1、编 号无锡太湖学院毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目： 人力提升机主要传动件的设计、计算、工艺拟定 信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称：副教授 ）（职称： ）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书全套图纸，加 153893706本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 人力提升机主要传动件的设计、计算、工艺拟定 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班 级： 机
2、械 97 学 号： 0923804 作者姓名： II2013 年 5 月 25 日I无 锡 太 湖 学 院信 机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专 业毕 业 设 计 论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目 人力提升机主要传动件的设计、计算、工艺拟定 2、专题 二、课题来源及选题依据课题来源：人力提升机是来源于国外的设计，人力提升机是用于建筑外墙装饰和野外电力设备安装等专用设备。在无电源供应的情况下可人力轻松操纵上下输送物料和人员填补该产品系列中的缺失。能够依靠人力提升机重量为 350Kg、最大速度 为 8m/min 的货物。选题依据：由葫芦想到滑轮组结构，利用钢丝绳绕在滑轮组上由绳子
3、带动整个机器实现上下移动。传动：滑轮组上的齿轮跟输出轴上的齿轮啮合传动，依次一系列的齿轮啮合实现从主动轴到输出轴在到滑轮组上的齿轮传动动力。制动：两个蜗杆自锁的原理（螺旋升角小于当量摩擦角）防止滑轮组的转动。三、本设计（论文或其他）应达到的要求：熟悉人力提升机的工作原理及工作过程； II熟练 掌握传动机构的设计计算（一级齿轮传动；蜗杆传动）； 熟练 掌握二级齿轮的优化设计； 掌握 传动部件转配结构设计；能够 熟练使用所学软件画出二维图及三维图及装配图；机械 97 班 姓名 五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）
4、：指导教师 签名签名签名教 研 室 主 任学科组组长研究所所长 签名系主任 签名2012 年 11 月 12 日III摘 要人力提升机在我们国家目前还没有申请专利，现代社会上运用最多的是电动机带动的电力提升机，此项设计是传统的结构与创新的思想结合的成果。人力提升机是用于建筑外墙装饰和野外电力设备安装等专用设备，人力在无电源供应的情况下可轻松操纵，从而实现上下输送物料和人员填补该产品系列中的缺失，此项设计结构简单，操作方便。人力提升机因其安装拆卸方便、结构牢固、安全可靠而广泛应用于采矿、冶炼、码头、建筑等行业中，作提升运输物料及产品之用。本提升机适于输送粉状，粒状及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、
5、石块、砂、粘土、矿石等。本课题是针对机械原理、机械制造技术、材料力学、理论力学进行设计的，对一级齿轮蜗杆传动机构、二级齿轮传动的优化设计、传动部件装配结构设计，以及其他几种常见机构进行详尽的分析，选择合适的方案进行设计计算。本设计内容包括一级齿轮传动，二级齿轮传动，钢丝绳的绕法，轴的传动，蜗杆的传动。用所学的工程图学和三维制图 UG 的知识画出装配图，和零件图，实现整个运动。 关键词： 提升机；齿轮；蜗杆；机械设计IVAbstractManpower hoist in our country there is no patent application, using the most mode
6、rn society is the electric hoist motor drive, the design of structure is the traditional and innovative ideas combining with the results. Human hoisting machine is used for building exterior wall decoration and outdoor power equipment installation of special equipment, such as human in the case of n
7、o power supply can be easily manipulated, thus conveying material and up and down to fill the absence of the product series, the structure design, simple structure, convenient operation.Because of its easy installation and removal, the structure solid, safe, reliable and widely used in mining, smelt
8、ing, docks, and construction industries, to enhance the transport of materials and products for use. The hoist is suitable for conveying powder, granular and non-small-block mill and grinding of small materials, such as: coal, cement, stones, sand, clay, ore and so on。This topic is in view of the me
9、chanical principle, mechanical manufacturing technology, material mechanics, theoretical mechanics, the level of gear and worm drive, secondary optimization design of gear transmission, transmission parts assembly structure design, and other detailed analysis of several common institutions, choose t
10、he right solution for design calculation.This design content including level gear transmission, the secondary gear transmission, wire rope winding, drive shaft, worm drive. With what they have learned knowledge of engineering graphics and 3 d drawing UG draw assembly drawings, and part drawing, real
11、ize the whole movement.Key words : lifting machine;gear;worm;mechanical design V目 录摘 要 IIIABSTRATE .IV 目录 V1 绪论1 1.1 本课题的研究内容和意义11.2 国内外的发展概况. 11.3 提升机的概述 11.4 本提升机的构架和原理 .12 传动机构的设计计算42.1 确定传动装置的总传动比.42.2 确定传动装置分配传动比43 齿轮的设计.63.1 齿轮设计的一般步骤.63.2 主动轴齿轮传动的设计计算.63.3 从动轮齿轮传动的设计计算.103.4 蜗轮传动.144 箱体的设计.16
12、5 轴的设计185.1 轴的设计过程186 轴承的校核.306.1 主动轴上的轴承校核.306.2 中间轴上的轴承校核 317 润滑密封设计.328 联轴器设计. 339 总结. .34致谢.35参考文献.36人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定11 绪论1.1 本课题的研究内容和意义人力提升机是用于建筑外墙装饰和野外电力设备安装等专用设备。在无电源供应的情况下可人力轻松操纵上下输送物料和人员填补该产品系列中的缺失。随着我国建筑业的发展，住宅建筑、高层建筑越来越多，外墙涂层、装饰以及物业管理清洗所需的高处作业人力提升机已经被广大的用户所采用。租赁高处作业人力提升机的市场正在我国城乡建设市
13、场逐步形成。用人力提升机取代传统的脚手架和大绳高处作业省时，省工、省费用，且移动方便，使用、安全，大大的减轻了工人劳动强度，提高了施工进度。1.2 国内外的发展概况人力提升机在国内尚无申请专利，运用较多的是电力提升机和电力升降机。此项设计是传统的结构与创新的思想结合的成果。任务来源于社会生产实践。面对高处作业人力提升机使用日益增多的今天，人力提升机产品安全质量成为人们关注的焦点问题。这就要求：从事高处作业人力提升机的设计制造部门应该加强人力提升机产品安全性能的开发。1.3 本课题应达到的要求应用此提升机在无电源供应的情况下可人力轻松操作上下输送物料和人员填补改产品中的缺失，能够依靠人力提升最大
14、重量为 500kg，最大速度为 8m/min 的货物。提升机是现代高层施工中与大型塔机相配合的必不可少的重要施工设备，特别是在高层、超高层建筑施工担任了极其重要的任务,对于保证施工工期与安全,降低施工成本,减轻劳动强度起着不可替代的作用，同时也是建筑队伍装备水准的重要标志。1.4 本提升机的构架和原理本提升机主要由传动部分、绕线部分组成。传动部分是提升机的核心部分，是传动动力的媒介，主要在提升机的机壳内部，由主轴箱、大齿轮系、蜗杆和摩擦片等组成。工作时由人驱动摇柄从而来带动主动轴的转动，此时主动轴是传动轴，齿轮与主动轴为一体的，因而随之转动，齿轮的转动又带动装在两个蜗杆上的两个齿轮传动，所以两
15、个蜗杆也随着齿轮的转动做同向转动，从而带动整个机器的运动。绕线部分由两个齿轮、两个压紧轮装置、两弹簧、防护罩以及外壳组成，钢丝绳则绕在两个槽轮的绕线槽中。槽轮被用来将主动件的连续转动转换成从动件的带有停歇的单向周期性转动。槽轮机构有外啮合和内啮合以及球面槽轮等，外啮合槽轮机构的槽轮和转臂转向相反,而内啮合则相同，球面槽轮可在两相交轴之间进行间歇传动。本槽轮绕线槽的截面是梯形状，属于外啮合，钢丝绳在其中越压越紧，从而保证钢丝绳与齿轮之间没有相对滑动，避免打滑。两个压紧轮装置如同带轮的压紧轮功能一样，主要是控制了钢丝绳在绕线槽中的包角，增加此部分的传动效率。防护罩的主要功能是保证钢丝绳顺利穿过槽轮
16、，并且无锡太湖学院学士学位论文2可以防止当绕线绳跑出绕线槽。图 1.1 主要的传动轴图 1.2 提升机的主视图人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定3图 1.3 提升机的左视图图 1.4 提升机的俯视图无锡太湖学院学士学位论文42 传动机构的设计计算2.1 确定传动装置的总传动比（1）根据本系统的要求首先确定槽轮的直径。通过起重机械手册查得，初设槽轮的最小直径为 md90（2）由提升机提升的速度为 5m/min 得，(2.1) 84.10/456rvw（3）又因为8.1604.32nw，可得 n3=17.6r/min,即输出轴的转速为17.6r/min确定总的传动比，初设手摇柄的转速为 n
17、1=75r/min，即输入轴的转速为75r/min，所以 26.41752nia(2.2) （4）本系统为二级传动即 ， 分别为一级齿轮和二级齿轮的传26.41ia21,i动，为使一级齿轮结构不过大，初步取 1.25，则二级齿轮传动比为(2.3) 408.35.2iia2.2 确定传动装置分配传动比（1）各轴的转速(2.4) min/6.17i/025i/321rnr（2）各轴的输入功率,根据人提升的力，假设 kwp1. 2 30.10.980.950.0931kW (2.5) 2p1 2 0.09310.980.950.0867kW (2.6)3（3) 各轴的输入转矩(2.7)73.1250
18、95011 npT(2.8)8.46922(2.9)0.7.103950np表 2-1 所求各参数轴号 功率（KW） 转矩（N.m） 转速（ minr）1 轴 0.10.0931 12.7314.82 7560人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定52 轴3 轴0.0867 47.04 17.63 齿轮的设计3.1 齿轮设计的一般步骤（1）根据给定的工作条件，选取合适的齿轮材料、热处理方法及精度等级，确定齿轮的接触疲劳许用应力和弯曲疲劳许用应力；（2）根据设计准则进行设计计算，确定齿轮的分度圆直径 1d或模数；（3）选择齿轮的基本参数并计算主要几何尺寸；（4）校核齿轮齿根弯曲疲劳强度或齿面
19、接触疲劳强度；（5）确定齿轮的结构尺寸。3.2 主动轴齿轮传动的设计计算3.2.1 上齿轮传动的设计计算(1)齿轮材料，热处理及精度选择硬齿面齿轮设计，考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮。由机械设计基础表 10-1 查的，选择小齿轮材料是40Cr（调制） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调制）硬度为 240HBS。初步估计齿轮的线速度为 ，由表 7-7 选择 9 级精度。取小齿齿数 1Z=20，则大smv/10齿轮Z2=i1Z1=1.2520=25 (3.1)取 Z2=25。(2)确定齿轮许用应力按齿面接触疲劳强度设计，选取螺旋角。初选螺旋角
20、 014有设计计算公式进行运算，即(3.2)3212HEtZudTKt(3)确定公式中各数值试选 K t=1.6；由图 10-30 选择区域系数 ZH=2.420；由图 10-26 查得 76.01， 7.2，则 53.121；计算小齿轮传递的转矩，由前面计算可知：T1=12.73N.m (3.3)有表 10-7 选取齿宽系数 d=12。由表 10-6 查的材料的弹性影响系数Z E=189.8MPa 212；由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 K 1HN=0.90；K 2HN=0.952。如机械设计基础图 10-21d 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度查的limliFH和。(3.4)MPa
21、H601lim无锡太湖学院学士学位论文6(3.5)MPaH502lim(4)计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12）得许用应力(3.6)SKH4169.liN1(3.7)PaH5.205.2lim2 许用接触应力(3.8)MH .31.4213.2.2 设计计算(1)小齿轮的分度圆直径 d t1，(3.9) mmZuTKdHEtt67.3125.31894025.1.3052321 (2)计算圆周速度 (3.10)ssndvt /124.0/16075.310(3)计算齿宽 b。b= td1= (3.11)m6(4)计算齿宽与高之比 h模数(3.12)Zdm
22、t 536.1204cos67.314cos10齿高(3.13)mht 5.2(3.14)1649.37b计算纵向重合度(3.15)586.1tan208.tan318.00dZ(5)计算载荷系数 K根据 v=0.124m/s，7 级精度，由课本 194P图 10-8 查的动载荷系数 =1.05；vK2.1HaK由表 10-2 查的使用系数 ；A由表 10-4 用插值法查的 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定7。421.HK由 ， 查图 10-23 得 ；6.9hb421.HK3.1FK故载荷系数(3.16)79.42.05.HVA(6)按实际的
23、载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得d1=d t= mm (3.17)3tK8.36.179.3(7)计算模数 nmmm (3.18)59.204cos8.cos1Z3.2.3 齿根弯曲疲劳强度设计由式（10-17 ）弯曲强度的设计公式nm )(cos123FSadYZKT (3.19)确定公式内各计算数值(1)计算载荷系数；(3.20)67.13.05FVA根据纵向重合度 =1.586，从图 10-28 查得螺旋角影响系数 =0.89 Y(2)计算当量齿数(3.21)89.214cos0331ZV(3.22)7.52(3)查取齿形系数由表 10-5 查得 =2.73， =2
24、.56；1FaY2Fa(4)查取应力校正系数由表 10-5 查得 =1.567， =1.603；1Sa2Sa(5)由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE501；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPFE3802；(6)由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ，8.01FNK8.2N(7)计算 弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由式（10-12）得(3.23)PaSFENF 57.34.151(3.24)MK86.2.0822(8)计算大、小齿轮的 并加以比较FSaY无锡太湖学院学士学位论文8(3.25)014.57.3621FSaY(3.26)2.8.2大齿轮的数值
25、大,选用。3.2.4 设计计算（1）计算模数mm (3.27)016.72.53.120)4(cos8976.123 nm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m n大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按机械原理 P180 GB/T1357-1987 圆整为标准模数,取 m n=1.5mm但为了同时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=32.88mm。于是由:(3.28) 27.15.4cos832cos01 nmdZ取 z1=21。那么 z2=1.2521=26.25；取 。72z(2)几何尺寸计算计算中心距(3.29)mmZan9.3614cos25.)(c
26、os2)(01 将中心距圆整为 37mm;按圆整后的中心距修正螺旋角(3.30)07218.)27(ar)(r n因 值改变不多,故参数 , k, hZ等不必修正。计算大.小齿轮的分度圆直径(3.31)mmdn37.21cos5.01(3.32)Z6.43.272计算齿轮宽度B= (3.33)d1圆整后取 ， 。352B403.3 从动轮齿轮传动的设计计算3.3.1 齿轮传动的设计计算人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定9（1）齿轮材料，热处理及精度选择硬齿面齿轮设计，考虑此减速器的功率及现场安装的限制，故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮。由机械设计基础表 10-1 查的，选择高速级小齿
27、轮材料是 45 号钢调制，齿面硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 号钢正火，齿面硬度为240HBS。初步估计齿轮的线速度为 ，由表 7-7 选择 9 级精度。取小齿齿smv/10数 Z3=22，则大齿轮Z4= Z3=3.40822=74.976 (3.34)2i取 Z4=75。（2）确定齿轮许用应力按齿面接触疲劳强度设计;选取螺旋角。初选螺旋角 014由设计计算公式进行运算，即(3.35)32221HEtZudTKt（3）确定公式中各数值试选 K t=1.6；根据由图 10-30 选择区域系数 ZH=2.420；由图 10-26 查得 78.01， 7.2，则 65.121；计算小齿轮传
28、递的转矩，由前面计算可知，T2=14.82N.m。由表 10-7 选取齿宽系数 d=12。由表 10-6 查的材料的弹性影响系数Z E=189.8MP 212；由图 10-19 取接触疲劳寿命系数 K 1HN=0.90；K 2HN=0.952。如机械设计基础图 10-21d 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度查的limliFH和。查的 MPaH601lim， PaH502lim。计算解除疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，由式（10-12）得许用应力(3.36)MSKH4169.liN1(3.37)PaH5.205.2lim2 许用接触应力(3.38)H .31.4213.3.2
29、 设计计算(1)小齿轮的分度圆直径 d t1，无锡太湖学院学士学位论文10(3.40)mmZudTKHt Et26.3025.318940.35.14802322（2）计算圆周速度 (3.41)ssndvt /09./1062.1(3)计算齿宽b= = mm (3.42)t2m.3.(4)计算齿宽与高之比 hb模数(3.43)Zdmtt 375.126.03齿高(3.44)mht 95.(3.45)0b计算纵向重合度(3.46)74.1tan2138.tan318.00dZ(5)计算载荷系数 K根据 v=0.095m/s，7 级精度，由课本 194P图 10-8 查的动载荷系数 =1.05；v
30、K；2.FaH由表 10-2 查的使用系数 ；A由表 10-4 用插值法查的 7 级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，。41.HK由 ， 查图 10-13 得 ；79.hb421.HK35.1FK故载荷系数(3.47)79.42.0.HVA(6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得d3=d2t = mm (3.48)tK1.36.792.3(7)计算模数 nmmm (3.49)9.24cos1.cos03Z3.3.3 齿根弯曲疲劳强度设计由式（10-17 ）弯曲强度的设计公式人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定11(3.50)FSn YdZCOKTm233确定公
31、式内各计算数值(1)计算载荷系数(3.51)701.5.10FVA据纵向重合度 =1.586，从图 10-28 查得螺旋角影响系数 =0.89 Y(2)计算当量齿数(3.52)8.241cos33ZV(3.53).754(3)查取齿形系数由表 10-5 查得 =2.91， =2.62；1FaY2Fa查取应力校正系数由表 10-5 查得 =1.53， =1.59；1Sa2Sa由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲疲劳MPaFE501强度极限 ；MPFE3802由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 ，8.01FNK8.2FN(4)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数
32、S=1.4，由式（10-12）得(3.54)MPaSFENF 57.34.151(3.55)K86.2.0822 计算大、小齿轮的 并加以比较FSaY(3.56)0146.57.391(3.57).8.262FSaY大齿轮的数值大.选用.3.3.4 设计计算(1)计算模数mm (3.58)97.014.65.12)(cos89047.13 2nm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 m n大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，按 GB/T1357-1987 圆整为标准模数 ,取 m =1.5mm 但为了同无锡太湖学院学士学位论文12时满足接触疲劳强度，需要按接触疲劳强度算得的分度圆直
33、径 d3=31.41mm.于是由,(3.59)2.05.14cos3cos3 nmdZ取 Z3=22。那么 Z4=3.40822=74.9，取整为 75。 (2)几何尺寸计算计算中心距(3.60)mZan98.741cos25.)(cos2)(043 将中心距圆整为 75mm按圆整后的中心距修正螺旋角(3.61)043 14752.)(arcs2)(arcs mZn因 值改变不多,故参数 , k, h等不必修正.计算大.小齿轮的分度圆直径(3.62)mZdn01.341cos.03(3.63)m9.5.74计算齿轮宽度B= (3.64)d01.34.13圆整后取 ， 。403B5表 3-1 齿
34、轮主动轴传动参数表名称 符号 单位 小齿轮 大齿轮中心距传动比模数压力角齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽aimZddadfBMmMmmmmmmmmm371.251.514021721 2732.37 41.6235.37 44.6228.62 37.8740 353.4 蜗轮传动3.4.1 蜗轮蜗杆的计算1 选择蜗轮传动类型根据 GB/T10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ ZI） 。2 选择材料考虑到蜗杆的传动功率不大，速度很小，故蜗杆用 45 钢；因希望效率高些，耐人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定13磨性好些，故蜗轮螺旋齿面要求淬火，硬度为 4555 HRC。蜗轮
35、用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的金属，只有齿圈用青铜制造，轮芯用灰铸铁 HT100 制造。3 蜗杆的输入功率为 0.0931，转速 r/min，传动比 。602n62i4 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-12） ，传动中心距(3.65)322HEZKTa(1) 确定载荷系数 K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数 ；有书本表 11-5 选取使用1系数 ；由于转速不高，冲击不大可取动载荷系数 ；所以15.A 05.Kv(3.66)2.051.vA（2）确定弹性影响系数 ZE 因选
36、用的是铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相匹配，故 216MPaZE。（3）确定接触系数 Z先假设蜗杆分度圆直径 和传动中心距 的比值 ，从图 11-18 中可查1da3.0d的 。1.Z（4）确定许用接触应力 H根据蜗杆材料为 ZCuSn10P1，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从表 11-7 中查得蜗轮的基本许用应力 =265MPa。（5）计算中心距mm (3.67) 7.402651.314802.3 a取中心距 6mm，有课本表 11-2 中取模数 m.6，蜗杆的分度圆直径 28dmm 这时4.0ad，从图 11-18 中可以查的接触系数 .Z，因为 Z，因此以上计算结果可用 。 。（6）蜗杆轴向齿
37、距 mm (3.68)024.561.34.mPa直径系数 (3.69).7.28dq齿顶圆直径 mm (3.70)2.316.11 aah无锡太湖学院学士学位论文14齿根圆直径 mm (3.71)4.26.1528*1 cmhdaf分度圆导程角 ， 04163蜗杆的轴向齿厚 (3.72)Sa52.齿宽 mm40b蜗杆的分度圆直径为 (3.73)mmZd2.96.12人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定154 箱体的设计（1）人力提升机的箱体采用铸造（HT200）制成，对铸件提出的技术要求是合理的，直接影响铸件的质量，成本，生产率及劳动条件。合理铸件结构应保证以下几个方面：利于得到优质铸
38、件。生产铸件的工艺装配简单，易于制作。整个铸件工艺过程操作，检验的方法简便，易于掌握。（2）材料的特点：综合机械性能高，抗压强度与本身的抗拉强度相等，消震性差。壁厚变化对机械性能影响较小，壁厚增大，机械性能不是成比例的增大，由于壁越厚，冷却速度越慢，组织粗松，在一定条件下性能反而降低。铸造性能差，流动性不好，对缺口的敏感性大，因此易产生变形，开裂，缩孔，缩松等现象。（3）考虑到机体内零件的润滑，密封散热。因其传动件速度小于 2m/s，故采用油脂润油；为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 Ra 的上限值为6.2mm（4）机体结构有良好的工艺性.铸件壁
39、厚为 10，圆角半径为 R=3。机体外型简单，拔模方便。根据所学减速器的制造过程，以减速的箱体的参数作为参考，可以确定人力提升机所需要的参数。无锡太湖学院学士学位论文16表 4-1 减速器机体结构尺寸如下名称 符号 计算公式 结果箱座壁厚 83025.a10箱盖壁厚 11 9箱盖凸缘厚度 b. 12箱座凸缘厚度 15箱座底凸缘厚度 252 25轴承旁联接螺栓直径 1dfd7.01M12轴承端盖螺钉直径 3=（0.40.5）3f 10视孔盖螺钉直径 4=（0.30.4）4f 8定位销直径 d=（0.70.8 ） 2d8， ， 至外fd12机壁距离1C查机械毕业设计指导书表4342218， 至凸缘
40、边f缘距离2查机械毕业设计指导书表42816外机壁至轴承座端面距离 1l= + +（ 812）1l2 50大齿轮顶圆与内机壁距离1.215齿轮端面与内机壁距离 2210机盖，机座肋厚 m,1 85.0,.119 8.51m轴承端盖外径 2D+（55.5 ）23d120（1 轴）125（2 轴）150（3 轴）轴承旁联结螺栓距离S120（1 轴）125（2 轴）150（3 轴）人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定175 轴的设计5.1 轴的设计过程5.1.1 轴的设计要素（1）轴是机械传动中必不可少的的重要的非标件之一，主要用于支承转动的带毂零件( 如齿轮、带轮等)并用来传递运动和动力，同
41、时它被滑动轴承或滚动轴承所支承。进行轴的结构设计时，应综合考虑的因素有：轴的毛配种类。作用在轴上的载荷大小、方向及其分布情况。轴承类型、尺寸和位置。轴上零件安装、位置、固定、配合等。轴的加工方法及其他特殊要求等。（2）由于影响因素很多，并且轴的结构形式随不同的情况而不同，因此轴没有标准的结构形式，设计具有较大的灵活性和多样性。但不论具体情况如何,轴的结构应满足的基本要求是：保证轴和轴上零件有准确的位置。便于轴上零件的装拆、调整和维护。轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度。节约材料和减轻重量。形状尽量简单，减少应力集中。具有良好的工艺性。机器上所安装的零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必
42、须用轴来支承，才能正常工作，因此轴类零件是机械中必不可少的重要零件。本节将要讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接及轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除了要考虑轴的强度和刚度外，还要考虑适用性，加工和装配等方面的许多因素。5.1.2 轴的结构设计1、轴的结构应力求简单合理，有利于轴上零件的装拆、固定和调整。2、轴上零件应定位准确、固定可靠；3、轴的结构有利于提高轴的强度和刚度；无锡太湖学院学士学位论文184、具有良好的润滑和密封条件；5、具有较好的结构工艺性和经济性。（1.用辅助零件代替轴上不必要的台阶。2.为了便于装配，减少应力集中，应取相同的倒角、圆
43、角尺寸。3.取相同的越程槽、退刀槽。4.取相同的键槽尺寸且布置在轴的同一母线上。5.各段轴的尺寸尽量取标准值（减少刀具数目，便于测量） 。6.规定合理的加工精度和表面粗糙度。 ）5.1.3 手动输入轴的计算(1)初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步确定轴的最小直径，选取轴的材料为 45 钢，调制处理，根据表 15-3，取 A0 =120，于是得mm (5.1)21.375.012330min Pd（2）从左向右先做定各段直径的大小由最小直径 =13.21mm 可得第一段的直径，又因为在最小直径上打孔，为in了增大其承受能力，故取第一段的直径 mm。21d第二段和第六段是放相同型号、相同大
44、小的轴承，经考虑，首先选择滚动轴承，因轴承主要承受径向方向的力，也承受少量的轴向力，为了结构紧凑故先选择圆锥滚子轴承，由轴承产品目录中初步选择轴承代号，其尺寸为，因而第二段与第六段的直径为mTDd25.1625mm。62第三段和第五段都是对轴承的轴向固定，定位轴肩的高度 h 一般取为，d 为与零件想匹配处的轴的直径，故取直径为 mm。h)1.07.( 2853d第四段放的齿轮，对于直径很小的钢制齿轮，当为圆柱齿轮时，若齿根圆到键槽底部的离 ，均应将齿轮和轴做成一体，叫做齿轮轴，所以 tme2(5.2)81.02/)76.8(2/)(3df(5.3)97.34cos5cosnt所以 故 与齿轮相
45、匹配，参数详见齿轮 1。te24其结构与直径如下图 5.1。人力提升机主要传动件的计算、设计、工艺拟定19图 5.1 输入轴的结构与直径(3)各段的长度根据标准件我们可以查表初步确定25.16lmm， 40lmm， 25.16lmm，其余长度尺寸我们可以边画图边查手册边确定，查手册的取长轴 mm，画图的 8.143lmm， 65lmm。（4）确定轴上的圆角和倒角尺寸参考书本表 15-2，取第一段的倒角为 0，最后一段的倒角为 0451，各轴肩处的圆角半径详见输入轴的工作图。（5）求轴上的载荷首先根据轴的结构图做出轴的计算简图。根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图轴传递的转矩： T 1=127
46、30Nmm (5.4)齿轮圆周力： (5.5)NdTFt 5.7863.20齿轮径向力：(5.6)ntr .29“14costan5.786cosa齿轮径向力：(5.7)NFta .07t.计算作用在轴上的支反力:图 5-2 轴上的支反力无锡太湖学院学士学位论文20图 5-3 水平方向受力分析图 5-4 垂直方向受力分析水平方向的：(5.8)01.73R-d/2Fa-1.94rVB(5.9)4r37RVA2解得 RVA2=116.45N，R VB=179.05N 垂直方向：(5.10)7.246.5.86tH (5.11)N85391914FB RvA1FaRvBRvA2FrFtRHA RHB
