300公斤手动焊接变位机的设计 联系客服

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3.2.11几何尺寸计算

计算分度圆直径d1?Z1m?25?5?125mm

d2?Z2m?62?5?310mm

计算中心距

a?d1?d2125?310??217.5mm22

计算齿轮宽度

b??dd1?0.5?125?62.5mm

取B1?62.5mm,B2?67.5mm

4 涡轮蜗杆机构设计

蜗杆转速 80r/min ,传动比 i = 32 ,使用寿命为12000小时。

4.1选择蜗杆传动类型

根据 GB/T 10085 – 1988 的推荐,采用渐开线蜗杆。

4.2选择材料

考虑到蜗杆传动功率不大,速度很低,故蜗杆用45钢;因希望效率高写,耐磨性

好些。故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45-55HRC,涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。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。

4.3按齿面接触疲劳强度进行设计

根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由式(11-12)传动中心距

a?3KT(2ZEZP??H?)

4.3.1确定作用在涡轮上的转矩T2 按z1=1,传动效率 ? =0.43则

T2?9.55?1064.3.2 确定载荷系数K

P?0.18?0.43?32=9.55?106?=295668N.mmn180n12

因工作载荷较稳定,故取载荷分布不均匀系数K??1;由表11-5 选取使用系数

KA?1;由于转速不高,冲击不大,可取动载系数KV?1.05;则

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K?KAK?KV?1?1?1.05?1.05

4.3.3 确定弹性影响因素 ZE

因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配,故 ZE?160MPa 4.3.4 确定接触系数Zp

d1?0.35 先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值a,从图11-18可查得

ZP?2.9。

124.3.5 确定许用接触应力??H?

根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬

?H??=268MPa?度>45HRC,可从表11-7中查得涡轮的基本许用应力。 应力循环次数

N?60jn2Lh?60?1?80?12000?1.8?10632

寿命系数

710KHN?8?1.23911.8?106

?HA?KH?N???H?1.239?1??则

4.3.6 计算中心距

2M6P8?a33M2.P0a7

?160?2.9?a?31.05?295668???mm?84.64mm?332.07?

2故取中心距a?125mm,从表11-2中取模数m?5mm,蜗杆分度圆直径d1?50mm。

d150??0.4这时a125。从图11-18中可查得接触系数Z???2.64,因为Z???Z?,因此

以上计算结果可用。

4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸

4.4.1 蜗杆

轴向齿距Pa??m?15.705mm; 直径系数q?10;

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齿顶圆直径da1?d1?2ha?m?60mm;

齿根圆直径dn?d1?2hf1?38mm; 分度圆导程角r?542?38??;

sa1蜗杆轴向齿厚?2?m?7.8538mm

4.4.2 涡轮 涡轮齿数Z2?31;

涡轮分度圆直径d2?mZ2?5?31?155mm; 涡轮喉圆直径da2?d2?2ha2?155?2?5?165mm; 涡轮齿根圆直径df2?d2?2hf2?155?2?1.2?5?143mm;

涡轮咽喉圆半径rg2?a?112da2?100?2?165?17.5mm

4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度

?F?1.53KT2ddYFa2Y?????F??12m当量齿数

zv2?z2cos3?32?32.487?cos35.71

根据x2??0.5,zv2?32.487,从图11-19中可查得齿形系数YFa2?3.27。

?5.71螺旋角系数 YB?1?140?1?140?0.95

92许用弯曲应力

??F????F???KF

N从表11-8中可查得由ZCuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力 ??F???56MPa6KFV?910寿命系数

1.8?106?0.937

??F??56?0.937?52.472MPa

?F?1.53?1.05?29566850?165?5?3.27?0.9592?36.118MPa

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所以弯曲强度是满足的。

5倾斜轴的设计

5.1选取轴的材料

选45钢调质处理,由表15-1可查取如下参数:

硬度:HBS=220;抗拉强度极限:?B=650 M Pa;弯曲疲劳极限:??1=275 M Pa; 屈服极限强度:?0=355 M Pa;剪切疲劳强度:I1=155 M Pa;许用弯曲应力:

???1?=60 M Pa。

5.2初步估算轴的最小直径

由前面计算可知n=1r/min,P=0.075Kw。查表15-3可取A0?115。

dmin?A03若考虑键槽直径应增加15%,则

P0.075?115?3?48.5mmn1

dmin?48.5??1?15%??55.8mm

5.3轴上结构设计

拟定轴上零件的装配方案如图(5-1)

5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度

为了满足齿轮的轴向定位要求,齿轮的右端应制出一段轴肩,故取齿轮右端的轴

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图5-1 零件的装配方案