专业课程设计项目说明指导书蜗轮蜗杆减速器.doc

单级蜗杆减速器设计说明书设计题目： 蜗杆减速器完毕日期 7月12日目录（1）设计任务书（2）电动机选取（3）带传动设计（4）蜗轮蜗杆设计选材（5）蜗轮蜗杆强度校核（6）轴设计、强度校核（7）轴承选取与校核（8）螺栓螺钉选取（9）减速箱附件选取（10）减速箱构造、润滑、密封方式一、 设计任务书1、 设计题目： 蜗杆减速器2、 已知数据： 积极轴功率P=11KW； 积极轴转速 n=1200r/min; 传动比 i=30本减速器用于搅拌装置传动中。工作机单向转动，双班制工作，单向运转，有轻微振动。3、 设计内容：（1） 减速器装配图一张;（2） 从动齿轮、从动轴零件图各一张；（3） 设计阐明书一份。设计计算及阐明成果一、拟定传动方案1、 电动机驱动，电动机与减速器间用带转动连接二、电动机选取1、依照电源及工作机工作条件，选用Y（IP44）系列三相交流异步电动机。2、电动机功率选取Pw=11KW 设电动机到减速器传动效率为 1为带传动效率，2为联轴器传动效率查表得 1=0.96 2=0.99则总转动效率为 设电动机输出功率为Pd则 按表选定电动机功率为15KW3、方案号电动机型号额定功率同步转速满载转速总传动比极数1Y160M2-215KW3000r/min2930r/min2.4422Y160L-415KW1500r/min1460r/min1.224 方案1电动机同步转速太高，且电动机价格较贵，因此选2方案三、带传动件设计1、求计算功率Pc载荷变动小，两班制工作，每天16小时，取Ka=1.2， 2、 选取V带型号选用窄V带。依照Pc=13.4kW，n1=1460r/min,选用SPZ型窄V带。 3、求大、小带轮基准直径d1、d2d1应不不大于63mm,现取d1=100mm 暂取d2=120mm 4、演算带速v 带速在525m/s范畴内，适当。5、求V带基准长度Ld和中心距a初步选用中心距a0=1.5（d1+d2）=1.5(100+120)mm=330mm取a0=330mm，符合0.7（d1+d2） a045HRC，可从表11-7中查得无蜗轮基本许用应力=200MPa （6）计算中心距 取中心矩a=212mm四、蜗轮蜗杆重要参数和几何尺寸拟定蜗杆头数 蜗杆转速1200， Z1=2蜗轮齿数Z2=Z1i=230=60 蜗杆分度圆直径 拟定模数m 若取m=8， q=10， d1=80， d2=480a=0.5m(q+z2)=0.58(10+60)=280mm合格拟定导程角五、校核蜗轮蜗杆强度1、校核弯曲强度（1）蜗轮齿形系数 查表得 YFa=2.3(2)蜗轮齿根弯曲应力弯曲强度足够2、校核蜗杆刚度计算蜗杆圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力蜗杆材料弹性模量 E=2.06105MPa蜗杆危险截面惯性矩蜗杆支点跨距 l=0.9d2=0.9480mm=432mm许用挠度切向力Ft1产生挠度径向力Fr1产生挠度总挠度为合格名称蜗杆蜗轮齿数Z1=2Z2=60分度圆直径d1=80d2=480齿顶高ha1=8mmha2=8mm齿跟高hf1=1.2m=9.6mmhf2=1.2m=9.6mm齿顶圆直径da1=812=96mmda2=862=496齿根圆直径df1=87.6=60.8df2=857.6=460.8蜗杆圆周速采用蜗杆下置。六、轴设计计算及校核1、轴材料选取，拟定许用应力考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴重要传递蜗轮转矩。选用轴材料为45钢，调质解决。查机械设计书表得 b=640MPa -1=55MPa取C=107，于是得轴最小直径为d1，与联轴器孔径相适应，故需同步选用联轴器型号转矩=,查机械设计书表，选用=1.2，则有=KT=1.287541.7Nmm=105.1N.m考虑轴头有一键槽，将轴径增大5%，即d=511.05=53.55mm，因轴头安装联轴器，依照联轴器内孔直径 最小直径为d=55mm 选联轴器查表GB 4323-84 选TL9弹性套柱销联轴器，原则孔径d=55mm2、蜗轮轴构造设计拟定各轴段直径 依照拟定各轴段直径拟定原则，由右端至左端，从最小直径开始，轴段1 为轴最小直径，已拟定d1=55mm轴段2考虑联轴器定位，按照原则尺寸取d2=65mm轴段3安装轴承，为了便于安装拆卸应取d3d2,且与轴承内径原则系列相符，故取d3=70mm.( 轴承型号选30314)轴段4安装套筒定位左侧轴承与蜗轮故取d4=80mm轴段5安装蜗轮，此直径采用原则系列值，故取d5=90mm轴段6为轴肩，考虑蜗轮定位和固定取d6=100mm轴段7考虑右端轴承定位需要，依照轴承型号30314查得d7=85mm轴段8与轴段3相似轴径d8=70mm2拟定各轴段长度为了保证蜗轮固定可靠，轴段5长度应不大于蜗轮毂宽度2mm，取L5=138mm为了保证蜗轮端面与箱体内壁不相碰及轴承拆装以便，蜗轮端面与箱体内壁间应有一定间隙，取两者间距为20mm为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴承润滑，取轴承端面与箱体内壁距离为2mm .依照轴承宽度B=38mm，取轴段8长度L8=38mm，由于两轴承相对蜗轮对称，故取轴段3长度为L8=38mm为了保证联轴器不与轴承盖相碰，取L2=78mm。依照联轴器轴孔长度84mm，取L1=100mm。因而，定出轴跨距为L=245mm（普通状况下，支点按照轴承宽度中点处计算）蜗轮轴总长度为L总=398mm轴构造示意图如图所示：3 轴校核计算 蜗杆圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力(1)求垂直面内支承反力 (2)求水平面支承反力F1H=F2H=Ft2/2=4377N（4）绘图轴受力分析图 MaVMaH(5)求弯矩MaV=675.83NmMaH=581.47 Nm(6)求转矩T2=2.101103NmPw=11KW=0.9504Pd=11.6KW选用Y160L-4型电动机选SPZ窄V带中心距327mmd1=100mmd2=120mm共5跟V带 渐开线蜗杆45钢ZCuSn10P1锡青铜45钢= NmmKA=1.1=150Z1=2Z2=60m=8， q=10， d1=80， d2=480a=280mm=11.3099d=55mmd1=55mmd2=65mmd3=70mmd4=80mmd5=90mmd6=100mmd7=85mmd8=70mmL5=138mmB=38mmL8=38mmL8=38mmL1=100mmL总=398mm计算及阐明成果（7）求危险截面当量弯矩如以为轴扭切应力是脉动循环应变力，取折和系数=0.6(8)计算危险截面处轴直径轴材料为45钢，调质解决，b=650MPa，-1b=60MPa,则考虑到键槽对轴削弱，将d值增大5%，因此d=64*1.05=67mm由于轴颈已取90mm，因此无危险4、蜗杆轴校核计算考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴重要传递蜗轮转矩。选用轴材料为45钢，淬火解决按扭转强度，初步预计轴最小直径 由于有键存在，因此增长5%,d=d1.05=23.7mm 拟定各轴段直径查表GB 4323-84,选用TL8弹性套柱销联轴器，原则孔径d=50mm，即轴伸直径为50mm联轴器轴孔长度为：112mm。轴构造设计从轴段d1=50mm开始逐渐选用轴段直径，d2起固定作用，定位轴肩高度可在（0.070.1）d范畴内，故d2=50+0.1d1=55mm，该直径处安装密封毡圈，取原则直径。应取d2=60mm；d3与轴承内径相配合，为便与轴承安装，选定轴承型号为30313。取d3=65mm。 d4起定位作用，由h=（0.070.1）d3=（0.070.1）65=4.556.5mm，取h=7.5mm，d4=d3+2h=65+15=80mm；d5、d7=65mmd8=d4=80mm;d9段装轴承，取d9=d3=65mmd6段取蜗杆齿顶圆直径d5=96mm;拟定各轴段长度L1取略不大于联轴器轴孔长度109mmL2安装端盖取L2=126mmL3安装轴承、溅油轮，取轴承宽度加溅油轮宽度L3 =52mmL4和L8为为轴肩，取L4=L8=10mmL5、L7为中间段，L5= L7=71mmL6为蜗杆工作段，L6=142mmL9为轴承、溅油轮安装段，L9=54.5mm蜗杆支承长度为372mm蜗杆总长为646mm轴力校核计算蜗杆圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力(1)求垂直面内支承反力 (2)求水平面支承反力F1H=F2H=Ft1/2=1094.5NF1HF2vFaF2HF1vFQFt1Fr1FQ2FQ1Mav2Mav1MaHMF2MF1垂直面弯矩图水平面弯矩图强度足够45钢TL8弹性套柱销联轴器联轴器轴孔长度为：112mmd1=50mmd2=60mmd3=65mmd5、d7=65mmd8=d4=80mm;d9=d3=65mmd5=96mmL1=108mmL2=126mmL3 =52mmL4=L8=10mmL5= L7=71mmL6=142mmL9=54.5mm蜗杆支承长度为372mm蜗杆总长为646mm计算及阐明成果F力产生弯矩图中心截面F力产生弯矩求合成弯矩图考虑到最不利状况求轴传递转矩T求危险截面当量弯矩以为轴扭切应力为脉动循环应变力，去折合系数=0.6，带入上式可得计算轴危险截面处直径，轴材料选用45钢，调质解决，B=650MPa， -1b=60MPa,则危险截面处轴直径已取80mm，因此合格七、轴承校核1、蜗杆轴承校核F2vFaFa2Fa1FrF1v由式子可得F1v=1208N F2v=4394N圆锥滚子轴承 30313 =125710 额定动载荷Cr=185kN 由于 ， 因此Fa1=347N Fa2=9101N由于因此 由于因此由于,因此 P=Pr2搅拌机工作时有轻微冲击 fp=1.1搅拌机常温工作 ft=1.0因此，选取30313 合格2、蜗轮轴承校核F2vFaFa2Fa1FrF1v由式子可得F1v=5818N F2v=9002N圆锥滚子轴承 30314 =125710 额定动载荷Cr=208kN 由于 ， 因此Fa1=1673N Fa2=10427N由于因此 由于因此由于,因此 P=Pr2搅拌机工作时有轻微冲击 fp=1.1搅拌机常温工作 ft=1.0因此，选取30314 合格八、键校核和计算1、蜗轮与联轴器相配合键选取键C1650 GB1096-79依照轴最小直径d=55mm,选取键b*h=16mm10mmL=50mml=L-b/2=50-16/2=42mm 合格2、蜗杆与联轴器相配合键选取选 键C1450 GB1096-79选取键b*h=14mm9mmL=50mml=L-b/2=50-14/2=43mm合格八、螺栓螺母螺钉选取螺钉 GB5783-86 M860 6个 M1030 1个 M1050 16个 M1270 12个 GB818-85 M815 4个螺母 GB6172-86 M10 4个 M16 4个螺栓 GB5782-86 M1045 4个 M16120 4个九、减速箱附件选取圆锥销 销GB119-86 A855 2个调节垫片 12组刮油板 2个长形油标 GB1161-89 A80 1个石棉橡胶垫片1个弹簧垫片 GB93-87 16 4个 GB93-87 10 4个油塞1个视孔盖 1个别的见装配图十、10.减速器构造与润滑、密封方式概要阐明减速器构造该项减速器重要由传动零件（蜗轮蜗杆），轴和轴承，联结零件（键，销，螺栓，螺母等）。箱体和附属部件以及润滑和密封装置等构成。箱体为剖分式构造，由箱体和箱盖构成，其剖分面通过蜗轮传动轴线；箱盖和箱座用螺栓联成一体；采用圆锥销用于精准定位以保证和箱座在加工轴承孔和装配时互相位置；起盖螺钉便于揭开箱盖；箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮啮合状况及润滑状况用于加住润滑油，窥视孔平时被封住；通气器用来及时排放因发热膨胀空气，以放高气压冲破隙缝密封而致使漏油；长形油标用于检查箱内油面高低；为了排除油液和清洗减速器内腔，在箱体底部设有油塞；吊耳用来提高箱体，而整台减速器提高得使用与箱座铸成一体吊钩；减速器用地脚螺栓固定在机架或地基上。减速箱体构造该减速器箱体采用锻造剖分式构造形式详细构造详见装配图减速器润滑由于V=4.02 m/s12 m/s， 浸油润滑轴承某些采用油润滑，由油沟供油。蜗轮润滑采用N320号涡轮蜗杆油（GB5903-86）最低最高油面距1020mm，油量为10L。减速器密封箱座与箱盖凸缘接合面密封选用在接合面涂漆或水玻璃。观测孔、油孔等处接合面密封用石棉胶橡纸，垫片进行密封。 轴承孔密封、闷盖和透盖用作密封与之相应轴承外部，轴段外伸端透着间间隙采用毡圈油封。 减速器附件简要阐明该减速器附件含窥视孔，窥视孔盖，油塞，通气孔，长形油标，吊耳和吊钩，起盖螺钉，其构造及装配详见装配图。合格选用30313选用30314键C1650 GB1096-79键C1450 GB1096-79