单级蜗轮蜗杆减速器.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除机械设计基础课程设计说 明 书设计题目： 单级蜗轮蜗杆减速器所在学院： 能源与动力工程学院 专业班级： 核工1001 学生姓名： 陈剑波 目录1、机械设计课程任务书 22、运动学和动力学的计算 53、传动件的设计计算 74、蜗杆副上作用力的计算 105、减速器箱体的主要结构尺寸 116、蜗杆轴的设计计算 127 、键连接的设计178、轴、滚动轴承及键连接校核计算 179、低速轴的设计与计算 1910 、键连接的设计 2511、润滑油的选择2512、减速器附件的选择26设计任务书一、 传动方案二、 工况及有关参数带的圆周力F(N)传送带速度V(m/s)滚筒直径D（mm）55000.125400工作条件：带式输送机在常温下连续工作，单向运转；空载启动，工作载荷有轻微冲击；输送带工作速度V的允许误差为5；二班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为10年，大修为23年，少批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。已知：运输机带的圆周力：5500N带速：0.125m/s滚筒直径：400mm选定传动方案为：蜗杆减速器三、 设计要求装配图设计：1张A1（包括主视图、俯视图和左视图， 零件明细表，技术特性表，技术要求） 零件图设计：2张 轴 齿轮编写设计计算说明书指导老师：毛宽民2012年12月3日2、运动学和动力学的计算电动机的选择初选电动机类型和结构型式根据动力源和工作条件，并参照选用一般用途的Y系列三相交流同步电动机，电源的电压为380V。电动机的容量确定减速器所需的功率 根据已知条件，工作机所需要的有效功率为 =kW确定传动装置效率查表得：联轴器效率=0.99双头蜗杆传动效率=0.70一对滚动轴承效率=0.99输送机滚筒效率=0.96开式滚子链传动=0.92 估算传动系统总效率为=.6551工作时，电动机所需的功率为=kW由表查表可知，满足PP条件的Y系列三相交流同步6级电动机Y100L-6额定功率P应取为1.5kW,960r/min。电动机的转速根据已知条件，可得输送机滚筒的工作转速为r/min 传动装置的传动比及动力参数计算传动装置运动参数的计算 由式（3-5）可知，传动系统的总传动比取链传动的传动比为3。由传动系统方案（见图）知：传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下：1轴（电动机轴）：=960r/min1.04950.99=1.039kW10.336Nm2轴（蜗杆轴）：1.0390.990.78=0.8023kW427.804Nm3轴（蜗轮轴）：17.91r/min0.80230.990.99=0.7864kW419.326Nm轴 号电动机单级蜗杆减速器工作机0轴1轴2轴3轴转速n（r/min）96096017.9117.91功率P（kW）1.09451.0390.80230.7864转矩T（Nm）10.88810.336427.804419.326传动比153.613、传动件的设计计算3.1蜗杆副的设计计算3.1.1选择材料蜗杆：45钢，表面淬火45-55HRC；蜗轮：10-3铝青铜ZCuAl10Fe3，金属模铸造，假设相对滑动速度vs6m/s3.1.2确定许用应力许用接触应力 H=120MPa许用弯曲应力 F=90MPa3.1.3参数的选择蜗杆头数 Z1=1蜗轮齿数 Z2=iZ1=53.4 则Z2取54使用系数 KA=1.1综合弹性系数 ZE=160接触系数Z 取d1/a=0.4 由图12-11得，ZP=2.8取整：a=223.29mm若取m=8,d1=80mm 则d2=mZ2=548=432mm则中心距a为取250mm3.1.4验算蜗轮圆周速度v2、相对滑动速度vs、及传动总效率1）蜗轮圆周速度v22）导程角 由3）相对滑动速度vs与初选值相符，选用材料合适4）传动总效率 当量摩擦角 原估计效率0.712与总效率相差较大，需要重新验算3.1.5复核所以原设计合理3.1.6验算蜗轮抗弯强度蜗轮齿根抗弯强度验算公式为其中当量齿数所以强度足够3.2计算蜗杆传动等其他几何尺寸3.2.1蜗杆相关几何尺寸计算及其说明计算结果分度圆直径 齿顶高 全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 蜗杆螺旋部分长度(因为当m14.5527+14.527（0.030.05）mm,故取dmin=22mm9.2结构设计9.2.1轴段的设计 1）因为该段轴上安装联轴器，故此段设计与联轴器同步设计。为了补偿误差，故采用弹性联轴器，工作情况系数KA为2.3所以联轴器取型号为GB/T 5014-2003中的LT9型联轴器符合要求，其公称转矩为1000Nm,许用转速为2850r/min（钢），毂孔直径取55mm，轴孔长度取84mm，J型轴孔，A型键。则相应的轴段直径为d1=55mm，轴段长度略小于轮毂直径，故取L1=82mm2）轴段的直径 轴肩高度为故，轴段的直径为 该处选用密封毡圈油封，使用的毡圈类型为 55 JB/ZQ4606-1997,则d2=64mm3)轴段及轴段的设计 因为轴段及轴段上安装轴承，考虑其受力情况，所以选用圆锥滚子轴承，轴段上安装轴承，现取轴承为3014， 轴承内径d=70mm，外径D=125mm,宽B=24mm，T=26.25，内圈定位轴肩直径da=80mm，外圈定位轴肩直径Da=96101mm，a21m，故取d3=70mm。轴承采用脂润滑，需要设计挡油环，轴承靠近箱体内壁的端面距箱体内壁距离取3=10mm。故d3=d6=70mm，4)轴段的设计轴段上安装蜗轮，为方便蜗轮的安装，d4应该略大于d3，可定d4=75mm,蜗轮轮毂的宽度范围为（1.21.8）d4=78117mm,取其轮毂宽度H=90mm，其右端采用轴肩定位，左端采用套筒固定。为使套筒端面能够顶到齿轮端面，轴段长度应该比轮毂略短，故取L4=88mm5)轴段的长度设计取蜗轮轮毂到内壁距离2=15mm，则L3=B+3+2+H-L4=（22+10+15+80-78）=51mm6）轴段的长度设计 因为轴段的长度除与轴上的零件有关外，还与轴承座宽度及轴承端盖等零件的尺寸有关。轴承端盖连接螺栓直径为M8，取螺栓GB/T5782 M835,故轴承端盖厚e=1.2d端螺=1.28mm=9.6mm，取e=10mm。调整垫片厚度t=2mm，联轴器轮毂端面与端盖外端面的距离K1=15mm。轴承座外伸凸台高t=5mm，轴承座厚度为L=+c1+c2+(58)=6770mm。则：取L=68mmL2=K1+e+t+L-3-B=61 mm7)轴段的设计 该轴段为蜗轮提供定位，定位轴肩的高度为h=(0.070.1)d4=5.257.5mm取h=6mm,则d5=87mm,取轴段的长度L5=10mm9)轴段的长度设计保证挡油环、轴承相对蜗轮中心线对称，则L6=L3-L5-2mm=39mm10)轴上力作用点间距轴的支点及受力点间的距离为11）低速轴的设计尺寸 单位：mm558270617051758887107039滚动轴承的校核蜗杆轴滚动轴承校核 蜗杆上的轴承代号为：2205蜗杆受力蜗杆的转矩。则作用于齿轮上的圆周力：轴向力： 径向力：当量动载荷由已知条件知道工作时间为10年，每年按300天计算，且每天二班制工作，则大概总的工作时间为：当量动载荷P=，查表13-5得：X=0.4，Y=1.7；查表13-6得：；故P=2533.176N由参考文献1式13-6a知基本额定动载荷查表13-4得；对于滚子轴承=故=34827.3N校核轴承的寿命查文献2表13-1得C=43.2KN =10/3 n=960r/min 故，此轴承的寿命满足要求 蜗轮轴上轴承的校核 蜗轮上的轴承代号为：3014蜗轮受力蜗轮上的转矩。则作用于齿轮上的圆周力：轴向力：径向力：求当量动载荷由已知条件知道工作时间8年，每年按365天计算，且每天二班制工作，则大概总的工作时间为：当量动载荷P=，查表13-5得：X=0.4，Y=1.7；查表13-6得：；故P=995.424 由参考文献1式13-6a知基本额定动载荷查表13-4得；对于滚子轴承=故=14201.62N校核轴承的寿命查文献2表13-1得C=63KN =10/3 n=1440r/min 故，此轴承的寿命满足要求 10 、键连接的设计联轴器与轴段间采用A型普通平键连接，键的类型为GB/T 1096 键 12832和键161011、润滑油的选择减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这样不仅可以减小摩擦损失，提高传动效率，还可以防止锈蚀、降低噪声。减速器采用蜗杆下置式，所以蜗杆采用浸油润滑，蜗杆浸油深度h大于等于1个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承最低滚动中心。蜗杆轴承采用全损耗系统用油L-AN150润滑油润滑。蜗轮轴承采用ZL-1锂基润滑脂润滑。12、减速器附件的选择视孔盖（Q235）： 单位mmAA1A2B1BB2d4hR150190170410380394M 628起吊装置： 单位mm箱盖吊耳dR eb24242424箱座吊耳BHhb4233.626.910.524起重螺栓 : 单