【正文】 2 蝸桿齒根高 蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪分度圓直徑 78 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪齒頂高 蝸輪齒根高 蝸輪喉母圓半徑 第 18 頁 共 60 頁 第 18 頁 共 60 頁 4：水平移動系統(tǒng)中絲桿螺母傳動副的設(shè)計(jì) 絲桿螺母傳動副是一種利用螺旋斜面原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，絲桿傳動一般是用絲桿螺母將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動（也有將直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動 ） 。 蝸輪蝸桿傳動 的基本幾何尺寸 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 113，算出普通圓柱蝸桿傳動基本幾何尺寸。 精度等級公差 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動是動力傳動，是屬于通用機(jī)械減速器，從 GB/T10089——1988 圓柱蝸桿、渦輪精度中選擇 8級精度，側(cè)隙種類種類為 f，標(biāo)注為 8f， GB/T10089—— 1988。F? =56Mpa 122 5 0 2 2 . 4 7 8 0 . 12 2 2 2ddamm ? ?? ? ? ? ? ? ??第 16 頁 共 60 頁 第 16 頁 共 60 頁 壽命系數(shù) 69810 0 .5 52 .1 6 1 0FNk ??? []F? =56*= （ ） 1 . 5 3 1 2 5 4 . 6 7 2 . 3 5 0 . 5 5 0 . 1 4 42 2 . 4 7 8 2F M p a? ??? ? ? ??? 驗(yàn)算效率 ? vta n( 0 .9 5 ~ 0 .9 6 ) ta n ?? ??? （ + ） （ ） 已知11r 1 9 3 9 39。F F FVK???? （ ） 從表中 11—— 8中查的 [ ] [ ] 39。1 4 m z zrdqr ?? ? ?? ，（ ） 蝸桿軸向齒厚 ： 0 .5 0 .5 2 3 .1 4asm??? ? ? ? ? （ ） 蝸 輪 蝸 輪齒數(shù) Z2=39，變位 系數(shù) 驗(yàn)算傳動比 2 39 14zi z? ? ?， 這時傳動比誤差 10 %10? ? ， 是允許的。pZ 小于 Zp，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 826 0 6 0 1 3 0 0 1 2 0 0 2 .1 6 1 0hN jn L? ? ? ? ? ? ? （ ） 壽命系數(shù) 78810 0 .6 8 1 12 .1 6 1 0HNK ???（ ） 則 ,[ ] [ ] 0 .6 8 1 1 2 6 8 1 8 2 .5H H N HK M p a M p a??? ? ? ? ?（ ） 中心距的計(jì)算 23 1 6 0 2 . 91 2 5 4 . 6 7 ( ) 1 1 . 81 8 2 . 5a m m m m?? ? ? ?（ ） 取中心距 a=50mm，因 i=10.，故 從表 11—— 2中 取 模數(shù) m=2， 蝸桿分度圓直徑 d1=，這時 d1/a=，從 11—— 18 中可直接插的系數(shù) 39。傳動中心距 （ ） 確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 2T 取 Z1=4； 故取效率為 ? =； 6 6 612P 2 p 0 . 0 1 0 . 8T2 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 5 4 . 6 7 N m mn 2 n 1 i 3 0 0 0 1 0? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 載荷系數(shù)的確定 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù) k? =1，由表 115，選區(qū)使用系數(shù) Ak =1, 由于轉(zhuǎn)數(shù)不高，沖擊不大，可取動態(tài)系數(shù) Vk =,則 1111kkkk VA ??????? ? （ ） 確定彈性影響系數(shù) EZ Ep 23 2HZZa K T ( )??第 14 頁 共 60 頁 第 14 頁 共 60 頁 因選用的是鑄錫磷青銅渦輪和鋼蝸桿 ，故 EZ =160 12paM 確定接觸系數(shù)pZ 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和傳動中心距 a 的比值 1d a ?，從圖 1118中可查的pz ? 。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。 選擇材料 考慮到蝸桿傳動的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用 45 鋼，故希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45~55HRC。 對于在和比較穩(wěn)定，長期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，通常按照電機(jī)的額動工率進(jìn)行選擇，而不必校核電動機(jī)的發(fā)熱和啟動轉(zhuǎn)矩，選擇電動機(jī)容量時應(yīng)保證電動機(jī)的額定功率 Ped 等于或稍大于工作機(jī)所需的電動機(jī)功率 Pd，即： Ped? Pd 工作及所需電動機(jī)的功率為 PwPd kw?? () 式中： Pw—— 工作及所需功率，指輸入工作機(jī)軸的功率 kw ?—— 由電動機(jī)至工作機(jī)的總效率 工作機(jī)所需功率 Pw，應(yīng)有工作機(jī)的工作阻力和運(yùn)動參數(shù)（線速度或轉(zhuǎn)速）計(jì)算求得： FVPw kw1000? () 或 式中： F—— 工作及的阻力 N V—— 工作機(jī)的線速度，如運(yùn)輸機(jī)輸送帶的線速度 m/s T—— 工作機(jī)的阻力矩 N*m nw—— 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 r/min 根據(jù)本次設(shè)計(jì)要求：渦輪蝸桿的傳動比大而且反行程具有自鎖功能 ，常取 Z=4，即四頭蝸桿，其傳遞效率為 ~ 球軸承的效率為 聯(lián)軸器的效率為 絲桿的效率為 功率傳遞流向：電機(jī) 渦輪蝸桿 絲桿螺母 傳遞裝置的總效率應(yīng)為組成傳動裝置的各個運(yùn)動副效率的乘積即： 1 2 3 n 1 9 9 0 0 9 9 46? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 nw=n 絲 =300r/min 根據(jù)以上特性初選電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為 3000r/min，功率 10w，電壓 24v 工作機(jī)的阻力力矩就是渦輪上的轉(zhuǎn)矩 T. T=*1000**10/（ 3000/10） = N/mm （ ） kw9550TnwPw ?第 12 頁 共 60 頁 第 12 頁 共 60 頁 故工作及所需要的輸入 Pw2 Tn wP w 2 8 3 . 7 5 3 0 0 9 5 0 0 0 . 7 5 1 0 w9550 ??? ? ? ? ? ?? () 在絲桿上消耗的功率如圖所示： 座椅的平行負(fù)荷能力 110kg，則分擔(dān)在絲桿上的為 55kg，從圖可計(jì)算出： GN c o s 5 5 9 . 8 c o s2 ??? ? ? ? ? () ?是人與絲桿的夾角，而且很小，取 ? =6 則 N=536N，摩擦力 0Gf s in 9 . 8 5 5 s in 6 5 6 . 3 4 N2 ?? ? ? ? () 在絲桿上消耗的功率 Pw絲 =f*v絲 =*= () 又 Pw=Pw 絲 在工作機(jī)實(shí)際需要的電動機(jī)輸出功率 Pd Pw 0 .8 4 5Pd 3 .4 3 w0 .2 4 6?? ? ? () 由于 sz 系列是雙軸輸出式直流電機(jī)所以總功率為 Pw 總 =2Pd=， 根據(jù)所計(jì)算出的功率和轉(zhuǎn)速，所選電機(jī)如下： 電機(jī)的型號為： 45sz01 電機(jī)的轉(zhuǎn)速為： 3000r/min 電機(jī)的功率為： 10w 電機(jī)的電壓為： 24v 電機(jī)的電樞 /勵磁為： 111/ 電機(jī)的允許正反轉(zhuǎn)速差為： 200r/min 校核所選電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 根據(jù)公式： 0 011 Td iT ?? ? ? （ ） 式中： Td—— 電動軸的輸出轉(zhuǎn)矩 Nm? T1—— 工作軸的輸入轉(zhuǎn)矩，即等于渦輪上的轉(zhuǎn)矩 T 將公式變形后如下： 0 0 1 2 3 8 . 7 5T1T d 0 . 0 2 9 8 N mi 1 0 0 . 8?? ? ? ??? () 通過以上的計(jì)算，說明所選電動機(jī)是 滿足 要求的，所以水平移動部分的電機(jī)選用45sz01 型號的永磁式雙軸輸出直流電機(jī)。 2． 3 選擇電動機(jī)的容量 電動機(jī)的容量（功率）選擇是否適合，對電動 機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。缺點(diǎn)是電機(jī)本身比交流電機(jī)復(fù)雜，控制器比有刷直流電機(jī)復(fù)雜。 ⑦ 電機(jī)無機(jī)械換向器，采用全封閉式結(jié)構(gòu)，防止塵土進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，可靠性高。 ⑤ 再生制動效果好，因電機(jī)轉(zhuǎn)子具有很高的永久磁場，在汽車下坡或制動時電機(jī)可完全進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，給電池充電，同時起到電制動作用，減輕機(jī)械剎車負(fù)擔(dān)。 ③ 電機(jī)效率高，尤其是在輕載車況下，電機(jī)仍能保持較高的效率，這對珍貴的電池能量是很重要的。 無刷直流電機(jī)的 優(yōu)點(diǎn)是： ① 電機(jī)外特性好，非常符合電動車輛的負(fù)載特性，尤其是電機(jī)具有可貴的低速大轉(zhuǎn)矩特性，能夠提供大的起動轉(zhuǎn)矩，滿足車輛的加速要求。 電動座椅上的電動機(jī)作用是為了電動座椅的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)提供動力，此類電動機(jī)多采用雙向電動機(jī)，即電樞的旋轉(zhuǎn)方向隨電流的方向的改變而改變，使電動機(jī)按不同的電流方向進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以達(dá)到座椅調(diào)節(jié)的目的。 n （ ） 初選絲桿的半徑為 ，螺距為 3mm，代入公式得： 第 10 頁 共 60 頁 第 10 頁 共 60 頁 n 絲 =v/l=v/p=15*100/3=300r/min 根據(jù)絲桿 的轉(zhuǎn)速初選電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 300r/min。最大的優(yōu)點(diǎn) 就是造價便宜，且傳動平穩(wěn)、噪聲小并且有向自鎖的優(yōu)點(diǎn)是本次設(shè)計(jì)較理想的選擇。 第二種方案如下圖所示： 圖 絲杠傳動機(jī)構(gòu) 第 9 頁 共 60 頁 第 9 頁 共 60 頁 在這種方案中，減速器選用錐齒輪，錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造、安裝 較為方便，但是考慮到座椅的尺寸情況采用蝸輪蝸桿減速器更為適合，蝸 輪蝸桿具有大的傳動比和自鎖功能，而且也可傳遞空間交錯的兩軸運(yùn)動 ，給制造帶來了方便，并且體積小便于安裝、傳動平穩(wěn)等特點(diǎn)，正好適用于系統(tǒng)的減速。 傳動方案的確定 第一種方 案如下圖所示： 圖 齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu) 此種方案看似結(jié)構(gòu)簡單，但實(shí)際有以下缺點(diǎn)： 在執(zhí)行機(jī)構(gòu)方面采用齒輪和齒條相嚙合，傳動時的載荷不能太大，而要傳遞 80kg重量的載荷所需要的轉(zhuǎn)矩較大，則需要增加齒輪的尺寸。 傳動軸的選擇根據(jù)電動機(jī)的安裝位置的不同有以下幾種： 當(dāng)采用單相電動機(jī)時，傳動軸選用錐齒輪與軸相連。 前后移動方案的選定 傳動調(diào)節(jié)裝置的確定 傳動裝置的作用 是將電動機(jī)的動力傳給座椅調(diào)節(jié)位置，使其完成座椅的調(diào)整，主要有聯(lián)軸器軟軸、減速器與螺紋千 斤頂或蝸 輪 蝸桿傳動機(jī)構(gòu)組成。 根據(jù)以上參數(shù)，繪制轎車座椅外觀尺寸圖。轎車 夾角，為滿足駕駛舒適 安全性以及休息時的便利性、靠背傾角調(diào)節(jié)范圍的椅面傾角應(yīng)兼顧安全性和舒適 、性，一般為???102 。 （ 6）靠背傾角：靠背傾角是指靠背與椅面水平方向的 夾角，為滿足駕駛舒適、安全性以及休息時的便利性、靠背傾角調(diào)節(jié)范圍為 ?? ?17080 。 （ 5）靠背寬度：靠背兩側(cè)最寬的距離。 （ 4）靠背高度：靠背最下端 到最頂端的距離。深度過大時