【正文】 的 情況 下， 既能提供較大的 傳動比，又 具有 較高的效率 。 與此同時(shí) ，采用閉式 結(jié)構(gòu)適于在 粉塵 較多的情況下工作，提高了環(huán)境 適應(yīng)能力 。 蝸輪 —— 蝸桿 機(jī)構(gòu) 布置在 高速級，有利于嚙合表面 潤滑油膜的 形成 ；齒輪傳動 布置在低速級，是在考慮工廠本身加工能力的基礎(chǔ)上做出的設(shè)計(jì)，可降低加工精度，減少生產(chǎn)成本。 工作機(jī) （執(zhí)行機(jī)構(gòu)） 采用六 桿機(jī)構(gòu) 。 原理 簡述 圖 2 所示。 機(jī)構(gòu)的 工作原理 簡述如下： 原動件 BC安裝在 減速器輸出軸上并隨 其 一同轉(zhuǎn)動， 帶動 桿 CD， 桿 CD 通過 D處的 鉸鏈牽動 桿 AB 同時(shí) 推動桿 DE做往復(fù)運(yùn)動 ， 進(jìn)而帶動滑塊完成 送料 運(yùn)動 。利用 急回特性可提高效率。 利用 AutoCAD 繪制的機(jī)構(gòu)簡圖見 圖 2. 其中具體參數(shù) 如下： AB=84mm； BC=220mm； OC=300mm； OD=364mm； DE=100mm 極位夾角 θ = 45176。； 急回特性 系數(shù) K=。 圖 2 機(jī)構(gòu)簡圖 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 8 二、 電動機(jī) 選擇 類型 和結(jié)構(gòu) 形式 的選擇 由設(shè)計(jì)任務(wù)書中的 工作條件和技術(shù)要求， 選用 一般用途的 Y 系列 三相 臥式異步電動機(jī) ， 封閉結(jié)構(gòu) 。又有 如下電動機(jī)選擇 的 基本數(shù)據(jù)要求 ： P=； T= 確定電動機(jī) 具體型號 經(jīng)計(jì)算 可知原動件 1 的 最終轉(zhuǎn)速如下 ???? = ??/?????? = ??/?????? 參照《 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 》 教材 表 24 可知 ， 單級斜齒圓柱齒輪減速器：i≤ 5。單級蝸輪蝸桿減速器 : 10 ≤ i ≤ 40；參考二級齒輪蝸桿減速器，則總傳動比可選為： 50 ≤ i≤90， 則有 ∴ ????′ = ?????? = (50~90) = ??/??????~。 ∴ 選擇電機(jī)型號為 Y132S4,同步轉(zhuǎn)速 ??0 = 1500??/??????， ???? = 1440??/??????，P=。 三、 傳動系統(tǒng) 的運(yùn)動和動力參數(shù) 計(jì)算 傳動比的 計(jì)算與分配 系統(tǒng)的 傳動比為 i = ????????= = 分配傳動比 高速級 (蝸輪 — 蝸桿 ):??1 = 15 低速級 (齒輪 )： ??2 = 聯(lián)軸器選擇 彈性套 柱銷 聯(lián)軸器， η = ?；瑒虞S承效率 η = 。 機(jī)軸裝置動力參數(shù) (1)0 軸 (電機(jī)軸 ) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 9 ??0 = ???? = ????， ??0 = ???? = 1440??/?????? ??0 = ??0??0= 48001440?? ??? = ????? (2)1 軸（蝸桿軸） (聯(lián)軸器選擇 彈性套 柱銷 聯(lián)軸器， ??01 = ) ??1輸入 = ??0??01 = = ???? ??1輸出 = ??1輸入 ?? = = ???? ??1 = ??0 = 1440??/?????? ??1 = ??1輸入??1 = 47041440??? ?? = ?? ??? (3)2 軸（蝸輪、小齒輪軸） ??2輸入 = ??1輸出 ??12 = = ???? ??2輸出 = ??2輸入 ?? = = ???? ??2 = ??1??1= 144015 ?? ??????? = 96??/?????? ??2 = ??2輸入??2 = 387296 ??? ?? = ??? ?? (4)3 軸（輸出軸，大齒輪軸） ??3輸入 = ??2輸出 ??23 = = ???? ??3輸出 = ??3輸入 ?? = = ???? ??3 = ??2??2= ?? ??????? = ??/?????? ??3 = ??3輸入??3 = 3681??? ?? = ??? ?? 將以上 數(shù)據(jù)整理匯總后記入如下 表格 ： 表 2 機(jī)軸裝置動力參數(shù) 軸 功率 P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/ ??? ?? 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 傳動比 i 效率 ?? 輸入 輸出 輸入 輸出 0 軸 1440 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 10 1 軸 1440 15 2 軸 96 3 軸 四、 傳動零件的 設(shè)計(jì)與計(jì)算 蝸桿的 設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì) 與計(jì)算過程列表如下： 表 3 蝸桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算過程及依據(jù) 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 注 ： 按接觸疲勞強(qiáng)度 設(shè)計(jì)，彎曲疲勞強(qiáng)度 校核 傳動類型、精度等級及材料 考慮傳動功率不大，轉(zhuǎn)速也不很高，選用ZA 型蝸桿傳動，精度等級為 8 級。蝸桿用 45鋼淬火，表面硬度 HRC=45~50。蝸輪輪緣材料采用 ZCuSn10P1，砂模鑄造。 —— 蝸桿、蝸輪齒數(shù) z 傳動比 i1 = 15，表 34取 z1 = 2， z2 = iz1 =152= 30。 z1 = 2， z2 = 30 蝸輪許用接觸應(yīng)力 ?????? 蝸輪材料為錫青銅，計(jì)算公式為 ?????? = ??????′ ?????????? 查表 310 得， ??????′ = 200N/????2。 查圖 38，初步估計(jì)滑動速度 v= ，浸油潤滑。 查圖 310 得，滑動速度影響系數(shù) ?????? = 。 單向運(yùn)轉(zhuǎn)， γ = 1，蝸輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 ???? = 60??? ??2??? = 601 961030016= 108 查圖 311 得， ???? = 則 ?????? = ??????′ ?????????? = 200= ????2 ?????? = ????2 傳 動 基本尺寸 m、 ?? q 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 310）得 ??2??1 ≥ (15000????????2)2????2 = m = 10mm ??1 = 90???? q = 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 11 ( ????2? 30)2 ????? = ??? ?? 查表 33 選用 ??2??1 = 9000????3，傳動基本尺寸為 m = 10mm， ??1 = 90????， q = 主要幾何尺寸?? ?? a 的 計(jì)算 蝸輪分度圓直徑 ??2 = ????2 = 10????30 = 300???? 蝸桿導(dǎo)程角為 γ = tan?1(??1 ??? )= tan?1(2 9? )=12176。31′44′′ 蝸輪齒寬為 ??2 ≈ 2??(+ √?? + 1) = 210( +√9+ 1)????= ???? 取 ??2 = 74mm。 傳動中心距為 a = (??1 +??2)= (90+300)????= 195???? ??2 = 300???? ??2 = 74mm a = 195???? 蝸輪 的圓周速度 ??2和傳動效率 η 蝸輪的圓周速度為 ??2 = ????2??2601000= ??30096601000 ??/??= ??/?? 齒面相對滑動速度為 ???? = ??1 cos???= π??1??1 (601000)cos(? 12176。31′44′′)= 查表 37，由插值法得到當(dāng)量摩擦角???? = 1176。6′54′′，由公式（ 35）得 ??1 = tan??tan(??+ ????)= tan(12176。31′44′′)tan(12176。31′44′′ +1176。6′54′′)= 攪油效率 ??2 = ，滾動軸承效率 ??3 =，由式（ 34）得， η = ??1??2??3 = = 與估計(jì)值 η = 較接近。 ??2 = ??/?? η = 校核接觸強(qiáng)度???? 蝸輪轉(zhuǎn)矩為 ??2 = ?????。 查表 312 得， ???? = 155； 查表 313 得， ???? = 1； 由于 ??2 = ??/?? 3m/s ，因此取動載???? ?????? 合格 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 12 荷系數(shù) ???? = ； 載荷分布系數(shù) ???? = ，由式（ 311）得 ???? = ????√9400??2??1??22???????????? = 155 √9400 3002 1 ????2? =????2 ???? ?????? 合格。 校核輪齒彎曲強(qiáng)度 ???? 確定許用彎曲應(yīng)力， ??FP = ??????′ ????。 查表 310， ??????′ = 51N/????2(一側(cè)受載 )。 查圖 311，彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) ???? = ，故 ??FP = ??????′ ???? = 51N ????2? = ??/????2 蝸輪的復(fù)合齒形系數(shù)計(jì)算公式為 ?????? = ?????? ??????? 蝸輪當(dāng)量齒數(shù)為 ????2 = ??2 cos3??? = 30 cos3(12176。31′44′′)?= 蝸輪無變位，查圖 220 和圖 221 得??????=， ?????? = ，則 ?????? = ?????? ? ?????? = = 導(dǎo)程角 γ的系數(shù)為 ???? = 1? γ120176。 = 1? 12176。31′44′′120176。 = 其他參數(shù)同接觸強(qiáng)度，由式（ 313）得 ???? = 666??2??????????????1??2????????????= 666 30010 =????2 ???? ??FP 合格。 ???? ??FP 合格 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 13 蝸桿軸剛度驗(yàn)算 蝸桿所受圓周力 ??t1 = 2??1??1= 2 ?? = ?? 蝸桿所受徑向力為 ??r2 = 2??2??2tan???? = (2 tan20176。)??= ?? 蝸桿兩支撐間距離 L = = 300mm= 270mm 蝸桿危險(xiǎn)截面慣性矩為 I = ??????464 =??(100???)464 = *??(100? 10)464 +????4 = 106????4 許用最大變形為 ???? = ??1 = 90????= ????。 由式（ 314），蝸桿的軸變形為 ??1 = √????12 +????1248???? ??3 = √2 +48105 106 2703= ??1 ???? 合格。 ??1 ???? 合格 蝸桿傳動熱平衡計(jì)算 蝸桿傳動效率為 η = ，導(dǎo)熱率 k 取為k= 15W/(??2 ?℃)(中等通風(fēng)環(huán)境 )，工作環(huán)境溫度 t2取為 t2 = 20℃， 傳動裝置的散熱面積為 A = ( ??100)= * (195100)+??2= ??2 由式（ 315） ??1 = ??1(1? η)k + ??2 = *4704(1?)15 + 20+℃ = ℃ 95℃ 合格。 ??1 = ℃ 95℃ 合格 注 ：本表格所有設(shè)計(jì)公式均來自于《機(jī)械設(shè)計(jì)》 ， 下同 。 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 14 最終 設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示 ： 表 4 蝸輪 —— 蝸桿傳動設(shè)計(jì)參數(shù) 齒數(shù) z 模數(shù)m 中心距 a 分度圓直徑 d 蝸桿 q 效率 η 蝸輪齒寬 b 蝸桿導(dǎo)程角 ?? 材料 蝸桿 2 10 195 90 9 87% 12176。31′44′′ 45 鋼 蝸輪 30 300 74 錫青銅 斜齒圓柱齒輪 的 設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì) 與計(jì)算過程列表如下： 表 5 斜齒圓柱齒輪 的設(shè)計(jì)與計(jì)算 設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目 設(shè)計(jì)計(jì)算過程及依據(jù) 設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果 注 ： 按接觸疲勞強(qiáng)度 設(shè)計(jì)，彎曲疲勞強(qiáng)度 校核 精度等級及材料 由于主動輪轉(zhuǎn)速不高，生產(chǎn)批量較小，故小齒輪選擇 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度 HB=241286，取平均值 260HB；大齒輪選擇 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度B=229286,取平均值 240HB。同側(cè)齒面精度等級選擇 8 級精度。 —— 初步估算小齒輪直徑 ???? 因采用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒輪分度圓直徑。 由附錄 B 中表 B1，初取 β= 13176。，查的 Ad=756，K=，而轉(zhuǎn)矩為 T=T2=??? ??。 查表 214，初取齒寬系數(shù) ???? = ，則可初步計(jì)算許用接觸應(yīng)力 ??HP。 查圖 224 ， ??Hlim1 = 710MPa， ??Hlim2 =580MPa,，則