以CAD对文本文件的计算功能进行普通圆柱蜗杆传动的设计与强度校核(8_252)
普通圆柱蜗杆传动的设计与强度校核(设计依据:机械设计手册.机工第五版)
蜗杆输入功率: P1=10 ;kW
蜗杆转速:n1=1460 ;r/min
蜗轮转速:n2=73 ;r/min
使用寿命:h=4*300*8 ;小时,JC=40%,环境温度30度,批量生产.
解:
1.选择传动类型,精度等级,材料.
选用ZA蜗轮传动,精度8级,GB10089_1988
蜗杆材料:35CrMo,表面淬火,硬度:45~50HRC,表面粗糙度:Ra≤1.6μm
蜗轮轮缘材料:ZCuSn10P1,金束模铸造.
2.选择蜗杆,蜗轮的齿数:
传动比:i=n1/n2
参考表8.5-14,取:z1=2
z2=i*z1
3.确定许用应力:
;σHP=σHP'ZvsZn
由表8.5-14查得:
σHP1=220 ;MPa
σFP1=70 ;MPa
;由图8.5-2查得:Vs=.8m/s,再查图8.5-3:
Zvs=0.87;采用清油润滑.
轮齿应力循环次数:
JLh=4*300*8*0.4
NL=60*n2*JLh
查图8.5-4:
Zn=0.94
Yn=0.74
σHP=σHP1*Zvs*Zn
σFP=σFP1*Yn
4.接触强度设计:
; m^2*d1≥(15000/σHP/z2)^2*K*T2=Cd
载荷系数:K=1.2
蜗轮轴的转矩
暂取:η=0.82
T2=9550*P1*η/n2
Cd=(15000/σHP/z2)^2*K*T2
;查表8.5-4,接近于m^2*d1=Cd的是5376mm^3
相应地:
m=8 ;mm
d1=80 ;mm
;查表8.5-6,i=41,m=8mm,d1=80mm:
a=200 ;mm
z2=41
z1=2
Χ2=-0.5
蜗轮分度圆直径:
d2=m*z2
导程角:γ=atan(z1*m/d1)
5.求蜗轮的圆周速度,并核对效率:
实际传动比:i=z2/z1
n2=n1/i
蜗轮的圆周速度:v2=pi*d2*n2/60000 ;m/s
滑动速度:vs=pi*d1*n1/60000/cos(γ) ;m/s
;求传动效率,按式(8.5-3)η=η1*η2*η3
由表8.5-16 查得:ρv=1.167 ;度
η2=0.96
η3=0.98
η1=tang(γ)/tang(γ+ρv)
η=η1*η2*η3 ;暂取值η=0.82
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`≧·
校核蜗轮齿面的接触强度
按表8.5-10,齿面接触强度验算公式为:
;σH=Ze*sqrt(9400*T2/d1/d2^2*Ka*Kv*Kβ)≤σHp ;MPa
式中按表8。5-11取:
Ka=0.9 ;间隙工作
Kβ=1.1
Kv=1.1
;查表8.5-12得:
Ze=155 ;sqrt(N/mm^2)
蜗轮传递的实际转炬:T2=9550*P1*η/n2 ;N·m
;当vs=6.24m/s,查图8.5-4得:
Zvs=0.88
σHP=σHP1*Zvs*Zn ;MPa
σH=Ze*sqrt(9400*T2/d1/d2^2*Ka*Kv*Kβ) ;MPa
;σH<σHP,通过.
蜗轮齿根的弯曲强度校核:
按表8.5-10,齿面弯曲强度验算公式为:
;σF=666*T2*Ka*Kv*Kβ/d1/d2/m*Yfs*Yβ≤σFp
Zv2=z2/cos(γ)^3
Χ2=-0.5
查图8.2_26得:Yfs=4.26
Yβ=1-γ/120.0
σFp=52 ;MPa
σF=666*T2*Ka*Kv*Kβ/d1/d2/m*Yfs*Yβ
;σF<σFP,通过
8.几何尺寸计算:(按表8.5_7)
已知:a=200 ;mm
z1=2
z2=41
Χ2=-0.5
α=20 ;度
d1=80 ;mm
d2=328 ;mm
da1=d1+2*m
df1=d1-2*m*(1+0.2)
b1=(8+0.06*z2)*m ;mm
b1≥b1,取:b1=100
ha=1
da2=d2+2*m*(ha+Χ2) ;mm
de1=da2+1.5*m ;mm
;de2≤de1
bb=0.75*da1 ;mm
b2≤bb
Ra2=d1/2-m ;mm
Rf2=da1/2+0.2*m ;mm
SΧ1=1/2*m*pi
Sn1=SΧ1*cos(γ)
s2=(0.5*pi+2*Χ2*tang(α))*m
ha1_=m
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
计算结果:
D:\普通圆柱蜗杆传动的设计与强度校核.txt
普通圆柱蜗杆传动的设计与强度校核(8_252)
蜗杆输入功率: P1=10 = [ 10 ] ;KW
蜗杆转速:N1=1460 = [ 1460 ] ;R/MIN
蜗轮转速:N2=73 = [ 73 ] ;R/MIN
使用寿命:H=4*300*8 = [ 9600 ] ;小时,JC=40%,环境温度30度,批量生产.
解:
1.选择传动类型,精度等级,材料.
选用ZA蜗轮传动,精度8级,GB10089_1988
蜗杆材料:35CrMo,表面淬火,硬度:45~50HRC,表面粗糙度:Ra≤1.6μm
蜗轮轮缘材料:ZCuSn10P1,金束模铸造.
2.选择蜗杆,蜗轮的齿数:
传动比:I=N1/N2 = [ 20.0 ]
参考表8.5-14,取:Z1=2 = [ 2 ]
Z2=I*Z1 = [ 40.0 ]
3.确定许用应力:
;σHP=σHP'ZvsZn
由表8.5-14查得:
σHP1=220 = [ 220 ] ;MPA
σFP1=70 = [ 70 ] ;MPA
;由图8.5-2查得:Vs=.8m/s,再查图8.5-3:
ZVS=0.87 = [ 0.87 ] ;采用清油润滑.
轮齿应力循环次数:
JLH=4*300*8*0.4 = [ 3840.0 ]
NL=60*N2*JLH = [ 1.68192e+007 ]
查图8.5-4:
ZN=0.94 = [ 0.94 ]
YN=0.74 = [ 0.74 ]
σHP=σHP1*ZVS*ZN = [ 179.916 ]
σFP=σFP1*YN = [ 51.8 ]
4.接触强度设计:
; m^2*d1≥(15000/σHP/z2)^2*K*T2=Cd
载荷系数:K=1.2 = [ 1.2 ]
蜗轮轴的转矩
暂取:η=0.82 = [ 0.82 ]
T2=9550*P1*η/N2 = [ 1072.74 ]
CD=(15000/σHP/Z2)^2*K*T2 = [ 5592.4 ]
;查表8.5-4,接近于m^2*d1=Cd的是5376mm^3
相应地:
M=8 = [ 8 ] ;MM
D1=80 = [ 80 ] ;MM
;查表8.5-6,i=41,m=8mm,d1=80mm:
A=200 = [ 200 ] ;MM
Z2=41 = [ 41 ]
Z1=2 = [ 2 ]
Χ2=-0.5 = [ -0.5 ]
蜗轮分度圆直径:
D2=M*Z2 = [ 328 ]
导程角:γ=ATAN(Z1*M/D1) = [ 11.3099 ]
5.求蜗轮的圆周速度,并核对效率:
实际传动比:I=Z2/Z1 = [ 20.5 ]
N2=N1/I = [ 71.2195 ]
蜗轮的圆周速度:V2=PI*D2*N2/60000 = [ 1.22313 ] ;M/S
滑动速度:VS=PI*D1*N1/60000/COS(γ) = [ 6.23675 ] ;M/S
;求传动效率,按式(8.5-3)η=η1*η2*η3
由表8.5-16 查得:ρV=1.167 = [ 1.167 ] ;度
η2=0.96 = [ 0.96 ]
η3=0.98 = [ 0.98 ]
η1=TANG(γ)/TANG(γ+ρV) = [ 0.903864 ]
η=η1*η2*η3 = [ 0.850355 ] ;暂取值η=0.82
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`≧·
校核蜗轮齿面的接触强度
按表8.5-10,齿面接触强度验算公式为:
;σH=Ze*sqrt(9400*T2/d1/d2^2*Ka*Kv*Kβ)≤σHp ;MPa
式中按表8。5-11取:
KA=0.9 = [ 0.9 ] ;间隙工作
Kβ=1.1 = [ 1.1 ]
KV=1.1 = [ 1.1 ]
;查表8.5-12得:
ZE=155 = [ 155 ] ;SQRT(N/MM^2)
蜗轮传递的实际转炬:T2=9550*P1*η/N2 = [ 1140.26 ] ;N·M
;当vs=6.24m/s,查图8.5-4得:
ZVS=0.88 = [ 0.88 ]
σHP=σHP1*ZVS*ZN = [ 181.984 ] ;MPA
σH=ZE*SQRT(9400*T2/D1/D2^2*KA*KV*Kβ) = [ 175.081 ] ;MPA
;σH<σHP,通过.
蜗轮齿根的弯曲强度校核:
按表8.5-10,齿面弯曲强度验算公式为:
;σF=666*T2*Ka*Kv*Kβ/d1/d2/m*Yfs*Yβ≤σFp
ZV2=Z2/COS(γ)^3 = [ 43.4844 ]
Χ2=-0.5 = [ -0.5 ]
查图8.2_26得:YFS=4.26 = [ 4.26 ]
Yβ=1-γ/120.0 = [ 0.905751 ]
σFP=52 = [ 52 ] ;MPA
σF=666*T2*KA*KV*Kβ/D1/D2/M*YFS*Yβ = [ 14.3008 ]
;σF<σFP,通过
8.几何尺寸计算:(按表8.5_7)
已知:A=200 = [ 200 ] ;MM
Z1=2 = [ 2 ]
Z2=41 = [ 41 ]
Χ2=-0.5 = [ -0.5 ]
α=20 = [ 20 ] ;度
D1=80 = [ 80 ] ;MM
D2=328 = [ 328 ] ;MM
DA1=D1+2*M = [ 96 ]
DF1=D1-2*M*(1+0.2) = [ 60.8 ]
B1=(8+0.06*Z2)*M = [ 83.68 ] ;MM
B1≥B1,取:B1=100 = [ 100 ]
HA=1 = [ 1 ]
DA2=D2+2*M*(HA+Χ2) = [ 336.0 ] ;MM
DE1=DA2+1.5*M = [ 348.0 ] ;MM
;de2≤de1
BB=0.75*DA1 = [ 72.0 ] ;MM
b2≤bb
RA2=D1/2-M = [ 32.0 ] ;MM
RF2=DA1/2+0.2*M = [ 49.6 ] ;MM
SΧ1=1/2*M*PI = [ 12.5664 ]
SN1=SΧ1*COS(γ) = [ 12.3223 ]
S2=(0.5*PI+2*Χ2*TANG(α))*M = [ 9.65461 ]
HA1_=M = [ 8 ]