【JS043】电动卷扬机传动装置设计[蜗杆减速器]【课设】【含4张CAD图+设计说明书】【机械类课程设计】

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电动卷扬机传动装置设计[蜗杆减速器]【课设】.zip

两级蜗轮蜗杆减速器说明书.doc---(点击预览)

【CAD图纸-预览】.pdf---(点击预览)

A0-装配图.dwg

A1-箱体.dwg

A2-蜗杆轴.dwg

A3-蜗轮.dwg

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编号：627746 类型：共享资源大小：2.09MB 格式：ZIP 上传时间：2016-03-18 上传人：棒*** IP属地：湖北

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关键词：: 电动卷扬机传动装置设计蜗杆减速器

资源描述：

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内容简介：: 机械设计课程设计原始数据：钢绳拉力钢绳速度 1/ ( m 卷筒直径 12 12 450 工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，小批量生产，两班制工作，使用期限 10 年，运输带速度允许误差为 5% 机械设计课程设计 1 1电机选择工作机所需输入功率1 2 1 0 0 0 1 2 / 6 0 2 . 4 71000 1 0 0 0 0 . 9 7k w 传递装置总效率 241 2 3 4 5a 式中： 1 ：蜗杆的传动效率：每对轴承的传动效率：直齿圆柱齿轮的传动效率：联轴器的效率：卷筒的传动效率以 420 . 7 5 0 . 9 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 6 5 7 7 2 . 4 7 3 . 7 60 . 6 5 7 7dP k w 故选电动机的额定功率为 41 0 0 0 6 0 60 1 0 0 0 6 0 5 . 6 6 m i 1 4 4 5 0 卷3 5 7 4 0 5 . 6 6 ( 1 1 8 . 8 6 1 1 3 2 ) m i nn i i n r : : :卷蜗齿卷（）（）符合这一要求的同步转速有 750r/ 1000r/机容量的选择比较：表电动机的比较方案型号额定功率 /步转速 /r/载转速 /r/量价格 1 8 4 750 720 重高 2 6 4 1000 960 中中考虑电动机和传动装置的尺寸重量及成本，可见第一种方案较合理，因此选择型号为： 8 的电动机。 5 / m 机械设计课程设计 2 2选择传动比 720 1 2 7 . 25 . 6 6 1 2 7 i i蜗齿所以 31i 齿3各轴的参数将传动装置各轴从高速到低速依次定为 I 轴：I0 、、、、依次为电动机与 I 轴 I 轴与与轴的传动效率则： 720 / m 20 2 2 . 6 4 / m i 满蜗2 2 . 6 4 / m i In n r 2 2 . 6 4 5 . 6 6 / m i 1 I 轴 0 3 . 7 6 0 . 9 9 3 . 7 2 2 2I d k w 3 . 7 2 2 2 0 . 7 5 0 . 9 8 2 . 7 3 6I I I I I k w 2 . 7 3 6 0 . 9 9 0 . 9 8 2 . 6 5I I I I I I I I I k w 2 . 6 5 0 . 9 7 0 . 9 8 2 . 5 2I V I I I I I I k w 31i 蜗齿机械设计课程设计 3 I 轴 0 3 . 7 2 2 2 0 . 9 8 3 . 6 5I I k w 2 . 7 3 6 0 . 9 8 2 . 6 8I I I I I I k w 2 . 6 5 0 . 9 8 2 . 6I I I I I I I I I I k w 2 . 5 2 0 . 9 8 2 . 4 7I V I V I I I k w 电动机 3 . 7 69 5 5 0 9 5 5 0 4 9 . 8 7720 满I 轴 9 5 5 0 4 9 . 3 4 9 5 5 0 1 1 5 4 9 5 5 0 1 1 1 7 . 8 9 5 5 0 4 4 7 1 电动机 4 9 mI 轴 9 5 5 0 4 8 . 4 9 5 5 0 1 1 3 0 . 5 9 5 5 0 1 0 9 7 9 5 5 0 4 3 8 7 机械设计课程设计 4 表各轴的运动参数表轴号功率 )(转矩 (Nm) 转速(r/传动 i 效率输入输出输入输出电机轴 4 20 1 轴 20 31 2 轴 154 3 轴 097 轴 471 4387 械设计课程设计 5 P 31i 7 2 0 / m 根据 10085 1998 选择蜗杆选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45蜗轮用属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁造（ 1）根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。由式（ 11 传动中心距 3 2()HZ e T 由前面的设计知作用在蜗轮上的转矩 1，估取，则： 6 6 62121213 . 7 2 0 . 7 59 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 1 5 472031 （ 2）确定载荷系数 K 因工作比较稳定，取载荷分布不均系数 K；由表 11取使用系数 15.K ；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系 05.1 1 . 1 5 1 1 . 0 5 1 . 2 1 K K （ 3）确定弹性影响系数因选用的是 45 钢的蜗杆和蜗轮用配的缘故，有21160 （ 4）确定接触系数 Z先假设蜗杆分度圆直径 1d 和中心距 a 的比值 1 ，从图 11机械设计课程设计 6 可查到（ 5）确定许用接触应力 H根据选用的蜗轮材料为属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度 45从 11查蜗轮的基本许用应力 2 6 8H M P a 应力循环次数 72 7206 0 6 0 1 2 8 3 0 0 1 0 6 . 5 1 03 1 . 8hN j n L 寿命系数 8 7710 0 . 8 5 3 36 . 5 1 0则 0 . 8 5 3 3 2 6 8 2 2 8 . 6 8 7 5H H N P a M P a （ 6）计算中心距 : 3 321 6 0 2 . 9 1 . 2 1 1 1 5 4 1 0 ( ) 1 5 9 . 1 3 52 2 8 . 6 8 7 5a m m 取 a=160 i=31，则从表 11查取，模数 m=8 蜗杆分度圆直径1 80d 。从图中 11可查，由于Z Z，即以上算法有效。（ 1）蜗杆轴向尺距 = 径系数 1 10齿顶圆直径 62 *11 齿根圆直径 2 *11 分度圆导程角 1a r c t a n 5 . 7 1蜗杆轴向齿厚 1 1 2 . 5 6 6 42as m m m 蜗杆的法向齿厚 c o s 1 2 . 5 6 6 4 c o s 5 . 7 1 1 2 . 5 0 4 0s m m o（ 2）蜗轮 0N 229H M 1 5 9 4a m m取 160a 01 2 5 3aP m m10q 1 96ad 6 0 2 6 4as 2 4 0ns 32z 机械设计课程设计 7 蜗轮齿数2 31z ，变位系数 2 验算传动比2131 311zi z ，蜗轮分度圆直径22 8 3 1 2 4 8d m z m m 喉圆直径2 2 22 2 4 8 2 8 2 6 4d h m m 齿根圆直径2 2 22 2 4 8 2 1 . 2 8 2 2 8 . 8d h m m 咽喉母圆半径221 1 6 0 0 . 5 2 6 4 2 82a d m m T 22 33 31 3 1 . 4 7c o s c o s 5 . 7 6 3v 220 . 5 , 3 1 . 4 7 从图 11可查得齿形系数旋角系数： 5 . 7 11 1 0 . 9 5 9 21 4 0 1 4 0Y 从表 11查得有造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F =56命系数 9 6710 0 . 6 7 2 46 . 5 1 0 5 6 0 . 6 7 2 4 3 7 . 6 5 4 4F M P a 1 . 5 3 1 . 2 1 1 1 5 4 0 0 0 2 . 5 5 0 . 9 5 9 2 3 1 . 98 0 2 5 6 8F M P a 可以得到： F S=该轴在截面右侧强度也是足够的。本设计因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称，故可略去静强度校核。至此轴的设计即告结束。根据条件，轴承预计寿命： = 2 8 3 0 0 1 0 7 2 0 0 0 。 7 1蜗杆轴上的轴承的选择和寿命计算（ 1）轴承的选择采用角接触球轴承，根据轴直径 d=45择角接触球轴承的型号为 7209C，主要参数如下： D 8 5 m m ; B 1 9 m m ; a 1 8 . 2 m m 基本额定静载荷 N基本额定动载荷 C N 极限转速m a x 6 7 0 0 r / m i （ 2）寿命计算机械设计课程设计 30 因蜗杆轴所受的轴向力向左，所以只有最左边的角接触球轴承受轴向力 2 8 5 8 N 该轴承所受的径向力约为 211 2 3 8 2 . 5 5 9 5 . 6 2 544 N 对于 70000 型轴承，按表 13承派生轴向力其中 e 为表 13的判断系数，其值由08 5 8 . 5 0 . 0 328500 查表 13角接触球轴承判断系数 / 1 e 所以 0 . 4 4 , 1 . 4 0 当量动载荷 1 0 . 4 4 5 9 5 . 6 2 5 1 . 4 0 8 5 8 . 5 1 4 6 3 . 9 7 5 F Y F N 深沟球轴承所受的径向力约为 211 2 3 8 2 . 5 1 1 9 1 . 2 522 N 当量动载荷 2 1 1 9 1 . 2 5 N 所以 12，应用 1P 核算轴承的寿命因为是球轴承，所以取指数 3 轴承计算寿命 36 6 3 51 0 1 0 3 8 . 5 1 0 3 . 1 5 7 6 1 06 0 6 0 9 6 0 1 4 6 3 . 9 7 5 减速器设计寿命 = 8 3 0 0 8 1 9 2 0 0 所以满足寿命要求。机械设计课程设计 31 （ 1）轴承的选择选择使用深沟球轴承，根据轴直径 d=65用角接触球轴承的型号为 7213C。主要参数如下： D 1 2 0 m m B 2 3 m m a 2 4 . 2 m m ；；基本额定静载荷5.2 本额定动载荷 C 极限转速m a x 9 0 0 0 r / m i （ 2）寿命计算对于 70000C 型轴承，按表 13承派生轴向力其中 e 为表 13的判断系数，其值由0现轴承轴向力先初取 e ，因此可估算： 1 1 1 9 1 . 2 5a e N N 110 . 4 0 . 4 2 3 8 2 . 5 9 5 3 N 220 . 4 0 . 4 2 3 8 2 . 5 9 5 3 N 按式（ 13 1 1 1 9 1 . 2 5a e N N 12 1 1 9 1 . 2 5 9 5 3 2 1 4 4 . 2 5a a e F N 22953 N102 1 4 4 . 2 5 0 . 0 3 8 855200 机械设计课程设计 32 20953 0 . 0 1 7 355200 由表 13行插值计算，得1 ，2 。再计算：1 1 1 0 . 4 0 9 2 3 8 2 . 5 9 7 4 . 4 4 2 5e F N 2 2 2 0 . 3 8 5 2 3 8 2 . 5 9 1 7 . 2 6 2 5e F N 12 1 1 9 1 . 2 5 9 1 7 . 2 6 2 5 9 5 3 2 1 0 8 . 5 1 2 5a a e F N 22 9 1 7 . 2 6 2 5 N102 1 0 8 . 5 1 2 5 0 . 0 3 8 255200 209 1 7 . 2 6 2 5 0 . 0 1 6 655200 两次计算的0此可以确定1 ，2 ， 1 2 1 0 8 2 52 9 1 7 2 5 （ 3）轴承当量动载荷1P、2 1 112 1 4 4 . 2 5 0 . 92 3 8 2 . 5 2 229 1 7 . 2 6 2 5 0 . 3 8 52 3 8 2 . 5 由表 13别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承 1 110 . 4 4 , 1 . 3 5 5机械设计课程设计 33 对轴承 2 210 . 4 4 , 1 . 4 7 6 因轴承运转中有中等冲击载荷，按表 13 ，取。则： 1 1 1 1 11 . 5 0 . 4 4 2 3 8 2 . 5 1 . 3 5 5 2 1 4 4 . 2 5 5 9 3 0 . 6 3 8 1p r aP f X F Y 2 2 2 2 21 . 5 0 . 4 4 2 3 8 2 . 5 1 . 4 7 6 9 1 7 . 2 6 2 5 3 6 0 3 . 2 6 9 2p r aP f X F Y 125 9 3 0 8 1 轴承计算寿命 6363510601 0 5 2 . 5 1 03 . 7 4 4 1 06 0 3 0 . 8 8 0 6 5 9 3 0 . 6 3 8 1 减速器设计寿命 47 0 = 8 3 0 0 8 1 9 2 0 0h 所以满足寿命要求。（ 3）静载荷计算查机械零件手册可知，角接触球轴承当量静载荷 01 2 . 3 8 2 5 K N 因载荷稳定，无冲击，所以取静强度安全系数所以0 0 8 2 . 5 1 2 3 8 2 . 5 N 满足强度条件机械设计课程设计 34 （ 4）极限工作转速计算以上所选各轴承的极限转速 m a x 1 4 4 0 / m i nv v r 都成立，所以他们的极限工作转速一定满足要求。根据轴径1d 321L 82 查机械设计课程设计书选用A 型平键，得： b 10 ，， L 70 ， 4k 。即：键 8701096、轴和联轴器的材料都是钢，由表 6的许用应力 p 1 0 0 1 2 0 ，取其平均值 110键的工作长度： 1L = L b 7 0 1 0 6 0 m m 键与联轴器接触高度 k 0 . 5 0 . 5 8 4h m m m m 。由式（ 6： 332 1 0 2 3 5 . 3 9 2 7 1 0 9 . 2 1 6 84 6 0 3 2 P ak l d 所以此键强度符合设计要求。根据轴径1d 701L 90 查机械设计课程设计书选用A 型平键，得： b 20 ， h 12 ， L 70 ， 6k 。即：键 20701096、轴和联轴器的材料都是钢，由表 6的许用应力 p 1 0 0 1 2 0 ，取其平均值 110键的工作长度： 1L = L b 7 0 2 0 5 0 m m 键与联轴器接触高度 k 0 . 5 0 . 5 1 2 6h m m m m 。由式（ 6： 332 1 0 2 8 0 0 . 6 1 9 9 1 0 7 6 . 2 4 9 56 5 0 7 0 P ak l d 机械设计课程设计 35 所以此键强度符合设计要求。根据轴径1d 651L 82 查机械设计课程设计书选用A 型平键，得： b 16 ， h 10 ， L 70 ， 5k 。即：键 16701096、轴和联轴器的材料都是钢，由表 6的许用应力 p 1 0 0 1 2 0 ，取其平均值 110键的工作长度： 1L = L b 7 0 1 0 6 0 m m 键与联轴器接触高度 k 0 . 5 0 . 5 1 0 5h m m m m 。由式（ 6： 332 1 0 2 7 8 4 . 6 9 9 7 1 0 8 0 . 4 8 0 25 6 0 6 5 P ak l d 所以此键强度符合设计要求。 9联轴器的选择计算器（ 1）计算联轴器的计算转距 T K T 查表 14小转距、电动机作原动机情况下取 1 . 5 3 5 . 3 9 2 7 5 3 . 0 8 9 1 m （ 2）型号选择根据前面的计算，电机输出轴 d 38，选择弹性联轴器。主要参数如下：公称扭距 250 m（满足要求）许用转速 3 3 0 0 / m i 机械设计课程设计 36 960 r/m ，因此此联轴器符合要求。轴孔直径 38d 轴孔长度 60L （ 1）计算联轴器的计算转距 T K T 查表 14小转距、电动机作原动机情况下取 1 . 5 7 8 4 . 6 9 9 7 1 1 7 7 . 0 4 9 6 m （ 2）型号选择根据前面的计算，蜗轮输出轴 d 65，选择弹性销柱联轴器型。主要参数如下：公称扭距 1250 m ca 用转速 2 8 0 0 / m i 3 1 7 5 r / m i ，因此此联轴器符合要求。轴孔直径 65d 轴孔长度 60L 机械设计课程设计 37 因为是下置式蜗杆减速器，且其传动的圆周速度 12 /v m s ，故蜗杆采用浸油润滑，取浸油深度 h=12滑油使用 50 号机械润滑油。轴承采用润滑脂润滑，因为轴承转速 v1500r /以选择润滑脂的填入量为轴承空隙体积的 1/2。铸铁减速器箱主要结构尺寸箱座高度 222( 3 0 5 0 )22101932103 0 2 0 1 5 52m md m mH m m 齿高为： 22 2 1 0 1 9 3 8 . 5m m 则齿轮浸油深度 8 h m m 符合条件齿轮浸油深度大于 10要求。总的油深 930 箱体内储油宽度大约为 178体内储油长度大约为 366储藏的油量单级减速器每传递 1功率所需的油量： 50 3 符合要求。箱体的刚度设计从参考文献 2 表 4 4得下表：表 7 机械设计课程设计 38 名称符号蜗轮蜗杆减速器尺寸选用箱座壁厚 a 8 箱盖壁厚 1 8 箱盖凸缘厚度 2 箱座凸缘厚度 b 12 箱座底凸缘厚度 2b20 地脚螺钉直径 a 16M 地脚螺钉数目 n 4 轴承旁联结螺栓直径 1d 盖与座联结螺栓直径 2d 0M 联结螺栓 2d 间距 l 200150 175 轴承端盖螺钉直径 3M 视孔盖螺钉直径 4d M 定位销直径 d 21, 1C 26、

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