【文章內(nèi)容簡介】 ,所以，蝸桿傳動(dòng)理論傳動(dòng)比：推薦蝸桿頭數(shù)z1：2～3確定傳動(dòng)齒數(shù)：z1=2，z2=40實(shí)際傳動(dòng)比：自動(dòng)扶梯使用壽命為10年，每天工作10小時(shí)所以，LH=1036510=36500h按齒面接觸強(qiáng)度的要求，參考文獻(xiàn)【3】=160mm按熱平衡條件，在蝸軸上裝風(fēng)扇，參考文獻(xiàn)【3】中心距=180mm由參考文獻(xiàn)【3】，取標(biāo)準(zhǔn)值=180mm。按參考文獻(xiàn)【3】，當(dāng)=180mm，==，d1=，z1=2，z2=39，=。按參考文獻(xiàn)【3】。名稱ZC蝸桿副（計(jì)算公式）結(jié)果備注中心距180由強(qiáng)度確定傳動(dòng)比蝸桿頭數(shù)2蝸輪齒數(shù)39變位系數(shù)模數(shù)m蝸輪分度圓直徑蝸桿分度圓直徑蝸桿法向齒形角==蝸輪平均寬度蝸輪寬度蝸桿圓周速度蝸輪圓周速度1相對速度 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核（1）求傳動(dòng)效率蝸桿傳動(dòng)的嚙合效率= =攪油損耗的效率，一般=～，取=。軸承效率，每對軸承效率=～，取=。所以，=（2）求所在齒上的切向力Ft2（3）求齒面上的接觸應(yīng)力按參考文獻(xiàn)【3】中，Zm=Zz——齒形系數(shù)，查參考文獻(xiàn)【3】；取Zz =————蝸輪平均寬度；所以，（4）求接觸疲勞極限按查參考文獻(xiàn)【3】 ，得，按工作小時(shí)，得=，按m/s，得——載荷系數(shù)，當(dāng)載荷平穩(wěn)時(shí)=1所以，（5）安全系數(shù)校核按參考文獻(xiàn)【3】中， 合格（由m/，可選用8級精度，） 齒根強(qiáng)度校核按參考文獻(xiàn)【3】， 得=代入上式 通過。 ZC蝸桿副的幾何尺寸計(jì)算名稱ZC蝸桿副（計(jì)算公式）結(jié)果備注中心距180由強(qiáng)度確定傳動(dòng)比蝸桿頭數(shù)一般取～42蝸輪齒數(shù)39變位系數(shù)模數(shù)m蝸桿分度圓直徑蝸輪分度圓直徑蝸桿節(jié)圓直徑蝸輪節(jié)圓直徑蝸桿法向齒形角==蝸桿軸向齒形角=蝸桿齒頂高頂隙=蝸桿齒根高蝸桿齒頂圓直徑85蝸桿齒根圓直徑蝸桿導(dǎo)程蝸桿齒寬116砂輪圓弧半徑m≤10mm時(shí)，=（~6）m=~41砂輪軸截面圓弧中心坐標(biāo)蝸輪齒頂高蝸輪齒根高蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪頂圓直徑310蝸輪平均寬度蝸輪寬度蝸輪端面齒厚蝸輪齒頂圓弧半徑蝸輪齒根圓弧半徑導(dǎo)程角蝸桿軸向齒厚蝸桿法向齒厚蝸桿圓周速度蝸輪圓周速度1相對速度 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T100891988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選8級精度，側(cè)隙種類為c，標(biāo)注為8cGB/T10089198。蝸桿主要參數(shù)蝸桿類型ZC1模數(shù)m頭數(shù)2導(dǎo)程導(dǎo)程角軸向齒形角23176。齒形高系數(shù)1螺旋方向右旋配對蝸輪齒數(shù)39精度等級8cGB/T100891988公差組檢驗(yàn)項(xiàng)目公差或極限偏差Ⅱ177。177。Ⅲ法向齒厚及偏差蝸輪主要參數(shù)模數(shù)m頭數(shù)39分度圓直徑蝸桿齒向齒形角23176。齒形高系數(shù)1螺旋方向右旋配對蝸桿齒數(shù)2精度等級8cGB/T100891988公差組檢驗(yàn)項(xiàng)目公差或極限偏差ⅠⅡ177。Ⅲ分度圓齒厚及其偏差 熱平衡計(jì)算1）取環(huán)境溫度t2 ：取t=20℃2）散熱系數(shù)K：可取K（～）W/(m2.℃),當(dāng)周圍空氣流通良好時(shí)取偏大值，所以取K=16W/(m2.℃)。3）初步估算散熱面積A： 所以，4）計(jì)算油的工作溫度：==℃油溫工作溫度超過許用值（80℃～90℃），所以不能滿足要求，現(xiàn)采取在蝸桿軸上裝置風(fēng)扇通風(fēng)，提高散熱能力。裝風(fēng)扇后K=55W/(m2.℃)所以，==℃所以油的工作溫度在許用值內(nèi)。第五章 驅(qū)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)第五章 驅(qū)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)質(zhì)量中舉足輕重，自動(dòng)扶梯與自動(dòng)人行道對驅(qū)動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求，在很多方面要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成或體現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及到大量計(jì)算和復(fù)雜的公式推導(dǎo)，本設(shè)計(jì)僅針對驅(qū)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一般典型問題作扼要論述。 驅(qū)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求（1）所有零件都要滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)使用性能 使用性能主要包括，運(yùn)動(dòng)與速度，功能的可靠性，強(qiáng)度與壽命，體積與重量，安裝尺寸，操作及維修方便，簡易，體形美觀，大方。（2）充分考慮制造工藝和安裝工藝 主要包括：在達(dá)到使用要求的條件下，零件結(jié)構(gòu)盡可能簡單，實(shí)用，毛坯制造，機(jī)械加工，裝配，維修的工藝性好，無需增加專用設(shè)備和過多的專用工具及輔助設(shè)備，盡量合理選用材料及熱處理方法；盡可能選用新材料，新工藝，新技術(shù)；盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)件，通用件，設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化。（3）滿足驅(qū)動(dòng)機(jī)的特殊技術(shù)要求 主要指：制動(dòng)機(jī)構(gòu)靈活、可靠；限速器，防逆轉(zhuǎn)器簡便，實(shí)用；小振動(dòng)，低噪聲。 驅(qū)動(dòng)機(jī)整體設(shè)計(jì)考慮的問題整體設(shè)計(jì)的總目的是，在滿足自動(dòng)扶梯對驅(qū)動(dòng)機(jī)技術(shù)要求的前提下，設(shè)計(jì)出布局合理，操作方便、美觀大方的結(jié)構(gòu)形式。 驅(qū)動(dòng)機(jī)放在機(jī)房內(nèi)，機(jī)房的體積是有嚴(yán)格規(guī)定的，驅(qū)動(dòng)機(jī)的高度一般超過1m?！蹲詣?dòng)扶梯和自動(dòng)人行道的制造和安裝規(guī)范》中規(guī)定“”而事實(shí)上在面臨自動(dòng)扶梯向結(jié)構(gòu)緊湊、小型化發(fā)展的今天。驅(qū)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)必須實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小的目標(biāo)。然而驅(qū)動(dòng)機(jī)體積要受各個(gè)方面約束，如主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的中心距，電機(jī)外廓尺寸，箱體盛油量等。為此驅(qū)動(dòng)機(jī)的體積不可能設(shè)計(jì)的太小。滿足上述設(shè)計(jì)條件、并保證安裝和維修人員所占空間的前提下，通過設(shè)計(jì)對比證實(shí)，將正交軸主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成立式要優(yōu)于臥式，而將平行軸主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成臥式則優(yōu)于立式，我國目前用的蝸桿副驅(qū)動(dòng)機(jī)多采用立式。外觀布置首先要保證各個(gè)零部件有效地完成其功能，并達(dá)到“最佳”的受力狀態(tài)，另外外觀協(xié)調(diào)、美觀大方也十分重要。動(dòng)系統(tǒng)的布置整軸式驅(qū)動(dòng)機(jī)，采用塊式摩擦制動(dòng)系統(tǒng)，放置在箱體和電機(jī)聯(lián)接處的高速軸上。這種布置的特點(diǎn)是制動(dòng)力矩非?？拷仐U副的嚙合部位，受力十分合理。制動(dòng)系統(tǒng)的磁力器安裝位置有三種情況，放在驅(qū)動(dòng)機(jī)的前面，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，外觀對稱，美觀大方，但應(yīng)注意制動(dòng)系統(tǒng)不得與運(yùn)動(dòng)著的梯級干涉，目前幾乎都采用這種布置，本設(shè)計(jì)也是采用這種布置。該機(jī)型不專門設(shè)置飛輪，而把飛輪和制動(dòng)輪合為一個(gè)構(gòu)件。這種設(shè)計(jì)不但減少了零件，降低了成本，而且減少了驅(qū)動(dòng)機(jī)的高度。（2）蝸輪軸軸伸方向 蝸桿副立式驅(qū)動(dòng)機(jī)，蝸輪軸是輸出軸，直接與自動(dòng)扶梯的其他傳動(dòng)系統(tǒng)相聯(lián)接，不同的自動(dòng)扶梯機(jī)型要求不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)輸出軸伸方向（左或者右）。為了安裝，維修方便，具有良好的通用性，蝸輪軸系零件的設(shè)計(jì)，相對箱體應(yīng)具有對稱性結(jié)構(gòu)。（3）驅(qū)動(dòng)機(jī)散熱肋合箱體加強(qiáng)肋的布置 蝸桿副驅(qū)動(dòng)機(jī)摩擦損耗功率較大，油溫升較高，為此除增大箱體盛油量外，增加散熱面積，增加散熱肋式必要的。為增加箱體剛度，設(shè)加強(qiáng)肋同樣是必要的，把散熱肋和加強(qiáng)肋合為一體是重要的設(shè)計(jì)原則，故在箱體外表面設(shè)置肋板時(shí)，要考慮散熱面積，增強(qiáng)剛度和美觀大方。一般設(shè)置成豎直肋。（4）限速器和防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器的布置在自動(dòng)扶梯上，設(shè)置這兩個(gè)附加機(jī)構(gòu)是有標(biāo)準(zhǔn)要求的，一般把限速器設(shè)置在高速軸上，把防逆運(yùn)轉(zhuǎn)器設(shè)置在低速軸上。 整軸式蝸桿副驅(qū)動(dòng)機(jī)蝸桿軸的結(jié)構(gòu) 整軸式蝸桿副驅(qū)動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸及蝸桿軸是整體，長度幾乎等于驅(qū)動(dòng)機(jī)的總高度。蝸桿軸上裝有軸承，抱閘輪，轉(zhuǎn)子，風(fēng)扇等零件，很多功能構(gòu)件都在這根軸上，形成了驅(qū)動(dòng)機(jī)最重要的心臟組件。該軸的精度體現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)機(jī)的精度，所以設(shè)計(jì)軸蝸桿的結(jié)構(gòu)十分重要。而首先要設(shè)計(jì)軸承的選擇和安裝。 選軸承要考慮到承受載荷的性質(zhì)和大小，運(yùn)行速度的高低，調(diào)心性能，軸承游動(dòng)和位移，安裝拆卸的方便等。驅(qū)動(dòng)機(jī)一般用滾動(dòng)軸承，驅(qū)動(dòng)機(jī)輸入軸（1000~1500r/min）屬于較低轉(zhuǎn)速，輸出軸屬于低轉(zhuǎn)速（73r/min左右）；承受的軸向力較大，并大于徑向力，蝸桿軸的尺寸細(xì)而長，工作溫度較高（在70度～90度間）調(diào)心和拆卸沒有特殊要求。故根據(jù)這些情況，確定下列幾個(gè)問題：其一，軸向力和徑向力同時(shí)存在，必須選用向心推力軸承（角接觸球軸承或圓錐滾子軸承）。其二，在較高溫度下工作的細(xì)長桿，應(yīng)采用固游式安裝形式，不能采用全固式，也不能采用全游式。 由于軸蝸桿細(xì)長，電動(dòng)機(jī)及減速器又是兩個(gè)功能機(jī)構(gòu)，故應(yīng)采用三支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，亦既要上中下三處安置軸承。通過分析，在上部安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承，并將它們固結(jié)在箱體上，中間和下部各安裝一個(gè)能游動(dòng)的深溝球軸承。上部軸承采用正（面對面）安裝或者反（背對背）安裝，應(yīng)由結(jié)構(gòu)型式而定。正安裝或反安裝對整軸上支承點(diǎn)位置影響不大，為了安裝及控制軸竄動(dòng)量，采用正安裝優(yōu)于反安裝。 蝸桿軸的設(shè)計(jì)軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。分析蝸桿軸的機(jī)械性能采用45鋼能達(dá)到其各項(xiàng)要求，且經(jīng)濟(jì)。軸的強(qiáng)度校核計(jì)算是，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對于蝸桿軸來說，其受徑向的力較小，軸向力較大，承受的扭矩很大，承受的彎矩較?。ê笫龅奈仐U軸采用兩對滾動(dòng)軸承來支承，在徑向是固定的，軸向可以有小幅度的游動(dòng)。）所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度，如果還受有不大的彎矩時(shí)，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常用這種方法初步估算軸徑。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速如下：n額＝1500r/min、n滿＝1460r/min、 工作功率=11kw 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為由上式可得軸的直徑式中： d——軸的直徑p——軸傳遞的功率為11kwn——軸的轉(zhuǎn)速，1460r/min 一般取25～45MPa，取35MPa∴ ∴ 對于直徑d≤100mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%～7%。∴=（1+7%）=所以，取定軸的最小直徑為35mm,因軸所受主要為扭據(jù)，幾乎不承受彎曲載荷，故不需要進(jìn)行彎曲校核。尺寸定為下： 在蝸桿軸的上端，和兩個(gè)圓錐滾子軸承配合的軸直徑為35mm, 和中間軸承配合的軸徑為55mm,下端和軸承配合的軸徑為35mm. 整個(gè)軸長669mm。上部圓錐滾子軸承代號為30207,中間深溝球軸承代號為6011，下端深溝球軸承代號為6007. （GB/T2971994）軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角[單位]的計(jì)算公式為：對階梯軸： G——軸的材料的剪切彈性摸量，單位為Mpa,對于鋼材，G=；L——階梯軸所受扭矩作用的長度，單位為mm。Z——階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)?！謩e代表階梯軸第I段上所受的扭矩、長度和極慣性矩?！S截面的極慣性矩，單位為，對于圓軸，=分析并進(jìn)行計(jì)算可得出：=軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件是：式中為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角，與軸的使用場合有關(guān)。對于精密傳動(dòng)軸，可取=~所以剛度校正合格。 低速軸的設(shè)計(jì)低速軸的材料：45鋼，選擇理由同蝸桿軸的相同。確定低速軸的最小直徑低速軸上的功率：=11＝——蝸桿軸輸入功率 ；——蝸桿副的傳動(dòng)效率作用在低速軸上的轉(zhuǎn)矩：——作用在低速軸上的力矩，所以有作用在低速軸上的力：=＝3690N=＝——圓周力，——徑向力，——軸向力，——蝸輪導(dǎo)程角按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算的最小直徑： 對于直徑d≤100mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大5%～7%。所以定軸的最小直徑為70mm, 和軸承配合處的軸徑為75mm。通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置，以及外載荷和支反力的位置均已經(jīng)確定，軸上的載荷（彎矩和扭矩）已可以求出。軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計(jì)算時(shí)，常常將軸上的分布載荷簡化為集中點(diǎn)，其作用力取為載荷分布段的中點(diǎn)。作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)輪轂寬度的中點(diǎn)算起。在