单带式输送机传动装置设计-级蜗杆减速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 设计说明书 课题名称： 带式输送机传动装置设计 学 院： 专业班级： 学 号： 学 生： 指导老师： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 程设计说明书 . 1 目录 . 2 摘要 . 3 1 带式运输机的传动装置的设计 . 4 2 总体传动方案的分析与选择 . 6 3 电动机的选择 . 7 4 传动装置运动及运动参数计算 . 9 5 蜗轮蜗杆的设计及其参数的计算 . 11 6 轴的校核及计算 . 16 7 键连接的设计计算 . 23 9 减速器 的设计计算 . 27 10 减速器结构与润滑 . 28 11 螺栓及相关标准的选择 . 29 12 设计小结 . 30 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘要 设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。在 201年 11 月 21日 2月 7日为期 三 周的机械设计设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机 联轴器 减速器 联轴器 滚筒 ），本人是在 指导老师 指导下完成的。该设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择， 减速器的润滑等和 配图 1张、 零件图 2张。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。 蜗轮蜗杆减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及辅助制造（ 术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。本文主要介绍一级蜗轮蜗杆减速器的设计过程及其相关零、部件的 算机辅助设计（ 计算机辅助设计及辅助制造（ 术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，能清楚、形象的表达减速器的外形特 点。 该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 带式运输机的传动装置的设计 式运输机的工作原理 带式运输机的传动示意图如图 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 已知条件 1) 工作条件： 单向运转，有轻微震动，经常满载，空载启动，两班制工作。 2) 使用折旧期； 10 年； 3) 运输带速度容许误差： 5% ；。 计数据 运输带工作接力 F/N 运输带工作速度 /（ m/s） 卷筒直径 D/300 00 动方案 本设计采用的是单级蜗杆减速器传动。 计内容及内容 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1) 电动机的选择与运动参数计算； 2) 斜齿轮传动设计计算 ； 3) 轴的设计 ； 4) 滚动轴承的选择 ； 5) 键和连轴器的选择与校核； 6) 装配图、零件图的绘制 ； 7) 设计计算说明书的编写 ； 8) 减速器总装配图一张 ； 9) 齿轮、轴零件图各一张 ； 10)设计说明书一份 。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 2总体传动方案的选择与分析 动方案的选择 1. 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为 ：电机 连轴器 减速器 连轴器 带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度 V 4 5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 2. 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆 传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。 靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 3 电动机的选择 动机功率的确定 1) 工作机各传动部件的传动效率及总效率： 查机械设计设计指导书表 4010i 蜗杆 ； 又根据机械设计基础表 4 ，由表 4 蜗杆 查机械设计设计指导书表 知各传动部件的效率分别为： 9 联轴器 ； )二对( ； 卷筒 工作机的总效率为： 2) 电动机的功率： w 0 0 0 01 0 0 0 所以电动机所需工作效率为： 定电动机 的转速 1) 传动装置的传动比的确定： 查机械设计设计指导书书中表 4010蜗杆 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 4010 蜗杆总 2) 电动机的转速： 卷筒轴的工作转速： 24300 D 所以电动机转速的可选范围为： m i n/2 2 9 25 7 010(. d 总滚筒 根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r/1000 r/ 1500 r/种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为 1500 r/主要功能表如下： 电动机型号 额定功率载转速/r/动转矩 /额定转矩 最大转矩 /额定转矩 440 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 4 传动装置运动及动力参数计算 轴的转速计算 1) 实际总传动比及各级传动比的他配： 由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。 则总传动比 i : 所以取 122) 各轴的转速： 第一轴转速： r/ 第二轴转速： r/ 轴的输入功率 第一轴功率： 第二轴功率： 第三轴功率： 轴的输入转矩 电动机轴的输出转 矩： 第一轴转矩： 第二轴转矩： 2262 第三轴转矩： 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表： 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 轴 名 功率 P/矩/T N 转速n/(r/传动比i 效率 电机轴 9740 1440 1 1 第一轴 9240 1440 1 1 第二轴 81350 124 12 筒轴 81350 124 1 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 5 蜗轮蜗杆的设计及其参数计算 动参数 蜗杆输入功率 P=7.5 蜗杆转速 ，蜗轮转速 ，理论传动比 i=际传动比 i=12，蜗杆头数 4 ，蜗轮齿数为 48412Z 2 ，蜗轮转速 2 . 轮蜗杆材料及强度计算 1） 选择蜗杆传动类型 根据 10085采用渐开线蜗杆 ( 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 金属模铸造 仅齿圈用青铜制造 ,而轮芯用灰铸铁 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 中式 (11算传动中心矩 : 23 2 )( 根据书中表 11 41 4)确定载荷系数 K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 1K；由参考文献 1中 表 11K ；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数 K；则： 5)确定弹性影响系数 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 21160。 6)确定接触系数a 的比值为 图参考文献 1图 11Z。 7)确定许用接触应力 H 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 110 属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45以从文献 1表 11 。 8)应力循环次数 82 9)寿命系数 H = H =180= 算中心距 8 1 00 3 取 a=180 i=从文献 1 中表 11取模数 m=杆的分度圆直径 3时 d1/a 为 文献 1 中图 11Z ，因为 ，因此以上结果可用。 杆 蜗杆 传动的几何尺寸计算 轴向齿距 a 直径系数 0 分度圆直径 3顶圆直径 11 齿根圆直径 11 分度圆导程角 364821 蜗杆轴向齿厚 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 蜗轮的齿数 8；变位系数 ； 验算传动比 1244812 这时传动比误差为 %，是允许的。 蜗轮分度圆直径 22 蜗轮喉圆直径 102 222 蜗轮齿根圆直径 822 222 蜗轮尺宽 B=50 核齿根弯曲疲劳强度 212 T 1)当量齿数 8132 根据 参考文献 1 中图 11可以查得齿形系数 2)螺旋角系数 用弯曲应力 从文献 1 表 11查得由 110 。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 4)寿命系数 8 1 0 0 弯曲强度是满足的。 5)验算效率 )t t v 已知 ；vv ； s /440631 从参考文献 1表 1122.0 26.1v ；代入式中求得 ，大于原估计值，因此不用重算。 平衡计算 及精度公差确定 1)散热面积 A 288158815 0 . 7 8 7 8 6125109109 。 取传热系数 2/15，取 20 ，从而可以计算出箱体工作温度 t 7 8 7 8 615 ) 0 0) 0 0 0 1 因为 所以符合要求。 2） 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10089柱蜗杆、蜗轮精度中选择 7 级精度，侧隙种类为 c，标注为买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 7c 10089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。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 6 轴的设计计算及校核 出轴的设计 1） 蜗轮轴的设计 蜗轮上的转矩 4812 。则作用于齿轮上的 圆周力： 1 0 00222212 轴向力： 5 5 6634 9 0 0 022 1 112 径向力： 15720 2） 初步确定轴的最小直径 先按文献 1式 15取轴的材 料为 45钢，调质处理。根据表 15 1120 A ，于是得 3220 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2，查文献 1 表 14虑到转矩变化很小，故取 K ，则： 按照计算转矩参考文献 2表 14 选用 公称转矩为 630N m。半联轴器的孔径 5取 5联轴器长度 L=114联轴器与轴配合的毂孔长度 4 3） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 根据蜗轮结构尺寸，取45d=45了满 足半联轴器的轴向定位要求， 1取 2直径23d=38端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=40联轴器与轴配合的毂孔长度 0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 11短一些，现取 8 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，故选用单列圆买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 锥滚子轴承。参照工作要求并根据 823 ，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 30208，其基本尺寸 ，故 07834 ，而 78 1 9 l 。 右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。取轴肩高度 h=5此，取67d=50轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度 h 取 h=5轴环直径56d=55环宽度 ，则取56l=10承端盖的总宽度为 20 据轴承端盖的装拆以及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 0 ，故取 023 。轴承宽度为 挡圈宽度为 15以34l=20+15+2=375l=（ 5d，则取45l=6067l=16 入轴的设计 1)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 蜗轮的转矩 2T m 则作用于齿轮上的圆周力： 5566349000221121 轴向力： 1 0 00222221 径向力： 15720 2)初步确定轴的最小直径 先按参考文献 1 式 15取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15 112A ，于是得 311 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。 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 联轴器的计算转矩1，查文献 1表 14虑到转矩变化很小，故取 K ，则： 1 5 3 1 51 0 2 1 按照计算转矩参考文献 2 表 14用 公称转矩为 560000N 联轴器的孔径 5取 5联轴器长度 L=62联 轴器与轴配合的毂孔长度 4 3)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。 4)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段右段需制出一轴肩，故取 25端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=38联轴器与轴配合的毂孔长度 0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的长度应比 取 8 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 d 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 30307，其基本尺寸 ，故 57834 。 3)由于蜗杆的齿根圆为 取轴段 9056 d 杆的轴承内侧采用轴环定位，轴肩高度 h 故取 h=5轴环处的直径56745 ，轴环宽度 ，取 06745 。 4)轴承端盖的总宽度为 20 据轴承端盖的装拆以及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 0 ，故取023 。 5)由于箱体由蜗轮决定，轴承采用脂润滑，蜗杆齿宽 11 ，滚动轴承宽度 ，则 5 13029156 5)轴上零件的周向定位 半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按12d=25文献一表 68 ，键槽用键槽铣刀加工，长为 36时为了保证齿轮半联轴器与轴的配合为 76动轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选用轴的直径尺寸公差为 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 a D a2 a(a)(b)(c)(d)(e)12 34 5 6 78 L 2 L 36)蜗杆轴的校核 图 5蜗杆齿宽的法向中心线的有侧长为 2L ，左侧的长度为3L，则： 水平面的支承反力（图 a） 77 垂直面的支承反力（图 b） 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 5 9 5 9 52 8 5 9 4 3221231111绘水平面的弯矩图 1 2 绘垂直面的弯矩图 绘合成弯矩图 5 9 1 2 4 4 7 7 1 2 2222222222121 该轴所受扭矩为： 1T m =10210N 弯扭合成应力校核轴的强度 由图可知轴承上截面 据文献 1式（ 15以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =的计算应力 M P 前已选定轴的材料为 45钢，调质处理，由文献 1表 15 1 。因此 1 ，故安全。 由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的，由蜗杆轴受力情况知截面其轴径也较大，且应力集中不大，各处应力集中都不大，故蜗杆轴的其它截面的疲劳强度不必校核。 承的选择及校核 1)初选输入轴的轴承型号 据已知工作条件和输入轴的轴颈，由机械设计基础附表 8轴承型号 为圆锥滚子轴承 30308（一对），其尺寸： D=90mm,d=50=23 据已知工作条件和输出轴的轴颈，由 机械设计基础附表 8轴承型买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 号 为圆锥滚子轴承 30214（一对），其尺寸： D=125mm,d=70=24 基本额定动载荷 C=63000N 计算系数 e=向载荷系数 Y=)计算蜗杆轴的受力 蜗杆轴的切向力轴向力： 411212 2 5 . 2 2 1 0 130580 蜗轮轴： 522122 2 7 . 1 1 0 5221272 2 2 1t a n 5 2 2 1 t a n 2 0 1 9 0 0r t N F 3)计算轴承内部轴向力 轴承的内部轴向力： 1121900 5942 2 1 . 6 4)计算轴承的轴向载荷 轴承 2的轴向载荷 由已知得，1其和为 1 1 25 9 4 1 9 0 0 2 4 9 4s x N N F （轴承 2 为“压紧”端），所以 2 1 1 2494A s F N 轴承 1 的轴向载荷 11594 N（轴承 1 为“放松”端） 5)计算当量动载荷 轴承 1的载荷系数 根据11594 0 . 3 1 31900 ， 由 表 8知 111, 0 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 轴承 2 的载荷系数 根据222494 1 . 3 1 31900 由 表 8知 220 1 轴承 1的当量动载荷 1 1 1 1 1 1 1900P r A F Y F F N 轴承 2的当量动载荷 2 2 2 2 2 0 . 4 1 3 0 5 1 . 6 2 4 9 4 4 5 1 2 . 4P r F Y F N 所以轴承的当量动载荷取1，所以 p 4 5 1 2 )计算轴承实际寿命 温度系数 由机械设计基础表 8知 载荷系数 由机械设计基础表 8知 寿命指数 滚子轴承 103轴承实际寿命f F 106 31 0 1 6 3 0 0 06 0 9 6 0 1 . 5 4 5 1 2 . 4 h 29448h 轴承预期寿命 0 2 3 6 0 1 6 1 1 5 2 0hL h h 结论 由于0承 30208 满足要求 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 7 键连接设计计算 杆联接键 键的选择和参数 选择普通平键，圆头。由机械设计设计指导书表 得 d=30。应选用键 8 40A 1096 转 矩 45 1 0 N m m 键长 01 接触长度 11 4 0 8l L b 1 32l 用挤压应力 P 校 核 查机械设计基础表 2连接钢的许用挤压应力为 120P M 44 4 5 . 2 2 1 03 0 7 3 2 P 故满足要求 轮键的选择与校核 键的选择和参数 选择普通平键，圆头。由机械设计设计指导书表 得 d=55 时。应选用键 16 112A 1096 转 矩 56 1 0 N m m 键长 121 接触长度 11 1 1 2 1 6l L b 1 96l 文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 许用挤压应力 P 校 核 查机械设计基础表 2连接钢的许用挤压应力为 120P M 54 4 7 . 1 1 01 1 2 1 0 9 6 P 故满足要求 轮轴键的选择与校核 键的选择和参数 选择普通平键，圆头。由机械设计设计指导书表 得 d=55 时。应选用键 16 112A 1096 转 矩 57 0 N m m 键长 41 接触长度 11 8 4 1 6l L b 1 68l 用挤压应力 P 校 核 查机械设计基础表 2连接钢的许用挤压应力为 120P M 54 4 7 . 1 1 01 1 2 1 0 6 8 37 29 P 故满足要求 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 8 箱体的设计计算 体的构形式和材料 采用下 置剖分式蜗杆减速器（由于 V=5m/s） 铸造箱体，材料 体主要结构尺寸和关系 名称 减速器型式及尺寸关系 箱座壁厚 =11盖壁厚 1 1=10座凸缘厚度 箱盖凸缘厚度 b， 箱座底凸缘厚度 b2 b=16 =15mm 28脚螺钉直径及数目 9 n=6 轴承旁联接螺栓直径 4盖，箱座联接螺栓 直径 0 螺栓间距 150承端盖螺钉直径 螺钉数目 4 检查孔盖螺钉直径 f， 距离 边缘距离 6,20,16 4,14 轴承端盖外径 0 25承旁联接螺栓距离 S=140承旁凸台半径 6文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 轴承旁凸台高度 根据轴承座外径和扳手空间的要求由结构确定 箱盖，箱座筋厚 轮外圆与箱 内壁间距离 12轮 轮毂端面 与箱内壁距离 10文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 9 螺栓等相关标准的选择 本部分含螺栓，螺母，螺钉的选择垫圈，垫片的选择，具体内容如下： 栓，螺母，螺钉的选择 考虑到减速器的工作条件，后续箱体附件的结构，以及其他因素的影响选用 螺栓 5 数量为 3 个 00 数量为 6 个 螺母 数量为 2 个 数量为 6 个 螺钉 0 数量为 2 个 5 数量为 24 个 6 数量为 12 个 *（参考装配图） 5 00 12 0 5 6 ，垫圈垫片的选择 选用销 0， 数量为 2 个 选用垫圈 数量为 8 个 选用止动垫片 1个 选用石棉橡胶垫片 2个 选用 08 4个 *（ 参考装配图） 8*30 动垫片 石棉橡胶垫片 08有关其他的标准件，常用件，专用件，详见后续装配图 买文档就送您 纸全 套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 10 减速器结构与润滑的概要说明 在以上设计选择的基础上，对该减速器的结构，减速器箱体的结构，轴承端盖的结构尺寸，减速器的润滑与密封，减速器的附件作一简要的阐述。 速器的结构 本课题所设计的减速器，其基本 结构设计是在参照装配图的基础上完成的，该项减速器主要由传动零件（蜗轮蜗杆），轴和轴承，联结零件（键，销，螺栓，螺母等）。箱体和附属部件以及润滑和密封装置等组成。 箱体为剖分式结构，由 剖分面通过蜗轮传动的轴线；箱盖和箱座用螺栓联成一体；采用圆锥销用于精确定位以确保和箱座在加工轴承孔和装配时的相互位置；起盖螺钉便于揭开箱盖；箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮啮合情况及润滑情况用于加住润滑油，窥视孔平时被封住；