单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书.docx
蜗杆涡轮减速器设计说明书姓名： 胡文强 （100104219）班级：车辆工程1002班系别：机械系目录1、机械设计课程设计任务书（）2、机构运动简图（）3、运动学和动力学计算（）4、传动零件设计计算（）5、轴的设计及校核（）6、箱体的设计（）7、键等相关标准的选择 ()8、减速器结构和润滑的概要说明()9、设计小结()10、参考资料()1机械设计课程设计任务书专业班级车辆工程学生姓名胡文强学号100104219课题名称蜗杆减速器设计时间一、原始数据已知条件输送带拉力F/KN输送带速度V/(m/s)滚筒直径mm数据5.50.8450工作条件：传动不逆转，工作速续，平稳。起动载荷为公称载荷的1.25 倍。每天工作24小时，寿命七年。基本要求：1、一张0号草图。2、一张0号正式装配图。3、2张2号零件图。2、机构运动简图1.电动机；2联轴器；3减速器；4链传动；5滚筒；6.运输带3、运动学和动力学计算3.1电动机的选择 3.1.1选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y系列鼠笼式三相异步电动机。3.1.2选择电机的型号 3.1.2.1工作机所需电动机功率PdPd=空 kw门工作机输入功率PwF v 5500x 0.8Pw= TO00 =1000 =4.4kw传动装置总效率门总门总=门联轴器门3轴承门蜗杆门链条=0.99*0.983*0.8*0.92=0.693.1.2.2确定电机功率及型号K Pw 1.1x 4.4Pd=一总=0.69 =7kw查机械设计课程设计P209电机型号额定功率额定转速中心高H轴径DY132M-47.5kw1440r/min132mm38mm3.2计算总传动比和各级传动比的分配3.2.1计算总传动比:.苗"电机i总=nw60vn . FF 电机电机”D = 1440x34X0.45 =4239i 总=60v60 x 0.8w取i链=2.1'总 42.39 = 20 18 ”“i蜗轮蜗杆=J链=2.1.取1蜗轮蜗杆=2042.39 - 42 _校核：42.39 = °.92%v5% 3.3计算传动装置的运动和动力学参数3.3.1转速 n 蜗杆=1440r/min蜗杆 1440 = 72 / -n蜗轮=!蜗杆=Fr/min蜗轮=72 = 34 3 n滚筒=27i 链2.13.3.2功率，蜗杆=Pd沼联轴器=0.99 x 7 = 6.93KN5 蜗杆=6.93x0.982 乂 庭=5'32K已知：P=5.32KW n=72r/mini=20P蜗轮"蜗带2轴承P滚筒"轮.门轴承链条=5.32 x °.98 x °.92 = 4.8 KN3.3.3转矩T蜗杆=9550 x "蜗杆=9550 x= 46.42N m"蜗杆1440一 5.32-.T蜗轮=9550 x 7 = 705.6N m-4.8一 /T 9550 x= 1336.4N m链=34724.传动零件设计计算4.1链传动设计(1)链轮齿数有机械设计基础表13-2选小链齿数Z1=26 大链齿数 Z2=i*Z1=26x 2.1=54.6 取 55 (2)链条节数初定中心距a0 =40pL = 2 a0 + Z1 + Z 2 +P p 一» a040p 26 + 55 p(3)计算功率=2 Xp +=12155 - 26V 40p CKA=1.0Pc=KA*p=1.0 *5.32=5.32kw(4)链条节距pP0= C有机械设计基础表13-13得K Kz m1 * 丫。812)r 26 丫08 l巧J=1.4一-5.32采用单排链，Km=1.0 故 P0 = J 4乂 i.o = 3.8kw有n=72r/min, P0=3.8kwz查有机械设计基础图13-33可选用16A链条。在查表13-11得16A节距为P=25.40(5)实际中心距a=a0=40p=40*25.4=1016mm(6)计算链速v = Z1 .p n = 26 x 25.4 x 72 = 07960 x 100060 x 1000.(7)作用在轴上的压力FQ=1.3FF=1000*Pc/v=1000*5.32/0.79=6734.2NFQ=1.3*6734.2=8754.4N4.2蜗轮蜗杆传动设计已知：P=7kw n=1440r/mini=20（1）选择材料并确定许永应力蜗杆用45钢表面淬火，硬度为45-55HBR,蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1，砂模铸造。许用接触应力，查表机械设计基础12-4得【。H】=200MPa许用弯曲应力，查表机械设计基础12-6得O F=50MPa（2）选择蜗杆头数Z，并估计传动效率由i=20查表机械设计基础12-2，取Z1=2，则Z2=40由Z1=2，查表机械设计基础12-8n =0.8（3）确定蜗轮转矩T2 =705.6 N m（4）确定使用系数Ka，综合弹性系数ZE.取Ka=1.1. ZE=150 （钢配锡青铜） d（5）确定接触系数E P，假定& 一 ，由机械设计基础图12-11 得 Ep =2.8（6）计算中心距aa > 3 K T ZeEp = 31.1 x 705.6x150X 208 = 150.7L2 Pt00-(7) 确定模数m,蜗轮齿数 2，蜗杆直径系数q,蜗杆导程角角，中心距 a等参数。由 机械设计基础式 12-10 得 d = 0.68 x a°875 = 0.68 x 150.7°875 = 54.7 mm m_ 2a-d1 _ 2x 150.7-54.7 _6 口40-= 由机械设计基础12-1，选n=6.3mm, q=10,d1=63mm由式 a=0.5m(q+z 2 )=0.5*6.3(10+40)mm=157.5>150.7 接触强度足 够。导程角：-arctan； = 11.3099d2=6.3*40=252mm(8) 校核弯曲强度蜗轮齿形系数:z当量齿数七_点40_ 42.4cos11.30993查机械设计基础11-8得YFa2 _ 2.4蜗轮齿根弯曲应力： _ 1.53KAT2 Y_ 1.53 x 1.1 x 705.6 x 1000 乂 2 4F 一 dd2mcos Fa2 63 x 252 x 6.3 x cos11.3099._ 29MPa < &F _ 50MPa弯曲强度足够。（9）计算蜗杆传动主要尺寸中心距=157.5mm名称蜗杆蜗轮齿数Z1=2Z2=40分度圆直径d1=63d2=252齿顶高ha1=6.3mmHa2=6.3mm齿跟高Hf1=1.2m=7.56mmHf2=1.2m=7.56mm齿顶圆直径da1=6.3*12=75.6mmDa2=6.3*42=264.6齿根圆直径df1=6.3x 7.6=47.88Df2=6.3*37.6=236.8_ 兀 dn _3.14x 63x 1440 蜗杆圆周速60 x 100060 x 1000人采用蜗杆下置。5、轴的设计计算及校核5.1输出轴的设计5.1.1选材选用 45 钢，正火处理，。b=600MPa,a -1b=55MPa5.1.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径532d > C3 匕=1103：_ = 46.16mmV 万V rr5.1.3轴承和键：采用圆锥滚子轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定，轴伸处用C型普通平键联接，用A型普通平键连接蜗轮和轴。5.1.4轴向尺寸的确定dl取50mm,d2=55mm,d3和轴承相配合，选轴承型号30212,查机械设计课程设计型号为30212的轴承宽度T=23.75mm，D=110mm,内径 d=60mm.故 d3=60mm,d4=63mm,d5 和蜗轮孔径相配合， d5=70mm,d7=60mm,d6 为轴承肩，d3=73mm.5.1.5确定径向尺寸L1=76mm,l2=53mm,轴承宽度为 23.75mm,取挡油板厚 12.25mm,l7=l3=36mm.和传动零件相配合的轴段长度，略小于传动零 件的轮毂宽。轮毂的宽度B2=（1.2-1.5）d5=84-105=100mm，因此取 联轴l5=98mm,两轴承间距离为250mm,轴总长度l=403mm.5.2蜗杆轴的设计5.2.1选材选用 45 钢，正火处理，。b=600MPa o -1b=55MPa5.2.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径p 6.93d > c3'= 1103_ = 18.6mm、n 14405.2.3采用圆锥滚子轴承，型号30209，内径d=45mm,外径D=85mm， 厚度T=20.75，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定。5.2.4轴的径向尺寸d1=30mm,d2=33mm，该直径处安装密封毡圈，d3和轴承内径相配合， 选30209，由机械设计课程设计查得该轴承内径d=45mm，宽度T=20.75mm,D=85mm,故 d3=45mm,d6 取蜗杆齿顶圆直径， d6=75.6mm,d9=45mm.5.2.4轴向尺寸的确定L1处按联轴器，选YL5,轴径30mm,半轴孔长60mm,所以 L1=60mm,l2=55mm,l3 处安装轴承，轴承宽为 20.75mm,l3=20mm,两轴 承之间距离二252mm,l9=15mm，蜗杆端面和箱体的距离取10T5mm，轴 承断面和箱体的距离取5mm,轴总长二420mm.6.箱体的设计6.1箱体的结构形式和材料采用下置剖分式蜗杆减速器铸造箱体，材料HT1506.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系名称尺寸箱座壁厚00 =0.04a+3=9.3mm箱盖壁厚019mm箱座凸缘厚度b1, 箱盖凸缘厚度b， 箱座底凸缘厚度 b2b=1.5*0 =1.5*9.3=13.95mmb1=1.5*0 1=1.5*9=13.5mmb2=2.5*0 =2.5*9.3=23.25mm地脚螺钉直径及数目沉头座直径d f =0.036a+12=17.67mm, n=4.D0=45mmdf'=20mm通孔直径底座凸缘尺寸C1min=25mm,c2min=23mm轴承旁连接螺栓直径通孔直径沉头座直径凸缘尺寸d1=0.75 d f =0.75*17.67=12.5mm 取 d1=12mm。d'=13.5mmD=26mmc1min=20mm,c2min=16mm,箱盖，箱座连接螺栓直径通孔直径沉头座直径凸缘尺寸d2=0.5 df =(0.5-0.6)*17.67=10mm 螺栓间距 l=180mm11mm22mmc1min=18mm,c2min=14mm轴承端盖螺钉直径d3=0.4df =(0.4-0.5)*17.67=8mm检查孔盖螺钉直径d4=(0.3-0.4) d f =7mm蜗杆轴承盖外径蜗轮轴承端盖外径D2=D+(5-5.5)d3=85+(5-5.5)*8=125mmD2=D+(5-5.5)d3=110+(5-5.5)*8=150mm轴承旁连接螺栓距离S=D2=150mm箱体外壁至轴承断面的距离l1=c1+c2+(5-8)=蜗轮顶圆距箱体距离 11.26 =1.2*9.3=11.16mm蜗轮断面和箱体的距离 2N6 =9.3mm连接蜗轮的键选b*h=20*12,l=80mm,蜗杆连接联轴器的键b*h=8*7, l=45mm.蜗轮轴端连接链轮的的键b*h=12*8,l=60mm.
