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1、1机械设计基础课程设计说 明 书设计题目：一级蜗杆减速器专业班级： 学生姓名： 指导老师： xx 学院机械工程学院2目 录1、机械设计课程设计任务书 -（2）2、机构运动简图-（4）3、运动学与动力学计算 -（5）4、传动零件设计计算-（8）5、轴的设计计算及校核-（12）6、箱体的设计 -（16）7、键等相关标准的选择-3（17）8、减速器结构与润滑的概要说明-（18）9、设计小结-（19）10、参考资料-（20）1. 机械设计课程设计任务书专业班级 04 学生姓名 学号课题名称 一级蜗杆减速器设计起止时间课题类型 工程设计 课题性质 真实一、原始数据已知条件 输送带拉力 F/kN 输送带速
2、度V/(m/s)滚筒直径(mm)数据 2.2 0.9 350工作条件：单向运转，连续工作，空载起动，载荷平稳，三班制工作 ，减速器使用寿命不低于 10 年，输送带速度允许误差位5%4二、基本要求1、完成装配图一张、零件图两张（齿轮、轴各一）2、编写设计说明书一份（按毕业设计论文格式打印）3、装配图手工绘制，零件图 CAD 绘制4、自制文件带装好全部文件，写上学好、姓名2.机构运动简图 电 动 机联 轴 器蜗 杆 减 速 器 联 轴 器滚 筒 输 送 带53.运动学与动力学计算3.1 电动机的选择计算3.1.1 选择电动机3.1.1.1 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
3、闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。3.1.1.2 选择电动机容量电动机输出功率： kwawPd工作机所需的功率： kFV10所以 kwad由电动机至工作机之间的总效率： 654321a其中 分别为联轴器，轴承，窝杆，齿轮，链12345和卷筒的传动效率。查表可知 =0.99（弹性链轴器） =0.98（滚子轴承） =0.73 单1 23头窝杆） =0.90 铸造的开式齿轮传动） =0.96（滚子链） =0.96（卷筒） 456所以： 5.09.60.7398.04 xxap= 128./min.mwnir3.1.1.3 确定电动机转速卷筒轴的工作转速为 rmin60*160*1.94.135VnwD根
4、据机械设计基础中查的蜗杆的传动比在一般的动力传动中；i=60600，电动机的转速的范围因为N=(2080)*n=（2080）x49.1=9823928r/min在这个范围内的电动机的同步转速有 1000r/min 和1500r/min,2800r/min.三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置的情况来确6定最后的转速，为降低电动机的重量和成本，可以选择同步转速 1500r/min。根据同步转速查表 10-100 确定电动机的型号为 Y90L1-4。3.1.2 计算总传动比和各级传动比的分配3.1.2.1 计算总传动比：140528.3.mani3.1.2.2 各级传动比的分配 由于为蜗杆传动
5、，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。3.1.3 计算传动装置的运动和动力参数3.1.3.1 蜗杆蜗轮的转速：蜗杆转速和电动机的额定转速相同蜗轮转速： min/67.3.2140rn滚筒的转速和蜗轮的转速相同3.1.3.2 功率蜗杆的功率：p=3.57*0.99=3.534KW蜗轮的功率：p=3.534*0. 8*0.99=2.799kW滚筒的功率：p=2.799*0.97*0.98=2.661kW.转矩7 mNnpTmd .0124157.390*950mNiTd .7.239.0*1.01 iT .75498.*.32*7.1212 mNi .3.0.1.542323将所计算的结果列表
6、：参数电动机 蜗杆 蜗轮 滚筒转速 r/min 1420 1420 63.67 63.67功率 P/kw 3.57 3.534 2.799 2.661转矩 N.m 24.01 23.77 514.27 493.85传动比 i 22.38效率 0.99 0.79 0.904.传动零件的设计计算4.1 蜗杆蜗轮设计计算计算项目 计算内容 计算结果4.1.1 选择材料4.1.2 确定许用压力时蜗轮710LN材料的许用接触 F当 时蜗轮610LN材料的许用弯曲应力 F初步估计 Vs 的值滑动系数影响系数 Zvs应力循环的次数 LN接触强度寿命系数 Zn 弯曲强度寿命系数 Yn 许用接触应力 H许用弯曲
7、应力 F蜗杆 选 40Gr，表面淬火 4555HRC；由表 8-7 查得，蜗轮边缘选择 ZCuSn10P1。金属模铸造查表 8-7 得许用压力为 查表 8-72/20mNH2/70mNF查图 8-13 得 Vs3/s，查图 8-14 得 Zvs=0.93（浸油润滑） 。=60N2jL=6063.713651610=LZn= =0.688710LNYn= =0.5596L由式（8-6） NZvsH=2200.930.68= 2/13.9mN由式（8-7） = YnF=700.55= 2/5.38从 K=11.4 取 K=1.240GrZCuSn10P1 2/20mNH2/70mNFVs3/sZv
8、s=0.93=LN2/13.9mN94.1.3 按接触疲劳强度设计载荷系数 K 传动比 i 初步估计蜗杆传动效率确定蜗杆的头数 1Z蜗轮齿数 2确定模数及蜗杆直径 确定蜗杆传动 基本参数4.1.4 求蜗轮圆周数度并校核效率 蜗轮分度圆导程角 实际传动比 i 蜗轮的实际转速 n 蜗轮的圆周数度 v 滑动速度 Vs 啮合效率 3.27.6140wmni由 %= %0.835)i5.310( )2.35.1(查表 8-2 =2-3 取 Z1=2Z=i =22.32=44.6 45 21由式（8-10） 3 2212.54 27.514.)413.950()0(mKTZHd 由表 8-1 取 m=6.
9、3，d=63查表 8-4 按 i=25，m=6.3，d=63 得基本参数为：中心距 a=190， =2， =50，X2=-0.2061Z2=m =6.350=330mm 2dz=arctan m/d=arctan 26.3/63=11 度 18 分 351Z秒i= / =53/2=26.521n=n1/i=1420/26.5=53.6r/mmsmndV/937.0160534602 Vs= snd /78.4)531cos(1062cos106 903.)68tan()tan(11 oov查表 8-10 16oVK=1.2i=22.3=21Z=45m=6.3，d=63=2，1Z=532X2=+
10、0.246I=26.5N=53.6r/min smV/937.02Vs 8.410搅油效率 0.940.99 轴承效率 0.980.99 蜗杆的传动效率 4.1.5 校核蜗轮的齿面接触强度材料弹性系数 Ze 使用系数 Ka 动载系数 Kv 载荷系数 = K蜗轮实际转矩 T2 滑动速度影响系数 Zvs 许用接触应力H 校核蜗杆轮齿接触疲劳强度 4.1.6 校核蜗轮齿根弯曲强度蜗轮综合齿形系数 FSY取 0.96取 0.98 得： =0.9030.960.98=0.85查表 8-8 Ze=155 2/mN查表 8-9 Ka=1（间隙工作）由于 V2=0.9373m/s，Kv=11.1，取 Kv=1
11、=1（载荷平稳）KmNniPT .95601428.59095012 查图 8-14 Zvs=0.93H= 2200.930.68=139.13N/mmKvadTZeH2194013465.152=125.62H=139.13 按 = /cos =53/cos =54 2vZ查图 7-32 = 4.0 及 =+0.246FSY2=1- /120=1-111835/120=0.906 YmdKTFfsVA2126906.43.643195.0=11.12 F=38.5 903.16.298035.Ka=1Kv=1=1KNT.95602H=139.13合格合格11导程角系数 Y校核弯曲强度 4.1
12、.7 热平衡校核初步估计散热面积 A 周围空气的温度 t 热散系数 K 热平衡校核 4.1.8 计算蜗杆传动主要尺寸中心距 a=200mm 蜗杆齿顶圆直径 da1 蜗杆齿根圆直径 df1 导程角 蜗杆轴向齿距 Px1 蜗杆齿宽 b1 蜗轮分度圆直径 d2 蜗轮喉圆直径 de2蜗轮齿根圆直径 df2 蜗轮齿顶圆直径 da2 蜗轮齿宽 b2 蜗轮齿顶圆弧半径 275.175.1)02(3)0(3. maA取 t=20C 从 K=1417.5 取 K=17W/（mC）由式（8-14） tKApt )1(01o2093.07)85.(=54.13C 85C 蜗杆分度圆直径 d1=63mmda1=d1+2ham=63+216.3=76mmdf1=d1-2m（ha+c ）=63-26.3（1+0.2）=48mm =111835 Px1=m=3.146.3=20mmmzmb 93153.621212 d2=334mm de2da2+1.5m=350+1.56.3=359.5mmdf2=d2-2hf2 =d2-2m（ha-X2+C）=334-26.3（1-0.246+0.2）=320mm da2=d2+2m（ha+X2）=334+26.3（1+0.246）= 350mmb20.75da1=0.7576=57mmRa2 =d1/2-m=63/2-6.3=25mm=
