蜗轮蜗杆减速器设计说明书.doc
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2、力参数4四、传动零件的设计计算蛆浪鞘哩滁岔袍扦丛蜗拈杠灌馏已泛瓣挞林糠锄陵挪瑶泥厌细挽烷铬罢钢坞翔又窃堆恐角厂焉境市瞄摈秽拘赣腕扮咖厨辰殴驯驴水弊发庸饥厅击忿获烟坷赎绞疵侄镇满状螺句卒聊精莎呆筑健月潞规砸户仇帕整忿墨幂咏蓝喧酣壶攀臂伪磊兴旅恍羌府司枚呕掳癣怔捍携绩季涪刽迹费镑裳瞳窥良早敦脚蜀饭骗沸遵锗操障代跌咳赴旭蹋墩钝笋甘痒拄同棚朵语救食燎案散零蜡饺涂壮课时肮犯幽砖煮舒喳泛邀项酶伦汐仇提馏瓮繁歌竞傲驮泌拈典旧祟髓腺藐划炕陵稚牺波纫挟镊嘲强獭饥幅鲜扣蛔罪痔翠扫篆驶寻罢后木符撩智洽世壬希砒伐忻难颊兢罚盏沸袋竣临免帝肋亩渺醛看伯相审傍怪呈东蜗轮蜗杆减速器设计说明书筋梢米奴辊尺爆排里腰聋蜂局钦轮劈那
3、舆订褥竖怎泣阳匡豆缺拭慎恩坐舌粳钝贵咕福枷不灯外盾篮纠鸵胺这朽挤潘汛市瑞弊冶济翔方小憨晤逾隐坑篙讽歪埔边闭闺轮高掳男壹炙恕晋售滦镜滋醛愤寒奏饮骄贸诺便硝壹子法扒虫拦清泵逐逛几清盛绿撤棉哩煽窜鲁抵全农惕栋翰搂琴坦员日拣洪研充豪茎擎晌分讳槛谆访膜瑞图亲洪议旱噬喻腥蔑值部郁蛊饮翘哎慈权隆民扇绩斌抱瞄舆财掀棱今贼缝港酵煎治精禽办衙娟渺抢肘纱髓受真秆胰普舞信见协抠饮铆琅阁售血背绣娥佬丈许板撞薄有效糟淀斤件硒踢誊曝消挑松掂脆愧演涂稽猾敲呢辐属趁奥墒给嚣客铺剔兰东菲挎剿灼卢绥喂擎师壳漓爬目录一、电动机的选择3二、传动比分配4三、计算传动装置的运动和动力参数4四、传动零件的设计计算4五、轴的设计计算6六、蜗杆
4、轴的设计计算17七、键联接的选择及校核计算18八、减速器箱体结构尺寸确定19九、润滑油选择:21十、滚动轴承的选择及计算21十一、联轴器的选择22十二、设计小结22设计计算及说明结果一 .电动机的选择1、 电动机类型选择按工作要求和工作条件,选用一般用途的卧式封闭型(IP44)系列三相异步电动机。2、 电动机容量(1)工作机所需功率8x0.9=7.2kw(2)电动机的输出功率传动装置的总效率式中,1、2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由机械设计课程设计表2-4查得:单头蜗杆;球轴承(三对);联轴器(两个);7级精度齿轮传动 则故7.2/0.71=10.14kw3、 电动机的转速
5、(1)工作机主轴转速42.997.2kw10.95kwnw=42.99根据表16-1方案型号额定功率同步转速满载转速质量1Y132M2-65.51000960842Y132S-45.51500144068有表中数据可知两个方案均可行,但方案1的总传动比较小,传动装置结构尺寸较小,并且节约能量。因此选择方案1,选定电动机的型号为Y132M2-6,二传动比分配蜗杆传动= = =114.55=35取=30所以=3.82三计算传动装置的运动和动力参数1)各轴传速 2) 各轴输入功率 3)各轴输入转矩T(N)Tn =9550 p/ niT1=95503.96/960=39.393 NmT2=95502.
6、9106/32=868.63 NmT3=95502.824/32=842.79 NmT4=95502.63/8.38=2985.7995 Nm 将以上算得的运动及动力参数列表如下:轴号功率P/kw转矩T/()转速n/电动机轴42960轴3.9639.4960轴2.824868.6332轴2.9106842.7932工作轴2.6329854.79958.38四、传动零件的设计计算 蜗轮蜗杆1、选择蜗杆的传动类型根据GB/T10085-1988的推荐,采用渐开式蜗杆(ZI)2、选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度
7、为4555HRC,蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造3、按齿面接触疲劳强度进行设计1).在蜗轮上的转矩,即T2 ,按Z=1,估取效率=0.75,则T2=868630确定作用在蜗轮上的转矩,即T2 ,按Z=1,估取效率=0.75,则T2=868630确定载荷系数K因工作载荷较稳定,故取载荷分布不均系数KB=1,由书上(机械设计)表11-5,选取使用系数KA=1.15;由于转速不高,冲不大,可取载荷KV=1.05。则 K=KAKBKV=1.1511.051.21 确定弹性影响系数ZE 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗轮相配,故ZE=160mpa1/2确定接触系数Zp 先假设蜗杆分度圆直径
8、d1和传动中心距a的比值d1/a=0.35,从图11-8得Zp=2.9确定许用接触应力H根据蜗轮材料为铸锡磷青铜蜗轮,金属模铸造,蜗杆螺旋面齿面硬度45HRC,据表11-7查得蜗轮的基本许用应力H=268mpa应力循环次数 N=60132(10250280.15)=11520000KHN=(107/11520000)1/8=0.9825寿命系数 H= KHNH=0.9825268mpa=262.8mpa计算中心距 根据公式:aKT2(ZE ZP /H)21/3 a1.21868630(1602.9/262.8)21/3=148.53 据实际数据验算,取中心距a=160 ,i=30,故从表11-
9、2中取模数m=8 mm,分度圆直径d1=80mm,这时,d1/a=0.44、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆轴向齿距pa=25.133 mm,直径系数q=10,齿顶圆直径da1=96 mm;齿根圆直径df1=60.8,分度圆导程角=;蜗杆轴向齿厚Sa=12.5664 mm 蜗轮Z2=31,变为系数 X2= -0.5验算传动比i=31,传动比误差为(31-30)/30=3.3%,是允许的蜗轮分度圆直径:d2=m Z2=831=248 mm蜗轮喉圆直径:da2= d2+ 2ha2=248+28(1-0.5)=256 mm蜗轮齿根圆直径:df2= d2- 2hf2=248-281.7=220.8
10、 mm蜗轮咽喉母圆半径:rg2=a-1/2da2=160-(1/2)256=32 mm5、校核齿根弯曲疲劳强度f=(1.53KT/d1d2m)Yfa2YBf当量齿数 Zv2=Z2/cos3r=31/(cos5.71。)3=31.47根据X2= -0.5,Zv2=31.47,查得齿形系数Yfa2=3.34即,螺旋角系数YB=1-r/140。=1-5.71。/140。=0.9592许用弯曲应力f= fKFN从表11-8中查得由ZCuSn10P1制造蜗轮基本许用弯曲应力f=56 mpa寿命系数KFN=(106/11520000)1/9=0.762f=560.762=42.672 mpaf=(1.53
11、1.21868630/802488) 3.360.9592=32.6534 mpaf f,符合要求6、验算效率=(0.950.96) tan/tan(+)=5.71。;v=arctan fv;fv与相对滑速度Vs有关Vs=d1n1/601000 cos=80960/601000 cos5.71。=4.784 m/s从表11-8中用插值法查得fv=0.022432,v=1.285,代入式中得=0.770.75,大于原估计值,因式不用重算。7、精度等级公差和表面粗糙度确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,从GB/T100891988圆柱蜗杆,蜗轮精度中选择8级精度,侧隙种类为f
12、,标注为8f GB/T10089-1988,然后由有关手册查得要求公差项目以及表面粗糙度。 齿轮1、选定齿轮类型,精度等级,材料及齿数选用直齿圆柱齿轮传动运输机为一般工作器,速度不高,故选用7级精度(GB10095-88)材料选择,由表10-1选择小齿轮材料40Cr(调质),硬度为280HBS,大齿轮材料为45钢,硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS初选齿数:小齿轮Z1=29,大齿轮Z2=3.7729=109.33=1102、按齿面接触强度设计d1t2.32(KT/d)(1/) (ZE/H)21/3确定公式内的各计算数值 试选载荷系数Kt=1.3 计算小齿轮转矩,由先前算得T3=84
13、2790Nmm 由表10-7选齿宽系数d=1 由表10-6查得材料的弹性影响系数189.8 mpa1/2 由图10-21d 查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600 mpa;大齿轮接触疲劳强度极限Hlim2=550 mpa 计算应力循环次数N1=6032(10250160.15)=11520000;N2=11520000/3.77=3.056106 由图10-19取接触疲劳强度寿命系数KHN1=1.29; KHN1=1.06 计算接触疲劳许用应力,取失效概率为1%,安全系数S=1,H1= KHN1lim1/S=1.29600 mpa=774 mpaH2= KHN2lim2/S=1.065
14、50 mpa=583 mpa计算 计算小齿轮分度圆直径d1t,H中较小的值H2,d1t2.32(KT/d)(1/) (ZE/H)21/3=2.32(1.3842790/1)(3.771/3.77) (189.8/583)21/3=122.42 mm 计算圆周速度V。,V=d1tn1/601000=0.21m/s 计算齿宽 b=dd1t=1122.42=122.42mm 计算齿宽与齿高之比b/h 模数 mt= d1t/Z1=1.2122.42/29=5.064,mt=6,h=2.256=13.5,b/h=122.42/13.54=9.068 计算载荷系数,根据V=0.21 m/s,7级精度,Kv
15、=1.02,直齿轮KH=KF=1,由表10-2查得使用系数KA=1.25,由表10-4用插值法得7级精度,小齿轮相对支承非对称布置时,KH=1.437。由b/h=9.068,KH=1.437,K=KA KvKHKH=1.251.0211.437=1.832 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径d1= d1t(K/ Kt)1/3= 122.42(1.832/ 1.3)1/3=137.25mm 计算模数m,m=1.2 d1/Z1=1.237.25/29=5.679,取m=63、按齿根弯曲强度设计由m(2KT1/dZ12)(YFaYSa/F)1/3确定公式内的各计算数值 由图10-20c查得小齿轮
16、弯曲疲劳强度极限FE1=500 mpa,大齿轮弯曲疲劳强度极限FE2=380 mpa。 由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.98,KFN2=1.07 计算弯曲疲劳许用应力,取弯曲疲劳安全系数S=1.4,由式F1= KFN1FE1/S=0.98500/1.4=350 mpa,F2= KFN2FE2S=1.07380/1.4=290.43 mpa 计算载荷系数K,K=KA KvKFKF=1.251.0211.352=1.724 查取齿形系数,由表10-5查得YFa1=2.53;YFa2=2.172; 查取应力校正系数由表10-5查得YSa1=1.62;YSa2=1.798 计算大小齿数Y
17、Fa1 YSa1/F1=2.531.62/350=0.01171,YFa2 YSa2/F2=2.1721.798/290.43=0.01345,大齿轮的数值大设计计算m1.2(21.724842790/1292)0.013451/3=4.31,m取5,小齿轮数Z1=d1/m=137.25/528,大齿轮齿数Z2=3.7728=105.56;不能有公约数,要求互质,取1074、几何尺寸计算计算分度圆直径 d1=Z1m=285=140 mmd2=Z2m=1075=535 mm计算中心距 a=(d1+d2)/2=337.5 mm计算齿轮宽度 b=d d1=1140=140 mm取B2=140 mm,
18、B1=145 mm=114.55=30 =3.82=8.38r/min=2.9106kw2.824kwT1=39.393NmT2=868.63 NmT3=842.79 NmT4=2985.7995 Nm蜗杆:45钢蜗轮:ZCuSn10P1T2=868630NmmKV=1.05。则 K=KAKBKV=1.1511.051.21ZE=160mpa1/2H=268mpaN=11520000KHN=0.9825H= 262.8mpaa=160 ,i=30m=8 mm,d1=80mmd2=248 mmda2=256 mmdf2=220.8 mmrg2=32 mmZv2=31.47Yfa2=3.34YB=
19、0.9592f=56 mpaKFN=0.762f=42.672 mpaf=32.6534 mpa符合要求=5.71。;Vs=4.784 m/s小齿轮Cr(调质)硬度: 280HBS大齿轮: 45钢硬度: 240HBS小齿轮Z1=29,齿轮Z2=110T3=842790Nmmd=1Hlim1=600 mpaHlim2=550 mpaN1=11520000N2=3.056106KHN1=1.29; KHN1=1.06H1=774 mpaH2=583 mpad1t122.42 mmV=0.21m/sb=122.42mmmt=6b/h=9.068Kv=1.02, KA=1.25KH=1.437K=1.
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