机械设计优秀课程设计蜗轮蜗杆传动.doc
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1、目 录第一章 总论- 2 -一、机械设计课程设计内容- 2 -二、设计任务- 2 -三、设计要求- 3 -第二章 机械传动装置总体设计- 3 -一、电动机选择- 4 -二、传动比及其分配- 4 -三、校核转速- 5 -四、传动装置各参数计算- 5 -第三章 传动零件蜗杆蜗轮传动设计计算- 5 -一、蜗轮蜗杆材料及类型选择- 6 -二、设计计算- 6 -第四章 轴结构设计及计算- 10 -一、安装蜗轮轴设计计算- 10 -二、蜗杆轴设计计算- 15 -第五章 滚动轴承计算- 17 -一、安装蜗轮轴轴承计算- 18 -二、蜗杆轴轴承校核- 18 -第六章 键选择计算- 19 -第七章 联轴器- 2
2、0 -第八章 润滑及密封说明- 20 -第九章 拆装和调整说明- 20 -第十章 减速箱体附件说明- 20 -课程设计小结- 21 -参考文件- 22 -第一章 总论一、机械设计课程设计内容 机械设计课程设计包含以下内容:1.传动方案分析和选择;2.电动机选择和运动参数计算;3.传动件设计;4.轴设计;5.轴承及其组合部件设计;6.键和联轴器选择及其校核;7.箱体,润滑机器和附件设计;8.装配图设计及绘制;9.零件图设计及绘制;10.编写设计说明书。二、设计任务1、设计题目设计用于带速传输机传动装置。2、工作原理及已知条件工作原理:工作传动装置以下图所表示:1-电动机 2、4-联轴器 3-一级
3、蜗轮蜗杆减速器 5-传动滚筒 6-输送带3、设计数据:运输带工作拉力F=3200N运输带工作速度v=0.85m/s卷筒直径D=410mm工作条件:运输机使用期5年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度许可误差5%、减速器由通常规模厂中小批量生产。4、传动装置方案:蜗轮蜗杆传动三、设计要求1、设计说明书 1份【70009000字,按标准格式书写(电子版)】2、减速器装配图草图 1张【A1图,手工绘图,坐标纸】3、减速器装配图 1张【A1图,电脑绘图】4、任一轴零件图 1张【A3图,手工绘图】5、任一齿轮零件图 1张【A3图,手工绘图】第二章 机械传动装置总体设计机械传动装置总体设计关键任务
4、是分析研究和确定传动方案、电动机选择、传动比分配及计算、传动装置运动参数及动力参数计算,为后续传动设计和装配图绘制提供依据。一、电动机选择依据工作机负荷、特征和工作环境,选择电动机类型、结构形式和转速,计算电动机功率,最终确定电动机型号。1、选择电动机类型按工作要求和条件选择Y系列通常见途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。2、选择电动机容量(1)工作机各传动部件传动效率及总效率其中弹性联轴器传动效率=0.99;单线蜗杆和蜗轮传动效率=0.75;运输机驱动轴一对滚动轴承效率 =0.99;凸缘联轴器传动效率=0.99所以减速机构总效率=0.990.750.9920.99=0.7203(2)选择电动
5、机功率所选电动机额定功率应该等于或稍大于工作要求功率。容量小于工作要求,则不能确保工作机正常工作,或使电动机长久过载、发烧大而过早损坏;容量过大,则增加成本,而且因为效率和功率因数低而造成电能浪费。带式运输机所需功率:Pw=Fv1000 w=32000.8510001=2.72kW(其中w为工作机传动效率且w =1);初步估量电动机额定功率P:所需电机输出功率Pd= Pw / =2.72/0.72=3.78kW;查机械设计课程设计表2.1,选择Y112M-4电动机,关键参数以下:额定功率P=4kw满载转速nm=1440 r/min电机轴伸出端直径:28mm伸出端安装长度:60mm二、传动比及其
6、分配1、查机械设计书中得各级齿轮传动比以下:;理论总传动比:;运输机驱动滚筒转速nw=39.62r/min;依据初选电机转速nm=1440 r/min,计算总传动比i=nm/nw=1440/39.62=36.35。由工作原理图可知该传动装置为蜗轮蜗杆单级传动,即总传动比就等于蜗轮蜗杆传动比。2、查机械设计表11-1,取蜗杆头数z1=1,蜗轮齿数z2=36,则实际总传动比i=36。三、校核转速滚筒实际转速nw= nm/i =1440/36=40。转速误差nw= =0.97%5%,符合要求。四、传动装置各参数计算1、各轴功率计算蜗杆输入功率:P1=P=40.99=3.96kW蜗轮输出功率:P2=
7、P1= P=2.97kW滚筒轴传输功率:P3= P2=2.970.990.99=2.91kW2、各轴转速计算因为蜗杆是经过联轴器和电机伸出轴连接在一起,故蜗杆转速等于电机转速即n1=nm=1440 r/min;涡轮轴转速n2=n1/i=1440/36=40 r/min;滚筒轴转速n3=n2=40 r/min。3、各轴转矩计算蜗杆传输转矩T1=9550P1/n1=26.26 Nm蜗轮轴传输转矩T2=9550P2/n2=709.09 Nm滚筒轴传输转矩T3=9550P3/n3=694.76 Nm第三章 传动零件蜗杆蜗轮传动设计计算传动装置中传动零件参数、尺寸和结构,对其它零部、件设计起决定性作用,
8、所以,应首先设计计算传动零件。当减速器有传动件时,应先设计减速器外传动零件。一、蜗轮蜗杆材料及类型选择1、选择蜗杆传动类型依据GB/T10085-1988推荐,选择渐开线蜗杆(ZI)。2、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度中等,故蜗杆采取45刚;而又期望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC;蜗轮选择铸锡磷青铜(ZCuSn10P1),砂模铸造;为了节省珍贵有色金属,仅齿圈用青铜铸造,而轮芯用灰铸铁(HT100)制造。二、设计计算1、按齿面接触强度设计依据闭式蜗杆蜗轮设计准则,先按齿面接触疲惫强度进行计算,再校核齿根弯曲疲惫强度。由机械设计依据式子:m2dKT2(1
9、)确定载荷系数 因工作是有轻微振动,故取载荷分布不均匀系数=1,由机械设计表11-5选择使用系数=1,因为转速不是很高,冲击不大,可选择动载荷系数=1.1,则 K=11.0511.1(2)确定弹性影响系数因为选择是锡磷青铜(ZCuSn10P1)蜗轮和45刚蜗杆相配,故(3)确定许用接触应力H依据蜗轮材料为锡磷青铜(ZCuSn10P1),金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从机械设计表11-7查得蜗轮基础许用应力 =268 MPa。应力循环次数N=60=60140(165365)=7.008,寿命系数 =0.784 ,则=0.784268=210.1 MPa(4)计算m2d因为z2=36,
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