机械设计课程设计
计算说明书
设计题目 加热炉装料机蜗轮蜗杆二级减速器 交通科学与工程学院 院系 111311 班 设计者 指导教师
2014年 6月 10日
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前 言
加热炉装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆往复运动，将物料送入加热炉内。
设计一台装料机由减速器与传动机构组成，配以适当的电动机等零部件，实现自动送料过程。要求使用期限是双班制10年。
目 录
一、设计任务书……………………………………………………………………2
二、总体方案设计………………………………………..…………………….…2 1、传动方案拟定…………………………………………..…………………2 2、电动机的选择………………………………………………………….….4 3、传动系统的运动和动力参数………………………………………..........4
三、传动零件的设计计算…………………………………………………………6 （1）蜗轮蜗杆设计………………………………………………………....……..6 （2）齿轮设计……………………………………………………………......……9 （3）轴的设计和校核计算…………………………………………………….…14 （4）滚动轴承的选择及寿命计算……………………………..………………...21 （5）键联接设计计算……………………………………………….……………25 （6）联轴器的选择计算………………………………………………………….27 四、减速器箱体及附件的设计…………………………......................................27 （1）润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择……………………….27 （2）箱体设计………………………. ………………………. …………………27 （3）技术要求………………………. ………………………. …………………28
五、参考资料…………………………………………………………………..…28
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一、设计任务书
1、设计题目：加热炉装料机 2、设计背景：
（1）题目简述：装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作
往复移动，将物料送入加热炉内。
（2）使用状况：生产批量为5台；动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳；使用期
限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；检修期为三年大修。 （3）生产状况：生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。
3、设计参数：
推杆行程290mm，推杆所需推力6200N，推杆工作周期3.7s。
4、设计任务：
（1）设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。 （2）设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0）。 （3）设计主要零件，完成两张零件工作图（A3）。 （4）编写设计说明书。
二、总体方案设计
1、传动方案的拟定
根据设计任务书，该传动方案的设计分成原动机和传动装置两部分： （1）原动机的选择
设计要求：动力源为三相交流电380/220v. 故，原动机选用电动机。 （2）传动装置的选择
<1>减速器
电动机输出转速较高，并且输出不稳定，同时在运转故障或严重过载时，可能烧坏电动机，所以要有一个过载保护装置。
可选用的有：带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动。
链传动与齿轮传动虽然传动效率高，但会引起一定的振动，且缓冲吸振能力差，也没有过载保护；
带传动平稳性好，噪音小，有缓冲吸震及过载保护的能力，精度要求不高，制造、安装、维护都比较方便，成本也较低，但是传动效率较低，传动比不恒定，寿命短；
而蜗杆传动虽然效率低，没有缓冲吸震和过载保护的能力，制造要求精度高，但还是比较符合本设计的要求，所以采用蜗杆传动。
总传动比为86.4，轴所受到的弯扭矩较大，所以初步决定采用蜗轮蜗杆加斜齿轮减速器，以实现在满足传动比要求的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。
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减速器传动简图：轴1轴2轴3 <2>传动机构 工作机应该采用往复移动机构。可选择的有：连杆机构，凸轮机构，齿轮齿条机构，螺旋机构。本设计是要将旋转运动转换为往复运动，且无须考虑是否等速，是否有急回特性。所以连杆机构，凸轮机构，齿轮齿条机构均可，凸轮机构虽然能较容易获得理想的运动规律,但要使执行滑块达到200mm的行程,并保证工作时处于较小的压力角范围,凸轮的径向尺寸较大,此外凸轮与从动件为高副接触,不宜用于低速重载。且凸轮机构和齿轮齿条机构加工复杂，成本都较高，所以还是连杆机构更合适一些。 在连杆机构中，可以选择的又有对心曲柄滑快机构，正切机构和多杆机构。根据本设计的要求，工作机应该带动装料推板，且结构应该尽量简单，所以选择对心曲柄滑快机构。
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2．电动机的选择
（1）类型和结构形式的选择：
按工作条件和要求：电动机所需功率Ｐd＝ＰW／η
工作所需功率：ＰW=Fv/1000=F*2s/1000*T=6200*2*0.29/1000*3.7=0.972kw 选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机，封闭结构。
（2）电动机功率计算
传动效率：η
一对轴承： η0?0.99 齿式联轴器： η1?0.99
蜗轮蜗杆：油润滑2头蜗杆 η2?0.84 一对圆柱斜齿轮：８级精度 η3?0.97 滑块摩擦：槽形摩擦轮 η4?0.90 总传动效率：
η??
30????1234?0.993?0.99?0.84?0.97?0.90?0.704
（3）电动机转速计算
工作机转速nW?60s/min?60s/min?16.2r/min；
T3.7s齿轮传动比范围i齿?1?4；蜗杆传动比范围i蜗?10?40
?电动机转速范围nd?i齿?i蜗?nW?324.3?3243r/min
在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本，选择堵转转矩和最大转矩较大的Y90L-4型电机。
Y90L-4型电机额定功率1.5kW电动机，满载转速nm?1400r/min
３．传动系统的运动和动力参数 计算总传动比： ia?nM1400r/min??86.4 nW16.2r/min1、分配减速器的各级传动比：
若齿轮的传动比取i34?3，则蜗轮蜗杆的传动比为 i12?
ia86.4??28.8错误!未指定书签。 i3435
（完整版）加热炉装料机蜗轮蜗杆二级减速器
