带式运输机传动装置的蜗杆减速器设计.docx

1、带式运输机传动装置的蜗杆减速器设计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

2、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）23001.15703、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

3、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 日机械课程设计说明书目录： 机械设计课程设计说明书 -2-1 设计题目: -3-2 前言: -3-2.1题目分

4、析 - 3-2.2传动简图 -3-2.3原始数据 -3-2.4设计工作量要求 -4-2.5拟定传动方案 -4-3电动机的选择 -4-3.1电动机的类型的选择 -5-3.2电动机功率的选择 -5-3.3电动机的选择 -6-4传动零件的设计计算 -7-4.1 选定蜗轮蜗杆类型、精度等级、材料及齿数 -7-4.2按齿面接触疲劳强度进行设计 -8-4.3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 -10-4.4蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核 -13-4.5蜗杆工作图 -5轴的设计计算及校核5.1对蜗轮轴的设计5.2轴的结构设计5.3、轴上零件的周向定位5.4、确定轴上圆角和倒角尺寸5.5、校核6蜗杆轴的设计61轴的材料

5、选择，确定许用应力。6.2确定各轴段直径6.3 校核轴的强度7、轴承的验算7.1蜗轮轴承的验算8、键的验算8.1蜗轮轴上的键验算9、润滑的选择9.1润滑油的选择和润滑方式10、蜗杆传动的热平衡计算10.1蜗杆传动的热平衡计算11、箱体及附件的结构设计11.1箱体的大体结构设计12 设计小结13参 考 文 献1 设计题目带式运输机传动装置的蜗杆减速器设计2前言2.1 题目分析 采用联轴器将蜗杆和电动机相连，采用蜗杆下置式，因为蜗杆的具有减速的作用，因此将蜗杆通过联轴器与带轮连接，从而将电动机的转速通过蜗杆减速器传到带轮上，驱动带轮运动，从而传递载荷。2.2 传动简图 2.3原始数据 已知条件：带

6、拉力F=2300N;带速度V=1.1 m/s(转速误差为+5%);滚筒直径D=570 mm;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;减速器由一般规模厂中小批量生产。2.4设计工作量要求 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）2.5拟定传动方案采用一级蜗轮蜗杆减速器，优点是传动比较大，结构紧凑，传动平稳，噪音小，适合于繁重及恶劣条件下长期工作。缺点是效率低，发热量较大，不适合于传递较大功率。3电动机的选择计算过程及说明结 果3

7、.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3.2电动机功率的选择 工作机所需要的有效功率为：=23001.1 /1000=2.53Kw工作机主轴转速为：36.87r/min工作机主轴上的转矩：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，设分别为联轴器,蜗杆涡轮传动效率,轴承效率，滚筒的效率：查得： =0.99 = 0.83 = 0.98 =0.95则传动装置的总效率为： =0.727联轴器，蜗杆蜗轮，滚动轴承滚筒 所以电动机所需功率为： =2.53/0.727=3.48Kw 选取电动机的额定功率为：4Kw 3.3电动机的选择 选择

8、常用的同步转速为1500r/min和1000r/min两种。方案号电动机型号额定功率Kw同步转速r/min满载转速r/min1Y112M-44150014402 Y132M1-641000960由上表可知传动方案1虽然电动机的价格低，但总传动比大，为了能合理地分配传动比，使传动装置结构紧凑，决定选用方案2，即电动机型号为Y132M1-6。 则选电动机的同步转速为 n=1000r/min电动机额定功率 电动机满载转速 3.4 确定传动装置的总传动比及其分配总传动比 i=26.03743.5 计算传动装置的运动及动力参数各轴转速： 各轴的输入功率 电动机的输出转矩：各轴的输入转矩： 总效率=0.7

9、27选择 Y132M1-6异步电动机P=4kwn=14404传动零件的设计计算计算过程及说明结 果4.1 选定蜗轮蜗杆类型、精度等级、材料及齿数根据设计要求，减速器使用期限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。由此，推荐采用渐开线蜗杆（ZI），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4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1。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。蜗轮蜗杆的

10、传动比： 4.2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，在校核齿根弯曲强度。传动中心距由式：4.2.1确定作用在蜗轮上的转矩T2按蜗杆头数计算，则：涡轮轴的转矩T2为：4.2.2确定载荷系数K因运输机工作平稳，故取载荷分布不均匀系数=1；由于空载起动，固选取使用系数=1；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数为=1.1则：4.2.3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=。4.2.4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=0.25可查得4.2.5确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模

11、铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，查得蜗轮的基本许用应力=180MPa。应力循环次数 N=60j 寿命系数为： 0.7653则： =4.2.6 计算中心距 取中心距a=200 mm，因i=26，固从表中取m= 6.3 蜗杆分度圆直径： 这时0.315 ,查得接触系数=3.15，因为,因此计算结果可用。 4.3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸4.3.1蜗杆主要参数齿顶高： 齿根高： 全齿高： 直径系数： q=10分度圆直径： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 蜗杆导程: 蜗杆螺纹部分长度： 取=110mm蜗杆分度圆导程角： =蜗杆轴向齿距： 4.3.2、蜗轮主要参数蜗轮齿数：，变位系数： 验算传动比，这

12、时传动比误差为5%，在允许的范围内蜗轮齿顶高： 蜗轮齿根高：全齿高：分度圆直径：齿顶圆直径：齿根圆直径： 蜗轮分度圆螺旋角： =4.4蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核 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； 为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。 寿命系数 则 校验结果为。所以蜗轮齿根弯曲疲劳强度是满足要求的4.5蜗杆工作图因为蜗杆的结构单一，几何参数为所查资料得，不需对蜗杆的结构及刚度做特别设计和验算。所以以下只列出了蜗杆

13、的详细参数。传动类型ZI型蜗杆副蜗杆头数Z2模数m6.3导程角螺旋线方向右旋齿形角精度重等级蜗杆8f中心距a200配对蜗轮图号轴向齿距累积公差0.014轴向齿距极限偏差0.024蜗轮齿开公差0.032 轴向螺旋剖面6.3 蜗轮的工作图 因为蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1。为了节约贵重金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁HT100制造，而蜗轮的直径较大，所以对蜗轮的结构设计是必要的。蜗轮的结构如下图所示。在齿圈与轮芯联结处，采用轮箍式。并采用H7/r6配合，并加台肩和螺钉固定，此蜗轮直径较大，采用8个螺钉平均分布,螺钉直径。深度为(0.3-0.4)B，装配后将镙钉的头部切掉。轮幅打均分的六个圆孔，直径取为25mm。其厚度mm，则取mm。蜗轮的大体结构设计已完成，详细的结构尺寸见蜗轮的零件图。蜗轮主要参数如下图；传动类型ZI型蜗杆副蜗轮端在模数6.3导程角螺旋方向右旋蜗杆轴向剖面内的齿形角蜗轮齿数53蜗轮变位系数-0.1032中心距200配对蜗轮图号精度等级蜗轮8cGB10089-1988蜗轮齿距累积公差0.125齿距极限偏差蜗轮齿厚蜗杆