一级蜗轮与蜗杆减速箱设计书

1 一级蜗轮与蜗杆减速箱设计书 主要结果 2 总体传动方案的选择与分析 动方案的选择 该传动方案在任务书中已确定，采用一个单级蜗杆减速器传动装置传动，如下图所示： 传动方案的分析 该工作机采用的是原动机为 Y 系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压 380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。传动装置采用单级蜗杆减速器组成的封闭式减速器，采用蜗杆传动能实现较大的传动比，结构紧凑 ,传动平稳，但效 率低，多用于中、小功率间歇运动的场合。工作时有一定的轴向力，但采用圆锥滚子轴承可以减小这缺点带来的影响，但它常用于高速重载荷传动，所以将它安放在高速级上。并且在电动机心轴与减速器输入轴及减速器输出轴与卷筒轴之间采用弹性联轴器联接，因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。 总而言之，此工作机属于小功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高， 适应工作条件能力强，可靠性高，能 满足设计任务中要求的设计条件及环境。 2 计 算 及 说 明 主要结果 7 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功率 查机械设计课程设计指导书表可知蜗轮传动的传动比为： i 蜗杆 =1040 又根据机械设计基础表可知蜗杆头数为 ，由表 4知蜗杆传动的总效率为： 蜗杆 =取 机械设计课程设计指导书表可知各传动件的效率分别为： 联轴器 =95； 取 轴承 =对）； 卷筒 = 工作机的总效率为： 总 =2联轴器 *蜗杆 *3轴承 *卷筒 =） 电动机的效率： *V/1000=3500*000=以电动机所需工作效率为： Pd w/总 查 机械设计课程设计指导书书中表得各级齿轮传动比如下： 1040 理论总传动比： 1040 2） 电动机的转速： 卷筒轴的工作转速： 60*1000v/D=60*1000*90=以电动机转速的可选范围为： nd=(1040)*883952r/3 计 算 及 说 明 主要结果 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 750r/1000r/500r/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 1000r/主要功能列表如下： 电动机型号 额定功率 载转 速 r/定转矩 最大转矩 21 1460 传动装置运动及动力参数计算 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=nm/460/以取 2） 各轴的转速： 第一轴的转速： n1=460r/二轴的转速： n2=1460/8=第一轴的功率： d*联轴器 = 二 轴 的 功 率 ： P2=12= 蜗杆 * 轴承= 三 轴 的 功 率 ： P3=23*= 联 轴 器 * 轴承=电动机轴的输入转矩：T=06*Pd/06*460=04 d*1*04*1*2=12*04*04 将 运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表： 4 计 算 及 说 明 主要结果 轴名 功率 P/矩T/N 速 n/（ r/ 传动比 i 效率 电机轴 第一轴 卷筒轴 7蜗轮蜗杆的设计及参数计算 蜗杆输入功率 P=杆转速 460r/轮转速论传动比 i=际传动比 i=17，蜗杆头数 ， 蜗 轮 齿 数 为 Z3=i*8=32 ，蜗杆转 速n2=n1/i=1460/8=蜗轮蜗杆材料及强度计算 根据 10085 1988 的推荐，采用渐开线蜗杆 ( 考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用 45 钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 4555杆用铸锡磷青铜 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 造。 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。由式（ 11传动中心距 1） 确定作用在蜗轮上的转矩 ，估取效率 = 06*P2/06P*/(n2*05N ） 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 K=1；由表 11A=于转速不高，冲击不大，可取动载系数 K= ） 确定弹性影响系数 选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 60 4)确定接触系数 Z 先假设蜗杆分度圆直径 传动中心距 a 的比值 d1/a=图 11可查到 4） 确定许用接触应力 H 5） 根据涡轮材料为铸锡磷青铜 属模制造，蜗杆 l 螺旋齿面硬度 45从表 11查到蜗轮的基本许用应力 H=2685 计 算 及 说 明 主要结果 应力循环次数 N=6*j*n=60*1*00*8*24 =08 寿命系数 = H= H =180*107） 计算中心距 a= =中心距 a=200，因 i=8，故从表 11取模数 m=8杆分度圆 0时的 d1/a= =图 11=为 e,由表 8知 2=承 1的当量动载荷 承 2的当量动载荷 2278=3946N 所以轴承的当量动载荷取1以 946N 6) 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 11 计 算 及 说 明 主要结果 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 的结构设计 杆轴的结构造型如下： 杆轴的径向尺寸的确定 从联轴段1 30d 始逐渐选取轴段直径，2 位 轴 肩 高 度 a=(故24+2*4= ）及 1（ =, 为箱座壁厚。取箱座壁厚为