一、课程设计任务书
题目：设计某带式传输机中的蜗杆减速器
工作条件：工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制。 已知条件：滚筒圆周力F=4400N；带速V=0.75m/s；滚筒直径D=450mm。 二、传动方案的拟定与分析 由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速 器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优 点，适用于传动V≤4-5 m/s,这正符合本课题的要求。 三、电动机的选择 1、电动机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，n?63.69r/min滚筒电压380Ｖ，型号选择Y系列三相异步电动机。 2、电动机功率选择 P?4.38KW 电机1）传动装置的总效率： 3 ?总??2联轴器??轴承??蜗杆??滚筒 ?总?0.657 n电动机?860~10320r/min ?0.992?0.993?0.72?0.96?0.657 2）电机所需的功率： P?电机FV2300?1.2??4.38KW 1000?总1000?0.6573、确定电动机转速 计算滚筒工作转速： word文档 可自由复制编辑
60?1000V60?1000?1.2 ??63.69r/min ?D??360按《机械设计》教材推荐的传动比合理范围，取一级蜗杆减速器 传动比范围i减速器?580，则总传动比合理范围为I总=5～80。故电 动机转速的可选范围为： n电动机?i总?n滚筒?(5~80)?63.69?318.45~5095.2r/min。符合这一 范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min。 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号， 因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、 价格和带传动、减速器的传动比，可见第4方案比较适合，则选 n=3000r/min。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选电动机型号： 定电动机型号为Y132S1-2。 Y132S1-2 其主要性能：额定功率5.5KW；满载转速2920r/min；额定转矩 2.2 四、计算总传动比及分配各级的传动比 1、总传动比 i总?45.85 n电动机2920i总???45.85 ?滚筒?n滚筒63.69五、动力学参数计算 1、计算各轴转速 n0?n电动机?2920r/min n??n0?2920r/minn???n????n?i减速器?2920?63.69r/min 45.85n??63.69??63.69r/mini12、计算各轴的功率 P0=P电机 =4.38 KW PⅠ=P0×η联=4.336KW PⅡ=PⅠ×η轴承×η蜗杆=3.09KW PⅢ=PⅡ×η轴承×η联=3.03KW 3、计算各轴扭矩 T0=9.55×106P0/n0=9.55×106×4.38/2920=14.325 N·m TⅠ=9.55×106PII/nⅠ=9.55×106×4.3362/2920=14.1818N·m TⅡ=9.55×106PIII/nⅡ=9.55×106×3.09/63.69=463.33 N·m TⅢ=9.55×106PIII/nⅡ=9.55×106×3.03/63.69=454.33N·m n0?2920r/minn??2920r/minn???63.69r/minn????63.69r/min P0=4.38KW PI=4.336KW PII=3.09KW PIII=3.03KW T0=14.325N·m TI=14.1818N·m TII=463.33N·m TIII=454.33N·m word文档 可自由复制编辑
? 蜗杆传动的设计计算 1、选择蜗杆传动类型 根据GB/T10085—1988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。 2、选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因 希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45～ 55HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重 的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。 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。由教材P254式(11—12),传动中心距 ?E?P2a?3KT2() ??H? (1)确定作用在蜗杆上的转矩?2 按?1?1，估取效率?=0.72,则???= 3.096p??69.55?10?9.55?10?=468667N.mm n??63.69 (2)确定载荷系数K 因工作载荷有轻微冲击,故由教材P253取载荷分布不均系数 ??=1;由教材P253表11—5选取使用系数?A?1.0由于转速不高, 冲击不大,可取动载系数?v?1.05;则由教材P252 ???????v?1.0?1?1.05?1.05 (3)确定弹性影响系数?? 1 2因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故??=160??a。 (4)确定接触系数?? d 先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值1=0.35从教 a 材P253图11—18中可查得??=2.9。 (5)确定许用接触应力???? K=1.21 六、传动零件的设计计算 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺 word文档 可自由复制编辑
旋齿面硬度>45HRC,可从从教材P254表11—7查得蜗轮的基本许用 ?应力????=268??a。由教材P254应力循环次数 ??60jn2Lh?60?1?63.69?365?24?10?33475460 710寿命系数?HN?8 ?0.6448 334754640 ?则??H???HN???H??0.6448?268?173??a (6)计算中心距 2160?2.9?? a?31.05?468667????152.405mm ?173? (6)取中心距a=180mm,因i=45.85,故从教材P245表11—2中取 d 模数m=6.3mm, 蜗轮分度圆直径d1=63mm这时1=0.35从教材P253 a ??图11—18中可查得接触系数??=2.9因为??=??,因此以上计算结 果可用。 4、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (1) 蜗杆 轴向尺距?a??m?3.14?6.3?19.792mm;直径系数q?10; ?m?63?2?1?6.3?75.6mm; 齿顶圆直径da1?d1?2ha ?齿根圆直径df1?d1?2?ham?c??47.25mm; ?a?19.792 da1?75.6mm df1?47.25mm 分度圆导程角??548?38??;蜗杆轴向齿厚Sa? 蜗轮齿数48;变位系数?2??0.4286mm; 演算传动比i?z2?48?48mm,这时传动误差比为 z11 48?45.85 ?4.7%,是允许的。 45.85 蜗轮分度圆直径d2?mz2?6.3?48?302.4mm 蜗轮喉圆直径da2?d2?2ha2=315mm word文档 可自由复制编辑
3.14?6.3?9.896mm。 22(2) 蜗轮 ??m
蜗轮齿根圆直径df2?d2?2hf2?281.25mm 11蜗轮咽喉母圆半径rg2?a?da2?180??325?22.5mm 225、校核齿根弯曲疲劳强度 d2?302.4 da2?315 df2?281.25 ?F?1.53KT2YFa2Y????F? d1d2m48cos?当量齿数?v2??2?3 根据X2??0.4286,?v2?48.24从教材P255图11—19中可查得 齿形系数 YFa2?2.717 ?cos5.71?3?48.24 rg2?22.5 ?v2?48.24 140140螺旋角系数Y??1???1?5.71?0.9592 YFa2?2.717 ?从教材P255知许用弯曲应力??F????F??KFN 从教材P256表11—8查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用 ?弯曲应力??F?=56MPa。 661010 由教材P255寿命系数KFN?9?9?0.677 N33475460 ??F??56?0.677?37.912MPa 1.53?1.05?468667 ?F??2.717?0.9592?16.349MPa可见弯曲 63?302.4?6.3强度是满足的。 6、验算效率? 已知?=5.71;?v?arctanfv;fv与相对滑动速度Vs有关。 ?d1n1??63?2920Vs???9.68m/s 60?1000cos?60?1000?cos5.71 从教材P264表11—18中用插值法查得fv=0.01632, word文档 可自由复制编辑
???0.95～ 0.96?tan? tan????v???F??37.912MPa
一级蜗轮蜗杆减速器--机械设计课程设计模板
