單蝸桿減速器課程方案說(shuō)明書

1、成都大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置蝸桿減速器題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置蝸桿減 速器專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：2018級(jí)4班學(xué)號(hào)：2姓名：雷強(qiáng)指導(dǎo)教師：黃劍鋒日期：2018年10月已知數(shù)據(jù)：工作機(jī)輸入功率1.15kw工作機(jī)數(shù)日轉(zhuǎn)速30.5rpm1 電動(dòng)機(jī)2 帶專動(dòng)3 -單級(jí)齒輪減速器 4軸器5 卷筒6 專送膠帶設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明3、電動(dòng)機(jī)功率選擇：卷筒輸出功率回=因=4.2kw卷筒的轉(zhuǎn)速 列二叵=57.3r/minV帶傳動(dòng)0 =0.96 ；滾動(dòng)軸承2對(duì)因=0.99 ；圓柱齒輪傳動(dòng)呂=0.97 ；彈性聯(lián)軸器3 =0.99 ；卷筒軸滑動(dòng)g =0.96.傳動(dòng)裝置的總效率一、電動(dòng)機(jī)的選

2、擇與計(jì)算：1電動(dòng)機(jī)類型的選擇：電動(dòng)機(jī)根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用 丫系列三相異步電 動(dòng)機(jī)。2、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1000r/min 和 1500r/min目=0.86 ；|=4.88kw ；電動(dòng)機(jī)額定功率為5.5kw。減速器傳動(dòng)比：_=4.19I =960r/minI =240r/min兇=57.3/mi nI =* 卜| *=0.96* 心 *0.97*0.99*0.960.86電機(jī)所需功率：=P/=4.2/0.86=4.88kw所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5 kw 。電動(dòng)機(jī)類型額定同 功率 kw同步轉(zhuǎn)速r/mi n滿載轉(zhuǎn)速r/mi n總傳動(dòng) 比i減速器 傳動(dòng)比Y132S-45.5150014

3、4025.136.28Y132M2-65.5100096016.754.194、電動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定:其中總傳動(dòng)比i=電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n /輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn) 速當(dāng)同步 轉(zhuǎn)速為1500 r/min 時(shí)，丨=5.98 不在6-24（兇 > 內(nèi)。5.28kwI 5.07kwR 54.711R 210.1I 845 i v=7.04m/s上=140mm,=640mm a=1362mm_| = FIZ=3創(chuàng)=284.6N =2239N二，kdH0v=1.13m/s 高速軸：| =35.5mm.兇=40mm| =45mm| =56mmI =67mm_| =45mm低速軸：_| =55mm_| =75mmI

4、=63mmI =55mmI =50mm_| =45mm 高速軸I=73mm,:| =35mmI =39mm,:| =82mm目=7.7mmx=29.3mm 低速軸_=46.6mmx=40mm._J=57mm所以應(yīng)選擇丫132M2-6該滿載轉(zhuǎn)速為960 r/min.Y132M2-6電動(dòng)機(jī)的外型尺寸mm：H:132A:216B:178C:89 D:38 E:80 F*GD=10*8 G:33K:12 AB:280 AD:210AC:135HD:315AA:60BB:238HA:18 L:515二、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：1. 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算：目二因=960r/min_|=_| _=240r

5、/min* =57.3/min2、各軸的輸入功率計(jì)算：I |5.28kwI =-= I 5.07kw3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算：54.71亠一|210.1旦845I三、外傳動(dòng)帶選擇:普通V帶傳動(dòng)1. 確定計(jì)算功率：因1查得工作情況系數(shù) 因=1.32 因=兇 兇=1.3*5.5kw=7.15kw2. 選擇V帶型號(hào)：根據(jù) fcl =7.15kw,=960r/min，選用 B 型計(jì)算。帶速v= I =|m/s=7.04m/s3. 確定帶輪直徑xl_1 _1查得應(yīng)不小于125，取 =140mmx=22mm電機(jī)中心高符合要求）=4*140=420mm,取=640mm（雖使因略有減小，誤差小于5%故允許。4.

6、確定中心距和帶長(zhǎng)回1）初步選取中心距=1.5*140+640）mm=1170mm取=1200mm符合。2）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2 _| + | + |=2*1200+Imm=3677mm選用=4000mm計(jì)算實(shí)際中心距:3）確定中心距調(diào)整范圍005.驗(yàn)算小帶輪包角1=1 J LrJ6.求V帶根數(shù)z查得詞=2.08kw, LI =0.30kw, L_J =0.95,=1.13.得冃=68mm：| =110mm型=31.2 N md=40.2mmd=47.7mmz=2.80取3根。7. 計(jì)算V帶初拉力查得 q=0.17kg/mN=284.6N8. 計(jì)算對(duì)軸壓力N=2239N9. 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制

7、帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑=140mm采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基 準(zhǔn)直徑兇=640mm采用輪輻式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見(jiàn)零件 工作圖。四、各齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1. 齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，均選軟齒面小齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度197-286HBS,_l =600MPa ,_l =450MPa大齒輪選用45剛，調(diào)質(zhì)，齒面硬度197-286HBS=570MPa ,=420MPa齒輪精度暫設(shè)用8級(jí)2. 確定許用應(yīng)力取，=518.2MPa=360MPa=336MPa3. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)取載荷系數(shù)K=1.2,齒寬系數(shù)| =0.8.小齒輪轉(zhuǎn)矩210.1 亠，取匚=188.I X mm=84

8、.87mm取齒數(shù) “模數(shù) N| = mm=3.54mm齒寬到可0中|=0.884.87mm=67.9mm圓 整可取取m=3.75mm,實(shí)際1 ,米用實(shí)心式 ，采用腹板式二= I心距4. 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)IT-JEEZIL=J故安全。5. 齒輪的圓周速度所以選用8級(jí)精度是合宜的。五、軸的計(jì)算1. 高速軸的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料及熱處理因?yàn)闇p速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊 要求故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。2. 初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，得c=106至118,取c=108.=10830.26mm國(guó) =108 LEJ 48.13mm3. 初選軸承因?yàn)樵擙X輪減速器的支承跨距較小，

9、故采用兩端固定支 承結(jié)構(gòu)，軸承內(nèi)圈用套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向定位。1軸選軸承為6209B=19mm2軸選軸承為6411IB=33mm4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了拆裝方便，減速器殼體用剖分式高速軸：初估軸徑后，可按軸上零件的安裝順序，從右端開(kāi)始確 定直徑。軸段6安裝軸承6209,故取=45mm軸段4安裝齒輪，為了便于安裝，取標(biāo)準(zhǔn)直徑I =56mm齒輪右端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩的高度為 5.5mm,故取軸段5直徑因=67mm軸段3裝軸承，直徑與軸段6樣，取=45mm軸段2直徑應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查得選用 d=40mr的毛氈圈，故取=40mm軸段1裝大帶輪，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 =35.5mm.

10、低速軸：軸段1安裝軸承6411，取兇=55mm軸段3安裝齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)直徑63mm齒輪左端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩高度為 6mm,取軸段2直徑=75mm軸段4安裝軸承，直徑與軸段1 一樣，取=55mm軸段5直徑與 密封毛氈的尺 寸同時(shí) 確定，查得選用 d=50mr的毛氈圈，取=50mm軸段6與聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，直徑同聯(lián)軸器尺寸一同確定，查 得選用TL7聯(lián)軸器lai GB4323-84,取=45mm2）各軸段長(zhǎng)度的確定 高速軸：軸段1和4為齒輪、帶輪安裝的軸段，該軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于相配輪轂的寬度2-3mm取_|=齒輪輪轂寬度-2mm=82mm取日=大帶輪輪轂寬度-2mm=73mm軸段5長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)

11、算*=1.4h=1.4*5.5mm=7.7mm軸段3裝6209軸承、擋油環(huán)、套筒，初略估擋油環(huán)長(zhǎng)度 + 套筒長(zhǎng)度=18mm,再考慮到套筒作軸向固定時(shí)，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略比零件輪轂短 2mm,所以軸段3長(zhǎng)度x=B+i8mm+2mm=39mm考慮高速軸兩個(gè)軸承的對(duì)稱性，可算出軸段 6長(zhǎng)度，因=冃-2mm=39-7.7-2mm=29.3mm軸段2安裝軸承蓋，考慮到裝拆軸承蓋螺栓所需的距 離，低速軸:取兇=35mm.軸段3和6為齒輪、聯(lián)軸器安裝的軸段，該軸段的長(zhǎng)度應(yīng) 略小于相配輪轂的寬度2-3mm取_=齒輪輪轂寬度-2mm=70-2mm=68mm取_=聯(lián)軸器主動(dòng)輪輪轂寬度-2mm=110mm軸段2長(zhǎng)度按軸肩

12、寬度公式計(jì)算_|=1.4h=1.4*6mm=8.4mm軸段4裝6411軸承、擋油環(huán)、套筒，初略估擋油環(huán)長(zhǎng)度 + 套筒長(zhǎng)度=22mm,再考慮到套筒作軸向固定時(shí)，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略比零件輪轂短 2mm,所以軸段 3長(zhǎng)度咔B+22mm+2mm=33+22+2mm=57mm考慮低速軸兩個(gè)軸承的對(duì)稱性，可算出軸段 1長(zhǎng)度，_=_l-2mm=57-8.4-2mm=46.6mm軸段5安裝軸承蓋，考慮到裝拆軸承蓋螺栓所需的距 離，取 _l=40mm.3）軸上零件的周向固定為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過(guò)盈配合H7/r6 ；軸與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用k6 ；高速軸：齒輪采用A型普通平鍵：16*70 GB/T 109

13、6-2003 大帶輪采用A型普通平鍵：10*63 GB/T 1096-2003 低速軸：齒輪采用A型普通平鍵：18*56GB/T 1096-2003聯(lián)軸器采用A型普通平鍵：14*90GB/T 1096-20034）軸上倒角與圓角為保證6209、6411軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面, 取軸肩圓角半徑為1mm其他軸肩圓角半徑為2mm軸的左右端倒角均為1*45.六、軸的校核1.高速軸已知：旦=210.1N m, 亠I 。小齒輪分度圓直徑冃=90mm軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)；=II ； I 1）求垂直面的支承反力及彎矩圖S3IT110mm79mm79mm 2）求水平面的支承反力及彎矩圖aaQ=2344.

14、5NJ11Ar110mm79mm79mmAh.pa-a截面產(chǎn)生的彎矩: 3）帶輪對(duì)軸產(chǎn)生的反力 a-a截面產(chǎn)生的彎矩: 4）求合成彎矩考慮最不利的情況，把二！與 I直接相加M =阿 +. “ II=312Nm5求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)，6）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 由軸的材料，可查得 I，LHJ 【一*考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%d=1.05 38.3mm=40.2mm_l所以高速軸滿足強(qiáng)度效核。2低速軸已知：呂=845N m_|；一一 Jb-b回1 TrJFt1 90mm90mm150m1求垂直面的支承反力=812Nb-b截面產(chǎn)生的彎矩:2）求水

15、平面的支承反力=2230Na-a截面產(chǎn)生的彎矩:3）求合成彎矩Id = x 】=213.6Nm4求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)5）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 查得考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%d=1.05 45.1mm=47.7mm_l所以低速軸滿足強(qiáng)度效核。七、滾動(dòng)軸承的壽命校核高速軸選深溝球軸承6209n=240r/mi n.查得可算出基本額定壽命:L=滿足壽命校核條件。低速軸選深溝球軸承6411n=57.3r/m in,查得可算出基本額定壽命:>L滿足壽命校核條件八、鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核:材料：45鋼強(qiáng)度極限I不小于600MPa高速軸:齒輪采用A型普通

16、平鍵：16*70 GB/T 1096-2003 b=16mm, h=10mm, l=70mm, T=210.1N m大帶輪采用A型普通平鍵：10*63 GB/T 1096-2003 b=10mm,h=8mm,l=63mm,T=2.239*35.5/2Nm=39.8N m低速軸：齒輪采用A型普通平鍵：18*56GB/T 1096-2003 b=18mm, h=11mm, l=56mm, T=210.1N聯(lián)軸器采用A型普通平鍵：14*90GB/T 1096-2003 b=14mm, h=9mm, l=90mm,TL7聯(lián)軸器亠 GB4323-84, T=500N m故均滿足鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核。九、減速器

17、鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸: 中心距 a=234.25mm箱座體壁厚：箱蓋壁厚：任箱體凸緣厚度：箱座二J =12，箱蓋兇=12，箱底座=20箱座、箱蓋上的肋厚：=軸承旁凸臺(tái)的高度和半徑：h由結(jié)構(gòu)確定軸承蓋 < 即軸承座）的外徑： 二=115地腳螺釘：直徑1 一 數(shù)目 n=4聯(lián)接螺栓：軸承旁聯(lián)接螺栓直徑一=16箱底、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑I視孔蓋螺釘直徑十、設(shè)計(jì)心得體會(huì)經(jīng)歷了大約2周的機(jī)械課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)減速器構(gòu)造及其有關(guān) 的各個(gè)零件部位的結(jié)合有了一定程度的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也重新復(fù)習(xí)、熟悉了相關(guān)CA的操作。大致清楚了從圖紙到實(shí)物的過(guò)程， 當(dāng)然，期間也遇到了種種挫折及問(wèn)題。首先，在設(shè)計(jì)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)也不夠牢固，致使 初期的設(shè)計(jì)較為迷茫，盡管在輔導(dǎo)老師推薦的一些參考書指引 中牽強(qiáng)的進(jìn)行，還是走了相當(dāng)多的彎路。比如說(shuō)，齒輪模數(shù)、 齒數(shù)的確定，總傳動(dòng)比如何合理的分配到帶輪及減速器，標(biāo)準(zhǔn) 件如何選取等方面都出現(xiàn)了問(wèn)題，之后在老師指導(dǎo)下，才稍有 眉目。其次，設(shè)計(jì)期間因?yàn)榻栝喌臅^多，有些標(biāo)準(zhǔn)甚