《机械设计》蜗轮蜗杆的选择计算及一系列问题习题

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，n1=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HHp2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40Cr(表面淬火45-55HRC)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107ZN==0.7Hp=Hp’ZN=2000.7=140Mpa4按齿面接触疲劳强度条件确定匹配系数m2d19KAT2()2p37表3-1KA=1，T2=9550103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=0.9T2=9550103=716250N.m因为ZE=160且Z2=i.Z1=412.25=49代入公式计算m2d19KAT2()2m2d191716250()2=3507.09mm3确定匹配参数查表4-1m=6.3mm,d1=112mmq=17.7985校核齿面接触疲劳强度H=ZE==123.94MpaHp=140Mp6蜗杆传动效率及热平衡计算m=6.3mm,d1=112mm,d2=mZ2=6.349=308mma=(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=-2X2=49-2（-1.59）=52r=arctan=arctan=12。40’48’’=12.68。7蜗杆的传动速度V1=n1d1/60000=14703.14112/60000=8.62m/sV2=V1/cosr=8.62/cos12.68。=8.79m/s允许速度12m/s8传动效率由表4-9得v=1。30’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Px=m=6.33.14=19.782mm导程PZ=PXZ1=9.7824=79.128mm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螺纹部分长度查表4-3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b2=2m(0.5)=26.3(0.5)=27.3mm顶圆直径df2=da1+1.5m=124.6+1.56.3=134.05mm轮圆齿宽度b查表4-3b=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+2ha2=308.7+23.15=315mm故该齿轮设计结束。