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蜗杆减速器及其零件图和装配图(完整)

前言在本学期临近期末的近半个月时间里,学校组织工科学院的学生开展了锻炼学生动手和动脑能力的课程设计。

在这段时间里,把学到的理论知识用于实践。

课程设计每学期都有,但是这次和我以往做的不一样的地方:单独一个人完成一组设计数据。

这就更能让学生的能力得到锻炼。

但是在有限的时间里完成对于现阶段的我们来说比较庞大的“工作”来说,虽然能够按时间完成,但是相信设计过程中的不足之处还有多。

希望老师能够指正。

总的感想与总结有一下几点:1.通过了3周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练,对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。

2.由于在设计方面我们没有经验,理论知识学的不牢固,在设计中难免会出现这样那样的问题,如:在选择计算标准件是可能会出现误差,如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大,在查表和计算上精度不够准3.在设计的过程中,培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力,在设计的过程中还培养出了我们的团队精神,大家共同解决了许多个人无法解决的问题,在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足,在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。

最后,衷心感谢老师的指导和同学给予的帮助,才能让我的这次设计顺利按时完成。

目录一.传动装置总体设计 (4)二.电动机的选择 (4)三.运动参数计算 (6)四.蜗轮蜗杆的传动设计 (7)五.蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 (13)六.蜗轮轴的尺寸设计与校核 (15)七.减速器箱体的结构设计 (18)八.减速器其他零件的选择 (21)九.减速器附件的选择 (23)十.减速器的润滑 (25)参数选择:卷筒直径:D=400mm运输带有效拉力:F=4000N运输带速度:0.75=0.75m/s工作环境:三相交流电源,三班制工作,单向运转,载荷平稳,空载启动,常温连续工作一、传动装置总体设计:根据要求设计单级蜗杆减速器,传动路线为:电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。

根据生产设计要求可知,该蜗杆的圆周速度0.75≤4——5m/s,所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见,采用此布置结构,由于蜗杆在蜗轮的下边,啮合处的冷却和润滑均较好。

蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。

蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承,承受径向载荷和轴向载荷的复合作用,为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘,异物侵入箱内,在轴承盖中装有密封元件。

该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。

二、电动机的选择:由于该生产单位采用三相交流电源,可考虑采用Y系列三相异步电动机。

三相异步电动机的结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,启动性能好等优点。

一般电动机的额定电压为3.100.75根据生产设计要求,该减速器卷筒直径D=350mm。

运输带的有效拉力F=2000N,带速0.75=0.8m/s,载荷平稳,常温下连续工作,电源为三相交流电,电压为3.100.75。

1、按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭扇冷式结构,电压为3.100.75,Y系列2、传动滚筒所需功率Pw=F0.75/1000=4000*0.75/1000=3kw3、传动装置效率:(根据参考文献《机械设计课程设计》刘俊龙何在洲主编机械工业出版社第133-134页表12-8得各级效率如下)其中:蜗杆传动效率η1=0.70搅油效率η2=0.95滚动轴承效率(一对)η3=0.98联轴器效率ηc=0.99传动滚筒效率ηcy=0.96所以:η=η1•η2•η33•ηc2•ηcy=0.7×0.99×0.983×0.992×0.96=0.633电动机所需功率: Pr = Pw/η=3/0.633=4.7KW传动滚筒工作转速: nw=60×1000×0.75 / ×350=35.8r/min根据容量和转速,根据参考文献《机械零件设计课程设计》吴宗泽罗圣国编高等教育出版社第155页表12-1可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据,查出有四种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,如表2-1:表2-1综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比,可见第3方案比较适合。

因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能如下表2-2:表2-2三、运动参数计算:3.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P 0 = P r =4.7kw n 0=960r/minT 0=9550 P 0 / n 0=9550*4.7/960=46.7N .m 3.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P 1 = P 0·η01 = 4.7×0.99×0.99×0.7×0.992=3.1kw n Ⅰ= n0/i1=31960= 30.9 r/min T 1= 9550P1/n1 = 9550×3.1/30.9= 927.18N ·m 3.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P 2 = P 1·ηc ·ηcy =3.1×0.99×0.99=3.04kw n 2= n1/i12 = 14.27 = 30.9 r/minT 2= 9550*p2/n2= 9550×3.04/30.9= 955N ·m 运动和动力参数计算结果整理于下表3-1: 表3-1四、蜗轮蜗杆的传动设计:蜗杆的材料采用45钢,表面硬度>45HRC,蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。

表4—1蜗轮蜗杆的传动设计表五、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计5.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=5.5kw,满载转速为960r/min,电动机轴径=d38mm,轴伸长E=80mm电机轴上键槽为10x5。

1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径d=30.4——3.1mmd=(0.8——1.0)电机2、计算转矩P=1.15×9550×5.5/960=62.9N.MTc=KT=K×9550×n由Tc、d根据《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学出版社第248页表8.2可查得选用HL3号弹性柱销联轴器(3.1×80)。

3、确定蜗杆轴外伸端直径为3.1mm。

4、根据HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为3.1mm的长度为80mm。

5、由参考文献《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学出版社的第220页表4.1可查得普通平键GB1096—90A 型键10×63,蜗杆轴上的键槽宽0036.010-mm ,槽深为2.000.5+mm ,联轴器上槽深mm t 3.31=,键槽长L=63mm 。

6、初步估计d=60mm 。

7、由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学出版社第189页图7-19,以及蜗杆上轴承、挡油盘,轴承盖,密封圈等组合设计,蜗杆的尺寸如零件图1(蜗杆零件图)5.2蜗轮基本尺寸表(由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学出版社第96页表4-32及第190页图7-20及表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表可计算得)表5—1蜗轮结构及基本尺寸蜗轮采用装配式结构,用六角头螺栓联接(≥2d 100mm ),轮芯选用灰铸铁 HT200 ,轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1 单位:mm六、蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的材料为45钢并调质,且蜗轮轴上装有滚动轴承,蜗轮,轴套,密封圈、键.6.1 轴的直径与长度的确定1 .计算转矩Tc=KT=K×9550×nP=1.15×9550×3.1/30.96=595.94N.M<2000 N.M 所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用HL5弹性柱销联轴器32×60,因此0d=32m m2.由参考文献张培金蔺联芳编上海交通大学出版社的第220页表4-1可查得普通平键GB1096—79A型键12×8,普通平键GB1096—79A型键14×9,联轴器上键槽深度2.018.3+=t,蜗轮轴键槽深度2.05.5+=t,宽度为043.014-=b由参考文献《机械设计基础》(下册)张莹主编机械工业出版社 1997年的第3.16页—321页计算得.其中各段见零件图的“涡轮轴”。

6.2轴的校核6.2.1图6.1X-Y 平面受力分析图6.2 X-Z 平面受力图:合成弯矩Nmm M M M Z X Y X /22--+=592368.1535700 340587.75图6.4 当量弯矩T 与aT T=518217Nmm aT=327992.8Nmm图6.56.2.2轴的校核计算如表5.1轴材料为45钢,Mpa B 650=σ,Mpa S 360=σ,Mpa b 60][1=-σ表6.1轴的结果设计采用阶梯状,阶梯之间有圆弧过度,减少应力集中,具体尺寸和要求见零件图2(蜗轮中间轴)。

6.3装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时,键的长度应略小于零件轴的接触长度,一般平键长度比轮毂长度短5—10mm ,由参考文献1表2.4—30圆整,可知该处选择键4.7×65,高h=14mm ,轴上键槽深度为2.009+=t ,轮毂上键槽深度为2.0014.5+=t ,轴上键槽宽度为0052.025-=b 轮毂上键槽深度为026.0026.0125+-=b七、减速器箱体的结构设计参照参考文献〈〈机械设计课程设计》(修订版) 鄂中凯,王金等主编 东北工学院出版社 1992年第19页表1.5-1可计算得,箱体的结构尺寸如表7.1:表7.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造,必须进行去应力处理。

以下尺寸以参考文献《机械设计、机械设计基础课程设计》王昆等主编高等教育出版社 1995年表6-1为依据八、减速器其他零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计,经校核确定以下零件:表8-1键单位:mm表8-2圆锥滚动轴承单位:mm表8-3密封圈(GB9877.1-88)单位:mm表8-4弹簧垫圈(GB93-87)表8-5挡油盘参考文献《机械设计课程设计》(修订版)鄂中凯,王金等主编东北工学院出版社 1992年第132页表2.8-7定位销为GB117-86 销8×3.1 材料为45钢九、减速器附件的选择以下数据均以参考文献《机械零件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社的P106-P118表9-1视孔盖(Q235)单位mm表9-2吊耳单位mm表9-3通气器单位mm表9-4轴承盖(HT150)单位mm表9-5油标尺单位mm表9-6油塞(工业用革)单位mm十、减速器的润滑减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑,这样不仅可以减小摩擦损失,提高传动效率,还可以防止锈蚀、降低噪声。

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