[?H]-许用接触应力,单位MPa；
从式（4-1）算出蜗杆副的中心距a之后，根据已知的传动比i=30，从表[18]11-2中选择一个合适的a值，以及相应的蜗杆、蜗轮参数。
1）确定作用在蜗轮上的转矩T2 设蜗杆头数为Z1=1，蜗杆副的传动效率为η=0.8。由电动机的额定功率P1=60W,可得蜗轮传递功率为P2=ηP1；再由蜗轮的转速n2=16r/min求得作用在蜗轮上的转矩： T2=9.55P2/n2=9.55ηP1/n2=9.55
20?0.8=76.4N2m=76400N2mm 2确定载荷系数K 载荷系数K=KAK?KV；KA为使用系数，由表11-5可查得，由于启动载荷小，故取KA=1，因停止和启动是有变化，故取1.15，K?为齿向载荷分布系数，又由于转速不高，冲击不大，取KV=1.05；则载荷系数： K=KAK?KV=131.1531.05=1.21
3)确定弹性影响系数ZE 铸锡青铜蜗轮与蜗杆相配合时，查机械使用手册知ZE=160MPa1/2。
4)确定接触使用系数ZP 先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值d1/a=0.35,查图得Z?=2.9。
5)确定许用接触应力[?H] 根据材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1、采用金属模铸造、蜗杆螺旋齿面硬度大于45HRC,查表得蜗轮的基本许用应力[?H]’=268MPa。已知蜗杆为单头，蜗轮美转一转时每个轮齿啮合的次数j=1,蜗轮转速n2=2r/min；蜗杆副的使用寿命Lh=10000h。 则应力循环系数：
N=60jn2Lh=603132310000=1.23106
710 ?寿命系数：KHN=81
N许用接触应力：[?H]=KHN[?H]’=1?268MPa=268MPa 6)计算中心距 将以上各式代入式（4-2），求得中心距：
（ a?31.21?76400160?2.92）?65.2mm 268查表，取中心距a=63mm,已知蜗杆头数z1=1,设模数m=1.6，查的蜗杆分度圆直径
??Z?,所以上述计算结果可用。 d1=28mm。这时，d1/a=0.44,差接触系数表[20],的Z?
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（4）蜗杆和蜗轮的主要参数和几何尺寸
1）蜗杆参数与尺寸 头数z1=1,模数m=1.6,轴向齿距Pa=?m=5.027mm,轴向齿厚sa=0.5πm=2.514mm,分度圆直径d1=28,直径系数q=d1/m=17.5,分度圆导程角
??arctan(1)=4?34?26??。
zq 取齿顶高系数h?=1,径向间隙系数c?=0.2,则齿顶圆直径da1=d1+2h?m=28+2
61?0.2）3131.6=31.2mm,齿根圆直径df1=d1-2m(h??c?)=28-2?1.（=24.16mm。
2）蜗轮的参数与尺寸 z2=z1n1/n2=30,模数m=1.6,分度圆直径d2=mz2=1.6330=48mm,变位系数x2=[a-(d1+d2)/2]/m=[63-(28+48)/2]/1.6=15,蜗轮喉圆直径为
（15?1）da2=d2+2m(x2+h?)=48+2?1.6?=99.2mm。
图3.2 蜗杆参数图
（5）校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 即检验下式是否成立[19]： ?F?1.53KT2YFa2Y??[?F] (3-2) d1d2m式中，?F-蜗轮齿根弯曲应力，单位为MPa； YFa2-蜗轮齿形系数； Y?-螺旋角影响系数；
[?F]-蜗轮的许用弯曲应力，单位MPa；
由我干头数z1=1,传动比i=30,的z2=iz1=30,则蜗轮的当量齿数： Zv2=
z2=48.46 cos3?查表得YFa=1.95，螺旋角影响系数Y??1?[?H]’=56MPa，蜗轮的寿命系数： KFN?140?=0.967；查得蜗轮基本许用应力
610?9=0.94 61.2?10 14
蜗轮的许用弯曲应力：[?F]=[?F]?KFN=56?0.94=52.64MPa； 将以上参数代入式（4-3）的蜗轮齿根弯曲应力： ?1.53?1.21?76400F?28?48?1.6?1.95?0.967?48.74MPa
可见，?F?[?F],蜗轮齿根弯曲强度满足要求。
3.3.2.抗风性分析
底座上螺钉校核危险截面面积
A?c?4(d1?H6)2?1045mm2 (3-3)
螺钉应力副 ?Faa?A?9000Nc 选择螺钉的性能等级5.6级 则
?B?5?100?500MPa??6??B10?6?500s10?300MPa 螺钉疲劳极限
??1?0.32?B?0.32?500?160MPa 极限应力幅
??1?1.5alim??kmkak??1?0.62?3.45?160?43.1MPa许用应力幅
?alima??[s?43.1a]3?14.4MPa?a?[?a] 所以螺钉强度满足条件。 3.3.3.轴校核
判断危险截面主轴端面往下170mm处 材料选用45钢调质 。查相关手册图表得：
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(3-4)
(3-5)
(3-6)
?B?650MPa?s?360MPa
对称循环疲劳极限式：
??1b?0.44?B?0.44?650?286MPa??1?0.30?B?0.3?650?195MPa (3-7)
脉动循环疲劳极限
?0b?1.7??1b?1.7?286?486MPa?0?1.6??1?1.6?195?312MPa 等效系数
???1b??0b?286?486??2??20b486?0.18?2??1??0?2?195?312???
?0.250312
截面上的应力
??Tw?10MPaT
?a??m??2?5MPa有效应力集中系数
k??1.77,k??1.31
表面状态系数
??0.92
尺寸系数
???0.88,???0.81
弯曲安全系数
设为无限寿命，k=1
s??kN??1ba?286k?1??1.77?6.38??a????m?0.92?0.88?20.5
sk1?195??N??1k??1.31?19.62???a????m?0.92?0.81?4.95?0.25?4.95
s?s?s?s22?6.3?819.62 ??s?6.382?19.62?26.07?1.s5[]
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(3-8)
轴强度满足要求。
3.4 机械传动机构安装注意事项
1、三相同步电机和伺服电机在启动的瞬间都有较大的瞬间扭矩，所以必须与底座和圆盘有效固定。
2、在圆盘上的带盲孔圆柱体和盲孔的尺寸一定要保证平面轴承能可靠接触。放轴的支撑架要满足的要求：支架相对放置在过圆盘圆心的圆盘上，靠近边缘，板上的圆孔的轴线过圆盘的圆心，以保证轴的自由转动。
3、安装同步带时，一定要先保证电机和减速器和轴的垂直，还有同步带轮和轴上的同步带平行。
4、在安装轴时套筒和L形板的在实际安装的误差使轴线有偏差，所以要在调试的时候通过螺钉的松紧控制轴线的偏差，保证轴的自由转动。
5、安装带同步带时要控制上带和下带的松紧，延长使用寿命。
3.5 本章小结
本章介绍了机械部分的结构、设计计算、运动方式、安装调试和注意事项。
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