带式运输机传动装置的蜗杆减速器设计说明书

1、1 / 28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：2 / 28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

2、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（ mm28001.26003、主要参考文献1 所学

3、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.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

4、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）3 / 28目录、计算过程及说明1、 传动方案的比较和选择 -52、 电动机的选择 -53、 蜗杆蜗轮的设计 -74、 蜗杆的计算 -105、 蜗轮轴的计算 -156、 轴承的校核 -207、 键的验算 -228、 润滑的选择 -239、 蜗杆传动的热平衡计算 -2310、箱体及附件的结构设计 -25三、总结 -26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

5、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。、前言- 3四、参考文献- 274 / 28年月日计算过程及说明5 / 281、传动方 案的比较 和选择下置式蜗杆减速器。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

6、和工作条件，选用丫系列三相异 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：PwFV /1000=28001.2/1000=3.36Kw为了计算电动机所需要的有效功率 Pd，先要确定从电动机 到工作机之间的总效率 ，设1 2,3,4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：10.99；20.80；30.98；40.98；50.96项目内容计算过程及说明备注项目内容计算过程及说明结果2、电动机的选择6 / 28则传动装置的总效率为：2322=1 2 34=0.990.80 0.980.980.7381联轴器，2蜗杆蜗轮效率，3滚动球轴承电动机所需的功率为：pd

7、p/=3.36/0.738=4.55Kw选取电动机的额定功率为：5.5KW2.3确定电动机转速卷筒工作转速为门=容0空 竺上豁 38.22r/min蜗杆传动比范围为 ia1040，电机转 ndia?n (10 40) 38.22382.2 1528.2r / min2.4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Y132M26:功率为5.5Kw，满载转速为960r/min2.5传动比的分配蜗杆蜗轮的传动比，i=nm/n=960/38.22=25.12.6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n1nw960r / min轴n2ri| /i 960/ 25 38r/ m

8、in2、各轴的输入功率计算总效率0. 738选择Y132M26异步电动机P=5.5kwn=960r /min7 / 28I轴P1Pd14.55 0.99 4.5045 Kwn轴p2Pi 2 3 5.5 0.80 0.98 3.53Kw3、各轴的输出转矩I轴T19550pd/n19550 4.55/960 45.263N mII轴T2T|i蜗轴承蜗45.263 25 0.98 0.80887N m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P Kw转矩TNgm电机Io9605.5I9604.504545.263II383.53887根据设计要求，蜗杆

9、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 ni=960r/min，寿命=8 300 16 38400h项目内容计算过程及说明备注3、蜗杆蜗轮的设计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4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuS n10P1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

10、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8 / 281Z2Z2a3lKT2（2h传动中心距也由式：a彳KT2（?Z）2 h1确定作用在蜗轮上的转矩T2按乙 2 估取效率0.80，贝T2=887000N mm2、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K 1； 由载荷不均匀、有小冲击选取使用系数KA1.15 ；由于转速 不咼，冲击不大，可取动载荷系数为Kv=j05。则：KKAKFK1.213、确定弹性影响的系数 ZE因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆

11、相配，故ZE=160MP”2。4、确定接触系数Z先假设蜗杆分度圆直径 d1和传动中心距a的比值 d1/a=0.30,可查得zp3.15、确定许用接触应力H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1=268MPa。HN=60jn2Lh60 1 38 10 300 8 5.472 107寿命系数为：K=1.21N=547200009 / 28项目内容计算过程及说明备注|107门KHN8:-70.808601|5.47210贝U：HH=KHN /= 0.8086 268216.7MPa=216.7MPa6计算中心距厂160 3.12

12、a311.21 887000177.8216.7取中心距a=180mm,因i=25,取模数5m6.3蜗杆分度圆d1=63直径：d163mmmm这时 d!/ a 0.35，查得接触系数ZZ，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、蜗杆主要参数齿顶咼：*ha1ham 1 6.3 6.3mm齿根高：hf1(ha1*C*)(1 0.25)6.37.875mm全齿高：h ha1hf16.3 7.87514.175mm分度圆直径：d1mq 6.3 10 63mm齿顶直径：da1d12ha163 26.3 75.6mm齿根圆直径：df1d12hf1632 7.87547.25mm蜗杆分度圆导

13、程角：11 1836蜗杆轴向齿距:p m 3.14 6.319.782mm蜗杆导程：Pz39.546mm10 / 28项目内容计算过程及说明结果2、蜗轮主要参数蜗轮齿数：Z248，变位系数：X20.4286验算传动比i -Z24824，这时传动比误差为4%5%,z2在允许范围内。Z1=2蜗轮齿顶高：Z2=48ha2(h*x)m (1 0.4286) 6.3 3.6mm=11.31蜗轮齿根高：* *hf2(hacx)m (1 0.25 0.4286) 6.3 5.17mmd2=302.4mm全齿高：h2ha2hf253.6 5.17 8.77mm分度圆直径：d2mz26.3 48302.4mm齿

14、顶圆直径：da2d22ha2302.4 2 3.6309.6mm齿根圆直径：df2d22hf2302.4 2 5.17292mm咽喉半径:rg21g21a 1/2da2180 3 309.6 25.2mm蜗轮分度圆螺旋角：211.31项目内容计算过程及说明结果项目内容计算过程及说明结果11 / 283.5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31.53灯2丫Fdm丫Fa2丫F式中：F-蜗轮齿根弯曲应力，单位为MP;YFa2-蜗轮齿形系数；丫-螺旋角影响系数；F-蜗轮的许用弯曲应力，单位为MP；当量齿数Zv2Z

15、23-48350.9cos COS11.31根据X2.4286，Zv250.9，查得齿形系数YF322.68011 31o螺旋角影响系数Y 1 一o1 一丁 0.9192140o140o许用弯曲应力FF?KFN查ZCuS n10P1制造蜗轮的基本许用弯曲应力356MPaoFf6寿命系数KFN91070.641 5.47210F56 0.641 35.9 MPa则1.53 1.21 887000.F2.68 0.9192 33.7MPaF63 302.4 6.3校验结果为FF。所以蜗轮齿根弯曲疲劳强度是满足要求的。12 / 284 4、蜗杆的计算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Z2模数m6.3导程角111836螺旋线方向右旋齿形角20o精度重等级蜗杆8f中心距a180mm配对蜗轮图号轴向齿距累积公差fpxL0.045轴向齿距极限偏差fpx0.025蜗轮齿开公差ff10.040Sx1/d/程FJ 1Sm =SCOS =0.4 mcos