起重機(jī)蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)

1、. 設(shè)計(jì)任務(wù)書運(yùn)用機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)， 為某工廠設(shè)計(jì)一起重機(jī)設(shè)備用的蝸桿傳 動(dòng)。載荷有中等沖擊，蝸桿軸由電動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)。傳遞的額定功率P1 =103KW, n1 =1460r/min, n2=120r/min，間歇工作，平 均約為每日兩小時(shí)，要求工作壽命為10 年（每年按300工作日計(jì)）二.蝸桿分析蝸桿傳動(dòng)的受力分析蝸桿的應(yīng)力分析蝸輪的應(yīng)力分析1.選擇蝸桿傳動(dòng) 的類型根據(jù)GB/T 10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）采用漸開線蝸桿（ZI）2.選擇材料考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度中等，故蝸桿采 用45鋼；因?yàn)橄Ｍ矢咝?，耐磨性好些，故蝸桿 螺旋齒面要求淬火，硬度為455

2、5HBC。渦輪用鑄錫 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制造蝸桿采用45鋼渦輪采用鑄錫磷青銅（ZCuSn10P1）3.按齒圈接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）確定作用在渦輪上的轉(zhuǎn)矩t2（2）確定載荷系數(shù)K（3）確定彈性影響系數(shù)ZE（4）確定接觸系數(shù)ZP（5）確定許用接觸應(yīng)力9 1H（6）計(jì)算中心距根據(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。傳動(dòng)中心距心嚀心1 H 按Z1=4，傳遞效率=0.8，則：PT=9.55X106X t=655767N mm2n2因?yàn)楣ぷ鬏d荷較穩(wěn)定，有中等沖擊，故

3、取載荷分布不均系數(shù) =1.3.由表選取使用系數(shù)Ka=1.15.由于轉(zhuǎn)速不高，中等沖擊，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.05,則 K=Kp KaKv=1.57因?yàn)檫x用的是鑄錫磷青銅渦輪與鋼蝸桿相配，故ZE=160MPa1/2先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1與傳動(dòng)中心距a的比值為0.35.故 Zp =2.9根據(jù)渦輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋 齒面硬度大于45HRC，查表得渦輪的基本需用應(yīng)力9 H=268MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60jn2Lh=4.32X 107I1107壽命系數(shù) Ln4.32 x 107 =0.8328則 9 h=KhNO H=223MPaT2=655767N mmK=1.57ZE=160

4、MPa1/2Zp =2.99 H=223MPaI(160 乂 2 9、2a 3,11.57 x 655767 x -60三mm=164.573mm 223 J取中心距a=180mm.查表取模數(shù)m=6.3.蝸桿分度圓直、d徑 d =63mm.這時(shí) T =0.351a查表可得Z =Z因此以上計(jì)算結(jié)果可用a=164.573mm4,蝸桿與渦輪的 主要參數(shù)與幾何 尺寸蝸桿蝸輪PP軸向齒距 Pa=n m=19.792mm直徑系數(shù)q= 4 =10m齒頂圓直徑 da1=63+2ha*m=75.6mm齒根圓直徑 df1=d2(ha*+c*)m=47.88mm分度圓導(dǎo)程角Y = 21 48。5蝸桿軸向齒厚S =二

5、n m=9.896mm a 2蝸輪齒數(shù)Z2=48變位系數(shù)X2=-0.4286驗(yàn)算傳動(dòng)比i=鏟=12 i=12.17/JL ZJxj112.17 -121 s傳動(dòng)比誤差為=1.4%是允許的-L 匕./蝸輪分度圓直徑d2=mZ2=302.4mm蝸輪喉圓直徑da2=d2+2m=315mm蝸輪齒根圓直徑df2=d2-2.4m=287.28mm蝸輪咽喉母圓半徑r c=a-!da = 7.073mmg2 225,校核齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度1.53T F=um七2%北 1 2當(dāng)量齒數(shù)Z - 260V2 COS3 yCOS3 21.8根據(jù) X2=-0.4286Zv2=60 可查得 YfA2=2.58y螺旋角系數(shù)寫

6、=1-含 = 0.8443許用彎曲應(yīng)力 f = g %查表可知由鑄錫磷青銅制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力L /】=56MPa“106八壽命系數(shù)K*1刀八0.658FN4.32 X107In = 56 X 0.658 = 36.85MPaF。=1.53X 1.57X655767 x2.58x0.8443皿F63 x 302.4 x 6.3=28.5887MPa tr彎曲強(qiáng)度是滿足的6.驗(yàn)算效率門門=（0.95 0.96）一一 tan燈+中）已知y = 21。4805 = 21.8。中 v = arctanffV與相對(duì)滑動(dòng)速度vs有關(guān)V =5.187m/ss60 X1000 x cos y從表中用插值法查得fv - 0.022中 =1。16代入式中得到門=0.89大于原估計(jì)值因此不用重 算門=0.89大于原估計(jì)值因此不用重算7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，從GB/T