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1、机械设计课程设计1目 录一、课程设计任务书.2二、传动方案.3三、选择电动机.3四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比.5五、传动装置的运动和动力参数.5六、确定蜗杆的尺寸.6七、减速器轴的设计计算.9八、键联接的选择与验算.17九、密封和润滑.18十、铸铁减速器箱主要结构尺寸.19十一、减速器附件的设计.20十二、小 结.24十三、参考文献.24机械设计课程设计2一、课程设计任务书20072008学年第 1 学期机械工程学院（系、部） 材料成型及控制工程专业 05-1 班级课程名称： 机械设计设计题目： 蜗轮蜗杆传动减速器的设计完成期限：自2007年12月31日至2008年1月 13
2、日共 2 周内容及任务 一、设计任务： 设计蜗轮蜗杆减速器二、设计的主要技术参数：带的圆周力 NF 500 ,带速 smv /5.2 ，滚筒直径mmD 300 。（工作条件：三班制，使用年限10年，连续单向运转，载荷平稳，小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的5%。）三、设计工作量：说明书1份，A0的装配图1张，A3的零件图3张。进度安排 起止日期 工作内容2007年12月31日-2008年1月4日 设计计算减速器，并认真检验计算结果2008年1月5日-2008年1月10日 完成A0的装配图2008年1月11日-2008年1月12日 完成3张A3的零件图2008年1月13日 整理说明书和图纸
3、主要参考资料 1机械设计课程设计王大康，卢颂峰主编北京工业大学出版社 20002机械设计课程设计金清肃主编华中科技大学出版社 19953机械设计学基础孙建东主编机械工业出版社 20044简明机械设计手册唐金松主编上海科学技术出版社 19925机械设计濮良贵，纪名刚主编高等教育出版社 2001指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日机械设计课程设计3二、 传动方案我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置，传动方案装置如下：三、 选择电动机1、电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用选用笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，Y型。2、电动机容量工作机所需功率 wp K
4、WFvp ww 30.196.01000 5.25001000 根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率 96.0w 。电动机输出功率 dp wd pp 传动装置的总效率 433221 式中， 21 、 为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表10-2 KWPw 3.1机械设计课程设计4查得：联轴器效率 1 =0.99；轴承 2 =0.98；单级蜗杆传动 3 =0.95卷筒轴滑动轴承 96.04 ,则总效率 841.096.095.098.099.0 32 故 KWpp wd 55.1841.0 30.1 电动机额定功率 cdp依据参数文献2表19-1选取电动机额定功率 KWpcd
5、 2.23、电动机的转速卷筒轴工作转速为 min/2.159300 5.2100060100060 rD vn 由参考文献2表2-2可知，单级蜗杆减速器一般传动比范围为740总动比合理范围为 407 ai 。故电动机转速的可选范围为 min/63684.1114min/2.159)407( rrnin ad 初选同步转速分别为1500r/m和3000r/m的两种电动机进行比较如下表：方案 电动机号 额定功率kwPcd / 电 动 机 转（r/min） 电动机质量w/kg 参见价格（元） 总传动比i同步 满载1 Y100L1-4 2.2 1500 1430 38 800 8.982 Y90S-2
6、 2.2 3000 2840 45 1000 17.8由表中数据可知两个方案均可行，但方案1传动比较小，传动装置结构尺寸较小。因此，采用方案1，选定电动机Y100L1-4。4、Y100L1-4电动机的数据和外形，安装尺寸如小表：型号 额定功率（KW） 转速（r/min） 质量（kg）同步 满载Y100L1-4 22 1500 1430 38尺寸H A B C D E F G K AB AD AC HD BB L100 160 140 63 28 60 8 24 12 205 180 205 245 170 380KWPd 55.1841.0 KWPcd 2.2 min/2.159 rn 机械设
7、计课程设计5电动机外形尺寸：四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比传动装置总传动比：由选定的电动机满载转速 mn 和工作机主轴的转速n，可得传动装置的传动比是： 98.82.1591430 nni m所得i符合单级蜗杆减速器传动比的常用范围。五、传动装置的运动和动力参数1、各轴转速1n 为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速，则： min/14301 rnn m 2n 为蜗轮的转速，由于和工作机连在一起，其转速等于工作主轴转速，则：min/2.1592 rnn 各轴输入功率按电动机额定功率 cdP 计算各轴输入功率，设 1P为蜗杆轴的功率， 2P 为蜗轮轴的功
8、率， 3P为工作机主轴的功率。则： KWPP cd 178.299.02.211 KWPP 028.298.095.0178.22312 98.8i min/14301 rn min/2.1592 rn KWP KWP KWP 889.1 028.2178.2321 机械设计课程设计6KWPP 889.196.098.099.0028.242123 2、各轴转矩蜗杆轴的转矩 1T : mNnPT 692.141430178.295509550 111蜗轮轴上的转矩 2T : mNnPT 655.1212.159028.295509550 222工作机主轴上的转矩 3T : mNnPT 316.
9、1132.159889.195509550 33 六、确定蜗杆的尺寸1、选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI).2、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆用45刚;因希望效率要高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45-55HRC.蜗轮用铸锡磷青铜110PSZC nu ,金属摸铸造.为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造.3、按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度.由式文献1式(11-12)计算传动中心矩:23 2 )( HEZZK
10、Ta 蜗轮上的转矩 mNT 655.1212确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 1K ；由表参考文献1的表11-5选取使用系数 1AK ；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数 05.1VK ；则： 05.105.111 VA KKKK mNT 692.141 mNT 66.1212 mNT 32.113305.1K机械设计课程设计7确定弹性影响系数 EZ因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 21160 aE MPZ 。确定接触系数 Z先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值为0.35，从图参考文献1图11-18中可查得 9.2Z 。确定许用接触应力 H根据涡轮材料为
11、铸锡磷青铜 110PSZC nu ，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可以从文献1表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 aH MP268 。应力循环次数 82 1058.416300102.15916060 hLjnN寿命系数 62.01058.4 108 87 HNK计算中心距 mma 934.99)166 9.2160(10655.12105.1 23 3 取中心距a=100mm,因i=8.98,故从文献1表11-2中取模数m=3.15mm,蜗杆的分度圆直径d1=35.5mm.这时d1/a为0.355，从文献1图11-18中可查得接触系数80.2Z ，因为 ZZ ，因此以上结果可用。4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸蜗杆： 轴向齿距 mmmPa 89.915.314.3 直径系数 mmq 27.11齿顶圆直径 mmhdd aa 8.4115.3125.352 111 齿根圆直径 mmhdd ff 94.27)15.32.015.31(25.352 111 分度圆导程角 051028 蜗杆轴向齿厚 mmmSa 95.415.314.32121 81058.4 N 62
