1、哈尔滨工业大学机械设计课程设计1目录一、选择电机 .2二、计算传动装置的总传动比 i.3三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数 .3四、涡轮蜗杆的设计及参数计算 .4五、蜗杆轴的设计，输入轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 .6六、蜗杆轴的校核 .7七、涡轮轴承寿命校核 .9八、涡轮轴的设计，输出轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 .9九、涡轮轴的校核 .11十、涡轮轴承校核 .13十一、键的设计及校核 .13十二、涡轮的结构设计 .14十三、机体外壳的设计 .15十四、热平衡计算 .15十五、减速器的附件 .16十六、减速器的结构以及润滑、密封的简要介绍 .17参考文献 .17哈尔滨工业大学机械设计课程设计
2、2一级蜗杆减速器一、选择电机1.选择电机类型按工作要求和工作条件选择 YB 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为 380V。2.选择电机的容量工作机的有效功率为： ； 则从电动机到工作机输送带间的总效率为：所以电动机所需的工作功率为：3.确定电动机的转速按表 9.1 推荐的传动比合理范围，一级涡轮减速器的传动比 =1040，工作机卷筒的转速为： ；所以电动机的转速可选范围为：符合这一范围的同步转速为 750r/min、1000r/min、1500r/min 三种。综合哈尔滨工业大学机械设计课程设计3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
3、定选用同步转速为 1000r/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-6。其主要性能如表 1，主要外形及安装尺寸如图 1 及表 2表 1 Y112M-6 型电动机的主要性能，电动机型号额定功率/(kW)满载转速/(r/min) 额 定 转 矩启 动 转 矩Y112M-6 2.2 940 2.0表 2 12Y112M-6 型电动机主要外形及安装尺寸型号 H A B C D E FGD G K b b1 b2 h AA BB HA L1Y112M-6 112 190 140 70 28 60 87 24 12 245 190 115 265 50 1
4、80 15 400二、计算传动装置的总传动比 i三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数1. 各轴转速1 轴 哈尔滨工业大学机械设计课程设计42. 各轴的输入功率1 轴 2 轴 卷筒轴 3. 各轴的输入转矩 为电动机的输入转矩 为 1 轴的输入转矩 2 轴的输入转矩 卷筒轴的输入转矩 将上述计算结果汇入表 3，以备查用（1 轴是输入轴，2 轴式输出轴）表 3 带式传动装置的运动和动力参数轴名 功率 P(kW) 转矩 T(r/min) 转速 n（r/min）电机轴 1.725 9401 轴 1.691 9402 轴 1.292 52.28卷筒轴 1.241 52.28四、涡轮蜗杆的设计及参数计算1
5、.传动参数确定传动比 ，而 应不小于 26，所以取 ，哈尔滨工业大学机械设计课程设计5，取实际传动比 ，涡轮转速2.涡轮蜗杆材料选择及强度计算由于蜗杆传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用 45 号钢制造，表面淬火处理，齿面硬度达 4550HRW。根据公式 43125.0(/)svnTms其中 为蜗杆转速， 为蜗轮转矩，初估蜗杆副的滑动速度 VS=3.04m/s，,取VS=4.5m/s。.选择蜗轮的材料为无锡青铜。按接触疲劳强度设计，根据公式： ，其中 为涡轮齿数，T 为涡轮转矩， 为材料许用应力， K 为系数。根据减速器的工作环境及载荷情况，取。根据 VS=4.5m/s，查表得 =170MPa
6、。，查表取 m=6.3mm，蜗杆分度圆直径 =63mm。3.计算相对传动速度及传动效率蜗杆导程角 涡轮圆周速度 ，通过查表选用精度等级为 9 级，因为该传动平稳，选用测隙种类为 c，即传动 9cGB/T10089-1988。哈尔滨工业大学机械设计课程设计6蜗杆副的滑动速度 蜗杆圆周速度 ，通过查表选用精度等级为 8 级，因为该传动平稳，选用测隙种类为 c，即传动 8cGB/T10089-1988。选择减速器的类型为蜗杆下置。查表取得当量摩擦角 ，则蜗杆涡轮的传动效率为：，符合初取的效率值。4.涡轮蜗杆基本尺寸确定涡轮分度圆直径 中心距 变位系数 蜗杆传动其他的几何尺寸如表 4 所示表 4名称
7、符号 公式 数据（单位：mm）齿顶高 ha 6.3齿根高 hf 7.56全齿高 h 13.86分度圆直径 d 63齿根圆直径 df 47.88齿顶圆直径 da 75.6哈尔滨工业大学机械设计课程设计7蜗杆分度圆上导程角 节圆直径 d 63.2传动中心距 a 145蜗杆轴向齿距 pa1 19.792蜗杆螺旋线导程 ps 39.584蜗杆螺旋部分长度 L 100蜗杆外圆直径 de2 250五、蜗杆轴的设计，输入轴联轴器的及蜗杆轴承的选择1. 选择蜗杆轴的材料因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，考虑到经济性选用常用材料 45 钢，调制处理。2.初算蜗杆轴的最小轴径已知蜗杆轴的输入功率为 1
8、.691kW,转速为 940r/min，查表知 C 值在106 118 之间，取 C=112,所以输入轴的最小轴径为,由于轴上有一个键槽，故取3.选择输出轴的联轴器为实现缓冲吸振，输入轴选择 LX 型弹性柱销联轴器。蜗杆轴的名义转矩为 ,由于蜗杆减速器的载荷较平稳，取工作情况系数 K=1.5。蜗杆轴的计算转矩查表知 Y112M-6 型电动机轴的直径 D=28mm,轴长 E=60mm。哈尔滨工业大学机械设计课程设计8结合输入轴的最小轴径，蜗杆轴的转矩及电动机轴的尺寸选择 LX2 型弹性柱销联轴器。查表得，许用转速n=6300r/min，许用转矩T=560N m，轴孔直径 d=36mm，选择轴孔的
9、长度为 62mm。4.涡轮轴径向尺寸的确定及轴承的选择涡轮轴结构如图 1 所示1 2 3 4 5 6 7 8 9图 1从联轴器所在的轴段 1 开始,轴段 1 的直径与联轴器的内径相等，=28mm。轴段 2 起定位作用，轴肩高 ，又考虑到密封圈的标准，故取轴段 2 的直径 。轴段 3 与轴段 9 安装轴承。考虑蜗杆轴承受较大的轴向力，故选择圆锥滚子轴承，考虑到轴承的标准、轴承的安装及蜗杆的轴的安装，咱取轴承型号为 30208。查表的，轴承内径为40mm，故取轴段 3 与轴段 9 的直径 。轴段 4 与轴段 8，为轴承提供轴向定位，轴肩高 ，故取 。轴段 5 与轴段 7，为了加工方便，取 。5.涡
10、轮轴的轴向尺寸及键的确定轴段 1 的长度略短于联轴器孔的长度，取 。轴段 2 的长度取。查表得 30208 轴承的内径宽 B=18mm,考虑到挡油板，取轴段 3 的长度 ；又考虑到倒角，取轴段 9 的长度 。轴段 4 与轴段8，考虑到对称性，取他们长度一样， ，又为轴承提供可靠轴向定位，取。轴段 4 与轴段 7，蜗杆到轴承的距离要合适，又考虑到对称性，取 。轴段 6 前面已经确定， 。总长为367mm。哈尔滨工业大学机械设计课程设计9六、蜗杆轴的校核蜗杆轴的受力如图 2 所示图 2蜗杆轴受受力轴向力 径向力 圆周力 在竖直面上，在水平面上，A哈尔滨工业大学机械设计课程设计10画弯矩图水平面上 A-A 剖面处，竖直面上 A-A 剖面左侧，A-A 剖面右侧，合成弯矩A-A 剖面右侧，A-A 剖面左侧，蜗杆左端与轴的连接处，弯矩图如图 2。对于单向传动的转轴，通常转矩按脉动循环处理，取折合系数A-A 剖面左侧，因弯矩大，有转矩，需校核，其当量弯矩为蜗杆左端与轴的连接处，轴径较小，又有转矩，其当量弯矩为对于 45 钢，查表得 ，由公式故蜗杆轴的强度满足。
