一级斜齿轮减速器

机械设计课程设计设计计算说明书第-1-页齐齐哈尔大学普通高等教育机械设计课程设计题目题号：一级蜗轮蜗杆减速器学院：机电工程学院专业班级：过控113学生姓名：王华指导教师：蔡有杰成绩：2013年12月18日机械设计课程设计设计计算说明书第-2-页机械设计课程设计任务书学生姓名：王华班级：过控113学号:2011112073一、设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器已知条件：滚筒圆周力F=6300N；带速V=0.6m/s；滚筒直径D=450mm。工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制二、应完成的工作减速器装配图1张（A0图纸）；零件工作图4张（蜗轮蜗杆、轴、箱体等）；设计说明书1份。指导教师：蔡有杰发题日期2013年11月24日完成日期2013年12月18日机械设计课程设计设计计算说明书第-3-页机械设计课程设计成绩评阅表注：1、评价等级分为A、B、C、D四级，低于A高于C为B，低于C为D。2、每项得分＝分值×等级系数（等级系数：A为1.0，B为0.8，C为0.6，D为0.4）3、总体评价栏填写“优”、“良”、“中”、“及格”、“不及格”之一。题目评分项目分值评价标准评价等级得分A级（系数1.0）C级（系数为0.6）选题合理性题目新颖性10课题符合本专业的培养要求，新颖、有创新基本符合，新颖性一般内容和方案技术先进性10设计内容符合本学科理论与实践发展趋势，科学性强。方案确定合理，技术方法正确有一定的科学性。方案及技术一般文字与图纸质量20设计说明书结构完整，层次清楚，语言流畅。设计图纸质量高，错误较少。设计说明书结构一般，层次较清楚，无重大语法错误。图纸质量一般，有较多错误独立工作及创造性20完全独立工作，有一定创造性独立工作及创造性一般工作态度20遵守纪律，工作认真，勤奋好学。工作态度一般。答辩情况20介绍、发言准确、清晰，回答问题正确，介绍、发言情况一般，回答问题有较多错误。评价总分总体评价机械设计课程设计设计计算说明书第-4-页摘要机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是：（1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。（2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。（3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。（4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。关键词：链传动弯曲疲劳强度齿面硬度齿形系数表面粗糙度机械设计课程设计设计计算说明书第-5-页目录一、绪论-------------------------------------------------------------------1二、传动方案的拟定与分析---------------------------------------------2三、电动机的选择--------------------------------------------------------3四、计算总传动比及分配各级传动比----------------------------------4五、动力学参数计算-----------------------------------------------------5六、传动零件的设计计算----------------------------------------------6七、轴的设计计算--------------------------------------------------------10八、滚动轴承的选择及校核计算--------------------------------------13九、键连接的选择及校核计算---------------------------------------14十、的选择及校核计算------------------------------------------------20十一、减速器的润滑与密封----------------------------------------------21十二、箱体及附件的结构设计-------------------------------------------22设计小结---------------------------------------------------------------------23参考文献--------------------------------------------------------------------23机械设计课程设计设计计算说明书第-6-页绪论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计》、《机械制图》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。机械设计课程设计设计计算说明书第-7-页二、传动方案的拟定与分析由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V≤4-5m/s,这正符合本课题的要求。机械设计课程设计设计计算说明书第-8-页三、电动机的选择1、电动机类型的选择选择Y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择（1）传动装置的总效率：滚筒链蜗杆轴承连轴器总26718.096.092.080.098.099.02（2）电机所需的功率：3、确定电动机转速计算滚筒工作转速：查表得传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围4010～i减速器，取链传动比52～i链，则总传动比合理范围为I总=20~200。故电动机转速的可选范围：。符合这一范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min。方案电动机型号额定功率/kw同步转速/满载转速mn/(r/min)1Y132S2-27.53000/29202Y132-M7.51500/14403Y160M-67.51000/9604Y160L-87.5750/720根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、6718.0总P电机=5.63KWη滚筒=25.46r/minn电动机=509.3—5093r/min电动机型号：Y132M—4机械设计课程设计设计计算说明书第-9-页价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132M-4。其主要性能：额定功率7.5KW；满载转速1440r/min；额定转矩2.2。四、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比2、分配各级传动比（1）查表得，取蜗杆10减速器i（单级减速器4010～i减速器合理）（2）链减速器总iiii总=54.9910减速器ii链=5.5机械设计课程设计设计计算说明书第-10-页五、动力学参数计算1、计算各轴转速min/48.3231.4140min/140101440min/1440IIIrinnrinnrnnⅡⅠⅡⅠ链减速器电动机2、计算各轴的功率PI=P电机×η连轴器=5.63×0.99=5.574KWPII=PI×η轴承×η蜗杆=6.396×0.98×0.80=5.014KWPIII=PII×η轴承×η链=5.014×0.98×0.92=4.521KW3、计算各轴扭矩TI=9.55×106PI/nI=9.55×106×6.396/1440=42417.92N·mmTII=9.55×106PII/nII=9.55×106×5.014/140=399030.83N·mmTIII=9.55×106PIII/nIII=9.55×106×4.521/32.5=1328478.46N·mmmin/2.38min/140min/1440IIIrnrnrnⅡⅠPI=5.574KWPII=5.014KWPIII=4.521KWTI=42417.92N·mmTII=399030.83N·mmTIII=1328478.46N·mm机械设计课程设计设计计算说明书第-11-页六、传动零件的设计计算连轴器的设计计算1、类型选择为了隔离振动与冲击,选用弹性套柱销连轴器。2、载荷计算公称转矩T=TI=42417.92N·mm=42.4N·m3、型号选择从GB4323—2002中查得LT4型弹性套柱销连轴器的公称转矩为63N·m,许用最大转速为5700r/min,轴径为20～28mm之间,故合用。蜗杆传动的设计计算1、选择蜗杆传动类型根据GB/T10085—1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。2、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45～55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。3、按齿面接触疲劳强度进行设计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。由教材P254式(11—12),传动中心距322)(HPEKTa(1)确定作用在蜗杆上的转矩2按41，估取效率=0.8,则2=TI=42417.92N·mm(2)确定载荷系数K因工作载荷有轻微冲击,故由教材P253取载荷分布不均系数=1;由教材P253表11—5选取使用系数15.1A由于转速不高,冲击不大,可取动载系数05.1v;则由教材P2522=42417.92N·mmK=1.21机械设计课程设计设计计算说明书第-12-页21.105.1115.1v(3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=16021a。(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径1d和传动中心距a的比值ad1=0.25从教材P253图11—18中可查得=3.33。(5)确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从教材P254表11—7查得蜗轮的基本许用应力=268a。由教材P254应力循环次数821005.5103651610144016060hLjn寿命系数6125.01005.510887HN则aHHNH15.1642686125.0(6)计算中心距mma47.8115.16433.316092.4241721.132(6)取中心距a=100mm,因i=10,故从教材P245表11—2中取模数m=4mm,蜗轮分度圆直径1d=40mm这时ad