【正文】 本低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高， 適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電機(jī)類型 由傳動(dòng)方案、工作要求和工作條件分析，電動(dòng)機(jī)采用 Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)， 其結(jié)構(gòu)為全封閉式自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為 380V。 選擇電機(jī)的容量（功率） 1) 工作機(jī) 各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率及總效率 由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 可知蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比為： 40~10i ?蝸桿 ；又根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 可知 ，初選 蝸桿頭數(shù)為 1Z1? ， 的傳動(dòng)效率為： ~?? 蝸桿 （已知：已包括蝸桿軸上一對(duì)軸承的效率），本設(shè)計(jì)取?蝸桿 =， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 書》表 可知各傳動(dòng)部件的效率分別為： 9 ~?? 聯(lián)軸器 本課程設(shè)計(jì)取 ?聯(lián)軸器 = )( 一對(duì)滾子軸承 ?? 本課程設(shè)計(jì)取 ?滾子軸承 = 1??剛性聯(lián)軸器 本課程設(shè)計(jì)取 1??剛性聯(lián)軸器 工作機(jī)的總效率為： ????? 剛性聯(lián)軸器滾子軸承蝸輪蝸桿彈性聯(lián)軸器總 ???? =179。 179。 179。 1 =≈ 2）所需電動(dòng)機(jī)的工作功率： kwKWPPd ??? 總η 又由查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 電動(dòng)機(jī)選擇功率為 3KW 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 1) 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比的確定： 查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》書表 得各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下 : 40~10?蝸桿i 理論總傳動(dòng)比： 40~10?? 蝸桿總 ii 2) 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速： 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速： n 工作機(jī) =nw= r/min 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： m i n/1780~)40~10(. rinn d ??? 總工作機(jī) 根據(jù)上面所算得的原動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速范圍，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、 1000 r/min 和 1500 r/min 三種。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為 1000 r/min 的電動(dòng)機(jī)。其主要功能表如下（此表由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 121 查得）： 電動(dòng)機(jī) 型號(hào) 額定功率 kW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 /kg Y132S6 3 960 63 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 123 查得，確定電動(dòng)機(jī)的安裝及外形尺寸如下表： 機(jī)座號(hào) A B C D E F G H K AB AC AD HD L Y132S 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 275 210 315 475 4 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配傳動(dòng)比 實(shí)際傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 由于是蝸桿蝸輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)比集中在蝸桿上，其它不分配傳動(dòng)比。 5 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 各軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算： 第一軸轉(zhuǎn)速： r/m in960nn m1 ?? 第二軸轉(zhuǎn)速： r/ m 12 ??? 總 各軸的 輸入 功率 第一軸輸入功率： 9 2 d1d1 ??????? 彈性聯(lián)軸器?? 第二軸輸入功率： 2 121d2 ?????? 蝸桿??? 工作機(jī)輸入功率： 2321d3 ?????? 剛性聯(lián)軸器軸承 ????? 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 ： 960 46md6d ???????? 第一軸輸入轉(zhuǎn)矩： 441 ??????? 彈性聯(lián)軸器ηdT 第二 軸輸入 轉(zhuǎn)矩 ： 5412 ???????? 總蝸桿ηT 工作機(jī)輸入 轉(zhuǎn)矩： 5523 ?????????? 剛性聯(lián)軸器軸承 ηηT 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表： 6 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)參數(shù) 蝸桿輸入功率 P= kW，蝸桿轉(zhuǎn)速 min/r960n1 ? ，蝸輪轉(zhuǎn)速 min/ 2 ? ，理論傳動(dòng)比 i=，當(dāng)選擇蝸桿的頭數(shù) Z1=1時(shí)， Z2= 不在推薦值范圍內(nèi)。當(dāng)選則蝸桿的頭數(shù) Z1=2時(shí)， Z2=，在推薦值范圍中，所以蝸桿頭數(shù)取 Z1=2（以上結(jié)果由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 11— 1 得到）。 蝸輪蝸桿 材料選擇 1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型 軸名 功率P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/(N?mm) 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 效率 ? 傳動(dòng)比 i 電動(dòng)機(jī)軸 179。 104 960 1 蝸桿軸 179。 104 960 蝸輪軸 179。 105 1 工作機(jī)軸 179。 105 根據(jù) GB/T 10085— 1988 的推薦，采用漸開線蝸桿（ ZI） . 2）選擇材料 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》蝸桿傳動(dòng)一章知識(shí)可知，蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成，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整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，硬度為 45～ 55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pb1， 金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT200 制造。 3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(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)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距： A、 確定 作用在蝸輪 上的轉(zhuǎn)矩 T2 按 Z1=2，估取效率 η =，則： .5 ???????????? ip η B、確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) Kβ =1；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 115 選取使用系數(shù) KA=。由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù) Kv=；則 K=KAKβ Kv=179。 1179。 ≈ C、 確定彈性影響系數(shù) ZE 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 ZE=160M D、確定接觸系數(shù) Zρ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 d1和傳動(dòng)中心 距 的比值 =，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1118中可查得 Zρ =。 E、確定許用接觸應(yīng)力 [? H] 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬 45HRC,可從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 117 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [? H]′ =268Mp 。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh=60179。 1179。 壽命系數(shù) KHN= 則 [? H]= KHN. [? H]′ =179。 268 MP = MP F、設(shè)計(jì)中心距 mm= 取中心距 =160mm,因 i=,故從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 112 中取模數(shù) m=，蝸桿分度圓直徑 d1=63mm。這時(shí) =，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1118 中可查得接觸系 數(shù) =，因?yàn)?Zρ ,因此以 上計(jì)算結(jié)果可用。 4） 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 A、蝸桿 軸向齒距 pa=π m=；直徑系數(shù) q=10。齒頂圓直徑 da1=。齒根圓直徑df1=。分度圓導(dǎo)程角γ =11176。 18′ 36″ 。蝸桿軸向齒厚 sa=。 B、蝸輪 蝸輪齒數(shù) Z2=41（參考《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 112）；變位系數(shù) X2=－ 驗(yàn)算傳動(dòng)比 i= 在允許 177。（ 3～ 5） %范圍內(nèi)變化，所以結(jié)果滿足。 蝸輪分度圓直徑 d2=mz2=179。 41= 蝸輪喉圓直徑 da2=d2＋ 2ha2=+2179。 = 蝸輪齒根圓直徑 df2=d22hf2=179。 179。 (1++)= 蝸輪咽喉母圓半徑 rg2= da2=160 mm 5）校核齒根圓彎曲疲勞強(qiáng)度 ? F= 當(dāng)量齒數(shù) zv2= = 根據(jù) x2= ， zv2=， 從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1119 中可查得齒形系數(shù) YFa2=。 螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 [? F]= [? F]′ 178。 KFN 從 《 機(jī)械設(shè)計(jì) 》表 118 中查得 ZCuSn10Pb1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 [? F]′ =56MPa。 壽命系數(shù) KFN= [? F]=56179。 MPa= MPa ? F= MPa 彎曲強(qiáng)度是滿足的。 6）驗(yàn)算效率 η η =（ ～ ） 已知 18′ 36″ = , 。fv 與相對(duì)滑動(dòng)速度 vs 有關(guān) 。 Vs= 從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 1118 中用插值法查得 fv=、 =176。 ；代入式中得η =，大于原估計(jì)值，因此不用從算。 蝸桿分度圓的圓周速度 V= =≤ （ 4～ 5） m/s 為便于 加工蝸桿和滿足任務(wù)書，蝸桿可以下置和螺旋線取為右旋。 7）精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力 傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從 GB/T 10089—1988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇 8級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f GB/T 10089— 1988。然后由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表 和 查得蝸桿、蝸輪要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。 8）熱平衡核 算 A、 估算散熱面積 A maA ??????????????? 8） 驗(yàn)算油的工作溫度 ti 室溫 t0：通常取 20℃ 散熱系數(shù) ks=14~：取 Ks= W/(㎡178?！?)； 嚙合效率 ?? ； 軸承效率 ，取軸承效率 ? 2=； 攪油效率 ~，攪油效率 ? 3=； ? =? 1179。 ? 2179。 ? 3=179。 179。 = ? ? ? ? 0