机械设计课程设计单级蜗轮蜗杆减速器Word格式.docx

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带式运输机的传动装置，工作平稳，单向运转，单班工作，使用期限8年，大修期3年，输送带速度允许误差位?

5%。

其中减速器由一般规模厂中小批量生产。

二、设计内容

1、传动方案的分析与选择

2、电动机的选择和运动参数的计算

3、传动件的设计（带轮、齿轮、联轴器等）

4、轴承及其组合部件的设计（要求轴承的寿命计算）

5、轴的设计（要求校核高速轴）

6、绘制装配草图及装配图一张（A1）

7、绘制零件图一张（齿轮或轴任选一，A3）

8、编写设计说明书一份

三、设计要求

每人单独一组数据，要求独立完成。

第二章.传动方案选择及机构运动简图2.1传动方案的选择

该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压380V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便;

另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。

因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲

2

单级蜗轮蜗杆减速器机械设计课程设计说明书各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。

总而言之，此工作机属于小功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低;

结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。

2.2机构运动简图

1—电动机

2、4—联轴器

3一级蜗轮蜗杆减速器

5—传动滚筒

6—输送带

图2-1机构运动简图

第三章.电动机的选择和运动参数的计算3.1电动机的选择

1.选择电动机的类型

按工作要求和条件选取Y系列一般用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）工作机各传动部件的传动效率及总效率

查《机械设计课程设计》表2.3各类传动、轴承及联轴器效率的概略值，减速机

3

单级蜗轮蜗杆减速器机械设计课程设计说明书构使用了一对滚动球轴承，一对联轴器和单线蜗轮蜗杆机构，各机构传动效率如下:

;

;

0.99（一对）,0.80,0.99~0.995,,,滚动球轴承四线涡轮蜗杆联轴器

减速机构的总效率

22,，，,0.768~0.776,,,,总联轴器单线蜗轮蜗杆轴承

（2）选择电动机的功率

所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。

容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏;

容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。

电动机所需的功率:

P=P/dw,总

式中P—工作机要求的电动机输出功率，单位为KW;

d

—电动机至工作机之间传动装置的总效率;

总

P—工作机所需输入功率，单位为KW;

w

输送机所需的功率:

Pdmax=Fv,1000=2500?

1.5,1000?

0.768=4.88kW;

查《机械设计课程设计》表2.1，选取电动机的额定功率P=5.5kw。

额定

（3）选择电动机的转速

1）传动装置的传动比的确定:

查《机械设计》书中得各级齿轮传动比如下:

i,5~82蜗杆

理论总传动比:

i,i,5~82总蜗杆

2）电动机的转速:

v60，1000卷筒轴的工作转速:

==63.66r/minnw,D

所以电动机转速的可选范围为:

=i，=（5~82）?

63.66=318.3~5441.5r/minnndw

4

根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、1500r/min和3000r/min四种。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为750r/min的电动机。

其主要功能如表3-1:

表3-1Y160M2-8型电动机主要功能

电动机型号额定功率kW满载转速起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩

/r/min

Y160M2-85.57202.02.2注:

电动机轴伸出段直径/mm42k6;

电动机轴伸出段安装长度/mm110电动机中心高度/mm160电动机外形尺寸长*宽*高/mm600*325*3353.2运动及动力参数的计算

1各轴转速计算

（1）实际总传动比及各级传动比配置:

由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。

则总传动比:

i,i=nm,nw=720,63.66=11.3

（2）各轴转速:

蜗杆轴转速:

n1=720r/min

蜗轮轴转速:

n2=63.72r/min

2各轴输入功率计算

蜗杆轴功率:

=**=5.5?

0.99?

0.99=5.39kW,,PPd蜗杆滚动球轴承联轴器

=*=5.39?

0.8=4.31kW,PP蜗轮蜗杆四线涡轮蜗杆

卷筒轴功率:

=**=4.31?

0.99=4.23kW,,PP滚筒蜗轮滚动球轴承联轴器

3各轴输入转矩计算

Pd电动机轴:

T=9550=9550?

5.5,720?

72.95N,mdnm

5

单级蜗轮蜗杆减速器机械设计课程设计说明书蜗杆轴:

=T?

i?

?

71.50Nm,,,dT滚动球轴承联轴器蜗杆

蜗轮轴:

=?

646.36Nm,,TT单线涡轮蜗杆蜗轮蜗杆

卷筒轴:

633.50Nm,,,TT滚动球轴承联轴器卷筒蜗轮

表3-2各轴动力参数表

功率转速效率,轴名转矩T/（N•m）传动比iP/kwn/（r/min）

电动机轴5.572.957200.981蜗杆轴5.3971.50720

0.811.3蜗轮轴4.31646.3663.72

0.981卷筒轴4.22633.5063.72

第四章.传动零件的设计计算

4.1选择蜗杆类型

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。

4.2材料选择

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚;

而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45,55HRC;

蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造;

为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。

4.3按齿面接触强度设计

根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。

由《机械设计》式（11-12）则传动中心距为

ZZE,23,（）aKT2,[]H

（1）确定轮上转矩

6

P62按=4，效率为0.8，则ZT2,9.55，10，,645959N,mm1n2

（2）确定载荷系数

K,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》

KA表11-5选取使用系数=1.15，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷

KV系数=1.05，则K==1?

1.15?

1.05=1.21KKK,VA

ZE（3）确定弹性影响系数

因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故

Z160MPaE

（4）确定接触系数Z,

先假设蜗杆分度远直径和传动中心距的比值为=0.35，从《机械设计》d1a

图11-18中查得=2.9Z,

（5）确定许用接触应力[],H

根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查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。

,,H

7，，，，，，应力循环次数N=60=60163.72（88365）=8.93jnL102h

7108寿命系数=0.7606，则K,HN78.9310，

‘，==0.7606268=203.84MPa,,K,,,,HHNH

（6）计算中心距

ZZ160，2.9E,2233a=1.21，645959，（）mm,159.398mm,（）KT2,203.84[]H

取中心距a=225mm，因为=11.3，故从表11-2中选取模数m=8mm，蜗杆分i1

度圆直径d1=80mm，这时d1/a=0.356，与假设相近，从《机械设计》图11-18中

Z可查得=2.8<

Z，因此以上计算结果可用。

,

7

4.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸

蜗杆

轴向齿距Pa1=25.1mm;

直径系数q=10.00;

齿顶圆直径=96mm;

齿根圆da1

z41直径=60mm;

分度圆导程角=arctan=arctan=21.80?

（右旋）;

轴向齿d,f1q10厚=12.6mm。

s2

蜗轮

z2蜗轮齿数:

=47;

变位系数=-0.375;

验算传动比:

==11.75，这时zxi221z1

11.75,11.3

传动误差为=3.98%5%是允许的,,,11.3

21.80?

（右旋）,,,,

蜗轮分度圆直径:

d,mz,8，47,376mm22

蜗轮喉圆直径:

=+=376+2，（1-0.375），8=386mm;

dd2haa222

蜗轮齿根圆直径:

，，d=+2h=376-2（1+0.25+0.375）8=350mm;

dff222

11，蜗轮咽喉母圆半径:

r=a-=225-386=32mm;

dga2222

蜗轮轮缘宽度:

b=72mm。

4.5校核齿根弯曲疲劳强度

1.53KT2,,YY,[,]FFa2,Fddmcos,12

z472当量齿数=z,,58.72v33,cos（cos21.80:

）

根据x=-0.375，z=58.72，从《机械设计》图11-19中可查得齿形系数Y,2.15Fa22v

8

21.80:

螺旋系数=Y1,,1,,0.8443,140:

140:

/许用弯曲应力=K,,[,],FNFF

/从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MP