攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文）帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的蝸桿減速器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)院（系）機(jī)電工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)200級(jí)指導(dǎo)教師助理指導(dǎo)教師二一一年月機(jī)械課程設(shè)計(jì)說明書目錄機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書錯(cuò)誤未定義書簽。目錄21設(shè)計(jì)題目22傳動(dòng)簡圖23原始數(shù)據(jù)24設(shè)計(jì)工作量要求25傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)251擬定傳動(dòng)方案252選擇電動(dòng)機(jī)353確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配454計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)錯(cuò)誤未定義書簽。6傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算錯(cuò)誤未定義書簽。61選定蝸輪蝸桿類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)462確定許用應(yīng)力563接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)564校核蝸輪齒面接觸強(qiáng)度765蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度校核766蝸桿剛度校核87軸的設(shè)計(jì)計(jì)算971蝸輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算972蝸桿軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算138滾筒軸承的選擇179蝸桿聯(lián)軸器選擇1710潤滑劑的選擇1811箱體的選擇1812設(shè)計(jì)小結(jié)1913參考資料211設(shè)計(jì)題目帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置的蝸桿減速器設(shè)計(jì)2前言21題目分析采用聯(lián)軸器將蝸桿和電動(dòng)機(jī)相連，采用蝸桿下置式，因?yàn)槲仐U的具有減速的作用，因此將蝸桿通過聯(lián)軸器與帶輪連接，從而將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通過蝸桿減速器傳到帶輪上，驅(qū)動(dòng)帶輪運(yùn)動(dòng)，從而傳遞載荷。22傳動(dòng)簡圖23原始數(shù)據(jù)已知條件帶拉力F2300N帶速度V11M/S轉(zhuǎn)速誤差為5滾筒直徑D570MM設(shè)計(jì)使用期限8年（每年工作日300天），兩班制工作單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，大修期為3年減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。24設(shè)計(jì)工作量要求要求裝配圖（0或1號(hào)）（11）一張，低速級(jí)齒輪與軸，箱體或箱蓋（共3張零件圖），設(shè)計(jì)說明書（60008000字，WORD）一份。傳動(dòng)簡圖（附后）25擬定傳動(dòng)方案采用一級(jí)蝸輪蝸桿減速器，優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，適合于繁重及惡劣條件下長期工作。缺點(diǎn)是效率低，發(fā)熱量較大，不適合于傳遞較大功率。3電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算過程及說明結(jié)果31電動(dòng)機(jī)的類型的選擇電動(dòng)機(jī)的類型根據(jù)動(dòng)力源和工作條件，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)32電動(dòng)機(jī)功率的選擇工作機(jī)所需要的有效功率為230011/1000253KW10/FVPW工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為3687R/MINWN57014366DV工作機(jī)主軸上的轉(zhuǎn)矩MNNPT3168692950為了計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需要的有效功率DP，先要確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效率，設(shè)1234,分別為聯(lián)軸器,蝸桿渦輪傳動(dòng)效率,軸承效率，滾筒的效率查得0990830980951234則傳動(dòng)裝置的總效率為07274321聯(lián)軸器，2蝸桿蝸輪，3滾動(dòng)軸承滾筒4所以電動(dòng)機(jī)所需功率為253/0727348KWWDP選取電動(dòng)機(jī)的額定功率為4KW33電動(dòng)機(jī)的選擇選擇常用的同步轉(zhuǎn)速為1500R/MIN和1000R/MIN兩種。方案號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率KW同步轉(zhuǎn)速R/MIN滿載轉(zhuǎn)速R/MIN1Y112M44150014402Y132M1641000960由上表可知傳動(dòng)方案1雖然電動(dòng)機(jī)的價(jià)格低，但總傳動(dòng)比大，為了能合理地分配傳動(dòng)比，使傳動(dòng)裝置總效率0727選擇Y132M16異步電動(dòng)機(jī)P4KWN1440結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用方案2，即電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M16。則選電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速為N1000R/MIN電動(dòng)機(jī)額定功率KWPED4電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速M(fèi)IN960RN34確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配總傳動(dòng)比I260374WM873635計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速IN901RNMI87364212I各軸的輸入功率KWPD452901P83834523212電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩MNNTMDD617490各軸的輸入轉(zhuǎn)矩P253511NNT84679022MIN/R4傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算過程及說明結(jié)果41選定蝸輪蝸桿類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，減速器使用期限8年（每年工作日300天），兩班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，空載起動(dòng)，運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，大修期為3年。轉(zhuǎn)速誤差為5，減速器由一般規(guī)模廠中小批量生產(chǎn)。由此，推薦采用漸開線蝸桿（ZI），考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45號(hào)鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555HRC。蝸輪用蝸桿用45號(hào)鋼蝸輪用鑄錫磷青銅鑄錫磷青銅ZCUSN10P1。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比2603742683921NI42按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距由式322ZKTA421確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2按蝸桿頭數(shù)計(jì)算，則21Z渦輪軸的轉(zhuǎn)矩T2為MNNPT530787365909502312422確定載荷系數(shù)K因運(yùn)輸機(jī)工作平穩(wěn)，故取載荷分布不均勻系數(shù)1；由于空載起動(dòng)，固選取使用系數(shù)1；由于轉(zhuǎn)速A不高，沖擊不大，可取動(dòng)載荷系數(shù)為11V則1AVK423確定彈性影響的系數(shù)因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故EZ2160MP。K11424確定接觸系數(shù)Z先假設(shè)蝸桿分度圓直徑1D和傳動(dòng)中心距A的比值035,AD1可查得92425確定許用接觸應(yīng)力H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCUSN10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，查得蝸輪的基本許用應(yīng)力268MPA。/應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60J10724958302873610LNH壽命系數(shù)為0765387495HNK則/MPA75413806426計(jì)算中心距MA06918530712取中心距A200MM，因I26，固從表中取M63蝸桿分度圓直徑MD631這時(shí)0325,查得接觸系數(shù)287，因?yàn)?687R/MIN選用YL11型聯(lián)軸器,選用軸孔直徑50MM，DMIN，取最小軸孔直徑為50MM，固取。MD56AX5021該半聯(lián)軸器長度229MM,半聯(lián)軸器軸孔長度L112MM,0L與軸配合的轂孔長度84MM,選用YL11型聯(lián)軸器能滿1足要求。52軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)521、擬定軸上的零件的裝配方案因?yàn)檩S上零件只有一個(gè)蝸輪，則應(yīng)將蝸輪放在兩軸承的中間，如此軸的受力比較合理。522、根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度5221為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，12軸段右端需制出一軸肩，故取,左端用軸端擋圈MD5732定位，按軸端直徑取擋圈直徑D60MM。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半L841聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故12段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。1LML21523、初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游MD5732隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的圓錐滾子軸承30212，其尺寸為，則，所以MTD7523106ML75,2387可取。右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸D8743向定位。由標(biāo)準(zhǔn)查得30212型軸承的定位軸肩高度9MM，因此。M697524、取安裝齒輪處的軸段45的直徑；MD7054齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為80MM，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度25MM，故取。齒輪ML7654的右端采用軸肩定位，軸肩高度H007D，取H49MM，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度B14H，取MD87965。ML865525、軸承端蓋的總寬度為25MM（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離，故取。ML25ML5032526、取齒輪距箱體內(nèi)壁之距A16MM，考慮到箱體鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S，取S8MM，已知滾動(dòng)軸承寬度T2375MM，因?yàn)榇溯S上只有一個(gè)零件，而且并沒有其他零件在任何位置對(duì)軸的長度造成影響，則蝸輪應(yīng)位于中心位置，所以ML7514353、軸上零件的周向定位蝸輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按蝸輪用A型平鍵，按,查手冊(cè)得A型平鍵截ML7654面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為MHB12070MM，同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選取蝸輪輪轂與軸的配合為H7/N6；半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，用C型平鍵為，半聯(lián)軸器與軸MHB914的配合為H7/K6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為M6。54、確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑均為O4522MM。55、校核551求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取A值。對(duì)于型圓錐滾子軸承，查得A223MM。因此,作為簡支梁的軸的支承跨距。根據(jù)軸的簡圖作出軸的彎矩ML91304562圖和扭矩圖如下圖所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的結(jié)果列于下表12載荷水平面H垂直面V支反力FNNH8421731NFV01964821彎矩MMNH94016MNMVV9716821總彎矩71N982扭矩TMT60552、按彎扭合成應(yīng)力來校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只是校核軸上受最大彎矩和扭矩（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。MPAWTMCA79163409619722221軸的抗彎截面系數(shù)取343005312D前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查得60MPA。因此1故此軸的各項(xiàng)要求是安全1CA的。因?yàn)榇溯S不是特別重要的，所以此軸不需要進(jìn)行精、確校核軸的疲勞強(qiáng)度。6蝸桿軸的設(shè)計(jì)計(jì)算過程及說明結(jié)果61軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力?？紤]減速器為普通蝸桿減速器傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸桿的轉(zhuǎn)矩，選取軸的的材料為45鋼，淬火處理，按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑。MNPCD60179452313NT27462確定各軸段直徑查表可知，選用YL5聯(lián)軸器，標(biāo)準(zhǔn)孔徑為D28MM,聯(lián)軸器軸孔長度L44MM621軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從軸端起開始逐段選取軸段直徑，MD281起固定作用，定位軸肩高度為（007D），因此2D931因?yàn)榇颂幰囱b毛氈圈，所以取標(biāo)準(zhǔn)直徑30M2DM,與軸承配合，而且應(yīng)大于，要求同時(shí)承受徑向3D2D力和軸向力，所以選用角接觸球軸承7007AC,所以35MM,起軸肩定位，H007，因此40MM,3434D40MM,段裝軸承,所以35MM,取蝸桿4D67DD75齒頂圓直徑，因此756MM。5622確定各段軸的長度取聯(lián)軸器的長度為44MM,1L是安裝端蓋的長度，取40MM2是安裝軸承的，固取軸承寬度為14MM3和為了時(shí)蝸桿和渦輪正確嚙合取為138MM4L6也是安裝軸承的取為14MM7為蝸桿軸向齒寬為110MM5定出軸的跨度為L400MM4L653軸的總長度M9863校核軸的強(qiáng)度繪圖略查的角接觸球軸承A183MM。因此,作為簡支梁的軸的支承跨距ML437182兩支承端的約束反力為NFARHR07542021截面中心處的彎矩為MLFMRHR654102870541當(dāng)其為豎直面內(nèi)分解是兩支承端的約束反力為NFRVRV47121NR43723836895672截面C左側(cè)的彎矩為MNLFMRV243891RC1652截面左側(cè)的合成彎矩為MNVCRHC81079236541022211截面右側(cè)的合成彎矩為MVCRHC22222蝸桿與聯(lián)軸器之間的扭矩為MNNPT273496059501因?yàn)檩S為單向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以扭矩為脈動(dòng)循環(huán)，折合系數(shù)，危險(xiǎn)截面C處的彎矩為60MNTMCR031723460817222計(jì)算危險(xiǎn)截面C處滿足強(qiáng)度要求的軸徑由公式13220DTWRR可得MMDRC603607133由于中心處有鍵槽，故將軸徑加大5，即。而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡圖中，該處的M320563軸徑為，故強(qiáng)度足夠。D17、軸承的驗(yàn)算計(jì)算過程及說明結(jié)果71蝸輪軸承的驗(yàn)算71,1兩軸承承受的徑向載荷將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面，如右圖NFVR01791R3482將軸系部件受到的空間力系分解為水平面，如上圖NFHRR8421731VR2562RR7322查軸承的有關(guān)系數(shù)E04,Y15。則軸承的派生力為NYFRD4178521RD32因?yàn)?被放松，2被壓緊則軸向當(dāng)量荷為NFDA41785123271,2算軸承壽命因?yàn)镋FRA3024561781RA2查出徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對(duì)軸承101YX對(duì)軸承25422因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有沖擊載荷，查得取。812PF則51PFNFYXPAR36541FRP789222因?yàn)椋园摧S承2的受力大小驗(yàn)算（由前結(jié)1果得HLH4/083HNPCH4360152761選軸承可滿足壽命要求。71,3蝸桿軸承校核由于蝸桿軸的軸向力太大,選用的是角接觸球軸承配,在此就不對(duì)其進(jìn)行精確校核。P135347825794788、鍵的驗(yàn)算計(jì)算過程及說明結(jié)果81蝸輪軸上的鍵驗(yàn)算由前面軸的設(shè)計(jì)得出的軸上鍵的選擇為蝸輪周向定位的鍵為A型平鍵規(guī)格為，半聯(lián)軸MLHB70142器周向定位為C型平鍵為。89查得平鍵的驗(yàn)算公式為33210PTPKLD鍵、軸材料為鋼，輪轂的材料是鑄鐵，鑄鐵的許用壓力較小。查得鑄鐵許用擠壓力5060MPA，取其平P均值。A型鍵的工作長度70MPAP5BLL2050MM，鍵與輪轂槽的接觸高度7MM。由以HK50上公式可得MPAKLDTP259705846221133可見，A型平鍵不符合要求，于是用兩個(gè)鍵。對(duì)于半聯(lián)軸器的C型平鍵盤，鍵、軸和半聯(lián)軸器材料都為鋼，查得鋼的許作擠壓應(yīng)力，取其MPAP120平均值。C型鍵的工作長度MPAP10，鍵與輪轂槽的接觸高度MBLL738245MM。由以上公式可得HK50MPAKLDTP3850734862113A型平鍵不符合要求因此用雙鍵C型平鍵符合要求可見，C型平鍵符合要求。9、潤滑的選擇計(jì)算過程及說明結(jié)果91潤滑油的選擇和潤滑方式由前已計(jì)算出蝸桿傳動(dòng)的相對(duì)滑動(dòng)速度SMNDVS/293COS1查得潤滑方式用油池潤滑，油的運(yùn)動(dòng)粘度為350。查得油的粘度等級(jí)為320（GB/T149061994）潤滑油選粘度等級(jí)為32010、蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算計(jì)算過程及說明結(jié)果101蝸桿傳動(dòng)的熱平衡計(jì)算蝸桿傳動(dòng)由于效低，所以工作時(shí)發(fā)熱量大。在閉式傳動(dòng)中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)散逸，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥♂專瑥亩龃竽ゲ翐p失，甚至發(fā)生膠合。所以，必須根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量和同時(shí)間內(nèi)的散熱量平穩(wěn)衡，以保證油溫穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。查得以下計(jì)算公式。CSPATD75321780453021050因?yàn)椋圆恍枰由嵫b置。80T11、箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。計(jì)算過程及說明結(jié)果111箱體的大體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)名稱符號(hào)蝸桿減速器尺寸（MM）機(jī)座壁厚11機(jī)蓋壁厚1935機(jī)座凸緣厚度B165機(jī)蓋凸緣厚度117機(jī)座底凸緣厚度2275地腳螺釘直徑FD20地腳螺釘數(shù)目N4軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑1D15機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)210結(jié)螺栓直徑聯(lián)接螺栓的2D間距L150軸承端蓋螺釘直徑3D8窺視孔蓋螺釘直徑46定位銷直徑D7、至FD12外機(jī)壁距離1C26，22,16、至F1D2凸緣邊緣距離224,20,14軸承旁凸臺(tái)半徑1R24凸臺(tái)高度H外機(jī)壁至軸承座端面距離1L8121C2大齒輪頂圓（蝸輪外圓）與內(nèi)機(jī)壁距離1132齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離211機(jī)蓋機(jī)座座肋厚M,19,81M軸承端蓋外徑2D軸承端蓋凸緣厚度T88軸承旁聯(lián)接螺栓距離S2D12設(shè)計(jì)小結(jié)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。這次的題目是“帶式運(yùn)輸機(jī)上的單級(jí)蝸桿減速器”的設(shè)計(jì)，雖然看似拿到的設(shè)計(jì)題目很簡單，但是真正操作起來，才發(fā)現(xiàn)有很多的細(xì)節(jié)和知識(shí)我們并沒有掌握。說實(shí)話，做課程設(shè)計(jì)真的有點(diǎn)繁瑣和勞累。在把握整體設(shè)計(jì)思路的同時(shí)，又要為細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)而前瞻后顧。比如我們組一開始在確定傳動(dòng)比時(shí)，就因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)還沒確定、蝸輪蝸桿分度圓直徑也沒確定的情況下犯了不小的疑慮，不知道該如何下手。并且，經(jīng)驗(yàn)公式和第一標(biāo)準(zhǔn)的使用也為設(shè)計(jì)帶來了一定的自由空間，但是已經(jīng)習(xí)慣使用精確公式的我們卻不敢一下子就接受經(jīng)驗(yàn)公式和眾多的第一標(biāo)準(zhǔn)。而且，前期的計(jì)算工作也需要不怕勞累和辛苦，有的時(shí)候可能要在教室待上一天，參考很多本機(jī)械設(shè)計(jì)參考書和手冊(cè)，才能順利計(jì)算出一部分?jǐn)?shù)據(jù)，真的很