单机涡轮蜗杆减速器

机械设计课程设计说明书 课程名称：机械设计课程设计 设计题目：带式输送机传动装置 学 院：工程机械 班 级： 学 号： 姓 名：cwgni 指导老师： 设计时间：2011.07.06一.课程设计任务2二.传动方案的分析与拟定3三.电机的选择3四.传动装置参数的确定5五.传动零件设计6六.蜗轮蜗杆效率及润滑计算8七.蜗轮蜗杆传动几何尺寸8八.涡轮蜗杆疲劳强度校核10九.蜗杆轴、蜗杆轴及涡轮、蜗杆的参数111.蜗轮及蜗轮轴的设计计算112.蜗杆轴的设计计算15十.箱体的设计18十一.减速器热平衡计算19十二.其他部分的设计与选择201.窥视孔盖202.通气器203.减速器的润滑油选择20十三.参考文献20一.课程设计任务题目：设计用于带式输送机的蜗杆减速器带式运输机工作原理图：已知条件：1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35；2) 使用折旧期；8年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4) 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5) 运输带速度容许误差：5%；6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。原始数据：运输带工作拉力F=2300N；运输带工作速度V=1.1m/s；滚筒直径D=300mm。二.传动方案的分析与拟定电动机轴与减速器高速轴连接用的联轴器，由于轴的转速较高，为了减小启动载荷、缓和冲击，应选用具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，故选用弹性柱销联轴器。减速器低速轴与工作机轴连接用的联轴器，由于轴的转速较低，不必要求具有较小的转动惯量，但传递转矩较大，故选用齿式联轴器。按本次课设要求选择一级涡轮蜗杆减速器，简图如下：1电动机；2一联轴器；3蜗杆减速器；4卷筒；5输送带三.电机的选择 计算与说明 结果1.选择电动机类型 选用Y系列三相异步交流电动机。2.选择电动机容量 工作机的有效功率为： 参考文献2表1-7得各个传动件的效率范围，分别取：:； ； ； 工作机的总效率为： 3.确定电动机转速 参考文献2表1-8得蜗轮传动比： 所以电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速为1000r/min、1500r/min、3000r/min三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1500r/min的电动机。 根据电动机的类型、容量和转速，由电机手册选定电动机型号为Y112M-4。4. 电动机的外形及尺寸：电动机型号额定功率（kw）满载转速（r/min） 堵转转矩（额定转矩） 最大转矩（额定转矩）质量（kg）轴径(mm)Y112M-4414402.22.34328中心高H外形尺寸L(AC/2+AD)HD脚底安装尺寸AB脚底螺栓直径K轴伸尺寸DE键连接部分尺寸FGD 112400（115+190）265 190140 12286082428选定电动机型号为Y112M-4。四.传动装置参数的确定 计算与说明 结果1.1 总传动比及分配： 由于使用涡轮蜗杆单级传动故涡轮蜗杆 取i=211.2 各轴转速 第一轴转速： 第二轴转速：1.3 各轴的输入功率 第一轴功率： 第二轴功率： 卷筒功率：1.4 电动机轴的输出转矩： 各轴的输入转矩：第一轴转矩：第二轴转矩：卷筒的转矩：i=21五.传动零件设计 计算与说明 结果 选择阿基米德螺线蜗杆（ZA)。1. 蜗轮蜗杆材料及热处理由于蜗杆传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号钢制造，整体调质，齿面硬度220250HBS。蜗轮材料，根据其中n1为蜗杆转速，T2为蜗轮转矩。初估蜗杆副的滑动速度，选择蜗轮的材料为铸锡磷青钢ZCuSn10P1，又因小批量生产，则用砂型铸造。2.蜗轮蜗杆传动主要参数蜗杆传动的主要失效形式是齿面胶合、齿面点蚀和齿面磨损，而且失效通常发生在蜗轮轮齿上。因此采用齿面接触疲劳强度条件计算蜗杆传动的承载能力，并在选择许用应力时，要适当考虑胶合和磨损等失效因素的影响。故采用公式1. 确定载荷系数K由于载荷系数K=由参考文献1表11-5查得载荷性质为中等冲击时，取1.15假设蜗轮圆周速度4年故涡轮轴轴承寿命满足要求。2.蜗杆轴的设计计算 计算与结果 结果1).材料选择及附图因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45号钢，调质处理。2).初算轴颈轴伸部位安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用非金属弹性元件挠性联轴器，由转速和转矩得考虑轴头有一键槽，将轴径增大5%，即d=13.141*1.05=13.798mm，由参考文献2表8-5选LX2型弹性销联轴器。3).轴各段尺寸(1)轴段1 由所选联轴器可得d1=25mm,L1=44mm; 由轴段的直径查参考文献2表的键的尺寸：bhL=8726;(2) 轴段2 确定轴段2的直径时，应考虑联轴器的固定及密封圈的尺寸两个方面。由参考文献2表7-12可得d2=30mm,L2=45;(3) 轴段3、9 考虑到蜗杆减速器有轴向力，轴承类型选用圆锥滚子轴承，轴段3上安装轴承，要使轴承便于安装又符合轴承内径系列，取轴承型号为30207，有参考文献2表6-7得，其内径d=35mm，外径D=72mm，宽度B=17mm，故取d3=d9=35mm，考虑到安装套筒及挡油板时的位置，取L3=L9=32mm；(4) 轴段4、8轴4、8的两外端固定套筒,h=(0.070.1)d3=2.453.5mm,取h=2.5mm取d4=d8=40mm;取L4=L8=30mm;(5)轴段6由da1=75.60mm，df1=47.88.则d6=75.60mm考虑螺旋线长度齿宽，取L6=100mm;联轴器d1=25mmL1=44mmd2=30mmL2=45md3=d9=35mmL3=L9=32mmd4=d8=40mmL4=L8=30mmd6=75.60mmL6=100mm(6)轴段5、7避免轴段直径变化过快，故取d5=d7=46mm;L5=L7=43mm;(7)蜗杆轴总长： L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9=44+45+32+30+43+100+43+30+32=399mm。4).键的强度校核键的连接强度蜗杆轴键的连接强度满足要求。5).轴承受力作出轴承受力图：水平面上：对1点取矩可得 竖直面上：对1点取矩有得 。6)轴承强度校核轴承型号为30210，其内径d=35mm，外径D=72mm，宽度B=17mm，轴承反装由参考文献2表6-7得e=0.37,Y=1.6,C=54.2KN 则;d5=d7=46mmL5=L7=43mmL=399mm由得由得则有，则按照1轴校核：故蜗杆轴轴承寿命满足要求。十.箱体的设计箱座壁厚箱盖壁厚箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度箱座底凸缘厚度地角螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁连接螺栓直径盖与座连接螺栓直径连接螺栓的间距轴承端盖螺钉直径视孔盖螺钉直径定位销直径到外箱壁的距离至凸缘边缘距离凸台高度外箱壁至轴承座端面距离铸造过度尺寸蜗轮外圆到内箱壁距离1蜗轮轮毂与内箱壁距离2箱盖,箱座肋厚蜗轮轴承端盖外径蜗杆轴承端盖外径蜗轮轴承旁连接螺栓距离十一.减速器热平衡计算P=2.53kw; 通风良好故取 减速器保持正常工作温度所需的散热面积为实际散热面积A=421652+11247+354255+252(153+354)+1531602+1603542 +33(145+110)42+354153 =531091.3mm2=0.53m2则有AS。故热平衡。十二.其他部分的设计与选择1.窥视孔盖由箱体尺寸及参考文献2表11-4选择窥视孔的参数如下 L1 L2 b1 b2孔直径 孔数 盖厚 R 120 105 90 75 7 4 4 52.通气器由箱体尺寸及参考文献2查表11-5得dd1d2d3d4Dhabch1RD1skefM181.5M331.58316404012716184025.4226223.减速器的润滑油选择 由查参考文献1表11-21选择蜗杆传动的润滑油粘度荐用值V40=350cSt。 十三.参考文献【1】 濮良贵，纪名刚主编.机械设计.八版.北京：高等教育出版社，2006【2】 吴宗泽，罗圣国主编.机械设计课程设计手册.3版.北京：高等教育出版社， 2006【3】 孔庆华主编，机械设计基础. 上海：同济大学出版社 2003 CopyRightwgni