鏈?zhǔn)竭\輸機上的蝸桿減速器課程設(shè)計說明書

1、機械設(shè)計課程設(shè)計設(shè) 計 說 明 書題 目 鏈?zhǔn)竭\輸機用蝸桿減速器設(shè)計（F4） 設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 班 級 材料成型與控制工程06級4班 提交日期 2009年1月9日 機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書題 目 鏈?zhǔn)竭\輸機用蝸桿減速器設(shè)計（F4） 設(shè) 計 者 指導(dǎo)教師 班 級 材料成型與控制工程06級4班 設(shè)計時間 2008年12月20日2009年1月9日 任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖一張(0號或1號圖紙)2. 零件圖13張（由指導(dǎo)教師指定）3. 設(shè)計說明書一份（60008000字）其它要求：設(shè)計步驟清晰，計算結(jié)果正確，說明書規(guī)范工整，制圖符合國家標(biāo)準(zhǔn)。按時、獨立完成任務(wù)。目錄課程題目-4 傳動方案的分析與

2、擬定-4第一節(jié) 電動機的選擇計算-5 1.1 電動機的類型選擇- 5 1.2 電動機的容量選擇-5 1.3 傳動方案的總效率計算-5 1.4 電機的確定-5第二節(jié) 鏈的選擇計算-62.1 齒數(shù)、傳動比的計算-6 2.2 鏈節(jié)數(shù)的取得-6 2.3 鏈型號的選擇計算-6 2.4 中心距的求解-6 2.5 潤滑方式的選擇-7第三節(jié) 相關(guān)計算用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備-8第四節(jié) 蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計-9 4.1 設(shè)計及校核-9 4.2 傳動基本尺寸的計算-10 4.3 齒面接觸疲勞強度驗算-11 4.4 齒輪彎曲疲勞強度驗算-11 4.5 蝸桿軸擾度驗算-12 4.6 溫度驗算-12 4.7 潤滑方式的選擇-12第五

3、節(jié) 蝸桿蝸輪的基本尺寸設(shè)計-14 5.1 蝸桿基本尺寸設(shè)計-145.2 蝸輪基本尺寸設(shè)計-14第六節(jié) 蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核-16 6.1 軸尺寸的初步估算-16 6.2 軸的轉(zhuǎn)矩彎矩分析圖-17 6.3 軸的校核計算-19第七節(jié) 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計-21第八節(jié) 其他零件的選擇及校核-22第九節(jié) 減速器潤滑-25設(shè)計小結(jié)-26參考資料-27題目：鏈?zhǔn)竭\輸機用蝸桿減速器設(shè)計設(shè)計一鏈?zhǔn)竭\輸機上的蝸桿減速器。工作平穩(wěn)，經(jīng)常滿載，不反轉(zhuǎn)，引鏈容許速度誤差為5。減速器通風(fēng)良好，成批生產(chǎn)，使用期限5年。曳引鏈拉力（） 7×103 曳引鏈速度（/） 0.30曳引鏈鏈輪齒數(shù) 15 曳引鏈節(jié)距（）

4、80工作班制 兩傳動方案的分析與擬定1電動機 2聯(lián)軸器 3蝸桿減速器 4鏈傳動 5鏈?zhǔn)竭\輸機計算及說明結(jié)果1電動機的選擇計算 1.1 選擇電動機的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。1.2選擇電動機容量 電動機輸出功率： kw 工作機所需的功率： 所以 kw 1.3由電動機至工作機之間的總效率： 其中 分別為聯(lián)軸器，軸承，窩桿，鏈的傳動效率。查表可知=0.99（彈性鏈軸器）=0.98（滾子軸承）=0.80（雙頭窩桿）=0.96（滾子鏈） 所以：則： kw1.4確定電機：工作機鏈速 rad/min由機設(shè)設(shè)計課程設(shè)計手冊表1-8查取傳動比： 所以 ： rad/m

5、in則由機設(shè)設(shè)計課程設(shè)計手冊表12-1查取電機： Y100L24 額定功率3KW 滿載轉(zhuǎn)速1430rad/min電機型號：Y100L24 額定功率3KW=1430rad/min2. 鏈的選擇計算 2.1小鏈輪齒數(shù) 自定傳動比 大鏈輪齒數(shù) 選取鏈節(jié)距： 取a=40p 2.2鏈節(jié)數(shù)： 2.3鏈傳動的功率： 傳動效率： 其中由課本機械設(shè)計：查表12.9得，查表14.2、表14.3得、小輪轉(zhuǎn)數(shù): 則由、，查課本機械設(shè)計圖14.17得：選用16A滾子鏈，取p=25.4mm2.4中心距: =23Lp=136 16A滾子鏈 p=25.4mm計算及說明結(jié)果 鏈速： 有效拉力： 軸上載荷： 2.5潤滑方式： 由

6、、p=25.4mm查課本機械設(shè)計圖14.23得：確定潤滑方式為滴油潤滑。中心距： 鏈速： 有效拉力： 軸上載荷： 潤滑方式： 滴油潤滑計算及說明結(jié)果3.計算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備： 3.1各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：蝸桿轉(zhuǎn)數(shù) 渦輪轉(zhuǎn)數(shù) 3.2各軸功率：蝸桿傳遞功率 渦輪傳遞功率3.3計算各軸轉(zhuǎn)矩： 電動機： 蝸桿軸： 渦輪軸： 工作小時數(shù)：Lh=365*5*18=29200h Lh=29200h計算及說明結(jié)果4.蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計：4.1設(shè)計及校核：蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪材料采用ZCuSn10P1,砂型鑄造。以下設(shè)計參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由課本機械設(shè)計 第13章蝸桿傳動為主要依據(jù)。

7、當(dāng)量摩擦系數(shù)： 設(shè)，查課本機械設(shè)計表13.6，取大值、。選值： 圖13.11的線上，查得，中心距的計算： 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 使用系數(shù)： 轉(zhuǎn)速系數(shù)： 彈性系數(shù)：表13.2壽命系數(shù)： 合格計算及說明結(jié)果接觸系數(shù)：由圖13.12I查得。接觸疲勞極限：表13.2得。接觸疲勞最小安全系數(shù)： 自定中心距： 4.2傳動基本尺寸：蝸桿頭數(shù)：由圖13.11查得：蝸輪齒數(shù)：模數(shù)：蝸桿分度圓直徑：表13.4取標(biāo)準(zhǔn)值。蝸輪分度圓直徑：蝸桿導(dǎo)程角：蝸輪寬度：m=5計算及說明結(jié)果 蝸桿圓周速度： 相對滑動速度： 當(dāng)量摩擦系數(shù)：表13.6得。4.3齒面接觸疲勞強度驗算：齒面接觸應(yīng)力： 最大接觸應(yīng)力： 4.4齒輪彎曲疲勞強度驗算：

8、齒根彎曲疲勞極限：表13.2得。彎曲疲勞最小安全系數(shù)： 自定合格計算及說明結(jié)果許用彎曲疲勞應(yīng)力：齒輪最大彎曲應(yīng)力：4.5蝸桿軸擾度驗算：軸慣性矩： 允許蝸桿擾度：蝸桿軸擾度： 4.6溫度驗算：傳動嚙合效率：攪油效率： 自定軸承效率： 已定總效率：散熱面積： 箱體工作溫度： 合格合格計算及說明結(jié)果 4.7潤滑方式的選擇：潤滑油粘度：根據(jù)，表13.7選取。潤滑方式：表13.7選取。合格浸油潤滑計算及說明結(jié)果5.蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計根據(jù)電動機的功率P=3kw，滿載轉(zhuǎn)速為1430r/min，電動機軸徑，軸伸長E=60mm初步估計蝸桿軸外伸段的直徑：d=（0.810）=22.4

9、28mm由、d根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表8-5可查得選用LT4號Y型彈性套柱銷聯(lián)軸器（28×62）。確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm。根據(jù)HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm的長度為60mm。 由根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表4-1可查得普通平鍵GB10962003A型鍵8×10，鍵槽長L=40mm。其余零件，包括蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計，蝸桿的尺寸見蝸桿零件圖。5.2蝸輪基本尺寸設(shè)計根據(jù)機械設(shè)計課程設(shè)計手冊表11-9：蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（100mm）,輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1

10、，初步估計d=60mm，則有：普通A型平鍵8×10×40計算及說明結(jié)果計算及說明結(jié)果6.蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上裝有滾動軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵，軸的大致結(jié)構(gòu)如圖所示：6.1軸尺寸的初步估算公式16.2得：，查表16.2得c=118-107,P為軸傳遞的功率P=2.33kw，n=57.2rad/min，則：則根據(jù)依次初步確定出各軸段的直徑： 在初步確定出各軸段的長度：計算及說明結(jié)果6.2軸的彎矩、轉(zhuǎn)矩分析圖a)計算蝸輪輪齒上的圓周力、軸向力、徑向力：b)軸的校核：校核的圖形如下表示：計算及說明結(jié)果6.3軸的校核計算前面已經(jīng)算出1） 求

11、垂直面的支撐反力（圖b）2)水平面的支撐反力（圖c）3)F力在支點產(chǎn)生的反力（圖d） 4)繪制垂直面的彎矩圖（圖b） 5）繪水平面的彎矩圖（圖c） 6)F力產(chǎn)生的彎矩（圖d） 危險截面F力產(chǎn)生的彎矩為：計算及說明結(jié)果 7)合成彎矩圖（圖e）考慮到最不利的情況，把直接相加：8）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖f)T=389N*m9)危險截面的當(dāng)量彎矩： 10）危險截面處的直徑：表16.3，考慮到鍵槽對軸的削弱，將d值加大4%：故 軸的結(jié)果設(shè)計采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見蝸輪間軸零件圖。鍵的選取，根據(jù)軸徑選取大徑處選A型鍵18x11x63，小徑處選A型鍵10x8x20T=389N

12、*md<60mm軸的選取合格計算及說明結(jié)果7.減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱座壁厚度 =0.04×160+3=10mm 箱蓋壁厚度1 =0.85×10=8.5mm機座凸緣厚度b b=1.5=1.5×10=15mm機蓋凸緣厚度b1 b1=1.51=1.5×9=13.5mm機蓋凸緣厚度P P=2.5=2.5×10=25mm地腳螺釘直徑： 地腳釘數(shù)目： n=4軸承旁連接螺栓直徑： 蓋與座連接螺栓直徑： 連接螺栓d2的間距： 軸承端蓋螺釘直徑： 定位銷直徑： 視孔蓋螺釘直徑： 底腳凸緣尺寸（扳手空間）: L1=32mm, L2=30mm剖分面凸緣尺寸（扳

13、手空間）: C1=24mm ,C2=20mm減速器中心高H: H=270mm軸承旁凸臺高度h: h=16mm箱體外壁至軸承座端面距離K: K= C1+ C2+(810)=44mm蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離: =12mm蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離: 機蓋、機座肋厚m1,m：m1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mm取=10mm取1=9mm取b=15mm取b1=15mmP=25mmn=4mmL1=32mmL2=30mmC1=24mm C2=20mmH=270mmh=16mmK=54mmm1=8.5mm,m=10mm計算及說明結(jié)果8其他零件的選擇及校核：1.圓錐滾動軸承 單位：mm安

14、裝位置軸承型號外 形 尺 寸dDTBC蝸 桿GB/T297-84（30210）509021.752017蝸輪軸GB/T297-94302136512024.752320GB/T297-94302115510022.7521182.軸承的校核1） 蝸輪軸30213型：表6-7得該型號軸承的Cr=120KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 所以： （合格）2）蝸輪軸30211型：表6-7得該型號軸承的Cr=90.8KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 計算及說明結(jié)果所以： （合格）3） 蝸桿軸30210型：表6-7得該型號軸承的Cr=73.2KN,e=0.42,Y=1.4,

15、則： 故選取公式： 所以： （合格）3. 甩油盤的選擇：表7-18得： 1）由蝸輪兩邊安裝端蓋的軸徑可選得： 2） 由蝸桿安裝軸承段的軸徑可選定： 4. 軸承端蓋的選取：表11-10得：1）蝸桿的軸承端蓋選擇：由圓錐滾子軸承D=90得： 計算及說明結(jié)果 2） 蝸輪的軸承端蓋選擇：表11-10得： 計算及說明結(jié)果 9.減速器的潤滑減速器內(nèi)部的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。本減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤滑，蝸桿浸油深度h大于等于1個螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動中心。蝸輪軸承采用刮板潤滑。蝸桿軸承采用脂潤滑，為防

16、止箱內(nèi)的潤滑油進(jìn)入軸承而使?jié)櫥♂尪髯撸Ｔ谳S承內(nèi)側(cè)加擋油盤。蝸桿:浸油潤滑蝸輪軸承:刮板潤滑蝸桿軸承:脂潤滑設(shè)計小結(jié) 拿到課程設(shè)計題目之后，首先通過對各運動部件的整體分析，尋找出它們之間的相互關(guān)系和傳動規(guī)律，然后在對單個部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和力的分析，確定各部件是否能滿足使用條件，以及使用要求，按總體方案對各零部件的運動關(guān)系進(jìn)行分析得出單級蝸桿減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計校核計算，得出各零部件的具體尺寸，在這個校核過程之中，我們必然會反復(fù)多次的對一些條件和數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和修改，我們主要出問題的地方常在電機的選擇，傳動比的選擇，還有就是對軸的強度和硬度的校核等方面，再多次重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理相關(guān)數(shù)據(jù)得出最后的設(shè)計圖紙和說明書.此次通過對鏈?zhǔn)竭\輸機用蝸桿減速器的設(shè)計，使我對成型機械的設(shè)計方法、步驟有了較深的認(rèn)識.熟悉了蝸輪、軸等多種常用零件的設(shè)計、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點、方法. 整個設(shè)計過程，課程設(shè)計巧妙地將我們課本上所學(xué)的東西和實際生產(chǎn)相柔和，將書本知識與我們的課程設(shè)計緊密的聯(lián)系起來，除此之外還有很多數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)還必須依靠自己動手去尋找，查閱各種標(biāo)準(zhǔn)和圖書報刊等文獻(xiàn)，大大鍛