機(jī)械設(shè)計(jì)11-5作業(yè)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)作業(yè)11-5院 系 機(jī)械與控制工程學(xué)院專 業(yè) 機(jī)械12-2班課程名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)姓 名 段 鵬學(xué) 號(hào) 3120644241 試設(shè)計(jì)輕紡機(jī)械中的一單級(jí)蝸桿減速器，傳遞功率P=8.5kw,主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n1=1460r/min，傳動(dòng)比i=20，工作載荷穩(wěn)定，單向工作，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑情況良好，要求工作壽命為15000h。（1）選擇蝸桿傳動(dòng)類型根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，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，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；因希望傳遞效率盡可能高，耐磨性要好，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度4555HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模

2、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。（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)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： a3KT2×(ZE×ZH)21）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2 按z1=2， 估取效率=0.8，則T2 =9.5×106×P2n2=9.55×106×pn1/i12=9.55×106×8.5×0.81460/20=890500N.mm2）確定載荷系數(shù)因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1.0， 查表1

3、1-5，選用使用系數(shù)KA=1.15 由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.0 K=KKAKV=1.0×1.15×1.0=1.153）確定彈性影響系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅ZCuSn10P1蝸輪和鋼蝸ZE=160MPa4）確定接觸系數(shù)Z一般而言d1a=0.4，所以先假設(shè)它們的比值為0.4，再選取Z，5）確定許用接觸應(yīng)力H根據(jù)蝸輪材料鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度大于45HRC，查表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力H，=268MPa，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2LH=60×1×146020×20000=8.76&

4、#215;107則壽命系數(shù) KHN=81076.57×107=0.7624則 H=KHN×H，=0.7624×268=204.3MPa6）計(jì)算中心距 a3KT2×(ZE×ZH)2=31.15×889589×(160×2.78211.8)2=165.24mm綜合考慮 選取a=200mm，因?yàn)閭鲃?dòng)比為i12=20，所以查表11-2得模數(shù)m=8，分度圓直徑d1=80mm，這時(shí)d1a=0.4,與初選值一致，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。（4）蝸桿與蝸輪主要參數(shù)計(jì)算1）蝸桿 軸向齒距pa=m=3.14×8=25.12， 直

5、徑系數(shù)q=10.00齒頂圓直徑da1=d1+2ha*m=80+2×1×8=96mm齒根圓df1=d1-2(ha*m+c)=80-2×(1×8+0.25)=60.8mm分度圓導(dǎo)程角=11°1836蝸桿軸向齒厚12.5664mm2）蝸輪蝸輪齒數(shù)為z2=41，變位系數(shù)x2=-0.5驗(yàn)算傳動(dòng)比i12=412=20.5, 傳動(dòng)比誤差為20.5-2020=2.5% 在允許范圍內(nèi)蝸輪的分度圓直徑d2=mz2=8×41=328mm蝸輪喉圓直徑da2=d2+2ha=328+2×1×8=344mm蝸輪齒根圓直徑df2=d2-2df2=

6、328-2×1.2×8=308.8mm蝸輪咽喉母圓半徑rg2=a-12da2=200-12×344=28mm（5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 F=1.53KT2d1d2m×YFa2×YF當(dāng)量齒數(shù) zv2=z2cos3=41(cos11°18'36)3=43.48根據(jù)x2=-0.5,zv2=43.48,查圖11-19得齒形系數(shù)YFa2=2.87螺旋角系數(shù) Y=1-140=1-11.3°140=0.9192許用彎曲應(yīng)力 F=KFNF，查表11-8 由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力F，=56MPa。壽命系數(shù)KFN

7、=91068.76×107=0.608 F=KFN×F，=36.086 MPa F=1.53KT2d1d2m×YFa2×Y=1.53×1.15×89050080×328×8×2.87×0.9192=19.69F所以彎曲疲勞強(qiáng)度滿足，合格。（6）驗(yàn)算效率=（0.950.96）×tantan（+v）相對(duì)滑動(dòng)速度vs=d1n160×1000cos=3.14×80×146060×1000×cos11.3=6.264m/s從表11-18中用插值法查得fv=0.020,v=arctanfv=1.204°代入上式中得 =0.86，大于原估計(jì)值0.8，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)械減速器，從GB/T 10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f， GB/T10089-1988。（8）潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑方式的選擇考慮蝸桿運(yùn)動(dòng)速度不高，載荷中等，選用牌號(hào)320，速度在510m/s，運(yùn)動(dòng)粘度為220cst（9）熱平衡計(jì)算保持正常工作溫度所