series product, is United offshore c

3、onstruction Co. CONHW to hit the well work necessary special-purpose product for the sea oil field. Has analyzed this company new product (after *SR-30, SR-24, SR-20, *SR-16, the SR-13 3/8 series) the production craft, the treating processes and the production efficiency, design a set primarily to i

4、nclude the guide rail, the driving gear, the chain drive, the reduction gear, the electric motor, the shaft coupling, the axis, the bearing, the key, the circlip by V installment and roll spare part and so on drive wheel installments,And completes the correlation selection and the corresponding mech

5、anics examination, with realizes two to need the butt weld the marine riser automatically to, and in the synchro completes the further welding after the spot welding. Key words Water-secluding pipe; auto to zero; “V” model equipment.目录摘要1Abstract1目录2前言3第一章总体方案的设计41.1设计任务41.2方案的选定51.3基本工作原理51.4驱动轮装置的

6、简要说明6第二章 机械部分的设计82.1V型块的模型设计82.2导轨的设计82.2.1 导轨的选用82.2.2导轨的选材及计算92.2.3 导轨的校核102.3驱动轮装置的设计112.3.1计算驱动轮所需的扭矩112.3.2 驱动轮的校核132.4链传动的设计142.4.1链轮齿数z1、z2和传动比i142.4.2确定计算功率142.4. 3链节距152.4.4中心距和链节数152.4. 5小链轮毂孔最大直径dkmax152.4.6压轴力Q152.4.7 链传动设计结果162.5减速器的选用182.5.1 减速器的机构特点182.5.2普通圆柱蜗杆传动设计报告212.6电动机的选用252.7联

7、轴器的选用262.8轴的设计272.9轴承的选用302.10键的选用322.11轴用弹性挡圈的选用322.12滚动轮的设计322.13滚轮支承上盖的设计33第三章 结论35谢词36参考文献：37前言隔水管系统也称做水下器具。它是移动式海上钻井装置不可缺少的复杂的器具，它的完善与否直接关系到深海钻井的成败。应该认为，从海上钻井装置到下列海底井口的全部隔水导管件统称为隔水管系统。通常的隔水管系统的部件有活节联接器、球节、伸缩节、张力器、分流器、运动补偿器、水下防喷设备、水下井口设备、水下井口设备、挠性隔水管和防喷器连接器等。隔水管系统的功用主要是提供从海底井口到海上钻井装置上的泥浆循环和起下钻具的

8、通道，并能适应海上钻井装置在钻井作业时的升沉和摇摆；控制海底井口；解决压井与放喷的通道和控制问题，消除钻井作业时，由于海上钻井装置的升沉而造成的不良影响；消除升沉对下入井内工作仪器的影响；可另加专门装置进行试油等。一般在深海水域进行钻井作业的动力定位钻井船，应采用无导向线的隔水管系统，靠动力定位系统完成重返或重连作业。 海上钻井装置的隔水管柱是由每根50英尺长的管子连接组成的，每根管子的两端都有特制的接箍。在钻完口井后，钻井装置移离井位前，可将隔水管系统提升拆卸堆放在快速接头隔水管系列产品，是南海石油合众近海建设公司（UNITED OFFSHORE CONSTRUCTION CO. CONHW

9、）特有的为海洋石油管道输送配套的专用产品，多年来经过不断的开发和改进，已拥有完整配套的技术图纸、先进的生产技术、工艺流程和加工制造装备，与之相应的业务熟练的工程技术队伍和技术工人队伍。新型快速接头系列产品有：SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品。本设计的目的是将快速接头隔水管系列产品的生产设备改进以实现自动化控制，提高生产效率，提升产品质量、降低工人的劳动强度并最终实现增长经济效益。设计的主要要求有，设计出一套针对SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列产品制造中，对卷制成管状的板材的内横及外横焊缝进行自动对中、自动焊接的装置。要

10、求能实现管的自动对中、焊接位置的自动导向、自动找正、定位夹紧、点焊、纵向自动行走，行走速度在0.13m/min之间，可以自动调节，动力为普通三相交流电动机，控制方式为随车控制形式，要求结构实用、重量轻、调节操作方便、价格合理。本人负责的部分是：实现隔水管的自动对中。本设计的主要内容：1、自动对中装置总体方案的确定。2、自动对中装置机架结构的设计。3、自动对中装置传动系统的设计。1、总体方案的设计1.1设计任务设计一个装置，使两根长各5.5m的隔水管自动对中，并且使两管的对中精度达到：两管的轴线同轴偏差3mm。对中点焊后隔水管要实现转动，以便对两管进一步焊接。表1.1 SR-XX系列快速自锁隔水

11、套管主要技术参数：SR-30SR-26SR-24SR-20管体材料Q235Q345Q345Q345外径 mm762660.4610510内径 mm712610560460壁厚 mm25252525单位长度质量kg/m454392361.2298.9抗拉屈服能力 MN1316.3514.9312.3抗弯屈服能力 MN-m2.32.52.11.43内屈服压力 MPa13.322.1523.9828.2抗挤压强度 MPa8.813.6617.5830.28接头母接头外径 mm864746690582公接头外径 mm712610555460公母接头联接后长度 mm443387382370公母接头总质量

12、 kg452338.5297.8220母接头抗张屈服能力 MN11.216.5514.210.3公接头抗弯屈服能力MN-m2.65.532.981.83公接头内屈服压力MPa15.732.9535.7135.89引鞋外径 mm788686.4636536插入钻杆配合直径 mm101.6(4)101.6(4)101.6(4)101.6(4)导向阀通道面积 mm24536.5(7.03in2)4536.5(7.03in2)4536.5(7.03in2)4536.5(7.03in2)试验压力MPa1.51.51.51.51.2方案的选定使两根隔水管自动对中的方法有很多，经过了对具体方案的工作原理及可

13、行性的分析，本人决定采用V型装置，其大概形状如（图2.2）所示。图2.2 V型装置1、滚轮2、V型块3、导轨1.3基本工作原理如图2-3-1所示，该装置由、两组V型块组成。组可以沿V型块下边的导轨直线移动；组固定，V型块下边有导轨，但是V型块与导轨相对固定不动。 组组1、滚动轮2、电动机3、减速器4、驱动轮图2.3.1 V型底座、两组V型块均有8个滚轮和一个置于中间的驱动轮。两根隔水管被自动机械分别置于两组V型块上后，自动控制系统启动动力系统带动I组V型块上的隔水管通过组V型块顺着导轨直线运动以实现与组V型块上的隔水管精确对接；当两隔水管对接完成后自动系统控制焊接机械手完成两管的点焊，实现两管

14、的同速转动并最终由机械手完成两根隔水管的自动焊接。1.4驱动轮装置的简要说明如图1.3.2所示，动力的传递顺序是：电动机减速器链轮滚轮隔水管。电动机将电能转化成机械能，并通过联轴器将动力传至减速器；减速器降低轴的转速输出反比增大的扭距，带动链轮转动；链轮通过传动链带动滚轮，滚轮利用静摩擦力驱动隔水管转动。图1.4 铰链机构如图1.4是驱动轮的安装图，大轴（上边）装滚轮与链轮，小轴装链轮，两边装有圆锥滚子滚动轴承，运动由减速器接入小轴，再经过链传动传到滚轮。2 机械部分的设计2.1V型块的模型设计参照V型底座的零件图。a、V型块的加工方法：铸造成型b、V型块的材料：铸钢c、V型块的加工要求:对安

15、装滚轮的部分和下底面进行精加工，加工方法由厂家自己决定，使这两部分的平面度达到IT7级，粗糙度也达到IT7级。在加工装滚轮凹槽时要使4个凹槽的位置度达到IT7级，所有螺纹孔及销孔的位置度也要达到IT7级。2.2导轨的设计2.2.1 导轨的选用由工作要求承载能力较大并能够自动补偿磨损，因此选用平面三角复合型滑动导轨，参照机械设计手册第三卷，表28-112。其形状见图2.2.1。图2.2.1 V型底座尺寸见表28.3.5，取A1000 mm，B200 mm，120。2.2.2导轨的选材及计算a、导轨的材料：钒钛耐磨铸铁。(因为钒钛耐磨铸铁具有耐磨损和相对强度较高的优点)b、表面热处理：在热处理中要

16、预防如下问题：(一)、过热现象 我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。 1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。 2.断口遗传：有过热组织的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界，

17、而冷却时这些夹杂物又会沿晶界析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。 3.粗大组织的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。 (二)、过烧现象 加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。 (三)、脱碳和氧化 钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了

18、表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。 加热时，钢表层的铁及合金与元素或介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。 为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性） (四)、氢脆现象 高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理如回火

19、、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。 因此在其粗加工后进行一次时效淬火处理，采用电接触加热的表面淬火的方法，最后对导轨进行磨削，使其表面的粗糙度达到预定的要求，取其值为0.8。c、硬度匹配：为了减少导轨的磨损以保证导轨的寿命，加工结果应保证导轨上与V型块接触的部分与V型块的硬度不同，此取为100HBS，2.2.3 导轨的校核查表可得铸铁的许用压强为1 MPa，已知导轨的外形如上图所示，算的导轨的体积约等于0.6，钢的密度：得：，又：由表2.1可知 5.5m隔水管最大的质量（SR-30）是,考虑一安全因子，取导轨共承重8 t，则滑座每侧的承重为对三角形导轨设垂直斜

20、向力为F，如图3.2.2所示，图2.2.2 受力分析图则有2Fcos30=2000011500 N则左侧导轨承受的压强为1MPa依图2.2.1易知导轨右边承受的压强小于左边。故此导轨符合要求。2.3驱动轮装置的设计2.3.1计算驱动轮所需的扭矩如图2.3.1，所示。图2.3.1 滚轮受力图1、每组V型装置共有8个支承滚轮（若加上驱动轮则为9个），每个轮上的支承反力应为（2/2G）/4（按照8个支承点算），即每根管的质量约为：M=2.5t=2500kg即则考虑到管的外圆柱面的制造误差，有可能8个支承点存在某些支承点与管子不接触，故F应该乘以一个安全系数S，取S1.5，则2、计算使管子转动所需的扭

21、矩机械传动部分的总传动比所用电动机的转速为滚轮的运动参数15 mm3、管子的运动参数（按最大管计算）mm4、管的线速度此速度即是管子自动焊接的速度，经过分析，此速度基本符合焊接的要求。5、计算滚轮使管子转动所需的扭矩T计算在1s内使管子的转动的线速度达到由本设计可知，t=1s要求出滚轮使管子转动所需的扭矩T，可以采用动量矩定理：由动量矩定理可得：21.5即滚轮使管子转动所需的扭矩T21.5。2.3.2 驱动轮的校核查“机械设计手册软件版R2.0”，可知钢-钢的摩擦系数为则最大静摩擦力相应最大摩擦力矩而T21.5故滚轮与管子不会产生相对滑动的现象。所以T符合设计的要求。2.4链传动的设计链传动是

22、应用较广的一种机械传动，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。与带轮相比，链传动能保持准确的平均传动比，可用于中心距较大的场合（10米以内）；传动效率高，可达0.98，径向压轴力小，结构紧凑；能在高温及低速情况下工作；与齿轮传动相比，链传动安装的精度要求较低，成本低廉，可远距离传动。链传动的主要缺点是不能保持恒定的瞬时传动比。设计所需原始数据：传动的功率P，小链轮和大链轮的转速n1、n2，原动机种类，载荷性质以及传动用途等。 设计参数如下： 2.4.1链轮齿数z1、z2和传动比i 小链轮齿数z1对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响。 为考虑磨损均匀，链轮齿数一般应取与链节数互为质数的奇数

23、，并有限选用以下数列：17、19、21、23、25、38、57、76、95、114。 小链轮齿数z1的选择 链速v(m/s) 0.63 38 8 25 齿数z1 17 21 25 35 链传动的传动比一般不大于6，推荐的传动比i=23.5。 2.4.2确定计算功率 计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和原动机的种类而确定的，即 Pca=KAP kW 式中：P传递的功率，kW； KA工作情况系数。 2.4. 3链节距 在一定条件下，链的节距p越大，承载能力就越高，但传动的多边形效应也要增大，于是振动、冲击、噪声也越严重。所以设计时，为使传动结构紧凑，寿命长，应尽量选取教小节距的单排

24、链。速度高、功率大时，则选用小节距的多排链。从经济上考虑，中心距小、传动比大时、传动比大时，选小节距多排链；中心距大、传动比小时，选大节距单排链。 2.4.4中心距和链节数 设计中，若中心距不受其它条件限制，一般可取a0=(3050)p，最大取a0max=80p。有张紧装置或拖板时，a0max可大于80p；对中心距不能调整的传动，a0max30p。 链条长度以链节数Lp(节距p的倍数)来表示。链节数Lp与中心距a0之间的关系为 计算出的Lp应圆整为整数，最好成绩取偶数。然后根据圆整后的链节数计算理论中心距，即为了保证链条松边有一个合适的安装垂度f=(0.010.02)a，实际中心距a应较理论中

25、心距a小一些，即a=a-a理论中心距a的减小量a=(0.0020.004)a，对于中心距可调整的链传动,a(即相应于f)可取大的值；对于中心距不可调整的和没有张紧装置的链传动，则应取较小的值。2.4. 5小链轮毂孔最大直径dkmax dkmax须不小于安装链轮处的轴径。 2.4.6压轴力Q 链传动的压轴力可近似取为 QKQFe 式中： Fe链传递的有效圆周力，N； KQ压轴力系数。对水平传动，KQ=1.15；对垂直传动，KQ=1.05。2.4.7 链传动设计结果用机械设计手册软件版R2.0可以轻松完成链传动的设计，下面是设计的过程。1、初始条件传递功率0.02kw小链轮的转速15r/min平均

26、传动比1可大或小0.5%大链轮的转速15r/min传动种类水平传动传动速度低速传动V3/s润滑条件由设计结果决定中心距条件可调载荷性质平稳载荷原动机种类电动机2、设计结果小链轮齿数17大链轮齿数17平均传动比1大链轮的转速15r/min设计功率0.02kw链条节距12.7mm链号08A小链轮轮毂孔许用直径34mm链条速度0.054m/s润滑方式人工定期润滑初定中心距508mm链长节数97节链条长度1.232m理论中心距260mm实际中心距255mm有效圆周力370.54N作用在轴上的拉力435.39N滚子外径（最大值）7.95mm链条排距14.38 mm内链板高（最大值）12.07 mm许用静

27、强度安全系数6.00静强度安全系数29.79铰链比压8.37MPa使用寿命100000h3、链传动的尺寸参数如图2.3.2所示，名称 符号小链轮数值大链轮数值单位排距 pt14.3814.38mm分度圆直径 d 69.12 69.12 mm齿顶圆最大直径 dama 77.04 77.04 mm齿顶圆最小直径 dami 72.67 72.67 mm分度圆最大弦齿高hama 4.56 4.56 mm分度圆最小弦齿高hami 2.37 2.37 mm齿根圆直径df 61.17 61.17 mm最大齿根距离Lx 60.87 60.87 mm图3.3.2 链轮2.5减速器的选用 2.5.1 减速器的机构

28、特点减速器是指原动机与工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。减速器的结构如下：（1）箱体减速器箱体的作用是支承轴系零件，固定轴系的位置，保证轴系运转精度; 箱体内装有润滑轴系的润滑油，因此箱体必须是密封防尘的，但又要使箱体内与箱体外的大气压平衡。因此减速器箱体的重要质量指标是整体刚度和稳定性、密封性。大批量生产的减速器箱体常常采用铸造方法制作，铸造的材料通常是价廉的普通灰铸铁、球墨铸铁与变性灰铸铁等，在有较高强度和刚度要求时使用铸钢。 在某些场合为了使机器的重量尽可能轻，也有使用铝合金制作箱体的。如果生产的批量较小，则多数采用焊接的方式来制作箱体。减速器的箱体受力情况较复

29、杂，常常会受到较大的弯曲和扭转应力作用，因此如何在不大幅度增加重量的情况下提高箱体的刚度就显得很关键，在箱体外设计肋板就是很有效的办法。但采用肋板使箱体的加工工艺变得更加复杂。铸造工艺方面的要求是箱体形状力求简单，易于造型和拔模，壁厚均匀，过渡平缓，金属不要局部积聚等。机械加工工艺方面应尽量减少加工面积，以提高生产率和减少刀具的磨损，应尽量减少工件和刀具的调整次数，以提高加工精度和节省加工时间，例如同轴上的两个轴承座孔直径应尽量相同。当轴承采用箱体内的油润滑时，须在箱座剖分面的凸缘上开设输油沟，使飞溅到箱盖内壁上的油经油沟流入轴承。输油沟有铣制和铸造两种形式，设计时应使箱盖斜口处的油能顺利流入

30、油沟，并经轴承盖的缺口流入轴承。(2）窥视孔和视孔盖窥视孔应开在箱盖顶部，以便于观察传动零件啮合区的情况，可由孔注入润滑油，孔的大小应该足够大，以便进行检查操作，窥视孔应设凸台便于加工。视孔盖可用铸铁、钢板或有机玻璃制成。孔与盖之间加有密封垫片。(3）油标油标用来指示油面高度，一般安置在低速级附近的油面稳定处。油标形式有油标尺、管状油标、圆形油标等。常用的是带有螺纹部分的油标尺。油标尺的安装位置不能太低，以防油从该处溢出。油标座孔的倾斜位置要保证油标尺便于插入和取出。（4）放油孔和油孔螺塞工作一段时间后，减速箱中的润滑油需要进行更换。为使减速箱中的污油能顺利排放，放油孔开在油池的最低处，油池底

31、面有一定斜度，放油孔座应设凸台，螺塞与凸台之间应有油圈密封。(5）通气器减速器工作时由于轮齿啮合摩擦会产生热量，热量使箱内的空气受热膨胀，通气器能使箱内受热膨胀的气体排出，以便箱内外气压平衡，避免密封处渗漏。通气器一般安放在箱盖顶部或视孔盖上，要求不高时，可用简易的通气器。(6）起吊装置起吊装置用于拆卸和搬运减速器，包括吊环螺钉、吊耳和吊钩。吊环螺钉或吊耳用于起吊箱盖，设计在箱盖两端的对称面上，吊环螺钉是标准件，设计时应有加工凸台，便于机械加工。吊耳可在箱盖上直接铸出。吊钩用于吊运整台减速器，在箱座两端的凸缘下面铸出。（7）定位销定位销用来保证箱盖与箱座联接以及轴承座孔的加工和装配精度。一般用

32、两个圆锥销安置在联接凸缘上，距离较远且不对称布置，以提高定位精度。定位销长度要大于联接凸缘的总厚度，定位销孔应为通孔，以便于装拆。（8）起盖螺钉在拆卸箱体时，起盖螺钉用于顶起箱盖。它安置在箱盖凸缘上，其长度应大于箱盖联接凸缘的厚度，下端部做成半球形或圆柱形，以免在旋动时损坏螺纹。（9）轴 减速器中的齿轮或蜗轮蜗杆，需要安装在轴上。减速器中的轴都是直轴，并且为了轴上零件安装定位的方便大多数是阶梯轴，当齿轮和高速轴的轴径相差不大时，常常制成齿轮轴。根据轴所受载荷的性质，轴可分为三类：只承受弯矩而不承受扭矩的称为心轴，例如二级圆柱齿轮减速器中的中间轴；既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，例如减速器中的

33、输入和输出轴；主要承受扭矩的轴称为传动轴。轴的设计一般应满足轴的强度和刚度要求，对于高速运转的轴还要注意振动稳定性的问题。轴的结构设计应满足以下几点，首先要保证轴和轴上零件有确定的工作位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性。轴的材料一般采用碳钢和合金钢。（10）齿轮由于齿轮传动具有传动效率高、传动比恒定、结构紧凑、工作可靠等优点，减速器都采用齿轮传动。减速器大部分采用闭式齿轮传动，只有部分农业和建筑机械才采用开式齿轮传动。减速器齿轮常采用的材料有锻钢，铸钢、铸铁、非金属材料等。一般用途的齿轮常采用锻钢，经热处理后切齿，用在高速、重载或精密仪器的齿轮还要进行磨齿等精加工；当齿轮

34、的直径较大时采用铸钢；工作平稳速度较低、传动功率不大时用铸铁；高速轻载和精度要求不高时常采用非金属材料制作齿轮。（11）轴承减速器中的轴通过轴承支承在箱体的轴承座上。由于减速器的空间有限所以常采用滚动轴承而不采用滑动轴承，采用的轴承通常有向心轴承和向心推力轴承。根据轴承所受载荷的大小、方向和性质选择轴承的类型。为保证隔水管在焊接时的质量，隔水管的转速需要平稳；又因为负载较大，传动比也大，所以选用单级普通圆柱蜗杆减速器。普通圆柱蜗杆减速器。1结构紧凑，传动比大。动力传动 i10-80 常用10-40分度或传递运动，i可达1000，Y38和万能分度头 i40。仪表机械中，i3500常用i10100

35、 2传动平稳无噪音由于蜗杆上的轮齿是连续的螺旋齿，同时啮合齿多，Z230时，始终有两对以上啮合，故动载荷小传动平稳。3磨损大效率低啮合轮齿间有很大的相对滑动速度，在转递载荷时，磨损大效率低，发热严重，需进行热平衡，自锁蜗杆0.50。为减少磨损除润滑外，还应使用摩擦系数小的贵重金属。仅用于中小功率 4反行程自锁其简图如图2.5.1所示。图2.5.1将减速器的类型定为普通圆柱蜗杆减速器后，对该减速器里所用的蜗轮蜗杆传动进行设计。在此，我采用机械设计手册软件版R2.0进行设计，自动生成的普通圆柱蜗杆传动设计结果报告如下表所示：2.5.2普通圆柱蜗杆传动设计报告一、普通蜗杆设计输入参数 1. 传递功率

36、 P 0.01 (kW) 2. 蜗杆转矩 T1 0.13 (N.m) 3. 蜗轮转矩 T2 4.31 (N.m) 4. 蜗杆转速 n1 750.00 (r/min) 5. 蜗轮转速 n2 15.00 (r/min) 6. 理论传动比 i 50.00 7. 实际传动比 i 50.00 8. 传动比误差 0.00 () 9. 预定寿命 H 4800 (小时) 10. 原动机类别 电动机 11. 工作机载荷特性 中等冲击 12. 润滑方式 浸油 13. 蜗杆类型 渐开线蜗杆 14. 受载侧面 一侧 二、材料及热处理 1. 蜗杆材料牌号 45(表面淬火) 2. 蜗杆热处理 表面淬火 3. 蜗杆材料硬度

37、 HRC4555 4. 蜗杆材料齿面粗糙度 1.60.8 (m) 5. 蜗轮材料牌号及铸造方法 ZCuSn10P1(砂模) 6. 蜗轮材料许用接触应力H 200 (N/mm2) 7. 蜗轮材料许用接触应力H 200 (N/mm2) 8. 蜗轮材料许用弯曲应力F 51 (N/mm2) 9. 蜗轮材料许用弯曲应力F 45 (N/mm2) 三、蜗杆蜗轮基本参数(mm) 1. 蜗杆头数 z1 1 2. 蜗轮齿数 z2 50 3. 模 数 m 4.00 (mm) 4. 法面模数 Mn 3.98 (mm) 5. 蜗杆分度圆直径 d1 40.00 (mm) 6. 中心距 A 125.00 (mm) 7. 蜗

38、杆导程角 5.711 8. 蜗轮当量齿数 Zv2 50.75 9. 蜗轮变位系数 x2 1.25 10. 轴向齿形角 x 20.092 11. 法向齿形角 n 20.000 12. 齿顶高系数 ha* 1.00 13. 顶隙系数 c* 0.20 14. 蜗杆齿宽 b1 47.00 (mm) 15. 蜗轮齿宽 b2 29.00 (mm) 16. 是否磨削加工 否 17. 蜗杆轴向齿距 px 12.57 (mm) 18. 蜗杆齿顶高 ha1 4.00 (mm) 19. 蜗杆顶隙 c1 0.80 (mm) 20. 蜗杆齿根高 hf1 4.80 (mm) 21. 蜗杆齿高 h1 8.80 (mm) 22. 蜗杆齿顶圆直径 da1 48.00 (mm) 23. 蜗杆齿根圆直径 df1 30.40 (mm) 24. 渐开线蜗杆基圆直径 db1 10.55 (mm) 25. 渐开线蜗杆基圆导程角 b1 20.767 26. 蜗轮分度圆直径 d2 200.00 (mm) 27. 蜗轮喉圆直径 da2 218.00 (mm) 28. 蜗轮齿根圆直径 df2 200.40 (mm) 29. 蜗轮齿顶高 ha2 9.00 (mm) 30. 蜗轮齿根高 hf2 -0.20 (mm) 31. 蜗轮齿高 h2 8.80 (mm) 32. 蜗轮外圆直径 de2 226.