涡轮蜗杆减速器课程设计学生版

1、课程设计说明书目录一 前言3二设计题目5三 电动机的选择4四传动装置动力和运动参数 8五蜗轮蜗杆的设计9六 轴的设计13七 滚动轴承的确定和验算 21八键的选择及校核22九联轴器的选择及校核23十润滑与密封的设计24十一铸铁减速器结构主要尺寸 25十二感谢26十三参考文献27一、课程设计的目的和意义机械设计基础课程设计是相关工科专业第一次较全面的机械设计练习，是机械设计基础课程的最后一个教学环节。其目的是：1、培养学生综合运用所学的机械系统课程的知识去解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。2、学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、手册、 标准和规范。4、机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。二、课程设计的内容和份量1、题目拟订一般选择通用机械的传动装置作为设计的课程，传动装置中包括齿轮减速 器、带传动、链传动、蜗杆传动及联轴器等零、部件。传动装置是一般机械不可缺少的组成部分， 其设计内容既包括课程中学过的 主要零件，又涉及到机械设计中常遇到的一般问题，能达到课程设计的目的。

2、（具体题目附在任务书的后面）2、内容总体设计、主要零件的设计计算、减速器装配图和零件工作图的绘制 及设计计算说明书的编写等。3、份量减速器装配图一张（AO或A1图纸），零件工作图二张（齿轮减速器为输 入或输出轴、蜗杆减速器为蜗杆轴一张，齿轮或蜗轮一张。）设计计算说明 书一份。三、课程设计的步骤和进度课程设计的具体步骤为：1、设计准备认真阅读设计任务书，明确设计要求、工作条件、内容和步骤；通过阅 读有关资料、图纸；参观实物和模型，了解设计对象；准备好设计需要的图 书、资料和用具；拟定设计计划等。2、传动装置的总体设计确定传动装置的传动方案；计算电动机的功率、转速，选择电动机的型号；计算传动装置的运动和动力参数（确定总传动比；分配各级传动比，计算各轴的转速、功率和转矩等 ）；3、传动零件的设计计算减速器以外的传动零件设计计算（带传动、链传动）；减速器内部的传动零件设计计算（如齿轮传动等）。4、减速器装配草图设计绘制减速器装配草图，选择联轴器，初定轴径；选择轴承类型并设计轴承组合的结构；定出轴上受力点的位置和轴承支点间的跨距；校核轴及轮毂 联接的强度；校核轴承寿命；箱体和附件的结构设计。5、

3、工作图设计零件工作图设计；装配工作图设计。6、整理编写设计计算说明书整理编写设计计算说明书，总结设计的收获和经验教训二 课程设计题目设计一用于带式运输机上的蜗轮蜗杆减速器，运输机 连续工作，空载启动，载 荷变化不大，单向运转使用期限10年，工作环境清洁，每天工作16小时，每年工 作300天。运输链允许速度误差5%原始数据运输带拉力：F=2100N,运输带速度 v=1.25m/s 卷筒直径D =350mill3.1 选择电动机的类型按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结 构，电压380V, Y型。3.2 选择电动机的容量电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为Pw Pd kw a由设计指导书公式（2）Fv .Pw = kw1000因此 PdFvkw1000 a估算由电动机至运输带的传动的总效率为T为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表1初选=0.99n为蜗杆传动的传动效率0.75 23、为轴承的传动效率出选用=0.98 33刈为卷筒的传动效率出选。=0.96 44刀=0.664Pd=3.953n=68.21r/min1 =0.992X 0.75 X 0.98 3X0.96=0

4、.664Pd=FU 1000 Tl =2100X 1.25 + （ 1000X 0.664） =3.953kw3.3 确定电动机的转速由已知可以计算出卷筒的转速为N=60X 1000v+（兀 D）=60X 1000x 1.25 + 兀 +350=68.21r /min按设计指导书表1推荐的合理范围，蜗杆传动选择为闭式 （闭式为减速器的结构形式），且选择采用双头传动，同时可以在此表中查得这样的传动机构的传动比是1040。故可推算出电动机的转速的可选范围为:nd= (10-40 ) X 68.21=682.1-2728.4综合考虑电动机和传动装置的尺寸, 比，选定电动机的型号是 Y-132M1-6。 其主要性能如下表质量，价格以及传动选定电动机Y-132M1-6型号额士 7E功率满载转速满载电流最大转矩Y1324kw380V2.0N/M1-6960mr /min3.4确定总的传动比由 选定的电动机满载转速nm和工作机的主轴的转速n ,可得传动装置的总的传动比是：i =nm/n=960/68.21=14.07i在1427范围内可以选用双头闭式传动。四计算传动装置运动和动力参数4.1计算各轴的

5、转速i=14.07作为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转 速等于电动机的转速。作为蜗轮的转速，由于和工作机联在一起，具转速等于工 作主轴的转速。ni= 960r/minn2=68.21r/min4.2 计算各轴的输入功率P为电动机的功率P=3.953kwP为蜗杆轴的功率Pi=PX 0.99=3.913kw自为蜗轮轴的功率P2 =3.913 X 0.98 x 0.75=2.876kwR为卷筒的功率P3=2.876 X 0.98 乂 0.99 乂 0.96=2.679kw4.3 计算各轴的转矩T为电动机轴上的转矩T=F7n X 9550=3.953/960 乂 9550=39.32N/mTi为蜗杆轴上的转矩Ti=P/ niX9550=38.93N/mT2为蜗轮轴上的转矩T2=R/ n2 x 9550=402.67N/m五确定蜗轮蜗杆的尺寸5.I选择蜗杆的传动类型P=3.953kwR=3.9i3kwP2 =2.876kwR=2.679kwT=39.32N/m二38.93 N/m修402.67 N/ m滑动速度 v=0.0253vPn3=3.74m/s根据GBT 10087-88的

6、推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）5.2 选择材料根据蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采 用45钢调制处理，因希望效率高些，采用双头蜗杆。5.3 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根的弯曲疲劳强度。由文献1式（11-12）计算传动中心距2T2ZeZp 口 H L（1） T2=414.829N.mm确定载荷系数KKa=1.1载荷系数Ka=1.1。确定弹性影响系数Ze ,选用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相ZE =150配，取 Ze =150确定接触系数Zp先假设蜗杆分度圆直径和传动中心比dj a=0.3由文献1图11-18中可查得Zp=2.8确定许用接触应力%蜗轮材料为铸锡磷青铜，砂模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可以从文献1表11-7中查得蜗轮的许用应力-h =220Mpa计算中心距NH=10X 300x 16X 60X 66.21 190000000寿命系数 Kh=8v10000000/NH=0.69Kh=0.6951=0.69 X220=151.8N/m1 2rZeZp、a 3 Kt2I=151.7mmd1 = 0.68 s

7、.875=0.68 x 151.7.87580 mmi=14.07 查 p192 表 12-2 Z 1=2 Z 2=2X14.0729则 i=29/2=14.5m=2 a -d1/Z 2=7.7经查表取模数 m=8,q=10，验证 a =m(q+Z2)/2=156mmZ1=2Z229i=14.5m=8q = 10d1=mq=80mm d1/%=0.5 Z p=2.42.821 ZeZp=136.9mm满足设计条件d1=80mmPa=25.12mmq = 10da1=96mmdf1 =60mm5.4计算蜗轮和蜗杆的主要参数与几何尺寸(1)蜗杆分度圆直径d1=mq=80mm轴向齿距Pa = ：m =8=-25.12mm直径系数q=1齿顶圆直径da1 = d1 2ha1 = 8 , 2 8 = 96mm齿根圆直径df1=d1-2m(ha1+ca1)=8-2 X8 (1+0.25) =60mm分度圆导程角7 = 11.0399蜗杆轴向齿厚sa =n% = 12.56 mm蜗轮蜗轮齿数Z2=29,变位系数X2=-0.5验算传动比 i=14.5这时传动比误差为 i=(14.5-14.07)/14.

8、07=3.06% 5%符合要求蜗轮分度圆直径d2=mZ=8x 29=232mm蜗轮喉圆直径 d a2=232+2X 8 (1-0.5 ) =240mm蜗轮齿根圆直径 d f2 =232-2X8 (1+0.25-0.5 ) = 220mm蜗轮咽喉母圆半径r g2=240+8=248mm蜗轮齿宽 b2=8mx ( m+0.06Z)=77.92mm5.5校核齿根弯曲疲劳强度1.53KT2、，一 1仃F -YFa2诈-Fd1d2m选取当量系数Zr=Z2/COS3 =30.76根据变位系数X2=-0.5, zv2 =30.76从图11-8中查得齿形系数为Yf2 =2.6a2螺旋角系数Y = 1-1_11.31 _ 0.9192产1401404许用弯曲应力Lfn】=&f JKfnZCuSn10P1铸锡磷青铜制造的蜗轮的基本许用弯曲应力为 L 1=60Mpa。寿命系数为Kh=0.69% = 瓦，KFN=60X0.69=41.4Mpa= =11.0399Sa = *12.5i=14.5d 2=232mmd a2=240mmdf2=220mmr g2=248mmb2=77.92mmZv2=30.7YFa2 =2.6kFN 】=41.4Mpa6mm* =1.53KT2YFa2Y 工异=12Mpa d1d2m由此可见弯曲强度是可以满足的。5.6

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