镇江高专 电动电缆盘传动装置设计 毕业设计说明书.doc
镇江高专 电动电缆盘传动装置设计(带CAD图）带机械图
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摘要镇 江 高 专ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 (论 文) 电动电缆盘传动装置设计Design of Transmission Device for Electric Cable Tray系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月摘 要单击蜗杆螺旋齿轮减速机作为电力电缆绞车传动齿轮，纸，首先，蜗轮蜗杆斜齿轮传动，简要介绍，描述然后蜗杆斜齿轮减速机设计原则和理论计算。然后齿轮箱大小或检查。其他蜗杆设计工作有一定的价值。目前，蜗轮蜗杆斜齿轮的设计、 制造和使用上，争国内仍有很大的差距，和国外先进水平。如 破坏齿;从蜗杆正确设计; 蜗杆测试。关键词：电动电缆盘，传动装置，蜗杆, 滚动轴承31AbstractChoose the worm helical gear reducer as the driving device of electric cable disc drive device, in this paper, firstly, the worm helical gear reducer is introduced, then, expounds the design principle and the theoretical calculation of worm gear reducer. Then according to the design criteria and design theory, the design of worm gear reducer. Then, the size of the reducer is calculated and checked. The design represents the general process of worm gear design. It also has some value to the design of other worm gear.At present, there is still a big gap between the domestic and foreign advanced level in the design, manufacture and application of worm gear reducer. There are a lot of disadvantages in the design and manufacture of worm reducer in the process, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: electric cable tray, transmission device, design, worm gear helical gear reducer, worm, rolling bearing目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论1第2章 传动方案分析3第3章 电动机选择计算43.1原始数据如下43.2电动机型号选择4第4章 总传动比确定及各级传动比分配5第5章 运动和动力参数的计算6第6章 传动零件的设计计算76.1蜗杆蜗轮的选择计算76.2斜齿轮传动选择计算9第7章 轴的设计和计算137.1初步计算轴径137.2轴的结构设计13第8章 滚动轴承的选择计算188.1 1轴上的轴承的选择和寿命计算188.2 2轴上轴承的选择计算19第9章 键连接的选择和计算219.1键的选择219.2键的强度计算21第10章 联轴器的选择计算23第11章 润滑和密封说明24结论25参考资料26致谢27 第1章 绪论第1章 绪论1.1 毕业设计的背景社会要发展，新的机械的本发明中起着重要的作用。电缆盘作为其他机器，如从当前简单到复杂，从机械的电流的开始到当前计算机用户的发展，从手动甚至智能化。电力电缆卷筒拉电缆，设备安装等操作。由于其结构简单，便于工作，维护方便，成本低，可靠性高。1.2 毕业设计的目的通过设计“电力电缆齿轮设计，”自己能规模整体设计的学生，按照设计，使学生能使用具有重要的参考价值，不同的计算图表技巧，说明书，图册和规范; 知道重要的原则，以完成整体设计，机械工程技术人员将具备的基本技能训练.1.3电动机的选择当选择电机功率，考虑到电力变压器的容量的大小。在一般情况下，全1站异步电动机直接起动，电源变压器不应超过1/3。电机连续工作，如水泵，风机等配套汽车，从节约能源的角度来看，电机较大约80的原因，最高的性能。用于车辆马达时的平均体重后面的最佳性能。因此，农业电机，与电机的额定产品的70以上的平均增长。电机功率选择，可以考虑合理的。对于短期车祸，例如，以支持电动门电动机可允许在比额定功率较大的情况下运行，这取决于需要的转矩是否满足电动机的负荷转矩的要求确定。（1）如果电机的功率选择过小，会出现一个“小马拉大车”的现象，造成长期的电机过载。由于覆盖热损伤。甚至烧毁电机。（2）如果电动机可选择过大，就会出现“大马拉车”的现象，而且生产的不能利用的工序，会导致性能不达标不仅为用户和糟糕的交通。也灭亡了。与马达的连续的功率进行比较。最大扭矩，重量轻，价格低。因此，在条件允许时，应尽量使用小型兼职汽车公司。用于固定电动机，和选择的权力，诸如工作周期的大小，与电动机的设计用于间歇工作方式的选择的间歇操作。另外，该比较也可以用于选择电动机。所谓比较类似铁的生产与电动机相比较。具体做法是：在单位或其他单位类似铁的生产和理解使用更强大的汽车，然后选择马达测试的强度。该测试是验证选择的电机和运动生产机器。支持：电机驱动生产，电机电流和钳形表，现在电机铭牌额定电流比较机械的工作。现在，在底部显示，如果该商标现在经营和脾脏明电力设备少。这是有道理的选择电机功率。如果不是电机铭牌额定电流现在的实际工作是下跌了约70。这表明，电机可以选择过大（即“大马拉小车”，将逆转小马达。如果测得的电机电流的最大额定值的铭牌超过40的电流。表示电机可以选择过小（即“小马拉大车”），应调换功率较大的电动机.1.4齿轮的选择现代机械齿轮是最广泛使用的机械传动件中的一个。齿轮性能高，使用寿命长。而产品的设计和制造过程的机械方面，不仅能适应一部分，坚固耐用的工作条件，并寻找最佳的处理性能和经济性。如果齿轮，一边表演和过早损坏，甚至失败的选择不当。因此，如何合理的什么是重要的工作选择。当高齿接触应力和接触，齿根压力会导致牙齿或牙齿失败。每个人都有一个平均牙齿表面，会产生磨损，王国有足够的硬度和耐磨性头部的阻力，具有一定的权力和力量。对于第二齿轮齿几乎相等的功率，上述较硬的小齿轮齿的齿。制造齿轮和经过锻造，机械加工，热和其他类型的处理。在一般情况下，它是优选的锻造，机械加工和对碳钢等工序，其机械性能，以满足当今一般办公室的要求。但强度不够高，淬透性较差。淬透性的合金钢，高强度，而另一种性能死亡差。我们可以改变使用的条件，从夏季计划，以改善该材料的技术性能。此外，20 CrMnTi良好的淬透性的，因为合金元素钛的影响，是不过热敏感，它可以渗碳淬火后直接。渗碳速度更快，更均匀的变化，渗碳淬火变形小了。适合的高速冲击的设计，摩擦这是重要的，因此选择的20CrMnTi机适用于齿轮的工作条件。财产和所谓的经济的经济要求，意味着最低的成本取得最大的经济效益。前提下，以满足性能，以及齿轮的选择应该是最小化的部件的总成本。 1.5卷筒组的设计（A）卷筒的形式，并且最优化过程用于卷绕钢丝绳传递。辊1包括阀芯，阀芯的提示，齿轮，轴承支架和更多的水。通过齿轮减速器连接卷轴电网。铸造一般用HT200。当线路和违反大，单层及多层逦迤两种途径。多联式起重机有害一层，在提升卷筒的顶部加工围绕槽形成增大接触面积用皮带，以减小接触应力其间，总是当钢丝绳卷绕减少纤维耐磨，使用寿命长。多层绕组用于抬起很大一部分，但不是唯一的，如汽车起重机通常在这附近？亲爱的主席先生，钢丝绳紧紧地对齐。（B）钢丝绳固定大大起重机使用卷筒是一个双工，对轧辊，其周围的相对方向的两侧的圆形区域。二钢丝绳被固定到周边区域的左和右上端。固定线路和平时表现压板固定如下，这个固定系统简单，拆卸方便。为了确保安全，降低与该固定台板或棋子问题通过力，以保证下一个摘录内的情况下，在除了固定鼓循环，但它应保持小于2圈的纤维。此储存环称为行几次，也称为负载脱落环。为了保护环，静环纤维尾绳牵引的最大功率只有13.4。如果没有安全环被固定到所述张力环比USB硬盘更多。压板都设计有安全环，如何使用，我们一定要注意，不要让线路输出和安全将是脱落环。（C）安全检查在皮带的末端夹具，它应该是自锁和紧性能。和切割线的端部应每月一次进行检查。多层缠绕，你会法兰。凸缘应该比钢丝绳的最外层或钢丝绳或链条宽长2倍直径更高。单关节一个绕组也应符合上述要求。推动这一进程和变幅缸系统没有穿透支撑网架结构，我们从钢瓶制造学习。（D）卷筒的报废当卷将被抛在后面会发生以下情况之一：裂缝。壁穿原始壁厚的20以上。1.4 本课题的研究内容这篇文章是机电产品，如在设计计算给定的要求，并电电缆卷筒的参数的主题类设计。通过让学生在以下几个方面接受培训完成该项目：（1）综合使用，以解决问题的动力; （2）程序，工程计算，数据处理，分析和判断的发展; （3）书检索系统以及获取新知识的水平; （4），计算机应用能力; （5）图生成，编写技术书籍的水平; （6）书面和口头的水平; （7）能力与工作和自主协作工作。第2章 传动方案分析1.蜗杆蜗杆驱动齿轮材料，齿表面可有助于促进高剪切速率，以允许更高水平的青铜蜗杆传动形成油膜轴承的容量和效率可提高。在第一级蜗杆驱动布局。2.斜齿轮传动在第二级上的螺旋齿轮布置。这种传输方式会更合适。第3章 电动机选择计算3.1原始数据如下在野外作业时，需采用电缆给予设备或生活设备进行充电，为了便于收放电缆，需要设计一套电动电缆盘（同时留有手动接口）电动电缆盘传动装置是本次的设计重点。电缆长为100m，重量为130kg,其收放速度要求为8m/min,电缆的卷筒直径为0.15m，所设计的电动电缆盘传动装置应可将电缆按要求进行收放，同时传动装置上应留有手动接口，要求输出：1. 电动电缆盘传动装置总体方案设计；1张A12. 电动电缆盘传动装置装配图；1张A13. 电动电缆盘传动装置典型零件工作图；2张A34. 电动电缆盘传动装置设计说明书；1份。牵引力F=G=130X9.8=1274N工作速度V=8m/min=0.133m/s 卷筒直径D=150mm3.2电动机型号选择所需功率 取1=0.99（连轴器）,2=0.98（轴承） ,3=0.97（斜齿轮）,4=0.72（蜗杆）a=1( 2)3 3 4=0.65电动机功率 Pd=Pw / a=2.62kw卷筒转速 取斜齿轮传动比i1=24 ; 蜗杆传动比i2=840则电动机总传动比为 ia=i1i2=16160故电动机转速可选范围是nd=ian=(16160)17=2722720 r / min故选电动机型号为132S-6主要参数：第4章 总传动比确定及各级传动比分配 由电动机型号找出表格得nm=960 r / min；ia=nm / n=960 / 17=56.5取蜗杆传动比i1=16；斜圆柱齿轮传动比i2=ia / i3=3.53； 根据上面的表格，确定：蜗杆头数Z1为2,那么Z2，那么在29-61范围设定最后值。第5章 运动和动力参数的计算设蜗杆-1轴，蜗轮轴-2轴，圆柱齿轮轴-3轴各轴转速： n1=960r / minn2=nm / i1=960 / 16 =60r / minn3=nm / i2=60 / 3.53=17 r / min2.各轴输入功率：P1=Pd01=2.620.99=2.59kwP2=P102=2.590.980.72=1.83kw3.各轴输入转距：Td=9550Pd/nm=95502.62/960=26.06NmT1=Td01=26.060.99=25.8NmT2=T1i112=25.8160.980.72=291.30NmT3=T2i234=291.303.530.980.97=977.51 Nm第6章 传动零件的设计计算第6章 传动零件的设计计算6.1蜗杆蜗轮的选择计算(1).选择蜗杆的传动类型根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2).选择材料轮芯用灰铸铁HT100制造。(3).按齿面接触确定作用在蜗轮上的转距 T2 z1=2，=0.72 ,T2=T1i112=25.8160.980.72=291.30Nm确定载荷K 由于转速不高，冲击不大，可取KV=1.05；则： K=KAKKV =1.1511.051.21确定弹性影响系数确定接触系数Z 确定许用接触应力H9应力循环次数 寿命系数 则 计算中心距 取，2.37，因，结果可用。(4).蜗杆与蜗蜗杆轴向齿距 =15.7mm；直径系数q=10；齿顶圆直径 =80mm；分度圆导程角.蜗轮蜗轮齿数z2=32；变位系数x2=-0；验算传动比i = z2/z1=16；传动比误差为0蜗轮分度圆直径 d2=mz2=1032=320mm(5).校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 由此，找出表格11-19可得齿形系数。螺旋角系数 许用弯曲应力 蜗轮的基本许用应力=56Mpa。寿命系数 满足弯曲强度。(6).精度等级侧隙种类为f，标注为8f GB/T 100891988。(7).热平衡核算。， P蜗杆传递的功率以自然方式箱体的表面传热系数，可取； 油的工作温度，可取；取；按条件，可求得油温： 满足温度要求。6.2斜齿轮传动选择计算(1).选精度等运输机速度不用太高，只需要七级精度，故选用7级精度。较小那个齿轮的齿数设较大那个齿轮的齿数设取，选取螺旋角。初选螺旋角。(2).按齿面接 确定公式内各计算数值a.试选b.由图10-30选取区域系数ZH=2.433c.由图10-26能找出则d.小齿轮传递转距 T2=T1i112=25.8160.980.72=291.30Nme.由表10-7选取齿宽系数f. 弹性影响系数g.由图疲劳强度极限h.应力循环次数 i.由表寿命系数KHN=1.07j.计算安全系数S=1 计算iua.试算小齿，代入 b.计算圆周速度 c.计算齿宽b及模数 d.计算纵向重合度 e.计算载荷系数K由表10-2能找出使用系数根据v=0.16m/s，7级精度，设得，动载荷系数，因此 由表10-13能找出由表10-3能找出 故载荷系数 f.分度圆直径 g.计算模数 (3).按齿根弯曲强度设计 确定计算参数a.计算载荷系数 b.根据纵向重合度，设得，螺旋角c.计算当量齿数 d.查取齿形系数由表10-5能找出 e.计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。 设计计算 mm因此，设，结果符合强度要求。(4).几何尺寸计算计算中心距 将中心距圆整为215mm修正螺旋角 的值不需要发改变。计分度圆直径 计算齿轮宽度取。第7章 轴的设计和计算第7章 轴的设计和计算7.1初步计算轴径轴的材料选45钢.轴径d，计算公式为： 找出表格15-3，取A1=A3=110，A2=120。 取d2 =35mm；d3 =45mm7.2轴的结构设计1轴的初步设计：装配方案是：手臂，轴承，侧门从左端连接轴的末端，右端在床的左边和一张沙发床。轴向径向尺寸：变化的直径（68）毫米或欲望（46）毫米轴向尺寸：轴插入传动件轴长/车轮宽度通常与轴直径相关联以确定由车轮的部分的宽度所确定的直径决定了轮毂的宽度。从一个轴的端部的最后部分应该S，轴向固定，一般上世纪保持与杆L =（13）毫米接触。附近的键槽轴线的端面。3轴的初步设计：装配方案：从左到右排序。尺寸设计准则同1轴.2轴的初步设计装配方案：从左到右排序，尺寸设计准则同1轴3由2轴两端直径是35毫米，能找出轴承型号7207C，尺寸为：D=72毫米，B=17毫米，a=15.7mm（轴承的校核将在后面进行）。 蜗轮对轴的作用力：从下图算出， 作出2轴的力学模型，如下图 弯距图和扭距图如下：图7-1 轴的受力分析及弯距、扭距图(2).校核轴的强度 取抗弯截面系数 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的弯扭强度条件为 找出表格15-1得 MPa所以 符合弯扭强度条件。第8章 滚动轴承的选择计算第8章 滚动轴承的选择计算8.1 1轴上的轴承的选择和寿命计算根据轴直径45毫米，主要参数如下：D=85mm;B=19mm;a=18.2mm基本额定静载荷 Co=27.2 kN基本额定动载荷 C =38.5 kN极限转速 Vmax=6700 r / min根据轴直径45毫米，右端采用主要参数如下： D=85mm;B=19mm基本额定静载荷 Co=20.5 kN基本额定动载荷 C =31.5 kN极限转速 Vmax=7000 r / min 该轴承所受的径向力约为：双列角接触：e =0.8所以 当量动载荷深沟球轴承：当量动载荷所以 ，应用核算轴承的寿命因为是球轴承，所以取指数 轴承计算寿命 减速器设计寿命 所以 满足寿命要求8.2 2轴上轴承的选择计算(1).轴承的选择根据轴直径35毫米，主要参数如下： D=72mm；B=17mm；a=15.7mm基本额定静载荷 Co=20 kN基本额定动载荷 C =30.5 kN极限转速 Vmax=11000 r / min(2).寿命计算找出表格13-5得 所以 轴承计算寿命 减速器设计寿命 所以 满足寿命要求。(3).静载荷计算所以 满足强度条件(4).极限工作转速计算转速一定满足要求。第9章 键连接的选择和计算9.1键的选择9.2键的强度计算 许用挤压应力为100120MPa，所以取 (1).1轴上键的强度计算 所以 满足强度条件(2).2轴上键的强度计算 所以 满足强度条件(3).3轴左端键的强度计算 所以 满足强度条件右端键的强度计算 所以 满足强度条件。第10章 联轴器的选择计算1计算联轴器的计算转距找表格14-1，小转距取 2型号选择挠性联轴器HL2-Y型主要参数如下：公称扭距 （满足要求）许用转速 （满足要求）轴孔直径 轴孔长度 第11章 润滑和密封说明1.润滑说明因为蜗杆齿轮变速类型和周围下使用油润滑的蜗杆传动油浸深度 h al = 12 毫米;润滑油。轴承润滑，载体速度 v 1500r每min，择出1/2 单元是无效的。2.密封件的描述调试过程，所有的关节和轴封不是允许渗透。底面密封或油漆轴螺栓应该满油。结论机械设计基础课程以前的应用程序，程序的能力有较高要求到前面。选择的轴，齿轮计算和如何验证和比较熟悉和志坚协调我们已增加了如何选择部分项的右侧的协作复杂性知道，耐心，计算使用生命的力量是足够的信息来控制登革热控制和文件中，然后选择搜索网站，在正确的方向，理解过程第一次这个深部信息的时间很长，但更大的收获。设计项目，一次当他的队友们，在这一点上，我认为你需要编辑我们的团队一份好的工作，整个设计过程模板，老师帮助我们，也希望尝试模板条件独立机构的机会有很多的设计挑战。毕业设计终于完成，知道如何可以使用合作的复杂性，增加了我们的耐心，加深知识的理解一点当我检查计算生命的力量是不够的，通过查阅资料有更大的收获。这是他们的理解，知识获取，知识和经验给了我们一次，一个关键的选择框，选择大的信心。课程设计工程量大，需要安排时间分工与队友，在这一点上，我觉得我们组做的不错的，整个设计过程模板老师给了我们很多帮助，希望下次有机会尝试在没有模板的条件，挑战任务设计的独立机构。毕业是我们在大学阶段最后一个环节，是我们已经学到了全面的应用知识和实际操作能力，又是一个全面的研究，再提高的过程。在这个过程中，我们培养我们的教学能力和独立工作的能力。从上面我们可以设计机械设计工作的一个很深刻的体会是一个非常严肃的工作，是完全在设计过程中，考虑到结构设计合理，结构材料，加工性等的选择。致谢参考资料1 濮良贵、纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.52 席伟光、李波.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，2003. 3 陈立德. 机械设计基础M. 高等教育出版社, 2007.4 刘会英.机械基础综合课程设计M.机械工业出版社. 2011. 5 陆玉，何在渊.机械设计课程设计M.机械工业出版社,2006. 6 张钺.新型带式输送机设计手册M. 冶金工业出版社, 2001.7 张尊敬，汪苏.DT型带式输送机设计手册M.冶金工业出版社,2003.8 宋伟刚.通用带式输送机设计M.机械工业出版社, 2006.9 赵玉文，李云海.带式输送机的现状与发展趋势J.煤矿机械, 2004. 10 宋伟刚. 散装物料带式输送机的设计M. 沈阳科学出版社,2000. 致谢从设计到一个特定的部件设计，然后写每个设计过程给了我很多帮助。在设计过程中，老师严谨的工作作风和勤勉的治学精神，以及孜孜不倦的精神给我留下了深刻的印象。他不仅在精心指导我的设计，并不断地鼓励我去探索学习创新的精神。在设计过程中，对我们很严厉，总是我的问题懒得解释，并为我提供了丰富的信息，帮助我理解设计。老师丰富的经验，孜孜不倦的精神和育人孜孜不倦的教导我留下深刻印象。我深深明白“老师是人类灵魂的工程师”。我要感谢我的导师的任务。尽管他老师的教学和科学研究，仍然有一段时间，我的门不时召开监督作业结束，从第一个项目，一个过程，一个新的处理过程，大偏压小的缺陷，在句子的格式，都应强调。他教我这方面的知识，拓宽了我的知识，我的论文的形成背景，完成优势。谢谢所有的老师，他细致的工作使我和我的同学学习和生活秩序。以前，我对机械设计基础课程设计和实践知识是非常肤浅的，因为发现他学习，知识点，即使再严重的学校和课堂学习知识本身并不能解决实际问题，必须自己学习。最后，我想是百忙之中抽出时间阅读这篇文章，感谢并参加审查论文的老师！摘要镇 江 高 专ZHENJIANG COLLEGE毕 业 设 计 (论 文) 电动电缆盘传动装置设计Design of transmission device for electric cable tray系 名： （四号宋体） 专业班级： （四号宋体） 学生姓名： （四号宋体） 学 号： （四号宋体） 指导教师姓名： （四号宋体） 指导教师职称： （四号宋体） 年 月摘 要选择蜗轮蜗杆斜齿轮减速器作为电动电缆盘传动装置的传动装置，在论文中，首先，对蜗轮蜗杆斜齿轮减速器作了简单的介绍，接着，阐述了蜗轮蜗杆斜齿轮减速器的设计原理和理论计算。然后按照设计准则和设计理论设计了蜗轮蜗杆减速器。接着对减速器的部件组成进行了尺寸计算和校核。该设计代表了蜗轮蜗杆设计的一般过程。对其他的蜗轮蜗杆的设计工作也有一定的价值。 目前，在蜗轮蜗杆斜齿轮减速器的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距。国内在设计制造蜗轮蜗杆减速器过程中存在着很大程度上的缺点，正如论文中揭示的那样，重要的问题如：轮齿的根切；蜗杆毛坯的正确设计；蜗轮蜗杆的校核。关键词：电动电缆盘，传动装置，设计，蜗轮蜗杆斜齿轮减速器, 蜗杆, 滚动轴承23AbstractChoose the worm helical gear reducer as the driving device of electric cable disc drive device, in this paper, firstly, the worm helical gear reducer is introduced, then, expounds the design principle and the theoretical calculation of worm gear reducer. Then according to the design criteria and design theory, the design of worm gear reducer. Then, the size of the reducer is calculated and checked. The design represents the general process of worm gear design. It also has some value to the design of other worm gear.At present, there is still a big gap between the domestic and foreign advanced level in the design, manufacture and application of worm gear reducer. There are a lot of disadvantages in the design and manufacture of worm reducer in the process, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: electric cable tray, transmission device, design, worm gear helical gear reducer, worm, rolling bearing目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论1第2章 传动方案分析3第3章 电动机选择计算43.1原始数据如下43.2电动机型号选择4第4章 总传动比确定及各级传动比分配5第5章 运动和动力参数的计算6第6章 传动零件的设计计算76.1蜗杆蜗轮的选择计算76.2斜齿轮传动选择计算9第7章 轴的设计和计算137.1初步计算轴径137.2轴的结构设计13第8章 滚动轴承的选择计算188.1 1轴上的轴承的选择和寿命计算188.2 2轴上轴承的选择计算19第9章 键连接的选择和计算219.1键的选择219.2键的强度计算21第10章 联轴器的选择计算23第11章 润滑和密封说明24结论25参考资料26致谢27 第1章 绪论第1章 绪论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减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。“修整型”直廓环面蜗杆螺旋面的形成，基本上与“原始型”相同，不同之处在于加工时根据设计要求的修形曲线，将加工参数加以改变。一般常用的有：变位异速修形和变速比修形两种工艺方法。变位异速修形方法就是在加工蜗杆时，刀具位置及固定传动比不同于蜗杆副工作时的位置及速比。变速比修形方法则是加工时瞬时传动比按一定规律变化。用修形加工方法加工的蜗杆与由修形滚刀加工成的蜗轮组成“修整型”直廓环面蜗杆传动，消除了蜗轮齿面中部棱线接触，不仅改善了装配条件，减少了误差敏感性，更重要的是：与“原始型”蜗杆传动比较，接触区扩大，形成油膜条件好，包容齿数间载荷有平均作用，因而其承载能力、啮合性能和传动效率均较“原始型”高。准平行啮合线二次包络环面蜗杆是河南省焦作市科林齿轮有限公司的一项科研成果。蜗轮滚刀是可铲背可磨削的，蜗轮齿面没有脊线，运动不会产生干涉。工装和理论相吻合。和同类蜗杆相比，它还具有以下几个特点：1 瞬时接触线和相对运动速度方向夹角稳定，且接近90度。2 蜗轮齿面是用铲背滚刀制造加工而成，因此蜗轮齿面接触面大、质量稳定。3 同时参加啮合的蜗轮齿数多，一般可达为蜗杆齿数）。4 蜗轮齿面无脊线，传递运动时不会产生干涉。因此这种蜗杆传动承载功率大，动压油涵稳定传动、噪声低、平衡温度低等特征。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。第2章 传动方案分析1蜗杆传动蜗杆传动可以实现较大的传动比，尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，适用于中、小功率的场合。采用锡青铜为蜗轮材料的蜗杆传动，由于允许齿面有较高的相对滑动速度，可将蜗杆传动布置在高速级，以利于形成润滑油膜，可以提高承载能力和传动效率。因此将蜗杆传动布置在第一级。2斜齿轮传动斜齿轮传动的平稳性较直齿圆柱齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。因此将斜齿轮传动布置在第二级。这样的传动方案是比较合理的。第3章 电动机选择计算3.1原始数据如下在野外作业时，需采用电缆给予设备或生活设备进行充电，为了便于收放电缆，需要设计一套电动电缆盘（同时留有手动接口）电动电缆盘传动装置是本次的设计重点。电缆长为100m，重量为130kg,其收放速度要求为8m/min,电缆的卷筒直径为0.15m，所设计的电动电缆盘传动装置应可将电缆按要求进行收放，同时传动装置上应留有手动接口，要求输出：1. 电动电缆盘传动装置总体方案设计；1张A12. 电动电缆盘传动装置装配图；1张A13. 电动电缆盘传动装置典型零件工作图；2张A34. 电动电缆盘传动装置设计说明书；1份。牵引力F=G=130X9.8=1274N工作速度V=8m/min=0.133m/s 卷筒直径D=150mm3.2电动机型号选择所需功率 取1=0.99（连轴器）,2=0.98（轴承） ,3=0.97（斜齿轮）,4=0.72（蜗杆）a=1( 2)3 3 4=0.65电动机功率 Pd=Pw / a=2.62kw卷筒转速 取斜齿轮传动比i1=24 ; 蜗杆传动比i2=840则电动机总传动比为 ia=i1i2=16160故电动机转速可选范围是nd=ian=(16160)17=2722720 r / min故选电动机型号为132S-6主要参数：第4章 总传动比确定及各级传动比分配 由电动机型号查表得nm=960 r / min；ia=nm / n=960 / 17=56.5取蜗杆传动比i1=16；斜圆柱齿轮传动比i2=ia / i3=3.53； 根据表11-1，选择蜗杆头数Z1=2,那么Z2则在29-61之间取值。第5章 运动和动力参数的计算设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，圆柱齿轮轴为3轴各轴转速： n1=960r / minn2=nm / i1=960 / 16 =60r / minn3=nm / i2=60 / 3.53=17 r / min2.各轴输入功率：P1=Pd01=2.620.99=2.59kwP2=P102=2.590.980.72=1.83kw3.各轴输入转距：Td=9550Pd/nm=95502.62/960=26.06NmT1=Td01=26.060.99=25.8NmT2=T1i112=25.8160.980.72=291.30NmT3=T2i234=291.303.530.980.97=977.51 Nm第6章 传动零件的设计计算第6章 传动零件的设计计算6.1蜗杆蜗轮的选择计算(1).选择蜗杆的传动类型 根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2).选择材料 蜗杆传动传递的功率不大，速度中等，故蜗杆用45钢，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1，金属膜铸造。轮芯用灰铸铁HT100制造。(3).按齿面接触疲劳强度进行计算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。确定作用在蜗轮上的转距 T2 z1=2，=0.72 ,T2=T1i112=25.8160.980.72=291.30Nm确定载荷K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数K=1，机械设计250页查表11-5取KA=1.15，由于转速不高，冲击不大，可取KV=1.05；则 K=KAKKV =1.1511.051.21确定弹性影响系数因选用的是铸锡青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故ZE=160MPa1/2确定接触系数Z 先假设分度圆直径d1和传动中心距a的比值d1/a=0.35，从图11-18中查得Z=2.9确定许用接触应力H9根据蜗轮材料为铸锡青铜ZCuSn10P1，金属铸造膜，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力H=268MPa应力循环次数 寿命系数 则 计算中心距 取。这时，从图11-18中查得2.37，因，因此以上计算结果可用。(4).蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸 蜗杆轴向齿距 =15.7mm；直径系数q=10；齿顶圆直径 =80mm；分度圆导程角蜗轮蜗轮齿数z2=32；变位系数x2=-0；验算传动比i = z2/z1=16；传动比误差为0蜗轮分度圆直径 d2=mz2=1032=320mm(5).校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 由此，查表11-19可得齿形系数。螺旋角系数 许用弯曲应力 从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用应力=56MPa寿命系数 满足弯曲强度。(6).精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 100891988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 100891988。(7).热平衡核算。由于摩擦损耗的功率，则产生的热流量为P蜗杆传递的功率以自然方式箱体的表面传热系数，可取；S内表面能被论化油所飞溅到，而外表面又可为周围空气所冷却的箱体表面面积，单位为m2；取S=0.5 m2油的工作温度，可取；周围空气的温度，常温情况可取；按热平衡条件，可求得在即定工作条件下的油温 满足温度要求。6.2斜齿轮传动选择计算(1).选精度等级、材料及齿数运输机一般工作机器，速度不高，故选用7级精度。材料选择。有表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。选小齿轮齿数大齿轮齿数取选取螺旋角。初选螺旋角。(2).按齿面接触疲劳强度设计 确定公式内各计算数值a.试选b.由图10-30选取区域系数ZH=2.433c.由图10-26查得则d.小齿轮传递转距 T2=T1i112=25.8160.980.72=291.30Nme.由表10-7选取齿宽系数f.由表10-6查得材料的弹性影响系数g.由图10-21d查得齿轮的接触疲劳强度极限h.应力循环次数 i.由表10-19查得接触疲劳寿命系数KHN=1.07j.计算接触疲劳许用应力，取安全系数S=1 计算iua.试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值 b.计算圆周速度 c.计算齿宽b及模数 d.计算纵向重合度 e.计算载荷系数K由表10-2查得使用系数根据v=0.16m/s，7级精度，有图10-8查得动载荷系数，故 由表10-13查得由表10-3查得 故载荷系数 f.按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径 g.计算模数 (3).按齿根弯曲强度设计 确定计算参数a.计算载荷系数 b.根据纵向重合度，从图10-28查得螺旋角影响系数c.计算当量齿数 d.查取齿形系数由表10-5查得 e.计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。 设计计算 mm因此取，可满足齿根弯曲疲劳强度。(4).几何尺寸计算计算中心距 将中心距圆整为215mm按圆整后的中心距修正螺旋角 因值改变不多，故等值不必修正。计算大、小齿轮的分度圆直径 计算齿轮宽度取。第7章 轴的设计和计算第7章 轴的设计和计算7.1初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 1，3轴为外伸轴，初算轴径作为最小直径，应取较小的A值；2轴为非外伸轴，初算轴径作为最大直径，应取较大的A值；查表15-3，取A1=A3=110，A2=120。 考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配，所以初定d1=24mm取d2 =35mm；d3 =45mm7.2轴的结构设计 1轴的初步设计：装配方案是：套筒、左端轴承、端盖、联轴器依次从轴的左端向又端安装，右端只安装轴承和轴承座。轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（68）mm，否则可取（46）mm轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固定作用，一般可取L=（13）mm。轴上的键槽应靠近轴的端面处。 3轴的初步设计：装配方案：左端从左到右依次安装斜齿轮、套筒和滚动轴承，右端从右到左依次安装套筒、滚动轴承、端盖和圆锥齿轮。尺寸设计准则同1轴 2轴的初步设计装配方案：左端从左到右依次安装套筒、滚动轴承，右端从右到左依次安装蜗轮、套筒、滚动轴承和端盖。尺寸设计准则同1轴32轴的弯扭合成强度计算由2轴两端直径d=35mm，查机械零件手册得到应该使用的轴承型号为7207C，D=72mm，B=17mm，a=15.7mm（轴承的校核将在后面进行）。(1).求作用在齿轮上的力，蜗轮、轴承对轴的力，轴上的弯距、扭距，并作图 齿轮上的作用力：蜗轮对轴的作用力：再由下图求出轴承对轴的作用力 作出2轴的力学模型，如下图再计算出各个作用点处的弯距和扭距弯距图和扭距图如下：轴的受力分析及弯距、扭距图(2).校核轴的强度由轴的扭距、弯距图可知，齿轮轴的轮齿处存在危险截面，因此在该处计算应力 （因扭转切应力不是对称循环应力，故引入折合系数）取抗弯截面系数 截面上的弯曲应力 截面上的扭转切应力 轴的弯扭强度条件为 查表15-1得 MPa所以 符合弯扭强度条件第8章 滚动轴承的选择计算第8章 滚动轴承的选择计算8.1 1轴上的轴承的选择和寿命计算左端采用双列角接触球轴承，根据轴直径d=45mm，选择角接触球轴承的型号为7209C，主要参数如下：D=85mm;B=19mm;a=18.2mm基本额定静载荷 Co=27.2 kN基本额定动载荷 C =38.5 kN极限转速 Vmax=6700 r / min右端采用深沟球轴承，根据轴直径d =45mm，选择深沟球轴承代号为6209，主要参数如下： D=85mm;B=19mm基本额定静载荷 Co=20.5 kN基本额定动载
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