注：图2-1和图2-2仅为结构简图，具体尺寸见导轮主轴。
A图纸导轮架的装配图和
0（6）、导轮主轴结构尺寸分配过程
首先根据后面设计的涡轮的宽度，设计出装配涡轮的主轴部分尺寸，然后设计固定涡轮的结构，其右边为轴肩固定，右端为用两个M41×1.5的左旋细牙园螺母固定，左端用两个向心力角接触轴承装配，于是需要选轴承，查《机械基础综合课程设计》表13-16选用轴承型号为7006AC，于是可得该轴在轴承处的直径为30,然后查询《简明机械设计手册》中轴承的公差，该轴的公差选用公差带为K6,即上偏差为+0.015，下偏差为+0.002，选用该轴承的外端公差带为G7，即上偏差为+0.04，下偏差为+0.01。另外在选用轴承时得知该轴承的宽度是13，则两轴承装配时当中还应考虑挡圈尺寸选为5，同样轴承下端的固定查询《机械基础综合课程设计》表13-16为最小为Φ36，轴承上端的固定查询《机械基础综合课程设计》表13-16为最大为Φ49于是得出两端的固定，右端为前轴承和轴肩左端用端盖和左旋螺母，螺母根据最小为Φ36的原则选用两个左旋圆螺母，查询《机械基础综合课程设计》表表10-22，选用M27×1.5时符合要求，同样端盖的内精根据小于Φ49的原装选取尺寸。以上为轴的左端设计方案，轴的右端留有轴承折哦，密封系统的尺寸后，根据导轮的尺寸设计锥度为1:5时自锁，选取锥度为1：5，另外还需留有加紧件的尺寸，其中包括定位夹紧圈、橡胶圈和螺帽的轴长。
轴上直径尺寸不同的过度段需要在直径小的一方设计退刀槽和圆角，以保证符合装配要求。该轴上，除去Φ27因为法向齿形高度的限制选用1.5×1的退刀槽外，其余的需要装配零件的地方都选用2×1的退刀槽，不装配端选用R2。
2、涡轮蜗杆的设计
（1）、涡轮蜗杆的设条件：电动机为私服直流电动机，最高转速为3000r/min，最小为0，故取导轮最大转速计算传动比i?n?100?nn12??903000?100?300?90?n?112取i=10,使用与该磨床使用寿命相同，输入蜗杆功率为1.5KW，
n1?n?100?90??3333r/min，传动有反转，工作载荷较稳定，但有冲击。
（2）、蜗轮蜗杆的作用
蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。 （3）、蜗轮蜗杆正确齿合的条件
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a、中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值.
b、当蜗轮蜗杆的交错角为90°时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。
（4）、需注意的几个问题
a. .蜗杆导程角()是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小于啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。
b. 引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q小则导程角增大，传动效率相应提高。
c. 蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等于，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等于，而是。
d. 蜗杆蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法，可根据啮合点K处方向、方向（平行于螺旋线的切线）及应垂直于蜗轮轴线画速度矢量三角形来判定；也可用“右旋蜗杆左手握，左旋蜗杆右手握，四指拇指”来判定。 （5）、蜗轮蜗杆的传动特点
a. 可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑
b. .两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构 c. 蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小
d. 具有自锁性。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在起重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。
e. 传动效率较低，磨损较严重。蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高
f. 蜗杆轴向力较大 （6）、选择蜗杆传动类型
根据GB/10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。 （7）、选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45刚；因希望效率
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高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC。涡轮用铸锡磷青铜ZCuSu10P1金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。 （8）、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，再搅合齿根弯曲疲劳强度。由《机械设计》第八版式11-12，传动中心距
a?3KT??2??ZZEH???P????2
（9）、确定作用在涡轮上的转矩T2
按
Z1?4估取效率?=0.9
6T2?9.55?106PT22?.55?10P?n?.55?10?61.5?0.93333/10?42549N?mm
1i12（10）、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k?=1；由《机械设计》第八版表11-5选取使用系数kA=1.15；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数kV=1.05；则
K=kA（11）、确定弹性影响系数
k?k=1.15×1×1.05≈1.21
VEZ
12 因选用的是锡磷青铜蜗轮和刚蜗杆相配，故ZE=160MPa（12）、确定接触系数
Zp
先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距?的比值计》第八版图11-18中可查的Zp=2.9.
da1?0.35，从《机械设
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（13）、确定许用接触应力
??H?
? 根据蜗轮材料为锡磷青铜ZCuSu10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，可从《机械设计》第八版中表11-7中查得蜗轮的基本需用应力
??H??=268 MPa
8应力循环次数N?60jn2Lh?60?3333?24000?4.8?10
寿命系数 则??K?HN?8104.8?1078?0.6132
H??KHV????0.0132H?265?164MPa
（14）、计算中心距离
a?3?160?2.9?21.21?42549????73.52mm
?164?取中心距a?80mm，因i=10，故《机械设计》第八版中表11-1，得Z1?4查《机械设计》第八版中表11-2，取m=3.15，蜗杆分度圆直径35.5，这时
da1?35.580?0.44，从《机械设计》第八版中图11-18中可查的接触系数
Z?p?2.70,因为
Z?p （15）、 蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸 轴向齿距离 Pa??m?3.14?3.15?9.891mm 直径系数q=11.27 齿顶圆直径d齿根圆直径da1?d1?2ha?d1?2ham?35.5?2?3.15?41.8mm ???f2?d1?2m(ha?c)?35.5?2?3.15(1?0.2)?27.94mm? ??分度圆导程角??193229 蜗杆轴向齿厚 Sa?0.5?m?4.9455mm 第 16 页（共 30 页） （16）、涡轮 涡轮齿数 Z=39，变位系数x=0.2619 22验算传动比i?ZZ21?394=9.75，这时传动比误差 10?9.7510=2.5%是允许的 蜗轮分度圆直径d2?mz2=3.15×39=122.85mm 涡轮喉圆直径da2?d2?2ha2=122.85+2×3.15=129.15mm 涡轮齿根圆直径d?f1d?2m(ha?c)?122.85?2?3.15（1?0.2）?115.29mm21?? 涡轮咽喉母圆半径rg2?a?(17)/校核齿根弯曲疲劳强度 d2a2?80?12129.15=15.425 ?F?1.53kTdd2Ym?2Fa2Y????? F当量齿数 Zv2?zcos2339(cosr19?3229)??3?46.56 根据 Zx=0.2619，z=46.59，查《机械设计》第八版中表11-8得由 2v2CuSu10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力??寿命系数 F??=56MPa KFN?910684.80?10=0.5035 ???=56×0.5.35MPa=28.201MPa F?(18)、验算效率? F?1.53?1.21?4254935.5?122.85?3.15?2.61?0.86?12.87 弯曲疲劳强度是满足的 ??（0.95～0.96） tanrtan(r??)? 第 17 页（共 30 页）