單級(jí)蝸桿減速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、xx大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題目：?jiǎn)渭?jí)蝸桿減速器專業(yè)：Xx班級(jí)：Xx學(xué)號(hào)：姓名：小呂指導(dǎo);教師：Xx日期：2009-1-9設(shè)計(jì)題目：用于膠帶運(yùn)輸?shù)膯渭?jí)圓柱齒輪減速器，傳送帶允許的速度誤差為±5%。雙班制工作，有輕微振動(dòng)，批量生產(chǎn)已知數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶曳引力F(KN)=3.5運(yùn)輸帶速度V(m/s)=1.2卷筒直徑D(mm)=400使用年限Y=51電動(dòng)機(jī)2帶傳動(dòng)3單級(jí)齒輪減速器4聯(lián)軸器5卷筒6一傳送膠帶=0.86 ;Pd =4.88kw ;電動(dòng)機(jī)額定功率為5.5kw;減速器傳動(dòng)比：=4.19 i2設(shè)計(jì)計(jì)算及說(shuō)明一、電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算：1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇：電動(dòng)機(jī)根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相

2、異步電動(dòng)機(jī)。2、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：1000r/min和1500r/min3、電動(dòng)機(jī)功率選擇：卷筒輸出功率pw=Fv0=4.2kw卷筒的"專速nw=60*1000v=57.3r/minVt傳動(dòng)1=0.96;滾動(dòng)軸承2對(duì)2=0.99；圓柱齒輪傳動(dòng)3=0.97；彈性聯(lián)軸器4=0.99;卷筒軸滑動(dòng)=0.96.5傳動(dòng)裝置的總效率_22_=*=0.96*0.992*0.97*0.99*0.96123450.86電機(jī)所需功率：Pd=P/=4.2/0.86=4.88kw所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kw04、電動(dòng)機(jī)的型號(hào)確定：電動(dòng)機(jī)額定功率kw同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min總傳動(dòng)比i減速器傳動(dòng)

3、比i2Y132S-45.51500144025.136.28Y132M2-65.5100096016.754.19n0=960r/minni=240r/minnii=57.3/minP05.5kwPi5.28kwPii5.07kwT054.71N?m210.1N?mTii845N?m其中總傳動(dòng)比i=電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速n/輸送機(jī)工作軸轉(zhuǎn)速當(dāng)同步轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)，j=5.98不在6-24（.*卜）內(nèi)。所以應(yīng)選擇Y132M2-6,該滿載轉(zhuǎn)速為960r/min.Y132M2-64動(dòng)機(jī)的外型尺寸（mrm:H:132A:216B:178C:89D:38E:80F*GD=10*8G:33K:12AB:

4、280AD:210AC:135HD:315AA:60BB:238HA:18L:515二、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算：1、各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算：no=nm=960r/minnF。/i1=240r/minnnni/i2=57.3/min2、各軸的輸入功率計(jì)算：PoPed"加PiPo?15.28kwPiiP1?2?35.07kw3、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算：To955OPo/no54.71N?mTI9550PI/nI210.1N?mTii9550P/nii845N?m4.、外傳動(dòng)帶選擇：普通VI?傳動(dòng)1 .確定計(jì)算功率：Peaca1）查得工作情況系數(shù)KA=1.32 ）pca=KAp=1.3*5.5

5、kw=7.15kw2 .選才?V帶型號(hào)：根據(jù)pca=7.15kw,nm=960r/min,選用B型計(jì)算。#、由dini140960市速v=n=m/s=7.04m/s6010006010003 .確定帶輪直徑d1d2查得d1應(yīng)不小于125,取da1=140mmd1H（電機(jī)中心高符合要求）2d2=i1dl=4*140=420mm,取da2=640mm（雖使nI略有減小，誤差小于5%故允許）。確定中心距a和帶長(zhǎng)Ld1）初步選取中心距a01.5（d1d=1.5*（140+640）mm=1170mm取a。=1200m麗合0.7（d1d2）302（d1d2）。2）計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld2.=2+（d2d1）L0

6、=2a0+2（d1d2）+42430v=7.04m/sda1 =140mm, da2=640mma=1362mm1 =159.02=2*1200+(1402640)+(640140)mm=3677mm.4*1200選用Ld=4000mm算實(shí)際中心距:LdLoz.onn40003677、仆公。aa0.2(1200)mm1362mm3)確定中心距調(diào)整范圍amaxa0.03Ld(13620.034000)mm1482mmamina0.015Ld(13620.0154000)mm1302mm5 .驗(yàn)算小帶輪包角1d2dl640140=180d2d157.3=18057.3=1a1362159.0120

7、6 .求V帶根數(shù)z查得p0=2.08kw,P0=0.30kw,K=0.95,KL=1.13.日wz=Pca=7.15=2.80(PoPo)KKl(2.080.30)0.951.05取3根。7 .計(jì)算V帶初拉力查得q=0.17kg/m500pca2.52F°Pca(1)qv2=Fzvk5007.15(匹i)0.177.042n=284.6NF037.040.958 .計(jì)算對(duì)軸壓力FQ2zF0sin2=24284.6sin2N=2239N9 .確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，給制帶輪工作圖小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=140mm5用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=640mm采用輪輻式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見(jiàn)零件工作圖。

8、Z=3F0=284.6NFQ=2239N四、1.各齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的材料，精度和齒數(shù)選擇因傳遞功率不大，轉(zhuǎn)速不高，均選軟齒面小齒輪選用45鋼,調(diào)質(zhì)，齒面硬度197-286HBS,imi=600Mpa,FE=450Mpa大齒輪選用45剛，調(diào)質(zhì)，齒面硬度197-286HBSimi=570Mpa,FE=420Mpa2.3.齒輪精度暫設(shè)用8級(jí)確定許用應(yīng)力取1.1,SF1.25,一一Hlim1600MPa=545.5MPaH1Sh1.1570工Hlim1MPa=518.2MPaH1Sh1.1450F1一FE1MPa=360MPaSf1.25FJFE2420MPa=336MPaSf1.25按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)

9、計(jì)取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬系數(shù)d=0.8.小齒輪轉(zhuǎn)矩Tid19550PI/nI210.1N?m,MZE=188.ZiZ2bib2d1d224，10170mm75mm90mm378.5mm21.22.101100.8m2KTidu1（ZeZh）2uh5.5815.581882.52（518.2mm=84.87m取齒數(shù)z124,z244.19101o模數(shù)md1=84.87mm=3.54mmZi24齒寬bdd1=0.884.87mm=67.9mm圓整可取b270mm,b75mm?？扇=3.75mm,實(shí)際d1z1m243.75mm90.00mm,采用實(shí)心式v=1.13m/sd2z2m1013.75

10、mm3785mm,采用腹板式中心距d1d290378.5amm234.25mm224.驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度齒形系數(shù)YFa12.76,YSa11.59Fa1Sa1YFa22.23，Ysa2822KT1YFa1YSa1F12bmz1521.22.10102.76Z2854.52448MPa F1 360MPaYFa2Y Sa244 .4MPaF2y48Fa iY Sa1F2336 MPa2.23 1.82 MPa2.76 1.59故安全。dE160 10005.齒輪的圓周速度3.1490240m/s1.13m/s6m/s601000所以選用8級(jí)精度是合宜的五、軸的計(jì)算1.高速軸的設(shè)計(jì)1）選擇軸的材料及

11、熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無(wú)特殊要求故選擇常用材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。2.初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，得 c=106至 118，取 c=108.|D1minc3/P1 =108,1n13/5.28mm 30.26mm 240|D2minc3. P2 =108i n2d1 45mm, D1 85mm, B=19mm高速軸：5.07一mm48.13mm,57.33.初選軸承由于該齒輪減速器的支承跨距較小，故采用兩端固定支承結(jié)構(gòu)，軸承內(nèi)圈用套筒作軸向定位，軸承外圈用軸承蓋作軸向定位。1軸選軸承為6209d 二35.5mm.d2=40mm;2軸選軸承為6411d255mm,D214

12、0mm,B=33mm4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為了拆裝方便，減速器殼體用剖分式141516l1d3=45mmd4=56mm；d5=67mm；d6=45mm;d1d2d3d4d5d61）各軸直徑的確定高速軸：初估軸徑后，可按軸上零件的安裝順序，從右端開始確定直徑。軸段6安裝軸承6209,故取d6=45mm;軸段4安裝齒輪，為了便于安裝，取標(biāo)準(zhǔn)直徑d4=56mm；齒輪右端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩的高度為5.5mm,故取軸段5直徑d5=67mm；軸段3裝軸承，直徑與軸段L樣，取d3=45mm軸段2直徑應(yīng)與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查得選用d=40mmj毛氈圈，故取d2=40mm；軸段1裝大帶輪，取標(biāo)準(zhǔn)直徑d1=35

13、.5mm.低速軸：軸段1安裝軸承6411,取d1=55mm;軸段3安裝齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)直徑63mm;齒輪左端用軸肩固定，計(jì)算得軸肩高度為6mm,取軸段2直徑d2=75mm;軸段4安裝軸承，直徑與軸段1一樣，Md4=55mm;軸段5直徑與密封毛氈的尺寸同時(shí)確定，查得選用d=50mn的毛氈圈，取d5=50mm;軸段6與聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，直徑同聯(lián)軸器尺寸一同確定，查得選用TL7聯(lián)軸器45112GB4323-84，取d6=45mm2）各軸段長(zhǎng)度的確定高速軸：軸段1和4為齒輪、帶輪安裝的軸段，該軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于相配輪轂的寬度（2-3mm取14-齒輪輪轂范度-2mm=82mm;取11=大帶輪輪轂寬度-2mm=73

14、mm;軸段5長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)算低速軸：d=55mm;d2=75mmd3=63mmd4=55mmd5=50mmd6=45mm高速軸11=73mm;12=35mm13=39mm;1彳=82mm;115=7.7mm;16=29.3mm低速軸11=46.6mm;12=40mm.=57mm3,=22mm4=68mm5° =110mm615=1.4h=1.4*5.5mm=7.7mm;l軸段3裝6209軸承、擋油環(huán)、套筒，初略估擋油環(huán)長(zhǎng)度+1套筒長(zhǎng)度二18mm,再考慮到套筒作軸向固定時(shí)，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略比零件輪轂短12mm,1所以軸段3長(zhǎng)度13=B+18mm+2mm=39mm;考慮高速軸兩個(gè)軸承的

15、對(duì)稱性，可算出軸段6長(zhǎng)度，16=13-15-2mm=39-7.7-2mm=29.3mm;軸段2安裝軸承蓋，考慮到裝拆軸承蓋螺栓所需的距離，取12=35mm.低速軸：軸段3和6為齒輪、聯(lián)軸器安裝的軸段，該軸段的長(zhǎng)度應(yīng)略小于相配輪轂的寬度（2-3mm取15=齒輪輪轂寬度-2mm=70-2mm=68mm;取16=聯(lián)軸器主動(dòng)輪輪轂寬度-2mm=110mm;軸段2長(zhǎng)度按軸肩寬度公式計(jì)算12=1.4h=1.4*6mm=8.4mm;軸段4裝6411軸承、擋油環(huán)、套筒，初略估擋油環(huán)長(zhǎng)度十套筒長(zhǎng)度=22mm,再考慮到套筒作軸向固定時(shí)，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略比零件輪轂短2mm,所以軸段3長(zhǎng)度13=B+22mm+2mm=33

16、+22+2mm=57mm;考慮低速軸兩個(gè)軸承的對(duì)稱性，可算出軸段1長(zhǎng)度，11=14-12-2mm=57-8.4-2mm=46.6mm;軸段5安裝軸承蓋，考慮到裝拆軸承蓋螺栓所需的距離，取12=40mm.3）軸上零件的周向固定為了保證良好的對(duì)中性，齒輪與軸選用過(guò)盈配合H7/r6;軸與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用k6;高速軸:齒輪采用Affi普通平鍵：16*70GB/T1096-2003大帶輪采用A©普通平鍵：10*63GB/T1096-2003低速軸：齒輪采用A©普通平鍵：18*56GB/T1096-2003聯(lián)軸器采用A©普通平鍵：14*90GB/T1096-20034）軸

17、上倒角與圓角為保證6209、6411軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面,取軸肩圓角半徑為1mm；其他軸肩圓角半徑為2mm軸的左右端倒角均為1*45.六、軸的校核1.高速軸F1V 849.5NMaV 67.1N?m已知：T1=210.1N?m,20;小齒輪分度圓直徑d1=90mm;軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)；Ft2Tl4669N；FFt?tan201699Nd11）求垂直面的支承反力及彎矩圖a-a截而產(chǎn)生的彎矩：MaHFlH79mm176.5N?m3）帶輪對(duì)軸產(chǎn)生的反力F268mmF1f3798NF1F279mmF2FF1FF3798N2239N1559Na-a截向產(chǎn)生的彎矩：MaFF2F79mm123.

18、2N?m4）求合成彎矩考慮最不利的情況，把MaF與Jmav2MaH2直接相加222Ma=MaF+VMaVMaH=312N?m5）求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)0.6,/2,、2MeVMa（T）=、；3122（0.6210.1）2N?m336.5N?m6）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑由軸的材料，可查得B650MPa,1bl60MPa,MeJ336.510000。d3-1Ml3mm38.3mm忖1bV0.160考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%d=1.0538.3mm=40.2mmd1所以高速軸滿足強(qiáng)度效核。2.低速軸已知：T2=845N?md2379mmCt2T44

19、60N-crct?tan201623NFd2FFd=40.2mmF1V812NMav73.08N?mF1H2230NMaH200.7N?m550N?md=47.7mm1）求垂直面的支承反力Fr1623FlVF2VF22N=812Nb-b截面產(chǎn)生的彎矩：MavFlV90mm73.08N?m2）求水平面的支承反力Ft4460FihF2hF2t2N=2230Na-a截面產(chǎn)生的彎矩：MaHF1H90mm200.7N?m3）求合成彎矩22Ma=MaVMaH=213.6N?m4）求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩認(rèn)為軸的扭切應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)0.6,22MeMa（T）i213.62（0.6845）2N?m

20、550N?m5）計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑查得R650MPa,1h60MPa,b1b,Me:5501000，一d3-1Vl3mm45.1mm0.11bV0.160考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%d=1.0545.1mm=47.7mmd2所以低速軸滿足強(qiáng)度效核。七、滾動(dòng)軸承的壽命校核高速軸選深溝球軸承6209n=240r/min,3Cr24.5kNPF1H2F1V22344.52849.52N2493.7N查得ft1,fP1.1可算出基本額定壽命：一66_3Lh10-(品)-0(24.510)3h65857.2hLh60nP602402493.7L=8365nY836525h29200h<

21、Lh滿足壽命校核條件。低速軸選深溝球軸承6411n=57.3r/min,3Cr77.5kN2222PF1HF1V8122230N2373.2N查得f1,f1.1tP可算出基本額定壽命：Lh10660n107.510、3,()h602402373.22418463h>L滿足壽命校核條件八、鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核：材料：45鋼強(qiáng)度極限b不小于600MPaB高速軸：齒輪采用A®普通平鍵：16*70GB/T1096-2003b=16mm,h=10mm,l=70mm,T=210.1N?m4T4210110004T_4210.1i000Mpa=75MPa<600MPaPdhl161070大帶

22、輪米用A©普通平鍵：10*63GB/T1096-2003b=10mm,h=8mm,l=63mm,T=2.239*35.5/2N?m=39.8N?m空439.81000Mpa=31.6MPa<600MPaPdhl10863低速軸：齒輪采用A®普通平鍵：18*56GB/T1096-2003b=18mm,h=11mm,l=56mm,T=210.1N?m4T421011000竺4Nr1000Mpa=75.8MPa<600MPaPdhl181156聯(lián)軸器采用A©普通平鍵：14*90GB/T1096-2003b=14mm,h=9mm,l=90mm,TL7聯(lián)軸器45112GB4323-84,T=500N?m4T45001000M“ccccMpa=176.4<600MPaPdhl14990故均滿足鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核。九、減速器鑄造箱體的結(jié)構(gòu)尺寸：中心距a=