蝸桿的螺旋部分直徑不大,所以常和軸制成一體,稱為蝸桿軸,如圖3-59所示。
蝸輪常見的結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩種。鑄鐵蝸輪和小尺寸的青銅蝸輪常采用整體式結(jié)構(gòu)[圖3-60(a)]。尺寸較大時(shí),為節(jié)省貴金屬多采用組合式,齒圈(輪緣)用青銅,而輪芯用鋼或鑄鐵。它們的組合方式有:過盈配合加緊定螺釘[圖3-60(b)];用絞制孔加螺栓聯(lián)接[圖3-60(c)];鑲鑄式,即將青銅齒圈澆鑄在鑄鐵輪芯上[圖3-60(d)]。
例3-4 設(shè)計(jì)一單級(jí)阿基米德蝸桿減速機(jī)。已知電動(dòng)機(jī)功率P1=7.5kW,轉(zhuǎn)速n1=960r/min,輸出軸轉(zhuǎn)速n2=60r/min,單向傳動(dòng),載荷平穩(wěn),長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
解:
減速機(jī)屬于閉式傳動(dòng),鋼制蝸桿的強(qiáng)度較好,而蝸輪的強(qiáng)度問題主要考慮其齒面接觸疲勞強(qiáng)度。由于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,還應(yīng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算。
(1)選擇材料并確定其許用應(yīng)力
蝸桿選45鋼經(jīng)表面淬火,估計(jì)齒面硬度約45HRC,蝸輪材料選用ZCuSn5Pbl砂模鑄造,查表3-24,得[s]H=150MPa。
(2)選擇蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)
傳動(dòng)比 i=960/60=16,查表3-22取
z1=2
z2=iz1=16×2=32
(3)確定蝸輪軸上的扭矩
取蝸桿傳動(dòng)效率h=0.82
T1=9.55×103×P/n1=9.55×103×12.5/320=0.373×103 N·m
(4) 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
取載荷系數(shù) K=1.2
m3
查表3-21,取m=10mm,d1=160mm
(5)滑動(dòng)速度與主要幾何尺寸
蝸桿導(dǎo)程角 g=arctg(z1m/d1)=2×10/160=7.125 度
蝸桿分度圓周速度
m/s
滑動(dòng)速度 vs=v1/cosg=8.05/cos7.125=8.1 m/s
蝸輪分度圓直徑 d2=mz2=10×32=320 mm
中心距 a=1/2×(d1+d2)=1/2×(160+320)=240 mm
(6)熱量衡算
取環(huán)境溫度t0=200C;潤(rùn)滑油工作溫度t=70℃;
散熱系數(shù)K=13=W/(m2·℃);P1=7.5kW; h=0.82
所需散熱面積 m2
冀公網(wǎng)安備13092802000153號(hào)