蜗轮蜗杆减速箱设计课程设计论文

1目录第一章总论2第二章机械传动装置总体设计321拟定传动方案322电动机的选择423传动比及其分配424校核转速525传动装置各参数的计算5第三章传动零件蜗杆蜗轮传动的设计计算531蜗轮蜗杆材料及类型选择532设计计算6第四章轴的结构设计及计算1041安装蜗轮的轴设计计算1042蜗杆轴设计计算15第五章滚动轴承计算1751安装蜗轮的轴的轴承计算1852蜗杆轴轴承的校核18第六章键的选择计算19第七章联轴器202第八章润滑及密封说明20第九章拆装和调整的说明21第十章减速箱体的附件说明21课程设计小结22参考文献23第一章总论带式运输机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。带式运输机主要由两个端点滚筒及紧套其上的闭合输送带组成。带动输送带转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送带依靠驱动滚筒与输送带之间的摩擦力拖动。驱动3滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。带式运输机是连续输送机中的一种，连续运输机是固定式或移动式运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的物料流，靠着这种物料流的整体运动来完成物料从装载点到装载点之间的运输。它主要由机架、运输带、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。其中传动装置就是把原动机的动力传递给工作机的中间设备，减速器就是传动装置中的一种。所设计的方案是设计带式运输机的传动装置，原始数据为运输带的拉力F3200N，运输带的线速度V085M/S，卷筒直径D410MM；工作条件连续单向运转，载荷平稳；使用期限五年，两班制；生产条件一般规模小批量生产；运输带速度允许误差土5；由于电动机高速运转，故传动装置为减速机。减速器在原动机和工作机之间起匹配转速和传递扭矩的作用。减速器是一种相对精密的机械，使用的目的是降低转速、传递扭矩。按照传递级数不同可分为单级和多级减速器，是一种封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或是齿轮蜗杆传动所组成的独立部件。蜗杆减速机是一种具有结构紧凑，传动比大，以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械，是最常用的减速机之一。4第二章机械传动装置总体设计机械传动装置总体设计的主要任务是分析研究和拟定传动方案、电动机的选择、传动比的分配及计算、传动装置的运动参数及动力参数计算，为后续的传动设计和装配图绘制提供依据。21拟定传动方案一个传动方案的拟定，除了应满足机器的功能要求外，还应当具备工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便等特性。在拟定传动方案的时候，应多种传动方案进行对比，在结合具体情况进行设计，最后确定最终的方案。一般情况下，蜗杆减速器除有第一章所述特点外还具有坚固耐用、传动平稳、承载能力大、噪音低，动力源广，可用于电机或其他动力驱动5等特点。所以根据上述数据及要求（原始数据为运输带的拉力F3200N，运输带的线速度V085M/S，卷筒直径D410MM；工作条件连续单向运转，载荷平稳；使用期限五年，两班制；生产条件一般规模小批量生产；运输带速度允许误差土5；），在以下方案中进行选择方案一（皮带一单级圆柱齿轮传动）、方案二（两级展开式圆柱齿轮传动）、方案三（蜗轮蜗杆传动）。由于转速高的电动机传递到工作机时降速范围较大，故选择蜗轮蜗杆传动的结构紧凑、传动比大、坚固耐用、传动平稳等特点。故最终确定方案为方案三（蜗轮蜗杆传动）。由所选传动方案可绘制工作传动装置如下图所示图11蜗杆减速器示意图1电动机2、4联轴器3一级蜗轮蜗杆减速器5传动滚筒6输送带6电动机与减速器相连选用凸缘联轴器，工作机与减速器相连处选用弹性联轴器。22电动机的选择根据工作机的负荷、特性和工作环境，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机功率，最后确定电动机型号。1、选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。2、选择电动机容量（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率其中弹性联轴器的传动效率099；1单线蜗杆与蜗轮的传动效率075；2运输机驱动轴一对滚动轴承的效率099；3凸缘联轴器的传动效率0994所以减速机构的总效率0990750992099072034231（2）选择电动机的功率所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。带式运输机所需的功率PWFV1000W320008510001272KW（其中W为工作机传动效率且W1）；初步估计电动机额定功率P所需电机输出的功率PDPW/272/072378KW；查机械设计课程设计表21，选取Y112M4电动机,主要参数如下额定功率P4KW满载转速NM1440R/MIN电机轴伸出端直径28MM伸出端安装长度60MM723传动比及其分配1、查机械设计书中得各级齿轮传动比如下；825蜗杆I理论总传动比；825蜗杆总I运输机驱动滚筒转速NW3962R/MIN；DV106410根据初选电机转速NM1440R/MIN，计算总传动比INM/NW1440/39623635。由工作原理图可知该传动装置为蜗轮蜗杆单级传动，即总传动比就等于蜗轮蜗杆传动比。2、查机械设计表111，取蜗杆头数Z11,蜗轮齿数Z236，则实际总传动比I36。12Z24校核转速滚筒的实际转速NWNM/I1440/3640，转速误差NW097E029292000ARPC36N013/10654701H因此选用该轴承没问题。52蜗杆轴轴承的校核设计轴时，两端均初选轴承30307，E031，Y19径向力FRA3327NFRB3327N21VH2VH派生力FDB87553NFDA87553NYRB2YRA2轴向力FAAFDBFA171105NFABFDB87553N26当量载荷由于037E，所以X04，Y19RBFAA由于为一般载荷，则FP12，故当量载荷为PAFPXFRAYFAA178089N而CR752KN，故轴承寿命LP14056103ARPC16N03/10697852140H292000H因此选用该轴承也没问题。第六章键的选择计算对于键连接，首先选择键的类型，决定键和键槽的剖面尺寸，然后校核键连接的强度。在设计轴时已初选轴承为滚子轴承，现只需计算校核。1、输入轴与电动机轴采用平键连接根据轴径D128MM，L158，可选用A型平键，由机械设计表61得BHL8744，即键744GB/T10962003。键、轴和联轴器的材料都是钢，由表62查的许用应力P100120MPA，取其平均值110MPA。键的工作长度LLB44832MM，键与联轴器接触高度K05H35MM，则P1563MPAPKLD310T2所以此键强度符合设计要求272、输出轴与联轴器连接采用平键连接根据轴径D150MM，L182，可选用A型平键，得BHL14970即键970GB/T10962003。键、轴和联轴器的材料都是钢，键的工作长度LLB701456MM，键与联轴器接触高度K05H45，则P9625MPAPKLD3210T所以此键强度符合设计要求。3、输出轴与蜗轮连接用平键连接根据轴径D465，L481，可选用A型平键，得BHL181160，即键1160GB/T10962003，键、轴和联轴器的材料都是钢，键的工作长度LLB601842MM，键与联轴器接触高度K05H55，则P9445MPAPKLD3210T所以此键强度符合设计要求。第七章联轴器常用的联轴器已经标准化或规范化，在机械设计中，主要是根28据使用条件及所传递扭矩大小来选择其类型和尺寸。在轴的设计当中，已经选择了联轴器，输出轴选用HL4型弹性联轴器，D50MM，L80MM；输入轴上的联轴器选用YL5型凸缘联轴器，D28MM，L62MM。第八章润滑及密封说明因为是下置式蜗杆减速器，且其传动的圆周速度，故12/VMS蜗杆采用浸油润滑，取浸油深度H12MM；润滑油使用50号机械润滑油。轴承采用润滑脂润滑，因为轴承转速V1500R/MIN，所以选择润滑脂的填入量为轴承空隙体积的1/2。在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用任何碘片。轴伸处密封应涂上润滑脂。29第九章拆装和调整的说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。在安装齿轮或蜗杆蜗轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度确定的，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。也可调整蜗轮轴垫片，使蜗杆轴心线通过蜗轮中间平面。第十章减速箱体的附件说明箱体是减速器的重要组成部件，用以支持和固定轴系零件，保证转动件的润滑，实现与外界的密封。30机座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度，箱体的一些结构尺寸，如壁厚、凸缘宽度、肋板厚度等，对机座和箱体的工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响。但是由于其形状的不规则和应力分布的复杂性，未能进行强度和刚度的分析计算，但是可以根据经验公式大概计算出尺寸，加上一个安全系数也可以保证箱体的刚度和强度。箱体的大小是根据内部传动件的尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后确定的。31课程设计小结随着大四的脚步声响起，课程设计也将接近尾声，在戴老师的精心指导下经过几周的努力奋战，终于完成。做课程设计前，觉得所学理论知识很单调乏味，感觉都懂了又好像都不懂，通过这次课程设计，才意识到那些理论知识是真的没有完全搞懂。课程设计是机械设计及相关课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前的一个必不可少的过程。这次课程设计，我深深地感受到千里之行始于足下，今天认真的做好课程设计，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下了坚实的基础。这三周真的很累，但我收获了很多，也让我发现了自己的不足之处。这三周的课程设计进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；通过设计实践，树立了正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉掌握了机械设计的一般规律，也培养了分析和解决问题的能力