机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计说明书dhum.docx

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1、机械设计计课程设设计蜗轮蜗杆杆减速器器的设计计一、选择择电机1）选择择电动机机类型按工作要要求和工工作条件件选用YY系列三三相异步步电动机机。2）选择择电动机机的容量量工作机的的有效功功率为Pw=Fv1000=17000.81000=1.53kW从电动机机到工作作机输送送带间的的总效率率为=12234=0.9920.980.80.96=0.738式中各按按【1】第第87页页表9.1取联轴器器传动效效率：00.999每对轴轴承传动动效率：0.998涡轮蜗蜗杆的传传动效率率：0.80卷筒的的传动效效率：00.966所以电动动机所需需工作功功率Pd=Pw=1.60.738=2.07kW3） 确确定电

2、机机转速工作机卷卷筒的转转速为nw=601000vd=6010000.9d=62r/min所以电动动机转速速的可选选范围是是：nd=inw=88062=4964960r/min符合这一一范围的的转速有有：7550 r/min、110000 r/min、15500 r/min三三种。综综合考虑虑电动机机和传动动装置尺尺寸、质质量、价价格等因因素，为为使传动动机构结结构紧凑凑，决定定选用同同步转速速为10000 r/min的电动机。根据电动动机的类类型、容容量、转转速，电电机产品品目录选选定电动动机型号号Y1112M-6,其其主要性性能如下下表1：表1 YY1122M-66型电动动机的主主要性能能

3、型号额定功率率Ped/kW满载时最大转矩额定转矩质量/kkg转速nm/( r/min)-1电流/AA(3880V)效率/功率因数数Y1122M-662.29405.680.550.7442.0452 确确定传动动装置的的总传动动比和分分配传动动比：总传动比比：i=nmnw=94062=15.163 计计算传动动装置各各轴的运运动和动动力参数数：1）各轴轴转速：轴 n1=nm=940r/min轴n2=62r/min卷筒轴 n卷=n2=62r/min2）各轴轴输入功功率：轴P=Pd1=2.070.99=2.06kW轴P=P3=2.060.8=1.65kW卷筒轴 P卷=P21=1.650.990.9

4、8=1.6kW3） 各各轴输入入转矩： 电机轴轴的输出出转矩Td=9.55106PdnW=9.551062.07940=21030.3 Nmm轴T=Td1=21030.30.99=20820 Nmm轴T=T3i=208200.815.16=252504.9 Nmm卷筒轴 T卷=T21=252504.9 0.990.98=244980.3 Nmm运动和动动力参数数结果如如下表：表2 带式传传动装置置运动和和动力参参数轴名功率P/kW转矩T/Nmm)转速n/( r/min)-1传动比ii效率/电机轴2.07721030.3940115.6610.9990.80.9771轴2.06620820940

5、2轴1.655252504.962卷筒轴1.600244980.362二、涡轮轮蜗杆的的设计1、 选选择材料料及热处处理方式式。考虑虑到蜗杆杆传动传传递的功功率不大大，速度度也不高高，蜗杆杆选用445号刚刚制造，调调至处理理，表面面硬度22202250HHBW；涡轮轮轮缘选用用铸锡磷磷青铜,金属模模铸造。2、选择择蜗杆头头数z1和涡涡轮齿数数z2i=155.166 z1=22 z2=iz1=2215.163303、按齿齿面接触触疲劳强强度确定定模数mm和蜗杆杆分度圆圆直径d1m2d19KT2(zEz2H)21） 确定涡轮轮上的转转矩T2，取取=0.8，则T2/Nmm=iT=15.160.89.

6、551062.06940=2.541052)确定定载荷系系数K=KAKVK根据工作作条件确确定系数数 KA=11.155 KV=1.0 K=1.11K=KAKVK=11.1551.001.11=1.26553)确定定许用接接触应力力H=KHNH0由表查取取基本许许用接触触应力H0=2000MPaa应力循环环次数 N=60an2Lh=60162525082=7.44107故寿命系系数 KHN=8107/N=8107/(7.44107)=0.77H/MPa=KHNH0=0.77200=1544)确定定材料弹弹性系数数 zE=160MPa5）确定定模数mm和蜗杆杆分度圆圆直径d1m2d1/mm9KT

7、2zEz2H2=91.2652.54105(16030154)2=3468查表取mm=6.3mmm，d1=880mmm4、计算算传动中中心距aa。涡轮轮分度圆圆直径d2=mz2=6.330=189mm所以a=12d1+d2=1280+189=134.5mm135mm150mm满足要求求5、验算算涡轮圆圆周速度度v2、相对对滑动速速度vs及传传动效率率v2/ms-1=d2n2601000=8062601000=0.263符合要求求tan=mz1d1=6.3280=0.116,得得=8.95vs/ms-1=d1n1601000cos=809406010000.99=3.99由vs=3.99m/s

8、查表表得当量量摩擦角角=147,所以=0.950.96tan8.95tan8.95+147=0.7790.80与初值值相符。6、名称符号计算公式式蜗杆涡轮分度圆直直径d80189齿顶圆直直径da92.66201.6齿根圆直直径df64.888173.88涡轮齿宽宽b2b20.75da1=141mm涡轮齿数数z230蜗杆齿数数z12蜗杆分度度圆倒程程角Arcttanmmz/dd=8.95蜗杆螺旋旋长度L757、热热平衡计计算。所所需散热热面积A=1000P11-Kst-t0取油温770，周周围空气气湿度t0=20，设通通风良好好，取散散热系数数Ks=15W/m2，传传动效率率为=0.80，则则A

9、/m2=1000P11-Kst-t0=10002.061-0.81570-20=0.555若箱体体散热面面积不足足此数，则则需加散散热片、装装置风扇扇或采取取其他散散热冷却却方式。8、选选择精度度等级和和侧隙种类类。因为为这是一一般动力力传动，而而且v233m/ss,故取取8级精精度，侧侧隙种类类代号为为c，即即传动88c GGB/TT 1000三、 轴以及轴上上零件的的设计3.1 高高速轴设设计1） 估估算轴的的基本直直径。选选用400Cr号号钢调质质处理，估估计直径径d560Nm，d=2035mm），可满足电机轴径要求。减速器高速轴轴伸处的直径dmin=20mm2）轴的的结构设设计a初定定

10、各段轴轴径的确确定位置轴径/mmm说明联轴器处处20按传递转转矩估算算的基本本直径以以及联轴轴器的内内径取油封处30满足联轴轴器的轴轴向定位位，并满满足封油油标准轴承处55因轴承只只承受径径向力，故故选用角角接触轴轴承，为为方便轴轴承装拆拆，轴承承内径因因稍大于于油封处处，并符符合滚动动轴承标标准内径径，故取取该段轴轴径为555，初初定轴承承型号772111C，两端端相同轴肩6640涡杆处80（分分度圆）40轴肩66轴承处66与轴段三三相符b确定定各轴段段长度轴的各段段长度在在草图绘绘制过程程中逐段段确定，结结果如下下：500mm（联联轴器LLX2处处）、550mmm（油封封处）221mmm（

11、轴承承处）、8mm（轴肩）、62.75mm、104.54mm（涡杆轴）、62.75mm、8mm（轴肩）、22mm（轴承处）：c.传动动零件的的轴向固固定联轴器处处采用AA型平键键由该段段轴径选选用键6645 GB 10996-220033。d.其他他尺寸。为为方便加加工，并并参照772111C型轴承承的安装装尺寸，走走上过度度圆角半半径全部部取r=1.55mm；轴端倒倒角为2245。3.2低低速轴的的设计1）估算算轴的基基本直径径。选用用40CCr调质质处理，估估计直径径dS1故只校核核轴段77上的轴轴承即可可。查72099C轴承承可得CC=4008000N，=3338000N计算当量量动载荷

12、荷FaC0=267233800=0.079查表111.12得：e=0.446得；式中：当量量动载荷荷；轴承承的径向向载荷和和轴向载载荷；动载载荷径向向系数和和动载荷荷轴向系系数，由由FaFr=2672757.8=3.521e得：X=0.444 Y=1.223校核寿命命由课本PP2199式11.1c式中：轴承承的基本本额定寿寿命；轴承承的预期期寿命，五五年二班班，每年年按2550天计计，；轴承承的基本本额定动动载荷，查查轴承772111C，；寿命命指数，对对于滚动动轴承，；温度度系数，由由课本PP2188表11.9，工工作温度度，；载荷荷系数，由由课本PP2199表11.10，轻微冲击击，取取；

13、，校核通通过。对低速轴轴的校核核1、轴的的受力分分析画轴的受受力简图图轴的受力力简图、弯弯矩图、转转矩图画画在一起起，绘于于下页。计算支承承反力圆周力径向力轴向力在水平面面上在垂直平平面上轴承1的的总支承承反力轴承2的的总支承承反力画弯矩图图水平面上上，a-a左截面处处弯矩，MaH=R1HL2=81496 Nmm;a-aa右截面面处弯矩矩，MaH=81496 Nmm垂直平面面上，aa-a左左截面处处弯矩，MaV=R1VL2=49989.5 Nmm a-a右截截面处弯弯矩，MaV=R2VL3=10230 Nmm合成弯矩矩，a-a左截截面：M1=95606.2 Nmma-aa右截面面：M1=821

14、35.6 Nmm转矩：TT=25525004.99 Nmm画转矩图图2、校核核轴的强强度a-a截截面既有有弯矩又又有转矩矩，且弯弯矩最大大，还有有键槽引引起的应应力集中中。a-a为危危险截面面。按弯扭合合成强度度计算式中：1-1截面面处弯矩矩，；1-1截面面处转矩矩，；抗弯弯剖面模模量，由由课本PP2055附表100.1，；抗扭扭剖面模模量，由由课本PP2055附表100.1，；根据据转矩性性质而定定的折合合系数，对对于不变变的转矩矩，；对称称循环的的叙用弯弯曲应力力，由课课本P2201表表10.4，。因此，校校核通过过。校核核键连接接的强度度由式中：工作作面的挤挤压应力力；传递递的转矩矩，；

15、轴的的直径，50；键的的工作长长度，550，A型，为键的的公称长长度和键键宽；许用用挤压应应力，由由课本PP85表表6.11，静连连接，材材料为钢钢，有轻轻微冲击击，。（1）对对于轴段段1上的键键校核通过过。（2）对对于轴段段4上的键键校核通过过。轴的安全全系数校校核计算算弯曲应力力：,扭剪应力力：式中：只考考虑弯矩矩时的安安全系数数；只考考虑转矩矩时的安安全系数数；、材材料对称称循环的的弯曲疲疲劳极限限和扭转转疲劳极极限，由由课本PP1922表10.1，45号钢钢调质处处理，；弯曲曲时和扭扭转时轴轴的有效效应力集集中系数数，由课课本P2206、P2007附表表10.3、附附表100.4，；零

16、件件的绝对对尺寸系系数，由由课本PP2077附图100.1，；表面面质量系系数，由由课本PP2077附图100.1和和P2005附表表10.2，；把弯弯曲时和和扭转时时轴的平平均应力力折算为为应力幅幅的等效效系数，由由课本PP1922表10.1，；弯曲曲应力的的应力幅幅和平均均应力，；扭转转剪应力力的应力力幅和平平均应力力，；许用用疲劳强强度安全全系数，由由课本PP2022表10.5，；校核通过过。3、校核核轴承的的寿命计算轴承承轴向力力由表111.133查得72208CC轴承内内部轴向向力计算算公式，则则轴承11，2内部轴轴向力分分别为：S1/N=0.4R1=0.41567.3=626.92

17、S2/N=0.4R2=0.41346.2=538.48S2+A=538.48+420.8=959.28S1故只校核核轴段77上的轴轴承即可可。查772088C轴承承可得CC=2668000N，=2005000N计算当量量动载荷荷FaC0=420.820500=0.021查表111.122得：e=0.440得；式中：当量量动载荷荷；轴承承的径向向载荷和和轴向载载荷；动载载荷径向向系数和和动载荷荷轴向系系数，由由FaFr=420.8984.5=0.43e得：X=0.444 Y=1.440校核寿命命由课本PP2199式11.1c式中：轴承承的基本本额定寿寿命；轴承承的预期期寿命，五五年二班班，每年年按2550天计计，；轴承承的基本本额定动动载荷，查查轴承77208C，；寿命命指数，对对于滚动动轴承，；温度度系数，由由课本PP2188表11.9，工工作温度度，；载荷荷系数，由由课本PP2199表11.10，轻轻微冲击击，取取；，校核通通过。五、 参参考资料料【1】【2】【3】22