1、机械设计课程设计1目 录一 、课程设计任务书 .2二、 传动方案 .3三、 选择电动机 .3四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 .5五、传动装置的运动和动力参数 .5六、确定蜗杆的尺寸 .6七、减速器轴的设计计算 .9八、 键联接的选择与验算 .17九、密封和润滑 .18十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 .18十一、减速器附件的设计 .20十二、小 结 .23十三、参考文献 .23机械设计课程设计2一 、课程设计任务书20072008 学年第 1 学期机械工程 学院（系、部） 材料成型及控制工程专业 05-1 班级课程名称： 机 械 设 计 设计题目： 蜗轮蜗杆传动减速器的设计 完成期限
2、：自 2007 年 12 月 31 日至 2008 年 1 月 13 日共 2 周内容及任务一、设计任务： 设计蜗轮蜗杆减速器二、设计的主要技术参数：带的圆周力 ,带速 ，滚筒直径NF50smv/5.。 （工作条件：三班制，使用年限 10 年，连续单向运转，载荷平稳，mD30小批量生产，运输链速度允许误差为链速度的 5%。 ）三、设计工作量：说明书 1 份，A0 的装配图 1 张， A3 的零件图 3 张。起止日期 工作内容2007 年 12 月 31 日-2008 年 1 月 4 日 设计计算减速器，并认真检验计算结果2008 年 1 月 5 日-2008 年 1 月 10 日 完成 A0
3、的装配图2008 年 1 月 11 日-2008 年 1 月 12 日 完成 3 张 A3 的零件图进度安排2008 年 1 月 13 日 整理说明书和图纸主要参考资料1机械设计课程设计 王大康，卢颂峰主编 北京工业大学出版社 20002机械设计课程设计 金清肃主编 华中科技大学出版社 19953机械设计学基础 孙建东主编 机械工业出版社 20044简明机械设计手册 唐金松主编 上海科学技术出版社 19925机械设计 濮良贵，纪名刚主编 高等教育出版社 2001指 导 教 师（签字）： 年 月 日机械设计课程设计3系（教研室）主任（签字）： 年 月 日机械设计课程设计4二、 传动方案我选择蜗轮
4、蜗杆传动作为转动装置，传动方案装置如下：三、 选择电动机1、电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用选用笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，Y 型。2、电动机容量工作机所需功率 wpKWFvw30.196.1052根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率 。.w电动机输出功率 dpwdp传动装置的总效率 4321式中， 为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表21、 KWPw3.1机械设计课程设计510-2 查得：联轴器效率 =0.99；轴承 =0.98；单级蜗杆传动 =0.95 卷筒轴123滑动轴承 ,则96.04总效率 841.096.5098.32故 KWpwd
5、.14.电动机额定功率 cd依据参数文献 2 表 19-1 选取电动机额定功率 pcd2.3、电动机的转速卷筒轴工作转速为 min/.15930.6106rDvn由参考文献 2 表 2-2 可知，单级蜗杆减速器一般传动比范围为 740 总动比合理范围为 。故电动机转速的可选范围为47ai in/6384.1in/2.159)0( rrniad 初选同步转速分别为 1500r/m 和 3000r/m 的两种电动机进行比较如下表：电动机转（r/min）方案电动机号额定功率 kwPcd/同步 满载电动机质量w/kg参见价格（元）总传动比i1 Y100L1-4 2.2 1500 1430 38 800
6、 8.982 Y90S-2 2.2 3000 2840 45 1000 17.8由表中数据可知两个方案均可行，但方案 1 传动比较小，传动装置结构尺寸较小。因此，采用方案 1，选定电动机 Y100L1-4。4、Y100L1-4 电动机的数据和外形，安装尺寸如小表 ：转速（r/min）型号 额定功率（KW） 同步 满载质量（kg）Y100L1-4 22 1500 1430 38尺寸H A B C D E F G K AB AD AC HD BB L100 160 140 63 28 60 8 24 12 205 180 205 245 170 380KWPd5.1840KPcd2.min/.15
7、9rn机械设计课程设计6电动机外形尺寸：四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比传动装置总传动比：由选定的电动机满载转速 和工作机主轴的转速 ，可得传动装置的传动比mnn是： 98.215430ni所得 i 符合单级蜗杆减速器传动比的常用范围。五、传动装置的运动和动力参数1、各轴转速为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转n速，则： min/14301rnm为蜗轮的转速，由于和工作机连在一起，其转速等于工作主轴转速，则：2n i/2.592r各轴输入功率按电动机额定功率 计算各轴输入功率，设 为蜗杆轴的功率， 为蜗轮cdP1P2P轴的功率， 为工作机主轴的功率。则：
8、3 KWcd78.29.011P0578.232 98.imin/1430rnin/2.1592rnKWP89.1027.3机械设计课程设计7KWP89.16.09.028.4213 2、各轴转矩蜗杆轴的转矩 :1TmNn 692.143078.295011蜗轮轴上的转矩 :2TnP 65.12.9850922工作机主轴上的转矩 :3TmNnP 316.2.15980953六、确定蜗杆的尺寸1、选择蜗杆传动类型根据 GB/T 10085-1988 的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI).2、 选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆用 45 刚;因希望效率要高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面
9、要求淬火,硬度为 45-55HRC.蜗轮用铸锡磷青铜,金属摸铸造.为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯10PSZCnu用灰铸铁 HT100 制造.3、按齿面接触疲劳强度进行设计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.由式文献 1 式(11-12)计算传动中心矩: 232)(HEZKTa蜗轮上的转矩 mNT65.12确定载荷系数 K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数 ；由表参考文献 1 的表111-5 选取使用系数 ；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数1A；则：05.1VmNT692.14T6.12mNT32.1305.1K机械设计课
10、程设计805.1.VAK确定弹性影响系数 EZ因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 。2160aEMPZ确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径 d1和传动中心距 a 的比值为 0.35，从图参考文献 1图 11-18 中可查得 。9.2Z确定许用接触应力 H根据涡轮材料为铸锡磷青铜 ，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度10PSCnu45HRC，可以从文献 1 表 11-7 中查得蜗轮的基本许用应力 。aHMP268应力循环次数 82 105.43012.5960hLjnN寿命系数 .18.47HK计算中心距 ma 934.)16.20(65.20.33取中心距 a=100mm,因 i=8.98,故从
11、文献 1 表 11-2 中取模数 m=3.15mm,蜗杆的分度圆直径 d1=35.5mm.这时 d1/a 为 0.355，从文献 1 图 11-18 中可查得接触系数，因为 ，因此以上结果可用。80.2ZZ4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸蜗杆 ：轴向齿距 mmPa 89.15.34直径系数 q27.1齿顶圆直径 hdaa 8.41.2.1齿根圆直径 mhdff 9.7)5.30.(25.3211 分度圆导程角 188105.4N62.HKmdqPa8.41279.0512894.7dfmSa9.4机械设计课程设计9蜗杆轴向齿厚 mmSa 95.41.321蜗轮：蜗轮的齿数 Z2=53；变位系
12、数 X2=-0.3889；验算传动比 83.651i这时传动比误差为 ，是允许的。蜗轮%7.10.9.分度圆直径 mmZd956352蜗轮喉圆直径 haa 2.17.9.1622 蜗轮齿根圆直径mdff 39.5.25.22 蜗轮咽喉母圆半径arg 7.1.31022 5、 校核齿根弯曲疲劳强度 5.21FFaFYmdKT当量齿数 03.7.8cos5332ZV根据 X2=-0.3889，Z V2=77.03，从文献 1 图 11-19 中可以查得齿形系数YFa2=2.40。螺旋角系数 798.043.20Y许用弯曲应力 FNFK从文献 1 表 11-8 中查得由 制造的蜗轮的基本许用应力1P
13、SZCnu。aFMP56寿命系数 506.18.496FNKaMP3.205md95.162a.732mdf9.152rg37.203.7vZ798.0Y506.FNKaFMP34.2809机械设计课程设计10aF MP09.278.40215.3965.301弯曲强度是满足的。6、验算效率 )tan()96.05.(v已知 ； ； 与相对滑动速度 VS有关。3.2801vfrcsmndvs /01.3.28cos10645.3cos61 从参考文献 1 表 11-18 中用插入值法查得 ， ；代796.vf 6.v入式中求得 ，稍小于原估计值，因此不用重算。90.7、 热平衡计算蜗杆传动总效率 841.096.5098.0324321 散热面积 A 28.158.159ma取传热系数 ，取 ，从而可以计算出箱体工作Cmwa2/t20温度 t CtAPw 57.6420518.).(710)8.01(因为 ，所以符合要求。Ct57.648、 精度等级公差和表面粗糙度的确定七、减速器轴的设计计算1、 蜗杆轴的设计由于蜗杆的直径很小，可以将蜗杆和蜗杆轴做成一体，即做蜗杆轴。蜗杆上的转矩 。则作用于齿轮上的圆周力：mNT54.1NdTFat 4.8195.32121 smvs/01.32518.0mACt57.64NFat38.14579r4.5301
