机械设计课程设计(蜗杆)

机械设计课程设计

计算说明书

设计题目链式运输机传动装置

专业班级

设计者

指导教师

一设计任务书 (3)

二传动方案的拟定 (4)

三电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 (6)

四传动零件的设计计算 (11)

1. 蜗杆及蜗轮的设计计算 (11)

2. 开式齿轮的设计计算 (15)

五蜗轮轴的设计计算及校核 (20)

六轴承及键的设计计算及校核 (28)

七箱体的设计计算 (33)

八减速器结构与附件及润滑和密封的概要说明 (35)

九设计小结 (38)

十参考文献 (39)

一．设计任务书

（1）设计题目：链式运输机传动装置

设计链式运输机的动装置，如图所示。工作条件为：链式输送机在常温下工作，负荷基本平稳，输送链工作速度V的允许误差为±5％；两班连续工作制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为5年，每年280个工作日。

（2）原始数据

二.传动方案的拟定

运输机牵引力

F(KN)

鼓轮圆周速度（允许误差±%5）

V(m/s)

鼓轮直径D

（mm）

0.95 0.31 350

（1）传动简图

（2）传动方案分析

机器一般是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。

传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为链轮输送机。本传动方案采用了三级传动，第一级传动为单级蜗轮蜗杆减速器，第二级传动为开式齿轮传动，第三极为链轮传动。蜗轮蜗杆传动可以实现较大的传动比，结构尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，应布置在高速级；开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，应布置在低速级；链传动的运动不均匀，有冲击，不适于高速传动，故布置在传动的低速级。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT100灰铸铁铸造而成。

该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，电压380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室使用比较环保。由于三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联

1 MPa

2

（2）求蜗轮轴上的功率、转速和转矩

由前面计算可知

n3= n1／1i =1390／31.08=44.72r/min

P3=P3=P2×η滚动轴承×η蜗杆=0.431×0.9875×

0.785=0.334kW

T2= T d×η滚动轴承×η联轴器=3.03×0.9875×0.99=2.962N•m

（3）求作用在蜗轮上的力

切向力N

d

T

F

t

30

.

413

2

2

2=

=

轴向力N

d

T

F

a

62

.

81

2

1

1=

=

径向力N

F

F

t

r

51

.

152

tan=

=α

（4）初步确定轴的最小直径

查《机械设计》（表15-3）先初步校核估算轴的最小直径，取A=112

mm

n

P

A

d52.22

72

.

44

3632

.0

1123

3

2

2=

⨯

=

≥

（5）轴的结构设计

[1]初选轴承

初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向和轴向力的作用，

故选用圆锥滚子轴承；参照工作要求，由轴承产品目录中初步选

取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承。查《机械设计课

程设计手册》（表9-3）初选型号为30209。

A=112妈妈

mm

d52.22

≥

② 在水平面上 计算支反力： 21NH NH t F F F +=N

2211L F L F NH NH ⋅=⋅

得：N F F NH NH 5.49821==

N F NH 5.4981=N

F NH 5.4982=m

N M H ⋅=919.26N

F NV 4.4431=N

F NV 4.802-=m

N M V =95.231m

N M V ⋅-=34.42m N M ⋅=03.361m N M ⋅=27.272

圆锥滚子轴承30209的相关参数 （2）轴承寿命验算

1）预期寿命 要求使用寿命L=5年×280天×16小时=22400小时

2）寿命计算

①求两轴承受到的径向载荷 1r F , 2r F 将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面（图B ）和水平面（图C ）两个平面力系。其中：图C 中的 Fte 为通过另加转矩而平移

到指定轴线；图A 中的Fae 亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。

型号 外形尺寸（mm ） 安装尺寸（mm ）

径d 外径D 宽度B

da min Da min ras max 轴 承 30209 45

85 20.75 52 74 1.5

N

F V r 26.762=N

F V r 26.761=F H r 65.2062=N

F H r 26.2191=N

F r 46.2321=N F

r 46.2322

=