【正文】 0 3. 1 0. 98 8. 44 10I d II I I I I I I d I I I II I I I I I I I I I I I d I I I I I I I I IT T i N mT T i T i N m mT T i T i N m m?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 式中： dT 為電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 N*m I II IIITTT 為 I、 II、 III 軸的輸入轉(zhuǎn)矩。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄造 HT100 制造。F F FVK????由 ZcuSn1 應(yīng)力 0P1 制 造的蝸桿的基本許用彎曲應(yīng)力 [ ]39。 第 30 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 30 頁(yè) 共 60 頁(yè) 7：仰合系統(tǒng)中齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料、及齒數(shù) 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選擇材料，由表 10—— 1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS， 3）大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS,二者材料硬度差為 40HBS. 4）選小齒輪齒數(shù)為 Z1=23，大齒輪齒數(shù) Z2=*23=，取 Z2 為 72。 驗(yàn)算效率 ? vta n( 0 .9 5 ~ 0 .9 6 ) ta n ?? ??? （ + ） () 已知 11r 3 1 3 39。31328? 變位系數(shù) x2 + 傳動(dòng)比 i 20 蝸桿分度圓直徑 d1 62 蝸桿齒頂圓直徑 da1 蝸桿齒根圓直徑 df1 蝸桿齒頂高 ha1 2 蝸桿齒根高 hf1 渦輪齒高 h1 蝸輪分度圓直徑 d2 124 第 28 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 28 頁(yè) 共 60 頁(yè) 蝸輪喉圓直徑 da2 蝸輪齒根圓直徑 df2 蝸輪齒頂高 ha2 蝸輪齒根高 hf2 蝸輪喉母圓半徑 rg2 校核齒根疲勞強(qiáng)度 2 2121 .5 3 []F F a FkT YYd d m ????? () 當(dāng)量齒數(shù) 2v2 33z 62z 6 0 .3 0c o s ( c o s 3 .2 2 4 )?? ? ? () 根據(jù) X2=+， 2vz =，從圖 11—— 19中可查齒形系數(shù) 2FaY = 螺旋角系數(shù) 1 0 .9 7 7 0140rr? ? ? ? () 許用彎曲應(yīng)力 [ ] [ ] 39。 材料的選擇 考慮到蝸桿的傳動(dòng)效 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。 I 軸為高速軸， III 為低速軸，\0IIIiii依次為電動(dòng)機(jī)軸至高速軸 I 軸 I、 II 軸 II、 III 軸間的傳動(dòng)比。 蝸輪蝸桿選 1 頭蝸桿，其傳動(dòng)效率為 ~，取 。功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載發(fā)熱大而過(guò)早損壞；功率過(guò)大，則增加成本，并且由于功率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。 仰合電動(dòng)機(jī)的選擇 選 則電 動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 由于轎車(chē)內(nèi)可提供的電壓為 12V、 24V、 48V，且要求拷貝的角度可靈活調(diào)節(jié)， 電機(jī)需正反轉(zhuǎn)。 但是， 由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)需經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因而傳動(dòng)路線長(zhǎng)， 易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時(shí)，也使機(jī)械效率降低，并且多出的連桿不符合座椅設(shè)計(jì)要求。 靠背負(fù)荷能力（質(zhì)心）： 100kg 全程所需時(shí)間： 8~10s 靜止時(shí)，靠背與椅面水平方向的夾角為 110? ? ，運(yùn)動(dòng)極限角度為 162? 。54? 2stan d? ??第 19 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 19 頁(yè) 共 60 頁(yè) 所以 驅(qū)動(dòng)扭矩 m 設(shè)所驅(qū)動(dòng)的軸向力為 p，則螺紋中徑 d2處的圓周力為 Q, ta n e .7QP ??? （ + ） =7 95 （ ） 驅(qū)動(dòng)扭矩 dm ta n eP ??? 2（ + ）2 （ ） 而 34 0 3 1 0 0 . 0 4 4 42 2 3 . 1 4 0 . 4 0psm n mn? ???? ? ??? （ ） 所以 2 2 tansd ??? （ ） 所需功率 0 . 0 4 4 4 3 0 0 0 . 1 3 76 1 2 0 9 7 4 0 0 9 7 4 0 0p v m nw ? ?? ? ? ? （ ） 滑動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于滑動(dòng)絲杠 螺母的主要失效形式是磨損，因此應(yīng)該以耐磨性的計(jì)算決定絲桿的中徑；或其結(jié)構(gòu)決定中徑后，進(jìn)行耐磨性的核算，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)且受壓的絲桿，還應(yīng)計(jì)算出其壓桿的穩(wěn)定性，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度的核算，由于絲桿是在低速回轉(zhuǎn)工作，所以根據(jù)不出現(xiàn)爬行的條件決定絲桿的直徑。 由于梯形螺紋的傳動(dòng)效率高、精度好、方便加工，因此普遍滑動(dòng)絲桿廣泛采用這種牙型。 由于座椅不需要太精確的位置，以?xún)r(jià)格 方面來(lái)考慮，選用滑動(dòng)絲桿螺母中的全螺母，其優(yōu)點(diǎn)是：接觸剛性較好，可以達(dá)到較高的傳動(dòng)精度，異于自鎖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 的基本幾何尺寸 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 113，算出普通圓柱蝸桿傳動(dòng)基本幾何尺寸。F? =56Mpa 122 5 0 2 2 . 4 7 8 0 . 12 2 2 2ddamm ? ?? ? ? ? ? ? ??第 16 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 16 頁(yè) 共 60 頁(yè) 壽命系數(shù) 69810 0 .5 52 .1 6 1 0FNk ??? []F? =56*= （ ） 1 . 5 3 1 2 5 4 . 6 7 2 . 3 5 0 . 5 5 0 . 1 4 42 2 . 4 7 8 2F M p a? ??? ? ? ??? 驗(yàn)算效率 ? vta n( 0 .9 5 ~ 0 .9 6 ) ta n ?? ??? （ + ） （ ） 已知11r 1 9 3 9 39。1 4 m z zrdqr ?? ? ?? ，（ ） 蝸桿軸向齒厚 ： 0 .5 0 .5 2 3 .1 4asm??? ? ? ? ? （ ） 蝸 輪 蝸 輪齒數(shù) Z2=39，變位 系數(shù) 驗(yàn)算傳動(dòng)比 2 39 14zi z? ? ?， 這時(shí)傳動(dòng)比誤差 10 %10? ? ， 是允許的。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 826 0 6 0 1 3 0 0 1 2 0 0 2 .1 6 1 0hN jn L? ? ? ? ? ? ? （ ） 壽命系數(shù) 78810 0 .6 8 1 12 .1 6 1 0HNK ???（ ） 則 ,[ ] [ ] 0 .6 8 1 1 2 6 8 1 8 2 .5H H N HK M p a M p a??? ? ? ? ?（ ） 中心距的計(jì)算 23 1 6 0 2 . 91 2 5 4 . 6 7 ( ) 1 1 . 81 8 2 . 5a m m m m?? ? ? ?（ ） 取中心距 a=50mm，因 i=10.，故 從表 11—— 2中 取 模數(shù) m=2， 蝸桿分度圓直徑 d1=，這時(shí) d1/a=，從 11—— 18 中可直接插的系數(shù) 39。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄造 HT100 制造。 對(duì)于在和比較穩(wěn)定，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，通常按照電機(jī)的額動(dòng)工率進(jìn)行選擇，而不必校核電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)的額定功率 Ped 等于或稍大于工作機(jī)所需的電動(dòng)機(jī)功率 Pd，即： Ped? Pd 工作及所需電動(dòng)機(jī)的功率為 PwPd kw?? () 式中： Pw—— 工作及所需功率，指輸入工作機(jī)軸的功率 kw ?—— 由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的總效率 工作機(jī)所需功率 Pw，應(yīng)有工作機(jī)的工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)（線速度或轉(zhuǎn)速）計(jì)算求得： FVPw kw1000? () 或 式中： F—— 工作及的阻力 N V—— 工作機(jī)的線速度，如運(yùn)輸機(jī)輸送帶的線速度 m/s T—— 工作機(jī)的阻力矩 N*m nw—— 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/min 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求：渦輪蝸桿的傳動(dòng)比大而且反行程具有自鎖功能 ，常取 Z=4，即四頭蝸桿，其傳遞效率為 ~ 球軸承的效率為 聯(lián)軸器的效率為 絲桿的效率為 功率傳遞流向：電機(jī) 渦輪蝸桿 絲桿螺母 傳遞裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各個(gè)運(yùn)動(dòng)副效率的乘積即： 1 2 3 n 1 9 9 0 0 9 9 46? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 nw=n 絲 =300r/min 根據(jù)以上特性初選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 3000r/min，功率 10w，電壓 24v 工作機(jī)的阻力力矩就是渦輪上的轉(zhuǎn)矩 T. T=*1000**10/（ 3000/10） = N/mm （ ） kw9550TnwPw ?第 12 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 12 頁(yè) 共 60 頁(yè) 故工作及所需要的輸入 Pw2 Tn wP w 2 8 3 . 7 5 3 0 0 9 5 0 0 0 . 7 5 1 0 w9550 ??? ? ? ? ? ?? () 在絲桿上消耗的功率如圖所示： 座椅的平行負(fù)荷能力 110kg，則分擔(dān)在絲桿上的為 55kg，從圖可計(jì)算出： GN c o s 5 5 9 . 8 c o s2 ??? ? ? ? ? () ?是人與絲桿的夾角，而且很小，取 ? =6 則 N=536N，摩擦力 0Gf s in 9 . 8 5 5 s in 6 5 6 . 3 4 N2 ?? ? ? ? () 在絲桿上消耗的功率 Pw絲 =f*v絲 =*= () 又 Pw=Pw 絲 在工作機(jī)實(shí)際需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率 Pd Pw 0 .8 4 5Pd 3 .4 3 w0 .2 4 6?? ? ? () 由于 sz 系列是雙軸輸出式直流電機(jī)所以總功率為 Pw 總 =2Pd=， 根據(jù)所計(jì)算出的功率和轉(zhuǎn)速，所選電機(jī)如下： 電機(jī)的型號(hào)為： 45sz01 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 3000r/min 電機(jī)