哈工大机械设计课程设计

实用标准文案精彩文档目录1．电动机的选择……………………………………………12．蜗轮、蜗杆的设计计算…………………………………23．传动装置的运动、动力参数计算………………………54．轴的校核计算……………………………………………65．啮合件及轴承的润滑方法、润滑剂牌号及装油量……136．密封方式的选择…………………………………………137．箱体机构设计……………………………………………138．附件及其说明……………………………………………149．参考文献…………………………………………………16实用标准文案精彩文档一、电动机的选择工作机的有效功率为kWFvPW1000式中F——输送带的有效拉力，N；v——输送带的线速度，m/s；WP——工作机的有效功率，kW。故kWkWkWFvPW295.110007.018501000从电动机到工作机输送带间的总效率为542321式中1——电动机与蜗杆之间的联轴器的传动效率，暂选0.99；2——蜗轮轴与卷筒轴之间的联轴器的传动效率，暂选0.99；3——滚动轴承的传动效率，暂选0.98；4——双头蜗杆的传动效率，查表取0.79；5——卷筒的传动效率，查表取0.96。故71.096.079.098.099.099.02542321电动机所需的工作功率为kWPPWd823.171.0295.1工作机主动轴转速为dvnW100060式中d——卷筒直径，mm。故min/4.512607.0100060100060rdvnW总的传动比即是蜗轮蜗杆的传动比，查表知i=10~80，所以电动机转速的可实用标准文案精彩文档选范围为min/4112~514)80~10(4.51rinnWd由电动机工作功率及可选转速查表，选择Y系列三相鼠笼型异步电动机Y112M-6。并且查得该电动机的额定功率为2.2kW，满载转速为mn940r/min，轴径28mm，轴座中心高112mm。电动机型号额定功率kW满载转速/（r/min）起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y112M-62.29402.02.0确定传动比为29.184.51940Wmnni蜗轮齿数3758.3629.18212iZZ所以最终确定传动比i=18.5。二、蜗轮、蜗杆的设计计算蜗杆输入功率为kWPPW796.196.079.098.099.0295.12542321转速min/9401rn，传动比i=18.5。（1）材料选择及热处理方式减速器传递功率不大，速度不高，蜗杆选用材料45钢调制处理，齿面硬度220~250HBW,蜗轮缘选用材料铸造铝青铜（ZCuAl0Fe3）,金属模铸造。（2）蜗杆头数及蜗轮齿数蜗杆头数2z1，蜗轮齿数为3725.1812izz。（3）按齿面接触疲劳强度确定模数和蜗杆分度圆直径22E122Zmd9HKTz蜗轮轴转矩mmNnPTiT51161210397.21055.971.05.18实用标准文案精彩文档载荷系数=KAKKK由表9.4查得使用系数K1.0A；预估蜗轮圆周速度23/Vms，则动载系数K1.0；因为工作载荷平稳，故齿向载荷分布系数K1.0。所以=K1.01.01.01.0AKKK。查表9.6得蜗轮材料的许用接触应力[]180HMPa。材料弹性系数EZ：对于青铜或者铸铁蜗轮与钢制蜗杆配对时，取EZ160MPa。325222121.1245)18037160(10397.20.19)][(9mmzZKTdmHE模数及蜗杆分度圆直径由表9.1取标准值，分别为：模数m=5mm，蜗杆分度圆直径1d50mm。（4）计算传动中心距蜗轮分度圆直径：mmmmmzd18537522。中心距mmdda5.117218550221。取mmxmdda120)2(2121，得0.5x。（5）验算蜗轮圆周速度、相对滑动速度、传动效率蜗轮圆周速度smndv/49.01000605.18940185100060222与假设相符。蜗杆导程角'''11mz52=arctanarctan11.31111836d50实用标准文案精彩文档相对滑动速度11s509402.51m/s601000cos601000cos11.13dn与预测吻合较好。当量摩擦角由表9.7得'=252'验算啮合效率'tantan11.31(0.95~0.96)0.752~0.760tantan11.312.52与初取值相近。（6）计算蜗轮蜗杆的主要几何尺寸名称符号计算公式及结果蜗杆蜗轮齿顶高h15hmmm2(1)7.5hxmmm齿根高fh11.26fhmmm2(1.2)3.5fhxmmm全齿高h12.211hmmm22.211hmmm分度圆直径d150dmmmmmzd18522齿顶圆直径d111260ddhmmmmhddaa2002222齿根圆直径fd111238ffddhmmmmhddff1782222蜗杆分度圆上导程角11arctan(/)11.31zmd蜗轮分度圆上螺旋角2211.31节圆直径'd11'255ddxmmmmmdd18522传动中心距'ammxmdda120)2(2121蜗杆轴向齿距1p115.7pm实用标准文案精彩文档蜗杆螺旋线导程sp1131.4spzp蜗杆螺旋部分长度Lxz20.5mmmzL5.73)1.011(2按照结构，取80mm蜗轮外圆直径2ed12zmmmdda5.2075.122取208mm蜗轮齿宽2b12z210.7545bdmm取45mm齿根圆弧面半径1R11/20.231Rdmmm齿顶圆弧面半径2R21/20.220fRdmmm齿宽角21sin/(0.5),1032bdm（7）热平衡计算环境温度取0t20C，工作温度取t70C，传热系数取2tk15/mWC。需要的散热面积2220159.0)2070(15)75.01(796.11000)()1(1000mmmttKPAS（8）精度等级及侧隙种类smv/49.02，取9级精度，侧隙种类代号为c，即传动9cGB/T10089-1998。（9）蜗轮蜗杆的结构设计及工作图绘制（见图纸）三、传动装置的运动、动力参数计算蜗杆轴转速：1mnn940r/min蜗轮轴转速：min/8.505.1894012rinn蜗杆轴功率：kWkWPPd805.199.0823.111蜗轮轴功率：kWkWPP397.198.079.0805.14312实用标准文案精彩文档卷筒轴功率：kWkWPP355.198.099.0397.13223电动机轴的输出转矩：mmNnPTmdd46610852.1940823.11055.91055.9蜗杆轴转矩：mmNTTd441110833.199.010852.1蜗轮轴转矩：mmNiTT5431210625.2卷筒轴转矩：mmNTT5322310547.2带式传动装置的运动和动力参数轴名功率P/kW转矩T/(N.mm)转速n/(r/min)传动比i效率η电机轴1.823410852.194010.99转轴Ⅰ1.805410833.194018.50.76转轴Ⅱ1.397510625.250.810.94卷筒轴1.355510547.250.8四、轴的校核计算已知涡轮轴输出功率P=1.397kW，转矩T=262500N.mm，转速n=50.8r/min。蜗轮分度圆直径d=185mm，齿宽b=45mm，圆周力NdTFt84.283718526250022222，径向力NFFtr89.1032tan21，轴向力NdTFFta2.7335018330221112。（1）材料选择考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩，其传递的功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用的45钢，正火回火处理，毛坯用锻件。主要机械性能：硬度170~217HBW，抗拉强度极限MPaB600，屈服极限MPas300，弯曲疲劳极限MPa2751，扭转疲劳极限MPa1401。（2）初算轴径对于转轴,按照扭转强度初算轴颈,由表10.2知C值在106~118间。考虑轴端实用标准文案精彩文档弯矩小于转矩，故取C=106，已知轴的输入功率为1.379kW，转速为50.8r/min。所以蜗杆轴的最小直径：mmnPCD86.318.50379.1106331计入键槽的影响：mmD45.33%)51(86.31min1（3）结构设计对于连接减速器蜗杆和电动机的联轴器，为了减小起动转矩，选择具有较小转动惯量和良好减震性能的有弹性元件的挠性联轴器，选择弹性套柱销联轴器。对于减速器与卷筒轴的联轴器，转速低，传递转矩较大，选用凸缘联轴器。刚性联轴器，电动机驱动，所以由表13.1可以查得载荷系数为K=2，则计算转矩mmNKTTc5250002625002。由表13.4可以查得GB/T5843-2003中的GY6型号凸缘联轴器符合要求，其参数为：公称转矩为900N.m，许用转速为6800r/min，轴孔直径为38mm，轴孔长度为60mm，J1型轴孔。轴段1的直径mmd381，取mmL581。通过草图绘制，确定采用两端固定方式，并且使用圆锥滚子轴承，由于轴承距油面较高，采用脂润滑。最终确定轴承型号为30209GB/T297-1994。并依次确定轴承各部分的轴径及长度如图所示。根据轴径选择A型普通平键，分别为键10x8GB/T1096-2003和键14x9GB/T1096-2003。蜗杆根据轴径选择A型普通平键，为键8x7GB/T1096-2003实用标准文案精彩文档（4）轴的受力分析轴的受力分析、转矩图、弯矩图如图所示。mmLmmLmmL65,63,109321轴承的支反力计算：在水平面上NFRRtHH9.14182284.2837221在垂直平面上NLLdFLFRarv34.5656321852.7336589.10322322321NRFRvrv23.1038)34.5(89.1032122轴承Ⅰ的总支反力NRRRvH9.141834.59.14182221211轴承Ⅱ的总支反力NRRRvH2.175823.10389.14182222222在水平面上，a-a剖面左侧mmNLRMHaH7.89390639.141821a-a剖面右侧mmNMMaHaH7.89390'实用标准文案精彩文档垂直面mmNLRMmmNLRMvavvav9.674846523.103842.3366334.532'21合成弯矩mmNMMMmmNMMMavaHaavaHa1.1120049.674847.893903.8939142.3367.89390222'2''2222（5）校核轴的强度图a—a剖面左侧受转矩弯矩，还有键槽引起的应力集中，为危险剖面，抗弯截面模量为dtdbtdW2)(1.023式中：d-a—a截面的直径，47mm；b-键槽宽度，14mm；t-键槽深度，5.5mm。3232352.8971472)5.547(5.514471.02)(1.0mmdtdbtdW同理可得抗扭截