设计任务书

设计任务书一、设计题目：蜗轮减速器设计一带式运输机上用的蜗杆减速器，如图1所示。工作条件：输送机连续工作，单向运转，空载启动，载荷平稳，输送带速度允许误差为5％。减速器小批生产，使用期限10年，大修期5年，三班制工作。图1带式输送机传动系统简图1—电动机；2一联轴器；3—蜗杆减速器；4—卷筒；5—输送带二、原始数据：运输带工作拉力F(N)运输带速度V(m/s)滚筒直径D（mm）55023001.传动装置简图。图1-1带式输送机的传动装置简图2.传动方案简图如下：图1-2带式输送机传动系统简图1—电动机；2一联轴器；3—蜗杆减速器；4—卷筒；5—输送带四、电动机的选择1、初选电动机类型和结构型式根据动力源和工作条件，并参照第12章选用一般用途的Y系列三相交流异步电动机，卧式封闭结构，电源的电压为380V。2、电动机的容量3、确定减速器所需的功率根据已知条件，工作机所需要的有效功率为1000FvPW=280012.81000kW4、确定传动装置效率查表第十章中表10-2得：联轴器效率1=0.99蜗杆传动效率2=0.42一对滚动轴承效率3=0.98输送机滚筒效率4=0.96估算传动系统总效率为4321=20.99×0.42×30.98×0.96=0.3872工作时，电动机所需的功率为WdPP=2.80.38727.2kW由表19-1可知，满足Pe≥Pd条件的Y系列三相交流异步电动机额定功率Pe应取为7.5kW。5、电动机的转速根据已知条件，可得输送机滚筒的工作转速wn为6000060000168.243.14280vnDr/min查表2-2得：蜗杆减速器的传动比i=10～40，则总传动比的合理范围'i=10～40，故电动机的转速可选范围为：wmnin'（10～40）×68.24r/min=682.4～2729.6r/min符合这一转速范围的同步转速有：1000r/min1500r/min由表19-1可知，对应于额定功率Pe为7.5kW的电动机型号分别为Y160M-6型和Y132M-4型。现将Y100L1-4型和Y90L-2型电动机有关技术数据及相应算得的总传动比列于表2-1中。表2-1方案的比较方案号电动机型号额定功率（kW）同步转速（r/min）满载转速（r/min）ⅠY160M-67.51000970ⅡY132M-47.515001440根据比较：选择Y132M-4型电动机。五、传动装置的传动比及动力参数计算1、传动装置运动参数的计算由式（3-5）可知，传动系统的总传动比144021.1168.24manin由传动系统方案（见图1-2）知：12i1；34i1；又ai12i34i23i，所以23i=21.11传动系统各级传动比分别为12i1；23i=21.11；34i12、传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：1轴（电动机轴）：0mnn=1440r/min0dPP7.2kW0007.2955095501440PTn47.75N·m2轴（蜗杆轴）：011214401nni1440r/min1001PP7.20.997.23kW1117.239550955047.951440PTnN·m3轴（蜗轮轴）：1223144068.2121.11nnir/min2112PP7.230.420.992.96kW2222.9695509550414.4368.21PTn0N·m4轴（单级蜗杆传动低速轴、即输送机滚筒轴）：3268.21nnr/min32452.960.990.962.81PPkW3332.9195509550393.4268.21PTnN·m轴号电动机单级蜗杆减速器工作机1轴2轴3轴4轴转速n（r/min）1440144068.2168.21功率P（kW）7.27.232.962.81转矩T（N·m）47.7547.95414.43393.42传动比i121.111将上述计算结果列于表2-2中，以供查用。六、传动零件的设计设计计算及说明结果蜗杆的设计选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI).选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆用45钢;因希望效率要高些,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110PSZCnu,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.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.由参考文献1中式(11-12)计算传动中心矩:2lim32lim()EHAnhHZZSaKTZZ根据书中表11-1，取12Z1212144024368.21nZZn蜗轮上的转矩2414.43TNm12Z243Z2414.43TNm确定载荷系数K查表1.6AK1.6AK确定弹性影响系数EZ因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故12155EaZMP。12155EaZMP确定接触系数Z先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值为0.35，从图参考文献1图11-18中可查得2.85Z。2.85Z接触疲劳极限查表265HlimMPa265HlimMPa接触强度安全系数查表lim1.3HSlim1.3HS确定转数系数1128868.21(1)(1)0.7688nnZ0.67nZ确定寿命系数6250000.611.61030024hZ0.61hZ计算中心距231552.851.31.6414430()1440.760.612.65amm因为144a，所以220a220a确定模数和中圆直径2(1.41.7)/(1.41.7)220/437.28.7maZ取8m163d163d8m确定导程角1182tan0.253963mzd'1415验算滑动速度11''6314404.8912/601000cos1415601000cos1415sdnvms4.89sv传动效率计算确定当量摩擦角由表8-6'116v确定啮合效率'1''tantan14150.91tan()tan(1415116)v传动效率1230.9110.980.89'116v10.910.89验算齿面接触强度666212227.239.55109.55109.55100.8968.21PpTnn=41443N.mm2lim32lim()EHAnhHZZSaKTZZ231552.851.31.6414430()1440.760.612.65mm241443.TNmm144220amm原选参数强度足够计算传动主要尺寸中心距1211()(63843)20422admz蜗杆分度圆直径163d蜗杆齿顶圆直径112632879aaddhmm蜗杆齿跟圆直径1126321.2843.8ffddhmm蜗杆轴向齿距13.14825.133xPmmm蜗杆轮齿螺纹部分长度122128431106bmz蜗轮分度圆直径22843344dmzmm蜗轮齿顶圆直径22234428360aaddhmm蜗轮齿跟圆直径22234421.28324.8ffddhmm蜗轮外圆直径221.53601.58372eaddmmm蜗轮轮齿宽度12632(0.51)28(0.51)55.68dbmm260b蜗轮齿宽角21602arcsin2arcsin14463bd咽喉母圆半径223602042422agdra204a163d179admm143.8fdmm125.133xpmm1106bmm2344dmm2360admm2324.8fdmm2372edmm260bmm144224grmm热平衡计算估算散热面积1.751.7522040.33()0.33()1.15100100aAm润滑油温差11000(1)10007.63(10.89)40.9970141.15spntaA取214/(.)sawmc21.15Am40.99t214(.)sawmc润滑油黏度和润滑方法的选择润滑油黏度根据4.96/svms由表得240320/vmms润滑方法240320/vmms采用浸油润滑精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T10089-1988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择7级精度，侧隙种类为c，标注为7cGB/T10089-1988。然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，详见图纸。减速器轴的设计蜗杆轴的设计由于蜗杆的直径很小，可以将蜗杆和蜗杆轴做成一体，即做蜗杆轴。蜗杆的转矩147.95TNm。蜗轮的转矩2414.43.TNm,则作用于齿轮上的圆周力112122479501522.263taTFFNd轴向力：2122224144302409.5344atTFFNd径向力：122tan2409.5tan20876.99rrtFFFaN147.95TN2414.43TN11522.2tFN21522.2aFN122409.5atFFN12879.99rrFFN初步确定轴的最小直径先按参考文献1式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取126A，于是得:133min17.2312621.5461440PdAmmn输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径12d。为了使所选的轴的直径12d与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩1TKTAca，查文献1表14-1，考虑到转矩变化很小，故取1.6AK，则：11.64795076720caATKTNmm按照计算转矩caT应小于联轴器公称转矩的条件，查参考文献2表14-4，选用TL5型弹性柱销联轴器，其公称转矩为125000N·mm。半联轴器的孔径125dmm,故取1225dmm,半联轴器长度62Lmm,半联轴器与轴配合的毂孔长度144Lmm。min21.546dmm1.6Ak76720.caTNmm125dmm1225dmm62Lmm144Lmm轴上零件的装配方案蜗杆是直接和轴做成一体的，左轴承及轴承端盖从左面装，右轴承及右端盖从右面装。轴向定位及轴各段直径和长度1)为了满足半联轴器的轴向定位要求，1-2轴段右段需制出一轴肩，故取2-3段直径2328dmm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径30Dmm。半联轴器与轴配合的毂孔长度144Lmm，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比L1短一些，现取1242Lmm。2)初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据2328dmm，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30206，其基本尺寸mmmmmmTDd25.176230，故mmdd307834，则7817Lmm。3)由于蜗杆的齿根圆为43.8mm，故取轴段5645dmm。蜗杆的轴承内侧采用轴环定位，轴肩高度0.07hd，故取5hmm，则轴环处的直径456748ddmm，轴环宽度1.4bh，取mmll106745。4)轴承端盖的总宽度为20mm，