單機渦輪蝸桿減速器說明書(課程設(shè)計)

1、課程設(shè)計說明書 課程名稱：課程設(shè)計 設(shè)計題目：帶式運輸機傳動裝置的設(shè)計 學(xué) 院：制造科學(xué)與工程學(xué)院 班 級：機械1106 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計時間：2014.01.05一.課程設(shè)計任務(wù)2二.傳動方案的分析與擬定2三.電機的選擇3四.傳動裝置參數(shù)的確定5五.傳動零件設(shè)計7六.蝸輪蝸桿效率及潤滑計算9七.蝸輪蝸桿傳動幾何尺寸9八.渦輪蝸桿疲勞強度校核11九.蝸桿軸、蝸桿軸及渦輪、蝸桿的參數(shù)121.蝸輪及蝸輪軸的設(shè)計計算122.蝸桿軸的設(shè)計計算17十.箱體的設(shè)計20十一.減速器熱平衡計算21十二.其他部分的設(shè)計與選擇221.窺視孔蓋222.通氣器223.減速器的潤滑油選擇22十三.參

2、考文獻22一.課程設(shè)計任務(wù)題目：設(shè)計用于帶式運輸機的單級蝸桿減速器帶式運輸機工作原理圖：已知條件：1) 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35；2) 使用折舊期；8年；3) 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修；4) 動力來源：電力，三相交流電，電壓380/220v；5) 運輸帶速度容許誤差：5%；6) 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力f=2200n；運輸帶工作速度v=1.1m/s；滾筒直徑d=240mm。二.傳動方案的分析與擬定（方案f2）電動機軸與減速器高速軸連接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較高，為

3、了減小啟動載荷、緩和沖擊，應(yīng)選用具有較小轉(zhuǎn)動慣量和具有彈性的聯(lián)軸器，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。減速器低速軸與工作機軸連接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉(zhuǎn)速較低，不必要求具有較小的轉(zhuǎn)動慣量，但傳遞轉(zhuǎn)矩較大，故選用齒式聯(lián)軸器。按本次課設(shè)要求選擇一級渦輪蝸桿減速器，簡圖如下：1電動機；2一聯(lián)軸器；3蝸桿減速器；4卷筒；5輸送帶三.電機的選擇 計算與說明 結(jié)果1.選擇電動機類型 選用y系列三相異步交流電動機。2.選擇電動機容量 卷筒的有效功率為：=2.42kw 式中，查機械設(shè)計手冊可得 聯(lián)軸器效率 =0.99 滾動軸承效率=0.98雙頭蝸桿效率=0.8 卷筒效率 =0.96由電動機至運輸帶的傳動總效率為：=0.72

4、電機的有效效率為：=3.36kw45hrc,可從手冊中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n=60j=60116000=8.13壽命系數(shù) = =0.770則 =0.770268=206.4mpa計算中心距 mm=132.7mm查表取中心距a=160mm,模數(shù)m=6.3，蝸桿分度圓直徑d1=63mm。這時d1/a=0.39對應(yīng)的=2.73.1，因此以上計算結(jié)果可用。確定蝸輪齒數(shù)：217=34計算傳動中心距蝸輪分度圓直徑=m,其中為34，6.334=214.2mm中心距=138.5變位系數(shù) =0.238蝸輪的材料為鑄錫磷青鋼zcusn10p1，用砂型鑄造。=0.238六.蝸輪蝸桿效率及潤滑

5、計算 計算與說明 結(jié)果1. 蝸輪蝸桿速度 蝸桿倒程角蝸桿分度圓圓周速度 蝸桿副滑動速度由于，所以蝸桿下置。2. 驗算效率 當(dāng)量摩擦角 查表并通過插值法求的 驗算效率 與所選效率相差不大蝸桿下置七.蝸輪蝸桿傳動幾何尺寸 計算與說明 結(jié)果 中心距： 由前面計算的a=138.5mm,取140mm 蝸桿頭數(shù)： 渦輪齒數(shù)：=34 齒形角： 傳動比：i=17 a=140mmi=17蝸桿軸向齒距：=19.79mm蝸桿導(dǎo)程：=39.58mm蝸桿分度圓直徑：蝸桿齒頂圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸桿齒高：蝸桿齒寬：=90.72mm蝸輪分度圓直徑：=214.2mm蝸輪齒根高：=6.3(1-0.238+0.2)=6.06

6、1mm蝸輪齒頂高：=6.3(1+0.238)=7.799mm蝸輪齒高：=(7.799+6.061)mm=13.86mm蝸輪齒根圓直徑：=214.2-26.061=202.078mm蝸輪寬度：=56.7mm 蝸輪齒寬：取蝸輪齒寬角：取取b=50mm八.渦輪蝸桿疲勞強度校核 計算與說明 結(jié)果1.校核輪齒接觸疲勞強度 許用接觸應(yīng)力由參考文獻3表8-5查得 彈性影響因數(shù) 由可查機械設(shè)計圖7.7 得 最大接觸應(yīng)力： =166.2mpa故接觸疲勞強度滿足要求。接觸疲勞強度滿足要求2. 校核齒根彎曲疲勞強度當(dāng)量齒數(shù)： =36.12根據(jù)0.238，從機械設(shè)計圖7.8中可差得齒形系數(shù) 2.3螺旋角系數(shù)：0.90

7、575由機械設(shè)計表7.8差得zcusn10p1制造的渦輪的基本許用彎曲應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n=60j=60116000=8.13壽命系數(shù) = =0.77013.44mpa故齒根彎曲疲勞強度滿足要求。故齒根彎曲疲勞強度滿足要求。九.蝸桿軸、蝸桿軸及渦輪、蝸桿的參數(shù)1.蝸輪及蝸輪軸的設(shè)計計算 計算與說明 結(jié)果1).蝸輪軸的材料選擇及附圖 因傳遞功率不大，并對質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，考慮到經(jīng)濟選用常用材料45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得b=640mpa ，=60mpa.2).按扭轉(zhuǎn)強度，初步估計蝸輪軸的最小直徑初步估計軸的最小直徑查表的c取11234.73mm軸伸部位安裝聯(lián)軸器，考慮補償軸的可能位移，選用

8、齒式聯(lián)軸器，由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩得1.15294300=338.445nm由手冊表8-3選gicl2聯(lián)軸器。公稱轉(zhuǎn)矩為1400nm，半聯(lián)軸器孔徑40mm，半聯(lián)軸器長度l1=84mm。3).軸段各部分及鍵尺寸 軸承部件的結(jié)構(gòu)形式：蝸桿減速器的中心距a=140mm，通過查表選擇減速器的機體采用剖分式結(jié)構(gòu)。因傳遞功率小，故軸承的固定方式可采用兩端固定方式。因此，所設(shè)計的軸承部件的結(jié)構(gòu)形式如上圖所示。然后可按轉(zhuǎn)軸軸上零件的順序，從dmin處開始設(shè)計；(1).軸段1由所選聯(lián)軸器可得d1=40mm,l1=84mm; (2).密封圈與軸段2 考慮到聯(lián)軸器右端的固定和密封圈的標(biāo)準(zhǔn)，由手冊表7-12，取軸段d2=45m

9、m； 軸段2的長度根據(jù)箱體的壁厚、軸承凸臺的厚度、軸承端蓋的厚度以及聯(lián)軸器類型確定,可取l2=65mm: (3)軸段3與軸段7： 考慮到渦輪蝸桿減速器有軸向力，軸承類型選用圓錐滾子軸承，軸段3上安裝軸承，要使軸承便于安裝又符合軸承內(nèi)徑系列，取軸承型號為30210，由手冊表6-7得，其內(nèi)徑d=50mm，外徑d=90mm，寬度b=20mm，故取d3=d7=50mm，考慮到安裝套筒時的位置，取l3=45mm，軸段7安裝軸承，故l7=22mm； (4).蝸輪與軸段4： 軸段4上安裝蝸輪，d4=d3+4=50+4=54.0mm按照蝸輪的設(shè)計，取輪轂寬為65mm；則取l4=62mm; (5).軸段5 軸肩

10、高度h=(0.070.1)d4=3.785.4mm,取h=5mm，即d5=d4+2h=64.0mm;軸肩寬度,即l5=10.00mm; (6).軸段6 由軸承30210在手冊表6-7得da=57mm,d6=57mm,l6=10mm;聯(lián)軸器d1=40mml1=84mmd2=45mml2=65mmd3=d7=50mml3=45mml7=22mmd4=54.0mml4=62mmd5=64.0mml5=10.00mmd6=57mml6=10mm （7）軸的總長度 l=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7=84+65+45+62+10+10+22=298mm; (8)鍵連接： 聯(lián)軸器及蝸輪的軸向連接

11、均采用普通平鍵連接，第一段及第四段為鍵12862 gb/t1096-2003及鍵161056gb/t1096-2003.4).渦輪軸的受力及強度校核(1):由于蝸桿的直徑很小，可以將蝸桿和蝸桿軸做成一體，即做蝸桿軸。蝸桿的轉(zhuǎn)矩=21.64nm,蝸輪的轉(zhuǎn)矩294.30nm。則作用于齒輪上的圓周力：2747.90n軸向力：686.98n徑向力：1020n(2):對渦輪軸作如圖受力分析，并作出彎扭圖:則在水平面上的支反力：1474.06n,1272.84n最豎直面內(nèi)的支反力：1184.55n，-164.55n,求出彎矩：，得上圖。l=319mm2747.90n1020n1474.06n1272.84

12、n-164.55n,1184.55n，(3) : 軸的彎扭合成強度條件為;查表得,且有=17.28mpa4年故渦輪軸軸承壽命滿足要求。1891.03n2.蝸桿軸的設(shè)計計算 計算與結(jié)果 結(jié)果1).材料與類型選擇及附圖因傳遞功率不大，并對質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，故選用常用材料45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。漸開線蝸桿。2).初算軸頸軸伸部位安裝聯(lián)軸器，考慮補償軸的可能位移，選用非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器，由轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩得由前面可知電機周徑為28mm由手冊表8-5選lx2型彈性銷聯(lián)軸器。3).軸各段尺寸(1)軸段1 由所選聯(lián)軸器可得d1=25mm,l1=44mm; 由軸段的直徑查表得鍵的尺寸：bhl=8726;(

13、2) 軸段2 確定軸段2的直徑時，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的固定及密封圈的尺寸兩個方面。由機械設(shè)計表7-12可得d2=30mm,l2=58;(3) 軸段3、9 考慮到蝸桿減速器有軸向力，軸承類型選用圓錐滾子軸承，軸段3上安裝軸承，要使軸承便于安裝又符合軸承內(nèi)徑系列，取軸承型號為30207，有手冊表6-7得，其內(nèi)徑d=35mm，外徑d=72mm，寬度b=17mm，故取d3=d9=35mm，取l3=20mm；l9=32mm(4) 軸段4、8軸4、8的兩外端固定套筒,h=(0.070.1)d3=2.453.5mm,取h=2.5mm取d4=d8=40mm;取l4=l8=30mm;(5)軸段6由da1=75.60m

14、m，df1=47.25mm.則d6=75.60mm考慮螺旋線長度齒寬，取l6=100mm;聯(lián)軸器d1=25mml1=44mmd2=30mml2=58md3=d9=35mml3=20mml9=32mmd4=d8=40mml4=l8=30mmd6=75.60mml6=100mm(6)軸段5、7避免軸段直徑變化過快，故取d5=d7=46mm;l5=l7=31mm;(7)蝸桿軸總長： l=l1+l2+l3+l4+l5+l6+l7+l8+l9=44+58+20+30+31+100+31+30+40=376mm。4).鍵的強度校核鍵的連接強度蝸桿軸鍵的連接強度滿足要求。5).軸承受力作出軸承受力圖：水平面

15、上：對1點取矩可得 豎直面上：對1點取矩有得 。6)軸承強度校核軸承型號為30210，其內(nèi)徑d=35mm，外徑d=72mm，寬度b=17mm，軸承反裝由設(shè)計手冊表6-7得e=0.37,y=1.6,c=54.2kn 則;d5=d7=46mml5=l7=31mml=384mm由得由得則有，則按照1軸校核：故蝸桿軸軸承壽命滿足要求。十.箱體的設(shè)計箱座壁厚箱蓋壁厚箱蓋凸緣厚度箱座凸緣厚度箱座底凸緣厚度地角螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁連接螺栓直徑蓋與座連接螺栓直徑連接螺栓的間距軸承端蓋螺釘直徑視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑到外箱壁的距離至凸緣邊緣距離凸臺高度外箱壁至軸承座端面距離鑄造過度尺寸蝸輪外圓到內(nèi)箱壁距離

16、1蝸輪輪轂與內(nèi)箱壁距離2箱蓋,箱座肋厚蝸輪軸承端蓋外徑蝸桿軸承端蓋外徑蝸輪軸承旁連接螺栓距離十一.減速器熱平衡計算p=2.61kw; 通風(fēng)良好故取 減速器保持正常工作溫度所需的散熱面積為實際散熱面積a=421652+11247+354255+252(153+354)+1531602+1603542 +33(145+110)42+354153 =531091.3mm2=0.53m2則有as。故熱平衡。十二.其他部分的設(shè)計與選擇1.視孔蓋由箱體尺寸及手冊表11-4選擇窺視孔的參數(shù)如下 l1 l2 b1 b2孔直徑 孔數(shù) 蓋厚 r 120 105 90 75 7 4 4 52.通氣器由箱體尺寸及手冊查表11-5得dd1d2d3d4dhabch1rd1skefm181.5