【文章內(nèi)容簡介】 8 2 由于 5?n ，查上面表格得系數(shù) 2?A 卷筒材料用 45 鋼，查手冊， 45 鋼的屈服強(qiáng)度為： 360?s? MPa 則 ： ??? syp ?? MPa 1? 6 62020 1 0 0 0152 ????? MPa 經(jīng)檢驗卷筒強(qiáng)度符合要求。 校驗最大張緊力 maxF 能否滿足機(jī)構(gòu)在任何時刻的工況要求。 分析可知，只要 maxF 在 ZH3 滿足扭矩小于電機(jī)的額定扭矩即可。 卷筒的轉(zhuǎn)速： 8 0 0 0601 0 0 060 3 ?? ??????? ?D vn bw ? r/min 電機(jī)最小滿載轉(zhuǎn)速 ： 605031000 ???n r/min 總傳動比 ： ??? wnni總 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 最大張緊力在 maxF 時， 卷筒上所受的最 大扭矩為 ： 0 6 62 103 6 86 101 0 026 332m a x ??????? ?DFT N?mm 而變頻電機(jī)的額定扭矩轉(zhuǎn)化到卷筒上的扭矩為： 5 4 3 ???????轉(zhuǎn)T N?mm 因為 轉(zhuǎn)TT? ，所以最大張緊力 maxF 滿足工況要求。 由于高速低轉(zhuǎn)矩的原因，驗算速度最大時能否滿足扭矩 當(dāng) 50Hz 時，轉(zhuǎn)速為 1000 r/min。 31 2 41 0 0 0509 5 5 0 ???????T = N?mm 9 7 5 00 ????負(fù)T N?mm 由于 1TT ?負(fù) ，滿足工況要 求。 傳動比的分配 已知電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速為 n 及工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n? 時，總傳動比等于 nni ?? 式中工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n? ，對于帶式輸 送機(jī) Dvn ?1 0 0 060 ??? （ minr ） 具有自鎖性能的蝸輪蝸桿傳動，傳動比根據(jù)手冊， 其傳動比范圍5 ??i 80，在這里選擇蝸輪蝸桿的傳動比為 371?i 。 則一對開式齒輪傳動的傳動比為 ： ??開i 4 絞車減速裝置 的設(shè)計 計算 絞車減速器參數(shù)確定 根據(jù)減速器情況 并查蝸輪蝸桿傳動設(shè)計參 數(shù)，決定二 級傳動比的分配情況如下 : 第一 級 減速裝置為單頭蝸桿 蝸 輪 副 傳動： 372?i 第二 級齒輪傳 動： 4223 ???? iii 總 電動機(jī)輸出功率： p= 系統(tǒng)總傳動比： i=142 第一 級： 372?i 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 第二 級： ?i 系統(tǒng)中各個傳動軸的速度： 1 軸 2n = m 37601 rin ?? 2 軸 軸轉(zhuǎn)速： 30n =0 /minr 齒輪轉(zhuǎn)速： 3n =3 軸 軸轉(zhuǎn)速： 40n =0 r/min 齒輪轉(zhuǎn)速： 40 rn ? 各軸功率計算 ： 電機(jī)輸出功率為 ： P= 1 軸 211 ??PP ?? = 2 軸 32112 ???PP ? = 3 軸 423 ?PP ? = 計算各軸扭距 1 軸 mNnPT ????? 36072 5095 50 111 2 軸 齒輪扭矩： , 7 12 5 509 5 50 222 mNnPT ????? 3 軸 軸上扭矩： mNT ??03 齒輪扭矩： mNT ???? 2 8 6 5 5 03 蝸桿蝸輪傳動的設(shè)計計算 第一 級采用蝸桿蝸輪傳動， 蝸桿傳動是用來傳遞空間兩交錯軸之間的運(yùn)動和動力的，通常兩軸的交角為 ?90 。蝸桿傳動的特點(diǎn)： 傳動比大，在動力傳動中，一般傳動比 i=580,d 在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000； 傳動平穩(wěn)，沖擊力?。?具有自鎖性； 相對滑動速度較大，當(dāng)工作條件不夠好時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦摩損，傳動性效率低，自鎖性時效率僅為 40%左右； 要采用減摩性好的貴重有色金屬的合金作蝸輪，成本較高。 材料及齒數(shù)的確定 蝸桿副的材料組合首先要求有良好的減磨性和抗膠合能力。此外，還要 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 求有足夠 的強(qiáng)度。蝸桿一般采用碳鋼和合金鋼制造，要求有較高的齒面硬度。高速重載的蝸桿采用 15Cr,20Cr 或 20CrMnTi 等材料并經(jīng)滲碳淬火處理，齒面硬度達(dá) HRC 56 62~ ；一般情況可用 45 鋼或 40 Cr 等進(jìn)行表面淬火，硬度為 50~45HRC ；對不太重要或低速重載的傳動，可用 45 等碳鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為 300~220HBS 。 蝸輪齒圈 的常用材料為鑄造錫青銅，如 ZcuSn10Pb1,他的減磨性和抗膠合性最好，適于滑動速度較高的場合，但價格較貴；鋁青銅，如 ZcuAl10Fe3,強(qiáng)度較高，價格較低，但抗膠合性能較差，一般用于滑動速度不高（ 4?s? m/s）的傳動；在滑動速度較低（ 2?s? m/s） 的不重要傳動中，蝸輪可用球墨鑄鐵或灰鑄鐵制造。 考慮到蝸桿的工作情況在此選用 45 鋼表面淬火，硬度為 50~45HRC 。選蝸輪齒圈的材料為鑄造錫青銅，即 ZcuSn10Pb1,他的減磨性和抗膠合性最好，適于滑動速度較高的場合。 蝸桿頭數(shù) 3Z 根據(jù)傳動比和蝸桿傳動的機(jī)械效率確定， 3Z 越少，結(jié)構(gòu)越緊湊，但機(jī)械效率越低； 3Z 越多，機(jī)械效率越高，但蝸桿加工越困難。 13?Z的蝸桿，多用于要求自鎖和大傳動比的情況。 23?Z 或 4 的 蝸桿，多用于動力傳動或需機(jī)械效率較高的場合。 43?Z 的蝸桿，因加工困難，很少使用。 蝸輪的齒數(shù) 34 iZZ ? ，通常取 80~284 ?Z 。為了避免蝸輪輪齒發(fā)生根且并保證至少有兩對以上的輪齒參與嚙合， 4Z 不應(yīng)小于 26。但在動力傳動中，4Z 也不宜太多，若 4Z 過多，則結(jié)構(gòu)尺寸過大，蝸桿支撐跨度增 大，使蝸桿剛度降低，從而影響蝸桿傳動的嚙合精度。 考慮到蝸輪的使用情況，選蝸輪頭數(shù) 13?Z 和 3713734 ???? iZZ 是符合要求的。 蝸桿傳動具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但其傳動效率低，尤其在低速時，其效率更低，且蝸輪尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、間歇工作或要求自鎖的場合。為了提高傳動效率、減小蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸，通常將其布置在高速級。 按蝸輪齒面接疲勞強(qiáng)度計算 由式（ 893）： ? ? 23332 10 ?????? ???HEZ ZKTdm ? 蝸輪力矩 4T ： 2264 nPT ?? 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 ??? 34 PP 蝸桿傳動的總機(jī)械效率： 321 ???? ??? 式 中 ： 1? — 嚙合效率 2? — 軸承效率 3? — 攪油 的 效率 帶有自鎖性的蝸輪蝸桿的效率 ： ??? 取 ?? 3 2 ?????? ?PP kw 蝸輪轉(zhuǎn)速： ?n r/min 6 2 64 ????TN?m 載荷系數(shù) : ?KKKK VA ??? 使用系數(shù) AK ，查表 828，取 1?AK 。 動載荷系數(shù) VK ： 按 (4 ?v ～33333) nPnZ ??? (? ～ 3 ) ??? ~? 估取 ?v m/s 查圖 857，得 ?vK 載荷分布不均勻系數(shù) ?K ，載荷平穩(wěn)，跑合良好 則 ????K 彈性影響系數(shù) EZ ，由表 829查得： 2mmN155?EZ 許用接觸應(yīng)力 ? ?H? ，由式（ 894）： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 ? ? ? ? 8 710NHH ?? ‘?? 基本許用接觸應(yīng)力 ? ?‘H? ： 查表 819， ? ? 200?‘H? N/mm2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N ，由式（ 870）： 64 ????????? hLnjN 則 : ? ? 10200 8 67 ??????H? N/mm2 3232 mmdm ??????? ??????? 3 ?dm mm3 查表 89，得模數(shù) ?m 則蝸桿分度圓直徑： 633?d mm 蝸桿分度圓柱上螺旋線的導(dǎo)程角： 3839。425??? 蝸輪分度圓直徑： ????? Zmd mm 蝸輪圓周速度： 0 0 0 3 0 0 0 0444 ??????? ndv ? m/s 由 2v ，根據(jù)表 816，選取 8 級精度。 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算 由式（ 896）： ? ?FFF Ymdd TK ??? ????? ?? c o s243 4 齒形系數(shù) FY ，查表 830，并插值得 ?FY 許用彎曲應(yīng)力：由式（ 898） , ? ? ? ?39。39。 FNF K ?? ?? 彎曲疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)： 9 610NK N ?‘ 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 基本許用彎曲應(yīng)力 ? ?’F? ： 查表 818， ? ? 51?’F? N/mm2 ? ? 9 66 ????F? N/mm2 則 : 1439。163c o s8496140 ????? ????F? ? N/mm2 ? ?F?? 彎曲強(qiáng)度足夠。 圓柱蝸桿傳動幾何尺寸的計算 (1)蝸桿軸向模數(shù)（蝸輪端面模數(shù)）： ?m mm (2)傳動比： 37?i (3)蝸桿頭數(shù)： 13?Z (4)蝸輪齒數(shù)： 374 ?Z (5)蝸桿直徑系數(shù)（蝸桿特性系數(shù)）： 103 ?? mdq (6)蝸輪變位系數(shù)： 02?x (7)中心距： 1 5 02)2( 443 ????? mxdda mm (8)蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角： 333tan d ZmqZ ???? 3839。425??? (9)蝸桿節(jié)圓柱導(dǎo)程角： 4339。 2tan xq Z??? 3839。42539。 ??? 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 (10)蝸桿軸向齒形角