螺旋输送机传动装置设计【11张cad图纸+文档全套资料】
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长春理工大学光电信息学院毕业设计编号编号 本科生毕业设计输送机传动装置The design of screw conveyor drives学 生 姓 名杨守刚专 业机械设计制造机器自动化学 号0951336指 导 教 师仲丛华分 院机电工程分院20132013 年年 6 6 月月长春理工大学光电信息学院毕业设计摘摘 要要输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。它的广泛应用对于提高劳动生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。本次设计主要以螺旋输送机为例。本文查阅了许多国内外文献，详尽地了解国内外关于螺旋输送机优化的研究现状和发展动态。文中对螺旋输送机进行了较全面论述，阐明了螺旋输送机的工作原理。根据设计准则和设计理论，通过蜗轮蜗杆的设计计算及校验，各轴的结构设计，轴承的选择及其他部件的设计，最终完成了环面蜗轮蜗杆减速器设计。该设计体现了传动装置设计的一般过程，也可适用于其他类型输送机传动装置的设计。具有代表性，对其他类似设计有参考价值和借鉴意义。关键词：螺旋输送机，传动装置，蜗轮蜗杆减速器 长春理工大学光电信息学院毕业设计AbstractThe conveyor is a handling machine in a certain line on the continuously transported material, also named continuous conveyors. The conveyor is the necessary device of modern manufacturing and material fluid transportation. In order to reduce peoples heavy physical work, to raise working productivity, to achieve material-conveying automation and mechanization, it possesses very important practical significance. it has already widely used in many country departments. Conveyors are used extensively in industry for conveying and elevating bulk materials over relatively short distances. They are very effective conveying devices for relatively free flowing bulk solids.The design is for screw conveyor as example. This paper access to a number of domestic and foreign literatures, understanding of the status and developments at home and abroad on the screw conveyor detailed. Paper is a more comprehensive discussion of the screw conveyor and clarifies the working principle of the screw conveyor. According to the design criteria and design theory, though the design calculation and verification of the worm, the structural design of the shaft, bearing selection and design of the other components, complete the torus worm gear reducer design finally. The design reflects the general process, also has applicable to other types of conveyor gear design. It has representative and the reference value and reference to other similar design.Key words: Screw conveyor, Gearing, Worm gear reducer长春理工大学光电信息学院毕业设计I 目目 录录绪绪 论论 .1 1第一章第一章 设计方案的选定设计方案的选定 .6 6第二章第二章 电动机的选择与计算电动机的选择与计算 .7 72.1 初选电动机类型和结构型式.72.2 电动机基本参数.72.2.1 确定传送机所需的功率wP.72.2.2 确定传动总效率总.82.2.3 电动机的输出功率.82.2.4 选择电动机及主要参数.8第三章第三章 传动装置的传动比及运动参数计算传动装置的传动比及运动参数计算 .10103.1 传动装置的传动比.103.2 传动装置运动参数的计算.103.2.1 各轴功率计算.103.2.2 各轴转速的计算.103.2.3 各轴输入扭矩的计算.10第四章第四章 减速器部件的设计计算减速器部件的设计计算 .11114.1 蜗轮蜗杆传动设计计算及校核.114.1.1 选择蜗杆、蜗轮材料.114.1.2 确定蜗杆头数 Z1及蜗轮齿数 Z2.114.1.3 验算滚筒的速度.114.1.4 确定蜗杆蜗轮中心距 a 及传动几何参数设计 .124.1.5 蜗轮蜗杆校核计算.144.2 轴的设计及校核.154.2.1 各轴的结构设计 .154.2.2 各轴的强度校核 .194.3 轴承的选择及校核.234.3.1 蜗杆轴轴承的选择及寿命校核.234.3.2 蜗轮轴轴承的寿命校核.254.4 键的选择及强度校核.264.4.1 蜗杆轴上安装联轴器处的键联接.26长春理工大学光电信息学院毕业设计II4.4.2 蜗杆轴上装蜗轮处的键联接.264.4.3 蜗轮轴上装联轴器处的键联接.264.5 减速器的其他部件设计.274.5.1 窥视孔和视孔盖.274.5.2 通气器.284.5.3 定位销.284.5.4 起盖螺钉.284.5.5 起吊装置.294.5.6 放油孔及螺塞.294.6 箱体结构设计及其他技术说明.304.6.1 箱体结构设计.304.6.2 减速器其他技术说明.30结结 论论 .3232致致 谢谢 .3333参考文献参考文献 .3434长春理工大学光电信息学院毕业设计1绪绪 论论输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜 和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。具有方向易变，可灵活改变输送方向，最大时可达到 180 度；伸缩自如，一个单元最长与最短状态之比可达到 3 倍；可灵活改变输送方向，最大时可以大于等于180 度。输送机械按运作方式可以分为：1：皮带式输送机 2：螺旋输送机 3：斗式提升机4：滚筒输送机 5：计量输送机 6：板链输送机 7：网带输送机。螺旋输送机广泛应用于广泛用于矿山，冶金，建材，化工，电力，食品加工等工业领域，在煤矿，金属矿，钢铁企业，港口，水泥厂等地，具有一定代表性，因此本文的主要研究对象为螺旋输送机。螺旋输送机俗称绞龙，是属于不具有挠性牵引构件的输送机械, 其作用原理是:由带有螺旋片的转动轴在封闭的料槽内旋转,使装入料槽的物料由于本身重力及其对料槽的摩擦力的作用,而不和螺旋一起旋转,只沿料槽向前运移。适用于颗粒或粉状物料的水平输送，倾斜输送，垂直输送等形式。输送距离根据畸形不同而不同，一般从2 米到 70 米。输送物料的同时可完成混合、掺合和冷却等作业,其优点是结构简单、紧凑、工作可靠、维修简单,成本低廉,可在线路任一点装载,也可许多点卸载, 是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。它的结构特点是螺旋输送机旋转轴上焊有螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型等型式。螺旋输送机的螺旋轴在物料运动方向的终端有止推轴承以随物料给螺旋的轴向反力，在机长较长时，应加中间吊挂轴承。 主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等，在水泥工业部门，螺旋输送机主要用来输送水泥生产所需要的原料，同时还伴随进行一些工艺处理，如搅拌、混合等，在烟草机械行业中螺旋输送机也被广泛应用于输送烟梗、烟末。螺旋输送机对于减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。由于传动装置是螺旋传送机的重要组成部分，本文将针对了螺旋输送机传动装置部分减速器的工作原理、作用和特点以及发展趋势进行介绍。本文设计的螺旋输送机主要由五部分构成，如图 1-1 所示。长春理工大学光电信息学院毕业设计21 电动机 2 联轴器 3 蜗轮蜗杆减速器 4 联轴器 5 滚筒图 1 螺旋输送机的构成从图中可以看出，对螺旋输送机的设计而言，传动装置的设计是重点和难点之一。因此本次设计将根据要求和传动原理设计出螺旋传送机的传动装置。传动装置的主要组成部分是减速器，首先需要了解减速器的相关知识。（1）减速器的发展现状减速器是一种动力传递机构, 使用它的目的是降低转速, 增加转矩。它的种类繁多, 型号各异, 不同种类有不同的用途。重型机械用减速器涉及的产品包括了各类齿轮减速器、行星齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器及摆线针轮减速器, 也包括了各种专用传动装置, 如增、减速装置、调速或变速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。每一种类型的减速器依据其结构特征或加工工艺不同, 又可分为许多类别, 如齿轮减速器可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器及圆锥-圆柱齿轮减速器等。20 世纪 7080 年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下：1）高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高 4 倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。2）积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。3）型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。长春理工大学光电信息学院毕业设计3自 20 世纪 60 年代以来，中国先后制订了 JB113070圆柱齿轮减速器等一批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。经过 40 多年的发展, 减速机行业已初步形成了科研、开发、设计、制造、服务等比较完整的制造业体系, 在我国装备制造业中占有一定的地位和份额。自改革开放以来, 通过引进先进的加工设备, 新技术消化吸收, 自主设计开发和技术攻关、技术改造等, 使减速机行业得到飞速发展, 从而使产品的技术水平、制造水平和生产能力得到极大的提高。为国家重点工程和国民经济的发展做出了一定贡献, 部分产品替代了进口,满足了市场的需要。并且在圆弧齿轮减速机、渐开线少齿差摆环减速机、星轮减速机等传动领域, 产品开发、技术创新、制造水平和自主知识产权等方面我国处于国际领先地位, 拥有一定的竞争优势。其产品广泛使用在冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等各行业和领域。但是依然存在很多问题，如产品制造质量参差不齐，整体可靠性有待提高；基础技术研究不足，制约行业技术水平提升等问题。(2) 减速器的工作原理减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比(3) 减速器的分类减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20 世纪 7080 年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。 其主要类型：齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮蜗杆减速器；行星齿轮减速器。一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。1）圆柱齿轮减速器单级、二级、二级以上二级。布置形式：展开式、分流式、同轴式。2）圆锥齿轮减速器用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。3）蜗杆减速器主要用于传动比 i10 的场合，传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。广泛应用阿基米德蜗杆减速器。蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。4）齿轮蜗杆减速器长春理工大学光电信息学院毕业设计4若齿轮传动在高速级，则结构紧凑；若蜗杆传动在高速级，则效率较高。5）行星齿轮减速器传动效率高，传动比范围广，传动功率 12W50000KW，体积和重量小。行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。 减速器: 简言之，一般机器的功率在设计并制造出来后，其额定功率就不在改变，这时，速度越大，则扭矩（或扭力）越小；速度越小，则扭力越大。(3) 齿轮减速器的特点齿轮传动是机械传动中重要的传动之一，形式很多，应用广泛，传递的功率可达近十万千瓦，圆周速率可达 200m/s。齿轮传动的特点主要有：1) 效率高，在常用的机械传动中，以齿轮传动效率最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达 99。2）结构紧凑，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般比较小。3）工作可靠，寿命长，设计制造正确合理，使用维护良好的齿轮传动，工作可靠，寿命可长达一，二十年，这也是其它机械传动所不能比拟的。4) 传动比稳定,传动比稳定是对传动性能的基本要求，齿轮传动能广泛应用，也是因为具有这一特点。但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格昂贵，且不宜用于传动距离过大的场合。(4)蜗杆减速器的特点蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为 90 度，这种传动由于具有下述特点，故应用颇为广泛。1) 当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的传动比。在动力传动中，一般传动比 I=5-80;在分度机构或手动机构中，传动比可达 300；若只传递运动，传动比可达 1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。2) 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷小，传动平稳，噪声低。3) 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。4) 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生较严重的磨擦和磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此磨损较大，效率低；当蜗杆传动具有自锁性时，效率仅为 0.4 左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮，以便与钢制的蜗杆配对组合成耐磨性良好的滑动摩擦剂。根据蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动可以分成三大类：圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。蜗杆分度曲面是圆环内表面的一部分，蜗杆轴线平面内理论齿廓为直线的蜗杆传长春理工大学光电信息学院毕业设计5动称为直廓环面蜗杆传动，俗称“球面蜗轮传动” 。它始于 1921 年的美国造船业，其代表产品是美国 CONE DRIVE，50 年代起在我国得到推广应用。与普通圆柱蜗杆传动相比，这种蜗杆同时包容齿数多，双线接触线形成油膜条件好，两齿面接触线诱导法曲率半径大。因此，承载能力是相同中心矩普通蜗杆的 1.53 倍（小值适应于小中心矩，大值适应于大中心矩） 。在传递同样功率时，中心矩可缩小 20%-40%。由于性能优良，美国、日本、俄罗斯等国都将这种传动作为动力传动中的主要形式之一广泛使用。美国生产产品系列中心矩为 151320；速比为 5343000；最高传动效率可达97%。我国经过 40 年的研究和发展，目前这种蜗杆的生产品种也十分可观，最大中心矩可达到 1200；最少齿数比为 5；蜗杆头数达 6；最高传动效率可达 94%。这种蜗杆传动分为“原始型”和“修整型”两种。 “原始型”直廓环面蜗杆的螺旋齿面的形成为：一条与成形圆相切、位于蜗杆轴线平面内的直线，在绕成形圆的圆心作等角速的旋转运动的同时，又与成形圆一起围绕蜗杆的轴线作等角速的旋转运动，这条直线在空间形成的轨迹曲面，就是直廓环面蜗杆的齿面。由于蜗杆齿面的发生线是直线刀刃，蜗杆螺旋面是直线刀刃形成的不可展直纹面而不是由包络产生的，难以实现磨削，这种蜗杆制造钢筋工艺比较复杂，不易获得高精度的传动，这是直廓环面蜗杆传动的主要缺点。由以上分析可以看出，虽然普通齿轮减速器具有效率高，工作可靠，寿命长，传动比稳定等优点，但是不具备设计条件中重点要求的自锁性，所以不能选用；而准平行啮合线环面蜗杆减速器，它具有普通环面蜗杆减速器所不具备的很多优点。长春理工大学光电信息学院毕业设计6第一章第一章 设计方案的选定设计方案的选定本设计原始资料如下：(1) 设计题目：螺旋输送机传动装置(2) 原始数据：电动机输出转速：n=940r/min电动机额定功率：P0=1.5km(3) 工作条件：使用年限 10 年，单班制工作(4) 制造条件：减速器由一般厂中小批量生产1 电动机 2 联轴器 3 蜗轮蜗杆减速器 4 联轴器 5 滚筒图 1-1 螺旋输送机的构成根据以上设计要求并结合以上分析，我们在设计中采用准平行啮合线环面蜗杆减速器。具体设计方案是：选用的电动机输出转速是 940r/min，由凸缘联轴器将电动机轴和准平行啮合线环面蜗杆减速器的输入轴相联接，经过减速器的减速，电动机输出的转速降为 18.8r/min，再有凸缘联轴器将减速器的输出轴与滚筒轴联接，将减速器输出轴的转速传给滚筒，滚筒转动带动绕在其上面的钢丝绳旋转，由钢丝绳提起具有一定质量的灯具。长春理工大学光电信息学院毕业设计7第二章第二章 电动机的选择与计算电动机的选择与计算 2.12.1 初选电动机类型和结构型式初选电动机类型和结构型式电动机是专门工厂批量生产的标准部件，设计时要根据工作机的工作特性、电源种类(交流或直流)、工作条件(环境温度、空间位置等)、载荷大小和性质(变化性质、过载情况等)、起动性能和起动、制动、正反转的频繁程度等条件来选择电动机的类型、结构、容量(功率)和转速，并在产品目录中选出其具体型号和尺寸。 电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此，无特殊要求时均应选用三相交流电动机，其中以三相异步交流电动机应用最广泛。根据不同防护要求，电动机有开启式、防护式、封闭自扇冷式和防爆式等不同的结构型式。 Y 系列三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，由于其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，因此广泛应用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等。对于经常起动，制动正反转的机械，如起重、提升设备，要求电动机具有较小的转动惯量和较大过载能力，应选用冶金及起重用三相异步电动机 Yz 型(笼型)或 YzR 型(绕线型)。 电动机的容量(功率)选择的是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响。容量选得过小，不能保证工作机正常工作，或使电动机因超载而过早损坏；而容量选得过大，则电动机的价格高，能力又不能充分利用，而且由于电动机经常不满载运行，其效率和功率因数较低，增加电能消耗而造成能源的浪费。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。 由以上的选择经验和要求，我选用：三相交流电 Y 系列笼型三相异步交流电动机。 2.22.2 电动机基本参数电动机基本参数 2.2.12.2.1 确定传送机所需的功率确定传送机所需的功率 wP由滚筒圆周力和滚筒速度 v,得F （2-1）1000wFvP 其中 (N);FGmgM-提升重量,m=450kg;N; 450 9.84410F 长春理工大学光电信息学院毕业设计8 90.15/60vm s带入数据得 = kWwP4410 0.150.66151000 kW1.250.6615 1.250.8269wwPP 2.2.22.2.2 确定传动总效率确定传动总效率总传动装置的效率由以下的要求：(1) 轴承效率均指一对轴承而言。(2) 同类型的几对运动副或传动副都要考虑其效率，不要漏掉。 (3) 蜗杆传动的效率与蜗杆头数 z1有关，应先初选头数后，然后估计效率。此外，蜗杆传动的效率中已包括了蜗杆轴上一对轴承的效率，因此在总效率的计算中蜗杆轴上轴承效率不再计入。各传动机构和轴承的效率为：法兰效率:10.98设计中，电动机与减速器相连的法兰，相当于一个凸缘联轴器一级环面蜗杆传动效率:7 . 02一对滚动轴承传动效率:30.98凸缘联轴器效率:98. 04-从电动机至工作机主动轴之间的总效率故传动装置总效率; (2-2)42321总20.98 0.7 0.980.980.646 2.2.32.2.3 电动机的输出功率电动机的输出功率考虑传动装置的功率损耗，电动机输出功率 (2-3)dPwP则，dPwP0.8268751.30.646 2.2.42.2.4 选择电动机及主要参数选择电动机及主要参数根据计算的功率可选定电动机额定功率，取同步转速 1000，6 级minr由简明机械设计手册1 P68 选用 Y100L6 三相异步电动机，其主要参数如下：电动机额定功率：=1.5kw； 0P长春理工大学光电信息学院毕业设计9电动机满载转速：=940 nminr电 流 ： I=5.6A 电动机外形和安装尺寸为： D=28mm E=60mm H=100mm A=160mm B=140mm C=63mm K=12mm AB=205mm AD=180mm AC=105mm HD=245mm AA=40mm BB=176mm 长春理工大学光电信息学院毕业设计10第三章第三章 传动装置的传动比及运动参数计算传动装置的传动比及运动参数计算3.13.1 传动装置的传动比传动装置的传动比根据题目参数要求，初确定总传动比为 50。3.23.2 传动装置运动参数的计算传动装置运动参数的计算 3.2.13.2.1 各轴功率计算各轴功率计算=KW (3-1)1P0P11.5 0.981.47 =KW (3-2)21PP22321.47 0.70.980.97 3.2.23.2.2 各轴转速的计算各轴转速的计算n 9401min/rn n940/50=18.8 (3-3)2滚筒minr 3.2.33.2.3 各轴输入扭矩的计算各轴输入扭矩的计算 (3-4)1T11P1.479550955014.93n940mmN (3-5)2T22P0.9795509550492.74n18.8mmN 各轴功率，转速，扭矩列表如下：表 3-1-3 参数列表轴 名功率 kw转速minr扭矩mmN 蜗杆轴1.4794014.93蜗轮轴0.9718.8492.74长春理工大学光电信息学院毕业设计11第四章第四章 减速器部件的设计计算减速器部件的设计计算 4.14.1 蜗轮蜗杆传动设计计算及校核蜗轮蜗杆传动设计计算及校核 4.1.14.1.1 选择蜗杆、蜗轮材料选择蜗杆、蜗轮材料（1）选择蜗杆传动的类型采用准平行环面蜗杆传动.（2）选择蜗杆、蜗轮材料，确定许用应力考虑蜗杆传动中，传递的功率不大，速度只是中等，根据机械零件课程设计2表 42，蜗杆选用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蜗杆螺旋齿面要求：调质HB265-285.蜗轮选用铸锡磷青铜 ZQSn10-1，金属模铸造，为了节约贵重有色金属，仅齿圈用锡磷青铜制造，轮芯用灰铸铁 HT100 制造由机械零件课程设计2 P95表 43 查得蜗轮材料的许用接触应力 =190H2/N mm由机械零件课程设计2 P95 表 45 查得蜗轮材料的许用弯曲应力=44F2/N mm 4.1.24.1.2 确定蜗杆头数确定蜗杆头数 Z Z1 1及蜗轮齿数及蜗轮齿数 Z Z2 2由机械零件课程设计2 P95 表 46，选取 Z 1 1则 Z Z i15050,故取 Z 50 212 4.1.34.1.3 验算滚筒的速度验算滚筒的速度实际传动比 i50/1 工作机滚筒转速 n940/50=18.8滚筒minr钢丝绳的提升速度 =V3.14 D n3.1418.810001000=8.93m/s速度误差 长春理工大学光电信息学院毕业设计120.785%VVV8 8.938经验算，数据合适。 4.1.44.1.4 确定蜗杆蜗轮中心距确定蜗杆蜗轮中心距 a a 及传动几何参数设计及传动几何参数设计（1）确定蜗杆的计算功率 c1P (4-1)1AC1PKPKFMP（K）式中 K -使用场合系数，每天工作一小时,轻度振动A由机械工程手册3查得：K 0.7；AK -制造精度系数，取 7 级精度，F查得：K 0.9；FK-材料配对系数，齿面滑动速度10MP由机械工程手册3查得：K0.85。MP代入数据得KW1AC1PKPKFMP（K）1.47 0.701.350.90 0.85以等于或略大于蜗杆计算功率所对应的中心距作为合理的选取值根据机械1CP工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表 2-522a，选取蜗杆的中心距：a100mm。（2）传动几何参数设计由于准平行二次包络环面蜗杆为新型的蜗杆,它的优点是:接触面大,值稳定且一定,则润滑好,接触面大应直接根据“原始型”传动蜗杆设计参数。中心距：由机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）标准选取 a=100mm齿数比：u5021zz蜗轮齿数：由机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）,选取250z 蜗杆头数：由机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）,选取 11z 蜗杆齿顶圆直径：机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表 2.51选取 =45mm1ad蜗轮轮缘宽度：机械工程手册/传动设计卷3P32 第二版）表 2.516,选取 b=28mm2长春理工大学光电信息学院毕业设计13蜗轮齿距角：23607.2z蜗杆包容蜗轮齿数：K=5 210z蜗轮齿宽包角之半：0.5（K0.45）=w16.38蜗杆齿宽：机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表 2.516,选取 =53mm1b蜗杆螺纹部分长度：机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表2.516，选取=59mmL蜗杆齿顶圆弧半径：机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表2.516，选取 R=82mm1a成形圆半径：机械工程手册/传动设计卷3 P32（第二版）表 2.516,选取=65mmbd蜗杆齿顶圆最大直径：机械工程手册/传动设计卷3P32（第二版）表2.516,选取=53.8mm1ed蜗轮端面模数：m =mmt*2122aahzda1553.1848.6径向间隙：=0.5104mm0.16tCm齿顶高：h =0.75 m =2.233mmat齿根高：h = h + C=2.7434mmfa全齿高：h= h + h =4.9764mmaf蜗杆分度圆直径：（0.624）a 40.534mm1d2.02i875. 0蜗轮分度圆直径：2a159.466mm2d1d蜗轮齿根圆直径：d2 h =153.9792mm2f2df蜗杆齿根圆直径：d2 h =35.05，1f1df判断：因为=28.12mm,满足要求0.87512fad蜗轮喉圆直径：d2 h =163.932mm2a2da蜗轮齿根圆弧半径：=82.475mm110.5ffRad蜗杆螺纹包角之半：=10.5arctan0.5eLad29.5arctan73.121.977蜗轮喉母圆半径：=25.88mm2gcoscos5 . 02ada 1000 5 163 93 0.92730.9273.长春理工大学光电信息学院毕业设计14蜗轮外缘直径：由作图可得=164.95mm2ed蜗杆分度圆导程角：=m21arctan()dud21arctan()4.50dud蜗杆平均导程角：w21arctan()4.09dK ud分度圆压力角：=2sin()bdarcd24蜗杆外径处肩带宽度： 取 3mm3.189tm 蜗杆螺纹两端连接处直径：=35mm11fDTD蜗轮分度圆齿厚：20.55SP 223.14 159.46510.01450dPz数据带入公式得 5.508mm2S 齿侧隙：0.208nj 蜗杆分度圆齿厚：=4.2984122SPSj蜗杆分度圆法向齿厚：=4.28511cosnmSSr蜗轮分度圆法向齿厚：=5.4922cosnmSSr蜗轮齿冠圆弧半径：=19.277520.55afRd蜗杆测量齿顶高：=2.203511220.51 cosarcsinaaShhdd蜗杆测量齿顶高：=2.18522220.51 cosarcsinaaShhdd 4.1.54.1.5 蜗轮蜗杆校核计算蜗轮蜗杆校核计算环面蜗杆传动承载能力主要受蜗杆齿面胶合和蜗轮齿根剪切强度的限制。因而若许用传动功率确定中心距，则然后校核蜗轮齿根剪切强度。由于轴承变形增加了蜗杆轴向位移，使蜗轮承受的载荷集中在 23 个齿上。而且，由于蜗轮轮齿的变形，造成卸载，引起载荷沿齿高方向分布不均，使合力作用点向齿根方向偏移.因而，蜗轮断齿主要由于齿根剪切强度不足造成的。校核： (4-2) cfpFz A k其中 -作用于蜗轮齿面上的及摩擦力影响的载荷;cF-蜗轮包容齿数；Z长春理工大学光电信息学院毕业设计15-蜗杆与蜗轮啮合齿间载荷分配系数;fA-蜗轮齿根受剪面积。pk公式中各参数的计算(1)的计算cF = (4-3)cF222tan()mFFr式中 -作用在蜗轮轮齿上的圆周力，； 2F222Td-蜗杆喉部螺旋升角 4.5；mr-当量齿厚；滑动速度=2.01m/s；1 119100cossmd nvr40.5 940191004.498cos根据滑动速度查机械设计手册 339 得sv2 58将数据带入公式得 =N326.18 101(4.52.58 )cFtan36.2275 10(2)计算得 = 5 z(3)蜗轮齿根受剪面积 (4-4)22cosffmbASr式中 -蜗轮齿根圆齿厚,2fS；2202cos2tan()2xfmfPSrha-蜗轮端面周节,;xP10.01xP -蜗轮理论半包角,;0a24-蜗轮分度圆齿厚所对中心角。27.23.622数据带入公式得 =7.03mm210.01cos4.52 2.7434tan(243.6 )2fS 由上可得2287.03197.45cos4.5fAmm36.2275 1012.6165 0.5 197.45MPa对于锡青铜齿圈取，查手册取铸锡磷青铜，砂模铸造，抗拉强度=225MPa, 0.5bb长春理工大学光电信息学院毕业设计16，则1.53.53.51010粘度值)/(240smmV612414506288352198242ISO-VG 或 GB-N 级680460320220由于蜗杆的滑动速度为 2m/s，所以润滑油的粘度选为 4602 润滑方式的选择。由于所设计减速器采用蜗杆下置式传动，且转速不高，故选择浸油润滑。蜗杆浸油深度 h11 个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承的最底滚动体的中心。润滑时，传动件的浸入油中的深度要适当，既要避免搅由损失过大，又保证充分的润滑，油池应保持一定的深度和贮油量。如图 4-5 所示：图 4-11 润滑方式4.6.2.24.6.2.2 减速器的安装减速器的安装(1)减速器输入轴直接与原动机连接时，根据设计要求推荐采用凸缘联轴器；减速器输出轴与工作机联接时，根据设计要求推荐采用凸缘联轴器，联轴器不得用锤击装列轴上15(2)减速器应牢固地安装在稳定的水平基础上，油槽的油应能排除，且冷却空气循环流畅。(3)减速器、原动机和工作机之间必须仔细对中，其误差不得大于所用联轴器的许用补偿量(4)减速器安装好后用手转动必须灵活，无卡死现象蜗杆和蜗轮轴承的轴向间隙应符合技术要求规定(5)安装好的减速器在正式使用前，应进行空转，部分额定载荷间歇运转 13h 后可正式运转，运转应平稳、无冲击、无异常振动和噪声及漏油等现象。4.6.2.34.6.2.3 减速器的使用减速器的使用(1) 减速器润滑油的更换1) 减速器(或新更换的蜗轮副)第一次使用时，当运转 150-300h 后须更换润滑油，长春理工大学光电信息学院毕业设计33在以后的使用中应定期检查油的质量对于混入杂质或变质的油须及时更换。一般情况下，对于长期连续工作的减速器，每 500-1000h 必须换油一次对于每天工作时间不超过 8h 的减速器，每 1200-3000h 换油一次。2) 减速器应加入与原来牌号相同的油不得与不同牌号的油相互混用牌号相同而粘度不同的油允许混合使用。3) 在换油过程中，蜗轮应使用与运转时相同牌号的油清洗(用煤油损害密封件，并影响润滑油的性能） 。4) 工作中，当发现油温超过 80 度或油池温度超过 100 度及产生不正常的噪声等现象时，应停止使用，检查原因如围齿面胶合等原因所致，必须排除故障，更换润滑油后，方可继续运转。4.6.3.44.6.3.4 减速器的检修和维护减速器的检修和维护(1) 减速器检修 减速器应定期检修如发现擦伤、胶合及显著磨损，必须采用有效措施制止或予以排除备件必须按标准制造，更新的备件必须经过跑合和负荷试验后才能正式使用。(2) 减速器维护 用户应有合理的使用维护规章制度，对减速器的运转情况和检验中发现的问题应作认真记录。长春理工大学光电信息学院毕业设计34结结 论论本文首先介绍了输送机的主要工作原理，分类，用途及主要结构特点。由于输送机的种类繁多，在本次设计中选择有代表性的螺旋输送机为设计对象。螺旋输送机是由电动机、联轴器、蜗轮蜗杆减速器以及滚筒等五部分构成的。本次设计主要针对其传动装置部分进行设计即蜗轮蜗杆减速器，主要内容包括减速器的工作原理，减速器的分类及作用，齿轮减速器的特点，蜗杆减速器的特点以及减速器的发展趋势。接着根据设计原始材料选定了合适的设计方案，采用平行啮合线环面蜗杆减速器。根据题目给出参数和实际工作情况，选择了三相交流电 Y 系列笼型三相异步交流电动机。根据确定的减速器所需的功率和传动装置效率以及电动机的技术数据。其次确定传动装置的传动比及运动参数进行了计算，主要包括各轴功率、转矩以及输入扭矩的计算。接着进行了蜗杆传动设计计算，确定蜗杆头数及蜗轮齿数，验算滚筒的速度，确定蜗杆蜗轮中心距和蜗杆传动几何参数设计。再次对环面蜗轮蜗杆进行了校核计算，蜗杆轴、蜗轮轴的结构
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