单级蜗杆减速器课程设计报告

-.z---.--总结资料课程设计报告课程名称：机械根底设计题目：涡轮传动设计系别：机电工程系专业班级：设备应用2班学生**：姚书星学号：0208110236指导教师：隋冬杰设计时间：2012年12月**质量工程职业学院**质量工程职业学院?机械根底?课程设计任务书班级学生**指导教师隋冬杰课程设计题目涡轮传动设计主要设计内容1.设计计算主动轮、从动轮构造及尺寸。2．绘制主动轮图并标注主要尺寸及参数。3．设计计算主动轮轴键联接。主要技术指标和设计要求1．设计指标①电机的驱动功率为P0=10kw，转速为n1=960r/min，大带轮转速n2=560r/min；②单向传动，一天工作16小时，带轮的材料为HT200；③载荷有小的变动；2．设计要求①确定V带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮基准直径等；②确定带轮的主要参数；③画出带轮的构造设计图；主要参考资料及文献1、?机械设计课程设计?〔修订版〕鄂**，王金等主编东北工学院1992年2、?机械设计第四版?邱宣怀主编高等教育出版1996年3、?机械设计、机械设计根底课程设计?王昆等主编高等教育1995年4、?机械设计课程设计图册?〔第三版〕龚桂义主编高等教育1987年5、?机械设计课程设计指导书?〔第二版〕龚桂义主编高等教育1989年6、简明机械设计手册〔第二版〕唐金松主编**科学技术2000年目录一、蜗杆传动及其特点蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递交织轴(通常Σ=90º)间的运动和动力。传动中一般蜗杆是主动件,蜗轮是从动件。蜗杆传动广泛应用于各种机器和仪器中。蜗杆传动的优缺点优点：能得到很大传动比、构造紧凑、传动平稳和噪声小等。缺点：传动效率低;为了减摩耐磨,蜗轮齿圈常用青铜制造,本钱高。表3-2四、运动参数计算：4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0=Pr=4.7kwn0=960r/minT0=9.55P0/n0=4.7×103=46.7N.m4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1=P0·η01=4.7×0.99×0.99×0.7×0.992=3.19kwnⅠ===27.4r/minT1=9550=9550×=1111.84N·m4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2=P1·ηc·ηcy=3.19×0.99×0.99=3.13kwn2===27.4r/minT2=9550=9550×=1089.24N·m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〔N·m〕传动比i效率η蜗杆轴4.796046.7510.679蜗轮轴3.1927.41111.8435传动滚筒轴3.1327.41089.24五、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，外表硬度>45HRC，蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由?机械设计第四版?邱宣怀主编高等教育出版1996年第13章蜗杆传动为主要依据。具体如表3—1：表5—1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5第37页〔23式〕4m/s<Vs<7m/s当量摩擦系数4m/s<Vs<7m/s由表13.6取最大值选[]值在图13.11的i=35的线上，查得[]=0.45[]=0.45蜗轮转矩使用系数按要求查表12.9转速系数弹性系数根据蜗轮副材料查表13.2寿命系数接触系数按图13.12I线查出接触疲劳极限查表13.2接触疲劳最小平安系数自定中心距传动根本尺寸蜗杆头数Z1=1蜗轮齿数模数m=10蜗杆分度圆直径或蜗轮分度圆直径mm蜗杆导程角表13.5变位系数*=〔225-220〕/10=0.5*=0.5蜗杆齿顶圆直径表13.5mm蜗杆齿根圆直径表13.5mm蜗杆齿宽mm蜗轮齿根圆直径mm蜗轮齿顶圆直径〔吼圆直径〕mm蜗轮外径mm蜗轮咽喉母圆半径蜗轮齿宽B=82.5B=82mmmm蜗杆圆周速度=4.52m/s相对滑动速度m/s当量摩擦系数由表13.6查得轮齿弯曲疲劳强度验算许用接触应力最大接触应力合格齿根弯曲疲劳强度由表13.2查出弯曲疲劳最小平安系数自取许用弯曲疲劳应力轮齿最大弯曲应力合格蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩允许蜗杆扰度蜗杆轴扰度合格温度计算传动啮合效率搅油效率自定轴承效率自定总效率散热面积估算箱体工作温度此处取=15w/〔m²c〕合格润滑油粘度和润滑方式润滑油粘度根据m/s由表13.7选取润滑方法由表13.7采用浸油润滑六、蜗杆、蜗轮的根本尺寸设计6.1蜗杆根本尺寸设计根据电动机的功率P=5.5kw，满载转速为960r/min，电动机轴径，轴伸长E=80mm轴上键槽为10*5。初步估计蜗杆轴外伸段的直径d=〔0.8——10〕=30.4——38mm计算转矩Tc=KT=K×9550×=1.5×9550×由Tc、d根据?机械零件设计课程设计?毛振扬陈秀宁施高义编**大学第334页表14-13可查得选用HL3号弹性柱销联轴器〔38×83〕。确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。根据HL3号弹性柱销联轴器的构造尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm。由参考文献?机械零件设计课程设计?毛振扬陈秀宁施高义编**大学的第305页表10-1可查得普通平键GB1096—90A型键10×70，蜗杆轴上的键槽宽mm，槽深为mm，联轴器上槽深，键槽长L=70mm。初步估计d=64mm。由参考文献?机械零件设计课程设计?毛振扬陈秀宁施高义编**大学第189页图7-19，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如零件图1〔蜗杆零件图〕6.2蜗轮根本尺寸表〔由参考文献?机械零件设计课程设计?毛振扬陈秀宁施高义编**大学第96页表4-32及第190页图7-20及表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表可计算得〕表6—1蜗轮构造及根本尺寸蜗轮采用装配式构造，用六角头螺栓联接〔100mm〕,轮芯选用灰铸铁HT200，轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1+*单位：mma=bC*B16012812362015282en1033538090º214390306七、蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键，轴的大致构造如图7.1：图7.1蜗轮轴的根本尺寸构造图7.1轴的直径与长度确实定1.初步估算轴的最小直径〔外伸段的直径〕经计算D6>51.7>100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67m计算转矩Tc=KT=K×9550×=1.5×9550×3.19/27.4=1667.76N.M<2000N.M所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用HL5弹性柱销联轴器65×142，因此=65mm2.由参考文献?机械零件设计课程设计?毛振扬陈秀宁施高义编**大学的第305页表10-1可查得普通平键GB1096—90A型键20×110，普通平键GB1096—90A型键20×70，联轴器上键槽深度，蜗轮轴键槽深度，宽度为由参考文献?机械设计根底?〔下册〕*莹主编机械工业1997年的第316页—321页计算得：如下表：图中表注计算内容计算结果L1〔由参考文献?机械设计课程设计?*俊龙何在洲主编机械工业第182页表15-1查得滚动轴承6216的根本构造〕L1=25L2自定L2=20L3根据蜗轮L3=128L4自定L4=25L5〔由参考文献?机械设计课程设计?*俊龙何在洲主编机械工业第182页表15-1查得滚动轴承6216的根本构造〕L5=25L6自定L6=40L7选用HL5弹性柱销联轴器65×142L7=80D1〔由参考文献?机械设计课程设计?*俊龙何在洲主编机械工业第182页表15-1查得滚动轴承6216的根本构造〕D1=80D2便于轴承的拆卸D2=84D3根据蜗轮D3=100D4便于轴承的拆卸D4=84D5自定D5=72D6D6>51.7>100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67mD6=677.2轴的校核轴的受力分析图图7.1*-Y平面受力分析图7.2*-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7.5436150.8合成弯矩1184736.3714000681175.5图7.6当量弯矩T与aTT=1111840NmmaT=655985.6Nmm图7.7轴的校核计算如表5.1轴材料为45钢，，，表7.1计算工程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=24707.6×tan20ºFr=8992.8N计算支承反力=1136.2N=19345.5N垂直面反力=4496.4N水平面*-Y受力图图7.2垂直面*-Z受力图7.3画轴的弯矩图水平面*-Y弯矩图图7.4垂直面*-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*围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见零件图2〔蜗轮中间轴〕。7.3装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，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5—10mm，由参考文献1表2.4—30圆整，可知该处选择键2.5×110，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1、?机械设计课程设计?〔修订版〕鄂**，王金等主编东北工学院1992年2、?机械设计第四版?邱宣怀主编高等教育出版1996年3、?机械设计、机械设计根底课程设计?王昆等主编