《上海电机学院机械设计课程设计说明书(单级蜗杆减速器)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海电机学院机械设计课程设计说明书(单级蜗杆减速器)（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书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 2006 年 6 月 12 日-2006 年 6 月 30 日为期三周的机械设计课程设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，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） ，本人是在周知进老师指导下独立完成的基本尺寸设计，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 A0 图纸一张、A3 图纸三张。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
2、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。设计者：殷其中2006 年 6 月 30 日参数选择参数选择：总传动比：I=35Z1=1Z2=35卷筒直径：D=350mm运输带有效拉力：F=6000N运输带速度：V=0.5m/s工作环境：三相交流电源有粉尘常温连续工作一、 传动装置总体设计传动装置总体设计：根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机连轴器减速器连轴器带式运输机。(如图 2.1 所示) 根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度 V45m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见（如图 2.2 所示） ，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及
3、蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内， 在轴承盖中装有密封元件。图2.1该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。二、 电动机的选择电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用 Y 系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为 380V根据生产设计要求，该减速器卷筒直径 D=350mm。运输带的有效拉力 F=6000N，带速V=0.5m/
4、s， 载荷平稳， 常温下连续工作， 工作环境多尘， 电源为三相交流电， 电压为 380V。1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为 380V，Y 系列2、 传动滚筒所需功率3、 传动装置效率： （根据参考文献机械设计课程设计刘俊龙何在洲 主编 机械工业出版社 第 133-134 页表 12-8 得各级效率如下）其中：蜗杆传动效率1=0.70搅油效率2=0.95滚动轴承效率（一对）3=0.98联轴器效率c=0.99传动滚筒效率cy=0.96所以：=1233 c2 cy=0.70.990.9830.9920.96 =0.633电动机所需功率：Pr= Pw/ =3.0/0
5、.633=4.7KW传动滚筒工作转速：nw601000v /35027.9r/min根据容量和转速，根据参考文献机械零件设计课程设计毛振扬陈秀宁施高义 编 浙江大学出版社 第 339-340 页表附表 15-1 可查得所需的电动机 Y 系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表 3-1:表表 3-13-1方案电动机型号额定功率Pedkw电动机转速 r/min 额定转矩 同步转速满载转速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.
6、0kwFVpw0.310005.06000 1000综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第第 3 3 方案方案比较适合。因此选定电动机机型号为 Y132M2-6 其主要性能如下表 3-2：表表 3-23-2四、运动参数计算：四、运动参数计算：4.1 蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0= Pr=4.7kwn0=960r/minT0=9.55 P0/ n0=4.7103=46.7N .m4.2 蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1= P001= 4.70.990.990.70.992=3.19 kwn= 10oin=35960= 27.4 r/minT1= 9550 11 n
7、P= 95504 .27 19. 3= 1111.84Nm4.3 传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2= P1ccy=3.190.990.99=3.13kwn2= 121 in=14 .27= 27.4 r/minT2= 9550 22 nP= 95504 .27 13. 3= 1089.24Nm运动和动力参数计算结果整理于下表 4-1：表表 4-14-1中心高 H外形尺寸L（AC/2AD）HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径 K K轴身尺寸DE装键部位尺寸FGD132515（270/2210）315216178123880103338类型功率 P（kw）转速 n（r/min） 转矩 T （N
8、m）传动比 i效率蜗杆轴4.796046.751 0.679 蜗轮轴3.1927.41111.8435传动滚筒轴3.1327.41089.24五、蜗轮蜗杆的传动设计蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用 45 钢，表面硬度45HRC，蜗轮材料采用 ZCuA110Fe3,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由 机械设计 第四版 邱宣怀主编高等教育出版社出版 1996 年 第 13 章蜗杆传动为主要依据。具体如表 31：表表 5 51 1 蜗轮蜗杆的传动设计表蜗轮蜗杆的传动设计表项项目目计算内容计算内容计算结果计算结果中心距的计算中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度smTnVs/17. 584
9、.1111960102 . 5102 . 5 343214 参考文献 5 第 37 页（23 式）4m/s51.7100mm又因轴上有键槽所以 D6 增大 3%，则 D6=67mm计算转矩Tc=KT=K9550nP=1.595503.19/27.4=1667.76N.M51.7100mm又因轴上有键槽所以 D6 增大 3%，则D6=67mmD6=677.27.2 轴的校核轴的校核7.2.1 轴的受力分析图rF2RFaF1“RF1RFtF2“RFQF图 7.1X-Y 平面受力分析tF1RFaF2RFQF图图 7.27.2 X-Z 平面受力图：1“RF2“RFrF图图 7.37.3水平面弯矩Nmm
10、MYX/1102123.75216079797119图图 7.47.4垂直面弯矩NmmMZX/714000714000图图 7.57.5 436150.8合成弯矩NmmMMMZXYX/22 1184736.3 714000 681175.5图图 7.67.6 当量弯矩 T 与 aT T=1111840N mm aT=655985.6 Nmm图图 7.77.77.2.27.2.2 轴的校核计算如表轴的校核计算如表 5.15.1轴材料为 45 钢，MpaB650，MpaS360，Mpab601表表 7.17.1计算项目计算项目计算内容计算内容计算结果计算结果转矩1TmmNT 11118401111
11、18401TNmm圆周力8011118402211dTFt= =20707.6NtF= =24707.6N径向力34. 66 .24707tgtgFFtF= =2745.3N轴向力ttFFtan=24707.6tan 20Fr=8992.8N计算支承反力1941196000 194976 .247071903 .27451RF1RF=1136.2N1941903 .2745 1943136000976 .247072RF2RF=19345.5N垂直面反力28.8992 2“ 21“rRRFFF21“RRFF=4496.4N水平面 X-Y 受力图图 7.2垂直面 X-Z 受力图 7.3画轴的弯矩
12、图水平面 X-Y 弯矩图YXM图 7.4垂直面 X-Z 弯矩图ZXM图 7.5合成弯矩XZXYMMM图 7.6轴受转矩 TT=1T=1111840NmmT=1111840Nmm许用应力值表 16.3，查得Mpab601Mpab5 .1020应力校正系数 aa=59. 05 .102/60/01bba=0.59当量弯矩图当量弯矩蜗轮段轴中间截面222236 .6559855 .681175)(aTMM= =947628.6Nmm轴承段轴中间截面处2226 .655985714000 M=969381.2NmmIIIM947628.6NmmIIIM= =969381.2Nmm当量弯矩图图 7.7轴
13、径校核mmMd bIII9054601 . 06 .947628 1 . 033 13 mmMd bIII805 .54601 . 02 .969381 1 . 033 12 验算结果在设计范围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见零件图 2（蜗轮中间轴） 。7.37.3 装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短 510mm，由参考文献 1 表 2.430 圆整，可知该处选择键 2.5110，高 h=14mm，轴上键槽深度为2.0 09t，轮毂上键槽
14、深度为2.0 014.5t，轴上键槽宽度为0 052.025b轮毂上键槽深度为026.0 026.0125 b八、减速器箱体的结构设计减速器箱体的结构设计参照参考文献 机械设计课程设计 （修订版）鄂中凯，王金等主编东北工学院出版社1992 年第 19 页表 1.5-1 可计算得，箱体的结构尺寸如表 8.1：表表 8.18.1 箱体的结构尺寸箱体的结构尺寸减速器箱体采用减速器箱体采用 HT200HT200 铸造，必须进行去应力处理。铸造，必须进行去应力处理。设计内容设计内容计计算算公公式式计算结果计算结果箱座壁厚度8304. 0a=0.04225+3=12mma 为蜗轮蜗杆中心距取=12mm箱盖
15、壁厚度185. 01= =0.8512=10mm取1=10mm机座凸缘厚度 bb=1.5=1.512=18mmb=18mm机盖凸缘厚度 b1b1=1.51=1.510=15mmb1=18mm机盖凸缘厚度 PP=2.5=2.512=30mmP=30mm地脚螺钉直径 dd=20mmd=20mm地脚螺钉直径 dd=20mmd=20mm地脚沉头座直径 D0D0=48mmD0=48mm地脚螺钉数目 n取 n=4 个取 n=4底脚凸缘尺寸（扳手空间）L1=32mmL1=32mmL2=30mmL2=30mm轴承旁连接螺栓直径 d1d1= 16mmd1=16mm轴承旁连接螺栓通孔直径 d1d1=17.5d1=17.5轴承旁连接螺栓沉头座直径 D0D0=32mmD0=32mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）C1=24mmC1=24mmC2=20mmC2=20mm上下箱连接螺栓直径 d2d2=12mmd2=12mm上下箱连接螺栓通孔直径 d2d2=13.5mmd2=13.5mm上下箱连接螺栓沉头座直径D0=26mmD0=26mm箱缘尺寸（扳手空间）C1=20mmC1=20mmC2=16mmC2=16mm轴承盖螺钉直径和数目 n,d3n=4, d3=10mm
