单级蜗杆减速器课程设计说明书

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1、XX大学机械设计课程设计题目单级蜗杆减速器专业：Xx班级：Xx学号：姓名：小吕指导教师：Xx日期：2009-1-9设计题目：用于胶带运输的单级圆柱齿轮减速器，传送带允许的速度误差为土5%。双班制工作，有轻微振动，批量生产已知数据：运输带曳引力F(KN)=3.5运输带速度 V(m/s)=1.2卷筒直径D(mm)=400使用年限丫=5运动简图:31 电动机2 带传动3单级齿轮减速器4联轴器5卷筒6传送胶带设计计算及说明一、电动机的选择与计算：1、电动机类型的选择：电动机根据动力源和工作条件，选用 丫系列三相异步电动 机。2、确定电动机转速：1000r/min 和 1500r/min3、电动机功率选

2、择：卷筒输出功率Pw=Fv =4.2kw1000卷筒的转速nw =60* 1000v.=57.3r/m innDV带传动n=0.96 ；1 ?滚动轴承2对n=0.99 ；2圆柱齿轮传动n=0.97 ；3弹性联轴器n=0.99 ；4，卷筒轴滑动n=0.96.5传动装置的总效率=0.86 ；=叮21 25=0.96* 0.992*0.97*.99*0.96pd =4.88kw ；0.86电机所需功率:Pd=P/=4.2/0.86=4.88kw电动机额定功率为5.5kw;减速器传动比:j2=4.19所以选择电动机的额定功率为5.5 kw。4、电动机的型号确定:电动机额定同同步转满载转总传动减速器类型

3、功率速速比传动比kwr/mi nr/mi nii 2Y132S-45.51500144025.136.28Y132M2-65.5100096016.754.19n0=960r/min nI =240r/min nII =57.3/mi np0 = 5.5kwp =5.28kwp” =5.07kwT =54.71 N *m =210.1 N *m =845N *m其中 总传动比i=电动机满载转速n /输送机工作轴转 速当同步转速为1500 r/min时，j = 5.98 不在&24（内。所以应选择丫132M2-6该满载转速为960 r/min.Y132M2-6电动机的外型尺寸（mr）H:132

4、A:216 B:178 C:89 D:38 E:80 F*GD=10*8 G:33 K:12AB:280 AD:210AC:135HD:315AA:60BB:238HA:18L:515二、传动装置的运动和动力参数的计算：1、各轴转速的计算：n 0=nm=960r/minn厂小/廿240n * = nI /i2=57.3/min2、各轴的输入功率计算：P= Ped =5.5kwPi5.28kwPii = P1 m =5.07kw3、各轴的输入转矩计算：To=9550p。/n。=54.71 NTi =9550pi/ni =210.1 N *mTh =9550pii/门| =845N二、外传动带选择

5、:普通V带传动1.确定计算功率：pca1）查得工作情况系数 KA=1.32）pca = K A p =1.3*5.5kw=7.15kw2. 选择V带型号：根据 pca=7.15kw, nm=960r/min，选用 B 型计算。、古兀 di兀40X960 /带速 v= =m/s=7.04m/s60000 600003. 确定带轮直径d1 d2查得d1应不小于125，取da1 =140mm,dcH（电机中心高符合要求）2d2 = i1 d1 =4*140=420mm,取 d a2 =640mm（虽使nI略有减小，误差小于5%故允许）。4.确定中心距a和带长Ld1）初步选取中心距 a1.5（dd2）

6、=1.5* （ 140+640） mm=1170mm取 ao=1200mmt合 0.7（ d1 + dJ u 1(ZeZh u ( k h=3 2221011050.85.58 15.58(188 2.5)(518.2)mm=84.87m取齿数 Z1 =24 ,乙=24x4.19 01。模数 m = dl =84.87 mm=3.54mmZi24齿宽b = d=0.8 K 84.87mm=67.9mm圆 整可取b2 = 70mm , b = 75mm。可取m=3.75mm,实际dr = z 況 m =24x3.75mm = 90.00mm,采用 实心式d 2 = Z2 汇 m =11 汇 3.

7、75mm = 378.5mm，采用腹板式中心距ddd290 +378.5a = =mm = 234.25mm2 24.验算齿轮弯曲强度齿形系数 丫Fa1=2.76,Ysa1=1.59Y Fa2 =223, Ysa1*822KYFasa1貯F1 =严bm z52x1.2x2.10x10 乂 2.76乂1.59“门=2MPa854.5 汉24= 48MPa 兰宙 F1 =360MPaY Fa2Y Sa22.23 汉 1.82a F2 bT Fa2 T Sa2 _ 48 XMPa -YFa1YSa12.76 75944 .4MPa F2 = 336 MPa故安全。5.齿轮的圆周速度兀 dkn3.14

8、 汉 90 汉 240V -m/s 1.13m/s6m/s60X00060 000所以选用8级精度是合宜的。五、轴的计算v=1.13m/s1. 高速轴的设计1）选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大，对其重量和尺寸也无特殊要 求故选择常用材料45钢，调质处理。2. 初估轴径按扭矩初估轴的直径,得c=106至118,取c=108.D十命刊皿心0.26mmD2mi=10叫Hmm=48.13mm3.初选轴承由于该齿轮减速器的支承跨距较小，故采用两端固定支承 结构，轴承内圈用套筒作轴向定位，轴承外圈用轴承盖作轴向定位。1轴选轴承为6209d_j = 45mm, D 85mm, B=19mm2轴选

9、轴承为6411d2 =55mm, D 140mm, B=33mm4.结构设计，为了拆装方便，减速器壳体用剖分式高速轴：d =35.5mm.d2=40mm;d3=45mmd4=56mm；d5=67mm;d =45mm;1）各轴直径的确定高速轴：初估轴径后，可按轴上零件的安装顺序，从右端开始确定直径。轴段6安装轴承6209,故取d 6 =45mm;轴段4安装齿轮，为了便于安装，取标准直径 d4=56mm; 齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为 5.5mm, 故取轴段5直径d5=67mm;轴段3装轴承，直径与轴段6样，取d 3 =45mm轴段2直径应与密封毛毡的尺寸同时确定，查得选用d=40mr的

10、毛毡圈，故取 d2=40mm;轴段1装大带轮，取标准直径di=35.5mm.低速轴：轴段1安装轴承6411，取d1=55mm;轴段3安装齿轮，取标准直径63mm,齿轮左端用轴肩固疋，计算得轴肩咼度为 6mm,取轴段2直径d2=75mm;轴段4安装轴承，直径与轴段1 一样，取 d4=55mm;轴段5直径与密封毛毡的尺寸同时确定，查得选用 d=50mn 的毛毡圈，取 ds =50mm;轴段6与联轴器联结，直径同联轴器尺寸一同确定，查得选用 TL7联轴器 45 汉 112 GB4323-84,取 d 6 =45mm2）各轴段长度的确定高速轴：轴段1和4为齿轮、带轮安装的轴段，该轴段的长度应略小 于相

11、配轮毂的宽度（2-3mm取14 -齿轮轮毂宽度-2mm=82mm;取11=大带轮轮毂宽度-2mm=73mm;轴段5长度按轴肩宽度公式计算低速轴：d1 =55mm;d2=75mmd3=63mmd4=55mm d =50mm d =45mm高速轴11 =73mm;1 2 =35mm13=39mm;1 4 =82mm;15=7.7mm;1 6 =29.3mm低速轴11=46.6mm;1 2 =40mm.15 =1.4h=1.4*5.5mm=7.7mm;轴段3装6209轴承、挡油环、套筒，初略估挡油环长度+套筒长度=18mm,再考虑到套筒作轴向固定时，轴段长度应略比零件轮毂短 2mm,所以轴段 3长度

12、 13=B+18mm+2mm=39mm;考虑高速轴两个轴承的对称性，可算出轴段 6长度，16 =13- 15-2mm=39-7.7-2mm=29.3mm;轴段2安装轴承盖，考虑到装拆轴承盖螺栓所需的距离，取 12 =35mm.低速轴：轴段3和6为齿轮、联轴器安装的轴段，该轴段的长度应略 小于相配轮毂的宽度（2-3mm取15=齿轮轮毂宽度-2mm=70-2mm=68mm;取6=联轴器主动轮轮毂宽度-2mm=110mm;轴段2长度按轴肩宽度公式计算12 =1.4h=1.4*6mm=8.4mm;轴段4装6411轴承、挡油环、套筒，初略估挡油环长度+套筒长度=22mm,再考虑到套筒作轴向固定时，轴段长

13、度应略比零件轮毂短 2mm,所以轴段 3长度 13=B+22mm+2mm=33+22+2mm=57mm;考虑低速轴两个轴承的对称性，可算出轴段 1长度，11 = 14 -12 -2mm=57-8.4-2mm=46.6mm;轴段5安装轴承盖，考虑到装拆轴承盖螺栓所需的距离，取 12 =40mm.3）轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6 ；轴与轴承内圈配合轴径选用k6 ；高速轴：1 =57mm131 4 =22mm1 =68mm151 =110mm16齿轮采用A型普通平键：16*70 GB/T 1096-2003 大带轮采用A型普通平键：10*63 GB/T 10

14、96-2003 低速轴：齿轮采用A型普通平键：18*56GB/T 1096-2003 联轴器采用A型普通平键：14*90GB/T 1096-20034）轴上倒角与圆角 为保证6209、6411轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面, 取轴肩圆角半径为1mm;其他轴肩圆角半径为2mm 轴的左右端倒角均为1*45.六、轴的校核1 .高速轴已知：T 1=210.1 m =20 ;小齿轮分度圆直径 d1 =90mm;轴的材料45钢，调质；尸广乩=4669” ； f 广 Ft*tan20” = 1699Nd1= 849.5NM aV=67.1N 51）求垂直面的支承反力及弯矩图a-a截面产生的弯矩：MaH =F

15、i79mm = 176.5N3）带轮对轴产生的反力F *、268mmFif 厂-3798N厂2 x 79mmF 2F = F 仆 一 F = 3798N - 2239N = 1559Na-a截面产生的弯矩：M aF = F2f 汉 79mm=123.2N *m4）求合成弯矩考虑最不利的情况，把M aF与JM aV2 +M a直接相加/ 2 2M a=M aF + * M av + M aH=312N*m5）求危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数a =0.6，M e =a2+（B2=j3l22 +（0.6x210.1）2N m =336.5N *m6）计算危险截面处轴的

16、直径由轴的材料，可查得B = 650MPa，心 d=60MPa,M e336.5汇1000d 纠M一爼mm 38.3mmV0-1k0.1 汉 60考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%d=1.05 汇 38.3mm=40.2mmd1所以高速轴满足强度效核。2.低速轴已知：T2=845Nm d2 = 379mmF=4460N ； Fr = Ft*ta n20” = 1623Nd2d=40.2mmF1v=812NM aV=73.08NmF1H =2230NM aH =200.7NM ； = 55Nd=47.7mm1）求垂直面的支承反力F r 1623Fiv=F2v = ；r=2 N=812Nb-b截

17、面产生的弯矩：Mav =Fiv 9mm = 73.8N2）求水平面的支承反力Ft 4460FiH =F2H =亍=-7-=2230a-a截面产生的弯矩:MaH 二 Fih 90mm=20.7N3）求合成弯矩_ i22M a =、M aV M aH=213.6Nm4）求危险截面的当量弯矩认为轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数- =0.6，/ 2M 广 Ma（T）213.62(0.6 845)2 N =550N *m5)计算危险截面处轴的直径 查得二 b =650MPa，二 4bH60MPa,.M e550沢1000一d X 31M= 3mm = 45.1mmp.1 斗b 0.1 汉60 考

18、虑到键槽对轴的削弱，将d值加大5%d=1.05 45.1mm=47.7mm d2所以低速轴满足强度效核。七、滚动轴承的寿命校核高速轴选深沟球轴承6209n=240r/mi n, ； =3Cr = 24.5kNP 二 F1H2 F1V2 二. 2344.52849.52N = 2493.7N查得 f =1, f =1.1tP可算出基本额定寿命：10660 2403）3h =65857.2h24.5 102493.7L=8 x 365nY = 8 x 365 x 2 x 5h = 29200h L60 2402373.2可算出基本额定寿命：Lh满足寿命校核条件八、键联接强度校核：材料：45钢强度极

19、限;B不小于600MPa高速轴：齿轮采用A型普通平键：16*70 GB/T 1096-2003b=16mm, h=10mm, l=70mm, T=210.1N *m P-4T210.1 x1Mpa=75MPa600MPaP dhl16 汉 10 疋 70大带轮米用A型普通平键：10*63 GB/T 1096-2003 b=10mm, h=8mm, l=63mm, T=2.239*35.5/2Nm=39.8Nm4T =4汉39.8 灯000 Mpa=31.6MPa（1000 Mpa=75.8MPav600MPaP dhl18X1 汉 56联轴器采用A型普通平键：14*90GB/T 1096-20

20、03 b=14mm, h=9mm, l=90mm,TL7联轴器 45 12GB4323-84, T=500Nm4T 4 汉 500 汇 1000 “civ 仆b o =Mpa =176.4600MPaP dhl14 汉 9 汉 90故均满足键联接强度校核。九、减速器铸造箱体的结构尺寸：中心距 a=234.25mm箱座体壁厚：6 =8箱盖壁厚：6广8箱体凸缘厚度：箱座b =1.56=12,箱盖 b = 1.5合 1 =12，箱底座 b2 = 2.56 =20箱座、箱盖上的肋厚：m = 0.856=6.8mii =.8551 = 6.8轴承旁凸台的高度和半径：h由结构确定RP轴承盖（即轴承座）的外

21、径：d2=115地脚螺钉：直径df =0.036a+12 = 20数目n=4联接螺栓：轴承旁联接螺栓直径 d1 = 05d f =16箱底、箱盖联接螺栓直径d2 = .54df=12视孔盖螺钉直径d4=6.0十、设计心得体会经历了大约2周的机械课程设计，使我对减速器构造及其有 关的各个零件部位的结合有了一定程度的认识，同时也重新复 习、熟悉了相关CA的操作。大致清楚了从图纸到实物的过程， 当然，期间也遇到了种种挫折及问题。首先，在设计方面缺乏经验，理论知识也不够牢固，致使初 期的设计较为迷茫，尽管在辅导老师推荐的一些参考书指引中牵 强的进行，还是走了相当多的弯路。 比如说，齿轮模数、齿数的 确

22、定，总传动比如何合理的分配到带轮及减速器， 标准件如何选 取等方面都出现了问题，之后在老师指导下，才稍有眉目。其次，设计期间由于借阅的书籍较多，有些标准甚至都不一 致，同一个冋题在不同辅导老师看来也存在不同的见解， 比如对 齿数的确定，有的建议要选齿数多的，这样传动才平稳，而有的 则建议选模数多的，才能使齿顶及齿底大点，此时齿数就少了 ， 这样又对我造成了困扰，虽然知道其中存在平衡点。这次设计采用的分组模式，同一个小组题型相同，因此也借 鉴了同组同学较多的方法，另一方面，由于数据相异，有效的防 止了抄袭的现象，整个设计基本自己独立完成的，而算过一遍的 数据没有再检查过，所以可能存在较多的错误。不过，此次课程 设计学的不是结果，而是过程。我想，在以后更多的设计中， 此 次的设计经验必会起到相当大的作用。