【文章內容簡介】 作業(yè)吊籃的驅動，工作參數(shù)：繩的工作拉力 F=3KN，工作速度 v=20m/min，壓繩機構的輪盤直徑 D=140mm，傳動效率 η=（包括軸承的效率損失）， 簡短性，雙向運轉，載荷較平穩(wěn)。環(huán)境最高溫度 40。 本設計擬采用蝸輪蝸桿減速器，傳動簡圖如圖 41 所示。 1— 電動機 2— 級蝸輪蝸桿減速器 3— 壓繩提升機構 圖 41 傳動裝置簡圖 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 10 167。 電動機的選擇 (1)選擇電動機的類型 (2)按工作條件和要求，選用一般用途的 Y 系列三相異步電動機 ,封閉式結構 ,電壓 220V。 (3)選擇電動機的功率 電動機所需的功率 dP = WP /? 式中 dP — 工作機要求的電動機輸出功率，單位為 KW； η— 電動機至工作機之間傳動裝置的總效率； WP — 工作機所需輸入功率，單位為 KW； 輸送機所需的功率輸送機所需的功率 PW =Fv/1000=300020/100060=1kW 電動機所需的功率 dP = WP /? ? = 軸? 蝸? 軸? 繩? =0.≈ dP =1/= 查表，選取電動機的額定功率 cdP =3kw。 （ 4） 選擇電動機的轉速 蝸輪蝸桿減速器自鎖是的的傳動比 39。i =62 壓繩提升機構轉速 wn = D v?100060? = 由表推薦的傳動比的合理范圍，故電動機轉速的可選范圍為： dn = 39。i n=62=2820r/min 符 合這范圍的電動機同步轉速有 3000r/min。 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格、傳動比及市場供應情況，選取比較合適的方案，現(xiàn)選用型號為 Y100L2， 滿載轉速為 2880r/min。 167。 確定傳動裝置的傳動比及其分配 減速器總傳動比及其分配： 減速器總傳動比 i= mn ／ wn =2880／ = 式中 i— 傳動裝置總傳動比 wn — 工作機的轉 速，單位 r/min 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 11 mn — 電動機的滿載轉速 ,單位 r/min 但由于本裝置是要求絕對自鎖，所以傳動比不變，為 62，即要改變工作機的轉速。 167。 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) （ 1） 各軸的輸入功率 軸 Ⅰ P1 = P 軸? =3= 軸 Ⅱ P2 = P1 蝸? 軸? == （ 2） 各軸的轉速 電動機： mn =2880 r/min 軸 Ⅰ ： n 1= mn =2880 r/min 軸 Ⅱ ： n2 = 11/in =2880/62=（ 3） 各軸的輸入轉矩 電動機軸： dT =9550pd/ mn =95503／ 2880= 軸 Ⅰ ： T1 = 9550p1/n1=9550 軸 Ⅱ ： T 2 = 9550p2/n2=9550上述計算結果匯見表 41。 表 41 傳動裝置運動和動力參數(shù) 167。 蝸輪蝸桿傳動設計 一 .選擇蝸輪蝸桿類型、材料、精度 輸入功率（ kW） 轉速 n（ r/min） 輸入轉矩（ N? m） 傳動比 效率 ? 電動機軸 3 2880 1 軸Ⅰ 2880 62 軸Ⅱ 237 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 12 根據(jù) GB/T100851988 的推薦，采用漸開線蝸桿 （ ZI） 蝸桿材料選用 45鋼，整體調質，表面淬火，齒面硬度 45~50HRC。蝸輪齒圈材料選用ZCuSn10Pb1， 金屬模鑄造，滾銑后加載跑合， 8 級精度，標準保證側隙 c。 二 .計算步驟 設計公式 223 )][( H pEZZkTa ??mm （ 1） 選 z1， z2： 查表 取 z1=1， z2= z1n1／ n2=12880／ =62， z2 在 30～ 64 之間，故合乎要求。 （ 2）蝸輪轉矩 2T ： 2T =237000 （ 3） 載荷系數(shù) K： 因載荷平穩(wěn)，查表 取 K= (4)材料系數(shù) EZ ，接觸系數(shù) pZ , 查表 ， ZE=160 MPa ,先假設蝸桿分度圓直徑 d 與傳動中心距 a的比值 ad =， 從圖 1118 中可查得 pZ =。 （ 5） 許用接觸應力 [ OH? ] 查表 ， H? =268 Mpa [ H? ]=[ OH? ]= 268 Mpa (6)a 的取值： 223 )][( H pEZZkTa ?? 23 )26 8 0(23 70 ????= 取中心 距 a=100mm。 (7)初選 m2 ， 1d 的值： 因為 i=62，故從表 112 中取模數(shù) m=， 蝸桿分度圓直徑 1d =45， （ 8） 導程角 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 13 tan? = ??dmz = ? ==176。 （ 9） 滑 動速度 sV sV = ??? ???? s1 0 0 060 2 8 8 045co s1 0 0 060 11 ??? nd =（ 10） 嚙合效率 由 sV = m/s 查表得 ν=176。 ? 1 = ? ? ? ???? ??? an ant an t an ??? ? = （ 11） 傳動效率 ? 取軸承效率 2? = ，攪油效率 3? = ? =? 1? 2? 3== 原選參數(shù)滿足齒面接觸疲勞強度要求 三、確定傳動的主要尺寸 m=， 1d =45mm， z1=1， z2=62 （ 1） 中心距 a a= ? ? ? ?2 21 ???? mzd =100mm (2)蝸桿尺寸 分度圓直徑 1d 1d =45mm 齒頂圓直徑 1ad 1ad = 1d +2 1ah =(45+2)=50mm 齒根圓直徑 1fd 1fd =d1﹣ =45﹣ =39mm 導程角 tan? =176。 右旋 軸向齒距 1xp =πm== 齒輪部分長度 1b 1b ≥m(+ 2Z )=(+62)= 取 1b =60mm (2)蝸輪尺寸 分度圓直徑 2d 2d =mz2=62=155mm 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 14 齒頂高 ha2=ha*m=1= 齒根高 2fd = (ha*+c*)m=(1+)=3mm 齒頂圓直徑 2ad 2ad =d2+2ha2=155+2=160mm 齒根圓直徑 2fd 2fd =d2﹣ =155﹣ =149mm 導程角 tan? =176。 右旋 軸向齒距 Px2=Px1=π m== 蝸輪齒寬 b2 b2==45= 齒寬角 sin(α/2)=b2/d1=35/45= 蝸輪咽喉母圓半徑 gR =a 2ad /2=100﹣ 80=20mm (3)熱平衡計算 ① 估算散熱面積 A A= ma ?????????????? ② 驗算油的工作溫度 it 室溫 0t ：通常取 ?20 。 散熱系數(shù) sk ： Ks=20 W/(㎡ ℃ )。 ? ? ? ? ??????? ?? ??????? 36 7 0 0 011 0 0 0 01 tAk Ptsi? ℃ ＜ 40℃ 油溫未超過限度 （ 4） 潤滑方式 根據(jù) Vs=，查表 ， 采 用 浸 油 潤 滑 ， 油 的 運 動 粘 度V40℃ =350106 ㎡ /s (5)蝸桿、蝸輪軸的結構設計 (單位： mm) ① 蝸輪軸的設計 最小直徑估算 mind ≥ 0A np3 0A 查《機械設計》表 得 0A =105 mind ≥=105 = 根據(jù)《機械設計》表 ，選 mind =30 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 15 1d = mind +2a =36 a≥(～ ) mind =3 2d =d1+ (1～ 5)mm=36+4=40 3d = 2d + (1～ 5)mm=40+5=45 4d d3+2a=45+25=55 a≥(～ ) 3d =≈5h 由《機械設計》表 查得 h= b===≈7 d5=d4﹣ 2h=55﹣ 2=46 d6=d2=40 L=40+2=42 ② 蝸桿軸的設計 最小直徑估算 mind ≥ 0A np3 = 105 = 取 mind =15 d1= mind +2a=15+2=18 a=(～ ) mind d2=d1+(1～ 5)=18+5=23 d3=d2+2a=23+2=28 a=(～ )d2 d4=d2=23 蝸桿和軸做成一體，即蝸桿軸。蝸輪采用輪箍式，青銅輪緣與鑄造鐵心采用 H7/s6 配合，并加臺肩和螺釘固定，螺釘選 6 個 167。 軸的設計 167。 蝸輪軸的設計 （ 1） 選擇軸的材料 選取 45 鋼，調質，硬度 HBS=230，強度極限 B? =600 Mpa，由表查得其許用彎曲應力 b][ 1?? =55Mpa 查《機械設計基礎》（表 10 103） （ 2）初步估算軸的最小直徑 取 0A =105，得 mind ≥=105 = 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 16 根據(jù)《機械設計》表 ，選 mind =35mm （ 3）軸的結構設計 ① 軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中，可將齒輪按排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，齒輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸向固定，周向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別以軸肩和套筒定位，周向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位 ,右面用軸端擋，圈軸向固定 。 鍵聯(lián)接作周向固定。軸做成階梯形，左軸承 從做從左面裝入，齒輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次右面裝到軸上。 （ 4）按彎扭合成應力校核軸的強度 ① 繪出軸的結構與裝配圖 (a)圖 ② 繪出軸的受力簡圖 (b)圖 ③ 繪出垂直面受力圖和彎矩圖（ c）圖 33459 75 022 11 ???? dTF a N 3 05 81 552 37 0 0 022 22 ???? dTF t N 111320t a n3058t a n ?????? ?tr FF N 軸承支反力： 5 621 1 1 3 ??RAVF N FRBV=Fr+FRAV =+1113= 計算彎矩： 截面 C 右側彎矩 mmNLFMR B Vcv ?????? 1 2 5 2 1 截面 C 左側彎矩 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 17 mmNLFMRAVcv ??????? 1 7 3 5 62 ④ 繪制水平面彎矩圖 (d)圖 軸承支反力： NFFF tR B HR A H 1529230582 ???? 截面 C 處的彎矩 mmNLFM RAHCH ?????? 1 1 4 6 7 5751 5 2 92 ⑤ 繪制合成彎矩圖 (e)圖 169789114675125212 2222 ????? CHCVC MMM N? mm 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 18 圖 42 低速軸的彎矩和轉矩 (a)軸的結構與 裝配 (b)受力簡圖 (c)水平面的受力和彎矩圖 (d)垂直面的受力和彎矩圖 (e)合成彎矩圖 (f)轉矩圖 (g)計算彎矩圖 河南科技大學畢業(yè)設計（論文） 19 ? ? 222 ??????? CHCVC MMM N? mm ⑥繪制轉矩圖 (f)圖 2 3 7 0 5 5 66 ??????? nPT N? mm ⑦繪制當量彎矩圖（ g)圖 轉矩產生的扭剪應力按對稱循環(huán)變化，取 ，截面 C 處的當量彎矩為 ? ? ? ? 2 2 1 4 9 12 3 7 0 5 6 9 7 8 9 2222 ?????? TMM CEC ? N? mm ⑧校核危險截面 C 的強度 安全。 167。 蝸桿軸的設計 （ 1）選擇軸的材料 選取 45