nsz/nc=dc/dsz （3-3）
给公式变形并代入数据有：
nmz=nsz=
ncdc60×160
==240r/min dsz40第4章 传动系统的设计计算
4．1 传动比的分配
4.1.1 电动机转速的确定
Y112M-6型电动机额定转速为n0=960r/min。
4.1.2 传动比的总体分配及各轴转速的确定
根据总体传动系统图和各执行部件所需的转速可确定出各传动部件的传动比。
最大传动比imax=n0=
x0
n96030
=32；最小传动比imin=n
n0
mz
=240=4；拟定
960
减速器的传动比为ijs=8；拟定锥齿轮副的传动比为izc=1；拟定横绞龙链轮副的传动比为ihl=3；拟定成型盘链轮副的传动比为icxl=2；拟定面嘴齿轮副的传动比为imz=2；拟定竖绞龙齿轮副的传动比为isc=2；拟定槽轮机构的传动比为icl=4；
列出各个轴的转速：
电机轴转速n0=960r/min；蜗杆轴转速n1=960r/min；蜗轮轴转速n2=120r/min；分流轴转速n3=120r/min；
14
4.1.3 确定各个执行部件所需的功率
根据各个执行机构的运动要求分配其所占的比例：
成型机构40%；横绞龙 25%；竖绞龙 15%；出面嘴 12%；供馅泵 8%。
4.2 蜗轮蜗杆传动副的设计
4.2.1 设计要求
蜗杆要求为右旋；输入功率p1=2.2kw；输入转速n1=960r/min；传动比ijs=8；工作时单向运转；载荷较平稳；要求累计工作时间不小于57600h；可靠性要求一般；电动机驱动；工作环境通风良好，减速器有效散热面积A不小于0.5m2；平均室温t0=20℃；工作油温tp不高于70℃。
4.2.2 初选参数及材料
根据使用要求，选用ZA型阿基米德蜗杆，蜗杆头数Z1=4，对应的蜗轮的齿数Z2=32，变位系数x2=0，传动效率η=0.9,蜗轮使用系数KA=1，蜗轮动载系数KV=1.2，减速器散热系数Kt=15。
蜗杆材料：45钢淬火，要求达到齿面硬度45HRC。 蜗轮材料：ZCuSn10P1。
疲劳接触强度最小安全系数SHmin=1.1;弯曲疲劳强度最小安全系数SFmin=1.2;材料弹性系数ZE=147 MPa
则有：蜗轮材料接触疲劳极限应力σHlim=425MPa；蜗轮材料弯曲疲劳极限应力σFlim=190MPa；
4.2.3 初步计算
转速系数Zn= n
1
2/8 +1
1/8
= 960/8 +1 1
1/8
=0.707;
6
寿命系数ZN=6. 25000/Lh= 25000/57600=0.87；
蜗轮材料许用接触应力： σHP=
σHlimZnZnsHlim
=425×0.87×
0.7071.1
=238MPa；（4-1）
蜗轮材料许用弯曲应力： σFP=
σFlimSFlim
=
1901.2
=158MPa；（4-2）
蜗杆转矩T1=9.55×106×
P1n1
=9.55×106×
2.2960
=21885N?mm；
蜗轮转矩T2=T1?ijs?η=21885×8×0.9=157575N?mm； 工作系数K=KA?KV=1×1.2=1.2
4.2.4 根据齿面接触疲劳强度条件设计蜗轮蜗杆副
根据设计公式有：
md1≥9KT2 Z
2
ZE
2σFP
=9×1.2×157575× 32×238 =634mm3（4-3）
2
147
2
据查表数据圆整m2d1=640mm3，并查得m=4mm；d1=40mm；q=10。 计算可得：
蜗轮分度圆直径：d2=m?Z2=4×32=128mm； 实际中心距：a=0.5 d1+d2 =84mm；
1π1
蜗杆速度：V1=60000=2.166m/s；
nd
蜗杆齿顶圆直径：da1=d1+2m=40+2×4=48mm； 蜗杆齿根圆直径df1=d1?2×1.16m=30.72mm； 导程角：r=arctanZ1/q=21.8°； 导程角系数：Yβ=1?140°=0.84；
当量齿数：ZV=Z2/cos3γ=32/cos321.8°=40； 蜗轮轮齿齿形系数：YFa=1.55；
螺杆螺纹部分长度：b1=2.5m Z2+2+2x2=60； 蜗轮喉圆直径：da2=d2+2m 1+x2 =136mm； 蜗轮齿顶圆直径：de2=da2+2×0.5mm=140mm；
γ
蜗轮齿根圆直径：df2=d2?2m 1.16?x2 =118.4mm； 蜗轮轮缘宽度：B=0.45 d1+6m =28.8mm，圆整取B=30mm。
4.2.5 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度和热平衡
根据弯曲疲劳强度校核条件有： σF=
1.64KT2m2d1Z2
YFaYβ=
1.64×1.2×157575
42×40×32
1.55×0.84=19.72≤σFP
（4-4）
可见齿根弯曲疲劳强度合格。
根据热平衡计算条件有： t1=
1000pa 1?η 1000×2.2× 1?0.9
+t0=+20=49℃≤tp
KtA15×0.5 （4-5）
可见减速器热平衡条件亦满足要求。
4.2.6 蜗轮蜗杆受力计算
Ft1=?Fa2=
2T1d2
=1094.25N；Fa1=?Ft2=
2T2d2
=2462.11N
；（4-6）Fr1=Fr2=Ft2tanα=908.51N。（4-7）
4.3 直齿圆锥齿轮传动副的传动设计
图4-1直齿圆锥齿轮
4.3.1 设计要求
输入功率P21=1.48Kw；输入转速n21=120r/min；传动比izc=1；工作时单向运转；载荷较平稳；要求累计工作时间不小于57600h；可靠性要求一般。 4.3.2 初选参数及材料
工作载荷系数：Ka=1、KV=1.1、Ka=1；寿命系数：ZN=1、YN=1、YST=2；齿宽系数：φR=0.3；分度锥角：δ=45° ；齿形系数：YFa=2.48；应力修正系数：FSa=1.65；节点区域系数：ZH=2.5；最小安全系数：SHlim=1.2、SFlim=1.4；锥齿轮选择材料45钢调质，要求达到齿面硬度230HBS。材料系数ZE=189.8 MPa；σHlim=580MPa、σFlim=220MPa；
4.3.3 初步计算
许用齿面接触应力：σHP=许用齿根弯曲应力：σFP=
σHlimZNSHmin
=
580×11.2
=483MPa；
=314MPa； （4-9）
σFlimYSTYN
SFmin
=
220×2×11.4