機械設(shè)計課程設(shè)計---單級蝸桿減速器卷筒

1、<p><b>　　XXXXX大學(xué)</b></p><p>　　機械設(shè)計課程設(shè)計說明書</p><p><b>　　單級蝸桿減速器</b></p><p><b>　　設(shè)計項目：</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b><

2、/p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　專 業(yè)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在本學(xué)期臨近期

3、末的近半個月時間里，學(xué)校組織工科學(xué)院的學(xué)生開展了鍛煉學(xué)生動手和動腦能力的課程設(shè)計。在這段時間里，把學(xué)到的理論知識用于實踐。</p><p>　　課程設(shè)計每學(xué)期都有，但是這次和我以往做的不一樣的地方：單獨一個人完成一組設(shè)計數(shù)據(jù)。這就更能讓學(xué)生的能力得到鍛煉。但是在有限的時間里完成對于現(xiàn)階段的我們來說比較龐大的“工作”來說，雖然能夠按時間完成，但是相信設(shè)計過程中的不足之處還有多。希望老師能夠指正?？偟母邢肱c總結(jié)有一下

4、幾點：</p><p>　　1.通過了3周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機械設(shè)計的訓(xùn)練，對機械的有關(guān)各個零部件有機的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識。</p><p>　　2.由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準(zhǔn)</p><

5、p>　　3.在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團結(jié)。</p><p>　　最后，衷心感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)給予的幫助，才能讓我的這次設(shè)計順利按時完成。</

6、p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　傳動裝置總體設(shè)計………………………………………………………………………4</p><p>　　電動機的選擇……………………………………………………………………………4</p><p>　　運動參數(shù)計算……………………………………………………………………………

7、6</p><p>　　蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計……………………………………………………………………7</p><p>　　蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計……………………………………………………………13</p><p>　　蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核……………………………………………………………15</p><p>　　減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………

8、…………………………………………18</p><p>　　減速器其他零件的選擇………………………………………………………………21</p><p>　　減速器附件的選擇……………………………………………………………………23</p><p>　　減速器的潤滑…………………………………………………………………………25</p><p><

9、b>　　參數(shù)選擇：</b></p><p>　　卷筒直徑：D=350mm</p><p>　　運輸帶有效拉力：F=2000N</p><p>　　運輸帶速度：V=0.8m/s</p><p>　　工作環(huán)境：三相交流電源，三班制工作，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動，</p><p><b>　　

10、常溫連續(xù)工作</b></p><p><b>　　傳動裝置總體設(shè)計：</b></p><p>　　根據(jù)要求設(shè)計單級蝸桿減速器，傳動路線為：電機——連軸器——減速器——連軸器——帶式運輸機。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求可知，該蝸桿的圓周速度V≤4——5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見，采用此布置結(jié)構(gòu)，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利

11、用平鍵作軸向固定。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。 </p><p>　　該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。</p><p&g

12、t;<b>　　電動機的選擇：</b></p><p>　　由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動機。三相異步電動機的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，啟動性能好等優(yōu)點。一般電動機的額定電壓為380V</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求，該減速器卷筒直徑D=350mm。運輸帶的有效拉力F=2000N，帶速V=0.8m/s，載荷平穩(wěn)，常溫下

13、連續(xù)工作，電源為三相交流電，電壓為380V。</p><p>　　按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y系列</p><p><b>　　傳動滾筒所需功率</b></p><p>　　Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw</p><p>　　傳動裝置效率：（根據(jù)

14、參考文獻《機械設(shè)計課程設(shè)計》 劉俊龍 何在洲 主編 機械工業(yè)出版社 第133-134頁表12-8得各級效率如下）其中：</p><p>　　蝸桿傳動效率η1=0.70 </p><p>　　攪油效率η2=0.95 </p><p>　　滾動軸承效率（一對）η3=0.98</p><p>　　聯(lián)軸器效率ηc=0.

15、99 </p><p>　　傳動滾筒效率ηcy=0.96</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　η=η1?η2?η33?ηc2?ηcy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96 =0.633</p><p>　　電動機所需功率

16、： Pr= Pw/η =1.6/0.633=2.5KW </p><p>　　傳動滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw＝60×1000×v / ×350＝43.7r/min</p><p>　　根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻《機械零件設(shè)計課程設(shè)計》吳宗澤 羅圣國編 高等教育出版社 第155頁表12-

17、1可查得所需的電動機Y系列三相異步電動機技術(shù)數(shù)據(jù)，查出有四種適用的電動機型號，因此有四種傳動比方案，如表2-1: </p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比，可見第3方案比較適合。因此選定電動機機型號為Y132M2-6其主要性能如下表2-2：<

18、/p><p><b>　　表2-2</b></p><p><b>　　三、運動參數(shù)計算：</b></p><p>　　3.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P0 = Pr=2.5kw </p><p>　　n0=96

19、0r/min</p><p>　　T0=9550 P0 / n0=9550*2.5/960=24.9N .m</p><p>　　3.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P1 = P0·η01 = 2.5×0.99×0.99×0.7×0.992 =1.68 kw </p><p&

20、gt;　　nⅠ= n0/i1= = 27.4 r/min</p><p>　　T1= 9550P1/n1 = 9550×1.68/27.4= 585.55N·m</p><p>　　3.3傳動滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P2 = P1·ηc·ηcy=1.68×0.99×0.99=1.

21、65kw</p><p>　　n2= n1/i12 = = 27.4 r/min</p><p>　　T2= 9550*p2/n2= 9550×1.65/27.4= 575.09N·m</p><p>　　運動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表3-1：</p><p><b>　　表3-1</b><

22、/p><p>　　四、蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計：</p><p>　　蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪材料采用ZCuA110Fe3,砂型鑄造。</p><p>　　以下設(shè)計參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由《機械設(shè)計 第八版》主編 濮良貴 紀(jì)名剛 ，副主編 陳國定 吳立言 高等教育出版社出版 2006年 第11章蝸桿傳動為主要依據(jù)。</p>

23、<p>　　表4—1蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計表</p><p>　　五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計</p><p>　　5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計</p><p>　　根據(jù)電動機的功率P=5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，電動機軸徑，軸伸長E=80mm</p><p>　　軸上鍵槽為10x5。</p><p>　　

24、初步估計蝸桿軸外伸段的直徑</p><p>　　d=（0.8——1.0）=30.4——38mm</p><p><b>　　計算轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×5.5/960=62.9N.M</p><p>　　由Tc、d根據(jù)《機械

25、設(shè)計課程設(shè)計》 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社第248頁表8.2可查得選用HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器（38×80）。</p><p>　　確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm。</p><p>　　根據(jù)HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長度為80mm。</p><p>　　由參考文獻《機械設(shè)計課程設(shè)計》 張培金 藺聯(lián)芳 編

26、上海交通大學(xué)出版社的第220頁表4.1可查得普通平鍵GB1096—90A型鍵10×63，蝸桿軸上的鍵槽寬mm，槽深為mm，聯(lián)軸器上槽深，鍵槽長L=63mm。</p><p>　　初步估計d=60mm。</p><p>　　由參考文獻《機械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第189頁圖7-19，以及蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計，蝸桿

27、的尺寸如零件圖1（蝸桿零件圖）</p><p>　　5.2蝸輪基本尺寸表（由參考文獻《機械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第96頁表4-32及第190頁圖7-20及表5—1蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計表可計算得）</p><p>　　表5—1蝸輪結(jié)構(gòu)及基本尺寸</p><p>　　蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（100mm）,輪芯選用

28、灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1 單位：mm</p><p>　　六、蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核</p><p>　　蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上裝有滾動軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵. </p><p>　　6.1 軸的直徑與長度的確定</p><p>　　1 .計算轉(zhuǎn)矩 </p>

29、<p>　　Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×1.68/30.96=595.94N.M<2000 N.M</p><p>　　所以蝸輪軸與傳動滾筒之間選用HL5彈性柱銷聯(lián)軸器32×60，</p><p><b>　　因此=32m m</b></p><p>　　2.

30、由參考文獻 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社的第220頁表4-1可查得普通平鍵GB1096—79A型鍵12×8，普通平鍵GB1096—79A型鍵14×9，聯(lián)軸器上鍵槽深度，蝸輪軸鍵槽深度，寬度為由參考文獻《機械設(shè)計基礎(chǔ)》（下冊） 張瑩 主編 機械工業(yè)出版社 1997年的第316頁—321頁計算得.其中各段見零件圖的“渦輪軸”。</p><p><b>　　6.2軸的校

31、核</b></p><p>　　6.2.1軸的受力分析圖 </p><p><b>　　圖6.1</b></p><p><b>　　X-Y平面受力分析</b></p><p><b>　　圖6.2</b></p><p&

32、gt;<b>　　X-Z平面受力圖：</b></p><p><b>　　圖6.3</b></p><p><b>　　合成彎矩</b></p><p><b>　　592368.15</b></p><p><b>　　35700</b&

33、gt;</p><p>　　340587.75 </p><p><b>　　圖6.4</b></p><p><b>　　當(dāng)量彎矩T與aT</b></p><p>　　T=518217Nmm</p><p>　　aT=327992.8Nmm<

34、;/p><p><b>　　圖6.5</b></p><p>　　6.2.2軸的校核計算如表5.1</p><p>　　軸材料為45鋼，，， </p><p><b>　　表6.1</b></p><p>　　軸的結(jié)果設(shè)計采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應(yīng)力集

35、中，具體尺寸和要求見零件圖2（蝸輪中間軸）。</p><p>　　6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計及鍵的選擇</p><p>　　當(dāng)軸上裝有平鍵時，鍵的長度應(yīng)略小于零件軸的接觸長度，一般平鍵長度比輪轂長度短5—10mm，由參考文獻1表2.4—30圓整，可知該處選擇鍵2.5×65，高h=14mm，軸上鍵槽深度為，輪轂上鍵槽深度為，軸上鍵槽寬度為輪轂上鍵槽深度為</p>&l

36、t;p>　　七、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　參照參考文獻〈〈機械設(shè)計課程設(shè)計》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表7.1：</p><p>　　表7.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　減速器箱體采用HT200鑄造，必須進行去應(yīng)力處理。</p><

37、;p>　　以下尺寸以參考文獻《機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》 王昆等主編 高等教育出版社 1995年表6-1為依據(jù)</p><p>　　八、減速器其他零件的選擇</p><p>　　經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計，經(jīng)校核確定以下零件：</p><p>　　表8-1鍵

38、 單位：mm</p><p>　　表8-2圓錐滾動軸承 單位：mm</p><p>　　表8-3密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm</p><p>　　表8-4彈簧墊圈（GB93-87） </p>

39、<p><b>　　表8-5擋油盤</b></p><p>　　參考文獻《機械設(shè)計課程設(shè)計》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第132頁表2.8-7</p><p>　　定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼</p><p>　　九、減速器附件的選擇</p>&

40、lt;p>　　以下數(shù)據(jù)均以參考文獻《機械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的P106-P118</p><p>　　表9-1視孔蓋（Q235） 單位mm</p><p>　　表9-2吊耳 單位mm</p

41、><p>　　表9-3通氣器 單位mm</p><p>　　表9-4軸承蓋（HT150） 單位mm</p><p>　　表9-5油標(biāo)尺 單位mm</p><p>　　表9-

42、6油塞（工業(yè)用革） 單位mm</p><p><b>　　十、減速器的潤滑</b></p><p>　　減速器內(nèi)部的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。</p><p>　　本減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤滑，蝸桿浸油深

43、度h大于等于1個螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動中心。</p><p>　　蝸輪軸承采用刮板潤滑。</p><p>　　蝸桿軸承采用脂潤滑， 為防止箱內(nèi)的潤滑油進入軸承而使?jié)櫥♂尪髯?，常在軸承內(nèi)側(cè)加擋油盤。</p><p>　　1、《機械設(shè)計課程設(shè)計》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年</p><

44、;p>　　2、《機械設(shè)計 第八版》 主編 濮良貴 高等教育出版社 2006年</p><p>　　3、《機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》 王昆等主編 高等教育出版社 1995年</p><p>　　4、《機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊》（第三版） 龔桂義主編 高等教育出版社 2002年</p>&

45、lt;p>　　5、《機械零件設(shè)計課程設(shè)計》 吳宗澤 羅圣國編 高等教育出版社 2002年</p><p>　　6. 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社 1992年</p><p>　　7.《機械設(shè)計課程設(shè)計》 劉俊龍 何在洲 主編 機械工業(yè)出版社 1993年</p&g