【正文】 較大，環(huán)境最高溫度 35℃； ：電力，三相交流，電壓 380V/220V； ：三年一大修，兩年一中修，半年一小修； 批量：一般機(jī)械廠制造，單件生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)工作量： 1 張（ A0 或 A1）； 2 張； 1 份； ：見(jiàn)圖 196 1 計(jì)算及說(shuō)明 一、傳動(dòng)系統(tǒng)方案選擇與擬定 傳動(dòng)方案：電動(dòng)機(jī)→傳動(dòng)系統(tǒng)→執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 初選三種傳動(dòng)方案，如下： （ a）蝸輪蝸桿減速器 （ b）二級(jí)圓柱齒輪減速器 （ c）二級(jí)圓錐齒輪減速器 主要結(jié)果 2系統(tǒng)方案總體評(píng)價(jià)： 方案（ a）為整體布局最小 ,結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，而且可以實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比 ,箱體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)相對(duì)較少，因此該裝置的使用壽命及穩(wěn)定性很強(qiáng)。 (b)方案布局適中，傳動(dòng)也較平穩(wěn)，但是傳動(dòng)零件及箱體都太復(fù)雜既不經(jīng)濟(jì)又影響裝置壽命（ c）方案布局適中，但是圓錐齒輪加工較困難，特別的是大直徑，大模數(shù)的錐輪，所以一般不采用。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)要求，原始數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)編號(hào) 3 工作機(jī)軸上的功率 Pw/kw 工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 n/(r/min) 11 最終方案選：（ a）蝸輪蝸桿減速器 工作條件與技術(shù)要求： 輸送機(jī)轉(zhuǎn)速允許誤差為177。 5%；工作情況：三班制，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)；工作年限： 10 年；工作環(huán)境：室外，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35℃；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓 380V/220V；檢修間隔期：三年一大修，兩年一中修，半年一小修；制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，單價(jià)生產(chǎn)。 二、電動(dòng)機(jī)的選擇 (1) 選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，如無(wú)特殊要求 (如在較大范圍內(nèi)平穩(wěn)地調(diào)速，經(jīng)常起 動(dòng)和反轉(zhuǎn)等 )，通常都采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)已制訂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的 Y 系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、風(fēng)機(jī)、輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械和食品機(jī)械等。由于 Y 系列電動(dòng)機(jī)還具有較好的起動(dòng)性能，因此也適用于某些對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械 (如壓縮機(jī)等 )。在經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，此時(shí)宜選用起重及冶金用的 YZ 型或 YZR 型三相異步電動(dòng)機(jī)。 三相交流異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其額定功率 (指連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下電機(jī)發(fā)熱 不超過(guò)許可溫升的最大功率，其數(shù)值標(biāo)在電動(dòng)機(jī)銘牌上 )和滿載轉(zhuǎn)速 (指負(fù)荷相當(dāng)于額定功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速略有升高，但不會(huì)超過(guò)同步轉(zhuǎn)速 ——磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 )的不同，具有系列型號(hào)。為適應(yīng)不同的安裝需要，同一類型的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)又制成若干種安裝形式。各型號(hào)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) (如額定功率、滿載轉(zhuǎn)速、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比、最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比等 )、外形及安裝尺寸可查閱產(chǎn)品目錄或有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 按已知的工作要求和條件，選用 Y 型全封閉籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 Pw= n=11r/min 3(2) 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 根據(jù)已知 條件，工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)輸出功率為 2KW 查【 2】表 1 得： 彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率η 聯(lián)軸器 = 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率η 齒輪 = 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率η 滾動(dòng)軸承 = 渦輪蝸桿的傳動(dòng)效率η 錐齒 = 電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶之間總效率 23? ? ? ? ??總 聯(lián) 軸 器 齒 輪 渦 輪 蝸 桿滾 動(dòng) 軸 承 = 230 .9 9 * 0 .9 3 * 0 .9 7 * 0 .8 1 = 0 . 6 5 0 . 9 6 4 7 k w0 . 6 7 3 8wPP ?? ? ? ?電 動(dòng) 機(jī) 輸 入總 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 按照工作機(jī)轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍，可以推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 * = 3 ~ 5 ) * ( 10 ~ 40 ) * 11 ( 330 ~ 2200 )n i n w??（ r/min 式中： wn —— 工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速 i —— 為總傳動(dòng)比 *i i i? 渦 輪 蝸 桿 齒 輪 n—— 電動(dòng)機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍 (3) 初選為同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動(dòng)機(jī) 電動(dòng)機(jī)額定電動(dòng)機(jī)輸入 PP ?? ?查【 3】（ P1653）表 16128 型號(hào) 額定 功率KW 電 動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn) 速(r/min) 電動(dòng)機(jī) 重量 (N) 價(jià)格(元 ) 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 1 Y90L6 1000 910 24 最便宜 2 Y90S4 1500 1400 25 次便宜 綜合考慮選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y90L6,其額定功率為 ，滿載轉(zhuǎn)數(shù)為 910r/min η 聯(lián)軸器 = η 齒輪 = η 滾動(dòng)軸承 = η 錐齒 = ??總 P ?電 動(dòng) 機(jī) 輸 入 47kw =10 ~ 40i渦 輪 蝸 桿=3~5i齒 輪 4 即 ?電動(dòng)機(jī)額定P r/m in910n ?電動(dòng)機(jī)額定 電動(dòng)機(jī)軸伸出端直徑 24mm 電動(dòng)機(jī)軸伸出長(zhǎng)度 50mm 三、計(jì)算總的傳送比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 計(jì)算總傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 n 910i i 8 2 . 7 2 7n 1 1i ? ? ? ?總 齒 輪 蝸 輪 蝸 桿電 動(dòng) 額 定工 作 機(jī) 分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 初步分配為 =20 .6818i渦 輪 蝸 桿 =4i齒 輪 四、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 已知條件 1. 1kWP ?電 動(dòng) 機(jī) 額 定 n 9 1 0 r/ m in?電 動(dòng) 機(jī) 額 定 各軸轉(zhuǎn)速 （ r/min） 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ軸： 1= 910nn?電 r/min Ⅱ軸： 21= / = 91 0 / 40 .68 18 = 44 .00n n i蝸 桿 渦 輪 r/min Ⅲ軸 、工作軸： 32= / 4 = 1 1 .0 0n n n?工 作 r/min （ kw） 電動(dòng)機(jī)軸 ： ? Ⅰ軸： 1 * * = 0. 92 64dPP ??? 聯(lián) 軸 器 滾 動(dòng) 軸 承 ?電 動(dòng) 機(jī) 額 定n 910r/min?電 動(dòng) 機(jī) 額 定 總i = =20 .6818i渦 輪 蝸 桿 =4i齒 輪 5 Ⅱ軸： 21= * * = 0 .7 2 7 9PP ??渦 輪 蝸 桿 滾 動(dòng) 軸 承 Ⅲ軸 ： 32= * * = ?? 齒 輪滾 動(dòng) 軸 承 工作軸： w3* = 0 .6 5 0 1PP ?? 聯(lián) 軸 器 （ ） 電動(dòng)機(jī)軸 ： dd = 9500 * 40dPT n ? Ⅰ軸： 1 1 1955 0 * ( / ) 1T P n?? Ⅱ軸： 2 2 29 5 5 0 * ( / ) 1 5 7 .9 8 7 4T P n?? Ⅲ軸 ： 3 3 39 5 5 0 * ( / ) 5 7 0 .0 4 8 2T P n?? 工作軸： 9 5 5 0 * ( / ) 5 6 4 .4 0 5w w wT P n?? 現(xiàn)把減速器各軸有用數(shù)據(jù)集中如下： 軸 參數(shù) 轉(zhuǎn)速（ r/min） 功率（ kw） 轉(zhuǎn)矩（ ） 電動(dòng)機(jī)軸 910 Ⅰ軸 910 Ⅱ軸 Ⅲ軸 工作軸 11 五、內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù) GB/T100851988 的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ ZI). 選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45—— 55HRC。渦輪用鑄錫青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄鐵H7100 制造。 6 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式渦輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距 ZZE φ3a KT (2 [σ ]H≥ 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 2T 查前面設(shè)計(jì)表格知 2= N*M 確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故載荷分布不均勻系數(shù) =1Kβ ；選取使用系數(shù) = ；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不打，可取動(dòng)載荷系數(shù) = ；則 = * * =1 .2 6 5AK K K Kβ γ 確定彈性影響系數(shù) EZ 因 選 用 的 是鑄 錫 青 銅蝸 輪 和 蝸桿 相 配 ， 故12=160 paEZM 確定接觸系數(shù) Z? 先 假 設(shè) 蝸 桿 分 度 圓 至 今 1d 和 傳 動(dòng) 中 心 距 比 值1 a ? ， 查【 1】圖 1118 中可查得 Z? =。 確定許用接觸應(yīng)力 []Hδ 根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞ 45HRC，查【 1】可得到蝸輪的基本許用應(yīng)力的值 []Hδ ~=268MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 72= 6 0 6 0 * 1 * 4 4 * 3 0 0 * 3 * 8 * 1 0 1 9 .0 0 8 * 1 0nN jn l ?? 壽命系數(shù)：8 7710 0 .6 9 2 01 9 .0 0 8 1 0HNK ??? Z? = []Hδ ~=268MPa 10N ?? ? 7 [ ] * [ ] ` 0 * 268 = 185 .4675u H N HS K S?? 計(jì)算中心距 ZZE φ3a KT (2 [σ ]H≥ = 取中心距 a=125，因 i=，查【 1】表 112中取模數(shù) m=5mm，蝸桿分度圓直徑 1 50d mm? 。這時(shí) 1 a ? ，從【 1】圖 1118 可查得接觸系數(shù) ` ? ? ,因?yàn)?`ZZ??＜ ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 傳動(dòng)比驗(yàn)證：（ ） / =%＜ 5% 成立。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)和幾何尺寸 （ 1）蝸桿 分度圓直徑 1 50d mm? 模數(shù) m=5mm 軸向齒距： 3 .1 4 * 5 1 5 .7aPm?? ? ? 蝸桿頭數(shù)： 1 2Z? 直徑系數(shù)： 1 10dq m?? 齒頂園直徑： *11 2 6 0aad d h m m m? ? ? 齒根園直徑： *11 2( ) 38fad d h m c m m? ? ? ? 導(dǎo)程角： = 176。 軸向齒厚： 1 ??? 徑向間隙： 1cm?? （ 2) 蝸輪 齒數(shù)： 21* 2 0 .5 * 2 4 1z z i? ? ? 蝸輪分度圓直徑： 22 5 * 4 1 2 0 5d m z? ? ? 喉圓直徑： 2 11( ) 2 1 5ad m z z? ? ? 咽喉母圓半徑 2 mm? 齒頂高： 5ahm?? 125a