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1、 目录一 设计任务书1二 传动方案的拟定2三 电动机的选择和传动装置的运动和动力学计算3四 传动装置的设计6五 轴及轴上零件的校核计算11 1 蜗杆轴及其轴上零件的校核计算11 2 蜗轮轴及其轴上零件的校核计算14六 啮合条件及轴承的润滑方法、润滑机的选择16七 密封方式的选择18八 减速器的附件及其说明21九 设计小结23十 参考文献24第一章设计任务书1.1设计题目设计用于带速传输机的传动装置。1.2工作原理及已知条件工作原理:工作传动装置如下图所示：设计数据：运输带工作拉力F=2500N运输带工作速度v=1.10m/s卷筒直径D=400mm工作条件：连续单向运转，工作时轻微冲击，灰尘较少
2、；运输带速度允许误差5%； 一班制工作，3年大修，使用期10年(卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力F中已考虑)。加工条件：批量生产，中等规模机械厂，可加工78级齿轮。设计工作量：1.减速器装配图1张； 2.零件图13张； 3.设计说明书1.3原始数据已知条件传送带工作拉力F(N)传送带工作速度v（m/s）滚筒直径D（mm）参数25001.104001-电动机 2、4-联轴器 3-一级蜗轮蜗杆减速器 5-传动滚筒 6-输送带第二章. 传动方案选择2.1传动方案的选择该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压380 V
3、，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。总而言之，此工作机属于小功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。第三章. 电动机的选择和运动参数的计算3.1电动机的选择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自扇冷鼠笼式三相异步电动机。2.选择电动机容量（1）工作机
4、各传动部件的传动效率及总效率其中为滚动轴承的效率，为0.99；其中为卷筒轴滑动轴承的效率，为0.96，其为弹性联轴器效率，为0.99；其中为蜗轮蜗杆效率，为0.8.所以减速机构的总效率=0.990.990.960.990.8=0.76（2）选择电动机的功率所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。电动机所需的功率 ：Pd = Pw/;式中 Pd工作机要求的电动机输出功率，单位为KW； 电动机至工作机之间传动装置的总效率； Pw工作机所需输入
5、功率，单位为KW；输送机所需的功率:Pdmax=Fv1000=25001.110000.76=3.62kW;查机械设计课程设计表2.1，选取电动机的额定功率P=4kw。（3）选择电动机的转速1) 传动装置的传动比的确定：查机械设计书中得各级齿轮传动比如下：;理论总传动比：;2) 电动机的转速：卷筒轴的工作转速：=52.52r/min所以电动机转速的可选范围为：= =（582）63.66=318.35441.5r/min根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min四种。综合考虑电动机和传动装置
6、的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为750 r/min的电动机。其主要功能如表3-1：表3-1 Y160M2-8型电动机主要功能电动机型号额定功率kW满载转速/r/min起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y160M2-85.57202.02.2注：电动机轴伸出段直径/mm 42k6; 电动机轴伸出段安装长度/mm 110 电动机中心高度/mm 160 电动机外形尺寸长*宽*高/mm 600*325*3353.2运动及动力参数的计算1各轴转速计算（1）实际总传动比及各级传动比配置：由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。则总传动比: i=nmnw=
7、72052.52=13.70 （2）各轴转速：蜗杆轴转速：n1=720r/min蜗轮轴转速：n2=52.52r/min2各轴输入功率计算蜗杆轴功率：= *=40.99=3.96kW蜗轮轴功率：= *=5.390.80.99=3.14kW卷筒轴功率：= *=3.140.990.96=2.98kW3各轴输入转矩计算电动机轴：T=9550=9550472053.06Nm蜗杆轴：= Ti52.52Nm蜗轮轴：= i570.96Nm卷筒轴：= i541.87Nm表3-2 各轴动力参数表轴名功率P/kw转矩T/(Nm)转速n/(r/min)效率传动比i电动机轴453.067200.991蜗杆轴3.9652
8、.537200.813.70蜗轮轴3.14570.9652.520.961卷筒轴2.98541.8752.52第四章. 传动零件的设计计算4.1选择蜗杆类型根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。4.2材料选择考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。4.3按齿面接触强度设计根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。由机
9、械设计式（11-12）则传动中心距为（1）确定轮上转矩按=4，效率为0.8，则 （2）确定载荷系数 因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数=1，由机械设计表11-5选取使用系数=1.0，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系数=1.05，则 K=11.0511.05（3）确定弹性影响系数因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故（4）确定接触系数先假设蜗杆分度远直径和传动中心距的比值为=0.35，从机械设计图11-18中查得=2.9（5）确定许用接触应力H根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从机械设计表11-
10、7查得蜗轮的基本许用应力 =268MPa。应力循环次数N=60=60152.56（810365）=9.20寿命系数 =0.76 ，则=0.76268=203.68MPa（6）计算中心距a=取中心距a=180mm，因为=13.7，故从表11-2中选取模数m=6.3 mm，蜗杆分度圆直径d1=63mm，这时d1/a=0.35，与假设相近，从机械设计图11-18中可查得=2.9=，因此以上计算结果可用。4.4蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸蜗杆轴向齿距Pa1=3.146.3=19.792mm；直径系数q=10.00；齿顶圆直径=63+126.3=75.6mm；齿根圆直径=63-2（16.3+0.26.
11、3）=47.88mm；分度圆导程角=30.96（右旋）；轴向齿厚=19.7922=9.896mm。蜗轮蜗轮齿数：=53；变位系数=-0.1032；验算传动比：=13.25，这时传动误差为=3.3%5%是允许的。30.96（右旋）蜗轮分度圆直径：；蜗轮喉圆直径：=+=376+2（1-0.1032）6.3=345.2mm；蜗轮齿根圆直径：=+=333.9-2（1+0.25+0.1032）6.3=316.85mm；蜗轮咽喉母圆半径：=a-=180-345.2=3.8mm；蜗轮轮缘宽度：b=72mm。4.5 校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数=根据=-0.1032，=84.059，从机械设计图11-19中可
12、查得齿形系数2.28螺旋系数=许用弯曲应力 =从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56MPa寿命系数 =560.6051=33.89MPa所以=56MPa,弯曲强度校核满足要求。4.6 验算效率已知=30.96，=，与相对滑移速度有关从机械设计表11-18中用插值法查得=0.0289，=1.655代入上式得大于原估计值，因此不用重算。4.7热平衡计算1估算散热面积AA=2验算油的工作温度ti室温：通常取。散热系数=1417.5：取Ks=17.5 W/()；啮合效率；轴承效率0.980.99，取轴承效率 2=0.99；搅油效率0.940.99，搅油效率3=0.98
13、；=123=0.880.990.98=0.8556.7780油温未超过限度4.8精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所涉及的蜗杆传动是动力传动，属于机械减速器。从GB/10089-1988圆柱蜗杆，蜗杆精度中选择38级精度，侧隙种类为f,标注为8f GB/10089-1988。蜗杆与轴做成一体，即蜗杆轴。蜗轮采用轮箍式，与铸造贴心采用H7/r6配合，并加轴肩和螺钉固定（螺钉选用6个）。第五章. 轴的设计计算及校核5.1蜗杆轴的设计及校核图5-1 蜗杆轴草图（1）选择轴的材料及热处理考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要向蜗轮传递转矩，其传递的功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用的45钢，调质处理。查机械设计（表15-1）硬度HBS=217 255Mpa，强度极限=640 Mpa，=355Mpa，=275Mpa，=155Mpa，=60Mpa。（2）求蜗杆轴上的功率、转速和转矩由第3章可知 ，。（3）求作用在蜗杆上的力因已知蜗杆的分度圆直径为63mm，则切向力 轴向力 径向力 （4）初步确定轴的最小直径查机械设计（表15-3）先初步校核估算轴的最小直径，取A。=115（5）轴的结构设计1初选
