机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动

-1-目录第一章总论......................................................................................................................-2-一、机械设计课程设计的内容..................................................................................-2-二、设计任务..............................................................................................................-2-三、设计要求..............................................................................................................-3-第二章机械传动装置总体设计......................................................................................-3-一、电动机的选择......................................................................................................-3-二、传动比及其分配..................................................................................................-4-三、校核转速..............................................................................................................-4-四、传动装置各参数的计算......................................................................................-5-第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算..............................................................-5-一、蜗轮蜗杆材料及类型选择..................................................................................-5-二、设计计算..............................................................................................................-5-第四章轴的结构设计及计算........................................................................................-10-一、安装蜗轮的轴设计计算....................................................................................-10-二、蜗杆轴设计计算................................................................................................-14-第五章滚动轴承计算....................................................................................................-16-一、安装蜗轮的轴的轴承计算................................................................................-17-二、蜗杆轴轴承的校核............................................................................................-17-第六章键的选择计算....................................................................................................-18-第七章联轴器................................................................................................................-19-第八章润滑及密封说明................................................................................................-19-第九章拆装和调整的说明............................................................................................-19-第十章减速箱体的附件说明........................................................................................-20-课程设计小结....................................................................................................................-21-参考文献............................................................................................................................-22--2-第一章总论一、机械设计课程设计的内容机械设计课程设计包括以下内容：1.传动方案的分析与选择；2.电动机的选择与运动参数的计算；3.传动件设计；4.轴的设计；5.轴承及其组合部件设计；6.键和联轴器的选择及其校核；7.箱体，润滑机器和附件设计；8.装配图的设计及绘制；9.零件图的设计及绘制；10.编写设计说明书。二、设计任务1、设计题目设计用于带速传输机的传动装置。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：1-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-3-3、设计数据：运输带工作拉力F=3200N运输带工作速度v=0.85m/s卷筒直径D=410mm工作条件：运输机使用期5年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度允许误差±5%、减速器由一般规模厂中小批量生产。4、传动装置方案：蜗轮蜗杆传动三、设计要求1、设计说明书1份【7000～9000字,按标准格式书写（电子版）】2、减速器装配图草图1张【A1图，手工绘图,坐标纸】3、减速器装配图1张【A1图，电脑绘图】4、任一轴零件图1张【A3图，手工绘图】5、任一齿轮零件图1张【A3图，手工绘图】第二章机械传动装置总体设计机械传动装置总体设计的主要任务是分析研究和拟定传动方案、电动机的选择、传动比的分配及计算、传动装置的运动参数及动力参数计算，为后续的传动设计和装配图绘制提供依据。一、电动机的选择根据工作机的负荷、特性和工作环境，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机功率，最后确定电动机型号。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）工作机各传动部件的传动效率及总效率其中弹性联轴器的传动效率1=0.99；单线蜗杆与蜗轮的传动效率2=0.75；运输机驱动轴一对滚动轴承的效率3=0.99；凸缘联轴器的传动效率4=0.99-4-所以减速机构的总效率42321=0.99×0.75×0.992×0.99=0.7203（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。①带式运输机所需的功率:Pw=F·v／1000w=3200×0.85／1000×1=2.72kW（其中w为工作机传动效率且w=1）；②初步估计电动机额定功率P：所需电机输出的功率Pd=Pw/=2.72/0.72=3.78kW；③查《机械设计课程设计》表2.1，选取Y112M-4电动机,主要参数如下：额定功率P=4kw满载转速nm=1440r/min电机轴伸出端直径：28mm伸出端安装长度：60mm二、传动比及其分配1、查《机械设计》书中得各级齿轮传动比如下：82~5蜗杆i；理论总传动比：82~5蜗杆总ii；运输机驱动滚筒转速nw=Dv100060=41085.0100060=39.62r/min；根据初选电机转速nm=1440r/min，计算总传动比i＇=nm/nw=1440/39.62=36.35。由工作原理图可知该传动装置为蜗轮蜗杆单级传动，即总传动比就等于蜗轮蜗杆传动比。2、查《机械设计》表11-1，取蜗杆头数z1=1,蜗轮齿数z2=36，则实际总传动比i=12zz=36。三、校核转速滚筒的实际转速nw＇=nm/i=1440/36=40。转速误差Δnw==39.6240-39.62=0.97%5%，符合要求。-5-四、传动装置各参数的计算1、各轴功率计算蜗杆输入功率：P1=P1=4×0.99=3.96kW蜗轮输出功率：P2=P12=P12=2.97kW滚筒轴的传递功率：P3=P213=2.97×0.99×0.99=2.91kW2、各轴转速计算由于蜗杆是通过联轴器与电机伸出轴连接在一起，故蜗杆转速等于电机转速即n1=nm=1440r/min；涡轮轴的转速n2=n1/i=1440/36=40r/min;滚筒轴转速n3=n2=40r/min。3、各轴转矩计算蜗杆传递的转矩T1=9550×P1/n1=26.26N·m蜗轮轴传递的转矩T2=9550×P2/n2=709.09N·m滚筒轴传递的转矩T3=9550×P3/n3=694.76N·m第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算传动装置中传动零件的参数、尺寸和结构，对其他零部、件的设计起决定性的作用，因此，应首先设计计算传动零件。当减速器有传动件时，应先设计减速器外的传动零件。一、蜗轮蜗杆材料及类型选择1、选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，选用渐开线蜗杆(ZI)。2、选择材料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45～55HRC；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。二、设计计算1、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-6-根弯曲疲劳强度。由《机械设计》根据式子：m2d≥KT222)][480(Hz（1）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K=1，