涡轮蜗杆计算

设蜗杆载荷F=50N 转速n=200r/min强度计算(1) 材料及精度选择蜗杆40Cr,表面高频淬火，HRC4555,齿面粗糙度疋=0. 8jLmi;蜗轮ZCuSnlOPbl，金 属模浇铸，rHbP = 216MPa。精度 GB10089 -88 8 级(2) 按接触强度确定主要参数及尺寸Ka = 1. 2，Kv=l. 1，Kq=1 K = l. 2X1.1X1 = 1. 32 =(1003. 5 i）=0. 84暂取 Tz = 50(N . m)取 Z1 = 2，Z2 = 2X20 = 40N=60 n2 t=60xx5x300x8=5.26x10712-2查得ZN = 0. 81。 =216x0.81=175(mp)m=10.1 (mm)查表 12-2 初取 m =8mm，d1=80mm, q = 10。则 D2=z2m=552(mm),a=(d1+d2)/2=316(mm)取标准中心距 a =315mm由表 12-2、表 12-3 查得 q = 9，7=12 3144,传动效率计算滑动速度Vs=0.89热平衡计算由减速器装配图估算A=1.37m2，因通风良好，取尺=15W/(m2 K)，热平衡时润滑油 的温度为T0=ta+=20+=73 C低于润滑油的允许工作温度，不需要采用其他冷却措施蜗杆涡轮的其他主要尺寸模数m=8蜗杆直径系数 q=d1/m=80/8=10涡轮直径d2=mz2=8x69=552蜗杆直径d1=qm=10x8=80涡轮齿顶圆df1=1.2x8=9.6df2=(1.2-X2)m=(1.2+0.125)x8=10.6齿根圆 ha1=m=8 Ha2=(1-0.125)x8=7蜗杆Px=3.14xm=25.13B1=(13+0.1z2)m=13+6.9=20B2=(03670.75)da1=(0.670.75)x70=50输出轴的设计选择轴的材料及热处理考虑到变速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩，其传递的功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用的45钢，调质处理。初算轴的最小直径已知轴的输入功率为525W，转速为960 r/min.根据机械设计基础表7-4可知，C值在106118间。所以输出轴的最小直径： 但是，由于轴上有1个键槽，计入键槽的影响：已知输出轴的输入功率为420W，转速为56.5r/min，则输出轴的最小直径： 由于轴上由2个键槽，故6.1.4轴承的选择及校核1) 初选输入轴的轴承型号据已知工作条件和输入轴的轴颈，由机械设计基础附表8-5初选轴承型号为圆锥滚子轴承30208（一对），其尺寸：D=72mm,d=35mm,B=18mm。据已知工作条件和输出轴的轴颈，由机械设计基础附表8-5初选轴承型号为圆锥滚子轴承30214（一对），其尺寸：D=80mm,d=40mm,B=18mm基本额定动载荷 C=63000N计算系数 e=0.37轴向载荷系数 Y=1.62) 计算蜗杆轴的受力蜗杆轴的切向力，轴向力和径向力蜗杆轴： 蜗轮轴： 3) 计算轴承内部轴向力轴承的内部轴向力：4) 计算轴承的轴向载荷轴承2的轴向载荷 由已知得，与方向相同，其和为 （轴承2为“压紧”端），所以轴承1的轴向载荷 （轴承1为“放松”端）5) 计算当量动载荷轴承1的载荷系数 根据，由表8-8可知轴承2的载荷系数 根据由表8-8可知轴承1的当量动载荷 轴承2的当量动载荷 所以轴承的当量动载荷取、中较大者，所以6) 计算轴承实际寿命温度系数 由机械设计基础表8-6可知载荷系数 由机械设计基础表8-7可知寿命指数 滚子轴承 轴承实际寿命 轴承预期寿命 结论 由于 轴承30208满足要求6.1 轴的结构设计6.2.1蜗杆轴的结构造型如下：6.2.3蜗杆轴的轴向尺寸的确定联轴段取；轴肩段取；与轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为18mm；左轴承到蜗杆齿宽；蜗杆齿宽 即，取；蜗杆齿宽右面到右轴承间的轴环与左面相同取；与右轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为18mm；轴的总长为320mm。6.2.4蜗轮轴的结构造型如下：输出轴的弯矩和转矩6.2.5蜗轮轴的轴上零件的定位、固定和装配单级减速器中，可将蜗轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，蜗轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴固定，轴向固定靠平键和过渡配合。两轴承分别一轴肩和套筒定位，轴向则采用过渡配合或过盈配合固定。联轴器以轴肩轴向定位，右面用轴端挡圈轴向固定，键联接作轴向固定。轴做成阶梯形，左轴承从左面装入，蜗轮、套筒、右轴承和联轴器依次从右面装到轴上。6.2.6蜗轮轴的径向尺寸的确定从左轴承段与轴承的内径相配合，为便与轴承的安装取，选定轴承型号为30214开始逐渐选取轴段直径，起固定作用，定位轴肩高度，该直径处安装密封毡圈，标准直径，应取；与蜗轮孔径相配合，取蜗轮的内径，按标准直径系列，取； 与轴承的内径配合，与相同，故取；联轴段；起定位作用，定位轴肩高度故取；6.2.7蜗轮轴的轴向尺寸的确定 左面与轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为；左轴承到蜗轮齿宽间的套筒取；蜗轮齿宽，故取；蜗轮齿宽右面到右轴承间的轴环与左面相同取；与右轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为24mm；右轴肩段，联轴段，故轴的总长为280mm。6.2.8蜗轮的强度校核已知蜗轮的切向力 蜗轮的径向力 蜗轮轴向力 求水平面支反力： 水平面弯矩： 垂直面支反力，由,即 ，得 在铅垂方向上，由，即,得 垂直面弯矩 根据合成弯矩 得C截面左侧弯矩 C截面右侧弯矩 转矩T 当量弯矩 由当量弯矩图和轴的结构图可知，C和D处都有可能是危险截面，应分别计算其当量弯矩，此处可将轴的钮切应力视为脉动循环，取，则C截面左侧当量弯矩 C截面右侧当量弯矩 所以C截面处当量弯矩在以上两数值中取较大者，即D截面弯矩 D截面合成弯矩 D截面当量弯矩 求危险截面处轴的计算直径 许用应力，轴的材料用45钢，由机械设计基础表7-1可知，C截面直径计算 D截面直径计算 经与结构设计图比较，C截面和D截面的计算直径分别小于其结构设计确定的直径，故轴的强度足够。