机械设计课程设计说明书.doc

20机械设计课程设计说明书一级蜗轮减速器V带传动专业： 机械工程及自动化设计者： 王逸铭 02009122指导老师： 王鸿翔_2012年9月3日目 录一、综合训练任务书2二、传动装置的总体设计31.电机的选择42.传动零件的设计计算63.装配图设计12 4.箱体的设计17三、心得体会18一、综合训练任务书1、设计题目带式输送机传动装置2、工作条件及设计要求带式输送机工作装置如下图，主要完成由输送带输送机器零、部件的工作。该机室内工作，单向运转，工作有轻微振动，两班制。要求使用期限十年，大修期三年。输送带速度允许误差5%。在中小型机械厂小批量生产。3、原始数据输送带工作拉力F=2500N，输送带速度v=1.2ms，卷筒直径D=500mm二、传动装置的总体设计根据要求设计单级蜗杆减速器，如下图所示传动路线为：电机带传动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V45m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，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。蜗杆采用圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承，蜗轮轴采用圆锥滚子轴承，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。 该减速器的结构包括蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、通气孔与定位销等附件、以及其他标准件等。电机的选择1、确定电动机的工作功率Pw=FV1000=2500N1.2ms1000=3kW2、确定原动机的功率Pd=Pwaa=带蜗杆轴承2联轴器滚筒查有关手册得：带=0.95 蜗杆=0.80 轴承=0.99 联轴器=0.99（齿轮联轴器）滚筒=0.96 a=0.950.800.9830.990.96=0.708Pd=Pwa=3KW0.708=4.24kW3、确定电动机的转速i总=n电机n滚筒i总=i带i蜗轮 取i带=24 i蜗轮=1040n滚筒=601000vD=6010001.2ms500mm=45.8rminn电机=n滚筒i带i蜗轮=38.22241040=(9167334)rmin4、确定电动机型号 根据以上数据初步确定电动机为：Y132S-4型三相异步电动机附：Y132S-4三相异步电动机基本数据：型号额定功率/kW满载转速/rmin-1堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩同步转速/rmin-1Y132S-45.514402.22.21500总传动比：i总=32；蜗轮传动比：i蜗轮=16；带传动比：i带=2；计算传动装置的运动和动力参数1 各轴转速 轴I: nI=720r/min 轴II：nII=45r/min 轴误差=1.8%1200 包角合适（6）确定带的根数 Z= Pc(P0+P0)KKL=2.82 (查表得：P0=1.91kW；P0=0.17kW；K=0.965;KL=0.99) 取Z=3 (7) 确定带初拉力F0 F0=500Pczv2.5K-1+qv2=5004.6639.422.50.965-1+0.19.422=140.02N （8）确定轴上所受压力FQ FQ=2zF0sin12=23140.02sin165.842=833.7N2、蜗轮蜗杆的设计（1）选择传动类型和蜗杆材料根据GB/T 20085-1988推荐，采用渐开线圆柱蜗轮传动（ZI），蜗杆用45钢，考虑效率高些，耐磨性好些，蜗杆螺旋面进行表面淬火，硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡青铜，ZCuSn10Pb1，金属模铸造，为节省贵重金属，仅齿圈用青铜制造，轮芯用铸铁HT150制造，每天工作16小时，工作10年。（2）确定蜗杆头数z1 查表可得z1=2（3）按齿面接触疲劳强度进行设计 a3KAT2(ZEZHP)210确定蜗轮转矩按z1=2，根据表10.8，估取蜗杆=0.80，则：T2=9550Pn=95503.99*0.845=677Nm20确定载荷系数因载荷平稳，由教材表9.11，选取使用系数KA=1.030确定需用接触应力HP蜗轮材料为铸锡青铜ZCuSn10Pb1，金属模铸造，蜗杆硬度大于45HRC，由教材表10.4查得基本许用接触应力HP=220MPa应力循环次数N=60nkth=604511630010=12.96107寿命系数ZN=810712.96107=0.726按PI=3.99kW查表得Vs=3m/s，采用浸油润滑，再由教材查得Zs=0.97，则： HP=ZsZNHP=0.970.726220MPa=155Mpa40计算中心距a3KAT2ZEZHP2=316771031602.91552=182.4mm50校核ZP和ZS取中心距a=200mm，查表得m=8蜗杆分度圆直径d1=80mm分度圆导程角=1101836这时d1/a=0.4符合要求此时滑动速度Vs=d1n1601000cos=3.1480720601000cos= 3.09ms由教材图10.11查得Zs=0.95复算中心距a200mm，因此计算结果可用4、蜗轮蜗杆的主要参数与几何尺寸10蜗杆头数z1=2模数m=8分度圆直径d1=80mm齿顶圆直径da1=d1+2ha*m=96mm齿根圆直径df1=d1-2(ha*m+c)=60.8mm轴向齿距Px=m=25.133mm轴向齿厚Sx=12m=12.5664mm直径系数q=10齿宽b1=2mz2+1=90.5mm20涡轮涡轮头数：Z2=31变位系数：x=-0.5000验算传动比： I=31/2=15.5此时误差为：=0.5/16=0.3%5%允许蜗轮齿宽b2=2m（0.5+（q+1）0.5）=62mm蜗轮外径de2=da2+m=346mm5、热平衡核算10当量摩擦角根据vs=3.09ms，由教材表10.6得v=136-1360-12204.0-3.0(3.09-3)13520总效率取23=0.95则=123=tantan+v0.95=0.830=83.0%6、工作油温 箱体散热面积估算S=910-5a1.88=1.906m2 取t0=20 d=15W(m2)t1=1000P(1-)dS+t0=10005.67(1-0.83)151.906+20=53.71符合要求。7、蜗杆传动润滑设计10润滑油的选择 考虑到载荷和传动情况，选择L-CKE复合型蜗轮蜗杆油20润滑油的粘度选择和润滑方法 计算力速度因子=T2a3n1=1111.06200310-9720=192.9Nminm2查教材图10.13得润滑油运动粘度40=300mm2s并查教材表10.8得蜗轮蜗杆油L-CKE的牌号为320。润滑方式为浸油润滑。装配图设计传送带误差：=v理-v实v理=n理-n实n理=45.84-4545=1.8%FSB=1644NA放松，B压紧。FaA=FSA=1367NFaB=FSA+Fa2=3011NFaAC0r=0.069查表得e=1.5tan=0.40Fa2Fr2=FaAFA=839N2734N=0.3eX=1 Y=0.PA=fPXFA+YFaA=1.012734N=2734NFb2Fr2=FaBFB=839N3288N=0.25PA轴承用B进行校核Lh=10660n(CrP)=1066045(1203.288)3=49310轴承可用。4、 计算校核键蜗轮键尺寸为b=16mm，h=10mm，GB/T1095-2003d=62mm L=87mml=L-b=87-16mm=71mmT=T=677NmP=4Tdhl=4677621071109Pa=62MPa查表15.10知钢材料受轻微冲击P=120MPa62MPa键可用。箱体的设计1、箱体的结构形式和材料 采用下置剖分式蜗杆减速器 铸造箱体，材料HT1502、铸铁箱主要结构尺寸和关系箱座壁厚 =0.04a+3=11mm箱盖壁厚1 1=9mm箱座凸缘厚度b1,箱盖凸缘厚度b，箱座底凸缘厚度b2 b=1.5*=16.5mm； b1=1.5*1=13.5mm； b2=2.5*=27.5mm沉头座直径 D0=45mmPw=3kWa=0.708Pd=4.24kWn滚筒=45.8r/mini总=32i蜗轮=16i带=2nI=720r/minnII=45r/minPI=4.028kWPII=3.158kWTI=53.4N.mTII=670N.mPI=3.99kWPII=3.126kWTI=52.9N.mTII=663N.mPc=4.66kWDd1=125mmDd2=250mmV=9.42m/sLd=1600mma=506mm1=165.840Z=3F0=140.02NFQ=833.7NZ1=2T2=677N.mKA=1.0N=12.96X107ZN=0.726HP=155MPam=8d1=80mm=1101836Vs=3.09m/sZs=0.95Z1=2m=8d1=80mmdf1=60.8mmpx=25.133msx=12.57mmq=10b1=90.5mmZ2=31X=-0.5B2=62mmde2=346mmv=135=0.83s=1.906m2t1=53.71oc=192.9N.min/m2V400C=300mm2/sdI=21.3mmdII=40mmFt2=5460NFa2=1335NFr2=1987NFrA=FrB=994NFaA=FaB=839NFtA=FtB=2730NM=256.5N.md29.52mmFA=2734NFB=3288NFSA=1367NFSB=1644NFaA=1367NFaB=3011NE=0.40PA=2734NPB=3288NLh=493b=16mmh=10mmd=62mmL=87mmP=62MPa=11mm1=9mmb=16.5mmb1=13.5mmb2=27.5mmD0=45mm三、心得体会 在为期三周的机械设计课程设计过程中，我学到了很多，对于机械学院的学生来说，机械设计简明手册是每个学生都需要拥有的，我们要学会快速的利用手册查找到我们所需要的数据，并且敢于对于自己的猜想做出大胆假设。 我分到的小组题目是“一级蜗轮蜗杆减速器V带传送带”的课题，首先查阅到输送带的运行步骤和运行简图（在老师给出的PPT中），之后就开始了对于该课题的研究；在图书馆借阅了机械设计手册之后我便开始了对照图表查数据，再利用课本上的知识以及图表数据校核强度和热效率等现实问题；利用AutoCad 2008软件对于工件装配图和零件图的修改设计之后完成了该课题。 在蜗杆和