蜗杆减速器-机械设计课程设计.doc

计算及说明结果1电动机的选择计算 1.1 选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。1.2选择电动机容量 电动机输出功率： kw 工作机所需的功率： 所以 kw 1.3由电动机至工作机之间的总效率： 其中 分别为联轴器，轴承，窝杆，链的传动效率。查表可知=0.99（弹性链轴器）=0.98（滚子轴承）=0.80（双头窝杆）=0.96（滚子链） 所以：则： kw1.4确定电机：工作机链速 rad/min由机设设计课程设计手册表1-8查取传动比： 所以 ： rad/min则由机设设计课程设计手册表12-1查取电机： Y100L24 额定功率3KW 满载转速1430rad/min电机型号：Y100L24 额定功率3KW=1430rad/min2. 链的选择计算 2.1小链轮齿数 自定传动比 大链轮齿数 选取链节距： 取a=40p 2.2链节数： 2.3链传动的功率： 传动效率： 其中由课本机械设计：查表12.9得，查表14.2、表14.3得、小轮转数: 则由、，查课本机械设计图14.17得：选用16A滚子链，取p=25.4mm2.4中心距: =23Lp=136 16A滚子链 p=25.4mm计算及说明结果 链速： 有效拉力： 轴上载荷： 2.5润滑方式： 由、p=25.4mm查课本机械设计图14.23得：确定润滑方式为滴油润滑。中心距： 链速： 有效拉力： 轴上载荷： 润滑方式： 滴油润滑计算及说明结果3.计算数据的准备： 3.1各轴的转数：蜗杆转数 涡轮转数 3.2各轴功率：蜗杆传递功率 涡轮传递功率3.3计算各轴转矩： 电动机： 蜗杆轴： 涡轮轴： 工作小时数：Lh=365*5*18=29200h Lh=29200h计算及说明结果4.蜗轮蜗杆的传动设计：4.1设计及校核：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度45HRC，蜗轮材料采用ZCuSn10P1,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由课本机械设计 第13章蜗杆传动为主要依据。当量摩擦系数： 设，查课本机械设计表13.6，取大值、。选值： 图13.11的线上，查得，中心距的计算： 蜗轮转矩： 使用系数： 转速系数： 弹性系数：表13.2寿命系数： 合格计算及说明结果接触系数：由图13.12I查得。接触疲劳极限：表13.2得。接触疲劳最小安全系数： 自定中心距： 4.2传动基本尺寸：蜗杆头数：由图13.11查得：蜗轮齿数：模数：蜗杆分度圆直径：表13.4取标准值。蜗轮分度圆直径：蜗杆导程角：蜗轮宽度：m=5计算及说明结果 蜗杆圆周速度： 相对滑动速度： 当量摩擦系数：表13.6得。4.3齿面接触疲劳强度验算：齿面接触应力： 最大接触应力： 4.4齿轮弯曲疲劳强度验算：齿根弯曲疲劳极限：表13.2得。弯曲疲劳最小安全系数： 自定合格计算及说明结果许用弯曲疲劳应力：齿轮最大弯曲应力：4.5蜗杆轴扰度验算：轴惯性矩： 允许蜗杆扰度：蜗杆轴扰度： 4.6温度验算：传动啮合效率：搅油效率： 自定轴承效率： 已定总效率：散热面积： 箱体工作温度： 合格合格计算及说明结果 4.7润滑方式的选择：润滑油粘度：根据，表13.7选取。润滑方式：表13.7选取。合格浸油润滑计算及说明结果5.蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计5.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=3kw，满载转速为1430r/min，电动机轴径，轴伸长E=60mm初步估计蜗杆轴外伸段的直径：d=（0.810）=22.428mm由、d根据机械设计课程设计手册表8-5可查得选用LT4号Y型弹性套柱销联轴器（2862）。确定蜗杆轴外伸端直径为28mm。根据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28mm的长度为60mm。 由根据机械设计课程设计手册表4-1可查得普通平键GB10962003A型键810，键槽长L=40mm。其余零件，包括蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸见蜗杆零件图。5.2蜗轮基本尺寸设计根据机械设计课程设计手册表11-9：蜗轮采用装配式结构，用六角头螺栓联接（100mm）,轮芯选用灰铸铁 HT200 ，轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1，初步估计d=60mm，则有：普通A型平键81040计算及说明结果计算及说明结果6.蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键，轴的大致结构如图所示：6.1轴尺寸的初步估算公式16.2得：，查表16.2得c=118-107,P为轴传递的功率P=2.33kw，n=57.2rad/min，则：则根据依次初步确定出各轴段的直径： 在初步确定出各轴段的长度：计算及说明结果6.2轴的弯矩、转矩分析图a)计算蜗轮轮齿上的圆周力、轴向力、径向力：b)轴的校核：校核的图形如下表示：计算及说明结果6.3轴的校核计算前面已经算出1） 求垂直面的支撑反力（图b）2)水平面的支撑反力（图c）3)F力在支点产生的反力（图d） 4)绘制垂直面的弯矩图（图b） 5）绘水平面的弯矩图（图c） 6)F力产生的弯矩（图d） 危险截面F力产生的弯矩为：计算及说明结果 7)合成弯矩图（图e）考虑到最不利的情况，把直接相加：8）轴传递的转矩(图f)T=389N*m9)危险截面的当量弯矩： 10）危险截面处的直径：表16.3，考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大4%：故 轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见蜗轮间轴零件图。键的选取，根据轴径选取大径处选A型键18x11x63，小径处选A型键10x8x20T=389N*md60mm轴的选取合格计算及说明结果7.减速器箱体的结构设计箱座壁厚度 =0.04160+3=10mm 箱盖壁厚度1 =0.8510=8.5mm机座凸缘厚度b b=1.5=1.510=15mm机盖凸缘厚度b1 b1=1.51=1.59=13.5mm机盖凸缘厚度P P=2.5=2.510=25mm地脚螺钉直径： 地脚钉数目： n=4轴承旁连接螺栓直径： 盖与座连接螺栓直径： 连接螺栓d2的间距： 轴承端盖螺钉直径： 定位销直径： 视孔盖螺钉直径： 底脚凸缘尺寸（扳手空间）: L1=32mm, L2=30mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）: C1=24mm ,C2=20mm减速器中心高H: H=270mm轴承旁凸台高度h: h=16mm箱体外壁至轴承座端面距离K: K= C1+ C2+(810)=44mm蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离: =12mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离: 机盖、机座肋厚m1,m：m1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mm取=10mm取1=9mm取b=15mm取b1=15mmP=25mmn=4mmL1=32mmL2=30mmC1=24mm C2=20mmH=270mmh=16mmK=54mmm1=8.5mm,m=10mm计算及说明结果8其他零件的选择及校核：1.圆锥滚动轴承 单位：mm安装位置轴承型号外 形 尺 寸dDTBC蜗 杆GB/T297-84（30210）509021.752017蜗轮轴GB/T297-94302136512024.752320GB/T297-94302115510022.7521182.轴承的校核1） 蜗轮轴30213型：表6-7得该型号轴承的Cr=120KN,e=0.4,Y=1.5,则： 故选取公式： 所以： （合格）2）蜗轮轴30211型：表6-7得该型号轴承的Cr=90.8KN,e=0.4,Y=1.5,则： 故选取公式： 计算及说明结果所以： （合格）3） 蜗杆轴30210型：表6-7得该型号轴承的Cr=73.2KN,e=0.42,Y=1.4,则： 故选取公式： 所以： （合格）3. 甩油盘的选择：表7-18得： 1）由蜗轮两边安装端盖的轴径可选得： 2） 由蜗杆安装轴承段的轴径可选定： 4. 轴承端盖的选取：表11-10得：1）蜗杆的轴承端盖选择：由圆锥滚子轴承D=90得： 计算及说明结果 2） 蜗轮的轴承端盖选择：表11-10得：