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1、机 械 课 程 设 计1目录前言 .2一、传动方案的拟定及说明 .3二、电动机的选择 .42.1 、选择电动机的类型 .42.2 、选择电动机的容量 .42.3 、确定电动机的转速 .5三、计算传动装置以及动力参数 .63.1、传动比的计算与分配 .63.2、传动和动力参数计算 .6四 、蜗轮蜗杆设计计算 .84.1蜗杆蜗轮参数设计计算 .84.3蜗轮蜗杆尺寸总结 .9五、轴的设计计算 .125.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算 .125.2 低速轴的设计计算 .13六、键联接的选择及校核计算 .16七、滚动轴承的选择及计算 .177.1 高速轴上轴承的选择及校核 .177.2 高速轴上轴承的选
2、择及校核 .17八、联轴器的选择 .198.1、电动机与高速轴之间的联轴器 .198.2、低速轴与卷筒之间的联轴器 .19九、减速器箱体尺寸及结构的确定 .209.1 箱体尺寸的设计 .209.2 箱体各部件结构的设计 .21十、参考文献 .23机 械 课 程 设 计2前言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在 2011年 6月 14日 -2010年 7月 05日为期三周的机械设计课程设计。本次是设计一个一级蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机联轴器减速器联轴器带式运输机） ，在袁逸萍老师指导下独立完
3、成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和装配图 A0图纸一张、零件图 A3图纸 4张（包括蜗杆轴与蜗轮） 。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。一、传动方案的拟定及说明1 设计要求1.1 卷扬机由电动机驱动，用于建筑工地提升物料，空载启动，连续运转，工作平稳。1.2 室外工作，生产批量为 5台。1.3 动力源为三相交流
4、 380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。1.4工作期限为 10年，每年工作 300天，3 班制工作，每班工作 4小时，检修期间隔为 3年。1.5 专业机械厂制造，可加工 7、8 级精度的齿轮、涡轮。该装置的参考图如下：2 原始技术数据传 动 装 置 卷 扬 机原 动 机 w联 轴 器 重 物机 械 课 程 设 计3绳牵引力 W/KN 绳牵引力速度 v/(m/s) 卷筒直径 D/mm12 0.6 500设计任务1.6 完成卷扬机总体传动方案设计和论证，绘制总体设计原理方案图。1.7 完成卷扬机主要传动装置结构设计。1.8 完成装配图 1章（A0 或 A1） ，零件图 2张。1.9 编写设
5、计说明书。二、电动机的选择2.1 、选择电动机的类型根据工作要求选用 Y系列封闭扇冷式三相异步电动机，电源电压为380V。三相异步电动机具有结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。2.2 、选择电动机的容量电动机所需工作功率为：wdP工作机所需功率： kWFvW2.71062传动装置的总效率为 43联轴器效率 =0.995，滚动轴承效率（一对） =0.99，闭式蜗轮蜗杆传12动效率 =0.80，传动滚动效率 4=0.96为代入得：3 738.096.809.5.032 电动机所需功率为：=wdPKW75.因载荷平稳，电动机额定功率 略大于 即可。由 Y系列电动机技术数edd据
6、，选电动机的额定功率 为 9.8kW。edP2.3 、确定电动机的转速滚筒轴工作转速 min/930.2106rDunw机 械 课 程 设 计4一般一级蜗轮蜗杆减速器传动比 为 1040，故电动机的转速可选范围为：1i= dn min/197.3.29min/46.25)01(1 rriw 符合这一范围的同步转速有 750 r/min、1000 r/min，现将这量种方案进行比较。有相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表 1。机 械 课 程 设 计5表 2-1 额定功率为 7.5KW时电动机选择对总体方案的影响方案 电动机型号 同步转速/满载转速（r/min）电动机质量（kg）价格/
7、元 传动比 ai1 Y160M-6 1000/970 68 1233 i2 Y180L-8 750/730 52 966 1.50i表 1中，方案 2电动机的质量轻，价格便宜，总传动比大，而方案 2和方案 1相比较，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格以及总传动比，可以看出选用方案 2较好，即选定电动机型号为 Y180L-8。机 械 课 程 设 计6三、计算传动装置以及动力参数3.1、传动比的计算与分配总传动比 ：= =22.93减速器的传动比，即一级蜗杆传动比 i：i= =22.933.2、传动和动力参数计算(1)蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P1= P0 1=9.707kw = =73
8、0r/minT1=9550 =126.989N .m(2)蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P2 = P1 2 3 = 7.688kWn2= =31.836r/minT2= 9550 = 2306.207Nm2(3)传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P3 = P2 2 1=7.344kW= = 31.836r/minT3= 9550 = 2203.015Nm3n运动和动力参数计算结果整理于下表 3-1：机 械 课 程 设 计7表 3-1各轴运动和动力参数功率 P/kW 转矩 T（Nm）轴名输入 输出 输入 输出转速n/(r/min)传动比i效率 电动机轴 蜗杆轴蜗轮轴传动滚筒轴9.7077.6887.
9、3449.7569.6107.6117.271126.9892306.212203.12126.63125.7202283.152180.9973073031.8431.84122.931 0.9950.7920.955机 械 课 程 设 计8四 、蜗轮蜗杆设计计算4.1蜗杆蜗轮参数设计计算（1）选择材料并确定其许用应力蜗杆用 45钢，表面淬火，硬度为 4555HRC;蜗轮用铸锡青铜 ZCuSn10P1砂轮铸造许用接触应力，查表 12-2得 =200MPaH许用弯曲应力，查表 12-6得 =50MPaF（2）选择蜗杆头数 Z,并估计传动效率由 i=27 查表 12-2，取 Z1=2,则 Z2=
10、i Z1=46;由 Z1=2查表 12-8，估计 =0.8;（3）确定蜗杆转矩 mNPTn5.835.9260（4）确定使用系数 ，综合弹性系数kAzE取 =1.2，取 =150（钢配锡青铜）kAzE（5）确定接触系数 P假定 ,由图 12-11得 =2.84.01adP（6）计算中心距 a mTQzkHpEa 47.29)/(3（7）确定模数 m,蜗轮齿数 ,蜗杆直径系数 q,蜗杆导程角 ，中心距 a2等参数 由式 12-10得 md094.768.05.1amz26.21现取 , , , 则m26.89q01 402机 械 课 程 设 计9,ma5.297)469(105. 接触强度不够。
11、导程角 。 。528.19/arctn/arctn1qz4.2蜗轮蜗杆弯曲强度校核（1）蜗轮齿形系数由当量齿数 492)528.1/(cos46)/(s33 rZV查图 11-8得， =2.35YFa2(2)蜗轮齿根弯曲应力= Mpa =50MpaF6.24cos53.12rmTKdFaF弯曲强度足够（3）蜗杆刚度计算蜗杆圆周力 = =2T1/d1=2822Nt1a2蜗杆轴向力 = =2T2/d2=10372.4NFa1t2蜗杆径向力 = = tan =3613N r1r2a1蜗杆材料弹性模量 E=2.06 105MPa 蜗杆危险截面惯性矩 I= =mm 蜗杆支点跨距 l=0.9d2=414m
12、m机 械 课 程 设 计10许用挠度 Y=d 1/1000=0.09mm由切向力 和径向力 产生的挠度分别为Ft1r1= =6.29 10-3mmYt1EILt483=r1 mIr0335.合成总挠度为 =10.2 10-3mmY刚度足够。21Yrt4.3蜗轮蜗杆尺寸总结(1)蜗杆尺寸分度圆直径 mqd901齿顶高 ha齿根高 f12.齿顶圆直径 mqda0)(齿根圆直径 f 64.2(2)蜗轮尺寸分度圆直径 4602齿顶高 ha1齿根高 f2.机 械 课 程 设 计11喉圆直径 mdZa480)2(2齿根圆直径 f 36.2齿顶圆直径 da495.12中心距 a=0.5m(q+Z2)=275mm机 械 课 程 设 计12五、轴的设计计算5.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算 高速轴用 45s#钢，调质处理。 =30 40MPa p=12kW C= 取 C=110 =30mm3nPCd
