機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書單蝸桿減速器

1、電機(jī)連軸器減速器連軸器機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書參數(shù)選擇 ：總傳動(dòng)比：I=35 Z1=1 Z2=35卷筒直徑：D=350mm運(yùn)輸帶有效拉力： F=6000N運(yùn)輸帶速度： V=0.5m/s工作環(huán)境：三相交流電源有粉塵常溫連續(xù)工作傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器 , 傳動(dòng)路線為： 帶式運(yùn)輸機(jī) .（ 如圖 2.1 所示 ） 根據(jù)生產(chǎn) 設(shè)計(jì)要求可知 , 該蝸桿地圓周速度 V4 5m/s, 所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見 （如圖 2.2 所示） ,采用此布置結(jié)構(gòu) , 由于蝸 桿在蝸輪地下邊 , 嚙合處地冷卻和潤滑均較 好 . 蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定 . 蝸桿 及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承

2、, 承受徑向載 荷和軸向載荷地復(fù)合作用 , 為防止軸外伸段 箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵 , 異物侵入箱 內(nèi) , 在軸承蓋中裝有密封元件 . 圖 2.1該減速器地結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查 孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等 .1 / 21二、 電動(dòng)機(jī)地選擇 ：由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源 ,可考慮采用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) .三相異步電 動(dòng)機(jī)地結(jié)構(gòu)簡單 , 工作可靠 , 價(jià)格低廉 , 維護(hù)方便 , 啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn) . 一般電動(dòng)機(jī)地額定 電壓為 380V根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求 , 該減速器卷筒直徑 D=350mm運(yùn). 輸帶地有效拉力 F=6000N,帶速V=0

3、.5m/s, 載荷平穩(wěn) ,常溫下連續(xù)工作 ,工作環(huán)境多塵 ,電源為三相交流電 , 電壓為 380V.1、 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)封閉扇冷式結(jié)構(gòu) ,電壓為 380V,Y 系列2、傳動(dòng)滾筒所需功率pwFV10006000 0 . 51000kw3、傳動(dòng)裝置效率： ( 根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械 工業(yè)出版社 第 133-134 頁表 12-8 得各級(jí)效率如下)其中： 蝸桿傳動(dòng)效率 1=0.70攪油效率 2=0.95滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)） 3=0.98聯(lián)軸器效率 c=0.99傳動(dòng)滾筒效率 cy=0.96所以：3 2 3 2= 1?2?3 ?c ?cy =0.7

4、 0.99 0.98 0.99 0.96 =0.633 電動(dòng)機(jī)所需功率： Pr= Pw/ =3.0/0.633=4.7KW2 / 21傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速：w 60 1000 v /35027.9r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速 , 根據(jù)參考文獻(xiàn) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高 義 編 浙江大學(xué)出版社 第 339-340 頁表附表 15-1 可查得所需地電動(dòng)機(jī) Y 系列三相異步 電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) ,查出有四種適用地電動(dòng)機(jī)型號(hào) ,因此有四種傳動(dòng)比方案 ,如表 3-1:表 3-1方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min額定轉(zhuǎn)矩Ped kw同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S1-25.5300029002

5、.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置地尺寸、 重量、價(jià)格和減速器地傳動(dòng)比 ,可見第 3方案比 較適合 . 因此選定電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為 Y132M2-6其主要性能如下表 3-2 ：表 3-2中心高 H外形尺寸L（ AC/2 AD） HD底角安裝 尺寸 AB地腳螺栓孔直 徑K軸身尺寸DE裝鍵部位尺 寸FGD132515（ 270/2 210） 315216178123880103338四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算：4.1 蝸桿軸地輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P0 = P r =4.7kwn0=960r/

6、min3T0=9.55 P 0 / n 0=4.7 10/ 21=46.7N .m4.2 蝸輪軸地輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩2 P1 = P 001 = 4.7 0.99 0.99 0.7 0.99 2 =3.19 kwn= n0 = 960 = 27.4 r/minio135T1= 9550 P1 = 9550 3.19 = 1111.84N m n127.44.3 傳動(dòng)滾筒軸地輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P2 = P 1ccy=3.19 0.99 0.99=3.13kwn2= n1 = 27.4 = 27.4 r/mini121T2= 9550 P2 = 9550 3.13 = 1089.24N m n

7、227.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表 4-1 ：表 4-1類型功率 P（kw）轉(zhuǎn)速 n（ r/min ）轉(zhuǎn)矩 T（ Nm）傳動(dòng)比 i效率 蝸桿軸4.796046.7510.679蝸輪軸3.1927.41111.8435傳動(dòng)滾筒軸3.1327.41089.24五、蝸輪蝸桿地傳動(dòng)設(shè)計(jì)蝸桿地材料采用 45 鋼 , 表面硬度 45HRC,蝸輪材料采用 ZCuA110Fe3,砂型鑄造 .以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考 由機(jī)械設(shè)計(jì) 第四版 邱宣懷主編 高 等教育出版社出版 1996 年 第 13 章 蝸桿傳動(dòng)為主要依據(jù) 具體如表 3 1：表 5 1 蝸輪蝸桿地傳動(dòng)設(shè)計(jì)表項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果中

8、心距地計(jì)算4 / 21蝸桿副地相對(duì)滑動(dòng)速度Vs 5.2 10 4 n13 T25.2 10 / 21 96031111.845.17m/s參考文獻(xiàn) 5第 37頁( 23 式)4m/sVs7m/s當(dāng)量摩擦系數(shù)4m/sVs51.7100mm10 / 21又因軸上有鍵槽所以 D6增大 3%,則 D6=67mm計(jì)算轉(zhuǎn)矩P Tc=KT=K9550 P =1.5 9550 3.19/27.4=1667.76N.M51.7100mm又因軸上有鍵槽所以 D6 增大 3%,則D6=67mmD6=677.2 軸地校核X-Y 平面受力分析12 / 21F R1FtFaF R2圖 7.2FQX-Z 平面受力圖：F R

9、1F R2Fr圖 7.3水平面彎矩 M X Y / Nmm合成彎矩 MMX2 Y M 2X Z /NmmT=1aT=111840N655985.6當(dāng)量彎矩 T 與 aTmmNmm13 / 21圖 7.77.2.2 軸地校核計(jì)算如表 5.1軸材料為 45鋼, B 650Mpa , S 360Mpa , 1b 60Mpa表 7.1計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩 T1T1 1111840 N mmT1 1111840 Nmm圓周力Ft 2T1 2 1111840 =20707.6N d1 80Ft =24707.6N徑向力F Fttg 24707 .6 tg 6.34F =2745.3N軸向力FFt

10、tan t =24707.6 tan 20 oFr =8992.8N計(jì)算支承反力2745.3 190 24707.6 97 6000 119 F R1R1 194 194F R1 =1136.2N24707.6 97 6000 313 2745.3 190 FR2R2 194 194F R 2 =19345.5N垂直面反力 Fr8992 .8F R1 F R22r 2F R1 F R 2 =4496.4N水平面 X-Y 受力圖圖 7.2垂直面 X-Z 受力圖 7.3畫軸地彎矩圖水平面 X-Y 彎矩圖MXY 圖 7.4垂直面 X-Z 彎矩圖MXZ 圖 7.5合成彎矩M M XY M XZ 圖 7

11、.6軸受轉(zhuǎn)矩 TT=T1=1111840NmmT=1111840Nmm許用應(yīng)力值表 16.3, 查得 1b 60Mpa 0b 102.5Mpa14 / 21應(yīng)力校正系數(shù) aa= 1b/ 0b 60/102.5 0.59a=0.59當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩蝸輪段軸中間截面M 3 M2 (aT)2 681175.52 655985.62 =947628.6Nmm軸承段軸中間截面處M 2 714000 2 655985 .62 =969381.2NmmM III947628.6NmmMI II =969381.2Nmm當(dāng)量彎矩圖圖 7.7軸徑校核M33 947628.6dIII 3 3 3 54 90mm

12、III 0.1 1b0.1 60M23 969381.2dI II 3 2 3 54.5 80mmI II 0.1 1b 0.1 60驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計(jì)范圍之 內(nèi), 設(shè)計(jì)合格軸地結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀 ,階梯之間有圓弧過度 ,減少應(yīng)力集中 , 具體尺寸和要求見零件 圖 2 （蝸輪中間軸） .7.3 裝蝸輪處軸地鍵槽設(shè)計(jì)及鍵地選擇當(dāng)軸上裝有平鍵時(shí) , 鍵地長度應(yīng)略小于零件軸地接觸長度 , 一般平鍵長度比輪轂長度短510mm,由參考文獻(xiàn) 1表 2.4 30圓整,可知該處選擇鍵 2.5 110,高 h=14mm,軸上鍵0.2 0.2槽深 度為 t 900.2 , 輪 轂上 鍵槽 深度 為 t1 5.400.

13、2 , 軸上 鍵槽 寬度 為 b 25 0.052 輪轂上鍵槽深度為 b1 25 00.002266八、 減速器箱體地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （修訂版） 鄂中凱 , 王金等主編 東北工學(xué)院出版 社 1992 年第 19 頁表 1.5-1 可計(jì)算得 , 箱體地結(jié)構(gòu)尺寸如表 8.1 ：表 8.1 箱體地結(jié)構(gòu)尺寸減速器箱體采用 HT200鑄造, 必須進(jìn)行去應(yīng)力處理設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果箱座壁厚度 0.04a 3 8 =0.04 225+3=12mm取 =12mm15 / 21a 為蝸輪蝸桿中心距箱蓋壁厚度 11 0.85 =0.85 12=10mm取 1=10mm機(jī)座凸緣厚度 bb

14、=1.5 =1.5 12=18mmb=18mm機(jī)蓋凸緣厚度 b1b1=1.5 1=1.5 10=15mmb1=18mm機(jī)蓋凸緣厚度 PP=2.5 =2.5 12=30mmP=30mm地腳螺釘直徑 d?d?=20mmd?=20mm地腳螺釘直徑 d ?d ?=20mmd ?=20mm地腳沉頭座直徑 D0D0=48mmD0=48mm地腳螺釘數(shù)目 n取 n=4 個(gè)取 n=4底腳凸緣尺寸（扳手空間）L1=32mmL1=32mmL2=30mmL2=30mm軸承旁連接螺栓直徑 d1d1= 16mmd1=16mm軸承旁連接螺栓通孔直徑 d 1d 1=17.5d 1=17.5軸承旁連接螺栓沉頭座直徑 D0D0=

15、32mmD0=32mm剖分面凸緣尺寸（扳手空間）C1=24mmC1=24mmC2=20mmC2=20mm上下箱連接螺栓直徑 d2d2 =12mmd2=12mm上下箱連接螺栓通孔直徑 d 2d 2=13.5mmd 2=13.5mm上下箱連接螺栓沉頭座直徑D0=26mmD0=26mm箱緣尺寸（扳手空間）C1=20mmC1=20mmC2=16mmC2=16mm軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目 n,d 3n=4, d 3=10mmn=4 d3=10mm檢查孔蓋螺釘直徑 d4d4=0.4d=8mmd4=8mm圓錐定位銷直徑 d5d5= 0.8 d 2=9mmd5=9mm16 / 21減速器中心高 HH=340mmH

16、=340mm軸承旁凸臺(tái)半徑 RR=C2=16mmR1=16mm軸承旁凸臺(tái)高度 h由低速級(jí)軸承座外徑確定 , 以便于扳手 操作為準(zhǔn) .取 50mm軸承端蓋外徑 D2D2=軸承孔直徑 +(55.5) d 3取 D2=180mm箱體外壁至軸承座端面距離 KK= C1+ C 2+(810)=44mmK=54mm軸承旁連接螺栓地距離 S以 Md1 螺栓和 Md3 螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量 靠近一般取 S=D2S=180蝸輪軸承座長度 （箱體內(nèi)壁至軸承座外端面地距離）L1=K+ =56mmL1=56mm蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間地距離1 1.2 =15mm取 1=15mm蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間地距離2 =12mm

17、取 2 =12mm機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 m1,mm1=0.85 1=8.5mm, m=0.85 =10mmm1=8.5mm,m=10mm以下尺寸以參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 王昆等主編 高等教育出版社 1995 年 表 6-1 為依據(jù)蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁地距離6=40mm軸承端面至箱體內(nèi)壁地距離3=4mm箱底地厚度20mm軸承蓋凸緣厚度e=1.2d3=12mm箱蓋高度220mm箱蓋長度（不包括凸臺(tái)）440mm蝸桿中心線與箱底地距離115mm箱座地長度（不包括凸444mm裝蝸桿軸部分地長度460mm17 / 21臺(tái)）箱體寬度（不包括凸臺(tái)）180mm箱底座寬度304mm蝸桿軸承座孔外伸長度8m

18、m蝸桿軸承座長度81mm蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離61mm九、減速器其他零件地選擇經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位 銷地組合設(shè)計(jì) , 經(jīng)校核確定以下零件：表 9-1 鍵 單位： mm安裝位置類型b（h9）h（h11）L9（ h14）蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處GB1096-90鍵 10 7010870蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處GB1096-90鍵 25 1102514110蝸輪軸、聯(lián)軸器及 傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處GB1096-90鍵 20 1102012110表 9-2 圓錐滾動(dòng)軸承 單位： mm安裝位置軸承型號(hào)外形尺寸dDTBC蝸桿GB297-847312（ 3

19、0312）6013033.53126蝸輪軸GB/T297-94302168014028.25262218 / 21安裝位置類型軸徑 d基本外徑 D基本寬度蝸桿B5580855808蝸輪軸B75100107510010表 9-3 密封圈( GB9877.1-88 )單位： mm表 9-4 彈簧墊圈（ GB93-87）安裝位置類型內(nèi)徑 d寬度（厚度）材料為 65Mn,表 面氧化地標(biāo)準(zhǔn) 彈簧墊圈軸承旁連接螺栓GB93-87-16164上下箱聯(lián)接螺栓GB93-87-12123表 9-5 擋油盤參考文獻(xiàn) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （修訂版） 鄂中凱 , 王金等主編 東北工學(xué)院出版社1992年第 132頁表 2.

20、8-7安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129mm12mm9mmQ235定位銷為 GB117-86 銷 8 38 材料為 45 鋼十、減速器附件地選擇 以下數(shù)據(jù)均以參考 文獻(xiàn) 機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江 大學(xué)出版社 地 P106-P118表 10-1 視孔蓋（ Q235）單位 mmAA1A.B1BB0d4h150190170150100125M 81.5表 10-2 吊耳 單位 mm箱蓋吊耳dReb4242422019 / 21箱座吊耳BHhr2b3619.29.6924表 10-3 起重螺栓 單位 mmdDLSd1ll1l2l3Cd2hM1635622716328422226表 10-4 通氣器單位 mmDd1d2d3d 4DabsM181.5M33 1.583164012722Chh1D1Rkef1640825.440622表 10-5 軸承蓋（ HT150）單位 mm安裝 位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b1d1蝸桿101