蜗轮蜗杆减速器设计书.doc

蜗轮蜗杆减速器设计书一、二、 传动装置总体设计： 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。 (如图2.1所示) 图2.1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见（如图2.2所示），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。 图2.1 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。图2.2三、 电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用Y系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm。运输带的有效拉力F=6000N，带速V=0.5m/s，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V。1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V，Y系列2、 传动滚筒所需功率3、 传动装置效率：（根据参考文献机械设计基础课程设计 陈立德主编 高等教育出版社 第6-7页表.-3得各级效率如下）其中：蜗杆传动效率1=0.70 滚动轴承效率（一对）2=0.98联轴器效率3=0.99 传动滚筒效率4=0.96所以： w=123324 =0.70.9830.9920.96 =0.626 r/min 电动机所需功率： Pr= Pw/ =3.0/0.633=4.7KW 传动滚筒工作转速： n601000v / 40062.1r/min按推荐的合理传动比范围，取蜗杆传动比i1 =8-40 根据（机械设计基础 陈立德主编 高等教育出版社 第263页表13.5，故电动机可选范围为Nd=iw=(8-40)62.1 r/minNd=497-2484 r/min符合这一范围的同步转速的有；720 r/min ， 970 r/min ， 1440 r/min ， 2900 r/min ，根据（机械设计基础课程设计指导书陈立德主编 高等教育出版社 第119-120页 附表8.1如图表3-1表3-1方案电动机型号额定功率Ped kw电动机转速 r/min额定转矩同步转速满载转速1Y160L-87.5720/2.02Y160M-67.5970/2.03Y132M2-47.51440/2.24Y132S2-27.51900/2.0方案1-2电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，导致传动装置尺寸较大。方案4 电动机转速较高，但传动比大，尺寸相对而言偏小，传动比大，传动装置尺寸较小。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-4其主要性能如下表3-2： 表3-2中心高H外形尺寸L（AC/2AD）HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴身尺寸DE装键部位尺寸FGD132515（270/2210）315216178123880103338四、运动参数计算：4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0 = Pr=7.8kw n0=1440r/minT0=9.55 P0 / n0=7.89.55/1440=51.8N .m4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1 = P001 = 7.80.990.990.70.99 =5.29 kw n= = = 62.1 r/minT1= 9550 = 9550 = 811.75Nm4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2 = P134=5.290.990.96=5.03kwn2= = = 62.1 r/minT2= 9550 = 9550 = 764Nm运动和动力参数计算结果整理于下表4-1： 表4-1类型功率P（kw）转速n（r/min）转矩T（Nm）传动比i效率蜗杆轴7.8144051.8 10.626蜗轮轴5.2962.1811.75 23传动滚筒轴5.0362.1764五、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度45HRC，蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。1选择蜗杆头数和蜗轮齿数根据机械设计基础第二版 陈立德主编 高等教育出版社 第221页表11.1查取蜗杆头数Z1 =2蜗轮齿数Z2 =i Z1 =232=46 合乎要求2确定蜗轮传递的转矩T2估计效率，根据Z1 =2 取 =0.82T2= T1 i=9.55230.82=9.77N.mm3确定许用接触应力具体如表31： 表51蜗轮蜗杆的传动设计表项 目计算内容计算结果中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度参考文献机械设计基础第二版 陈立德主编 高等教育出版社 第225页查取4m/sVs7m/s当量摩擦系数4m/sVs51.7100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67mm计算转矩 Tc=KT=K9550=1.595505.29/62.1=1220.28N.M51.7100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67mmD6=676.4轴的校核轴的受力分析图 图7.1X-Y平面受力分析 图7.2X-Z平面受力图： 图7.3 水平面弯矩 1102123.75216079797119图7.4垂直面弯矩 714000 图7.5 436150.8合成弯矩 1184736.3 714000 681175.5 图7.6当量弯矩T与aTT=1111840NmmaT=655985.6Nmm图7.77.2.2轴的校核计算如表5.1轴材料为45钢， 表7.1计算项目计算内容计算结果转矩Nmm圆周力=20707.6N=24707.6N径向力=2745.3N轴向力=24707.6tan 20Fr =8992.8N计算支承反力=1136.2N=19345.5N垂直面反力=4496.4N水平面X-Y受力图图7.2垂直面X-Z受力图7.3画轴的弯矩图水平面X-Y弯矩图 图7.4垂直面X-Z弯矩图 图7.5合成弯矩图7.6轴受转矩TT=1111840NmmT=1111840Nmm许用应力值表16.3，查得应力校正系数aa=a=0.59当量弯矩图当量弯矩蜗轮段轴中间截面=947628.6Nmm轴承段轴中间截面处=969381.2Nmm947628.6Nmm=969381.2Nmm当量弯矩图图7.7轴径校核验算结果在设计范围之内，设计合格九、减速器其他零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件：当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短510mm，由参考文献1表2.430圆整，可知该处选择键2.5110，高h=14mm，轴上键槽深度为，轮毂上键槽深度为，轴上键槽宽度为轮毂上键槽深度为表9-1键 单位：mm安装位置类型b（h9）h（h11）L9（h14）蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键107010870蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键251102514110蜗轮轴、联轴器及传动滚筒联接处GB1096-90键201102012110表9-2圆锥滚动轴承 单位：mm安装位置轴承型号外 形 尺 寸dDTBC蜗 杆GB297-847312（30312）6013033.53126蜗轮轴GB/T297-94302168014028.252622表9-3密封圈（GB9877.1-88）单位：mm安装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆B5580855808蜗轮轴B75100107510010表9-4弹簧垫圈（GB93-87）安装位置类型内径d宽度（厚度）材料为65Mn，表面氧化的标准弹簧垫圈轴承旁连接螺栓GB93-87-16164上下箱联接螺栓GB93-87-12123定位销为GB117-86 销838 材料为45钢减速器附件的选择以下数据均以由参考文献机械设计课程设计指导书 陈立德 编 高等教育出版社表10-1视孔盖（Q235）单位mmAA1A。B1BB0d4h150190170150100125M 81.5表10-2吊耳单位mm箱盖吊耳dR eb42424220箱座吊耳BHhb3619.29.6924表10-3起重螺栓单位mmdDLSd1Cd2hM1635622716328422226表10-4通气器单位mmDd1d2d3d 4DabsM181.5M331.583164012722Chh1D1Rkef1640825.440622表10-5轴承盖（HT150）单位mm安 装位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b1d1蜗杆1013011155180121335.5120125127880蜗轮轴101401116519012132013013513710100表10-6油标尺单位mmd1d2d3habcDD1M1641663512852622表10-7油塞（工业用革）单位mmdDeLlasd