3.2.11几何尺寸计算
计算分度圆直径d1?Z1m?25?5?125mm
d2?Z2m?62?5?310mm
计算中心距
a?d1?d2125?310??217.5mm22
计算齿轮宽度
b??dd1?0.5?125?62.5mm
取B1?62.5mm，B2?67.5mm
4 涡轮蜗杆机构设计
蜗杆转速 80r/min ，传动比 i = 32 ，使用寿命为12000小时。
4.1选择蜗杆传动类型
根据 GB/T 10085 – 1988 的推荐，采用渐开线蜗杆。
4.2选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，速度很低，故蜗杆用45钢；因希望效率高写，耐磨性
好些。故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45-55HRC，涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。
4.3按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由式（11-12）传动中心距
a?3KT（2ZEZP??H?)
4.3.1确定作用在涡轮上的转矩T2 按z1=1,传动效率 ? =0.43则
T2?9.55?1064.3.2 确定载荷系数K
P?0.18?0.43?32=9.55?106?=295668N.mmn180n12
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数K??1;由表11-5 选取使用系数
KA?1;由于转速不高，冲击不大，可取动载系数KV?1.05；则
8
K?KAK?KV?1?1?1.05?1.05
4.3.3 确定弹性影响因素 ZE
因选用的是铸锡磷青铜涡轮和钢蜗杆相配，故 ZE?160MPa 4.3.4 确定接触系数Zp
d1?0.35 先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值a，从图11-18可查得
ZP?2.9。
124.3.5 确定许用接触应力??H?
根据蜗杆材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬
?H??=268MPa?度>45HRC，可从表11-7中查得涡轮的基本许用应力。 应力循环次数
N?60jn2Lh?60?1?80?12000?1.8?10632
寿命系数
710KHN?8?1.23911.8?106
?HA?KH?N???H?1.239?1??则
4.3.6 计算中心距
2M6P8?a33M2.P0a7
?160?2.9?a?31.05?295668???mm?84.64mm?332.07?
2故取中心距a?125mm，从表11-2中取模数m?5mm，蜗杆分度圆直径d1?50mm。
d150??0.4这时a125。从图11-18中可查得接触系数Z???2.64,因为Z???Z?，因此
以上计算结果可用。
4.4 蜗杆和涡轮的主要参数与几何尺寸
4.4.1 蜗杆
轴向齿距Pa??m?15.705mm； 直径系数q?10；
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齿顶圆直径da1?d1?2ha?m?60mm;
齿根圆直径dn?d1?2hf1?38mm; 分度圆导程角r?542?38??；
sa1蜗杆轴向齿厚?2?m?7.8538mm
4.4.2 涡轮 涡轮齿数Z2?31；
涡轮分度圆直径d2?mZ2?5?31?155mm； 涡轮喉圆直径da2?d2?2ha2?155?2?5?165mm； 涡轮齿根圆直径df2?d2?2hf2?155?2?1.2?5?143mm；
涡轮咽喉圆半径rg2?a?112da2?100?2?165?17.5mm
4.5 校核齿根圆弯曲疲劳强度
?F?1.53KT2ddYFa2Y?????F??12m当量齿数
zv2?z2cos3?32?32.487?cos35.71
根据x2??0.5，zv2?32.487，从图11-19中可查得齿形系数YFa2?3.27。
?5.71螺旋角系数 YB?1?140?1?140?0.95
92许用弯曲应力
??F????F???KF
N从表11-8中可查得由ZCuSn10P1制造的涡轮的基本许用弯曲应力 ??F???56MPa6KFV?910寿命系数
1.8?106?0.937
??F??56?0.937?52.472MPa
?F?1.53?1.05?29566850?165?5?3.27?0.9592?36.118MPa
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。
所以弯曲强度是满足的。
5倾斜轴的设计
5.1选取轴的材料
选45钢调质处理，由表15-1可查取如下参数：
硬度：HBS=220；抗拉强度极限：?B=650 M Pa；弯曲疲劳极限：??1=275 M Pa； 屈服极限强度：?0=355 M Pa；剪切疲劳强度：I1=155 M Pa；许用弯曲应力：
???1?=60 M Pa。
5.2初步估算轴的最小直径
由前面计算可知n=1r/min，P=0.075Kw。查表15-3可取A0?115。
dmin?A03若考虑键槽直径应增加15%，则
P0.075?115?3?48.5mmn1
dmin?48.5??1?15%??55.8mm
5.3轴上结构设计
拟定轴上零件的装配方案如图（5-1）
5.3.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
为了满足齿轮的轴向定位要求，齿轮的右端应制出一段轴肩，故取齿轮右端的轴
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图5-1 零件的装配方案