一级蜗杆减速器.docx

《一级蜗杆减速器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一级蜗杆减速器.docx（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、前 言在本学期临近期末的近半个月时间里，学校组织工科学院的学生开展了锻炼学生动 手和动脑能力的课程设计。在这段时间里，把学到的理论知识用于实践。课程设计以往也有，但是这次和我以往做的不一样的地方：单独一个人完成一组设 计数据。这就更能让学生的能力得到锻炼。但是在有限的时间里完成对于现阶段的我们 来说比较庞大的“工作”来说，虽然能够按时间完成，但是相信设计过程中的不足之处 还有多。希望老师能够指正。总的感想与总结有一下几点：1. 通过了 3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有 关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。2. 由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢

2、固，在设计中难免会出现这 样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，如果是联系紧密或 者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准3. 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应 用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的 团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻 地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我 们会更加努力和团结。最后，衷心感谢老师的指导和同学给予的帮助，才能让我的这次设计顺利按时完 成。一. 带式运输机传动装置的设计41.1带式运输机工作原理41.2已知条

3、件41.3设计数据41.4传动方案4二. 电动机的选择42.1选择电动机的类型42.2选择电动机的功率52.3选择电动机的转速52.4选择电动机的型号5三. 传动方案设计63.1传动装置运动及动力参数计算133.2传动零件的设计计算63.2.1.涡轮蜗杆的设计及其参数计算及校核63.2.2轴的设计计算及校核93.2.3滚动轴承的选择及校核计算143.2.4.键连接的选择及校核计算153.2.5联轴器的选择16四. 减速器的润滑与密封164.1涡轮蜗杆的润滑164.2滚动轴承的润滑164.3密封16五. 箱体及附件的结构设计165.1采用下置剖分式蜗杆减速器165.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系1

4、65.3注意事项17六. 设计体会17七. 参考文献18一带式运输机传动装置的设计十1.1带式运输机工作原理带式运输机传动示意图：J X111动力及传动装曾带式运输机传动示意图1.2已知条件1）工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最 高温度35C；2）使用折旧期:8年；3）检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4）动力来源：电力，三相交流，电压380/220V；5）运输带速度允许误差：5%；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。1.3设计数据卷筒直径：D=220mm运输带有效拉力：F=2600N运输带速度：V=1.1m/s1.4传动方

5、案使用单级蜗杆减速传动方案，其特点：结构简单，尺寸紧凑，但效率较低。由于V=1.1 iKT (七勺)=127.443mm”H取中心距a=160mm,因i=15.08,故从机械设计表11-2中取m=8mm, 蜗杆分度圆直径dj80mm，这时d/a=0.5，从机械设计图11-18中 查得接触系数Zp ,=2.6Zp，因此以上计算结果可用。4) 蜗杆与涡轮的主要参数及尺寸 蜗杆轴向齿距P25.133mm，直径系数q=10，齿顶圆直径da1=96mm，齿根圆 直径df1=60.8mm，分度圆导程角Y =11/8 36 ，蜗杆轴向齿厚 Sa=12.566mm 涡轮涡轮齿数Z2=31，变位系数X2=-0.

6、500验算传动比i= Z2 /Z1=15.5，此时传动比误差(15.5-15.08) /15.08=2.78%5%,是允许的涡轮分度圆直径d2= m - Z2=248mm涡轮喉圆直径d2= d2 +2h264mm蜗轮齿根圆直径df2= d2 -2hf228.8mm涡轮咽喉母圆半径r 2= a -0.5d28mm5) 校核齿根弯曲疲劳强度 = *2 y 撰F d d m Fa 2 P F当量齿数 Z 2=Z2/cos3Y =32.88根据X2=-0.500，Zv2= 32.88从教材图1119中可查得齿形系数Yf 2=3.24螺旋角系数 % =1-y /140o=0.9192从教材P255知许用

7、弯曲应力 J J Kfn从教材P256表118查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应 力”f】=56MPa。由教材 P255 寿命系数 Kfn=9 ”(106/N) =0.554o =56X0.554=31.048MPa Fo =1.53X 1.05X3.12X 105/(63X248X8) X3.24X0.9192=11.943MPaF8可见弯曲强度是满足的。6）验算效率门门=（0.950.96）一?n 、tan W +甲）V已知邛=11.31。，甲=1.1687o代入式中得门=0.86,大于原估计值，因此不 用重算。7）精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力

8、传动，属于通用机械减速器，从 GB/T100891988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择9级精度，侧隙种类为f, 标注为8f GB/T100891988。然后由参考文献5P187查得蜗杆的齿 厚公差为1 =7川m,蜗轮的齿厚公差为Ts2 =130p m;蜗杆的齿面和 顶圆的表面粗糙度均为1.6p m,蜗轮的齿面和顶圆的表面粗糙度为 1.6p m 和 3.2p m。8）热平衡核算初步估计散热面积:(a .1.75(180 )=0.33100 J100 )1.75S = 0.33=0.92取a （周围空气的温度）为20。以=（8.15 17.45）w/ （m2 。c）,以取 17w/ （m2 。c）100

9、0p（1门）“ 1000 x 4.3366 x （1 0.824）t （油的工作温度）=t + 伫=20 +17 0睛d=68.8。c 85 cS = 0.92合格。3.2.2轴的设计计算及校核1. 输入轴（蜗杆轴）的计算1）输入轴上的功率P1 =4.46KW，转速n1= 1440r/min，转矩T2.95X 104N -mm；输出轴上的功率 P2 =3.12KW,转速 n95.5r/min,转矩 T3.12 X 105N mm；2）求作用在蜗杆上的力Ft1= F 2=2T1/d1=2 X2.95X 104/80=737.5NF = F =2T/d=2X3.12X 105/248=2516.1

10、N al t2 22 F; Ft2 tan a =2516.1 X tan20o=915.8N3) 初步确定轴的最小直径选用45调质，硬度217255HBS根据教材P370 (15-2)式，并查表15-3，取A=112 0d =A3”(P/n ) =112X3 ”(4.46/1440) =16.32mm min 011输入轴的最小直径即为安装联轴器处的直径，联轴器的计算转矩TcKA气, 查教材表14-1，考虑到转矩变化很小，故取K=1.3,则T =K T =3.835X 104 Aca A 1按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003或手册，LT4型弹性联轴器，其

11、公称转矩T=6.3X104N mm，半联轴器孔径d=20mm， n故取d=20mm，半联轴器长度L=40mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度Lj32mm， D=106mm4) 轴的结构设计I 段：d=20mm Lj32mmII段：定位轴肩 d= d：2h= d+2(0.070.1) d*2.824mm 取 d24mm，L取 20mmIII段:安装轴承 初选两轴承为角接触球轴承7308C型，d=40mm，D=90mm， B=23mm，采用轴套定位d=40mm L=40mmW段：d = d +2(0.070.1) d =96mm d 8084.2mm，取 d =80 L =90mm V IVIVIVI

12、VIVV段：蜗杆齿顶圆直径 da1=96mm，查教材表11-4可知蜗杆宽度 七N (8+0.06Z2) m= (8+0.06X31 )X8=78.88mm dV=96mm LV=80mm丑段：d=80mm L=90mmW段：d=40mm L=40mm蜗杆轴总长L=392mm5) 确定轴上的载荷FubjF = (F - BC-F - d/2) /BD= (915.8X150-2516.1X40) /300=122.42NNV1r1a1 1FNvFr1- Fnv793.38NFNH1=Ft1 BC/BD=737.5X 150/300=368.75NFnhFt1- Fnh1=368.75NF1= 2

13、516.1N绘制弯矩图Ma=Fadl/2Mh-Fnhi*BC=55. 31N n)36N mM归二82. 28N mM】58, 28N , inM2=99. 14N mTl-29. 5N * mF m Fl6）按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度，根据教材P373式15-5，轴的计算应力bca(991402 + 29500210000000=2.02MPa（a =1）前已选定轴的材料为 45钢，调质处理，由教材P362表15-1查得 、=60MPa ,因此b招_J故安全。该轴强度足够。7）绘制轴的工作图2. 输出轴（涡轮轴）的设计计

14、算1）输出轴上的功率 P1 =3.12KW，转速 n95.5r/min,转矩 T3.12 X 105N mm；2）求作用在涡轮上的力F2= Ft1=737.5NF： F1=2516.1NF：七二915.8N3）初步确定轴的最小直径选用45调质，硬度217255HBS根据教材P370 （15-2）式，并查表15-3，取A=112 0七可3/2/气）二112X3 ”（3.12/95.5） =35.8mm输出轴的最小直径即为安装联轴器处的直径，LT4型弹性联轴器，公 称转矩T =6.3 X 104N mm，半联轴器孔径d=20mm，故取d =20mm，半 联轴器长度L=40mm，半联轴器与轴配合的毂

15、孔长度L =32mm，D=106mm14) 轴的结构设计I 段：=20mm L1=32mmII段：定位轴肩 1=+2h二七+2(0.070.1) =22.824mm取 d=24mm, L取 20mmIII段：安装轴承 角接触球轴承7308C型，d=40mm, D=90mm, B=23mm, 采用轴套定位d=40mm L=40mmW段：安装涡轮，涡轮分度圆直径d2= m - Z2=248mm，蜗轮齿根圆直径 d/ d2 -2hf228.8mm 取 d=60mm 涡轮宽 B W 0.75d0.75 X 96=72 取 Lw=70mmV段：定位轴肩 d= d2h=68.472mm，取 d=72 L=

16、5mm丑段：d=68mm L=60mmW段：d=40mm L=40mm蜗杆轴总长L=267mm5) 确定轴上的载荷F = (915.8X55-737.5X30) /170=166.14NNV12Fnv2749.66NFnh12516.1 X55/170=814.03NFnh22= 1702.06N总弯矩 M= (1702.06X55) 2+ (749.66X55) 2=1.02X 105N mm,扭矩 T=3.12X105N mm6) 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险 截面C)的强度，根据教材P373式15-5，轴的计算应力3 2 + Bv

17、1020002 + 3120002b = = = 15. 19MPaca W0.1 * 60 * 60 * 60( a=1)前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由教材P362表15-1查得L = 60MP。,因此b cae，2）初步计算当量动载荷PP=fp （XFr+YFa）先取 X=0.44 Y=1由表 13-6 查得 fp=1.0 故 P=2879.64N3）根据式13-6，轴承应有的额定动载荷值C=P & ”（60nL，/106） =2879.64X3 ”（60X95.5X35040/106） =310.87N根据以上计算结果7308C型角接触球轴承基本额定动载荷C=46.2KN，基本额

18、定静载荷C=30.5KN，轴承可用。 04）验算寿命Lh=106/60n （C/P） & =26751h35040h，所选轴承满足寿命要求故可选7308C型角接触球轴承2. 输出轴上滚动轴承的选择及校核初选角接触球轴承7308C型，右边轴承受较大载荷，轴承径向载荷Fr=V(Fnv222+F盛。=V (749.662+1702.062)=1859.84N,轴向载荷 Fa=737.5N, 轴承转速n=1440r/min，载荷平稳，预计寿命L=4X 365 X 24=35040h5) 求比值Fa/Fr=0.39，根据教材P321表13-5，角接触球轴承em =0.56，故此时 Fa/Fre，X=1

19、Y=06) 初步计算当量动载荷PP=fp (XFr+YFa)由表 13-6 查得 fp=1.0 故 P=1859.84N7) 根据式13-6，轴承应有的额定动载荷值C=P& V(60nL，/106)=1859.84X3 7(60X95.5X35040/106) =200.78N7308C型角接触球轴承基本额定动载荷C=46.2KN，基本额定静载 荷C =30.5KN，轴承可用。 08) 验算寿命Lh=106/60n (C/P) & =26751h35040h，所选轴承满足寿命要求 故可选7308C型角接触球轴承3.2.4键连接的选择及校核计算1) 输入轴与联轴器连接采用平键连接 轴径 d=20

20、mm L=32mm T=29.5N m 查手册选A型平键，得：b=6 h=6 L=22 即：键 6X22 GB/T1096-2003 l=L-b=26mm h=6mm k=0.5h=3根据教材P106式6-1得 a =2T X 103/kld=2 X 29500/ ( 3 X 26 X 20 )= 37.82Mpao =120MPa2) 输出轴与涡轮连接用平键连接 轴径 d=60mm L=70mm T=312N.m查手册选用A型平键，得：b=18 h=11 L=63 即：键 18X63GB/T1096-2003 l=L-b=52mm h=11mm k=3 a =66.670 =9.4mm5.3

21、注意事项（1）装配前，所有的零件用煤油清洗，箱体内壁涂上两层不被机油浸蚀的 涂料；（2）角接触球轴承7308C用润滑油润滑；（3）箱盖与接触面之间禁止用任何垫片，允许涂密封胶和水玻璃，各密封 处不允许漏油；（4）减速器装置内装CKC150工业用油至规定的油面高度范围；（5）减速器外表面涂灰色油漆；（6）按减速器的实验规程进行试验。六 设计小结经过三周的课程设计，我终于完成了自己的设计，在整个设计过程中，自己 学到了很多的关于机械设计的知识，这些都是在平时的理论课中不能学到的。还 将过去所学的一些机械方面的知识系统化，使自己在机械设计方面的应用能力得 到了很大的加强。除了知识外，也体会到作为设计

22、人员在设计过程中必须严肃、认真，并且要 有极好的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我们会碰到好多问题， 这些都是平时上理论课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题， 但是在设计中，这些就成了必须解决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把 它搞清楚，在设计中就会出错，甚至整个方案都必须全部重新开始。比如轴上各 段直径的确定，以及各个尺寸的确定，以前虽然做过作业，但是毕竟没有放到非 常实际的应用环境中去，毕竟考虑的还不是很多，而且对所学的那些原理性的东 西掌握的还不是很透彻。但是经过老师的讲解，和自己的更加深入的思考之后， 对很多的知识，知其然还知其所以然。刚刚开始时真的使感觉是

23、一片空白，不知从何处下手，在画图的过程中，感 觉似乎是每一条线都要有一定的依据，尺寸的确定并不是随心所欲，不断地会冒 出一些细节问题，都必须通过计算查表确定。设计实际上还是比较累的，每天 在电脑前画图或是计算的确需要很大的毅力。从这里我才真的体会到了做工程的 还是非常的不容易的，通过这次课程设计我或许提前体会到了自己以后的职业生 活吧。经过这次课程设计感觉到自己还学到了很多的其他的计算机方面的知识，经 过训练能够非常熟练的使用Word和Auto CAD。所以这次课程设计，我觉得自己真的收获非常的大。打完这行字，真的心一 下子放了下来，看到自己完成的成果，真的觉得虽然很累，但觉得很欣慰，这次 课程设计应该是达到了预期的效果。七 参考文献1、 濮良贵 纪名刚主编机械设计 第八版高等教育出版社，2006.5（2011.11 重印）2、吴宗泽罗圣国主编机械设计课程设计手册第3版 高等教育出版社， 2006.5（2011.12 重印）3、 简明机械设计手册（第二版）唐金松主编上海科学技术出版社2000年