【導(dǎo)讀】１）鋼繩拉力F=8KN；２）鋼繩速度V=23M/S；３）滾筒直徑D=330MM；５）小批量生產(chǎn)；６）工作壽命10年，按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380v，分別為齒輪傳動(dòng),軸承,齒輪聯(lián)軸器,蝸桿傳動(dòng)。同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速。3相對(duì)比較合適。式中10,ii分別為齒輪和蝸桿的傳動(dòng)比。

　　

【正文】 1選擇齒輪類型，精度等級(jí)，材料，齒數(shù)及螺旋角 （ 1）選用斜圓柱齒輪傳動(dòng) （ 2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)，速度不高，技選用 7級(jí)精度（ GB1009588） (3)材料選擇 由課本表 101 選擇小齒輪選擇材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS,大齒輪材料 為 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS 選小齒輪齒數(shù) z1=24, 大齒輪齒數(shù) z2=i1 z1= 24=, 取 z2=60 選取螺旋角，初選螺旋角為 ? = ?14 2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式按公式（ 1021）進(jìn)行計(jì)算，即 dt1 ? ? ? ????????????HHEuudK tT zz????2312 確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 （ 1）試選 Kt = (2)由圖 1030選取區(qū)域系數(shù) ZH = (3)由圖 1026查得 1???， 2 ???,則 ?? =??1+??2= (4)由表 107選取齒輪系數(shù) d? =1 (5)由表 106查得材料得彈性影響系數(shù) ZE= 21MP (6)由圖 1021 d按齒面硬度查得小齒輪 1得接觸疲勞強(qiáng)度極限 1limH? =600MPa , 齒輪2的接觸疲勞強(qiáng)度極限 1limH? =550MPa (2)計(jì)算 （ 1）小齒輪分度圓直徑 (7)由 1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 1N =60 nIjLn =60*1440*1*（ 3*6*300*15） =*109 2N =*109 /=* 910 (8)由圖 1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK=，2HNK= （ 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式 (1012)得 1][ H? = 1HNK 1limH? /s=510 MPa 2][ H? = 2HNK 2limH? /s=495 MPa ][ H? =( 1][H? + 2][H? )/2=502..5MPa 3231 0 24 3 8 9 ?????? ??????td= （ 2）計(jì)算圓周速度 V= smntd / 11 ?? ???? ?? (3)計(jì)算齒寬 b及模數(shù) ntm 112414c o 111???????????????mmmmhbmmmhmmzdmmmddbnttntt?? (4)、計(jì)算縱向重合度 9 0 a n2413 1 a n3 1 1 ????????? ???? ? Zd (5)、計(jì)算載荷系數(shù) 由表 102 查得使用系數(shù) KA =1 根據(jù) V=,7級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?VK ；由表 104查得 ?HK 的計(jì)算公式： )(322322????????????????? bddKH ??? ）（ 由圖 1013查得 K ??F 由圖 103查得 ?? ?? FH KK 所以載荷系數(shù)： ?????? 、?? HHVA KKKKK (6)、按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑 由式 1010a得： mmKKdd tt 3311 ???? (7)、計(jì)算模數(shù) nm 14c os* os11 ??? ?Zdm n ? 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（ 1017）得 32121][c o s2FsaFan YYdZYKTm ??? ??? ?? 1)、確定計(jì)算參數(shù) (1)、計(jì)算載荷系數(shù) ?????? 、?? FFVA KKKKK (2)、根據(jù)縱向重合度 .??? 從圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ??Y (3)、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： )14( c o s60c o s)14( c o s24c o s33223311??????????ZZZZVV (4)、查取齒形系數(shù) 由表 105查得 ?FaY ?FaY (5)、查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 105查得 ?SaY ?SaY (6)、由圖 1020c 查得齒輪 1 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5001 ?? 齒輪 2 得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 3802 ?? (7)、由圖 10 18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ?FNK (8)、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= 由公式 1012 得 M P aSKM P aSKEFFNFEFFNF][][222111???????????? (9)、計(jì) 算大、小齒輪 ][ FSaFaYY? 并加以比較 0 1 7 0 ][0 1 4 1 ][222111??????FSaFaFSaFaYYYY?? 通過(guò)比較大齒輪的][ FSaFaYY? 數(shù)值大 2)設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2121][c o s2FsaFan YYdZYKTm ??? ??? ?? mmm n )14( c o 3 223???? ??????? 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，由齒面的接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，現(xiàn)取 nm = ,已可滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。 6528214c o o s2112111????????????ZZiZZmdZn取取? (8)由圖 1019查得接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK=，2HNK= （ 9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 10%,取安全系數(shù) s=1,由式 (1012)得 1][ H? = 1HNK 1limH? /s=510 MPa 2][ H? = 2HNK 2limH? /s=495 MPa ][ H? =( 1][H? + 2][H? )/2=502..5MPa 3231 0 24 3 8 9 ?????? ??????td= （ 2）計(jì)算圓周速度 V= smntd / 11 ?? ???? ?? (3)計(jì)算齒寬 b及模數(shù) ntm 112414c o 111???????????????mmmmhbmmmhmmzdmmmddbnttntt?? (4)、計(jì)算縱向重合度 9 0 a n2413 1 a n3 1 1 ????????? ???? ? Zd (5)、計(jì)算載荷系數(shù) 由表 102 查得使用系數(shù) KA =1 根據(jù) V=,7級(jí)精度，由圖 108 查得動(dòng)載荷系數(shù) ?VK ；由表 104查得 ?HK 的計(jì)算公式： )(322322????????????????? bddKH ??? ）（ 由圖 1013查得 K ??F 由圖 103查得 ?? ?? FH KK 所以載荷系數(shù)： ?????? 、?? HHVA KKKKK (6)、按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑 由式 1010a得： mmKKdd tt 3311 ???? (7)、計(jì)算模數(shù) nm 14c os* os11 ??? ?Zdm n ? 幾何尺寸計(jì)算 (1)、計(jì)算中心距 ? ? ? ? mmmZZa n os2 26527c os2 21 ?? ?????? ?? 將中心距圓整為 95mm (2)、按 圓整后的 中心距修正螺旋角 ? ? ???? rc c os 21 a mZZ n? 因 ? 值改變不多，故參數(shù) ?? ， ?K ， HZ 等不必再修正。 (3)、計(jì)算大，小齒輪的分度圓直徑： mmmZdmmmZdnn o s265c o s o s227c o s2211???????????? (3)、計(jì)算齒輪寬度 mmddb ????? ? 圓整后取 mmB 601 ? mmB 552 ? 設(shè)計(jì)結(jié)果 中心距a12 模數(shù) nm 螺旋角 ? 齒輪 1 齒數(shù)1Z 齒輪 2 齒數(shù)2Z 傳動(dòng)比 i 齒輪 1 分度圓直徑 1d 齒輪1 的寬度 1B 齒 輪 1 分度圓直 徑 1d 齒輪 2 的寬度 2B 95mm ? 27 65 60mm 55mm 根據(jù) GB/T 10085—— 1988的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ ZI） 。 根據(jù)庫(kù)存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度是中等，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 45—— 55HRC。蝸桿用鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵 HT100制造。 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式（ 1112），傳動(dòng)中心距 22 )][( HE ZZKTa ? ?? 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 mNT .??? 2）確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù) 1,k?? 由表 11— 5選取使用系數(shù) 1AK? .15，由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù) ,?VK 則： 1. 15 1 1. 05 1. 21AVK K K K?? ? ? ? ? ? ? 3）確定彈影響系數(shù) EZ ，因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故 21160MPaZ E ? 。 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 比值 ,?ad 從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1118 中可得 ??Z 。 5）確定許用接觸應(yīng)力 ][ H? 根據(jù)蝸桿材料為鑄錫磷青銅 ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC,可從表 117中查得蝸輪的基本許 用應(yīng)力 ?][ H? =268MPa。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 726 0 6 0 1 8 .7 6 ( 3 0 0 1 5 3 6 ) 3 .7 8 1 0hN jn L? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 壽命系數(shù) 8 7710 0 .8 4 6 93 .7 8 1 0HNK ??? 所以， ?? HNH K][? ?][ H? 46 9 26 8 22 7MPa MPa? ? ?。 6）計(jì)算中心距 23 1 6 0 3 . 11 . 2 1 6 0 3 3 1 1 0 ( ) 3 2 6 . 6 5227a m m m m?? ? ? ? 取中心距 a=355mm,因 i=31 故從表 112 取模數(shù) m=8 蝸桿分度圓直徑 d1=140mm,這時(shí)d1/a=,因?yàn)?，?? ZZ ?? 因此以上計(jì)算可用。 1）蝸桿 軸向齒距 Pa= mmm 1 3 ????? ,直徑系數(shù) q= 。 齒頂圓直徑 ?1ad 156mm，齒根圓直徑 1 mm? ；分度圓導(dǎo)程角 。??? 蝸桿軸向齒厚 mmsa ? 。 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) Z2=71,變位系數(shù) 2 ?? 。 驗(yàn)算傳動(dòng)比 2171 711Zi Z? ? ? ,是允許的。 蝸輪的分度圓直徑： 22 8 71 586d m z mm? ? ? ? ? 蝸輪喉圓直徑： 2 2 22 5 6 8 2 8 1 .1 2 5 5 8 6aad d h m m? ? ? ? ? ? ? 蝸輪齒根圓直徑： 2 2 22 56 8 1. 07 5 2 8 55 0. 8ffd d h m m? ? ? ? ? ? ? 外圓直徑： 2 586 12 598waD d m mm? ? ? ? ? 蝸輪寬度 B: 117 , 117ad m m B m m? ? ?取 ][ 221 2 FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 當(dāng)量齒數(shù) 22 33 71 7 1 . 7c o s c o s 5 . 0 9v zz ?? ? ?? 根據(jù) x2=+, 2 ? ,從圖 1119中可查得齒形系數(shù) 2 ? 。 螺