【正文】 包括了蝸桿軸上一對軸承的效 率，因此在總效率的計(jì)算中蝸桿軸上軸承效率不再計(jì)入。 mm 2T 22P 0 . 9 79 5 5 0 9 5 5 0 4 9 2 . 7 4n 1 8 . 8? ? ? ? ?Nmm 1T = 1 蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 一 選擇蝸桿、蝸輪材料 采用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動 . 17 、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力 考慮蝸桿傳動中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù) 《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 2，蝸桿選用 40Cr，因希 望效率 高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì) HB265 選用鑄錫磷青銅 ZQSn101，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金 屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100制造 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 3查得蝸輪材料的許用接 觸應(yīng)力 [ H? ] =190 2/N mm [ H? ] =190 2/N mm 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 5查得蝸輪材料的許用彎 曲應(yīng)力 [ F? ]=44 2/N mm [ F? ] =44 2/N mm 二 確定蝸桿頭數(shù) Z1 及蝸輪齒數(shù) Z2 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 6， 選取 Z1 ＝ 1 Z1 ＝ 1 則 Z2 ＝ Z1 代入數(shù)據(jù)得 1AC1 PKP K? F MP（ K）＝ 1. 47 0. 70 . 90 0. 85? ?? KW C1P = KW 以等于或略大于蝸桿計(jì)算功率 1CP 所對應(yīng)的中心距作為 19 合 理的選取值根據(jù)《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版） 表 2 五 蝸桿傳動幾何參數(shù)設(shè)計(jì) 準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿的幾何參數(shù)和尺寸計(jì)算表 ：由《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版） 標(biāo)準(zhǔn)選取 a=100mm ： u＝ 21zz ＝ 50 ：由《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版） 選取 2 50z ? ：由《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版） 選取 1 1z? ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 1ad =45mm ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 b2 =28mm ： ? ＝2360 ? ? ： K＝ 210z =5 20 ： w? ＝ ? （ K－ ） =? ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 1b =53mm ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 L =59mm ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 R1a =82mm ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16 選取 bd =65mm ：《機(jī)械工程手冊 /傳動設(shè)計(jì)卷》（第二版）表 － 16，選取 1ed = 端面模數(shù)： mt ＝*2 122 aahz da??= 155 ? mm ： tCm? = ： ha = mt = ： hf = ha + C= ： h= ha + hf = ： 1d ＝（ ＋ ） a ＝ ： 2d ＝ 2a－ 1d ＝ 徑： d 2f ＝ 2d － 2 hf = ： d1f ＝ 1d － 2 hf =， 21 判斷：因?yàn)?1 2f ad ?=,滿足要求 ： d2a ＝ 2d ＋ 2 ha = ：11 a d??= ：10 .5a rc ta n 0 .5eLad?? ??? ????? = = ： 2g? =??? ?c os c 2ada ? =1 0 0 0 5 1 6 3 9 3 0 .9 2 7 30 .9 2 7 3? ? ?.. = ：由作圖可得 2ed = ： m? ＝ 21arctan( )dud = 21arctan( ) dud ?? ： w? ＝ 21a rc ta n ( ) 4 .0 9dK ud? ?? ：2sin( )bdarc d? ? =24 ： ?? ? 取 3mm ： 11fDT D? =35mm 22 ： 2 ?? 223 . 1 4 1 5 9 . 4 6 5 1 0 . 0 1 450dP z? ?? ? ? 數(shù)據(jù)帶入公式得 2S? ：查表 426得 ? ： 1 2 2S P S j???= ： 11cosnmS S r? = ： 22cosnmS S r? = ： 2 ? = ： 112 20 . 5 1 c o s a r c sinaa Sh h d d??? ? ????? = ： 222 20 . 5 1 c o s a r c s inaa Sh h d d??? ? ????? =2。 2 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算 環(huán)面蝸桿傳動承載能力主要受蝸桿齒面膠合和蝸輪齒根剪 切強(qiáng)度的限制。 由于軸承變形增加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集 中在 2－ 3個齒上。 因而，蝸輪斷齒主要由于齒根剪切強(qiáng)度不足造成的 校核： ? ?39。 39。 pk —— 蝸輪齒根受剪面積 。)mF F r ??? 2F —— 作用在蝸輪輪齒上的圓周力， 222Td mr —— 蝸桿喉部螺旋升角 ， 39。 25839。z = 5 22 cosff mbAS r? 2fS —— 蝸輪 齒根圓齒厚； 2 2 0 2c o s 2 ta n ( )2xf m fPS r h a ?? ? ? 由上可知 xP —— 蝸輪端面周節(jié)； ? 0a —— 蝸輪理論半包角； 24 2? —— 蝸輪分度圓齒厚所對中心角。 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 6－ 1選用 45號鋼，調(diào)質(zhì)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)距 1ca AT K T? ，查表 15— 3，考慮到轉(zhuǎn)距 變化很小，故取 Ka=，則 1. 3 14 .9 3 19 .4 09caT N m? ? ? 按照計(jì)算轉(zhuǎn)距 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)手 冊（ GB584386）選用 YL4型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑 1d =22mm，故取 12d? =22mm，半聯(lián)軸器的長度 L=52mm。 1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12軸段右端制 出一軸肩，故取 23d? =28mm，左端用軸端擋定位，按軸端直徑 23d? =28mm 取擋圈直徑 D=30mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 1L =52mm, 27 保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故 12段的長度應(yīng)比略短一些，故取 12l? =50mm. 12l? =50mm 2) 初步選擇滾動軸承，因軸承同時(shí)受有徑向 力和軸向力 的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) 23d? =28mm 23d? =28mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列 圓錐滾子軸承 30207，其尺寸為 d D T=35 72 ， 故 34d? = 78d? =35mm。d? =45mm， 45d? =42mm。d? =45mm 45d? =42mm 4) 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)而定 )。 6）在 34和 78軸段應(yīng)各裝一個濺油輪，形狀如圖所示， 取其長度 L=。 4 軸上零件的周向定位 ； 半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平健聯(lián)接。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡 配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 聯(lián)軸 器計(jì)算轉(zhuǎn)距 2ca AT K T? ，查表 15— 3，考慮到轉(zhuǎn)距 變化很小，故取 Ka=，則 1. 3 49 2. 74 64 0. 56caT N m? ? ? 按照計(jì)算轉(zhuǎn)距 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn) 手冊（ GB584386）選用 YL11 型凸緣聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑 31 1d =50mm，故取 12d? =50mm，半聯(lián)軸器的長度 L=112mm。 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12軸段右端須 12d? =50mm 制出一軸肩，故取 23d? =55mm，左端用軸端擋圈定位，按軸端 23d? =55mm 直徑取擋圈直徑 D=60mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L=62mm，保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面 上，故 12段的長度應(yīng)比 L略短一些，故取 12l? =110mm。 34d? =60mm 67d? =60mm 3) 取安裝蝸輪處的軸段直徑 45d? =65mm，蝸輪左端與左 45d? =65mm 軸承用套筒定位，已知蝸輪輪緣寬度為 28mm，所以可取蝸輪 輪轂寬度為 52mm，為了使套筒端面可靠地壓緊蝸輪， 45段應(yīng) 略短于輪轂寬度，故取 45l? =50mm。 56l? =12mm 67l? =12mm 5) 軸承端蓋的總寬度為 28mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié) 67d? =68mm 構(gòu)設(shè)計(jì)而定 )。 23l? =50mm 6)取蝸輪距箱體內(nèi)壁之距離 a=16mm．考慮到箱體的鑄造 誤差，在確定滾動軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取 s=8mm（如圖），則 34l? =2+16+8+=， 34l? = 至此， 已初步確定了軸的各段直徑和長度。根據(jù) 45d? 可選蝸輪與軸之間的平鍵尺寸為 18 11bh? ? ? mm bh? =18 11mm (GB／ T10961979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 45mm L=45mm (標(biāo)準(zhǔn)鍵長見 GB／ T10961979)，同時(shí)保證蝸輪與軸配合有良 好的對中性，選擇輪轂與軸的配合為 H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此 處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 4 軸的校核 一 蝸桿軸的強(qiáng)度校核 1．繪軸的計(jì)算簡圖 在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊上查取 a 值，對于 30207 型單列圓錐滾子軸承， a=16mm，所以，作為簡支梁的軸 的支撐跨距 23LL? =（ 20++34） +（ 20++34） =+= 23LL? =+ = 2．計(jì)算作用在軸上的力 13112 2 1 4 .9 3 1 04 0 .5 3 4t TF d ???? =， 1tF = 13222 2 4 9 2 .7 4 1 01 5 9 .4 6 6a TF d ???? =， 1aF = 21 61 79 .8 8 24 27 51 .4 6raF F tg tg N?? ? ? ? ? N? 3．計(jì)算支點(diǎn)反力 水平反力： 112 7 3 6 . 6 7 3 6 8 . 3 3 522tN H N H FF F N? ? ? ? N? 垂直反力： 35 0BM?? 111197 .75219 40 .53 427 51 .46 97 .75 61 79 .88219 20 16 .38raNVdFFFN? ? ??? ? ??? N? 0AM?? 111297 .75219 40 .53 427 51 .46 97 .75 61 79 .88219 73 8raNVdFFFN? ? ??? ? ??? N? 4．計(jì)算彎矩，作彎矩圖 水平彎矩： 1 H NHMFN mm????? N mm? 垂直彎矩：