《蜗轮蜗杆二级减速器二级项目设计说明书燕山大学样本.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蜗轮蜗杆二级减速器二级项目设计说明书燕山大学样本.doc（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。燕山大学机械设计课程设计说明书题目: 蜗杆-齿轮二级减速器 学院( 系) : 机械工程学院 年级专业: 15级模具1班 学 号: 学生姓名: 望乡人 指导教师: 白老师 目 录一.传动方案的拟定1二电动机的选择及传动比确定11性能参数及工况12电动机型号选择1三运动和动力参数的计算31.各轴转速32.各轴输入功率33.各轴输入转距3四传动零件的设计计算41蜗杆蜗轮的选择计算4 2斜齿轮传动选择计算8五轴的设计和计算131.初步确定轴的结构及尺寸1323轴的弯扭合成强度计算17六滚动轴承的选择和计算21七键连接的选择和计算22八、 联
2、轴器的选择22九减速器附件的选择23十润滑和密封的选择24十一拆装和调整的说明24十二.主要零件的三维建模24十三.设计小结28十四参考资料29设计及计算过程结果一.传动方案的拟定 本设计要求设计一台应用于带式输送机上的二级减速器, 原动机为三相异步电动机, 工作机为卷筒。输送机多用在室内, 选用闭式齿轮传动, 对于传动比较大的减速器, 利用蜗轮蜗杆的大传动比能够使减速器尺寸结构紧凑, 为提高承载能力和传动效率将蜗轮蜗杆传动布置在高速级, 低速级用斜齿轮传动, 可提高减速器的平稳性。初步估算蜗杆分度圆圆周速度, v 45 m/s, 采用蜗杆下置。整体结构如图1所示: 图1 减速器机构简图二电动
3、机的选择及传动比确定1性能参数及工况运输机皮带牵引力: F=2287N 运输机皮带作速度: V=0.31m/s滚筒直径: D=0.41m 使用地点: 室内生产批量: 大批 载荷性质: 平稳使用年限: 五年一班 2电动机型号选择根据室外使用条件, 选择Y系列三相异步电动机。运输机所需工作功率: 联轴器效率1=0.99, 轴承效率2=0.99 , 一对斜齿轮啮合传动效率3=0.97, 蜗轮蜗杆啮合传动效率4=0.8, 卷筒的效率5=0.96可得减速器总效率为电动机所需功率卷筒轮转速 蜗杆齿轮减速器总传动比合理范围为:i总 =6090所用电机转速范围选取Y100L-6型号的电机, 主要性能参数如表1
4、: 表1 Y100L-6型电机性能参数电动机型号额定功率( Kw) 同步转速( r/min) 满载转速( r/min) Y100L-61.510009402.02.2总传动比为 齿轮传动比i2=( 0.040.07) i总, 因此齿轮传动比范围为根据 , 则, 蜗杆取两头, 则传动比在1532范围内。可取i蜗=20, 三运动和动力参数的计算设电机轴为0轴, 蜗杆为1轴, 蜗轮轴为2轴, 齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴。1.各轴转速n0=n1=nm =940 r / minn2=nm / i1= 940/20= 47 r / minn3=n4=n2 / i2= 47/3.25= 14.45r / m
5、in2.各轴输入功率: P0=1.0108KwP1=P01=1.01080.99=1.00KwP2=P124=1.000.990.80=0.79KwP3=P223=0.790.990.97=0.76KwP4=P312=0.760.990.99=0.75Kw3.各轴输入转距: T0=9550P0/nm=95501.0108/940=10.27 NmT1=9550P1/n1 =95501.00/940=10.17 NmT2=9550P2/n2=95500.79/47=161.04 NmT3=9550P3/n3 =95500.76/14.45=502.99 NmT4=9550P4/n4 =95500
6、.74/14.45=492.99 Nm表2 运动及动力参数轴号功率P( Kw) 转矩T(Nm)转速n( r/min)传动比i电机轴1.010810.27940-1轴1.0010.17940202轴0.79161.04473.253轴0.76502.9914.45-卷筒轴0.75492.9914.45四传动零件的设计计算1蜗杆蜗轮的选择计算( 1) 选择蜗轮蜗杆类型、 材料、 精度等级考虑到蜗杆传递功率不大, 速度不高, 故蜗杆选45号钢, 调质处理, HB=240, 选用普通的阿基米德蜗杆。初步估计蜗杆相对滑动速度故蜗轮齿冠选用铸造锡青铜ZCuSn10Pl, 砂型铸造b=220MPa, s=1
7、40MPa。蜗轮轮心选用Q235, 砂模铸造。选用8级精度。( 2) 确定蜗杆头数和蜗杆齿数根据蜗轮蜗杆传动比i1=20, 选取蜗杆头数Z1=2, 则蜗轮齿数Z2=i1Z1=220=40( 3) 按齿面接触疲劳强度进行计算根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。计算公式 载荷系数K=KAKKV =1 x1.05 x1=1.05查机械设计课本表7-6得载荷平稳KA =1, 设载荷为变载荷, 则K=1, 设蜗轮圆周速度v23m/s, KV =1.05查机械设计课本表7-7得 9.47cos=9.26 弹性系数 ZE= 155 由表7-9得应力循环次数N=6
8、0nt=60 4730085=4.17107 将数据代入上式可得查机械设计课本表7-4, 取m3q=1000mm3, m=5, d1=40mm, q=8(4).计算蜗轮圆周速度、 相对滑动速度、 传动效率蜗轮圆周速度相对滑动速度其中啮合效率其中当量摩擦角v由Vs查机械设计课本表7-10得搅油效率2取为0.99, 滚动轴承效率3取为0.99/对。总效率 =123=0.83830.990.99=0.82(5)复核m3q( 6) 计算中心距蜗轮分度圆直径传动中心距( 7) 校核蜗轮齿根抗弯疲劳强度 蜗轮齿根抗弯校核公式 K、 T2、 m、 和d1、 d2同前, 当量齿数 Zv=Z2/cos3=41.
9、52查机械设计课本表7-8得齿形系数螺旋角系数 许用弯曲应力计算公式 其中 将数据代入许用弯曲应力计算公式得齿根弯曲应力蜗轮齿根满足弯曲疲劳强度。(8)热平衡核算减速器润滑油工作油温其中室温t0=20, =0.82, P1=1.0Kw, 考虑到减速器用于室外取Kd=15W/( m2) 箱体散热面积 则工作油温为油温满足温度要求。( 9) 计算蜗杆传动其它尺寸齿顶高 全齿高 1) 、 蜗杆齿顶圆直径 齿根圆直径 蜗杆螺旋部分取b1=64mm蜗杆轴向齿距 蜗杆螺旋线导程 2) 、 蜗轮喉圆直径 齿根圆直径 蜗轮外径 喉圆母圆半径 齿宽 取 2斜齿轮传动选择计算( 1) 选择材料、 热处理方式及精度
10、等级对于一般动力传递, 选用8级精度斜齿轮, 小齿轮材料为45钢, 调质处理, 齿面硬度为HB3=240, 大齿轮材料为45钢, 正火处理, 齿面硬度为HB4=200, HB3-HB4=40, 热处理方式合适。( 2) 初步确定大小齿轮齿数根据小齿轮齿数推荐范围2040, 取Z3=30, 则大齿轮齿数为 取Z4=98, 则实际传动比为传动比误差 在允许的范围内。(3)初算传动主要尺寸对于闭式软齿面齿轮, 按接触疲劳强度设计1)确定载荷系数查机械设计课本表6-4, 考虑微振工况取 KA=1查机械设计课本图6-11b取 KV=1.01初步取螺旋角=15,端面重合度轴向重合度 其中查机械设计课本表6
11、-7取总重合度 查机械设计课本图6-13取 查机械设计课本图6-17取 则2)材料的弹性系数 查机械设计课本表6-5得 ZE=189.83)节点区域系数 由=15 , 查机械设计课本表6-19取 ZH=2.424) 重合度系数 其中1, 取=1, 则5) 螺旋角系数 6) 接触疲劳强度极限查机械设计课本图6-27(c)取 Hlim3=590MPa查图6-27( b) 取 Hlim4=470MPa7) 计算应力循环次数查机械设计课本图6-25得 接触疲劳寿命系数 KHN3=1.25, KHN4 =1.38) 计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1(失效概率为1%)取 9)试算小齿轮分度圆直径d1(
12、 4) 确定传动尺寸1) 校核圆周速度2) 修正载荷系数 查机械设计课本图6-11b得 3) 校正分度圆直径4) 确定模数计算法向模数 取标准值 5) 计算中心距 圆整取 a=165mm6) 按圆整后的中心距修正螺旋角 值改变不大, 故不必对相关参数进行修正7) 确定传动尺寸8)计算齿宽 圆整取b4=63mm, b3=70mm( 5) 校核齿根弯曲疲劳强度 齿根弯曲疲劳强度校核公式1) 计算重合度系数2) 计算螺旋角系数3)计算当量齿数4) 查取齿形系数查机械设计课本图6-21得 YFa3=2.55, YFa4=2.185) 查取应力集中系数 查机械设计课本图6-22得 YSa3=1.62, YSa4=1.826) 查取弯曲疲劳极限应力及寿命系数查机械设计课本图6-28b。6-28c得Flim3=450MPa, Flim4=39
