【文章內(nèi)容簡介】 蝸桿幾何尺寸，如下表所示。 211 22 mbz YKTmbd YKT FSiFSiF ???輪心堆焊減速器設(shè)計 9 表 電動機齒輪的幾何尺寸 名 稱 符 號 計算公式 數(shù) 值 模數(shù) m 根據(jù)需要，取標準值 壓力角 ? ? =20? 20? 分度圓直接 d d=mz 15 齒頂高 ha ha =m 齒根高 hf hf = 全齒高 h h= ha + hf = 齒頂高直徑 da da =d+2ha =(z+2)m 齒根高直徑 df df =d2 hf =()m 基圓直徑 db db =dcos? =mz cos? 齒鋸 p p= m? 齒厚 s s=p/2= 2/m? 齒槽度 e e=p/2= 2/m? 標注中心距 a a=05（ d2 +d1 ） 30 表 參數(shù)名稱 過橋齒輪 蝸桿軸小齒輪 齒輪軸大齒輪 齒輪軸小齒輪 蝸桿軸大齒輪 m 1 1 a 20 20 20 20 20 d 45 50 100 26 124 ha 1 1 hf h da 28 126 df db p s e a 75 75 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 五 章 蝸桿傳動的設(shè)計計算 蝸桿傳動多在需要交錯軸間傳遞運動及動力的場合使用。通常交錯角為90176。，一般蝸桿為主動力。其主要優(yōu)點為傳動比大，工作平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)緊湊，當蝸桿導(dǎo)程角 小于摩擦角時可以自鎖。其缺點是效率低，需要貴重的有色金屬。蝸桿傳動的類型有多種，本文根據(jù)需要選擇了普通的圓柱蝸桿 阿基米德蝸桿。 蝸桿傳動材料的選擇 在蝸桿傳動中， 普通齒輪傳動中齒輪所發(fā)生的點蝕、彎曲、折斷、膠合和磨損等失效形式必然都可能出現(xiàn)。更特殊的事由于蝸桿傳動在齒面間有較大的相對滑動，磨損、發(fā)熱、膠合的現(xiàn)象就更容 易發(fā)生。 基于蝸桿傳動的特點，蝸桿副的材料組合首先要要求具有良好的減磨、耐磨、易于跑合的特性和抗膠合能力，此外要求有足夠的強度。由于轉(zhuǎn)速不高、功率不大，蝸輪材料選用 ZQAl94，砂磨鑄造， ? ?H? =250MPa；蝸桿材料選用 40Cr，表面調(diào)質(zhì)，硬度為 241286HBS。 選擇齒數(shù) 查機械設(shè)計手冊，取 Z1 =2， Z2 =80。 驗算滑動速度 v= 式中 Z1 蝸桿頭數(shù) ； m模數(shù)， mm； d1 蝸桿分度圓直徑， mm； ? 蝸桿分度圓柱上螺旋升角： vs 滑動速度， m/s。 所以，根據(jù)設(shè)計要求，原材料選擇是適合的。 主要尺寸計算 )38425( rc t a n 39。39。39。11 ?? ??? ?? 即d mZ)/( os100060 11 smnd ??? ??輪心堆焊減速器設(shè)計 11 根據(jù)以上計算結(jié)果，可以得到蝸桿傳動的主要尺寸，如表下表所示。 表 蝸桿傳動的主要尺寸 名稱 符號 蝸桿 蝸輪 模數(shù) m 2 2 分度圓直徑 d 40 160 中心距 a 100 100 齒頂圓直徑 da 44 164 齒根圓直徑 df 頭數(shù) z 2 80 蝸輪 最大外圓半徑 d2e 166 齒頂圓弧半徑 R2a 18 齒根圓弧半徑 R 2f 蝸輪輪緣寬度 b 22 蝸桿分度圓柱上螺旋升角 ? 5? 4239。 3839。 齒距 p 特性系數(shù) q 20 壓力角 a 20? 螺旋方向 左旋 蝸輪變位系數(shù) X 0 熱平衡計算 蝸桿傳動的特點是效率較低。發(fā)熱量較大。在工作中就可能出現(xiàn)齒面磨合加劇，甚至引起齒面膠合的情況。出現(xiàn)工作失效的原因在于散熱不充分，溫升過高，使?jié)櫥驼扯冉档?，減小潤滑作用。因此，閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算。熱平衡計算的原理是：閉式蝸桿傳動正常連續(xù)工作時，由摩擦產(chǎn)生的熱量應(yīng)小于等于箱體表面散發(fā)的熱量，以保證溫升不超過允許值。 公式為： 式中， P=，在通風(fēng)良好的條件下，取 k=15W/(m2 C?? ),取允許潤滑油工作溫度 ? ? Ct ??751 ，室溫 t2 =20C? , ?? . 將以上數(shù)據(jù)帶入計算得箱體所需有效散熱面積 A為： A 這將為箱體設(shè)計和是否考慮采取散熱措施提供依據(jù)。 ? ?12)1(10 00 ttkAP ????? ? )()( )1(1000 221 mktt nP ?? ??沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 在實際 使用中 ，蝸輪輪齒折斷的情況很少發(fā)生，這是因為蝸輪輪齒彎曲強度所限定的承載能力，超過齒面點蝕和熱平衡計算所限定的承載能力。而只有在蝸輪采用脆性材料， 并且受強烈沖擊的傳動等少數(shù)情況下，折斷現(xiàn)象才會出現(xiàn)，此時計算其彎曲強度才有實際意義。因此，本章不對器彎曲強度進行校核。 第 六 章 軸的校核與裝配方案設(shè)計 軸屬于運行機構(gòu)，主要是帶動工件轉(zhuǎn)動完成冷軋 輥 堆焊，并同時承受轉(zhuǎn)矩、彎矩和剪切作用， 而且其性能直接影響到堆焊質(zhì)量、機床的實用壽命等，因此， 這部分在動力頭整體設(shè)計中占關(guān)鍵地位。 軸的設(shè)計 從 設(shè)計機床的工作特點來看，主軸要同時承受彎矩和轉(zhuǎn)矩做喲美好。從傳動情況來看，轉(zhuǎn)矩是由蝸桿軸傳遞給主軸的，彎矩主要是由主軸上的兩滾動軸承承受。 （ 1） 主軸設(shè)計。主軸材料選擇 40Cr，調(diào)質(zhì)處理 ，查機械設(shè)計手冊得：硬 度為 241— 286HBS， b? =750MPa， s? =550MPa。 （ 2） 按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑，估算公式為 式中 P— 軸功率， Kw。 n— 軸轉(zhuǎn)速， r/min； C— 系數(shù)。 由 機械設(shè)計手冊?。?C=100，于是 。mmd ? 計算所得直徑應(yīng)為安裝齒輪或蝸輪的最小直徑，取 d=60mm。 （ 3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)估算所得直徑，輪轂寬及安裝情況等條件，軸的結(jié)構(gòu)及尺寸可進行草圖設(shè)計，如下圖所示，軸的輸出端孔徑 40mm，孔上 90mm，聯(lián)軸臺階起定位作用。離合器用軸肩定位，彈簧器安裝在離合器的左邊蝸輪安裝在右邊，然后在兩端各安裝一 個角接觸球軸承（ GB27682） ,其寬度為 25mm，用軸套定位 。根據(jù)減速器內(nèi)壁到蝸輪和軸承端面的距離，以及軸承蓋安裝方便等要求參見設(shè)計手冊中有關(guān)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，將軸的結(jié)構(gòu)尺寸初步取定如圖所示，這樣軸承跨距為 210mm，由此可進行軸和軸承等的校核計算。 3 nPCd?輪心堆焊減速器設(shè)計 13 （ 4）計算蝸輪受力。蝸桿、蝸輪分度圓直徑分別為： 40mm， 160mm。 蝸桿、蝸輪所受的轉(zhuǎn)矩分別為： mm? ， mm? 蝸輪作用力： 圓周力 F2t =2T2 /d2 =（ N） 徑向力 F2r =F ??t （ N） 軸向力 F2a =2T ?d （ N） 加工工件的最大質(zhì)量是 100Kg，由減速器和尾架間的三爪卡盤平均承受，因此，軸上承受的徑向力為 F=490N. 軸受力的大小和方向如下圖所示。 （ 5）計算軸承反力。垂直面受力如圖 ，水平面受力如圖 所示。 圖 軸受力示意圖 圖 垂直面受力示意圖 沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 水平 受力示意圖 垂直面： )( 7 3 6210/)2801362/( 22 NFFdFR rV ????? )( 9 2 421 NRFR VrV ????? 水平面： )( 5 1 32 1 0/741 NFR tH ??? R )( 2 9 312 NRF HtH ??? (6) 繪制彎矩圖。垂直面彎矩圖如圖 所示。 )39。39。(39。 cVcV MM )39。39。(39。 bVbV MM 圖 垂直面彎矩示意圖 AC:M(x)= xR Vx ?? CB:M(x)= 0 1 9 2 )136(2/1 ????? xxFdFR raVx BD:M(x)= 3 7 1 9 9)2 1 0()1 3 6(2/ 21 ??????? xRxdFR vavx 截面 C: )( 9 7 6 7 9 2 439。 mmNxM cV ????? )( 6 5 7 2 0 1 9 2 7 3 639。39。 mmNxM cV ????? 截 面 B： )( 3 7 1 9 2 7 039。 mmNxM bV ????? )( 3 7 1 9 0 1 9 2 3 9 039。39。 mmNxM bV ????? 水平面彎矩圖如圖 所示。 AC: xRxM Hx )( 1 ?? 輪心堆焊減速器設(shè)計 15 )( 39。39。39。 bHbH MM )( 39。39。39。 cHcH MM 圖 水平面彎矩示意圖 CB: 7 4 1 5 5 2 9 3)136()( 1 ?????? xxFRxM tHx BD: )210()136()( 21 ??????? xxRxFRxM HtHx 截面 C： )(39。 mmNxM cH ????? )( 1 3 6 9 7 4 1 5 5 2 9 339。39。 mmNxM cH ????? 截面 B： )( 7 4 1 5 5 2 9 339。 mmNxM bH ????? )(39。39。 mmNxM bH ???? 合成彎矩圖如圖 所示。 )( 39。39。39。 bb MM )( 39。39。39。 cc MM 圖 合成彎矩示意圖 (7)繪制扭矩圖 。扭矩示意圖如圖 所示。 )( 3 1 2 7 222 39。39。39。 mmNMMM cVcHc ????)( 6 8 7 4 722 39。39。39。39。39。39。 mmNMMM cVcHc ????)( 3 7 1 9 922 39。39。39。 mmNMMM bVbHb ????)( 6 8 7 4 722 39。39。39。39。39。39。 mmNMMM bVbHb ????沈陽工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 T 圖 扭矩示意圖 由蝸輪受力計算結(jié)果可知： T= mmN? ，又根據(jù) MPab 750?? ，由設(shè)計手冊可知 ? ? MPab 1241 ??? ， 故 a=73/134=,則 aT= )( mmN ??? (8)繪制當量彎矩圖。當量彎矩圖如圖 所示。 )( 39。39。39。 bebe MM )( 39。39。39。 cece MM 圖 當量彎矩示意圖 對于截面 C： )( 4 7 8 8 5)( 239。39。 2 mmNaTMM cce ???? )( 0 0