【正文】 表 1 電動(dòng)機(jī)的比較 型 號(hào) 額定功率 KW 轉(zhuǎn)速 r/min 同步轉(zhuǎn)速 r/min 重量 kg Y160M4 11 1460 1500 123 Y160L6 11 970 1000 150 Y180L8 11 730 750 200 考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、 重量及價(jià)格，故第二種方案較合理，因此選擇型號(hào)為： Y160L6。 M 輸出 T出? ＝ ???nPⅠ M 輸出 T出?? ＝ ?? n9550ⅡⅡ出P M 輸出 T出??? ＝ ????????n9550 P 出 N M 輸出 TG出 ＝ ?? n9550GGP 出 M 轉(zhuǎn)速 n r/min 輸入 輸出 輸入 輸出 Ⅰ軸 970 Ⅱ軸 Ⅲ軸 卷筒軸 6 一、高速級(jí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 P入? ＝ ?i1 970?nm 根據(jù) GB/T10085— 1988 推薦，采用漸開線蝸桿（ ZI） 齒輪材料，熱處理及精度 蝸桿： 45 鋼淬火，螺旋齒面要求淬火，淬火后硬度為 45— 55HRC 蝸輪：鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pl,金屬模制造，齒芯用灰鑄鐵 HT100 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 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，傳動(dòng)中心距 3 22 )][(HE ZZKTa ? ?? (1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 TⅢ 按 z1 =4, 估取效率 ? 渦輪 =，則 ???????? 7 0 5 5 09 5 5 09 5 5 012minnPTPⅠⅢⅢ出Ⅲ? N 7 (5)確定許用接觸應(yīng)力 [ H? ] 根據(jù)蝸輪材料為 ZCnSn10Pl，金屬模制造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC，查得蝸輪的基本許用應(yīng)力 [ H? ]?=268Mpa 兩班制，每天工作 16 個(gè)小時(shí)，使用年限 15年。 查圖 11— 18可查得接觸系數(shù) ?Z ?= 因?yàn)?, ?Z ?〈 ?Z 因此，以上計(jì)算結(jié)果可用 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及尺寸 （ 1） 蝸桿： 軸向齒距 Pa =? m= 8= ㎜； 直徑系數(shù) q=d1 /m=10； 齒頂圓直徑 d1a = d1 +2 *ah m=80+2 1 8=96 ㎜； 齒根圓直徑 df1= d1－ 2(h*a m+ *c )=80－ 2 (8 1+)= ㎜ 分度圓導(dǎo)程角 ? = ?qZarctan 1 176。 (2)蝸輪： 8 查《簡(jiǎn)明零件機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 1124 得蝸輪齒數(shù) z2 =42。 驗(yàn)算傳動(dòng)比 i= z2 /z1 =42/4=,傳動(dòng)比誤差（ － ） /=%,是允許的。）179。=56Mpa 壽命系數(shù) 986 10??FNK ＝ [ F? ]=56 ＝ 3 680 8 0 3 3 3 ???? ???F? = 由于 ?F [?F ]，故彎曲強(qiáng)度滿足。??? 從文獻(xiàn) [1]P264 表 1118 中用插值法查得 f‘ =、 ‘? =? 代入得 ? =～ ，大于原估計(jì)值 ? =，因此不用計(jì)算。 相對(duì)滑動(dòng)速度： smndv / o s1 0 0 060 9 7 o s1 0 0 060 11 ??? ????? ?? 精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從 GB/T10089—1988 圓柱蝸桿、蝸輪精度選擇 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f GB/T10089— 1988。 表 5 蝸輪蝸桿參數(shù) 名稱 分度圓直徑 模數(shù) 頭數(shù) /齒數(shù) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 蝸桿 80 8 4 970 渦輪 336 8 42 二、低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 P= n= 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料 及齒數(shù) （ 1）按圖所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （ 3）材料選擇。 （ 4）選小齒輪齒數(shù) 3z =20,大齒輪齒數(shù) 4z ＝ 20 ＝ 30，壓力角 α =20176。2 ??????????HEdZuuKTdσφ mm得 （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 10 試選 載荷系數(shù) K＝ 由文獻(xiàn) [1]P201 表 106 查的材料的彈性影響系數(shù) ?zE 2/1 由文獻(xiàn)[1]P205 表 107選齒寬系數(shù) d? ＝ 1 ?HS ?FS 由 文獻(xiàn) [1]P209 圖 1021d 按齒面硬度查 得 小齒輪材料為40Cr(表面淬火 ) 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 60 0lim ?? ； 大齒輪材料為45鋼（表面淬火）； 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 550lim ?? 小齒輪傳遞的扭矩： T出??? ＝ ????????n9550 P 出 N N1=60j nLh =60 1 87600= 108 N2 == 4 10 8 = 108 由文獻(xiàn) [1]P207 圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 121 .0 2 。 Fa SadFKT YYm z? Ⅲ 出φ σmm （ 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由文獻(xiàn) [1]P208 圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE Mpa? ? ；大齒 12 輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE Mpa? ? 由文獻(xiàn) [1]P206 圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? 取彎曲疲勞安全系數(shù) ,S= 由文獻(xiàn) [1]P205 式（ 1012）得 ? ?? ?1112220 . 9 5 5 0 0 3 3 9 . 2 91 . 40 . 9 8 3 8 0 2261 . 4F N F EFF N F EFK M p aSK M p aS?????? ? ??? ? ? K 1 1 . 1 0 1 1 . 2 7 1 . 4 0A V FK K K K K??? ? ? ? ? ? 查齒形系數(shù)。 由文獻(xiàn) [1]P200 表 105查的 1Y ? ? ， 2Y ? ? 。 ? ?? ?1112222 .8 5 1 .5 4 0 .0 1 33 3 9 .2 92 .2 4 1 .7 5 0 .0 1 8226FSFSYYYY???????????? 3n 22 1 . 4 7 3 3 3 3 0 0 . 0 1 81 20m ??? ? ?? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(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)可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=5，已可滿足彎曲強(qiáng)度。 M，軸 II 上的轉(zhuǎn)距 2T＝ N M 14 查標(biāo)準(zhǔn) GB432385，選用 TL6 彈性套柱銷聯(lián)軸器，其許用轉(zhuǎn)矩為 250?TP N許用轉(zhuǎn)速 3800 r minn P ? 聯(lián)軸器的孔徑 Id ＝ 32 ㎜，故取 IIId? =32㎜ ,聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度 L＝ 60㎜ 蝸桿軸的尺寸設(shè)計(jì) （ 1）擬定軸上零件的裝配方案 如圖所示的裝配方案 （ 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸 IIId? =32mm ???? 軸段右端需制定一軸肩， 軸肩高度 h=, IIIIId? ＝ 37mm 左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 =40mm,聯(lián)軸器與軸配合的孔長(zhǎng)度 1L =60mm,為了保證軸端擋圈只壓在聯(lián)軸器而不壓在軸的端面上，取 ????L =61mm,取軸肩高度 h=。 3）取蝸桿軸軸段直徑 96V VId ? ? ㎜ ,蝸桿齒寬 mzb )( 11 ?? =116 ㎜ ,經(jīng)磨削后 1b＝ 116+34=150 ㎜ ,即 VIVL? ＝ 150 ㎜ 4）軸承端蓋的總寬度為 25mm，由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定，根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑要求，取端蓋的外端面與聯(lián)軸器左端面間的距離 15mm，故 IIIIIL? =40mm 5）為保證蝸桿與蝸輪嚙合，取 VIIVIVIV ll ?? ? =75 ㎜ 至此已初步確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 7）確定軸上圓角和倒角尺寸 根據(jù)文獻(xiàn) [1]P365 表 152取軸端倒角 1 45?。 軸 承 的 選擇與校核 （ 1）軸承的選擇 采用圓錐滾子軸承，根據(jù)軸直徑 d=40mm，選擇圓錐滾子軸承的型號(hào)為 32308，主要參數(shù)如下： D=80mm； B=33mm； a= 基本額定靜載荷 Co=148 KN 基本額定動(dòng)載荷 C=115 KN 極限轉(zhuǎn)速 m ax 5600 / m inVr? 計(jì)算系數(shù) e= （ 2） 求兩軸承受到的徑向載荷 1rF 和 2rF 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系：則 令兩軸承之間的距離為 L。手冊(cè)上查的 32308 的基本額定載荷 C=115KN, 0C =148KN。 （ 5）首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。對(duì)于 32308 型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=。 從軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及彎矩和扭矩圖中 表 7 軸載荷與彎矩 載荷 垂直面 V 水平面 H 17 支反力 F 1rF? , 2rF? t112 2r H r H FFF? ? ? 彎矩 M v1M? N M? ?Mv2 N M? ?MH N M? 總彎矩 221 2 4 1 .6 7 0 2 1 0 .5 8 2M ? ? ? N M? 2 22 2 1 0 . 5 8 22 7 9 . 8 1 6M ? ? ? M? 扭矩 T 1T =根據(jù)式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，卷?yè)P(yáng)機(jī)頻繁正反轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)應(yīng)變。 M 已知選用軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表 141查得 a650 MPB ?? 表 143 查得 [ b1?? ]=60MPa。故 d=?= 遠(yuǎn)小于蝸桿的分度圓直徑 1 80d? mm 故蝸桿軸的校核是很安全的 蝸桿軸的校核 （ 1）求軸上的載荷 18 圖 蝸桿軸受力分析圖 現(xiàn)將計(jì)算的截面的 HM , VM ,M的值計(jì)算過程及結(jié)果如下： 112122121 2 2121 2 2322 2 37050802 2 590560328ta n tatar r tN V N V rN H N H tH N HT