机械设计课程设计说明书
轮主要传动尺寸列表 模数m?mn? 4.0mm 压力角???n? 螺旋角? 分度圆直径d 齿顶高ha 齿根高hf 齿顶间隙C 齿根圆直径df ?ha?ham?1?4.0 20? 14.53? d1?115.7mmd2?384.29mm4.0 5.0 1.0 hf?h?fm?1.25?4.0 C?0.25m?0.25?4.0 df1?d1?2hf?115.7?2?5.0df2?d2?2hf?384.29?2?5.0 a?1?d1?d2? 2df1?105.7mmdf1?374.29mm 中 心 距a 齿 宽b 齿顶圆直径da 2、蜗轮蜗杆设计
250 b1?106mm b2?116mm b2?b??dd1?0.9?115.7 b1?b??5~10?mm da1?d1?2ha?115.7?2?4.0 da1?123.7mm da2?392.29mm da2?d2?2ha?384.29?2?4.0 蜗杆采用45钢，调质处理，表面硬度大于45HRC，蜗轮采用ZcuSn10P1沙型铸造，计算步骤如下：
计算项目 计 算 内 容 计 算 结 果 （1）按齿面接触强度设计 第 11 页 共 33 页
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计算项目 齿数 载荷系数 传动效率 蜗轮转矩 蜗轮材料许用接触应力 滑动速度影响系数 应力循环次数 寿命系数 蜗轮许用接触应力 模数 直径系数 分度圆直径 蜗轮分度圆直径 蜗杆导程角 蜗轮齿宽 计 算 内 容 由表9.4-4取z1,z2由于载荷平稳 由表9.4-8估取 计 算 结 果 z1?2,z2?40 K?1.1 ?iz1 ?1?0.8 T2?464.27N?m 由表9.4-10 ?P?200N/mm2 ?H由图9.4-7初估滑动速度vS油润滑，由图9.4-9可查出 ?3.5m/s，浸ZVS?0.92 nNL?60?1th(单向运转?取1) i由图9.4-10查出 NL?20.736?107 ZN?0.68 ?PZVSZN ?HP??H?15000?2?md?.14查由??z??KT2?3736?HP2?表9.4-3 确定基本传动尺寸 2?HP?125.12N/mm2 m?8q?10.00 d1?80mmd2?mZ2?8?40?320mm ??arctgZ12 ?arctgq10.00q?1d2?320mm ??11.31? b2?2m0.5???2?8?0.5??61.16mm??10?1? b2?62mm V1?6.03m/s Vs?6.15m/s 蜗杆圆周速度 相对滑动速度 当量摩擦角 当量摩擦系数 V1??d1n160?1000?3.14?80?1440 60?1000Vs?V16.03 ?cos?cos11.31?由表9.4-7 * ?V?1?10'?1.16? ?V?1.16? ?V?tg?V?tg1.16? ?V?0.020 （2）按齿面接触疲劳强度校核验算 第 12 页 共 33 页
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计算项目 计 算 内 容 计 算 结 果 ZE?155 弹性系数 由表9.4-12 使用系数 原动机为电动机，工作平稳，由表9.4-13 动载荷系数 载荷分布系数 接触应力 KA?1 V2??d2n260?1000?3m/s KV?1.05 K??1 载荷平稳 ?H?ZE?1559400T2KAKVK?2d1d2?H??HP 合格 94000?464.27?1?1.05?1 280?320?115.93MPa（3）按轮齿弯曲疲劳强度校核验算 材料许用弯曲应力 寿命系数 许用弯曲应力 蜗轮当量 齿数： 蜗轮的齿形 系数 导程角系数 一侧受载，由表9.4-10查出 由图9.4-10查出 ??51N/mm2 ?FPYN?0.55 ?YN ?FP??FPZV2?Z240??42.42 33?cos?cos11.31?FP?28.05N/mm2 ZV2?42.42 蜗轮无变位,变位系数X=0，由图9.3-19 Y?11.31??1??1??0.91 ?120120YFS?2.47 ?Y??0.91 合格 蜗轮弯曲应力 ?F??666T2KAKVK?d1d2mYFSY?666?464.27?1?1.05?1?2.47?0.91 80?320?8?3.56N/mm2??FP?28.05N/mm2（4）按蜗杆轴挠度校核验算 圆周力 2T12?29.31?103Ft1??d180 Ft1?732.75N 第 13 页 共 33 页
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计算项目 径向力 蜗杆两支撑间距离 危险截面惯性矩 许用最大挠度 蜗杆轴挠度 y1?计 算 内 容 Fr12T22?464.27?103?tg?X?tg20? d2320计 算 结 果 Fr1?1056.12N L?288mm L?0.9d2?0.9?320 3.14??63?2.5m?I??646443.14??80?2.5?8??64?df44 I?0.64?106mm4 yP?0.001d1?0.001?80 yP?0.08mm Ft1?Fr2148EI2L3y1?yP 732.752?1056.122??28833648?2.1?10?0.64?10?0.0048mm 合格 （5）蜗杆传动热平衡计算 啮合效率 搅油率 轴承率 总效率 导热率 工作环境温度 传动中心距 散热面积 ?a?A?0.33???100?1.73?1tg??tg????V??tg11.31??tg11.31?1.16?? ??0.905 1??2?0.98 自定 自定 ?3?0.99 ???1?2?3?0.905?0.98?0.99 中等通风环境 一般情况 ??0.878 K?15W/m2??C?? t2?20?C ? a?0.5?d1?d2??0.5??80?320a?200mm ?200??0.33????100?1.73 A?1.095m2 第 14 页 共 33 页
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计算项目 润滑油工作温度 t1?计 算 内 容 P1???1??t2KA4420??1?0.878???20 15?1.095?52.8?C计 算 结 果 t1?95?C合格 3、蜗杆轴的设计 计算项目 材料的选择 材料系数 估算轴径 蜗杆受转 矩 圆周力 径向Fr1计算内容 材料选择45号钢，调质处理 ?B?650MPa 查表16.2有 d?C3P4.42?1123?16.3mm n1440计算结果 C=112 取dmin?30mm T1?29.31N?m 2T22?29.31?103Ft1???732.75Nd180 Ft1?732.75N 力 轴向Fa12T22?464.27?103?tg?X??tg20?d2320' Fr1?1056.12N Fa1?2902N力 蜗杆受力2T22?464.27?103??d2320' 见图5.3（c） 图 垂直面反力 FAV?156Fr1?40Fa1153?156 156?1056.12?40?2902?153?156 FAV?908.85N FBV?157.52N 第 15 页 共 33 页
蜗轮蜗杆柱齿轮二级减速器概要
