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27、某重载蜗杆传动的蜗杆轴,采用两端单向固定支承结构,其轴颈直径为50mm,则下列型号中最可能选作蜗杆轴支承轴承的是()。
A.7210
B.6202
C.6210
D.30352
参考答案和解析
(1) 选择材料 蜗杆用45号钢,考虑到效率高些,耐磨性好些,蜗杆螺旋面进行表面淬火,硬度为45~55HRC。蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10Pb,金属模铸造,为节省贵重金属,仅齿圈用青铜制成,轮芯用铸铁HTl50制造。 (2) 确定蜗杆头数z 1 及蜗轮齿数z 2 由《机械设计》教材的z 1 与z 2 的荐用值表,取z 1 =2,按i=20.5,则z 2 =iz 1 =20.5×2=41。 (3) 按齿面接触疲劳强度进行设计计算 ①确定作用在蜗轮上的转矩T 2 按z 2 =1,根据教材推荐,估取η=0.8, ②确定载荷系数K 因载荷平稳,取K=1.05。 ③确定许用接触应力[σ H ] 由蜗轮材料、铸造方法和蜗杆螺旋面硬度,经查表得蜗轮材料的基本许用接触应力 [σ H ]'=268MPa 接触应力循环次数N H =60a H n 2 t=60×l×70.732×(16×300×7)=1.43×10 8 , ④确定模数,n及蜗杆分度圆直径d 1 由《机械设计》教材中的m、d 1 及m 2 d 1 数值表,取m=8mm,d 1 =80mm(m 2 d 1 =5120mm 3 )。 ⑤计算蜗轮的圆周速度v 2 (4) 计算蜗杆、蜗轮分度圆直径d 1 ,d 2 及传动中心距a 蜗杆分度圆直径 d 1 =80mm 蜗轮分度圆直径 d 2 =mz 2 =8×41=328mm 取实际中心距 a'=200mm,则蜗轮需进行变位。 (5) 确定蜗轮的变位系数X 2 (6) 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 由z 2 =41,查得蜗轮的齿形系数Y Fa2 =2.31;由蜗轮材料、铸造方法查得蜗轮材料的基本许用弯曲应力[σ F ]'=56MPa。 由式γ=tan -1 (z 1 /q)得蜗杆分度圆柱导程角γ 所以蜗轮齿根弯曲疲劳强度足够。 (7) 蜗杆、蜗轮各部分尺寸计算 ①蜗杆: 分度圆直径 d 1 =80mm ②蜗轮: 分度圆直径 d 2 =mz 2 =8×41=328mm 齿顶圆直径 =328+2×(1-0.5)×8=336mm 齿根圆直径 =328-2×(1+0.2+0.5)×8=300.80mm 齿宽 b[ 2 ≤0.75d a1 =0.75×96=72mm (8) 热平衡计算 ①相对滑动速度 ②当量摩擦角ψ v 按v S =6.196m/s,查表得ψ v =1°12' ③蜗杆传动总效率η ④计算箱体所需散热面积A 按自然通风计算,取a s =17w/(m 2 ·℃);油的工作温度t=80℃;周围环境空气温度t 0 =20℃。 (9) 蜗杆传动精度及齿面粗糙度的选择 按v 2 =1.215m/s,为一般动力传动,由蜗杆传动精度等级的选择表,可选取精度等级为8级,标记为8cGBl0089-88。 蜗杆齿面粗糙度 R a1 ≤3.2μm; 蜗轮齿面粗糙度 R a2 ≤3.2μm。 (10) 蜗杆、蜗轮的结构设计及绘制工作图(略)。
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