【正文】 機械設計課程設計 1 目 錄 一 設計題目 3 二 電動機的選擇 3 三 傳動裝置動力和運動參數(shù) 5 四 蝸輪蝸桿的設計 6 五 減速器軸的設計 10 六 滾動軸承的確定和驗算 15 七 鍵的選擇 與驗算 16 八 聯(lián)軸器的選擇 17 九 潤滑與密封的設計 18 十 鑄鐵減速器結構主要尺寸 18 參考文獻 19 機械設計課程設計 2 機械設計基礎 課程設計任務書 一 課程設計題目 設計一用于帶式運輸機的蝸桿減速器。運輸機連續(xù)工作， 空載啟動，工作有輕微震動，單向運轉(zhuǎn)使用期限 10年，每天工作 16小時，每年工作 300天。運輸鏈允許速度誤差 5% 原始數(shù)據(jù)運輸帶拉力： F=1800N，運輸帶速度 v= 二 選擇電動機 備注 選擇電動機的類型 按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結構，電壓 380V， Y型。 選擇電動機的容量 電動機所需工作功率按文獻 4式（ 1）為 kwaPwPd ?? 由文獻 4公式（ 2） kwFvPw 1000? 因此 kwaFvPd ?1000? 估算由電動機至運輸帶的傳動的總效率為 ????? 433221?a ?21 為聯(lián)軸器的傳動效率根據(jù)設計指導書參考表 1初選 ?? ?2 為蝸桿傳動的傳動效率 ?? 機械設計課程設計 3 ?33 為軸承的傳動效率出處 ?? ?4 為卷筒的傳動效率出處 ?? ? ? ? ? ? ? 1312 ?????? a kwFvadP 1000 103 ?????? ? 確定電動機的轉(zhuǎn)速 由已知可以計算出卷筒的轉(zhuǎn)速為 m i rD vn ?? ????? ?? 按文獻 4表 1推薦的合理范圍，蝸桿傳動選擇為閉式 （閉式為減速器的結構形式），且選擇采用雙頭傳動，同時可以在此表中查得這樣的傳動 機構的傳動比是 10— 40。 故可推算出電動機的轉(zhuǎn)速的可選范圍為： ? ? m i i i rrra nin d ????????? ’’ 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為：查文獻 3第 167頁表 121可知 min720r min960r min1440r 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由文獻 4 表一查出的電動機型號，因此有以下三種傳動比選擇方案，如下表： 方案 電動 機型號 額定功率kw 滿載轉(zhuǎn)速minr 電動機質(zhì)量kg 參考價格① 1 Y112M4 4 1440 43 500 2 Y132M16 4 960 73 352 3 Y160M18 4 720 118 596 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸，質(zhì)量，價格以及傳動比，可見第三種方案比較合適，因此選定電動機的型號是 Y132M4。 其主要性能如下表 型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 最大 轉(zhuǎn)矩 \額定轉(zhuǎn)矩 Y132M16 4 960 該電動機的主要外型和安裝尺寸如下表：（裝配尺寸圖參考設計手冊表 123） 中心高 H 外形尺寸 地腳安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 132 515 （ 270/2+210）315 216 178 12 38 80 10 33 確定總的傳動比 由 選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速 nm 和工作機的主軸的轉(zhuǎn)速 n， 可得傳動裝置的總的傳動比是： ??a kwPd ? rn ? 選擇電動機為Y132M1— 6 ?ia 機械設計課程設計 4 ??? nni ma 根據(jù)總傳動比可以選用雙頭閉式傳動。 三 計算傳動裝置運動和動力參數(shù) 計算各軸的轉(zhuǎn)速 n1 為蝸桿的轉(zhuǎn)速，因為和電動機用聯(lián)軸器連在一起，其轉(zhuǎn)速等于電動機的轉(zhuǎn)速。 n2 為蝸輪的轉(zhuǎn)速，由于和工作機聯(lián)在一起，其轉(zhuǎn)速等于工作主軸的轉(zhuǎn)速。 m in/9601 rnn m ?? m rnn ?? 計算各軸的輸入功率 pd 為電動機的功率 kwpd ? p1 為蝸桿軸的功率 kwppd ??????? ?? p2 為蝸輪軸的功率 kwpp 2 3 4 ??????? ?? 計算各軸的轉(zhuǎn)矩 Td 為電動機軸上的轉(zhuǎn)矩 mmNmNnpTmdd ??????? T1 為蝸桿軸上的轉(zhuǎn)矩 mmNmNnpT ???????? 3111 5 5 09 6 5 5 0 kwp ? kwp ? mNT d ?? mNT ?? 4 確定蝸輪蝸桿的尺寸 機械設計課程設計 5 根據(jù) GB\T 100851988的推薦，采用漸開線蝸桿（ ZI） 根據(jù)蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿采用 45鋼，因希望效率高些，采用雙頭蝸桿。 按齒面接觸疲勞強度進行設計 根據(jù)閉式蝸桿的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根的彎曲疲勞強度。由文獻 1式（ 1112）計算傳動中心距 ? ?322 ???????????HEKa ZZT ⑴ 2T = ⑵ 確定載荷系數(shù) K 載荷系數(shù) K= VA KKK ?? ? 。其中 AK 為使用系數(shù)，查文獻 1第 250頁表 115，由于工作載荷有輕微震動且空載啟動故取 AK =。 ?K 為齒向載荷分布系數(shù)，由于載荷變化不大，有輕微震動，取 ?K =， vK 為動載荷系數(shù)，蝸輪圓周速度 2V 3m/s，故可確定 Kv=， 由此可得 ??????? VA KKKK ? ⑶ 確定彈性影響系數(shù) EZ ，選用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，取2/1160 aE MPZ ? ⑷ 確定接觸系數(shù) ?Z 先假設 1d / a= 1圖 1118中可查得 ?Z = ⑸ 確定許用接觸應力 [ H? ] 蝸輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度 45HRC，可以從文獻 1表 117中查得蝸輪的基本許用應力 [ H? ]’ =268Mpa 應力循環(huán)次數(shù)為 Ln njN ??? 260 rn ? ,(n2 為蝸輪轉(zhuǎn)速 ) ?????L n ,(Ln 為工作壽命 ) j 為蝸輪每轉(zhuǎn)一周每個輪齒嚙合的次數(shù) j=1 N= 84 ?????? 所以壽命系數(shù)為 68 108 88 ???k HN 則 [ H? ]=kHN ? [ H? ]= 268? =184 aMP ⑹ 計算中心距 ? ?mmmmHZEZKTa 144184 2322 ??????? ????? ?????? ? ? K= 2/1160 aE MPZ ? ?Z = [ H? ]=268Mpa ??Ln mmmmaNd 87 8???? ??H? =184 aMP mma 160?mmm ?mmd 631 ? 機械設計課程設計 6 (7)確定模數(shù) 1m ,蝸輪齒數(shù) z2 ,蝸桿直徑系數(shù) q ,蝸桿導程角 ? ,中心距 a 等參數(shù) mmmmad ???? mmz dam 5314422 2 11 ?????? 由文獻 3表 121若 022212102a r c t a n)4110()(6310??????????????????導程角接觸強度滿足mmmmmmzqmammdmmdqm (8)校核彎曲強度 由當量齒數(shù) 2930 os 28c os 2 ??? ov zz ? 查文獻 3圖 118可知 ?FazY m pam paYmdd Tk FoFaA 50][ 212121 ??????? ???? ??? 彎曲強度足夠 則中心距 mmmmqzma 161)4110(2 )(2 2 ????? 圓整中心距，取 mmaw 160? ，則變位系數(shù) 1611601 ?????? m aax w 計算蝸輪和蝸桿的主要參數(shù)與幾何尺寸 ⑴ 蝸桿 軸向齒距 mmmP a 7 9 ??? ?? 直徑系數(shù) 10?q 齒頂圓直徑 mmhdd aa 111 ??????? 齒根圓直徑 mmhdd ff )(2632 111 ???????? 分度圓導程角 ??? 163811 　?? mmd 2592 ? ?aP 10?q mmda ? mmdf ???? 163811 　?? mmsa ? 2Z =41 2x = ?i Δ i=% ＜ 5% mmd ? mmda ? mmdf ? mmrg ? mmda ? mmd ? mmDw ? mmB ? 機械設計課程設計 7 蝸桿軸向齒厚 mmms a