1、机械设计课程设计机械设计课程设计计算说明书设计题目 蜗轮蜗杆二级减速器 机械工程及自动化 院系 班设计者 指导教师 2013 年 5 月 28 日机械设计课程设计目录前言 .3正文 .3一、设计任务书 .3二、 机械装置的总体方案设计 .51） 机械装置的总体设计方案 .52） 电动机的选择 .73） 分配传动比： .94） 运动和动力参数计算： .9三、传动零件的设计计算 .101）齿轮设计 .102) 蜗轮蜗杆设计 .183) 蜗杆轴的设计 .234）高速轴的设计 .275）低速轴的设计 .316）滚动轴承的选择和计算 .357) 键和联轴器的选择 .408) 减速器机体各部分结构尺寸 .
2、439) 润滑和密封形式的选择 .4410) 其他技术说明 .45结束语 .45参考文献： .46机械设计课程设计前言随着科学技术的迅速发展，市场竞争日趋激烈，生产工业的机械化日趋完善。机械化的产品有着更高的生产率、更好的质量保证、降低生产成本和提高产品附加值等优点。在机械化的基础上才能保证自动化，就能带来更好的社会效益和经济效益。因此机械化在生产中是至关重要的。在机器中，由于电机转速太快，因此需要减速环节，也就是说减速器是不可或缺的。这次设计的是一个蜗轮蜗杆二级减速器，比起一级减速器来说有着更大的传动比，第二级减速采用斜齿轮传动，使得传动平稳。减速器与电机一起作为加热炉装料机的动力环节，与摆
3、动导杆机构实现运动形式的转换功能，可以实现加热炉的自动送料。正文一、设计任务书1） 设计要求a、装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置是装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。b、生产批量为 5 台。c、动力源为三相交流 380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。d、使用期限为 10 年，大修周期为 3 年，双班制工作。e、生产厂具有加工 7、8 级精度的齿轮、蜗轮的能力。加热炉装料机设计参考图如图机械设计课程设计2）主要设计参数推杆行程：220 mm；推杆所需推力：7600 N；推杆周期： 2.0 s。3）设计任务a、 设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体
4、方案论证报告。b、设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0 ） 。c、设计主要零件，完成两张零件工作图（A2） 。d、编写设计说明书。机械设计课程设计二、 机械装置的总体方案设计整体结构简图：1） 机械装置的总体设计方案根据设计任务书，该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分：减速器方案设计方案一：二级圆柱齿轮减速器（同轴式）机械设计课程设计轴 2轴 1减 速 器 传 动 简 图 ： 轴 3方案二：蜗杆齿轮二级减速器方案评价：方案一：减速器的长度较短，但轴向尺寸及重量较大。两对齿轮浸入油中的深度可大致相等。中间轴承润滑困难，中间轴较长，刚性较差。高级齿轮的承载能力不能充分利用。仅能有一
5、个输入和输出端，限制了布置的灵活性。传动比范围 840，最大值 60。方案二：减速器采用蜗轮蜗杆-齿轮二级减速器，以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。蜗杆传动布置在高速级，有利于啮合处油膜的形成，齿轮传动布置在低速级，可适当降低制造精度，降低成本。传动比范围：6090，最大值为 320。 （为抵消部分轴力，蜗轮、蜗杆、小齿轮均为右旋，大齿轮左旋）由于工作周期为 2.0s，n=60 r/min=30 r/min ,而电动机同步转速一般为1500r/min.故总传动比 i=150030=50 较大，故方案二比方案一更适合。执行方
6、案的设计方案一：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能:机械设计课程设计方案二：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能：方案评价：方案一：结构简单，但是不紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。方案二：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，快速行程为返回行程，工作效率高。故选择方案二。2） 电动机的选择a、 根据主要设计参数和机构简图确定所需最大输入功率。机械设计课程设计选取行程速度变化系数为 K=1.5，则极位夹角 =-=-=-=则工作进程所用时间 t=T=1.2s=0.183 m/s（1） 选择电动机类型：按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动
7、机，电压 380V（2） 电动机容量选择：确定各部分的效率为：滚动轴承（一对）效率；圆柱齿轮传动（油润滑 8 级精度齿轮）=0.97；联轴器效率=0.99；蜗杆传动（油润滑 2-4 头蜗杆）=0.90；移动副效率=0.95=0.720电动机功率为：电动机型号选择为 Y100L1-4.额定功率=2.2kw。同步转速为 1500。满载转速为 1420。机械设计课程设计3） 分配传动比：（1） 总传动比：由于工作周期为 2.0s， 。而电动机同步转速一般为1500。故总传动比。（2） 分配传动装置各级传动比：齿轮；蜗杆。4） 运动和动力参数计算：0 轴（电动机轴）：。1 轴（蜗杆轴）：。2 轴（高速
8、轴）：；。3 轴（低速轴）：；。03 轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率 0.99。列出汇总表格：功率 P / kW转矩 T /Nm轴名输入 输出 输入 输出转速 nr/min传动比 i 效率 电机轴 1.94 13.0 14200.991 轴 1.92 1.90 12.9 1.8 142012.5 0.902 轴1.73 1.71 145.4 143.9 113.64 0.96机械设计课程设计3 轴 1.66 1.64 552.6 552.6 28.4三、传动零件的设计计算1）齿轮设计（参数查取时参照与机械设计与课程设计 ）比之于直齿轮，斜齿轮啮合好，且可以抵消一部分蜗杆轴向力，降低轴承轴向负荷，故选用斜齿轮。小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度241HB286HB，平均取 260HB，大齿轮用 45 钢，调质处理，硬度为229HB286HB，平均取 240HB。计算步骤如下：计算项目计算内容 计算结果（1）初步计算转矩 1T 6.13705.905.9131 nP mNT4.15齿宽系数 d查取 2d2d接触疲劳极限 limH查出 MPaHl580712im=初步计算需用接触应力 HP MPaHlHP 5809.9.0712im211 MPaHP526391值dA估计 取 ，1376=dA76=dA
