最新蜗杆齿轮二级减速器机械课程设计.docx

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最新蜗杆齿轮二级减速器机械课程设计

USE学生表

8.在数据库设计中，将E-R图转换为关系模式是在________阶段。

D.SELECT专业ASSUBS（学号,3,2）,平均分ASAVG（成绩）FROM选课WHERE课程号=”101”ORDERBY1

input"输入第"+str（i）+"数据:

"tonum

【答案】C

三、名词解释题（每题2分，共10分）

?

IIF（"A"=X,X-"BCD",X+"BCD"）

15、双绞线由两根相互绝缘的、绞合成均匀的螺纹状的导线组成，下列关于双绞线的叙述，不正确的是__A___。

settalkoff

t=a

燕山大学

机械设计课程设计报告

题目：

蜗杆-齿轮二级减速器

学院：

机械工程学院

年级专业：

XX

学号：

XX

学生姓名：

XX

指导教师：

XX

1项目设计目标与技术要求

任务描述：

设计一种带式输送机装置，以电动机为原动力，经减速器减速后，将动力输出到工作机上，以实现相应的技术要求。

具体内容是：

确定传动方案，进行各零部件的设计与理论计算，绘制装配图、零件图，编写说明书等。

技术要求见下表。

表1-1项目技术要求

原始数据

其他条件

运输带拉力

使用地点

室内

运输带速度

生产批量

大批

卷筒直径

载荷性质

平稳

——

使用年限

八年一班

2传动系统方案制定与分析

2.1常见传动方案的特点及应用

常见的传动机构类型有带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动。

其中普通V带传动缓冲吸振、传动平稳、结构简单、适于高速运转；链传动工作可靠，能适应恶劣的工作环境，多用于低速传动；渐开线圆柱齿轮传动效率高、传动速度和功率范围大，应用广泛；蜗杆传动工作平稳、传动比大、有自锁性，但效率低。

常用的减速器传动系统方案一般有如下几类（单级减速器由于传动一般比较小，故下面未讨论）。

图2-1两级展开式圆柱齿轮减速器

两级展开式圆柱齿轮减速器方案其传动比一般为8~40，最大值为60。

结构简单，应用广泛。

但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大的刚度，用于载荷较平稳的场合。

高速级常用斜齿轮，低速级可做成直齿。

图2-2两级同轴式圆柱齿轮减速器

两级同轴式圆柱齿轮减速器方案其传动比范围同展开式，减速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入润滑油的深度大致相同。

但轴向尺寸大、重量也较大，中间轴较长，刚度较差，高速级齿轮的承载能力难以充分利用。

图2-3二级圆锥-圆柱齿轮减速器

两级圆锥-圆柱齿轮减速器方案圆锥齿轮为直齿时,为斜齿时锥齿轮应布置在高速级，以使圆锥齿轮不致太大，否则加工困难。

轮齿可做成直齿、斜齿或曲线齿，用于两轴垂直相交的传动中，也可用于两轴垂直相错的传动中，但由于制造安装复杂、成本高，所以仅在传动布置需要时才采用。

图2-4两级蜗杆-圆柱齿轮减速器

两级蜗杆-圆柱齿轮减速器方案传动比一般为15~60，最大能到480，齿轮传动在高速级时结构比较紧凑，蜗杆传动在高速级时传动效率较高，为润滑方便，蜗杆一般在蜗轮上方，一般用于蜗杆圆周速度的场合。

2.2传动系统方案的确定

各方案比较分析如下：

1）由于圆锥齿轮加工较困难，特别是大直径、大模数的圆锥齿轮，制造安装复杂，成本高。

在本项目任务中体现不出其方案的优势，故暂时排除二级圆锥-圆柱齿轮减速器方案。

2）对两级展开式圆柱齿轮减速器以及同轴式圆柱齿轮减速器而言，展开式中齿轮相对轴承为不对称布置，导致沿齿向载荷分布不均，对轴的刚度要求又较高，同轴式中轴向尺寸大、重量也较大，中间轴较长，刚度较差，高速级齿轮的承载能力难以充分利用，同时由于上述两种方案传动比均不能超过40，满足不了本设计任务要求的大传动比，故排除此两种方案。

3）在两级蜗杆-圆柱齿轮传动方案中，其传动比一般为15~60，满足任务要求的传动比。

低速级采用齿轮传动，齿轮的制造精度可以低些。

齿轮蜗杆高速级在高速级传动，有利于在啮合处形成油膜，传动效率高，传动比准确，也能提高其承载能力。

综上，本次任务选择两级蜗杆-圆柱齿轮减速器进行相关设计。

3传动方案的技术设计与分析

本节进行传动系统传动系统的总体参数、运动和动力参数计算与确定。

具体内容是：

选择电机型号、计算总传动比、传动比的分配、各轴运动学参数的确定。

包括电机类别、系列及具体型号选择；给出电机方案选择依据；计算总传动比，分配各级传动比，给出各级传动比分配原则或分配依据说明；计算各轴转速、功率和转矩等。

3.1电动机选择与确定

合理的选择电动机是整个系统能正常运行的先决条件。

选择恰当，电动机就能安全、经济、可靠地运行；选择不合适，轻者造成浪费，重者烧毁电动机。

选择电动机的内容包括很多，例如电压、频率、功率、转速、启动转矩、防护形式、结构形式等。

通常电机一般需要选择功率、转速、防护形式等几项比较重要的内容，故下面介绍电动机的选择方法及使用。

3.1.1电动机类型和结构形式选择

电动机从类型上可分为鼠笼式与绕线式异步电动机两种。

常用鼠笼式的有J、J2、JO、JO2、JO3系列的小型异步电动机和JS、JSQ系列中型异步电动机。

绕线式的有JR、JRO2系列小型绕线式异步电动机和JRQ系列中型绕线式异步电动机。

从防护形式分有防护式、封闭式、密封式。

无特殊情况时，通常选异步电动机。

一般异步电动机的特点、用途等见下表。

表3-1一般异步电动机的用途特点

类别

系列名称

特点

用途

异步电动机

Y系列（IP23）三相异步电动机

该系列为一般用途防护式笼型电动机。

效率高、启动性能好、噪声低、体积小、重量轻，能防止手指触及机壳内带电体或转动部分。

其防护等级为IP23。

一般用途，适于驱动无特殊要求的各种机械设备，如水泵、鼓风机等。

Y系列（IP44）三相异步电动机

该系列电动机为封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机，效率高，噪声低、节能、振动小及运动安全可靠等。

除与Y系列（IP23）相同的用途外，还适用于灰尘多、水土飞溅的场所，如磨粉机、碾米机等农业产品。

YEJ系列电磁制动三相异步电动机

该系列电动机是全封闭自扇冷式鼠笼型带有直流圆盘式电磁制动器的三相异步电动机，具有制动快，定位准确的优点。

适用于要求快速停止准确定位的传动机构或装置上，如主轴传动或辅助传动。

由带式运输机的工作要求和工作条件，且由于其无特殊需要，故选用Y系列三相异步电动机。

3.1.2电动机容量及转速确定

电动机的功率不能选择过小，否则难于启动或者勉强启动，使运转电流超过电动机的额定电流，导致电动机过热以致烧损。

电动机的功率也不能选择太大，否则不但浪费投资，而且电动机在低负荷下运行，其功率和功率因数都不高，造成功率浪费。

另外还要兼顾变压器容量的大小，一般来说，直接启动的鼠笼式电动机，功率不宜超过变压器容量的1/3。

电动机的容量主要根据运行时的发热条件来决定。

本任务所给的工作机载荷平稳，且传递功率较小，故只需使电动机的额定功率等于或稍大于电动机的实际输出功率，即

。

工作机所需功率为

其中为卷筒效率，取1。

传递装置总效率为

式中：

：

蜗杆的传动效率0.82

：

每对轴承的传动效率0.98

：

直齿圆柱齿轮的传动效率0.97

：

联轴器的效率0.99

：

卷筒的传动效率0.96

电动机输出功率为

为留有一定的裕度，同时考虑发热条件的安全性，选电机额定功率。

因，符合安全性要求。

卷筒的转速为

按合理传动比推荐范围知，两级蜗杆-齿轮减速器总传动比，故电动机的转速范围是

查手册可知，在此范围内的电机同步转速为1000r/min。

3.1.3电动机型号选择

因电机额定功率一定时，转速越大，体积越小。

综合考虑尺寸大小及工作性能，同时结合上文分析知，类型选一般用途Y系列（IP23）三相异步电动机，额定功率选1.1kw,同步转速取1000r/min，查指导手册，符号该条件的电机型号是Y90L-6，其主要性能参数如下表。

表3-2电动机主要性能参数

型号

额定功率/kW

转速/rpm

同步转速/rpm

效率/%

额定转矩

质量/kg

Y90L-6

1.1

910

1000

73..5

2.2

25

3.2传动装置总传动比确定及分配

合理地分配总传动比即各级传动比如何取值，是设计中的重要问题，它将直接影响到传动装置的外廓尺寸、重量及润滑条件等。

3.2.1传动装置总传动比确定

总传动比分配的一般原则：

1）各级传动比都应在常用的合理范围内，以符合各种传动形式的工作特点，并使结构比较紧凑；

2）尽量使传动装置外廓尺寸或重量较小；

3）在两级或多级齿轮减速器中尽量使各级大齿轮浸油深度合理；

4）各级传动尺寸协调，结构匀称合理，便于安装。

根据上述原则分配传动比使一项较繁杂的工作，下面根据常见减速器传动比分配的一些公式及经验，进行本任务总传动比的分配。

蜗杆-齿轮二级减速器总传动比一般为，由电动机转速及工作机转速计算总传动比如下，大致在正常范围内。

3.2.2各级传动比分配

各级传动比分配原则及关系：

1）；

2）为使各部分尺寸相近，并且对称，一般有；

3）齿轮传动比一般为，且满足；

4）闭式齿轮小齿齿数一般取20~40；

利用原则3计算齿轮传动比范围

可取齿轮传动比为。

蜗杆传动比计算如下

综上即，。

3.3总体运动学计算

将传动装置各轴从高速到低速依次定为轴1、轴2、轴3、轴4；

3.3.1各轴转速

轴1

轴2

轴3

轴4

3.3.2各轴功率

轴1

轴2

轴3

轴4

3.3.3各轴转矩

电机轴

轴1

轴2

轴3

轴4

3.3.4各轴运动参数结果汇总

表3-3各轴运动参数表

轴号

功率

转矩（N·m）

转速（r/min）

传动比i

效率

输出

输出

电机轴

0.904

9.49

910

1

0.99

1轴

0.895

9.39

910

19.84

2轴

0.719

149.6

45.9

0.8036

3

3轴

0.684

426.9

15.3

0.9506

1

4轴

0.664

414.5

15.3

0.9702

4关键零部件的设计与计算

4.1设计原则制定

4.1.1轴的设计原则

1）安全系数的确定

安全系数的计算公式为

当材料质地均匀、载荷与应力计算较精确时，可取；材料不够均匀、计算不够精确时，可取；材料均匀性和计算精确度都很低，或尺寸很大的转轴，则取。

当然重要的轴，由于破坏后会引起重大事故时，应适当增大值。

2）材料选择与加工工艺

轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。

碳素钢由于比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较小，所以应用较广泛。

常用的碳素钢有30、40、45和50钢，其中最常用的是45钢。

合金钢具有较高的硬度和强度，可淬性较好，也可在传递大功率、重载或要求减轻重量和提高轴颈耐磨性时采用。

轴的尺寸较小时，毛坯一般用圆钢棒车制；尺寸较大时，毛坯采用锻造。

材料选碳素钢时，为保证其力学性能，应进行调质或正火处理；选合金钢时，应进行淬火和调质处理。

由于铸造轴的品质不易控制，可靠性较差，所以轴一般不用铸造。

轴的加工工艺：

备料→车右端面、钻中心孔、调头夹外圆车左端面、钻中心孔→粗车外圆→铣键槽→调制热处理改变材料切削性能→精车外圆表面、切退刀槽和倒角、调头切退刀槽→倒角→磨削外圆表面→去毛刺

轴的强度计算主要有按需用切应力计算、许用弯曲应力计算和安全系数校核