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1目录1、机械设计课程设计任务书„„„„„„„„„„„„„12、机构运动简图„„„„„„„„„„„„„„„„„„13、运动学设计和电动机选择„„„„„„„„„„„„„24、蜗轮蜗杆传动的设计计算„„„„„„„„„„„„„35、轴的设计计算及校核„„„„„„„„„„„„„„„86、轴承的寿命计算„„„„„„„„„„„„„„„„„167、选用键并校核强度„„„„„„„„„„„„„„„„188、箱体箱盖的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„199、蜗轮蜗杆和轴承的润滑„„„„„„„„„„„„„„2010、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20CAD图纸�联系QQ1538937062一、机械设计课程设计任务书课题名称蜗轮蜗杆减速器原始数据已知条件输送带拉力F/KN输送带速度V/(m/s)滚筒直径�mm�数据2×3100.8350工作条件�单向运转�连续工作�空载起动�载荷平稳�三班制工作�减速器使用寿命不低于10年�输送带速度允许误差位±5%基本要求1、减速器装配图1张2、零件工作图2�3张3、设计说明书1份二、机构运动简图3三、运动学设计和电动机选择1.选择电动机�1�.传动装置效率��423221�������式中�1�蜗轮蜗杆效率�取1�=0.75�22�两对滚动轴承效率�取2�=0.99�23�两对弹性柱销联轴器效率�取3�=0.994�运输机滚筒效率�取4�=0.96因此��=69.096.099.099.075.022����*数据来自《机械设计基础课程设计》P23表2-4�2�.电动机所需功率)(31.269.010008.020001000KWFP�����������3�.选择电动机型号根据工作条件�载荷平稳选择一般用途的Y系列三相异步电动机。根据电动机所需功率�并考虑到电动机转速越高�总传动比越大�减速器的尺寸也相应增大�所以决定选用Y132S—6型电动机�其额定功率P=3KW�满载转速n=960r/min�电动机轴颈直径D=38mm�电动机外廓尺寸为515mm×280mm×315mm。*电动机型号来自《机械设计基础课程设计》P17表2-3-1电动机尺寸来自《机械设计基础课程设计》p19表2-3-32.总传动比及其分配�1�.滚筒轴工作转速min)/(443508.010610644rDvnww������������2�.总传动比82.2144960���wnni�3�.传动比分配gbiii���由于使用联轴器连接电动机和减速器�所以bi=1�则蜗轮传动比82.21182.21���bgiii。3.运动学计算�1�.各轴转速蜗杆转速�min)/(96019601rinnb����4蜗轮转速�min)/(4482.2196012rinng����滚筒轴�min)/(442rnnw���2�.各轴上的功率蜗杆�)(97.299.0331KWPP������蜗轮�)(21.299.075.097.22112KWPP���������滚筒轴�)(02.299.099.006.2322KWPPw���������(3).各轴上的扭矩电动机�)(75.296896031055.91055.9660mmNnPT��������蜗杆�)(31.2954596097.21055.91055.961161mmNnPT��������蜗轮�)(46.4796704421.21055.91055.962262mmNnPT��������滚筒轴�)(82.4384314402.21055.91055.966mmNnPT��������将以上算得的运动参数和动力参数列表如下�参数轴名电动机蜗杆蜗轮滚筒轴转速n/(r�min1�)9609604444功率P/KW32.972.062.02扭矩T/(N�mm)2968.7529545.31479670.46438431.82传动比i121.821效率0.990.750.96四、蜗轮蜗杆传动的设计计算1.蜗杆传动类型GB/T10085-1988.阿基米德蜗杆�ZA�2.选择蜗轮的材料及热处理方法减速器为一般机器�没有特殊要求�从降低成本�减少结构尺寸和易于取材的原则出发�决定蜗杆选用45调质钢�硬度达到255~270HBS�蜗轮选用铸造黄铜�ZCuZn38Mn2Pb2��沙模铸造。从GB/T10089-1988圆柱蜗轮蜗杆精度中选择8级精度。侧隙种类为f,标注为8fGB/T10089-1988。3.计算蜗轮的许用应力�1�计算许用接触疲劳应力H][�5MPaZZSNHH0][][���0][H�=180MPaNZ=0.67SZ=0.95许用接触疲劳应力�SNHHZZ0][][���=114.57MPa*数据�0][H��来自《机械设计基础》P308表14-3数据�NZ�来自《机械设计基础》P307图14-1数据�SZ�来自《机械设计基础》P307图14-2�2�.计算许用弯曲应力F][�MPaYNFF0][][���0][F�=60MPaNY=0.542许用弯曲应力�NFFY0][][���=32.52MPa*数据�0][F��来自《机械设计基础》P307表14-2数据�NY�来自《机械设计基础》4.蜗轮强度计算(1).根据齿面接触强度计算公式322212)][500(mmZKTdmH��由总传动比i=21.82选择64.4312��iZZ�取2Z=441Z=2K=72224412���ZZi�)(615.48749731.2954575.02212mmNTiT��������6H][�=114.57MPa得)(93.33570)][500(322212mmZKTdmH���*数据�K�来自《机械设计基础》P310表14-4数据�2Z�1Z�来自《机械设计基础》P89表5-8�2�.确定传动主要参数初选16�m�1d140mm31235840mmdm�33570.933mm因此以上数据可用*数据来自《机械设计基础》P87表5-7蜗杆蜗轮○1.选择齿数1Z=22Z=44○2蜗杆导程角qZ1tan�=750.82=0.23○3蜗轮螺旋角���=0.23○4确定模数16�m○5确定压力角��20�○6计算中心距)(22Zqma��=)(422)44750.8(216mm���*数据�q�来自《机械设计基础》P87表5-7数据���来自《机械设计基础》P147表6-15�3�.确定蜗杆主要参数○1齿根圆直径�)](2[**1chqmdaf���=)(6.101)]2.01(2750.8[16mm�����○2分度圆直径�mqd�1=16�8.750=140)(mm○3齿顶圆直径�)2(*1aahqmd��=)(172)12750.8(16mm����○4蜗杆齿宽�)(24.21816)4406.011()06.011(21mmmZb�������○5蜗杆轴向齿距�mmmpx24.501614.3�����○6蜗杆轴向齿厚�mmpsxx12.2524.5021211����○7蜗杆法向齿厚�mmssxn12.2523.0cos12.25cos11�����7*数据�*ah�*c�来自《机械设计基础》P147表6-15�4�.确定蜗轮主要参数○1齿根圆直径�)](2[**22chZmdaf���=)(6.665)]2.01(244[16mm�����○2分度圆直径�22mZd�=)(7044416mm��○3齿顶圆直径�)2(*22aahZmd��=)(736)1244(16mm����○4齿轮齿宽�1275.0adb�=)(12917275.0mm��○5蜗轮齿顶圆弧半径�mmmdRa54162140212�����○6蜗轮齿根圆弧半径�mmmcdRaf2.89162.021722*12������○7蜗轮变位系数�0162704140164222212��������mddmax*数据�*ah�*c�及公式�○1�○6�来自《机械设计基础》P147表6-15公式�○4�来自《机械设计基础》P915.校核蜗轮蜗杆的强度�1�.校核蜗轮的的齿面接触强度MPadKTmZHH][500122����=)(85.110140615.48749771644500MPa����H][�*校核蜗轮的齿根歪曲疲劳强度MPamddYKTFFF][cos22122�����=)(82.923.0cos1670414027.2615.48749772MPa�������F][�*数据�2FY�来自《机械设计基础》P311表14-5蜗轮蜗杆强度合格6.计算啮合力圆周力�)(08.42214031.29545222111NFdTFxt�����轴向力�)(7.136270446.479670222221NFdTFtx�����径向力�)(98.49520tan7.1362tan211NFFFrxr�������项目蜗杆蜗轮8材料及热处理调质基本参数模数m16压力角��20齿数Z244齿顶高系数*ah1顶隙系数*c0.2几何尺寸mm/分度圆直径d140704齿顶圆直径ad172736齿根圆直径fd101.6665.6蜗杆齿宽1b218.24蜗轮齿宽2b129蜗杆导程角�0.23蜗轮螺旋角�0.23蜗轮齿顶圆弧半径2aR54蜗轮齿根圆弧半径2fR89.2蜗杆轴向齿距xp50.24蜗杆轴向齿厚1xs25.12蜗杆法向齿厚1ns25.12蜗轮变位系数2x0啮合传动中心距a422传动比i229圆周力tF422.08轴向力xF1362.7径向力rF495.98五、轴的设计1.选取轴的材料和热处理方法运输减速器是一般用途的减速器�所以轴的材料选用45钢�粗加工后进行调质处理便可满足使用要求。45钢经过调质处理后�硬度为217~255HBS�MPab650���MPas360���MPa3001���,MPa1551���。许用弯曲应力为MPa60][1���。*数据来自《机械设计基础》P324表15-12.按扭转强度估算各轴的直径轴的最小直径计算公式为�3minnPAd��试中�A=126~103�取A=115蜗杆轴�)(76.1696097.21153min1mmd���蜗轮轴�)(45.414406.21153min2mmd���滚筒轴�)(18.414402.21153min3mmd���*数据来自《机械设计基础》P333表15-5在蜗轮和蜗杆轴上�轴的最小直径要安装联轴器�轴端轴颈应将估算直径加大5%��min1d17.598mm。�min2d43.522mm�取标准直径为min1d=20mm�min2d=45mm。估取安装轴承处的轴径为min1d=30mm�min2d=55mm。3.联轴器的选择减速器输出轴与滚筒轴采用弹性柱销联轴器。由前计算知)(54531.291mNT���)(67046.4792mNT���选用弹性柱销联轴器的型号为�蜗杆轴用HL2联轴器3820��GB5014-85。蜗轮轴用HL3联轴器8445��GB5014-85。主要参数尺寸如下�HL1�许用最大扭矩mNT��315max1许用最大转速min/5600max1rn�10主动端mmd201��mmLJ3811�型轴孔�A型键槽从动端mmd202��mmLJ3811�型轴孔�A型键槽HL2�许用最大扭矩mNT��630max2许用最大转速min/5000max2rn�主动端mmd451��mmLJ8411�型轴孔�A型键槽从动端mmd451��mmLJ8411�型轴孔�A型键槽显然�轴的轴径�工作转矩和转速均在选用范围内。*数据和型号来自《机械设计基础课程设计》P109附表4-44.轴承的选择蜗杆轴�在蜗杆轴上�既作用着径向力rF�又作用着轴向力aF�故选用圆锥滚子轴承�型号为7506E。其主要参数如下�d=30mm�D=62mm�T=21.25mm�B=20mm。蜗轮轴�同样�在蜗轮轴上选用轴承型号为7211E�其主要参数如下�d=55mm�D=100mm�T=22.75mm�B=21mm。*数据来自《机械设计基础
本文标题:机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器(含图纸)
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