【正文】 0FNK ??? （ 410） ? ? 56 0. 67 24 37 .6 54 4F M P a? ? ? ? 1 . 5 3 1 . 2 1 8 1 7 2 0 0 . 8 7 7 2 . 5 5 0 . 9 5 9 2 2 3 . 3 1 4 48 0 2 4 8 8F M P a? ? ? ? ????? 可以得到： F? ? ?F? 因此彎曲強度是滿足的。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 （ 1）蝸桿 軸向尺距 maP ?? = 直徑系數(shù) q= md1 =40 齒頂圓直徑 mmmhdd aa 482 *11 ??? 齒根圓直徑 mmcmhdd af )(2 *11 ???? 分度圓導(dǎo)程角 1a r c ta n 1zq? ??? 蝸桿軸向齒厚 1 1 2 .5 6 6 42as m m m??? 蝸桿的法向齒厚 c os 12 .5 66 4 c os 5. 71 12 .5 04 0nas s m m?? ? ? ? ? （ 2）蝸輪 蝸輪齒數(shù) 702?z , 變位系數(shù) 2 0x? 驗算傳動比 2170 352zi z? ? ? ， 這時傳動比誤差為： 3 1 3 1 .0 8 7 5 0 .2 8 %3 1 .0 8 7 5? ?，在誤差允許值內(nèi)。 ? ? ，由于 39。 0 .8 5 3 3 2 6 8 2 2 8 .6 8 7 5H H N HK M P a M P a??? ? ? ? ? （ 6）計算中心距 : 3 321 6 0 2 . 9 1 . 0 5 1 8 1 7 . 2 1 0 ( ) 1 2 9 . 52 2 8 . 6 8 7 5a m m?? ? ? ? ? （ 48） 取 a=160mm，由 i=35，則從文 獻 [1]P245 表 112 中查取，模數(shù) m=4 蝸桿分度圓西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 直徑 1 80d mm? 。由文獻 [1]P254 式（ 1112）， 傳動中心距 3 2()HZeZa KT ??? （ 46） 由 前面的設(shè)計知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2，按 Z1 =2,估取 ?? ，則： 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 662121216 5 10 10 10 PPTnniNm?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 2）確定載荷系數(shù) K 因工作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù) ??K ；由文獻 [1]P253 表 115 選取使用系數(shù) ? ；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動載系 ?vK ；則 5 1 5 1AvK K K K?? ? ? ? ? （ 47） （ 3）確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的是 45鋼的蝸桿和蝸輪用 ZCuSn10P1匹配的緣故， 有 21160MPaZE ? （ 4）確定接觸系數(shù) Z? 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和中芯距 a 的比值 1 ? ，從文獻 [1]P253 圖1118 中可查到 ?? （ 5）確定許用接觸應(yīng)力 ? ?H? 根據(jù)選用的蝸輪材料為 ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度 ＞45HRC，可從文獻 [1]P254 表 117 中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 ? ?39。蝸輪用 ZCuSn10P1,金屬模制造。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)，此時計算彎曲強度才有實際意義。 將以上數(shù)據(jù)帶入計算得箱體所需有效散熱面積 A為： ? ?? ?? ? ? ?221 11000 mktt nPA ?? ?? （ 45） 這將為箱體設(shè)計和是否考慮采取散熱措施提供依據(jù)。公式為： ? ?1211000 ttkAP ??）（ ? （ 43） 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 式中， P=，在通風(fēng)良好的條件下，取 k=15W/(m2因此，閉式蝸桿傳動必須進行熱平衡計算。在工作中就可能出現(xiàn)齒面磨損加劇，甚至引起齒面膠合的情況。 表 41 蝸桿傳動的主要尺寸 名 稱 符 號 蝸 桿 蝸 輪 模數(shù) m 頭數(shù) z 2 80 分度圓直徑 d 20 中心距 a 74 齒頂圓直徑 da 齒根圓直徑 df 蝸桿 最大外圓直徑 de2 齒頂圓弧半徑 Ra2 齒 根圓弧半徑 Rf2 蝸輪輪緣寬度 b 22 蝸桿分度圓柱上螺旋升角 λ 3839。?Z ?Z ， 因此以上計算結(jié)果可用。 m (2) 確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù) KA= (3) 確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 EZ =147 21MP (4) 確定接觸系數(shù) ?Z 先假設(shè)蝸桿分度圓 d1和傳動中心矩 a 的比值 ?ad ，從圖 1118 可查得?Z = (5) 確定接觸疲勞極限 ][ limH? 根據(jù)蝸輪材料為 ZCuSn10P1，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC，可從表 117中查得無蝸輪的基本許用應(yīng)力 ][ limH? =265MPa (6) 確定接觸疲勞最小安全系數(shù) ][ limHS 根據(jù)推薦值可取 ][ limHS = (7) 確定壽命系數(shù) 7 2 0 0 0103 0 083 ?????hL 00250 00250 00 66 ????hh LZ (8) 計算中心距 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 ? ?23limlim2HHhnE SZZ ZZKTa ??? ? （ 42） ? ? 323 ???????a 取中心矩 a=60mm 這時 ??ad ， 39。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 所以，根據(jù)設(shè)計要求，原材料選擇是合適的。 選擇齒數(shù) 查機械設(shè)計手冊，取 Z1=2， Z2=80 驗算滑動速度 )3839。 基于蝸桿傳動的特點，蝸桿副的材料組合首先要求具有良好的減摩、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。 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)。其缺點是效率低，需用貴重的有色金屬。通常交錯角為?90 ，一般蝸桿為主動力。 m 表 各軸之間的傳動比及效率 參數(shù) 1軸 2軸 傳動比 i 40 35 效率 ? 表 各軸的運動參數(shù)表 軸號 功率 )(kwP 轉(zhuǎn)矩 (N 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 表 傳動裝置的運動參數(shù)和動力參數(shù) 參 數(shù) 電動機軸 1軸 2軸 工作軸 轉(zhuǎn)速/r 工作軸： Tw=9550Pw/nw=( N 2軸： T2=9550P2/n2= 1軸： T1=9550P1/n1= (N 2軸： P2=P1?g= =111（ W） 工作軸： nw=n5=（ r/min） ②個軸輸入功率 1軸（高速級蝸桿軸）： n1=nm/i =1470/(80/2)= (r/min) 初步確定蝸桿頭數(shù) 根據(jù)經(jīng)驗可以初步定出各級蝸輪齒數(shù)和蝸桿頭數(shù)，如表 。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 所以 總i =1i 2i =1400 滿足設(shè)計要求。 1總傳動比 總i =1400。 傳動方案的確定 本方案主要采用兩級蝸桿傳動方式。 （由設(shè)計要求決定） 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，也可用少量非標(biāo)準(zhǔn)件。使各級傳動中大齒輪的浸油深度大致相等。使各級傳動的承載能力接近相等。傳動裝置的布局應(yīng)使結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、勻稱、重量輕、強度和剛度好，成本低，并適合車間布置情況和工人操作，便于拆裝和維修。傳動比 i 在 1200~1424范圍內(nèi)。 焊接線速度： U 線 =400~450mm/min。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 3 總體方案設(shè)計 動力頭的總體設(shè)計要求 動力頭的總體設(shè)計要求如下。堆焊層除了集體金屬的沖淡作用外，組織較為均勻，氣孔和夾渣較少，淬火作用小，而焊層的物理和力學(xué)性能高。焊絲熔融后，堆在工件上 ，焊劑起著保護作用和合金化作用，焊機熔化時，不斷放出氣體和水蒸氣，形成泡沫，在蒸汽的作用下，形成一個由渣殼抱住的密閉孔穴。焊接開始時，焊絲與焊件接觸，并被固體顆粒狀的焊劑覆蓋著。這種結(jié)構(gòu)的CO2 保護自動堆焊可實現(xiàn)環(huán)焊、螺旋焊、直道焊三種焊接形式。 輪芯堆焊一般采用 CO2 保護自動堆焊，這種堆焊方法的優(yōu)點在于保證堆焊金屬必需的質(zhì)量和高生產(chǎn)率的同時，還保證了工藝過程的穩(wěn)定。堆焊方法的發(fā)展也隨生產(chǎn)發(fā)展的需要和科技進步而發(fā)展，當(dāng)今已有很多種對焊方法，現(xiàn)按實現(xiàn)堆焊的條件，將常用的堆焊方 法綜合分類。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 表 11 常用堆焊方法特點比較 堆焊方法 稀釋率 /% 熔敷速度 /（ kg/h） 最小堆焊厚度 /mm 熔敷效率 /% 氧 乙炔焰堆焊 手工送絲 1~10 ~ 100 自動送絲 1~10 ~ 100 手工送絲 1~10 ~ 85~95 焊條電弧焊堆焊 10~20 ~ 65 鎢極氬弧焊堆焊 10~20 ~ 98~100 埋弧堆焊 單絲 30~60 ~ 95 多絲 15~25 ~ 95 串聯(lián)電弧 10~25 ~ 95 單帶極 10~20 12~36 95 多帶 極 8~15 22~68 95 等離子弧堆焊 自動送絲 5~15 ~ 85~95 手工送絲 5~15 ~ 98~100 自動送絲 5~15 ~ 98~100 雙熱絲 5~15 13~27 98~100 注 :表中稀釋率為單層堆焊結(jié)果。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，常規(guī)的焊接方法往往不能滿足堆焊工藝的要求，因此又出現(xiàn)了許多新的堆焊工藝方法。利用這一工藝不僅能保證零件的使用壽命而且還避免了貴金屬的消耗，使設(shè)備的成本降低 。而且用堆焊技術(shù)進行修復(fù)比制造新零件的費用低很多，使用壽命也較長，因此堆焊技術(shù)在零件修復(fù)中得到廣泛。 西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 總之，只有全面考慮上述特點，才能在工程實踐中正確選擇堆焊合金系統(tǒng)與堆焊工藝，獲得符合技術(shù)要求的經(jīng)濟性好的表面堆焊層 堆焊的應(yīng)用 堆焊工藝是焊接領(lǐng)域中的一個重要分支，它在礦山、電站、冶金、車輛、農(nóng)機等 工業(yè)部門的零件修復(fù)和制造中都有廣泛的使用。 由于通常堆焊層與基體的化學(xué)成分差別很大，為防止堆焊層與基體間在堆焊、焊后熱處理及使用過程中產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力與組織應(yīng)力，常要求堆焊層與基體的熱膨脹系數(shù)和相變溫度最好接近，否則容易造成堆焊層開裂及剝離。這樣才能得到符合技術(shù)要求的表面堆焊層。然而，堆焊主要是以獲得特定性能的表層、發(fā)揮表面層金屬性能為目的，所以堆焊工藝應(yīng)該注意以下特點： 被堆焊的金屬種類繁多，所以，堆焊前首先應(yīng)分析零件的工作狀況，確定零件的材質(zhì)。由此可見，堆焊具有一般焊接方法的特點，但又有其特殊性。 它是焊接的一個分支，是金屬晶內(nèi)結(jié)合的一種溶化焊接方法，但它與一般的焊接不同，不是為了連接零件，而是用焊接的方法，在零件的表面堆敷一層或數(shù)層具有一定性能材料的工藝過程。材料表面堆焊作為焊接技術(shù)的一個 分支，是提高產(chǎn)品和設(shè)備性能、延長使用壽命的有效技術(shù)手段。為達到這個目的，可利用加熱、加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料的方法來實現(xiàn)。西安石油大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 2 堆焊簡介