0.9192
许用弯曲应力
[ F ] [ F ] KFN
从 表11-8 中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯应 力[σF]′=56MPa.
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寿命系数
KFN
106 0.644 5.22 107
[ F ] 56 0.644MPa 36.086MPa
F
1.531.21 948400 2.38 0.9192MPa 80 3208
3°10′47″ 5°04′15″
10°03′48″ 19°32′29″ 28°01′50″
3°13′10″
（续表11-2）
蜗轮 齿数
z2
变位系数 x2
62 82
+0.125
29
（39） （53）
-0.100
（+0.100） （-0.100）
62
0
29
（39） （53）
-0.1349
（+0.2619） （-0.3889）
❖ 6、精度等级公差和表面粗糙度的确定
❖
考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减
速
❖ 器，从GB/T 10089-1988。然后由有关手册查得要求的公差 项目及表面粗糙度，此处从略。
❖
7、热平衡核算(从略)
❖
8、绘制工作图(从略)
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表11-2 普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数的匹配
(41) (-0.500)
(53) (+0.500)
(61) (+0.500)
62
0
31
-0.6587
(41) (-0.1032)
(48) (-0.4286)
(53) (+0.2460)
61 +0.2937
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中心距 a/mm
160 (200) (225) (250)
模数
分度圆 直径
)2 ]
3477.17mm3
因 z=2，故从 表11-2 中取模数 m=8mm蜗 杆分度圆直径
d1=80mm。
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4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸
1）蜗杆
轴向齿距pa=25.133mm；直径系数q=10；齿顶圆直径 da1=96mm；齿根圆直径df1=60.8mm；分度圆导程角γ=11018′36″； 蜗杆轴向齿厚sa=12.5664mm。
m/mm d1/mm
8
80
m2d1 /mm3
5120
蜗杆 头数
z1 1 2 4
直径 系数
q
10.00
6
分度圆 导程角
γ 5°42′38″
11°18′36″ 21°48′05″
30°57′50″
（续表11-2）
蜗轮 齿数
z2
变位系数 x2
31
-0.500
(41) (-0.500)
(47) (-0.375)
(52) (+0.250)
注：1）本表中导程角γ小于3°30′的圆柱蜗杆均为自锁蜗杆。 2）括号中的参数不适用于蜗杆头数z1=6时。 3）本表摘自GB/T10085-1988。
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工作类型 载荷性质 每小时启动次数 起动载荷
KA
表 11-5 使用系数KA
Ⅰ
Ⅱ
均匀、无冲击 不均匀、小冲击
Ⅲ 不均匀、大冲击
例 题
Zρ
3.6
3.2
2.9 ● 2.8
2.4
ZI 蜗杆 (ZA、ZN、ZK ● 蜗杆亦可近似查用)
ZC 蜗杆
2.0 0.20
●
0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
图11-18 圆柱蜗杆传动的接触系数Zρ
0.60
d1/a
例 题 查
Zρ
3.6 3.2 2.8
●
2.74
蜗杆螺旋面的硬度 ≤45HRC ＞ 45HRC
砂模铸造
150
180
ZCuSn10P1
金属模铸造
220
268
铸锡锌铅青铜
砂模铸造
113
135
ZCuSn5Ph5Zn5 金属模铸造
128
140
注：锡青铜 的 基本 许用 接触应力 为 应力 循环次数 N=107 时 之 值，
当N≠107时，需将表中数值乘以KHN；当N>25×107时，取N=25×107； N< 2.6× 105时，取N=2.6 × 105。
2.4
ZC 蜗杆
ZI 蜗杆
(ZA、ZN、ZK 蜗杆亦可近似查用)
●
2.0 0.20
●
0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55
图11-18 圆柱蜗杆传动的接触系数Zρ
0.60
d1/a
例 题 查
表11-7 蜗轮材料 铸锡青铜
铸锡青铜蜗轮的基本许用接触应力[σH]′ MPa
铸造方法
由于转速不高，冲击不大，可取动载系数KV=1.05
K KA K KV 1.1511.05 1.21
3）确定弹性影响系数ZE 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故ZE=160MPa1/2
4）确定蜗轮齿数Z2
z2 i z1 2 20 40
5）确定许用接触应力[σH] 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 表11-7 中查得蜗轮的基本许用 应力[σH]′=268MPa。
铸铝铁青铜
砂模铸造
80
57
ZCuAl10Fe3 金属模铸造
90
64
灰铸铁 HT150 砂模铸造
40
28
HT200 砂模铸造
48
34
注：表中 各种 青铜 的 基本 许用 弯曲应力 为应力循环次数 N=106 时之值，
当N≠106时，需将表中数值乘以KFN；当N>25×107时，取N=25×107； N<105时，取N=105。
只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗 杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用 青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。
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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。
18.298MPa
弯曲强度要求是满足的。 6 验算效率
(0.95 0.96) tan tan( v )
γ=11018′36″=11.310
v arctan fv ｆ与滑动速度有关
vS = v2 2+ v1 2 = v1 / cos γ＝6.194m/s
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❖
❖ 从表１１－１８中查得 v arctan fv 1.1687 代入 式中得 0.86 f 0.8
<25
25～50
>50
小
较大
大
1
1.15
1.2
表11-8 蜗轮材料 铸锡青铜
蜗轮的基本许用弯曲应力[σF]′
铸造方法
单侧工作 [σ0F]’
砂模铸造
40
MPa
双侧工作 [σ-1F]’ 29
ZCuSn10P1 金属模铸造
56
40
铸锡锌铅青铜 砂模铸造
26
22
ZCuSn5Ph5Zn5 金属模铸造
32
26
m2d1
KT2
(
480
Z2[ H
)2 ]
1）确定作用在蜗杆上的转矩 T2 按z1=2，估取效率η=0.8，则
T2
9.55 106
9 0.8 1450 / 20
N
mm
948400N
mm
2）确定载荷系数K
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1
由 表11-5 选取使用系数KA=1.15
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2
35.5
2.5
28
45 35.5 3.15 56
m2d1 /mm3 142
175
281.25 352.25 555.66
蜗杆 直径 头数 系数
z1
q
1 17.75
1 2
11.20 4 6 1 18.00 1 2
11.27 4 6 1 17.778
分度圆 导程角
γ
3°13′28″
5°06′08″
10°07′29″ 19°39′14″ 28°10′43″
1 2 12.5 4
1 17.50
1 2 11.20 4 6
分度圆 导程角
γ
3°10′47″
3°34′35″
3°11′38″
4°34′26″ 9°05′25″
17°44′41″
3°16′14″
5°06′08″
10°07′29″ 19°39′14″ 28°10′43″
蜗轮 齿数
z2
62 82
49
62 82
例 题 查
●
2.87
●
例 题 查 表
●
43.48
中心距 a/mm
40 50 40 50 63
模数 m/mm
1
1.258
分度圆 直径 d1/mm
18 20 22.4
50
20
1.6
63 80
28
40
（50） 2
22.4
（63）
m2d1 /mm3
18 31.25
35
51.2