【文章內容簡介】 1 1. 42 3 1. 63 6A V H a HK K K K K ?? ? ? ? ? ? 6） 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑，由 文獻【 1】 公 式（ 1010a）得 ： 3311 1 . 6 3 63 4 . 9 3 8 . 6 71 . 3t tKd d m mK? ? ? ? 7） 計算模數 m。 113 8 .6 7 1 .6 124dm m m m mz? ? ? 按齒根彎曲強度設計 由文獻【 1】中彎曲強度的設計公式（ 105） ： 15 31212 ()[]Fa SadFYYKTm z??? 確定公式內的各計算數值： 1） 由 文獻【 1】 圖 1020查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 1 500FE MPa? ? ；大 齒輪的彎曲強度極限 2 380FE MPa? ? ； 2） 由 文獻【 1】 圖 1018取彎曲疲勞壽命系數 1 ? , 2 ? 。 3） 計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數 ? ，由 文獻【 1】公 式（ 1012）得： 11 0 .8 5 5 0 0[ ] 3 0 3 .5 71 .4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 22 0 .8 8 3 8 0[ ] 2 3 8 .8 61 .4F N F EF K M P a M P aS?? ?? ? ? 4） 計算載荷系數 K 。 1 1 .1 5 1 1 .3 5 1 .5 5A V F a FK K K K K ?? ? ? ? ? ? 5） 查取齒形系數。 由 文獻【 1】 表 105查得 1 ? 。 2 ? 。 6） 查取應力校正系數。 由 文獻【 1】 表 105查得 1 ? 。 2 ? 。 7） 計算大、小齒輪的[]Fa SaFYY?并加以比較。 1112 . 6 5 1 . 5 8 0 . 0 1 3 7 9[ ] 3 0 3 . 5 7F a S aFYY? ??? 2222 .2 2 6 1 .7 6 4 0 .0 1 6 4 4[ ] 2 3 8 .8 6F a S aFYY? ??? 大齒輪數值大。 設計計算： 3 422 1 . 5 5 1 . 3 6 1 0 0 . 0 1 6 4 4 1 . 1 61 2 4m m m m m? ? ?? ? ?? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度 所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，可取彎曲強度算得得 模數 mm? ，按接觸強度算得得分度圓直徑 16 1 mm? ，算出小齒輪的齒數： 11 3 8 .6 7 271 .5dz m? ? ? 大齒輪齒數 ： 2 27 121 .5z ? ? ? 取 2 122z ? 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。 幾何尺寸計算 1） 計算分度圓直徑 11 27 40. 5d z m m m m m? ? ? ? 22 122 183d z m m m m m? ? ? ? 2） 計算中心距 12 4 0 . 5 1 8 3 1 1 1 . 7 522dda m m m m? ?? ? ? 3） 計算齒輪寬度 1 1 40. 5 40. 5db d m m m m?? ? ? ? 取 2 45B? , 1 40B? 。 渦輪與蝸桿的選用及校核 選擇蝸桿傳動類型 根據 GB/T 100851988 的推薦，采用漸開線蝸 桿。 選擇材料 考慮到蝸桿的傳動功率不大，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 4555HRC。渦輪用鑄錫磷青銅 ZcuSn10P1,金屬模鑄造。 按齒 面接觸疲勞強度進行設計 根據閉式蝸桿傳動的設計準則 ，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。由 文獻【 1】 公式 （ 1112） ，傳動中心距 ： 3 22 ()[]EPHZZa KT ?? 確定作用在蝸桿上的轉矩 2T 按 1 1Z? ，估取效率 ?? ，則 17 由運動參數的計算可知：作用在渦輪上的轉矩 2 1234T N m? 確定載荷系數 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數 1K??。由表 115選取使用系數 ? 。由于載荷系數不高，沖擊不大，可取動載荷系數 ?? ；則 K K K? ??? 確定彈性影響系數 EZ 因選用的是鑄錫磷青銅渦輪和鋼蝸桿相配，故 12160EZ MPa? 。 確定接觸系數 Z? 先假設蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 的比值 1 ? ，從 文獻【 1】 圖1118 中可查得 ?? 。 確定許用接觸應力 []H? 根據渦輪材料為鑄錫磷青銅 ZcuSnP1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 大于45HRC，可從 文獻【 1】 表 117中查得渦輪的基本許用應力 39。[ ] 268H MPa? ? 。 應力循環(huán)次數 72 6676 0 6 0 1 1 2 0 0 0 2 . 4 1 020hN jn L? ? ? ? ? ? ? 壽命系數 8 7710 0 0 .92 .4 1 0HNK ? ? ?? 則 39。[ ] [ ] 26 8 24 H N HK M Pa??? ? ? ? 計算中心距 3 321 6 0 2 .91 .2 1 1 2 3 4 1 0 ( ) 1 7 6 .8 9241a m m?? ? ? ? ? 取中心距 200a mm? ,因 ? ，從文獻 【 1】 表 112中取模數 8m? ,蝸桿分度圓直徑 1 80d mm? 。這時 1 80 ??，從 文獻【 1】 圖 1118 中可查得接觸系數 39。 ? ? ,因為 39。ZZ??? ,因此以上計算結果可用。 蝸桿與渦輪的主要參數和幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 mm? ；直徑系數 10q? ；齒頂圓直徑 1 96ad mm? ；齒根圓直徑 1 mm? ；分度圓導程角 39。111836? ? ；蝸桿軸向齒厚 mm? 。 蝸輪 蝸輪齒數 2 28Z ? 。變位系數 2 ?? ； 18 驗算傳動比 2128 281Zi Z? ? ? ,這時傳動比誤差為 28 %? ? ，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 22 8 28 224d m Z m m? ? ? ? 蝸輪喉圓直徑 2 2 22 240aad d h m m? ? ? 蝸輪齒根圓直徑 2 2 22 20 4. 8ffd d h m m? ? ? 校核齒根彎曲疲勞強度 22121 .5 3 []F F a FKT YYd d m ????? 當量齒數 ： 22 3328 3 0 .2c o s ( c o s 1 1 .3 1 )v zz ?? ? ? 根據 2 ?? ； 2 ? ，從圖 1119中查得齒形系數 2 ? 。 螺旋角系數 ： 1 1 . 3 01 1 0 . 9 1 91 4 0 1 4 0Y? ?? ? ? ? ? 許用彎曲應力 ： 39。[ ] [ ]F F FNK??? 從表 1118 中查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應力39。[ ] 56F Mpa? ? 壽命系數 9 6710 0 .7 0 22 .4 1 0FNK ??? [ ] 5 6 0 .7 0 2 3 9 .3 1 2F M p a? ? ? ? 31 . 5 3 1 . 2 1 1 2 3 4 1 0 2 . 6 5 0 . 7 7 9 3 2 . 88 0 2 2 4 8F M p a? ? ? ?? ? ? ??? 彎 曲強度是滿足的 驗算效率 ? ta n( 0 .9 5 0 .9 6 ) ta n ( )v?? ??? ? 已知 ?? ； arctanvvf? ? ； vf 與相對滑動速度 sv 有關。 11 8 0 6 6 7 2 . 7 4 /6 0 1 0 0 0 c o s 6 0 1 0 0 0 c o s 1 1 . 3 1s dnv m s? ?? ??? ? ??? 從 文獻【 1】 表 1118 中插值法查得 ? ； 39。143v? ? ，帶入式中得到 19 ?? 大于估算值，因此不用重算。 精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設計的蝸桿傳動的動力傳動，屬于通用機械減速器，從 GB/T 100891988 圓柱蝸桿，渦輪精度中選擇 8 級精度，側隙種類為 f，標注為 8f GB/T 100891988. 軸承的選用與校核 如圖 所示；Ⅱ 軸選用圓錐滾子 軸承 30310 圖 軸承三維圖 由 文獻【 5】 表 175 查得基本額定動載荷 158rC KN? ,基本額定靜載荷188orC KN? 。 Ⅱ軸所受的軸向力，周向 力，徑向力如 圖 所示： 圖 受力圖 20 對齒輪 進行受力分析，由 文獻【 1】 公式 103： 112t TF d? tanrtFF?? costn FF ?? 式中： 1T —— 小齒輪傳遞的轉矩， Nmm ； 1d —— 小齒輪的分度圓直徑， mm ； ? —— 齒合角，對標準齒輪， 20?? 。 將已知數據代入公式得： 31 2 1 3 .5 1 0 6 6 6 .74 0 .5tFN???? 1 ta n 66 6. 7 ta n 20 24 2. 6rtF F N?? ? ? ? 對渦輪蝸桿進行受力分析，由 文獻【 1】 公式 117 11212taTFF d?? 21222at TFF d?? 1 2 2 ta nr r tF F F ??? 式中： 12,TT—— 分別為蝸桿及渦輪上的公稱轉矩， Nmm ； 12,dd—— 分別為蝸桿及渦輪的分度圓直徑， mm 。 將已知數據代入公式得 ： 312 12 2 5 8 .8 1 0 147080t TFNd ??? ? ? 322 22 2 1 2 1 1 . 5 1 0 10817224a Td ??? ? ? 22 ta n 10 81 7 ta n 20 39 37raF F N?? ? ? ? 求兩軸承所受到的徑向載荷 12rrFF和 由受力分析圖 可以看出 : 21 圖 軸承受力 分析 圖 該軸近似于一個超靜定梁，所以利用 文獻【 5】中 超靜定梁的計算方法來計算支撐所受到的力。 由Ⅱ軸的受力分析可知： 32 302 12 6 1 6 1 6r V A B r B C A B r A BF L F L L FLE I E I E I?? 式中： 45 。 238A B B CL m m L m m?? EI —— 抗彎剛度。 將已知數據代入式中可得： 0 4490rVFN? 0 1 2 2211 4022 4884r V A B r A B r B C arVBCF L F L F L FFNL? ? ? ??? 1 0 2 2 1 3300r V r V r r V rF F F F F N? ? ? ? ? 同理： 3 2 30 2 12 6 1 6 1 6r H A B t B C A B t A BF L F L L F LE I E I E I?? 將已知數據代入： 0 1534rHFN? 2 1 0 25 0 9 7 1 2 0 452 3 8 2 3 8 2 3 8r H t r H tF F F F N? ? ? ? 1 1 2 0 1 3616r H t t r H r HF F F F F N? ? ? ? ? 2 2 2 21 1 1 3 3 0 0 3 6 1 6 4 8 9 5r r V r HF F F N N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 4