一级涡轮蜗杆设计说明书

第二章. 传动方案选择

2.1.1电动机的选择和运动参数的计算

1. 选择电动机的类型

按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。 2.选择电动机容量

（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率。

工作机的有效传递效率Pw=1.3kw

此蜗杆为单头蜗杆，其传递效率由表9.1得η=（0.70—0.75）。取η

=0.73 ηΣ=η1η2ηη1 η2 η

2

3

3 分别为弹性联轴器，涡轮蜗杆，卷筒轴的传递效

率。

ηΣ=0.99×0.73×0.96=0.69 Pd=Pw/ηΣ=1.88kw 3.电动机的转速

工作机卷筒轴的转速为：nw=34.5r/min 一级蜗杆传动比范围：iΣ=10～40

2

则电动机转速的可选范围为：nd=iΣnw=（10～40）×34.5

=（345～1380）r/min

根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min。

由表14.1得选取电动机Y112M-6

电动机型号 额定功率kw 满载转速 起动转矩/额定转矩 最大转矩/额定转 r/min 矩 Y112M-6 2.2 710 2.0 2.0 2.2运动及动力参数的计算

1.各轴转速计算

（1）实际总传动比及各级传动比配置：

由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。则总传动比iΣ=nm/nw=710/34.5=20. （2）各轴转速：

蜗杆轴转速：n1=710r/min

蜗轮轴转速：n2=34.5r/min 2.各轴输入功率计算

电动机功率：pd=2.2kw

电动机转矩：Td=9550×pd/nm=9550×2.2÷710=29.59Nm

●

蜗杆轴功率：P

蜗杆

=pd×η

联轴器×

η

滚动轴承

=2.2×0.99×

0.98=2.13kw

蜗杆转矩：T0.98=28.7 Nm

●

杆=Td×

i×η

联轴器×

η

滚动轴承=2.2×1×0.99×

蜗杆轴功率：P蜗轮=pd×η 蜗杆转矩：T

轮

涡轮蜗杆

=2.13kw×0.73=1.55kw

涡轮蜗杆

=T

杆

×i×η=28.7×20.6×

0.73=431.6 Nm

●

卷筒轴功率：P滚筒= p

0.98=1.5kw

卷筒轴转矩：T卷=T0.98=418.74 N

●

涡轮×

η

联轴器×

η

滚动轴承=1.55×0.99×

轮×

i×η

联轴器×

η

滚动轴承

=431.6×0.99×

m

第三章. 传动零件的设计计算

3.1选择蜗杆类型

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。

3.2材料选择

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造

3.3按齿面接触强度设计

根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。

3则传动中心距为a≥

?ZEZPKT2??ZQH???? ?2由于i=20.58 则由表11-1（机械设计）得Z1=2 Z2=29～61 （1)确定作用在蜗杆上的转矩T2? T2=9.55×10×

6

P2=429085 N●mm n2(2)确定载荷系数K

因为工作载荷稳定，取载荷分布不均系数kβ=1?

由教材表11—5（机械设计）选取使用系数KA=1.15(不均匀，冲击小)?

由于转速不高,冲击不大,可取动载系数KV=1.05(1.0～1.1)

K=kβKAKV=1×1.15×1.05=1.2075≈1.21

(3)确定弹性影响系数??

因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故ZE=160Mpa (4)确定接触系数??

先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值校核系数为Zρ=2.9

(5)确定许用接触应力????

根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC,可从从教材P254表11—7查得蜗轮的基本许用应力〔QH〕′=268Mpa

应力循环次数：N=60jn2h2=60×34.5r/min×5×16×1=5.96×106

710寿命系数: KHN=3=0.55

5.96?10712d1=0.35 a许用接触应力:〔QH〕=0.55×268Mpa=147.4Mpa (6)计算中心距

3a≥

?160?2.9?1.21?429058???=172.63mm

?147.4?2（7）选取中心距a=200，由于i=20.58，所以选m=8 分度圆直径d1=80 由表11-2得d1=80 d1/a=0.4