蜗轮蜗杆参数计算.docx

已知条件：蜗杆头数：Z二21蜗杆齿数：Z二252蜗杆分度圆直径：d = 25mm1蜗轮分度圆直径：d = mZ = 2.5 x 25 = 62.5mm22导程角：丫= 115'37〃 = 11.0936压力角：0=20由于为ZA阿基米德蜗杆故：蜗杆轴向压力角a二20涡轮端面 a1压力角a二20t2中心距： a=44.45mm模数： 2.5工作压力： 1.7MPa活塞直径： 44.4mm偏心轴偏心量： 8.64mm 基础数据计算：活塞受力：F = PxS = 1.7 x3.14x44.42 x1 = 2630.78N4弹簧在蜗轮受力最大时的压力为：F = 581.7N （根据实测数据算得）弹 簧max蜗轮的分度圆直径：d = mZ = 2.5 x 25 = 62.5mm22蜗轮受到的径向力：「 (F + F )x 8.64 (2630.78 + 581.7)x 8.64F = 弹簧 max = = 444.09Nr 2 d262.5蜗杆受到的径向力：蜗杆轴向力： F =F = -F = -444.09Nr1 r2.=44409 ^44409 =呻卧 ai tana tan20 0.36397蜗轮受到的圆周力：F二-F =-1220.13Nt2 a1蜗杆圆周力：F = F xtany = 1220.13xtan11o05r37^ = 1220.13x0.196 = 239.15Nt1 a1蜗轮轴向力： F = -F = -239.15Na2 t1故蜗轮在受扭矩最大时的受力分析为径向力为： F =F +F =444.09+581.7=1025.79Nr 2 弹簧 maxr 2 max蜗轮受到的扭矩：T = F xd x— = 945.38x62.5x0.5 = 32055.94N-mm2r2max 2滑动速度V =亠s3.14 x 25.4 x 1500cosy 60 x1000 x cosy 60 x 1000 x cosll°05'37〃 = 2.03m/s蜗杆传动的效率：tanytanll°05'37〃n =n1 "n2 -n3 = 0.95 tan (y+Q ) = 0.95 tan (11。

05'37〃 + 200') = 0.8693v由于轴承摩擦及溅油这两项功率损耗不大，一般取耳-n = 0.95 -0.96，取0.9523根据机械设计P264表11-18选取其值为2° 00z蜗杆受到的扭矩：叮角=船=2950如-mm蜗轮齿面接触疲劳强度计算：接触应力：…ZZ 厚=160 x 2.31F1x 32055・94H E P、l a344.453x 106 x 10-6 二 0.32MPa1E——由于为锡青铜与钢蜗杆配对’取Ze = 160MPa2ZZp ——根据机械设计P253图11-18查得p =2.31K— K = KaK 卩匕=1・5 x 1・4 x l・0 = 2.1Ka :根据机械设计P253表11-5查得Ka=1.15KK卩：依据机械设计P253，工作不平稳有冲击和振动取卩=1.4KKv :依据机械设计P253，取v=1.0根据机械设计P253表11-6查得许用接触应力宙口］二210MPa实际值远远小于许用应力H蜗轮齿面接触疲劳强度校核通过蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算：蜗轮齿根弯曲应力：1.53KT 1.53x 2.1x32055.94x10-3b = 2 Y Y = x 2.3 x 0.92 x10-6 = 0.056MPaF d d m Fa2 0 25 x 62.5 x 2.5 x10-612YFa2 ——蜗轮齿形系数v2C0S3Y25cos311°05'37〃二 37.26Y蜗轮的变位系数为+0.18，经机械设计P255图11-19查得Fa2 =2.3Y V 11 0936°0 ――螺旋角影响系数Yr= 1 - = 1 - “ = 0.920 140° 140°蜗轮的许用弯曲应力：Q ] = Q ]'K = 15.2x0.38 = 5.78MPaF F FN应力循环次数：N = 60jn L = 60xlx 1450x70080 = 60969600002hj――蜗轮每转一圈每个齿的啮合次数，j=1L 工作寿命，L = 8 x 365 x 24 = 70080hhhKFN1066096960000 — 0.38由于 N 丰 106，Q ]' = Q ]'[65] x K 二 40x 0.38 二 15.2MPaF F FN"f]'[65]由机械设计表11-8查得经核算，弯曲应力小于许用弯曲应力 弯曲应力校核通过匚讦L3二48EI蜗杆的刚度计算：1303 二 1.6 x10-2mm239.152 + 444.09248 x 2.07 x105 x 7093.95E——20Cr的弹性模量，查表得E = 2.07x105MPa ▼兀 d4 3.14 x19.54】一蜗杆危险截面的惯性矩，i二盲二—-二7093.95mm4d = d 一 2h*m 一 2c = 25 一 2x 2.5 一 0.5 = 19.5mm f 1 1 ah* = la顶隙估值0.25L'——蜗杆两端支撑间的跨距，L' = 130mm许用最大挠度：[y] = = 2.5xlO-2mm蜗杆最大挠度小于许用最大挠度。

蜗杆刚度校核通过热平衡计算：二 64.9°C1000P (1—耳) “ 373(1 — 0.8693)t 二 t + 二 20 +0 a a S 15 X 72247 x 10-6d周围空气温度，ta二20C 箱体的表面传热系数，由于泵的通风条件不好取a d二15w (m2 -C)S——内部能被油渐到，外边可接触到空气的外表面积，S^72247mm 2 (solidworks算出)温度小于80C，在可用范围之内 热平衡校核通过经校核，20Cr渗碳处理的蜗杆和ZCuSn10P1铸造锡青铜配合使用能满足我公司的使用要 求。