蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算一、選擇蝸桿傳動(dòng)類型、精度等級精度為:由于傳動(dòng)的功率不大，速度也不高，故選用阿基米德圓柱蝸桿傳動(dòng), 8C-GB10089-88o二、選擇蝸桿蝸輪材料硬度為45考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿用45號(hào)鋼表面淬火， 55HRC,蝸輪邊緣采用ZCuSnlOPl,金屬模鑄造。三、初選幾何參數(shù)查參考文獻(xiàn)2表8-4-4，初定中心距"50,傳動(dòng)比251時(shí),Zj = Z1 i =51nj = 1.6=r=4。34，26 "四、確定許用接觸應(yīng)力查參考文獻(xiàn)2表8-4-9知，當(dāng)蝸輪材料為鑄青銅時(shí)，由表8-4-10查得S 加=22OM丙滑動(dòng)速度:60U、= = -_ =

2、1.47/n/>cos r cos4'34,26r,采用浸油潤滑，由參考文獻(xiàn)2圖8-4-2查得：耳以站求得根據(jù)參考文獻(xiàn)2表8-4-4 Ar = 60Z,，設(shè)計(jì)工作壽命t-12000小時(shí),N = 60/M = 60'12000 = 1.97 1(f51根據(jù)N = L97'IO、，由圖8-4-4查得乙v=0，.91,許用接觸應(yīng)力為|S7J=|5z/jXZsXZA, = 220* °.93 0.9 I = I SO.Wpa五、計(jì)算蝸輪輸出轉(zhuǎn)矩T2估算傳動(dòng)效率U =9550'他 “550 好57心丄 “.3ES坷1400六、確定模數(shù)加和蝸桿分度圓直徑刃由

3、公式可得：-T-.03 aJ?因載荷較平穩(wěn)，取載荷系數(shù)k=l. 1,則nr df評5150 § *51 186舌1.1 31.3 I =87ww查參考文獻(xiàn)表8-4-2得，力妬二眇伽加取 m=2mm, dl=22. 4mm,q 二 11.2, r=5° 6 8" o七. 主要尺寸計(jì)算蝸桿:分度圓直徑：dl=22. 4mmx齒頂圓直徑：4產(chǎn)q+2qG = 22.4 + 2 1 2=26.4/n/n 齒根圓直徑：dn = q 2(力，= 22.4 - 2(1 *().2>z 2 = 17.6/>)蝸輪：2 = 106/i/n分度圓直徑：4"咤=2&

4、quot; 51 =102咖； 齒頂圓直徑：42二必+2力；”"(2 4<2' 齒根圓直徑dr2 =d2 2( h； +c )jd =102- 2(1 +0.2)z 2 二 97.2/ww2 =10。皿刀，取 de2二 108mm蝸輪外圓直徑：4J5+1皿= 106 + 1.5蝸輪齒寬：2 £0.754=0.75' 26.4 = 19.8 >flz7<?/zM7 中心距：a =+/ +2C./7J)=g(22.4 +102 - 2> =60.2mm八、蝸輪齒面接觸強(qiáng)度校核廳Adz由參考文獻(xiàn)表8-4-9,可得53嚴(yán)£吋由于兒何

5、參數(shù)已經(jīng)確定，故A與尬可按已知的兒何參數(shù)重新計(jì)算dg22.4Z 1400.19100cosr19100 cos5r6,8n由參考文獻(xiàn)2表8-4-15用插值法查得r®=2,2'6則蝸輪副嚙合效率為 h * 20% 血 ° 8 " 100% -69.5%tan(r4-fg)can(3?6啾”42 12W處取軸承效率力2 =99%,攪油及濺油效率九=97.5%,則蝸桿傳動(dòng)的總效率為:/1 =勺也勸了 =69.5%" 99%' 97.5% =65.36%由此可得: 9550 業(yè)=9550 吐3口1 = 27.282細(xì) n14008-4-9 取由于

6、4 <3山幾，由參考文獻(xiàn)表kl=l, k2=l, k3=l, k4=l. 52, k5=l. 15,k6=0. 75,貝9* = £&&£££ =r V I* 1.52* 1 15" 0.75=1311將此時(shí)的&與吃代入蝸輪齒面接觸強(qiáng)度校核公式，得:*14783 fkT=18314783 13山272個(gè)102" V 22.4顯然0円»,所以滿足接觸強(qiáng)度要求。九、散熱計(jì)算由公式R=1000PQ得，傳動(dòng)損耗的功率為: 幾=I OOOp,(l h) =1000 02(卜 0.6536) = 4 丨.6

7、妙由公式久=M心)和設(shè)計(jì)要求Pc £ A可推出:屮一fj考慮到通風(fēng)良好，取"15爐S" C,僅二93°C,作20°C,貝ljA3 ,=0.036/77215 (95 - 20)若蝸桿減速部分散熱的計(jì)算面積月不滿足以上條件，可以采用強(qiáng)迫冷卻方法或 增加散熱計(jì)算面積的方法來滿足散熱要求。蝸桿軸的設(shè)計(jì)一、蝸桿軸的材料選擇及確定許用應(yīng)力考慮蝸桿軸主要傳遞我輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。因此, 蝸桿材料選用45鋼，正火處理，片=600砌殖，亠丄=54M/。二. 初步估算軸的最小直徑山公式得:取 dmirP6nini三. 確定各軸段的直徑和長度

8、根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長度，如圖4-1 所示。圖4-1蝸桿軸DI、Do段：DI、D5段軸徑山軸承內(nèi)圈孔來決定，考慮到軸所傳遞功率不大， 轉(zhuǎn)速較低，選用推力球軸承，型號(hào)為51100,由10m,XAmm,D1二2Amm, T=9nunc 因此，軸徑 dl二dSJOnvn, L 1=20mm, Z戻70她。D2、D4段：D2段左端對軸承起軸向固定作用，D2段右端對軸承起軸向固定作 用，ill于兩處軸承型號(hào)相同，考慮到加工安裝的方便，取松YQ16m, L2=bmm, L4=mmD3段：D3段為蝸桿蝸輪嚙合部分，取d#22mnb L3mm. 兩軸承的中心跨度為174/2如

9、 軸的總長為250/z2zz?o四. 蝸桿軸的校核（1）作用在蝸桿軸上的載荷由公式得:P7； =9.55" 10 =9.55' I 0&n則圓周力：軸向力：徑向力：=81 H.57NKinm1400T2 = 27.2XArx/j = 272X5.96 Nxjnm2廠 _2 818.5722.4= 73.07iV竺工汕5.財(cái)“d、102Fr =F tl tana =535 tan 20° =194.7 N圖4-2蝸桿軸向受力分析切向力:535F =5I7.6/Vcos a牯 cos r cos 20°* cos5 6 'S*1 （2）計(jì)算支反

10、力04.534.5圖4-3軸的水平面支反力水平面支反力（如圖4-3）:=36.54/V169垂直面支反力（如圖4-4）:Rav = Ft Rrv =194.7 57.17 =137.53N .gJ 94?： 84.5.注：2_2忠2 小169*4+A（3）彎矩計(jì)算水平面彎矩（如圖4-5）:K“ = R 首嚴(yán)、=36.54" *4.5 = 3087.63 Nxzm/m圖4-6垂直彎矩圖圖4-7合成彎矩圖垂直面彎矩（如圖4-6）:Mevl = R曲=137.53 «4.5 = 1 162L297VX/ZJ/WMCV2 =x/2 =57.17" 84.5 = 4830.87 Nxj/j/m合成彎矩（如圖4-7）:.Wn JMc, + 忖“J J3Q87.63 N 162129彳-l2024iVXrm/Mri = Ju j