1、機械設計作業11-5院 系 機械與控制工程學院專 業 機械12-2班課程名稱 機械設計姓 名 段 鵬學 號 3120644241 試設計輕紡機械中的一單級蝸桿減速器，傳遞功率P=8.5kw,主動軸轉速n1=1460r/min，傳動比i=20，工作載荷穩定，單向工作，長期連續運轉，潤滑情況良好，要求工作壽命為15000h。（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）選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號鋼；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。傳動中心距： a3KT2×(ZE×ZH)21）確定作用在蝸輪上的轉矩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）確定載荷系數因工作載荷較穩定，故取載荷分布不均系數K=1.0， 查表1

3、1-5，選用使用系數KA=1.15 由于轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數KV=1.0 K=KKAKV=1.0×1.15×1.0=1.153）確定彈性影響系數因選用的是鑄錫磷青銅ZCuSn10P1蝸輪和鋼蝸ZE=160MPa4）確定接觸系數Z一般而言d1a=0.4，所以先假設它們的比值為0.4，再選取Z，5）確定許用接觸應力H根據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力H，=268MPa，應力循環次數 N=60jn2LH=60×1×146020×20000=8.76&

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

5、徑系數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分度圓導程角=11°1836蝸桿軸向齒厚12.5664mm2）蝸輪蝸輪齒數為z2=41，變位系數x2=-0.5驗算傳動比i12=412=20.5, 傳動比誤差為20.5-2020=2.5% 在允許范圍內蝸輪的分度圓直徑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度 F=1.53KT2d1d2m×YFa2×YF當量齒數 zv2=z2cos3=41(cos11°18'36)3=43.48根據x2=-0.5,zv2=43.48,查圖11-19得齒形系數YFa2=2.87螺旋角系數 Y=1-140=1-11.3°140=0.9192許用彎曲應力 F=KFNF，查表11-8 由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力F，=56MPa。壽命系數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所以彎曲疲勞強度滿足，合格。（6）驗算效率=（0.950.96）×tantan（+v）相對滑動速度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，大于原估計值0.8，因此不用重算。（7）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/T 10089-1988圓柱蝸桿，蝸輪精度中選擇8級精度，側隙種類為f，標注為8f， GB/T10089-1988。（8）潤滑油和潤滑方式的選擇考慮蝸桿運動速度不高，載荷中等，選用牌號320，速度在510m/s，運動粘度為220cst（9）熱平衡計算保持正常工作溫度所