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1、Harbin Institute of Technology课程设计说明书（论文）课程名称：机械设计课程设计设计题目：带式输送机的传动装置院 系：机电工程学院班 级：0708102设 计 者：小星星学 号：000000000指导教师：王黎钦设计时间：2010年1月11日哈尔滨工业大学目 录传动装置总体设计2传动方案拟定2电机的选择2传动装置的运动、动力参数计算4传动零件设计5蜗轮蜗杆材料及热处理选择5蜗轮蜗杆传动主要参数计算5蜗轮蜗杆效率及润滑计算6蜗轮蜗杆传动几何尺寸计算7蜗轮蜗杆结构选择、零件简图及结构尺寸计算7蜗轮及蜗轮轴的设计计算8蜗干轴的设计计算14蜗干轴轴承的校核16蜗杆和涡轮的精
2、度与侧隙种类19蜗轮蜗杆热平衡计算19减速器其余部件设计20减速器机体结构设计20窥视孔和窥视孔盖得设计21通气器的设计21放油孔及放油螺栓的设计21油标的设计21高速轴输入端的联轴器设计21减速器的润滑22参考文献22传动装置总体设计传动方案拟定由设计任务书要求及图例可知传动方案采用一级下置式蜗杆减速器，其结构简单，尺寸紧凑，但效率低，适用于载荷较小，间歇工作场合。蜗杆圆周速度v45m/s。装置工作机为带式运输机，对减速器由中等冲击，且工作场合为有尘，减速器要求密封条件好。电机的选择1. 选择电动机类型因工作机为带式运输机，则对电动机无特殊要求，故电动机选用三相异步交流电动机，采用Y系列。2
3、. 选择电动机容量工作机的有效功率为工作机各传动部件的传动效率及总效率：查参考书2中表9.1得各个传动件的效率范围，分别取：；工作机的总效率为：3. 确定电动机转速查参考书1中表9.2得蜗轮传动比推荐值如下：理论总传动比：所以电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、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1000r/min的电动机。根据电动机的类型、容量和转速，由电机手册选定电动机型号为Y112M-6。4. 电动机外形及尺寸电动机型号额定功率/(kW)满载转速/(r/min)Y
4、112M-62.29402.02.0电动机的主要外形及安装尺寸如表所示。型号HABCDEFGDGKbb1b2hAABBHAL1Y112M-61121901407028608724122451901152655018015400传动装置的运动、动力参数计算1. 传动比计算=2. 传动装置各轴的运动和动力参数1) 各轴的转速第一轴转速：第二轴转速：2) 各轴的输入功率第一轴功率：第二轴功率：卷筒功率：3) 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩：第一轴转矩：第二轴转矩：卷筒的转矩：将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用轴名功率P/kW转矩T()/r/min转速n/r/min电机轴2.1922249.47
5、9401轴2.1722026.979402轴1.67265144.2060.13卷筒轴1.62257242.9160.13其中轴指蜗杆轴，轴指蜗轮轴。传动零件设计由于传动方案为一级蜗杆减速器，则传动零件为蜗轮蜗杆。蜗轮蜗杆材料及热处理选择由于蜗杆传递的功率为1.84KW，功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号钢制造，淬火处理，齿面硬度达220300HBW。蜗杆材料选用45钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度4550HRC蜗轮材料，根据其中n1为蜗杆转速，T2为蜗轮转矩初估蜗杆副的滑动速度VS=3.2m/s，选择蜗轮的材料为无锡青铜，又因小批量生产，则用沙模铸造。蜗轮蜗杆传动主要参数计算蜗杆传动的主要
6、失效形式是齿面胶合、齿面点蚀和齿面磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。因此采用齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力，并在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损等失效因素的影响。故采用公式确定模数m和蜗杆分度圆直径。1. 选择蜗杆头数及蜗轮齿数由传动比i=15.63，查参考书1书表9.2可知蜗杆头数取2，确定转矩由于转矩为蜗轮上转矩，则查上述计算表可得=256Nm2. 确定载荷系数K由于载荷系数K=由表9.4查得载荷性质为中等冲击时，取1.15。假设蜗轮圆周速度 3m/s，取动载荷系数=1.0。由于由中等冲击，则1.11.3,取1.2。所以K=1.383. 确定许用接触应力由于蜗轮材料为无锡
7、青铜，则蜗轮齿面失效形式主要是胶合，则由表9.6查取=180Mpa。4. 确定材料弹性系数=1605. 计算模数和分度圆直径将以上数据代入公式计算得2306由参考书1表9.1取m=6.3，蜗杆分度圆直径d1=636. 计算传动中心距蜗轮分度圆直径=m,其中取31，中心距变位系数蜗轮蜗杆效率及润滑计算1. 验算蜗轮速度蜗杆倒程角蜗轮圆周速度蜗杆副滑动速度与初估蜗杆副的滑动速度相符合。蜗轮圆周速度故选择减速器的类型为蜗杆下置2. 验算效率符合初取的效率值0.77蜗轮蜗杆传动几何尺寸计算蜗杆传动的几何尺寸如下表所示名称符号计算公式和数据（单位mm）蜗轮数据蜗杆数据齿顶高ha6.37.15齿根高hf7
8、.566.71全齿高h13.8613.86分度圆直径d63195.30齿根圆直径df47.88181.88齿顶圆直径da75.6209.60蜗杆分度圆上倒程角113036蜗轮分度圆上螺旋角2113036节圆直径d64.70195.30传动中心距a130蜗杆轴向齿距pa119.79蜗杆螺旋线倒程ps39.584蜗杆螺旋部分长度L81.02蜗杆外圆直径de2219蜗轮齿宽b255齿根圆弧半径R139.06齿顶圆弧半径R225.2齿宽角103蜗轮蜗杆结构选择、零件简图及结构尺寸计算由于=47.88 1.735=59.5，则蜗杆制成蜗杆轴，并采用车制蜗杆。如图所示。蜗杆轴简图蜗轮及蜗轮轴的设计计算1.
9、 轴的材料选择因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，考虑到经济性选用常用材料45#钢，调质处理2. 初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考书1表10.2得C=106118，考虑到轴端的弯矩和转矩的大小，故取C=110则dmin=C31.6760.13=33.31mm考虑到键槽的影响，取dmin=33.311.05=34.98mm3. 结构设计轴承部件的结构形式：蜗杆减速器的中心距a=130mm，通过查表选择减速器的机体采用剖分式结构。因传递功率小，故轴承的固定方式可采用两端固定方式。因此，所设计的轴承部件的结构形式如上图所示。然后可按转轴轴上零件的顺序，从dmin处开始设计；a)
10、 联轴器及轴段1：dmin就是轴段1的直径，又考虑到轴段1上安装联轴器，因此，轴段1的设计和联轴器的设计同时进行。由于联轴器的一端连接工作机一端连接轴，其转速比较高，传递转矩比较小。考虑到安装时不一定能保证同心度，且载荷为中等冲击，故采用能补偿两轴轴线的相对位移和缓和载荷冲击的弹性联轴器。由参考书2表13.1，选取HL型弹性柱销联轴器（GB5014-1985）。则转矩由参考书1表13.1取，由参考书2表13.1查得HL型弹性柱销联轴器（GB5014-1985）J1型轴孔长度为60mm，许用转矩为500Nm许用转速为250r/min，轴径可取35、38mm，故取L1=60mm ，d1=35mm；
11、b) 密封圈与轴段2：考虑到联轴器右端的固定和密封圈的标准，由参考书2表14.4，取轴段d2=38mm，密封圈为毛毡油封密封圈FZ/T92010-1991中直径是37mm；c) 轴段3与轴段6：考虑到蜗杆减速器有轴向力，轴承类型选用圆锥滚子轴承，轴段3上安装轴承，要使轴承便于安装又符合轴承内径系列，暂取轴承型号为30208，有参考书2表12.4得，其内径d=40mm，外径D=80mm，宽度B=18mm，故取d3=d6=40mm，考虑到安装甩油环和套筒时的位置，取L3=40mm，轴段6无需安装套筒，故L6=30mm；d) 蜗轮与轴段4：轴段4上安装蜗轮，按照蜗轮的设计，蜗轮的轮毂宽为（1.51.
12、9）d，取轮毂宽为80mm，则轴段5的长度略小于蜗轮轮毂宽度，取L5=78mm；轴段5的设计：为了轴向固定蜗轮并承受一定的轴向力，因此轴肩的高度为5mm,所以d5=54mm考虑到轴承受力的对称性，轴肩5的长度L5=10mm；e) 轴段2的长度：轴段2的长度根据箱体的壁厚、轴承凸台的厚度、轴承端盖的厚度以及联轴器类型确定,由于轴承端盖连接螺栓的长度为25mm，可取L2=60mmf) 键连接：联轴器及蜗轮的轴向连接均采用普通平键连接，分别为键1050 GB/T1096-1990及键1470 GB/T1096-1990.4. 轴受力分析在水平面上负号表示力的方向于受力简图中所设方向相反。在垂直平面上
13、轴承上的总支承反力轴承上的总支承反力在水平面上A-A剖面左侧：A-A剖面右侧：在竖直平面上合成弯矩A-A剖面左侧：A-A剖面右侧：5. 校核轴的强度A-A剖面左侧因弯矩大、有转矩，还有键引起的应力集中，故A-A剖面左侧为危险截面。由附表10.1，抗弯剖面模量抗扭剖面模量弯曲应力扭剪应力对于调质处理的45钢，由参考书1表10.1查得，由参考书1表10.1注查得材料的等效系数，。键槽引起的应力集中系数，由参考书1表10.4查得绝对尺寸系数，由参考书1附图10.1查得轴磨削加工时的表面质量系数由参考书1附图10.2查得。安全系数查表10.5得许用安全系数，显然，故A-A剖面安全。校核键连接的强度6. 联轴器处键连接的挤压应力取键、轴、联轴器的材料都为钢，查表6.1得。显然，故强度足够。齿轮处键连接的挤压应力取键、轴、齿轮的材料都为钢，查表6.1得。显然，故强度足够。7. 校核轴承寿命计算轴承的轴向力。由参考书1表11.13查得70308轴承内部轴向力计算公式，则轴承、的内部轴向力分别为根据轴承手册查得C0r=74.0kN Cr =63
