减速器的设计计算
5.5.1 材料选择：
蜗杆：40Cr，表面淬火，HRC50齿面粗糙度Ra0.8
蜗轮：ZCuSn10P1，传动选用8级精度，标准侧隙，三棍卷板机间隙工作。 5.5.2 参数的设计：
1. 求传动的中心距书[1]：
?P1p?P8.351??10.438K1K2K3K41?1.0?0.8?1kw
式中，K1、K2、K3、K分别为： 1、1.0、0.8、1 由[1]得a=175mm，取成标准值a=180mm 2. 主要几何尺寸计算[1]
Z1?1，Z2?40 da2?312mm， diz?245mm，de2?315mm，b2?38mm，
Ra2?40mm，db?125mm
其余项目由[1]：
m?da2312??7.52z2?1.540?1.5mm
蜗轮端面模数：
0径向间隙和根部圆角半径： c?r?0.2m?1.5mm 齿顶高： ha?0.7m5?5.mm 6 齿根高： hf?ha?c?7.14mm 4蜗轮分度圆直径 ：d2?da2?2ha?312?2?5.64?300.72mm 蜗轮齿根圆直径 ：
df2?d2?2hf?300.72?2?7.144?286.432mm
蜗杆分度圆直径 ：d1?2a?d2?2?180?312?48mm 蜗杆喉部齿根圆直径 ：
df1?d1?2hf?48?2?7.144?33.712mm
蜗杆喉部齿顶圆直径 ：da1?d1?2ha?48?2?5.64?59.28mm 蜗杆齿顶圆弧半径 ：Ra1?a?0.5da1?180?0.5?59.28?150.36mm
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三辊卷板机的设计
蜗杆齿根圆弧半径 ：
Rf1?a?0.5df1?180?0.5?33.712?163.144mm
??周节角 ：
360360??9z240
z??z240??41010
蜗杆包容蜗轮齿数 ：
?蜗杆工作包角之半 ：???0.5(z?0.45)??0.5(4?0.45)?9?15.975
2?300.722?ad2???sin15.985?82.764mm d f 1max??2??sinRfm1?(0.5lm)蜗杆工作部分长度：L??蜗杆最大根径：
3 ?2?180?163.1442?(0.5?82.764)2??44.38mm
??da1max?2?a?Ra1cos(?w?1)??2?180?150cos(14.975)?????蜗杆最大外径 ：
?70.188mm
d2rm?arctan?id1蜗杆喉部螺旋导角 ：
300.72arctan?40?488.902
分度圆压力角 ： a?arcsindb125?arcsin?24.561 d2300.72蜗轮法面弦齿厚：sn2?d2sin(0.275?)?cos?m?300.72?sin(0.275?9)?cos8.902
0 ?12.83mm
蜗轮弦齿高： ha2?ha?0.5d2?1?cos(0.275?)?
?5.64?0.5?300.72(1?cos0.275?9) =5.78mm
蜗杆喉部法面弦齿厚 ：
sn1?d2sin(0.225?)?cos?m?2?f?(0.3?50.4)?cos?m
40?15.975?300.72sin(0.225?9)cos8.902=10.629mm
蜗杆弦齿高 :
?2?0.2988(0.3?50.4)?cos8.90240?15.975第42页（共54页）
减速器的设计计算
ha1?ha?0.5d2(1?cos0.225?)?5.64?0.5?300.72(1?cos0.225?9)?5.7339mm 确定蜗杆螺旋修形量及修缘量[1]：
?f?(0.003?0.00003i)a?0.2988mm ?f??0.6?f?0.6?0.2988?0.1793mm
?e?0.1?6f??f?0.69??0.69?9?6.21
t?0.?60.?2988mm 0
?d25.5Z2???300.725.5?40?4.294
5.6 轴的设计校核计算：
5.6.1 四个轴的结构设计：
各轴材料为40Cr[1]， A0=104.5mm。
I轴：P=10.89kw nI=953r/min dmin≥104.53取dI?30mm，故I轴可设计为齿轮轴。 轴I的结构如图16
10.89=23.538mm 953
图16 轴Ⅰ结构图
轴II： P=10.352kw n=153.71r/min A0=104.5mm dmin≥A03P=42.516mm 取d=45mm n轴结构如图17
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三辊卷板机的设计 图17 轴Ⅱ结构图
轴III：P=9.841kw n=32.023r/min A0=104.5mm dmin≥A03P/n?104.539.841/32.023?70.519mm 取dIII=80mm
轴III的结构图18
图18 轴Ⅲ结构图
轴Ⅳ： P=9.355kw n=7.071r/min 由材料40Cr查表15-3取得：A0=104.5
d?A03P/n?104.5?39.355/7.071?114.719mm 取d=120mm 轴Ⅳ的结构简图19：
图19 轴Ⅳ图
因小轴直径dⅠ－Ⅱ与联轴器的孔径相配合的，故需先选定联轴器。计算联轴器转矩：Tca=KAT3=1.184×1.262×104=14942.08 N·m。
选用ZL10取轴器Z1B120?212（GB5015－85 ），其公称转矩为31500N·m。
Z1B120?2125.6.2 轴的校核计算：
1. 轴的弯矩计算
由于Ⅳ轴的作为输出轴其转速最小，扭距最大故只对Ⅳ轴进行校核计算。Ⅳ轴的支承跨距L=155+14+108+60=337mm。由轴结构图5.4和弯距的计算得出截面B是轴的危险截面，根据受力图绘出轴的弯矩、扭矩图和当量弯矩图5.6。
B面受力分析： a) 转矩：T＝1.26×107 N·mm b) 直径：已知d=570mm c) 求圆周力:
Ft?2T?44211dN
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减速器的设计计算
d) 求径向力Fr: Fr=Ft.tanα=44211×tan200=16091.316N e) 求支反力：RV1 、 RV2 、 RH1 、 RH2
RV1＝11579.063N RV2＝4512.253N RH1＝31813.555N RH2＝12397.455N f)弯矩： MH=3.706×106 N.mm MV= 1.349×106 N·mm
26?MH2?3.94?410mm g)总弯矩： M?MVN·
h)扭矩： ?T?0.6?1.26?107?7.56?106N·mm (α＝0.6)
27 610mm i) 计算当量弯矩： Mca?M2?(?T)2?8.5?N·
FFRRMH
MV
M (αT
Rr FF
RR
RR
R
Mca
图20 轴Ⅳ弯扭距图
将上述结果列表3：
表3 轴Ⅳ弯扭距计算结果
载荷 支反力R(N) 水平面H RH1=31813.553N 第45页（共54页）
垂直面 RV1=11579.063N