课程设计说明书蜗轮蜗杆减速器

单级蜗杆减速器设计说明书设计题目：蜗杆减速器达成日期2011年7月12日目录1）设计任务书2）电动机的选择3）带传动设计4）蜗轮蜗杆设计选材5）蜗轮蜗杆强度校核6）轴的设计、强度校核7）轴承的选择与校核8）螺栓螺钉的选择9）减速箱附件的选择10）减速箱构造、润滑、密封方式设计任务书设计题目：蜗杆减速器已知数据：主动轴功率P=11KW；主动轴转速n=1200r/min;传动比i=30本减速器用于搅拌装置的传动中。工作机单向转动，双班制工作，单向运行，有稍微振动。设计内容：减速器装置图一张;从动齿轮、从动轴零件图各一张；设计说明书一份。设计计算及说明结果一、制定传动方案电动机驱动，电动机与减速器间用带转动连结二、电动机选择1、依据电源及工作机工作条件，采纳Y（IP44）系列三相沟通异步电动机。Pw=11KW2、电动机功率的选择Pw=11KW设电动机到减速器传动效率为ηη1为带传动效率，η2为联轴器传动效率η=查表得η1=η2=则总的转动效率为Pd=设电动机输出功率为Pd则按表选定电动机功率为15KW采纳Y160L-4型电3、动机方案电动机型额定同步转速满载转速总传极数号号功率动比1Y160M2-215KW3000r/min2930r/min22Y160L-415KW1500r/min1460r/min4方案1电动机同步转速太高，且电动机价钱较贵，所以选2方案三、带传动件设计选SPZ窄V带1、求计算功率Pc载荷改动小，两班制工作，每日16小时，取Ka，=选择V带型号采纳窄V带。依据Pc=，n1=1460r/min,采纳SPZ型窄V带。3、求大、小带轮基准直径d1、d2d1应不小于63mm,现取d1=100mm暂取d2=120mm4、演算带速v带速在5~25m/s范围内，适合。5、求V带基准长度Ld和中心距a初步选用中心距a0=（d1+d2）=×(100+120)mm=330mm取a0=330mm，切合（d1+d2）<a0<（d1+d2）。中心距327mm求带长L0d1=100mmd2=120mm取Ld=1000mm在计算实质中心距a6、验算小带轮包角共5跟V带合格。7、求V带根数z今n1=1460r/min,d1=100mm,查表得P0=传动比查表得由，查表得KL，α==K由此得渐开线蜗杆FQ=1864N4.选择蜗轮蜗杆的传动种类45钢依据GB/T10085-1988的介绍，采纳渐开线蜗杆ZI。ZCuSn10P锡青铜选择资料45钢考虑到蜗杆的传动功率不大，速度不过中等，应选择45钢，蜗杆螺旋部分要求淬火，硬度为45~55HRC，蜗轮用铸锡磷青钢ZCuSn10P，砂模锻造，为了节俭名贵金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用45号钢制造。许用接触应力许用曲折应力T2=按齿面接触强度进行设计N·mm传动中心矩计算公式以下：KA=确立作用在蜗轮上的转矩1ZE=150MP2确立载荷系数K因工作载荷较稳固，故取载荷散布系数KA=确立弹性影响系数ZE1因采纳的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相当，故ZE=150MP2确立接触系数Z先假定蜗杆分度圆d1和传动中心矩a的比值，从图11-18可查得Z=确立接触疲惫极限依据蜗轮资料为ZCuSn10P，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，可从表11-7中查得无蜗轮的基本许用应力=200MPa（6）计算中心距Z1=2Z2=60取中心矩a=212mm四、蜗轮蜗杆的主要参数和几何尺寸确立蜗杆的头数Z1m=8,蜗杆转速1200，q=10,d1=80,d2=480Z1=2蜗轮齿数Z2=Z1×i=2×30=60蜗杆分度圆直径a=280mmγ=°确立模数m若取m=8,q=10,d1=80,d2=480a=(q+z2)=×8×(10+60)=280mm合格确立导程角γ五、校核蜗轮蜗杆强度1、校核曲折强度（1）蜗轮齿形系数查表得YFa=(2)蜗轮齿根曲折应力曲折强度足够2、校核蜗杆刚度计算蜗杆圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力蜗杆资料弹性模量E=×105MPa蜗杆危险截面惯性矩蜗杆支点跨距l==×480mm=432mm许用挠度切向力Ft1产生挠度径向力Fr1产生挠度总挠度为合格名称蜗杆蜗轮齿数Z12=2Z=60分度圆直径d12=80d=480齿顶高ha1a2=8mmh=8mm齿跟高hf1==f2h==齿顶圆直径da1×12=96mma2×62=496=8d=8齿根圆直径df1==f2×=d=8蜗杆圆周速采纳蜗杆下置。六、轴的设计计算及校核1、轴的资料的选择，确立许用应力考虑到减速器为一般顶用途中小功率减速传动装置，轴主要传达蜗轮的转矩。选用轴的资料为45钢，调质办理。查机械设计书表得[σb]=640MPa[σ-1]=55MPa取C=107，于是得d=55mm轴的最小直径为d1，与联轴器的孔径相适应，故需同时选用联轴器的型号转矩Tca=KAT3,查机械设计书表，选用KA=，则有Tca=KT=×`mm=考虑轴头有一键槽，将轴径增大5%，即d=51×=，d1=55mmd2=65mm因轴头安装联轴器，依据联轴器内孔直径d=70mm最小直径为d=55mm3选联轴器d4=80mm查表GB4323-84选TL9弹性套柱销联轴器，标准孔径d=55mm5d=90mmd6=100mmd7=85mm2、蜗轮轴的构造设计d8=70mm确立各轴段直径依据确立各轴段直径确实定原则，由右端至左端，从最小直径开始，轴段1为轴的最小直径，已确立d1=55mm5L=138mm轴段2考虑联轴器定位，依据标准尺寸取d2=65mm轴段3安装轴承，为了便于安装拆卸应取d32且与>d,轴承内径标准系列符合，故取d3=70mm.(轴承型号选30314)轴段4安装套筒定位左边轴承与蜗轮B=38mm故取d48轴段5=80mmL=38mm安装蜗轮，此直径采纳标准系列值，故取d5L8=38mm轴段6=90mmd6为轴肩，考虑蜗轮的定位和固定取轴段7=100mm考虑右端轴承的定位需要，依据轴承型号30314查得d7=85mm1L=100mm轴段8与轴段3同样轴径d8=70mm2确立各轴段长度L总=398mm为了保证蜗轮固定靠谱，轴段5的长度应小于蜗轮毂宽度2mm，取L5=138mm为了保证蜗轮端面与箱体内壁不相碰及轴承拆装方便，蜗轮端面与箱体内壁间应有必定空隙，取二者间距为20mm为保证轴承含在箱体轴承孔中，并考虑轴承的润滑，取轴承端面与箱体内壁的距离为2mm.依据轴承宽度B=38mm，取轴段8长度L8=38mm，因为两轴承相对蜗轮对称，故取轴段3长度为L8=38mm为了保证联轴器不与轴承盖相碰，取L2=78mm。依据联轴器轴孔长度84mm，取L1=100mm。所以，定出轴的跨距为L=245mm（一般状况下，支点依据轴承宽度中点处计算）蜗轮轴的总长度为L总=398mm轴的构造表示图以下图：轴的校核计算蜗杆圆周力蜗杆轴向力蜗杆径向力(1)求垂直面内的支承反力(2)求水平面的支承反力F1H=F2H=Ft2/2=4377N4）画图轴的受力剖析图FrF'r2Fa2F1VF'R1Ft2F2VMaHMaV(5)求弯矩MaV=·mMaH=N·m(6)求转矩T2=×103N·m计算及说明结果7）求危险截面当量弯矩如以为轴的扭切应力是脉动循环应变力，取折和系数α=(8)计算危险截面处轴的直径轴的资料为45钢，调质办理，σb=650MPa，[σ-1b]=60MPa,则考虑到键槽对轴的削弱，将d值增大5%，所以d=64*=67mm因为轴颈已取90mm，所以无危险4、蜗杆轴的校核计算强度足够考虑到减速器为一般顶用途中小功率减速传动装置，轴主要传达蜗轮的转矩。选用轴的资料为45钢，淬火办理按扭转强度，初步预计轴的最小直径45钢因为有键存在，所以增添5%,d=d×=确立各轴段直径查表GB4323-84,采纳TL8弹性套柱销联轴器，标准孔径d=50mm，即轴挺直径为50mm联轴器轴孔长度为：112mm。轴的构造设计从轴段d1=50mm开始渐渐选用轴段直径，d2起固定作用，定位轴肩高度可在（~）d范围内，故d2=50+=55mm，

TL8弹性套柱销联轴器联轴器轴孔长度为：112mm该直径处安装密封毡圈，取标准直径。应取d2=60mm；d3与轴承的内径相当合，为便与轴承的安装，选定轴承型号为330313。取d=65mm。d4起定位作用，由h=（~）×d3=（~）×65=～，取h=，d4=d3+2×1d=50mmh=65+15=80mm；d5、d7=65mmd8=d4=80mm;d2=60mm993d段装轴承，取d=d=65mmd6段取蜗杆齿顶圆直径d5=96mm;d3=65mm确立各轴段长度d5、L1取略小于联轴器轴孔长度109mmd7=65mm22L安装端盖取L=126mmL3安装轴承、溅油轮，取轴承宽度加溅油轮宽度L3=52mm84d=d=80m4和8为为轴肩，取48m;LLL=L=10mmL5、L7为中间段，L5=L7=71mmd9=d3=65mL6为蜗杆工作段，L6=142mmm9为轴承、溅油轮安装段，9d5=96mmLL=蜗杆支承长度为372mm蜗杆总长为646mm1L=108mmL2=126mm轴力的校核计算L3=52mmL4=L8=10mm蜗杆圆周力L5=L7=71mmL6=142mmL9=蜗杆轴向力蜗杆支承长度为372mm蜗杆总长为646mm蜗杆径向力(1)求垂直面内的支承反力(2)求水平面的支承反力F1H=F2H=Ft1/2=FaF2vF1HFQF1vF2HFt1Fr1FQ1FQ2Mav2Mav1MaHMF1MF2垂直面弯矩图水平面弯矩图计算及说明结果力产生的弯矩图中心截面F力产生的弯矩求合成弯矩图考虑到最不利的状况求轴传达的转矩T求危险截面的当量弯矩以为轴的扭切应力为脉动循环应变力，去折合系数α=，带入上式可得计算轴的危险截面处直径，轴的资料采纳的45钢，调质办理，σB=650MPa,[σ-1b]=60MPa,则危险截面处轴直径已取80mm，所以合格合格七、轴承的校核1、蜗杆轴承的校核FaF2vFa1Fa2FrF1v由式子可得F1v=1208NF2v=4394N圆锥滚子轴承30313α=12°57’10’’额定动载荷Cr=185kN因为,所以Fa1=347NFa2=9101N因为所以因为所以因为,所以P=Pr2搅拌机工作时有稍微冲击fp=搅拌机常温工作ft=所以，选择30313合格采纳303132、蜗轮轴承的校核FaF2vFa1Fa2FrF1v由式子可得F1v=5818NF2v=9002N圆锥滚子轴承30314α=12°57’10’’额定动载荷Cr=208kN因为,所以Fa1=1673NFa2=10427N因为所以因为所以因为,所以P=Pr2搅拌机工作时有稍微冲击fp=搅拌机常温工作ft=所以，选择30314合格采纳30314八、键的校核和计算1、蜗轮与联轴器相当合的键的选择键C16×50GB1096-79依据轴的最小直径d=55mm,选择键b*h=16mm×10mmL=50mml=L-b/2=50-16/2=42mm键C16×50合格GB1096-792、蜗杆与联轴器相当合的键的选择选键C14×50GB1096-79选择键b*h=14mm×9mmL=50mml=L-b/2=50-14/2=43mm键C14×50GB1096-79合格八、螺栓螺母螺钉的选择螺钉GB5783-86M8×606个M10×301个M10×5016个M12×7012个GB818-85M8×154个螺母GB6172-86M104个M164个螺栓GB5782-86M10×454个M16×1204个九、减速箱附件的选择圆锥销销GB119-86A8×552个调整垫片12组刮油板2个长形油标GB1161-89A801个石棉橡胶垫片1个弹簧垫片GB93-87164个1个GB93-87104个油塞视孔盖1个其他见装置图十、10.减速器构造与润滑、密封方式的纲要说明减速器的构造该项减速器主要由传动零件（蜗轮蜗杆），轴和轴承，联络零件（键，销，螺栓，螺母等）。箱体和隶属零件以及润滑和密封装置等构成。箱体为剖分式构造，由箱体和箱盖构成，其剖分面经过蜗轮传动的轴线；箱盖和箱座用螺栓联成一体；采纳圆锥销用于精准定位以保证和箱座在加工轴承孔和装置时的互相地点；起盖螺钉便于揭开箱盖；箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮啮合状况及润滑状况用于加住润滑油，窥视孔平常被封住；通气器用来实时排放因发热膨胀的空气，以放高气压打破隙缝的密封而以致漏油；长形油标用于检查箱内油面的高低；为了清除油液和冲洗减速器内腔，在箱体底部设有油塞；吊耳用来提高箱体，而整台减速器的提高得使用与箱座铸成一体的吊钩；减速器用地脚螺栓固定在机架或地基上。减速箱体的构造该减速器箱体采纳