【正文】 作 條 件 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)； 載荷較平穩(wěn)； 兩班制； 結(jié)構緊湊； 工作壽命 5 年。 設計期限 答辯日期 指導教師 設計成績 二 .設計計算過程 1 設計題目：蝸桿減速器 工作 情況 已知條件： 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)； 載荷較平穩(wěn)； 兩班制； 結(jié)構緊湊； 工作壽命 5年； 電動機與減速器輸入軸用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，減速器輸出軸與工作機用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接； 工作機輸入功率 ,工作機轉(zhuǎn)速 。 設計數(shù)據(jù) 工作機輸入功率 ,工作機轉(zhuǎn)速 。 2 總體傳動方案的 選擇與分析 傳動方案的選擇 該傳動方案在任務書中已經(jīng) 確定，采用一個單級蝸桿減速器傳動裝置傳動（蝸桿下置式傳動裝置傳動） 。 三相籠型異步電動機是一般用途 的全封閉自扇冷式電動機，具有防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內(nèi)部之特點， B級絕緣，電壓 380 V，頻率 50HZ，其結(jié)構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便；另外其傳動功率大，傳動轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。工作時有一定的軸向力，但采用圓錐滾子軸承可以減小這一缺點帶來的影響，但它常用于高速重載荷傳動，所以將它安放在高速級上。輸出軸與工作機采用剛性聯(lián)軸器，其具有高的 超低慣性和高靈敏度的優(yōu)越性能，且在實際 傳動 中，剛性聯(lián)軸器具有免維護，超強抗油以及耐腐蝕的優(yōu)點。 3 電動機的選擇 選擇電機類型 由傳動方案、工作要求和工作條件分析，電動機采用 Y系列三相籠型異步電動機， 其結(jié)構為全封閉式自扇冷式結(jié)構，電壓為 380V。 179。 1 =≈ 2）所需電動機的工作功率： kwKWPPd ??? 總η 又由查《機械設計課程設計指導書》表 電動機選擇功率為 3KW 確定電動機的轉(zhuǎn)速 1) 傳動裝置的傳動比的確定： 查《機械設計課程設計指導書》書表 得各級齒輪傳動比如下 : 40~10?蝸桿i 理論總傳動比： 40~10?? 蝸桿總 ii 2) 電動機的轉(zhuǎn)速： 工作機的轉(zhuǎn)速： n 工作機 =nw= r/min 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為： m i n/1780~)40~10(. rinn d ??? 總工作機 根據(jù)上面所算得的原動機的功率與轉(zhuǎn)速范圍，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、 1000 r/min 和 1500 r/min 三種。其主要功能表如下（此表由《機械設計課程設計手冊》表 121 查得）： 電動機 型號 額定功率 kW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 /kg Y132S6 3 960 63 根據(jù)電動機的類型，由《機械設計課程設計手冊》表 123 查得，確定電動機的安裝及外形尺寸如下表： 機座號 A B C D E F G H K AB AC AD HD L Y132S 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 275 210 315 475 4 確定傳動裝置的總傳動比并分配傳動比 實際傳動比及各級傳動比的分配 由于是蝸桿蝸輪傳動，其傳動比集中在蝸桿上，其它不分配傳動比。當選則蝸桿的頭數(shù) Z1=2時， Z2=，在推薦值范圍中，所以蝸桿頭數(shù)取 Z1=2（以上結(jié)果由《機械設計》表 11— 1 得到）。 104 960 1 蝸桿軸 179。 105 1 工作機軸 179。蝸輪用鑄錫磷青銅 ZCuSn10Pb1， 金屬模鑄造。 3）按齒面接觸疲勞強度進行設計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，在校核齒根彎曲疲勞強度。由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù) Kv=；則 K=KAKβ Kv=179。 ≈ C、 確定彈性影響系數(shù) ZE 因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 ZE=160M D、確定接觸系數(shù) Zρ 先假設蝸桿分度圓直徑 d1和傳動中心 距 的比值 =，從《機械設計》圖 1118中可查得 Zρ =。 應力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh=60179。 壽命系數(shù) KHN= 則 [? H]= KHN. [? H]′ =179。這時 =，從《機械設計》圖 1118 中可查得接觸系 數(shù) =，因為 Zρ ,因此以 上計算結(jié)果可用。齒頂圓直徑 da1=。分度圓導程角γ =11176。蝸桿軸向齒厚 sa=。（ 3～ 5） %范圍內(nèi)變化，所以結(jié)果滿足。 41= 蝸輪喉圓直徑 da2=d2＋ 2ha2=+2179。 179。 螺旋角系數(shù) 許用彎曲應力 [? F]= [? F]′ 178。 壽命系數(shù) KFN= [? F]=56179。 6）驗算效率 η η =（ ～ ） 已知 18′ 36″ = , 。 Vs= 從《機械設計》表 1118 中用插值法查得 fv=、 =176。 蝸桿分度圓的圓周速度 V= =≤ （ 4～ 5） m/s 為便于 加工蝸桿和滿足任務書，蝸桿可以下置和螺旋線取為右旋。然后由《機械設計課程設計指導書》表 和 查得蝸桿、蝸輪要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略?！?)； 嚙合效率 ?? ； 軸承效率 ，取軸承效率 ? 2=； 攪油效率 ~，攪油效率 ? 3=； ? =? 1179。 ? 3=179。 = ? ? ? ? 01 ??????? ?? ??????? tAk Ptsi? ℃＜ 80℃ 油溫未超過限度 ，滿足使用條件。 3039。 傳動中 心距 160 蝸桿軸 向齒距 Pa1 Pa1=π m 蝸桿導 程 Pz Pz=π mz1 蝸桿螺旋 部分長度 b1 b1 85 蝸輪頂 圓直徑 de2 de2 279 蝸輪齒寬 b2 56 蝸輪 齒 寬角 θ 176。 1）按扭矩強度初定該軸最小直徑 dmin,見《機械設計》表 153 45 鋼 A0 值為126~103，本計算取 110。 計算轉(zhuǎn)矩為： mNTKT c ?????? 式中 T聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。 3)最后確定減速器高速軸伸處的直徑： dmin=30mm 選擇工作機處聯(lián)軸器 1）已知工作機的輸入功率為 ,轉(zhuǎn)速 dmin 該段軸上有兩鍵槽，將計算值加大 5% dmin= 根據(jù)傳動裝置的工作條件，擬選用 LH 型彈性柱銷聯(lián)軸器（ GB/T 50142021）摘錄，選至《機械設計課程設計指導書》表 134。 T=9550 根據(jù) Tc= mN? ,查表 134 GY 型聯(lián)軸器 中 GY6 型聯(lián)軸器 就能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求：（ Tn=900 Tc） ,其軸孔直徑范圍為 d=(38~50)mm， 可滿足電動機的軸徑要求。 滾動軸承的潤滑與密封方式 由《機械設計課程設計指導書》第 4 章，在減速器中，蝸桿下置，為浸油傳動零件，其圓周速度 v 2m/s,所以采用齒輪傳動時飛濺出來的潤滑油來潤滑軸承，而且此方式最簡單。 9 軸承端蓋的結(jié)構結(jié)構形式 由軸承的潤滑方式和工作環(huán)境，軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋。 2）由《機械設計課程設計指導書》第四章，考慮減速器機體的工作性能、加工工藝、材料消耗及制造成本等因數(shù)，箱體采用鑄造箱體，材料 HT150。 根據(jù)《機械設計》表 151 硬度 HBS=217 ~ 255Mpa，強度極限 B? =640 Mpa， 屈服極限 s? =355Mpa，彎曲疲勞極限 1? =275Mpa，剪切疲勞極限 1? =155Mpa，許用彎曲應力 ][ 1? =60Mpa。 3）求作用在蝸桿上的力 又已知蝸桿的分度圓直徑為 63mm，則 切向力 NdTF t 72763 4111 ????? 軸向力 NdTFF ta 52221 ?????? 徑向力 NFFF trr 1 0 0 920tan2 7 7 2tan221 ????? 。 =110 mmnPAd 3311m in ???? ? 5）軸的結(jié)構設計 初步選擇滾動軸承。 D179。 B=40mm179。 179。 初估軸徑后 ,就可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 .該軸軸段 III為最小端 ,故該段直徑為 30mm。 IVV 段為擋油環(huán)提供軸向定位，選直徑為 46mm，取 VVI 段直徑為 40mm。Ⅷ Ⅸ直徑和 IVV 一樣，選直徑為 46mm，Ⅸ Ⅹ段是安裝軸承，所以選直徑為 40mm。 III 段安裝聯(lián)軸器，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 III 段的長度可取 80mm。軸段 IIIIV 的長度為 30mm。 VVI段的長度為 56，查 《機械設計》表114 b1≥（ 11+） m，計算得出 VIVII 的長度為 90 mm，Ⅶ Ⅷ長度為 56mm，而Ⅷ Ⅸ段的長度為 10mm，Ⅸ Ⅹ的長度為 32mm。鍵高 h=8179。 為保證 30308 軸承內(nèi)圈端面緊 靠定位軸肩的端面，查《機械設計課程設計手冊》表 125 ，取軸環(huán)圓角半徑為 (30~50mm) ，其他軸肩圓角半徑為 (18~30mm)與 (30~50mm)。 45176。 45176。 6）按彎扭合成應力校核高速軸的強度 在確定軸承支點位置時，查《機械設計課程設計手冊》表 67得 30308 圓錐滾