《机械设计基础》蜗轮蜗杆减速器《机械设计基础》课程设计说明书学院: 汽车学院专业: 汽车服务工程班级:姓名:学号:指导教师:长安大学工程机械学院1012型慢动卷扬机传动系统目录一、设计目的 (2)二、电动机选择..................................................................3 三、传动零件的设计及计算...................................................6 (一)齿轮的设计计算 (6)1高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算 (6)2低速级齿轮传动的设计计算.......................................... 10 (二)减速器铸造箱体的主要结构尺寸................................. 12 (三)轴的设计计算 (13)1 高速轴设计计算及校核................................................ 13 2中间轴设计计算............................................................ 18 3低速轴设计计算 (20)四、其他附件的选择 (22)五、密封与润滑 (23)六、设计总结 (24)七、参考文献 (26)11012型慢动卷扬机传动系统一、设计目的:(1)通过课程设计使学生综合运用机械设计基础课程及有关先修课程的知识，起到巩固深化，融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的运用，树立正确的设计思想;(2)通过课程设计的实践，培养学生分析和解决工程实际问题的能力，使学生掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤。
(3)通过课程设计，学习运用标准，规范，手册，图册和查阅有关技术资料等，培养学生机械设计的基本技能。
1、设计方案:设计1012型慢动卷扬机传动系统。
一、原始数据:序号项目单位 1102型1 最大牵引力P N 500002 卷筒直径D ? 4003 卷筒宽度B ? 8404 卷筒转速n rpm 6.355 钢丝绳最大速度v m/min 9.96 开式齿轮传动比i 5.2357 钢丝绳直径d ? 248 定位尺寸A ? 3709 工作条件载荷较平稳10 使用寿命两班制，8年注:最大牵引力中已考虑过载21012型慢动卷扬机传动系统二(运动简图说明慢动卷扬机用于慢速提升重物，在建筑工地和工厂有普遍应用。
图示为1011型、1012型慢动卷扬机机构运动简图。
其运动传递关系是:电动机1通过联轴器2(带有制动器)，普通蜗杆(圆柱)减速机4，以及开式齿轮传动5驱动卷筒6，绕在卷筒上的钢丝绳再通过滑轮和吊钩即可提升或牵引重物。
电磁制动器3用于慢动卷扬机停车制动。
;.图(一)二、电动机的选择1.选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电源额定电压为380V。
2.选择电动机容量初步确定传动系统总体方案如图1所示。
蜗杆,圆柱齿轮减速器。
传动装置的总效率ηa2222,,,,,,,,0.99×0.80×0.99×0.97×0.98,0.73; a1234531012型慢动卷扬机传动系统,,,上式中=0.99为轴承的效率(一对)，=0.80为蜗轮的效率，=0.99312 ,,为弹性联轴器的效率，=0.97为齿轮的效率，,0.98为卷扬机卷54 筒效率。
3.确定电动机转速工作机所需的功率为Pw=8.25kwP8.25W=11.30 kw; 卷扬机所需工作功率为:,,Pd,0.73a,7.88 r/min 卷扬机卷筒的转速为:nw,所以电动机转速的可选范围为:=(8,80)5.2356.35=，，niind12w(330.01,3300.1)r/min上式中是蜗轮蜗杆的传动比，是开式齿轮传动比 ii12因载荷平稳，电动机额定功率Ped略大于Pd即可，由Y系列技术数据选电动机的额定功率为18.5kw即Y160L-2型电动机表1YR200L1-4 型电动机的主要性能起动转矩最大转矩额定功电流/A 满载转速/ 电动机型号率/kw (380V) (r/min) 额定转矩额定转矩18.5 35.5 2930 3.0 3.0 Y160L-241012型慢动卷扬机传动系统表2 YR200L1-4电动机的安装尺寸型号 H A A/2 B C D E K37 254 127 254 108 42 110 19 Y160L-2二.传动装置的总传动比和传动比分配 (1)总传动比n2930mi ,,,371.8 ,n7.88W(2) 分配传动比,, 由于，且5.235 iiii2,12,蜗轮蜗杆的传动比为:71.02 i1(1)各轴转速,,1465 ?轴(蜗杆轴) r/min nn,mn,,, ?轴(涡轮轴) 33.24r/min n,i1,,6.35 ?轴(卷筒轴) r/min nn,,w(2)各轴输入功率, ?轴,P×,18.5×0.99,18.315kW 03P,, ?轴,×,18.315×0.8,14.652kW 4PP,,,,, ?轴,××,14.652×0.99×0.97,14.070kW 14PP,,,,,,, 钢丝绳=××=14.070×0.99×0.98=13.651kW 35PPG,,,(3)各轴输入转矩P18.55dT,9.55，10,9550，电动机轴输出转矩 =120.60N?M dn1465m 51012型慢动卷扬机传动系统P,9550，,?轴 ,119.39N?M T,n1P, ?轴 ,9550，,4209.58 N?M T,,n2P,,,9550，, ?轴 ,21160.39 N?M T,,,n3表3 蜗杆,圆柱齿轮传动装置的运动和动力参数功率,轴名转矩T/( N?M ) i-1 传动比效率 P/kW 转速n/(r,min) 电机轴 18.5 120.60 14651 0.99 119.39 ?轴 18.315 146544.070 0.80 4209.58 ?轴 14.652 33.245.235 0.97 ?轴 14.0706.35 21160.39三、传动零件的设计1.选择蜗杆传动类型根据GB/T10085—1988推荐，采用渐开线蜗杆(ZI) 2.齿轮材料，热处理及精度蜗杆:45钢淬火，螺旋齿面要求淬火，淬火后硬度为45—55HRC 蜗轮:铸锡磷青铜ZCuSn10Pl,金属模制造，齿芯用灰铸铁HT100 3.按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，传动中心距ZZ,E23a,KT()2 [,]H(1) 确定作用在蜗轮上的转矩T 2按z=1, 估取效率涡轮=0.8，则 ,1P,14.652P22,9550，,9550，,9550，,4209.260 N?M T2146544.070nni21161012型慢动卷扬机传动系统(2)确定载荷系数K取载荷分布不均系数K =1，选取选用系数K=1，取动载系数A,K=1.05，则 VK= KK K=1.05 A,V1/2(3)确定弹性影响系数Z=150MPa E(4)确定弹性系数 Z,设蜗杆分度圆直径d和传动中心距a的比值d/a=0.35，因此=2.9 Z11,,(5)确定许用接触应力[] H根据蜗轮材料为ZCnSn10Pl，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC，,查得蜗轮的基本许用应力[]?=268Mpa 两班制。
八年所以HL=26280h h14657应力循环次数N=60j nL=60×1××26280=5.2410 ，2h44.077108寿命系数,=0.8130 KHN75.24，10K,,则，[]=×[]?=0.8130×268=217.9Mpa HNHH(6)计算中心距150，2.9323a,1.05，4209.260，10，()=260.19 mm 217.9取中心距a,280mm,i=44.070 因此，取m=10，蜗杆分度圆直径d=90mm。
这时d/a=0.32，查图1211—11可查得接触系数?=3.0 Z,因为, ?> 因此，以上计算结果可用 ZZ,,71012型慢动卷扬机传动系统4.蜗杆与蜗轮的主要参数及尺寸 (1)蜗杆:轴向齿距P=m=3.1416×10=31.416?;直径系数q=d/m=9;齿顶,1ah*圆直径d= d+2×m=90+2×1×10=110?;齿根圆直径= d,a11a1df1*2m(h+)=90,2×10(1+0.2)=66? 查《简明机械零件设计手册》c*a表11-23得分度圆导程角=12?31?44";蜗杆轴向齿厚,S=m/2=15.708?。
,a(2) 蜗轮:查《简明零件机械设计手册》表11-24得蜗轮齿数z=48;变位系数2x=-0.5; 2验算传动比i= z/z=48/1=48,传动比误差(48,44.070)21/44.070=8.91%,是允许的。
蜗轮分度圆直径d=mz=10×48=480? 22d，2m(h*，x)蜗轮喉圆直径d= d+2h=,480+2×10(1,2222a2a20.5)=490?蜗轮齿根圆直径= d,2h=,480,2×10×dd,2m(h*,x，c*)22a2f2f2(1,0.5+0.2)=466?蜗轮咽喉母圆半径 r=a, d/2=280,490/2=35? g2a25.校核齿根弯曲疲劳强度1.53KT2,,Y,[,] FFa2Fddm123当量齿数z= z/(cos)=48/(cos12?31?44")?,49.18 ,2v2Y根据x=-0.5, z=49.18 ,因此，=2.42 Fa22v281012型慢动卷扬机传动系统K,,许用弯曲应力[]=[]?? FNFF,由ZCuSn10Pl制造的蜗轮的基本许用应力[]?=56Mpa F6109,K,0.667 寿命系数FN73.83，10,[]=56×0.667,37.352MPa F1.53，1.05，4209260,,，2.42=20MPa F90，480，10<[]，故弯曲强度满足。
由于,,FF6.验算效率‘=(0.95,0.96)tan/tan(+) ,,,,‘‘已知,12?31?44",12.56?;=arctan ,,fdn,，90，1465,11v,,,7.073m/s s。