基于Pro/E的蜗轮蜗杆减速器的建模与仿真
图 2-9 扫描混合生成第一个轮齿
图 2-10 阵列生成蜗轮的其他轮齿
3）校核齿根弯曲疲劳强度
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本科毕业设计（论文）
当量齿数ZV2??F?1.53KT2YFa2Y????F? d1d2mZ241?cos3?cos11.31???3?43.48
根据x2=-0.5，ZV2=43.48，查参考文献[5]从图11-19中可查得齿形系数YFa2=2.87。
11.31??1??0.9192 螺旋角系数Y??1?140?140???许用弯曲应力??F????F??KFN，查参考文献[5]从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力??F??610?0.644寿命系数KFN=9?56MPa，75.22?10故许用弯曲应力??F??56?0.644MPa?36.086MPa
?F?1.53?1.21?948400?2.87?0.9192MPa?22.065MPa
80?328?8 弯曲强度满足。
4）验算效率? ???0.95~0.96?tan?
tan?(??v)已知??11?18?36???11.31?;?v?arctanfv;fv与相对滑动速度 vs有关。?d1n1??80?1450??6.194m/s ?60?1000cos?60?1000cos11.31 Vs=
查参考文献[5]从表11-18中用插值法查得fv?0.0204,?v?1.1687；代入式中得??0.86，大于原估计值，因此不用重算。
5）精度等级公差和表面粗糙度的确定
考虑到设计的蜗杆是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 10089—1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 10089—1988。查参考文献[1]得蜗杆的齿厚公差Ts1=71?m，蜗轮的齿厚公差Ts2=130?m；蜗杆的齿面和顶面表面粗糙度1.6?m，蜗轮的齿面和顶圆表面粗糙度分别为1.6?m和3.2?m
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6）热平衡校核计算
?a? 初步估算散热面积：S=0.33???100?1.75?200?=0.33????100?1.75?1.11
取ta?空气温度?=20?c
?d??8.15~17.45?w/?m2??c?,?取17w/?m2??c???ta?1000p?1????20?1000?4.3366??1?0.824? t??油的工作温度?ds17?1.11?60.4?c?70?c合格所以S=1.11是合格的。
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3.蜗杆、蜗轮轴的基本尺寸设计
3.1 蜗杆轴基本尺寸设计
1) 选择轴的材料
选取45钢，热处理：调质，硬度217~255HBS，抗拉强度极限???640MPa，屈服强度极限?S?355MPa，弯曲疲劳极限??1?275MPa，剪切疲劳极限
??1?155MPa，许用弯曲应力???1??60MPa。
2) 初步估计蜗杆轴的外伸直径
查参考文献[5]从表15-3取??=120，最小直径估算： d?A?3P91?120?3=22.05mm n11450考虑到有键槽存在，将轴的直径增大5%，则：d=22.05×（1+5%）mm=23.2mm 轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径，为了使选取的轴径与所取的联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器型号。
3) 联轴器的选用
已知蜗杆功率P1=9KW，转速n1=1450r/min,T1=59.28N?m。
计算转矩Tc=KT1=1.5?59.28=88.92N?m，按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，查参考文献[1]从表17-2取HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315N?m，联轴器的孔径d1=28mm，确定联轴器的长度L=62mm，联轴器和轴配合的毂孔长度L1=60mm。
4) 确定各轴段的直径和长度
第一段：d1=28mm，联轴器和轴配合的毂孔长度L1=62mm，为了保证轴端挡圈只压在联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ－Ⅱ段的轴应略短些，取L1=60mm。
第二段：左端用轴端挡圈定位，故取d2=38mm,该直径处安装密封毡圈，采用标准直径，符合毡圈密封的标准直径。为了装拆方便，取轴承端盖的外端面距联轴器的右端面L2=30mm，考虑轴承盖的总宽度，取L2=50mm。
第三段、第七段：d3、d7与轴承内径配合，由于蜗杆承受轴向力较大，所以选择圆锥滚子轴承，因蜗杆轴的轴向力较大且转速较高，故常初选03系列轴承。查参考文献[1]从表15-1选取30310系列轴承，d×D×B×T=50mm×110mm×27mm×29.25mm，故d3、d7=50mm，L3=29.25mm，L7=29.25mm。
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第四段、第六段：考虑蜗杆端面和箱体内壁、轴承端盖和箱体内壁有一定的距离，取d4、d6=56mm，L4、L6=52mm。
第五段：由蜗杆的直径决定，d5=96mm，L5=160mm。
图 3-1 蜗杆轴草绘截面
3.2 蜗轮轴的基本尺寸设计
1) 轴的材料选择
选用45钢，硬度217~255HBS，调质处理 2) 初步估计蜗轮轴外伸段直径 P2=P1?=9×0.8KW=7.2KW， n2=
n114507.2==72.5r/min,T2=9550??948.4N?m，查参考文献[5]从表15-3取i122072.5??=120，最小直径d???3P27.2?120?3?55.6mm n272.5考虑到有键槽存在，将轴的直径增大5%，则：d=55.6×（1+5%）mm=58.4mm 轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径，为了使选取的轴径与所取的联轴器的孔
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