燕山大学机械设计课程设计报告蜗杆齿轮二级减速器

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1、燕山大学课程设计说明书 1 燕 山 大 学 机 械 设 计 课 程 设 计 报 告 题目：题目：蜗杆蜗杆齿轮二级减速器齿轮二级减速器 学院（系） ：学院（系） ： 吉人他手吉人他手 年级专业：年级专业： 吉人他手吉人他手 学学 号：号： 吉人他手吉人他手 学生姓名：学生姓名： 吉人他手吉人他手 指导教师：指导教师： 吉人他手吉人他手 燕山大学课程设计说明书 2 前言前言 带式运输机传动装置设计过程中的主要内容为传动方案的分析与拟定； 选择电动机；计算传动装置的运动参数和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算；减速器箱体结构设计及其附件的设计、绘制装配图和零件

2、工作图、 编写设计计算说明书以及设计总结和答辩。 主要依据 机械设计和其他学科所学的知识， 机械设计课程设计指导手册相关的规定和设计要求， 机械设计课程设计图册相关部分的参考以及其他设计手册和参考文献的查阅，最后还有老师在整个课设过程中的指导和不断的纠正，来完成本次的课程设计。通过这次课程设计，培养了我们独立机械设计的能力，对机械总体的设计有了一个宏观的认识， 对具体的结构及其作用和各部分之间的关系有了更加深刻的了解，考虑问题更加全面，不仅要考虑工艺性，标准化，还要考虑到经济性，环境保护等。综合各种因素得到一个相对合理的方案。本次设计过程涉及到机械装置的实体设计，涉及零件的应力、强度的分析计算

3、，材料的选择、结构设计等，涉及到以前学过的工程制图、工程材料、机械设计制造、公差配合与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理等方面的知识，是对以前所学知识的一次实践应用，考验学生的综合能力，是一次十分难得的机会。 燕山大学课程设计说明书 3 摘摘 要要 摘要摘要：根据任务说明书要求，针对工作机所需工作条件，设计减速器用以满足使用需求。根据工作要求选定电动机类型、结构以及工作转速和额定功率，确定 电动机型号。依据机械原理课程所学习的知识，合理设计传动方案，分析选 定最适宜的方案并设计传动零件。 在多种传动方案的对比中选用二级展开式圆柱 齿轮减速器，满足经济性，实用性，工艺性等多方面的要求。根据所

4、设计减速器 中的结构来设计所需要的齿轮结构及轴结构，通过对所使用材料的受力强度分 析，按照齿轮齿面接触疲劳强度计算得到齿轮直径，确定齿轮传动中心距：高速 级蜗轮蜗杆传动中心距为 100mm，低速级齿轮传动中心距为 160mm。校核传动 轴尺寸，低速轴最小轴颈为 45mm，高速蜗杆最小轴颈 16mm，确定满足使用要 求。 在传功轴确定的条件下设计箱体结构并选用各个配合标准件型号。合理布置 减速器结构，以满足工作要求。除了对尺寸型号的设计外，为了满足经济性的要 求， 分析计算材料的各项性能指标，选择满足要求的材料并通过零件精度要求确 定加工工艺，在符合使用需求的条件下降低制造成本。所完成的主要工作

5、包括齿 轮传动件的设计计算及校核，轴强度校核，绘制装配图及主要零件图，编写课程 设计说明书等。 关键字：经济性 实用性 工艺性 燕山大学课程设计说明书 4 目录目录 1.项目设计目标与技术要求 6 2.传动方案制定与分析 6 2.1 传动方案的制定 . 6 2.2 方案分析 . 7 3.传动方案的技术设计与分析 7 3.1 电动机选择与确定 . 7 3.1.1 电动机类型和结构形式选择 . 7 3.1.2 电动机容量确定 . 8 3.1.3 电动机转速选择 . 9 3.2 传动装置总传动比确定及分配 9 3.2.1 传动装置总传动比确定 . 9 3.2.2 各级传动比分配 . 10 3.2.2

6、.1 分配方案 10 3.2.2.2 各级传动比确定 10 3.3 运动学计算 . 10 3.3.1 各轴输入功率 . 10 3.3.2 各轴转速 . 11 3.3.3 各轴转矩 . 11 4 关键零部件的设计与计算 . 12 4.1 设计原则制定 12 4.2 传动设计方案 . 14 4.3 蜗轮蜗杆轮传动设计计算 . 14 4.3.1 蜗轮蜗杆传动参数设计 . 14 4.3.2 校核齿根弯曲疲劳强度 16 4.4 第二级齿轮传动设计计算 . 17 4.4.1 第二级齿轮传动参数设计 17 4.4.2 第二级齿轮传动强度校核 . 21 4.5 轴的计算 23 4.5.1 输入轴设计 23 4

7、.5.2 中间轴设计 25 4.5.3 输出轴设计 26 4.6 键的选择及键联接的强度计算 28 4.6.1 键联接方案选择 . 28 4.6.2 键的尺寸选取 28 4.7 滚动轴承选择及轴的支撑方式 30 5 传动系统结构设计与总成 . 31 5.1 装配图设计及部件结构选择、执行机械设计标准与规范 . 31 5.1.1 装配图整体布局 31 5.1.2 轴系结构设计与方案分析 . 32 5.1.2.1 高速轴结构设计与方案分析 32 5.1.2.2 中间轴结构设计与方案分析 33 5.1.2.3 低速轴结构设计与方案分析 34 燕山大学课程设计说明书 5 5.2 主要零部件的校核与验算

8、 34 5.2.1 轴系结构强度校核(选择低速轴进行校核) 34 5.2.2 滚动轴承的寿命计算 . 38 6 主要附件与配件的选择 39 6.1 联轴器选择 . 39 6.2 润滑与密封的选择 41 6.2.1 润滑方案对比及确定 41 6.2.2 密封方案对比及确定 . 41 6.3 通气器 42 6.4 油标 42 6.5 螺栓及吊环螺钉 43 6.6 油塞 . 43 7 零部件精度与公差的制定 . 44 7.1 精度设计制定原则 44 7.2 减速器主要结构、配合要求 44 7.3 减速器主要技术要求 44 8 项目经济性分析与安全性分析 . 45 8.1 零部件材料、工艺、精度等选择

9、经济性 45 8.2 减速器总重量估算及加工成本初算 46 8.3 安全性分析 . 46 8.4 经济性与安全性综合分析 46 9.设计小结 47 10.参考文献 47 燕山大学课程设计说明书 6 1.项目设计目标与技术要求项目设计目标与技术要求 任务描述: 设计题目：带式输送机传动装置 设计一款传动装置，使其将电机的动力传输到卷筒上。该装置由电动机、传 动装置和工作机三部分组成。 设计的主要任务是对电动机的选择和传动装置的设 计，选用合适型号的电动机，根据电动机转速与所要求的工作机的转速，确定总 传动比， 按照传动比分配原则选定各级传动比， 计算传动装置的运动和动力参数， 设计传动装置主要工

10、作结构以及外形结构。以及支撑件 ，润滑件，辅助定位件 的设计与选取。 技术要求: 卷筒数据要求： 负载力 F=2252 N 卷筒直径 D=0.36 m 卷筒圆周速度 V=0.37 m/s 其他条件： 使用地点：煤厂 生产批量：中批 载荷性质：中等冲击 使用年限：八年一班 2.传动方案制定与分析传动方案制定与分析 2.1 传动方案的制定 （1）高速级为普通 V 带传动，低速级为圆柱齿轮的减速器 该传动装置的优点在于带传动可以避免过载引起电机的损害，而且带传动可以减小噪音，减小震动，但是 V 带容易打滑，承载能力低，易磨损，寿命短。所以这种方案不宜选用。 （2）高速级为圆锥齿轮传动，低速级为圆柱斜

11、齿轮的减速器。 该传动装置选用圆锥齿轮作为高速级的传动装置，这样可以传递交错轴之间的动力，从而大大减小减速器的整体尺寸。但是圆锥齿轮有一端为悬臂梁结构， 在传递大扭矩的情况下不稳定。 而且圆锥齿轮的加工精度要求高， 成本高。所以综上所述该方案不宜选择。 （3）二级展开式圆柱斜齿轮减速器 该种减速器结构简单，传动效率高，传动平稳，传递的动力大。但是如果应用于传动比较大的场合，该类减速器的尺寸就会大大增加，所以不适合应用燕山大学课程设计说明书 7 于传动比大工况。 （4）高速级为蜗轮蜗杆传动，低速级为圆柱齿轮传动的减速器。 该种传动装置虽然传动效率一般，但是蜗杆传动和齿轮传动结合后，可以 大大减小

12、减速器的尺寸，而且可以应用于传动比工况。所以综上所述采用蜗杆齿轮减速器。 2.2 方案分析 （1）蜗杆传动 蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，适用 于中、小功率的场合。采用无锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较 高的相对滑动速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提 高承载能力和传动效率。将蜗杆下置可以保证蜗杆在低速重载情况下，保证蜗轮 蜗杆的润滑，散热好。 （2）斜齿轮传动 斜齿轮传动与直齿圆柱齿轮相比，具有啮合性好，传动平稳、噪声小，重合 度大，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力等优点。 常用在高速级或要求传动平稳的场合。因此将斜

13、齿轮传动布置在第二级。 因此，蜗杆传动斜圆柱齿轮传动，这样的传动方案是比较合理的。 3.传动方案的技术设计与分析传动方案的技术设计与分析 3.1 电动机选择与确定 3.1.1 电动机类型和结构形式选择电动机类型和结构形式选择 由机械设计课程设计指导手册表 14-1 查得: 三相异步电机共给出三种：Y 系列 （IP23） 、(IP44)和 YEJ 系列电磁制动 三相异步电机，由本次设计题目和要求：室外微振带式运输机传动装置，经对 比选择 Y 系列（IP44）三相异步电动机，全封闭自扇冷式结构。与其他三相异燕山大学课程设计说明书 8 步电动机相比，Y 系列（IP44）三相异步电动机具有以下优点：

14、（1）效率水平较高。由于电动机效率水平的提高，就给社会带来了巨大 的节电经济效益。 （2）起动性能较好。其最小转矩均保证在 0.8 倍的额定转矩以上，并且 大部分还达到或超过 1 倍的额定转矩。因此，其起动性能非常优良，带负载起 动也十分顺利。 （3）噪声低振动小。该系列采用电机专用轴承，因而运转噪声大为降低 （4）防护性能较好。结构设计满足对外界固体物和溅水的防护要求，这样 就能有效防止异物对电动机和人体的危害，同时也可以满足室外使用的要求 （5）运行可靠使用寿命长。绕组均采用 B 级绝缘材料。当海拔不超过 1000 米，冷却空气的温度不超过 40时，电动机定子绕组的温升限度（电阻法） 不超

15、过 80K。较大的温升裕度则能延长电动机的使用寿命，并提高电动机运行 的可靠性。 3.1.2 电动机容量确定电动机容量确定 (1)工作机功率 PI PI=1000Fv 96. 0100037. 02252 =0.87（kW） 卷轴承联轴承齿轴承齿轴承联总 =卷齿轴承联242由机械设计课程设计指导手册P88表 12-10 查得： 轴承效率（滚珠轴承）98. 0轴承，弹性联轴器效率99. 0联， 齿轮传动效率（8 级精度齿轮传动）97. 0齿，卷=0.96，蜗杆=0.80 7 . 096. 080. 097. 098. 099. 042总 （2）电动机实际输出功率dP dP=24. 17 . 0 87. 0PI总（kW） (3)电动机额定功率dP 考虑到电机的安全性和裕度，由机械设计（机械设计课程设计指导手册P120表 14-4 选取电动机额定功率Wk1.5P d。 燕山大学课程设计说明书 9 3.1.3 电动机转速选择电动机转速选择 （1）工作机的输出速度 ）（卷minrvn/6 .1936037. 0100060 D100060（2）电动机的转速 推