渦輪蝸桿設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).............................................22電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算.......................................23傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算....................34傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................44.1蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算..................................44.2滾子鏈傳動(dòng)..........................................84.3選擇聯(lián)軸器.........................................105軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.........................................106滾動(dòng)軸承的選擇和壽命驗(yàn)算..............................177鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算....................................19減速器的潤(rùn)滑方式及密封形式的選擇潤(rùn)滑油牌的選擇及裝油量的計(jì)算........................................................ 209參考資料 20設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1 題目： 膠帶輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置滾筒圓周力 F=19000N；帶速 V=0.45m/s；滾筒直徑 D=300mm；滾筒長(zhǎng)度 L=400mm。1.2工作條件：A工作年限 8年；工作班制 2班；工作環(huán)境 清潔；載荷性質(zhì) 平穩(wěn)；生產(chǎn)批量 小批。電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算2.1 選擇電動(dòng)機(jī)系列

圖1膠帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)方案按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y系列。2.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率卷筒所需有效功率WWP=F×V/1000=1900×0.45/1000=0.855kWP=0.855kW傳動(dòng)裝置總效率：2η=η1×η2×η3×η4×η5×η6按參考資料[2]（以下所有的“參考資料[1]”和“參考資料[2]”都統(tǒng)一簡(jiǎn)稱(chēng)為“[1]”和“[2]”）表4.2-9取彈性聯(lián)軸器效率η1=0.99蝸桿傳動(dòng)效率η2=0.75（暫定蝸桿為雙頭）一對(duì)滾動(dòng)軸承效率η3=0.99開(kāi)式滾子鏈傳動(dòng)效率η4=0.9運(yùn)輸滾筒效率η5=0.96滑動(dòng)軸承效率η6=0.97則傳動(dòng)總效率η=0.99×0.75×0.992×0.9×0.96×0.97=0.635η=0.635所需電動(dòng)機(jī)功率Pr=PW/η=0.855/0.635=1.35kw Pr=1.35kW查[2]表4.12-1,可選Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)Y100L-6型，額定功率P0=1.5kW。2.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速nw60v600.45wD28.6r/minn=28.6r/min0.3由[2]表4.12-1查得電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)，計(jì)算出的總傳動(dòng)比于下表1。表1電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)及總傳動(dòng)比電動(dòng)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)機(jī)D*EH(/kW)/(r/min)（r/min）比型號(hào)Y1001.5100094032.8728j6*60100L-62.4分配傳動(dòng)比滾筒軸轉(zhuǎn)速nw60v600.45D28.6r/min0.3傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比n0940i=32.87i32.87nw28.6據(jù)表[2]4.2-9,取i鏈=2.1,則i蝸=i/i鏈=32.87/2=15.652i蝸=15.6523傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算0軸(電機(jī)軸)P0=Pr=1.35kWP0=1.35kwn=940r/minn=940r/min00T0=9550×P0/n0=9550×1.35/940=13.7Nm·；T0=13.7N·mI軸(減速器蝸桿軸)P1=P0×η1=1.35×0.99=1.337kW P1=1.337kWn1=n0/i01=940/1=940r/min, n1=940r/minT1=9550×P1/n1=9550×1.337/940=13.6Nm·； T1=13.6N·m軸(減速器蝸輪軸)P2=P1×η2×η3=1.337×0.75×0.99=0.993kW P2=0.993kwn2=n1/i12=940/15.652=60.06r/min n2=60.06r/minT2=9550×P2/n2=9550×0.993/60.06=157.89Nm· T2=157.89N·m;軸(滾筒軸)P3=P2×η3×η4=0.993×0.99×0.9=0.885kWn3=n2/i23=60.06/2.1=28.6r/minT3=9550×P3/n3=9550×0.885/28.6=295.52Nm·軸序功率P(kw)轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩(N.m)傳動(dòng)形式傳動(dòng)效率號(hào)比η01.3594013.7聯(lián)軸器10.99Ⅰ1.33794013.60.99360.06157.89蝸桿傳動(dòng)15.6520.735ⅡⅢ0.88528.6295.52鏈傳動(dòng)2.10.891

P3=0.885kwn3=28.6r/minT3=295.52N·m表2各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 選擇材料蝸桿用45鋼，硬度為小于45HRC。蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10Pb1，砂模鑄造，為節(jié)約貴金屬，僅齒圈用貴金屬制成，輪芯用鑄鐵HT200制造。4.1.2 確定蝸桿頭數(shù)Z2及蝸輪齒數(shù)Z1由[1]表6-3，按i=15.652，選擇蝸桿頭數(shù)Z1，所以：1=2Z=2Z2=2×i蝸＝2×15.652=31.304Z2=31則取Z2，則i蝸=Z2/Z21。i蝸=15.5=31=31/2=15.54.1.3 驗(yàn)算傳動(dòng)比理論計(jì)算傳動(dòng)比 i理=32.87，實(shí)際傳動(dòng)比i實(shí)=i鏈×i蝸=2.1×15.5=32.55， i實(shí)=32.55則傳動(dòng)比誤差為：i理i實(shí)32.8732.550.9700500i=0.97%i1000010000i理32.87故傳動(dòng)比滿足設(shè)計(jì)要求。4.1.4 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算a)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩由前面的計(jì)算可知，作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2=157.89Nm=·157890N.mm。T2=157890N·mmb)確定載荷系數(shù)K由[1]表6-6中選取使用系數(shù)KA，因?yàn)檩d荷平穩(wěn)所KA=1.0=1.0以取載荷分布系數(shù)Kβ=1.0由于蝸輪轉(zhuǎn)速為60.06r/min，估計(jì)蝸輪Kβ=1.0的圓周速度可能較小（v1〈），故選動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.0，于是v=1.03m/sKA×Kβ×Kv××K=1.0K=K=1.01.01.0=1.0確定許用接觸應(yīng)力[σH]由表6-7中查得[σH’2；應(yīng)力循環(huán)次數(shù)[σH’2]=150N/mm]=150N/mmN=60×j×n2×Lh=60×1×60.06×16×365×8=1.68×108N=1.68×108則HH'81071508107105.45N/mm2[σH]=105.45N/mm2N1.68108確定模數(shù)m及蝸桿分度圓直徑d2青銅蝸輪與鋼蝸桿配對(duì)時(shí)，由 [1]式(6-14)有49624962m2d1KT21.01578903637.04mm2Z2H31105.451213）m=8，d1=63mm由[1]表6-2，取模數(shù)m=8，d=63mm。（md=4032mm驗(yàn)算蝸輪的圓周速度v2v2d1n2mz1n283160.06v2=0.780m/s1000601000600.780m/s601000故取Kv=1.0是合適的。4.1.5分度圓直徑d1、d2及中心矩a蝸桿分度圓直徑d1=63mm1d=63mm蝸輪分度圓直徑d2=m×12Z=248mmd=248mm中心矩a=（d12）/2=155.5mm+d取實(shí)際中心矩a’=160mm，則蝸輪需進(jìn)行變位。a’=160mm4.1.6蝸輪的變位系數(shù)因?yàn)閷?shí)際中心距與運(yùn)算中心距有差別，所以蝸輪須變位。由[1]式(6-5)得變位系數(shù)a'a160155.5x2=0.5625x20.5625m84.1.7 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由[1]表6-8，按Z2=31，插值求得YFa=2.162，由[1]表6-9查得[σF]’=40N/mm2，則許用彎曲應(yīng)力為FF'910640910622.6N/mm2[σF]=22.6N/mm2N1.68108由[1]式(6-2)得蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ，tanγ=Z1×m/d1=2×8/63=0.254故γ=14.25°,γ=14.25°由[1]式(6-12)得F1.53KT1cosYFa21.531.0157890cos14.250d1d2m632488=4.05N/mm2<[σF]=22.6N/mm2σF=4.05N/mm2則蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4.1.8 蝸桿、蝸輪各部分尺寸計(jì)算 (按[1]表6-4和表6-5)a)蝸桿*××a1齒頂高h(yuǎn)a1a=hm=18=8mmh=8mm齒根高h(yuǎn)f1a*+c*××f1=(h)m=(1+0.25)8=10mmh=10mm齒高h(yuǎn)1a1f11=h+h=8+10=18mmh=18mm分度圓直徑d=63mmd=63mm11齒頂圓直徑da11a1×a1=d+2h=63+28=79mmd=79mm齒根圓直徑df11－f1×f1=d2h=63-210=43mmd=43mm蝸桿軸向齒矩Pxπ×π×x=m=25.13mmP=25.13mm蝸桿齒寬b1≥(12+0.1Z2××)m=(12+0.131)8=120.8mm取b2=140mm1b=140mmb)蝸輪齒頂高h(yuǎn)a2*2×a2a=(h+x)m=(1+0.5625)8=12.5mmh=12.5mm齒根高h(yuǎn)f2a*+c*－x2f2=(h)m=(1+0.25-0.5625)8=5×.5mmh=5.5mm齒高h(yuǎn)2=ha2+hf2=12.5+5.5=18mmh2=18mm分度圓直徑d2×2×2喉圓直徑da2=mZ=830=248mmd=248mm=d+2h=248+212.5=273mmd=273mm齒根圓直徑df2=d2－f2×f22h=248-25.5=237mmd=237mm咽喉母圓半徑rg2’－a2g2=ad/2=160-248/2=36mmr=36mm齒寬b2≤a1×取54mm20.7d=0.779=55.3mm,b=54mm齒寬角θ=2arcsin(b21°θ＝117.99°/d)=2arcsin(54/63)=117.99頂圓直徑de2≤a2×d+1.5m=273+1.58=285mm取de2=280mmde2=280mm4.1.9 熱平衡計(jì)算滑動(dòng)速度Vs，由[1]式(6-18)得v12n1R129400.0633.1m/sV1=3.1m/s60602Vs=V1/cosγ=3.1/cos14.25°=3.2m/sVs=3.2m/s當(dāng)量摩擦角φγ由[1]表6-10，按

Vs=3.2m/s,查得φγ=

22'12"=2.037°

φγ=2.037°傳動(dòng)效率η，由[1]式(6-19)得0.955tgtg14.25η=0.8300.9550.830tg(v)tg(14.252.037)箱體所需散熱面積按自然通風(fēng)計(jì)算，取 kd=17w/(m2·oC),油的工作溫度t=80oC,周o圍空氣溫度t0=20C,則A1000P1(1)10001.337(10.735)0.347m2A≥0.347m2Kd(tt0)17(80-20)根據(jù)設(shè)計(jì)圖可知符合散熱要求。4.1.10 精度及齒面粗糙度的選擇由[1]表6-1,V2=0.780m/s，為一般動(dòng)力傳動(dòng),選取精度等級(jí)為8級(jí),標(biāo)準(zhǔn)為8cGB10089—88。蝸桿齒面粗糙度Ra1≤μm，Ra1≤μm蝸輪齒面粗糙度Ra2≤3.23.23.2μmRa2≤μm3.24.1.11 潤(rùn)滑油的選擇及裝油量的計(jì)算潤(rùn)滑油牌號(hào)的選擇力----速度因子KsT21578901062ξ=41.01N·min/mv1a3n1160341.01Nmin/m940由[1]圖6-15查得40oC，運(yùn)動(dòng)粘度為250mm2/s，再由[1]表6-12選G-N320w蝸輪蝸桿油。裝油量的計(jì)算蝸桿浸油深度為（0.75~1.0）h（h為蝸桿的螺牙高或全齒高），同時(shí)油面不能超過(guò)蝸桿軸承最低位置滾動(dòng)體的中心。4.2 滾子鏈傳動(dòng)4.2.1 確定鏈輪齒數(shù)由i=2.1,設(shè)鏈速V≤0.6~3m/s，選Z1，0。10=21Z=44Z=21,Z=444.2.2 選定鏈型號(hào)，確定鏈節(jié)矩 p由[1]式(4-7)得KAKZP1.00.910.993oP01.00.904kWP≥0.904kwKP其中由[1]表4-6查得：工況系數(shù)KA，由[1]圖4-12得：鏈A=1.0=1.0K輪齒系數(shù)KZ，由[1]表4-7按單排鏈考慮Kp。Z，p=1.0=0.91=1.0K=0.91K由P0=0.904kw及n1=60.06r/min，由[1]圖4-10選定鏈型號(hào)為12A，鏈距p=19.05mm。 p=19.05mm4.2.3 驗(yàn)算鏈速Z1n1P2160.0619.05V=0.400m/sV1000600.400m/s<15m/s601000所以鏈速適宜4.2.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)與實(shí)際中心矩中心距a0～～，初定0，0=(3050)P=571.5952.5mma=600mma=600mm則鏈節(jié)數(shù)為L(zhǎng)p02a0Z1Z0p(Z0Z1)2p2a022600214419.054421295.92節(jié)19.0526002則取Lp節(jié)，p=96L=96確定實(shí)際中心矩LpLp09695.92a=600.04mmaa0600600.04mm224.2.5 確定潤(rùn)滑方法由鏈速V=0.400m/s，及鏈號(hào)12A，由[1]圖4-16選擇人工定期潤(rùn)滑。4.2.6 計(jì)算對(duì)軸的作用力取KQ=1.25，1000KQP10001.250.993Q=3103.1NQ3103.1NV0.4004.2.7 計(jì)算鏈輪主要幾何尺寸分度圓直徑d1=p/sin（180o/Z1）=19.05/sin(180°/21)=127.82mm d1=127.82mmd2=p/sin（180o/Z2）=19.05/sin(180°/44)=267.03mm d2=267.03mm4.3 選擇聯(lián)軸器初步估計(jì)減速器高速軸外伸段軸徑d=（0.8~1.0）×d電機(jī)=（0.8~1.0）×28=22.4~28.0mm d電機(jī)=28mm根據(jù)傳動(dòng)裝置工作條件擬用 TL型彈性套柱聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩T=9.55×P/n=9.55 1500/940=15×.24Nm· T=15.24N·mTC=K×T=1.3×15.24=25.76Nm· TC=25.76N·m其中K為工作情況系數(shù)，由[1]中表11-1取K=1.3，T為聯(lián)軸器所傳遞名義轉(zhuǎn)矩，查T(mén)L5聯(lián)軸器公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩TN=125N·m>TC=21.78N·m，許用轉(zhuǎn)速[n]=3600r/mm>n0=940r/mm，故可以選擇TL5聯(lián)軸器28×30。主動(dòng)端d1，型軸孔L=60mm，A型鍵槽；從動(dòng)端212=28mmYd=28mm，d=d=28mm型軸孔L=60mm，A型鍵槽。取減速器高速軸外伸段軸徑 d=30mm。 d=30mm軸的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 蝸輪軸的設(shè)計(jì)5.1.1 確定減速器高速軸外伸段軸徑根據(jù)前面4.3的計(jì)算，取減速器高速軸外伸段軸徑 d=30mm。5.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)題目要求，設(shè)計(jì)出蝸輪軸的機(jī)構(gòu)如下圖所示：103 57 57圖2蝸輪軸的結(jié)構(gòu)圖5.1.3 蝸輪軸的強(qiáng)度校荷已知條件如下：蝸輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩及作用于蝸輪上圓周力、徑向力、軸向力分別為轉(zhuǎn)矩T=157.89N·mT=157.89N·m圓周力Ft2T22157.891273.3Ntd20.248F=1273.3N軸向力Fa2T1213.6431.7Nad10.063F=431.7N徑向力Fr=Ftanα1x=1273.3×tan20=463.4NFr=463.4Nt鏈輪對(duì)軸的作用力Q=3103.1由圖可知L1=103mmL2=L3=57mmL1=103mmL2=L3=57mm5.1.3.1 繪制蝸桿軸的受力簡(jiǎn)圖，求支座反力 ：繪制蝸桿軸的受力簡(jiǎn)圖如下圖 3所示103 57 57垂直支反力(圖3-a):FrL3d463.457248Fa431.7Rav22702.3NL2572L3FrL2d463.457248Fa431.7Rbv=22237.9NL3L2572水平支反力(圖3-b)：FtL3QL1L2L3RaHL1L21273.3573103.110357575726543.4N

Rav=-702.3NRbv=237.9NRaH=-6543.4NFtL2QL1L2L3RbHL2L11273.3 57 3103.1 103 57 5757 25.1.3.2 作彎矩圖垂直面彎矩圖(圖3-c)C點(diǎn)右

5270.1N

RbH=5270.1NMv1=Rbv×L3=237.9×57=13560N·mm點(diǎn)左Mv2‘=Rav×L2=-702.3×57=-40031Nmm·水平面彎矩圖(圖3-d)C點(diǎn)

Mv1=13560N·mmMv2=-40031Nmm·M=Rbv×L3=5271.0×57=300396N·mmMHC=300396N·mmHC點(diǎn)MHA=Q×L1=3103.1×103=319619N·mm MHA=319619N·mm合成彎矩圖(圖3-e)A點(diǎn)MA=MHA=319619N·mm MA=319619N·mm點(diǎn)右M1 M2HC Mv21 3003962 135602 300702Nmm M1=300702N·mm點(diǎn)左M2M2HCMv223003962403112303089NmmM2=-303089N·mm5.1.3.3作轉(zhuǎn)矩T圖(圖3-g)T=157890N·mm5.1.3.4作計(jì)算彎矩Mca圖：該軸單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力應(yīng)按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取α=0.6。點(diǎn)McaA MA2 T 2 3196192 0.6 1578902 333363Nmm McaA=333363N·mm點(diǎn)右McaC1 MC1 300702Nmm McaC1=300702N·mm點(diǎn)左McaC2 MC22 T 2 3030892 0.6 1578902 317549Nmm McaC2=317549N·m點(diǎn)McaD=αT=0.6×157890=94734N·mm

Mca3=94734N·mm5.1.3.5 校核軸的強(qiáng)度：根據(jù)圖所示，A點(diǎn)彎矩值最大，E點(diǎn)軸徑最小，所以該軸的危險(xiǎn)斷面是A、E兩點(diǎn)所在剖面。由 45鋼調(diào)質(zhì)處理根據(jù)[1]表8-1，得σB=637N/mm2，再根據(jù)[1]表8-3 查得，[σb]－1=58.7N/mm2。按[1]式(8-7)計(jì)算剖面直徑點(diǎn)軸徑McaA333363dA=38.4mmdA3338.4mm0.1b10.158.7該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑 55mm，安全。點(diǎn)軸徑McaE178138dE3331.2mm0.1b10.158.7考慮到軸上有一個(gè)鍵槽影響，軸徑加大5%dE=31.2×（1+0.05）=32.8mmdE=32.8mm該值小于原設(shè)計(jì)該點(diǎn)處軸徑42mm，安全。5.3.1.6 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度由圖3可知，Ⅰ~Ⅵ剖面均為有應(yīng)力集中的剖面，均有可能是危險(xiǎn)剖面。各危險(xiǎn)截面的彎矩值為截面ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ彎矩值17813829861110497310497310023415826N·mm其中Ⅲ~Ⅳ剖面計(jì)算彎矩相同。Ⅲ剖面軸徑小，應(yīng)力集中系數(shù)較大，則只校核Ⅲ剖面。Ⅵ剖面載荷數(shù)值太小故不校核者。則只校核Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅴ剖面。45鋼機(jī)械性能查表 8-1[1]得：σ-1=268N/mm2，τ-1=155N/mm2；a） Ⅰ剖面： σ-1=268N/mm2，因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表 1-1[1]:kσ=1.808，kτ=1.60τ-1=155N/mm2配合(按H7/k6)應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表 1-1[1]：kσ=1.949,kτ=1.497因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表 1-2查得：D-d）/r=（52-42）/2=5，r/d=2/42=0.048 kσ=1.955，kτ=1.636 kσ=1.955，kτ=1.636取kσ=1.955，kτ=1.636絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表 1-4[1]查得：εσ=0.84，ετ=0.78； εσ=0.84，ετ=0.78；表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5[1]查得：βσ=0.94，βτ=0.94；βσ=0.94，βτ=0.94；查表1-5[1]得ψσ=0.34，ψτ=0.21。ψσ=0.34，ψτ=0.21Ⅰ剖面產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為MⅠ=111711N·mmMⅠ=111711N·mmM11171115.08N/mm2σmax=15.08N/mm2maxW0.1423amax2，σm=0σa2σ=σ=15.08N/mm=15.08N/mmσm=0Sσ=σ-1/（Kσ×σa/（βσ×εσ）+ψσ×σm）=268/(1.955×15.08/(0.94×0.84)+0)σ=7.2S=7.2Ⅰ剖面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為mazT154789010.66N/mm2τmax=10.66N/mm2WT0.2423ammax10.665.33N/mm2τa=τm=5.33N/mm222Ⅰ剖面的安全系數(shù)為S115511.9τ=11.91.636SKam5.330.215.330.940.78σSτ/（Sσ2τ2）1/2×（22）1/2=6.S=6.2S=S+S=7.211.9/7.2+11.9[S]=1.5~1.8，S＞[S]，所以Ⅰ剖面安全。b）Ⅱ剖面Ⅱ剖面因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表 1-1查得：（D-d）/r=（55-52）/1=3，r/d=1/52=0.02 ，kσ=1.678，kτ=1.474 k σ=1.678，kτ=1.474絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表1-4[1]查得：εσ=0.81，ετ=0.76；εσ=0.81，ετ=0.76；表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5[1]查得：βσ=0.94，βτ=0.94；βσ=0.94，βτ=0.94；查表1-5[1]得ψσ=0.34，ψτ=0.21。ψσ=0.34，ψτ=0.21Ⅱ剖面產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為M=27073N·mmMⅡ=27073N·mmⅡM2737319.4N/mm2σmax=19.4N/mm2max3W0.152σamax2，σm=0σa2=σ=15.08N/mm=19.4N/mmSσ=σ-1/（Kσ×σa/（βσ×εσ）+ψσ×σm） σm=0=268/(1.678×19.4/(0.94×0.81)+0)=6.3σ=6.3SⅡ剖面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為mazT15478905.61N/mm2τmax=5.61N/mm2WT0.2523ammax5.612.81N/mm2τa=τm=2.81N/mm222Ⅱ剖面的安全系數(shù)為S115524.3τ=24.31.474K2.810.212.81am0.760.94S=SσSτ/（Sσ2+Sτ2）1/2=6.3×24.3/（6.32+24.32）1/2=6.1S=6.1C)Ⅲ剖面配合(按H7/k6)應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表1-1[1]：kσ=1.949,kτ=1.497因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表1-2查得：D-d）/r=（56-55）/0.5=2，r/d=0.5/55=0.01 k σ=1.955 ，kτ=1.636 kσ=1. 955，kτ=1.636取kσ=1.955，kτ=1.636絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表1-4[1]查得：εσ=0.81，ετ=0.76；εσ=0.81，ετ=0.76；表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5[1]查得：βσ=0.94，βτ=0.94；βσ=0.94，βτ=0.94；查表1-5[1]得ψσ=0.34，ψτ=0.21。ψσ=0.34，ψτ=0.21承受的彎矩為MⅢ=101125N·mmMⅢ=101125N·mmmaxM1011256.07N/mm2σmax=6.07N/mm2W0.155322σa=σmax=6.07N/mm，σm=0σa=6.07N/mmSσ=σ-1/（Kσ×σa/（βσ×εσ）+ψσ×σm） σm=0=268/(1.949×6.07/(0.94×0.81)+0)=17.2Sσ=17.2Ⅲ剖面產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為mazT15478904.75N/mm2τmax=4.75N/mm2WT0.2553max4.752am=2.81N/mm2am222.81N/mmτ=τS115528.25τ=28.251.497SKam2.380.212.380.940.81σSτ/（Sσ2τ2）1/2×（22）1/2=14.7S=14.7S=S+S=17.228.25/17.2+28.25Ⅴ剖面因鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表1-1[1]:kσ=1.808，kτ=1.603配合(按H7/r6)應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表1-1[1]：kσ=2.598,kτ=1.872因過(guò)度圓角引起的應(yīng)力集中系數(shù)根據(jù)附表1-2查得：（D-d）/r=（64-56）/2=4，r/d=2/56=0.036,kσ=1.904，kτ=1.577kσ=2.598，kτ=1.872取kσ=2.598，kτ=1.872MⅤ=100234N·mmMⅤ=100234N·mmⅤ剖面產(chǎn)生的正應(yīng)力及其應(yīng)力幅、平均應(yīng)力為maxM1002345.71N/mm2σmax=5.71N/mm2W0.156322σa=σmax=5.71N/mm，σm=0σa=5.71N/mm絕對(duì)尺寸影響系數(shù)由附表1-4[1]查得：εσ=0.81，ετ=0.76；εσ=0.81，ετ=0.76；表面質(zhì)量系數(shù)由附表1-5[1]查得：βσ=0.94，βτ=0.94；βσ=0.94，βτ=0.94；查表1-5[1]得ψσ=0.34，ψτ=0.21。ψσ=0.34，ψτ=0.21剖面的安全系數(shù)為S=S=σ/（K×σa/（β×εσ）+ψ×σ）S=13.8σ-1σσσm268/(2.598×5.71/(0.94×0.81)+0)=13.8S＞[S]=1.5~1.8 ，所以剖面Ⅴ安全。滾動(dòng)軸承的選擇和壽命驗(yàn)算滾動(dòng)軸承的選擇：由蝸桿及蝸輪尺寸選定：.蝸桿軸承為圓錐滾子軸承30208號(hào)C0 42.8kN,e 0.37,Y 1.6,Y0 0.9,C 59.8kNⅡ.蝸輪軸軸承為圓錐滾子軸承 30211號(hào)C065.5kN,e0.4,Y1.5,Y00.8,C86.5kN額定工作壽命L10'h48000hL10'h48000h壽命驗(yàn)算:Ⅰ.蝸輪軸軸承1)受力分析及所受支反力計(jì)算見(jiàn)軸校核處。R1H=6543.4Na)水平方向支反力R1H6543.4NR2H259.3NR2H=259.3Nb)垂直方向支反力R1V702.3NR2V237.9NR1v=702.3NR2V=237.9NR1R12HR12V6581.0N,R2R22HR22V5275.5NR1=6581.0NR2=5275.5N2）計(jì)算派生軸向力SS1=2193.7NS1R1/2Y6581.0/(21.5)2193.7N,S2=1758.5NS2R2/2Y5275.5/(21.5)1758.5N3)計(jì)算軸向載荷AA1=2193.7NA1max(S1,S2Fa1)max(2193.7,1758.5431.7)2193.7N,A2=1762.0NA2max(S1Fa1,S2)max(2193.7431.7,1758.5)1762N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷PA1/R12193.7/6581.00.033e0.4取X11.0,Y10A2/R21762/5275.50.034e0.4取X21.0,Y20因?yàn)檩d荷平穩(wěn)，所以取 fd 1.0,根據(jù)所受彎矩取 fm1=2,fm2=1P1fdfm1(X1R1Y1A1)1.02(1.06581.00)13162NP1=13162NP2fdfm2(X2R2Y2A2)1.01(1.05275.50)5275.5NP=5275.5N2計(jì)算軸承壽命由于P1P2,取PP1,L10h=147540h106ftC10618650010L10h)3'()(147540hL10h60nP6060.0613162.蝸桿軸軸承受力分析及所受支反力