单机涡轮蜗杆减速器说明书(课程设计)

0课程设计说明书课程名称：课程设计设计题目：带式运输机传动装置的设计学院：制造科学与工程学院班级：机械1106学号：姓名：指导老师：设计时间：2014.01.051一.课程设计任务.......................................................................................2二.传动方案的分析与拟定.......................................................................2三.电机的选择............................................................................................3四.传动装置参数的确定...........................................................................5五.传动零件设计.......................................................................................7六.蜗轮蜗杆效率及润滑计算...................................................................9七.蜗轮蜗杆传动几何尺寸.......................................................................9八.涡轮蜗杆疲劳强度校核.....................................................................11九.蜗杆轴、蜗杆轴及涡轮、蜗杆的参数.............................................121.蜗轮及蜗轮轴的设计计算............................................................122.蜗杆轴的设计计算.........................................................................17十.箱体的设计..........................................................................................20十一.减速器热平衡计算.........................................................................21十二.其他部分的设计与选择.................................................................221.窥视孔盖.........................................................................................222.通气器.............................................................................................223.减速器的润滑油选择.....................................................................22十三.参考文献..........................................................................................222一.课程设计任务题目：设计用于带式运输机的单级蜗杆减速器带式运输机工作原理图：已知条件：1)工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35℃；2)使用折旧期；8年；3)检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4)动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5)运输带速度容许误差：±5%；6)制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。原始数据：运输带工作拉力F=2200N；运输带工作速度V=1.1m/s；滚筒直径D=240mm。二.传动方案的分析与拟定（方案f2）电动机轴与减速器高速轴连接用的联轴器，由于轴的转速较高，为了减小启动载荷、缓和冲击，应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，故选用弹性柱销联轴器。减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器，由于轴的转速较低，不必要求具有较小的转动惯量，但传递转矩较大，故选用齿式联轴器。按本次课设要求选择一级涡轮蜗杆减速器，简图如下：31—电动机；2一联轴器；3—蜗杆减速器；4—卷筒；5—输送带三.电机的选择计算与说明结果1.选择电动机类型选用Y系列三相异步交流电动机。2.选择电动机容量卷筒的有效功率为：1000wFvp=22001.11000=2.42kw式中，查机械设计手册可得联轴器效率1=0.99滚动轴承效率2=0.98双头蜗杆效率3=0.8卷筒效率5=0.96由电动机至运输带的传动总效率为：221234=0.72电机的有效效率为：ppwd=2.420.72kw=3.36kw4kwwp=2.42kw3.36dpkw43.确定电动机转速查表得蜗轮传动比：40~8蜗杆i所以电动机转速的可选范围为6010006010001.1=240vnD滚筒87.54r/min=dnni总滚筒（8~40）87.54r/min=700.32~3501.6r/min符合这一范围的同步转速为1000r/min、1500r/min、3000r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机。根据电动机的类型、容量和转速，由电机手册选定电动机型号为Y112M-4。4.电动机的外形及尺寸：电动机型号额定功率（kw）满载转速（r/min）堵转转矩（额定转矩）最大转矩（额定转矩）质量（kg）轴径(mm)Y112M-4414402.22.34328中心高H外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD脚底安装尺寸A×B脚底螺栓直径K轴伸尺寸D×E键连接部分尺寸F×G×D112400×（115+190）×265190×1401228×608×24×2887.54/minnr滚筒选定电动机型号为Y112M-4。5四.传动装置参数的确定计算与说明结果1.1总传动比及分配：1440iwn总=16.45由于使用涡轮蜗杆单级传动故涡轮蜗杆取i=17i=171.2各轴转速蜗杆轴转速：1n1440r/min蜗轮轴转速：2=nn滚筒87.54r/min1.3各轴的输入功率蜗杆轴功率：p1=12dp=3.360.990.98=3.26kw蜗轮轴功率：321pp=3.260.8=2.61kw卷筒功率：1242pp滚筒=2.43kw1.4电动机轴的输出转矩：dT=9550dwPn=9550×3.36/1440Nm=22.28Nm蜗杆输入转矩1T=dT12nn=22.28×0.99×0.98Nm=21.64Nm蜗轮输入转矩2T=1Ti3=21.64×17×0.8Nm=294.30Nm卷筒输入转矩3T=2T12nn=294.30×0.99×0.98Nm=285.53Nm1n1440r/min2n87.54r/minkwP26.31kwP61.22p滚筒2.43kwdT22.28NmmNT64.2112T294.30Nm3=285.53TNm6将以上算得的运动和动力参数列于下表类型功率P（kw）转速n（r/min）转矩T（N·m）传动比i效率η电动机轴3.36144022.28蜗杆轴3.26144021.640.72蜗轮轴2.6187.54294.3017传动滚筒轴2.4387.54285.237五.传动零件设计计算与说明结果1.蜗轮蜗杆传动主要参数1）选择蜗杆传动类型根据工作条件，采用渐开线蜗杆（ZI）。（2）选择材料蜗杆：考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；表面淬火至45~55HRC。蜗轮：蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用45号钢制造。(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。由手册知传动中心距a≥32EHZZKT2①确定作用在涡轮上的转距由前面可知2T=294.30Nm②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K=1;由机械设计手册取使用系数AK=1.15由转速不高，冲击不大，可取动载荷系数VK=1.2;K=KAKVK=1.38③确定弹性影响系数EZ因用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故EZ=16012aMP④确定接触系数Z假设蜗杆分度圆直径d和传动中心距a的比值d/a=0.32,从而可查得Z=3.1⑤确定许用接触应力蜗轮的材料为铸锡磷青钢ZCuSn10P1，用砂型铸造。8根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从手册中查得蜗轮的基本许用应力H=268aMP应力循环次数N=60j2hnL=60×1×144017×16000=8.13×710寿命系数HNK=787108.1310=0.770则H=HNK'H=0.770×268aMP=206.4MPa⑥计算中心距a≥231603.11.38294300206.4mm=132.7mm查表取中心距a=160mm,模数m=6.3，蜗杆分度圆直径d1=63mm。这时d1/a=0.39对应的'Z=2.73.1，因此以上计算结果可用。确定蜗轮齿数：21zzi217=34计算传动中心距蜗轮分度圆直径2d=m2z,其中2z为34，22dmz6.334=214.2mm中心距122dda=138.5变位系数2x=0.23878.1310N163dmm234z2214.2dmm138.5amm2x=0.2389六.蜗轮蜗杆效率及润滑计算计算与说明1.蜗轮蜗杆速度蜗杆倒程角31.11)633.62arctan()arctan(11dmz蜗杆分度圆圆周速度smnd75.460000144063100060v111蜗杆副滑动速度m/s4.8431.11cos75.4cv1osvs由于sm/5v1，所以蜗杆下置。2.验算效率当量摩擦角查表并通过插值法求的141v验算效率82.0)14131.11tan(31.11tan5.90)tan(tan95.0v与所选效率相差不大31.11sm75.4v1m/s4.84sv蜗杆下置82.0七.蜗轮蜗杆传动几何尺寸计算与说明结果中心距：由前面计算的a=138.5mm,取140mm蜗杆头数：2z1涡轮齿数：2z=34齿形角：20na传动比：i=17a=140mmi=1710蜗杆轴向齿距：apm=19.79mm蜗杆导程：1zpmz=39.58mm蜗杆分度圆直径：63103.6d1mq蜗杆齿顶圆直径：mmmdhdaaa60.753.61263h22d*1111蜗杆齿根圆直径：mm25.47)(22*1111cmhdhddaff蜗杆齿高：mmhfa75.114hh111蜗杆齿宽：12110.1bzm=90.72mm蜗轮