機械設(shè)計課程設(shè)計帶式運輸機上的單級蝸桿減速器設(shè)計

1、攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文）帶式運輸機傳動裝置的蝸桿減速器設(shè)計學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 院 （系）： 機 電 工 程 學(xué) 院 年級專業(yè)：200 級 指導(dǎo)教師： 助理指導(dǎo)教師： 二一一年 月機械課程設(shè)計說明書目錄： 機械設(shè)計課程設(shè)計說明書-錯誤！未定義書簽。-目錄：-2-1 設(shè)計題目:-2-2 傳動簡圖:-2-3 原始數(shù)據(jù)- 2-4 設(shè)計工作量要求-2-5 傳動裝置的總體設(shè)計-2-5.1 擬定傳動方案-2-5.2 選擇電動機-3-5.3 確定傳動裝置的總傳動比及其分配-4-5.4 計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)-錯誤！未定義書簽。-6 傳動零件的設(shè)計計算-錯誤！未定義書簽。-6.1 選定蝸輪蝸桿類

2、型、精度等級、材料及齒數(shù)-4-6.2 確定許用應(yīng)力-5-6.3 接觸強度設(shè)計-5-6.4 校核蝸輪齒面接觸強度-7-6.5 蝸輪齒根彎曲強度校核-7- 6.6 蝸桿剛度校核. -8-7 軸的設(shè)計計算-9-7.1 蝸輪軸的設(shè)計與計算-9-7.2 蝸桿軸的設(shè)計與計算-13-8 滾筒軸承的選擇-17-9 蝸桿聯(lián)軸器選擇-17-10潤滑劑的選擇-18-11箱體的選擇-18-12設(shè)計小結(jié)-19-13參考資料-21-1 設(shè)計題目帶式運輸機傳動裝置的蝸桿減速器設(shè)計2前言2.1 題目分析 采用聯(lián)軸器將蝸桿和電動機相連，采用蝸桿下置式，因為蝸桿的具有減速的作用，因此將蝸桿通過聯(lián)軸器與帶輪連接，從而將電動機的轉(zhuǎn)速

3、通過蝸桿減速器傳到帶輪上，驅(qū)動帶輪運動，從而傳遞載荷。2.2 傳動簡圖 2.3原始數(shù)據(jù) 已知條件：帶拉力f=2300n;帶速度v=1.1 m/s(轉(zhuǎn)速誤差為+5%);滾筒直徑d=570 mm;設(shè)計使用期限8年（每年工作日300天），兩班制工作;單向運轉(zhuǎn)，空載起動，運輸機工作平穩(wěn)，大修期為3年;減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。2.4設(shè)計工作量要求 要求裝配圖（0或1號）（1：1）一張，低速級齒輪與軸，箱體或箱蓋（共3張零件圖），設(shè)計說明書（6000-8000字，word）一份。傳動簡圖（附后）2.5擬定傳動方案采用一級蝸輪蝸桿減速器，優(yōu)點是傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，噪音小，適合于繁重及惡劣

4、條件下長期工作。缺點是效率低，發(fā)熱量較大，不適合于傳遞較大功率。3電動機的選擇計算過程及說明結(jié) 果3.1電動機的類型的選擇電動機的類型根據(jù)動力源和工作條件，選用y系列三相異步電動機3.2電動機功率的選擇 工作機所需要的有效功率為：=23001.1 /1000=2.53kw工作機主軸轉(zhuǎn)速為：36.87r/min工作機主軸上的轉(zhuǎn)矩：為了計算電動機所需要的有效功率，先要確定從電動機到工作機之間的總效率，設(shè)分別為聯(lián)軸器,蝸桿渦輪傳動效率,軸承效率，滾筒的效率：查得：=0.99 = 0.83 = 0.98 =0.95則傳動裝置的總效率為： =0.727聯(lián)軸器，蝸桿蝸輪，滾動軸承滾筒 所以電動機所需功率為

5、： =2.53/0.727=3.48kw 選取電動機的額定功率為：4kw 3.3電動機的選擇 選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min兩種。方案號電動機型號額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min1y112m-44150014402 y132m1-641000960由上表可知傳動方案1雖然電動機的價格低，但總傳動比大，為了能合理地分配傳動比，使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2，即電動機型號為y132m1-6。 則選電動機的同步轉(zhuǎn)速為 n=1000r/min電動機額定功率 電動機滿載轉(zhuǎn)速 3.4 確定傳動裝置的總傳動比及其分配總傳動比 i=26.03743.5 計算傳動

6、裝置的運動及動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速： 各軸的輸入功率 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩： 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩： 4傳動零件的設(shè)計計算計算過程及說明結(jié) 果4.1 選定蝸輪蝸桿類型、精度等級、材料及齒數(shù)根據(jù)設(shè)計要求，減速器使用期限8年（每年工作日300天），兩班制工作，單向運轉(zhuǎn)，空載起動，運輸機工作平穩(wěn)，大修期為3年。轉(zhuǎn)速誤差為+5%，減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。由此，推薦采用漸開線蝸桿（zi），考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555hrc。蝸輪用鑄錫磷青銅zcusn10p1。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄

7、鐵ht100制造。蝸輪蝸桿的傳動比： 4.2按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，在校核齒根彎曲強度。傳動中心距由式：4.2.1確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩t2按蝸桿頭數(shù)計算，則：渦輪軸的轉(zhuǎn)矩t2為：4.2.2確定載荷系數(shù)k因運輸機工作平穩(wěn)，故取載荷分布不均勻系數(shù)=1；由于空載起動，固選取使用系數(shù)=1；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)為=1.1則： 4.2.3確定彈性影響的系數(shù) 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故=。4.2.4確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的比值=0.35,可查得4.2.5確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫

8、磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45hrc，查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268mpa。應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n=60j 壽命系數(shù)為： 0.7653則： = =4.2.6 計算中心距 取中心距a=200 mm，因i=26，固從表中取m= 6.3 蝸桿分度圓直徑：這時0.325 ,查得接觸系數(shù)=2.87，因為,因此計算結(jié)果可用。 4.3蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸4.3.1蝸桿主要參數(shù)齒頂高： 齒根高： 全齒高： 直徑系數(shù)： q=10分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 蝸桿導(dǎo)程:蝸桿螺紋部分長度：取=140mm蝸桿分度圓導(dǎo)程角：=蝸桿軸向齒距： 4.3.2、蝸輪主要參數(shù)蝸輪齒數(shù)：

9、，變位系數(shù)：驗算傳動比，這時傳動比誤差為72r/min選用yl11型聯(lián)軸器,選用軸孔直徑50mm，取最小軸孔直徑為50mm，固取。該半聯(lián)軸器長度=229mm,半聯(lián)軸器軸孔長度l=112mm,與軸配合的轂孔長度=84mm,選用yl11型聯(lián)軸器能滿足要求。5.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1、擬定軸上的零件的裝配方案 因為軸上零件只有一個蝸輪，則應(yīng)將蝸輪放在兩軸承的中間，如此軸的受力比較合理。5.2.2、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度5.2.2.1為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，12軸段右端需制出一軸肩，故取,左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑d=60mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了

10、保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故12段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取 。5.2.3、初步選擇滾動軸承。因軸承同時受徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承，其尺寸為，所以可取組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承，其尺寸為，所以可取。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由標(biāo)準(zhǔn)gb/t276-1994查得 型軸承的定位軸肩高度 mm，因此取。5.2.4、取安裝齒輪處的軸段45 的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度2-3mm，故

11、取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d，取h= mm ，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b1.4h，取。5.2.5、軸承端蓋的總寬度為25mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離，故取。 5.2.6、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距a=16mm ，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距s，取s=8mm ，已知滾動軸承寬度 t=mm ，因為此軸上只有一個零件，而且并沒有其他零件在任何位置對軸的長度造成影響，則蝸輪應(yīng)位于中心位置，所以5.3、軸上零件的周向定位蝸輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接

12、。按蝸輪用a型平鍵，按,查手冊得a型平鍵截面 ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 mm ，同時為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性，故選取蝸輪輪轂與軸的配合為h7/n6 ；半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，用c型平鍵為，半聯(lián)軸器與軸的配合為h7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6 。5.4、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑均為2mm。5.5、校核5.5.1求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊中查取a值。對于 型圓錐滾子軸承，查得a= mm。因此,作為簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖如

13、下圖所示。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面c是軸的危險截面。現(xiàn)將計算出的截面c處的結(jié)果列于下表1-2：載荷水平面h垂直面v支反力f彎矩m總彎矩扭矩t5.5.2、按彎扭合成應(yīng)力來校核軸的強度進行校核時，通常只是校核軸上受最大彎矩和扭矩（即危險截面c）的強度。軸的抗彎截面系數(shù)取=。前已選定軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得=mpa。因此故此軸的各項要求是安全的。 因為此軸不是特別重要的，所以此軸不需要進行精、確校核軸的疲勞強度。至此，軸的設(shè)計計算已告結(jié)束。6、軸承的驗算計算過程及說明結(jié)果6.1蝸輪軸承的驗算6.1,1兩軸承承受的徑向載荷 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面，如下圖將軸

14、系部件受到的空間力系分解為水平面，如下圖查軸承的有關(guān)系數(shù)， 。 則軸承的派生力為 則軸向當(dāng)量荷為 6.1,2算軸承壽命 因為 查出徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為 對軸承1 對軸承2 因軸承運轉(zhuǎn)中有沖擊載荷，查得取。則 因為，所以按軸承2的受力大小驗算（由前結(jié)果得 選軸承可滿足壽命要求。6.1,3蝸桿軸承校核由于蝸桿軸的軸向力太大,于是選用角接觸球軸承配,在此就不對其進行精確校核。7、鍵的驗算計算過程及說明結(jié)果7.1蝸輪軸上的鍵驗算 由前面軸的設(shè)計得出的軸上鍵的選擇為蝸輪周向定位的鍵為a型平鍵規(guī)格為，半聯(lián)軸器周向定位為c型平鍵為x100。查得平鍵的驗算公式為 鍵、軸材料為鋼，輪轂的材料是鑄鐵，鑄鐵

15、的許用壓力較小。查得鑄鐵許用擠壓力=mpa，取其平均值。a型鍵的工作長度=-=，鍵與輪轂槽的接觸高度。由以上公式可得 可見，a型平鍵不符合要求，于是才用兩個鍵,鍵的標(biāo)記為：鍵20x80（gb/t10961979）。 對于半聯(lián)軸器的c型平鍵盤，鍵、軸和半聯(lián)軸器材料都為鋼，查得鋼的許作擠壓應(yīng)力，取其平均值。c型鍵的工作長度，鍵與輪轂槽的接觸高度。由以上公式可得可見，c型平鍵符合要求，鍵的標(biāo)記為：鍵c （gb/t10961979）。 多讀書的好處 書,是了望世界的窗口。書，是知識的源泉，是人類進步的階梯。要獲得知識，就必須多讀書。要跟上時代發(fā)展的步伐，就必須不斷讀書，不斷充實自己。書的內(nèi)容可以五花八

16、門，不拘一格。因為我始終相信，不管看什么書，只要開卷就有益。我床邊的書常常有幾摞，隨手可取，內(nèi)容五花八門。有適合工作需要的書，比如新華文摘、我是職業(yè)秘書、社會工作概論等；有文學(xué)書籍，這幾年看了一些當(dāng)下流行的文學(xué)作品，尤其喜歡反映官場現(xiàn)實的小說；也有熱播的電視劇的書，我感覺文字的渲染效果遠比演員的表演更有感染力。還有一些如何與孩子溝通的書也是我經(jīng)常涉足的領(lǐng)域。這六周的學(xué)習(xí)時間，我又強化了讀書筆記的記錄。書越讀越多，越讀越有興趣。我感覺多讀書至少有以下四點好處：一是多讀書可以增長知識，提高能力。古人云，“書猶藥也，善讀之可以醫(yī)愚。不吃飯則饑，不讀書則愚”。讀書能增長知識，開闊眼界；能明白事理，增強

17、能力。我原來只是把“加強學(xué)習(xí)”當(dāng)作一句口號來喊，隨著看書多一些后，才真正發(fā)現(xiàn)讀書的意義。明白了我們常說的“提高分析問題解決問題的能力”不是一句空話。同樣一件事情，不同的人會有不同的看法，不同的看法就會產(chǎn)生不同的處理方式。同樣的工作，有的人能思路清晰、有條不紊處理得很好，有的人就不得要領(lǐng)，亂干一氣，結(jié)果忙了半天沒有實效。我以為，這也是不學(xué)習(xí)、思想膚淺、理解能力低的表現(xiàn)。只有多讀書，通古今，曉四方，提高理解能力，才能正確分析問題，才能用科學(xué)的理論和方法來解決問題。二是多讀書可以陶冶情操，自信從容。我經(jīng)常會把把空閑時間留給書本，比如利用送孩子去培訓(xùn)班之后的時間看書。最好是找個安靜的書屋，可以喝點茶，

18、手捧一本喜歡的書，坐在靠窗邊的椅子上，安安靜靜地品味書中的滋味。這時候，我的內(nèi)心是充實的而滿足的。讀書可以讓我們擁有“運籌帷幄，決勝千里”的信心。讀書可以使人從無知到有知，從有知到深知；讀書可以使人更加理性，不為喧囂繁雜的世事所干擾，不為一時一事的得失而喜憂。通過在筆墨書香中體驗共鳴和感動，解脫自己內(nèi)心的焦慮、恐懼、寂寞、悲哀，使胸中的積郁釋然超脫，達到淡泊寧靜、自信從容的心理和諧狀態(tài)。三是多讀書可以修身養(yǎng)性，溫文爾雅。其實，我喜歡讀書也不是天生的。曾經(jīng)跟一位大學(xué)教授聊天時候的一句話在我心里打下了深深的烙印。他說“一個人讀多少書是寫在臉上的”。當(dāng)時，我對照檢查了一下，感覺我臉上肯定是寫著沒有多少文墨、很膚淺的樣子。我多么希望自己讓人看起來是氣質(zhì)高雅，富有書卷氣的樣子啊。我們知道：第一印象非常重要。多讀書就可以讓人感覺知書答禮，頗有風(fēng)度。有時候，我們會發(fā)現(xiàn)，同樣年齡段的人，大學(xué)教授和一般職工總是讓人一眼就能分辨出來。主要是氣質(zhì)的不同。這就是我們常說的“腹有詩書氣自華”。四是多讀書可以文采飛揚，富有靈感。我們都是機關(guān)工作者。能說會寫是對我們的基本要求。這就要求我們要多讀書。不讀書，寫作