带式输送机传动装置中的一级蜗杆 蜗轮减速器6800FN【5张CAD图纸+文档】zip

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　　1机械设计课程设计机械设计课程设计 题目：带式输送机传动装置中的一级蜗杆减速器题目：带式输送机传动装置中的一级蜗杆减速器 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 2目目 录录1、机械设计课程设计任务书 -（1）2、传动方案的拟定与分析-（2）3 电动机的选择及传动比-（2） 3.1、电动机类型的选择-（2） 3.2、电动机功率选择-（2） 3.3、确定电动机转速-（3） 3.4、总传动比-（4）4、运动学与动力学计算 -（5） 4.1、蜗杆蜗轮的转速-（5） 4.2、功率-（5） 4.3、 转矩-（5）5、传动零件设计计算-（6） 5.1、选择蜗杆传动类型-（6） 5.2、选择材料-（6） 5.3、按齿面接触疲劳强度进行设计-（6） 5.4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸-（7） 5.5、校核齿根弯曲疲劳强度-（8） 5.6、验算效率-（9） 5.7、精度等级公差和表面粗糙度的确定-（9） 5.8.热平衡核算-0-（9）36、轴的设计计算及校核-（10） 6.1、连轴器的设计计算-（10）6.2、输入轴的设计计算-（10） 6.3、输出轴的设计计算 -（13）7、轴承的校核 -（15） 7.1、计算输入轴轴承 -（15） 7.2、计算输出轴轴承 -（18）8、联轴器及键等有关标准的选择-（19） 8.1、连轴器与电机连接采用平键连接-（19） 8.2、输入轴与联轴器连接采用平键连接-（19） 8.3、输出轴与联轴器连接用平键连接-（20） 8.4、输出轴与涡轮连接用平键连接-（20）9、减速器结构与润滑的概要说明-（20） 9.1、箱体的结构及形式和材料-（20） 9.2、铸铁箱体主要结构尺寸和关系-（20） 9.3、齿轮的润滑-（21） 9.4、滚动轴承的润滑-（21） 9.5、密封-（22） 9.6、需要注意的几点-（22）10、设计小结-（23）11、参考资料-（23）4前前 言言国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但都会存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基础要求。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领头羊，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，常规使用的寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及常规使用的寿命长的方向发展。 本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到一定的要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容有传动件的设计，执行机构的设计及设备零件等的设计。 5一、原始数据已知条件输送带拉力 F/N输送带速度 V/(m/s)滚筒直径(mm)数据68000.5350工作条件：两班制，连续单向运转,载荷变化不大,空载启动,室有效期 10 年运输带速度允许误差为5%。二、基本要求 1、完成装配图一张、零件图四张（盘类、轴各两） 2、编写设计说明书一份（按毕业设计论文格式打印）27传动方案的拟定与分析2、传动方案的拟定与分析图一由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V4-5 m/s,这正符合本课题的要求。三、电动机的选择及传动比3.13.1、电动机类型的选择、电动机类型的选择按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380，型号选择 Y 系列三相异步电动机。3.23.2、电动机功率选择、电动机功率选择（1）电动机输出功率：电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为kwaPwPd由设计指导书公式（2）kwFvPw1000因此kwaFvPd1000估算由电动机至运输带的传动的总效率为 28电动机的选择及传动比433221a为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表 1 初选2199. 01为蜗杆传动的传动效率28 . 02为轴承的传动效率出选3398. 03为卷筒的传动效率出选496. 04 71. 096. 098. 08 . 099. 01312a 工作机所需的功率： 6800 0.54.791000 0.711000daFvkwP3.33.3、确定电动机转速、确定电动机转速卷筒轴的工作转速w60 1000V60 10000.5rn27.28minD3.14 350查机械设计书中得各级齿轮传动比如下：;825蜗杆i理论总传动比：;825蜗杆总ii电动机的转速的范围 因为 58227.28136.42236.96minmindrri nn 符合这一范围的同步转速为：查机械设计手册第 3 版第 167 页的表 12-1 可知, min720rmin960r1440minr根据容量和转速，由设计手册查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表：方案电动机型号额定功率kw同步转速minr满载转速minr电动机质量kg传动装置传动比1Y-132S-45.52.782Y132M2-65.5.193Y160M2-85.6.39对 Y 系列电动机，通常选用同步转速为 1000rpm 或 1500rpm 的电动机，如无特殊需要，不选用低于 750rpm 的电动机配合计算出的容量，由表查出有两a0.71 dp4.79kwrminwn27.28 电动机型号： Y132S42电动机的选择及传动比种适用的电动机型号，其技术参数比较情况见表 1：根据容量和转速，以及考虑蜗轮蜗杆的传动比标准系列，选择转速为 1440 的电机由设计手册查出的电动机型号，因此有以下 1 种传动比选择方案，如下表：方案电动机型号额定功率kw同步转速minr满载转速minr电动机质量kg传动装置传动比1Y132S-45.52.78 考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可知方案 1 更适合。因此选定电动机型号为 Y132S-4,所选电动机的额定功率 P = 5.5kw，满载转速 n= 1440r/min 。 表 2 图二3.4、总传动比、总传动比 计算总传动比和各级传动比的分配机型机型H HA AB BC CD DE EFGDFGDG GY132S10833K Kb b1b2bh hAAAABBBBHAHA1L023818515i52总1四四动动力力学学参参数数计计算算 （1） 计算总传动比： mwn1440i52.78n27.28 (2)各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。 根据表 11-1，选择蜗杆头数 Z1=1,那么 Z2 则在 29-82 之间取值。 四四、动力学参数计算、动力学参数计算 4.14.1、蜗杆蜗轮的转速：为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速。n1为蜗轮的转速，由于和工作机联在一起，其转速等于工作主轴的转速。n2 11440minrn227.28minrn4.24.2、功率：为蜗杆轴的功率 p1= *=4.790.99=4.74kW P蜗杆Pd联轴器蜗轮轴功率：= *=4.740.990.8=3.64kWP蜗轮P蜗杆滚动球轴承涡轮蜗杆卷筒轴功率：= *=3.640.990.96=3.46kW P滚筒P蜗轮联轴器滚动球轴承 4.34.3、 转矩： 电动机轴：T =9550=95504.79144031.76N mdmdnP2传动零件的设计计算蜗杆轴：= N mT蜗杆14.749550=9550=31.431440Pn蜗杆蜗轮轴：=N mT蜗轮23.649550=9550=1274.266827.28Pn蜗轮卷筒轴：=N m 表 3-2 各轴动力参T卷筒23.469550=9550=1211.2527.28Pn滚筒数表五、传动零件的设计计算5.15.1、选择蜗杆传动类型、选择蜗杆传动类型 根据 GB/T100851988 的推荐,采用渐开线、选择材料、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用 45 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,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。5.35.3、按齿面接触疲劳强度进行设计、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,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材【1】P254 式(1112),传动中心距322)(HPEKTa(1)确定作用在蜗杆上的转矩=1274.26 Nm2 (2)确定载荷系数 K因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253 取载荷分布不均系数=1;由教材 P253 表 115 选取使用系数由于转速不高,冲击不大,1.0A可取动载系数;则由教材 P25205. 1v轴名功率P/kw转矩 T/(Nm)转速n/(r/min)效率传动比 i电动机轴4.7931.7614400.991蜗杆轴4.7431.4314400.8 52.78蜗轮轴3.641274.2627.280.961K=1.051蜗蜗杆杆与与蜗蜗轮轮的的主主要要参参数数与与几几何何尺尺寸寸1.0 1 1.051.05vA (3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=160。21a(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值=0.35 从教材 P2531daad1图 1118 中可查得=2.9。(5)确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从从教材【1】P254 表 117 查得蜗轮的基本许用应力=268。由教材【1】P254 应力循环次数 a应力循环次数 N=60=60 1 27.28（2 8 10 365）=9.56hLjn2 710其中,(为蜗轮转速)227.28minrnn2j 为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数 j=1两班制，每班按照 8 小时计算，寿命 10 年。寿命系数78HN710K0.759.56 10则HHNHK0.75 268202.105Mpa(6)计算中心距22332160 2.91.05 1274260191.76202.105Z ZEaKTmmmmH2校校核核齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度(6)取中心距 a=200mm,因 i=52,故从教材【1】P245 表 112 中取模数m=6.3mm, 蜗轮分度圆直径=63mm 这时=0.315 从教材【1】P253 图 111dad118 中可查得接触系数=2.9 因为=,因此以上计算结果可用。5.45.4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸(1) 蜗杆轴向尺距mm;直径系数;3.14 6.319.792am 10q齿顶圆直径;112632 1 6.375.6aaddh mmm 齿根圆直径;11247.25faddh mcmm蜗杆齿宽 B1=(9.5+0.09)m+25=112mm2Z蜗杆轴向齿厚mm；分度圆导程角3.14 6.39.89622amS;30 5750o(2)蜗轮蜗轮齿数 53; 1验验算算效效率率热热平平衡衡核核算算变位系数mm;2+0.246 演算传动比mm,这时传动误差比为, 2153531ziz 是允许的。53 52.78100%0.42%5%52.78蜗轮分度圆直径mm226.3 53333.9dmz蜗轮喉圆直径=346.5mm2222aahdd蜗轮齿根圆直径2222321.3ffddhmm蜗轮咽喉母圆半径211200346.526.7522garadmm

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　　1机械设计课程设计机械设计课程设计 题目：带式输送机传动装置中的一级蜗杆减速器题目：带式输送机传动装置中的一级蜗杆减速器 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 2目目 录录1、机械设计课程设计任务书 -（1）2、传动方案的拟定与分析-（2）3 电动机的选择及传动比-（2） 3.1、电动机类型的选择-（2） 3.2、电动机功率选择-（2） 3.3、确定电动机转速-（3） 3.4、总传动比-（4）4、运动学与动力学计算 -（5） 4.1、蜗杆蜗轮的转速-（5） 4.2、功率-（5） 4.3、 转矩-（5）5、传动零件设计计算-（6） 5.1、选择蜗杆传动类型-（6） 5.2、选择材料-（6） 5.3、按齿面接触疲劳强度进行设计-（6） 5.4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸-（7） 5.5、校核齿根弯曲疲劳强度-（8） 5.6、验算效率-（9） 5.7、精度等级公差和表面粗糙度的确定-（9） 5.8.热平衡核算-0-（9）36、轴的设计计算及校核-（10） 6.1、连轴器的设计计算-（10）6.2、输入轴的设计计算-（10） 6.3、输出轴的设计计算 -（13）7、轴承的校核 -（15） 7.1、计算输入轴轴承 -（15） 7.2、计算输出轴轴承 -（18）8、联轴器及键等有关标准的选择-（19） 8.1、连轴器与电机连接采用平键连接-（19） 8.2、输入轴与联轴器连接采用平键连接-（19） 8.3、输出轴与联轴器连接用平键连接-（20） 8.4、输出轴与涡轮连接用平键连接-（20）9、减速器结构与润滑的概要说明-（20） 9.1、箱体的结构及形式和材料-（20） 9.2、铸铁箱体主要结构尺寸和关系-（20） 9.3、齿轮的润滑-（21） 9.4、滚动轴承的润滑-（21） 9.5、密封-（22） 9.6、需要注意的几点-（22）10、设计小结-（23）11、参考资料-（23）4前前 言言国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但都会存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基础要求。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领头羊，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，常规使用的寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及常规使用的寿命长的方向发展。 本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到一定的要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容有传动件的设计，执行机构的设计及设备零件等的设计。 5一、原始数据已知条件输送带拉力 F/N输送带速度 V/(m/s)滚筒直径(mm)数据68000.5350工作条件：两班制，连续单向运转,载荷变化不大,空载启动,室有效期 10 年运输带速度允许误差为5%。二、基本要求 1、完成装配图一张、零件图四张（盘类、轴各两） 2、编写设计说明书一份（按毕业设计论文格式打印）27传动方案的拟定与分析2、传动方案的拟定与分析图一由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V4-5 m/s,这正符合本课题的要求。三、电动机的选择及传动比3.13.1、电动机类型的选择、电动机类型的选择按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380，型号选择 Y 系列三相异步电动机。3.23.2、电动机功率选择、电动机功率选择（1）电动机输出功率：电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为kwaPwPd由设计指导书公式（2）kwFvPw1000因此kwaFvPd1000估算由电动机至运输带的传动的总效率为 28电动机的选择及传动比433221a为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表 1 初选2199. 01为蜗杆传动的传动效率28 . 02为轴承的传动效率出选3398. 03为卷筒的传动效率出选496. 04 71. 096. 098. 08 . 099. 01312a 工作机所需的功率： 6800 0.54.791000 0.711000daFvkwP3.33.3、确定电动机转速、确定电动机转速卷筒轴的工作转速w60 1000V60 10000.5rn27.28minD3.14 350查机械设计书中得各级齿轮传动比如下：;825蜗杆i理论总传动比：;825蜗杆总ii电动机的转速的范围 因为 58227.28136.42236.96minmindrri nn 符合这一范围的同步转速为：查机械设计手册第 3 版第 167 页的表 12-1 可知, min720rmin960r1440minr根据容量和转速，由设计手册查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表：方案电动机型号额定功率kw同步转速minr满载转速minr电动机质量kg传动装置传动比1Y-132S-45.52.782Y132M2-65.5.193Y160M2-85.6.39对 Y 系列电动机，通常选用同步转速为 1000rpm 或 1500rpm 的电动机，如无特殊需要，不选用低于 750rpm 的电动机配合计算出的容量，由表查出有两a0.71 dp4.79kwrminwn27.28 电动机型号： Y132S42电动机的选择及传动比种适用的电动机型号，其技术参数比较情况见表 1：根据容量和转速，以及考虑蜗轮蜗杆的传动比标准系列，选择转速为 1440 的电机由设计手册查出的电动机型号，因此有以下 1 种传动比选择方案，如下表：方案电动机型号额定功率kw同步转速minr满载转速minr电动机质量kg传动装置传动比1Y132S-45.52.78 考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可知方案 1 更适合。因此选定电动机型号为 Y132S-4,所选电动机的额定功率 P = 5.5kw，满载转速 n= 1440r/min 。 表 2 图二3.4、总传动比、总传动比 计算总传动比和各级传动比的分配机型机型H HA AB BC CD DE EFGDFGDG GY132S10833K Kb b1b2bh hAAAABBBBHAHA1L023818515i52总1四四动动力力学学参参数数计计算算 （1） 计算总传动比： mwn1440i52.78n27.28 (2)各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。 根据表 11-1，选择蜗杆头数 Z1=1,那么 Z2 则在 29-82 之间取值。 四四、动力学参数计算、动力学参数计算 4.14.1、蜗杆蜗轮的转速：为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速。n1为蜗轮的转速，由于和工作机联在一起，其转速等于工作主轴的转速。n2 11440minrn227.28minrn4.24.2、功率：为蜗杆轴的功率 p1= *=4.790.99=4.74kW P蜗杆Pd联轴器蜗轮轴功率：= *=4.740.990.8=3.64kWP蜗轮P蜗杆滚动球轴承涡轮蜗杆卷筒轴功率：= *=3.640.990.96=3.46kW P滚筒P蜗轮联轴器滚动球轴承 4.34.3、 转矩： 电动机轴：T =9550=95504.79144031.76N mdmdnP2传动零件的设计计算蜗杆轴：= N mT蜗杆14.749550=9550=31.431440Pn蜗杆蜗轮轴：=N mT蜗轮23.649550=9550=1274.266827.28Pn蜗轮卷筒轴：=N m 表 3-2 各轴动力参T卷筒23.469550=9550=1211.2527.28Pn滚筒数表五、传动零件的设计计算5.15.1、选择蜗杆传动类型、选择蜗杆传动类型 根据 GB/T100851988 的推荐,采用渐开线、选择材料、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用 45 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,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。5.35.3、按齿面接触疲劳强度进行设计、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,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材【1】P254 式(1112),传动中心距322)(HPEKTa(1)确定作用在蜗杆上的转矩=1274.26 Nm2 (2)确定载荷系数 K因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253 取载荷分布不均系数=1;由教材 P253 表 115 选取使用系数由于转速不高,冲击不大,1.0A可取动载系数;则由教材 P25205. 1v轴名功率P/kw转矩 T/(Nm)转速n/(r/min)效率传动比 i电动机轴4.7931.7614400.991蜗杆轴4.7431.4314400.8 52.78蜗轮轴3.641274.2627.280.961K=1.051蜗蜗杆杆与与蜗蜗轮轮的的主主要要参参数数与与几几何何尺尺寸寸1.0 1 1.051.05vA (3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=160。21a(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值=0.35 从教材 P2531daad1图 1118 中可查得=2.9。(5)确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从从教材【1】P254 表 117 查得蜗轮的基本许用应力=268。由教材【1】P254 应力循环次数 a应力循环次数 N=60=60 1 27.28（2 8 10 365）=9.56hLjn2 710其中,(为蜗轮转速)227.28minrnn2j 为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数 j=1两班制，每班按照 8 小时计算，寿命 10 年。寿命系数78HN710K0.759.56 10则HHNHK0.75 268202.105Mpa(6)计算中心距22332160 2.91.05 1274260191.76202.105Z ZEaKTmmmmH2校校核核齿齿根根弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度(6)取中心距 a=200mm,因 i=52,故从教材【1】P245 表 112 中取模数m=6.3mm, 蜗轮分度圆直径=63mm 这时=0.315 从教材【1】P253 图 111dad118 中可查得接触系数=2.9 因为=,因此以上计算结果可用。5.45.4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸(1) 蜗杆轴向尺距mm;直径系数;3.14 6.319.792am 10q齿顶圆直径;112632 1 6.375.6aaddh mmm 齿根圆直径;11247.25faddh mcmm蜗杆齿宽 B1=(9.5+0.09)m+25=112mm2Z蜗杆轴向齿厚mm；分度圆导程角3.14 6.39.89622amS;30 5750o(2)蜗轮蜗轮齿数 53; 1验验算算效效率率热热平平衡衡核核算算变位系数mm;2+0.246 演算传动比mm,这时传动误差比为, 2153531ziz 是允许的。53 52.78100%0.42%5%52.78蜗轮分度圆直径mm226.3 53333.9dmz蜗轮喉圆直径=346.5mm2222aahdd蜗轮齿根圆直径2222321.3ffddhmm蜗轮咽喉母圆半径211200346.526.7522garadmm

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