蝸桿傳動例題課件

【例題】

試設計一攪拌機用的閉式蝸桿減速器中的普通圓柱蝸桿傳動。已知：輸入功率P=9KW，蝸桿轉速n1=1450r/min，傳動比i12=20，攪拌機為大批量生產，傳動不反向，工作載荷較穩(wěn)定，但有不大的沖擊，要求壽命Lh為12000h。

【解】1、選擇蝸桿傳動類型根據GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。

2、選擇材料根據庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45～55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。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、按齒面接觸疲勞強度進行設計根據閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。1）確定作用在蝸桿上的轉矩T2

按z1=2，估取效率η=0.8，則

2）確定載荷系數K

因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數Kβ=1由選取使用系數KA=1.15表11-5由于轉速不高，沖擊不大，可取動載系數KV=1.05

3）確定彈性影響系數ZE

因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故ZE=160MPa1/2

5）確定許用接觸應力[σH]

根據蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，可從中查得蝸輪的基本許用應力[σH]′=268MPa。表11-7

4）確定蝸輪齒數Z2

應力循環(huán)次數壽命系數則8因z=2，故從中取模數m=8mm蝸桿分度圓直徑d1=80mm。表11-26）計算

4、蝸桿與蝸輪的主要參數與幾何尺寸

1）蝸桿軸向齒距pa=25.133mm；直徑系數q=10；齒頂圓直徑da1=96mm；齒根圓直徑df1=60.8mm；分度圓導程角γ=11018′36″；蝸桿軸向齒厚sa=12.5664mm。

2）蝸輪

蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑5、校核齒根彎曲疲勞強度當量齒數

根據zv2=43.48，從中可查得齒形系數Yfa2=2.38。圖11-19螺旋角系數許用彎曲應力

從中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎應力[σF]′=56MPa.表11-8壽命系數彎曲強度要求是滿足的。驗算效率γ=11018′36″=11.310ｆ與滑動速度有關=v1/cosγ＝6.194m/svS=v22+v12

從表１１－１８中查得代入式中得6、精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從GB/T10089-1988。然后由有關手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。

7、熱平衡核算(從略)

8、繪制工作圖(從略)表11-2

普通圓柱蝸桿基本尺寸和參數及其與蝸輪參數的匹配中心距a/mm模數m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數z1直徑系數q分度圓導程角γ蝸輪齒數z2變位系數x2405011818118.003°10′47″628200401.2582031.25116.003°34′35″49-0.500506322.43517.923°11′38″6282+0.040+0.440501.62051.2112.54°34′26″51-0.50029°05′25″417°44′41″63802871.68117.503°16′14″6182+0.125+0.25040（50）（63）222.489.6111.205°06′08″29（39）（51）-0.100（-0.100）（+0.400）210°07′29″419°39′14″628°10′43″返回下一頁中心距a/mm模數m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數z1直徑系數q分度圓導程角γ蝸輪齒數z2變位系數x280100235.5142117.753°13′28″6282+0.12550（63）（80）2.528175111.205°06′08″29（39）（53）-0.100（+0.100）（-0.100）210°07′29″419°39′14″628°10′43″10045281.25118.003°10′47″62063（80）（100）3.1535.5352.25111.275°04′15″29（39）（53）-0.1349（+0.2619）（-0.3889）210°03′48″419°32′29″628°01′50″12556555.66117.7783°13′10″（續(xù)表11-2）返回上一頁下一頁中心距a/mm模數m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數z1直徑系數q分度圓導程角γ蝸輪齒數z2變位系數x280(100)(125)440640110.005°42′38″31(41)(51)-0.500(-0.500)(+0.750)211°18′36″421°48′05″630°57′50″160711136117.753°13′28″62+0.125100(125)(160)(180)5501250110.005°42′38″31(41)(53)(61)-0.500(-0.500)(+0.500)(+0.500)211°18′36″421°48′05″630°57′50″200902250118.003°′10″47620125(160)(180)(200)6.3632500.47110.005°42′38″31(41)(48)(53)-0.6587(-0.1032)(-0.4286)(+0.2460)211°18′36″421°48′05″630°57′50″2501124445.28117.7783°13′10″61+0.2937（續(xù)表11-2）返回上一頁下一頁中心距a/mm模數m/mm分度圓直徑d1/mmm2d1/mm3蝸桿頭數z1直徑系數q分度圓導程角γ蝸輪齒數z2變位系數x2160(200)(225)(250)8805120110.005°42′38″31(41)(47)(52)-0.500(-0.500)(-0.375)(+0.250)211°18′36″421°48′05″630°57′50″注：1）本表中導程角γ小于3°30′的圓柱蝸桿均為自鎖蝸桿。

2）括號中的參數不適用于蝸桿頭數z1=6時。

3）本表摘自GB/T10085-1988。（續(xù)表11-2）返回上一頁工作類型ⅠⅡⅢ載荷性質均勻、無沖擊不均勻、小沖擊不均勻、大沖擊每小時啟動次數<2525～50>50起動載荷小較大大KA11.151.2表11-5

使用系數KAHT200HT1503448砂模鑄造2840砂模鑄造灰鑄鐵6490金屬模鑄造5780砂模鑄造鑄鋁鐵青銅ZCuAl10Fe32632金屬模鑄造2226砂模鑄造鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Ph5Zn54056金屬模鑄造2940砂模鑄造鑄錫青銅ZCuSn10P1雙側工作[σ-1F]’單側工作[σ0F]’鑄造方法蝸輪材料注：表中各種青銅的基本許用彎曲應力為應力循環(huán)次數N=106時之值，當N≠106時，需將表中數值乘以KFN；當N>25×107時，取N=25×107；

N<105時，取N=105。表11-8蝸輪的基本許用彎曲應力[σF]′MPa例題查表2.90.200.450.500.550.600.300.350.252.03.22.82.43.6ZC蝸桿(ZA、ZN、ZK

蝸桿亦可近似查用)ZI蝸桿圖11-18圓柱蝸桿傳動的接觸系數Zρd1/aZρ●●0.40●例題查表2.740.200.450.500.550.600.300.350.252.03.22.82.43.6ZC蝸桿(ZA、ZN、ZK

蝸桿亦可近似查用)ZI蝸桿圖11-18圓柱蝸桿傳動的接觸系數Zρd1/aZρ●●0.40●例題查表＞45HRC≤45HRC140135268180128金屬模鑄造113砂模鑄造鑄錫鋅鉛青銅ZCuSn5Ph5Zn5220金屬模鑄造150砂模鑄造鑄錫青銅ZCuSn10P