1、机械设计课程设计设计题目：单级蜗杆减速器设计学 院：机 械 工 程专 业：车 辆 工 程班 级：机 自 106 - 1 -目 录第一章 设计任务书 .- 2 -第二章 传动方案选择 .- 3 -第三章 选择电动机的选择，确定传动方案及计算运动参数 .- 3 -第四章 传动装置的运动及动力参数的计算 .- 5 -第五章 涡轮蜗杆的尺寸设计 .- 7 -第六章 轴的设计计算及校核 .- 11 -第八章 绘制草图 .- 18 -第九章. 箱体的设计 .- 26 -第十章轴承等相关标准件的选择 .- 27 -第十一章 减速器结构与润滑等概要说明 .- 31 -第十二章 设计小结 .- 33 -第十三章
2、参考文献 .- 35 - - 2 -第一章 机械设计课程设计任务书姓 名 周玉东 学号 1008030134 组号 23 组 方案 方案 2设计题目 带 式 运 输 机 传 动 装 置 设 计原始数据运输带拉力 F= 2900(N) 运输带速度 V= 1 (m/s) 滚筒直径 D= 410 (mm)运输机使用期 5 年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度允许误差5%、减速器由一般规模厂中小批量生产。传动装置方案见机械设计课程设计附录 208 页，可任选一方案：方案 1：皮带单极直齿圆柱齿轮传动方案 2：皮带单极斜齿圆柱齿轮传动 方案 3：两级展开式直齿圆柱齿轮传动方案 4：两级展开式斜
3、齿圆柱齿轮传动方案 5：蜗轮蜗杆传动工作量1、设计说明书 1 份【70009000 字,按标准格式书写（手写或电子版） 】2、减速器装配图草图 1 张【A1 图，手工绘】3、减速器装配图 1 张【A1 图，电脑绘】4、任一轴零件图 1 张【A3 图，手工绘图】5、任一齿轮零件图 1 张【A3 图，手工绘图】参考书 1、 机械设计课程设计 ，周元康等编，重庆大学出版社，2001 年2、 机械设计 ，濮良贵等编，高等教育出版社，2006 年组 号F（N）V（m/s）D（mm）组 号F（N）V（m/s）D（mm）组 号F（N）V（m/s）D（mm）1 1500 1.10 220 10 2500 1.
4、10 400 19 3300 0.80 4002 1700 1.85 500 11 2500 1.50 450 20 3200 0.85 4103 2000 0.80 350 12 2500 1.60 320 21 3100 0.90 4204 2000 1.20 300 13 2800 1.40 275 22 3000 0.95 4005 2000 1.70 300 14 3000 1.10 400 23 2900 1.00 4106 2200 0.90 320 15 3000 1.50 250 24 2800 1.10 4207 2200 1.60 450 16 3000 0.80 250
5、 25 2700 1.10 4308 2300 1.10 300 17 3300 1.20 400 26 2600 1.20 400 - 3 -各设计小组原始数据 （每组数据供 2 人使用）第二章 传动方案选择2.1 传动方案的选择该工作机采用的是原动机为 Y 系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压 380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。总而言之，此工作机属于小功
6、率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。第三章 选择电动机的选择，确定传动方案及计算运动参数3.1 电动机的选择（1）选择电动机的类型按工作要求和条件选取 Y 系列,一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。3.2 选择电动机容量（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率(根据机械设计课程设计表9 2500 1.00 300 18 4000 1.60 400 27 2500 1.20 410- 4 -2.3 选取相关的效率)：3214其中： 为联轴器的效率，为
7、 0.995； 为每对滚动轴承轴承的效率，为1 20.99， 涡轮蜗杆的传动效率效率为 0.8；其中 为卷筒3 4的传递效率，为 0.96.所以减速机构的总效率：=0.990.990.960.990.8=0.75（2）选择电动机的功率所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。电动机所需的功率 ： 总/wdP式中： 工作机要求的电动机输出功率，单位为：KW；dP电动机至工作机之间传动装置的总效率；总工作机所需输入功率，单位为：KW；w输送机所
8、需的功率:1000 =29001.0（10000.75）=3.87kW;)10/(max总FvPd总查机械设计课程设计表 2.1，选取 Y112M2 电动机，其主要参数如下:电动机额定功率 P 4kW电动机满载转速 mn 960r/min电动机轴伸出端直径 38k6电动机伸出端安装长度 803.3 方案选择根据传动装置的工作特性和对它的工作要求并查阅资料机械设计课程设计 ，可选择单级涡轮蜗杆闭式减速器传动方案，如图 3.1 示的传传动示意图。- 5 -3.4 传动比的选择（1） 总的传动比：运输及驱动卷筒转速：=60 =46.6r/min)/(106Dvnw )410/(.10总传动比：6.2
9、./96/ wmni由参考文献机械设计课程设计可知，单级涡轮蜗杆减速器一般传动比的范围为 740，所以所计算的传动比 在合理的范围内，即传动比合理可用。i第四章 传动装置的运动及动力参数的计算4.1 各轴转速计算（1）实际总传动比及各级传动比配置：由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。则总传动比 : i图 3.1 涡轮蜗杆传动装置方案1-电动机 2-联轴器 3 一蜗轮和蜗杆4-螺旋输送机 5-单级涡轮蜗杆减速器- 6 -=96046.6=20.6 wmni/（2）各轴转速：蜗杆轴转速：因为和电动机用联轴器连在一起，故其转速等于电动机转速，则：=960r/min1n蜗轮轴转速：
10、由于和工作机用联轴器相连在一起，其转速等于工作机主轴转速，则：=52.52r/min2n4.2 各轴输入功率计算按电动机额定功率 计算各轴的输入功率，设 为蜗杆轴的输入功率，caP1P为涡轮轴的输入功率， 为工作几周的输入功率2P3蜗杆轴功率: kWca98.5.0411蜗轮轴功率： kP1536.322卷筒轴功率： kW981.2.002.413 4.3 各轴输入转矩计算电动机轴转矩： mNnPTmcad 67.390415.05.966蜗杆轴转矩： 1.528.91. 661蜗轮轴转矩： mNnPT 87.49.1305.05.96262卷筒轴转矩： w0.3.82.91. 6363表 4
11、-1 各轴动力参数表轴名功率P/kw转矩 T/(Nmm)转速n/(r/min)效率 传动比 i电动机轴 4 39791.67 9600.995 1- 7 -第五章 涡轮蜗杆的尺寸设计5.1 选择蜗杆类型根据 GB/T10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ ZI） 。5.2 材料选择考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用 45 刚；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 4555HRC；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,金属模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。5.3 按齿面接触强度设计根据闭式蜗杆蜗轮的设计
12、准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。由机械设计式（11-12）则传动中心距为： 322)(HEZKTa（1）确定轮上转矩按 =:2，效率为 0.8，则 Z m87.6459105.9226NnP（2）确定载荷系数 K 因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数 ，由机械设计1K表 11-5 选取使用系数 ，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系1A数 ，则 K= =11.0511.0505.1VKKV蜗杆轴 3.98 39592.71 9600.8 20.6蜗轮轴 3.15216 645989.87 46.6卷筒轴 2.981 610913.09 46.6 0.96
13、 1- 8 -（3）确定弹性影响系数 EZ因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和 45 刚蜗杆相配，故 EZ2160MPa（4）确定接触系数 Z先假设蜗杆分度远直径和传动中心距的比值为 =0.35，从机械设计ad1图 11-18 中查得 =2.9（5）确定许用接触应力 H根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1） ，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从机械设计表 11-7 查得蜗轮的基本许用应力 H=268MPa。应力循环次数 N=60 =60 1 46.6 （5 ）=6.72hLjn23082710寿命系数 = ，则HNK78.0.687= =0.7881 268=21
14、1.2108MPaHN（6）计算中心距a =322)(HEZKT m481.)210.96(87.64591.3 取中心距 a=160mm，因为 =20.6，故从表 11-2 中选取模数 m=6.3 1imm，蜗杆分度圆直径 d1=63mm，这时 d1/a=0.393，从机械设计图 11-18中可查得 =2.76 ，因此以上计算结果可用。,Z5.4 蜗杆与蜗轮的主要参数及几何尺寸蜗杆蜗杆头数： 21Z轴向齿距： ；mPa78.9直径系数：q=10.00；- 9 -齿顶圆直径： =63+126.3=75.6mm；1ad齿根圆直径： =63-2（16.3+0.25）=49.9mm ；f分度圆导程角
15、： = （右旋）31.“68轴向齿厚： =19.7922=9.891mm。2s蜗轮蜗轮齿数： =41；2z变位系数 =-0.1032；x验算传动比： = =20.5，这时传动误差为1i2z是允许的。%5,48.06.250涡轮螺旋角： （右旋）“361蜗轮分度圆直径： ；mmzd3.284.2蜗轮喉圆直径： = + =258.3+2 （1-0.1032） 6.3=269.6mm；2aah蜗轮齿根圆直径： = + =258.3-2 （1+0.25+0.1032 ）f2f6.3=243.85mm；蜗轮咽喉母圆半径： =a- =25.22gr21ad蜗轮轮缘宽度： 取 b=50mm。 而且取中心轮毂宽度为 100mm。具167.0ab体结构如下图所示：
