带式运输机传动装置蜗杆减速器设计说明书.docx
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带式运输机传动装置蜗杆减速器设计说明书
攀枝花学院
学生课程设计（论文）
题目：
设计用于带式运输机的传动装置
学生姓名：
学号：
所在院（系）：
专业：
班级：
指导教师：
职称：
攀枝花学院本科学生课程设计任务书
题 目
带式运输机传动装置的蜗杆减速器设计
1、课程设计的目的
机械设计课程设计是课程教学的一重要内容,也是一重要环节,目的有三:
1）使学生运用所学,进行一次较为全面综合的设计训练,培养学生的机械设计技能,加深所学知识的理解;
2）通过该环节,使学生掌握一般传动装置的设计方法,设计步骤,为后续课程及毕业设计打好基础,做好准备;
3）通过该环节教学使学生具有运用标准、规范、手册、图册和查阅相关技术资料的能力，学会编写设计计算说明书，培养学生独立分析问题和解决问题的能力。
2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）
设计一用于带式运输机上的传动及减速装置。
设计使用期限8年（每年工作日300天），两班制工作，单向运转，空载起动，运输机工作平稳，大修期为3年。
转速误差为+5%，减速器由一般规模厂中小批量生产。
要求装配图（0或1号）（1：
1）一张，低速级齿轮与轴，箱体或箱盖（共3张零件图），设计说明书（6000-8000字，word）一份。
传动简图（附后）及设计原始参数如下。
带拉力F（N）
带速度V（m/s）
滚筒直径D（mm）
2800
1.2
600
3、主要参考文献
[1]所学相关课程的教材
[2]陆玉主编,《机械设计课程设计》,北京,机械工业出版社,2004。
[3]濮良贵主编,《机械设计》,北京,高等教育出版社,1989.
[4]吴宗泽主编,《机械设计课程设计手册》,北京,高等教育出版社,1992.
[5]徐灏主编,《机械设计手册》,北京,机械工业出版社,1989.
[6]徐灏主编,《机械设计图》,北京,机械工业出版社,1989.
4、课程设计工作进度计划
1）、准备阶段（1天）
2）、设计计算阶段（3---3.5天）
3）、减速器的装配图绘制（3天）
4）、绘零件图（3---3.5天）
5）、编写设计说明书（3天）
6）、答辩或考察阶段。
（0.5-1天）
指导教师（签字）
日期
年月日
教研室意见：
年月日
学生（签字）：
接受任务时间：
年月日
（注意：
该说明书中有一些计算上的小错误，所以仅供参考）
一、前言--------------------------------------------------------3
二、计算过程及说明
1、传动方案的比较和选择----------------------------------------5
2、电动机的选择------------------------------------------------5
3、蜗杆蜗轮的设计----------------------------------------------7
4、蜗杆的计算--------------------------------------------------10
5、蜗轮轴的计算------------------------------------------------15
6、轴承的校核--------------------------------------------------20
7、键的验算----------------------------------------------------22
8、润滑的选择--------------------------------------------------23
9、蜗杆传动的热平衡计算----------------------------------------23
10、箱体及附件的结构设计----------------------------------------25
三、总结----------------------------------------------------------26
四、参考文献----------------------------------------------------27
前言
在21世纪的今天，对现代带学生的能力要求越来越高了，为了能够熟练的掌握书本知识并用于实践中去，学校在我们学习《机械设计》的同时进行一次设计，以便提高我们在这方面的结合能力。
本说明书根据我们《机械设计》的老师的指导和书本的知识所设计的。
在设计过层中，邢老师给了一些宝贵意见，使我在设计过程和编写说明书是有了不少的改进。
本说明书把卷扬机的一些数据进行了简单的处理，使读者能够比较清楚的了解卷扬机的内部结构和工作原理。
在设计过程中老师给了许多宝贵的意见在此表示感谢。
书中存在着一定的错误和缺点，希望老师能给予指出改正。
年月日
计算过程及说明
项目内容
计算过程及说明
结果
1、传动方案的比较和选择
2、电动机的选择
选下置式蜗杆减速器。
因下置式蜗杆减速器润滑条件好，上置式搅油损失大，因传动比不大，不必加如齿轮机构。
所以选择下置式蜗杆减速器。
2.1电动机的类型的选择
电动机的类型根据动力源和工作条件，选用Y系列三相异步电动机
2.2电动机功率的选择
工作机所需要的有效功率为：
=28001.2/1000=3.36Kw
为了计算电动机所需要的有效功率，先要确定从电动机到工作机之间的总效率，设分别为凸缘联轴器,涡轮效率,滚动角接触轴承效率，滚筒的效率：
查得：
项目内容
计算过程及说明
备注
则传动装置的总效率为：
==
——联轴器，——蜗杆蜗轮效率，——滚动球轴承
电动机所需的功率为：
=3.36/0.738=4.55Kw
选取电动机的额定功率为：
5.5Kw
2.3确定电动机转速
卷筒工作转速为n=
蜗杆传动比范围为，
电机转
2.4选择电动机
根据所求得的数据，经分析比较，选择电动机型号为
Y132M2－6：
功率为5.5Kw，满载转速为960r/min
2.5传动比的分配
蜗杆蜗轮的传动比，i=/n=960/38.22=25.1
2.6电动机装置运动和动力参数的计算
1、各轴的转速计算
Ⅰ轴
Ⅱ轴
2、各轴的输入功率计算
总效率=
0.738
选择
Y132M2－6
异步电动机
P=5.5kw
n=960
3、蜗杆蜗轮的设计
Ⅰ轴
Ⅱ轴
3、各轴的输出转矩
Ⅰ轴
II轴
将上述计算结果列到表1-3中，以供查用；
各轴的运动及动力参数
表1-3
轴号
转速r/min
功率PKw
转矩TNm
电机I
960
5.5
I
960
4.5045
45.263
II
38
3.53
887
根据设计要求，蜗杆蜗轮必须满的条件是使用寿命期限为8年（每年工作300天）两班制工作的闭式蜗杆减速器传动，已知道输入功率为P为5.5Kw，蜗杆转速=960r/min，寿命＝38400h
3.1选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。
3.2选择材料
根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45号钢；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45~55HRC。
蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。
为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造。
3.3按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲强度。
由式：
蜗杆用45号钢
蜗轮用铸锡磷青铜
项目内容
计算过程及说明
备注
传动中心距也由式：
1、确定作用在蜗轮上的转矩T2
按估取效率，则：
T2=887000Nmm
2、确定载荷系数K
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数；由载荷不均匀、有小冲击选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数为=1.05。
则：
3、确定弹性影响的系数
因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=。
4、确定接触系数
先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值/a=0.30,
可查得
5、确定许用接触应力[]
根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，查得蜗轮的基本许用应力=268MPa。
N=60j
寿命系数为：
K=1.21
N=
54720000
项目内容
计算过程及说明
备注
0
则：
[]=[]=
6计算中心距
取中心距a=180mm,因i=25，取模数蜗杆分度圆直径：
。
这时,查得接触系数<,因此计算结果可用。
3.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸
1、蜗杆主要参数
齿顶高：
齿根高：
全齿高：
分度圆直径：
齿顶直径：
齿根圆直径：
蜗杆分度圆导程角：
蜗杆轴向齿距：
蜗杆导程:
[]
=216.7
MPa
=63
mm
项目内容
计算过程及说明
结果
2、蜗轮主要参数
蜗轮齿数：
，变位系数：
验算传动比，这时传动比误差为4%<5%，在允许范围内。
蜗轮齿顶高：
蜗轮齿根高：
全齿高：
分度圆直径：
齿顶圆直径：
齿根圆直径：
咽喉半径:
蜗轮分度圆螺旋角：
Z1=2
Z2=48
=
=
302.4mm
项目内容
计算过程及说明
结果
4、蜗杆的计算
5.蜗轮轴的计算
6、轴承的校核
7、键的验算
8、润滑的选择
9、蜗杆传动的热平衡计算
10、箱体及附件的结构设计。
3.5蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核
由经验可知对闭式蜗杆传动通常只作蜗轮齿根弯曲疲劳强度的校核计算。
查得蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算公式为
式中：
----蜗轮齿根弯曲应力，单位为MP；
----蜗轮齿形系数；
----螺旋角影响系数；
----蜗轮的许用弯曲应力，单位为MP；当量齿数
根据，查得齿形系数。
螺旋角影响系数
许用弯曲应力
查ZCuSn10P1制造蜗轮的基本许用弯曲应力。
寿命系数
MPa
则
MPa
校验结果为。
所以蜗轮齿根弯曲疲劳强度是满足要求的。
4.1蜗杆的详细参数
因为蜗杆的结构单一，几何参数为所查资料得，根据经验可知不需对蜗杆的结构及刚度不做特别设计和验算。
所以以下只列出了蜗杆的详细参数。
传动类型
ZI型蜗杆副
蜗杆头数
Z
2
模数
m
6.3
导程角
螺旋线方向
右旋
齿形角
精度重等级
蜗杆8f
中心距
a
180mm
配对蜗轮图号
轴向齿距累积公差
0.045
轴向齿距极限偏差
0.025
蜗轮齿开公差
0.040
轴向螺旋剖面
=Scos=
0.4mcos
9.86
6.3
4.2
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