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(免费下载)机械设计课程设计说明书(单级蜗重点(免费下载)机械设计课程设计说明书(单级蜗重点(免费下载)机械设计课程设计说明书(单级蜗重点重庆理工大学机械设计课程设计说明书设计项目：单级蜗杆减速器学号：姓名：杨海龙专业：资料成型及控制工程指导老师：黄霞序言在本学期周边期末的近半个月时间里，学校组织工科学院的学生睁开了锻炼学生着手和动脑能力的课程设计。在这段时间里，把学到的理论知识用于实践。课程设计每学期都有，但是此次和我过去做的不一样样的地方：单独一个人完成一组设计数据。这就更能让学生的能力获取锻炼。但是在有限的时间里完成对于现阶段的我们来说比较弘大的“工作”来说，诚然可以准时间完成，但是相信设计过程中的不足之处还有多。希望老师可以指正。总的感想与总结有一下几点：经过了3周的课程设计使我从各个方面都碰到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起获取了深刻的认识。由于在设计方面我们没有经验，理论知识学的不牢固，在设计中难免会出现这样那样的问题，如：在选择计算标准件是可能会出现误差，若是是联系紧密也许次序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实质知识解决工程实责问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，大家共同解决了好多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。最后，衷心感谢老师的指导和同学恩赐的帮助，才能让我的此次设计顺利准时完成。目录一．传动装置整体设计,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4二．电动机的选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4三．运动参数计算,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,6四．蜗轮蜗杆的传动设计,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7五．蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,13六．蜗轮轴的尺寸设计与校核,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,15七．减速器箱体的结构设计,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,18八．减速器其他部件的选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,21九．减速器附件的选择,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,23一十．减速器的润滑,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,25参数选择：卷筒直径：D=350mm运输带有效拉力：F=2000N运输带速度：工作环境：三相交流电源，三班制工作，单向运转，载荷平稳，空载启动，常温连续工作一、传动装置整体设计：依照要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。依照生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，因此该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见，采用此部署结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防范轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、转动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。二、电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用Y系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格廉价，保护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V依照生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm。运输带的有效拉力F=2000N，带速，载荷平稳，常温下连续工作，电源为三相交流电，电压为380V。1、按工作要求及工作条件采用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V，Y系列2、传动滚筒所需功率3、传动装置效率：（依照参照文件《机械设计课程设计》刘俊龙何在洲主编机械工业初版社第133-134页表12-8得各级效率以下）其中：蜗杆传动效率η搅油效率η转动轴承效率（一对）η联轴器效率η传动滚筒效率η因此：=η1?η2?η33?ηc2?ηcy=0.7×0.99×0.983×0.992×电动机所需功率：Pr=Pw/η传动滚筒工作转速：nw＝60×1000×v/×350＝依照容量和转速，依照参照文件《机械部件设计课程设计》吴宗泽罗圣国编高等教育初版社第155页表12-1可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表2-1:表2-1电动机型额定功率方案号Pedkw同步满载转速转速1Y132S1-22Y132S-4Y132M2-364Y160M-8

电动机额定转转速矩r/min30002900150014401000960750720综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能以下表2-2：表2-2外形尺寸底角安装地脚螺栓轴身尺寸装键部位尺中心高H尺寸孔直径K寸L×（AC/2＋AD）D×E×HDA×BF×G×D515×（270/2＋132216×1781238×8010×33×38210）×315三、运动参数计算：3.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩n0=960r/minT0=9550P0/n3.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1=P0·η01=2.5×0.99×0.99×0.7×0.992=1.68kwnⅠ=n0/i1==27.4r/minT1=9550P1/n1=9550×·m3.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2=P1·ηc·ηcy=1.68×0.99×n2=n1/i12==27.4r/minT2=9550*p2/n2=9550×·m运动和动力参数计算结果整理于下表3-1：表3-1种类功率P转速n转矩T传动比效率η（kw）（r/min）（N·m）i蜗杆轴9601蜗轮轴31传动滚筒轴四、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的资料采用45钢，表面硬度>45HRC，蜗轮资料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。以下设计参数与公式除特别说明外均以参照由《机械设计第八版》主编濮良贵纪名刚，副主编陈国定吴立言高等教育初版社初版2006年第11章蜗杆传动为主要依照。表4—1蜗轮蜗杆的传动设计表项目计算内容计算结果中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度当量摩擦系数选[]值蜗轮转矩使用系数转速系数弹性系数寿命系数

4m/s7m/s参照文件5第37页（23式）4m/s7m/s在图11.20的i=35的线上，查得[[按要求查表见表11-16：依照蜗轮副资料，见公式11-11接触系数涡轮基本许用应力接触疲倦最小安全系数中心距

由于计算有现成的数据[/a]=0.45,按图11.18查出依照涡轮资料和金属硬度，从表11-7中查得其中：为涡轮齿根应力系数，由表11-17查出为涡轮齿根最大应力系数，由公式=传动基本尺寸蜗杆依照要求的传动比和效率选择,配合中心Z1=1头数距要求，由表11-2查出蜗轮齿数模数蜗杆分度圆直径蜗轮分度圆直径蜗杆导程角变位系数蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径

依照中心距尺寸，由表11-2查出依照中心距尺寸，由表11-2查出依照中心距尺寸，由表11-2查出依照中心距尺寸，由表11-2查出表表

Z2=31mmmm蜗杆齿宽蜗轮齿根圆直径蜗轮齿顶圆直径（喉圆直径）蜗轮外径蜗轮咽喉母圆半径蜗轮齿宽

依照蜗杆头数和变位系数查表11-4得出蜗杆齿宽计算公式mmmmmmmmBB=55mmmm蜗杆圆周速度相对m/s滑动速度当量由表11.18查得摩擦系数轮齿波折疲倦强度验算许用接触应力最大接触应力合格齿根波折疲倦由表11.6查出强度波折疲倦最小结合设计需求选择安全系数许用波折疲倦应力轮齿最大波折应力蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩赞同蜗杆扰度蜗杆轴扰度温度计算

合格合格传动啮合效率搅油依照要求自定效率轴承依照要求自定效率总效率散热参照课本公式11-23和11-24面积估计箱体工作温度=15w/（m2c）合格此处取润滑油粘度和润滑方式润滑依照m/s由表11-21采用油粘度给油由表11-21采用油池润滑方法五、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计5.1蜗杆基本尺寸设计依照电动机的功率，满载转速为960r/min，电动机轴径，轴伸长E=80mm轴上键槽为10x5。1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径d=（0.8——1.0）=30.4——38mm2、计算转矩Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×由Tc、d依照《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学初版社第248页表8.2可查得采用HL3号弹性柱销联轴器（38×80）。3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。4、依照HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm。5、由参照文件《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学出版社的第220页表4.1可查得一般平键GB1096—90A型键10×63，蜗杆轴上的键槽宽mm，槽深为mm，联轴器上槽深，键槽长L=63mm。6、初步估计d=60mm。7、由参照文件《机械部件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学初版社第189页图7-19，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如部件图1（蜗杆部件图）5.2蜗轮基本尺寸表（由参照文件《机械部件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学初版社第96页表4-32及第190页图7-20及表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表可计算得）表5—1蜗轮结构及基本尺寸蜗轮采用装置式结构，用六角头螺栓联接（100mm）,轮芯采用灰铸铁HT200，轮缘采用铸锡青铜ZcuSn10P1单位：mma=bCxB98708231310255en1032518990o112202156六、蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的资料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有转动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键.轴的直径与长度的确定1.计算转矩Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×因此蜗轮轴与传动滚筒之间采用HL5弹性柱销联轴器32×60，因此=32mm由参照文件张培金蔺联芳编上海交通大学初版社的第220页表4-1可查得一般平键GB1096—79A型键12×8，一般平键GB1096—79A型键14×9，联轴器上键槽深度，蜗轮轴键槽深度，宽度为由参照文件《机械设计基础》（下册）张莹主编机械工业初版社1997年的第316页—321页计算得.其中各段见部件图的“涡轮轴”。6.2轴的校核6.2.1轴的受力解析图图X-Y平面受力解析图X-Z平面受力求：图合成弯矩35700图当量弯矩T与aTT=518217Nmm图轴的校核计算如表轴资料为45钢，，，表计计算内容计算结果算项目转Nmm矩圆周力N径向力

轴向力×tan20o计算支承反力垂直面N反力水平面X-Y图受力图垂直面图X-Z受力画轴的弯矩图合成弯矩

图轴受转T==518217NmmT=518217Nmm矩T许表16.3，查得用应力值应力校a=正系数a当量弯矩图蜗轮段轴中间截面=437814N

437814N当mmmm量弯矩轴承段轴中间=484690.截面处6NmmNmm当量弯图矩图轴

验算结果在设径校核

计范围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过分，减少应力集中，详尽尺寸和要求见部件图2（蜗轮中间轴）。6.3装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，键的长度应略小于部件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短5—10mm，由参照文件1表2.4—30圆整，可知该处选择键2.5×65，高h=14mm，轴上键槽深度为，轮毂上键槽深度为，轴上键槽宽度为轮毂上键槽深度为七、减速器箱体的结构设计参照参照文件〈〈机械设计课程设计》（校正版）鄂中凯，王金等主编院初版社1992年第19页表1.5-1可计算得，箱体的结构尺寸如表7.1：

东北工学表7.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必定进行去应力办理。设计

计算结计算公式内容

果箱座壁=0.04×125+3=8mm取厚度δa为蜗轮蜗杆中心距δ=8mm箱盖壁厚度1机座凸缘厚度b机盖凸缘厚度b1机盖凸缘厚度P地脚螺钉直径d?地脚沉头座直

取=0.85×δb=1.5δ=1.5×8=12mmb=12mmb1=1.5δ1=1.5×6.8=10b1=10..5mm5mmδ=2.5×8=20mmP=20mmd?=18mmD0==36D0==36mmmm径D0地脚螺钉数目取n=4个取n=4n底脚凸缘尺寸L1=30mL1=30mm（扳手m空间）L2=L2=26mm26mm轴承旁连接螺d1=14m栓直径md1轴承旁连接螺d`1=15栓通孔.5直径d`1轴承旁D0=30mmD0=30m连接螺m栓沉头座直径D0剖分面凸缘尺C1=18m寸（扳C1=18mmm手空间）C2=C2=30mm30mm上下箱连接螺d2=9mmd2=9mm栓直径d2上下箱连接螺d`2=10栓通孔.5mm直径d`2上下箱D0=20mmD0=20m连接螺栓沉头座直径箱缘尺寸（扳C1=16mm手空间）C2=C2=14mm14mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3检查孔盖螺钉d4=0.4d=8mm直径d4圆锥定位销直d5=0.8d2=8mm径d5

mC1=16mmn=4mmd4=8mmd5=8mm减速器H=225mmH=225m中心高mH轴承旁R1=15m凸台半R=C2=15mmm径R轴承旁由低速级轴承座外径确取凸台高定，以便于扳手操作为准。50mm度h轴承端D2=轴承孔直径

取盖外径d3

D2=120mmD2箱体外壁至轴承座端K=C1+C2+(8~10=44mmK=54mm面距离K轴承旁以Md1螺栓和Md3螺钉连接螺互不干涉为准尽量凑近一般S=120栓的距取S=D2离S蜗轮轴承座长度（箱体内壁

L1=56mL1=K+δ=56mm至轴承

m座外端面的距离）蜗轮外圆与箱取体内壁=15mm=15mm之间的距离蜗轮端面与箱取体内壁=12mm=12mm之间的距离机盖、δ1=5.78mm,机座肋δ=10mm8mm,m=7mm厚m1,m以下尺寸以参照文件《机械设计、机械设计基础课程设计》王昆等主编高等教育初版社1995年表6-1为依照蜗杆顶圆与轴承端面=4m=43mm20mm箱座至箱体内壁的箱底的厚度内壁距离m的距离轴箱盖长度承盖116mme=1.2d3=12mm箱盖高度（不包括凸凸缘厚度台）蜗杆中心线箱座的长装蜗杆轴部110mm308mm与箱度分的长度底的距离箱箱底座宽蜗杆轴承座体宽206mm199mm度孔外伸长度度

308mm413mm10mm（不包括凸台）蜗蜗杆轴承杆轴5mm65mm座内端面与箱承座体内壁距离长度八、减速器其他部件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下部件：表8-1键单位：mm安装bhL9种类（h14）地址（h9）（h11）蜗杆GB10轴、联轴96-90器以及电10850动机联接键处10×50GB10蜗轮96-90与蜗轮轴181156联接处键18×56蜗轮GB10轴、联轴96-90器及传动201250滚筒联接键处20×50表8-2圆锥转动轴承单位：mm安装轴承外形地址型号尺寸dDB蜗杆3509458523209458519蜗轮3508408023轴208408018表8-3密封圈（）单位：mm基本安装轴径d基本种类外径地址宽度D蜗杆B40×85×440854蜗轮808B61×100×1040轴表8-4弹簧垫圈（GB93-87）资料为宽度65Mn，表安装位种类内径d（厚面氧化的置度）标准弹簧垫圈轴承旁GB93-164连接螺栓87-16上下箱GB93-联接螺12387-12栓表8-5挡油盘参照文件《机械设计课程设计》（校正版）鄂中凯，王金等主编东北工学院初版社1992年第132页表安装地址外径厚度边缘厚度资料蜗杆129mm12mm9mmQ235定位销为GB117-86销8×38资料为45钢九、减速器附件的选择以下数据均以参照文件《机械部件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学初版社的P106-P118表9-1视孔盖（Q235）单位mmL1