发布时间 : 星期五 文章一级蜗轮蜗杆减速器--机械设计课程设计更新完毕开始阅读
T0=·m TI=·m TII=·m TIII=·m 六、传动零件的设计计算 蜗杆传动的设计计算 1、选择蜗杆传动类型 根据GB/T10085—1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。 2、选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因 希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45～ 55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重 的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。 3、按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设 计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材P254式(11—12),传动中心距 ?E?P2a?3KT2() ??H? (1)确定作用在蜗杆上的转矩?2 按?1?1，估取效率?=,则???= 3.096p??69.55?10?9.55?10?= n??63.69 (2)确定载荷系数K 因工作载荷有轻微冲击,故由教材P253取载荷分布不均系数 ??=1;由教材P253表11—5选取使用系数?A?1.0由于转速不高, K= 冲击不大,可取动载系数?v?1.05;则由教材P252 ???????v?1.0?1?1.05?1.05 (3)确定弹性影响系数?? 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故??=160??a。 (4)确定接触系数?? 先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值P253图11—18中可查得??=。 (5)确定许用接触应力???? 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC,可从从教材P254表11—7查得蜗轮的基本许用12d1=从教材a?应力????=268??a。由教材P254应力循环次数 ??60jn2Lh?60?1?63.69?365?24?10?33475460 ?则??H???HN???H??0.6448?268?173??a (6)计算中心距 2160?2.9?? a?31.05?468667????152.405mm ?173? (6)取中心距a=180mm,因i=,故从教材P245表11—2中取模数 d m=, 蜗轮分度圆直径d1=63mm这时1=从教材P253图11—18中可 a ??查得接触系数??=因为??=??,因此以上计算结果可用。 4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (1) 蜗杆 轴向尺距?a??m?3.14?6.3?19.792mm;直径系数q?10; 8寿命系数?HN107??0.6448 334754640 ?齿根圆直径df1?d1?2?ham?c??47.25mm; 分度圆导程角??5o48?38??;蜗杆轴向齿厚 ?m3.14?6.3 Sa???9.896mm。 22(2) 蜗轮 ?m?63?2?1?6.3?75.6mm; 齿顶圆直径da1?d1?2ha蜗轮齿数48;变位系数?2??0.4286mm; 演算传动比i?z2?48?48mm,这时传动误差比为z1148?45.85?4.7%,是允许的。 45.85?a?19.792 da1?75.6mm df1?47.25mm 蜗轮分度圆直径d2?mz2?6.3?48?302.4mm 蜗轮喉圆直径da2?d2?2ha2=315mm 蜗轮齿根圆直径df2?d2?2hf2?281.25mm 11蜗轮咽喉母圆半径rg2?a?da2?180??325?22.5mm 225、校核齿根弯曲疲劳强度 ?F?1.53KT2YFa2Y????F? d1d2m48cos? 当量齿数?v2??2?3d2?302.4 o3?cos5.71??48.24 da2?315 df2?281.25 根据X2??0.4286,?v2?48.24从教材P255图11—19中可查得齿形系数 YFa2?2.717 5.71o螺旋角系数Y??1?o?1??0.9592 140140rg2?22.5 ??从教材P255知许用弯曲应力??F????F??KFN 从教材P256表11—8查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用 ?v2?48.24 YFa2?2.717 ?弯曲应力??F?=56MPa。 由教材P255寿命系数KFN ??F??56?0.677?37.912MPa 1.53?1.05?468667 ?F??2.717?0.9592?16.349MPa可见弯曲 63?302.4?6.3强度是满足的。 6、验算效率? tan????0.95～ 0.96? tan????v?661010?9?9?0.677 N33475460??F??37.912MPa ?d1n1??63?2920Vs???9.68m/s 60?1000cos?60?1000?cos5.71o 从教材P264表11—18中用插值法查得fv=, ?v?53?88'代入式 中得?=,大于原估计值,因此不用重算。 7、精度等级公差和表面粗糙度的确定 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,从 GB/T10089—1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择9级精度,侧隙种类为 f,标注为8f GB/T10089—1988。然后由参考文献[5]P187查得蜗杆Vs?9?68m/s 的齿厚公差为?s1 =71μm, 蜗轮的齿厚公差为?s2 =130μm;蜗杆的 齿面和顶圆的表面粗糙度均为μm, 蜗轮的齿面和顶圆的表面粗糙 度为μm和μm。 8.热平衡核算 已知?=5.71o;?v?arctanfv;fv与相对滑动速度Vs有关。 ?a?初步估计散热面积：S?0.33???100?取ta(周围空气的温度)为20?c。 1.75?180??0.33???100?1.75?0.92 ?d?(8.15~17.45)w/(m2??c),?取17w/(m2??c)1000p(1??)1000?4.3366?(1?0.824) to(油的工作温度）?ta??20? ?dS17?0.92 o??68.8c?85cta= 20?c ?S?0.92合格。