《机械设计》蜗轮蜗杆的选择计算及一系列问题习题.doc

3设计一起重设备的阿基米德蜗杆闭式传动系统。载荷有中等冲击。蜗杆轴由电动机驱动，传递功率P1=10KW，1=1470r/min,n2=120r/min,连续工作，每天工作8小时，要求工作寿命为10年 解：1 确立设计约束 因为闭式传动，控制点蚀和胶合 故按涡轮接触疲劳强度条件((Hp 2 选择蜗轮蜗杆材料及热处理精度 由P93面可知， 涡轮材料 ZcuSn10P1; 由P87表4-6可知，材料为磨砂铸造 蜗杆材料 3 计算齿面接触疲劳强度和许用接触应力 Hp=(Hp’ZN 由P87表4-6得Hp’=200Mpa 由P87寿命系数ZN=，N=60n2tn (n2=120) 故N=60(120(300(8(10=17.28(107 ZN= (Hp=(Hp’ZN=200(0.7=140Mpa 4 按齿面接触疲劳强度条件确定匹配系数 m2d19KAT2()2 KA=1， P1=10KW,根据Z1和Z2的推荐值， i=n1/n1=1470/120=12.25 推荐值得Z1=4，故=0.9 T2=9550(103(=716250N.m 因为ZE=1602=i.Z1=4(12.25=49 代入公式计算 m2d19KAT2()2 m2d19(1(716250(()2=3507.09mm3 确定匹配参数 查表4-1 m=6.3mm,d1=112mm q=17.798 5 校核齿面接触疲劳强度 H=ZE==123.94Mpa(Hp=140Mp 6 蜗杆传动效率及热平衡计算 m=6.3mm,d1=112mm,d2=mZ2=6.3(49=308mm a=(d1(d2)/2=(112(308)/2=210mm 取标准值a‘=200mm 因变位系数 X2==-1.59 又因X2=，可推出=-2 X2=49-2(（-1.59）=52 r=arctan=12。40’48’’=12.68。 7 蜗杆的传动速度 1=n1(d1/60000=1470(3.14(112/60000=8.62m/s V2=V1/cosr=8.62/cos12.68。m/s允许速度12m/s 8 传动效率 由表4-9得’ (1= ==0.88 取=0.96 (=(1=0.88(0.96=0.8448 因为Z1=4，故设立=0.9与计算值接近 9 热平衡计算 公式4-24 ,由于箱体散热值不能确定，故此处不计算 10 几何尺寸计算 中心距 a’=200mm 蜗杆头数Z1=4 齿形角ZA(x=20。 涡轮齿数Z2=49 模数m=6.3 蜗杆 分度圆直径 d1=112mm 轴向齿距x=m(=6.3(3.14=19.782mm 导程mm 导程角 r=12。40‘48” 齿顶高 ha1=ha*m=m=6.3mm 齿根高hf1=ha*m+2ha1=6.3+0.2=6.5mm 齿高h1= ha1+ hf1=6.3+6.5=12.8mm 顶圆直径da1=d1+2ha1=112+2(6.3=124.6mm 根圆直径df1= d1-2hf1=112-2(6.5=99mm 螺纹部分长度 因为X=-1.59，按X=-0.5计算 故b1=(9.5+0.09Z2)m=(9.5+0.09(49)(6.3=87.6mm 因m10mm,增加25mm,则取b1=87.6+25=112.6mm 涡轮 分度圆直径d2=Z2m=49(6.3=308.7mm 齿宽2=2m(0.5) =2(6.3((0.5)=27.3mm 顶圆直径f2=da1+1.5m=124.6+1.5(6.3=134.05mm 轮圆齿宽度 查表4-3 b=0.67da1=0.67(124.6=83.482mm 齿顶高 ha2=m(1+X2=6.3((1-0.5)=3.15mm 齿根高 hf2=m(1-X2+C*)=6.3((1+0.5+0.2=10.71mm 喉圆直径da2=d2+2 ha2=308.7+2(3.15=315mm 故该齿轮设计结束。