【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 齒輪 傳動(dòng) ,并且蝸桿傳動(dòng)帶有自鎖作用，可以實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)臺(tái)自鎖，采用錐齒輪驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)，結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，工作可靠、壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定； 方案 二 ：采用了與方案一相似的傳動(dòng)系統(tǒng)，唯一不同的是它采用了鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng) 工作臺(tái) 運(yùn)動(dòng)。鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，它的制造與安裝精度要求較低，成本也低，但 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜用在載荷變化較大、高速和急速反向傳動(dòng)中。 方案 三 ： 采用了與方案一相似的傳動(dòng)系統(tǒng)，唯一不同的是它采用了同步帶輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,適用于兩軸中心距較大的傳動(dòng)場(chǎng)合；傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲 ,能緩沖、吸振；過(guò)載時(shí)帶將會(huì)在帶輪上打滑 ,可防止薄弱零部件損壞 ,起到安全保護(hù)作用；不能保證精確的傳動(dòng)比 .帶輪材料一般是鑄鐵等。 綜合上述 三 種方案的優(yōu)缺點(diǎn)以及目前市場(chǎng)上主流 轉(zhuǎn)臺(tái) 形式，最后決定選擇第一種方案為本設(shè)計(jì)所采取的最終方案。 本章小結(jié) 為了達(dá)到 高精 度轉(zhuǎn)臺(tái) 的目的，可以有很多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這次設(shè)計(jì)只考慮了 三4 種方案，仔細(xì)對(duì)比 三 個(gè)方案，最后選定方案一為本次設(shè)計(jì)最終方案。 1 第三章 設(shè)計(jì)中的有關(guān)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的選擇 由設(shè)計(jì)要求及已知條件可知，假設(shè) 轉(zhuǎn)臺(tái) 設(shè)計(jì)速度為 180mm/min， 轉(zhuǎn)臺(tái) 所施加的外力為 100KN。故 331801 0 0 1 0 3 0 01 0 6 0P F V W? ? ? ? ? ?? (31) 式中： F——轉(zhuǎn)臺(tái) 輸出力， N； V——絲杠速度， m/s。 電機(jī)功率在 傳遞過(guò)程中必然有一定的損失。參閱 查文獻(xiàn) [3]可知， 錐齒 輪之間傳動(dòng)效率為 ，渦輪蝸桿間傳動(dòng)效率為 ，其他聯(lián)結(jié)件傳動(dòng)效率為 。故 0 . 9 0 . 9 7 0 . 7 0 . 9 1 0 . 5 5 6總 錐 蝸 其h h h h== 創(chuàng) ? 所以 3 0 0 0 . 5 5 6 5 3 9P P w?? ? ?總電 機(jī) (32) 上式中 P ——轉(zhuǎn)臺(tái) 有效功率； ?總 ——轉(zhuǎn)臺(tái) 總效率。 查閱 文獻(xiàn) [1]結(jié)合實(shí)際情況選擇合適型號(hào)為 Y8014，它的額定功率為 、 滿載轉(zhuǎn)速為 1390r/min。如圖 31 所示。 圖 31 電機(jī) 三維 示意圖 2 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及其分配 已知 轉(zhuǎn)臺(tái) 速度以此求得 主軸 轉(zhuǎn)速 wn 180 m i n8w Vnrp? ? ? (33) 式中： V——速度， m/s； 。 電動(dòng)機(jī)選定后，按照電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 mn 及 轉(zhuǎn)臺(tái) 工作部分轉(zhuǎn)速 wn ，可計(jì)算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。 1390 6 1 .7 82 2 .5mwni n? ? ? (34) i i i? 蝸 錐 再按照常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)性能及適用范圍，初步選擇各個(gè)出動(dòng)部分傳動(dòng)比如下：31 2ii??蝸 錐， 。 蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校核 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù) GB/T100851988 的推薦，采用漸開(kāi)線式蝸桿（ ZI） 。 選擇材料 考慮到傳動(dòng)效率不大，速度中等， 則 鍋桿用 45 鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，幫鍋桿螺旋齒面淬火，硬度為 45～ 55HRC； 蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造 ； 為節(jié)約成本 ,僅齒圈用青銅制造 ,而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 查文獻(xiàn) [2]，先按齒機(jī)接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，由式（ 35）傳動(dòng)中心距 3 ? ?23 2 EHZZa KT ????? ???? （ 35） （ 1） 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 2T 按 1Z =1，估取效率 ? =； 9 .5 5 3 .7 7 9mPT N mn?? ? ?電電 2 1 3 9 0 / 3 1 4 4 . 8 4mnn i? ? ?蝸r/min 2 29 . 5 5 7 7 . 9 6 3PT N mn ???? ? ?電 （ 2）確定載荷系數(shù)Ｋ 因工作載荷較穩(wěn)定，幫取載荷系數(shù) K? =1，由 查文獻(xiàn) [2]選取使用系數(shù)AK =； 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷 vK =； 則 K K K???。 （ 3）確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用青銅蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)，所以 12160EZ MP? 。 （ 4）確定接觸系數(shù) Z? 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動(dòng)中心距 a 的比值 1da =,從 查文獻(xiàn) [2]中可查得 Z? =。 （ 5） 確定施用接觸應(yīng)力 ? ?H? 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC，可以從 查文獻(xiàn) [2]中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 ? ?39。 268H MPa? ? 。 可以令蝸桿傳動(dòng)的壽命為 5 年（ 43800H） ； 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 826 0 1 . 0 4 1 0hN jn L? ? ? ； 78810 0 .7 4 61 .0 4 1 0HNK ??? ； 4 則 ? ? ? ? 39。 2 6 8 0 . 7 4 6 2 0 0H H N HK M P a??? ? ? ?。 （ 6）計(jì)算中心距 a 23 1 6 0 2 .91 .2 1 7 7 9 6 3 7 9 .7 7 8200a m m???? ? ? ????? 取中心距 a =100mm，因 31i? ,故從 查文獻(xiàn) [2]中取模數(shù) m=5,蝸桿分度圓直徑1d =80mm。這時(shí) 1da =，從圖 1118 中可查得接觸系數(shù) 39。 ? ? ，因 為 39。ZZ??? ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （ 1）蝸桿 軸向齒距 ap =； 直徑系數(shù) 1dq m? =10；齒頂圓直徑 1ad =60mm；齒根圓直徑 1fd =48mm； 分度圓導(dǎo)程角 ? = 39。54238 ；蝸桿軸向齒厚 12asm??=。 蝸桿的三維示意圖如圖 32 所示。 圖 32 蝸桿三維示意圖 （ 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) 2Z =31；變位系數(shù) 2X =； 驗(yàn)算傳動(dòng)比 i =31,這時(shí)的傳動(dòng)比誤差為 0，所以成立。蝸輪分度圓直徑 2d =155mm； 蝸輪喉圓直徑 2ad = 2d + 22ah =160mm；蝸輪齒根直徑 2fd = 2d 22fh =138mm； 蝸輪咽喉母圓半 徑2212gar a d??=20mm。 蝸5 輪三維 意圖如圖 33 所示。 圖 33 蝸輪三維示意圖 校核齒根 彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?2 2121 .5 3 tF F a FKF YYd d m????? （ 36） 當(dāng)量齒數(shù) ? ? ? ?22 33 39。 31 3 1 . 0 5 1c o s 5 . 7 1 0 5 6c o s 5 4 2 3 8v ZZ ? ? ? 根據(jù) 2X =， 2vZ =,從 查文獻(xiàn) [2]中可查得齒形系數(shù) 2FaY =。 螺旋角系數(shù) Y? =1 140? = 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? =? ?39。F FNK? 從 查文獻(xiàn) [2]中查得由 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力? ?39。F? =56Mpa,壽命系數(shù) 6699 81 0 1 0 0 . 5 9 71 . 0 4 1 0FNK N? ? ??， 6 ? ?F? =? ?39。F FNK? = ? ?2 2121 . 5 3 1 . 5 3 1 . 2 1 7 7 9 6 3 0 . 9 5 9 2 3 . 3 4 1 1 . 9 3 35 0 1 5 5 5tF F a FKF Y Y M P ad d m?????? ? ? ? ? ??? 彎曲強(qiáng)度滿足要求。 驗(yàn)算效率 ? ta n ( )( 0 .9 5 ~ 0 .9 6 )ta n ( )v?? ??? ? （ 37） 已知分度圓導(dǎo)程角 ? = 39。54238 ； arctanvvf? ? ； vf 與 相對(duì)滑動(dòng)速度 sv 有關(guān)。 11 50 13 90 55 /60 10 00 c os 60 10 00 c os 10 56s dnv m s? ???? ??? ? ??? 查文獻(xiàn) [2]用插值法查得 vf