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1、1 机械设计基础课件设计 说 明 书 设计题目：一级蜗杆减速器 肇庆学院 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）2 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- （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3 课题名称 一级蜗杆减速器 设计 起止时间 2012年 12月 02日2012年 12月 25日 课题类型 工程设计 课题性质 真实 一、原始数据 已
2、知条件 输送带拉力 F/（N） 输送带速度 V/(m/s) 滚筒直径 D(mm) 数据 2200 0.9 320 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% 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 2.机构运动简图4 电动机 联轴器 蜗杆减速器 联轴器 滚筒 输送带 3.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 系列一般用途全封闭
3、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： kw a w P d P 工作机所需的功率： kw FV P w 1000 所以 kw a FV d P 1000 由电动机至工作机之间的总效率：其中 分别为联轴器，轴承，蜗杆，齿轮，链 1 2 3 4 5 6 5 和卷筒的传动效率。 查表可知 =0.99（弹性联轴器） =0.98（滚动轴承） （一对） 1 2 =0.73 单头蜗杆） =0.96（卷筒） 。 3 4 所以： 55 . 0 96 . 0 96 . 0 90 . 0 73 . 0 98 . 0 99 . 0 4 x x x x x a p= 1420 2
4、8.9 / min 49.1 m w n i r n 3.1.1.3确定电动机转速卷筒轴的工作转速为 rmin 60*1000 60*1000*0.9 49.1 *350 V nw D 根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 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 1
5、0-100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：1400 528.30 2.21 m a n i n 3.1.2.2 各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，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 . 63 3 . 22 1420 r n 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
6、功率：p=2.799*0.97*0.98=2.661kW6 .转矩 m N n p T m m d . 01 . 24 1420 57 . 3 9550 * 9550 m N i T T d . 77 . 23 99 . 0 * 1 * 01 . 24 01 1 1 m N i T T . 27 . 514 98 . 0 * 99 . 0 * 3 . 22 * 77 . 23 12 1 2 m N i T T . 85 . 493 97 . 0 * 99 . 0 * 1 * 27 . 514 23 3 2 3 将所计算的结果列表：参数 电动机 蜗杆 蜗轮 滚筒 转速 r/min 1420 14
7、20 63.67 63.67 功率 P/kw 3.57 3.534 2.799 2.6617 转矩 N.m 24.01 23.77 514.27 493.85 传动比 i 22.3 效率 0.99 0.79 0.90 4.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 7 10 L N 材料的许用接触 F 当 时蜗轮 6 10 L N 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 L N 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 蜗杆 选40Gr，表面淬火4555
8、HRC；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8-7 2 / 220 mm N H 2 / 70 mm N F 查图8-13得Vs3/s， 查图8-14得Zvs=0.93（浸油润滑） 。 =60N2jL=6063.713651610=22 L N 3204800 Zn= =0.68 8 7 10 L N Yn= =0.55 9 6 10 L N 由式（8-6） N ZvsZ H H =2200.930.68= 2 / 13 . 139 mm N由式（8-7） = Yn F F =700.55= 2 / 5 . 38 mm N 40Gr ZCuS
9、n10P1 2 / 220 mm N H 2 / 70 mm N F Vs3/s Zvs=0.93 =2232048 L N 008 许用弯曲应力 F 4.1.3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 1 Z 蜗轮齿数 2 Z 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 从K=11.4 取 K=1.23 . 22 7 . 63 1420 w m n n i 由 %= %0.835 ) i 5 . 3 100 ( ) 22.3
10、 5 . 3 100 ( 查表8-2 =2-3 取Z1=2 1 Z =i =22.32=44.6 45 2 Z 1 Z 由式（8-10） 3 2 2 2 2 1 2 32 . 3542 27 . 514 2 . 1 ) 45 13 . 139 15000 ( ) 15000 ( mm KT Z H d m 由表8-1取m=6.3，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=-0.206 1 Z 2 Z =m =6.350=330mm 2 d 2 z =arctan m/d=arctan 26.3/63=11度18 分35 1 Z
11、 秒 i= / =53/2=26.5 2 Z 1 Z n=n1/i=1420/26.5=53.6r/mms m n d V / 937 . 0 1000 60 6 . 53 334 1000 60 2 Vs= s m n d / 78 . 4 ) 5 3 8 1 11 cos( 1000 60 1420 63 cos 1000 60 1 1 o 2 / 13 . 139 mm N K=1.2 i=22.3 =2 1 Z =45 2 Z m=6.3， d=63 =2， 1 Z =53 2 Z X2=+0.246 I=26.5 N=53.6r/min s m V / 937 . 0 2 Vs s
12、m / 78 . 4 9 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 903 . 0 ) 6 1 1 5 3 8 1 11 tan( 5 3 8 1 11 tan ) tan( tan 1 1 o o o v 查表8-10 16 1 o V 取0.96取 0.98 得： =0.9030.960.98=0.85 查表8-8 Ze=155 2 /mm N查表8-9 Ka=1（间隙工作）由于V2=0.9373m/s，Kv=11.1，取Kv=1=1（载荷平稳） Km N n i P T . 95 . 605 1420 85 . 0 5 . 26 4 9550 9550 1 2 查图8-14 Zvs=0.93H= 2200.930.68=139.13N/mm K Kv Ka d d T Ze H 2 2 1 2 9400 1 1 1 334 63 95 . 605 9400 155 2 =125.62H=139.13 按 = /cos =53/cos =54 2 v Z 2 Z 查图7-32 = 4.0及 =+0.246 FS Y 2 =1-
