机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计计算说明书

n2
=
n1 20
=
143.5
r min
4.2 计算各轴的输入功率
Pd 为电动机的功率
Pd = 3kw
P1 为蜗杆轴的功率
P1 = Pd • 1 = 3 0.99 = 2.97kw
P 为蜗轮轴的功率 2
P2 = P1 • 2 • 3 = 2.97 0.75 0.98 = 2.18kw
电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为
Pd = Pw kw a
由设计指导书公式（2）
Pw = Fv kw 1000
因此 Pd = Fv kw 1000a
估算由电动机至运输带的传动的总效率为
a = 123345 1 为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表 1 初选1 = 0.99 2 为蜗杆传动的传动效率2 = 0.75 3 为轴承的传动效率出选3 = 0.98
'

=
220Mpa
应力循环次数为
N
=
60j
•
n 2
•
Lh
n 2
= 143.5 r min
( n2 为蜗轮转速)
Lh = 16 8 365 = 46720h , ( Lh 为工作寿命)
j 为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数 j=1
N = 60 1 143.5 46720 = 402259200
1
Z E = 160Mpa 2
ZE =
1
160Mpa 2
6
机械设计课程设计
⑷ 确定接触系数 Z
先假设蜗杆分度圆直径和传动中心比
Байду номын сангаас
d1 a
= 0.4 由表中可查得 Z = 2.8
⑸ 确定许用接触应力[ H ]
蜗轮材料为铸锡磷青铜，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，可以
从机械设计基础中查得蜗轮的基本许用应力 H
运输机驱动鼓轮效率
w = 0.96 （包括鼓轮与轴承的功率损失）
工作年限 8 年， 每日工作 2 班
运输带速度允许误差为 5 ％
2.3 工作条件
连续单向运转，载荷平稳，灰尘较多，小批量生产。
4
机械设计课程设计
三．选择电动机的选择计算
3.1 选择电动机的类型
按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380V，Y 型。 3.2 选择电动机的容量
的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校 核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作： ○1 减速器装配图 1 张（A0 图纸）； ② 零件工作图每人一张（传动零件、轴、箱体等）； ③ 设计计算说明书每人 1 份。 1.3 机械设计课程设计的步骤 机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定 一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计 算说明书表示设计依据。 机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行： 1.3.1 设计准备
4 为卷筒的传动效率出选4 = 0.96
5 为滚子链传送带的传动效率5 = 0.96
( ) a = 0.99 0.75 0.98 3 0.96 0.96 = 0.6
Pd = 8000 0.2 / 1000 0.6 = 2.67kw
3.3 确定电动机的转速 由已知可以计算出卷筒的转速为
根据闭式蜗杆的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿 根的弯曲疲劳强度。由公式计算传动中心距


3
K AT2

ZEZ
H
2
(1)T2 = 145.28 N m
（2）确定使用系数 K
K A 为使用系数，查机械设计 11-5 且载荷均匀无冲击可得出 K A =1 ⑶ 确定弹性影响系数 Z E ，选用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，取
蜗轮蜗杆减速器是以蜗杆为主动装置，实现传动和制动的一种机械装置。当蜗杆作为传动装 置时，在蜗轮蜗杆共同作用下，使机器运行起来，在此过程中蜗杆传动基本上克服了以往带传动 的摩擦损耗；在蜗杆作为制动装置时，蜗轮，蜗杆的啮合，可使机器在运行时停下来，这个过程 中蜗杆蜗轮的啮合静摩擦达到最大，可使运动中的机器在瞬间停止。在工业生产中既节省了时间 又增加了生产效率，而在工艺装备的机械减速装置，深受用户的美誉，是眼前当代工业装备实现 大小扭矩，大速比，低噪音，高稳定机械减速传动独揽装置的最佳选择。
① 分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。 ② 了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。 ③ 复习课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。 ④ 准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。 1.3.2 传动装置总体设计 ① 确定传动方案——蜗轮蜗杆传动，画出传动装置简图。 ② 计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。 ③ 确定总传动比和分配各级传动比。
所以寿命系数为
Z
=
2.8
'
H = 220Mpa
Lh = 46720h
K HN
107 = 8 402259200
= 0.63
N = 4.02108
则 H = K HN • H = 0.63 220 = 138.6Mpa
(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原 理和过程。
(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、 标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。
1.2 机械设计课程的内容 选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。 课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置
目录
一 前言--------------------------------- 2 二 设计题目-------------------------------4 三 电动机的选择---------------------------4 四 传动装置动力和运动参数 ----------------6 五 蜗轮蜗杆的设计-------------------------7 六 减速器轴的设计------------------------10 七 滚动轴承的确定和验算------------------14 八 键的选择------------------------------15 九 联轴器的选择--------------------------16 十 润滑与密封的设计----------------------16 十一铸铁减速器结构主要尺寸----------------16 十二小结----------------------------------17 十三感谢----------------------------------17 十四参考文献------------------------------18
4.3 计算各轴的转矩
T1 为蜗杆轴上的转矩
T1
=
9550

P 1
n1
=
9550 2.97 2870
=
9.89 N
m
T2 为蜗轮轴上的转矩
T2
=
9550 2.18 20 2870
= 145.28 N m
n 1
=
2870
r min
n2 = 143.5 r
min
P 1
=
2.97KW
P2 = 2.18KW
2
④ 计算各轴的功率、转速和转矩。 1.3.3．各级传动零件设计
① 减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等） ② 减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。 1.3.4．减速器装配草图设计 ① 选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。 ② 选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。 ③ 确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。 ④ 分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。 1.3.5．减速器装配图设计 ① 标注尺寸、配合及零件序号。 ② 编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。 ③ 完成装配图。 1.3.6．零件工作图设计 ① 轴类零件工作图。 ② 齿轮类零件工作图。 ③ 箱体类零件工作图。 1.4 本设计要求 此次要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器 整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互 组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。 机器的经济性是一个综合性指标，设计机器时应最大限度的考虑经济性。 提高设计制造经济性的主要途径有： ①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力求参数最优化，以及应用 CAD 技术，加快设计 进度，降低设计成本； ②合理的组织设计和制造过程； ③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件； ④合理地选择材料，改善零件的结构工艺性，尽可能采用新材料、新结构、新工艺和新技术， 使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配 ⑤尽力改善机器的造型设计，扩大销售量。 提高机器使用经济性的主要途径有： ①提高机器的机械化、自动化水平，以提高机器的生产率和生产产品的质量； ②选用高效率的传动系统和支承装置，从而降低能源消耗和生产成本； ③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延长机器的使用寿命，并避免环境污染。
T1 = 9.89 N
m
T2 = 145.28 N m
四决定的五.确定蜗轮蜗杆的尺寸
5.1 选择蜗杆的传动类型 根据 GB\T 10087-88 的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）