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

目录

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

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

二. 传动方案的拟定

（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

（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 d 52.2272

.443632.01123322=⨯=≥ （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。 [2]各轴段径向尺寸确定

初估轴径后,就可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段A-B 为最小端,故该段直径为26mm 。C-D 段和F-G 安装轴承，故该段直径为45mm 。为了设计的需要，考虑安装密封装置，设计B-C 段的直径为32mm 。E-F 段为蜗轮提供轴向定位，选直径为64mm 。安装轴承的C-D 段和F-G 段均有挡油板，提供轴向定位。D-E 段安装蜗轮，直径60mm 。 [3]各轴段轴向尺寸确定

A-B 段安装齿轮，根据前面关于开式齿轮的设计计算，其长度可取70mm 。B-C 段考虑装配时扳手空间，取长度为42mm 。C-D 段和F-G 段安装轴承及轴向定位的套筒和挡油板，其长度可分别取42mm 和45mm 。轴段D-E 装蜗轮，取长度为80mm 。E-F 段为定位轴肩，其长度为5mm 。

（6）按弯扭合成校核高速轴的强度

在确定轴承支点位置时，查《机械设计手册》得30209圆锥滚子轴承的a=16.9mm ，做出简支梁的轴的跨距为108mm 。

由前面计算得： N d T F t 997205

102230

2222=⨯== N d T F a 27650

6895

2211=⨯== N F F t r 363tan ==α

① 绘出轴的计算简图

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== 计算弯矩：

m N L F M NH H ⋅=⨯=⨯=919.261000/545.49822

③在垂直面上： 计算支反力：

由01122=-+L F M L F NV a NV

2

1NV NV r F F F +=

2

D F M a a =

得N F NV 4.4431=， N F NV 4.802-= 计算弯矩：

m

N F M NV V ⋅=⨯=⨯=95.231000/3.454.4435411

m m

⋅

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。