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1、. -设计原理与方法综合训练计算说明书一级蜗轮蜗杆减速器设计* * 设计地点 指导教师 日期 一、设计原理与方法课程综合训练任务书 1.设计题目带式输送机传动装置。第3题，第11组2.工作条件及设计要求带式传送机工作装置如以下列图所示，主要完成由传送带运送机器零、部件的工作。该机室内工作，单向运转，工作有轻微振动，两班制。要求使用期限十年，大修期三年。输送带速度允许误差5。在中小型机械厂批量生产。3. 原始数据 传动带工作拉力F=3000N，运输带工作速度V=0.8m/s，滚筒直径D=400mm。二、 传动方案的拟定与分析 用一级蜗轮蜗杆减速器和一级链传动到达减速要求，传动方案图已经给出：摘
2、要通过这段时间的独立计算并绘制装配及零件图，我学习到了很多东西。比方学习如何进展机械设计，了解机械传动装置的原理及参数搭配。学习运用工具，直观的呈现在平面图上。通过对蜗杆减速器的设计，对蜗杆减速器有个简单的了解与认知。减速器是机械传动装置中不可缺少的一局部。机械传动装置在不断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的运行，提高生产的效率，降低生产的本钱，获得最大的使用效率。通过对减速器的简单了解，开场学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力，及进一步稳固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合
3、一起，为以后的工作和更好的学习积累经历。计算局部：1电机选择1：工作机所需输入功率Pw = Fv/1000= 3000*0.8/1000 = 2.4 kw所需电动机的输出功率hPd = Pw/a= 3.48 Kw传递装置总效率a=1*3*4*5=0.69式中：蜗杆的传动效率0.8 此处选用双头蜗杆，效率初估值为0.8：每对轴承的传动效率0.98：链条的传动效率0.965：联轴器的效率0.99：卷筒的传动效率0.96因载荷轻微振动，实际效率应该稍高于假设效率，电动机即可， 应选电动机的额定功率为4kw2;确定电机转速： = 60*1000v/D =38.197 = 1500/ 38.197=39
4、.270= 2.6*15 = *符合这一要求的同步转速为1500r/min的电机，应选择：电动机 Y112M-4。 额定功率 ：4Kw满载转速 ：1440r/min2选择传动比2.1总传动比 = 1450/38.197 =37.670 = *2.2减速装置的传动比分配由课本可查得：蜗轮蜗杆传动比一般在之间。链传动比一般在。所以 =15 =2.53各轴的参数将蜗轮蜗杆减速器的蜗杆轴和涡轮轴依次定为I轴和II轴，则：3.1各轴的转速 = 1440 r/min = = 91.7r/min3.2各轴的功率输入：轴 P1 = * = 3.48 * 0.99 = 3.44 Kw轴 P2 = * * * =
5、 3.48* 0.99 * 0.98 *0.8 = 2.70 Kw输出： P1 = 3.44 *0.98=3.37KwP2 = 2.70*0.98=2.64Kw3.3各轴的转矩输入：轴T1 = 9550 = 9550 *3.48*0.99/1440 =22.8 N*m轴T2 = 9550 = 9550 *3.48*0.99*0.98*0.8/97.7 =281.0 N*m输出：T1 = 22.4N*mT2 = 275.4N*m4.蜗轮蜗杆的选择 P = 3.48 Kw n = 1400 r/min i = 154.1选择蜗轮蜗杆的传动类型根据GB/T 10085-1988，拟采用阿基米德蜗杆Z
6、A根据GB/T100851998 选择Z1 = 2 ;4.2选择材料蜗杆选45钢，齿面要求外表淬火，硬度为45-55HRC.蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1 , 金属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁HT200制造4.3按计齿面接触疲劳强度计算进展设1根据闭式蜗杆传动的设计进展计算，先按齿面接触疲劳强度计进展设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。由文献1P254式11-12， 传动中心距由 前面的设计知作用在蜗轮上的转矩T2，按Z=2 ，估取=0.8，则： T2 = 9550 = 9550 *3.48*0.99*0.98*0.8/1440 =281003 Nmm2确定载荷系数 因有轻微震动
7、，由表9-10选取使用系数 = 1.25 ；3确定弹性影响系数因选用的是45钢的蜗杆和蜗轮用ZCuSn10P1匹配的缘故，有4确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和中心距的比值，从图10-9中可查到5确定许用接触应力根据选用的蜗轮材料为ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度45HRC，可从表10-4中查蜗轮的根本许用应力 = 220 MPa应力循环次数N = 60k = 60*1440/15*1.25*16*300*10 = 20.58* (双班制时间=2830010寿命系数 = 0.693再按P = 3.48 Kw ,由图10.10查得 = 3.8m/s ,采用油浴润滑。再由图10.
8、11查得滑动速度影响系数 = 0.92,则许用接触应力 = * = 0.92* 0.693* 220 = 140.3286计算中心距: =149.04(7) 校核 和 取a=160mm，由 i=15，则从表10-1中查取，模数m=8蜗杆分度圆直径 分度圆导程角 =54238。这时/ a = 0.5；从图中10-9中可查 = 2.6，由于，即符合要求。 = d n/(1000*60*cos54238) = 6.06 m/s ；由图10.11 查得 = 0.92；修正的 = 156.062MPa, 复算中心距 a = 156.02 160 。因此计算结果可用。4.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1
9、蜗杆轴向尺距= 25.133mm直径系数q= =10齿顶圆直径 齿根圆直径分度圆导程角蜗杆轴向齿厚蜗杆的法向齿厚2蜗轮 蜗轮齿数 = 31, 变位系数验算传动比i = = 31/2 = 15.5 ，这时传动比误差为：(15.5-15)/15 = 0.033 60故在装配图中加散热片和风扇4.6精度等级公差和外表粗糙度确实定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T10089-1988圆柱蜗杆，蜗轮精度选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T10089-1988。然后由有关手册查得要求的公差工程及外表粗糙度，此处从略。详细情况见零件图。5链传动的设计 P=/ = 2
10、.4/0.965*0.98*0.96= 4.5559 KW ，N = 91.7r/min， i = 2.55.1 链条齿数由表12.8 选取 Z1=26;则，大链轮齿数 = 2.5*26= 65 ，故取 65则，实际转动比 i = 65/26 = 2.5，误差远小于 0.05，故允许;5.2链条节数 初步定中心距 a = 40p。由式12.11，得： =126.5 取链条数为偶数，则=1265.3链条节距工况为有轻微震动，由课本表12-6取工作情况系数,由课本图12-14取齿数系数，采用带排链，由课本表12-7，故当时，由课本图12-13查得，16A链条能传递需要的功率，其节距 p = 25.
11、4 mm;5.4 实际中心距 由公式 =580.5mm5.5 选择润滑方式按16A链，V=1.057m/s，由课本图12-17查得应采用滴油润滑2区。按照16A链，由图12.17 查得应该采用油浴或飞溅润滑3区。5.6 作用在轴上的压力如前所述，取,则 ：如前所述，取F=1000P/V=10005.24/1.057=4959N5000N6.动力学参数计算1、计算各轴转速2、计算各轴的功率3、计算各轴扭矩=9.55/=22.8Nm=9.55/=281Nm=9.55/=637.8Nm轴名功率p/kw转矩T/N.m转速n(r/min)传动比i效率电动机轴03.4422.81440蜗杆轴13.3722
12、.4144010.99蜗轮轴22.7.281.096150.8滚筒轴32.5625.038.22.40.9657.轴的设计计算1、选择轴的材料考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。选用45号钢，经调质处理，硬度为217-255HBS。由课本表19-1查得对称循环许用应力 =180MPa。2、初步估计轴径取=0，并由课本表19-3选系数A=110，得 d轴伸部位有键并安装链齿轮，一方面消弱了轴的强度，另一方面增加了轴的径向载荷，故增加轴径至48mm。3、 轴的构造设计（1）拟定轴上零件布置方案根据轴上轴承、蜗轮、端盖、链齿轮的装配方向、顺序和相互关系，轴的直径选择方案如以下列图。
