蝸桿傳動(dòng)例題課件

【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柱蝸桿傳動(dòng)。已知：輸入功率P=9KW，蝸桿轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動(dòng)比i12=20，攪拌機(jī)為大批量生產(chǎn)，傳動(dòng)不反向，工作載荷較穩(wěn)定，但有不大的沖擊，要求壽命Lh為12000h。

【解】1、選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。

2、選擇材料根據(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45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45～55HRC。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，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。3、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。1）確定作用在蝸桿上的轉(zhuǎn)矩T2

按z1=2，估取效率η=0.8，則

2）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)Kβ=1由選取使用系數(shù)KA=1.15表11-5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)ZE

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[σH]

根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，可從中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]′=268MPa。表11-7

4）確定蝸輪齒數(shù)Z2

應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)則8因z=2，故從中取模數(shù)m=8mm蝸桿分度圓直徑d1=80mm。表11-26）計(jì)算

4、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸

1）蝸桿軸向齒距pa=25.133mm；直徑系數(shù)q=10；齒頂圓直徑da1=96mm；齒根圓直徑df1=60.8mm；分度圓導(dǎo)程角γ=11018′36″；蝸桿軸向齒厚sa=12.5664mm。

2）蝸輪

蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑5、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)

根據(jù)zv2=43.48，從中可查得齒形系數(shù)Yfa2=2.38。圖11-19螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力

從中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎應(yīng)力[σF]′=56MPa.表11-8壽命系數(shù)彎曲強(qiáng)度要求是滿足的。驗(yàn)算效率γ=11018′36″=11.310ｆ與滑動(dòng)速度有關(guān)=v1/cosγ＝6.194m/svS=v22+v12

從表１１－１８中查得代入式中得6、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。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。

7、熱平衡核算(從略)

8、繪制工作圖(從略)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)的匹配中心距a/mm模數(shù)m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)q分度圓導(dǎo)程角γ蝸輪齒數(shù)z2變位系數(shù)x2405011818118.003°10′47″628200401.2582031.25116.003°34′35″49-0.500506322.43517.923°11′38″6282+0.040+0.440501.62051.2112.54°34′26″51-0.50029°05′25″417°44′41″63802871.68117.503°16′14″6182+0.125+0.25040（50）（63）222.489.6111.205°06′08″29（39）（51）-0.100（-0.100）（+0.400）210°07′29″419°39′14″628°10′43″返回下一頁(yè)中心距a/mm模數(shù)m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)q分度圓導(dǎo)程角γ蝸輪齒數(shù)z2變位系數(shù)x280100235.5142117.753°13′28″6282+0.12550（63）（80）2.528175111.205°06′08″29（39）（53）-0.100（+0.100）（-0.100）210°07′29″419°39′14″628°10′43″10045281.25118.003°10′47″62063（80）（100）3.1535.5352.25111.275°04′15″29（39）（53）-0.1349（+0.2619）（-0.3889）210°03′48″419°32′29″628°01′50″12556555.66117.7783°13′10″（續(xù)表11-2）返回上一頁(yè)下一頁(yè)中心距a/mm模數(shù)m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)q分度圓導(dǎo)程角γ蝸輪齒數(shù)z2變位系數(shù)x280(100)(125)440640110.005°42′38″31(41)(51)-0.500(-0.500)(+0.750)211°18′36″421°48′05″630°57′50″160711136117.753°13′28″62+0.125100(125)(160)(180)5501250110.005°42′38″31(41)(53)(61)-0.500(-0.500)(+0.500)(+0.500)211°18′36″421°48′05″630°57′50″200902250118.003°′10″47620125(160)(180)(200)6.3632500.47110.005°42′38″31(41)(48)(53)-0.6587(-0.1032)(-0.4286)(+0.2460)211°18′36″421°48′05″630°57′50″2501124445.28117.7783°13′10″61+0.2937（續(xù)表11-2）返回上一頁(yè)下一頁(yè)中心距a/mm模數(shù)m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數(shù)z1直徑系數(shù)q分度圓導(dǎo)程角γ蝸輪齒數(shù)z2變位系數(shù)x2160(200)(225)(250)8805120110.005°42′38″31(41)(47)(52)-0.500(-0.500)(-0.375)(+0.250)211°18′36″421°48′05″630°57′50″注：1）本表中導(dǎo)程角γ小于3°30′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)z1=6時(shí)。

3）本表摘自GB/T10085-1988。（續(xù)表11-2）返回上一頁(yè)工作類型ⅠⅡⅢ載荷性質(zhì)均勻、無(wú)沖擊不均勻、小沖擊不均勻、大沖擊每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)<2525～50>50起動(dòng)載荷小較大大KA11.151.2表11-5

使用系數(shù)KAHT200HT1503448砂模鑄造2840砂模鑄造灰鑄鐵6490金屬模鑄造5780砂模鑄造鑄鋁鐵青銅ZCuAl10Fe32632金屬模鑄造2226砂模鑄造鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Ph5Zn54056金屬模鑄造2940砂模鑄造鑄錫青銅ZCuSn10P1雙側(cè)工作[σ-1F]’單側(cè)工作[σ0F]’鑄造方法蝸輪材料注：表中各種青銅的基本許用彎曲應(yīng)力為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=106時(shí)之值，當(dāng)N≠106時(shí)，需將表中數(shù)值乘以KFN；當(dāng)N>25×107時(shí)，取N=25×107；

N<105時(shí)，取N=105。表11-8蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[σF]′MPa例題查表2.90.200.450.500.550.600.300.350.252.03.22.82.43.6ZC蝸桿(ZA、ZN、ZK

蝸桿亦可近似查用)ZI蝸桿圖11-18圓柱蝸桿傳動(dòng)的接觸系數(shù)Zρd1/aZρ●●0.40●例題查表2.740.200.450.500.550.600.300.350.252.03.22.82.43.6ZC蝸桿(ZA、ZN、ZK

蝸桿亦可近似查用)ZI蝸桿圖11-18圓柱蝸桿傳動(dòng)的接觸系數(shù)Zρd1/aZρ●●0.40●例題查表＞45HRC≤45HRC140135268180128金屬模鑄造113砂模鑄造鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Ph5Zn5220金屬模鑄造150砂模鑄造鑄錫青銅ZCuSn10P