【文章內(nèi)容簡介】 條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓 380V， Y型。 . 選擇電動機的容量 電動機所需工作功率； 按式： wd aPP Kw?? 由式： 1000w FvP Kw? 因此： 1000d aFvP Kw?? 由電動機至運輸帶的傳動總效率為 31 2 3 4 5a? ?? ? ? ?? 式中： 1 2 3 4 5????? 分別為聯(lián)軸器，蝸輪蝸桿，軸承，卷筒的傳動效率。 取： η 1= 彈性套柱銷聯(lián)軸器傳動效率 η 2= 雙頭蝸桿傳動效率 η 3= 球軸承的傳動效率 η 4= 凸緣聯(lián)軸器傳動效率 η 5= 卷筒的傳動效率 則：η a= = 故： Pd=6200 ／ 1000 = 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 . 定電動機的轉(zhuǎn)速 卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為： n=60 1000 =54r/min 按 [1]表（一）推薦的傳動比的合理范圍，取一級雙頭蝸桿傳動的傳動比 10 40i?? ； 故電動機的轉(zhuǎn)速范圍為 nd’ =i*n=(1040) 54=5402160r/min 符合這一范圍的電動機同步轉(zhuǎn)速有 750， 1000， 1500r/min 三種，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由 [2]P155 可查得有三種適用的電動機型號，因此，有三種傳動比方案如下表所示： 方案 功率 型號 電動機轉(zhuǎn)速 重量 價格 傳動裝置的傳動比 同步 轉(zhuǎn)速 滿載 轉(zhuǎn)速 總傳 動比 蝸桿 傳比 減速器傳 動比 1 Y132M4 1500 1440 123 200 2 Y160M6 1000 970 119 300 3 Y160L8 750 720 145 400 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，重量，價格，減速器的傳動比，可見第二種方案比較適合，因此，選定電動機型號為 Y160M— 6，其主要性能如下表： 型號 額定 功率 滿載時 起動 電流 起動 轉(zhuǎn)矩 最大 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 電流 效率 功率 因數(shù) 額定 電流 額定 轉(zhuǎn)矩 額定 轉(zhuǎn)矩 Y160M6 970 5 10 電動機主要外形和安裝尺寸如下表； 中心高 H 外形尺寸 底腳安 裝尺寸 地腳螺釘 孔直徑 軸伸 尺寸 裝鍵部 位尺寸 160mm 254210 15 42110 1280 以上兩表中單位 如下： 功率 KW， 轉(zhuǎn)速 rmin ， 電流 A， 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 . 定傳動裝置的總傳動比和分配傳 動比 同選定的電動機轉(zhuǎn)速 mn 和工作機主動軸轉(zhuǎn)速 n，可得傳動裝置總傳動比為： Ia=nm/n=970/54= 取： ia=18 由于為一級蝸輪蝸桿傳動，所以不需要分配傳動比。 . 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 為進行傳動件的設(shè)計計算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（功率），將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為 1 軸， 2 軸， 3 軸。則可按照電動機軸至工作軸運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和動力參數(shù)。 1．各軸轉(zhuǎn)速： n1=nm=970r/min n2=n1/i=970/18=54r/min n3=n2=54r/min 式中： mn 為電動機滿載轉(zhuǎn)速， i 為 1 軸到 2軸的傳動比 2．各軸輸入功率： P1λ =Pdη 1= = P2λ = P1λ η 2η 3= = P3λ = P2λ η 3η 4= = 3．各軸的的輸入轉(zhuǎn)矩： 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩由式： Td=9550 Pd/n. 得 Td= T1λ =Td η 1= = T2λ = T1λ η 2 η 3 i= 18= T3λ = T2λ η 3 η 4= = 4． 各軸的輸出功率 ： P1 = P1λ η 3= = P2 = P2λ η 3= = P3= P3λ η 3= = 5． 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩： T1 = T1λ η 3= = T2 = T2λ η 3= = 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 T3 = T3λ η 3= = ： 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動比 效率 輸入 輸出 輸入 輸出 電動機 970 1 ： 1 I 軸 970 18 II 軸 54 III 軸 54 1 ： 1 上表中：功率的單位 P為 Kw，轉(zhuǎn)矩的單位 T為 Nm， 轉(zhuǎn)速 n的單位為 r/min， 設(shè)計蝸桿傳動 . 選擇蝸桿傳動類型 選取圓弧齒圓柱蝸桿傳動設(shè)計，它具有效率高，承載能力強和體積小等優(yōu)點。 . 選擇材料 蝸桿選用 45 鋼，且經(jīng)表面淬火處理，齒面硬度 45～ 55HRC，表面粗糙度 ?? 。（見 [3]P260 表 ） 蝸輪選用 ZQSn101作輪緣，鑄鐵 HT200 作輪芯， lim 265H MPa? ? ， lim 115F MPa? ? ，max 12sV m s? ， 147EZ MPa? （ [3]P260 表 ） . 按接觸強度設(shè)計 按接觸強度公式 23 2242750[] zxm HK T Zqm K ??進行設(shè)計計算 K； 1 2 3 4 5 6 7K K K K K K K K? （ 1）初定 1K ，設(shè)蝸輪圓周速度 2 3V ms? ，查 [4]P250 表 1113， 初取 1 ? 。 （ 2）初定 2K ，假定中心距 a=150～ 500mm,并取 8級精度， 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 查 [4]P251 表 1114，初取 2 ? 。 （ 3）初定 3K ，查 [4]P251 表 1114，設(shè)環(huán)境溫度 35℃～ 40℃，取 3 ? （ 4）初定 4K ，查 [4]P252 圖 114，取 4 ? 。 （ 5）初定 5K ，查 [4]P252 圖 115，取 5 ? 。 （ 6）初定 6K ，查 [4]P251 表 1116，取 6 1K? 。 初定 7K ，查 [4]P239 表 112推薦，在 19i? 時取蝸桿頭數(shù) Z=2，由 [4]P238 表 111 可看出，q值可取 8， 9， 10， 11， 12， 14， 16 暫取 q=12 則 1 2 9 . 4 612Za rc tg a rc tgq? ?? ? ?，查 [4]P251表 1117 得， 7 1PK ? 。 于是，初定載荷系數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 1 .1 5 1 .2 1 .4 6 0 .8 6 0 .8 6 1 1 1 .4 9P P P PK K K K K K K K? ? ? ? ? ? ? ? ? 2T ； 由式 21T T i?? ? ? 得， 式中：蝸桿扭矩 T1=9550 104Nmm 速比 i=18 傳動效率按式 ： ( 1 0 0 3 .5 1 9 ) % ( 3 9 ) % 8 8 .7 4 % 9 4 .7 4 %P? ? ? ? ? ? ?取η p=90% 則 ： T2p= 104 18 = 106Nmm zxZ ； 當(dāng) ??時有223 .6(9 .7 5 1 8 )zxZ ZZ? ? 式中：蝸輪齒數(shù) Z2=Z1 i=2 18=36 故 ： Zzx=√ 36 ( 36+18)= 按 [4]P240 表 113取變位系數(shù) X=0 則 Zzxp= = ? ?H? ，按式 ? ? ? ?78 10H v HP K N???。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 （ 1）確定 vK ； 查 [4]P247 表 118，蝸桿材料選用 45 鋼，齒面淬火，齒面硬度 45～ 55HRC，齒面粗糙度?? ，查 [4]P248 表 119可得。 Vs= 104 n1 3√ T2= 104 970 3√ =因 6sV ms? ，故 16 6 16vK ??。 （ 2）確定 N；由 [4]P248 表 1110得 260N nt? （ 3）式中： 2n 為蝸輪轉(zhuǎn)速 n2=54r/min t為工作小時數(shù) 48 16 30 10hh? ? ? ? ? 44% 3. 84 10 0. 56 2. 15 10t h FC h? ? ? ? ? ? ? 所以 4760 51 10 10N ? ? ? ? ? ? N=60 54 104= 107 （ 4）確定 ? ?H? ；查 [4]P247 表 118，蝸輪材料選用錫青銅 ZQSn101,金屬模鑄造，查 [4]P249 表 1111得 ? ? 20 215H N mm? ? 于是可得： [σ H]=1 8√ 107/ 107 215=169N/mm 綜上可得： (qm3km)p=42750 106 查 [4]P253 表 1118，初取 8m? ， 12q? ， 332 9 1 1 .5 2 6mqm K m m? . 精確確定主要幾何參數(shù) 1．按式： 2233 2222() v P z xm m P P P v z x PK T K Zq m K q m K K T K Z?校核 1 2 7 v zxK K K K Z? （ 1）校核 1K ：蝸輪節(jié)圓直徑 d2’ =mz2=8 18 2=288mm 蝸輪圓周速度 ： V2=л d2′ n2/60 1000=л 288 54/60 1000=3m/s 查 [4]P250 表 1113，得 ??。 （ 2）校核 2K ：傳動中心距 ： 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 aˊ =(q+z2+2X)= 8 (12+36+0)=192mm 查 [4]P251 表 1114，得 ?? （ 3）校核 7K ： 1 2 9 . 4 612Za rc tg a rc tgq? ? ? ? 查 [4]P251 表 1117，得 771PKK?? （ 4）校核 ? ：由式 8()vtgtg ?? ??? ? 式中 :由 2 sin 0. 81 3 sin 9. 46 4. 96sV V m s?? ? ?, 可得當(dāng)量摩擦角 v? ,查 [3]P268 表 136得 1v?? , 故 9 .4 60 .9 8 0 .8 8( 9 .4 6 1 )tgtg? ? ? ?? T2=T1η i= 104 18= 106Nmm （ 5）校核 vK ：當(dāng) Vs=，查 [3]P241 表 118 得 1v vPKK??。 （ 6） 校核 zxZ ： a′ =192mm(da1+mz2cos2α ) = [8 (12+2)+8 36cos222]= a′ =192mmm()+da1/2 =8 ( 22 )+8 14/2=209 仍取 0X? ， 5x xPZX?? 。 2． 求 3 mqmK ： m3qkm= . 蝸桿齒形計算和傳動幾何尺寸計算 1．蝸桿齒形計算： 查 [4]P241 表 114得， 變位系數(shù) 0X? 軸面齒形角 22?? 法面齒形角 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 ( c os ) ( 22 c os 9. 46 ) 21 .5 32n arc tg tg arc tg tg? ? ?? ? ? 齒廓半徑： 5 5 8 40m mm? ? ? ? ? 蝸桿軸向齒厚： 1 8 m m m??? ? ? ? ? 蝸桿法向齒厚： 11 c os 10 .05 c os 6 1nS S m m?? ? ? ? 齒頂高： 8ah m mm?? 齒根高： 8 m m m? ? ? ? 徑向間隙： 0. 2 0. 2 8 1. 6c m mm? ? ? ? 全齒高 ： 8 9 .6 1 7 .6afh h h m m? ? ? ? ? 圓弧中心坐標(biāo)： 01sin 0. 5 40 sin 22 0. 5 8 12 63b d m m??? ? ? ? ? ? ? ? 0 c os 0. 2 40 c os 22 0. 2 8 42c m m m? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 螺牙齒頂厚： 220 0 12 ( 0. 5 )2 42 40 ( 63 0. 5 8 14 ) 5. 24aaS c b dmm???? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? 螺牙齒根厚： 220 0 12 ( 0 .5 )2 4 2 4 0 ( 6 3 0 .5 8 9 .6 ) 2 0 .9 2ffs c b dmm???? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? 2．圓弧齒圓柱蝸桿傳動幾何尺寸計算； 由 [4]P242 表 115得： 中心距： a′ =(q+z2+2X)= 8 (12+36+0)=192mm 蝸桿分度圓柱上螺旋線升角： 1 2 9 . 4 612Za rc tg a rc tgq? ? ? ? 蝸桿節(jié)圓柱上螺旋線升角： 1 2 9 . 4 62 1 2 0Za r c tg a r c tgqX? ? ? ? ??? 蝸桿分度圓直徑： 1 8 1 2 9 6d m q m m? ? ? ? 蝸桿節(jié)圓直徑： 1 ( 2 ) 8 (1 2 0 ) 9 6d m q X m m? ? ? ? ? ? ? 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 蝸桿齒頂圓直徑： 11 2 96 8 2 112ad d m m m? ? ? ? ? ? 蝸桿齒根圓直徑：11 2. 4 96 2. 4 8 76 .8fd d m m m? ? ? ? ? ? 蝸桿螺旋線長度： L=(+)m=(+ 36) 8= 取 L=128mm 蝸桿分度圓法向弦齒高： 1 8nh m mm? ?? 蝸輪分度圓直徑： d2=mz2=8 36=288mm 蝸輪齒頂圓直徑： da2=(z2+2+2X)m=(36+2+0) 8=304mm 蝸輪齒根圓直徑： df2=(+2X)m=(+0) 8= 蝸輪外圓直徑： DH=da2+m=304+8=312mm 蝸輪輪緣寬度： 1( 0 . 6 7 0 . 7 5 ) ( 0 . 6 7 0 . 7 5 ) 1 1 27 5 . 0 4 8 4 aBdmm? ? ? ? ??? 取 80B mm? 蝸輪齒頂圓半徑： 10. 5 0. 2 0. 5 76 .8 0. 2 8 40afr d m m m? ? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓弧半徑： 10. 5 0. 2 0. 5 11 2 0. 2 8 57 .6far d m m m? ? ? ? ? ? ? 蝸桿軸向齒距和蝸輪齒距： 8 25 .1 33P m mm??? ? ? ? 3．精度度公差和齒側(cè)間隙； （ 1）蝸桿公差：查 [4]P158 表 828 得 第Ⅱ公差組： 蝸桿軸向齒距極限偏差： PXf? 和蝸桿軸向齒距累積誤差 PXLf ，由 [2]P139 表 1040得，25PXfm?? ?? ， 45PXLfm?? 。 蝸桿齒槽徑向跳動公關(guān)： rf ，查 [2]P140 表 1042 得， 28rfm?? 。 第三公差組： 蝸桿齒型公差： 1ff ，查 [2]P