哈工大机械设计课程设计蜗杆减速器设计说明书

目录

一、选择电机 (2)

二、计算传动装置的传动比 (3)

三、计算传动装置各轴的运动参数与动力参数 (3)

四、传动零件的设计计算 (4)

五、热平衡计算 (7)

六、机体的结构尺寸 (7)

七、蜗轮与蜗轮轴的设计计算 (8)

八、蜗杆轴的设计 (15)

九、减速器的润滑及密封条件的选择 (16)

十、减速器的附件设计 (17)

一、选择电机

1、选择电机类型

按工作要求和工作条件选择YB 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V 。 2.选择电机的容量

工作机的有效功率为: 365.11000

65

.021001000=⨯==

Fv P W 从电动机到工作机输送带间的总效率为; 4321ηηηηη=∑

式中：

1η---联轴器的传动效率；

2η---轴承的传动效率； 3η---蜗轮的传动效率；

4η---卷筒的传动效率。

由表9.1可知，10.99η=，98.02=η，30.75η=，96.04=η，则692.0=∑η，所以

电动机所需的工作功率为

Kw P P w

d 974.1692

.0365

.1==

=

∑

η 2、确定电动机的转速

工作机卷筒的转速为

min /50250

14.365

.0100060100060r d v n w ≈⨯⨯⨯=⨯=

π

由于蜗轮的齿数为28—80，故选则蜗杆的头数Z 1=2。 所以电动机转速可选的范围为

2000~50050)40~10(=⨯=⨯=∑w d n i n min /r

符合这一范围的同步转速为500r/min ，1000r/min 和1500r/min 。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1000r/min

的电动机。

根据电动机的类型、容量和转速，由机械设计手册选定电动机的型号为Y112M-6，其主要性能如表1.1所示，电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如表1.2所示。 表1.1 Y112M-6型电动机的主要性能

表1.2

电动机的主要外形和安装尺寸（单位mm ）

二、计算传动装置的传动比

总传动比

8.1850

940===

=∑w m n n i i 三、计算传动装置各轴的运动参数与动力参数

1、各轴的转速

Ⅰ轴 min /9401r n n m == Ⅱ轴 min /508

.18940

12r i n n ===

卷筒轴 min /5023r n n ==

2、各轴的输入功率

Ⅰ轴 Kw P P d 954.199.0974.111=⨯==η

Ⅱ轴 Kw P P 451.175.099.0954.1321

2=⨯⨯==ηη 卷筒轴 Kw P P 422.199.099.0451.1212卷

=⨯⨯==ηη 3、各轴的输入转矩

电动机的输出转矩T d 为

mm N n P T m d d ⋅⨯=⨯⨯=⨯=466

1001.2940

974.11055.91055.9 所以：Ⅰ轴 mm N T T d ⋅⨯=⨯⨯==4

4111099.199.01001.2η

Ⅱ轴 mm N i T T ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==5

432121078.28.1875.099.01099.1ηη 卷筒轴 mm N T T ⋅⨯=⨯⨯⨯==5

5212卷1072.299.099.01078.2ηη

将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用。

表1.3

传动装置的运动和动力参数

四、传动零件的设计计算

1．蜗轮蜗杆的材料选择

由于输入功率不太大，转速也不是很高，蜗杆材料选用45钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度220~250HBW 。对于蜗轮材料，初估蜗杆副的滑动速度v s<6m/s ，故选择蜗轮的材料为铝青铜。

2、按疲劳强度设计模数

根据公式

2

2212

)][(9H

E z Z KT d m σ≥

式中：z 2——蜗轮的齿数； T ——蜗轮的转矩； z E ——为弹性系数； d 1——蜗杆分度圆直径；

H ][σ——材料金恩许用接触应力；

K ——载荷系数。

根据减速器的工作环境及载荷情况，参考文献[1]表7.4查的使用系数K A =1.0；假设蜗轮圆周速度v 2<3m/s,则动载系数K v =1.0；因为工作平稳，故取齿向载荷分布系数K β=1.0，所以

K=K A K βK v =1.0×1.0×1.0=1.0

由于蜗轮的齿数在28~80之间，且考虑到减速器的尺寸，选取蜗杆头数z 1=2，则蜗轮齿数

z2=z1×i=2×18.8=37.6，取为

38，故此时

192

38

12===

z z i ，

)%5~3(%1.1%100|8

.188

.1819|||

<=⨯-=∆i i ，即传动比符合要求。 查表得弹性模量Z E =MPa 160；材料基本许用接触应力MPa H 180][=σ。带入公式

中得

35222210.1369)180

38160

(1078.20.19)][(

9mm z Z KT md H E =⨯⨯⨯⨯⨯=≥σ

查参考文献[1]表7.1，选取模数m=5mm ，蜗杆分度圆d 1=63mm 。 3、验算蜗轮圆周速度v 2，相对滑动速度vs 及传动效率η s m n d v /497.01000

6050

38514.31000

602

22=⨯⨯⨯⨯=

⨯=

π

显然v 2<3m/s,与原假设相符，即K 取值合适。

由159.063

2

5tan 11=⨯==

d mz γ，得02.9=γ°，所以 s m n d v s /13.3°

02.9cos 100060940

6314.3cos 1000601

1=⨯⨯⨯⨯=

⨯⨯=

λ

π

显然v s <6m/s ，与原假设相符，取K v 值合理。

由v s =3.13m/s ，查参考文献[1]表7.7，利用插值法得当量摩擦角'ρ=2°35’，所以

758.0~749.0)

35.202.9tan(02

.9tan )96.0~95.0()'tan(tan )

96.0~95.0(=+⨯=+=ρλγη

与原来初值取值相符。

4、计算蜗轮蜗杆的主要几何尺寸

中心距mm d d a 5.1262

190

63221=+=+=

，取mm a 130'=，则变位系数