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1、机械设计课程设计- 1 -机械设计课程设计机械设计课程设计计算说明书计算说明书学生姓名学生姓名 付振强 学学 号号 8011208217 所属学院所属学院 机械电气化工程学院 专专 业业 机械设计制造及其自动化专业 班班 级级 机械 12-2 指导教师指导教师 张涵 日日 期期 2010-11-08 机械设计课程设计- 2 -目录目录 一 设计题目-3 二 电动机的选择-3 三 传动装置动力和运动参数 -5 四 蜗轮蜗杆的设计-5 五 减速器轴的设计-9 六 滚动轴承的确定和验算-13 七 键的选择-14 八 联轴器的选择-15 九 润滑与密封的设计-15 十 铸铁减速器结构主要尺寸-15 小
2、结-17 致谢-18 参考文献-19机械设计课程设计- 3 -一一 课程设计题目课程设计题目设计一用于带式运输机的蜗杆减速器。运输机连续工作，空载启动，工作有轻微震动，单向 运转使用期限 10 年，每天工作 16 小时，每年工作 300 天。运输链允许速度误差 5% 原始数据 运输带拉力：F=2500N，运输带速度 v=1.5m/s 卷筒直径=400mm二二 选择电动机选择电动机2.12.1 选择电动机的类型选择电动机的类型 按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。 2.22.2 选择电动机的容量选择电动机的容量 电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为k
3、waPwPd由设计指导书公式（2）kwFvPw1000因此kwaFvPd1000估算由电动机至运输带的传动的总效率为机械设计课程设计- 4 -433221a 21为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表 1 初选99. 01 2为蜗杆传动的传动效率8 . 02 33为轴承的传动效率出处98. 03 4为卷筒的传动效率出处96. 04 71. 096. 098. 08 . 099. 01312akwFvadP32. 571. 010005 . 15 . 21000103 2.32.3 确定电动机的转速确定电动机的转速 由已知可以计算出卷筒的转速为min62.714005 . 11000601000
4、60r Dvn 按设计指导书表 1 推荐的合理范围，蜗杆传动选择为闭式 （闭式为减速器的结构形式） ，且 选择采用双头传动，同时可以在此表中查得这样的传动机构的传动比是 1040。 故可推算出电动机的转速的可选范围为： min4 .2866min2 .716min66.714010rrrnind符合这一范围的同步转速为：查机械设计文献第 155 页表 12-1 可知min750rmin1000rmin1500r 根据容量和转速，由设计文献查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下 表：方 案电动机 型号额定 功率 kw同步转 速 minr满载转 速 minr电动 机质 量kg参考 价
5、格 传动装置传 动比123Y- 160M2- 8 Y132M2 -6 Y132S- 45.55.55.575010001500720960144014584685.483.703.0910.0513.420.11本参考价格为 4 极，同步转速为 1500rmin,功率 11kw 的电动机价格为 1 计算，表中数值 为相对值，仅供参考。 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，可见第三种方案比较合适，因此选 定电动机的型号是 Y132S-4。 其主要性能如下表型号额定功 率满载转 速满载电流效率；功率因数最大转矩额定转矩机械设计课程设计- 5 -Y132S- 45.514402.2
6、该电动机的主要外型和安装尺寸如下表：（装配尺寸图参考设计文献表 12-3） 中心高外形尺寸地脚安装尺寸地脚螺栓孔 直径轴伸尺寸装键部位尺寸132475280 315216140123880102.42.4 确定总的传动比确定总的传动比由 选定的电动机满载转速nm 和工作机的主轴的转速 n，可得传动装置的总的传动比是：11.2062.711440nnim ai 在 1530 范围内可以选用双头闭式传动。 三三 计算传动装置运动和动力参数计算传动装置运动和动力参数3.13.1 计算各轴的转速计算各轴的转速为蜗杆的转速，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。n1为蜗轮的转速，由于和工
7、作机联在一起，其转速等于工作主轴的转速。所以：n2 min14401rnmin62.712rn3.23.2 计算各轴的输入功率计算各轴的输入功率为电动机的功率 pdkwpd32. 5为蜗杆轴的功率 p1kwppd12. 599. 05 . 511为蜗轮轴的功率 p2kwpp01. 498. 08 . 012. 52312为工作机主轴的功率p3kwpp87. 399. 098. 096. 001. 4134233.33.3 计算各轴的转矩计算各轴的转矩为电动机轴上的转矩 TdmmNnpT md d31081.3514405 . 5100095509550为蜗杆轴上的转矩 T1mmNnTT3 11
8、1 11039.3498. 099. 0955014405 . 510009550为工作机主轴上的转矩T2机械设计课程设计- 6 -mmNnT61.5408 . 098. 099. 0100014405 . 59550100095503212 2四四 确定蜗轮蜗杆的尺寸确定蜗轮蜗杆的尺寸4.14.1 选择蜗杆的传动类型选择蜗杆的传动类型 根据 GBT 10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI） 4.24.2 选择材料选择材料 蜗杆一般采用碳素钢或合金钢制造，要求齿面火淬并且要求有较高的硬度，对高速重载常 用 20 锰铬合金或 40 硅锰合金制造，并且应磨削，一般蜗杆采用 45 号钢调
9、制处理，在低速传 动中蜗杆不经热处理，甚至可采用铸铁。根据蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采用 45#钢，因希望效率高些，采 用双头蜗杆。 4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根的弯曲疲劳强 度。由文献 1 式（11-12）计算传动中心距322 HEKaZZTN.mm91.500034146037.208 . 05 . 51055. 9109550623NPT 确定载荷系数 K载荷系数 K= 。其中为使用系数，查文献 1 第 250 页表 11-5，由于VAKKKAK工作载荷有轻微震动且空载启动故
10、取=1。为齿向载荷分布系数，由于载荷变化不大，AKK有轻微震动，取=1， 为动载荷系数，蜗轮圆周速度 45HRC，可以从文献 1 表 11-7 中查得蜗轮的基本许用应力 =268MpaH应力循环次数为 LnnjN260,(为蜗轮转速)min62.712rnn2,(为工作寿命)4108 . 41030016LnLn j 为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数 j=1N=841006. 2108 . 462.71160 所以寿命系数为8275. 01006. 2108 87 kHN则=0.6863=221.77HkHNH268aMP 计算中心距机械设计课程设计- 7 -mmmm HZEZ KTa26.1
11、3677.221316091.50003408. 132322 取中心距 a=160mm，因 i=20.11，从课本中由表 12-1 取 m=6.3mm，q=10,=63mm。这1d时/ a=0.394, 由图 11-18 可查：1d=2.51.220蜗轮轮毂端面与内壁距离220箱盖、箱座肋厚m1, mm10.85, m=0.851m1=10, m=10轴承端盖外径D2D+(5-5.5)d3130轴承旁联结螺栓距离SSD2125联结螺栓扳手空间 C1，C2 值和沉头座直径 螺栓直径M8M10M12M16M20M24M24C113161822263440C211131416202830沉头座直
12、径18222633404861减速器外部辅助工作平台减速器外部辅助工作平台由于减速器的设计蜗杆高度的问题 所以在放置电动机的时候要考虑到，电动机的实际工作情况， 所以要在电动机下面增加一个放置电动机的平台。经估计电动机的轴的高度离地面为 480MM，所 以要安放高度为 320MM 的工作平台，该平台上要有紧固电动机的螺栓孔，并且材料要符合电机 的工作要求。小结小结为期三周的机械课程设计，是我入学以来学习的一种应用，也是对我自己的一种检验。它综合 了以前学习的机械设计基础.工程材料.材料力学等知识，可以说是一种综合的应用。在整个设计的 过程中我发现了许多的乐趣，发现设计的时候要兼顾许多方面的问题
13、。从设计前的计算到画图， 每个细节都要从设计的实际情况出发， ，学习到了许多在将来工作中需要注意的问题。满足其因该 有的需求。不符和要求的要改进，作到一丝不苟，严谨的态度对待设计的每个环节是我从老师们机械设计课程设计- 18 -的身上 学习到的。致谢致谢对于这次设计的完成,首先感谢母校塔里木大学的辛勤培育，感谢学校给我提供了如此难得 的学习环境和机会，使我学到了许多新的知识、知道了知识的可贵与获取知识的辛勤。 承蒙张涵老师的耐心指导，我顺利地完成了我的课程设计。在此深深感谢我的老师张涵给予 了我耐心的指导和帮助,表现了她对工作高度负责的精神，同时也感谢给给我带画法几何的李机械设计课程设计- 19 -平老师， 机械工程材料的弋晓康老师， 互换性与测量技术的王伟及张宏老师， 材料力学 的王红飙老师， CAD 机械制图马少辉老师，没有这些课程做基础，是无法完成机械课程设计的， 感谢你们！ 在我的设计过程中，还得到了众多同学的支持和帮助，在此，我对这些同学表示我衷心的感 谢和永远的祝福！ 对于这次的课程设计，还有许多美好的设想由于时间和自身因素无法得以实现，这不能不说 是本次设计的遗憾之处。不过，至少它启发了我的的思维，提高了我的动手能力，丰富了我为人 处世的经验，进一步巩固了所学
