【正文】 化所用的蝸輪有色金屬齒圈體積最小原則 ,確定蝸 桿傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量。 第六章 :結(jié)合有限元接觸分析理論 ,在 環(huán)境下研究蝸桿傳動(dòng)過 程中面一面接觸的非線性過程 ,通過繪制其接觸狀態(tài)圖表示蝸桿傳動(dòng)蝸輪與蝸桿的真實(shí) 接觸情況 ,然后再根據(jù)設(shè)定的接觸定義 ,求解蝸桿蝸輪接觸面的應(yīng)力情況。第頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第章 蝸桿減速器的總體設(shè)計(jì) 本文主要結(jié)合某一車間噴丸處理裝置中的蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)為例 ,結(jié)合蝸桿傳動(dòng)的 設(shè)計(jì)計(jì)算理論 ,完成蝸桿減速器的總體設(shè)計(jì)。 .蝸桿傳動(dòng)的正確嚙合條件 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 ,本文主要研究的是普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。的蝸 桿傳動(dòng) ,它正確嚙合條件是 :蝸桿模數(shù)和壓力角應(yīng)分別等于蝸輪端面模數(shù)和壓力角 ,蝸 桿分度圓柱上的導(dǎo)程角應(yīng)等于蝸輪分度圓柱螺旋角 ,可寫成【】 ,:。等效與口 , 【。蝸桿傳動(dòng)尺寸如圖 .所示。蝸桿傳動(dòng)的計(jì)算公式如下表 .所示。 :,虻 . 齒頂高和齒根高 分度圓直徑 。 ?！? ≤時(shí) ,≤ .。 ..蝸桿傳動(dòng)變位的特點(diǎn) 為了配合中心距或提高蝸桿傳動(dòng)的承載能力及傳動(dòng)效率 ,常采用變位蝸桿傳動(dòng)。 變位前后 ,蝸輪的齒數(shù)不變 :’ :,蝸桿傳動(dòng)的中心距改變’≠ ,其中心 距的計(jì)算公式如下 : ? ’ / 變位前后 ,蝸桿的中心距不變’蝸輪齒數(shù)發(fā)生變化。其主要失效形式是膠合、點(diǎn)蝕和磨損。因此 ,一般只對(duì)蝸 輪輪齒進(jìn)行承載能力計(jì)算。 在開式傳動(dòng)中多發(fā)生齒面磨損和輪齒折斷 ,因此應(yīng)以保證齒根彎曲疲勞強(qiáng)度作為開 式傳動(dòng)的主要設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。因此 ,通常是按齒面接觸疲勞 強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) ,而按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 .蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算 ..蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算與斜齒輪相似 ,以赫茲公式為計(jì)算基礎(chǔ) ,按節(jié)點(diǎn)處的嚙 合條件計(jì)算齒面接觸應(yīng)力 ,可推出對(duì)鋼制蝸輪與青銅蝸輪或鑄鐵蝸輪校 核公式如下所示 【 】【 ,接觸系數(shù)可由圖 ?查得。 ..自然冷卻的熱平衡計(jì)算 連續(xù)工作中單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 ,令輸入功率、效率 /,則 ? ,一叩置形 以自然冷卻的方式 ,單位時(shí)間內(nèi)從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中的熱量 ‘ 。 式中盡 ??傳熱系數(shù) ,自然通風(fēng)良好的地方 ,玟 ~%.。 。達(dá)到熱平 衡時(shí)油的溫度靠 ,一般限制在一 ,最高不超過。 令 ,為傳動(dòng)裝置的質(zhì)量 ,。 /堙。魚№二生 , ~.‘● , 丁 : . 一叩日一 ?/ 冷 卻所需要的停車時(shí)間為 ’ ??矗 . 一 ., 在間斷工作時(shí) ,如令、正分別為每一循環(huán)總時(shí)間和每一循叼作時(shí)間 ,且令 . :堡絲互、口 :?.?. ’ , 第頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 . ..強(qiáng)制冷卻的散熱計(jì)算 當(dāng)工作溫度 %超過允許值時(shí) ,除考慮在箱體外壁加散熱片以增大散熱面積外 ,還 可采取下列措施 :在蝸桿上裝風(fēng)扇 。采用壓力噴油循環(huán)潤(rùn)滑。 三 ≦ 夕 ?！? 土 ,一如‘ 一【一一 一 妄 ?。二一乙 圖蝸桿 傳動(dòng)散熱方法 、風(fēng)扇冷卻 箱體表面排除的最大熱量為 ? 。 冷卻所需的風(fēng)扇風(fēng)量 . 鏟 .型坐二盟 ” ?。 其中 :曩 .√■ 彳’ ??箱體受吹風(fēng)的面積 ,。 。 ??空氣定壓比熱 ,≈ ./。 叩 ,??吹風(fēng)的系數(shù) ,取 ,≈ .。《【氣一 .。 ‘ ,一一 彳。 島 ,??蛇形管出水的溫度 ,。 ,。 。一 , 、潤(rùn)滑油循環(huán)冷卻 箱體表面排出的最大熱量 ? 。 ,一刀 , 冷卻所需的循環(huán)油量 / :?? ? 其中 吩 ??潤(rùn)滑油的重度 ,吩 .姆 /。 ,??循環(huán)油進(jìn)入的溫度 ,。 一潤(rùn)滑油舭熱 ,.熹。 .蝸桿減速器的總體設(shè)計(jì) 己知設(shè)計(jì)要求為 :單班工作 ,每目工作小時(shí) ,通風(fēng)良好 ,載荷平穩(wěn) ,單向傳動(dòng) , 輸送鏈的牽引力為 ,傳送速度為 ./,鏈輪分度圓直徑為 ,使用年限為 年。 日一。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 圖 .單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 ?鏈輪 一電機(jī)一聯(lián)軸器 ?減速器 ?聯(lián)軸器 ..蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的使用用途 ,此傳動(dòng)裝置電機(jī)選用系列一般用途的三相異步電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為 : / 咒以 / 各軸的轉(zhuǎn)速 .:旦 :里 ,/:. / /? ‘ 一 ,. 。 刀。 由傳動(dòng)方案可知 ,蝸桿減速器外部是通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)連接 ,下面進(jìn)行蝸桿蝸輪 /第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)相對(duì)滑動(dòng)速度 /,故蝸輪選用金屬模鑄造 ,選用級(jí)精度。 表蝸桿蝸輪的尺寸表 蝸 桿 蝸 輪 類型 . 模數(shù) 分度圓直徑 / 磊 . 齒頂圓直徑 . 勘 . . 齒根圓直徑 咖 頂隙 . 蝸桿分度圓導(dǎo)程角 . 蝸輪分度圓螺旋角 中心距蝸桿螺紋部分長(zhǎng) 度 . 蝸輪外圓直徑 。 蝸桿的結(jié)構(gòu)如 圖所示 ,可按軸上零件的裝拆順序和定位要求 ,從幽處開始計(jì) 算。 表蝸桿結(jié)構(gòu)尺寸 類型 直徑 長(zhǎng)度三 備注型號(hào) 聯(lián)軸器 / 軸段① . 鍵 / . 氈圈 / , 玎 . 軸段② 螺栓 /軸段④ 軸承軸段④ 蝸桿段⑤ 蝸桿段軸段⑥軸段⑦ 軸承 根據(jù)蝸桿的結(jié)構(gòu) ,對(duì)其進(jìn)行受力分析 ,畫出軸的受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖如下圖 .所示。、 ‘ \、 . 地 彳酮廝 . 地 ,、 .觚。按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的校核計(jì) 算 ,得出當(dāng)量應(yīng)力仃。 , 用插值法查得軸的許用彎曲應(yīng)力 ,。求得軸的中點(diǎn)撓度 .,而淬火鋼許用的最大撓度 .,所以陟 ,撓度也滿足要求。 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 .所示。 , 【 可 勺 刁 可 、 口 ● 圖蝸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖 同樣按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 ,對(duì)蝸輪軸各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ,得到其結(jié)構(gòu)尺寸和連 ’ 接鍵型號(hào)如下表 ?所示。 Ⅷ 鼬 , .尸 八 \ .。 酗 ,。粼 曬 地 .觚藶爪 圖蝸輪軸結(jié)構(gòu)和受力圖 由彎矩圖可知 ,蝸輪處軸剖面彎矩最大 ,且作用有轉(zhuǎn)矩 ,所以此剖面為危險(xiǎn)剖面。查表用插值法求得鋼調(diào)制處理抗拉強(qiáng)度 極限 %Ⅷ ,軸的許用彎曲應(yīng)力ⅢⅧ ,吒】 ,滿足強(qiáng)度要求。 表減速器箱體的尺寸 名稱 代號(hào) 尺寸 口 中心距 萬 下箱體座壁厚 上箱體座壁厚下箱體剖分面處凸緣厚度 上箱體剖分面處凸緣厚度 地腳螺栓底腳厚度箱座上肋厚 箱蓋上肋厚 地腳螺栓直徑 , 地腳螺栓通孔直徑 毋 地腳螺栓沉頭座直徑 地腳凸緣尺寸 厶 三 刀 地腳螺栓數(shù)目 軸承旁連接螺栓直徑 , . 軸承旁連接螺栓通孔直徑 軸承旁連接螺栓沉頭座直徑 剖分面凸緣上螺栓凸臺(tái)尺寸扳手空間 上下箱連接螺栓直徑 , 上下箱連接螺栓通孔直徑 上下箱連接螺栓沉頭座直徑 箱緣尺寸扳手空間 第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 軸承蓋螺釘直徑 檢 查孔蓋連接螺栓直徑 圓錐定位銷直徑減速器中心高 軸承旁凸臺(tái)高度 軸承旁凸臺(tái)半徑 占 軸承端蓋軸承座外徑 , 軸承旁連接螺栓距離 ,箱體外壁至軸承座端面的距離
’ 軸承座孔長(zhǎng)度箱體內(nèi)壁至軸承座端面的距離 蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁間距離 △ 蝸輪輪轂端面與箱體內(nèi)壁間的距離 .本章小結(jié) 本章結(jié)合工程實(shí)際中某車間噴丸處理裝置中的蝸桿減速器設(shè)計(jì)為例 ,應(yīng)用蝸桿傳動(dòng) 設(shè)計(jì)理論 ,計(jì)算得到蝸桿蝸輪的相關(guān)尺寸蝸桿采用下置式 ,再對(duì)蝸桿與蝸輪軸進(jìn)行結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) ,得到軸各部分詳細(xì)的結(jié)構(gòu)尺寸和軸上零件 ,同時(shí)對(duì)軸進(jìn)行受力分析 ,結(jié)合相應(yīng) 的校 核理論對(duì)所設(shè)計(jì)出來的軸和連接件進(jìn)行強(qiáng)度和壽命的校核 ,最后得到符合設(shè)計(jì)任務(wù) 需求的蝸桿減速器。 /以參數(shù)化 著稱 ,融入了許多先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論 ,也是最早應(yīng)用參數(shù)化技術(shù)的軟件 ,因此在目前的三 維造型軟件領(lǐng)域占有相當(dāng)重要的地位。 /作為主流的 //設(shè)計(jì)軟件 ,已得到用戶的認(rèn)可和推廣 ,尤 其 是在國內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)相當(dāng)重要的地位【。它是針對(duì)某一組尺寸數(shù)值 ,采用漸開線曲線原理確定其齒廓形狀 ,