蝸桿傳動(dòng)例題

1、退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè) 【例題例題】 試設(shè)計(jì)一攪拌機(jī)用的閉式蝸桿減速器中的普通圓試設(shè)計(jì)一攪拌機(jī)用的閉式蝸桿減速器中的普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。已知：輸入功率柱蝸桿傳動(dòng)。已知：輸入功率P=9KW，蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1450 r/min，傳動(dòng)比傳動(dòng)比i12=20，攪拌機(jī)為大批量生產(chǎn)，傳動(dòng)不反向，工作載荷較，攪拌機(jī)為大批量生產(chǎn)，傳動(dòng)不反向，工作載荷較穩(wěn)定，但有不大的沖擊，要求壽命穩(wěn)定，但有不大的沖擊，要求壽命Lh為為12000 h。 【解解】1、選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 根據(jù)根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿的推薦，采用漸開(kāi)線蝸桿（ZI）。 2、選擇材料選擇材料

2、根據(jù)庫(kù)存材料的情況，并考慮到蝸桿傳遞的功率不大，速度根據(jù)庫(kù)存材料的情況，并考慮到蝸桿傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。制造。退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè) 3、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式

3、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。設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 1）確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩）確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 T2 按按z1=2，估取效率，估取效率=0.8，則，則mmNmmN/.T 9484002014508091055962 2）確定載荷系數(shù)確定載荷系數(shù)K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1=1由由 選取使用系數(shù)選取使用系數(shù)KA=1.15表表11-522212)480(HZKTdm退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)21. 105. 1115. 1

4、KKKKVA 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.05 3）確定彈性影響系數(shù)確定彈性影響系數(shù)ZE 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故ZE=160MPa1/2 5）確定許用接觸應(yīng)力確定許用接觸應(yīng)力H 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度桿螺旋齒面硬度45HRC，可從，可從 中查得蝸輪的基本許用中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力應(yīng)力H=268MPa。表表11-7 4）確定蝸輪齒數(shù)確定蝸輪齒數(shù)Z2Z2 212 2040zi z 退出退出下一頁(yè)下

5、一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)壽命系數(shù)則則MPaMPaKKLjNHHNHHNhn2182688134. 0 8134. 01022. 5101022. 512000201450160607772 8因因 z=2，故從，故從 中取模數(shù)中取模數(shù) m=8mm蝸蝸 桿分度圓直徑桿分度圓直徑d1=80mm。表表11-2223122480()3477.17Hm dKTmmZ6）計(jì)算計(jì)算21m d退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè) 4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1）蝸桿蝸桿 軸向齒距軸向齒距pa=25.133mm；直徑系數(shù)；直徑系數(shù)q=10；齒頂圓直徑；齒

6、頂圓直徑da1=96mm；齒根圓直徑；齒根圓直徑df1=60.8mm；分度圓導(dǎo)程角；分度圓導(dǎo)程角=1101836；蝸桿軸向齒厚蝸桿軸向齒厚sa=12.5664mm。 2）蝸輪蝸輪 222222228 403202(3202 8)3362(3202 1.2 8)300.8aaffdmzmmmmddhmmmmddhmmmm 蝸輪分度圓直徑蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪齒根圓直徑2211(200336)3222garadmmmm蝸輪咽喉母圓半徑蝸輪咽喉母圓半徑退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度53. 1 2212FFaFYYmdd

7、KT 當(dāng)量齒數(shù)當(dāng)量齒數(shù)223340 42.42cos(cos11.31 )vzz 根據(jù)根據(jù)zv2=43.48，從，從 中可查得齒形系數(shù)中可查得齒形系數(shù)Yfa2=2.38。圖圖11-19FNFFKY 9192. 014031.1111401 螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力 從從 中查得由中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎應(yīng)制造的蝸輪的基本許用彎應(yīng)力力F=56MPa.表表11-8退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)6710 0.6445.22 10 56 0.64436.0861.53 1.21 9484002.38 0.919218.29880 320 8FNFFKMPa

8、MPaMPaMPa壽命系數(shù)壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度要求是滿足的。彎曲強(qiáng)度要求是滿足的。6驗(yàn)算效率驗(yàn)算效率tan(0.950.96)tan()v=1101836=11.310與滑動(dòng)速度有關(guān)與滑動(dòng)速度有關(guān)arctanvvf= v1 / cos 6.194m/s6.194m/svS = v2 2+ v1 2退出退出下一頁(yè)下一頁(yè)上一頁(yè)上一頁(yè)v v從表中查得代入從表中查得代入式中得式中得v6、精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定、精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定v 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)械減速速v器，從器，從GB/T 10089-1988。然后由有關(guān)

9、手冊(cè)查得要求的公差。然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。v 7、熱平衡核算熱平衡核算( (從略從略) )v 8、繪制工作圖繪制工作圖( (從略從略) )arctan1.1687vvf0.860.8表表11-2 普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數(shù)及其與蝸輪參數(shù)的匹配普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數(shù)及其與蝸輪參數(shù)的匹配中心距中心距a/mm模數(shù)模數(shù)m/mm分度圓分度圓直徑直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿蝸桿頭數(shù)頭數(shù)z1直徑直徑系數(shù)系數(shù)q分度圓分度圓導(dǎo)程角導(dǎo)程角蝸輪蝸輪齒數(shù)齒數(shù)z2變位系數(shù)變位系數(shù)x2405011818118.0031047628200401.258

10、2031.25116.003343549-0.500506322.43517.92311386282+0.040+0.440501.62051.2112.54342651-0.500290525417444163802871.68117.50316146182+0.125+0.25040（50）（63）222.489.6111.205060829（39）（51）-0.100（-0.100）（+0.400）210072941939146281043返回返回下一頁(yè)下一頁(yè)中心距中心距a/mm模數(shù)模數(shù)m/mm分度圓分度圓直徑直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿蝸桿頭數(shù)頭數(shù)z1直徑直徑系數(shù)系數(shù)q分度圓分度

11、圓導(dǎo)程角導(dǎo)程角蝸輪蝸輪齒數(shù)齒數(shù)z2變位系數(shù)變位系數(shù)x280100235.5142117.75313286282+0.12550（63）（80）2.528175111.205060829（39）（53）-0.100（+0.100）（-0.100）21007294193914628104310045281.25118.003104762063（80）（100）3.1535.5352.25111.275041529（39）（53）-0.1349（+0.2619）（-0.3889）21003484193229628015012556555.66117.77831310（續(xù)表（續(xù)表11-2）返回返回上一

12、頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)中心距中心距a/mm模數(shù)模數(shù)m/mm分度圓分度圓直徑直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿蝸桿頭數(shù)頭數(shù)z1直徑直徑系數(shù)系數(shù)q分度圓分度圓導(dǎo)程角導(dǎo)程角蝸輪蝸輪齒數(shù)齒數(shù)z2變位系數(shù)變位系數(shù)x280(100)(125)440640110.005423831(41)(51)-0.500(-0.500)(+0.750)211183642148056305750160711136117.753132862+0.125100(125)(160)(180)5501250110.005423831(41)(53)(61)-0.500(-0.500)(+0.500)(+0.500)21118364

13、2148056305750200902250118.0031047620125(160)(180)(200)6.3632500.47110.005423831(41)(48)(53)-0.6587(-0.1032)(-0.4286)(+0.2460)2111836421480563057502501124445.28117.7783131061+0.2937（續(xù)表（續(xù)表11-2）返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)下一頁(yè)中心距中心距a/mm模數(shù)模數(shù)m/mm分度圓分度圓直徑直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿蝸桿頭數(shù)頭數(shù)z1直徑直徑系數(shù)系數(shù)q分度圓分度圓導(dǎo)程角導(dǎo)程角蝸輪蝸輪齒數(shù)齒數(shù)z2變位系數(shù)變位系數(shù)x21

14、60(200)(225)(250)8805120110.005423831(41)(47)(52)-0.500(-0.500)(-0.375)(+0.250)211183642148056305750注：注：1）本表中導(dǎo)程角本表中導(dǎo)程角小于小于330的圓柱蝸桿均為自鎖蝸桿。的圓柱蝸桿均為自鎖蝸桿。 2）括號(hào)中的參數(shù)不適用于蝸桿頭數(shù)括號(hào)中的參數(shù)不適用于蝸桿頭數(shù)z1=6時(shí)。時(shí)。 3）本表摘自本表摘自GB/T10085-1988。（續(xù)表（續(xù)表11-2）返回返回上一頁(yè)上一頁(yè)工作類(lèi)型工作類(lèi)型載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)均勻、無(wú)沖擊均勻、無(wú)沖擊不均勻、小沖擊不均勻、小沖擊不均勻、大沖擊不均勻、大沖擊每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)50起動(dòng)載荷起動(dòng)載荷小小較大較大大大KA11.151.2表表 11-5 使用系數(shù)使用系數(shù)KAHT200HT1503448砂模鑄造砂模鑄造2840砂模鑄造砂模鑄造灰鑄鐵灰鑄鐵6490金屬模鑄造金屬模鑄造5780砂模鑄造砂模鑄造鑄鋁鐵青銅鑄鋁鐵青銅ZCuAl10Fe32632金屬模鑄造金屬模鑄造2226砂模鑄造砂模鑄造鑄錫鋅鉛青銅鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Ph5Zn54056金屬模鑄造金屬模鑄造2940砂模鑄造砂模鑄造鑄錫青銅鑄錫青銅ZCuSn10P1雙側(cè)工