【正文】 與由修形滾刀加工成的蝸輪組成“修整型”直廓環(huán)面蝸桿傳動(dòng)，消除了蝸輪齒面中部棱線接觸，不僅改善了裝配條件，減少了誤差敏感性，更重要的是：與“原 始型”蝸桿傳動(dòng)比較，接觸區(qū)擴(kuò)大，形成油膜條件好，包容齒數(shù)間載荷有平均作用，因而其承載能力、嚙合性能和傳動(dòng)效率均較“原始型”高。 準(zhǔn)平行嚙合線二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿是河南省焦作市科林齒輪有限公司的一項(xiàng)科研成果。蝸輪滾刀是可鏟背可磨削的，蝸輪齒面沒(méi)有脊線，運(yùn)動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生干涉。工裝和理論相吻合。和同類蝸桿相比，它還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： 1 瞬時(shí)接觸線和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度方向夾角穩(wěn)定，且接近 90度。 2 蝸輪齒面是用鏟背滾刀制造加工而成，因此蝸輪齒面接觸面大、質(zhì)量穩(wěn)定。 3 同時(shí)參加嚙合的蝸輪齒數(shù)多，一般可達(dá) 2 2(9Z Z 為蝸桿齒數(shù)）。 4 蝸輪齒面無(wú)脊線，傳遞運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生干涉。 因此這種蝸桿傳動(dòng)承載功率大，動(dòng)壓油涵穩(wěn)定傳動(dòng)、噪聲低、平衡溫度低等特征。 由以上分析可以看出，雖然普通齒輪減速器具有效率高，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是不具備設(shè)計(jì)條件中重點(diǎn)要求的自鎖性，所以不能選用；而準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器，它具有普通環(huán)面蝸桿減速器所不具備的很多優(yōu)點(diǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 8 第一章 選定設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合以上分析，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器。 具體設(shè)計(jì)方案是：選用的電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速是 940r/min，由凸緣聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)軸和準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器的輸入軸相聯(lián)接，經(jīng)過(guò)減速器的減速，電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速降為，再有凸緣聯(lián)軸器將減速器的輸出軸與滾筒軸聯(lián)接，將減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳給滾筒，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)繞在其上面的鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，由鋼絲繩提起具有一定質(zhì)量的燈具。 1 電動(dòng)機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 蝸輪蝸桿減速器 4 聯(lián)軸器 5 滾筒 圖 21 減速器 第二 章 電動(dòng)機(jī)的選擇 初選電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型 式 電動(dòng)機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、電源種類 (交流或直流 )、工作條件 (環(huán)境溫度、空間位置等 )、載荷大小和性質(zhì) (變化性質(zhì)、過(guò)載情況等 )、起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度等條件來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量 (功率 )和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號(hào)和尺寸。 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因?yàn)榇?，無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相異步交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。根據(jù) 不同防護(hù)要求，電動(dòng)機(jī)有開啟式、防護(hù) 式、封閉自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)型式。 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 作作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此廣泛應(yīng)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)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等。對(duì)于經(jīng)常起動(dòng)，制動(dòng)正反轉(zhuǎn)的機(jī)械，如起重、提升設(shè)備，要求電動(dòng)機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大過(guò)載能力，應(yīng)選用冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī) Yz 型 (籠型 )或 YzR 型 (繞線型 )。 電動(dòng)機(jī)的容量 (功率 )選擇的是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選 得過(guò)小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；而容量選得過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來(lái)決定。 由以上的選擇經(jīng)驗(yàn)和要求，我選用： 三相交流電 Y系列籠型三相異步交流電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的容量 確定減速器 所需的功率 P? 由滾筒圓周力 F 和滾筒速度 v,得 39。 1000w FvP ? 其中： F G mg?? （ N） m—— 提升重量， m=450kg， 4 5 0 9 .8 4 4 1 0F ? ? ? N 9 /60v m s?? s 帶入數(shù)據(jù)得 39。wP = 4 4 1 0 0 .1 5 0 .6 6 1 51000? ? KW 39。 1. 25 0. 66 15 1. 25 0. 82 69wwPP? ? ? ? ? KW 確定傳動(dòng)裝置效率 傳動(dòng)裝置的效率由以下的要求： (1) 軸承效率均指一對(duì)軸承而言。 (2) 同類型的幾對(duì)運(yùn)動(dòng)副或傳動(dòng)副都要考慮其效率，不要漏掉。 (3) 蝸桿傳動(dòng)的效率與蝸桿頭數(shù) z1有關(guān)，應(yīng)先初選頭數(shù)后，然后估計(jì)效率。 此外，蝸桿傳動(dòng)的效率中已包括了蝸桿軸上一對(duì)軸承的效率，因此在總效率的計(jì)算中蝸桿軸上軸承效率不再計(jì)入。 各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率為： 法蘭效率： 1 ?? 設(shè)計(jì)中， 電動(dòng)機(jī)與減速器相連的法蘭，相當(dāng)于一個(gè)凸緣聯(lián)軸器 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 一級(jí)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)效率 : ?? 一對(duì)滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率： 3 ? ? 凸緣聯(lián)軸器效率： ?? ? —— 從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率故傳動(dòng)裝置總效率： 21 2 3 4? ????? ＝ ? ? ? ?， 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 dP 考慮傳動(dòng)裝置的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率 dP ＝ wP? 則， dP ＝ wP?＝ ? KW 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) 根據(jù)計(jì)算的功率可選定電動(dòng)機(jī)額定功率，取同步轉(zhuǎn)速 1000 minr ， 6級(jí) 由《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用 Y100L－ 6三相異步電動(dòng)機(jī)，其主要參數(shù)如下 電動(dòng)機(jī)額定功率： 0P =； 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： n =940 minr 電 流 ： I= 電動(dòng)機(jī)外形和安裝尺寸為： D=28mm E=60mm H=100mm A=160mm B=140mm C=63mm K=12mm AB=205mm AD=180mm AC=105mm HD=245mm AA=40mm BB=176mm 第 三 章 傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 各軸功率計(jì)算 1P ＝ 0P 1? = ??KW 21PP? 2? 23? = ? ?21 .4 7 0 .7 0 .9 8 0 .9 7? ? ?KW 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 n1 ＝ 940 minr ， n2 ＝ n滾筒 ＝ 940/50= minr 各軸輸入扭矩的計(jì)算 1T 11P 1 . 4 79 5 5 0 9 5 5 0 1 4 . 9 3n 9 4 0? ? ? ? ?Nmm 2T 22P 0 .9 79 5 5 0 9 5 5 0 4 9 2 .7 4n 1 8 .8? ? ? ? ?Nmm 表 31 參數(shù)列表： 軸 名 功率 Kw 轉(zhuǎn)速minr 扭矩 Nmm 蝸桿軸 940 蝸輪軸 第 四 章 減速器部件的選擇計(jì)算 蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇蝸桿、蝸輪材料 采用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動(dòng) . 、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力 考慮蝸桿傳動(dòng)中 ，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 2，蝸桿選用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì) HB265 285.蝸輪選用鑄錫磷青銅 ZQSn101，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 3查得蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力 [ H? ] =190 2/N mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 5查得蝸輪材料的許用彎 曲應(yīng)力 [ F? ]=44 2/N mm 確定蝸桿頭數(shù) Z1 及蝸輪齒數(shù) Z2 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 6， 選取 Z1 ＝ 1 則 Z2 ＝ Z1 i＝ 150 ＝ 50 故取 Z2 ＝ 50 驗(yàn)算滾筒的速度 實(shí)際傳動(dòng)比 i＝ 50/1 工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn) 速 n滾筒 ＝ 940/50= minr 鋼絲繩的提升速度 V? = 3 .1 4 D n 3 .1 4 1 8 .81 0 0 0 1 0 0 0?? ??Ⅱ ＝ = m/s 速度誤差 VVV?－ ％＝ 8 － ％＝ ％ 5%，合適 確定蝸桿蝸輪 中心距 a c1P 1AC1 PKP K?F MP（ K） 式中 KA —— 使用場(chǎng)合系數(shù)，每天工作一小時(shí) ,輕度震動(dòng) 由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得： KA ＝ ； KF —— 制造精度系數(shù)，取 7級(jí)精度， 查得： KF ＝ ； KMP —— 材料配對(duì)系數(shù)，齒面滑動(dòng)速度 10 由《機(jī)械工程手冊(cè)》查得： KMP ＝ 。 代入數(shù)據(jù)得 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 1AC1 PKP K? F MP（ K）＝ ? ??KW 以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率 1CP 所對(duì)應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 25 － 22a， 選取蝸桿的中心距： a＝ 100mm. a＝ 100mm 由于準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿為新型得蝸桿 ,它的優(yōu)點(diǎn)是 :接觸面大 ,導(dǎo)程角 ? ,它的值穩(wěn)定且 ? 一定 ,則潤(rùn)滑好 ,接 . 觸面大應(yīng)直接根據(jù)“原始型 ” 傳動(dòng)蝸桿設(shè)計(jì)參數(shù)。 蝸桿傳動(dòng)幾何參數(shù)設(shè)計(jì) 準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算表 ：由《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版） 標(biāo)準(zhǔn)選取 a=100mm ： u＝ 21zz ＝ 50 ：由《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版） 選取 2 50z ? ：由《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版） 選取 1 1z? ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 1ad =45mm ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 b2 =28mm ： ? ＝2360 ? ? ： K＝ 210z =5 ： w? ＝ ? （ K－ ） =? ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 1b =53mm ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 L =59mm ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 R1a =82mm ：《機(jī)械工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 選取 bd =65mm ：《機(jī)械 工程手冊(cè) /傳動(dòng)設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 1ed = ： mt ＝*2 122 aahz da??= 155 ?mm ： tCm? = ：