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一级蜗轮蜗杆传动减速器设计[F=500N V=2.5ms D=300mm]【优秀机械课程毕业设计论文】

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一级 蜗轮 蜗杆 传动 减速器 设计 ms mm 妹妹 优秀 优良 机械 课程 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:

说明书一份,25页,6300字左右.

任务书一份.


图纸共张,如下所示

A0-蜗轮蜗杆减速器装配图.dwg

A3-蜗杆轴.dwg

A3-蜗轮.dwg

A3-蜗轮轴.dwg


内容简介:
目 录 一 、课程设计任务书 . 2 二、 传动方案 . 错误 !未定义书签。 三、 选择电动机 . 错误 !未定义书签。 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 . 错误 !未定义书签。 五、传动装置的运动和动力参数 . 错误 !未定义书签。 六、确定蜗杆的尺寸 . 错误 !未定义书签。 七、减速器轴的设计计算 . 错误 !未定义书签。 八、 键联接的选择与验算 . 错误 !未定义书签。 九、密封和润滑 . 错误 !未定义书签。 十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 . 错误 !未定义书签。 十一、减速器附件的设计 . 错误 !未定义书签。 十二、小 结 . 错误 !未定义书签。 十三、参考文献 . 错误 !未定义书签。 一 、 课程设计任务书 2007 2008 学年第 1 学期 机械工程 学院(系、部) 材料成型及控制工程 专业 05 班级 课程名称: 机 械 设 计 设计题目: 蜗轮蜗杆 传动 减速器的设计 完成期限:自 2007 年 12 月 31 日至 2008 年 1 月 13 日共 2 周 内 容 及 任 务 一、 设计任务: 设计 蜗轮蜗杆 减速器 二、设计的主要技术参数: 带的圆周力 00 ,带速 ,滚筒直径00 。 ( 工作条件:三班制,使用年限 10 年,连续单向运转,载荷平稳,小批量生产,运输链速度允许误差为链速度的 5%。 ) 三、设计工作量 : 说明书 1 份, 装配图 1 张, 零件图 3 张。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2007 年 12 月 31 日 1 月 4 日 设计计算 减速器,并认真检验计算结果 2008 年 1 月 5 日 1 月 10 日 完成 装配图 2008 年 1 月 11 日 1 月 12 日 完成 3 张 零件图 2008 年 1 月 13 日 整理说明书和图纸 主 要 参 考 资 料 1机械设计课程设计王大康,卢颂峰主编 北京工业大学出版社 2000 2机械设计课程设计金清肃主编 华中科技大学出版社 1995 3机械设计学基础孙建东主编 机械工业出版社 2004 4简明机械设计手册唐金松主编 上海科学技术出版社 1992 5机械设计濮良贵,纪名刚主编 高等教育出版社 2001 指 导 教 师(签字): 年 月 日 系(教研室)主任(签字): 年 月 日 机械设计课程设计 1 目 录 一 、课程设计任务书 . 2 二、 传动方案 . 3 三、 选择电动机 . 3 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 . 5 五、传动装置的运动和动力参数 . 5 六、确定蜗杆的尺寸 . 6 七、减速器轴的设计计算 . 9 八、 键联接的选择与验算 . 17 九、密封和润滑 . 18 十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 . 19 十一、减速器附件的设计 . 20 十二、小 结 . 24 十三、参考文献 . 24 机械设计课程设计 2 一 、 课程设计任务书 2007 2008 学年第 1 学期 机械工程 学院(系、部) 材料成型及控制工程 专业 05 班级 课程名称: 机 械 设 计 设计题目: 蜗轮蜗杆 传动 减速器的设计 完成期限:自 2007 年 12 月 31 日至 2008 年 1 月 13 日共 2 周 内 容 及 任 务 一、 设计任务: 设计 蜗轮蜗杆 减速器 二、设计的主要技术参数: 带的圆周力 00 ,带速 ,滚筒直径00 。 ( 工作条件:三班制,使用年限 10 年,连续单向运转,载荷平稳,小批量生产,运输链速度允许误差为链速度的 5%。 ) 三、设计工作量 : 说明书 1 份, 装配图 1 张, 零件图 3 张。 进 度 安 排 起止日期 工作内容 2007年 12月 31 日 月 4日 设计计算 减速器,并认真检验计算结果 2008年 1月 5日 月 10 日 完成 装配图 2008年 1月 11日 月 12日 完成 3张 零件图 2008年 1月 13日 整理说明书和图纸 主 要 参 考 资 料 1机械设计课程设计王大康,卢颂峰主编 北京工业大学出版社 2000 2机械设计课程设计金清肃主编 华中科技大学出版社 1995 3机械设计学基础孙建东主编 机械工业出版社 2004 4简明机械设计手册唐金松主编 上海科学技术出版社 1992 5机械设计濮良贵,纪名刚主编 高等教育出版社 2001 指 导 教 师(签字): 年 月 日 系(教研室)主任(签字): 年 月 日 机械设计课程设计 3 二 、 传动方案 我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置,传动方案装置如下: 三 、 选择电动机 1、电动机的类型和结构形式 按工作要求和工作条件,选用选用笼型异步电动机,封闭式结构,电压 380v,Y 型。 2、电动机容量 0 0 01 0 0 0 根据带式运输机工作机的类型,可取工作机效率 96.0w。 电动机输出功率dp 传动装置的总效率 433221 式中, 21 、 为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表 10 机械设计课程设计 4 查得:联轴器效率 1 =承 2 =级蜗杆传动3=筒轴滑动轴承 ,则 总效率 2 故 电动机额定功率数文献 2 表 19取电动机额定功率 、电动机的转速 卷筒轴工作转速为 m i n/rD 由 参考文献 2 表 2知,单级蜗杆减速器一般传动比范围为 740 总动比合理范围为 407 电动机转速的可选范围为 m i n/6 3 6 8 1 4m i n/07( 初选同步转速分别为 1500r/m 和 3000r/m 的两种电动机进行比较如下表: 方案 电动机号 额定 功率 电动机转( r/ 电动机质量w/见价格 (元) 总传动比 i 同步 满载 1 500 1430 38 800 000 2840 45 1000 表中数据 可知两个方案均可行,但方案 1 传动比较小,传动装置结构尺寸较小。因此,采用方案 1,选定电动机 4、 动机的数据和外形,安装尺寸如小表 : 型号 额定功率 ( 转速( r/ 质量( 同步 满载 2 1500 1430 38 尺寸 H A B C D E F G K D D 100 160 140 63 28 60 8 24 12 205 180 205 245 170 380 机械设计课程设计 5 电动机外形尺寸 : 四 、 计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 传动装置总传动比 : 由选定的电动机满载转速n ,可得传动装置的传动比是: m 所得 i 符合单级蜗杆减速器传动比的常用范围。 五 、传动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 1n 为蜗杆的转速,因为和电动机用联轴器连在一起,其转速等于电动机的转速,则: m 4301 m 2n 为蜗轮的转速,由于和工作机连在一起,其转速等于工作主轴转速,则: 各轴输入功率 按电动机额定功率 1P 为蜗杆轴的功率, 2P 为蜗轮轴的功率,3: 7 2 98.8i 4301 机械设计课程设计 6 8 2、各轴转矩 蜗杆轴的转矩 1T : 6 9 3 01 7 5 09 5 5 0111蜗轮轴上的转矩 2T : 6 5 90 2 5 09 5 5 0222工作机主轴上的转矩3T: 3 六 、确定蜗杆的尺寸 1、 选择蜗杆传动类型 根据 10085采用渐开线蜗杆 ( 2、 选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大 ,速度只是中等 ,故蜗杆用 45刚 ;因希望效率要高些 ,耐磨性好些 ,故蜗杆螺旋齿面要求淬火 ,硬度为 金属摸铸造 仅齿圈用青铜制造 ,而轮芯用灰铸铁 3、 按齿面接触疲劳强度进行设计 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 式 (11算传动中心矩 : 23 2 )( 蜗轮上的转矩 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 1K;由表参考文献 1的表 11由于转速不高,冲击不大,可取动载荷系数 K;则: 机械设计课程设计 7 确定弹性影响系数 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故 21160。 确定接触系数a 的比值为 图参考文献 1 图11Z。 确定许用接触应力 H 根据涡轮材料为铸锡磷青铜 110 属模铸造,蜗杆螺旋齿 面硬度 45以从文献 1表 11 。 应力循环次数 82 寿命系数 66 3 3 取中心距 a=100 i=从文献 1 表 11取模数 m=杆的分度圆直径 d1/a 为 文献 1 图 11Z ,因为 ,因此以上结果可用。 4、 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 : 轴向齿距 直径系数 齿顶圆直径 11 齿根圆直径 11 分度圆导程角 051028 蜗杆轴向齿厚 N f a 机械设计课程设计 8 蜗轮 : 蜗轮的齿数 3;变位系数 验算传动比 % ,是允许的。蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 62 222 蜗轮齿根圆直径 62 222 蜗轮咽喉母圆半径 2 5、 校核齿根弯曲疲劳强度 212 T 当量齿数 s 332 2=文献 1图 11 螺旋角系数 7 9 9 从文献 1 表 11查得由 110 。 寿命系数 5 21 6 弯曲强度是满足的。 a f Y 机械设计课程设计 9 6、 验算效率 )t t v 已知 ;vv ;对滑动速度 s / 0 060 1 4 3 0 060 11 从参考文献 1 表 11用插入值法查得 02796.06016.1v;代入式中求得 ,稍小于原估计值,因此不用重算。 7、 热平衡计算 蜗杆传动总效率 2433221 散热面积 A 取传热系数 2/15,取 20 ,从而可以计算出箱体工作温度 t 8 4 7 0 0)8 8 0 0 0 1 因为 所以符合要求。 8、 精度等级公差和表面粗糙度的确定 七、 减速器轴的设计计算 1、 蜗杆轴的设计 由于蜗杆的直径很小,可以将蜗杆和蜗杆轴做成一体,即做蜗杆轴。 蜗杆上的转矩 则作用于齿轮上的圆周力: 5 4 5221121 轴向力: 5 1 6 5 5222221 径向力: 020t a 5 7t a 初步确定轴的最小直径 s / 2518.0 机械设计课程设计 10 先按文献 1 式 15步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢,调质处理。根据表 15 126A ,于是得 311m i n 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 12d 。为 了使所选的轴的直径12d 与联轴器的孔径相适应,孤需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩1,查文献 1 表 14虑到转矩变化很小,故取 K ,则: 2 2 0 3 81 4 6 9 按照计算转矩参考文献 2表 14用弹性柱销联轴器,其公称转矩为 31500N 联轴器的孔径 6取 6联轴器长度 L=42联轴器与轴配合的毂孔长度 0 轴上零件的装配方案 蜗杆是直接和轴做成一体的,左轴承及轴承端盖从左面装,右轴承及右端盖从右面装。 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位要求, 1取 20端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径 D=22联轴器与轴配合的毂孔长度 0了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故 11短一 些,现取 8 由已知条件知道工作时间为 10年,每年按 300 天计算,且每天三 班制工作,则大概总的工作时间为: hL h 720002430010 考虑最不利的情况,单个轴承所受的径向力为: 1 向心轴承只承受径向载荷时 1 由参考文献 1式 1316 1 )1060( N 查表 1313 2000 机械设计课程设计 11 12.1731)7 2 0 0010 143060(1 1016 从参考文献 2中查表 13 轴承型号 外形尺寸( 安装尺寸( 基本额定动载荷 Cr/本额定静载荷 Cr/000AC d D B da a ra 0 55 13 36 49 1 此轴环处的直径 0 8端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 6006型轴承轴 肩高度 h=6此,取 2 所选轴承的外形如下图所示: 由已知可以取齿宽 5杆齿顶圆直径为 45根圆直径为 30顶圆左端长 10端长 15考文献 1 表 15轴端倒角为 452 。 蜗杆轴的校核 731 机械设计课程设计 12 设蜗杆齿宽的法向中心线的有侧长为 L ,左侧的长度为 L ,则: 水平面的支承反力(图 a) 垂直面的支承反力(图 b) 机械设计课程设计 13 绘水平面的弯矩图 0 0 绘垂直面的弯矩图 绘合成弯矩图 3 8 5 7 0 0 9 5 4 4 0 0 9222222222121 该轴所受扭矩为 146921 按弯扭合成应力校核轴的强度 由图可知轴承 上截面 C 为危险截面,根据文献 1 式( 15以上数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取 =的计算应力 M P 前已选定轴的材料为 45 钢,调质处理,由文献 1 表 15得 1 。因此取 h=4轴环直径 0环宽大于等于 取 时取 0045=328 所选轴承的外形如前面所选轴承图所示。 蜗轮轴的校核 设蜗轮齿宽的法向中心线的有侧长为 L ,左侧的长度为 L ,则: 水平面的支承力: FF 5721 垂直面的支承反力 : FF 5722 绘水平面的弯矩图: h 16 2 5 91 绘垂直面的弯矩图: 绘合成弯 矩图: 该轴所受扭矩为: 1216552 按弯扭合成应力校核轴的强度 由图可知轴承上截面 C 为危险截面,根据文献 1 式( 15以上数据,以及轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取 =的计算应力 M P 前已选定轴的材料为 45 钢,调质处理,由文献 1 表 15得 1 。因此 1 ,故安全。 由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的,由蜗杆轴受力情况知截面 其轴径也较大,且应力集中不大,各处应力集中都不大,故蜗杆轴疲劳强度不必校核。 机械设计课程设计 17 八、 键联接的选择与验算 1、 选择键联接的类型和尺寸 本设计中有三处要求使用键联接,一处为减速器输入轴(蜗杆)的联轴器处,设置在蜗杆上的键标此处为键 1 此处轴的直径 6处是减速器输出轴(蜗轮轴)的联轴器处,设置在蜗轮轴上的键标此处为键 2 此处轴的直径 0一处是蜗轮与 蜗轮轴的联接,标记此处的键为键 3 此处轴的直径 5般 8 级以上的精度要有定心精度的要求,所以选择用平键联接,由于只是联接的是两根轴,故选用圆头普通平键( A)型。而键 3 的蜗轮在轴的中间,所以也选择圆头普通 平键( A)型。 根据以上的数据,从文献 1 表 6查得键 1 的截面尺寸为:宽度 b=5度 h=5联轴器的标准并参考键的长度系列,可以确定取此键的长度L=20伸入到联轴器的深度短一些)。查得键 2 的截面尺寸为:宽度 b=8度 h=7理取此键的长度 L=50得键 3 的截面 尺寸为:宽度 b=14度 h=9轮毂的宽度并参考键的长度系列,取该键的键长 L=28 2、 校核键联接的强度 键 1 处键、轴和联轴器的材料是钢和铸铁,且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值, p=135 键的工作长度为 l=50与轮毂的键槽的接触高度为机械设计课程设计 18 k=5文献 1 的式 6得 l 3 505 4 31 可见联接的挤压强度满足,即该键可以正常工作。 键 2 处键、轴和 蜗轮的材料是钢和铸铁,且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值, p=135的工作长度为 l=02与轮毂的键槽的接触高度为 k=文献 1 的式 6得 Pk l 3 506 5 12102 332 可见联接的挤压强度满足,即该键可以正常工作。 键 3 处键、轴和联轴器的材料是钢和铸铁,且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值, p=135 键的工作长度为 l=84与轮毂的键槽的接触高度为k=9文献 1 的式 6得 Pk l 3 506 5 12102 332 可见联接的挤压强度满足,即该键可以正常工作。 自此减速器中的所有的键均以校核完毕,所有的键均满足使用要求。 键的外型图和键槽的安装图: b / 2九、 密封和润滑 由于本 设 计蜗杆减速器 用的是钢蜗杆配青铜蜗轮,参考文献 1 表 11择号 用油,对于蜗杆的给油方式,根据蜗杆的相对滑动速度以及载荷类型选择,本设计的蜗杆减速器蜗杆的相对滑动速度为 s 内,且采用的是闭式传动,传动载荷中等,根据文献 1 表 11杆传动的润滑油粘度推荐值及给油方式,选择油池润滑。关于蜗杆传动的润滑油量,由于采用的是闭式蜗杆传动,搅油损耗不是太大,且采用的是蜗杆下置式的传动,所以浸油深度应为蜗杆的一个齿高。蜗轮的润滑主要凭借蜗杆的带油作用来进行润滑。 对于轴承的润滑,蜗杆轴承采 用浸油润滑。同时蜗轮轴承润滑采用刮油板刮37 机械设计课程设计 19 蜗轮上的油通过箱体上的油槽润滑。另外在安装的时候,也应该对轴承的润滑进行良好处理,应该用润滑油脂进行充分的润滑。 对于轴承的密封设计采用了轴承端盖还在其中加入了密封圈。蜗杆轴承端一边用闷端盖,一边用唇形密封圈。蜗轮轴轴承一边用闷端盖,一边用毡圈。整个箱体是密封的。 十、 铸铁减速器箱主要结构尺寸 1、 箱座高度 3)5030(22272齿高为: 则齿轮浸油深度 符合条件齿轮浸油深度大于 10 总的油深 箱体内储油宽度大约为 箱体内储油长度大约为 4 则储藏的油量 4 597 单级减速器每传递 150 3 符合要求 。 2、箱体的刚度设计 从参考文献 2 表 4 4得下表: 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 1b 12 箱座凸缘厚度 b 12 箱座底凸缘厚度 2b 20 机械设计课程设计 20 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 160 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 22、 18、 16 2,2C 20、 14 轴承旁凸台半径 1R 2C 20 凸台高度 h 45 外箱壁至轴承座端面距离 1l )105(21 40 蜗轮顶圆与内壁的距离 1 10 蜗轮 轮毂端面与内壁距离 2 10 箱盖、箱座肋厚 1轴承端盖外径 2D 3)( 110 轴承旁联结螺栓距离 S 2 110 十一、 减速器附件的设计 1、 窥视孔及视孔盖 机械设计课程设计 21 参考文献 2表 4 1l 2l 31b
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