涡轮蜗杆减速器设计说明书.doc

机械设计课程设计机械设计课程设计 计算说明书计算说明书 一一、设设计计任任务务书书 .1 二二电电动动机机的的选选择择计计算算 .1 三三、传传动动装装置置的的运运动动和和动动力力参参数数的的选选择择和和计计算算.2 四四、传传动动零零件件的的设设计计计计算算.3 五五、轴轴的的设设计计计计算算 6 六六、滚滚动动轴轴承承的的选选择择和和寿寿命命计计算算9 七七、键键联联接接的的选选择择和和验验算算.12 八八、选选择择联联轴轴器器.12 九九、 减减速速器器的的润润滑滑及及密密封封形形式式选选择择.13 十十、参参考考材材料料 .13 一、设计一、设计任务书任务书 1、题目：题目：WD 9B 胶带输送机的传动装置胶带输送机的传动装置 2、设计数据：、设计数据： 滚筒圆周力带速滚筒直径滚筒长度 F=2300NV=0.60m/sD=320mmL=450mm 3、工作条件：、工作条件： 工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量 10 年2 班 多灰尘 稍有波动小批 二电动机的选择计算二电动机的选择计算 1、选择电动机系列、选择电动机系列 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭式结构，电 压 380V，Y 系列。 2、选择电动机功率、选择电动机功率 卷筒所需有效功率 PW=FV/1000=23000.60/1000=1.38kw PW=1.38kw 传动装置总效率：=筒蜗链承 3 联=0.617 =0.617 其中,按表 4.2-9 取 滚筒效率 筒=0.96 蜗杆传动效率 蜗=0.75 链条传动效率 链=0.90 滚动轴承效率 承=0.98 联轴器效率 联=0.99 所需电动机功率 PR=PW/=1.38/0.636=2.237kw PR=2.237kw 查表 4.12-1: 选 Y100L24 型。额定功率 3kw，同步转速 1500r/min，满载转速 n0=1420r/min。 查表 4.12-2 知电动机中心高 H=100mm,外伸轴段 DE=28mm60mm. DE=28mm60mm 3、分配传动比、分配传动比 滚筒轴转速 nW=60v/(D)=600.60/(0.32)=35.84r/min. nW=35.84r/min 传动装置总传动比 i=n0/nW=1420/35.83=39.63 i=39.63 据表 4.2-9,取 i链=2,则 i蜗= i/ i链=39.63/2=19.82 i蜗 =19.82 三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算三、传动装置的运动和动力参数的选择和计算 0 轴(电动机轴): P0=Pr=2.17kw， n0=1420 r/min, P0=2.170kw, T0=9.55P0/n0=14.59Nm； n0=1420 r/min, 1 轴(减速器高速轴): P1=P0联=2.15kw， T0=14.59Nm; n1=n0=1420r/min, P1=2.15kw， T1=9.55P1/n1=14.46Nm； n1=1420r/min, 2 轴(减速器低速轴): P2= P1蜗承=1.580kw， T1=14.46Nm; n2=n1 /i蜗=71.64r/min， P2=1.580kw， T2=9.55P2/n2=210.62Nm; n2=71.64r/min， 3 轴(传动滚筒轴): P3= P2链承=1.425w， T2=210.62Nm; n3= n2/i链35.82r/min, P3=1.425kw， T3=9.55P3/n3=379.92Nm; n3=35.82r/min, T3=379.92Nm; 各轴运动及动力参数各轴运动及动力参数 轴序号轴序号功率功率 P(kw)转速转速 n(r/min)转矩转矩(N.m)传动形式传动形式传动比传动比效率效率 02.170142014.59 联轴器1.00.99 2.150142014.46 蜗杆传动19.820.74 1.58071.64210.62 1.42535.82379.92 链传动2.00.91 四、传动零件的设计计算四、传动零件的设计计算 1、蜗轮蜗杆的设计计算蜗轮蜗杆的设计计算 （1） 、选择材料、选择材料 蜗杆用 45 钢， 蜗轮用铸锡青铜 ZCuSn10Pb1，金属模铸造，轮芯用铸铁 HT200 制造。 （2） 、确定蜗轮齿数、确定蜗轮齿数 按 i=19.82，蜗杆头数 Z1=2，Z2=I蜗Z1=39.64。取 z2=40。 （3） 、按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计计算、按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计计算 a） 确定作用在蜗轮上的转矩 T2，按 z1=2,蜗=0.75， b） 则： T2=9.55p2/n2=210.62Nm Z1=2，Z2=40 c） 确定载荷系数 K T2=210.62Nm 由表 6-6 中选取使用系数 KA=1.15，取载荷分布系 K=1.3, K=1.3, KA=1.15 由于蜗轮转速为 71.64r/min，蜗轮的圆周速度可能较小， Kv=1.05, （v23m/s）故选动载荷系数 Kv=1.05, 于是 K=1. 57 K=KAKKv=1.57 c）确定许用接触应力H 由表 6-7 中查得H=268N/mm2； 应力循环次数 N=60jn2Lh=60171.641630010=2.06108 N=2.06108 H= H（107/N）1/8=268（107 /2.06/108）1/8 H =183.61N/mm2 =183.61N/mm2 H=268N/mm2； d）确定模数 m 及蜗杆分度圆直径 d1 青铜蜗轮与钢蜗杆配对时，ZE=160（N/mm2）1/2，有 m2d1KT2（496/（Z2H） ）2=1508.2mm3 由表 6-2，取 m=5，d1=63mm。 （m2d1=1575mm3） m=5，d1=63mm e）验算蜗轮的圆周速度 V2 V2=mZ2n2/（601000）=0.750m/se, 查表 9-10 得 X1=0.4,Y1=1.6 由 A2/RC=0.31e, 查表 9-10 得 X2=1,Y2=0 查表 9-11,按传动装置查取 fd=1,根据合成弯矩图, 取 fm1=fm2=1,则 P1=fdfm1(X1R1+Y1A1)=2747N P1=2747N P2=fdfm2(X2R2+Y2A2)=193N P2=193N （6） 、计算轴承寿命、计算轴承寿命 因为 P1P2,故按 P1计算.查表 9-8,ft=1.由于是滚子轴承, 故寿命系数取值为 =10/3 L10h=(ftC/P)10/3106/(60n)=82947h L10h=82947h 由表 9-9 查得 L10h=25000H，由 L10hL10h可知， 轴承满足使用要求。 2、蜗轮轴承寿命计算蜗轮轴承寿命计算 蜗轮轴承 选用圆锥滚子轴承 代号 30209 d=45mm, D=85mm。 作用于蜗轮的圆周力、径向力、轴向力为： n=68.8r/min 圆周力：Ft=1091.5N Ft=1091.5N 径向力：Fa=296N Fa=296N, 轴向力：Fr=107.7N Fr=107.7N 转速：n=68.8r/min （1） 、计算轴承的径向支反力、计算轴承的径向支反力 水平支反力：RBH=RDH=Ft/2=545.8N RBH=545.8N 垂直支反力：RBV=272N, RDV=-354N RDH=568N 合成支反力：R1=RB=585N，R2=RD=565N RBV=272N RDV=-354N （2） 、作弯矩图、作弯矩图 （3） 、计算派生轴向力、计算派生轴向力 S 由表 9-12，S=R/（2Y） 。 查表 9-7，30207 轴承的 Y=1.6，C=64200N，e=0.37。 S1=346N S1=R1/（2Y）=346N，S2=R2/（2Y）=361N。 S2=361N （4） 、求轴承的轴向载荷、求轴承的轴向载荷 A 由结构知，FA=Fa=437N FA=437N A1=max（S2+FA，S1）=798N，A2=max（S1-FA，S2）=361N。 A1=798N A2=361N （5） 、计算轴承的当量动载荷、计算轴承的当量动载荷 P 由 A1/R1=0.72e=0.37，查表 9-10，X1=0.4，Y1=1.6。 由 A2/R2=0.31TC 许用转速n=8200r/mmn0 轴孔直径 dMIN=24mm,dMAX=24mm 取减速器高速轴外伸段轴径 d2=24mm,d1=24mm. d2=24mm d1=24mm 九、九、减速器的润滑及密封形式选择减速器的润滑及密封形式选择 减速器的润滑采用脂润滑，润滑脂选用 ZL-2 通用锂基润滑脂 GB7324-87。 油标尺 M12,材