蜗杆 齿轮二级减速器说明书课件

1、机械设计课程设计说明书题目： 带式输送机传动装置 学院（系）：年级专业： 学 号：学生姓名： 指导教师： 目录一电动机选择计算12原始数据13电动机型号选择1二总传动比确定及各级传动比分配2三运动和动力参数的计算2四传动零件的设计计算31蜗杆蜗轮的选择计算32斜齿轮传动选择计算7五轴的设计和计算111.初步计算轴径112轴的结构设计123轴的安全系数强度计算13六滚动轴承的选择和强度校核161轴承的选择162轴承强度校核16七 键连接的选择和强度校核181键连接的选择182键连接强度校核18八减速器附件的选择19九润滑和密封说明201润滑说明202密封说明20十拆装和调整的说明20十一减速箱体

2、的附加说明21十二设计小结21十三参考资料22燕山大学课程设计说明书一电动机选择计算1. 工作条件 室外 小批 微振 六年一班2原始数据运输链牵引力F=2185N运输链工作速度V=0.34m/s滚筒直径 D=0.34m3电动机型号选择运输链所需功率，取 取1=0.99（连轴器）,2=0.98（轴承） ,3=0.97（斜齿轮）,4=0.75（蜗杆）,则 =( 1)2( 2)4 3 4=0.66电动机功率 Pd=Pw / =0.774/0.66=1.17 kw卷筒轮转速 蜗杆齿轮减速器推荐传动比为ia=1580故电动机转速可选范围nd=ian=(1580)19.1=286.51528 r / mi

3、n符合这一范围的同步转速有 1400r/min，综合考虑选电动机型号为Y90L-40，主要性能如下表：电动机型号额定功率（kw）同步转速（r/min）满载转速（r/min）Y90L-41.5150014002.22.3二总传动比确定及各级传动比分配 总传动比为 齿轮传动比i2=（0.040.07）i=1.662.91取i2=3.665，则蜗杆传动比 ；三运动和动力参数的计算设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，大齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴。1.各轴转速：n1=nm =1400 r / minn2=nm / i1= 1400/20= 70 r / minn3=n2 / i2= 70/3.665=20.8

4、r / min2.各轴输入功率：P1=Pd1=1.170.99=1.16 kwP2=P12=1.160.980.75=0.85 kwP3=P223=0.850.980.97=0.81kwP4=P312=0.810.990.98=0.79 kw3.各轴输入转距：Td=9550Pd/nm=95501.17/1400=7.98 NmT1=Td01=7.980.99=7.91 NmT2=T1i112=7.91200.990.75=116NmT3=T2i234=1163.6650.990.97=371.9 NmT4=T3i345=371.90.9920.97=362.7 Nm运动和动力参数计算结果整理于

5、下表：轴号功率P（Kw）转矩T(Nm)转速n（r/min)传动比i效率电机轴1.177.9814001.000.99轴1.167.911400200.71轴0.85116703.6650.95轴0.81371.920.81.000.95卷筒轴0.79362.720.8四传动零件的设计计算1蜗杆蜗轮的选择计算(1).选择蜗杆的传动类型 根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2).选择材料、精度等级和蜗杆头数 材料：蜗杆:45钢，调质处理；蜗轮：铸锡青铜ZCuSn10P1，砂型铸造。轮芯用灰铸铁HT200制造。精度等级：初选取8级蜗杆头数：z1=2（由i=20取） 则z

6、2=iz1=40， (3).按齿面接触疲劳强度进行计算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,再校核齿根弯曲疲劳强度。计算公式 0 查表得：9.47cos=9.260 确定载荷：K=KAKKV中等冲击 KA=1载荷平稳 K=1.1预估v23m/s，取Kv=1.05则K=1.0511.1=1.1550 作用在蜗轮上的转距T2 =1.16105 Nmm0 查表得 ZE=155 0 查表得 b=220MPa0 应力循环次数：则0 计算m3qm3q9.261.1551.16105()2=745.290 查表取 m3q=1000则 m=5，d1=40mm，q=8(4).蜗杆与蜗轮的主要

7、参数及几何尺寸0 中心距mm 0 取a=120mm;变位系数X=00 蜗杆头数z1=2，直径系数q=8；齿顶圆直径 =50mm；分度圆导程角=14.04；蜗杆轴向齿厚 7.85mm 0 蜗轮蜗轮齿数 z2=40；蜗轮分度圆直径 d2=mz2=540=200mm蜗轮节圆直径 d2=mz2+2mx=540-250=200mm蜗轮喉圆直径 da2=d2+2m(ha*2+0.5+x)=200+25（1+0.5-0）=215mm蜗轮齿根圆直径 df2=d2-2m(ha*2+hc*2+x)=200-25（1+0.25+0）=187.5mm0 确定精度等级 故初选8级精度等级合适。0 复核m3q滑动速度：查

8、表取 啮合效率取搅油效率为2=0.99，滚动轴承效率为3=0.99则总效率为=123=0.899则 (5).校核齿根弯曲疲劳强度 0 当量齿数 zv=z2/cos3=38.4由此，查表可得齿形系数YF=1.820 螺旋角系数 Y=1-/140O=0.90 许用弯曲应力 0 弯曲应力 满足弯曲强度。(6).精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 100891988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T 100891988。(7).热平衡核算。其中t0=20，=0.829，P1=1.19Kw，取Kd=15W/（

9、m2）箱体散热面积 A=0.33(a/100)1.75=0.727 则工作油温为 满足温度要求。2斜齿轮传动选择计算(1).选精度等级、材料及齿数运输机一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。材料选择。选择小齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，大齿轮材料为45钢（正火）硬度为190HBS。选小齿轮齿数z1=33，大齿轮齿z2=121选取螺旋角。初选螺旋角=16o0 齿宽系数 取(2).按齿面接触疲劳强度设计1) 确定小齿轮分度圆直径 确定公式内各计算数值a.使用系数 查表取 KA=1.25b.动载系数 预估v=4m/s，则vZ1/100=1.32m/s 查图取 KV=1.06c.齿间

10、载荷分配系数端面重合度 轴向重合度 总重合度 查图取 d.齿向载荷分布系数 查图取 K=1.07 则K=KAKVKK=2.056e.材料的弹性影响系数 查表得 ZE=189.8f. 齿向区域系数 查图取 ZH=2.4g.重合度系数 h.螺旋角系数 i.接触疲劳强度极限查图取 Hlim1=590MPaHlim2=450MPaj. 应力循环次数 N2=N1/i=1.655107查表得 接触疲劳寿命系数 KHN1=1.02， KHN2 =1.11k.计算接触疲劳许用应力，取安全系数S=1(失效概率为1%)则 故 计算a. 试算小齿轮分度圆直径d1b.校核圆周速度 c.修正载荷系数 vz1/100=0

11、.085m/s 取KV=1.01，则d.校正分度圆直径2) 确定主要参数0 计算法向模数 查表取标准值 mn=2 mm0 计算中心距 圆整取 a=160 mm0 修正螺旋角 0 计算分度圆直径数0 计算齿宽 则取b1=62mm，b2=56mm3) 校核齿根弯曲疲劳强度0 计算重合度系0 计算螺旋角系数0 计算当量齿数0 查取齿形系数 YFa1=2.60，YFa2=2.350 查取应力集中系数 YSa1=1.58，YSa2=1.680 计算弯曲疲劳许用应力 F=KFNFlim/SHa. 弯曲疲劳极限应力 Flim1=450MPa，Flim2=380MPab. 查取寿命系数 KFN1=KFN2=1

12、c. 安全系数 SH=1 (取失效概率为1%)则 F1=1550/1=450MPaF2=1450/1=380MPa0 计算弯曲应力故设计合理。五轴的设计和计算1.初步计算轴径轴的材料选用常用的45钢当轴的支撑距离未定时， 无法由强度确定轴径，要用初步估算的方法，即按纯扭矩并降低许用扭转切应力确定轴径d，计算公式为： 考虑到各轴均有弯矩，取C=107，初算各轴头直径 考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d1必须与电动机轴和联轴器空相匹配及d3必须和联轴器空相匹配，所以初定d1=18mm，取d2 =35mm，d3=38mm 。2轴的结构设计轴（蜗杆）的初步设计如下图：装配方案是：从中间往左端依次安装

13、：甩油环、轴套、左端轴承、轴套、左端轴承、圆螺母止动垫片、圆螺母、端盖、密封圈、联轴器；从中间往左端依次安装：甩油环、轴套、右端轴承、圆螺母止动垫片、圆螺母。轴的径向尺寸：在直径变化处，定位轴肩起（68）mm，非定位轴肩起（13）mm。轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固定作用，一般可取L=（13）mm。轴上的键槽在靠近轴的端面处的距离取（13）mm，靠近轴肩处的距离应大于等于5mm。轴的初步设计如下图：装配方案是：从轴的中间向右依次

14、安装蜗轮、轴套、挡油环、右端轴承、端盖。从轴的中间向左依次安装齿轮、轴套、挡油环、左端轴承、端盖。轴的初步设计如下图：装配方案：从轴的中间向右依次安装：挡油板、左端轴承、端盖、密封件、齿轮；从轴的中间向左依次安装齿轮、套筒、挡油板、右端轴承、密封圈、端盖、联轴器。3轴的安全系数强度计算由轴装轴承处轴的直径d=45mm，查机械设计课程设计指导手册得到应该使用的轴承型号为6209C，d=45mm，D=85mm，B=19mm，（轴承的校核将在后面进行）。轴结构如图a所示。先进行受力分析和弯扭力矩的计算，确定危险截面，针对危险截面用安全系数发校核轴的强度。 （1） 计算大齿轮受力：转矩 T3= 371

15、.9Nm 由此画出大齿轮轴受力图，见b图（2） 计算轴承反力（c、d图） 水平面 垂直面 （3） 画出水平弯矩Mxy图(图e)，垂直面弯矩Mxz图(图f)和合成弯矩图（图g）。（4） 画出轴的转矩T图（图h），T=371900Nmm （5）a) 轴材料选用45钢调质，b=650MPa，s=360MPa，查表10-5所列公式可求得疲劳极限： b)画当量弯矩M，aT=0.56371900=208264Nmm,由图中可知，最大当量弯矩为 c)校核轴颈 246.43mm径为大齿轮齿根圆直径，即经验证，合格。六滚动轴承的选择和强度校核1轴承的选择由于传动装置采用蜗轮-蜗杆斜齿轮传动，存在一定的轴向力，故

16、选用深沟球轴承和角接触轴承。根据最小轴径和轴的结构，并结合轴承所在的位置确定轴承的型号。轴左端使用一对角接触轴承，型号7206AC，d=30mm，D=62mm，B=16mm，基本额定动载荷 Cr=22000N，基本额定静载荷 Cor=14200N，采用油浴润滑，极限转速nlim=9000r/min，正安装。右端使用一个深沟球轴承，轴承型号6206，d=30mm，D=62mm，B=16mm，基本额定动载荷 Cr=19500N，基本额定静载荷 Cor=11300N，采用油浴润滑，极限转速nlim=13000r/min。轴左右两端使用一对深沟球轴承，轴承型号6207，d=35mm，D=72mm，B=

17、17mm，基本额定动载荷 Cr=25700N，基本额定静载荷 Cor=15300N，采用脂润滑，极限转速nlim=8500r/min。轴左右两端使用一对深沟球轴承，轴承型号为6209，d=45mm，D=85mm，B=19mm，基本额定动载荷 Cr=31700N，基本额定静载荷 Cor=20700N，采用脂润滑，极限转速nlim=7000r/min。运动状态平稳，采用轻型窄系列轴承，可满足一定的寿命要求。2轴承强度校核1、基本寿命八年一班 2、输出轴寿命校核轴承型号为深沟球轴承6209,其尺寸为dDB=458519。计算轴承的轴向载荷的基本额定动载荷Cr=31.7KN,基本额定静载荷Cor=20

18、.7KN， 0 求支反力力转矩：T3=371900Nmm 圆周力： 径向力：轴向力：(2)轴向载荷：(3)径向载荷(4)当量载荷 X=0.56 Y=1.71(5)计算寿命结论：轴承合格7 键连接的选择和强度校核1键连接的选择轴键槽部分的轴径为18mm，所以选择普通圆头平键键 A622 GB/T 1096-79轴左右两端键槽部分的轴径为38mm，所以选择普通圆头平键左端 键 A1045 GB/T 1096-79右端 键 A1050 GB/T 1096-79轴左端键槽部分的轴径为38mm，所以选择普通圆头平键键 A1260 GB/T 1096-79右端键槽部分的轴径为48mm，所以选择普通圆头平键

19、键 A1445 GB/T 1096-792键连接强度校核 轴:键的接触长度，查表取联接的许用挤压应力 (载荷不平稳，故取小值) 联接所能传递的转矩为：79800Nmm=T1，强度通过。 轴：左端 联接所能传递的转矩为：116000Nmm=T2，强度通过。 右端 联接所能传递的转矩为：116000Nmm=T2，强度通过。轴:左端联接所能传递的转矩为：371900Nmm=T3，强度通过。 右端 联接所能传递的转矩为：371900Nmm=T3，强度通过。八减速器附件的选择1. 窥视孔盖 窥视孔盖的规格为170140mm。箱体上开窥视孔处设有凸台10mm，一边机械加工支撑盖板的表面，并用垫片加强密封，

20、盖板材料为HT200钢，用八个M6螺栓紧固。2. 通气器 减速器运转时，箱体内温度升高，气压加大，对密封不利，故在窥视孔盖上安装通气器，是箱体内热膨胀气体自由逸出，以保证压力均衡，提高箱体缝隙处的密封性能。在室外工作，选用带有过滤网的通气器。3. 启盖螺钉 在减速器装配时于箱体剖分面上涂有水玻璃或密封胶，为了便于开盖故设有启盖螺钉。其螺纹长度要大于机盖连接凸缘的厚度，螺杆端部做成圆柱形、大倒角或半圆形，以免破坏螺纹。4. 定位销 为了保证剖分式箱体的轴承座孔的加工及装配精度，在箱体连接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销，两销尽量远些，以提高定位精度。定位销的直径为d=6mm，长度应大于箱盖

21、和箱座连接凸缘的总厚度，以便于装卸。5. 吊环和吊钩 为了便于拆卸和搬运，在箱盖上装有环首螺钉或铸出吊环、吊钩，并在箱座上铸出吊钩。6. 油标尺 油标尺应放在便于观测减速器油面及油面稳定之处。先确定右面高度，再确定油标尺的高度和角度，应使油孔位置在油面以上，以免油溢出。油标尺应足够长，保证在油液中。采用带有螺纹部分的杆式油标尺。7. 放油螺塞 放油孔的位置应在油池的最低处，并安排在减速器不与其它部件靠近的一侧，以便于放油。放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的箱座外壁要有凸台，经机械加工成为螺塞头部的支承面，并加封油圈以加强密封。九润滑和密封说明1润滑说明因为是下置式蜗杆减速器，且其传动的圆周速度v1

22、2m/s，故蜗杆采用浸油润滑，取浸油深度h=41mm；大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑；润滑油使用50号机械润滑油。大、小斜齿圆柱齿轮采用飞溅润滑,轴承采用润滑脂润滑，因为轴承转速v1500r/min，所以选择润滑脂的填入量为轴承空隙体积的1/2。2密封说明在试运行过程中，所有联接面及轴伸密封处都不允许漏油。剖分面允许涂以密封胶或水玻璃，不允许使用任何垫片。轴伸处密封应涂以润滑脂。十拆装和调整的说明在安装调整滚动轴承时，必须保证一定的轴向游隙，因为游隙大小将影响轴承的正常工作。当轴直径为3050mm时，可取游隙为。在安装齿轮或蜗杆蜗轮后，必须保证需要的侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精

23、度确定的，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度要求时，可以对齿面进行刮研、跑合或调整传动件的啮合位置。也可调整蜗轮轴垫片，使蜗杆轴心线通过蜗轮中间平面。十一减速箱体的附加说明机座和箱体等零件工作能力的主要指标是刚度，箱体的一些结构尺寸，如壁厚、凸缘、宽度、肋板厚度等，对机座和箱体的工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响。但是由于其形状的不规则和应力分布的复杂性，未能进行强度和刚度的分析计算，但是可以根据经验公式大概计算出尺寸，加上一个安全系数也可以保证箱体的刚度和强度。箱体的大小是根据内部传动件的尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后确定的。十二设计小结为期四周的课程设计将要结束了。在这几

24、周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，获益匪浅。通过此次课程设计，我更加扎实的掌握了有关机械设计方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手绘图，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。我认为，在这次的课程设计中，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在课设期间，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以

25、后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在课设结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可

26、喜的是最终都得到了解决。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识。十三参考资料1. 许立中，周玉林机械设计北京：中国标准出版社，20092. 韩晓娟机械设计课程设计指导手册北京：中国标准出版社，20083. 龚溎义，潘沛霖机械设计课程设计图册北京：高等教育出版社，20064. 成大先机械设计手册北京：化学工业出版社，20075. 邵晓荣，曲恩互换性与测量技术基础北京：中国标准出版社，2007=0.774Kw=0.66Pd=1.17Kwn=19.1r/min电动机型号Y90L-4nd=1500r/minnm=1400r/minia=73.3i2=3.665i1=20n1=1400r / minn2=70r/ min n3=20.8r/ minP1=1.16kwP2= 0.85kwP3= 0.81kwP4= 0.79kwTd=7.98NmT1=7.91Nm T2=116NmT3=371.9NmT4=362.7Nm蜗轮计算公式和有关数据皆引自机械设计第102页115页蜗杆材料用45钢，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1z1=2z2=33KA=1K=1.1Kv=1.05K=1.155T2 =1.16105 NmmZE=155b=220MPaN2=6.05107m3q=74