【正文】 第 30 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 30 頁(yè) 共 60 頁(yè) 7：仰合系統(tǒng)中齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料、及齒數(shù) 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2）選擇材料，由表 10—— 1 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS， 3）大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS,二者材料硬度差為 40HBS. 4）選小齒輪齒數(shù)為 Z1=23，大齒輪齒數(shù) Z2=*23=，取 Z2 為 72。 驗(yàn)算效率 ? vta n( 0 .9 5 ~ 0 .9 6 ) ta n ?? ??? （ + ） () 已知 11r 3 1 3 39。F F FVK????由 ZcuSn1 應(yīng)力 0P1 制 造的蝸桿的基本許用彎曲應(yīng)力 [ ]39。31328? 變位系數(shù) x2 + 傳動(dòng)比 i 20 蝸桿分度圓直徑 d1 62 蝸桿齒頂圓直徑 da1 蝸桿齒根圓直徑 df1 蝸桿齒頂高 ha1 2 蝸桿齒根高 hf1 渦輪齒高 h1 蝸輪分度圓直徑 d2 124 第 28 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 28 頁(yè) 共 60 頁(yè) 蝸輪喉圓直徑 da2 蝸輪齒根圓直徑 df2 蝸輪齒頂高 ha2 蝸輪齒根高 hf2 蝸輪喉母圓半徑 rg2 校核齒根疲勞強(qiáng)度 2 2121 .5 3 []F F a FkT YYd d m ????? () 當(dāng)量齒數(shù) 2v2 33z 62z 6 0 .3 0c o s ( c o s 3 .2 2 4 )?? ? ? () 根據(jù) X2=+， 2vz =，從圖 11—— 19中可查齒形系數(shù) 2FaY = 螺旋角系數(shù) 1 0 .9 7 7 0140rr? ? ? ? () 許用彎曲應(yīng)力 [ ] [ ] 39。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄造 HT100 制造。 材料的選擇 考慮到蝸桿的傳動(dòng)效 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 45~55HRC。 （ 3）各軸的轉(zhuǎn)矩 004, 0 0 ,4 2 4, 0 0 , ,66 0 1 1 66 066 0 62 0. 99 0. 70 2. 84 102. 84 10 3. 1 0. 98 8. 44 10I d II I I I I I I d I I I II I I I I I I I I I I I d I I I I I I I I IT T i N mT T i T i N m mT T i T i N m m?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? () 式中： dT 為電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 N*m I II IIITTT 為 I、 II、 III 軸的輸入轉(zhuǎn)矩。 I 軸為高速軸， III 為低速軸，\0IIIiii依次為電動(dòng)機(jī)軸至高速軸 I 軸 I、 II 軸 II、 III 軸間的傳動(dòng)比。 傳遞裝置的總效率應(yīng)為組成傳動(dòng)裝置的各個(gè)運(yùn)動(dòng)副效率的乘積即： 1 2 3 n 1 0. 9 9 0. 9 9 0. 9 9 0. 9 9 0. 97 0. 97 0. 7 0. 6 33? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 故工作及所需要的輸入 Pw2 T n wPw 3 3 5 . 2 3 0 0 9 5 0 0 0 . 6 3 3 1 6 . 7 w9550 ??? ? ? ? ? ?? 查表 sz 系列直流伺服電動(dòng)機(jī)如下： 電機(jī)的型號(hào)： 45sz21 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 *m 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1500r/min 電機(jī)的功率 20w 電機(jī)的電壓 24v 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比要求應(yīng)為： mwni n? () 式中： mn —— 電動(dòng)機(jī)滿載時(shí)轉(zhuǎn)速 ， r/min kw9550TnwPw ?第 26 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 26 頁(yè) 共 60 頁(yè) 9500 dd dpT n?? wn —— 執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速， r/min 已知電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 mn =1500r/min, 靠背要求可傾斜度為 170110=60，全程所需時(shí)間為 10s，則工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 60n 0 . 1 3 / 7 . 8 / m in1 8 0 8w r a d s r? ??? ? ?? () 1500 ?? 選蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 62，則齒輪的傳動(dòng)比為 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （ 1）各軸的轉(zhuǎn)速 0115001 5 0 0 / m i n115002 4 .2 / m i n622 4 .27 .8 / m i n3 .1mIIIIIIIIIIInnrinnrinnri? ? ?? ? ?? ? ? () 式中： mn 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， r/min。 蝸輪蝸桿選 1 頭蝸桿，其傳動(dòng)效率為 ~，取 。 m 球軸承的效率為 。功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載發(fā)熱大而過(guò)早損壞；功率過(guò)大，則增加成本，并且由于功率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。 選擇電動(dòng)機(jī)的功率 標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率由額定功率表示。 仰合電動(dòng)機(jī)的選擇 選 則電 動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 由于轎車(chē)內(nèi)可提供的電壓為 12V、 24V、 48V，且要求拷貝的角度可靈活調(diào)節(jié)， 電機(jī)需正反轉(zhuǎn)。 所以在座椅的仰合傳動(dòng)系統(tǒng)中可以很好的實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠的要求。 但是， 由于連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)需經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因而傳動(dòng)路線長(zhǎng)， 易產(chǎn)生較大的誤差積累，同時(shí)，也使機(jī)械效率降低，并且多出的連桿不符合座椅設(shè)計(jì)要求。故方案一不可取。 靠背負(fù)荷能力（質(zhì)心）： 100kg 全程所需時(shí)間： 8~10s 靜止時(shí)，靠背與椅面水平方向的夾角為 110? ? ，運(yùn)動(dòng)極限角度為 162? 。 pd2 p?? 【 】 （ ） 式中 p—— 絲桿的軸向載荷 p=40n ? —— 螺母長(zhǎng)度與螺紋中徑之比 對(duì)于整體式螺母 ? =~ 取 ? =2 【 p】 — — 螺紋表面的許用應(yīng)力 ta n 1 . 1 2 6 54%ta n 1 3 . 0 2 6? ??第 20 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 20 頁(yè) 共 60 頁(yè) 絲桿 螺母材料為鋼（不淬硬） 鑄鐵 絲桿螺母精度等級(jí)為 57級(jí) ， 選單位壓力【 p】 =200N/cm*cm 將以上數(shù)據(jù)的帶入公式得： 取 d2=18mm，材料選用為鋼（不 硬） 鑄鐵 （ 1）螺母高度： 2H 2 18 36d mm mm?? ? ? ? () （ 2） 旋合圈數(shù)： Hnp? （ ） 式中 p—— 螺距，選 4mm n=36/4=9? 10~12mm，取 n=9 （ 3）螺紋的工作高度： 對(duì)于 梯形螺紋， h=? p=2mm （ ） （ 4）螺紋升角：通常 r? 430? ` (5)螺牙根部的寬度： b==? 4= () (6)螺母外徑 ： D ? ? d???? （ ） ??? —— 螺母材料的許用拉應(yīng)力 ??? =25Mpa d—— 螺桿的大直徑，查表 38。54? 2stan d? ??第 19 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 19 頁(yè) 共 60 頁(yè) 所以 驅(qū)動(dòng)扭矩 m 設(shè)所驅(qū)動(dòng)的軸向力為 p，則螺紋中徑 d2處的圓周力為 Q, ta n e .7QP ??? （ + ） =7 95 （ ） 驅(qū)動(dòng)扭矩 dm ta n eP ??? 2（ + ）2 （ ） 而 34 0 3 1 0 0 . 0 4 4 42 2 3 . 1 4 0 . 4 0psm n mn? ???? ? ??? （ ） 所以 2 2 tansd ??? （ ） 所需功率 0 . 0 4 4 4 3 0 0 0 . 1 3 76 1 2 0 9 7 4 0 0 9 7 4 0 0p v m nw ? ?? ? ? ? （ ） 滑動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于滑動(dòng)絲杠 螺母的主要失效形式是磨損，因此應(yīng)該以耐磨性的計(jì)算決定絲桿的中徑；或其結(jié)構(gòu)決定中徑后，進(jìn)行耐磨性的核算，對(duì)于細(xì)長(zhǎng)且受壓的絲桿，還應(yīng)計(jì)算出其壓桿的穩(wěn)定性，一般不需要進(jìn)行強(qiáng)度的核算，由于絲桿是在低速回轉(zhuǎn)工作，所以根據(jù)不出現(xiàn)爬行的條件決定絲桿的直徑。 絲桿螺紋傳動(dòng)導(dǎo)程、效率、和驅(qū)動(dòng)扭矩的計(jì)算 導(dǎo)程 s 的計(jì)算 絲桿螺母?jìng)鲃?dòng)時(shí)，當(dāng)回轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)速為 n r/min，移動(dòng)件的線速度為 v m/min,時(shí)，絲桿的導(dǎo)程為 s=1000v/n mm 根據(jù)以前的計(jì)算可有： n=300 r/min， v=1 m/min= m/s， 則 s=1000*取螺紋頭數(shù) k=1，則螺距 t=s=3mm （ 1） 效率 ? 的計(jì)算 工作傳動(dòng)效率，即由回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的效率。 由于梯形螺紋的傳動(dòng)效率高、精度好、方便加工，因此普遍滑動(dòng)絲桿廣泛采用這種牙型。 滑動(dòng)絲桿傳動(dòng)副設(shè)計(jì)的內(nèi)容，主要是確定絲桿和螺母的結(jié)構(gòu)尺寸、螺紋的牙型齒腳、螺距、螺紋公差。 由于座椅不需要太精確的位置，以?xún)r(jià)格 方面來(lái)考慮，選用滑動(dòng)絲桿螺母中的全螺母，其優(yōu)點(diǎn)是：接觸剛性較好，可以達(dá)到較高的傳動(dòng)精度，異于自鎖，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。14? 變位系數(shù) 第 17 頁(yè) 共 60 頁(yè) 第 17 頁(yè) 共 60 頁(yè) 傳動(dòng)比 10 蝸桿軸向齒距 蝸桿導(dǎo)程 蝸桿分度圓直徑 蝸桿齒頂圓直徑 蝸桿齒根圓直徑 頂隙 蝸桿齒頂高