【正文】 . 05 1. 05AvK K K K?? ? ? ? ? （ 3）確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的是 45 鋼的蝸桿和蝸輪用 ZCuSn10P1 匹配的緣故，有21160MPaZE ? （ 4）確定接觸系數(shù) Z? 先假設蝸桿分度 圓直徑 1d 和中心距 a 的比值 1 ? ，從圖 1118 中可查到 ?? （ 5）確定許用接觸應力 ? ?H? 根據(jù)選用的蝸輪材料為 ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度 11?Z 20xx~20xx 機械設計課程設計 9 ＞ 45HRC，可從 117 中查蝸輪的基本許用應力 ? ?39。 工作機所需輸入功率 1000w wFvP ?? 所需電動機的輸出功率 dp 0 .4 4 2 9wd aPP kw??? 傳遞裝置總效率 231 2 3 4 5a? ? ? ? ? ?? 式中： 1? ： 聯(lián)軸器效率 2? ： 滾動軸承效率 （三對） 3? ： 蝸輪蝸桿傳動效率 4? ： 圓柱齒輪效率 （ 7 級精度） 5? ：卷筒的傳動效率 所以 5 .99 .96 9 02 6a? ? ? ? ? ? ? 因載荷平穩(wěn)，由 Y 系列電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，選擇電動機額定功率為 1 0 0 0 6 0 1 6 . 9 3 / m invnrD?????卷 8 0 4 8 1 6 .9 3( 6 7 7 .2 4 0 6 3 .2 ) m inn i i n r? ? ? ?? 卷 蝸 齒 卷 （ 10 ） （ 1 ） 符合這一要求的同步轉(zhuǎn)速有 750r/min , 3000r/min , 1500r/min 電機容量的選擇比較： kw? kw? ? ? 20xx~20xx 機械設計課程設計 3 表 電動機的比較 方案 型號 額定功率 /kw 同步轉(zhuǎn)速 /r/min 滿載轉(zhuǎn)速 /r/min 重量 價格 1 Y90L6 1000 910 重 高 2 Y90S4 1500 1400 中 中 3 Y8022 3000 2825 輕 低 考慮電動機和傳動裝置的尺寸 重量及成本，可見第二種方案較合理，因此選擇型號為： Y90S4 的電動機。綜合所給參數(shù)，最終確定方案 3）。 3） 蝸桿齒輪傳動系統(tǒng)（蝸桿下置） 特點是傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，低速端齒輪可承受載荷較大，但傳動效率低。其卷筒上曳引鋼絲繩直徑為 11mm，設備工作要求安全、可靠，調(diào)整、安裝方便，結(jié)構(gòu)緊湊，造價低。提升裝置靜止時采用機械自鎖，并設有力矩限制器和電磁制動器。 2） 蝸輪蝸桿 傳動（蝸桿下置） 優(yōu)點為擁有自鎖功能，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，但傳動效率低。方案 3）在方案 2）的基礎上添加了一個齒輪傳動，使傳動比增大的同時，增加了工作 20xx~20xx 機械設計課程設計 2 端可承受的最大載荷。也用于某些需要高起動轉(zhuǎn)矩的機器上，如壓縮機。 為了節(jié)約材料齒圈選青銅，而輪芯用 灰鑄鐵 HT100 制造 按計齒面接觸疲勞強度計算進行設 （ 1）根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計進行計算，先按齒面接觸疲勞強度計 進行設計，再校對齒根彎曲疲勞強度。 從圖中 1118 中可查 39。 10N ?? ? ? ? 23 8. 17H MPa? ? mm? 取 mma 160? 1 56d mm? 10aP mm? 18q? 1 mm? 1 mm? mm? mm? 2 62z ? 20xx~20xx 機械設計課程設計 10 蝸輪分度圓直徑 22 3 .1 5 6 2 1 9 5 .3d m z m m? ? ? ? 喉圓直徑 2 2 22 1 9 5 .3 2 3 .1 5 2 0 1 .6aad d h m m? ? ? ? ? ? 齒根圓直徑2 2 22 1 9 5 .3 2 1 .2 3 .1 5 1 8 7 .7 4ffd d h m m? ? ? ? ? ? ? 咽喉母圓半徑221 1 2 5 0 .5 2 0 1 .6 2 4 .22gar a d m m? ? ? ? ? ? 校核齒根彎曲疲勞強度 ? ?FFaF YYdd KT ?? ? ?? 221 當量齒數(shù) 22 33 62 6 2 . 2 9c o s c o s 3 . 2 2v zz ?? ? ? 根據(jù) 220 .2 0 6 3 , 6 2 .2 9vxz? ? ? 從圖 119 中可查得齒形系數(shù) Y 2Fa = 螺旋角系數(shù)： 3 . 2 21 1 0 . 9 7 71 4 0 1 4 0Y? ?? ? ? ? ? 許用彎曲應力： 從表 118 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力[ F? ]39。vf ? ? ? 代入式中，得 ?? 大于原估計值，因此不用重算。 （ 2）精度等級選 7 級精度。 ②計算小齒輪的傳遞扭矩 5 11 19 . 5 5 1 0 4 1 5 . 2 2PT N mn?? ? ? ③由表 107 選齒寬系數(shù) 1d?? 。 7117 7260 10 10 10nN n jLN? ? ??? ? ? ⑦由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 120 .9 0 。 由表 102 查的使用系數(shù) ： 1AK? 由表 104 用插值法 7 級精度，小齒輪相對支撐對稱分布時， ? ? 由 ? ， ? ? 查圖 1013 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 1. 05 1 1. 34 6 1. 41 33A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? （ 6）按實際的載荷系數(shù)校正算的分度圓直徑，有式（ 1010a ）得 3 311 1 . 4 1 3 31 1 5 . 9 1 1 9 . 1 71 . 3t tKdd K? ? ? ? （ 7）計算摸數(shù) m 111 1 9 .1 7 2 .3 850n dm m mz? ? ? 按齒根彎曲強度計算設計 1 mm? /v m s? 1 dd??? 1 mm? mm? 20xx~20xx 機械設計課程設計 14 由式（ 105）得彎曲強度計算設計 ? ?3 1212 ()z Fa San dFYYKTm ??? （ 1）公式內(nèi)容的各計算值 ①由圖 1020c 查得小 齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5001 ?? ；大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 3802 ?? ； ②由圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) , FNKK?? ③計算彎曲疲勞許應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,?S 由式（ 1012）得? ? 111 0 . 8 5 5 0 0 3 0 3 . 5 71 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ? ? 222 0 . 8 8 3 8 0 2 3 8 . 8 61 . 4F N F EF K M P aS?? ?? ? ? ④計算載荷系數(shù) K 1 1 .0 5 1 1 .3 2 1 .3 8 6A V F a FK K K K K ?? ? ? ? ? ? ⑤查齒形系數(shù)。 ⑦計算大、小齒輪的][?SaFaYY并加以比較。 I 端：軸的最小直徑為安裝聯(lián)軸器處的直徑 1d ，故同時選用聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計算 IAca TKT ? ，查教材 141，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 , 11. 54 15. 002a c aK T N m? ? ? ? ?則 按照計算轉(zhuǎn)矩應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件和考慮到蝸桿與電動機連接處電動機輸出軸的直徑查機械手冊表 1310 選用 LX2 型號彈性套柱銷聯(lián)軸器。 4 5 , 2 4 .III V III Vd m m L m m????即 L VIIIVII? =24mm 深溝球 球軸承一端用油環(huán)定位（寬度為 6mm），油環(huán)緊靠軸環(huán)端用于軸肩定位。由此所設計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如圖：中間軸的草圖 1 所示 ，然后，可按軸上零件的安裝順序，從最小直徑的軸端 1開始設計?？扇℃I的尺寸 1 8 1 1b h mm mm? ? ?，其中鍵槽深度：軸 mm? ，轂 1 mm? 。 取鍵尺寸 1 8 1 1b h mm mm? ? ?，其中鍵槽深度：軸 mm? ，轂 1 mm? 。 表 聯(lián)軸器 型號 公稱 轉(zhuǎn)矩 )( mN? 許用轉(zhuǎn)速min)/(r 1L ? ?mm L ? ?mm 軸孔直徑 ? ?mm LX3 1250 4700 82 60 55 高速軸的校核 求軸上的載荷 20xx~20xx 機械設計課程設計 20 F FFtF FFrFaFtFrFaFd2Fd1 圖 受力分析圖 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖 ）做出軸的計算簡圖（圖 ）。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖 ） 可以看出中間截面是軸的危險截面。 從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 V和 VI 與蝸輪嚙合的應力集中最嚴重；從受載的情況來看，中心截面上的應力最大。 （ 2）截面 E 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 60 21600W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 60 43 20 0rW d m m? ? ? ? 截面 E 左側(cè)彎矩 1 1 0 6 53 5 5 0 8 0 1 4 5 2 6 0110M N m m?? ? ? ? 截面 E 上扭矩 3T = mmn? 145260 8 . 7 3 0 91 6 6 3 7 . 5b M M P aW? ? ? ? 3 8 0 0 6 1 9 .9 2 4 .0 6 0 733275TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 111 查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M P aM P aB 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 32 查取， 因 38 552rd ?? ， 80 ?? ??? , ??? 又由附圖 31 可知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應力集中系數(shù) 1 ( 1) 1 .8 2rkq???? ? ? ? )1(1 ???? ??? ?qk 教材附圖 32 尺寸系數(shù) ??? ， ??? 教材附圖 34 ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? 20xx~20xx 機械設計課程設計 23 軸未經(jīng)表面強化處理 11 2 .8kK ?? ????? ? ? ? ???? ?????? kK 又由 31 與 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 。至此蝸桿軸的設計即告結(jié)束。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖（圖 ） 可以看出中間截面是軸的危險截面。截面 V的應力集中的影響和截面 IV 的相近，但截面 V 不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校