課程設(shè)計(jì)_帶式蝸輪蝸桿減速器傳動設(shè)計(jì)說明書

1、渦輪蝸桿減速器課程設(shè)計(jì)說明課程名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目名稱：帶式蝸輪蝸桿減速器傳動設(shè)計(jì)說明書班級:2006級機(jī)制專業(yè)06機(jī)制教班姓名:fu45018學(xué)號:指導(dǎo)教師：評定成績：教師評語：指導(dǎo)老師簽名：年 月 日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 31帶式運(yùn)輸機(jī)工作原理 32、已知條件 33、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 34、傳動方案 35、 設(shè)計(jì)容 3二、總體傳動方案的選擇與分析41 傳動方案的選擇 42、傳動方案的分析 4三、原動機(jī)的選擇41原動機(jī)功率的確定 42、原動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 53、原動機(jī)的選擇 5四、傳動裝置運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算51各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 52、各軸功率的計(jì)算 53、各軸轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 6五、蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算6六、低

2、速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核7七、聯(lián)軸器的選取擇111高速級聯(lián)軸器的選擇 112低速級聯(lián)軸器的選擇 11八、低速級滾動軸承和鍵的校核 12九、 潤滑方式的選擇13十、心得體會13，、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1帶度運(yùn)輸機(jī)的工作原理帶式動輸機(jī)傳動示意圖如下所示:2. 設(shè)計(jì)已知條件1）工作條件：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室工作，有粉塵，環(huán)境最 高溫度為35C ;2 ）使用折舊期：8年；3 ）檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4 ）動力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V;5 ）運(yùn)輸帶速度允許誤差：土 5%6 ）制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。3. 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)運(yùn)輸帶工作

3、接力F/N運(yùn)輸帶工作速度/ （m/s）卷筒直徑D/mm15001.12204. 傳動方案本課題采用的是蝸輪蝸桿封閉式減速器傳動5. 課程設(shè)計(jì)容1 ）按照給定的數(shù)據(jù)及傳動方案設(shè)計(jì)減速器裝置;2 ）完成減速器裝配圖1 （A0或A1）;3 ）零件工作圖13;4 ）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份；1、總體傳動方案的選擇與分析1傳動方案的選擇該傳動方案在任務(wù)書中已確定，采用一個一級蝸輪蝸桿封閉式減速器傳動裝置傳 動，如下圖所示：2. 傳動方案的分析該工作機(jī)采用的是原動機(jī)為 丫系列的三相異步電動機(jī)，三相異步電動機(jī)在室 比較實(shí)用，傳動功率大，傳動轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲?。涣硗鈨r(jià)格相對于其它種類 的各種原動機(jī)稍微便宜，在

4、室使用比較環(huán)保。傳動裝置采用一級蝸輪蝸桿減速器 組成的封閉式減速器，采用蝸桿傳動能實(shí)現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn),但效率低，多用于中、小功率間歇運(yùn)動的場合。工作時有一定的軸向力，但采用 圓錐滾子軸承可以減小這缺點(diǎn)帶來的影響，但它常用于高速重載荷傳動，所以將 它安放在高速級上。并且在電動機(jī)心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸 之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，因?yàn)槿嚯妱訖C(jī)及輸送帶工作時都有輕微振動，所以 采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動帶來的不必要的機(jī)械損耗。總而言之，此工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分零件的 標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計(jì)與維護(hù)及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡單，傳動的

5、效率比較高， 適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。三、原動機(jī)的選擇1. 原動機(jī)的功率的確定1 ）工作機(jī)各傳動部件的傳動效率及總效率：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊書中表 1- 7得各傳動部件的效率分別為:聯(lián)軸器0.99 0.995 ;蝸桿0.45 0.95 ;軸承0.99（一對）；卷筒0.96工作機(jī)的總效率為:總聯(lián)軸器蝸輪蝸桿軸承卷筒0.71 0.892 ）原動機(jī)的功率:電 1500 1.1 1.65kw1000 1000巳maxPw總min1652.32kw0.712. 原動機(jī)的轉(zhuǎn)速的確定1 ）傳動裝置的傳動比的確定：查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊書中表 13 - 2得各級齒

6、輪傳動比如下:i蝸桿8 40理論總傳動比：i總i蝸桿8402 ）原動機(jī)的轉(zhuǎn)速：601000v6010001.1 門，n滾筒95.5r / minD220ndn滾筒.i總（8 40）95.5 382.16 3820r / min3. 原動機(jī)的選擇根據(jù)上面所算得的原動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速圍，可由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊書 中表12 - 1可選擇合適的電動機(jī)。本設(shè)計(jì)選擇的電動機(jī)的型號及參數(shù)如下表：型號額定功率滿載轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量軸的直徑Y(jié)100L2 - 43kw1430r/mi n2.338 kg24mm四、傳動裝置運(yùn)動及動力參數(shù)計(jì)算1. 各軸的轉(zhuǎn)速的計(jì)算1）實(shí)際總傳動比及各級傳動比的他配：由于是蝸桿傳動，傳

7、動比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動比。則總傳動比i總=1430/95.5=14.9所以取i總=152）各軸的轉(zhuǎn)速：第一軸轉(zhuǎn)速：n1 nm 1430r /min第二軸轉(zhuǎn)速：n2 n-i / n總 1430 /15 95.5r /min2. 各軸的功率第一軸功率:P1Pd 01Pd聯(lián)軸器 2.32 0.9932.303kw第二軸功率:P2P1 12P1軸承 蝸桿 2.303 0.98 0.80 1.806kw第三軸功率:P3P2 23P2軸承聯(lián)軸器1.8060.990.981.75kw3各軸的轉(zhuǎn)矩第一軸轉(zhuǎn)矩:T19550P1 /n19550 2.303 / 1 43015.38N m第二軸轉(zhuǎn)矩:T

8、29550P2 /n29550 1.806 /95.5180.6N m第三軸轉(zhuǎn)矩:T39550P3 / n滾筒 95501.75/95.5175N m五、蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算 （用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 V3.0 設(shè)計(jì)的 ）1傳動參數(shù)蝸桿輸入功率： 2.32kW 蝸桿類型：阿基米德蝸桿 （ZA 型） 蝸桿轉(zhuǎn)速 n1： 1430r/min 蝸輪轉(zhuǎn)速 n2： 95.5r/min 使用壽命： 46080 小時 理論傳動比： 14.974 蝸桿頭數(shù) z1：2 蝸輪齒數(shù) z2：30 實(shí)際傳動比 i ： 152蝸桿蝸輪材料蝸桿材料： 45 蝸桿熱處理類型：調(diào)質(zhì) 蝸輪材料： ZCuSn10P1 蝸輪鑄造方法：離

9、心鑄造 疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) SHmin； 1.1 彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù) SFmin； 1.2 轉(zhuǎn)速系數(shù) Zn：0.726 壽命系數(shù) Zh；0.903材料彈性系數(shù)Ze： 147N9.5/mm 蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力c Hlim : 340N/mmA2 蝸輪材料許用接觸應(yīng)力c H: 202.654N/mmA2 蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力c Flim : 190N/mmA2 蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力 c F： 158.333N/mmA23蝸輪材料強(qiáng)度計(jì)算蝸輪軸轉(zhuǎn)矩 T2:185.6N.m 蝸輪軸接觸強(qiáng)度要求：mA2d1 > 1355.784mmA3 模數(shù) m:5mm蝸桿分度圓直徑 d1：

10、50mm4蝸輪材料強(qiáng)度校核 蝸輪使用環(huán)境：平穩(wěn) 蝸輪載荷分布情況：平穩(wěn)載荷 蝸輪使用系數(shù) Ka： 1 蝸輪動載系數(shù) Kv： 1.2 蝸輪動載系數(shù) Kv： 1.2 導(dǎo)程角系數(shù)YB： 0.906 蝸輪齒面接觸強(qiáng)度c H:200.532N/mmA2通過接觸強(qiáng)度驗(yàn)算! 蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度c F:15.262N/mmA2,通過彎曲強(qiáng)度計(jì)算！5幾何尺寸計(jì)算結(jié)果 實(shí)際中心距 a： 100mm 齒根高系數(shù) ha*:1 齒根高系數(shù) c*:0.2 蝸桿分度圓直徑 d1 ： 50mm 蝸桿齒頂圓直徑 da1： 60mm 蝸桿齒根圓直徑 df1 ： 38mm 蝸輪分度圓直徑 d2： 150mm 蝸輪變位系數(shù) x2： 0

11、 法面模數(shù) mn： 4.903mm 蝸輪喉圓直徑 da2： 160mm 蝸輪齒根圓直徑 df2 ： 138mm 蝸輪齒頂圓弧半徑 Ra2： 20mm 蝸輪齒根圓弧半徑 Rf2： 31mm 蝸輪頂圓直徑 de2： 161mm 蝸桿導(dǎo)程角Y： 11.31 ° 軸向齒形角a X： 20° 法向齒形角a n： 19.642 ° 蝸桿軸向齒厚 sx1： 7.854mm 蝸桿法向齒厚 sn1： 7.701mm 蝸桿分度圓齒厚 s2： 7.854mm 蝸桿螺紋長b1 ： 64mm 蝸輪齒寬b2w： 45mm 齒面滑動速度 vs： 3.818m/s六、低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核1、低

12、速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1 )選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料 45鋼,調(diào)質(zhì)處理.2 ) 初估軸的最小直徑已知功率為1.806kw , 轉(zhuǎn)速為95.5r/min。按扭矩初估軸的直徑,查參考文獻(xiàn)2中的表15-3,得Ao=106至118,考慮到安 裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取Ao=115則：d2minAo3 P 1153 1.80631.7mm 又 軸上有二個鍵槽、n. 95.5d2min 31.7(115%)35.8 則取 d2min 40mm3)軸的設(shè)計(jì)參數(shù)及校核1、軸的總體設(shè)計(jì)信息如下：軸的編號：001軸的轉(zhuǎn)向方式：單向恒定 軸的轉(zhuǎn)速：95.5

13、r/min 轉(zhuǎn)矩：180600N - mm 材料牌號：45調(diào)質(zhì)抗拉強(qiáng)度：650MPa 彎曲疲勞極限：270MPa 許用靜應(yīng)力：260MPa2、確定軸的最小直徑如下：所設(shè)計(jì)的軸是實(shí)心軸A 值為：118(用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 V3.0設(shè)計(jì)的): 軸的名稱：階梯軸軸的工作情況：無腐蝕條件功率：1.806kW所設(shè)計(jì)的軸是實(shí)心軸硬度(HB) : 230屈服點(diǎn)：360MPa扭轉(zhuǎn)疲勞極限：155MPa許用疲勞應(yīng)力：180Mpa最小直徑的理論計(jì)算值：3、軸的結(jié)構(gòu)造型如下：許用剪應(yīng)力圍：3031.44mm40MPa滿足設(shè)計(jì)的最小軸徑：40mm軸各段直徑長度:長度直徑左起第一段25mm50mm-二10mm60mm三58

14、mm54mm四37mm50mm五47mm46mm六45mm40mm軸的總長度：222mm 軸的段數(shù)：6軸段的載荷信息：直徑距左端距離垂直面彎矩水平面彎矩軸向扭矩54mm 64mm 600N40mm 199.5mm 0N軸所受支撐的信息：50mm50mm4、支反力計(jì)算 距左端距離12.5mm-mm 65733N mm 600N- mm -165000N- mm距左端距離-mm直徑12.5mm111.5mm0N- mm距左端距離111.5mm水平支反力Rh1-751.13N-2979.58N水平支反力Rh21374.71N571.6N垂直支反力垂直支反力Rv1Rv25、力x/mm d/mm m1/

15、N mm m2/N mm6、彎曲應(yīng)力校核如下： 危險(xiǎn)截面的 x 坐標(biāo)： 111.5mm 危險(xiǎn)截面的彎矩 M: 33002.04N mm 截面的計(jì)算工作應(yīng)力： 9.76MPa 111.5mm 處彎曲應(yīng)力校核通過 結(jié)論：彎曲應(yīng)力校核通過7、安全系數(shù)校核如下： 疲勞強(qiáng)度校核如下：危險(xiǎn)截面的 x 坐標(biāo)： 111.5mm危險(xiǎn)截面的彎矩 M 33002.04N mm有效應(yīng)力集中系數(shù)（彎曲作用） ：2.62 截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S：7.89111.5mm 處疲勞強(qiáng)度校核通過 結(jié)論：疲勞強(qiáng)度校核通過 靜校核計(jì)算：危險(xiǎn)截面的 x 坐標(biāo)： 111.5mm危險(xiǎn)截面的彎矩 M 33002.04N mm 截面的靜強(qiáng)度

16、安全系數(shù)： 29.21111.5mm 處靜強(qiáng)度校核通過 結(jié)論：靜強(qiáng)度校核通過8、扭轉(zhuǎn)剛度校核如下：直徑： 50mm扭矩 T： 180600N mm許用疲勞應(yīng)力： 180MPa直徑： 50mm扭矩 T： 180600N mm扭轉(zhuǎn)作用） ：1.89 許用安全系數(shù) S ：2.0直徑： 50mm扭矩 T： 180600N mm許用安全系數(shù) Ss ：1.8圓軸的扭轉(zhuǎn)角： 0.（ °） 扭轉(zhuǎn)剛度校核通過許用扭轉(zhuǎn)變形：0.9 °/m12.5500 06454158249.1238326.28111.55033002.0433002.04199.540165003.85.079、彎曲剛度校

17、核如下：撓度計(jì)算如下：x/mmv i/mm1 3.1250.0031082 6.250.0020723 9.3750.0010364 12.505 37.25-0.0010366 62-0.0015137 86.75-0.0008758 111.509 125.31250.00097810 .1250.00212311 152.93750.003591許用撓度系數(shù)： 0.003 最大撓度： 0.003591mm 彎曲剛度校核通過10 、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：當(dāng)量直徑 dv： 53.19mm軸截面的慣性距 I : 392906.75mm% 支承距離與 L 的比值： 0.45 軸所受的重力： 400N

18、支座形式系數(shù)入1: 9.0軸的一階臨界轉(zhuǎn)速 ncrl : 36614.45r/min5）低速軸的受力分析: 蝸輪軸上的力：圓周力Ft2T221806002408Nd2150徑向力FrFt tann2408tan20 876.44N軸向力Fa2T1215380615.2Ndi50V3.0設(shè)計(jì)的）:6 ）低速軸零件圖及各彎矩圖和扭矩圖（用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 零件圖水平面彎矩:扭矩：f'T 2Nnm190600七、聯(lián)軸器的選擇1、高速級聯(lián)軸器的選擇1.1、選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料 45鋼，調(diào)質(zhì)處理.1.2、初估軸的最小直徑已知扭矩為2.

19、303kw， 轉(zhuǎn)速為1430r/min 。按扭矩初估軸的直徑,查參考文獻(xiàn)2中的表15-3,得Ao=106至118,考慮到安 裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取Ao=115則：diminA03 P 1153 2.303 13.7mm 又 軸上有 1 個鍵槽.n. 1430d1min 13.7(17%)14.3 則取 d1min 20mm1.3、載荷計(jì)算已知轉(zhuǎn)矩T1為15.380N.m ,查文獻(xiàn)2中的表14-1得KA = 1.5TeaKa T1 1.5 15.380 23.07N ?m1.4、選擇聯(lián)軸器而所選的聯(lián)軸器為彈性套柱銷聯(lián)軸器，查文獻(xiàn)1中的表8-5選用其型號為 LT3。它的公稱扭矩為31.5N

20、 m故滿足要求。2、低速級聯(lián)軸器的選擇2.1、載荷計(jì)算已知轉(zhuǎn)矩T2為376.476N.m ,查文獻(xiàn)2中的表14-1得KA = 1.5TeaKA T2 1.5 180.6 270.9N ?m2.2、選擇聯(lián)軸器而所選的聯(lián)軸器為彈性套柱銷聯(lián)軸器，查文獻(xiàn)1中的表8-5選用其型號為 LT7。它的公稱扭矩為500N- m故滿足要求。八、低速級滾動軸承和鍵的校核1、低速級軸鍵的校核1,低速級軸蝸輪軸上鍵的校核(用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊V3.0設(shè)計(jì)的)平鍵連接(靜連接)校核計(jì)算結(jié)果傳遞的轉(zhuǎn)矩T =180600N mm軸的直徑d=54 mm 鍵的類型 sType =A型 鍵的截面尺寸bx h =16x10mm鍵的長度L=

21、50mm鍵的有效長度L0 =34.000 mm 接觸高度k =4.000 mm 最弱的材料 Met =鋼載荷類型PType =靜載荷許用應(yīng)力(T p =135 Mpa計(jì)算應(yīng)力c p =49.183 MPa校核計(jì)算結(jié)果： c滿足2, 低速級軸聯(lián)軸器上鍵的校核(用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊V3.0設(shè)計(jì)的)平鍵連接(靜連接)校核計(jì)算結(jié)果傳遞的轉(zhuǎn)矩T =180600 N mm軸的直徑d =40 mm鍵的類型 sType =A型鍵的截面尺寸bx h=10x8 mm 鍵的長度L=32 mm 鍵的有效長度L0=22.000 mm 接觸高度k=3.200mm最弱的材料Met噸岡載荷類型PType =靜載荷許用應(yīng)力c p =

22、135 Mpa 計(jì)算應(yīng)力c p =128.267 MPa校核計(jì)算結(jié)果：c< c 滿足2、低速級滾動軸承的選用及校核1、設(shè)計(jì)參數(shù)(用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 V3.0設(shè)計(jì)的)徑向力 Fr=876.44 (N)軸向力 Fa=615.2 (N)圓周力 Ft=2408 (N)軸頸直徑d仁50 (mm)轉(zhuǎn)速 n=95.5 (r/min) 要求壽命 Lh'=46080 (h) 作用點(diǎn)距離 L=99 (mm)Fr 與軸承 1 距離 L1=47.5 (mm)Fr 與軸心線距離 La=75 (mm) 溫度系數(shù) ft=1 潤滑方式 Grease= 脂潤滑 2、選擇軸承型號軸承類型BType=圓錐滾子軸承軸承型號

23、 BCode=30210軸承徑 d=50 (mm) 軸承外徑 D=90 (mm) 軸承寬度 B=22 (mm) 基本額定動載荷 C=73200 (N) 基本額定靜載荷 Co=92000 (N) 極限轉(zhuǎn)速 ( 脂) nlimz=4300 (r/min)3、計(jì)算軸承受力Fr1=1252.69 (N)Fa1=1015.24 (N)Fr2=1456.31 (N)Fa2=1630.44 (N)軸承 1 徑向支反力軸承 1 軸向支反力軸承 2 徑向支反力 軸承 2 軸向支反力4、計(jì)算當(dāng)量動載荷當(dāng)量動載荷 P1=1503.23 (N)當(dāng)量動載荷 P2=1906.21 (N)5、校核軸承壽命軸承工作溫度T=<=120 ( C) 軸承壽命 L10=190812 (10A6 轉(zhuǎn)) 軸承壽命 Lh=33300574 (h) 驗(yàn)算結(jié)果 Test= 合格九、潤滑方式的選擇1齒輪的潤滑因齒輪的圓周速度為 3.818m/s<12 m/s ，所以才用浸油潤滑的潤滑方式。 低速級齒輪浸入油高度約為 1 個齒高(不小于 1 0mm)， 1 /6 齒輪。2滾動軸承的潤滑因在減速器中各軸的軸頸圓周速度 v=0.29m/s 所以采用脂潤滑。十、心得體會機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械課程當(dāng)