机械设计基础课程设计说明书)

1、.机械设计基础课程设计船舶和海洋工程2013年1班第3组组长：XXX团队成员：XXX XXX XXX XXX1950年6月27日.机械设计基础课程设计手册设计主题：单阶段蜗杆减速器研究所：航运和船舶工程学院专业课：船舶和海洋工程课学生名称：XXX老师：XXX设计时间：2015-6-27重庆交通大学航运和船舶工程学院2013级船舶和海洋工程机械设计基础课程设计使命宣言1.设计工作船舶锚定传动系统的蜗杆减速器及相关驱动器设计。2.变速器系统参考程序(见下图)链条输送机是由马达驱动的。电机1通过耦合2将动力传送到单级蜗杆减速器3，通过耦合4将动力传送到传送锚辊5，从而驱动锚链6工作。链式输送机驱动系

2、统图1马达；23354耦合；333单级蜗杆减速器；4耦合；5锚辊；6链3.原始数据链最大有效张力为F(N)=3000 N，链运行速度为v=0.6 m/s，链滚子直径为d=280 mm。4.工作条件锚驱动减速器在室温下连续工作，是单向运动。空载启动，工作具有中等冲击；链工作者速度v的公差为5%。单类系统(每作业8h)，减速器设计寿命8年要求，大修期间3年，少量批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。每个学生都想完成以下操作：(1)减速器装配图1章(A1或A0图)。(2)零件工作也包括第2至第3章(例如齿轮、轴或蜗杆等)。(3)设计计算指南第一部分(约6000至8000个字符)。目录1、运

3、动学和动力学的计算12、变速器设计和计算53、蜗杆副的力计算84、减速器箱体主要结构尺寸95、蜗杆轴设计计算116、键连接设计147、轴和键连接检查计算158、滚动轴承寿命检查189、低速轴设计计算1910、键连接设计2211、润滑油选择2212、配件设计2313、减速器附件选择24参考资料：26.1、运动学和动力学计算计算项计算过程及其说明计算结果首先，选取马达1、选择电动机类型根据工作要求和条件，选择y系列全封闭固定架三相异步电气同步。2、选择电动机电源工作人员所需功率为pw=Fv/(1000)=3000 0.6/(10000.96)1.875 kw；马达的输出如下：=/=Fv/1000电

4、动机值作用的几种之间的总效率2=格式：分别是联接器(2个)、蜗杆传动轴承(2对)、滚子轴承和蜗杆传动的效率。华中科技出版社机械设计课程设计手册财北平韩贤宇主编7-8页表2-3=0.992，=0.99，=0.98，=0，79=0.75=1.875/0.75=2.5KW=0.75=2.5千瓦3、确定电动机速度鼓的工作速度2=参考书机械设计课程设计手册财经北平韩贤宇主编华中科技出版社5-6页表2-2，如果蜗杆传动的传动比=10到40，则总传动比的合理范围为=10至40因此，马达速度的可选范围为=10至40(409.5-1638.0)r/min4、确定电动机模型符合此范围的电动机同步速度为750r/m

5、in、1000r/min、1500r/min。根据工作人员需要的电动机输出功率和电动机的同步速度，该电动机的型号在参考文件机械设计课程设计手册自北坪韩贤宇主编华中科技出版社附录b中分别确定为Y132S-6 Y100L2-4 Y132M-8。相应的技术参数和传动比的比较如下表所示。马达的模型编号额定功率马达速度(r/min)变速器的传动比/kw旋转速度满载速度总传动比Y132S-63100096023.44Y100L2-431500143034.92Y132M-8375071017.39建议使用Y132S-6类型电动机，同时考虑电动机和驱动器的大小、质量和涡轮活传动比。也就是说，电动机的额定功率

6、=4千瓦，满载速度=960r/min总传动比合适，变速器相对紧凑。Y132S-6马达的主要大小和安装大小如下表所示。中心高度h外形规格L (AC/2 ad) HD底部角度装配尺寸AB锚螺栓孔径k轴本体标注德身高部分尺寸FGD132475345315216140123880103338马达型号：Y132S-6二、变速器各轴的运动和动态参数计算)1)每个轴的速度轴=960 r/min轴=/=960/23.44=40.96 r/min滚子链nw=44.96 r/minN0=960 r/minN1=960 r/minN2=44.96r/minNw=44.96r/min2)每个轴的输入功率=0.992，

7、=0.99，=0.98，=0，79轴P1=Pd=2.50.992x0.99=2.4552KW轴P2=P1=2.4280.990.79=1.92KW滚子链PW=P2=1.8750.9920.98=1.867KWP1=2.4552KWP2=1.92KWPW=1.867KW3)每个轴的输入转矩马达轴t0=9550 PD/n0=95502.5/960=24.87nm轴t1=9550 P1/n1=95502.4552/960=24.42纳米轴T2=9550 p2/N2=95501.92/40.96=447.66nm滚子链tw=9550 pw/NW=95501.867/40.96=435.30nmt0=2

8、4.87n mt1=24.42n mT2=447.66n mTW=435.30n m参数电机轴轴轴滚轴速度n(r/min)输入功率P/KW输入转矩t (nm)9602.524.879602.452224.4240.961.92447.6640.961.867435.30变速比23.442、变速器设计和计算2.1蜗杆副的设计计算2.1.1选择材质蜗杆：45钢，表面淬火45-55 HRC；蜗轮：10-3铝青铜ZCuAl10Fe3，砂压铸，相对滑动速度vs6m/s假设2.1.2确定允许的应力参考文献机械设计基础（第六版）杨科森程光云李忠胜钱瑞明编辑高等教育出版社201-202页表12-5和表12-6

9、允许的接触应力H=200MPa允许的弯曲应力F=80 MPa2.1.3选择参数蜗杆刀头数Z1=2蜗轮齿数Z2=iz1=23.442=46.88 z2=47使用系数KA=1.3复合弹性模量ZE=150接触系数Z取图12-11中的d1/a=0.4，ZP=2.8参考文献机械设计基础（第六版）杨科森程光云李忠生钱瑞明编辑高等教育出版社201页图12-112.1.4确定中心距离a全部：a=145mm参考文献机械设计基础（第六版）杨科森程光云李忠生钱瑞明编辑高等教育出版社195页表12-1如果选取M=6.3，d1=63mmD2=mZ2=6.3X4.7=296.1mm中心距离a为2.1.4检查蜗轮圆周速度v

10、2、相对滑动速度vs和总传动效率1)蜗轮圆周速度v22)导引角原因3)相对滑动速度与与初步选取值相符，且选取材料适当4)总传输效率请参阅参考文献机械设计基础（第六版）杨科森程光云李忠生钱瑞明编辑高等教育出版社204页表12-7和公式(12-13)等效摩擦角原估计效率0.75和整体效率差异很大，需要重新检查。2.1.5蜗轮的弯曲强度检查蜗轮齿根的弯曲强度检查公式为其中等效齿数参考文献机械设计基础（第六版）杨科森程光云李忠生钱瑞明编辑高等教育出版社177页图11-8所以强度足够了吧2.2计算其他几何尺寸，例如蜗轮2.2.1蜗杆相关几何尺寸计算和说明计算结果分度圆直径齿高全齿高度齿圆直径齿根圆直径蜗

11、杆螺旋部分长度(在M10中，B1的长度为1525mm，因此使用b1=110mm。见参考文献机械设计常用公式速查手册章义东编辑器界工业出版社103页)蜗杆轴向节距D1=63mmHa1=6.3mmH1=14.20mmDa1=75.60mmDf1=47.88mmB1=110mmPa1=19.78mm2.2.2蜗轮相关几何尺寸计算和说明计算结果分度圆直径齿圆直径齿根圆直径外圆直径蜗轮齿宽轮辋宽度D2=296.10mmDa2=308.70mmDf2=280.98mmDe2=318.20mmB2=48.09mmB=56.70mm2.2.3热平衡计算油温t=65，空气温度t=20，通风良好，15W/(m2)

12、，传输效率为0.75；通过公式获得：其中=3kw=45c3、蜗杆副的力计算3.1.1已知条件1)高速轴传递的转矩T1=24870Nmm转速n1=960r/min分度圆直径d1=63mm2)低速轴传递的转矩T2=447660Nmm速度n2=40.96r/min分度圆直径d2=296.1mm3.1.2蜗杆上的力1)圆周力方向与力作用点的圆周速度方向相反2)轴向力其方向与蜗轮旋转方向相反3)径向力其中n=20方向力是力的作用点，指向车轮1的旋转中心3.1.3作用于蜗轮的力蜗轮的轴向力、圆周力和径向力分别等于蜗杆的相应圆周力、轴向力和径向力大小，相反方向(蜗轮的作用力)为：Fa2=Ft1；Ft2=Fa

13、1；Fr2=Fr14、减速器箱体主要结构尺寸参考文献机械设计课程设计手册据自北平韩贤宇主编华中科技出版社18-20页表4-1和表4-3单位：mm名字符号尺寸关系尺寸大小长方体壁厚0.04 3810箱盖壁厚11=0.08589罩框凸缘厚度B11.5113长方体凸缘厚度b1.516盒底凸缘厚度B22.526固定角度螺钉直径Df0.036 12M20地壳螺钉数n44在轴承旁边连接螺栓直径D10.75 dfM16盖子和薄板连接螺栓直径D2(0.5-0.6)dfM10连接螺栓Md2的间距l150到200个170轴承端盖螺钉直径D3(0.4-0.5)dfM10孔帽螺钉直径D4(0.3到0.64) dfM8定位销直径d(0.7至0.8) D2M8Mdf、Md1、Md到外部长方体墙的距离C1请参阅表4-326，22，16Mdf、Md1、Md到凸缘边的距离C2请参阅表4-324，20，14轴承旁边的凸毂半径R1C214老板的高度h由低速轴轴承座的外径确定从外箱壁到轴承座末端的距离L1C1 C2(5-10)55-60箱子盖，箱子肋骨M1、m2m10.851，m20.857.4、8.7轴承端盖外径D2D (5到5.5)，D-轴承外径(125)125轴承旁边的螺栓距离ss-D2125减速器零件的位置尺寸单位：mm代码名称名字建议