1、1机械设计基础课程设计说 明 书设计题目：单级蜗杆减速学院： 工学院学号： 200840614219专业班级：机制二班学生姓名：周锐指导老师：杨文敏2目 录1、机械设计课程设计任务书 -（2）2、机构运动简图-（4）3、运动学与动力学计算 -（4）4、传动零件设计计算-（7）5、轴的设计计算及校核-（10）6、箱体的设计 -3（13）7、键等标准的选择-（14）8、减速器结构与润滑的概要说明-（15）9、设计小结-（16）10、参考资料-（17）1. 机械设计课程设计任务书专业班级 机制二班 学生姓名 周锐 学号 200840614219课题名称 一级蜗杆减速器设计起止时间2010.11-20
2、10.12课题类型 工程设计 课题性质 真实一、原始数据已知条件 输送带拉力 F/kN 输送带速度V/(m/s)滚筒直径(mm)数据 2.5 1.1 4004工作条件：单向运转，连续工作，空载起动，载荷平稳，两班制工作 ， 室内工作，有粉尘，环境最高温度 35 摄氏度，允许误差5%。二、基本要求1、完成装配图一张、零件图四张2、编写设计说明书一份（按毕业设计论文格式打印）3、装配图手工绘制，零件图 CAD 绘制4、自制文件带装好全部文件，写上学好、姓名2.机构运动简图5 电 动 机联 轴 器蜗 杆 减 速 器 联 轴 器滚 筒 输 送 带3.运动学与动力学计算3.1 电动机的选择计算3.1.1
3、 选择电动机3.1.1.1 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式型三相异步电动机。3.1.1.2 选择电动机容量电动机输出功率： kwawPd工作机所需的功率： kFV10所以 kwad由电动机至工作机之间的总效率： 213a其中 分别为轴承，蜗杆，联轴器的传动效率。123查表可知 =0.98（滚子轴承） =0.8（双头蜗杆） =0.99（弹236性联轴器） 所以： 220.98.90.753a3.1.1.3 确定电动机转速卷筒轴的工作转速为601.52.min4wrn根据机械设计基础中查的蜗杆的传动比在一般的动力传动中；i=60600，电动机的转速的范围因为N
4、=(2080)*n=（2080）x52.5=9823928r/min在这个范围内的电动机的同步转速有 1000r/min 和1500r/min,2800r/min.三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置的情况来确定最后的转速，为降低电动机的重量和成本，可以选择同步转速 1500r/min。根据同步转速查表 10-100 确定电动机的型号为 Y112M-4。3.1.2 计算总传动比和各级传动比的分配3.1.2.1 计算总传动比：14027.5.mWni3.1.2.2 各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。3.1.3 计算传动装置的运动和动力参数3.1.3.1
5、 蜗杆蜗轮的转速：蜗杆转速和电动机的额定转速相同蜗轮转速： 52./minnr滚筒的转速和蜗轮的转速相同3.1.3.2 功率蜗杆的功率：p= =3.54kW3.609.8蜗轮的功率：p= =2.833kW54滚筒的功率：p= =2.75kW10Fv.转矩73.659509024.11mdpTNmn11024.0.9.823.49.dTi Nm21123.976.1i将所计算的结果列表：参数电动机 蜗杆 蜗轮转速 r/min 1440 1440 52.5功率 P/kw 3.65 3.54 2.833转矩 N.m 24.21 23.49 624.41传动比 i 27.484.传动零件的设计计算4.
6、1 蜗杆蜗轮设计计算4.1.1 选择蜗杆传动类型采用渐开线蜗杆（ZI）4.1.2 选择材料考虑到传动效率不大，蜗杆选用 45 钢，蜗杆螺旋齿面采用淬火，蜗轮用 ZcuSn10P1,金属模铸造。4.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计传动中心距 232()EHZaKT(1)确定作用在蜗轮上的转矩 ，按 =2，效率 =0.8，21z62 29.510530.6PTNmn（2）确定载荷系数 K因工作要求，取 ，使用系数 ，动载系数 ，1k1AK1.05vK则 .05AvK（3）确定弹性影响系数 EZ因选用的蜗轮与蜗杆要匹配，故取1260EZMPa（4）确定接触系数 假设 ，查表可得 =2.7510.4
7、da（5）确定许用接触应力 H根据蜗轮蜗杆材料，可查表得到蜗轮的基本许用应力 H9应力循环次数 821406083651.47027.hNjnL寿命系数 7881.6.4HK则 = . =0.7146 268Mpa=191.5MpaNH(6)计算中心距 23160.751.05143.69a m取中心距 a=160mm,因 i=27.4，故查表去模数 m=6.3mm,蜗杆分度圆直径 ，这时 ，查表的接触系数163dm10.34da=0.276, 因为 p，所以挤压强度足够由普通平键标准查得轴槽深 t=6mm，毂槽深 t1=4.3mm合格b=28mmh=16mmt=6mmt1=4.3mm5.2
8、蜗杆轴的设计计算项目 计算内容 计算结果5.2.1 轴的材料的选择，确定许用应力5.2.2 按扭转强度，初步估计轴的最小直径5.2.3 轴承5.2.4 轴的结构设计5.2.4.1 径向尺寸的确定考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。d 轴伸安装联轴器，考虑补偿mnp9.142053.13轴的可能位移，选用弹性拄销联轴器，由转速 n 和转矩Tc=KT=1.523.77=35.66Nm 查表 GB 4323-84 选用 HL2 弹性柱销联轴器，标准孔径 d=32mm,轴伸直径为 30mm采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定。从轴段 d1=30m
9、m 开始逐渐选取轴段直径，d2 起固定作用，定位轴肩高度可在（0.070.1）d 范围内，故d2=d1+2h30（1+2 0.07）=34.2mm，该直径处安装密封毡圈，标准直径。应取 d2=35.5mm；d3 与轴承的内径相配合，为便与轴承的安装，取，选定轴承型号为7208CJ。d4 起定位作用，由 h=（0.070.1）d3=（ 0.070.1）40=2.8 4mm，取选用 45 号钢，正火处理 b=600MPa b1=55MPad1=32mmd2=35.5mmd3=d9=40mmd5=d7=35mmd6=60mm145.2.4.2 轴向尺寸的确定h=3mm，d4=d8=40+3=43mm
10、；d5=d7=35mm，d6 取蜗杆齿顶圆直径 d6=60mm。由 GB5014-85 查联轴段长度 80mm，与轴承配合的轴段长度，查轴承宽度为 18mm，取挡油板厚为 1mm，其他轴段的尺寸长度与箱体等的设计有关，蜗杆端面与箱体的距离取1015mm，轴承端面与箱体内壁的距离取 5mm；分箱面取5565mm，轴承盖螺钉至联轴器距离 1015mm，轴承环宽度为 8mm ，蜗杆轴总长 460mmL=460mm6.箱体的设计计算6.1 箱体的结构形式和材料采用下置剖分式蜗杆减速器（由于 V=1m/s 4m/s）铸造箱体，材料 HT150。6.2 铸铁箱体主要结构尺寸和关系名称 减速器型式及尺寸关系
11、箱座壁厚 =11mm箱盖壁厚 1 1=10mm箱座凸缘厚度 b1，箱盖凸缘厚度 b，箱座底凸缘厚度 b2b=1.5=16mm b1=1.51=15mmb2=2.5=28mm地脚螺钉直径及数目 df=19mm n=6轴承旁联接螺栓直径 d1=14mm箱盖，箱座联接螺栓直径 d2=10mm 螺栓间距 150mm轴承端盖螺钉直径 d3=9mm 螺钉数目 4检查孔盖螺钉直径 d4=6mmDf，d1，d2 至外壁距离 df，d2 至凸缘边缘距离C1=26,20,16 C2=24,14轴承端盖外径 D2=140mm 15轴承旁联接螺栓距离 S=140mm轴承旁凸台半径 R1=16mm轴承旁凸台高度 根据轴
12、承座外径和扳手空间的要求由结构确定箱盖，箱座筋厚 m1=9mm m2=9mm蜗轮外圆与箱内壁间距离12mm蜗轮轮毂端面与箱内壁距离 10mm7.键等相关标准的选择本部分含键的选择联轴器的选择，螺栓，螺母，螺钉的选择垫圈，垫片的选择，具体内容如下：7.1 键的选择查表 10-33机械设计基础课程设计：A 型普通平键，b*h=8*7GB1095-79轴与相配合的键：A 型普通平键，b*h=16*10GB1095-79，3 轴与联轴器相配合的键 A 型普通平键b*h=12*8A 型，8*7A 型， 16*10A 型， 12*8GB1095-797.2 联轴器的选择根据轴设计中的相关数据，查表 10-
13、43机械设计基础课程设计 ，选用联轴器的型号 HL3。 GB5014-85HL3GB5014-857.3 螺栓，螺母，螺钉的选择考虑到减速器的工作条件，后续箱体附件的结构，以及其他因素的影响选用螺栓 GB5782-86， M10*35， 数量为 3 个M12*100， 数量为 6 个螺母 GB6170-86 M10 数量为 2 个M12， 数量为 6 个螺钉 GB5782-86 M6*20 数量为 2 个M8*25， 数量为 24 个M6*16 数量为 12 个*（参考机械设计基础课程设计图 10-8 装配图）M10*35M12*100M10M12M6*20M8*25M6*167.4 销，垫圈
14、垫片的选择选用销 GB117-86，B8*30，数量为 2 个选用垫圈 GB93-87 数量为 8 个GB117-86B8*30GB93-8716选用止动垫片 1 个选用石棉橡胶垫片 2 个选用 08F 调整垫片 4 个*（参考机械设计基础课程设计图 10-8 装配图）止动垫片石棉橡胶垫片08F 调整垫片有关其他的标准件，常用件，专用件，详见后续装配图8.减速器结构与润滑的概要说明在以上设计选择的基础上，对该减速器的结构，减速器箱体的结构，轴承端盖的结构尺寸，减速器的润滑与密封，减速器的附件作一简要的阐述。179.设计小结经过这几周的课程设计，使我明白很多的事情，意识到将来到社会上工作时的压力
15、。同时通过这次设计，使我对自己有了一些更8.1 减速器的结构本课题所设计的减速器，其基本结构设计是在参照机械设计基础课程设计 图 10-8 装配图的基础上完成的，该项减速器主要由传动零件（蜗轮蜗杆） ，轴和轴承，联结零件（键，销，螺栓，螺母等） 。箱体和附属部件以及润滑和密封装置等组成。箱体为剖分式结构，由 I 箱体和箱盖组成，其剖分面通过蜗轮传动的轴线；箱盖和箱座用螺栓联成一体；采用圆锥销用于精确定位以确保和箱座在加工轴承孔和装配时的相互位置；起盖螺钉便于揭开箱盖；箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮啮合情况及润滑情况用于加住润滑油，窥视孔平时被封住；通气器用来及时排放因发热膨胀的空气，以放高气压
16、冲破隙缝的密封而致使漏油；副标尺用于检查箱内油面的高低；为了排除油液和清洗减速器内腔，在箱体底部设有放汕螺塞；吊环螺栓用来提升箱体，而整台减速气的提升得使用与箱座铸成一体的吊钩；减速气用地脚螺栓固定在机架或地基上。8.2 减速箱体的结构该减速器箱体采用铸造的剖分式结构形式具体结构详见装配图8.3 轴承端盖的结构尺寸详见零件工作图8.4 减速器的润滑与密封蜗轮传动部分采用润滑油，润滑油的粘度为118cSt（100C）查表 5-11机械设计基础课程设计轴承部分采用脂润滑，润滑脂的牌号为 ZL-2 查表 5-13机械设计基础课程设计8.5 减速器附件简要说明该减速器的附件含窥视孔，窥视孔盖，排油孔与
17、油盖，通气空，油标，吊环螺钉，吊耳和吊钩，起盖螺钉，其结构及装配详见装配图。具体结构详见装配图具体结构装配图详见零件工作图润滑油 118Cst润滑脂 ZL-2详见装配图18深的了解，知道自己的一些可取的地方，也认识到自己不足之处。机械设计课程设计是机械设计课程的一个重要环节，它可以让我们进一步巩固和加深学生所学的理论知识，通过设计把机械设计及其他有关课程联系起来。将所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切的结合起来。而且，本次设计是我们学生首次进行完整综合的机械设计，它让我树立了正确的设计思想，培养了我对机械工程设计的独立工作能力；让我具有了初步的机构选型与组合和确定
18、传动方案的能力；为我今后的设计工作打了良好的基础。通过本次课程设计，还提高了我的计算和制图能力；我能够比较熟悉地运用有关参考资料、计算图表、手册、规范；熟悉有关的国家标准和行业标准，基本了解到了一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本技能训练。当一份比较象样的课程设计完成的时候，我的内心的激动是无法表达。几天以来的计算与绘图和在电脑前编辑排版说明书，让我感觉做一个大学生原来也可以这么辛苦。但是，所有的这一切，都是值得的，它让我感觉大学是如此的充实。再次，我还要感谢杨文敏老师对我这次课程设计指导付出的苦心与汗水，对我本次课程设计，作出过帮忙与关心的同学表示感谢。10.参考文献1、濮良贵主编 机械设计-第八版：高等教育出版社，20052、席伟光 杨光 李波主编 机械设计课程设计 -高等教育出版社， 2003（200419重印）3、吴宗泽主编 机械设计课程设计手册 3 版 -高等教育出版社，1999（2003 重印）4、赵祥主编， 机械零件课程设计 ， -中国铁道出版社，19885、 哈尔滨工业大学理论力学教研室 编 理论力学 -北京：高等教育出版社 ，2002.8 （2003 重印）6、孙恒 陈作模 主编 机械原理 -高等教育出版社 ，2001（2003 重印）7、张代东 主编 机械工程材料应用基础 -机械工业出版社 ，2001.6
