机械设计基础课程设计说明书)

《机械设计基础》

课程设计

船舶与海洋工程2013级1班第3组

组长：xxx

组员：xxx xxx xxx

二〇一五年六月二十七日

《机械设计基础》课程设计

说明书

设计题目：单级蜗轮蜗杆减速器

学院：航运与船舶工程学院

专业班级：船舶与海洋工程专业一班学生姓名：xxx

指导老师：xxx

设计时间：2015-6-27

重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程

《机械设计基础》课程设计任务书

1. 设计任务

设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。

2. 传动系统参考方案（见下图）

锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送锚机滚筒5，带动锚链6工作。

锚链输送机传动系统简图

1——电动机；2——联轴器；3——单级蜗杆减速器；

4——联轴器；5——锚机滚筒；６——锚链

3. 原始数据

设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N，锚链工作速度为v=0.6 m/s，锚链滚筒直径为d=280 mm。

4. 工作条件

锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动；空载起动，工作时有中等冲击；锚链工

作速度v的允许误差为5%；单班制（每班工作8h）,要求减速器设计寿命8年，大修期为3年，小批量生产；三相交流电源的电压为380/220V。

5. 每个学生拟完成以下内容

（1）减速器装配图1张（A1号或A0号图纸）。

（2）零件工作图2~3张（如齿轮、轴或蜗杆等）。

（3）设计计算说明书1份（约6000~8000字）。

目录

1、运动学和动力学的计算 (1)

2、传动件的设计计算 (5)

3、蜗杆副上作用力的计算 (8)

4、减速器箱体的主要结构尺寸 (9)

5、蜗杆轴的设计计算 (11)

6 、键连接的设计 (15)

7、轴及键连接校核计算 (15)

8、滚动轴承的寿命校核 (18)

9、低速轴的设计与计算 (19)

10、键连接的设计 (22)

11、润滑油的选择 (22)

12、附件设计 (23)

13、减速器附件的选择 (24)

参考文献： (26)

1、运动学和动力学的计算

速速

Y132S-6 3 1000 960 23.44

Y100L2-4 3 1500 1430 34.92

Y132M-8 3 750 710 17.39

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量以及涡轮传动的传动比，选择Y132S-6型电动机较为合适，即电动机的额定功率

ed

p=4kW，满载转速m n=960r/min 总传动比适中，传动装置较紧凑。Y132S-6型电动机的主要尺寸和安装尺寸见下表：

中心高H

外形尺寸

L×（AC/2＋

AD）×HD

底角

安装

尺寸

A×B

地脚

螺栓

孔直

径K

轴身

尺寸

D×E

装键部位尺

寸

F×G×D

132 475×345×

315

216×

140

12

38×

80

10×33×38

参数电动机轴Ⅰ轴Ⅱ轴滚筒轴

转速n（r/min）输入功率P/KW 输入转矩T(N•m)

960

2.5

24.87

960

2.4552

24.42

40.96

1.92

447.66

40.96

1.867

435.30

2、传动件的设计计算

2.1蜗杆副的设计计算 2.1.1选择材料

蜗杆：45钢，表面淬火45-55HRC ；

蜗轮：10-3铝青铜ZCuAl10Fe3，砂模铸造，假设相对滑动速度

vs<6m/s

2.1.2确定许用应力

根据参考文献《机械设计基础（第六版）》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第201-202页表12-5和表12-6 许用接触应力 [σH]=200MPa 许用弯曲应力 [σF]=80MPa 2.1.3参数的选择

蜗杆头数 Z1=2

蜗轮齿数 Z2=i •Z1=23.44×2=46.88 则Z2取47 使用系数 KA=1.3 综合弹性系数 ZE=150

接触系数Z ρ 取d1/a=0.4 由图12-11得，ZP=2.8

见参考文献《机械设计基础（第六版）》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第201页图12-11 2.1.4确定中心距a

mm Z Z T K a H P E A 144)200

8.2150(5245973.1)][(

32

322=⨯⨯⨯=≥σ 取整：a=145mm

5314568.068.0875.0875.01=⨯=≈a d

传动比

23.44

04.547

53

1452221=-⨯=-=

z d a m 查询参考文献《机械设计基础（第六版）》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第195页表12-1可得 若取m=6.3,d1=63mm 则31247.2500mm d m = d2=mZ2=6.3X4.7=296.1mm 则中心距a 为

mm d d a 55.178)1.29661(2

1

)(2121=+=+=

2.1.4验算蜗轮圆周速度v2、相对滑动速度vs 、及传动总效率η 1）蜗轮圆周速度v2

s m n d v /635.01000

6096

.401.29614.31000

602

22=⨯⨯⨯=

⨯=

π

2）导程角 由︒==⇒=

31.11arctan tan 1

111d mz

d mz γγ 3）相对滑动速度vs s m s m n d v s /6/23.331.11cos 100060960

6314.3cos 1000601

1<=︒

⨯⨯⨯=

⨯=

γ

π

与初选值相符，选用材料合适 4）传动总效率η

查询参考文献《机械设计基础（第六版）》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第204页表12-7及公式（12-13）可知

当量摩擦角 ︒=6.1'ρ

85.0~82.0)

6.131.11tan(31.11tan )9

7.0~95.0()tan(tan )

97.0~95.0('=︒+︒︒

=+=ργγη

原估计效率0.75与总效率相差较大，需要重新验算。 2.1.5验算蜗轮抗弯强度